JP2018016159A - 車両用バンパーリインフォースメント - Google Patents

Abstract

【課題】軽量であり且つ衝撃荷重を十分に吸収することができる車両用バンパーリインフォースメントを提供する。【解決手段】 車両用バンパーリインフォースメント１０は、車室の前方又は後方に配置される。車両用バンパーリインフォースメント１０は、車幅方向に延設され、車室に対面するように配置された板状の前壁部１１と、車幅方向にそれぞれ延設された上壁部１２及び下壁部１３であって、前壁部１１の上端部及び下端部から車室側へそれぞれ延びる板状の上壁部１２及び下壁部１３と、を備える。前壁部１１の車両高さ方向における中間部にて車幅方向に延びる所定の部分の剛性が、前壁部１１の他の部分の剛性よりも低く設定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用バンパーリインフォースメントに関する。

下記特許文献１に記載されているように、車両走行中において車両の前端（又は後端）に物体が衝突したとき、衝撃を吸収する車両用バンパーリインフォースメントは知られている。この車両用バンパーリインフォースメントは、車幅方向に延びる筒状に形成されている。また、図８に示すように、後方（車室側）へ開放された車両用バンパーリインフォースメント２０も知られている。これらの車両用バンパーリインフォースメントの長手方向における両端部が、車両本体の支持部材（サイドメンバ）にそれぞれ取り付けられて支持される。

特開２００２‐２２５６５２号公報

図８に示す上記従来の車両用バンパーリインフォースメント２０の前壁部２１に衝撃荷重が印加されると、衝撃荷重により車両用バンパーリインフォースメント２０が屈曲して、衝撃を吸収する。このとき、車両用バンパーリインフォースメント２０の上壁部２２、下壁部２３、上側後壁部２４及び下側後壁部２５のそれぞれには、車両用バンパーリインフォースメント２０の長手方向（図８の紙面に垂直な方向）に平行な方向への応力が作用する。ここで、前壁部２１が屈曲した状態では、車両用バンパーリインフォースメント２０の上壁部２２、下壁部２３、上側後壁部２４及び下側後壁部２５の前側部分には圧縮応力が作用し、後側部分には引っ張り応力が作用する。したがって、前壁部２１が屈曲するにしたがって、車両用バンパーリインフォースメントの上側後壁部２４及び下側後壁部２５に亀裂が入り、その後、上壁部２２及び下壁部２３に亀裂が進行して、車両用バンパーリインフォースメント２０が破断する（図９参照）。従来の車両用バンパーリインフォースメント２０は、前壁部２１の屈曲の初期に（変形量が小さい状態で）上記破断が起こる（図６Ａ及び図６Ｂ参照）。そこで、車両用バンパーリインフォースメント２０が破断するまでに車両用バンパーリインフォースメント２０の屈曲により衝撃が十分に吸収されるように、車両用バンパーリインフォースメント２０の各壁部の肉厚を比較的大きく設定する必要があった。すなわち、車両用バンパーリインフォースメント２０が受ける衝撃荷重に対する破断強度を比較的大きく設定する必要があった（図６Ａ参照）。そのため、車両用バンパーリインフォースメント２０の重量を軽減することが困難であった、

本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、軽量であり且つ衝撃荷重を十分に吸収することができる車両用バンパーリインフォースメントを提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車室の前方又は後方に配置される車両用バンパーリインフォースメント（１０，１０Ａ）であって、車幅方向に延設され、車室に対面するように配置された板状の第１壁部（１１）と、車幅方向にそれぞれ延設された第２壁部及び第３壁部であって、前記第１壁部の上端部及び下端部から車室側へそれぞれ延びる板状の第２壁部（１２）及び第３壁部（１３）と、を備え、第１壁部の車両高さ方向における中間部にて車幅方向に延びる所定の部分（Ｐ_１１，Ｑ_１１）の剛性が、第１壁部の他の部分（前記所定の部分を除く部分）の剛性よりも低く設定されている、車両用バンパーリインフォースメントとしたことにある。なお、上記の中間部とは、第１壁部の一部分であって、第１壁部の上端部第２壁部より下方に位置し且つ第１壁部の下端部第３壁部より上方に位置する部分を意味する。

この場合、前記所定の部分の肉厚が第１壁部の他の部分の肉厚よりも小さいとよい。

また、この場合、前記所定の部分の車室側の面と、第１壁部のうち前記所定の部分の上端及び下端にそれぞれ連続する部分の車室側の面とが同一面内に位置しているとよい。

また、この場合、車室に向かって開放されている、車両用バンパーリインフォースメントとするとよい。

また、この場合、第１壁部は、その車両高さ方向における中央部を中心として上下対称形状を呈するとよい。

本発明に係る車両用バンパーリインフォースメントの前面に衝撃荷重が印加されると、衝撃荷重が作用する部分を中心として車両用バンパーリインフォースメントが屈曲変形する。この屈曲変形により、屈曲変形部分における第１壁部に形成された剛性が低い上記所定部分を起点として、屈曲変形部分における第２壁部及び第３壁部が開くように変形する。（図４参照）。これにより、屈曲変形部分における第１壁部乃至第３壁部が略平行な状態（１枚の板状）になる。このように、車両用バンパーリインフォースメントが折れ曲がる過程において屈曲変形部分を板状に変形させること（つまり屈曲変形部分の車両前後方向の寸法が小さくなるように屈曲変形部分を変形させること）により、本発明に係る車両用バンパーリインフォースメントを、破断させることなく、従来の車両用バンパーリインフォースメントよりも大きく屈曲させることができる。つまり、衝突直後に車両用バンパーリインフォースメントが破断してしまうことを抑制できる。よって、本発明に係る車両用バンパーリインフォースメントの肉厚をあまり大きくしなくても、その衝撃吸収量を、従来の車両用バンパーリインフォースメントと同等に設定できる。すなわち、本発明によれば、従来よりも軽量ではあるが、従来と同等の衝撃吸収性能を有する車両用バンパーリインフォースメントを提供できる。

本発明に係る車両用バンパーリインフォースメントが適用された車両の概略図である。 図１の車両用バンパーリインフォースメントの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。 車両用バンパーリインフォースメントが少し屈曲した際に上壁部及び下壁部に作用する応力を示す平面図である。 図３ＡのＩ−Ｉ断面図である。 車両用バンパーリインフォースメントの中間部が板状に変形して行く過程を示す概略図である。 衝撃荷重が印加されて屈曲した車両用バンパーリインフォースメントを斜め後方から見た斜視図である。 車両用バンパーリインフォースメントに印加された衝撃荷重を示すグラフである。 車両用バンパーリインフォースメントによって吸収された衝撃量を示すグラフである。 本発明の変形例に係る車両用バンパーリインフォースメントの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。 従来の車両用バンパーリインフォースメントの長手方向に垂直な断面を示す断面図である。 衝撃荷重が印加されて破断した従来の車両用バンパーリインフォースメントを斜め後方から見た斜視図である。

本発明の一実施形態に係る車両用バンパーリインフォースメント１０について説明する。車両用バンパーリインフォースメント１０は、図１に示すように、車両Ｖの前端部にて車幅方向に延設される。車両Ｖは、車両前後方向に延びるサイドメンバＳＬ，ＳＲを備える。サイドメンバＳＬ，ＳＲは、車両Ｖの左端部及び右端部にそれぞれ配置されている。車両用バンパーリインフォースメント１０の左端部及び右端部がサイドメンバＳＬの前端部及びサイドメンバＳＲの前端部にそれぞれ取り付けられる。

車両用バンパーリインフォースメント１０の構成は、図８に示す従来の車両用バンパーリインフォースメント２０の構成と略同一である。ただし、以下説明するように、車両用バンパーリインフォースメント１０の前壁部１１の構成が車両用バンパーリインフォースメント２０の前壁部２１の構成とは異なる。

つぎに、車両用バンパーリインフォースメント１０の構成について詳しく説明する。平面視において、車両用バンパーリインフォースメント１０は弓状に湾曲している（図１参照）。すなわち、車両用バンパーリインフォースメント１０の長手方向（車幅方向）における中央部よりも長手方向における両端部が少し後方に位置している。車両用バンパーリインフォースメント１０の曲率は、車両の前端部のデザイン（バンパーカバーの形状）に応じて決定されている。また、車両用バンパーリインフォースメント１０は、その車両高さ方向における中央部を中心として上下対称形状を呈する。車両用バンパーリインフォースメント１０は、図２に示すように、前壁部１１、上壁部１２、下壁部１３、上側後壁部１４、下側後壁部１５を有する。なお、図２は、車両用バンパーリインフォースメント１０の長手方向に垂直な断面を示しているが、その形状は、車両用バンパーリインフォースメント１０の長手方向における断面の位置に関わらず一定である。

前壁部１１は、車幅方向に延び、且つ車室に対面する板状に形成されている。前壁部１１の前面の車両高さ方向における中央部には、車幅方向に延びる溝部Ｇ_１１が形成されている。上壁部１２は、車幅方向に延び、且つ前壁部１１の上端部から後方（車室側）へ延びる板状に形成されている。上壁部１２の後端部は、上壁部１２の前端部よりも少し上方に位置している。下壁部１３は、前壁部１１の下端部から後方（車室側）へ延設されている。下壁部１３の後端部は、下壁部１３の前端部よりも少し下方に位置している。上側後壁部１４及び下側後壁部１５は、車幅方向に延び、且つ車室に対面する板状に形成されている。つまり、上側後壁部１４及び下側後壁部１５は、前壁部１１に略平行である。上側後壁部１４は、上壁部１２の後端から下方へ延設されている。下側後壁部１５は、下壁部１３の後端から上方へ延設されている。上側後壁部１４の下端面と下側後壁部１５の上端面とが対向している。つまり、車両用バンパーリインフォースメント１０は後方へ開放されている。サイドメンバＳＬ，ＳＲの前端部は、車両用バンパーリインフォースメント１０の内部へ挿入される。そして、サイドメンバＳＬ，ＳＲの前面と前壁部１１の後面とが当接した状態で、サイドメンバＳＬ，ＳＲと車両用バンパーリインフォースメント１０が締結される。

前壁部１１、上側後壁部１４及び下側後壁部１５の肉厚は略同一であり、上壁部１２及び下壁部１３の肉厚は、前壁部１１、上側後壁部１４及び下側後壁部１５の略半分である。ただし、前壁部１１の車両高さ方向における中間部には、前壁部１１の他の部分よりも肉厚が小さく、前壁部１１の他の部分よりも剛性の低い低剛性部Ｐ_１１及び低剛性部Ｑ_１１が形成されている。例えば、低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１の肉厚は、前壁部１１のうち、低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１を除く部分の肉厚の略半分である。低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１は、車幅方向に延設されている。すなわち、低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１は、前壁部１１の右端から左端に亘って形成されている。低剛性部Ｐ_１１は、上壁部１２と溝部Ｇ_１１との間に位置している。また、低剛性部Ｑ_１１は、下壁部１３と溝部Ｇ_１１との間に位置している。低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１の幅（車両高さ方向の寸法）は、低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１の肉厚と同等である。前壁部１１のうちの溝部Ｇ_１１を除く部分の後面は同一面内に位置している。つまり、前壁部１１のうち溝部Ｇ_１１のみが後方へ突出しており、溝部Ｇ_１１を除く部分には段差が形成されていない。なお、従来の車両用バンパーリインフォースメント２０の前壁部２１には低剛性部は形成されていない（図８参照）。すなわち、前壁部２１の各部位の肉厚は略同一である。

また、車両用バンパーリインフォースメント１０には、図示しない各種貫通孔（例えば、車両用バンパーリインフォースメント１０をサイドメンバＳＬ，ＳＲに締結するための締結部材（リベット、ボルトなど）が挿入される孔）が設けられている。

車両用バンパーリインフォースメント１０は、次のようにして形成される。まず、金属材料（例えばアルミニウム合金材）を押出加工して、直線状の中間成形体を形成する。前記金属材料の押出方向が車幅方向に相当する。中間成形体の長手方向に垂直な断面の形状は、図２に示す断面の形状と同一である。つぎに、中間成形体の壁部に、上記の各種貫通孔をそれぞれ形成する。つぎに、中間成形体を弓状に曲げ加工する。このようにして、車両用バンパーリインフォースメント１０が形成される。

上記のように、車両用バンパーリインフォースメント１０の構成は、図８に示す従来の車両用バンパーリインフォースメント２０の構成と略同一である。ただし、従来の車両用バンパーリインフォースメント２０の前壁部２１の各部位の肉厚が略同一であるのに対し、本実施形態の車両用バンパーリインフォースメント１０の前壁部１１の一部（低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１）が他の部分に比べて薄く形成されている。したがって、車両用バンパーリインフォースメント１０は、車両用バンパーリインフォースメント２０よりも軽い。

車両用バンパーリインフォースメント１０の長手方向における略中央部分の前面に衝撃荷重が印加されると、図３Ａに示すように、車両用バンパーリインフォースメント１０が屈曲する。この状態において、上壁部１２及び下壁部１３には、車両用バンパーリインフォースメント１０の長手方向に沿った応力σが作用する。この応力σの車両前後方向成分である応力σ_ａの作用（図３Ｂ参照）により、衝撃荷重が作用して屈曲した部分（以下、屈曲変形部分）の前壁部１１に形成されている低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１を起点として、図４に示すように、屈曲変形部分における上壁部１２及び下壁部１３が開くように変形する。その後、屈曲変形部分における前壁部１１、上壁部１２、下壁部１３が１枚の板状となり、この１枚の板状の部分に重ね合わされるように上側後壁部１４及び下側後壁部１５が１枚の板状の部分に略平行な状態になる。

このように、車両用バンパーリインフォースメント１０が変形していく過程において屈曲変形部分を板状に変形させること（つまり、屈曲変形部分の車両前後方向の寸法が小さくなるように屈曲変形部分を変形させること）により、車両用バンパーリインフォースメント１０を破断させることなく、従来の車両用バンパーリインフォースメント２０よりも大きく屈曲させることができる。つまり、衝突直後に車両用バンパーリインフォースメント１０が破断してしまうことを抑制できる。前壁部１１の一部（低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１）が他の部分に比べて薄く形成されているので、車両用バンパーリインフォースメント１０の前壁部１１の剛性は、車両用バンパーリインフォースメント２０の前壁部２１の剛性よりも低い。そのため、図６Ａに示すように、車両用バンパーリインフォースメント１０が受ける衝撃荷重（同図において実線で示す特性）は、従来の車両用バンパーリインフォースメント２０が受ける衝撃荷重（同図において破線で示す特性）より小さい。しかし、車両用バンパーリインフォースメント１０は、破断することなく、車両用バンパーリインフォースメント２０よりも大きく屈曲する。よって、図６Ｂに示すように、車両用バンパーリインフォースメント１０の衝撃吸収量は、従来の車両用バンパーリインフォースメント２０と同等である。すなわち、車両用バンパーリインフォースメント１０は、従来よりも軽量であるが、従来と同等の衝撃吸収性能を有する。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、図７に示す車両用バンパーリインフォースメント１０Ａのように、低剛性部Ｐ_１１，Ｑ_１１の車両高さ方向の寸法が上記実施形態（図２）よりも大きく設定されていても良い。また、上記実施形態では、車両用バンパーリインフォースメント１０は弓状に湾曲しているが、車両用バンパーリインフォースメント１０が直線状に形成されていても良い。また、上記実施形態は、本発明を車両Ｖの前端（車室の前方）に取り付けられる車両用バンパーリインフォースメントに適用した例であるが、本発明は、車両Ｖの後端（車室の後方）に取り付けられる車両用バンパーリインフォースメントにも適用可能である。

１０，１０Ａ・・・車両用バンパーリインフォースメント、１１・・・前壁部、１２・・・上壁部、１３・・・下壁部、１４・・・上側後壁部、１５・・・下側後壁部、Ｐ_１１，Ｑ_１１・・・低剛性部

Claims (5)

1. 車室の前方又は後方に配置される車両用バンパーリインフォースメントであって、
   車幅方向に延設され、車室に対面するように配置された板状の第１壁部と、
   車幅方向にそれぞれ延設された第２壁部及び第３壁部であって、前記第１壁部の上端部及び下端部から車室側へそれぞれ延びる板状の第２壁部及び第３壁部と、
   を備え、
   前記第１壁部の車両高さ方向における中間部にて車幅方向に延びる所定の部分の剛性が、前記第１壁部の他の部分の剛性よりも低く設定されている、前記車両用バンパーリインフォースメント。
2. 請求項１に記載の車両用バンパーリインフォースメントにおいて、
   前記所定の部分の肉厚が前記第１壁部の他の部分の肉厚よりも小さい、車両用バンパーリインフォースメント。
3. 請求項２に記載の車両用バンパーリインフォースメントにおいて、
   前記所定の部分の車室側の面と、前記第１壁部のうち前記所定の部分の上端及び下端にそれぞれ連続する部分の車室側の面とが同一面内に位置している、車両用バンパーリインフォースメント。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の車両用バンパーリインフォースメントにおいて、
   前記車室に向かって開放されている、車両用バンパーリインフォースメント。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載の車両用バンパーリインフォースメントにおいて、
   前記第１壁部は、その車両高さ方向における中央部を中心として上下対称形状を呈する、車両用バンパーリインフォースメント。

Images