JP2019014461A - 車両用バンパー - Google Patents

Abstract

【課題】衝突荷重を受けたときのバンパーアブソーバの車両前後方向の変形ストローク量を大きくできるようにする。【解決手段】バンパーリインフォース４０と、バンパーアブソーバ３０と、バンパーカバー２１とを備える車両用バンパー２０であって、バンパーアブソーバ３０には、バンパーカバー２１に対して衝突荷重が加わったときに、衝突荷重を受けて潰れる部位Ｈと、衝突荷重を受け難く潰れ難い部位とが車幅方向に交互に設けられており、衝突荷重により潰れる部位Ｈと潰れ難い部位との間が破断するように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、車両ボディに支持されるバンパーリインフォースと、緩衝材のバンパーアブソーバと、バンパーカバーとを備える車両用バンパーに関する。

従来の車両用バンパーに関する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１の車両用バンパーは、車両のフロントバンパー１００である。フロントバンパー１００は、図１０、図１１に示すように、車両ボディに支持されるバンパーリインフォース１０２と、衝突荷重を吸収するバンパーアブソーバ１０４と、バンパーアブソーバ１０４等を覆うバンパーカバー１０６とを備えている。

特開２００７−２１６８０４号公報

上記したフロントバンパー１００では、衝突荷重を受けてバンパーカバー１０６が後方に窪むと、バンパーカバー１０６と共にバンパーアブソーバ１０４の前面が窪むようになる。ここで、バンパーカバー１０６はバンパーアブソーバ１０４と比較して硬く、変形し難いため、衝突荷重を受けると、その衝突荷重が加わる範囲よりも広い範囲が窪むようになる。この結果、衝突荷重がバンパーカバー１０６とバンパーアブソーバ１０４との比較的広い範囲で受けられるようになる。このため、バンパーアブソーバ１０４における車両前後方向の変形ストローク量が小さく、衝突荷重の吸収効率が低い。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、衝突荷重を受けたときのバンパーアブソーバの車両前後方向の変形ストローク量を大きくできるようにすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。請求項１の発明は、車両ボディに連結されるバンパーリインフォースと、前記バンパーリインフォースの前方に設けられる緩衝材のバンパーアブソーバと、前記バンパーアブソーバ、前記バンパーリインフォースを覆うバンパーカバーとを備える車両用バンパーであって、前記バンパーアブソーバには、前記バンパーカバーに対して衝突荷重が加わったときに、前記衝突荷重を受けて潰れる部位と、前記衝突荷重を受け難く潰れ難い部位とが車幅方向に交互に設けられており、前記衝突荷重により前記潰れる部位と潰れ難い部位との間が破断するように構成されている。

本発明によると、バンパーアブソーバには、潰れる部位と潰れ難い部位とが車幅方向に交互に設けられている。そして、バンパーカバーに対して衝突荷重が加わると、バンパーアブソーバの前記潰れる部位が衝突荷重を集中的に受けて潰れるようになる。また、前記衝突荷重により前記潰れる部位と潰れ難い部位との間が破断するようになる。このため、前記バンパーアブソーバの広い範囲が潰れる場合と比較して、バンパーアブソーバの車両前後方向における変形ストローク量を大きくできる。

請求項２の発明によると、バンパーカバーとバンパーアブソーバ間には、前記バンパーアブソーバよりも硬い押圧部が車幅方向に間隔をおいて複数設けられ、前記バンパーカバーに対して衝突荷重が加わったときに、前記押圧部が前記バンパーアブソーバの表面の被押圧部位を押圧する構成であり、前記押圧部側、あるいは前記バンパーアブソーバの表面には、前記衝突荷重により前記バンパーアブソーバの被押圧部位とそれ以外の部位間を破断させる破断手段が設けられている。

このため、バンパーカバーに対して衝突荷重が加わると、車幅方向に間隔をおいて複数設けられた押圧部がバンパーアブソーバの被押圧部位を押圧する。即ち、バンパーアブソーバの被押圧部位に衝突荷重が集中して加わるようになり、バンパーアブソーバの被押圧部位が潰れ易くなる。これに対し、バンパーアブソーバの被押圧部位以外の部位は潰れ難くなる。そして、破断手段の働きにより、前記バンパーアブソーバの被押圧部位とそれ以外の部位間が破断するようになる。

請求項３の発明によると、押圧部は、バンパーアブソーバの前方に設けられた凸部であり、破断手段は、前記バンパーアブソーバの被押圧部位とそれ以外の部位間に形成された溝部である。このため、バンパーカバーに対して衝突荷重が加わると凸部が確実にバンパーアブソーバの被押圧部位を押圧するようになる。そして、前記溝部が起点となってバンパーアブソーバが車両前後方向に破断することで、被押圧部位のみが車両前後方向に潰れるようになる。

請求項４の発明によると、押圧部は、バンパーアブソーバの表面の被押圧部位にある凸部であり、破断手段は、前記バンパーアブソーバの被押圧部位とそれ以外の部位間に形成された溝部である。このため、バンパーカバーに対して衝突荷重が加わると凸部が確実にバンパーアブソーバの被押圧部位を押圧するようになる。そして、前記溝部が起点となってバンパーアブソーバが車両前後方向に破断することで、被押圧部位のみが車両前後方向に潰れるようになる。

請求項５の発明によると、押圧部は、バンパーアブソーバの前方に設けられた凸部であり、前記破断手段は、前記凸部の車幅方向における両側で、前記凸部の先端より突出するように設けられた楔状部材である。このため、バンパーカバーに対して衝突荷重が加わると、前記バンパーカバーの楔状部材がバンパーアブソーバの被押圧部位とそれ以外の部位間を破断させながら、凸部が確実にバンパーアブソーバの被押圧部位を押圧するようになる。

本発明によると、衝突荷重を受けたときのバンパーアブソーバの車両前後方向の変形ストローク量を大きくできる。

本発明の実施形態１に係る車両用バンパー（フロントバンパー）を備える車両の側面図である。 本実施形態に係る車両用バンパーの模式縦断面図である。 車両用バンパーの平断面図（図２のIII-III矢視断面図）である。 図３のIV部拡大図である。 バンパーアブソーバを左前方から見た斜視図である。 歩行者の脚部が衝突したときのバンパーカバー及びバンパーアブソーバの動作を表す平断面図である。 変更例１に係る車両用バンパーの平断面図である。 変更例２に係る車両用バンパーのバンパーアブソーバを表す斜視図である。 変更例３に係る車両用バンパーの平断面図である。 従来の車両用バンパーの平断面図である。 従来の車両用バンパーの縦断面図である。

〔実施形態１〕
以下、図１〜図９に基づいて本発明の実施形態１に係る車両用バンパーについて説明する。本実施形態に係る車両用バンパーは、図１に示す乗用車１０のフロントバンパー２０である。ここで、図中に示す前後左右、及び上下は、本実施形態に係るフロントバンパー２０を備える乗用車１０の前後左右、及び上下に対応している。

＜乗用車１０の前部構造の概要について＞
フロントバンパー２０について説明する前に乗用車１０の前部構造について簡単に説明する。乗用車１０の車体前部には、図３に示すように、エンジンルーム１２の左右両側に車両前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバ１４が設けられている。左右のフロントサイドメンバ１４の前端位置には、それぞれクラッシュボックス１６がほぼ同軸に取付けられている。そして、左右のクラッシュボックス１６には、フロントバンパー２０の左右端部が連結されている。クラッシュボックス１６は、乗用車１０の前方衝突時にフロントバンパー２０とサイドメンバ１４間で潰れることにより、衝突荷重を吸収できるように構成されている。

＜フロントバンパー２０の構成について＞
フロントバンパー２０は、図２に示すように、バンパーリインフォース４０と、バンパーアブソーバ３０と、バンパーカバー２１、及びバンパーグリル２３と、歩行者衝突検出装置のチューブセンサ５０とを備えている。バンパーリインフォース４０は、図３に示すように、車幅方向に延びる梁状部材であり、そのバンパーリインフォース４０の左右両端部が左右のクラッシュボックス１６に連結されている。バンパーリインフォース４０は、例えば、アルミ合金製で、図２に示すように、上下に設けられた上段角筒部４１と下段角筒部４３とを備えている。

バンパーリインフォース４０の上段角筒部４１の前面には、図２、図３に示すように、バンパーアブソーバ３０が取付けられている。バンパーアブソーバ３０は、例えば、発泡スチロール製の緩衝材であり、図２に示すように、断面略角形の梁状に形成されている。そして、バンパーアブソーバ３０が車幅方向に延びるように配置されることで、バンパーアブソーバ３０はバンパーリインフォース４０の上段角筒部４１の前面を車幅方向全体に亘って覆っている。また、バンパーアブソーバ３０の後端面には、チューブセンサ５０を収納する収納溝３２が車幅方向に延びるように形成されている。

チューブセンサ５０は、バンパーアブソーバ３０の収納溝３２に収納されることで、バンパーアブソーバ３０とバンパーリインフォース４０間で車幅方向に延びるように配置される。チューブセンサ５０には、そのチューブセンサ５０の内部圧力を検出する圧力センサ（図示省略）の接続されている。即ち、前記圧力センサは、衝突荷重を受けてチューブセンサ５０が潰れる際の圧力変化を検知できるように構成されている。そして、圧力センサの圧力信号値により、前記歩行者衝突検出装置はフロントバンパー２０に対して歩行者の脚部が衝突したか否かを判定できるように構成されている。

バンパーカバー２１は、図１、図２等に示すように、フロントバンパー２０の外形意匠を構成する部材であり、バンパーアブソーバ３０、及びバンパーリインフォース４０を覆えるように構成されている。また、バンパーカバー２１の下端部内側は下部アブソーバ３５により支持されている。さらに、バンパーカバー２１の中央位置には、空気取入れ口として働くとともに、装飾部材であるバンパーグリル２３が取付けられている。ここで、バンパーカバー２１、バンパーグリル２３は樹脂製であり、緩衝材であるバンパーアブソーバ３０に対して十分硬く構成されている。

＜フロントバンパー２０の衝突荷重吸収構造について＞
フロントバンパー２０のバンパーカバー２１とバンパーグリル２３の内壁面には、バンパーアブソーバ３０と等しい高さ位置に、図２、図３に示すように、バンパーカバー２１とバンパーアブソーバ３０との隙間、及びバンパーグリル２３とバンパーアブソーバ３０との隙間を埋める隙づめ材２２が設けられている。隙づめ材２２は、車幅方向に等間隔で多数の凸部２２０を備えている。凸部２２０は、平断面形状が台形状の角形突起であり、図２に示すように、上下方向の厚み寸法がバンパーアブソーバ３０の上下方向の厚み寸法よりも大きくなるように設定されている。また、バンパーアブソーバ３０の前面３１には、図３、図４に示すように、隙づめ材２２の各々の凸部２２０に対応する位置に被押圧部位Ｈが設けられている。これにより、バンパーカバー２１、あるいはバンパーグリル２３に対して衝突荷重が加わると、隙づめ材２２の凸部２２０の先端面２２３が対応するバンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈを押圧するようになる。なお、図４ではバンパーカバー２１等は省略されている。

また、バンパーアブソーバ３０の前面３１には、被押圧部位Ｈとそれ以外の部位との間に、図４、図５に示すように、上下方向に延びる縦溝部３１１が形成されている。即ち、縦溝部３１１は、被押圧部位Ｈを車幅方向両側から挟む位置に形成されている。縦溝部３１１は断面三角形に形成されており、縦溝部３１１の底部、即ち、三角形の頂点に相当する部位が凸部２２０の先端面２２３の角部２２４の位置に合わせられている。このため、衝突荷重を受けてバンパーカバー２１、あるいはバンパーグリル２３（以下、単にバンパーカバー２１と記載する）が隙づめ材２２の凸部２２０を介してバンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈを押圧すると、バンパーアブソーバ３０は縦溝部３１１を起点として車両前後方向に破断するようになる。

ここで、隙づめ材２２の凸部２２０（先端面２２３）の幅寸法と、隣合う凸部２２０の間隙寸法とは、図４に示すように、幅寸法Ｗ１、間隙寸法Ｗ０に設定されている。ここで、幅寸法Ｗ１と間隙寸法Ｗ０とは、例えば、猫等の小動物（kg）が所定速度で衝突したときの衝突荷重が凸部２２０を介してバンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈに加わってもその被押圧部位Ｈが潰れないような値に設定されている。また、幅寸法Ｗ１と間隙寸法Ｗ０とは、例えば、６歳児のダミー人形の脚部（膝下の質量＝8.5kg）が所定速度で衝突したときの衝突荷重Ｆが凸部２２０を介してバンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈに加わったときに、被押圧部位Ｈが車両後方に良好に潰れるような値に設定されている。そして、被押圧部位Ｈが車両後方に潰れることで、バンパーアブソーバ３０は縦溝部３１１を起点として車両前後方向に破断するようになる。即ち、前記バンパーカバー２１とバンパーグリル２３とが本発明のバンパーカバーに相当し、前記隙づめ材２２が本発明の押圧部に相当する。また、バンパーアブソーバ３０の前面３１の縦溝部３１１が本発明の破断手段に相当する。

フロントバンパー２０に対して衝突荷重が加わると、バンパーアブソーバ３０とバンパーリインフォース４０間に設けられたチューブセンサ５０が潰れ、このときの圧力が圧力センサにより検出される。前記歩行者衝突検出装置では、小動物が衝突したときの圧力センサの圧力信号値よりも大きい値で、６歳児のダミー人形の脚部が衝突したときの圧力センサの圧力信号値よりも小さい値を基準圧力値として設定している。そして、歩行者衝突検出装置は、圧力センサの圧力信号値が基準圧力値よりも大きくなった場合に歩行者の衝突と判定し、エンジンフード１８（図２参照）を持ち上げるアクチュエータに対して動作信号を出力する。

＜フロントバンパー２０の動作について＞
次に、フロントバンパー２０に対して歩行者の脚部が衝突した場合のフロントバンパー２０の動作について、図６に基づいて説明する。歩行者の脚部が衝突したことによる衝突荷重Ｆがフロントバンパー２０に加わると、バンパーカバー２１が隙づめ材２２の凸部２２０の先端面２２３を介してバンパーアブソーバ３０の前面３１の被押圧部位Ｈを押圧する。これにより、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈが車両後方に潰れ、バンパーアブソーバ３０が縦溝部３１１を起点として被押圧部位Ｈとそれ以外の部位間で車両前後方向に破断する。即ち、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈのみがそれ以外の部位から切り離された状態で車両後方に潰れるようになる。

そして、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈが潰れることで、バンパーアブソーバ３０とバンパーリインフォース４０間に設けられたチューブセンサ５０が潰れ、このときの圧力が圧力センサにより検出される。この場合、圧力センサの圧力信号値は基準圧力値よりも大きくなるため、歩行者衝突検出装置はアクチュエータを動作させてエンジンフード１８を持ち上げる。これにより、歩行者の頭部がエンジンルーム１２内のエンジン等に当たり難くなる。なお、フロントバンパー２０に対して小動物が衝突したときには、バンパーアブソーバ３０が潰れず、圧力センサの圧力信号値も基準圧力値より小さくなるため、前記アクチュエータが動作することはない。

＜本実施形態に係るフロントバンパー２０の長所について＞
本実施形態に係るフロントバンパー２０によると、バンパーカバー２１に対して衝突荷重Ｆが加わると、車幅方向に間隔をおいて複数設けられた凸部２２０（押圧部）がバンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈを押圧する。さらに、バンパーアブソーバ３０の縦溝部３１１（破断手段）働きで、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈとそれ以外の部位間が切断されるように破断する。即ち、バンパーカバー２１に対して衝突荷重Ｆが加わると、衝突荷重Ｆがバンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈに集中して加わるようになり、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈのみが車両後方向に潰れるようになる。このため、バンパーアブソーバ３０の広い範囲、即ち、被押圧部位Ｈ、およびその周辺が潰れる場合と比較して、バンパーアブソーバ３０の車両後方向における変形ストローク量を大きくできる。これにより、フロントバンパー２０の衝突荷重の吸収効率が向上する。

〔変更例〕
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図３、図４に示すように、バンパーカバー２１の内側に隙づめ材２２を設け、前記隙づめ材２２にバンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈを押圧する凸部２２０を設ける例を示した。しかし、隙づめ材２２を省略して、図７に示すように、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈに硬い押圧樹脂板３４を接着することも可能である。これにより、フロントバンパー２０に対して衝突荷重が加わると、衝突荷重がバンパーカバー２１、押圧樹脂板３４を介してバンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈに加わるようになる。なお、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈに硬い押圧樹脂板３４を接着する代わりに、押圧樹脂板３４に相当する部分をバンパーアブソーバ３０の本体よりも硬い発泡倍率の発泡スチロールで形成しても良い。即ち、前記押圧樹脂板３４が本発明の押圧部、及び凸部に相当する。

また、本実施形態では、図５に示すように、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈと、それ以外の部位間に上下方向に延びる縦溝部３１１を形成する例を示した。しかし、図８に示すように、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈとそれ以外の部位間の上面と下面とに車両前後方向に延びる横溝部３１５を形成することも可能である。また、本実施形態では、前記縦溝部３１１をバンパーアブソーバ３０の上端縁と下端縁とを除く部分に形成する例を示したが、バンパーアブソーバ３０の上端から下端まで形成することも可能である。また、図８では、横溝部３１５をバンパーアブソーバ３０の前端縁と後端縁とを除く部分に形成する例を示したが、バンパーアブソーバ３０の前端から後端まで形成することも可能である。

また、本実施形態では、図５、図８に示すように、バンパーアブソーバ３０の被押圧部位Ｈとそれ以外の部位間に溝部３１１，３１５を設ける例を示した。しかし、図９に示すように、バンパーアブソーバ３０の溝部３１１，３１５を省略し、隙づめ材２２の凸部２２０の車幅方向における両側に、前記凸部２２０の先端より突出する楔状部材２２６を設けることも可能である。また、本実施形態では、チューブセンサ５０を備える車両用バンパーを例示したが、チューブセンサ５０を備えない車両用バンパーに本発明を適用することも可能である。

２０・・・・フロントバンパー（車両用バンパー）
２１・・・・バンパーカバー
２３・・・・バンパーグリル（バンパーカバー）
２２・・・・隙づめ材（押圧部）
２２０・・・凸部（押圧部）
２２３・・・先端面
２２４・・・角部
２２６・・・楔状部材（破断手段）
３０・・・・バンパーアブソーバ
３１・・・・前面
３１１・・・縦溝部（破断手段）
３１５・・・横溝部（破断手段）
３４・・・・押圧樹脂板（押圧部、凸部）
Ｈ・・・・・被押圧部位
４０・・・・バンパーリインフォース
５０・・・・チューブセンサ

Claims (5)

1. 車両ボディに連結されるバンパーリインフォースと、前記バンパーリインフォースの前方に設けられる緩衝材のバンパーアブソーバと、前記バンパーアブソーバ、前記バンパーリインフォースを覆うバンパーカバーとを備える車両用バンパーであって、
   前記バンパーアブソーバには、前記バンパーカバーに対して衝突荷重が加わったときに、前記衝突荷重を受けて潰れる部位と、前記衝突荷重を受け難く潰れ難い部位とが車幅方向に交互に設けられており、前記衝突荷重により前記潰れる部位と潰れ難い部位との間が破断するように構成されている車両用バンパー。
2. 請求項１に記載された車両用バンパーであって、
   前記バンパーカバーと前記バンパーアブソーバ間には、前記バンパーアブソーバよりも硬い押圧部が車幅方向に間隔をおいて複数設けられ、前記バンパーカバーに対して衝突荷重が加わったときに、前記押圧部が前記バンパーアブソーバの表面の被押圧部位を押圧する構成であり、
   前記押圧部側、あるいは前記バンパーアブソーバの表面には、前記衝突荷重により前記バンパーアブソーバの被押圧部位とそれ以外の部位間を破断させる破断手段が設けられている車両用バンパー。
3. 請求項２記載された車両用バンパーであって、
   前記押圧部は、前記バンパーアブソーバの前方に設けられた凸部であり、
   前記破断手段は、前記バンパーアブソーバの被押圧部位とそれ以外の部位間に形成された溝部である車両用バンパー。
4. 請求項２に記載された車両用バンパーであって、
   前記押圧部は、前記バンパーアブソーバの表面の被押圧部位にある凸部であり、
   前記破断手段は、前記バンパーアブソーバの被押圧部位とそれ以外の部位間に形成された溝部である車両用バンパー。
5. 請求項２に記載された車両用バンパーであって、
   前記押圧部は、前記バンパーアブソーバの前方に設けられた凸部であり、
   前記破断手段は、前記凸部の車幅方向における両側で、前記凸部の先端より突出するように設けられた楔状部材である車両用バンパー。
   

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