JP2020104583A - 車両のバンパ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バンパの垂れ下がり防止機能と歩行者保護性能の維持とを発揮できるバンパ取付構造を提供する。【解決手段】 ラジエータサポートのアッパーフレームの車幅方向中央部に車両前方に突出するバンパ取付用ブラケットを配置し、このブラケットにバンパを締結し、その締結点をバンパの重心位置よりも前方に設定し、バンパ締結点を支点とする回転モーメントが発生したとしてもバンパを押し上げる方向に作用し、これによりバンパの垂れ下がりを防止する。ブラケット基端部側には剛性を確保するためのビード部を形成すると共にビード部の前端終点をバンパの締結点よりも後方に設定し、その前端終点に剛性断点を設定し車両の障害物衝突時にブラケットがバンパの衝撃吸収性能に影響を及ぼさないようにする。ブラケットの下端部をセンターブレースに締結することで、センターブレースの上端部における剛性を向上させる。【選択図】図９

Description

本発明は、車両の合成樹脂製バンパの垂れ下がりを防止するバンパ取付構造に関するものである。

近年、自動車のバンパは、樹脂加工技術の発達により大型の合成樹脂製のものが出現している。バンパが車幅方向に長い大型のものである故に、その中央部の垂れ下がりを防止する必要がある。

従来からバンパの中央上端部をラジエータサポートのアッパーフレームに取り付けているが、フロントバンパとラジエータサポートのアッパーフレームの距離が遠く、以下の理由から合成樹脂製のフロントバンパが垂れ下がるおそれがあった。

図９（ｂ）は従来のフロントバンパの取付構造の一例を示す側面断面図である。この図に示すように、フロントバンパ１００とラジエータサポートのアッパーフレーム１０２とのボルト締結部１０３が車両の前面よりも遠い位置にフロントバンパ１００の重心Ｇの位置よりも締結部１０３が後方に位置することになる。この場合、バンパ１００の重心Ｇの位置と締結点１０３との間隔Ｌ１により、バンパ１００の重力Ｍｇ×間隔Ｌ１のモーメントが作用し、このモーメントによりバンパ１００が締結点１０３を支点として回転し、重心Ｇの位置が締結点１０３と鉛直方向で合致する位置で静止して安定することになる。このような作用があるため、バンパ１００は締結点１０３側が押し下げられ、前方に垂れ下がる現象が起こる。なお、図中、符号１０４はエンジンルームの上方を覆うフードを示す。

特許文献１には、ラジエータサポートのアッパーフレームに、コラプシブルブラケットを前方に突出させ、このブラケットにフロントバンパから後方に突出するフロントフェイシアをボルト締結し、ビーグル構造体に伝達される衝撃エネルギを吸収する構造が開示されている。

特開2018-79922号公報

しかし、特許文献１においても、フロントフェイシアとコラプシブルブラケットとの締結点がバンパの重心位置よりもかなり後方位置にあるため、結局のところ、衝撃エネルギの吸収特性が向上しても、バンパの車幅方向中央部の垂れ下がりを防止することができなかった。

特に、ラジエータサポートのアッパーフレームからブラケットを突出する態様を採用した場合、バンパの垂れ下がりを支えるために、それに見合う強度が必要となる。そのようなブラケット強度を確保するためには補強ビード部などを形成する必要があるが、ブラケット強度を上げると、逆に、バンパによる衝撃エネルギがブラケット強度に阻害されて、その衝撃吸収性能が低下することになり、バンパの垂れ下がり防止機能と歩行者保護性能と二律背反する課題を解決することができない。

本発明は、上記に鑑み、バンパの垂れ下がり防止機能と歩行者保護性能の維持との二律背反する課題を解決することができるブラケット構造を備えたバンパ取付構造の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の好適な実施形態においては、フロントバンパの上端部がラジエータサポートのアッパーフレームに取付支持されるフロントバンパの取付構造において、前記ラジエータサポートが、上下のアッパーフレームおよびロアフレームと左右のサイドフレームとから四角枠状に形成され、その車幅方向中央部に前記アッパーフレームとロアフレームとを縦方向に連結するセンターブレースが配設されてなり、前記アッパーフレームの車幅方向中央部に車両前方に突出するバンパ取付用ブラケットが配置され、前記ブラケットは、前記センターブレースを挟んで両側に２本の腕部を有し、前記ブラケットの下端部が前記センターブレースに締結され、前記フロントバンパの上端部の車幅方向中央部を前記ブラケットに取り付けるための締結点がバンパの重心位置よりも前方に設定され、前記ブラケットには、前記アッパーフレームと連結するブラケット基端部側にブラケットの剛性を確保するためのビード部が形成されると共に、前記フロントバンパとの締結点よりも後方位置において前記ビード部の前端終点とされ、該前端終点が剛性断点となるように設定されている。

本発明によると、バンパ取付用ブラケットとバンパの上端部との締結点をバンパ重心の鉛直方向から前方に配置しているので、締結点を支点として重心が前方へ回転移動するモーメントが発生することになる。そのため、バンパの車幅方向中央部が垂れ下がるのを抑制することができる。また、バンパ取付用ブラケットに形成されたビード部により、バンパを支えるための強度を確保すると共に、歩行者や障害物と衝突したときの衝撃吸収性能が低下するのを防止するため、ビード部の前端終点をバンパとの締結点よりも後方位置に配置して、この終点が剛性断点となるように設定している。そのため、バンパの衝撃吸収性能に影響を及ぼすことを極力防止して歩行者保護性能を確保できるようにすると共に、ブラケットにバンパを支持する剛性を確保した構造とすることができる。

本発明の実施形態である車両のバンパ取付構造を示す要部斜視図である。 車両の前方障害物との衝突前後のバンパ取付構造の変化を左側面から示す模式図である。 車両のフロント部分の概要を示す分解斜視図である。 バンパ取付用ブラケットのラジエータサポートに組付ける状態を示す斜視図である。 図４の正面図である。 図４の平面図である。 図４の左側面図である。 ラジエータサポートにバンパを取り付けた状態を示す斜視図である。 バンパ取付状態を示す左側面図であって、同図（ａ）は本実施形態を、同図（ｂ）は従来の構造を示す。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、図３に示すように、車両１のフロントバンパ２の上端部がラジエータサポート３のアッパーフレーム３ａに取付支持されるフロントバンパの取付構造を採用している。

ラジエータサポート３は、上下のアッパーフレーム３ａおよびロアフレーム３ｂと左右のサイドフレーム３ｃ，３ｄとから四角枠状に形成され、その車幅方向中央部にアッパーフレーム３ａとロアフレーム３ｂとを縦方向に連結するセンターブレース３ｅが配設された構成となっている。ラジエータサポート３の四角枠状の内部には、エンジンを冷却する流体を内部に流し周囲の空気や水と熱伝導を利用して放熱するラジエータ（図示略）が配置される。

ラジエータサポート３は、車両本体の前部において、その左右幅方向中央部に配置されている。ラジエータサポート３の下端部において、サイドフレーム３ｃ，３ｄあるいはロアフレーム３ｂの後面に車体のサイドメンバ（図示略）の前端が固定される。また、ラジエータサポート３の上端部において、サイドフレーム３ｃ，３ｄあるいはアッパーフレーム３ａの後面に、車両本体の運転室側から前方に突出するサイドエプロンメンバ（図示略）の前端が固定される。ラジエータサポート３の各フレーム構造は、金属製の板材により断面ハット形あるいは角筒形に形成され、これにより、ラジエータサポート３の剛性が確保されて車両の前部構造物を構成している。

本実施形態のラジエータサポート３は、図３に示すように、アッパーフレーム３ａの直下に第２のアッパーフレーム３ｆがサイドフレーム３ｃ，３ｄ間に差し渡し設置され、また、サイドフレーム３ｃ，３ｄの前面部には左右方向でクロスメンバ３ｇが差し渡し設置されている。

フロントバンパ２は、障害物との衝突時に衝撃エネルギを吸収するためのものであって、本実施形態では、ラジエータに対向するよう車両前部に配置される大型合成樹脂製のアッパーバンパカバー２ａと、同じく車両前部下方に配置されるロアバンパーカバー２ｂと、アッパーバンパカバー２ａの中央開口部に嵌合する装飾グリル２ｃとを含む。

フロントバンパ２の左右側面は、サイドメンバ（図示略）にボルト締結されている。ロアバンパーカバー２ｂは、アッパーバンパカバー２ａの下端部に係合爪等により係止され、その両側面部がサイドメンバ（図示略）にボルト締結されている。

アッパーバンパカバー２ａは、車体の幅方向全域に亘って形成されており、その上端部は、図３に示すように、車両本体の幅方向の中央部２箇所４，５と、その左右方向外側の２箇所６，７とで、ラジエータサポート３のアッパーフレーム３ａの上面部にボルト締結されている。

アッパーバンパカバー２ａの中央部２箇所４，５のボルト締結位置は以下のようになっている。すなわち、アッパーフレーム３ａの車幅方向中央部に車両前方に突出する正面視Ｙ字状のバンパ取付用ブラケット１０が配置されている。このブラケット１０は、基端部側をアッパーフレーム３ａの上面にボルト締結する左右一対の腕部１１ａ，１１ｂと、該左右の腕部１１ａ、１１ｂの先端（前端側）を互いに連結する胴部１２と、該胴部１２の下端部に形成されラジエータサポート３のセンターブレース３ｅにボルト締結される脚部１３とから構成され、これらが金属製板金にて一体的に成形されてなる。

腕部１１ａ，１１ｂは、アッパーフレーム３ａに対してほぼ水平に前方に突出形成され、胴部１２は正面視でＶ字形あるいは逆台形状に形成されており、その下端部に脚部１３が配置されている。腕部１１ａ，１１ｂはバンパ２の重心Ｇの位置よりも前方に突出形成され、その前部にバンパ２の幅方向中央部をボルト締結する締結穴１４，１５が形成され、この締結穴１４，１５にアッパーバンパカバー２ａの上端中央部がボルト１６により締結される。また、腕部１１ａ，１１ｂの基端部は、アッパーフレーム３ａにボルト１８により締結固定されている。

胴部１２は、腕部１１ａ，１１ｂに対してほぼ垂直に折曲され、この折曲部１９がバンパ２の上端部の断面横Ｌ字形の載置部２０を係合する係合載置部として機能する。この係合載置部（折曲部）１９もバンパ２の重心Ｇの位置から前方に設定されており、バンパ２の垂れ下がりを防止する機能を有している。したがって、係合載置部（折曲部）１９と載置部２０との係合関係は、バンパ２の垂れ下がりを防止するバンパの締結点としても機能する。

さらに、ブラケット１０の腕部１１ａ，１１ｂの左右側端部には、アッパーフレーム３ａと連結するブラケット基端部側にブラケット１１ａ，１１ｂの剛性を確保するためのビード部２２が立ち上がり形成されている。ビード部２２は、バンパ２との締結点１６か、それよりも後方位置においてビード部２２の前端終点２２ａとされ、この前端終点２２ａが、応力集中しやすく、他の部分よりも屈曲しやすい剛性断点となるように設定されている。

ブラケット１０の胴部１２の下端は、センターブレース３ｅに連結するため斜め後方に傾斜して延設され、その下端に脚部１３に連結されている。脚部１３がセンターブレース３ｅに直接あるいはセンターブレース３ｅから上方に突出するフードロック機構２５の取付ブラケット２６にボルト２７により締結されている。

フードロック機構２５は、車両本体の前部上方を開閉自在に覆うフード３０の跳ね上がりを防止するためのものであって、図５に示すように、フード３０の前端下面から突出するリング状のストライカ（図示略）と、このストライカを係合保持するためのラッチ部３１と、該ラッチ部３１の係合解除を操作するワイヤ等の操作部３２と、ラッチ部３１を係合解除したときに、フード３０が跳ね上がるのを防止するための安全フック３３と、該安全フック３３を係合解除する操作レバー３４と、ラッチ部等を係合保持姿勢に付勢する種々のスプリング（図示略）とを備えた公知構造のものである。したがって、各図において、フードロック機構２５は、その概要を図示するか、あるいは省略した態様で示す。

フード３０は、図２に示すように、アウタパネル３０ａとインナパネル３０ｂとが間隔をおいて配置され、その前端周縁部においてアウタパネル３０ａをヘアピン状に折り曲げてインナパネル３０ｂに接合する態様を採用している。フード３０の前端はバンパ２の上端部の前面位置よりもわずかに後方に配置され、バンパ２による衝撃吸収性能を発揮できる態様となっている。さらに、バンパ取付ブラケット１０のビード部２２の前端付近が他の部分よりも屈曲しやすい剛性断点２２ａとなっているので、障害物Ｓとの衝突によりブラケット１０が衝撃吸収のために屈曲した場合、インナパネル３０ｂによりブラケット１０の屈曲が阻害されるのを防止するための隙間Ｄが、ブラケット１０の腕部１１ａ，１１ｂとインナパネル３０ｂとの間に形成されている。

図８において、バンパ２のアッパーフレーム３ａとの締結点４〜７は、車体幅方向の中央部２箇所４，５と、その左右方向外側の２箇所６，７でボルト締結されている。左右方向外側の２箇所の締結部６，７は、バンパ中央部の垂れ下がり防止への寄与度が少ない。しかも、その締結点６，７は、バンパ２の重心Ｇの位置よりも車両後方位置にある。他方、バンパ２の幅方向中央部のボルト締結点４，５は、バンパ２の重心位置よりも車両前方位置（距離Ｌ２）にあり、バンパ２の垂れ下がり防止に寄与した構造となっている。

図９（ａ）において、バンパ取付用ブラケット１０とバンパ２の上端部との締結点４，５をバンパ２の重心Ｇの位置よりも前方Ｌ２に配置すると、締結点４，５を支点としてバンパ重心Ｇが前方へ回転移動するモーメントが発生することになる。この回転モーメントがバンパ２の上端を押し上げる方向に作用するため、バンパ２の車幅方向中央部が垂れ下がるのを抑制することができる。

さらに、バンパ取付用ブラケット１０に形成されたビード部２２は、バンパ２を支えるための強度を確保することになる。図２に示すように、車両が障害物Ｓと衝突したときは、ビード部２２の前端終点２２ａがバンパ２との締結点４，５付近よりも後方に位置して、この終点２２ａが剛性断点となるので、取付ブラケット１０は剛性断点で屈曲しやすくなり、ビード部２２がバンパ２の衝撃吸収性能に影響を及ぼすことを極力防止して、歩行者保護性能を確保することができる。

なお、本実施形態では、図９（ａ）に示すように、バンパ２の垂れ下がり防止機能は、ボルト締結点４，５をバンパ２の重心Ｇの位置よりも前方に配置した点以外に、ブラケット１０の腕部１１ａ，１１ｂと胴部１２との折曲部１９が、バンパ上端部の内側載置部と係合する係合載置部として機能するので、この係合載置部１９も締結点と同様にバンパ２の垂れ下がりを防止する機能を発揮する。したがって、仮に、バンパ２の上端がボルト締結なされていなくても、ブラケット１０の腕部１１ａ，１１ｂと胴部１２との折曲部１９が締結点として機能し、この締結点がバンパ２の重心Ｇの位置よりも前方Ｌ３にあるため、バンパ２の垂れ下がりを防止することができる。

以上のとおり、本発明の好適な実施形態においては、フロントバンパ２の上端部がラジエータサポート３のアッパーフレーム３ａに取付支持されるフロントバンパの取付構造において、前記ラジエータサポート３が、アッパーフレーム３ａおよびロアフレーム３ｂと左右のサイドフレーム３ｃ，３ｄとから四角枠状に形成され、その車幅方向中央部に前記アッパーフレーム３ａとロアフレーム３ｂとを縦方向に連結するセンターブレース３ｅが配設されてなり、前記アッパーフレーム３ａの車幅方向中央部に車両前方に突出するバンパ取付用ブラケット１０が配置され、前記ブラケット１０は、前記センターブレース３ｅを挟んで両側に２本の腕部１１ａ，１１ｂを有し、前記ブラケット１０の下端部が前記センターブレース３ｅに締結され、前記ブラケット１０において、バンパ２の車幅方向中央部を前記アッパーフレーム３ａに取り付けるための締結点４，５がバンパ２の重心Ｇの位置よりも前方に設定され、前記ブラケット１０には、前記アッパーフレーム３ａと連結するブラケット基端部側にブラケットの剛性を確保するためのビード部２２が形成されると共に、前記バンパ２との締結点４，５よりも後方位置において前記ビード部２２の前端終点２２ａとされ、該終点２２ａが剛性断点となるように設定されている。

したがって、バンパ取付用ブラケット１０とバンパ２の上端部との締結点４，５をバンパ２の重心Ｇの鉛直方向から前方に配置しているので、締結点４，５を支点として重心Ｇが前方へ回転移動するモーメントが発生する場合、バンパ２の上端部中央を押し上げる方向に作用し、車幅方向中央部が垂れ下がるのを抑制することができる。なお、ブラケット１０とバンパ２の上端部締結点４，５とバンパ２の重心Ｇの位置とが鉛直方向で一致する場合は、締結点４，５を支点とするモーメントが発生しないため、安定したバンパ２の取付状態を確保することができる。

また、バンパ取付用ブラケット１０に形成されたビード部２２により、バンパ２を支えるための強度を確保することができると共に、ビード部２２の前端終点２２ａをバンパ２との締結点４，５よりも後方位置に配置して、ビード部２２の前端終点２２ａが剛性断点となるように設定しているので、バンパ２の衝撃吸収性能に影響を及ぼすことを極力防止して歩行者保護性能を確保することができる。

さらに、バンパ取付用ブラケット１０は、その２本の腕部１１をアッパーフレーム３ａに締結し、下端部をセンターブレース３ｅに締結すれば、センターブレース３ｅの剛性を確保することができ、その結果、フードロック機構２６の支持剛性を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、図３に示すバンパ２は、アッパーバンパカバー２ａ、ロアバンパカバー２ｂおよびグリル２ｃとから構成したが、これら部材の構成に限らず単一構成部材あるいはさらなる部品点数の構成部材の集合であってもよいことは勿論である。

また、上記実施形態では、バンパ取付用ブラケットは、その２本の腕部をアッパーフレームに締結しているが、単にブラケットの腕部をアッパーフレームに載せたり、あるいはアッパーフレームに引っ掛けるだけで、ボルト締結しなくてもバンパの垂れ下がりを防止することができる。

さらに、バンパ取付用ブラケットは、センターブレースを挟んで２本の腕部を有し、下端部をセンターブレースに締結する構成である限り、上記実施形態のようなＹ字状のものに限らず、例えば、Ｖ字状、Ｕ字状のものであってもよい。さらに、バンパ取付用ブラケットは、２本の腕部を別体で形成し、その下端部をセンターブレースに締結する構成であってもよい。

このように、本発明に係るバンパ取付用ブラケットは、バンパの車幅方向中央部の垂れ下がりを防止すると共に、ブラケットの基端側に形成したビード部の前端終点が剛性断点となるように設定してバンパの衝撃吸収性能に影響を及ぼすことを極力防止する構成とされ、さらに、ブラケットの下端部をセンターブレースに締結することで、センターブレースの上端部における剛性を向上させる機能を有している。したがって、バンパの垂れ下がり防止機能と歩行者保護性能の維持との二律背反する課題を一挙に解決することができると共に、フードロック機構等を支持するセンターブレースの支持剛性をも向上させるといった優れた効果が期待できる。

１ 車両
２ フロントバンパ
２ａ アッパーバンパカバー
２ｂ ロアバンパーカバー
２ｃ 装飾グリル
３ ラジエータサポート
３ａ アッパーフレーム
３ｂ ロアフレーム
３ｃ，３ｄ サイドフレーム
３ｅ センターブレース
３ｆ 第２のアッパーフレーム
４，５ 締結点
６，７ 締結点
１０ バンパ取付用ブラケット
１１ａ，１１ｂ 腕部
１２ 胴部
１３ 脚部
１４，１５ 締結穴
１６ ボルト
１８ ボルト
１９ 折曲部
２０ 載置部
２２ ビード部
２２ａ 前端終点
２５ フードロック機構
３０ フード
３０ａ アウタパネル
３０ｂ インナパネル
３１ ラッチ部
３２ ワイヤ操作部
３３ 安全フック
３４ 操作レバー

Claims (1)

1. フロントバンパの上端部がラジエータサポートのアッパーフレームに取付支持されるフロントバンパの取付構造において、
   前記ラジエータサポートが、アッパーフレームおよびロアフレームと左右のサイドフレームとから四角枠状に形成され、その車幅方向中央部に前記アッパーフレームとロアフレームとを縦方向に連結するセンターブレースが配設されてなり、
   前記アッパーフレームの車幅方向中央部に車両前方に突出するバンパ取付用ブラケットが配置され、前記ブラケットは、前記センターブレースを挟んで両側に２本の腕部を有し、前記ブラケットの下端部が前記センターブレースに締結され、
   前記フロントバンパの上端部の車幅方向中央部を前記ブラケットに取り付けるための締結点がバンパの重心位置よりも前方に設定され、
   前記ブラケットには、前記アッパーフレームと連結するブラケット基端部側にブラケットの剛性を確保するためのビード部が形成されると共に、前記フロントバンパとの締結点よりも後方位置において前記ビード部の前端終点とされ、該前端終点が剛性断点となるように設定されていることを特徴とするバンパの取付構造。
   
   

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