JP4292911B2

JP4292911B2 - 車体のバンパ構造

Info

Publication number: JP4292911B2
Application number: JP2003283602A
Authority: JP
Inventors: 芳和大野; 昭宜長江; 孝夫伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: US7059642B2; JP2005047463A; CN1304222C; CN2737612Y; US20050046206A1; CN1579839A

Description

本発明は車体のバンパ構造に係り、特に、エネルギ吸収部材を備えた自動車等の車体のバンパ構造に関する。

従来、自動車等の車体のバンパ構造においては、車体前後方向に延びる左、右のサイドメンバの前端に車幅方向に延びるバンパリインホースを架設し、該バンパリインホースの前方にバンパカバーを配設すると共に、バンパリインホースの前壁にバンパカバーの後面に近接して延びるエクステンション部材を固定することで、衝突荷重が、バンパカバーからエクステンション部材を介してバンパリインフォースメントに衝突後直ちに伝達され、更に左、右のサイドメンバに伝達される構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１１５０号公報

しかしながら、この車体のバンパ構造では、正突時にバンパリインフォースメントの車幅方向中央部に発生荷重が集中し、車体後方に撓むため、左右のサイドメンバの前端に左右方向の荷重が発生する。この結果、左右のサイドメンバの撓みモードが衝突速度によって変化し、サイドメンバの発生荷重の速度依存性が低下する。このため、サイドメンバの後方にエアバッグを作動するための加速度センサを配設した場合には、エアバッグを最適な条件で作動させることができない。また、エクステンション部材が金属製とされているため、軽衝突時に変形したエクステンション部材が元の形状に戻らないため、修理費が高くなる。

本発明は上記事実を考慮し、サイドメンバにおける正突時発生荷重の速度依存性を良好にすると共に、軽衝突時の修理費を低減できる車体のバンパ構造を得ることが目的である。

請求項１記載における本発明の車体のバンパ構造は、車体前後方向に延びる左、右のサイドメンバの前端に架設され、車幅方向に延びるバンパリインフォースメントと、
前記パリインフォースメントとバンパカバーとの間に配設されたバンパアブソーバと、
を有し、
前記バンパアブソーバの前記バンパリインフォースメントと対向する部位に、車幅方向に間隔を開けて複数の凸部が立設され、前記バンパアブソーバの前記凸部の根元部外周に溝が形成されたことを特徴とする。

従って、衝突体にバンパカバーが正突すると、荷重が、バンパカバーからバンパアブソーバを介してバンパリインフォースメントに伝達され、更にサイドメンバに伝達される。この際、バンパアブソーバのバンパリインフォースメントと対向する部位に、車幅方向に間隔を開けて立設されている複数の凸部により、衝突荷重を衝突後直ちにバンパリインフォースメントを介してサイドメンバに伝達できる。また、車幅方向外側の部位に比べて車体前方へ突出するバンパアブソーバの車幅方向中央部では、凸部が早期に押圧されるが、複数の凸部が車幅方向に間隔を開けて立設されていると共に、各凸部の根元部外周に溝を形成したことによって、周囲の部位に影響されずに凸部が確実に圧縮変形する。この結果、正突時にバンパリインホースメントの車幅方向中央部に発生荷重が集中するのを防止できる。また、左右のサイドメンバの前端に左右方向の荷重が発生するのを防止できる。このため、左右のサイドメンバにおける正突時の発生荷重の速度依存性が良好になる。更に、正突時にバンパリインフォースメントの車幅方向中央部に発生荷重が集中するのを防止できるので、軽衝突時におけるバンパリインフォースメントの車幅方向中央部の車体後方への変形を防止できる。このため、軽衝突時の修理費を低減できる。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車体のバンパ構造において、前記凸部の頂部に形成した孔と、
前記バンパアブソーバの前記バンパカバーと対向する部位に形成された複数の凹部と、を有し、
前記孔と前記凹部とが車体前後方向で同軸上にあることを特徴とする。

従って、請求項１に記載の内容に加えて、バンパアブソーバにおけるバンパカバー側に形成した凹部と、バンパアブソーバにおけるバンパリインフォースメント側の凸部の頂部に形成した凹部とが車体前後方向で同軸上にあるため、バンパアブソーバにおけるバンパカバー側に入力した荷重を、凹部の外周部と凸部の頂部とを介してバンパリインフォースメントへ効果的に伝達できる。この結果、凹部又は凸部の形状を調整することによって、入力荷重のコントロールを確実に行なうことができる。

請求項１記載における本発明の車体のバンパ構造は、車体前後方向に延びる左、右のサイドメンバの前端に架設され、車幅方向に延びるバンパリインフォースメントと、パリインフォースメントとバンパカバーとの間に配設されたバンパアブソーバと、を有し、バンパアブソーバのバンパリインフォースメントと対向する部位に、車幅方向に間隔を開けて複数の凸部が立設され、バンパアブソーバの凸部の根元部外周に溝が形成されたため、サイドメンバにおける正突時発生荷重の速度依存性を良好にすると共に、軽衝突時の修理費を低減できるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車体のバンパ構造において、凸部の頂部に形成した孔と、バンパアブソーバのバンパカバーと対向する部位に形成された複数の凹部と、を有し、孔と凹部とが車体前後方向で同軸上にあるため、請求項１に記載の効果に加えて、入力荷重のコントロールを確実に行なうことができるという優れた効果を有する。

本発明における車体のバンパ構造の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。

なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。

図１に示される如く、本実施形態では、車体前後方向に延びる左、右のフロントサイドメンバ１０の前端１０Ａにフロントバンパ１２のバンパリインフォースメント１４が架設されており、バンパリインフォースメント１４は車幅方向に沿って略直線状に延設されている。

図２に示される如く、バンパリインフォースメント１４の長手方向と直交する方向、即ち、車幅方向から見た断面形状は目字状となっており、上壁部１４Ａと下壁部１４Ｂとの間に前壁部１４Ｃと後壁部１４Ｄを連結する上下２つの横壁部１４Ｅ、１４Ｆが上壁部１４Ａと平行に形成されている。

バンパリインフォースメント１４の前壁部１４Ｃの衝突側（車体前方側）には、低発泡倍率のポリプロピレン等の樹脂、ゴム等の復元可能な材料で構成されたエネルギ吸収部材としてのバンパアブソーバ１６が車幅方向に沿って配設されている。

図１に示される如く、バンパアブソーバ１６の前壁部１６Ａの車体上下方向から見た形状は、意匠の自由度を増加すると共に、バンパアブソーバ１６の前後長を長くしてエネルギ吸収量を増加するため、車体前方へ膨らんだ円弧状となっている。

バンパアブソーバ１６の前壁部１６Ａにおける左右のフロントサイドメンバ１０の間となる部位には、車体前方側から車体後方側へ向かって複数の凹部２０が車幅方向に所定の間隔を開けて形成されている。なお、凹部２０は角錐台形状となっている。

図２に示される如く、凹部２０は、車体上下方向に所定の間隔を開けて上下２列形成されており、凹部２０が形成されたバンパアブソーバ１６の前壁部１６Ａは、バンパカバー２３の上部２３Ａと車体前後方向で対向している。

図１に示される如く、バンパリインフォースメント１４の前壁部１４Ｃと対向するバンパアブソーバ１６の後壁部１６Ｂにおける左右のフロントサイドメンバ１０の間となる部位には、複数の凸部２４が車幅方向に所定の間隔を開けて形成されている。複数の凸部２４は、バンパアブソーバ１６の後壁部１６Ｂの車体前方へ膨らんだ円弧形状に対応して、車体前後方向に沿った長さが、車幅方向中央部から車幅方向外側に向かって徐々に短くなっている。

図３に示される如く、複数の凸部２４は車体上下方向に所定の間隔を開けて上下２列形成されており、角錐台形状となっている。また、凸部２４の頂部２４Ａには、車体後方側から車体前方側へ向かって円形の孔２６が形成されており、凸部２４が圧縮変形する際に、孔２６が潰れることで、エネルギ吸収量が増加すると共に、潰れ残りが少なくなるようになっている。更に、凸部２４の根元部外周には溝２８が形成されており、凸部２４が変形する際に、バンパアブソーバ１６の周囲の部位に影響させずに凸部２４が確実に変形できるようになっている。

図１及び図２に示される如く、バンパアブソーバ１６に形成した凹部２０と凸部２４の孔２６とが車体前後方向で同軸上にあり、バンパアブソーバ１６における凹部２０の外周部の車体後方に凸部２４が配設されている。

図２に示される如く、凸部２４の頂部２４Ａは、バンパリインフォースメント１４の前壁部１４Ｃにおける上壁部１４Ａ、下壁部１４Ｂ、横壁部１４Ｅ及び横壁部１４Ｆの前方となる部位に当接している。また、バンパアブソーバ１６の前壁部１６Ａの上下方向中央部には、車幅方向に沿って浅い凹部２５が形成されており、凹部２５内にハーネスを配設できるようになっている。

図３に示される如く、バンパアブソーバ１６の後壁部１６Ｂの車幅方向両端部近傍１６Ｃには車体後方へ向かって位置決め用の凸部３０が形成されており、この凸部３０がバンパリインフォースメント１４の前壁部１４Ｃの車幅方向両端部近傍に形成した位置決め孔３２に挿入されている。

図１に示される如く、左右のフロントサイドメンバ１０のキック部１０Ｂには、クロスメンバ３６が架設されており、クロスメンバ３６の車幅方向中央部３６Ａに前端部が結合されたフロアトンネル３８の前部には、衝突検知手段を構成する加速度センサを組み込んだエアバッグ展開制御回路４０が配設されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、衝突体にバンパカバー２３が正突すると、図１に示される如く、荷重Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７が、バンパカバー２３からバンパアブソーバ１６を介してバンパリインフォースメント１４に伝達され、更にフロントサイドメンバ１０に伝達される。この際、バンパアブソーバ１６のバンパリインフォースメント１４と対向する部位に形成された複数の凸部２４により、衝突荷重を衝突後直ちにバンパリインフォースメント１４を介してフロントサイドメンバ１０に伝達できる。

また、図１に示すような車体構造では、車体の衝突速度に依存した加速度をエアバッグ展開制御回路４０に組み込んだ加速度センサに確実に発生させるためには、左右のフロントサイドメンバ１０での発生荷重Ｆ１、Ｆ２を衝突速度に依存させる必要がある。

このためには、正突時にバンパリインフォースメント１４における車幅方向中央部の車体後方への撓みを防止し、左右のフロントサイドメンバ１０の前端１０Ａに車幅内側方向の荷重Ｆ３、Ｆ４が発生するのを防止する必要がある。

本実施形態では、車幅方向外側の部位に比べて車体前方へ平面視で円弧状に突出するバンパアブソーバ１６の車幅方向中央部において、凸部２４が衝突早期に押圧された場合に、凸部２４の根元部外周に形成した溝２８によって、周囲の部位に影響させずに凸部２４が確実に変形する。また、孔２６が潰れることでも凸部２４が確実に変形する。

この結果、正突時にフロントバンパ１２の車幅方向中央部に発生荷重Ｆ５が集中するのを防止できる。即ち、正突時にバンパリインフォースメント１４の車幅方向中央部に発生する荷重Ｆ５を、バンパリインフォースメント１４の車幅方向両端部に発生する荷重Ｆ６、Ｆ７に比べて小さくできる。このため、左右のフロントサイドメンバ１０に作用する車幅内側方向の荷重Ｆ３、Ｆ４を抑制できるので、左右のフロントサイドメンバ１０の撓みモードが衝突速度によって変化し、フロントサイドメンバ１０の発生荷重Ｆ１、Ｆ２の速度依存性が低下するのを防止できる。従って、正突時の発生荷重Ｆ１、Ｆ２の速度依存性が良好になり、エアバッグを最適な条件で作動させることができる。

更に、本実施形態では、正突時にバンパリインフォースメント１４の車幅方向中央部に発生荷重が集中するのを防止できるので、軽衝突時におけるバンパリインフォースメント１４の車幅方向中央部の車体後方への変形を防止できる。このため、軽衝突時の修理費を低減できる。

また、本実施形態では、バンパアブソーバ１６における凸部２４の頂部２４Ａに形成した孔２６と、バンパアブソーバ１６における凹部２０とが車体前後方向で同軸上にあるため、バンパカバー２３からバンパアブソーバ１６に入力した荷重を、凹部２０の外周部と凸部２４とを介してバンパリインフォースメント１４へ効果的に伝達できる。この結果、凹部２０又は凸部２４の形状を調整することによって、入力荷重のコントロールを確実に行なうことができる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、凸部２４を角錐台形状とし、凸部２４の頂部２４Ａに孔２６を形成したが、これに代えて、図４に示される如く、凸部２４を細い柱（角柱、円柱等）としても良い。

また、本発明の車体のバンパ構造は、図５に示される如く、バンパリインフォースメント１４が車体前方へ膨らんだ円弧状となっている車体にも適用可能であり、この場合には、前突時に左右のフロントサイドメンバ１０の前端１０Ａに作用する車幅方向外側に押し広げる荷重Ｆ８、Ｆ９を抑制する荷重Ｆ１０、Ｆ１１が発生する。このため、上記実施形態と同様にフロントサイドメンバ１０の発生荷重Ｆ１、Ｆ２の速度依存性が低下するのを防止できる。また、軽衝突時の修理費を低減できる。

また、上記実施形態では、バンパリインフォースメント１４の車幅方向から見た断面形状を目字状としたが、バンパリインフォースメント１４の車幅方向から見た断面形状は目字状に限定されない。

また、上記実施形態では、本発明の車体のバンパ構造をフロントバンパに適用したが、本発明の車体のバンパ構造はリヤバンパにも適用可能である。

本発明の一実施形態に係る車体のバンパ構造を示す平断面図である。図１の２−２線に沿った拡大断面図である。本発明の一実施形態に係る車体のバンパ構造を示す車体斜め後方内側から見た分解斜視図である。本発明の他の実施形態に係る車体のバンパ構造を示す車体斜め後方内側から見た分解斜視図である。本発明の他の実施形態に係る車体のバンパ構造を示す平断面図である。

符号の説明

１０フロントサイドメンバ
１２フロントバンパ
１４バンパリインフォースメント
１６バンパアブソーバ
２０凹部
２３バンパカバー
２４凸部
２６孔
２８溝

Claims

車体前後方向に延びる左、右のサイドメンバの前端に架設され、車幅方向に延びるバンパリインフォースメントと、
前記パリインフォースメントとバンパカバーとの間に配設されたバンパアブソーバと、
を有し、
前記バンパアブソーバの前記バンパリインフォースメントと対向する部位に、車幅方向に間隔を開けて複数の凸部が立設され、前記バンパアブソーバの前記凸部の根元部外周に溝が形成されたことを特徴とする車体のバンパ構造。
前記凸部の頂部に形成した孔と、
前記バンパアブソーバの前記バンパカバーと対向する部位に形成された複数の凹部と、
を有し、
前記孔と前記凹部とが車体前後方向で同軸上にあることを特徴とする請求項１に記載の車体のバンパ構造。