JP5254828B2 - 衝撃吸収部材及び車両用バンパ構造 - Google Patents
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Description
本発明の課題は、変形ストロークを増大することなく歩行者保護性能を向上した衝撃吸収部材、及び、このような衝撃吸収部材を備えた車両用バンパ構造を提供することである。
請求項1の発明は、弾性を有する材料によって形成され、車両の車体前部に設けられる衝撃吸収部材であって、前記車体に設けられた基部から前方へ突出して形成された上側突出部と、前記上側突出部の下方に設けられ前記基部から前方へ突出して形成された下側突出部と、前記上側突出部の下面及び前記下側突出部の上面の車両前後方向における中間部分を連結する連結部とを有し、前記上側突出部の前記基部側の端部における上面部を下側へ凹ませて形成された減肉部を設けることによって該上側突出部の先端部が上方へ変位するよう反り上がる曲げ変形を生じさせ、前記下側突出部の前記基部と対向する面部における上部を車両前方側へ凹ませて形成され、前記基部との間に隙間を形成する基部側段部を設けることによって、該下側突出部の先端部を上方へ振り上げられる方向に回転させ前記連結部に圧縮荷重が作用するようにしたことを特徴とする衝撃吸収部材である。
請求項3の発明は、前記下側突出部の下面部における前部を後部に対して段状に凹ませて形成された下側段部を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の衝撃吸収部材である。
(1)車両が歩行者と衝突して衝撃吸収部材が車両前方側からの圧縮荷重を受けると、上側突出部は減肉部を設けたことによって、上方へ反り上がるように変形する。また、下側突出部は基部側段部と基部との間の隙間が押しつぶされることによって、基部との接合部を軸として上方へ回転する。これによって、歩行者の脚部は上方へすくい上げられるとともに、脚上部が脚下部に対して車両後方側へ回転するように倒れる。このとき、歩行者の脚部は、脚上部の引っ張り上げモーメントによってフロントフード側へ引き上げられる。これによって、歩行者の脚部へ加わる傷害値が低減される。
また、上側突出部及び下側突出部は、前後方向に押しつぶされるとともに上方へ曲げ変形し、さらに上下の突出部の変形量の差によって連結部も圧縮されて変形するため、実質的に前後方向の圧縮変形によってのみエネルギを吸収する既存の衝撃吸収部材に対して、同等の前後変形ストロークであればエネルギ吸収量を増加することができ、また、エネルギ吸収量が同等である場合には衝撃吸収部材のサイズを小さくすることができる。
(2)下側突出部の基部側段部の下端部を、下側突出部への荷重の入力中心高さよりも下側に配置することによって、下側突出部を確実に上方へ反り上がらせることができ、上述した効果を確保できる。
(3)下側突出部の下面部における前部を後部に対して段状に凹ませて形成された下側段部を形成することによって、下側突出部は車両前後方向の圧縮荷重を受けた際にこの段部を起点として上方が凸となるように屈曲する。これによって、下側突出部及び連結部の変形によるエネルギ吸収量をよりいっそう増大できる。
実施例のバンパ構造は、例えば、乗用車等の自動車の車体前端部に設けられるものである。
図1は、実施例のバンパ構造を車幅方向から見た横断面図である。
バンパ構造1は、バンパフェイス10、バンパビーム20、上側衝撃吸収部材30、下側衝撃吸収部材40等を備えて構成されている。
バンパフェイス10は、例えばポリプロピレン(PP)樹脂等によって一体成型された本体部11及びエアダム部12を有する。本体部11は、例えば、歩行者の膝部付近の高さに配置されている。エアダム部12は、バンパフェイス10の下端部であって、例えば、歩行者の脛部付近の高さに配置されている。
本体部11及びエアダム部12の間には、図示しないラジエータ等の冷却系に走行風を導入する開口が形成されている。また、本体部11の上部には、装飾部材であるグリル13(図3参照)が設けられている。
図2は、上側衝撃吸収部材30及びバンパビーム20を斜め前方側の斜め上方側から見た模式的外観斜視図である。
バンパビーム20は、車両前方側が凸となるように湾曲して形成されている。
バンパビーム20は、図1に示すように、フロントパネル21及びリアパネル22を接合し、車幅方向から見た横断面形状が閉断面となる中空体として形成されている。
リアパネル22は、フロントパネル21の前面部21aの後方側に配置される後面部22aと、後面部22aの上端部及び下端部からそれぞれ前方側へ突き出した上面部22b、下面部22cとを備えている。
これらのフロントパネル21及びリアパネル22は、それぞれ例えば鋼板をプレス加工することによって一体的に形成される。
フロントパネル21及びリアパネル22は、フロントパネル21の上面部21b、下面部21cの後端部と、リアパネル22の上面部22b、下面部22cの前端部とをそれぞれ溶接等によって固定することによって接合される。
上側衝撃吸収部材30は、衝撃エネルギの吸収効果を有する例えば硬質ウレタンフォーム等の発泡樹脂材料によって一体に形成された衝撃吸収(EA)フォーム体である。上側衝撃吸収部材30は、その車幅方向の略沿った全長にわたって、略均一な横断面形状を有している。
上側突出部31は、バンパビーム20のフロントパネル21の前面部21aから車両前方側へ突き出して形成されている。上側突出部31の車両後方側の端部は、フロントパネル21の前端部21aにおける溝部21dよりも上側の領域と対向して配置されている。
下側突出部32は、バンパビーム20のフロントパネル21の前面部21aから車両前方側へ突き出して形成され、上側突出部31とは上下方向に離間して配置されている。下側突出部32の車両後方側の端部は、フロントパネル21の前端部21aにおける溝部21dよりも下側の領域と対向して配置されている。
上側突出部31及び下側突出部32は、その断面形状がそれぞれ車両の前後方向にほぼ沿った長辺を有する略矩形状に形成されている。また、上側突出部31及び下側突出部32の前端部は、バンパフェイス10の本体部11の裏面と間隔を隔てて対向している。
この段部35の下端部の高さH1は、衝突時に下側突出部32に作用する入力の中心高さH2よりも低く設定されている。この段部35は、本発明にいう基部側段部として機能する。
図3は、衝突前後の状態を示す模式的横断面図であって、図3(a)は衝突前の状態を示し、図3(b)は衝突後の状態を示している。
ここでは、歩行者ダミーとして、歩行者の脚部を模したインパクタであるPLI100を用いている。
PLI100は、それぞれ人体における該当箇所と同様の質量、寸法に形成された上脚部110、下脚部120、膝部130等を備えている。
PLI100は、膝部130がバンパフェイス10の本体部11と略同じ高さとなるようにバンパフェイス10に衝突させられる。
図4は、上側衝撃吸収部材30の衝突後における横断面図である。なお、図4において、参考のため衝突前の上側衝撃吸収部材30の形状を破線によって示している。
上側突出部31は、先端部から受ける荷重Fuによって、車両前後方向に押し潰されるとともに、減肉部34を設けていることによって、先端部が上方へ変位するように反り上がる曲げ変形が生じる。
また、下側突出部32は、先端部から受ける荷重Flによって、車両前後方向に押し潰されるとともに、段部35が押し潰されてバンパビーム20のフロントパネル21と当接し、隙間がなくなることによって、バンパビーム20との接合部付近を中心として先端部が上方へ振り上げられる方向に回転する。
さらに、下側突出部32には、下面部の段部36の後端部を起点として、上方が凸となるように屈曲する曲げ変形が生じる。
このとき、連結部33は、上下の突出部31,32の変形量の差に起因して、上下方向の圧縮荷重を受けて変形する。
図5は、比較例の車両用バンパ構造の横断面図である。
比較例の車両用バンパ構造は、実施例の上側衝撃吸収部材30に代えて、以下説明する上側衝撃吸収部材50を有するものである。上側衝撃吸収部材50の横断面形状は、前端部の下部に面取りが施されている以外は、略矩形状に形成されている。上側衝撃吸収部材50は、主に車両前後方向の圧縮変形のみによってエネルギの吸収を図っている。また、上側衝撃吸収部材50の車両前後方向の長さは例えば約90mm程度に設定されている。これに対し、実施例の上側衝撃吸収部材30の車両前後方向の長さは例えば約60mm程度に設定されている。
図6に示すように、実施例においては、最大Gは比較例と略同等であるが、最大変形量が小さくなっている。また、実施例においては、変形量が小さい領域から加速度の立ち上がり(グラフにおける傾き)が大きく、効率よくエネルギの吸収を行っていることがわかる。
実施例においては、膝部130の曲げ角が比較例よりも大幅に小さくなっており、歩行者の脚部への傷害が軽減されていることがわかる。
また、上側衝撃吸収部材30の前端部が衝突時に上昇して歩行者の脚部をすくい上げるとともに転ばせることから、下側衝撃吸収部材40の抗力を過度に高めることなく脚部を転ばせることができ、下側衝撃吸収部材40の抗力に起因する脚部への曲げモーメントを低減することができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
衝撃吸収部材及びバンパ構造の構造、各部材の形状や材質等は、上述した実施例のものに限定されず適宜変更することができる。例えば、衝撃吸収部材を形成する材料や、詳細な形状は適宜変更することができる。また、下側衝撃吸収部材の材料として、上側衝撃吸収部材と同様のフォーム材や、板金製のものを用いることができる。また、バンパビームの構造も実施例のものには限定されず、例えばアルミニウム系合金の押し出し材等によってバンパビームを形成してもよい。
10 バンパフェイス 11 本体部
12 エアダム部 13 グリル
20 バンパビーム 21 フロントパネル
21a 前面部 21b 上面部
21c 下面部 21d 溝部
22 リアパネル 22a 上面部
30 上側衝撃吸収部材 31 上側突出部
32 下側突出部 33 連結部
34 減肉部 35 段部
36 段部
40 下側衝撃吸収部材 50 上側衝撃吸収部材(比較例)
100 PLI 110 上脚部
120 下脚部 130 膝部
Claims (4)
- 弾性を有する材料によって形成され、車両の車体前部に設けられる衝撃吸収部材であって、
前記車体に設けられた基部から前方へ突出して形成された上側突出部と、
前記上側突出部の下方に設けられ前記基部から前方へ突出して形成された下側突出部と、
前記上側突出部の下面及び前記下側突出部の上面の車両前後方向における中間部分を連結する連結部とを有し、
前記上側突出部の前記基部側の端部における上面部を下側へ凹ませて形成された減肉部を設けることによって該上側突出部の先端部が上方へ変位するよう反り上がる曲げ変形を生じさせ、
前記下側突出部の前記基部と対向する面部における上部を車両前方側へ凹ませて形成され、前記基部との間に隙間を形成する基部側段部を設けることによって、該下側突出部の先端部を上方へ振り上げられる方向に回転させ前記連結部に圧縮荷重が作用するようにしたこと
を特徴とする衝撃吸収部材。 - 前記下側突出部の前記基部側段部の下端部を、前記下側突出部への荷重の入力中心高さよりも下側に配置したこと
を特徴とする請求項1に記載の衝撃吸収部材。 - 前記下側突出部の下面部における前部を後部に対して段状に凹ませて形成された下側段部を有すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の衝撃吸収部材。 - バンパフェイスの内側に上下方向に離間して配置された一対の衝撃吸収部材を配置した車両用バンパ構造であって、
上側の前記衝撃吸収部材として請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の衝撃吸収部材を用いたこと
を特徴とする車両用バンパ構造。
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