JP2003285704A - 車両用衝撃低減バンパ装置 - Google Patents
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Abstract
る要件を共に満たす、車両用前部バンパを提供する。 【解決手段】 車両用車両用衝撃低減バンパ装置(2)
は、歩行者安全プレート(4)を有する。該歩行者安全
プレート(4)は、鋼材製バンパビーム部(6)に結合
され、かつ車両前部に配設された一対のフレームレール
(12)間の領域に設置される。バンパビーム部(6)
は、車両フレームレール(12)にボルト結合されたサ
イドブラケット(10)に結合される。フレームレール
延長部(8)が、フレームレール(12)の前方に配置
され、サイドブラケット(10)に溶接される。
Description
ンパ装置に関し、特に歩行者の安全と時速5マイルでの
耐衝撃性のための相反する要件を満たす車両用前部バン
パ装置に関する。
向上した。デュアルエアバッグや負荷制限式シートベル
トから、サイドエアバッグやヘッドカーテン・エアバッ
グに至るまで、自動車の乗員は未だかつてなかった程に
保護されている。しかしながら、歩行者は依然として長
年にわたって変わらぬ危険にさらされている。
を考慮して設計される。しかしながら、高速度での前面
衝突時に乗員を保護するために強度を高めた構造は、衝
突した物体が無防備な歩行者である場合に圧倒的な破壊
力を及ぼす。米国だけでも、1997年における歩行者
の死亡者数は5,307人、負傷者数は約77,000
人に達する。米国での歩行者事故件数は、自動車事故全
体の2.4パーセントに満たないが、自動車事故の全死
亡者数の12.6パーセントを歩行者が占める。米国で
の年間死亡者数5,000人に加えて、その数は日本で
は3,000人、欧州連合では7,000人、中国では
19,000人を超える。
EVC(European Enhanced Veh
icle−Safety Committee)の作業
部会は、1998年12月付けのEEVC作業部会17
報告書に示されるように、歩行者に対する自動車の安全
性能を評価するための試験手順を確立した。その内容
を、参照のため、本明細書に統合する。これらの手順に
は、バンパ装置の評価も含まれる。
は、「代替上部脚型インパクタ試験」により評価され
る。この試験では、上部脚型インパクタを時速40キロ
の高速で静止車両に衝突させる。容認基準は、インパク
タで測定された最大負荷値及び曲げモーメントに基づ
く。標準型スポーツ・ユーティリティ・ビークル(SU
V車)の前部バンパ装置に関する「代替上部脚型試験」
によると、その最大力は26kNと非常に大きく、その
最大モーメントも1686Nmと非常に大きい。一般
に、良好な性能を実現するためには、実質的に「軟質
な」圧搾空間が必要とされる。更に、車両の修理コスト
を評価するために、一連の低速バリア衝突試験が行われ
る。この試験には、平面バリア及び30度偏角バリアに
対する時速5マイルでの前面衝突試験も含まれる。時速
5マイルでの平面バリア及び偏角バリアに対する衝突
で、バリアのバンパ侵入量を制限することにより、修理
コストを最小限に低減できる。標準型のSUV車バンパ
装置の低速バリア試験における許容量は、平面バリア試
験での侵入量が110mm、偏角バリア試験での侵入量
が90mmである。
るため、本発明者らは、バンパの耐衝撃性の要件に合致
しつつ、スポーツ・ユーティリティ・ビークルなどの様
々な車種に適用でき、かつ時速5マイルでの耐衝撃性に
優れた車両用歩行者安全バンパ装置を開発した。
であり、歩行者の安全と低速耐衝撃性のための相反する
要件を満たす、SUV車等の車両用の前部バンパを提供
する。具体的には、この車両用歩行者安全バンパ装置
は、物体との衝突時に発生する力を低減する車両用衝撃
低減装置である。
の衝突時に発生する力を低減するための車両用衝撃低減
バンパ装置であって、車体に取り付けた少なくとも2つ
のフレームレールと、前記少なくとも2つのフレームレ
ールにそれぞれ連結した少なくとも2つのブラケット
と、前記少なくとも2つのブラケットに付設したビーム
部と、前記ビーム部に付設したプレート部材と、前記少
なくとも2つのブラケットに連結した少なくとも2つの
フレームレール延長部とを備えることを特徴とする車両
用衝撃低減バンパ装置が提供される。
ームレール部分が、SUV車体の前部、ボンネット下側
のバンパの領域に取り付けられる。一対の高強度鋼材サ
イドブラケットが、フレームレール部分にボルト結合さ
れ、高強度鋼材ビーム部が前記サイドブラケットに溶接
される。前記プレート部材は、高強度鋼材ビーム部に溶
接されてフレームレール間に介在する歩行者安全プレー
トである。フレームレールの前方には、3つの部分から
なる一対のフレームレール延長部が配設される。該フレ
ームレール延長部はサイドブラケットに溶接される。
する車両用歩行者安全バンパ装置は、「代替上部脚型イ
ンパクタ・バンパ試験」の要件を満たす性能を有する。
この代替上部脚型試験では、車両のバンパ装置の地上高
が500mmを超える場合の、歩行者の疑似脚部に作用
する力とモーメントが測定される。上部脚型インパクタ
をバンパに向けて時速40キロで水平に発射し、最大力
及び最大モーメントを測定する。歩行者安全バンパ装置
の目標最大力は7.5kN未満に、目標最大モーメント
は510Nm未満に設定されている。その結果、本発明
の構成によれば、標準型バンパに比べて、脚型で測定さ
れる最大力を79%低減し、ベースライン標準型バンパ
装置に比べて、1.58kgの質量軽減を達成できる。
歩行者安全バンパ装置、すなわち車両用衝撃低減バンパ
装置を示す。この車両用歩行者安全バンパ装置は、代替
上部脚型試験の要件を満たすいかなる車両にも搭載でき
る。この試験の現行の要件は、車両が比較的高い車高を
有することであり、具体的には、車両用バンパ装置の地
上高が500mmより高いことが好ましいが、この値よ
り小さくてもよい。この装置は、歩行者と車両が衝突し
た際の歩行者に対する車両の衝撃力を低減することを目
的とする。また車両用歩行者安全バンパ装置は、バンパ
と物体が時速5マイルで互いに衝撃した時に、物体が平
面或いは偏角面のいずれであっても、車両への侵入量を
低減する。車両用歩行者安全バンパ装置は、車両の前部
フレーム或いは後部フレームに設置できる。特に、前記
装置は、車両前部のバンパ領域に搭載できる。好ましい
実施例では、バンパ装置は、バンパ泥よけ面下縁部の地
上高が500mm以上であり、安全プレート外側の泥よ
け面角度が60度より大きいSUV車に搭載される(図
3参照)。
の衝突時に発生する力を低減する車両用衝撃低減バンパ
装置であり、車体に取り付けた少なくとも2つのフレー
ムレール12と該少なくとも2つのフレームレール12
に結合した少なくとも2つのブラケット10とを含む。
ビーム部6が、前記2つのブラケット10に付設され
る。プレート部材4がビーム部6に付設され、少なくと
も2つのフレームレール延長部8がブラケット10に連
結される。
であり、その設計及び構成材料により、歩行者と走行中
の車両がぶつかった際の歩行者の安全を向上させる。歩
行者安全プレート4の目的は、最大力が7.5kNを超
えないよう、インパクタの運動エネルギーを利用可能な
空間内にて吸収することである。歩行者安全プレート4
に適用可能ないくつかの異なる種類の構造及び材料を評
価した。歩行者安全プレート4は、鋼材、プラスチック
材、またはフォーム材から構成できる。好ましい実施例
では、鋼材が、性能、コスト、柔軟性の最良の組合わせ
をもたらした。歩行者安全プレートは、0.65mm厚
の軟鋼材で構成される長形部材である。軟鋼とは、0.
05〜0.25%の炭素を含む炭素鋼である。歩行者安
全プレート4は、一般にU字型断面を有し、その外縁部
が例えば3段の多段状に形成されている(図4参照)。
図4に示す歩行者安全プレートの多段形状は、U字型の
閉鎖部分に隣接してU字型の両側に3段形状の概念を形
成する段部4a、4b、4cを備える。U字型の歩行者
安全プレート4の開放端がビーム部6を覆うようにして
これに嵌合し、歩行者安全プレートの縁部がビーム部6
の対向しあう上縁部及び下縁部に溶接される。歩行者安
全プレート4の内側部分の閉鎖端とビーム部6の側面と
の間には隙間が形成される。
ンパビーム部である。バンパビーム部6は、水平方向の
曲面または弧状面を間に挟んで垂直に配設される上縁部
及び下縁部を有する長形部材である。バンパビーム部6
は、車両用歩行者安全バンパ装置、すなわち車両用衝撃
低減バンパ装置2に取り付けられ、車両前部を横断する
よう配設される。バンパビーム部6もU字型断面を有
し、その「U字型」の開放端は車両側を臨む。バンパビ
ーム部6は、1.2mm厚の高強度鋼材で構成される。
高強度鋼材、すなわち高張力鋼材は、降伏強度範囲が5
0,000から100,000パウンド/平方インチ
(3.4x108から6.9x108N/m2)の低合金
鋼材である。複数の補強ビーズ6a、6bは、バンパビ
ーム部6の弧状面を水平方向に広がり、バンパビーム部
を補強する。ビーム部は、ビーム部の各端部がそれぞれ
サイドブラケットに溶接されるように、前記一対のサイ
ドブラケット10間に延設される。
全バンパ装置2のバンパビーム部6を支持し、該バンパ
ビーム部を前記フレームレール12に連結する。具体的
には、サイドブラケット10は、各サイドブラケット1
0の一端がフレームレール12に嵌合付設可能であり、
該サイドブラケットの他端がバンパビーム部6を覆うよ
うにしてこれに嵌合付設可能であるように、両側に開放
端を有するU字型に形成される。サイドブラケット10
も、2.0mm厚の高強度鋼材で構成され、フレームレ
ール12にボルト結合され、フレームレール延長部8に
溶接される。
ル12の前部に配置され、時速5マイルでの平面バリア
及び偏角バリア衝突試験でのバリア侵入量を制限する。
時速5マイルでの平面バリア及び偏角バリア衝突試験
は、衝撃低減装置が歩行者の安全を保証するだけでな
く、歩行者の安全を実現するために車両の安全性が損な
われないことを保証するためのものである。バリア侵入
試験では、車両を平坦な静止物体、例えば壁に、直角方
向から0度または30度の角度で衝突させる。フレーム
レール12は、高速車両衝突時に平面バリアまたは30
度の偏角バリアが侵入することを制限し、これにより車
両の損傷が低減される。
の軟鋼材で構成され、上述したようにブラケットに溶接
される。各フレームレール延長部8は、上側延長部分8
aと下側延長部分8bと内側延長部分8cとの3つの部
分を有する。上側延長部分8a及び下側延長部分8b
は、2つの部分からなる箱部を形成する(図5参照)。
偏角バリア及び平面バリアの両シミュレーションにおい
て、フレームレール延長部8の圧搾軸が偏角バリアの面
と整合するように、箱部は車両の中心から外側に向けて
配置される。
「軟質な」安全プレート部材4が真っ先に接触するの
で、延長部8との接触前に吸収されるエネルギー量はほ
とんど無い。従って、車両の修理コストを制限または削
減するために、平面バリアの侵入量を155mm未満
に、また偏角バリアの侵入量を98mm未満に設定し
た。
なる箱部により、目標の性能が得られることがわかっ
た。偏角バリア試験での目標性能達成のため、内側延長
部分8cが付設される。内側延長部分8cは、上側及び
下側延長部分8a、8b間に垂直に配設される。好まし
い実施例では、内側延長部分8cは2段階目の対圧搾強
度を付与する。特に、内側延長部分8cは、前記2つの
部分からなる偏角箱構造により達成された平面バリアで
の最大値Gを増加させることなく、偏角バリアの侵入量
を更に制限する。その結果、バンパ装置2とバリアが衝
突した時の目標最大値Gを維持したまま、車両用歩行者
安全バンパ装置2の改良が達成できる。
バンパ装置と標準型のバンパを、最大力及び最大モーメ
ントの低減並びに侵入量に関して比較した結果を、表1
及び表2にそれぞれ示す。
減装置2の構成によれば、衝撃低減ゾーンが設けられ
る。SUV車に衝撃低減ゾーンを設けるためには、少な
くとも2つのフレームレール12を車体に取り付けて衝
撃低減装置用の安定した台座とすることが要求される。
少なくとも2つのブラケット10を前記2つのフレーム
レール12に締結して、バンパビーム部6付設用の構造
を付与する。プレート部材、すなわち歩行者安全プレー
ト4をバンパビーム部6に設けることで、この衝撃低減
装置2は代替上部脚型インパクタ・バンパ試験の要件を
満たすことができる。上述したように、この試験では、
歩行者と車両バンパの間に発生する力をテストするため
に、車両バンパと歩行者の脚部との衝突をシミュレーシ
ョンする。少なくとも2つのフレームレール延長部8を
ブラケット10に連結することにより、時速5マイル衝
突時の平面バリア及び偏角バリアの侵入量を制限する。
車両用歩行者安全バンパ装置の上記構成により、衝撃力
低減ゾーンが提供される。
安全バンパ装置はSUV車に搭載される。代替上部脚型
試験の要件を満たす限りにおいて、前記バンパ装置は、
乗用車、ワゴン車、トラックなどの他の様々な車種に搭
載可能である。
囲で、他の特定の態様で実施することが可能である。従
って、本明細書で開示した実施の形態は、すべての点で
例示的であって限定的ではなく、本発明の範囲は、上記
の説明ではなく特許請求の範囲により示されるものであ
り、特許請求の範囲の均等物の意味及び範囲内における
全ての変更が含まれる。
て、脚型で測定した最大力を79%低減でき、ベースラ
イン標準型バンパ装置と比較して、質量を1.58kg
軽減できる。
図
での断面図
延長部を示す図
8)
Claims (14)
- 【請求項1】 物体との衝突時に発生する力を低減する
ための車両用衝撃低減バンパ装置において:車体に取り
付けた少なくとも2つのフレームレール(12)と;前
記少なくとも2つのフレームレール(12)にそれぞれ
連結した少なくとも2つのブラケット(10)と;前記
少なくとも2つのブラケット(10)に付設したビーム
部(6)と;前記ビーム部(6)に付設したプレート部
材(4)と;前記少なくとも2つのブラケット(10)
に連結した少なくとも2つのフレームレール延長部
(8)と;を備えたことを特徴とする車両用衝撃低減バ
ンパ装置。 - 【請求項2】 前記プレート部材(4)は軟鋼材で構成
され、前記ビーム部(6)に溶接されていることを特徴
とする、請求項1記載の車両用衝撃低減バンパ装置。 - 【請求項3】 前記ビーム部(6)及びブラケット(1
0)は高強度鋼材で構成され、前記ビーム部(6)は前
記ブラケット(10)に溶接されていることを特徴とす
る、請求項1記載の車両用衝撃低減バンパ装置。 - 【請求項4】 前記フレームレール延長部(8)は軟鋼
材で構成され、前記ブラケット(10)に溶接されてい
ることを特徴とする、請求項1記載の車両用衝撃低減バ
ンパ装置。 - 【請求項5】 前記ブラケット(10)はサイドブラケ
ットであることを特徴とする、請求項4記載の車両用衝
撃低減バンパ装置。 - 【請求項6】 前記プレート部材(4)はU字型断面を
有することを特徴とする、請求項1記載の車両用衝撃低
減バンパ装置。 - 【請求項7】 前記プレート部材(4)は多段U字型断
面を有することを特徴とする、請求項6記載の車両用衝
撃低減バンパ装置。 - 【請求項8】 前記多段U字型断面は3段U字型断面で
あることを特徴とする、請求項7記載の車両用衝撃低減
バンパ装置。 - 【請求項9】 前記フレームレール延長部(8)は、上
側延長部分(8a)と、下側延長部分(8b)と、内側
延長部分(8c)とを備えることを特徴とする、請求項
1記載の車両用衝撃低減バンパ装置。 - 【請求項10】 前記上側及び下側延長部分(8a、8
b)は角付きの箱部をなし、前記内側延長部分(8c)
は前記上側及び下側延長部分(8a、8b)の間に配設
されることを特徴とする、請求項9記載の車両用衝撃低
減バンパ装置。 - 【請求項11】 前記車両バンパ装置に対する前記物体
の最大力が7.5kN未満であることを特徴とする、請
求項1記載の車両用衝撃低減バンパ装置。 - 【請求項12】 前記車両バンパ装置に対する前記物体
の最大モーメントが、510Nm未満であることを特徴
とする、請求項1記載の車両用衝撃低減バンパ装置。 - 【請求項13】 前記衝撃低減装置は車両用前部バンパ
であることを特徴とする、請求項1記載の車両用衝撃低
減バンパ装置。 - 【請求項14】 前記車両用前部バンパは、代替上部脚
型インパクタ試験における車高及び泥よけ面角度要件を
満たす車両に搭載されていることを特徴とする、請求項
13記載の車両用衝撃低減バンパ装置。
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