JP2004155313A

JP2004155313A - 衝撃吸収部材

Info

Publication number: JP2004155313A
Application number: JP2002322974A
Authority: JP
Inventors: Keiji Masuyama; 圭司増山; Kentaro Nakamura; 中村　　健太郎; Yasuhiro Toyoguchi; 康弘豊口
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】歩行者脚部の負傷度合の軽減を好適に図り得るようにする。
【解決手段】衝撃吸収部材２０は、バンパービーム１４に当接する取付壁部２２から所要量だけ離間し、衝突時に歩行者脚部４０からの衝撃を受ける当接壁部２４と、取付壁部２２から延出して当接壁部２４の裏側を部分的に支持する支持壁部２６とを有する。当接壁部２４は、歩行者脚部４０との衝突時に、支持壁部２６で支持されている支持部分３２よりも、該支持壁部２６で支持されていない非支持部分３４が容易に変形する。これにより、歩行者脚部４０の姿勢変位が許容され、該脚部４０の負傷度合が軽減される。
【選択図】図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、衝撃吸収部材に関し、更に詳細には、車両における車体の前面または後面に配設したバンパービームに組付けられ、当該車両が低剛性の物体に衝突した際の衝撃により変形して、該物体に作用する衝撃を緩和させる合成樹脂製の衝撃吸収部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から生産されている乗用車等の車両では、衝突安全の重点が乗員保護に置かれていた。例えば、当該車両が衝突した際の衝撃から乗員を保護する目的で、エアバッグ装置が標準的に装備されるようになったことは勿論、ピラーガーニッシュやドアトリムの内側に、リブ構造体または中空構造体とされる合成樹脂製の衝撃吸収部材を配設することで、乗員の頭部、胸部または腰部等へのダメージを軽減する対策も図られている。
【０００３】
そして、乗員保護に関する安全対策が確立するに至った近年では、歩行者保護に関する安全対策の確立が希求されつつある。すなわち、走行中の車両が誤って歩行者に衝突したり接触した場合に、該歩行者の脚部、腰部、胸部および頭部へ加わる衝撃を緩和して負傷度合を軽減するための技術が、各自動車メーカーや自動車部品メーカー等において研究・開発されている。
【０００４】
図１２および図１３に例示するように、乗用車等の車両１０における車体の前側および後側には、バンパーフェース１２の内側（裏側）に被覆された状態でバンパービーム１４が配設されている（図では、車体の前側のみを表示している）。すなわち、当該車両１０が他の車両や物体等に衝突した際には、変形した前記バンパーフェース１２を介して前記バンパービーム１４がその衝撃を受け止め、この際に該バンパービーム１４が変形して衝突による衝撃吸収を図るようになっている。このバンパービーム１４は、従前では金属製（鋼等）のものが主流とされていたが、近年に至っては、軽量化や防錆面等で有利とされる合成樹脂製のものに置換されつつある。このような合成樹脂製のバンパービーム１４は、インジェクション成形により成形されたリブ構造体や、ブロー成形により成形された中空構造体等のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたバンパービームや図１２に例示したバンパービーム１４は、あくまで他の車両や種々の硬質物体（例えばガードレール、ブロック塀等）等の所謂「剛性が高くて重量が嵩む物体」との衝突を前提として設計されたものが殆どであり、このような高剛性重量物体との衝突時において適切に機能して衝撃吸収を図り得るようになっている。従って従来のバンパービーム１４は、歩行者等の所謂「低剛性軽量物体」との衝突に適応し得るように設計されておらず、歩行者保護のためには十分に機能し得なかった。また仮に、歩行者保護にも対応させるべく剛性を適宜低く設計した場合には、バンパービーム１４としての本来の機能が阻害されることとなり、高剛性重量物体との衝突および低剛性軽量物体との衝突の両方に対応させ得るバンパービームの実施は技術的な課題があった。
【０００６】
そこで前述した問題を解決するために、当該車両１０が歩行者等の低剛性軽量物体に衝突した際の衝撃により変形して、該歩行者に作用する衝撃を緩和させる合成樹脂製の衝撃吸収部材を別途成形し、この衝撃吸収部材を前記バンパービーム１４の端面に組付けるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、高剛性重量物体（他の車両や硬質物体等）との衝突は前記バンパービーム１４で対応するようにし、また低剛性軽量物体（歩行者等）との衝突には前記衝撃吸収部材で対応するようにしたものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２３７５１２号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４４９８８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで特許文献２には、当該車両１０と衝突した歩行者の負傷度合を軽減するうえで、殊に当該歩行者の脚部における膝部分の負傷度合の軽減を図るための技術が開示されている。すなわち、歩行者の前方または側方から車両１０が衝突した際には、衝撃吸収部材が当該歩行者の重心位置より低い脚部の膝下部分（臑部分）に衝突するようになるため、この衝突による衝撃の反動で歩行者の上体が前方（車両１０側）へ倒れ込んでしまう。従って、衝突した衝撃吸収部材により脚部の膝下部分の姿勢変位が規制された場合、膝関節には折曲不可能な方向へ過大な負荷がかかることとなり、膝部分に重大な怪我を負ってしまう虞がある。
【０００９】
このため特許文献２では、バンパービームの前面を下方から上方に向かって車体方向へ後退した形状（段付形状または傾斜形状）とすると共に、これに合わせて衝撃吸収部材の後面を下方から上方に向かって車体方向へ前進した形状とすることで、該衝撃吸収部材の下側部位と上側部位とで厚み寸法を変えてある。すなわち衝撃吸収部材は、下側部位より上側部位の方が変形可能量が大きく設定されているため、上体が車両１０の側へ倒れ込むに際して脚部の膝下部分もこれに追従して姿勢変位することが許容され、膝部分にかかる負担を軽減するようにしたものである。
【００１０】
しかしながら特許文献２に開示の構造では、全体が均一硬さで成形された中実状の前記衝撃吸収部材の外形形状を前述した形状に整形するだけで、押圧時の変形可能量を下側部位および上側部位で変えるようにしたものであるから、歩行者の脚部に衝突した際には厚みが小さい下側部位が所謂「底付き状態」となり易い問題がある。このように、衝撃吸収部材の下側部位が完全に押し潰されてしまった場合には、膝下部分に加わる衝撃を好適に吸収することができなくなり、当該衝撃吸収部材に要求される本来の衝撃吸収性能が低下して膝下部分の負傷度合の軽減を図り得ない不都合が指摘される。
【００１１】
また、衝撃吸収性能の特性を変更するためには、前記衝撃吸収部材の外形形状を変更する必要があり、これに伴って前記バンパービームの外形形状（端面形状）も変更しなければならない。このため、煩雑な設計変更作業が伴うと共に製造コストが嵩んでしまう問題等も内在していた。
【００１２】
【発明の目的】
本発明は、前述した課題を好適に解決するべく提案されたもので、当接壁部を裏側から支持する支持壁部を有する中空構造体として、この支持壁部の支持位置の設定により当接壁部の押圧時の変形態様を調整することで、殊に歩行者脚部の負傷度合の軽減を好適に図り得るようにした衝撃吸収部材を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、所期の目的を達成するため本発明は、車両における車体の前面または後面に配設したバンパービームに組付けられ、当該車両が低剛性の物体に衝突した際の衝撃により変形して、該物体に作用する衝撃を緩和させる合成樹脂製の衝撃吸収部材において、
前記衝撃吸収部材を、
前記バンパービームに当接する取付壁部から所要量だけ離間し、衝突時に前記物体からの衝撃を受ける当接壁部と、前記取付壁部から延出し、前記当接壁部の裏側を部分的に支持する支持壁部とを有する中空構造体として構成し、
前記当接壁部は、前記低剛性の物体との衝突時に、前記支持壁部で支持されている支持部分よりも、該支持壁部で支持されていない非支持部分が容易に変形して、衝突による該物体の姿勢変位を許容するようになっていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る衝撃吸収部材につき、好適な実施例を挙げ、添付図面を参照しながら以下説明する。なお実施例では、車両における車体の前面に配設したバンパービームに取付けるようにした衝撃吸収部材につき例示する。従って、図１２および図１３に既出の部材、部位と同一の部材、部位は、同一の符号を付して説明する。
【００１５】
図１は、好適実施例に係る衝撃吸収部材を一部省略して示した概略斜視図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。本実施例の衝撃吸収部材２０は、図３および図４に示すように、車両１０における車体の前面または後面に配設した前記バンパービーム１４の前端面１６に組付けられ、当該車両１０が例えば歩行者等に代表される低剛性の物体に衝突した際の衝撃により圧潰的に変形して、これにより該歩行者に作用する衝撃を緩和させ得るようになっている。
【００１６】
実施例の衝撃吸収部材２０は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂材料をブロー成形技術を利用してブロー成形した中空構造体であって、全長Ｌが１０００ｍｍ程度、高さＨが１００ｍｍ程度、前後方向の厚み（ストローク）Ｄが６０ｍｍ程度の外形サイズとされる。また各部分の肉厚ｔは、いずれも２ｍｍ程度とされている。
【００１７】
前記バンパービーム１４の前端面１６に組付けることを前提とした前記衝撃吸収部材２０は、該バンパービーム１４の外端面に当接する取付壁部２２と、この取付壁部２２から所要量（前記厚みＤ分の約６０ｍｍ）だけ離間し、衝突時に前記歩行者等の低剛性の物体からの衝撃を受ける前側の当接壁部２４と、前記取付壁部２２から延出し、前記当接壁部２４の裏側を部分的に支持する支持壁部２６とを有している。これにより実施例の衝撃吸収部材２０は、上下に分離した２つの内部空間を有する中空構造体とされている。すなわち、当接壁部２４と取付壁部２２、該取付壁部２２と支持壁部２６とは、単一のパリソンからブロー成形されて各部分が一体的に形成されている。
【００１８】
前記支持壁部２６は、前記取付壁部２２から当接壁部２４の間において上下に適宜間隔をおいて横ハ字状に延出する２枚の支持板２８，２８と、これら支持板２８，２８の先端間に延在して前記当接壁部２４の裏側に接合される接合板３０とから形成されている。このような支持壁部２６は、図２に示すように、前記当接壁部２４における上下中央ラインＣＬから下方へ所要量だけ偏倚した部分、すなわち該当接壁部２４の下側部分を裏側から支持するように延出形成されている。これにより当接壁部２４は、前記バンパービーム１４に取付けた際に、下側に位置して前記支持壁部２６から支持される支持部分３２と、上側に位置して該支持壁部２６から支持されない非支持部分３４とに便宜上区分されている。
【００１９】
従って実施例の衝撃吸収部材２０は、前記上下中央ラインＣＬを境界として、前記支持部分３２に対応した下側部分よりも前記非支持部分３４に対応した上側部分の方が変形し易い構造となっている。しかし、前記当接壁部２４に対して歩行者等が衝突した際に、該当接壁部２４の全面に対して均一的な押圧力が作用した場合には（図３（ａ））、前記支持壁部２６がこの衝突による衝撃力を受け止めるようになるため、衝撃吸収部材２０は全体が均一な厚みに圧潰変形する（図３（ｂ））。
【００２０】
また、前記当接壁部２４に対して歩行者等が衝突した際に、該当接壁部２４の非支持部分３４よりも支持部分３２に大きな押圧力が作用した場合には（図４（ａ））、前記支持壁部２６がこの衝突による衝撃力を受け止めるようになるため、衝撃吸収部材２０は全体が均一な厚みに圧潰変形する（図４（ｂ））。ところが、前記当接壁部２４に対して歩行者等が衝突した際に、該当接壁部２４の支持部分３２よりも非支持部分３４に大きな押圧力が作用した場合には（図５（ａ））、前記支持壁部２６では衝突による衝撃力を完全に受け止めることができないため、衝撃吸収部材２０は下側部分よりも上側部分が大きく圧潰変形する（図５（ｂ））。
【００２１】
従って実施例の衝撃吸収部材２０は、後述すると共に図８〜図１１に示すように、車両１０が歩行者に衝突するに際し、該歩行者の重心位置よりも下に位置する脚部４０の膝下部分（臑部分）４４に衝突して、当該歩行者が車両１０の側へ倒れ込むような姿勢となった場合には、これに伴ってバンパービーム１４の側へ姿勢変位するようになる該膝下部分４４の移動を好適に許容し得る。すなわち衝撃吸収部材２０は、歩行者の脚部４０（膝下部分４４）が車両１０の方へ傾斜状態に姿勢変位しようとすると、前記支持部分３２よりも非支持部分３４に大きな押圧力が加わるようになるから、前述したように該非支持部分３４が押圧力によって大きく変形して該膝下部分４４の姿勢変位を好適に許容するようになる。
【００２２】
【実施例の作用】
次に、前述のように構成された実施例に係る衝撃吸収部材２０の作用につき、図８〜図１１を引用して具体的に説明する。
【００２３】
前述した実施例の衝撃吸収部材２０は、図６および図７に示すように、前記バンパービーム１４の前端面１６に組付けることで該バンパービーム１４の前側に位置し、また車体の最前部に配設した前記バンパーフェース１２の内側に収容されて車体外方からは全く視認されない。このようにバンパービーム１４の前側に配設することで、当該車両１０が歩行者等に衝突した際には、この衝突による衝撃力は前記衝撃吸収部材２０が受け止めるようになる。
【００２４】
図８は、概略的に図示した歩行者の脚部４０と、バンパーフェース１２の内側でバンパービーム１４に取付けられた実施例の衝撃吸収部材２０との位置関係を、衝突前の状態で例示した説明断面図である。前記車両１０が乗用車の場合には、図に示すように、バンパービーム１４の前端面１６に組付けた実施例の衝撃吸収部材２０の配設位置が、大人の歩行者の脚部４０における膝部４２の下方に位置する膝下部分４４に衝突するようになる。ここで、図中の符号４６は脚部４０の大腿部を示しており、この大腿部の上方に図示しない上体（上半身）が位置している。なお図８では、図面右方向が歩行者の前側とされ、当該車両１０が該歩行者の正面から接近する場合を例示している。
【００２５】
図９は、歩行者の脚部４０と車両１０との衝突初期段階を例示した説明断面図であって、脚部４０における膝下部分４４に接触したバンパーフェース１２が衝撃吸収部材２０の側へ変形し、該膝下部分４４による押圧力が衝撃吸収部材２０の当接壁部２４に加わり始めた状態を示している。この衝突初期時点では、歩行者は身体全体が略直立状態で起立しているため、脚部４０の膝下部分４４も略直立状態となっている。従って、前記当接壁部２４の全面に略均一な押圧力が加わるようになるため、衝突による衝撃力は前記支持壁部２６の各支持板２８，２８で受け止められている。
【００２６】
図１０は、歩行者の脚部４０と車両１０との衝突中期段階を例示した説明断面図であって、脚部４０の膝下部分４４に車両１０の前側が衝突したことにより、歩行者の図示しない上体が、衝突の衝撃による反動で車両１０の側へ倒れ込むようになる。このため歩行者の脚部４０は、上体が徐々に倒れ込んだ姿勢となることに伴い、図示右方向へ徐々に姿勢変位するようになる。これにより、前記当接壁部２４の非支持部分３４に対する押圧力が徐々に増加するようになるため、衝撃吸収部材２０は下側部分よりも上側部分の方が圧潰的な変形量が大きくなり、脚部４０の全体的な姿勢変位が許容される。
【００２７】
図１１は、歩行者の脚部４０と車両１０との衝突後期段階を例示した説明断面図であって、歩行者が車両１０の側へ倒れ込んだ前傾姿勢となることにより、脚部４０の大腿部４６および膝部４２も車両１０の側へ変位する。これにより、当接壁部２４の非支持部分３４に対する押圧力が更に増大するため、衝撃吸収部材３４は下側部分より上側部分が大きく圧潰的に変形する。なお、膝下部分４４との衝突による衝撃が前記支持壁部２６にも加わるため、該支持壁部２６の各支持板２８，２８はＳ字状に屈折変形するようになり、この際に衝突による衝撃吸収が図られる。
【００２８】
なお、実施例の衝撃吸収部材２０は、図２から明らかなように、成形時における下側部分および上側部分における前後方向の厚みＤが同一であるから、前記支持壁部２６が形成されている下側部分であっても十分な変形量が確保されている（図３（ｂ）、図４（ｂ））。従って、歩行者の脚部４０に衝突したとしても、この下側部分において底付き状態となることが防止され、膝下部分４４に加わる衝撃を好適に吸収することができるので該膝下部分４４の負傷度合の軽減を図り得る。
【００２９】
このように実施例の衝撃吸収部材２０では、当該車両１０が歩行者と衝突した際に、該歩行者が車両１０の側へ倒れ込んで脚部４０が姿勢変位するに際し、前記当接壁部２４の非支持部分３４が容易に圧潰的に変形することで、該脚部４０の膝下部分４４の姿勢変位を好適に許容し得る。従って、脚部４０の大腿部４６のみが前方へ変位することが回避されるので、膝部４２に過大な負担がかかることを防止して該膝部（膝関節）４２に重大な怪我を負うことが好適に回避される。
【００３０】
また実施例の衝撃吸収部材２０は、公知のブロー成形技術を利用して一体的に成形されるので、成形コストを低く抑え得る。
【００３１】
なお実施例の衝撃吸収部材２０では、前記取付壁部２２から延出した前記支持壁部２６の形成位置を変更することにより、前記当接壁部２４の裏側に対する支持位置が変更されるので、該当接壁部２４の変形態様を変更して衝撃吸収特性を変化させることが可能である。すなわち、衝撃吸収部材２０の衝撃吸収特性を変更する場合には、前記バンパービーム１４を形状を変更する必要が全くなく、該バンパービーム１４の設計変更に伴うコストアップを招来することはない。
【００３２】
前記実施例では、車両の車体前面に配設したバンパービーム１４に取付ける衝撃吸収部材を例示したが、本願が対象とする衝撃吸収部材は、車体後面に配設したバンパービームに取付けて使用に供されるものも含まれる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る衝撃吸収部材によれば、当該車両が低剛性の物体と衝突した際に、該物体が車両の側へ倒れ込んで姿勢変位するに際し、当接壁部の非支持部分が容易に圧潰的に変形することで、該物体の姿勢変位を好適に許容し得る。従って、前記低剛性の物体が歩行者であった場合には、該歩行者の脚部における膝部に過大な負担がかかることを防止することができ、該膝部における膝関節に重大な怪我を負うことを好適に回避し得る等の有益な効果を奏する。また衝撃吸収部材は、公知のブロー成形技術を利用して一体的に成形されるので、成形コストを低く抑え得る等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】好適実施例に係る衝撃吸収部材を一部省略して示した概略斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】（ａ）は、当接壁部の全面に対して均一的な押圧力が作用する場合の説明断面図、（ｂ）は、これにより全体が均一的に圧潰変形した状態を示した説明断面図である。
【図４】（ａ）は、当接壁部の非支持部分よりも支持部分に対して大きな押圧力が作用する場合の説明断面図、（ｂ）は、これにより全体が均一的に圧潰変形した状態を示した説明断面図である。
【図５】（ａ）は、当接壁部の支持部分よりも非支持部分に対して大きな押圧力が作用する場合の説明断面図、（ｂ）は、これにより下側部分より上側部分が大きく圧潰変形した状態を示した説明断面図である。
【図６】実施例の衝撃吸収部材を、車体前面にバンパービームの前端面に組付けた実施状態で示した車両の概略斜視図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】概略的に図示した歩行者の脚部と、バンパービームに取付けられた衝撃吸収部材との位置関係を、衝突前の状態で例示した説明断面図である。
【図９】歩行者の脚部と車両との衝突初期段階を例示した説明断面図である。
【図１０】歩行者の脚部と車両との衝突中期段階を例示した説明断面図である。
【図１１】歩行者の脚部と車両との衝突後期段階を例示した説明断面図である。
【図１２】車体前面にバンパービームを設けた従来の車両の概略斜視図である。
【図１３】図１２のＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１０車両
１４バンパービーム
２２取付壁部
２４当接壁部
２６支持壁部
３２支持部分
３４非支持部分
４４膝下部分

Claims

車両（１０）における車体の前面または後面に配設したバンパービーム（１４）に組付けられ、当該車両（１０）が低剛性の物体に衝突した際の衝撃により変形して、該物体に作用する衝撃を緩和させる合成樹脂製の衝撃吸収部材において、
前記衝撃吸収部材を、
前記バンパービーム（１４）に当接する取付壁部（２２）から所要量だけ離間し、衝突時に前記物体からの衝撃を受ける当接壁部（２４）と、前記取付壁部（２２）から延出し、前記当接壁部（２４）の裏側を部分的に支持する支持壁部（２６）とを有する中空構造体として構成し、
前記当接壁部（２４）は、前記低剛性の物体との衝突時に、前記支持壁部（２６）で支持されている支持部分（３２）よりも、該支持壁部（２６）で支持されていない非支持部分（３４）が容易に変形して、衝突による該物体の姿勢変位を許容するようになっている
ことを特徴とする衝撃吸収部材。
前記支持壁部（２６）は、前記当接壁部（２４）における上下中央から下方へ偏倚した部分を裏側から支持し、これにより当接壁部（２４）は、下側に位置する前記支持部分（３２）よりも、上側に位置する前記非支持部分（３４）が容易に変形するようになっている請求項１記載の衝撃吸収部材。
前記当接壁部（２４）、取付壁部（２２）および支持壁部（２６）は、ポリプロピレン等の樹脂材料からブロー成形技術に基いて一体的に形成されている請求項１または２記載の衝撃吸収部材。
前記低剛性の物体は歩行者であり、この歩行者の脚部における膝下部分（４４）に前記当接壁部（２４）が衝突した際に、該膝下部分（４４）の姿勢変位を許容するようになっている請求項１〜３の何れかに記載の衝撃吸収部材。