JP2004224106A

JP2004224106A - 車両用バンパ

Info

Publication number: JP2004224106A
Application number: JP2003012083A
Authority: JP
Inventors: Munehiro Kimura; 宗寛木村; Satoshi Mikutsu; 悟司御沓; Hiroshi Tanaka; 洋志田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】吸収部材の車両内外方向における寸法を小さくする。
【解決手段】車両用フロントバンパ１０では、歩行者の脚部からバンパアブソーバ１６に衝撃が加わった際に、バンパアブソーバ１６が潰されることで衝撃を吸収する。ここで、バンパアブソーバ１６に中空２４が設けられているため、バンパアブソーバ１６の潰れ残り代を低減させることができて、バンパアブソーバ１６が衝撃を効率良く吸収することができる。さらに、バンパアブソーバ１６の連結片１８が中空２４の車両外側を覆うためため、バンパアブソーバ１６に衝撃が加わる初期の段階でもバンパアブソーバ１６が衝撃を充分に吸収することができる。これにより、歩行者の脚部を保護するために必要とされるバンパアブソーバ１６の車両内外方向における寸法を小さくすることができ、車両の意匠制約を少なくすることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝撃が加わった際に潰されることで衝撃を吸収する吸収部材を備えた車両用バンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用バンパとしては、バンパリインフォースメントの前方を被覆するバンパカバー内に、発泡成形されたバンパアブソーバ（緩衝材）が収容されたものがある。このバンパアブソーバは、歩行者の脚部から衝撃が加わった際に潰されることで衝撃を吸収して、歩行者の脚部に発生する減速度を低減する。
【０００３】
ところで、歩行者の脚部を保護するためには、歩行者の脚部に発生する減速度を１５０Ｇ以下にする必要がある。
【０００４】
ここで、バンパアブソーバが、断面長方形状とされて、均一な中実構造とされたものがある。
【０００５】
しかしながら、図６に示す如く、このバンパアブソーバが、ポリプロピレンの１５倍発泡で成形され、かつ、車両内外方向における寸法を４５ｍｍにされた場合（図６の実線Ａ）には、歩行者の脚部（脚部インパクター）に発生する減速度が１５０Ｇを上回る（１６５Ｇになる）。
【０００６】
一方、このバンパアブソーバが、ポリプロピレンの２０倍発泡で成形され、かつ、車両内外方向における寸法を６０ｍｍにされた場合（図６の破線Ｂ）には、歩行者の脚部に発生する減速度が１５０Ｇを下回る（１３０Ｇになる）。また、この場合、バンパアブソーバが衝撃を吸収するための動的ストローク（脚部インパクターに発生する減速度を時間で２回積分したものであり、脚部インパクターの被覆材の潰れ量分を含む。以下、本明細書において同じ）は、８８ｍｍとなった。
【０００７】
このため、断面長方形状とされたバンパアブソーバでは、歩行者の脚部に発生する減速度が１５０Ｇを下回るためには、車両内外方向における寸法が略６０ｍｍ以上必要である。これは、バンパアブソーバが均一な中実構造とされているため、バンパアブソーバに衝撃が加わった後のバンパアブソーバの潰れ残り代が大きくなって、バンパアブソーバが衝撃を効率良く吸収することができないためである。これにより、車両用バンパの車体に対する出代を全ての部位で６０ｍｍ以上確保できる車両は少ないため、車両の意匠制約が大きくなるという問題がある。
【０００８】
さらに、上述の如くバンパアブソーバが均一な中実構造とされているため、バンパアブソーバの重量が大きくなると共に、バンパアブソーバの原材料が多く必要となってバンパアブソーバが高コストになるという問題もある。
【０００９】
またここで、バンパアブソーバが、断面Ｉ字状とされて、前面及び後面にそれぞれ開放された一対の中空を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
しかしながら、このバンパアブソーバでは、前面が中空で完全に開放されているため、バンパアブソーバに衝撃が加わる初期の段階でバンパアブソーバが衝撃を充分に吸収することができない。これにより、歩行者の脚部を保護するために必要とされるバンパアブソーバの車両内外方向における寸法が大きくなって、上記と同様に車両の意匠制約が大きくなるという問題がある。
【００１１】
さらに、上述の如くバンパアブソーバの前面が中空で完全に開放されているため、バンパアブソーバが衝撃を受ける面積が小さくなり、歩行者の脚部（脚部インパクター）に発生する衝撃（エネルギー）を衝撃発生瞬間においてバンパアブソーバが吸収する量が小さくなる。これにより、歩行者の脚部を保護するためには、バンパアブソーバの車両内外方向における寸法を更に大きくしなければならないという問題もある。
【００１２】
【特許文献１】
実開昭６０−３７４５７号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、吸収部材の車両内外方向における寸法を小さくできる車両用バンパを得ることが目的である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の車両用バンパは、衝撃が加わった際に潰されることで衝撃を吸収する吸収部材を備えた車両用バンパであって、前記吸収部材に中空が設けられると共に、前記吸収部材の車両外側における外周壁は前記中空の車両外側を覆う、ことを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載の車両用バンパでは、衝撃が加わった際に吸収部材が潰されることで、衝撃が吸収される。
【００１６】
ここで、吸収部材に中空が設けられているため、吸収部材に衝撃が加わった後の吸収部材の潰れ残り代を低減させることができて、吸収部材が衝撃を効率良く吸収することができる。さらに、吸収部材の外周壁が中空の車両外側を覆うため、吸収部材に衝撃が加わる初期の段階でも、吸収部材が衝撃を充分に吸収することができる。これにより、吸収部材が衝撃を吸収するために必要な吸収部材の車両内外方向における寸法を小さくすることができる。
【００１７】
さらに、上述の如く吸収部材に中空が設けられているため、吸収部材を軽量化できると共に、吸収部材の原材料が少なくなってコストを低減できる。
【００１８】
請求項２に記載の車両用バンパは、請求項１に記載の車両用バンパにおいて、前記外周壁の車両外側における外周面を車両上下方向に平行にした、ことを特徴としている。
【００１９】
請求項２に記載の車両用バンパでは、吸収部材の外周壁における外周面を車両上下方向（例えば歩行者の脚部の軸方向）に平行にしたため、例えば吸収部材が歩行者の脚部からの衝撃を受ける場合でも、この衝撃を吸収部材の外周面が車両上下方向における全体で受けることができる。これにより、歩行者の脚部（脚部インパクター）に発生する衝撃（エネルギー）を衝撃発生瞬間から吸収部材が効率良く吸収でき、吸収部材が衝撃を吸収するために必要な吸収部材の車両内外方向における寸法を一層小さくすることができる。
【００２０】
請求項３に記載の車両用バンパは、請求項１または請求項２に記載の車両用バンパにおいて、前記吸収部材は、前記中空の車両上下方向両側に片壁を有する、ことを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載の車両用バンパでは、吸収部材が中空の車両上下方向両側に片壁を有するため、吸収部材に加わる衝撃を吸収部材が両片壁によって吸収できる。これにより、吸収部材が衝撃をバランス良く吸収することができる。
【００２２】
請求項４に記載の車両用バンパは、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車両用バンパにおいて、前記中空の車両上下方向における寸法を前記吸収部材の車両上下方向における寸法の１／２以上とした、ことを特徴としている。
【００２３】
請求項４に記載の車両用バンパでは、中空の車両上下方向における寸法を吸収部材の車両上下方向における寸法の１／２以上としたため、吸収部材に衝撃が加わった後の吸収部材の潰れ残り代を効果的に低減させることができ、確実に吸収部材が衝撃を効率良く吸収することができる。
【００２４】
さらに、中空の車両上下方向における寸法が吸収部材の車両上下方向における寸法の略１／２にされた場合には、吸収部材の中空を除く車両上下方向における寸法を充分に確保でき、これにより、吸収部材に衝撃が加わる初期の段階でも、確実に吸収部材が衝撃を充分に吸収することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の車両用バンパが適用されて構成された実施の形態に係る車両用フロントバンパ１０が車両左側から見た断面図にて示されている。なお、本実施の形態においては、「内外方向」は車両における内外方向に対応し、「上下方向」は車両における上下方向に対応する。
【００２６】
本実施の形態に係る車両用フロントバンパ１０は、金属製のバンパリインフォースメント１２（強度部材）を備えており、バンパリインフォースメント１２は、車両の前端下部に車両の外周に沿って固定されて、車幅方向に対して外側へ向けて突出した湾曲形状とされている。バンパリインフォースメント１２は、略四角形筒状とされており、バンパリインフォースメント１２内の内空は、上下方向中央において２つに分割されている。
【００２７】
バンパリインフォースメント１２の外側は、樹脂製のパンパカバー１４（被覆部材）に被覆されており、パンパカバー１４は断面略コ字状とされている。パンパカバー１４は、車両の前端下部に車両の外周に沿って固定されており、バンパリインフォースメント１２と同様に車幅方向に対して外側へ向けて突出した湾曲形状とされている。パンパカバー１４は、薄肉とされており、歩行者の脚部から衝撃（衝撃エネルギー）が加わった際に、変形または破断される。
【００２８】
パンパカバー１４内には、バンパリインフォースメント１２の外側において、歩行者脚部保護用の吸収部材としてのバンパアブソーバ１６（緩衝材）が収容されている。バンパアブソーバ１６は、バンパリインフォースメント１２及びパンパカバー１４と同様に車幅方向に対して外側へ向けて突出した湾曲形状とされている（図２参照）。バンパアブソーバ１６は、樹脂の発泡成形により製造されており、歩行者の脚部からパンパカバー１４を介して衝撃が加わった際に、潰される（収縮される）ことで、衝撃を吸収する。
【００２９】
バンパアブソーバ１６は、上下方向及び内外方向に沿った断面が、コ字状とされており、外端における外周壁としての断面長尺長方形状の連結片１８と、連結片１８の内側かつ上端における片壁としての断面長方形状の上側片２０と、連結片１８の内側かつ下端における片壁としての断面長方形状の下側片２２と、を有している。また、バンパアブソーバ１６の外周面（連結片１８の外周面）は、上下方向（歩行者の脚部の軸方向）に平行とされると共に、上側片２０と下側片２２とは、同一の形状とされている。
【００３０】
バンパアブソーバ１６は、連結片１８の内側かつ上側片２０と下側片２２との間において、断面長方形状の中空２４（発泡成形時の気泡によりできる孔以外の孔）を有している。中空２４は、バンパアブソーバ１６の内周面からのみ開放されており、バンパアブソーバ１６の連結片１８（外周面）は、中空２４の外側全体を覆って、中空２４で開放されていない。
【００３１】
上側片２０及び下側片２２の上下方向における寸法（図３のＫ）は、バンパアブソーバ１６の上下方向における寸法（図３のＸ）の略１／４（１／４以下）とされており、中空２４の上下方向における寸法（図３のＬ）は、バンパアブソーバ１６の上下方向における寸法（図３のＸ）の略１／２（１／２以上）とされている。
【００３２】
連結片１８の内外方向における寸法（図３のＭ）は、歩行者の脚部からパンパカバー１４を介して連結片１８に衝撃が加わった際に連結片１８が割れるように、薄くされた構成である。
【００３３】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００３４】
以上の構成の車両用フロントバンパ１０では、パンパカバー１４内にバンパリインフォースメント１２の外側においてバンパアブソーバ１６が収容されており、歩行者の脚部からパンパカバー１４に衝撃が加わってパンパカバー１４が変形または破断されることで、バンパアブソーバ１６に衝撃が加わった際には、バンパアブソーバ１６が潰されることで衝撃を吸収する。
【００３５】
ここで、バンパアブソーバ１６に中空２４が設けられているため、バンパアブソーバ１６に衝撃が加わった後のバンパアブソーバ１６の潰れ残り代を低減させることができて、バンパアブソーバ１６が衝撃を効率良く吸収することができる。さらに、中空２４はバンパアブソーバ１６の内周面のみで開放されて、バンパアブソーバ１６の連結片１８が中空２４の外側を覆うため、バンパアブソーバ１６に衝撃が加わる初期の段階でも、バンパアブソーバ１６が衝撃を充分に吸収することができる。これにより、歩行者の脚部を保護するため（バンパアブソーバ１６が衝撃を吸収するため）に必要とされるバンパアブソーバ１６の内外方向における寸法（図３のＹ）を小さくすることができ、車両の意匠制約を少なくすることができる。
【００３６】
また、バンパアブソーバ１６の連結片１８における外周面を上下方向に平行にしたため、バンパアブソーバ１６が歩行者の脚部からの衝撃を受けても、この衝撃をバンパアブソーバ１６の外周面が上下方向全体で受けることができる。これにより、歩行者の脚部（脚部インパクター）に発生する衝撃（エネルギー）を衝撃発生瞬間からバンパアブソーバ１６が効率良く吸収でき、歩行者の脚部を保護するために必要とされるバンパアブソーバ１６の内外方向における寸法を一層小さくすることができる。
【００３７】
さらに、バンパアブソーバ１６が中空２４の上下方向両側にそれぞれ同一の形状とされた上側片２０及び下側片２２を有するため、バンパアブソーバ１６に加わる衝撃をバンパアブソーバ１６が上側片２０と下側片２２とによって吸収できる。これにより、バンパアブソーバ１６が衝撃をバランス良く吸収することができる。
【００３８】
また、中空２４の上下方向における寸法Ｌをバンパアブソーバ１６の上下方向における寸法Ｘの１／２以上にしたため、バンパアブソーバ１６に衝撃が加わった後のバンパアブソーバ１６の潰れ残り代を効果的に低減させることができ、確実にバンパアブソーバ１６が衝撃を効率良く吸収することができる。
【００３９】
さらに、中空２４の上下方向における寸法Ｌがバンパアブソーバ１６の上下方向における寸法Ｘの略１／２にされているため、上側片２０と下側片２２との上下方向における寸法Ｋを充分に確保できる。これにより、バンパアブソーバ１６に衝撃が加わる初期の段階でも、確実にバンパアブソーバ１６が衝撃を充分に吸収することができる。
【００４０】
また、上述の如くバンパアブソーバ１６に中空２４が設けられているため、従来の均一な中実構造とされたバンパアブソーバに比し、バンパアブソーバ１６を軽量化できると共に、バンパアブソーバ１６の原材料が少なくなってコストを低減できる。
【００４１】
しかも、バンパアブソーバ１６が断面コ字状とされているため、従来の断面Ｉ字状とされたバンパアブソーバに比しても、バンパアブソーバ１６を軽量化できると共に、バンパアブソーバ１６の原材料が少なくなってコストを低減できる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、上側片２０と下側片２２との形状を同一とした構成としたが、上側片と下側片との形状（両片壁の形状）を異ならせた構成としてもよい。
【００４３】
さらに、本実施の形態では、バンパアブソーバ１６の連結片１８が中空２４の外側全体を覆った構成としたが、バンパアブソーバ（吸収部材）の連結片（外周壁）が中空の外側を部分的に覆った（例えば中空外側の一部を中空の上側部位から下側部位に渡って覆った）構成としてもよい。
【００４４】
（第１実験例）
本実験例に係るバンパアブソーバ１６は、ポリプロピレンの１５倍発泡で成形されており、上下方向における寸法Ｘが１００ｍｍ、内外方向における寸法Ｙが４５ｍｍ、上側片２０及び下側片２２の上下方向における寸法Ｋが２０ｍｍまたは２５ｍｍ、中空２４の上下方向における寸法Ｌが６０ｍｍまたは５０ｍｍ、連結片１８の内外方向における寸法Ｍが１０ｍｍとされている（図３参照）。
【００４５】
ここで、図４に示す如く、本実験例に係るバンパアブソーバ１６では、寸法Ｙが４５ｍｍにも拘らず、寸法Ｋが２０ｍｍの場合（図４の実線Ａ）と２５ｍｍの場合（図４の破線Ｂ）との何れの場合でも、衝撃を吸収するための動的ストロークが、従来の中実構造のバンパアブソーバで内外方向の寸法が４５ｍｍのもの（図６の実線Ａ）及び内外方向の寸法が６０ｍｍのもの（図６の破線Ｂ）よりも、大きくなる（寸法Ｋが２５ｍｍの場合には９５ｍｍになる）。
【００４６】
これにより、本実験例に係るバンパアブソーバ１６では、潰れ残り代が低減されており、このため、寸法Ｙが４５ｍｍにも拘らず、歩行者の脚部（脚部インパクター）に発生する減速度を、従来の中実構造のバンパアブソーバで内外方向の寸法が４５ｍｍのもの（図６の実線Ａ）よりも、大幅に低減させることができる（１５０Ｇより低くする（寸法Ｋが２５ｍｍの場合には１２５Ｇにする）ことができる）。したがって、バンパアブソーバ１６の寸法Ｙを小さくして（４５ｍｍにして）、車両の意匠制約を少なくすることができる。
【００４７】
（第２実験例）
本実験例に係るバンパアブソーバ１６は、ポリプロピレンの２０倍発泡で成形されており、上下方向における寸法Ｘが１００ｍｍ、内外方向における寸法Ｙが５５ｍｍ、上側片２０及び下側片２２の上下方向における寸法Ｋが２５ｍｍ、中空２４の上下方向における寸法Ｌが５０ｍｍ、連結片１８の内外方向における寸法Ｍが１２ｍｍとされている（図３参照）。
【００４８】
ここで、図５に示す如く、本実験例に係るバンパアブソーバ１６では、歩行者の脚部（脚部インパクター）に発生する減速度を、１５０Ｇより大幅に低くする（１１８．３Ｇにする）ことができる。
【００４９】
さらに、本実験例に係るバンパアブソーバ１６では、第１実験例に係るバンパアブソーバ１６に比し寸法Ｙが大きくされているが、依然としてバンパアブソーバ１６の寸法Ｙを小さくして（５５ｍｍにして）、車両の意匠制約を少なくすることができる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１に記載の車両用バンパでは、吸収部材に中空が設けられているため、吸収部材の潰れ残り代を低減させることができると共に、吸収部材の外周壁が中空の車両外側を覆うため、吸収部材に衝撃が加わる初期の段階でも吸収部材が衝撃を充分に吸収することができ、これにより、吸収部材の車両内外方向における寸法を小さくすることができる。さらに、吸収部材に中空が設けられているため、吸収部材を軽量化できると共に、コストを低減できる。
【００５１】
請求項２に記載の車両用バンパでは、吸収部材の外周面を車両上下方向に平行にしたため、例えば吸収部材の外周面が歩行者の脚部からの衝撃を車両上下方向における全体で受けることができ、吸収部材の車両内外方向における寸法を一層小さくすることができる。
【００５２】
請求項３に記載の車両用バンパでは、吸収部材が中空の車両上下方向両側に片壁を有するため、吸収部材に加わる衝撃を吸収部材が両片壁によって吸収でき、吸収部材が衝撃をバランス良く吸収することができる。
【００５３】
請求項４に記載の車両用バンパでは、中空の車両上下方向における寸法を吸収部材の車両上下方向における寸法の１／２以上としたため、吸収部材の潰れ残り代を効果的に低減させることができ、確実に吸収部材が衝撃を効率良く吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用フロントバンパを示す車両左側から見た断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両用フロントバンパのバンパアブソーバを示す車両左斜め前方から見た斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る車両用フロントバンパのバンパアブソーバを詳細に示す車両左側から見た断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の第１実験例に係るバンパアブソーバにおける動的ストロークと歩行者脚部発生減速度との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態の第２実験例に係るバンパアブソーバにおける動的ストロークと歩行者脚部発生減速度との関係を示すグラフである。
【図６】従来の中実構造のバンパアブソーバにおける動的ストロークと歩行者脚部発生減速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０車両用フロントバンパ（車両用バンパ）
１６バンパアブソーバ（吸収部材）
１８連結片（外周壁）
２０上側片（片壁）
２２下側片（片壁）
２４中空

Claims

衝撃が加わった際に潰されることで衝撃を吸収する吸収部材を備えた車両用バンパであって、
前記吸収部材に中空が設けられると共に、前記吸収部材の車両外側における外周壁は前記中空の車両外側を覆う、
ことを特徴とする車両用バンパ。
前記外周壁の車両外側における外周面を車両上下方向に平行にした、ことを特徴とする請求項１記載の車両用バンパ。
前記吸収部材は、前記中空の車両上下方向両側に片壁を有する、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用バンパ。
前記中空の車両上下方向における寸法を前記吸収部材の車両上下方向における寸法の１／２以上とした、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車両用バンパ。