JP2005001431A

JP2005001431A - 自動車のバンパ構造

Info

Publication number: JP2005001431A
Application number: JP2003164305A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kondo; 博史近藤; Masayuki Yoshimitsu; 真幸吉光
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】高速衝突時の適切な潰れ制御と中低速衝突時の修理費用の抑制を両立させることができる自動車のバンパ構造の提供。
【解決手段】自動車の車体前部に前方から少なくともバンパアーマチュア４、バンパステイ３、サイドメンバ２の順番に連結された自動車のバンパ構造において、バンパステイ３の前後方向の圧壊荷重特性を２段特性とする共に、１段目の圧壊荷重をバンパアーマチュア４の圧壊限界荷重よりも低く設定し、バンパステイ３の２段目の圧壊荷重をバンパアーマチュア４の圧壊限界荷重よりも高く設定すると共に、サイドメンバ２の圧壊限界荷重より低く設定した。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の車体前部に設けられるバンパ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のバンパ構造は、車体前部の左右に配置されたサイドメンバの先端にバンパステイがそれぞれ設けられ、これら両バンパステイの前面に車幅方向に延在するバンパアーマチュアが設けられている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、前記バンパアーマチュアの前方には衝撃吸収材やバンパフェイシア等が配置されている。
なお、前述したサイドメンバの先端を前方へ延長してバンパステイを省略したものもあるが、バンパステイを設けることで低中速時の衝突時における破損部品の修理費用を低減できる、サイドメンバまでをプラットフォームの固定部としてそれより先で車両の造形対応を行える等のメリットがあるため、近年の自動車のバンパ構造にはバンパステイが採用されている。
【０００４】
そして、自動車の衝突形態は多岐に亘っており、衝突試験もアルミ製ハニカム構造のデフォーマブルバリアと剛体のリジッドバリアの２種類を使用して行われている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２３８５９１号公報（第１−３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したデフォーマブルバリアの衝突試験に対しては、バンパアーマチュアの圧壊強度を小さくすると、バンパアーマチュアは衝突時の衝撃力により圧壊して折れ曲がり、結果、バンパアーマチュアに比べて受圧面積が小さいバンパステイに衝撃力が集中し、バンパステイがデフォーマブルバリアに突き刺さる虞があった。
なお、バンパステイがデフォーマブルバリアに突き刺さると、サイドメンバ等に車幅方向の曲げモーメントが加わり、特に高速衝突時（例えば６４ｋｍ／ｈ）には、サイドメンバが適切に潰れず、衝突時の衝撃力を適切に吸収・緩和できない。
【０００７】
一方、リジッドバリアの試験に対しては、バンパアーマチュアの圧壊強度を大きくすると、バンパステイがバンパアーマチュアよりも先に潰れる。
この場合、バンパアーマチュアが比較的軽微な衝突によっても後退するため、バンパアーマチュアよりも後方の部材が容易に破壊され、特に中低速衝突時（例えば８ｋｍ／ｈ）の修理費用の増加を招く虞があった。
なお、バンパステイがラジエータコアサポートのラジエータコアサイドを介してサイドメンバに連結されている自動車のバンパ構造においては、ラジエータコアサイドが損傷するとラジエータコアサポート全体やラジエータコアサポートに取付けられた熱交換器を交換する必要があるため、その交換作業及び費用はメーカ及びユーザの双方にとってさらに大きい負担となる。
【０００８】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、高速衝突時の適切な潰れ制御と中低速衝突時の修理費用の削減を両立させることができる自動車のバンパ構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、自動車の車体前部に前方から少なくともバンパアーマチュア、バンパステイ、サイドメンバの順番に連結された自動車のバンパ構造において、前記バンパステイの前後方向の圧壊変位量に対する圧壊荷重を２段特性とする共に、１段目の圧壊荷重をバンパアーマチュアの圧壊限界荷重よりも低く設定し、前記バンパステイの２段目の圧壊荷重をバンパアーマチュアの圧壊限界荷重よりも高く設定すると共に、サイドメンバの圧壊限界荷重より低く設定したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載の発明にあっては、自動車の車体前部に前方から少なくともバンパアーマチュア、バンパステイ、サイドメンバの順番に連結される。
【００１１】
そして、前記バンパステイの前後方向の圧壊変位量に対する圧壊荷重、換言するとバンパステイの前後方向の圧壊荷重特性が２段特性とされ、１段目の圧壊荷重がバンパアーマチュアの圧壊限界荷重よりも低く設定され、前記バンパステイの２段目の圧壊荷重がバンパアーマチュアの圧壊限界荷重よりも高く設定されると共に、サイドメンバの圧壊限界荷重より低く設定される。
なお、圧壊限界荷重とは荷重が掛かった際の許容衝撃吸収量の限界を意味する。
【００１２】
従って、自動車が障害物に衝突した際には、バンパステイの１段目、バンパアーマチュア、バンパステイの２段目、サイドメンバの順に圧壊する。
つまり、本発明の自動車のバンパ構造において前述のデフォーマブルバリアの衝突試験を行うと、バンパアーマチュアが圧壊して折れ曲がる前に、バンパステイの１段目が圧壊するため、バンパアーマチュアの前面が受圧面積となりデフォーマブルバリアが押され続ける。
【００１３】
この際、デフォーマブルバリアの衝撃力がバンパアーマチュアに分散・吸収されるため、従来の発明のように該衝撃力がバンパステイに集中してデフォーマブルバリアに突き刺さることがなく、結果、特に高速衝突時のサイドメンバの潰れを適切にでき、所望の衝撃吸収能力を得ることができる。
【００１４】
一方、リジッドバリアの衝突試験を行うと、バンパアーマチュアはバンパステイの１段目の圧壊によって後方へストロークした後に圧壊し、次いでバンパステイの２段目が圧壊するため、衝突時の損傷部材を前方側に留めて最小限に抑えることができ、結果、従来の発明のようにバンパアーマチュアの後退による後方部材の容易な損傷を招くことがなく、結果、特に低速衝突時の修理費の増加を抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の自動車のバンパ構造の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態の自動車のバンパ構造が適用された車体前部を示す全体図、図２は本実施の形態の自動車のバンパ構造の平面図、図３はバンパステイの側断面図、図４は本実施の形態のバンパステイの圧壊荷重特性図である。
図５はバンパステイのその他の一例を示す側断面図、図６はバンパステイのその他の一例を示す側断面図、図７はバンパステイのその他の一例を示す側断面図である。
【００１６】
図１、２に示すように、本実施の形態の自動車のバンパ構造は、ラジエータコアサポート１とサイドメンバ２とバンパステイ３とバンパアーマチュア４を主要な構成としている。
前記ラジエータコアサポート１は、全体が樹脂またはガラス繊維強化樹脂で一体的に形成され、中央のフードックステイ１ｃの左右に配置されるラジエータコアサイド１ａ，１ａにはサイドメンバ取付部１ｂ，１ｂが形成されている。
【００１７】
また、前記サイドメンバ取付部１ｂ，１ｂを挟んだ状態でサイドメンバ２，２の前端面が６箇所のボルト締結部Ｂ１で、バンパステイ３，３の後面が４箇所のボルト締結部Ｂ２でそれぞれ連結されている。
また、前記バンパステイ３，３の前面には、４箇所のボルト締結部Ｂ３で車幅方向に延在するバンパアーマチュア４がそれぞれ連結されている。
【００１８】
さらに、前記バンパアーマチュア４の前面には車幅方向に延在する衝撃吸収材１０が設けられると共に、該衝撃吸収材１０は後面に形成された３箇所の突部（図示せず）がバンパアーマチュア４の前面に形成された取付孔４ａにそれぞれ嵌挿固定されている。
【００１９】
そして、図３に示すように、前記バンパステイ３は、一点鎖線にて示す位置で板厚や材料の違いにより圧壊強度の異なる前部３ａと後部３ｂで構成されると共に、該前部３ａの圧壊強度は後部３ｂよりも低く設定されている。
【００２０】
このように構成されたバンパステイ３は、図４に示すように、前後方向の圧壊荷重特性が２段特性となっており、さらに、図中Ｗ１の範囲で示す１段目の圧壊荷重（前部３ａの圧壊荷重に相当）は、バンパアーマチュア３の圧壊限界荷重よりも低くなるように設定されている。
【００２１】
また、図中Ｗ２の範囲で示す２段目の圧壊荷重（後部３ｂの圧壊荷重に相当）は、バンパアーマチュア４の圧壊限界荷重よりも高く設定されると共に、サイドメンバ２の圧壊限界荷重より低くなるように設定されている。
【００２２】
なお、バンパステイ３の前後方向の圧壊荷重特性を２段特性にするその他の一例として、図５に示すように、前部３ａと後部３ｂの受圧面積を異なるものに形成したり、図６に示すように、バンパステイ３の後方内部にポリウレタン発泡体またはポリプロピレン発泡体などの圧壊抑制部材５を内装しても良い。
また、この際、前記圧壊抑制部材５をサイドメンバ取付け部１ｂから前方へ突出する樹脂部材、例えばリブ等で構成しても良い（図７参照）。
【００２３】
以下、本実施の形態の自動車のバンパ構造の作用及び効果を説明する。
このように構成された自動車のバンパ構造にあっては、自動車が障害物と衝突した際、自動車の車体前部においてバンパステイ３の前部３ａ、バンパアーマチュア４、バンパステイ３の後部３ｂ、ラジエータコアサイド１ｂ、サイドメンバ２の順に圧壊する。
【００２４】
つまり、本発明の自動車のバンパ構造について前述のデフォーマブルバリアの衝突試験を行うと、バンパアーマチュア４が圧壊して折れ曲がる前に、バンパステイ３の前部３ａが圧壊するため、バンパアーマチュア４の前面を受圧面積としてデフォーマブルバリアが押され続ける。
【００２５】
この際、デフォーマブルバリアからの衝撃力が分散するため、従来のように該衝撃力がバンパステイに集中してデフォーマブルバリアに突き刺さることがなく、結果、高速衝突時のサイドメンバ２の潰れを適切にでき、所望の衝撃吸収能力を得ることができる。
【００２６】
一方、リジッドバリアの衝突試験を行うと、バンパアーマチュア４はバンパステイ３の前部３ａの圧壊によってある程度後退した後に圧壊し、次いでバンパステイ３の後部３ｂが圧壊するため、衝突時の損傷部材をできるだけ前方側に留めて最小限に抑えることができ、結果、低速衝突時の修理費の増加を抑えることができる。
【００２７】
従って、本実施の形態の自動車のバンパ構造にあっては、バンパステイ４を圧壊強度の異なる前部３ａと後部から構成して、前部３ａの圧壊荷重をバンパアーマチュア４の圧壊限界荷重よりも低く設定し、一方、後部３ｂの圧壊荷重をバンパアーマチュア４の圧壊限界荷重よりも高く設定すると共に、サイドメンバ２の圧壊限界荷重より低く設定したため、高速衝突時のサイドメンバ２の適切な潰れ制御と中低速衝突時の修理費用の削減を両立させることができる。
【００２８】
また、衝突時の損傷部材を前方側に留めて最小限に抑えることで、軽微な衝突によるサイドメンバやラジエータコアサポートが損傷するのを回避でき、破損部材の修理にかかる手間と費用を削減できる。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、本実施の形態ではバンパステイ３の前部３ａの圧壊強度を後部３ｂよりも低く設定したものについて説明したが、前部３ａと後部３ｂの圧壊強度が入れ替わっても構わない。
【００３０】
また、バンパステイ３の前後方向で圧壊荷重特性が２段特性となる構造であれば、本実施の形態で説明した以外の構造についても本発明の範疇となることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の自動車のバンパ構造が適用された車体前部を示す全体図である。
【図２】本実施の形態のバンパステイの平面図である。
【図３】本実施の形態のバンパステイの側断面図である。
【図４】本実施の形態のバンパステイの圧壊荷重特性図である。
【図５】バンパステイのその他の一例を示す側断面図である。
【図６】バンパステイのその他の一例を示す側断面図である。
【図７】バンパステイのその他の一例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１ラジエータコアサポート
１ａラジエータコアサイド
１ｂサイドメンバ取付部
１ｃフードロックステイ
２サイドメンバ
３バンパステイ
３ａ前部
３ｂ後部
４バンパアーマチュア
５圧壊抑制部材
１０衝撃吸収材

Claims

自動車の車体前部に前方から少なくともバンパアーマチュア、バンパステイ、サイドメンバの順番に連結された自動車のバンパ構造において、
前記バンパステイの前後方向の圧壊変位量に対する圧壊荷重を２段特性とする共に、１段目の圧壊荷重をバンパアーマチュアの圧壊限界荷重よりも低く設定し、
前記バンパステイの２段目の圧壊荷重をバンパアーマチュアの圧壊限界荷重よりも高く設定すると共に、サイドメンバの圧壊限界荷重より低く設定したことを特徴とする自動車のバンパ構造。