JP2005178417A

JP2005178417A - バンパ構造

Info

Publication number: JP2005178417A
Application number: JP2003417922A
Authority: JP
Inventors: Masashige Ono; 雅重小野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】衝突体の衝突荷重を効率的に吸収できるバンパ構造を得る。
【解決手段】バンパ構造１０では、クラッシュボックス１６がバンパリンフォース１４を支持しており、クラッシュボックス１６は互いに結合された支持蓋２４と支持筒２６とを有している。バンパリンフォース１４に衝突体が衝突した際には、バンパリンフォース１４が曲げ変形されると共にクラッシュボックス１６が圧壊変形されて、衝突体の衝突荷重が吸収される。ここで、クラッシュボックス１６の内側部位に支持蓋２４と支持筒２６との非結合部及びビードを設けたため、バンパリンフォース１４の曲げ変形が終了する前にクラッシュボックス１６の圧壊変形が開始される。このため、バンパリンフォース１４の曲げ変形からクラッシュボックス１６の圧壊変形へ移行する際に衝突体の衝突荷重の吸収量が大幅に減少することを防止でき、衝突体の衝突荷重を効率的に吸収できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、衝突体が衝突した際に変形するバンパ部材を有するバンパ構造に関する。

バンパ構造としては、車両前端のバンパーレインフォースが車体側の一対のフロントサイドメンバに支持されたものがある（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。

ここで、特許文献１、特許文献２及び特許文献３では、バンパーレインフォースが曲げ変形される荷重（曲げ耐力）と、フロントサイドメンバが圧壊変形（圧縮変形）される荷重（圧壊耐力）と、の関係が開示されていない。

ところで、一般に、バンパーレインフォースの長手方向中央部分に車両前方から衝突体が衝突した際には、バンパーレインフォースの曲げ変形が開始された後に、各フロントサイドメンバの圧壊変形が開始され、最後に、バンパーレインフォースの各フロントサイドメンバによる支持部位における圧縮変形が開始されることで、衝突体の衝突荷重が吸収される。これにより、図５に示す如く、衝突体の衝突荷重は、バンパーレインフォースの曲げ変形（図５のＡの部位参照）と、各フロントサイドメンバの圧壊変形（図５のＢの部位参照）と、バンパーレインフォースの前記各支持部位における圧縮変形（図５のＣの部位参照）と、によって、吸収される。

しかしながら、一般に、バンパーレインフォース（特にフロントサイドメンバ近傍の部位）の曲げ変形が終了した後にフロントサイドメンバの圧壊変形が開始される。このため、バンパーレインフォースの曲げ変形からフロントサイドメンバの圧壊変形へ移行する際に（図５のＡの部位とＢの部位との間のＤの部位において）、衝突体の衝突荷重の吸収量が大幅に減少し、衝突体の衝突荷重を効率的に吸収できない可能性がある。
特開２００３−９５１３５公報特開２００３−１７０８６２公報特開２００１−１５８３７７公報

本発明は、上記事実を考慮し、衝突体の衝突荷重を効率的に吸収できるバンパ構造を得ることが目的である。

請求項１に記載のバンパ構造は、車体側に設けられ、変形可能とされた支持部材と、前記支持部材に支持されて車両の周部に配置され、前記支持部材に支持される位置以外の衝突位置において衝突体が衝突した際には曲げ変形されると共に当該曲げ変形が終了する前に前記支持部材の変形が開始されるバンパ部材と、を備えている。

請求項２に記載のバンパ構造は、請求項１に記載のバンパ構造において、前記支持部材は、前記バンパ部材の曲げ変形が終了する前に前記支持部材の変形を開始させる変形手段を有する、ことを特徴としている。

請求項３に記載のバンパ構造は、請求項２に記載のバンパ構造において、前記支持部材は互いに結合された前記バンパ部材側のバンパ側部材と車体側の車体側部材とを有すると共に、前記支持部材を断面多角形状にして前記支持部材の前記衝突位置側部位に傾斜部及び角部の少なくとも一方を設け、かつ、前記変形手段として前記傾斜部及び角部の少なくとも一方において前記支持部材の変形を誘発する誘発部を設けると共に前記バンパ側部材と前記車体側部材とを結合しない、ことを特徴としている。

請求項１に記載のバンパ構造では、車体側に設けられた支持部材に、バンパ部材が支持されており、バンパ部材は車両の周部に配置されている。

バンパ部材の支持部材に支持される位置以外の衝突位置に衝突体が衝突した際には、バンパ部材が曲げ変形されると共に、支持部材が変形されて、衝突体の衝突荷重が吸収される。

ここで、バンパ部材の衝突位置に衝突体が衝突した際には、バンパ部材の曲げ変形が終了する前に、支持部材の変形が開始される。このため、バンパ部材の曲げ変形から支持部材の変形へ移行する際に、衝突体の衝突荷重の吸収量が大幅に減少することを防止できる。これにより、衝突体の衝突荷重の吸収量を安定させて、衝突体の衝突荷重を効率的に吸収することができる。

請求項２に記載のバンパ構造では、バンパ部材の曲げ変形が終了する前に支持部材の変形を開始させる変形手段を支持部材が有している。

ここで、バンパ部材を補強することで、バンパ部材の曲げ変形が終了する前に支持部材の変形を開始させる場合には、バンパ部材を補強する設計の実現は容易でなく実現コストが高くなると共に、車両の質量及びコストが増大するという問題がある。一方、請求項２に記載のバンパ構造では、支持部材が変形手段を有するため、バンパ部材の補強を不要にすることができ、支持部材に変形手段を設ける設計の実現は容易で実現コストが低いのみならず、車両の質量及びコストが増大することを防止あるいは抑制できる。

請求項３に記載のバンパ構造では、支持部材がバンパ部材側のバンパ側部材と車体側の車体側部材とを有しており、バンパ側部材と車体側部材とは互いに結合されている。また、支持部材が断面多角形状にされており、支持部材の衝突位置側部位には傾斜部及び角部の少なくとも一方が設けられている。

ここで、支持部材の衝突位置側部位における傾斜部及び角部の少なくとも一方には、変形手段として、支持部材の変形を誘発する誘発部が設けられている。このため、支持部材が変形しにくい傾斜部及び角部の少なくとも一方において、支持部材が容易に変形でき、容易にバンパ部材の曲げ変形が終了する前に支持部材の変形を開始させることができる。

さらに、バンパ側部材と車体側部材とが結合されていない傾斜部及び角部の少なくとも一方では、変形手段として、バンパ側部材と車体側部材とが結合されていない。このため、支持部材が変形しにくい傾斜部及び角部の少なくとも一方において、誘発部による支持部材の変形の誘発がバンパ側部材と車体側部材との結合によって阻害されることを防止でき、支持部材の変形を安定させることができる。

図１（Ａ）には、本発明の実施の形態に係るバンパ構造１０が平面図にて示されている。なお、本実施の形態では、車両前方を「前方」といい、車両後方を「後方」といい、車両右方を「右方」といい、車両左方を「左方」といい、車両左右方向内側を「内側」といい、車両左右方向外側を「外側」という。

本実施の形態に係るバンパ構造１０は、一対のフロントサイドメンバ１２を備えており、一対のフロントサイドメンバ１２は、車体前部の右部と左部とに固定されて、それぞれ前後方向に平行に配置されている。

バンパ構造１０は、バンパ部材としてのバンパリンフォース１４を備えており、バンパリンフォース１４は、車両の前端全体（周部）に配置されている。

各フロントサイドメンバ１２の前端には、支持部材としてのクラッシュボックス１６が固定されており、一対のクラッシュボックス１６は、バンパリンフォース１４後面の右部と左部とを支持している。

図２に示す如く、クラッシュボックス１６は、断面６角形箱状とされて、内側部位が断面台形状にされると共に、内側部位以外の部位が断面矩形状にされており、クラッシュボックス１６の内側部位には、上部及び下部において傾斜部１８が設けられると共に、上下方向中間部において縦壁部２０が設けられ、かつ、各傾斜部１８の両端部において角部２２が設けられている。

クラッシュボックス１６は、前側（バンパリンフォース１４側）のバンパ側部材としての支持蓋２４と、後側（フロントサイドメンバ１２側）の車体側部材としての支持筒２６と、を有しており、支持蓋２４と支持筒２６とは、支持蓋２４が支持筒２６の前端に被せられた状態で、溶接２８によって互いに結合されている。

クラッシュボックス１６の内側部位は、一対の傾斜部１８及び４つの角部２２において、支持蓋２４と支持筒２６とが結合されずに、変形手段としての非結合部３０にされている。

クラッシュボックス１６（支持筒２６）の内側部位には、変形手段としてのビード３２（潰れビード）が２本形成されており、各ビード３２は一対の傾斜部１８、縦壁部２０及び４つの角部２２に渡って配置されている。これにより、クラッシュボックス１６の内側部位は、各ビード３２形成部分において、断面三角形状に凹んでおり、各ビード３２はクラッシュボックス１６の圧壊変形（圧縮変形）を誘発する。

このように、クラッシュボックス１６の内側部位に非結合部３０が６ヶ所設けられると共にビード３２が２本形成されることで、クラッシュボックス１６が圧壊変形される荷重（圧壊耐力）と、バンパリンフォース１４（特にクラッシュボックス１６に対する内側近傍の部位）が曲げ変形される荷重（曲げ耐力）と、が近づけられている。なお、ここで示す「曲げ変形」とは、曲げモーメントに起因する曲げ変形であり、断面の座屈による圧縮変形や圧壊変形等の他の変形を含むものではない。

ここで、バンパリンフォース１４の左右方向中央部分（衝突位置）に前方から衝突体が衝突した際には、図１（Ｂ）に示す如く、バンパリンフォース１４の曲げ変形が開始された後に、各クラッシュボックス１６の圧壊変形が開始され、最後に、図１（Ｃ）に示す如く、バンパリンフォース１４の各クラッシュボックス１６前方部位における圧縮変形が開始されることで、衝突体の衝突荷重が吸収される。これにより、図３に示す如く、衝突体の衝突荷重は、バンパリンフォース１４の曲げ変形（図３のＡの部位参照）と、各クラッシュボックス１６の圧壊変形（図３のＢの部位参照）と、バンパリンフォース１４の各クラッシュボックス１６前方部位における圧縮変形（図３のＣの部位参照）と、によって、吸収される。

また、上述の如くクラッシュボックス１６が圧壊変形される荷重とバンパリンフォース１４（特にクラッシュボックス１６に対する内側近傍の部位）が曲げ変形される荷重とが近づけられているため、バンパリンフォース１４のクラッシュボックス１６に対する内側近傍部位における曲げ変形が開始されるのと略同一のタイミングで、クラッシュボックス１６の圧壊変形が開始される。このため、バンパリンフォース１４（特にクラッシュボックス１６に対する内側近傍の部位）の曲げ変形が終了する前に、クラッシュボックス１６の圧壊変形が開始される構成である。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成のバンパ構造１０では、車体側の各フロントサイドメンバ１２前端に固定された各クラッシュボックス１６に、バンパリンフォース１４が支持されており、バンパリンフォース１４は車両の前端全体に配置されている。

各クラッシュボックス１６は、バンパリンフォース１４側の支持蓋２４とフロントサイドメンバ１２側の支持筒２６とを有しており、支持蓋２４と支持筒２６とは互いに結合されている。また、各クラッシュボックス１６は、断面６角形箱状にされており、各クラッシュボックス１６の内側部位には、上部及び下部の傾斜部１８、上下方向中間部の縦壁部２０及び各傾斜部１８両端部の角部２２が設けられている。

バンパリンフォース１４の左右方向中央部分に前方から衝突体が衝突した際には、バンパリンフォース１４が曲げ変形されると共に、各クラッシュボックス１６が圧壊変形され、さらに、バンパリンフォース１４が各クラッシュボックス１６前方部位において圧縮変形されて、衝突体の衝突荷重が吸収される。

ここで、クラッシュボックス１６の内側部位では、各傾斜部１８及び各角部２２が支持蓋２４と支持筒２６とが結合されていない非結合部３０にされると共に、各傾斜部１８、縦壁部２０及び各角部２２に渡ってクラッシュボックス１６の圧壊変形を誘発する２本のビード３２が形成されている。これにより、バンパリンフォース１４の左右方向中央部分に前方から衝突体が衝突した際には、バンパリンフォース１４（特にクラッシュボックス１６に対する内側近傍の部位）の曲げ変形が終了する前に、クラッシュボックス１６の圧壊変形が開始される。

このため、バンパリンフォース１４の曲げ変形からクラッシュボックス１６の圧壊変形へ移行する際に（図３のＡの部位とＢの部位との間のＤの部位において）、衝突体の衝突荷重の吸収量が大幅に減少することを防止できる。これにより、衝突体の衝突荷重の吸収量を安定させて、衝突体の衝突荷重を効率的に吸収することができる。

また、上述の如くクラッシュボックス１６内側部位の各傾斜部１８及び各角部２２にビード３２が設けられているため、クラッシュボックス１６が圧壊変形しにくい各傾斜部１８及び各角部２２において、クラッシュボックス１６の圧壊変形がビード３２に誘発されてクラッシュボックス１６が容易に圧壊変形でき、容易にバンパリンフォース１４の曲げ変形が終了する前にクラッシュボックス１６の圧壊変形を開始させることができる。

さらに、上述の如くビード３２が設けられた各傾斜部１８及び各角部２２が非結合部３０にされているため、クラッシュボックス１６が圧壊変形しにくい各傾斜部１８及び各角部２２において、ビード３２によるクラッシュボックス１６の圧壊変形の誘発が支持蓋２４と支持筒２６との結合によって阻害されることを防止でき、クラッシュボックス１６の圧壊変形を安定させることができる。

しかも、クラッシュボックス１６の内側部位に設けられるビード３２によって、クラッシュボックス１６が圧壊変形される荷重を容易に調整することができる。

また、仮に、バンパリンフォース１４を補強することで、バンパリンフォース１４の曲げ変形が終了する前にクラッシュボックス１６の圧壊変形を開始させる場合には、バンパリンフォース１４を補強する設計の実現は容易でなく実現コストが高くなると共に、車両の質量及びコストが増大するという問題がある。

一方、本実施の形態では、クラッシュボックス１６に非結合部３０やビード３２を設けることで、バンパリンフォース１４の曲げ変形が終了する前にクラッシュボックス１６の圧壊変形を開始させるため、バンパリンフォース１４の補強を不要にすることができ、クラッシュボックス１６に非結合部３０やビード３２を設ける設計の実現は容易で実現コストが低いのみならず、車両の質量及びコストが増大することを防止あるいは抑制できる。

なお、本実施の形態では、クラッシュボックス１６の内側部位に、各傾斜部１８、縦壁部２０及び各角部２２に渡ってビード３２を形成した構成としたが、図４に示すクラッシュボックス５０（支持部材）の如く、クラッシュボックス５０の内側部位に、縦壁部２０及び各角部２２のみにおいてビード３２を形成して各傾斜部１８にはビード３２を形成しない構成としてもよい。

さらに、本実施の形態では、バンパリンフォース１４が車両の前部に配置された構成としたが、バンパリンフォース（バンパ部材）が車両の他の周部（例えば後部）に配置された構成としてもよい。

（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るバンパ構造を示す平面図であり、（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係るバンパ構造においてバンパリンフォースの曲げ変形及び各クラッシュボックスの圧壊変形が生じた状況を示す平面図であり、（Ｃ）は、本発明の実施の形態に係るバンパ構造において各クラッシュボックスの圧壊変形及びバンパリンフォースの各クラッシュボックス前方部位における圧縮変形が生じた状況を示す平面図である。本発明の実施の形態に係るバンパ構造におけるクラッシュボックス（車両右側のもの）を示す車両斜め前方かつ車両左右方向内側から見た斜視図である。本発明の実施の形態に係るバンパ構造における車両の変形ストロークと衝突体に発生する荷重（衝突体の衝突荷重の吸収量）との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態に係るバンパ構造におけるクラッシュボックスの別例（車両右側のもの）を示す車両斜め前方かつ車両左右方向内側から見た斜視図である。従来のバンパ構造における車両の変形ストロークと衝突体に発生する荷重（衝突体の衝突荷重の吸収量）との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０バンパ構造
１４バンパリンフォース（バンパ部材）
１６クラッシュボックス（支持部材）
１８傾斜部
２２角部
２４支持蓋（バンパ側部材）
２６支持筒（車体側部材）
３０非結合部（変形手段）
３２ビード（変形手段、誘発部）
５０クラッシュボックス（支持部材）

Claims

車体側に設けられ、変形可能とされた支持部材と、
前記支持部材に支持されて車両の周部に配置され、前記支持部材に支持される位置以外の衝突位置において衝突体が衝突した際には曲げ変形されると共に当該曲げ変形が終了する前に前記支持部材の変形が開始されるバンパ部材と、
を備えたバンパ構造。
前記支持部材は、前記バンパ部材の曲げ変形が終了する前に前記支持部材の変形を開始させる変形手段を有する、ことを特徴とする請求項１記載のバンパ構造。
前記支持部材は互いに結合された前記バンパ部材側のバンパ側部材と車体側の車体側部材とを有すると共に、前記支持部材を断面多角形状にして前記支持部材の前記衝突位置側部位に傾斜部及び角部の少なくとも一方を設け、かつ、前記変形手段として前記傾斜部及び角部の少なくとも一方において前記支持部材の変形を誘発する誘発部を設けると共に前記バンパ側部材と前記車体側部材とを結合しない、ことを特徴とする請求項２記載のバンパ構造。