JP2008080922A - 車両用バンパ構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】所定のエネルギー吸収性能を確保しつつ、安価で軽量なしかも組付作業性を向上させることができる車両用バンパ構造を得る。
【解決手段】リヤバンパ10のリヤバンパアブソーバ20とリヤアーム14との結合をボルト締結構造から嵌合構造に変更し、かつリヤバンパリインフォースメントに替えてパイプ部材38を用い、これをリヤバンパアブソーバ20に設けた凹部28に挿入する構成とした。従って、リヤバンパアブソーバ20とパイプ部材38とで従来と同等かそれ以上のエネルギー吸収性能を確保でき、ボルト締結工程を嵌合工程に変更できるので、組付作業が容易になり、リヤバンパリインフォースメントを廃止できた分、軽量化を図ることができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両幅方向に延在するパイプ部材を含んで構成された車両用バンパ構造に関する。
従来から、種々の観点から、パイプ材を使った車両用バンパ構造が提案されている。
例えば、下記特許文献1には、所謂ポール衝突に配慮して、バンパリインフォースメントの外側面に半円形断面の凹部を車両幅方向に沿って形成し、当該凹部の車両幅方向の中央部に短めのパイプ材を装着させて溶接する技術が開示されている。組付後の状態では、バンパリインフォースメントの外側面からパイプ材の半分が突出した状態となり、かかるパイプ材にポール等が衝突すると、パイプ材を介して衝突荷重が凹部の周面に分散されて伝達されるというものである。
また、下記特許文献2には、フロントバンパカバーとサイドメンバとを連結するバンパステーの先端部にパイプ材で構成されたバンパバーを予め溶接しておき、この状態のバンパバーをフロントバンパカバー裏面の水平リブ間に挿入させてボルト締めして固定する技術が開示されている。これにより、走行時に取り込んだ気流をバンパバーの上下に流してエンジンに対する冷却風の冷却性能を高めようというものである。
特開2000−85496号公報 実開昭64−9857号公報
上記のような車両用バンパ構造もそれぞれの観点での改良発明であり、それなりの効果はあるものと思われるが、昨今では、所定のエネルギー吸収性能を確保しつつ、より安価で軽量なしかも組付作業性の良い車両用バンパ構造の開発が求められている。
例えば、特許文献1に開示された技術では、バンパリインフォースメントにパイプ材を溶接しているが、いずれも車体重量の増加に繋がり、溶接作業が必要となるため、組付作業的にも煩雑化する。また、特許文献2に開示された技術では、バンパリインフォースメントをパイプ材で代用しているものの、ステーの先端部にバンパバーを溶接するため、同様の課題がある。
本発明は上記事実を考慮し、所定のエネルギー吸収性能を確保しつつ、安価で軽量なしかも組付作業性を向上させることができる車両用バンパ構造を得ることが目的である。
請求項1の発明に係る車両用バンパ構造は、一方の端部が車体に固定され、他方の端部が車両用バンパの固定に供されるバンパ固定部材と、車両幅方向に沿って延在する長尺状のパイプ部材と、発泡材料によって構成されると共に車両幅方向に沿って延在され、パイプ部材が載置可能な載置部を備えたバンパ緩衝部材と、このバンパ緩衝部材の外側に配置されて、バンパ緩衝部材、パイプ部材、及びバンパ固定部材を覆うバンパカバーと、を有することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1記載の車両用バンパ構造において、前記バンパ固定部材は、車体への組付後の状態では車両前後方向に沿って延在されており、前記バンパ緩衝部材は、車両前後方向を組付及び取外し方向として当該バンパ固定部材に組付けられ、さらに、当該バンパ緩衝部材と当該バンパ固定部材とは嵌合手段によって連結されている、ことを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2記載の車両用バンパ構造において、前記パイプ部材は前記バンパ緩衝部材の載置部にバンパ上方側から挿入されると共に、当該バンパ緩衝部材には当該パイプ部材が載置部に載置された状態で当該パイプ部材を保持する保持手段が一体に形成されている、ことを特徴とする。
請求項1記載の本発明によれば、衝突体と衝突すると、衝突荷重はバンパカバーに入力された後、その内側に配置されかつ発泡材料によって構成されたバンパ緩衝部材に伝達される。バンパ緩衝部材は弾性変形することで衝突時のエネルギーを吸収すると共に、吸収しきれなかった荷重については、バンパ緩衝部材の載置部に載置されたパイプ部材に伝達する。そして、バンパ緩衝部材及びパイプ部材の変形によっても吸収することができなかった荷重のみをバンパ固定部材を介して車体側に伝達して分散させる。従って、本発明が適用された車両用バンパによっても、従来と同等又はそれ以上のエネルギー吸収性能が得られる。
さらに、本発明では、パイプ部材が車両幅方向に沿って延在する長尺状の部材として構成されているため、従来では必要であったバンパリインフォースメントを廃止することができる。従って、その分、軽量で安価になる。
加えて、パイプ部材をバンパ緩衝部材の載置部に載置する構成としたので、溶接等の作業工程が不要となる。従って、組付工程も大幅に削減され、組付作業も容易になる。
請求項2記載の本発明によれば、バンパ緩衝部材は車両前後方向を組付及び取外し方向として、車両前後方向に沿って延在するバンパ固定部材に組付けられる。
ここで、本発明では、バンパ緩衝部材とバンパ固定部材とが嵌合手段によって連結されるため、ボルト締め等の結合作業が不要となる。従って、部品点数が削減されると共に、組付工程も削減される。
請求項3記載の本発明によれば、パイプ部材はバンパ緩衝部材の載置部にバンパ上方側から挿入されるので、パイプ部材の組付作業が作業者にとって下向き作業となり、作業性が良い。また、バンパ緩衝部材には保持手段が一体に形成されており、パイプ部材を載置部に載置した状態では保持手段によってパイプ部材が保持されるので、路面に凹凸があるところを走行する場合等にパイプ部材がバンパ緩衝部材に対してばたつかない。
以上説明したように、請求項1記載の本発明に係る車両用バンパ構造は、所定のエネルギー吸収性能を確保しつつ、安価で軽量なしかも組付作業性を向上させることができるという優れた効果を有する。
請求項2記載の本発明に係る車両用バンパ構造は、組付作業性の更なる向上とコストダウンを図ることができるという優れた効果を有する。
請求項3記載の本発明に係る車両用バンパ構造は、部品点数の増加を招くことなく、車両走行時におけるパイプ部材のばたつきを抑制することができ、その結果、パイプ部材に起因した異音の発生を抑制することができるという優れた効果を有する。
以下、図1〜図8を用いて、本発明に係る車両用バンパ構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印Rrは車両後方側を示しており、矢印UPは車両上方側を示しており、矢印INは車両幅方向内側を示している。
図1には、本発明が適用されたリヤバンパの組付状態の斜視図が示されている。また、図2には、当該リヤバンパの分解斜視図が示されている。さらに、図3には、当該リヤバンパの組付状態の平断面図が示されている。またさらに、図4(A)、(B)には、当該リヤバンパの縦断面図が示されている。
これらの図に示されるように、車両後端部には、車両幅方向に沿って延在されるリヤバンパ10が配設されている。リヤバンパ10は、車体後端部に略垂直に配置されるロアバックパネル12に取り付けられている。具体的には、ロアバックパネル12の長手方向の両端部には、車両後方側へ延在するバンパ固定部材としてのリヤアーム14が配設されている。リヤアーム14は平面視で略ハット形状に形成されており、基端部は互いに離間する方向へ屈曲されて左右一対の前端フランジ部14Aを形成している。これらの一対の前端フランジ部14Aがボルト16及びウエルドナット18(広義には固定手段として把握される要素である。)によって、図示しない左右一対のリヤサイドメンバの後端部に固定されたロアバックパネル12に片持ち支持状態で固定されている。なお、本実施形態では、リヤアーム14を平面視でハット形状に形成したが、これに限らず、中空の角柱形状等に形成してもよい。
上述した左右一対のリヤアーム14の先端部14B間には、車両幅方向に沿って延在する長尺状のリヤバンパアブソーバ20が架け渡されている。リヤバンパアブソーバ20は発泡材料(一例としてPPビーズ)によって構成されており、車両幅方向に沿って長尺状の部材として構成されている。
リヤバンパアブソーバ20の長手方向の両端部の裏面(車両前方側の面)の所定位置(左右一対のリヤアーム14の先端部14Bと対向する位置)には、車両前方側へ突出する左右一対の嵌合手段としての突出部22が一体に形成されている。これに対応して、左右一対のリヤアーム14の先端部14Bの中央部には、勘合手段としての円形の嵌合孔24(図2参照)が形成されている。そして、リヤバンパアブソーバ20の左右一対の突出部22を左右一対のリヤアーム14の先端部14Bの嵌合孔24内へ嵌合させることにより、リヤバンパアブソーバ20が左右一対のリヤアーム14に組付けられている。
また、リヤバンパアブソーバ20の長手方向の両端部近傍の裏面には、車両前方側へ突出する一対の凸部26が一体に形成されている。凸部26は平面視で略台形状に形成されており、その先端部26Aはロアバックパネル12に当接状態で配置されている。但し、先端部26Aがロアバックパネル12に対して僅かに離間していてもよい。組付後の状態では、左右一対の凸部26の車両幅方向外側に左右一対のリヤアーム14が隣接して配置されるレイアウトとなっている(図3参照)。
上述したリヤバンパアブソーバ20の中央部(前後方向中間部)には、車両幅方向に沿って直線状に延在する凹部28が形成されている。凹部28はバンパ上方側が開放されており、その長手方向の両端部には前述した左右一対の凸部26の後端面26Bと、この後端面26Bに直交する側端面26Cとが直角に配置されている。なお、側端面26Bは、車両走行時に後述するパイプ部材38が長手方向へ移動するのを規制するストッパ的な役割も果たしている。
また、リヤバンパアブソーバ20の後端面は平面視で車両後方側へ凸となるラウンドした形状(湾曲形状)を成しており、中央側には複数(ここでは3個)の縦壁30、32、34が適宜間隔を開けて立設されている。これらの縦壁30、32、34の前面は車両幅方向に直線上に配置されている。そして、これらの縦壁30、32、34と左右一対の凸部26との間に底面幅が所定幅(後述するパイプ部材38の外径より若干大きめの幅)に設定された載置部36が形成され、この載置部36にバンパ上方側から直管状のパイプ部材38が挿入されて載置されている。なお、載置部36の載置面(凹部28の底面)はパイプ部材38が全長に亘って接する平坦面にしてもよいし、パイプ部材38との当接部位が数箇所となるように部分的に車両上方側へ若干隆起した当接座が所定の間隔で形成される構成にしてもよい。
このパイプ部材38は鉄製の円管で形成されており、所定の強度及び剛性を有している。パイプ部材38の全長は載置部36の車両幅方向寸法に略一致するように(正確には僅かに短くなるように)設定されている。
また、リヤバンパアブソーバ20の左右一対の凸部26の後端面26Bにはパイプ部材38を組付位置に保持する爪部40が一体に形成されている。同様に、3個の縦壁30、32、34の内、両サイドの縦壁30、34の前面側にも、同様形状の爪部42(図4(A)参照)が形成されている。これにより、パイプ部材38の長手方向の両端部側を左右一対の凸部26の爪部40で押さえ、パイプ部材38の長手方向の中央部側を一対の縦壁30、34の爪部42で押さえて(即ち、パイプ部材38を前後両側から挟み込みかつ上からは押さえ込むようにして)、パイプ部材38をリヤバンパアブソーバ20の載置部36に保持している。
上述したリヤバンパアブソーバ20は、パイプ部材38が装着された状態でかつ左右一対のリヤアーム14に嵌合された状態で、ボディー側に固定されたリヤバンパカバー44によって覆われている。
(作用・効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
<組付手順>
まず、本実施形態に係るリヤバンパ10の組付手順について概説する。図2に示されるように、ロアバックパネル12の長手方向の両端部にリヤアーム14をそれぞれ取付ける。この工程は、ロアバックパネル12の前面に予め溶着されたウエルドナット18にリヤアーム14のボルト挿通孔を合わせて、ボルト16を車両後方側から螺合させることにより行われる。但し、ウエルドナット18に替えて通常のナットを用いてもよい。
次に、リヤバンパアブソーバ20の左右一対の突出部22を既に組付けられた左右一対のリヤアーム14の嵌合孔24内へ嵌合させる。これにより、リヤバンパアブソーバ20が左右一対のリヤアーム14に組付けられて支持される。
次に、パイプ部材38をリヤバンパアブソーバ20の凹部28の上方から挿入して載置部36に載置させる。このとき、左右の凸部26の後端面26Bの爪部40と中央側の縦壁32の前面に形成された爪部42とがパイプ部材38に弾性的に係合される。これにより、パイプ部材38は、リヤバンパアブソーバ20の載置部36に安定的に保持される。なお、パイプ部材38を予めリヤバンパアブソーバ20の凹部28に挿入してから、リヤバンパアブソーバ20をリヤアーム14に嵌合させるようにしてもよい。
最後に、リヤバンパカバー44が被嵌されてボディー側に固定されることにより、リヤバンパ10の組付が終了する。
なお、図6には対比例としてのリヤバンパ50の組付状態の平断面図が示されており、又図7には当該リヤバンパ50の縦断面構造が示されており、更に図8には当該リヤバンパ50の分解斜視図が示されている。
これらの図(特には、図8)に示されるように、対比例のリヤバンパ50の場合には、まず、ロアバックパネル52の長手方向の両端部にリヤアーム54をそれぞれ取付ける。この工程は、ロアバックパネル52の前面に予め溶着されたウエルドナット58にリヤアーム54のボルト挿通孔を合わせて、ボルト56を車両後方側から螺合させることにより行われる。従って、ここまでは、本実施形態の場合と同様である。
次に、断面ハット形状のリヤバンパリインフォースメント60をリヤアーム54の先端部にボルト56及び固定する。対比例の場合には、この工程もボルト締めにより行われる。すなわち、リヤアーム54の先端部の裏面にはウエルドナット62が予め溶着されており、ボルト64をリヤバンパリインフォースメント60の後方側からウエルドナット62に螺合させることにより、リヤバンパリインフォースメント60を左右一対のリヤアーム54に組付ける。
最後に、リヤバンパカバー66が被嵌されてボディー側に固定されることにより、リヤバンパ50の組付が終了する。この工程は、本実施形態の場合と同様である。
従って、本実施形態と対比例とを比較すると、本実施形態では、リヤバンパリインフォースメント60の代わりを成すパイプ部材38をリヤバンパアブソーバ20の載置部36に載置する構成であるので、背景技術の項で説明した従来技術に比べて、溶接等の作業工程が不要になり、その分、組付作業が簡単になる(煩雑化しない)。
<衝突時のエネルギー吸収性能>
次に、本実施形態に係るリヤバンパ10に衝突体が衝突したときのエネルギー吸収性能について概説する。
リヤバンパ10が衝突体と衝突すると、衝突荷重はリヤバンパカバー44に入力された後、その内側に配置されかつ発泡材料によって構成されたリヤバンパアブソーバ20に伝達される。リヤバンパアブソーバ20は車両前後方向に弾性変形する(圧縮される)ことで衝突時のエネルギーを吸収すると共に、吸収しきれなかった荷重についてはリヤバンパアブソーバ20の載置部36に載置されたパイプ部材38に伝達する。パイプ部材38は車両幅方向に沿って延在する高強度及び高剛性の長尺状の部材であるため、伝達された衝突荷重を塑性変形することで吸収し、それでも吸収しきれなかった荷重のみをリヤアーム14及びロアバックパネル12を介して左右のリヤサイドメンバに伝達し吸収する。従って、本実施形態に係るリヤバンパ構造によっても、従来と同等又はそれ以上のエネルギー吸収性能が得られる。
因みに、図5には、本実施形態に係るリヤバンパ10のF−S特性が実線グラフXで示されており、対比例としてパイプ部材38を備えていないリヤバンパのF−S特性が破線グラフYで示されている。グラフXとグラフYとの対比から解るように、本実施形態のエネルギー吸収量(グラフX内の面積)は、対比例のエネルギー吸収量(グラフY内の面積)と略同等である。そうすると、図5から、本実施形態の方が対比例よりも短いストロークで同等のエネルギー吸収性能を発揮していることが解る。従って、前記の如く、衝突荷重はリヤバンパアブソーバ20の弾性変形及びパイプ部材38の塑性変形によって効率良く吸収されて、それでも吸収しきれなかった荷重についてのみリヤアーム14及びロアバックパネル12を介して図示しないリヤサイドメンバに伝達し吸収するので、ボディー側であるロアバックパネル12は全く変形しないか、仮に変形したとしても極めて僅かな変形に抑えられる。
<軽量化の観点>
さらに、本実施形態に係るリヤバンパ構造では、パイプ部材38が車両幅方向に沿って延在する長尺状の部材として構成されているため、従来では必要であったバンパリインフォースメントを廃止することができる。従って、その分、リヤバンパ10が軽量で安価になる。
<まとめ>
以上を総括すると、本実施形態に係るリヤバンパ構造によれば、所定のエネルギー吸収性能を確保しつつ、安価で軽量なしかも組付作業性を向上させることができる。
<その他の効果>
本実施形態に係るリヤバンパ構造では、リヤバンパアブソーバ20は車両前後方向を組付及び取外し方向としてリヤアーム14に組付けられることを前提として、リヤバンパアブソーバ20とリヤアーム14とが突出部22と嵌合孔24による嵌合構造で連結される構成を採ったので、前述したように溶接工程が不要になることはもとより、この点においてボルト締めする必要がなく、その分、部品点数の削減及び組付工程の削減を図ることができる。その結果、本実施形態によれば、従来技術に比べて組付作業性が改善されるだけでなく、対比例と比べてもボルト締結工程が減るので、その意味で組付作業性の更なる向上とコストダウンを図ることができる。
また、リヤバンパリインフォースメント60の代わりを成すパイプ部材38は、リヤバンパアブソーバ20の載置部36にバンパ上方側から挿入されるので、作業者は下向き作業でこの作業を行うことができる。従って、作業性が良く、作業負担も少ない。さらに、リヤバンパアブソーバ20には複数の爪部40、42が一体に形成されており、パイプ部材38を載置部36に載置した状態では複数の爪部40、42によってパイプ部材38が保持されるので、路面に凹凸があるところを走行する場合等にパイプ部材38がリヤバンパアブソーバ20の凹部28内でばたつかない。その結果、本実施形態によれば、パイプ部材38に起因した異音の発生を抑制することができる。
〔実施形態の補足説明〕
なお、上述した本実施形態では、パイプ部材38を鉄製の円管で構成したが、これに限らずアルミニウム合金製でもよく、又パネル部材の断面形状も円形に限らない。すなわち、所定の強度及び剛性を備えた金属製のパイプ部材であればよい。
また、上述した本実施形態では、リヤバンパ10に対して本発明を適用したが、ボディー構造によってはフロントバンパ側に本発明を適用してもよい。
本実施形態に係るリヤバンパの組付状態の斜視図である。 図1に示されるリヤバンパの分解斜視図である。 図1に示されるリヤバンパの平断面図である。 (A)は図3の4(A)−4(A)線に沿ったリヤバンパの縦断面図であり、(B)は図3の4(B)−4(B)線に沿ったリヤバンパの縦断面図である。 本実施形態に係るリヤバンパのF−S特性を対比例との関係で示すグラフである。 対比例に係るリヤバンパの平断面図である。 対比例に係るリヤバンパの縦断面図である。 対比例に係るリヤバンパの分解斜視図である。
符号の説明
10 リヤバンパ(車両用バンパ)
12 ロアバックパネル(車体)
14 リヤアーム(バンパ固定部材)
14A 前端フランジ部(一方の端部)
14B 先端部(他方の端部)
20 リヤバンパアブソーバ(バンパ緩衝部材)
22 突出部(嵌合手段)
24 嵌合孔(嵌合手段)
36 載置部
38 パイプ部材
40 爪部(保持手段)
42 爪部(保持手段)
44 リヤバンパカバー(バンパカバー)

Claims (3)

  1. 一方の端部が車体に固定され、他方の端部が車両用バンパの固定に供されるバンパ固定部材と、
    車両幅方向に沿って延在する長尺状のパイプ部材と、
    発泡材料によって構成されると共に車両幅方向に沿って延在され、パイプ部材が載置可能な載置部を備えたバンパ緩衝部材と、
    このバンパ緩衝部材の外側に配置されて、バンパ緩衝部材、パイプ部材、及びバンパ固定部材を覆うバンパカバーと、
    を有することを特徴とする車両用バンパ構造。
  2. 前記バンパ固定部材は、車体への組付後の状態では車両前後方向に沿って延在されており、
    前記バンパ緩衝部材は、車両前後方向を組付及び取外し方向として当該バンパ固定部材に組付けられ、
    さらに、当該バンパ緩衝部材と当該バンパ固定部材とは嵌合手段によって連結されている、
    ことを特徴とする請求項1記載の車両用バンパ構造。
  3. 前記パイプ部材は前記バンパ緩衝部材の載置部にバンパ上方側から挿入されると共に、当該バンパ緩衝部材には当該パイプ部材が載置部に載置された状態で当該パイプ部材を保持する保持手段が一体に形成されている、
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用バンパ構造。
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