JP2009126411A - Bumper structure for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用バンパ構造の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement in a vehicle bumper structure.
従来の車両用バンパ構造として、バンパシステムに脚部を押圧するプッシュバーを設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1のFigure.10を以下の図6で説明する。なお、符号は振り直した。
図6は従来の車両用バンパ構造を示す断面図であり、バンパシステム100は、バンパビーム101と、このバンパビーム101の下部にボルト102で取付けられたばね装置103及び下脚部プッシュバー104とを備える。
下脚部プッシュバー104は、ばね装置103の前側に配置され、車両前方から歩行者の下脚部が当たったときに下脚部を前方へ押圧する。
FIG. 10 will be described with reference to FIG. In addition, the code was reassigned.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional vehicle bumper structure. The
The lower
一般に、車両用バンパ構造を構成するエネルギー吸収部材は、エネルギー吸収効率を上げる(即ち、硬くする)方が小さな変位で大きな衝撃エネルギーを吸収できるが、歩行者の脚部にバンパが衝突し、脚部に高い荷重が入力されると、例えば、下腿部の脛骨に大きな曲げモーメントが作用したり、膝関節の曲げ角度(即ち、大腿部と下腿部とのなす角度である。以下、単に「膝曲げ角」と記す。)が大きくなる。 Generally, an energy absorbing member constituting a vehicle bumper structure can absorb a large impact energy with a small displacement by increasing energy absorption efficiency (that is, making it hard), but the bumper collides with a pedestrian's leg, When a high load is input to the knee, for example, a large bending moment acts on the tibia of the lower leg, or the bending angle of the knee joint (that is, the angle between the thigh and the lower leg. Simply written as “knee bend angle”).
従って、入力荷重を抑えるために、エネルギー吸収効率を落とす(エネルギー吸収部材を柔らかくする)必要がある。そのため、十分なエネルギー吸収量を得るために車両用バンパ構造の変位を大きくすると、バンパが車両前後方向に長いものになる。 Therefore, in order to suppress the input load, it is necessary to lower the energy absorption efficiency (soften the energy absorption member). Therefore, if the displacement of the vehicle bumper structure is increased in order to obtain a sufficient amount of energy absorption, the bumper becomes longer in the vehicle front-rear direction.
また、上記特許文献1では、下脚部プッシュバー104で歩行者の下脚部への衝撃荷重を緩和できるが、ばね装置103では、下脚部プッシュバー104が歩行者の下脚部を押圧するときに撓みやすく、歩行者の膝曲げ角を小さくするほどの反力を発生させることは難しい。
In Patent Document 1, the lower
本発明の目的は、エネルギー吸収効率を向上させるとともにバンパ前後長を短縮でき、更に、歩行者の膝曲げ角を小さくできる車両用バンパ構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a vehicle bumper structure that can improve energy absorption efficiency, shorten the length of the bumper, and reduce the knee bending angle of a pedestrian.
請求項1に係る発明は、車体前部の左右にサイドメンバが配置され、これらのサイドメンバの先端に延長部材を介してバンパビームが取付けられ、このバンパビームの前面にエネルギー吸収部材が取付けられた車両用バンパ構造において、バンパビームから下方へブラケットを延ばし、このブラケットの先端に且つエネルギー吸収部材の下方に位置するようにロアビームを取付け、このロアビームと歩行者の脚部との衝突によりロアビーム側を弾性変形を有する変形をさせることでロアビームを後退させることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a vehicle in which side members are arranged on the left and right of the front part of the vehicle body, a bumper beam is attached to the front ends of these side members via extension members, and an energy absorbing member is attached to the front surface of the bumper beam. In the bumper structure, the bracket is extended downward from the bumper beam, and the lower beam is attached to the end of the bracket so as to be positioned below the energy absorbing member, and the lower beam side is elastically deformed by the collision between the lower beam and the leg of the pedestrian. The lower beam is caused to recede by being deformed.
作用として、歩行者の脚部にバンパが衝突すると、エネルギー吸収部材とロアビームとの両方が歩行者の脚部に当たる、詳しくはエネルギー吸収部材が膝部、ロアビームが膝下部に当たり、これらのエネルギー吸収部材及びロアビームで分担して衝突時の大きなエネルギーを吸収することが可能になる。 As an action, when the bumper collides with the leg part of the pedestrian, both the energy absorbing member and the lower beam hit the leg part of the pedestrian. Specifically, the energy absorbing member hits the knee part and the lower beam hits the lower knee part. And it becomes possible to absorb a large energy at the time of collision by sharing with the lower beam.
また、例えば、ロアビームを備えていないバンパ構造では、エネルギー吸収部材が衝突した膝部は減速し、膝下部及び膝上部は減速しないため、膝曲げ角が大きくなるが、本発明では、膝下部をロアビームで受けるため、膝下部も減速し、膝曲げ角度が小さくなる。 In addition, for example, in a bumper structure that does not include a lower beam, the knee part where the energy absorbing member collides is decelerated, and the lower part of the knee and the upper part of the knee are not decelerated, so the knee bending angle is increased. Since it is received by the lower beam, the lower knee is also decelerated and the knee bending angle is reduced.
請求項2に係る発明は、エネルギー吸収部材を、前側に配置された軟質の第1エネルギー吸収部材と、この第1エネルギー吸収部材の後側に配置され、第1エネルギー吸収部材よりも硬質の第2エネルギー吸収部材とから構成し、これらの第1エネルギー吸収部材及び第2エネルギー吸収部材により歩行者脚部に対する衝撃吸収を2段階で行い、この衝撃吸収の第1段階では、第1エネルギー吸収部材の潰れ変形とロアビームがバンパビーム側を中心として後方へ回転する弾性変形を有する変形とにより衝撃を吸収し、衝撃吸収の第2段階では、第2エネルギー吸収部材の潰れ変形により衝撃を吸収するとともにロアビーム側の弾性変形を元に戻るようにすることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the energy absorbing member includes a soft first energy absorbing member disposed on the front side and a rear side of the first energy absorbing member, and is harder than the first energy absorbing member. Two energy absorbing members, and the first energy absorbing member and the second energy absorbing member perform shock absorption on the pedestrian leg in two stages. In the first stage of the shock absorption, the first energy absorbing member And the lower beam absorbs the impact by the deformation of the second energy absorbing member, and the lower beam absorbs the impact by the deformation of the second energy absorbing member. It is characterized in that the elastic deformation of the side is restored.
作用として、衝突時の衝撃吸収の第1段階では、エネルギー吸収部材のうちの軟質の第1エネルギー吸収部材が歩行者の膝部に当たり、第1エネルギー吸収部材が潰れ変形して衝撃を吸収するとともに、ロアビームが歩行者の膝下部に当たり、バンパビーム側を中心として後方へ回転することでロアビーム自体、ブラケット、バンパビーム、延長部材が弾性変形を有する変形をして衝突時のエネルギーを吸収する。 As an action, in the first stage of impact absorption at the time of collision, the soft first energy absorbing member of the energy absorbing members hits the knee of the pedestrian, and the first energy absorbing member is crushed and deformed to absorb the impact. The lower beam hits the lower part of the pedestrian's knee and rotates backward about the bumper beam side, so that the lower beam itself, the bracket, the bumper beam, and the extension member are deformed to have elastic deformation and absorb the energy at the time of collision.
第1エネルギー吸収部材より、ロアビームを硬質とすれば、第1エネルギー吸収部材のエネルギー吸収量が小さくなって歩行者の膝部への入力荷重が抑えられ、ロアビームでのエネルギー吸収量を大きくすることが可能になる。 If the lower beam is made harder than the first energy absorbing member, the energy absorption amount of the first energy absorbing member is reduced, the input load to the pedestrian's knee is suppressed, and the energy absorption amount of the lower beam is increased. Is possible.
衝撃吸収の第2段階では、第1エネルギー吸収部材よりも硬質の第2エネルギー吸収部材を潰れ変形させて衝突時の大きなエネルギーを吸収し、また、ロアビーム自体、ブラケット、バンパビーム、延長部材の弾性変形を元に戻すことにより、バンパビームで歩行者の膝下部をバンパから離れる側へリバウンドさせて膝曲げ角を小さくすることが可能になる。 In the second stage of shock absorption, the second energy absorbing member that is harder than the first energy absorbing member is crushed and deformed to absorb a large energy at the time of collision, and the lower beam itself, bracket, bumper beam, and extension member are elastically deformed. By returning to the original position, the knee bending angle can be reduced by rebounding the lower knee of the pedestrian to the side away from the bumper with the bumper beam.
請求項1に係る発明では、バンパビームから下方へブラケットを延ばし、このブラケットの先端に且つエネルギー吸収部材の下方に位置するようにロアビームを取付け、このロアビームと歩行者の脚部との衝突によりロアビーム側を弾性変形を有する変形をさせることでロアビームを後退させるので、エネルギー吸収部材及びロアビームで分担して衝突時の大きなエネルギーをより小さな変位で吸収することができ、エネルギー吸収効率を向上させるとともにバンパの前後長を短縮することができる。 In the invention according to claim 1, the bracket is extended downward from the bumper beam, and the lower beam is attached to the end of the bracket so as to be positioned below the energy absorbing member, and the lower beam side is caused by the collision between the lower beam and the leg of the pedestrian. Since the lower beam is retracted by deforming it with elastic deformation, the energy absorbing member and the lower beam can share the large energy at the time of collision with a smaller displacement, improving the energy absorption efficiency and the bumper's The front and rear length can be shortened.
また、例えば、ロアビームを備えていないバンパ構造では、エネルギー吸収部材が衝突した膝部のみが減速するのに比べて、本発明では、膝下部もロアビームで減速させることができ、膝曲げ角度を小さくすることができる。 Further, for example, in the bumper structure that does not include the lower beam, the lower knee can also be decelerated by the lower beam in the present invention, compared with the case where only the knee portion where the energy absorbing member collides is decelerated. can do.
請求項2に係る発明では、エネルギー吸収部材を、前側に配置された軟質の第1エネルギー吸収部材と、この第1エネルギー吸収部材の後側に配置され、第1エネルギー吸収部材よりも硬質の第2エネルギー吸収部材とから構成し、これらの第1エネルギー吸収部材及び第2エネルギー吸収部材により歩行者脚部に対する衝撃吸収を2段階で行い、この衝撃吸収の第1段階では、第1エネルギー吸収部材の潰れ変形とロアビームがバンパビーム側を中心として後方へ回転する弾性変形を有する変形とにより衝撃を吸収し、衝撃吸収の第2段階では、第2エネルギー吸収部材の潰れ変形により衝撃を吸収するとともにロアビーム側の弾性変形を元に戻るようにするので、大きなエネルギーを吸収を、衝突初期の第1段階では主にロアビームで、衝突後半では主に第2エネルギー吸収部材で行うことでエネルギー吸収効率を向上させながら、歩行者の脚部の減速度及び膝曲げ角の傷害値を満足させることができ、歩行者脚部保護に対応した車両用バンパ構造を提供することができる。 In the invention which concerns on Claim 2, an energy absorption member is arrange | positioned on the back side of the soft 1st energy absorption member arrange | positioned at the front side, and this 1st energy absorption member, and is harder than a 1st energy absorption member. Two energy absorbing members, and the first energy absorbing member and the second energy absorbing member perform shock absorption on the pedestrian leg in two stages. In the first stage of the shock absorption, the first energy absorbing member And the lower beam absorbs the impact by the deformation of the second energy absorbing member, and the lower beam absorbs the impact by the deformation of the second energy absorbing member. So that the elastic deformation of the side is restored, it absorbs a large amount of energy, mainly in the lower beam in the first stage of the collision, In the latter half of the crash, the energy absorption efficiency is improved mainly by the second energy absorbing member, while the pedestrian's leg deceleration and knee bending angle injury values can be satisfied, and pedestrian leg protection A corresponding vehicular bumper structure can be provided.
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る車両用バンパ構造の主要部を示す斜視図(図中の矢印(FRONT)は車両前方を表している。以下同じ。)であり、バンパ本体11は、車幅方向に湾曲するように延びる鋼板製のバンパビーム12と、このバンパビーム12の前面に取付けられた発泡樹脂製のエネルギー吸収部材13と、バンパビーム12の下部に左右一対のブラケット14,16を介して取付けられた車幅方向に湾曲するように延びるロアビーム17とからなる。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a perspective view showing an essential part of a vehicle bumper structure according to the present invention (an arrow (FRONT in the figure represents the front of the vehicle; the same applies hereinafter)), and a
図2は本発明に係る車両用バンパ構造の断面図であり、バンパ10は、バンパ本体11と、このバンパ本体11の前側に被せた樹脂製のバンパフェイス21とからなる。
バンパビーム12は、前壁12Aを共用する断面が矩形の上部ビーム22及び下部ビーム23と、これらの上部ビーム22及び下部ビーム23を接続する前部接続部24とからなり、上下方向の中央部に凹部26が形成された部材で、上部ビーム22及び下部ビーム23のそれぞれの後壁22d,23dが、左右一対のサイドメンバ28,28(一方の符号28のみ示す。)の各先端にそれぞれ延長部材27を介して取付けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the vehicle bumper structure according to the present invention. The
The
上部ビーム22は、前壁12Aと、この前壁12Aの上縁及び前部接続部24の上縁のそれぞれから後方に延びる上壁22b及び下壁22cと、これらの上壁22b及び下壁22cのそれぞれの後縁を接続する後壁22dとからなる。
The
同様に、下部ビーム23は、前壁12Aと、前部接続部24の下縁及び前壁12Aの下縁のそれぞれから後方に延びる上壁23b及び下壁23cと、これらの上壁23b及び下壁23cのそれぞれの後縁を接続する後壁23dとからなる。
Similarly, the
エネルギー吸収部材13は、前側に配置された軟質の第1エネルギー吸収部材31と、と、この第1エネルギー吸収部材31の後側に配置されるとともに第1エネルギー吸収部材31よりも硬質にされた第2エネルギー吸収部材32とからなる。
The
第1エネルギー吸収部材31は、前壁31aと、この前壁31aの上縁から後方に延びる上壁31bと、前壁31aの下縁から後方に延びる下壁31cとからなる断面コ字状の部材であり、第2エネルギー吸収部材32よりも、断面積を小さくしたり、切れ込みを入れることで軟質に形成されている。
The first
第2エネルギー吸収部材32は、第1エネルギー吸収部材31の上壁31b及び下壁31cのそれぞれの後縁が取付けられる前壁32aと、この前壁32aの上縁から上方斜め後方に延びる第1傾斜壁32bと、この第1傾斜壁32bの上縁から上方斜め後方に延びる第2傾斜壁32cと、この第2傾斜壁32cの上縁から後方に延びる上壁32dと、前壁32aの下縁から後方へ延びる下壁32eと、これらの上壁32d及び下壁32eのそれぞれの後縁を接続する後壁32fとからなり、後壁32fに形成されたボス形状をバンパビーム12の前壁12Aに開けられた穴に差し込んだり、又は接着により、後壁32fがバンパビーム12の前壁12Aに取付けられている。
The second
ブラケット14,16(一方の符号16のみ示す。符号14は図1参照)は、上端が下部ビーム23の下壁23cに溶接にて取付けられている。
ロアビーム17は、ブラケット14,16の下部前部に溶接にて取付けられた部材であり、断面コ字形状のロアビーム本体17aと、このロアビーム本体17aの後端から上方及び下方に曲げ形成された上フランジ17b及び下フランジ17cとからなる。
The
The
バンパフェイス21は、車両のフロントグリルの下部を覆うグリル下部21aと、エネルギー吸収部材13及びバンパビーム12の前方及び上方を覆うアッパフェイス21bと、ブラケット14,16の上部の前方に位置する複数の横桟で構成されたロアグリル21cと、ブラケット14,16の下部及びロアビーム17の前方及び下方を覆うロアフェイス21dとからなる樹脂製の一体成形体である。
The
以上に述べたバンパ10(図2参照)の作用を次に説明する。
図3(a)〜(c)は本発明に係る車両用バンパ構造の作用を示す作用図である。なお、図中ではバンパ10(図2参照)のバンパフェイス21(図2参照)を説明の都合上省いている。
(a)はバンパ本体11が、歩行者の脚部を模擬した脚部インパクタ40に衝突する直前の状態を示している。
エネルギー吸収部材13の第1エネルギー吸収部材31とロアビーム17とは、車両の前後方向でほぼ同じ位置まで突出している。
Next, the operation of the bumper 10 (see FIG. 2) described above will be described.
3A to 3C are operation diagrams showing the operation of the vehicle bumper structure according to the present invention. In the drawing, the bumper face 21 (see FIG. 2) of the bumper 10 (see FIG. 2) is omitted for convenience of explanation.
(A) has shown the state immediately before the bumper
The first
脚部インパクタ40は、下腿部40Aと、この下腿部40Aの上方に配置された大腿部40Bと、これらの下腿部40A及び大腿部40Bのそれぞれを揺動自在に連結する関節部40Cとからなり、関節部40Cに近い下腿部40Aの上部に膝部41が設定され、この膝部41の下方の下腿部40Aに膝下部42が設定され、大腿部40Bの中間部に膝上部43が設定されている。
The
上記の膝部41、膝下部42、膝上部43には、変位及び加速度を検出するためのセンサが埋め込まれている。膝部41、膝下部42、膝上部43は内部に設けられているが、以下の説明では、これらに近い周囲や表面も含めて膝部41、膝下部42、膝上部43とする。
また、下腿部40A内又は大腿部40B内には、下腿部40Aと大腿部40Bとの曲げ角度(膝曲げ角)を検出する角度計が設けられている。
Sensors for detecting displacement and acceleration are embedded in the
Further, an angle meter for detecting a bending angle (knee bending angle) between the
以上の状態で、白抜き矢印で示すように、バンパ本体11を前進させて脚部インパクタ40に衝突させる。このときのバンパ本体11を備える車両が脚部インパクタ40に衝突する衝突速度は、例えば、40km/hである。
In the above state, the
(b)において、脚部インパクタ40の膝部41にエネルギー吸収部材13が衝突し、脚部41の膝下部42にロアビーム17が衝突した衝突の第1段階を示している。
エネルギー吸収部材13が膝部41に衝突すると、エネルギー吸収部材13の軟質な第1エネルギー吸収部材31が潰れて衝突時のエネルギーを吸収するため、膝部41への入力荷重は抑えられる。
FIG. 5B shows a first stage of the collision in which the
When the
また、ロアビーム17が膝下部42に衝突すると、ロアビーム17自体、ブラケット14,16、バンパビーム12、延長部材27がそれぞれ弾性変形し、ロアビーム17がバンパビーム12又はバンパビーム12に近い部分を中心にして矢印で示すように回転しながら後退し、衝突時のエネルギーを吸収する。
Further, when the
このとき、ロアビーム17側が弾性変形しながら後退することで膝下部42の車両前方への足払いが回避される。また、第1エネルギー吸収部材31とロアビーム17とは、それぞれの発生荷重が制御されてエネルギーを吸収するので、膝部41、膝下部42及び膝上部43は同期してバンパ本体11に対して相対変位する。従って、膝曲げ角は発生しない。
At this time, the
(c)は(b)の状態から車両が更に前進した衝突の第2段階を示している。
第1エネルギー吸収部材31が潰れた状態から更に硬質の第2エネルギー吸収部材32が潰れて、第1エネルギー吸収部材31のときよりも大きなエネルギーが吸収される。
(C) has shown the 2nd step of the collision which the vehicle further advanced from the state of (b).
The harder second
また、ロアビーム17の車両後方への撓みが大きくなると、反力も次第に大きくなり、第2エネルギー吸収部材32によるエネルギーの吸収が完了した後に、ロアビーム17に発生する荷重が小さくなり、ロアビーム17側の各部の弾性変形が元に戻る、即ち、ロアビーム17は矢印で示すように前方に回転する。これに伴い、膝下部42はロアビーム17と同様に図の時計回りに回転する。
Further, when the deflection of the
このとき、膝上部43も時計回りに回転するが、膝下部42が時計回りに回転することで、下腿部40Aと大腿部40Bとの膝曲げ角βを小さくすることができる。
ロアビーム17を備えていない場合は、膝下部42(即ち、下腿部40A)の時計回りの回転が生じないため、図中の二点鎖線で示される下腿部112と大腿部40Bとのなす角度である膝曲げ角が大きくなる。
At this time, the knee
When the
図4は本発明に係る車両用バンパ構造の評価結果を示す第1グラフであり、脚部インパクタにバンパが衝突する際の脚部インパクタ各部の相対変位量の時間的経過を示している。
縦軸は脚部インパクタ各部(図3(a)〜(c)に示された膝部41、膝下部42、膝上部43)のバンパに対する相対変位量、横軸は衝突からの経過時間を表している。
グラフ中の実線は膝部、破線は膝下部、一点鎖線は膝上部の相対変位量を示している。
FIG. 4 is a first graph showing the evaluation results of the vehicle bumper structure according to the present invention, and shows the time course of the relative displacement amount of each part of the leg impactor when the bumper collides with the leg impactor.
The vertical axis represents the relative displacement of each part of the leg impactor (the
The solid line in the graph indicates the relative displacement of the knee, the broken line indicates the lower knee, and the alternate long and short dash line indicates the upper knee.
図中の時刻ゼロ〜時刻t1の範囲、即ち、A範囲(即ち、図3(b)に示した衝突の第1段階)では、膝部、膝下部及び膝上部の各線は重なり合い、膝部、膝下部及び膝上部がバンパ本体に対して同期して相対変位していることを表している。 In the range from time zero to time t1 in the figure, that is, the A range (that is, the first stage of the collision shown in FIG. 3B), the knee, lower knee, and upper knee lines overlap, This shows that the lower knee and the upper knee are relatively displaced relative to the bumper body.
即ち、図3(b)に示したように、第1エネルギー吸収部材31とロアビーム17とは、第1エネルギー吸収部材31の潰れやロアビーム17の変位によって発生する荷重がそれぞれ設定されているため、荷重が制御されてエネルギーを吸収するので、膝部41、膝下部42及び膝上部43は同期してバンパ本体11に対して相対変位する。従って、脚部インパクタ40の膝曲げ角は抑えられる。
That is, as shown in FIG. 3B, the first
例えば、ロアビーム17を備えていない従来のバンパでは、膝下部42及び膝上部43に対して膝部41だけが減速するため、脚部インパクタ40の膝曲げ角が衝突の初期から発生する。
For example, in a conventional bumper that does not include the
図中の時刻t1〜時刻t2の範囲、即ち、B範囲(即ち、図3の(c)に示した衝突の第2段階)では、膝上部の相対変位量は、A範囲とほぼ同様な傾きで増加しているが、膝部の相対変位量は、時間の経過と共に増加が次第に小さくなり、膝下部の相対変位量は、時間の経過と共に増加が膝部よりも更に小さくなり、B範囲の後期以後は増加した相対変位量が減少している。 In the range from the time t1 to the time t2 in the drawing, that is, the B range (that is, the second stage of the collision shown in FIG. 3C), the relative displacement amount of the upper knee is almost the same as the A range. However, the relative displacement amount of the knee gradually decreases with time, and the relative displacement amount of the lower knee increases further with time than the knee. After the latter period, the increased relative displacement has decreased.
これは、膝下部が、B範囲でバンパ本体側に移動していたものがバンパ本体側から離れる(膝下部がリバウンドする)ことを意味している。即ち、脚部インパクタの膝曲げ角が小さくなっている。
このことから、膝下部のリバウンドをB範囲のできるだけ初期にロアビームで行わせることで、脚部インパクタの膝曲げ角をより小さくすることができる。
This means that the lower part of the knee that has moved to the bumper body side in the range B is separated from the bumper body side (the lower part of the knee rebounds). That is, the knee bending angle of the leg impactor is reduced.
From this, the knee bending angle of the leg impactor can be further reduced by performing the rebound of the lower part of the knee with the lower beam as early as possible in the B range.
図5は本発明に係る車両用バンパ構造の評価結果を示す第2グラフであり、脚部インパクタにバンパが衝突する際の脚部インパクタ各部の減速度と相対変位量との関係を示している。縦軸は脚部インパクタ各部の減速度、横軸はバンパに対する脚部インパクタ各部の相対変位量を示している。図中の一点鎖線は膝部、破線は膝下部、実線は膝部の減速度と膝下部の減速度との総和を示している。
バンパが脚部インパクタに衝突する第1段階(A範囲)では、膝部の減速度のピークはg1となる。これは、図3(b)に示されたエネルギー吸収部材13、特に前側に配置された軟質の第1エネルギー吸収部材31が潰れるときに発生するものである。
また、第1段階では、膝下部の減速度は、膝部の減速度よりも大きくなり、ピークはg2となる。減速度g2は減速度g1よりも大きい。
FIG. 5 is a second graph showing the evaluation result of the vehicle bumper structure according to the present invention, and shows the relationship between the deceleration of each part of the leg impactor and the relative displacement when the bumper collides with the leg impactor. . The vertical axis represents the deceleration of each part of the leg impactor, and the horizontal axis represents the relative displacement of each part of the leg impactor with respect to the bumper. In the figure, the alternate long and short dash line indicates the knee, the broken line indicates the lower knee, and the solid line indicates the sum of the deceleration of the knee and the deceleration of the lower knee.
In the first stage (A range) in which the bumper collides with the leg impactor, the knee deceleration peak is g1. This occurs when the
In the first stage, the deceleration of the lower knee is larger than the deceleration of the knee, and the peak is g2. The deceleration g2 is larger than the deceleration g1.
バンパが脚部インパクタに衝突する第2段階(B範囲)では、膝部の減速度は、第1段階よりも増大し、g3まで大きくなる。これは、図3(c)に示したように、エネルギー吸収部材13の第2エネルギー吸収部材32により発生するものである。
また、膝下部の減速度は、相対変位量が大きくなるにつれて、第1段階でのピークg2の後は大きく減少し、ゼロに近くなる。これは、膝下部のリバウンドによるものである。
In the second stage (B range) in which the bumper collides with the leg impactor, the knee deceleration increases from the first stage and increases to g3. This is generated by the second
Further, the deceleration of the lower knee greatly decreases after the peak g2 in the first stage and approaches zero as the relative displacement amount increases. This is due to the rebound of the lower knee.
上記したように、衝突の第1段階では、第1エネルギー吸収部材とロアビームとが分担してエネルギーを吸収する。詳しくは、第1エネルギー吸収部材によるエネルギー吸収量をE1、ロアビームによるエネルギー吸収量をE2とすると、エネルギー吸収量E1の2倍よりエネルギー吸収量E2のほうが大きい(E1x2<E2)。 As described above, in the first stage of the collision, the first energy absorbing member and the lower beam share and absorb energy. Specifically, when the energy absorption amount by the first energy absorbing member is E1, and the energy absorption amount by the lower beam is E2, the energy absorption amount E2 is larger than twice the energy absorption amount E1 (E1x2 <E2).
即ち、第1エネルギー吸収部材が潰れて少量のエネルギー吸収を行うことで膝部の減速度を低減し、ロアビーム側(ロアビーム自体、ブラケット、バンパビーム及び延長部材)が弾性変形して後方へ回転し大量のエネルギー吸収を行うことで膝下部の減速度を低減する。 That is, the first energy absorbing member is crushed and absorbs a small amount of energy to reduce the knee deceleration, and the lower beam side (the lower beam itself, the bracket, the bumper beam, and the extension member) is elastically deformed and rotated backward to produce a large amount. The lower knee deceleration is reduced by absorbing energy.
また、第2段階では、第2エネルギー吸収部材及びロアビームのうち、第2エネルギー吸収部材がエネルギー吸収のほとんどを担い、ロアビーム17は、弾性変形の戻りにより膝下部をリバウンドさせて、脚部インパクタの膝曲げ角を小さくするように作用する。
In the second stage, of the second energy absorbing member and the lower beam, the second energy absorbing member bears most of the energy absorption, and the
これらの膝部と膝下部との減速度を合わせた減速度(総和)は、第1段階でピークg4となり、第2段階で減速度g5まで上昇するが、減速度の最大許容値(傷害規準の傷害値)GPに対してこれらの減速度g4,g5はそれを下回り、判定はOKである。また、脚部インパクタの膝曲げ角についても傷害値を下回り、判定はOKである。 The total deceleration of the knee and lower knee decelerations is peak g4 in the first stage and increases to deceleration g5 in the second stage, but the maximum allowable deceleration (injury standard) (Injury value) of GP) These decelerations g4 and g5 are less than that, and the determination is OK. Further, the knee bending angle of the leg impactor is also below the injury value, and the determination is OK.
このように、衝突の第1段階及び第2段階でそれぞれ、減速度の総和を、傷害値を下回るとともに可能な限り大きくすることで、第1段階及び第2段階の総相対変位量であるd2をより小さくすることができ、これによって、バンパ101(図2参照)の前後長をより短くすることができる。 Thus, d2 which is the total relative displacement amount of the first stage and the second stage is obtained by making the total sum of the deceleration below the injury value and as large as possible in the first stage and the second stage of the collision, respectively. Can be made smaller, whereby the front-rear length of the bumper 101 (see FIG. 2) can be made shorter.
以上の図2、図3(a)〜(c)に示したように、本発明は、車体前部の左右にサイドメンバ28,28が配置され、これらのサイドメンバ28,28の先端に延長部材27を介してバンパビーム12が取付けられ、このバンパビーム12の前面にエネルギー吸収部材13が取付けられた車両用バンパ構造において、バンパビーム12から下方へブラケット14,16を延ばし、これらのブラケット14,16の先端に且つエネルギー吸収部材13の下方に位置するようにロアビーム17を取付け、このロアビーム17と歩行者の脚部としての脚部インパクタ40との衝突によりロアビーム17側を弾性変形を有する変形をさせることでロアビーム17を後退させるので、エネルギー吸収部材13及びロアビーム17で分担して衝突時の大きなエネルギーをより小さな変位で吸収することができ、エネルギー吸収効率を向上させるとともにバンパ10の前後長を短縮することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3 (a) to 3 (c), in the present invention, the
また、例えば、ロアビーム17を備えていないバンパ構造では、エネルギー吸収部材13が衝突した膝部41のみが減速するのに比べて、本発明では、膝部41に加えて膝下部42もロアビーム17で減速させることができ、脚部の膝曲げ角を小さくすることができる。
Further, for example, in the bumper structure that does not include the
本発明は、エネルギー吸収部材13を、前側に配置された軟質の第1エネルギー吸収部材31と、この第1エネルギー吸収部材31の後側に配置され、第1エネルギー吸収部材31よりも硬質の第2エネルギー吸収部材32とから構成し、これらの第1エネルギー吸収部材31及び第2エネルギー吸収部材32により歩行者脚部に対する衝撃吸収を2段階で行い、この衝撃吸収の第1段階では、第1エネルギー吸収部材31の潰れ変形とロアビーム17がバンパビーム12側を中心として後方へ回転する弾性変形を有する変形とにより衝撃を吸収し、衝撃吸収の第2段階では、第2エネルギー吸収部材32の潰れ変形により衝撃を吸収するとともにロアビーム17側の弾性変形を元に戻るようにするので、大きなエネルギーを吸収を、衝突初期の第1段階では主にロアビーム17で、衝突後半では主に第2エネルギー吸収部材32で行うことでエネルギー吸収効率を向上させながら、歩行者の脚部の減速度及び膝曲げ角の傷害値を満足させることができ、歩行者脚部保護に対応した車両用バンパ構造を提供することができる。
In the present invention, the
尚、本発明では、ロアビームは弾性変形以外に、塑性変形をする。また、バンパビーム断面形状をB字状断面として弾性変形を行いやすくしている。更に、バンパビームを切欠き、弾性変形を更に行いやすくすることができる。 In the present invention, the lower beam undergoes plastic deformation in addition to elastic deformation. In addition, the bumper beam has a B-shaped cross section to facilitate elastic deformation. In addition, the bumper beam can be cut out to facilitate the elastic deformation.
本実施形態では、図2に示したように、第1エネルギー吸収部材31と第2エネルギー吸収部材32とを別体にしたが、これに限らず、第1エネルギー吸収部材31と第2エネルギー吸収部材32とを一体成形してもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first
本発明のバンパ構造は、四輪車に好適である。 The bumper structure of the present invention is suitable for a four-wheeled vehicle.
10…バンパ、12…バンパビーム、13…エネルギー吸収部材、14,16…ブラケット、17…ロアビーム、27…延長部材、28…サイドメンバ、31…第1エネルギー吸収部材、32…第2エネルギー吸収部材、40…脚部(脚部インパクタ)。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記バンパビームから下方へブラケットが延び、このブラケットの先端に且つ前記エネルギー吸収部材の下方に位置するようにロアビームが取付けられ、このロアビームと歩行者の脚部との衝突により前記ロアビーム側が弾性変形を有する変形をすることで前記ロアビームが後退することを特徴とする車両用バンパ構造。 In the vehicle bumper structure in which side members are arranged on the left and right of the front part of the vehicle body, a bumper beam is attached to the front ends of these side members via extension members, and an energy absorbing member is attached to the front surface of the bumper beam.
A bracket extends downward from the bumper beam, and a lower beam is attached to the tip of the bracket and below the energy absorbing member, and the lower beam side is elastically deformed by a collision between the lower beam and a pedestrian leg. A bumper structure for a vehicle, wherein the lower beam moves backward by being deformed.
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