JP2011111036A - バンパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッシュボックスの重量増加を抑制しつつ、衝突エネルギーを衝突形態によることなく効率良く吸収する。
【解決手段】略ハット型形状断面の一対のスティ部材３０を互いに対向させると共に、バンパービームに結合される先端側の所定区間で板状のセパレータ３１を各スティ部材３０のフランジ面３０ｂで挟持し、フランジ面３０ｂをセパレータ３１と共にスポット溶接等で固定することにより、クラッシュボックス３を形成する。これにより、クラッシュボックス３の重量増加を抑制しつつ、先端側の所定区間で衝突による荷重入力に対する抗力を衝突形態によることなく増加させることができ、クラッシュボックス３全体で有効に衝突エネルギーを吸収することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両衝突時にバンパービームを介して入力される衝撃荷重によって塑性変形し、衝突エネルギーを吸収するクラッシュボックスを備えたバンパ装置に関する。

一般に、車両のバンパ装置は、バンパ外装内で車幅方向に配置されるバンバービーム（リインホース）を、左右一対のクラッシュボックスを介して車体フレームに連結して構成されている。例えば、特許文献１には、バンパリインホースを、車両幅方向に直線状に延びる直線部と該直線部の各先端に連続して外側に向かうに従い後側に配置されるように曲成された端部を有する形状として、バンパリインホースの曲成された各端部にクラッシュボックスを結合し、サイドメンバに連結するバンパ装置が開示されている。

特開２００９−２０２７１７号公報

しかしながら、従来のバンパ装置のクラッシュボックスは、オフセット衝突等による斜め方向からの荷重入力を主として考慮されており、バンパービームに結合される先端側の断面積が軸方向に対して斜め方向で大きくなるように形成されている。

このため、車両中央方向から衝突荷重が入力されると、クラッシュボックス先端側の相対的に断面積の小さい部位が先に圧壊して有効に衝突エネルギーを吸収することができず、車体フレームに近い断面積の大きい部分での変形量が増加して車体側に影響を及ぼす虞がある。

従って、車両斜め方向からの衝突荷重のみならず、車両中央方向からの衝突荷重に対しても、クラッシュボックスの先端側の変形量を抑制するためには、構成部材の板厚や断面積を増加させる等の対策が必要となり、大幅な重量増加を招く虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、クラッシュボックスの重量増加を抑制しつつ、衝突エネルギーを衝突形態によることなく効率良く吸収することのできるバンパ装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明によるバンパ装置は、車両衝突時にバンパービームを介して入力される衝撃荷重によって塑性変形し、衝突エネルギーを吸収するクラッシュボックスを備えたバンパ装置であって、上記クラッシュボックスを２つの半割部材を接合して筒体状に形成すると共に、該筒体内部の先端側の所定区間に、上記２つの半割部材によって挟持されるセパレータを介装したことを特徴とする。

本発明によれば、クラッシュボックスの重量増加を抑制しつつ、衝突エネルギーを衝突形態によることなく効率良く吸収することができる。

車両のバンパ装置の構成を示す説明図 クラッシュボックス及びセパレータの配置を示す斜視図 クラッシュボックスへの荷重入力を示す説明図 クラッシュボックスの荷重−ストローク特性を示すグラフ

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は自動車等の車両のバンパ装置であり、本実施の形態においては、車両後部に配設されるリヤバンパ装置である。このバンパ装置１は、車両幅方向に延在するバンパービーム２と、このバンパービーム２と車体下部の骨格を形成して車両前後方向に延出される一対のサイドメンバ４との間に配設される一対のクラッシュボックス３とを主要構成として備えている。

バンパービーム２は、例えば矩形断面を有する金属の中空材で形成され、車両幅方向に直線状に延びる直線部２ａと、この直線部２ａの両側で車体後部のコーナー部に沿って所定の角度で曲げられたオフセット部２ｂとを有している。オフセット部２ｂの内側には、クラッシュボックス３の先端側が固設され、このクラッシュボックス３の後端側がサイドメンバ４に固設されている。

クラッシュボックス３は筒体状に形成され、衝突の際、バンパービーム２を介して入力される衝撃荷重によって蛇腹状に軸方向に塑性座屈変形して圧壊する。これにより、軽衝突時の衝撃エネルギーを吸収してボディシェルの損傷を防止すると共に、バンパービーム２と連携して衝撃エネルギーを効果的に吸収し、乗員を保護する。

筒体であるクラッシュボックス３は、例えば薄鋼板をプレスして成形される２つの半割部材を溶接する等して形成されるボックス構造を有している。本実施の形態においては、図２（ａ），（ｂ）に示すように、クラッシュボックス３は、長手方向と直交する断面が略ハット型形状の一対の半割部材としてのスティ部材３０を上下に接合して構成されている。

尚、図２及び以下に説明する図３においては、車両進行方向の左側に配置されるクラッシュボックス３の形状を示しているが、右側に配置されるクラッシュボックス３も機能的には同等であり、車両中心に対して対称の形状である。

各スティ部材３０は、サイドメンバ４に結合される基部側にボルト等を介して取り付けるためのフランジ面３０ａを有すると共に、このフランジ面３０ａに直交して長手方向に延出されるフランジ面３０ｂを有している。すなわち、クラッシュボックス３は、２つのスティ部材３０のフランジ面３０ｂを上下の接合面として互いに対向させ、上下のフランジ面３０ｂをスポット溶接等で接合することにより、ボックス構造を形成している。

更に、クラッシュボックス３は、バンパービーム２に結合される先端側に、上下のスティ部材３０のフランジ面３０ｂによって挟持される板状のセパレータ３１を備えている。セパレータ３１は、クラッシュボックス３の先端側から長手方向の所定長さまで介装され、両フランジ面３０ｂによって挟持される部位が上下のスティ部材３０のフランジ面３０ｂと共にスポット溶接によって固定されている。

図３に示すように、クラッシュボックス３の先端側には、クラッシュボックス３の基部側の取付面と平行な端面（クラッシュボックス３の長手軸方向に対して垂直となる端面）Ａと、この端面Ａから所定の角度で傾斜され、バンパービーム２のオフセット部２ｂに接合される傾斜面Ｂとが設けられている。クラッシュボックス３の傾斜面Ｂ（及びバンパービーム２のオフセット部２ｂ）の角度αは、車両のオフセット衝突の斜め方向からの荷重入力方向に対して垂直となる角度（例えば、４０％オフセットバリアを想定した１０°の角度）に設定されている。また、傾斜面Ｂの幅は、バリアに対するラップ量を確保するため、クラッシュボックス３のボックス構造幅に対して所定の比率（例えば６０％〜８０％）となるように設定されている。

また、セパレータ３１は、各スティ部材３０のフランジ面３０ｂによって挟持される両側の間の先端形状が端面Ａ及び傾斜面Ｂと同様に形成され、後端側に端面Ａと平行な端面Ｃを有している。セパレータ３１のボックス構造内への挿入長さは、前端側のセパレータ３１を含むボックス構造の断面積が、セパレータ３１を含まないボックス構造の断面積と同じになる位置までの長さ、例えば図３中に破線で示すように、少なくとも先端部分の傾斜面Ｂの長手方向の区間Ｄの長さ以上となるように設定されている。更に、セパレータ３１の板厚は、セパレータ３１を単なる平板で形成する場合、スティ部材３０の板厚よりも厚く設定されている（例えば、１．５倍以上の板厚）。

尚、セパレータ３１の板厚は、必ずしもスティ部材３０の板厚より厚くなくとも良く、例えば、セパレータ３１にリブ等を設けることでスティ部材３０と同等或いは薄くすることも可能である。

このようなセパレータ３１を上下のスティ部材３０の間に介在させることにより、クラッシュボックス３先端側の所定区間で衝突による荷重入力に対する抗力を増加させることができ、クラッシュボックス３全体で有効に衝突エネルギーを吸収することができる。

すなわち、セパレータ３１を有しないクラッシュボックス構造では、車両後方中央方向からの衝突荷重Ｗ１に対して荷重方向に対して相対的に断面積の小さい先端の区間Ｄが圧壊してしまい、衝突エネルギーを有効に吸収することができない。このため、断面積の大きい区間の変形量が増加してしまい、車体側に影響を及ぼす虞がある。

これに対して、本実施の形態によるクラッシュボックス３は、先端側にセパレータ３１を備えているため、衝突荷重Ｗ１に対して区間Ｄの抗力を上げることができ、先端部の圧壊を抑制して確実にエネルギーを吸収することができる。更に、クラッシュボックス３は、オフセット衝突時の衝突荷重Ｗ２の入力方向に対して垂直な傾斜面Ｂを有しているため、入力荷重に対する安定的な接触面積を確保することができ、効率良くエネルギーを吸収することができる。

その結果、本実施の形態のクラッシュボックス３では、車両のオフセット衝突、中央方向からの衝突の双方に対して、セパレータ３１が存在する区間Ｅでの抗力が増加して先端部の圧壊が抑制され、区間Ｆ後方の断面積を確保できる区間Ｆで圧壊させることができ、確実且つ効率良く衝突エネルギーを吸収することができる。

図４は、フルラップリジットバリア衝突試験によるクラッシュボックスの入力荷重に対する変形量（ストローク）のデータ特性を示しており、図中の破線はセパレータ３１を有しない場合の特性、実線はセパレータ３１を有する場合の特性を示している。この荷重−ストローク特性のグラフから、セパレータ３１を設けた場合には、セパレータ３１が無い場合に比較してクラッシュボックス先端側の抗力が上昇し、同じ衝突エネルギーを吸収する場合であっても、変形量が小さくてすむことがわかる。

このように本実施の形態においては、衝突形態によらず、クラッシュボックス３の同じ区間で圧壊させることが可能であり、断面積を確保できる区間で圧壊させることで、クラッシュボックスの板厚や断面積を上げることなく衝突エネルギーを効率良く吸収することが可能となる。

しかも、クラッシュボックス３を、２分割の筒体構造の間に板状のセパレータ３１を挟持した簡素な構成とするため、コスト増加を抑制することができる。更には、セパレータ３１を介在させない区間Ｆの断面積を適切に設定することで、クラッシュボックスの特性を最適化することが可能となる。

１ バンパ装置
２ バンパービーム
３ クラッシュボックス
４ サイドメンバ
３０ スティ部材（半割部材）
３１ セパレータ

Claims (3)

1. 車両衝突時にバンパービームを介して入力される衝撃荷重によって塑性変形し、衝突エネルギーを吸収するクラッシュボックスを備えたバンパ装置であって、
   上記クラッシュボックスを２つの半割部材を接合して筒体状に形成すると共に、該筒体内部の先端側の所定区間に、上記２つの半割部材によって挟持されるセパレータを介装したことを特徴とするバンパ装置。
2. 上記クラッシュボックスの上記セパレータを介装した先端側に、上記クラッシュボックスの長手方向に対して垂直となる端面と斜め方向からの衝突荷重入力に対して垂直となる傾斜面とを設けたことを特徴とする請求項１記載のバンパ装置。
3. 上記セパレータを介装する区間を、少なくとも上記傾斜面が設けられる長手方向の区間以上とすることを特徴とする請求項２記載のバンパ装置。

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