JP2022119520A - バンパリーンフォースメント - Google Patents

Abstract

【課題】バンパＲＦの車幅方向端部に障害物が前方から衝突した際、当該バンパＲＦの車幅方向端部が、障害物に鋭く食い込むことを効果的に防止できる。
【解決手段】バンパＲＦは、前壁１２と、前壁１２より後方に位置する後壁１４と、前壁１２および後壁１４を連結する１以上の横壁１６と、前記横壁１６の車幅方向終端から車幅方向内側に延びる切り欠き２２と、を備え、前記バンパＲＦの車幅方向端部の領域は、前記切り欠き２２より前方に位置する前側端部２４と、前記切り欠き２２より後方に位置する後側端部２６と、に分割されており、前記前側端部２４は、前記後壁１４に対して傾斜するように後方に屈曲しており、さらに、前記後側端部２６の車幅方向終端より、車幅方向外側に突出した突出部２８を有する。
【選択図】図４

Description

本明細書は、車両の前部において、車幅方向に延びるバンパリーンフォースメントを開示する。

車両の前部には、耐衝撃性を向上するために、車幅方向に延びるバンパリーンフォースメント（以下「バンパＲＦ」と呼ぶ）が設けられている。かかるバンパＲＦについて、種々の構成が、従来から、提案されている。

例えば、特許文献１には、前壁と、後壁と、前壁および後壁を連結する横壁と、を有するバンパＲＦが開示されている。この特許文献１では、バンパＲＦの車幅方向端部において、横壁に、車幅方向に延びる切り欠きが形成されており、この切り欠きにより、バンパＲＦの車幅方向端部が、前部と後部とに分割されている。そして、前部は、後壁側へ屈曲している。

また、特許文献２には、中空押出材製のバンパＲＦ（特許文献２では「バンパービーム」と呼ばれている）が開示されている。この特許文献２では、バンパＲＦの車幅方向端部の後隅を略矩形に切り欠き、この切り欠きより前方部分を、車幅方向外側に突出した突出部としている。

特開２０１９－００６１６８号公報 特開２０１５－０５８７５９号公報

しかし、こうした従来のバンパＲＦでは、バンパＲＦの車幅方向端部に障害物が前方から衝突した際、前向きの凸角が、障害物に鋭く食い込むおそれがあった。

例えば、特許文献１の場合、後部の車幅方向終端は、前部の車幅方向終端より、車幅方向外側に突出している。そのため、特許文献１では、前部の前隅の角部と、後部の前隅の角部と、の双方が前方に露出しており、この二つの角部が、障害物に食い込む恐れがあった。

また、特許文献２の場合、バンパＲＦの車幅方向端部に障害物が衝突した際、突出部は、その根元において、後方に鋭く折れ曲がる。その結果、衝突に起因して、突出部の根元に、前向きの凸角が形成され、この凸角が障害物に食い込むおそれがあった。

そこで、本明細書では、バンパＲＦの車幅方向端部に障害物が前方から衝突した際、当該バンパＲＦの車幅方向端部が、障害物に鋭く食い込むことを効果的に防止できるバンパＲＦを開示する。

本明細書で開示するバンパＲＦは、前壁と、前記前壁より後方に位置する後壁と、前記前壁および前記後壁を連結する１以上の横壁と、前記横壁の車幅方向終端から車幅方向内側に延びる切り欠きと、を備え、前記バンパリーンフォースメントの車幅方向端部の領域は、前記切り欠きより前方に位置する前側端部と、前記切り欠きより後方に位置する後側端部と、に分割されており、前記前側端部は、前記後壁に対して傾斜するように後方に屈曲しており、さらに、前記後側端部の車幅方向終端より、車幅方向外側に突出した突出部を有する、ことを特徴とする。

前側端部が、後側端部の車幅方向終端より、車幅方向外側に突出した突出部を有することで、後側端部の前角が前側端部で覆われて隠れる。また、障害物が前方から衝突した際、突出部は、後方に屈曲するため、前側端部の前角は後方に向く。結果として、上記技術によれば、障害物が衝突した際、前向きの凸角がないため、バンパＲＦの車幅方向端部が、障害物に鋭く食い込むことを効果的に防止できる。

この場合、前記突出部の前記後側端部からの突出量は、前記突出部の厚み方向寸法より小さくてもよい。

かかる構成とすることで、突出部が曲がりにくくなるため、障害物が前方から衝突した際、突出部が緩やかに曲がる。その結果、突出部の屈曲部が障害物に食い込むことを防止できる。

また、前記前側端部を後方に屈曲させる前の段階で、前記切り欠きの前縁は、前記前壁と略平行であり、前記切り欠きの後縁は、車幅方向終端に近づくにつれて、前記後壁に近づくように前記後壁に対して傾斜していてもよい。

かかる構成とすることで、バンパＲＦの車幅方向端部の領域の前後方向寸法、ひいては、強度を、車幅方向外側に近づくにつれて徐々に低下させることができる。結果として、応力の局所集中を抑制できるため、突出部の急峻な屈曲や破断を効果的に防止できる。

本明細書で開示する技術によれば、バンパＲＦの車幅方向端部が、障害物に鋭く食い込むことを効果的に防止できる。

バンパＲＦが適用された車両の概略平面図である。 バンパＲＦの斜視図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 端部領域の平面図である。 バンパＲＦの製造途中における端部領域の平面図である。 障害物が衝突した際の端部領域の平面図である。 第一の比較例のバンパＲＦの車幅方向端部の平面図である。 第二の比較例のバンパＲＦの車幅方向端部の平面図である。 障害物が衝突した際の第二の比較例のバンパＲＦの車幅方向端部の平面図である。

以下、図面を参照してバンパＲＦ１０の構成について説明する。図１は、バンパＲＦ１０が適用された車両Ｖの概略平面図である。また、図２は、バンパＲＦ１０の斜視図であり、図３は、図１のＡ－Ａ断面図である。なお、各図において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｒｈ」は、それぞれ、車両前方、車両上方、車両右側方を示している。

図１に示すように、車両Ｖは、左右一対のサイドメンバＳｍと、バンパＲＦ１０と、を備える。サイドメンバＳｍは、車両前後方向に長尺な骨格部材である。一対のサイドメンバＳｍは、車幅方向に間隔を開けて配置されている。バンパＲＦ１０は、車幅方向に長尺な骨格部材であり、車両Ｖの前部に配置されている。一対のサイドメンバＳｍの前端は、このバンパＲＦ１０に接続されている。

バンパＲＦ１０は、車両Ｖの車幅方向一端（右端）から他端（左端）に亘って水平に延びる角筒状に形成されている。具体的には、バンパＲＦ１０は、図３に示すように、前壁１２と、前壁１２より後方に位置する後壁１４と、前壁１２と後壁１４とを接続する複数の横壁１６と、を有する。前壁１２および後壁１４は、車幅方向に延びる帯状にそれぞれ形成されている。前壁１２の壁面（すなわち厚み方向に直交する面）は、前方へ向けられている。後壁１４は、前壁１２の後方に配置されており、後壁１４の壁面は、後方へ向けられている。横壁１６は、前壁１２と後壁１４との間において車幅方向に延びる帯状に形成されている。本例では、上下方向に並ぶ複数の横壁１６が設けられている。複数の横壁１６の一つは、前壁１２の上縁と後壁１４の上縁とを接続し、複数の横壁１６の他の一つは、前壁１２の下縁と後壁１４の下縁とを接続し、複数の横壁１６の残りは、前壁１２の高さ方向中間と後壁１４の高さ方向中間とを接続する。

バンパＲＦ１０は、車両Ｖに取り付けた際、当該車両Ｖの前端形状に沿うような形状に設定されている。具体的には、バンパＲＦ１０は、その車幅方向両端が、車幅方向中央よりも、車両後方に位置するように、平面視で略弓状に湾曲している。特に、バンパＲＦ１０の車幅方向端部において、前壁１２は、車幅方向外側に進むにつれて後壁１４に近づくように、後壁１４に対して傾斜している。以下では、この前壁１２が、後壁１４に対して傾斜している領域を、「端部領域２０」と呼ぶ。

図４は、端部領域２０の平面図であり、図５は、バンパＲＦ１０の製造途中における端部領域２０の平面図である。図４、図５に示すように、端部領域２０において、横壁１６には、その車幅方向終端から車幅方向内側に向かって延びる切り欠き２２が形成されている。端部領域２０は、この切り欠き２２より前方に位置する前側端部２４と、切り欠き２２より後方に位置する後側端部２６と、に分割されている。前側端部２４は、切り欠き２２を埋めるように、後方に屈曲して、後側端部２６に接触している。

ここで、図５に示すように、前側端部２４を屈曲させる前の段階において、切り欠き２２は、車幅方向終端に近づくにつれて、前後方向寸法が大きくなる末広がり形状である。より具体的には、切り欠き２２の前縁は、前壁１２と略平行であり、切り欠き２２の後縁は、車幅方向終端に近づくにつれ、後壁１４に近づくように、後壁１４に対して傾斜している。本例では、この切り欠き２２を埋めるように、前側端部２４を屈曲させている。そのため、図４に示すように、完成した状態において、前側端部２４は、車幅方向終端に近づくにつれて後壁１４に近づくように傾斜している。また、端部領域２０の前後方向寸法は、車幅方向終端に近づくにつれて徐々に小さくなる。

また、図５に示すように、後側端部２６の車幅方向終端は、切り取られており、後側端部２６の車幅方向終端は、前側端部２４の車幅方向終端よりも、車幅方向内側に位置している。そのため、前側端部２４を屈曲させて、バンパＲＦ１０が完成した際、前側端部２４の車幅方向端部は、図４に示すように、後側端部２６の車幅方向終端よりも、車幅方向外側に突出している。以下では、前側端部２４のうち、後側端部２６より、車幅方向外側に突出した部分を「突出部２８」と呼ぶ。かかる突出部２８を設けることで、車両前方からみると、後側端部２６の前角Ｃｒが、前側端部２４によって覆われて隠れることとなる。なお、突出部２８の突出量Ｌ１は、突出部２８の厚み方向寸法（すなわち突出方向に直交する方向の寸法）Ｌ２より小さい。かかる寸法とすることで、前突時に、突出部２８が、急峻に屈曲することが防止できるが、これについては後述する。

こうしたバンパＲＦ１０は、前壁１２と後壁１４と複数の横壁１６とを有する角筒部材を加工することで得られる。バンパＲＦ１０の材料となる角筒部材は、例えば、アルミニウム合金材を押出加工することにより製造される。この場合、アルミニウム合金材の押出方向は車幅方向に一致している。バンパＲＦ１０を製造する際には、角筒部材を、平面視で略弓状になるように湾曲させる。また、バンパＲＦ１０の車幅方向端部、すなわち、端部領域２０において、横壁１６および後壁１４の一部をトリミングし、切り欠き２２を形成する。そして、切り欠き２２より前方に位置する前側端部２４を後方に屈曲させ、前側端部２４を後側端部２６に接触させれば、バンパＲＦ１０が、完成する。

ここで、これまでの説明で明らかな通り、本例では、前側端部２４を、後側端部２６の車幅方向終端よりも車幅方向外側に突出させている。かかる構成とする理由について、比較例と比較して説明する。図７は、第一の比較例のバンパＲＦ１０の車幅方向端部の平面図である。第一の比較例のバンパＲＦ１０は、特許文献１に開示されている。第一の比較例でも、バンパＲＦ１０は、前壁１２と後壁１４と複数の横壁１６とを有している。また、バンパＲＦ１０の車幅方向端部には、当該車幅方向端部を、前側端部２４と後側端部２６とに分割する切り欠き２２が形成されている。ただし、第一の比較例では、前側端部２４の車幅方向終端は、後側端部２６の車幅方向終端よりも、車幅方向内側に位置している。そのため、第一の比較例の場合、前側端部２４の前角Ｃｆと後側端部２６の前角Ｃｒの双方が、車両前方に露出している。かかる第一の比較例の場合、バンパＲＦ１０の車幅方向端部に障害物が前方から衝突した際、前方に凸の角部である前角Ｃｆおよび前角Ｃｒが、障害物に鋭く食い込むおそれがあった。

一方、本例の場合、後側端部２６の前角Ｃｒは、前側端部２４に覆われて隠れているため、当該前角Ｃｒが障害物に食い込むことが防止される。また、前側端部２４は、後側端部２６より車幅方向外側に突出する突出部２８を有している。この突出部２８は、後ろ向きの荷重を受けると、その荷重を受け流す方向に変形しやすい。そのため、バンパＲＦ１０の端部領域２０に前方から障害物が衝突すると、突出部２８は、その根元から後方に屈曲し変形する。図６は、障害物が衝突した際の端部領域２０の平面図である。図６において二点鎖線は、端部領域２０の変形前の形状を示している。図６に示す通り、突出部２８が屈曲すると、前側端部２４の前角Ｃｆは、障害物に食い込むことなく、車両後方に向く。また、突出部２８の突出量Ｌ１は、厚み方向寸法Ｌ２に比べて小さい。そのため、突出部２８は、急峻に曲がりにくく、突出部２８の根元に生じる屈曲部Ｒは、緩やかな曲面になりやすい。その結果、屈曲部Ｒが、障害物に鋭く食い込むことも防止される。つまり、本例によれば、第一の比較例に比べて、バンパＲＦ１０の車幅方向端部が、障害物に鋭く食い込むことを効果的に防止できる。

図８は、第二の比較例のバンパＲＦ１０の車幅方向端部の平面図である。第二の比較例のバンパＲＦ１０は、特許文献２に開示されている。第二の比較例でも、バンパＲＦ１０は、前壁１２と後壁１４と複数の横壁１６とを有している。第二の比較例では、角筒部材の車幅方向端部の後隅を略矩形にトリミングし、このトリミング箇所より前方部分を、車幅方向外側に突出した突出部５０としている。この突出部５０は、車幅方向外側に進むにつれて後方に近づくように、緩やかに湾曲している。

かかる第二の比較例では、突出部５０の前角Ｃｆが、前方に向いていないため、障害物が衝突したとしても、当該前角Ｃｆが、障害物に食い込むことを防止できる。しかしながら、第二の比較例では、突出部５０の突出量Ｌ１が、厚み方向寸法Ｌ２に比べて、大幅に大きい。また、第二の比較例では、バンパＲＦ１０の強度が、突出部５０の根元を境として、急激に変化する。そのため、第二の比較例では、突出部５０の根元に応力が集中しやすい。結果として、障害物が衝突した際、突出部５０が、その根元において急峻に屈曲したり、破断したりするおそれがあった。図９は、障害物が衝突した際の第二の比較例のバンパＲＦ１０の変形の様子を示している。この図９で示すように、第二の比較例では、障害物が衝突した際、角ばった屈曲部Ｒが形成され、これが障害物に鋭く食い込むおそれがあった。

一方、本例では、上述した通り、突出部２８の突出量Ｌ１は、厚み方向寸法Ｌ２に比べて小さいため、突出部２８は緩やかに屈曲する。そのため、本例では、屈曲部Ｒが、角ばることがなく、当該屈曲部Ｒが、障害物に鋭く食い込むことが防止される。

また、本例では、端部領域２０において横壁１６の一部を切り取り、後側端部２６の前後方向寸法を、車幅方向外側に近づくにつれて徐々に小さくしている。換言すれば、本例では、バンパＲＦ１０の強度が、車幅方向終端に近づくにつれて、徐々に小さくなっている。そのため、本例では、応力が分散されやすい。結果として、障害物が衝突した際には、突出部２８だけではなく、端部領域２０全体も変形し、衝突エネルギを吸収する。その結果、突出部２８の根元付近への応力の集中、ひいては、突出部２８の急峻な屈曲や破断が効果的に防止され、屈曲部Ｒが鋭く角ばることが防止される。

さらに、本例の場合、第二の比較例に比べて、バンパＲＦ１０の製造工程を簡易化できる。すなわち、第二の比較例では、バンパＲＦ１０の車幅方向端部を前側端部２４および後側端部２６に分割する切り欠き２２を形成していない。そのため、第二の比較例では、角筒部材の車幅方向端部において前壁１２を後壁１４に対して傾斜させるために、当該車幅方向端部を加熱して軟化させた後、当該車幅方向端部に圧力を加え、横壁１６を圧縮変形させている。しかし、こうした加熱や加圧の工程は、非常に手間であった。

一方、本例では、横壁１６の一部を切り取ったうえで前側端部２４を屈曲させることで、前壁１２を後壁１４に対して傾斜させている。換言すれば、本例では、端部領域２０の加熱や横壁１６の圧縮変形が不要となるため、バンパＲＦ１０の製造工程を、第二の比較例に比べて、より簡易化できる。

以上の説明で明らかな通り、本例のバンパＲＦ１０によれば、障害物が衝突した際、バンパＲＦ１０の端部が障害物に鋭く食い込むことを効果的に防止できる。なお、ここまで説明した構成は、一例であり、バンパＲＦ１０の端部領域２０に、当該端部領域２０を前側端部２４と後側端部２６とに分割する切り欠き２２が形成されており、前側端部２４が、後方に屈曲するとともに、後側端部２６の車幅方向終端より車幅方向外側に突出した突出部２８を有するのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。例えば、上述の説明では、横壁１６が、三つ設けられているが、横壁１６の個数は、適宜、変更されてもよい。また、突出部２８の突出量Ｌ１と厚み方向寸法Ｌ２との比率も適宜変更されてもよい。例えば、突出量Ｌ１は、厚み方向寸法Ｌ２の０．５倍～２倍の範囲で適宜変更されてもよい。また、切り欠き２２の形状も変更されてもよく、例えば、切り欠き２２は、その前後方向寸法が一定でもよい。

１０ バンパＲＦ、１２ 前壁、１４ 後壁、１６ 横壁、２０ 端部領域、２２ 切り欠き、２４ 前側端部、２６ 後側端部、２８，５０ 突出部、Ｒ 屈曲部、Ｓｍ サイドメンバ、Ｖ 車両。

Claims (3)

1. 車両の前部において車幅方向に延びるバンパリーンフォースメントであって、
   前壁と、
   前記前壁より後方に位置する後壁と、
   前記前壁および前記後壁を連結する１以上の横壁と、
   前記横壁の車幅方向終端から車幅方向内側に延びる切り欠きと、
   を備え、前記バンパリーンフォースメントの車幅方向端部の領域は、前記切り欠きより前方に位置する前側端部と、前記切り欠きより後方に位置する後側端部と、に分割されており、
   前記前側端部は、前記後壁に対して傾斜するように後方に屈曲しており、さらに、前記後側端部の車幅方向終端より、車幅方向外側に突出した突出部を有する、
   ことを特徴とするバンパリーンフォースメント。
2. 請求項１に記載のバンパリーンフォースメントであって、
   前記突出部の前記後側端部からの突出量は、前記突出部の厚み方向寸法より小さい、ことを特徴とするバンパリーンフォースメント。
3. 請求項１または２に記載のバンパリーンフォースメントであって、
   前記前側端部を後方に屈曲させる前の段階で、前記切り欠きの前縁は、前記前壁と略平行であり、前記切り欠きの後縁は、車幅方向終端に近づくにつれて、前記後壁に近づくように前記後壁に対して傾斜している、ことを特徴とするバンパリーンフォースメント。
   

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