JP4305053B2

JP4305053B2 - Collision energy absorption device for vehicle bumper

Info

Publication number: JP4305053B2
Application number: JP2003142570A
Authority: JP
Inventors: 健二山口; 義弘山本; 貴志濱本; 昌彦鮫島; 仁志菅
Original assignee: Kaneka Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Kaneka Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-05-20
Also published as: JP2004345423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置として、歩行者に対する保護性能を高めるため、バンパーレインフォースメントとバンパーフェイシャー間の空間内に衝突エネルギー吸収材を組み込んだものが種々提案され、実用化されている。
【０００３】
例えば、車両の前端部に配置されるバンパー補強材と、バンパー補強材を覆うバンパーフェイシャー間に、ポリプロピレン系樹脂製の発泡成形体からなる衝突エネルギー吸収材を設け、衝突エネルギー吸収材が圧縮変形することにより、バンパーに作用する衝突エネルギーを吸収するように構成した車両用バンパー（例えば、特許文献１参照。）や、バンパー前部に前後隔壁によって中空部を２重に形成するとともに、前後隔壁のいずれか一方に、他方の隔壁と離間して対峙する複数個のリブを突設してなり、バンパーが障害物と比較的弱く衝突した場合には、バンパーの前壁が撓んで衝突エネルギーが吸収され、強く衝突した場合には、リブが座屈変形することによって衝突エネルギーを吸収するように構成した車両用バンパーが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
一方、バンパーによる衝突エネルギーの吸収期間の全期間にわたって、衝突エネルギー吸収材に作用する衝撃力が略一様になるように設定することで、バンパーに作用する衝突エネルギーを効率よく吸収できることが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１４４９８９号公報（第４頁、第５頁、図１）
【特許文献２】
実開昭５７−３７０５１号公報（第４頁〜第６頁、図２、図５）
【特許文献３】
特開２００２−１７２９８７号公報参照（第２頁、第３頁、図２４〜図２８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１，２に見られるように、従来のバンパーにおけるエネルギー吸収構造は、基本的には、発泡成形体などからなる圧縮エネルギー吸収材の圧縮変形、またはリブなどからなる座屈エネルギー吸収材の座屈変形により衝突エネルギーを吸収する構成を採用している。しかし、図６に示すように、圧縮エネルギー吸収材においては、その変位が大きくなるにしたがって、作用する衝撃力が大きくなる傾向を示し、座屈エネルギー吸収材においては衝撃力が作用した初期段階において、作用する衝撃力が急速に大きくなってピーク値を迎え、その後は衝撃力が急速に低下する傾向を示す。ところで、歩行者に対する安全性能を高めるためには、人体に致命的な損傷を与えない程度に衝撃力のピーク値を低く設定する必要があるが、そのように設定すると、前記圧縮エネルギー吸収材では、衝突エネルギーの吸収初期における衝突エネルギーを十分に吸収できず、また前記座屈エネルギー吸収材では、衝撃力がピーク値を迎えた後の衝突エネルギーの吸収後期における衝突エネルギーを十分に吸収できないという問題がある。もっとも、エネルギー吸収材の変位量を大きく設定できるのであれば、衝突エネルギーの吸収量もそれに応じて大きくなるのであるが、自動車等の車両用に適用する場合には、極限られたスペース内にエネルギー吸収材を配置させる必要があることから、衝撃力のピーク値を低く設定しつつ衝突エネルギーを十分に吸収することが困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、製作コストを低く抑えつつ、極限られたスペース内における衝突エネルギーの吸収効率を高め、歩行者に対する保護性能を向上し得る車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその作用】
図６に示すように、圧縮エネルギー吸収材においてはその変位が大きくなるにしたがって、作用する衝撃力が大きくなる傾向を示し、座屈エネルギー吸収材においては衝撃力が作用した初期段階において、作用する衝撃力が急速に大きくなってピーク値を迎え、その後は衝撃力が急速に低下する傾向を示す。一方、歩行者の保護性能を高めるには、歩行者に対する衝撃力が過剰に大きくならないように設定する必要がある。本発明者らは、歩行者の保護性能を向上し得る車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置の構成について鋭意検討した結果、圧縮エネルギー吸収材の衝突エネルギー吸収特性と、座屈エネルギー吸収材の衝突エネルギー吸収特性とを組み合わせることで、両エネルギー吸収材による衝突エネルギー吸収期間の全期間にわたって、それに対する衝撃力を歩行者の保護が可能な目標値に維持させて、歩行者の保護性能を確保しつつ、衝突エネルギーを最大限吸収可能な車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置を実現できるとの発想を得て、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明に係る車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置は、バンパーフェイシャーとバンパーレインフォースメント間の空間内に組付けられる車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置であって、前記バンパーレインフォースメントの前側に沿って車幅方向に配置され、バンパーフェイシャーに作用する衝突エネルギーを圧縮変形により吸収する圧縮エネルギー吸収材と、前記バンパーレインフォースメントの前側に沿って車幅方向に配置され、少なくとも一方の面側に、座屈変形を許容する座屈許容空間が形成されるように、幅方向を車体前後方向に向けて圧縮エネルギー吸収材に並設され、バンパーフェイシャーに作用する衝突エネルギーを座屈変形により吸収する板状部材からなる座屈エネルギー吸収材と、前記圧縮エネルギー吸収材と座屈エネルギー吸収材とを一体的に連結する相互に間隔をあけて配置した複数の柱状の連結部材とを備え、圧縮エネルギー吸収材と座屈エネルギー吸収材との協働によりバンパーフェイシャーに作用する衝突エネルギーを吸収するものである。
【００１０】
前述のように圧縮エネルギー吸収材においては、その変位が大きくなるにしたがって、作用する衝撃力が大きくなる傾向を示し、座屈エネルギー吸収材においては衝撃力が作用した初期段階において、作用する衝撃力が急速に大きくなってピーク値を迎え、その後は衝撃力が急速に低下する傾向を示すことになる。それに対して本発明に係る車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置では、圧縮エネルギー吸収材と座屈エネルギー吸収材とを組み合わせて衝突エネルギーを吸収するので、衝突エネルギー吸収装置による衝突エネルギーの吸収期間の全期間にわたって、衝突エネルギー吸収装置に対する衝撃力を略一定に維持することが可能となり、衝突エネルギーの吸収特性を略理想的な形態に設定できる。このため、衝突エネルギー吸収装置に対する衝撃力が、歩行者を保護可能な目標値になるように設定することで、歩行者の保護性能を十分に確保しつつ、衝突エネルギー吸収装置の僅かな設置スペース内において、最大限効率的に衝突エネルギーを吸収することが可能となる。
【００１１】
また、この衝突エネルギー吸収装置では、連結部材により座屈エネルギー吸収材と圧縮エネルギー吸収材とが一体的に連結されているので、座屈エネルギー吸収材の姿勢の安定性が高くなり、衝突直前や衝突時における振動等で、座屈エネルギー吸収材の姿勢が微妙に変動することを防止して、座屈不良の発生を効果的に防止できる。
【００１２】
更に、連結部材として相互に間隔をあけて配置した複数の柱状の連結部材を採用しているので、連結部材を配置させている部分においては、圧縮エネルギー吸収材の圧縮変形が多少阻害されるが、連結部材間においては、車体前後方向に対する圧縮エネルギー吸収材の略全体幅を圧縮変形させて、衝突エネルギーを効果的に吸収することが可能となる。つまり、連結部材が設けられる位置においては、バンパーフェイシャーとバンパーレインフォースメント間に連結部材が配置されて、連結部材も車体前後方向に変形しようとすることから、車体前後方向に対する連結部材の厚さ分だけ圧縮エネルギー吸収材が圧縮変形し難くなるが、連結部材間においては障害物となるものがないので、車体前後方向に対する圧縮エネルギー吸収材の略全体幅を圧縮変形させて、衝突エネルギーを効果的に吸収することが可能となる。
【００１３】
更にまた、座屈エネルギー吸収材の少なくとも一方の面側に、座屈変形を許容する座屈許容空間が形成されるので、座屈変形した座屈エネルギー吸収材が圧縮エネルギー吸収材に干渉することを防止して、座屈エネルギー吸収材との接触による、圧縮エネルギー吸収材の圧縮変形不良を防止できるとともに、座屈エネルギー吸収材同士の干渉を防止して、車体前後方向に嵩張らないように座屈エネルギー吸収材を座屈させ、圧縮エネルギー吸収材の圧縮変形量を極力大きく設定できる。
【００１４】
また、座屈エネルギー吸収材及び圧縮エネルギー吸収材をバンパーレインフォースメントの前側に沿って車幅方向に配置しているので、両エネルギー吸収材に作用する衝突荷重をバンパーレインフォースメントにより確実に受け止めることができるとともに、衝突荷重がバンパーフェイシャーの車幅方向の任意の位置に対して作用しても、両エネルギー吸収材により効率よく衝突エネルギーを吸収することが可能となる。
【００１５】
ここで、連結部材は座屈エネルギー吸収材や圧縮エネルギー吸収材とは別部材で構成することも可能であるが、衝突エネルギー吸収装置の部品点数を少なくするとともに組立性を向上するため、前記圧縮エネルギー吸収材又は座屈エネルギー吸収材に一体形成することが好ましい。
【００１６】
座屈エネルギー吸収材と圧縮エネルギー吸収材とは任意の位置で連結部材により連結できるが、前記連結部材として、両エネルギー吸収材の車体前後方向の前部側同士を連結する前部連結部材と、両エネルギー吸収材の車体前後方向の後部側同士を連結する後部連結部材とを設けると、座屈エネルギー吸収材の姿勢の安定性を高め、座屈エネルギー吸収材の姿勢変化による座屈不良の発生を防止できるので好ましい。
【００１７】
前記前部連結部材と後部連結部材とを正面視において重なるように車幅方向に対して略同じ位置に設けてもよし、前記前部連結部材と後部連結部材とを正面視において重ならないように車幅方向にずらして設けてもよい。後者の場合には、衝突エネルギー吸収時に前後の連結部材が重ならないので、圧縮エネルギー吸収材の圧縮変形が連結部材により阻害されることを一層効果的に防止できる。
【００１８】
衝突直前や衝突時における座屈エネルギー吸収材の安定性を向上し、座屈エネルギー吸収材の座屈不良を防止するために、前記座屈エネルギー吸収材の上下両側に連結部材を設け、座屈エネルギー吸収材の上面側の連結部材と下面側の連結部材とを座屈エネルギー吸収材を挟んで車体上下方向に連なるように設けることが好ましい。
【００１９】
前記圧縮エネルギー吸収材が板状である場合には、両エネルギー吸収材の衝突エネルギー吸収特性の合成特性を容易に求めることが可能となり、衝突エネルギー吸収装置の設計が容易になる。
【００２０】
衝突エネルギー吸収装置の衝突エネルギー吸収特性をバランスよく設定するため、前記圧縮エネルギー吸収材と座屈エネルギー吸収材の少なくとも一方を複数設けることができる。
【００２１】
衝突時に座屈エネルギー吸収材に作用する車体後方への荷重をバンパーレインフォースメントで確実に受け止めて座屈エネルギー吸収材を座屈変形させるため、前記座屈エネルギー吸収材をバンパーレインフォースメントの前面に対して略垂直に設けることが好ましい。
【００２２】
前記座屈エネルギー吸収材と圧縮エネルギー吸収材とを略平行に設けることができる。この場合には、両エネルギー吸収材の変形量が略同じになるので、両エネルギー吸収材の衝突エネルギー吸収特性の合成特性を容易に求めることが可能となり、衝突エネルギー吸収装置の設計が容易になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１〜図３に示すように、車体１の前部には、車体前後方向に延びる左右１対のフロントサイドフレーム２が設けられ、左右のフロントサイドフレーム２の前端部は、車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント３により連結され、バンパーレインフォースメント３の前側にはバンパーフェイシャー４が設けられ、本発明に係る車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置１０は、バンパーレインフォースメント３とバンパーフェイシャー４の上部間の空間５内に組み付けられている。バンパーレインフォースメント３の下方のやや後方側には車幅方向に延びるフロントクロスメンバー６が設けられ、フロントクロスメンバー６にはバンパーフェイシャー４付近まで延びる下部緩衝材７が設けられている。この下部緩衝材７は、歩行者等が車体の下側へ巻き込まれることを防止するためのもので、本発明とは直接的に関係しないのでその詳細な説明を省略する。また、この衝突エネルギー吸収装置１０は、リアバンパーに対しても同様に適用することが可能である。
【００２４】
フロントバンパー８は、バンパーフェイシャー４と衝突エネルギー吸収装置１０とバンパーレインフォースメント３とで構成され、前突時における衝突荷重は、バンパーフェイシャー４を介して衝突エネルギー吸収装置１０に伝達されて、両者が変形することで受け止められ、更に大きな衝突荷重が作用すると、バンパーレインフォースメント３に衝突荷重が作用して、バンパーレインフォースメント３が変形することで受け止められる。
【００２５】
衝突エネルギー吸収装置１０は、図１〜図５に示すように、フロントバンパー８に作用する衝突エネルギーを座屈変形により吸収する板状の座屈エネルギー吸収材１１と、フロントバンパー８に作用する衝突エネルギーを圧縮変形により吸収する板状の圧縮エネルギー吸収材１２と、座屈エネルギー吸収材１１を圧縮エネルギー吸収材１２に対して間隔をあけて一体的に連結する連結部材１３とを備えている。
【００２６】
圧縮エネルギー吸収材１２は、合成樹脂発泡成形体からなる細長い板状部材で構成され、バンパーレインフォースメント３とバンパーフェイシャー４とで形成される空間５内において、バンパーレインフォースメント３の前側に沿ってその略全長にわたって略水平に設けられ、バンパーレインフォースメント３の前面に対して略垂直に配置されている。圧縮エネルギー吸収材１２は、板状以外の形状に構成することも可能であり、例えばバンパーレインフォースメント３とバンパーフェイシャー４とで形成される空間５に適合する形状に形成してもよい。
【００２７】
圧縮エネルギー吸収材１２は上下方向に間隔をあけて１対設けられ、バンパーレインフォースメント３の前面に対してピン等の係止具や凹凸嵌合部や接着剤や両面テープ、或いはこれらの組み合わせることで固定されている。圧縮エネルギー吸収材１２の車幅方向の長さはバンパーレインフォースメント３と略同じ長さに設定され、車体前後方向の長さはバンパーレインフォースメント３とバンパーフェイシャー４間の隙間に適合した長さに設定されている。圧縮エネルギー吸収材１２の前端部はバンパーフェイシャー４の内面に沿った緩やかな湾曲状に形成され、圧縮エネルギー吸収材１２の前端部はバンパーフェイシャー４に略隙間無く近接配置され、空間５内のスペースを有効活用して衝突エネルギーを吸収できるように構成されている。
【００２８】
圧縮エネルギー吸収材１としては、圧縮変形により衝突エネルギーを吸収可能なものであれば、合成樹脂材料や合成ゴム材料などの任意の素材からなるものを採用できる。具体的には、ポリスチレン系樹脂や、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂や、これらの合成樹脂の共重合体などからなる発泡成形体で構成できる。
【００２９】
圧縮エネルギー吸収材１２をビーズ法にて成形する場合には、素材自体に柔軟性を有することから、例えばエチレンプロピレンランダムポリプロピレン樹脂、エチレンプロピレンブロックポリプロピレン樹脂、ホモポリプロピレンエチレンプロピレンブテンランダムターポリマー、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、架橋低密度ポリエチレン（架橋ＬＤＰＥ）などのポリオレフィン系樹脂を好適に利用できる。また、発泡成形体の発泡倍率は、原料ビーズの素材にもよるが、３〜１５０倍の範囲内が好ましい。具体的には、ポリオレフィン系合成樹脂材料からなる予備発泡ビーズにおいては、発泡倍率が低すぎると圧縮変形し難くなって衝撃力が大きくなり、高すぎると圧縮変形し易くなりすぎて十分に衝突エネルギーを吸収できないので、２倍以上で９０倍以下、好ましくは２倍以上で６０倍以下のものを採用することになる。
【００３０】
座屈エネルギー吸収材１１は、合成樹脂材料からなるソリッド状の細長い板状部材で構成され、バンパーレインフォースメント３の前側に沿ってその略全長にわたって略水平に設けられ、バンパーレインフォースメント３の前面に対して略垂直に配置されている。また、座屈エネルギー吸収材１１は、上下の圧縮エネルギー吸収材１２の略中間位置に、圧縮エネルギー吸収材１２と略平行に設けられ、後述する複数の柱状の連結部材１３を介して、上下の圧縮エネルギー吸収材１２に一体的に連結されている。座屈エネルギー吸収材１１の平面形状は圧縮エネルギー吸収材１２と略同形状に形成され、その後側端はバンパーレインフォースメント３に沿って略隙間無く配置され、その前側端はバンパーフェイシャー４の内面に沿って略隙間無く配置されている。
【００３１】
上下の圧縮エネルギー吸収材１２と座屈エネルギー吸収材１１間には上下１対の座屈許容空間１４が形成され、この座屈許容空間１４内において座屈エネルギー吸収材１１が座屈することで、座屈した座屈エネルギー吸収材１１と圧縮エネルギー吸収材１２との干渉が回避され、座屈エネルギー吸収材１１の座屈変形が円滑に且つ確実になされるように構成されている。そして、このように座屈エネルギー吸収材１１が円滑に且つ確実に座屈し、座屈不良により車体前後方向に嵩張ることが防止されるので、その分圧縮エネルギー吸収材１３の圧縮変形量を大きく設定できる。また、座屈エネルギー吸収材１１と圧縮エネルギー吸収材１３との接触による、圧縮エネルギー吸収材１３の圧縮変形不良が防止される。このような効果を得るため、座屈許容空間１４の高さ（座屈エネルギー吸収材１１と圧縮エネルギー吸収材１２間の間隔）は、座屈エネルギー吸収材１１の車体前後方向に対する長さの１／３以上の高さに設定することが好ましい。尚、座屈許容空間１４は、前述のように座屈エネルギー吸収材１１の上下両側に設けることも可能であるが、座屈エネルギー吸収材屈１１の座屈後の折曲側にのみ設けることが、バンパーレインフォースメント３とバンパーフェイシャー４とで形成される空間５を有効活用する上で好ましい。
【００３２】
座屈エネルギー吸収材１１としては、座屈変形により衝突エネルギーを吸収可能なものであれば、合成樹脂材料や高密度発泡体あるいは金属材料などからなるものを採用できる。具体的には、ポリスチレン系樹脂や、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂や、これらの合成樹脂の共重合体などからなる合成樹脂材料やその高密度発泡体を好適に採用できる。高密度発泡体で構成する場合には、座屈エネルギー吸収材１１が確実に座屈するように、その発泡倍率を２０倍以下に設定することが好ましい。このような高密度発泡体からなる座屈エネルギー吸収材１１は、前述した圧縮エネルギー吸収材１２と同様にビーズ法にて成形できる。
【００３３】
尚、座屈エネルギー吸収材１１としては、前述のように平坦な板状の部材を用いる以外に、座屈不良を防止するなどの目的で、上下の少なくとも一方の面に車体前後方向に延びるリブ状の突起を形成したものや、車体上下方向に振幅する波形状のものを用いることも可能である。また、座屈エネルギー吸収材１１は、バンパーレインフォースメント３の前面に対して略直角に配置されていれば、必ずしも水平に配置させる必要はなく、車体左下がりや車体右下がりの傾斜状に配置させてもよい。
【００３４】
両エネルギー吸収材１１，１２の選定に際しては、リサイクルの観点から、圧縮エネルギー吸収材１２ならびに座屈エネルギー吸収材１１の両方をポリプロピレン系樹脂で構成することが好ましい。
【００３５】
連結部材１３は、圧縮エネルギー吸収材１２に一体的に形成した柱状の部材からなり、上下の圧縮エネルギー吸収材１２の略中間位置に座屈エネルギー吸収材１１を固定保持するように、これら３つのエネルギー吸収材１２，１２，１１を一体的に連結するもので、圧縮エネルギー吸収材１２の前部及び後部に車幅方向に例えば１００〜３００ｍｍの間隔をあけて上下方向に突出状にそれぞれ複数形成されている。連結部材１３の先端部は接着剤などを介して座屈エネルギー吸収材１１に固定され、これにより上下の圧縮エネルギー吸収材１２と座屈エネルギー吸収材１１とが一体的に結合されている。また、複数の連結部材１３により座屈エネルギー吸収材１１の前部及び後部と、圧縮エネルギー吸収材１２の前部及び後部とをそれぞれ一体的に連結することで、衝突直前や衝突時の振動等における座屈エネルギー吸収材１１の不安定な挙動が規制される。
【００３６】
連結部材１３は、角形や円形や楕円形などの任意の断面形状に形成でき、座屈エネルギー吸収材１１の座屈変形が円滑になされるように、その水平断面の断面積が、座屈エネルギー吸収材１１と圧縮エネルギー吸収材１２との結合強度が許す範囲で極力小さくなり、且つ圧縮エネルギー吸収材１２の圧縮変形を阻害しないように、車体前後方向の長さが極力短くなるように設定することが好ましい。
【００３７】
前後の連結部材１３は同一形状に形成してもよいが、異なる形状に形成してもよい。また、座屈エネルギー吸収材１１の安定性は多少低下するが、前側或いは後側の連結部材１３を省略したものも本発明の範疇である。また、連結部材１３は、圧縮エネルギー吸収材１２及び座屈エネルギー吸収材１１とは別部材で構成することも可能であるし、座屈エネルギー吸収材１１に一体的に形成することも可能である。座屈エネルギー吸収材１１と一体的に形成する場合には、上下の圧縮エネルギー吸収材１２間に複数枚の座屈エネルギー吸収材１１を連結部材で連結して配置することも可能である。
【００３８】
また、上下の連結部材１３は、平面視において異なる位置に配置することも可能であるが、図４に示すように、平面視において同じ位置、即ち座屈エネルギー吸収材１１の上面側の連結部材１３と下面側の連結部材１３とが座屈エネルギー吸収材１１を挟んで車体上下方向に連なるように設けると、衝突直前や衝突時における座屈エネルギー吸収材の安定性を向上でき、座屈エネルギー吸収材の座屈不良を防止できるので好ましい。また、前端側の連結部材１３と後端側の連結部材１３とは、正面視において（車体前後方向に対して）車幅方向に重なるように配置してもよいが、図７に示す圧縮エネルギー吸収材１２Ａのように、正面視において車幅方向に重ならないように車幅方向にずらして千鳥状に設けると、衝撃力により衝突エネルギー吸収装置１０が変形したときに、前後の連結部材１３同士が重ならないように設定して、圧縮エネルギー吸収材１２の圧縮変形量を極力増やすことができるので好ましい。
【００３９】
次に、衝突エネルギー吸収装置１０の作用について説明する。
従来の衝突エネルギー吸収装置においては、フロントバンパーに対して衝突荷重が作用すると、図６に示すように、圧縮エネルギー吸収材単体の場合には、その変位が大きくなるにしたがって、作用する衝撃力が大きくなる傾向を示し、座屈エネルギー吸収材単体の場合には、衝突荷重が作用した初期段階において、作用する衝撃力が急速に大きくなってピーク値を迎え、その後は衝撃力が急速に低下する傾向を示すことになる。しかし、この衝突エネルギー吸収装置１０では、圧縮エネルギー吸収材１２と座屈エネルギー吸収材１１とが併設されているので、両エネルギー吸収材１１，１２への衝撃力が図６に示すように合成されて、衝突エネルギー吸収装置１０による衝突エネルギーの吸収期間の略全期間にわたって衝突エネルギー吸収装置１０に対する衝撃力が略一様となり、衝突エネルギーの吸収特性を略理想的な形態に設定できる。このため、衝突エネルギー吸収装置１０に対する衝撃力が、歩行者を保護可能な目標値になるように設定することで、歩行者の保護性能を十分に確保しつつ、衝突エネルギー吸収装置１０の僅かな設置スペース内で、最大限効率的に衝突エネルギーを吸収することが可能となる。
【００４０】
尚、衝突エネルギー吸収装置１０を設計する際には、このような衝突エネルギー吸収特性が得られるように、両エネルギー吸収材１１，１２の素材や形状や発泡倍率や各部のサイズを設定することになる。また、両エネルギー吸収材１１，１２の発泡倍率、素材、形状、各部のサイズ設定により、衝突エネルギー吸収装置１０の衝突エネルギー吸収特性すなわちエネルギー吸収曲線（図６における「合成」の曲線）を自由に設計することが可能となる。
【００４１】
例えば、両エネルギー吸収材１１，１２の車体１前後方向に対する長さを調整して、両エネルギー吸収材１１，１２が、衝突荷重に対して略同一タイミングでエネルギー吸収変形を開始するように設定したり、両エネルギー吸収材１１，１２が、衝突荷重に対して異なるタイミングでエネルギー吸収変形を開始するように設定することになる。より具体的には、座屈に至るまでの変位量の大きい座屈エネルギー吸収材１１を用いる場合には、座屈エネルギー吸収材１１の先端部を圧縮エネルギー吸収材１２よりも前方へ突出させ、座屈エネルギー吸収材１１によるエネルギー吸収変形の開始タイミングが、圧縮エネルギー吸収材１２によるエネルギー吸収変形の開始タイミングよりも早くなるように設定することで、衝突エネルギー吸収装置１０によるエネルギー吸収期間の略全期間にわたって、衝突エネルギー吸収装置１０に対する衝撃力が略一様になるように設定することになる。
【００４２】
尚、座屈エネルギー吸収材１１及び圧縮エネルギー吸収材１２の枚数や上下の位置関係は任意に設定可能で、例えば座屈エネルギー吸収材１１と圧縮エネルギー吸収材１２とを交互に配置させてもよいし、上下の圧縮エネルギー吸収材１２間に複数枚の座屈エネルギー吸収材１１を配置させてもよい。より具体的には、図８、図９に示す衝突エネルギー吸収装置１０Ｂのように、前記圧縮エネルギー吸収材１２間に２枚の座屈エネルギー吸収材１１を設けるとともに、隣接する座屈エネルギー吸収材１１間に上下両側に連結部材１３を突出させた圧縮エネルギー吸収材１２Ｂを設け、３枚の圧縮エネルギー吸収材１２、１２Ｂと２枚の座屈エネルギー吸収材１１とを備えさせることになる。また、上下の圧縮エネルギー吸収材１２の間に３枚以上の枚数の座屈エネルギー吸収材１１を設ける場合には、隣接する座屈エネルギー吸収材１１間に圧縮エネルギー吸収材１２Ｂをそれぞれ配置させ、座屈エネルギー吸収材１１と圧縮エネルギー吸収材１２，１２Ｂを一体的に連結することになる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る車両用バンパーの衝突エネルギー吸収装置によれば、圧縮エネルギー吸収材と座屈エネルギー吸収材との組み合わせにより衝突エネルギーを吸収するという簡単な構成で、衝突エネルギーの吸収特性を略理想的な形態に設定できる。このため、衝突エネルギー吸収装置に対する衝撃力が、歩行者を保護可能な目標値になるように設定することで、歩行者の保護性能を十分に確保しつつ、衝突エネルギー吸収装置の僅かな設置スペース内において、最大限効率的に衝突エネルギーを吸収することが可能となる。
【００４４】
また、この衝突エネルギー吸収装置では、連結部材により座屈エネルギー吸収材と圧縮エネルギー吸収材とを一体的に連結するので、衝突直前や衝突時における座屈エネルギー吸収材の姿勢の安定性を向上でき、座屈エネルギー吸収材の姿勢が微妙に変動することによる座屈不良の発生を効果的に防止できる。また、連結部材として相互に間隔をあけて配置した複数の柱状の連結部材を採用しているので、圧縮エネルギー吸収材の圧縮変形が連結部材により阻害されることを防止できる。
【００４５】
更に、座屈エネルギー吸収材の少なくとも一方の面側に、座屈変形を許容する座屈許容空間が形成されるので、座屈変形した座屈エネルギー吸収材が圧縮エネルギー吸収材に干渉することを防止して、座屈エネルギー吸収材との接触による圧縮エネルギー吸収材の圧縮変形不良を防止できるとともに、座屈エネルギー吸収材同士の干渉を防止して、車体前後方向に嵩張らないように座屈エネルギー吸収材を座屈させて、圧縮エネルギー吸収材の圧縮変形量を極力大きく設定できる。
【００４６】
更にまた、座屈エネルギー吸収材及び圧縮エネルギー吸収材をバンパーレインフォースメントの前側に沿って車幅方向に配置しているので、両エネルギー吸収材をバンパーレインフォースメントにより確実に受け止めることができるとともに、衝突荷重がバンパーフェイシャーの車幅方向の任意の位置に対して作用しても、両エネルギー吸収材により効率よく衝突エネルギーを吸収することが可能となる。
【００４７】
ここで、前記圧縮エネルギー吸収材又は座屈エネルギー吸収材に連結部材を一体形成すると、衝突エネルギー吸収装置の部品点数を少なくできるとともに組立性を向上できる。
【００４８】
前記連結部材として、両エネルギー吸収材の車体前後方向の前部側同士を連結する前部連結部材と、両エネルギー吸収材の車体前後方向の後部側同士を連結する後部連結部材とを設けると、座屈エネルギー吸収材の姿勢の安定性を高め、座屈エネルギー吸収材の姿勢変化による座屈不良の発生を防止できる。
【００４９】
前記前部連結部材と後部連結部材とを正面視において重ならないように車幅方向にずらして設けると、衝突エネルギー吸収時に前後の連結部材が重ならないので、圧縮エネルギー吸収材の圧縮変形が連結部材により阻害されることを一層効果的に防止できる。
【００５０】
前記座屈エネルギー吸収材の上下両側に連結部材を設け、座屈エネルギー吸収材の上面側の連結部材と下面側の連結部材とを座屈エネルギー吸収材を挟んで車体上下方向に連なるように設けると、衝突直前や衝突時における座屈エネルギー吸収材の安定性を向上でき、座屈エネルギー吸収材の座屈不良を防止できる。
【００５１】
前記圧縮エネルギー吸収材が板状である場合には、両エネルギー吸収材の衝突エネルギー吸収特性の合成特性を容易に求めることが可能となり、衝突エネルギー吸収装置の設計が容易になる。
【００５２】
前記圧縮エネルギー吸収材と座屈エネルギー吸収材の少なくとも一方を複数設けると、衝突エネルギー吸収装置の衝突エネルギー吸収特性をバランスよく設定できる。
【００５３】
前記座屈エネルギー吸収材をバンパーレインフォースメントの前面に対して略垂直に設けると、衝突時に座屈エネルギー吸収材に作用する車体後方への荷重をバンパーレインフォースメントで確実に受け止めて座屈エネルギー吸収材を座屈変形させることができる。
【００５４】
前記座屈エネルギー吸収材と圧縮エネルギー吸収材とを略平行に設けると、両エネルギー吸収材の変形量が略同じになるので、両エネルギー吸収材の衝突エネルギー吸収特性の合成特性を容易に求めることが可能となり、衝突エネルギー吸収装置の設計が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車体前部に組み付けた衝突エネルギー吸収装置の平面図
【図２】車体前部に組み付けた衝突エネルギー吸収装置の正面図
【図３】衝突エネルギー吸収装置を組み付けた車体前部に縦断面図
【図４】衝突エネルギー吸収装置の斜視図
【図５】衝突エネルギー吸収装置の分解斜視図
【図６】圧縮エネルギー吸収材と座屈エネルギー吸収材の変位と衝撃力との関係を示すグラフ
【図７】他の構成の圧縮エネルギー吸収材の底面図
【図８】他の構成の衝突エネルギー吸収装置及びその付近の縦断面図
【図９】同衝突エネルギー吸収装置の斜視図
【符号の説明】
１車体
２フロントサイドフレーム
３バンパーレインフォースメント
４バンパーフェイシャー５空間
６フロントクロスメンバー７下部緩衝材
８フロントバンパー
１０衝突エネルギー吸収装置
１１座屈エネルギー吸収材
１２圧縮エネルギー吸収材１３連結部材
１４座屈許容空間
１２Ａ圧縮エネルギー吸収材
１０Ｂ衝突エネルギー吸収装置
１２Ｂ圧縮エネルギー吸収材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a collision energy absorbing device for a vehicle bumper.
[0002]
[Prior art]
Various types of collision energy absorbing devices for vehicle bumpers have been proposed and put into practical use in which a collision energy absorbing material is incorporated in the space between the bumper reinforcement and the bumper fascia in order to enhance the protection performance against pedestrians. .
[0003]
For example, a collision energy absorbing material made of a polypropylene resin foam molding is provided between a bumper reinforcing material arranged at the front end of the vehicle and a bumper fascia covering the bumper reinforcing material. By doing so, the vehicle bumper configured to absorb the collision energy acting on the bumper (see, for example, Patent Document 1), the front part of the bumper and the front and rear partition walls are formed with a double hollow portion, and the front and rear partition walls One of the ribs is provided with a plurality of ribs that face and separate from the other partition wall. When the bumper collides with an obstacle relatively weakly, the front wall of the bumper is bent and the collision energy is increased. A bumper for a vehicle is proposed that is configured to absorb the collision energy by buckling deformation of the rib when it is absorbed and strongly collides. Are (for example, refer to Patent Document 2.).
[0004]
On the other hand, it is known that the collision energy acting on the bumper can be efficiently absorbed by setting the impact force acting on the collision energy absorbing material to be substantially uniform over the entire period of the collision energy absorption period by the bumper. (For example, refer to Patent Document 3).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-144989 (page 4, page 5, FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 57-37051 (pages 4 to 6, FIGS. 2 and 5)
[Patent Document 3]
See JP-A-2002-172987 (second page, third page, FIGS. 24 to 28).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As can be seen in Patent Documents 1 and 2, the energy absorption structure in the conventional bumper is basically a compression deformation of a compression energy absorption material made of a foamed molded body or the like, or a buckling energy absorption material made of a rib or the like. The structure which absorbs collision energy by buckling deformation is adopted. However, as shown in FIG. 6, in the compression energy absorbing material, as the displacement increases, the acting impact force tends to increase. In the buckling energy absorbing material, in the initial stage where the impact force acts. The acting impact force rapidly increases and reaches a peak value, and thereafter the impact force tends to decrease rapidly. By the way, in order to increase the safety performance for pedestrians, it is necessary to set the peak value of impact force low enough not to cause fatal damage to the human body. The collision energy cannot be absorbed sufficiently at the initial stage of the collision energy absorption, and the buckling energy absorbing material cannot sufficiently absorb the collision energy at the later stage of the collision energy absorption after the impact force reaches the peak value. There is. However, if the amount of displacement of the energy absorbing material can be set large, the amount of collision energy absorbed also increases accordingly. However, when applied to vehicles such as automobiles, the energy is limited to a limited space. Since it is necessary to arrange the absorbent material, it has been difficult to sufficiently absorb the collision energy while setting the peak value of the impact force low.
[0007]
An object of the present invention is to provide a collision energy absorbing device for a vehicle bumper that can improve the absorption efficiency of collision energy in a limited space and improve the protection performance for pedestrians while keeping the manufacturing cost low. .
[0008]
[Means for Solving the Problem and Action]
As shown in FIG. 6, in the compression energy absorbing material, the impact force acting tends to increase as the displacement increases, and in the buckling energy absorbing material, it acts in the initial stage where the impact force acts. The impact force rapidly increases and reaches a peak value, and thereafter the impact force tends to decrease rapidly. On the other hand, in order to improve the protection performance of a pedestrian, it is necessary to set so that the impact force with respect to the pedestrian does not become excessively large. As a result of intensive studies on the configuration of a collision energy absorbing device for a vehicle bumper that can improve the protection performance of a pedestrian, the present inventors have found that the collision energy absorbing characteristics of the compression energy absorbing material and the collision energy of the buckling energy absorbing material. Combined with the absorption characteristics, while maintaining the impact force against the target value that can protect the pedestrian over the entire period of the collision energy absorption period by both energy absorbers, while ensuring the pedestrian protection performance The present invention has been completed with the idea that a collision energy absorbing device for a vehicle bumper that can absorb collision energy to the maximum can be realized.
[0009]
A vehicle bumper collision energy absorbing device according to the present invention is a vehicle bumper collision energy absorbing device assembled in a space between a bumper fascia and a bumper reinforcement, on the front side of the bumper reinforcement. And a compression energy absorber that absorbs collision energy acting on the bumper fascia by compressive deformation, and is arranged in the vehicle width direction along the front side of the bumper reinforcement. On the side, the collision energy acting on the bumper fascia is buckled and deformed so that a buckling tolerance space that allows buckling deformation is formed, and the compression energy absorber is arranged in parallel with the width direction in the longitudinal direction of the vehicle body. A buckling energy absorber made of a plate-like member that absorbs by the above-mentioned, and the compression energy absorber It is equipped with a plurality of columnar connecting members that are spaced apart from each other to integrally connect the buckling energy absorbing material, and acts on the bumper facer by the cooperation of the compressive energy absorbing material and the buckling energy absorbing material. It absorbs collision energy.
[0010]
As described above, in the compression energy absorbing material, the impact force acting tends to increase as the displacement increases. In the buckling energy absorbing material, the impact force acting in the initial stage where the impact force acts. Rapidly increases and reaches its peak value, after which the impact force tends to decrease rapidly. On the other hand, in the collision energy absorbing device for a bumper for a vehicle according to the present invention, the collision energy is absorbed by combining the compression energy absorbing material and the buckling energy absorbing material. Over the period, the impact force on the collision energy absorbing device can be maintained substantially constant, and the collision energy absorption characteristic can be set to a substantially ideal form. For this reason, by setting the impact force against the collision energy absorbing device to be a target value that can protect the pedestrian, a sufficient installation space of the collision energy absorbing device is ensured while sufficiently securing the protection performance of the pedestrian. It is possible to absorb collision energy with maximum efficiency.
[0011]
Further, in this collision energy absorbing device, since the buckling energy absorbing material and the compression energy absorbing material are integrally connected by the connecting member, the stability of the buckling energy absorbing material becomes high, and the It is possible to effectively prevent the occurrence of a buckling failure by preventing the attitude of the buckling energy absorbing material from fluctuating slightly due to vibration at the time of collision.
[0012]
Furthermore, since a plurality of columnar connecting members arranged at intervals are used as the connecting members, the compression deformation of the compression energy absorbing material is somewhat hindered in the portion where the connecting members are arranged. Between the connecting members, the substantially entire width of the compression energy absorbing material in the longitudinal direction of the vehicle body can be compressed and deformed to effectively absorb the collision energy. In other words, at the position where the connecting member is provided, the connecting member is disposed between the bumper fascia and the bumper reinforcement, and the connecting member tends to deform in the longitudinal direction of the vehicle body. The compression energy absorber becomes difficult to compress and deform as much, but there is no obstacle between the connecting members, so the collision energy is reduced by compressing and deforming the entire width of the compression energy absorber in the longitudinal direction of the vehicle body. It becomes possible to absorb effectively.
[0013]
Furthermore, since a buckling allowable space that allows buckling deformation is formed on at least one surface side of the buckling energy absorbing material, the buckling deformed buckling energy absorbing material interferes with the compression energy absorbing material. It is possible to prevent the compressive deformation failure of the compressive energy absorbing material due to contact with the buckling energy absorbing material, and to prevent interference between the buckling energy absorbing materials so as not to be bulky in the longitudinal direction of the vehicle body. The buckling energy absorbing material can be buckled, and the amount of compressive deformation of the compressive energy absorbing material can be set as large as possible.
[0014]
In addition, since the buckling energy absorbing material and the compressive energy absorbing material are arranged in the vehicle width direction along the front side of the bumper reinforcement, the collision load acting on both energy absorbing materials is reliably received by the bumper reinforcement. In addition, even if a collision load acts on an arbitrary position in the vehicle width direction of the bumper fascia, it is possible to efficiently absorb the collision energy by both energy absorbing materials.
[0015]
Here, the connecting member can be formed of a member other than the buckling energy absorbing material and the compressing energy absorbing material. However, in order to reduce the number of parts of the collision energy absorbing device and improve the assembling property, It is preferable to integrally form the energy absorbing material or the buckling energy absorbing material.
[0016]
The buckling energy absorbing material and the compressive energy absorbing material can be connected by a connecting member at an arbitrary position, but as the connecting member, a front connecting member that connects the front side in the vehicle body longitudinal direction of both energy absorbing materials, By providing a rear connecting member that connects the rear sides of both energy absorbers in the longitudinal direction of the car body, the posture stability of the buckling energy absorber is improved, and buckling failure occurs due to the posture change of the buckling energy absorber. Is preferable.
[0017]
The front connection member and the rear connection member may be provided at substantially the same position in the vehicle width direction so as to overlap in front view, and the front connection member and rear connection member do not overlap in front view. You may shift and provide in a vehicle width direction. In the latter case, the front and rear connecting members do not overlap when absorbing the collision energy, so that it is possible to more effectively prevent the compressive deformation of the compression energy absorbing material from being hindered by the connecting members.
[0018]
In order to improve the stability of the buckling energy absorbing material immediately before and during the collision and to prevent the buckling energy absorbing material from being defectively buckled, connecting members are provided on both the upper and lower sides of the buckling energy absorbing material, It is preferable to provide the connecting member on the upper surface side and the connecting member on the lower surface side of the energy absorbing material so as to be continuous in the vertical direction of the vehicle body with the buckling energy absorbing material interposed therebetween.
[0019]
When the compression energy absorbing material is plate-shaped, it is possible to easily obtain the combined characteristics of the collision energy absorbing characteristics of both energy absorbing materials, and the design of the collision energy absorbing device is facilitated.
[0020]
In order to set the collision energy absorption characteristics of the collision energy absorbing device in a well-balanced manner, a plurality of at least one of the compression energy absorbing material and the buckling energy absorbing material can be provided.
[0021]
The buckling energy absorber is received on the front side of the bumper reinforcement to reliably receive the load applied to the back of the vehicle body acting on the buckling energy absorber at the time of collision with the bumper reinforcement to buckle and deform the buckling energy absorber. It is preferable to provide substantially perpendicular to the above.
[0022]
The buckling energy absorbing material and the compression energy absorbing material can be provided substantially in parallel. In this case, since the deformation amounts of both energy absorbing materials are substantially the same, it is possible to easily obtain the composite characteristics of the collision energy absorbing characteristics of both energy absorbing materials, and the design of the collision energy absorbing device is facilitated. .
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, a pair of left and right front side frames 2 extending in the longitudinal direction of the vehicle body is provided at the front portion of the vehicle body 1, and the front end portions of the left and right front side frames 2 are arranged in the vehicle width direction. The bumper reinforcement 3 is connected to the bumper reinforcement 3, and a bumper fascia 4 is provided on the front side of the bumper reinforcement 3. The bumper reinforcement 10 for a vehicle bumper according to the present invention includes the bumper reinforcement 3 and the bumper faucet. It is assembled in the space 5 between the upper parts of the shears 4. A front cross member 6 extending in the vehicle width direction is provided slightly below and below the bumper reinforcement 3, and a lower cushioning material 7 extending to the vicinity of the bumper facer 4 is provided on the front cross member 6. The lower cushioning material 7 is for preventing a pedestrian or the like from being caught under the vehicle body, and since it is not directly related to the present invention, its detailed description is omitted. The collision energy absorbing device 10 can be similarly applied to a rear bumper.
[0024]
The front bumper 8 is composed of a bumper facer 4, a collision energy absorbing device 10, and a bumper reinforcement 3, and a collision load at the time of a front collision is transmitted to the collision energy absorbing device 10 via the bumper facer 4, When both of them are deformed and a larger collision load is applied, the collision load is applied to the bumper reinforcement 3 and the bumper reinforcement 3 is deformed to be received.
[0025]
As shown in FIGS. 1 to 5, the collision energy absorbing device 10 has a plate-like buckling energy absorbing material 11 that absorbs the collision energy acting on the front bumper 8 by buckling deformation, and the collision energy acting on the front bumper 8. A plate-like compression energy absorbing material 12 that absorbs by compressive deformation and a connecting member 13 that connects the buckling energy absorbing material 11 to the compression energy absorbing material 12 at an interval are integrally provided.
[0026]
The compression energy absorbing material 12 is formed of an elongated plate-like member made of a synthetic resin foam molded body, and is disposed on the front side of the bumper reinforcement 3 in a space 5 formed by the bumper reinforcement 3 and the bumper fascia 4. Along the substantially entire length of the bumper reinforcement 3 and disposed substantially perpendicular to the front surface of the bumper reinforcement 3. The compression energy absorbing material 12 may be configured in a shape other than a plate shape, and may be formed in a shape suitable for the space 5 formed by, for example, the bumper reinforcement 3 and the bumper facer 4.
[0027]
A pair of compressive energy absorbers 12 are provided at intervals in the vertical direction, and a front end of the bumper reinforcement 3 is engaged with a locking tool such as a pin, an uneven fitting part, an adhesive, a double-sided tape, or a combination thereof. It is fixed by that. The length of the compression energy absorber 12 in the vehicle width direction is set to be substantially the same as that of the bumper reinforcement 3, and the length in the longitudinal direction of the vehicle body is adapted to the gap between the bumper reinforcement 3 and the bumper facer 4. It is set to length. The front end portion of the compression energy absorbing material 12 is formed in a gently curved shape along the inner surface of the bumper facer 4, and the front end portion of the compression energy absorbing material 12 is disposed close to the bumper facer 4 with almost no gap in the space 5. The space is effectively utilized to absorb the collision energy.
[0028]
As the compression energy absorbing material 1, any material made of any material such as a synthetic resin material or a synthetic rubber material can be adopted as long as it can absorb collision energy by compressive deformation. Specifically, it can be composed of a foamed molded article made of a polystyrene resin, a polyolefin resin such as a polyethylene resin or a polypropylene resin, or a copolymer of these synthetic resins.
[0029]
When the compression energy absorbing material 12 is molded by the bead method, since the material itself has flexibility, for example, ethylene propylene random polypropylene resin, ethylene propylene block polypropylene resin, homopolypropylene ethylene propylene butene random terpolymer, linear A polyolefin resin such as a low-density polyethylene (LLDPE) and a crosslinked low-density polyethylene (cross-linked LDPE) can be suitably used. The foaming ratio of the foamed molded product is preferably within a range of 3 to 150 times, although it depends on the material of the raw material beads. Specifically, in the pre-expanded beads made of polyolefin-based synthetic resin material, if the expansion ratio is too low, it becomes difficult to compress and deform, and the impact force becomes large. Can not be absorbed, it should be 2 times or more and 90 times or less, preferably 2 times or more and 60 times or less.
[0030]
The buckling energy absorbing material 11 is formed of a solid, elongated plate-shaped member made of a synthetic resin material, and is provided substantially horizontally along the front side of the bumper reinforcement 3 over substantially the entire length thereof. It is arranged substantially perpendicular to the front surface. Further, the buckling energy absorbing material 11 is provided at a substantially intermediate position between the upper and lower compressive energy absorbing materials 12 and substantially parallel to the compressive energy absorbing material 12, and the upper and lower compressing energy absorbing materials 11 are arranged via a plurality of columnar connecting members 13 described later. The compression energy absorber 12 is integrally connected. The planar shape of the buckling energy absorber 11 is formed to be substantially the same shape as the compression energy absorber 12, the rear side end thereof is arranged along the bumper reinforcement 3 with substantially no gap, and the front side end thereof is the bumper facer 4. Arranged along the inner surface with almost no gap.
[0031]
A pair of upper and lower buckling allowable spaces 14 are formed between the upper and lower compressive energy absorbing members 12 and the buckling energy absorbing member 11, and the buckling energy absorbing members 11 are buckled in the buckling allowable space 14. Interference between the buckled buckling energy absorbing material 11 and the compressive energy absorbing material 12 is avoided, and the buckling deformation of the buckling energy absorbing material 11 is smoothly and reliably performed. Since the buckling energy absorbing material 11 is smoothly and surely buckled in this way and is prevented from being bulky in the longitudinal direction of the vehicle body due to a buckling failure, the amount of compressive deformation of the compressing energy absorbing material 13 is set to be large accordingly. it can. Further, the compression deformation failure of the compression energy absorbing material 13 due to the contact between the buckling energy absorbing material 11 and the compression energy absorbing material 13 is prevented. In order to obtain such an effect, the height of the buckling allowable space 14 (the distance between the buckling energy absorbing material 11 and the compression energy absorbing material 12) is 1 of the length of the buckling energy absorbing material 11 in the longitudinal direction of the vehicle body. It is preferable to set the height to / 3 or more. The buckling allowable space 14 can be provided on both the upper and lower sides of the buckling energy absorber 11 as described above, but is provided only on the bent side of the buckling energy absorber 11 after buckling. However, it is preferable in effectively utilizing the space 5 formed by the bumper reinforcement 3 and the bumper fascia 4.
[0032]
As the buckling energy absorbing material 11, a material made of a synthetic resin material, a high-density foam, a metal material, or the like can be adopted as long as it can absorb collision energy by buckling deformation. Specifically, a synthetic resin material composed of a polystyrene resin, a polyolefin resin such as a polyethylene resin or a polypropylene resin, a copolymer of these synthetic resins, or the like, or a high-density foam thereof can be suitably used. In the case of a high-density foam, it is preferable to set the expansion ratio to 20 times or less so that the buckling energy absorbing material 11 is surely buckled. The buckling energy absorbing material 11 made of such a high-density foam can be molded by the bead method in the same manner as the compression energy absorbing material 12 described above.
[0033]
As the buckling energy absorbing member 11, a rib extending in the longitudinal direction of the vehicle body is provided on at least one of the upper and lower surfaces for the purpose of preventing a buckling failure, in addition to using a flat plate-like member as described above. It is also possible to use the one having the shape of the projection or the wave shape that swings in the vertical direction of the vehicle body. Further, if the buckling energy absorbing material 11 is disposed substantially at right angles to the front surface of the bumper reinforcement 3, it is not always necessary to arrange the buckling energy absorbing material 11 horizontally. You may let them.
[0034]
In selecting both the energy absorbing materials 11 and 12, it is preferable that both the compression energy absorbing material 12 and the buckling energy absorbing material 11 are made of polypropylene resin from the viewpoint of recycling.
[0035]
The connecting member 13 is formed of a columnar member formed integrally with the compression energy absorbing material 12, and these three buckling energy absorbing materials 11 are fixed and held at a substantially middle position between the upper and lower compression energy absorbing materials 12. Energy absorbers 12, 12, 11 are integrally connected, and a plurality of front and rear portions of the compressed energy absorber 12 are formed to protrude in the vertical direction at intervals of, for example, 100 to 300 mm in the vehicle width direction. Has been. The distal end portion of the connecting member 13 is fixed to the buckling energy absorbing material 11 via an adhesive or the like, whereby the upper and lower compression energy absorbing materials 12 and the buckling energy absorbing material 11 are integrally coupled. Further, the front and rear portions of the buckling energy absorbing material 11 and the front and rear portions of the compression energy absorbing material 12 are integrally connected by a plurality of connecting members 13, respectively, so as to vibrate immediately before or during the collision. The unstable behavior of the buckling energy absorbing material 11 is regulated.
[0036]
The connecting member 13 can be formed in an arbitrary cross-sectional shape such as a square shape, a circular shape, or an oval shape, and the cross-sectional area of the horizontal cross-section thereof has a buckling energy so that the buckling deformation of the buckling energy absorbing material 11 is smoothly performed. The length in the longitudinal direction of the vehicle body is set to be as short as possible so that the coupling strength between the absorbent 11 and the compressive energy absorbent 12 is as small as possible and the compression deformation of the compressive energy absorbent 12 is not hindered. It is preferable.
[0037]
The front and rear connecting members 13 may be formed in the same shape, but may be formed in different shapes. Further, although the stability of the buckling energy absorbing material 11 is somewhat lowered, the one in which the front side or rear side connecting member 13 is omitted is also within the scope of the present invention. Further, the connecting member 13 can be configured as a member different from the compression energy absorbing material 12 and the buckling energy absorbing material 11, or can be formed integrally with the buckling energy absorbing material 11. . When formed integrally with the buckling energy absorbing material 11, a plurality of buckling energy absorbing materials 11 can be connected by connecting members between the upper and lower compression energy absorbing materials 12.
[0038]
The upper and lower connecting members 13 can be arranged at different positions in plan view, but as shown in FIG. 4, the same position in plan view, that is, the connecting member on the upper surface side of the buckling energy absorbing material 11. 13 and the connecting member 13 on the lower surface side are provided so as to be continuous in the vertical direction of the vehicle body with the buckling energy absorbing material 11 interposed therebetween, the stability of the buckling energy absorbing material immediately before and during the collision can be improved, and the buckling energy is increased. The buckling failure of the absorbent material can be prevented, which is preferable. Further, the front end side connecting member 13 and the rear end side connecting member 13 may be arranged so as to overlap in the vehicle width direction in the front view (relative to the longitudinal direction of the vehicle body), but the compression energy shown in FIG. When the collision energy absorbing device 10 is deformed by an impact force when the collision energy absorbing device 10 is deformed by shifting in the vehicle width direction so as not to overlap in the vehicle width direction when viewed from the front like the absorbent material 12A, the front and rear connecting members 13 Is set so as not to overlap, and the amount of compressive deformation of the compression energy absorbent 12 can be increased as much as possible, which is preferable.
[0039]
Next, the operation of the collision energy absorbing device 10 will be described.
In a conventional collision energy absorbing device, when a collision load acts on the front bumper, as shown in FIG. 6, in the case of a compression energy absorbing material alone, the acting impact force increases as the displacement increases. In the case of a buckling energy absorber alone, the impact force acting rapidly increases and reaches a peak value at the initial stage when the impact load is applied, and then the impact force tends to decrease rapidly. Will be shown. However, in this collision energy absorbing device 10, since the compressive energy absorbing material 12 and the buckling energy absorbing material 11 are provided side by side, the impact force on both energy absorbing materials 11, 12 is synthesized as shown in FIG. Thus, the impact force with respect to the collision energy absorbing device 10 becomes substantially uniform over substantially the entire period of the collision energy absorbing period by the collision energy absorbing device 10, and the collision energy absorption characteristic can be set to a substantially ideal form. For this reason, by setting the impact force on the collision energy absorbing device 10 to be a target value that can protect the pedestrian, the protection performance of the pedestrian is sufficiently secured, and the collision energy absorbing device 10 has a slight amount. It is possible to absorb collision energy as efficiently as possible within the installation space.
[0040]
In designing the collision energy absorbing device 10, the material and shape of both the energy absorbing materials 11 and 12, the expansion ratio, and the size of each part are set so as to obtain such a collision energy absorption characteristic. Become. Further, the collision energy absorption characteristic of the collision energy absorbing device 10, that is, the energy absorption curve (the “synthesis” curve in FIG. 6) can be freely set by setting the expansion ratio, the material, the shape, and the size of each part of the energy absorbing materials 11 and 12. It becomes possible to design.
[0041]
For example, the lengths of the two energy absorbing materials 11 and 12 in the longitudinal direction of the vehicle body 1 are adjusted so that the energy absorbing materials 11 and 12 start energy absorbing deformation at substantially the same timing with respect to the collision load. Alternatively, both energy absorbing materials 11 and 12 are set to start energy absorbing deformation at different timings with respect to the collision load. More specifically, when using the buckling energy absorber 11 having a large amount of displacement until buckling, the front end portion of the buckling energy absorber 11 protrudes forward from the compression energy absorber 12, By setting the start timing of energy absorption deformation by the buckling energy absorber 11 to be earlier than the start timing of energy absorption deformation by the compression energy absorber 12, substantially the entire energy absorption period by the collision energy absorber 10 is set. The impact force on the collision energy absorbing device 10 is set to be substantially uniform over the period.
[0042]
In addition, the number of buckling energy absorbers 11 and the compression energy absorbers 12 and the upper and lower positional relationship can be arbitrarily set. For example, the buckling energy absorbers 11 and the compression energy absorbers 12 may be alternately arranged. Then, a plurality of buckling energy absorbing materials 11 may be disposed between the upper and lower compression energy absorbing materials 12. More specifically, as in the collision energy absorbing device 10B shown in FIGS. 8 and 9, two buckling energy absorbing materials 11 are provided between the compression energy absorbing materials 12, and adjacent buckling energy absorbing materials. The compression energy absorbing material 12 </ b> B in which the connecting member 13 protrudes on both the upper and lower sides is provided between 11, and the three compression energy absorbing materials 12 and 12 </ b> B and the two buckling energy absorbing materials 11 are provided. When three or more buckling energy absorbers 11 are provided between the upper and lower compression energy absorbers 12, the compression energy absorbers 12B are disposed between the adjacent buckling energy absorbers 11, respectively. The buckling energy absorbing material 11 and the compression energy absorbing materials 12 and 12B are integrally connected.
[0043]
【The invention's effect】
According to the collision energy absorbing device for a vehicle bumper according to the present invention, the collision energy is absorbed by a combination of the compression energy absorbing material and the buckling energy absorbing material. Can be set to various forms. For this reason, by setting the impact force against the collision energy absorbing device to be a target value that can protect the pedestrian, a sufficient installation space of the collision energy absorbing device is ensured while sufficiently securing the protection performance of the pedestrian. It is possible to absorb collision energy with maximum efficiency.
[0044]
Further, in this collision energy absorbing device, the buckling energy absorbing material and the compression energy absorbing material are integrally connected by the connecting member, so that the stability of the buckling energy absorbing material posture can be improved immediately before and during the collision. Further, it is possible to effectively prevent the occurrence of a buckling failure due to a slight change in the posture of the buckling energy absorbing material. Moreover, since the several columnar connection member arrange | positioned mutually spaced apart as a connection member is employ | adopted, it can prevent that the compressive deformation of a compression energy absorption material is inhibited by a connection member.
[0045]
Further, since a buckling allowable space that allows buckling deformation is formed on at least one surface side of the buckling energy absorbing material, the buckling deformed buckling energy absorbing material interferes with the compression energy absorbing material. The buckling energy can be prevented so that the compressive deformation failure of the compression energy absorbing material due to contact with the buckling energy absorbing material can be prevented, and the buckling energy absorbing material can be prevented from interfering with each other so as not to be bulky in the longitudinal direction of the vehicle body. The amount of compressive deformation of the compression energy absorber can be set as large as possible by buckling the absorber.
[0046]
Furthermore, since the buckling energy absorbing material and the compression energy absorbing material are arranged in the vehicle width direction along the front side of the bumper reinforcement, both the energy absorbing materials can be reliably received by the bumper reinforcement. Even if the collision load acts on an arbitrary position in the vehicle width direction of the bumper fascia, it is possible to efficiently absorb the collision energy by the both energy absorbing materials.
[0047]
Here, if the connecting member is integrally formed with the compression energy absorbing material or the buckling energy absorbing material, the number of parts of the collision energy absorbing device can be reduced and the assemblability can be improved.
[0048]
As the connecting member, a front connecting member that connects the front sides in the vehicle longitudinal direction of both energy absorbers and a rear connecting member that connects the rear sides in the vehicle longitudinal direction of both energy absorbers are provided. The stability of the posture of the buckling energy absorber can be improved, and the occurrence of a buckling failure due to the posture change of the buckling energy absorber can be prevented.
[0049]
If the front connecting member and the rear connecting member are provided shifted in the vehicle width direction so as not to overlap in the front view, the front and rear connecting members do not overlap at the time of collision energy absorption. Can be more effectively prevented.
[0050]
Connecting members are provided on both upper and lower sides of the buckling energy absorbing material, and a connecting member on the upper surface side and a connecting member on the lower surface side of the buckling energy absorbing material are provided so as to be continuous in the vertical direction of the vehicle body with the buckling energy absorbing material interposed therebetween. In addition, the stability of the buckling energy absorbing material immediately before and during the collision can be improved, and the buckling failure of the buckling energy absorbing material can be prevented.
[0051]
When the compression energy absorbing material is plate-shaped, it is possible to easily obtain the combined characteristics of the collision energy absorbing characteristics of both energy absorbing materials, and the design of the collision energy absorbing device is facilitated.
[0052]
When at least one of the compression energy absorbing material and the buckling energy absorbing material is provided, the collision energy absorption characteristics of the collision energy absorbing device can be set with a good balance.
[0053]
When the buckling energy absorbing material is provided substantially perpendicular to the front surface of the bumper reinforcement, the buckling energy is reliably received by the bumper reinforcement that acts on the buckling energy absorbing material acting on the buckling energy absorbing material in the event of a collision. The absorber can be buckled and deformed.
[0054]
If the buckling energy absorbing material and the compression energy absorbing material are provided substantially in parallel, the amount of deformation of both energy absorbing materials becomes substantially the same, so the composite characteristic of the collision energy absorption characteristics of both energy absorbing materials can be easily obtained. This makes it easy to design a collision energy absorbing device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a collision energy absorbing device assembled to the front of a vehicle body.
FIG. 2 is a front view of a collision energy absorbing device assembled to the front of the vehicle body.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the front part of the vehicle body with the collision energy absorbing device assembled.
FIG. 4 is a perspective view of a collision energy absorbing device.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a collision energy absorbing device.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the displacement and impact force of a compression energy absorbing material and a buckling energy absorbing material.
FIG. 7 is a bottom view of a compression energy absorbing material having another configuration.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a collision energy absorbing device of another configuration and the vicinity thereof.
FIG. 9 is a perspective view of the collision energy absorbing device.
[Explanation of symbols]
1 body
2 Front side frame
3 Bumper reinforcement
4 Bumper Faisher 5 Space
6 Front cross member 7 Lower cushioning material
8 Front bumper
10 Collision energy absorber
11 Buckling energy absorber
12 Compression energy absorber 13 Connecting member
14 Buckling tolerance space
12A Compression energy absorber
10B collision energy absorber
12B Compression energy absorber

Claims

A bumper collision energy absorbing device assembled in a space between a bumper fascia and a bumper reinforcement,
A compressive energy absorber disposed in the vehicle width direction along the front side of the bumper reinforcement and absorbing the collision energy acting on the bumper fascia by compressive deformation;
It is arranged in the vehicle width direction along the front side of the bumper reinforcement. A buckling energy absorber comprising a plate-like member that is arranged in parallel with the compression energy absorber and absorbs the collision energy acting on the bumper fascia by buckling deformation;
A plurality of columnar connecting members arranged integrally with each other to integrally connect the compression energy absorbing material and the buckling energy absorbing material;
A bumper collision energy absorbing device for absorbing a collision energy acting on a bumper fascia by cooperation of a compression energy absorbing material and a buckling energy absorbing material.

The collision energy absorbing device for a vehicle bumper according to claim 1, wherein a connecting member is integrally formed with the compression energy absorbing material or the buckling energy absorbing material.

As the connecting member, a front connecting member that connects the front sides of the two energy absorbers in the vehicle longitudinal direction and a rear connecting member that couples the rear sides of the two energy absorbing materials in the vehicle longitudinal direction are provided. Item 3. A bumper collision energy absorbing device according to Item 1 or 2.

The collision energy absorbing device for a vehicle bumper according to claim 3, wherein the front connecting member and the rear connecting member are provided at substantially the same position in the vehicle width direction so as to overlap in a front view.

4. The collision energy absorbing device for a vehicle bumper according to claim 3, wherein the front connecting member and the rear connecting member are shifted in the vehicle width direction so as not to overlap each other in a front view.

Connecting members are provided on both upper and lower sides of the buckling energy absorbing material, and the connecting member on the upper surface side and the connecting member on the lower surface side of the buckling energy absorbing material are provided so as to be connected in the vertical direction of the vehicle body with the buckling energy absorbing material interposed therebetween. The collision energy absorbing device for a bumper for a vehicle according to any one of claims 1 to 5.

The collision energy absorbing device for a vehicle bumper according to any one of claims 1 to 6, wherein the compression energy absorbing material is plate-shaped.

The collision energy absorbing device for a bumper for a vehicle according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of at least one of the compression energy absorbing material and the buckling energy absorbing material are provided.

The collision energy absorbing device for a vehicle bumper according to any one of claims 1 to 8, wherein the buckling energy absorbing material is provided substantially perpendicularly to a front surface of a bumper reinforcement.

10. The collision energy absorbing device for a vehicle bumper according to claim 1, wherein the buckling energy absorbing material and the compression energy absorbing material are provided substantially in parallel.