JP4434104B2 - 車両用バンパ構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前面衝突時に車体に対する被衝突体を保護するための車両用バンパ構造に関する。

車幅方向に長手とされたバンパリインフォースメント（バンパリンホース）と車体側部材のとの間を、前後方向に長手とされると共に折れ線状に屈曲した板金ステーにて連結し、車両が歩行者に衝突した際に、板金ステーの変形によって該歩行者の脚部に作用する衝撃荷重を緩和する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、車幅方向に長手とされたバンパリインフォースメント（バンパレインフォースメント）の下方に、前端が該バンパリインフォースメントの前端よりも前方に突出する突出部材を設けた技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２記載の技術では、突出部材は、平板上に形成されると共に後端がフロントクロスメンバにて支持されており、車幅方向両端側に補強部を備える。この技術では、車両が歩行者に衝突した際に、先ず突出部材が歩行者の脚部における膝下部分にて脚払いを行うことで、脚部の屈曲を抑制する。
特開平１１−７８７３４号公報 特開平２００１−７１８３７号公報 特許第３５０８６０７号明細書

ところで、上記の如き歩行者等の被衝突体の保護構造では、車幅方向の各部において性能差が生じないことが要求される。

しかしながら、上記した前者の技術では、車幅方向における板金ステーの設置位置と、板金ステー間の位置とで被衝突体の保護性能に差を生じることが懸念される。また、上記した後者の技術では、前端をバンパリインフォースメントの前端よりも前方に突出させる突出部材をフロントクロスメンバに片持ち支持する構成であるため、突出部材が剛性確保のために補強部を必要とし、この補強部の設置部位と非設置部位とで保護性能に差を生じることが懸念される。

本発明は、上記事実を考慮して、車幅方向の各部における被衝突体の保護性能を略均一にすることができる車両用バンパ構造を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車両用バンパ構造は、車幅方向に長手とされたバンパ骨格部材の下方に、車幅方向に長手とされた下側支持部材が配設された車両用バンパ構造であって、前記下側支持部材は、それぞれ車幅方向に長手とされると共に互いの前端が連結された上板部と下板部とを有し、前記上板部の後端側と前記下板部の後端側との間に車幅方向に長手とされた車体骨格を車体上下方向に挟んで該車体骨格に固定されており、前記上板部及び下板部には、それぞれ車幅方向に沿って複数の貫通孔が設けられて該複数の貫通孔間に車体前後方向に沿う梁部が形成されており、前記上板部の梁部と下板部の梁部とは車幅方向にオフセットしており、かつ前記上板部及び下板部はそれぞれの梁部の後方において前記車体骨格に固定されており、かつ、前記上板部の梁部の車幅方向に沿った幅と下板部の梁部の車幅方向に沿った幅とは、上板部の梁部と下板部の梁部とで車体前後方向の荷重による座屈荷重が一致するように設定されている。

請求項１記載の車両用バンパ構造では、バンパ骨格部材の下方に下側支持部材が配設されており、車両の被衝突体との衝突時にはバンパ骨格部材の下方で下側支持部材が被衝突体に当接して、該被衝突体が保護される。

ここで、下側支持部材は、互いの前端が連結された上板部と下板部との後端側間に車体骨格を車体上下方向に挟んで該車体骨格に固定されているため、換言すれば、上板部と下板部と車体骨格とで車幅方向の各部において該車幅方向から見た形状が略三角形状に形成されるため、補強部に頼ることなく、車体骨格に片持ち支持されるに足る剛性が確保される。このため、下側支持部材の車幅方向の各部における構造を略均等にすることが可能になる。

このように、請求項１記載の車両用バンパ構造では、車幅方向の各部における被衝突体の保護性能を略均一にすることができる。
また、本車両用バンパ構造では、上板部における車幅方向に沿って複数設けられた貫通孔間に形成された複数の梁部（以下、上側梁部という）と、下板部における車幅方向に沿って複数設けられた貫通孔間に形成された複数の梁部（以下、下側梁部という）とが車幅方向にオフセットして配置されており、下側支持部材は、各梁部の後方において車体骨格に固定されている。このため、車両と被衝突体との衝突に伴って被衝突体が下側支持部材の前端に当接した場合には、複数の上側梁部、下側梁部のうちの一部（主に１つ）が車体骨格（との固定部位）に荷重を伝達する。以上により、幅方向の各部において被衝突体の保護性能が略均一となる機能を維持しつつ、下側支持部材の軽量化を図ることができる。

請求項２記載の発明に係る車両用バンパ構造は、請求項１記載の車両用バンパ構造において、前記上板部及び下板部の何れか一方には、それぞれ車幅方向に長手とされ下側支持部材の前端から入力される車体前後方向の後向きの荷重によって折れ曲がる複数の折り目部が形成されている。

請求項２記載の車両用バンパ構造では、下側支持部材を構成する上板部及び下板部の何れか一方に複数の折り目部が形成されており、車両と被衝突体との衝突に伴って被衝突体が下側支持部材に当接した場合に、下側支持部材が折り目部において折れ曲がることで、衝突初期に被衝突体に作用する荷重が緩和される。また、折り目部が車幅方向に長手とされることで、車幅方向各部の被衝突体の保護性能が略均一化される。なお、折り目部は、例えば、上板部及び下板部の何れか一方を屈曲した屈曲部であっても良く、上板部及び下板部の何れか一方に設けた薄肉部や切込み部（溝部）等であっても良い。

請求項３記載の発明に係る車両用バンパ構造は、請求項２記載の車両用バンパ構造において、前記上板部及び下板部の何れか一方には、２つの前記折り目部が設けられており、車体前後方向の前側の折り目部は、下側支持部材の前端から入力される車体前後方向の後向きの荷重によって、前記上板部及び下板部の他方側に凹に折れ曲がるようになっており、車体前後方向の後側の折り目部は、下側支持部材の前端から入力される車体前後方向の後向きの荷重によって、前記上板部及び下板部の他方側に凸に折れ曲がるようになっている。

請求項３記載の車両用バンパ構造では、車両と被衝突体との衝突に伴って被衝突体が下側支持部材に当接した場合に、上板部及び下板部のうち折り目部が設けられた側の部材は、上記した車幅方向から見た場合の三角形を上下方向外側に広げるように（略Ｚ形状に）変形する。これにより、２本の折り目部によって、下側支持部材を確実に所定形状に変形させることができる。

請求項４記載の発明に係る車両用バンパ構造は、請求項２又は請求項３記載の車両用バンパ構造において、前記折り目部は、前記下板部に形成されている。

請求項４記載の車両用バンパ構造では、車両と被衝突体との衝突に伴って被衝突体が下側支持部材に当接した場合に、下板部が主に下側に突出するように変形する。このため、下側支持部材の変形空間を確保しやすい。

請求項５記載の発明に係る車両用バンパ構造は、請求項２〜請求項４の何れか１項記載の車両用バンパ構造において、前記折り目部は、前記上板部及び下板部の何れか一方における梁部に形成されており、該折り目部が形成された前記上板部及び下板部の何れか一方の梁部の車体前後方向に沿う長さを、前記上板部及び下板部の他方の梁部の車体前後方向に沿う長さよりも短くした。

請求項５記載の車両用バンパ構造では、複数の上側梁部及び複数の下側梁部の何れか一方に折り目部が形成されており、他方には折り目部が形成されない。そして、折り目部が形成された上下何れかの梁部の長さは、折り目部が形成されない梁部の長さよりも短くされている。このため、上下何れかの梁部に折り目部を形成しないことで下側支持部材全体としての剛性を確保しつつ、各梁部の座屈荷重（曲げ耐力）を均一化することができる。

請求項６記載の発明に係る車両用バンパ構造は、請求項２〜請求項５の何れか１項記載の車両用バンパ構造において、前記上板部及び下板部の何れか一方の梁部に前記折り目部が形成されており、該折り目部が形成された前記上板部及び下板部の何れか一方の梁部の車幅方向に沿う幅を、前記上板部及び下板部の他方の梁部の車幅方向に沿う幅よりも広くした。

請求項６記載の車両用バンパ構造では、複数の上側梁部及び複数の下側梁部の何れか一方に折り目部が形成されており、他方には折り目部が形成されない。そして、折り目部が形成された上下何れかの梁部の幅は、折り目部が形成されない梁部の幅よりも幅広とされている。このため、上下何れかの梁部に折り目部を形成しないことで下側支持部材全体としての剛性を確保しつつ、各梁部の座屈荷重（曲げ耐力）を均一化することができる。

請求項７記載の発明に係る車両用バンパ構造は、請求項１〜請求項６の何れか１項記載の車両用バンパ構造において、下側支持部材は、自然（自由）状態に対し前記上板部の後端と前記下板部の後端とが近接又は離間した弾性変形状態で前記車体骨格に固定されている。

請求項７記載の車両用バンパ構造では、下側支持部材は、上板部の後端と下板部の後端とが自然状態に対し近接又は離間した弾性変形状態で、その復元力に基づく応力（ストレス）を受けつつ車体骨格に固定されている。これにより、下側支持部材は、起振力として作用する外力が上記応力に見合う大きさ以下であれば、該外力による変形（振動）が抑制される。特に、上記折り目部を有する構成においては、折り目部に作用する上記応力によって下側支持部材は、前端から作用する後向き荷重に対し剛性を低下する機能を維持しつつ、振動に対する剛性が確保される。

以上説明したように本発明に係る車両用バンパ構造は、車幅方向の各部における被衝突体の保護性能を略均一にすることができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る車両用バンパ構造１０について、図１乃至図５に基づいて説明する。先ず、車両用バンパ構造１０の概略全体構成を説明し、次いで、本発明の実施形態の要部であるバンパロアパネルの構成を説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＯＵＴは、それぞれ、車両用バンパ構造１０が適用された自動車の前方向（進行方向）、上方向、車幅方向の外側を示している。

（車両用バンパ構造の全体構成）
図５には、車両用バンパ構造１０が適用された自動車１２の外観が斜視図にて示されている。この図に示される如く、車両用バンパ構造１０は、自動車１２の前端におけるヘッドランプ１４、フロントグリル１６の下側に配設されたフロントバンパ１８に適用されている。このフロントバンパ１８は、フロントバンパカバー２０を備えている。

フロントバンパカバー２０は、車幅方向に長手とされており、車幅方向の両端２０Ａが左右のフェンダ２２まで回り込むように湾曲している。フロントバンパカバー２０における主に両端２０Ａを除く部分には、上下一対の孔部２４、２６が形成されており、空気取り入れ用とされている。フロントバンパカバー２０は、上側の孔部２４よりも上側部分が上部２０Ｂ、上下の孔部２４、２６間の部分が中間部２０Ｃ、下側の孔部２６よりも下側部分が下部２０Ｄとされている。

自動車１２前部の車幅方向中央の側断面を示す図１に示される如く、フロントバンパ１８は、フロントバンパカバー２０の上部２０Ｂに前側から覆われたバンパ骨格部材としてのバンパリインフォースメント２８を備えている。バンパリインフォースメント２８は、側断面視で略矩形枠状の閉断面構造を有し、車幅方向に長手とされフロントバンパカバー２０に対応して適宜湾曲しつつ車幅方向の略全幅に亘り延在している。このバンパリインフォースメント２８は、左右の両端側の２箇所が、それぞれ車体前後方向に長手とされたフロントサイドメンバ２９の前端に直接的又はクラッシュボックス等を介して連結されて、車体に対し前突荷重を伝達可能に支持されている。

また、図１に示される如く、フロントバンパカバー２０の上部２０Ｂとバンパリインフォースメント２８との間には、緩衝部材としてのフォーム材３０が配設されている。フォーム材３０は、バンパリインフォースメント２８側に位置する背壁３０Ａの上下端から上凸部３０Ｂ、下凸部３０Ｃが前向きに延設されて、側断面視で前向きに開口する略コ字状に形成されている。上凸部３０Ｂはバンパリインフォースメント２８よりも上側に位置しており、前端が上凸部３０Ｂの前端よりも前方に突出した下凸部３０Ｃはバンパリインフォースメント２８の下部の前方に位置している。

このフォーム材３０は、フロントバンパカバー２０からの衝撃荷重を緩衝しつつバンパリインフォースメント２８に伝達するようになっており、上記形状（薄肉の断面コ字状）によってフロントバンパ１８内に変形用の空間を確保して変形時の底付きの発生を遅らせる構成とされている。

さらに、図１に示される如く、フロントバンパ１８では、フロントバンパカバー２０の中間部２０Ｃを後方から支持するブラケット３２が設けられている。ブラケット３２は、車幅方向に長手とされ、後端３２Ａがバンパリインフォースメント２８の下面２８Ａに溶接等によって固着されると共に、前端３２Ｂが中間部２０Ｃに入り込んでいる。

ブラケット３２には、それぞれ車幅方向に沿って長手とされた前後一対に屈曲部（折り目）３４、３６が形成されており、前側の屈曲部３４は下向きに凸に形成され、後側の屈曲部３６は上向きに凸に形成されている。これにより、ブラケット３２は、中間部２０Ｃに所定値以上の後向き荷重が作用した場合には、図２に示される如く略Ｚ形状に屈曲しつつ荷重を支持するようになっている。また、ブラケット３２における前後の屈曲部３４、３６間には、車幅方向に沿って並列された複数の肉抜き孔３２Ｃが設けられている。

さらにまた、図１に示される如く、フロントバンパ１８では、フロントバンパカバー２０の下部２０Ｄを後方から支持する下側支持部材としてのバンパロアパネル３８が設けられており、下部２０Ｄに作用する後向き荷重を支持する（車体に伝達する）するようになっている。バンパロアパネル３８の構造、車体への取付構造については後述する。

また、図１に示される如く、自動車１２のエンジンルームＥＲ内におけるフロントバンパ１８の後方には、車体骨格の一部を成すラジエータサポート４０が配設されている。ラジエータサポート４０は、ラジエータサポートアッパメンバ４２と、それぞれの上端がラジエータサポートアッパメンバ４２の車幅方向端部に連結された図示しない左右一対のラジエータサポートサイドパネルと、該一対のラジエータサポートサイドパネルの下端を連結するラジエータサポートロアクロスメンバ４６とで、正面視で略矩形枠状に構成されている。車両中央のフードロックサポートメンバ４４と、ラジエータサポートアッパメンバ４２、ラジエータサポートロアクロスメンバ４６とは、それぞれボルト・ナットなどの締結手段４７によって固定的に結合されている。

このラジエータサポート４０は、図示しないラジエータ、エアコンコンデンサ、冷却ファン等を支持している。また、フードロックサポートメンバ４４の上端近傍にはブラケット４８の後端が固定されており、このブラケット４８の前端側には、フロントバンパカバー２０の上端２０Ｅが締結手段４７によって締結されている。さらに、ラジエータサポートアッパメンバ４２にはフードロック５０が固定されており、フードロック５０はエンジンルームＥＲを上側から覆うエンジンフード５２の前端に設けられたストライカ５４に噛み合うことで、エンジンフード５２によるエンジンルームＥＲの被覆（閉止）状態を維持するようになっている。

そして、ラジエータサポートロアクロスメンバ４６には、後に詳述するバンパロアパネル３８の後端が固定的に支持されるようになっている。この実施形態では、ラジエータサポートロアクロスメンバ４６は、ラジエータ開口部よりも車幅方向外側に張り出しており、車幅方向の略前幅に亘り延在している。

（バンパロアパネルの構成）
図１に示される如く、バンパロアパネル３８は、上板部としてのアッパパネル５６と、下板部としてのロアパネル５８とが互いの前端を連結された如くして側面視で後方に開口する略「Ｖ」字状に形成されている。バンパロアパネル３８におけるアッパパネル５６とロアパネル５８との前端が連結された前端を頂部３８Ａということとする。この実施形態では、アッパパネル５６とロアパネル５８とは一体に形成されている。

アッパパネル５６の後端部５６Ａには取付部としてのボルト孔６０が形成されており、該ボルト孔６０及びラジエータサポートロアクロスメンバ４６の上壁４６Ａを貫通したボルト６２が、該上壁４６Ａの下面に固着されたウェルドナット６４に螺合している。これにより、アッパパネル５６におけるラジエータサポートロアクロスメンバ４６の上壁４６Ａの上面に重ね合わされた後端部５６Ａが該ラジエータサポートロアクロスメンバ４６に固定的に結合されている。

一方、ロアパネル５８の後端部５８Ａには取付部としてのボルト孔６５が形成されており、該ボルト孔６０及びラジエータサポートロアクロスメンバ４６の下壁４６Ｂを貫通したボルト６２が、該下壁４６Ｂの下面に固着されたウェルドナット６４に螺合している。これにより、ロアパネル５８におけるラジエータサポートロアクロスメンバ４６の下壁４６Ｂの下面に重ね合わされた後端部５８Ａが該ラジエータサポートロアクロスメンバ４６に固定的に結合されている。

以上説明したように、バンパロアパネル３８は、アッパパネル５６の後端部５６Ａとロアパネル５８の後端部５８Ａとの間にラジエータサポートロアクロスメンバ４６を上下方向に挟み込んだ状態で、該ラジエータサポートロアクロスメンバ４６に固定されている。したがって、バンパロアパネル３８は、ラジエータサポートロアクロスメンバ４６とで、側断面視で（車幅方向から見て）略略三角形状の閉断面構造を成している。

図３には、バンパロアパネル３８が平面図にて示されている。この図に示される如く、アッパパネル５６、ロアパネル５８の互いに連結された前縁すなわちバンパロアパネル３８の頂部３８Ａは、平面視で車体前方に凸の弓型に湾曲形成されている。この湾曲形状は、フロントバンパカバー２０の下部２０Ｄ、バンパリインフォースメント２８の形状にほぼ対応している。一方、アッパパネル５６、ロアパネル５８の各後端部５６Ａ、５８Ａは、車幅方向に沿って略直線状に形成されている。

そして、図３に示される如くアッパパネル５６には、車幅方向に沿って複数（この実施形態では６つ）の切抜き部として把握することができる貫通孔６６が設けられている。各貫通孔６６は、前縁が頂部３８Ａに倣う（略平行な）曲線状とされ、後縁が車幅方向に沿う直線状とされ、左右の側縁が車体前後方向に沿う直線状に形成されている。なお、アッパパネル５６の車幅方向両端に位置する貫通孔６６の外側縁は適宜丸められている。

アッパパネル５６における貫通孔６６間に切り残された部分は、それぞれ前後方向に長手の梁部としてのアッパビーム６８とされている。この実施形態では、計５つのアッパビーム６８が車幅方向に等間隔で並列して形成されている。各アッパビーム６８の車幅方向の幅Ｗｂｕは、互いに等しく、かつ貫通孔６６（車幅方向両端に位置するものを除く）の幅Ｗｈｕよりも十分に小とされている。

そして、取付部としてのボルト孔６０は、各アッパビーム６８（貫通孔６６）の後端よりも後側において、各アッパビーム６８の車幅方向中心線の延長線上に位置している。したがって、この実施形態では、アッパパネル５６の後端部５６Ａにおける車幅方向に沿う直線上に計５つのボルト孔６０が等間隔で配置されている。

一方、図３に示される如くロアパネル５８には、車幅方向に沿って複数（この実施形態では５つ）の切抜き部として把握することができる貫通孔７０が設けられている。各貫通孔７０は、前縁が頂部３８Ａに倣う（略平行な）曲線状とされ、後縁が車幅方向に沿う直線状とされ、左右の側縁が車体前後方向に沿う直線状に形成されている。なお、ロアパネル５８の車幅方向両端に位置する貫通孔７０の外側縁は適宜丸められている。

ロアパネル５８における貫通孔７０間に切り残された部分は、それぞれ前後方向に長手の梁部としてのロアビーム７２とされている。この実施形態では、計４つのロアビーム７２が車幅方向に等間隔で並列して形成されている。各ロアビーム７２の車幅方向の幅Ｗｂｌは、互いに等しく、かつ貫通孔７０の幅Ｗｈｌよりも十分に小とされている。

そして、取付部としてのボルト孔６５は、各ロアビーム７２（貫通孔７０）の後端よりも後側において、各ロアビーム７２の車幅方向中心線の延長線上に位置している。したがって、この実施形態では、ロアパネル５８の後端部５８Ａにおける車幅方向に沿う直線上に計４つのボルト孔６５が等間隔で配置されている。

また、図３に示される如く、アッパパネル５６、ロアパネル５８は、共にバンパロアパネル３８の車幅方向中心線ＣＬに対して対称に形成されている。このため、バンパロアパネル３８では、各アッパビーム６８と各ロアビーム７２とが車幅方向にオフセットして配置されている。上記寸法形状のバンパロアパネル３８では、平面視で隣接するアッパビーム６８間の車幅方向中央にロアビーム７２が位置しており、換言すれば、平面視ではアッパビーム６８とロアビーム７２とが交互にかつ等間隔で配置されている。

ここで、図３に示される如く、各アッパビーム６８、各ロアビーム７２は、すべて車幅方向の領域Ａの範囲内に配置されている。この領域Ａは、平面視において、車体前後方向に沿う仮想直線Ｌに対し成す角αが６０°となる垂直平面Ｓがフロントバンパカバー２０に接する部分の車幅方向内側の範囲として設定されている。

さらに、バンパロアパネル３８では、アッパビーム６８の幅Ｗｂｕがロアビーム７２の幅Ｗｂｌよりも小とされている。そして、アッパビーム６８よりも幅広である各ロアビーム７２には、それぞれ前後方向の圧縮荷重による曲げ（座屈）のきっかけとなる前後一対の折り目部７４、７６が全幅に亘り形成されている。

図３に示される如く、前側の折り目部７４は、バンパロアパネル３８の頂部３８Ａの湾曲形状に略平行な直線形状とされており、後側の折り目部７６は、車幅方向に沿う直線形状とされている。また、図１に示される如く、前側の折り目部７４は、下側に凸とされたロアビーム７２（ロアパネル５８）の屈曲部として形成されており、後側の折り目部７６は、上側に凸とされた屈曲部として形成されている。

これにより、バンパロアパネル３８の頂部３８Ａに所定値以上の後向き荷重が作用した場合に、ロアビーム７２は、図２に示される如く折り目部７４、７６の屈曲角が小さくなるように略Ｚ形状に屈曲するようになっている。一方、アッパビーム６８は、アッパパネル５６の後端部５６Ａが頂部３８Ａよりも高位であるため、バンパロアパネル３８の頂部３８Ａに所定値以上の後向き荷重が作用した場合に、上側に凸となるように湾曲するようになっている。なお、アッパパネル５６におけるラジエータサポートロアクロスメンバ４６の上壁４６Ａの直前方には、上側に凸となる屈曲部５６Ｂが形成されている（図３では図示省略）が、この屈曲部５６Ｂはアッパビーム６８の後端よりも後側に位置し、上記の通り湾曲変形するアッパビーム６８の曲げのきっかけとはならない。

そして、上記したアッパビーム６８の幅Ｗｂｕ、ロアビーム７２の幅Ｗｂｌは、各アッパビーム６８と各ロアビーム７２とで座屈荷重が略一致するように設定されている。この実施形態では、各アッパビーム６８は、平面視で車幅方向に隣接するロアビーム７２よりも前後方向に長く形成されており、この寸法も上記した座屈荷重を一致させるように設定されている。

以上説明したバンパロアパネル３８は、上記の通り車幅方向に沿って複数設けられた各ボルト孔６０、６５において、ラジエータサポートロアクロスメンバ４６に固定されている。この状態では、図１に示される如く、バンパロアパネル３８の頂部３８Ａは、フロントバンパカバー２０の下部２０Ｄ内に挿入されており、バンパリインフォースメント２８よりも前方に張り出している。

また、このバンパロアパネル３８は、鉄系の金属材の型成形によって全体が一体に構成されている。図４に実線にて示される如く、バンパロアパネル３８は、自然状態では、想像線にて示すラジエータサポートロアクロスメンバ４６への固定状態に対し、アッパパネル５６の後端部５６Ａと、ロアパネル５８の後端部５８Ａとが上下方向に離間している。これにより、バンパロアパネル３８は、自然状態の形状が取付形状に一致する構成（図４の想像線参照）では屈曲部５６Ｂの下側に形成される型抜きの負角ｃ（アンダカット）が生じない構成とされている。

そして、バンパロアパネル３８は、アッパパネル５６の後端部５６Ａとロアパネル５８の後端部５８Ａとを、自然状態に対し近接させた弾性変形状態で、ラジエータサポートロアクロスメンバ４６に固定されている。したがって、アッパパネル５６、ロアパネル５８には、バンパロアパネル３８の復元力に基づく応力が作用しており、特に折り目部７４、７６に応力が集中している。

（インパクタの説明）
図１及び図２には、被衝突体であるインパクタ８０が図示されている。インパクタ８０は、人体の脚部を模したものであって、下部を模擬した下部８０Ａと、大腿部を模擬した上部８０Ｂと、膝関節を模擬した関節部８０Ｃと、これら下部８０Ａ、上部８０Ｂ、関節部８０Ｃを被覆するカバー部８０Ｄとから成る。カバー部８０Ｄは、発泡フォーム材にて構成される。なお、以下の説明では、便宜上、カバー部８０Ｄをないものとして説明する場合がある。

この実施形態では、インパクタ８０の関節部８０Ｃと略対向する高さにフロントバンパ１８を構成するフロントバンパカバー２０の上部２０Ｂ（バンパリインフォースメント２８）が配置されている。したがって、フロントバンパカバー２０の中間部２０Ｃ（ブラケット３２）、下部２０Ｄ（バンパロアパネル３８）は、それぞれインパクタ８０の下部８０Ａに対応する高位に位置する。

次に、本実施形態の作用を説明する。

上記構成の車両用バンパ構造１０が適用された自動車１２では、走行中にフロントバンパ１８にインパクタ８０が衝突すると、図１に示される如くフロントバンパカバー２０の上部２０Ｂが関節部８０Ｃに当接する。すると、上部２０Ｂの背面側に位置するフォーム材３０が変形して衝撃を吸収しながら衝撃荷重をバンパリインフォースメント２８に伝達する。

そして、このフォーム材３０を潰しきって底付きする前に、フロントバンパカバー２０の中間部２０Ｃ、下部２０Ｄがインパクタ８０の下部８０Ａに当接する。図２に示される如く、これにより、衝突荷重がブラケット３２、バンパロアパネル３８に分散される。バンパロアパネル３８は、インパクタ８０の下部８０Ａの衝突部位に近接して位置する一部（主に１つ）のアッパビーム６８又はロアビーム７２を曲げ変形して下部８０Ａに作用する衝撃荷重を緩和しつつ、該下部８０Ａの後方への相対変位を規制する。同様に、ブラケット３２は、屈曲部３４、３６において折れ曲がって下部８０Ａに作用する衝撃荷重を緩和しつつ、下部８０Ａの後方への相対変位を規制する。

このため、インパクタ８０は、関節部８０Ｃにおける曲げによって上部８０Ｂと下部８０Ａとが成す角θ（図２参照）が小さく抑えられる。このように角θを小さく抑えるためには、フロントバンパ１８における下部２０Ｄを介してバンパロアパネル３８にて主に衝撃荷重を支持し、上側すなわちバンパリインフォースメント２８側ほど支持荷重が小さくなることが望ましいとされる。

ここで、本実施形態に係る車両用バンパ構造１０では、バンパロアパネル３８がアッパパネル５６とロアパネル５８とを有し、ラジエータサポートロアクロスメンバ４６とで略三角形断面を形成するため、該バンパロアパネル３８の剛性が上下方向、前後方向共に高い。このため、バンパロアパネル３８は、後端のみがラジエータサポートロアクロスメンバ４６に固定される片持ち構造でありながら、補強部に頼ることなく、車両走行に伴う振動等による損傷、脱落が防止され、またインパクタ８０との衝突荷重を十分に支持することができる。そして、バンパロアパネル３８に補強部を設けないことによって、車両用バンパ構造１０では、車幅方向の各部において略均一な被衝突体の保護性能を得ることが可能となる。

一方、例えば、単なる平板状のバンパロアパネルを片持ち構造とした設けた構成では、補強部を設けないとバンパロアパネルは剛性不足のために車両走行に伴う振動によって損傷を受け、所要の性能を発揮しないことが懸念される。また、平板状のバンパロアパネルの前端をフロントバンパカバー２０の下部２０Ｄにて支持して両持ち構造とすることも考えられるが、平板状のバンパロアパネルは高い支持荷重（発生荷重）を得るために重いため、下部２０Ｄの歪みが生じるといった別の問題を生じる。これらに対して、本実施形態に係る車両用バンパ構造１０では、上記の通り十分な剛性が確保され、所要のインパクタ保護性能が得られる。この実施形態では、例えば、車速４０ｋｍ／ｈでインパクタ８０に衝突した場合に、インパクタ８０の上記曲げ角θが２０°以下になる性能が実現されている。

また、車両用バンパ構造１０では、剛性を確保すべくアッパパネル５６とロアパネル５８とを有して構成されたバンパロアパネル３８が、複数の貫通孔６６、７０を有するため、軽量化が果たされている。そして、貫通孔６６間に形成された各アッパビーム６８と貫通孔７０間に形成された各ロアビーム７２とが車幅方向にオフセットして所定の等間隔で配置されているため、軽量化を果たしながら、車幅方向の各部において略均一な被衝突体の保護性能を得ることが実現された。

さらに、車両用バンパ構造１０では、ロアビーム７２に折り目部７４、７６が形成されているため、十分な剛性で高い支持荷重を発生しつつ、一定の荷重でバンパロアパネル３８を変形してインパクタ８０の下部８０Ａに過大な荷重が作用することを防止している。特に、前後の折り目部７４、７６が逆方向に折れる（ロアビーム７２がＺ形状に折れる）ため、２本の折り目部７４、７６（剛性確保の観点から上好ましい最小数の折り目部）で確実に所望の形状に変形して効果的に衝撃を吸収することができる。また、前側の折り目部７４がアッパパネル５６から離間する側に折れ曲がるため、ロアビーム７２の変形がアッパパネル５６にて阻害されることがない。しかも、下側に変形の障害となる障害物が存在しないロアビーム７２に折り目部７４、７６が設けられているため、ロアビーム７２の変形が他の部品にて阻害されることもない。

さらにまた、車両用バンパ構造１０では、各アッパビーム６８には折り目部７４等を設けることなくバンパロアパネル３８全体としての剛性（特に、上下方向の変位に対する剛性）を確保しつつ、該アッパビーム６８の幅Ｗｂｕをロアビーム７２の幅Ｗｂｌよりも小さくして座屈荷重（前後方向の剛性）を略一致させているため、ロアビーム７２にのみ折り目部７４、７６を設けることで車幅方向の各部における略均一な被衝突体の保護性能の確保を阻害することが防止されている。すなわち、車両用バンパ構造１０では、車幅方向の各部において、バンパロアパネル３８がアッパビーム６８又はロアビーム７２の１本分の変形に要する荷重を主とした支持荷重を発生する構成が実現されている。

以上により、この実施形態では、図３に示す領域Ａの範囲内の各部において、車速４０ｋｍ／ｈでインパクタ８０に衝突した場合に、インパクタ８０の上記曲げ角θが２０°以下になる性能が実現されている。また、この性能が、ラジエータサポートロアクロスメンバ４６からフロントバンパカバー２０の下部２０Ｄまでの距離、すなわちバンパロアパネル３８の前後長が車幅方向中央部で２００ｍｍを超える構成においても確保されることが確認された。

このように、本実施形態に係る車両用バンパ構造１０では、車幅方向の各部におけるインパクタ８０の保護性能を略均一にすることができる。

また、車両用バンパ構造１０では、それぞれ貫通孔６６、７０が設けられたアッパパネル５６、ロアパネル５８を有するバンパロアパネル３８は、単なる平板状のバンパロアパネルと比較して上下方向だけでなく前後方向の剛性も高くすることができるため、該単なる平板状のバンパロアパネルよりも薄肉化等によって軽量化することができる。このため、バンパロアパネル３８が自動車１２の運動性能に与える影響を小さくすることができ、また、バンパロアパネル３８の取付作業が容易になる。

さらに、車両用バンパ構造１０では、バンパロアパネル３８が自然状態に対しアッパパネル５６とロアパネル５８とを近接させる方向に弾性変形した状態で、ラジエータサポートロアクロスメンバ４６に固定されているため、主に折り目部７４、７６に復元力に基づく応力（ストレス）が作用し、この応力にみあう力以下の外力（起振力）に対してはロアパネル５８を剛に保つことができるので、折り目部７４、７６を設けた構成において外力による振動（変形）が防止される。したがって、主に上下方向においてロアパネル５８の剛性が一層向上する。これにより、ロアパネル５８の一層の軽量化を図ることもできる。

なお、上記実施形態では、車両用バンパ構造１０がブラケット３２を備える例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ブラケット３２を備えない構成としても良い。

また、上記実施形態では、バンパロアパネル３８がラジエータサポートロアクロスメンバ４６に固定された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、他の車体骨格部材にバンパロアパネル３８を固定しても良い。

本発明の実施形態に係る車両用バンパ構造を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用バンパ構造の衝突状態を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用バンパ構造を構成するバンパロアパネルの平面図である。 本発明の実施形態に係る車両用バンパ構造を構成するバンパロアパネルの自然状態の側断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用バンパ構造が適用された自動車の斜視図である。

符号の説明

１０ 車両用バンパ構造
２８ バンパリインフォースメント（バンパ骨格部材）
３８ バンパロアパネル（下側支持部材）
４６ ラジエータサポートロアクロスメンバ（車体骨格）
５６ アッパパネル（上板部）
５８ ロアパネル（下板部）
６６・７０ 貫通孔
６８ アッパビーム（梁部）
７２ ロアビーム（梁部）
７４・７６ 折り目部

Claims (7)

1. 車幅方向に長手とされたバンパ骨格部材の下方に、車幅方向に長手とされた下側支持部材が配設された車両用バンパ構造であって、
   前記下側支持部材は、それぞれ車幅方向に長手とされると共に互いの前端が連結された上板部と下板部とを有し、前記上板部の後端側と前記下板部の後端側との間に車幅方向に長手とされた車体骨格を車体上下方向に挟んで該車体骨格に固定されており、
   前記上板部及び下板部には、それぞれ車幅方向に沿って複数の貫通孔が設けられて該複数の貫通孔間に車体前後方向に沿う梁部が形成されており、前記上板部の梁部と下板部の梁部とは車幅方向にオフセットしており、かつ前記上板部及び下板部はそれぞれの梁部の後方において前記車体骨格に固定されており、
   かつ、前記上板部の梁部の車幅方向に沿った幅と下板部の梁部の車幅方向に沿った幅とは、上板部の梁部と下板部の梁部とで車体前後方向の荷重による座屈荷重が一致するように設定されている車両用バンパ構造。
2. 前記上板部及び下板部の何れか一方には、それぞれ車幅方向に長手とされ下側支持部材の前端から入力される車体前後方向の後向きの荷重によって折れ曲がる複数の折り目部が形成されている請求項１記載の車両用バンパ構造。
3. 前記上板部及び下板部の何れか一方には、２つの前記折り目部が設けられており、
   車体前後方向の前側の折り目部は、下側支持部材の前端から入力される車体前後方向の後向きの荷重によって、前記上板部及び下板部の他方側に凹に折れ曲がるようになっており、
   車体前後方向の後側の折り目部は、下側支持部材の前端から入力される車体前後方向の後向きの荷重によって、前記上板部及び下板部の他方側に凸に折れ曲がるようになっている請求項２記載の車両用バンパ構造。
4. 前記折り目部は、前記下板部に形成されている請求項２又は請求項３記載の車両用バンパ構造。
5. 前記折り目部は、前記上板部及び下板部の何れか一方における梁部に形成されており、該折り目部が形成された前記上板部及び下板部の何れか一方の梁部の車体前後方向に沿う長さを、前記上板部及び下板部の他方の梁部の車体前後方向に沿う長さよりも短くした請求項２〜請求項４の何れか１項記載の車両用バンパ構造。
6. 前記上板部及び下板部の何れか一方の梁部に前記折り目部が形成されており、該折り目部が形成された前記上板部及び下板部の何れか一方の梁部の車幅方向に沿う幅を、前記上板部及び下板部の他方の梁部の車幅方向に沿う幅よりも広くした請求項２〜請求項５の何れか１項記載の車両用バンパ構造。
7. 下側支持部材は、自然状態に対し前記上板部の後端と前記下板部の後端とが近接又は離間した弾性変形状態で前記車体骨格に固定されている請求項１〜請求項６の何れか１項記載の車両用バンパ構造。
   

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