JP4730425B2 - 車両用フロントバンパ構造 - Google Patents

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Description

本発明は、概して、車両において自車両のフロントバンパへの物体の衝突を検出する機能を備えた車両用フロントバンパ構造に係り、特に、衝突検出と耐久性とを適切に両立させた車両用フロントバンパ構造に関する。
従来、物体の衝突を検出する機能を備えた車両用フロントバンパ構造が知られている(例えば、特許文献1〜5参照)。
特許文献1には、車体の前端部に設けられたフロントバンパの最も前方へ突出した部分に配設され、前方から入力される衝突荷重によって圧縮されると接点が導通するタッチセンサにより構成された歩行者衝突検出センサが開示されている。
特許文献2には、フロントバンパの前面に埋設され、タッチセンサにより構成された歩行者衝突検出センサが開示されている。
特許文献3には、フロントバンパ上に左右方向に延設され、テープ状の感圧式可変抵抗体(感圧フィルム)により構成された歩行者衝突検出センサが開示されている。
特許文献4には、車体前端部に組み付けられたバンパに取り付けられ、バンパの長さにほぼ等しい長尺状の変位量センサ又は荷重センサにより構成された歩行者衝突検出センサが開示されている。
特許文献5には、フロントバンパ内に配設され、フロントバンパの長手方向に沿って帯状のタッチセンサにより構成された歩行者衝突検出センサが開示されている。
特開平7−108903号公報 特開平8−91170号公報 特開2004−191136号公報 特開2005−35422号公報 特開2005−53273号公報
しかしながら、上記のような従来の衝突検出機能付きフロントバンパ構造においては、自車両と歩行者等の衝突を検出するセンサの車幅方向範囲について着目されておらず、適切な範囲がどの程度であるかの考察が為されていない。
例えば衝突検出センサの車幅方向範囲が車両全幅に対して比較的短い場合、車幅方向において衝突検出センサが設けられていない領域ではフロントバンパに歩行者等が衝突しても検出できない可能性がある。
他方で、例えば衝突検出センサの車幅方向範囲が車両全幅とほぼ等しい程度の十分な範囲である場合、フロントバンパの角を壁やガードレールなどの何らかの物体に軽くぶつけたり、擦ったりしただけの軽衝突によって内部に設けられた衝突検出センサ(特に、センサ部と回路とを接続するインターフェース部分)に破損をきたし、衝突検出機能が不全となってしまう可能性がある。
このように、衝突検出センサの車幅方向範囲は、単なる設計要件ではなく、適切に決定される必要がある。また、特に衝突検出センサのインターフェース部分について、ちょっとした軽衝突程度では破損しないような耐久性のある構造が採用される必要がある。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、歩行者側の衝突検出可能領域を広げることができる車両用フロントバンパ構造を提供することを主たる目的とする。
上記目的を達成するため、第1の発明は、車両において自車両のフロントバンパへの物体の衝突を検出する衝突検出センサ(例えば、荷重センサや変位センサ)を備えた車両用フロントバンパ構造であって、
前記衝突検出センサの衝突検出可能領域車幅方向両端のうち歩道側の一端が反歩道側の一端(日本国内のように左側通行の場合には右前端、右側通行の場合には左前端)よりも車両外側寄りまで延在しており、
前記フロントバンパのうち車幅方向において、前記衝突検出センサが衝突を検出できない領域があることを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明に係る車両用フロントバンパ構造であって、
前記衝突検出センサ、前記フロントバンパを構成するバンパレインフォースと衝撃吸収材(例えば、発泡材など)との間に該バンパレインフォースに沿って延設され、
前記バンパレインフォースの車幅方向両端のうち歩道側の一端は、反歩道側の一端よりも車両外側寄りまで延在する、ことを特徴とする。
第3の発明は、第1又は第2の発明に係る車両用フロントバンパ構造であって、
前記衝突検出可能領域の車幅方向範囲は、少なくとも当該車両の左右のフロントピラーとフードとの接点間を車両前後方向に延長した際に対応する範囲を含み、
前記衝突検出センサのインターフェース部分は、該衝突検出センサの車幅方向両端のうち反歩道側の一端に設置される、ことを特徴とする。
第4の発明は、第1又は第2の発明に係る車両用フロントバンパ構造であって、
前記衝突検出センサのインターフェース部分が前記フロントバンパを構成するバンパレインフォースの表面のうち車両前後方向前面以外の面に取り付けられた、ことを特徴とする。
第5の発明は、第4の発明に係る車両用フロントバンパ構造であって、
前記衝突検出センサのインターフェース部分が前記バンパレインフォースの車両前後方向後面に取り付けられた、ことを特徴とする。
第6の発明は、第4の発明に係る車両用フロントバンパ構造であって、
前記衝突検出センサのインターフェース部分が前記バンパレインフォースの上面又は下面に取り付けられた、ことを特徴とする。
第7の発明は、第1〜第6いずれか1つの発明に係る車両用フロントバンパ構造であって、
前記フロントバンパを構成する衝撃吸収材の形状を車両前後方向前面の車幅方向範囲が車両前後方向後面の車幅方向範囲よりも拡張するようにする、ことを特徴とする。
第8の発明は、第1〜第7いずれか1つの発明に係る車両用フロントバンパ構造であって、
前記フロントバンパのバンパカバーのうち車幅方向において前記フロントバンパを構成する衝撃吸収材が設けられていない領域に加えられた荷重を前記衝撃吸収材へ伝達させる第一の荷重伝達手段が設けられた、ことを特徴とする。
ここで、上記第一の荷重伝達手段は、例えば、a)一部は上記衝撃吸収材に接し、残部は該衝撃吸収材に接しないように選定された上記バンパカバーの一部分の剛性を高くすることによって実現されてもよく、或いは、b)バンパカバー内側と上記衝撃吸収材の車両前後方向前面との間に、一部は上記衝撃吸収材と接し、残部は該衝撃吸収材に接しないように高剛性の平板状部材を取り付けることによって実現されてもよい。
第9の発明は、第1〜第8いずれか1つの発明に係る車両用フロントバンパ構造であって、
車幅方向において前記フロントバンパを構成するバンパレインフォース及び前記衝突検出センサが延在する範囲よりも長い範囲衝撃吸収材を延設し、
前記衝撃吸収材のうち車幅方向において前記バンパレインフォース及び前記衝突検出センサが設けられていない領域に加えられた荷重を前記衝突検出センサへ伝達させる第二の荷重伝達手段が設けられた、ことを特徴とする。
ここで、上記第二の荷重伝達手段は、例えば、上記バンパレインフォースに揺動可能に取り付けられ、上記衝突検出センサと接していない部分の上記衝撃吸収材の変位を該衝突検出センサに伝達するレバー状の部材によって実現される。
本発明によれば、歩行者側の衝突検出可能領域を広げることができる車両用フロントバンパ構造を提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、衝突検出センサ及びその衝突検出処理の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
以下、図1及び2を用いて、本発明の一実施例に係る車両用フロントバンパ構造について説明する。なお、ここでは、日本国内のように左側通行である道路を走行する車両を前提とする。
図1は、本実施例に係るフロントバンパ構造が採用された車両100のフロント部分の概略図であり、図2は、図1の車両右前部分を拡大した部分拡大図である。
本実施例に係るフロントバンパ構造は、構造全体を覆うバンパカバー101と、車両100のサイドメンバ102に取り付けられたバンパレインフォース103とを含む。
本実施例に係るフロントバンパ構造は、更に、バンパレインフォース103の車両前後方向前面に取り付けられた衝突検出センサ104を含む。図1に示した一具体例において、衝突検出センサ104は、例えば、センサ104自体に加えられた荷重を検出する光ファイバを利用した荷重センサである。このような荷重センサにおいては、センシングしたい領域に被覆されていない光ファイバを配設しておき、そこに光信号を流しておく。光ファイバ自体に荷重が掛かって変形をきたすと、変形したところでファイバ内において光が反射するため、受信側における光信号強度が低下する。この低下の程度から光ファイバに加えられた荷重の大きさを知ることができる。
本実施例に係るフロントバンパ構造は、更に、例えば発泡材などから成り、加えられた衝撃を吸収する衝撃吸収材105を含む。衝撃吸収材105は、衝突検出センサ104とフロントバンパカバー101との間に設けられ、衝突検出センサ104を挟んでバンパレインフォース103に取り付けられる。
本実施例に係るフロントバンパ構造は、更に、衝突検出センサ104のインターフェース106を含む。センサインターフェース106は、衝突検出センサ104の出力を外部の回路(図示せず)へ伝達する役割を果たす。また、センサインターフェース106は、衝突検出センサ104と比べてフロントバンパに入力された衝撃が伝達されたときにその加えられた荷重に対する耐久性が比較的弱いため、フロントバンパの角をちょっと擦っただけのような軽衝突によって壊れないように、このような軽衝突が相対的に発生しにくいと考えられる反歩道側に設けられる。ここでは左側通行を前提としているため、図1及び2では、センサインターフェース106は衝突検出センサ104の車両右側端に設けられている。
このような構造を有する本実施例の車両用フロントバンパ構造において、フロントバンパに物体が衝突すると、バンパカバー101へ入力されたその衝突の衝撃は、バンパカバー101から衝撃吸収材105へ伝わり、次いで衝撃吸収材105から衝突検出センサ104へ伝わって、衝突検出センサ104においてその荷重の大きさが検出されることになる。
ところで、本分野では既に知られているように、フロントバンパと衝突した歩行者等が高い剛性を有するフロントピラー(Aピラー)107と二次衝突した際の衝撃を緩和することを目的とした歩行者保護装置として、例えば歩行者用エアバックを展開させるなどの手法が提案されている。
このような装置を遅延なく適切に作動させるためには、歩行者等とフロントバンパとの衝突のうち特にフロントピラー107との二次衝突を発生させ得る(一次)衝突が確実に検出される必要があるため、衝突検出センサ104の車幅方向範囲(請求項3記載の「衝突検出可能領域の車幅方向範囲」に相当する)はフロントピラー107の車幅方向範囲を考慮して決定されるべきである。
具体的には、本実施例に係る衝突検出センサ104の車幅方向範囲は、少なくとも左右のフロントピラー107の車幅方向最大間隔(以下、便宜上、「フロントピラー幅」と称す)を車両前後方向に延長した際に対応する範囲を含む。ここで、フロントピラー幅とは、詳しくは後述するが、左右のフロントピラー(Aピラー)とフードとの接点間の車幅方向間隔を意味する。
従って、本実施例に係る衝突検出センサ104の車幅方向範囲は、少なくとも左右のフロントピラー(Aピラー)とフードとの接点間を車両前後方向に延長した際に対応する範囲(以下、「フロントピラー幅対応範囲」と称す)を含む。
通常、歩行者等と車両との間には非常に大きな速度差があるため、フロントバンパに衝突した歩行者等は、多くの場合、衝突後に車両進行方向と正反対の向きへ移動すると考えられる。
このような考察に基づけば、フロントピラー幅をそのまま車両前後方向に平行にフロントバンパへ延長した際に対応するフロントバンパ上でのフロントピラー幅の範囲内(即ち、フロントピラー幅対応範囲内)で一次衝突が発生した場合、そのときの被衝突体はフロントピラー107と二次衝突する可能性がフロントバンパ上の他の箇所での一次衝突に比して相対的に高いと言い得る。
したがって、本実施例のようにフロントバンパの車幅方向範囲のうち少なくともフロントピラー幅対応範囲を衝突検出可能なセンサ配設範囲とすることによって、歩行者等とフロントバンパとの衝突のうちフロントピラー107と二次衝突し得る衝突をもれなく検出できるようになる。
なお、フロントピラー107は、通常、図1に示すようにフード(ボンネット)に近いほど左右の間隔が広く、ルーフに近いほど間隔が狭いため、左右のフロントピラー107の間隔はフードとの接点において最大となるのが一般的である。すなわち、本実施例において、フロントピラー幅とは、概して、左右のフロントピラー107とフード(ボンネット)との接点間の車幅方向間隔と等しい。
他方、図1に示した一例において衝突検出センサ104の車両右側端部に設けられたインターフェース106は、既述のような軽衝突によって壊れないように、できる限りフロントバンパ角部から離れたところに配置したい。
そこで、本実施例に係るフロントバンパ構造では、衝突検出センサ104の車幅方向範囲を、できる限り短くするために、図1に示すようにフロントピラー幅対応範囲と等しく(又は略等しく)なっている。
衝突検出センサ104の車幅方向範囲は、少なくともフロントピラー幅対応範囲を含めば任意でよく、必ずしも図1に示したようにフロントピラー幅対応範囲と等しい(又は略等しい)必要はない。したがって、衝突検出センサ104の車幅方向範囲は、フロントバンパカバー101の形状やセンサインターフェース106の耐久性などを考慮して、図1に示した一例よりも長くすることも可能である。
特に、センサインターフェース106が設けられていない衝突検出センサ104の歩道側端(即ち、衝突検出可能領域の車幅方向両端のうち歩道側の一端)は、図1に例示したように、反歩道側端よりも車両外側へ長く配設され、衝突検出可能領域を広げるようにしてもよい。これにより、歩道側の衝突検出可能領域を広げることができる。
また、このように決定された衝突検出センサ104の車幅方向範囲に合わせて、衝撃吸収材105の車幅方向範囲も少なくともフロントピラー幅対応範囲を含む範囲とされる。既述のように、衝突検出センサ104へは衝撃吸収材105を経由して荷重が伝達されるため、図2の部分拡大図に示したように、衝突検出センサ104と共に衝撃吸収材105の車幅方向範囲をフロントピラー幅対応範囲に合わせることによって、フロントバンパカバー101のうちフロントピラー幅対応範囲内で衝突が発生すると、それによる荷重は衝撃吸収材105を通じて衝突検出センサ104へ伝達され、衝突が検出されることになる。
このように、本実施例によれば、衝突検出センサの車幅方向範囲を少なくともフロントピラー幅対応範囲を含む範囲とすることによってフロントピラーへ二次衝突し得るフロントバンパへの衝突について確実に検出できるようにすると共に、衝突検出センサの特にインターフェース部分が軽衝突によって壊れないように配慮されて配置されているため、車両用フロントバンパ構造において衝突検出と耐久性とを適切に両立させることができる。
なお、図1及び2に示した上記一実施例に係る車両用フロントバンパ構造の詳細は、本発明に係る車両用フロントバンパ構造の単なる一具体例に過ぎず、他の構成・構造・配置も採用可能である。以下、本発明に係るフロントバンパ構造の別の実施例をいくつか説明する。図1及び2と同じ符号は同じ構成要素を指しており、重複する説明は省略する。
図3及び4は、衝撃吸収材105の形状を工夫することによって、衝突検出可能領域を変えることなくセンサインターフェース106を更に車両内側に設けることを可能にした実施例である。図1及び2に示した実施例では、衝撃吸収材105の車幅方向端部側面は車両前後方向に略平行となっていたが、図3に示した実施例では、衝撃吸収材105の端部側面を衝突検出センサ104(及びこれを後部から支えるバンパレインフォース103)に略垂直としている。既述のように、バンパカバー101に加えられた荷重は衝撃吸収材105を通じて衝突検出センサ104へ伝達されるため、図3のように衝撃吸収材105がフロントピラー幅対応範囲にわたって設けられることにより、フロントピラー幅対応範囲内のバンパカバー101に加えられた荷重を衝突検出センサ104で検出することができる。すなわち、図3に示した実施例によれば、衝突検出センサ104によって衝突の検出が可能な領域を変えることなく、衝突検出センサ104の車幅方向範囲を短縮することができ、よってセンサインターフェース106をフロントバンパ角部から更に離すことができる。
図4は、図3に示した実施例の変形例の一具体例を示しており、衝撃吸収材105の端部(角部)に入力された荷重をより確実に衝突検出センサ104へ伝達するために衝撃吸収材105の端部形状が図3のものから修正されている。すなわち、図4に示すように、衝撃吸収材105の端部(特に角部)の形状を図3のものから車幅方向へ拡張し、ただし荷重が加えられたときでもセンサインターフェース106とは接触しないように形状が定められることによって、図3の形状に比して衝撃吸収材105の端部付近に入力された荷重がより確実に衝突検出センサ104へ伝達されるようになる。
図5は、剛体である板状部材501を追加することによって、衝突検出可能領域を変えることなくセンサインターフェース106を更に車両内側に設けることを可能にした実施例である。板状部材501は、バンパカバー101と衝撃吸収材105の間に挟まれた状態で固定されると共に、図5に示すように少なくともバンパカバー101のフロントピラー幅対応範囲内において内側に衝撃吸収材105が備えられていない領域に延在するように配設される。これにより、バンパカバー101のフロントピラー幅対応範囲内であって衝撃吸収材105が設けられていない領域に荷重が加えられたとしても、そのような荷重は剛体である板状部材501を通じて衝撃吸収材105へ伝達されるようにすることができるため、衝突検出センサ104だけでなく、衝撃吸収材105の車幅方向範囲も短縮することができる。
図6は、板状部材501(図5)の代わりに同じく剛体であるレバー部材601を追加することによって、衝突検出可能領域を変えることなくセンサインターフェース106をより一層車両内側に設けることを可能にした実施例である。レバー部材601は、剛体であって、地面に略垂直な回転軸602を中心に揺動できるようにバンパレインフォース103に取り付けられている。レバー部材601は、レバー部材601のバンパカバー101に略平行に延在する部分に荷重が加えられたときに、軸602を中心に車両内側へ向けて回転し、凸部Aが衝突検出センサ104と衝突してレバー部材601に加えられた荷重を衝突検出センサ104へ伝達すると共に、凹部Bが設けられていることによってレバー部材601はセンサインターフェース106とは接触せず、レバー部材601に加えられた荷重はセンサインターフェース106へは伝達されない。これにより、センサインターフェース106を保護しつつ、図5に示した実施例によりも更に衝突検出センサ104及び衝撃吸収材105の車幅方向範囲を短縮することができる。
図7は、衝突検出センサ104を延長することによって、センサインターフェース106をバンパレインフォース103の車両前後方向後部に配置した実施例である。これにより、センサインターフェース106をフロントバンパ角部からより遠ざけることができるため、フロントバンパ角部に軽衝突によって荷重が加わってもセンサインターフェース106を保護することができ、耐久性が向上する。なお、図7では、一例として、延長された衝突検出センサ104がバンパレインフォース103の表面上に沿って配設されているが、当業者には明らかなように、バンパレインフォース103に延長された衝突検出センサ104を配設するための溝又は穴を形成して、バンパレインフォース103上において衝突検出センサ104が凸状とならないようにしてもよい。
図8は、図7に示した実施例よりも更に衝突検出センサ104を延長させることによって、センサインターフェース106をバンパレインフォース103の車両上下方向における上面で且つ車幅方向における略中央に配置した実施例である。これにより、センサインターフェース106をフロントバンパの左右角部から最も遠ざけることができるため、センサインターフェース106の耐久性を更に向上させることができる。なお、図8に示した実施例においても、図7の場合と同様に、バンパレインフォース103に延長された衝突検出センサ104を配設するための溝又は穴を形成して、バンパレインフォース103上において衝突検出センサ104が凸状とならないようにしてもよい。
図9は、図8と同様のセンサインターフェース106の配置であって、衝突検出センサ104に光ファイバを利用した荷重検出センサや圧力検出センサではなく、変位センサ、タッチセンサ、又は、静電容量センサなどの変位量を測定するセンサを用いる場合の実施例を示している。図示するように、変位量を測定するセンサの場合には、図1〜8に示したような荷重を検出するセンサと異なり、衝撃吸収材105よりも車両前方に衝突検出センサ104を設ける。すなわち、この実施例において、衝突検出センサ104は、フロントバンパカバー101と衝撃吸収材105との間に配設され、図示するように衝撃吸収材105に形成された溝又は穴を通じてバンパレインフォース103上に取り付けられたセンサインターフェース106に接続される。
本発明は、車両において自車両のフロントバンパへの物体の衝突を検出する機能を備えた車両用フロントバンパ構造に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
本発明の一実施例に係るフロントバンパ構造が採用された車両のフロント部分の概略図である。 本発明の一実施例に係るフロントバンパ構造の詳細を示す図1の部分拡大図である。 本発明の別の一実施例に係るフロントバンパ構造の詳細を示す部分拡大図である。 本発明の更に別の一実施例に係るフロントバンパ構造の詳細を示す部分拡大図である。 本発明の更に別の一実施例に係るフロントバンパ構造の詳細を示す部分拡大図である。 本発明の更に別の一実施例に係るフロントバンパ構造の詳細を示す部分拡大図である。 本発明の更に別の一実施例に係るフロントバンパ構造の詳細を示す部分拡大図である。 本発明の更に別の一実施例に係るフロントバンパ構造の詳細を示す部分拡大図である。 本発明の更に別の一実施例に係るフロントバンパ構造の詳細を示す部分拡大図である。
符号の説明
100 車両
101 バンパカバー
102 サイドメンバ
103 バンパレインフォース
104 衝突検出センサ
105 衝撃吸収材
106 センサインターフェース
107 フロントピラー(Aピラー)

Claims (9)

  1. 車両において自車両のフロントバンパへの物体の衝突を検出する衝突検出センサを備えた車両用フロントバンパ構造であって、
    前記衝突検出センサの衝突検出可能領域車幅方向両端のうち歩道側の一端が反歩道側の一端よりも車両外側寄りまで延在しており、
    前記フロントバンパのうち車幅方向において、前記衝突検出センサが衝突を検出できない領域があることを特徴とする車両用フロントバンパ構造。
  2. 請求項1記載の車両用フロントバンパ構造であって、
    前記衝突検出センサは、前記フロントバンパを構成するバンパレインフォースと衝撃吸収材との間に該バンパレインフォースに沿って延設され、
    前記バンパレインフォースの車幅方向両端のうち歩道側の一端は、反歩道側の一端よりも車両外側寄りまで延在する、ことを特徴とする車両用フロントバンパ構造。
  3. 請求項1又は2記載の車両用フロントバンパ構造であって、
    前記衝突検出可能領域の車幅方向範囲は、少なくとも当該車両の左右のフロントピラーとフードとの接点間を車両前後方向に延長した際に対応する範囲を含み、
    前記衝突検出センサのインターフェース部分は、該衝突検出センサの車幅方向両端のうち反歩道側の一端に設置される、ことを特徴とする車両用フロントバンパ構造。
  4. 請求項1又は2記載の車両用フロントバンパ構造であって、
    前記衝突検出センサのインターフェース部分が前記フロントバンパを構成するバンパレインフォースの表面のうち車両前後方向前面以外の面に取り付けられた、ことを特徴とする車両用フロントバンパ構造。
  5. 請求項4記載の車両用フロントバンパ構造であって、
    前記衝突検出センサのインターフェース部分が前記バンパレインフォースの車両前後方向後面に取り付けられた、ことを特徴とする車両用フロントバンパ構造。
  6. 請求項4記載の車両用フロントバンパ構造であって、
    前記衝突検出センサのインターフェース部分が前記バンパレインフォースの上面又は下面に取り付けられた、ことを特徴とする車両用フロントバンパ構造。
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項記載の車両用フロントバンパ構造であって、
    前記フロントバンパを構成する衝撃吸収材の形状を車両前後方向前面の車幅方向範囲が車両前後方向後面の車幅方向範囲よりも拡張するようにする、ことを特徴とする車両用フロントバンパ構造。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項記載の車両用フロントバンパ構造であって、
    前記フロントバンパのバンパカバーのうち車幅方向において前記フロントバンパを構成する衝撃吸収材が設けられていない領域に加えられた荷重を前記衝撃吸収材へ伝達させる第一の荷重伝達手段が設けられた、ことを特徴とする車両用フロントバンパ構造。
  9. 請求項1乃至8のいずれか一項記載の車両用フロントバンパ構造であって、
    車幅方向において前記フロントバンパを構成するバンパレインフォース及び前記衝突検出センサが延在する範囲よりも長い範囲衝撃吸収材を延設し、
    前記衝撃吸収材のうち車幅方向において前記バンパレインフォース及び前記衝突検出センサが設けられていない領域に加えられた荷重を前記衝突検出センサへ伝達させる第二の荷重伝達手段が設けられた、ことを特徴とする車両用フロントバンパ構造。
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