JP4754996B2 - 車体用バンパ芯材及びこれを用いた車体用バンパ - Google Patents

Description

本発明は、車体に取り付けるバンパ用のバンパ芯材、及びこれを用いた車体用バンパに関する。

図７は、自動車の車体に取り付けられる従来のバンパに用いられるバンパ芯材(１)の斜視図であり、図８は、該バンパ芯材(１)を用いたバンパ(２)を図７のＸ−Ｘ線を含む面にて破断して矢視した側面断面図である(特許文献１参照)。バンパ芯材(１)は、円弧状に形成されて、長手方向が車体の幅方向に略一致する。バンパ(２)は、該バンパ芯材(１)を、車体(図示せず)に取り付けられるリンフォースメント(20)に取り付け、これをポリプロピレン等の成形品からなる表皮(21)にて覆って構成される。以下の記載では、バンパ芯材(１)に対して車体側、即ちリンフォースメント(20)側を後方、リンフォースメント(20)と反対側を前方と呼ぶ。
バンパ芯材(１)は合成樹脂発泡体から形成されて、上下に略平行に配備された一対の脚片(31)(31)と、該脚片(31)(31)の前端部を繋ぐ接続片(30)とを具える。脚片(31)(31)と接続片(30)に囲まれる内側は、緩衝用の内部空間(32)を形成する。表皮(21)は接続片(30)に被さる。

人体の足である衝突体(図示せず)にバンパ(２)が当たると、表皮(21)とバンパ芯材(１)が後方に押され、図８に点線で示すように、接続片(30)が内部空間(32)に向けて撓む。該撓み変形により、衝撃を吸収し、衝突体を保護する。即ち、接続片(30)と脚片(31)(31)とで、バンパ芯材(１)の衝撃吸収部(３)を構成する。

また、車体のデザイン上、表皮(21)を接続片(30)の上方に延長した形状に形成することがある(特許文献２参照)。この場合、バンパ(２)の形状を整形すべく、衝撃吸収に殆ど影響がない部分についても、図８に一点鎖線で示すように、脚片(31)(31)の上方に位置して連結部(５)を設けることが必要となる場合がある。尚、連結部(５)は脚片(31)(31)の下方に設けてもよい。

特開２００４−２２４１０６号公報 特開２０００−１６２０５号公報

出願人はかかる連結部(５)を設けたバンパ(２)に於いて、衝撃吸収効果を高めることを着想した。即ち、図８に示す構成では、接続片(30)が内部空間(32)に向けて撓んだ際に、脚片(31)は連結部(５)に邪魔されて撓むことができない。
本発明の目的は、連結部(５)を設けたバンパ(２)に於いて、衝撃吸収効果を高めることにある。

車体用バンパ芯材は、衝突体への衝撃力を緩和する衝撃吸収部と、衝撃吸収部から上方又は下方に離れて位置して衝撃吸収部に被さるべき表皮の形状を整形する造形部を具え、衝撃吸収部の内部には、衝突体の衝撃による衝撃吸収部前面の撓み変形を許す内部空間が形成されている。
車体用バンパ芯材は更に、造形部と衝撃吸収部の車体側端部を繋ぐ連結部を具え、連結部には衝突体の衝撃による衝撃吸収部の側部の撓み変形を許す逃げ孔が形成されている。

衝突体が、車体用バンパ芯材(１)の衝撃吸収部(３)に衝突すると、該衝撃吸収部(３)前面は、内部空間(32)に向けて撓み変形し、衝突体への衝撃力を緩和する。これとともに、衝撃吸収部(３)の側部は、逃げ孔(50)に向けて撓み変形し、これによっても、衝突体への衝撃が緩和される。従って、従来の構成よりも更に、衝撃吸収効果を高めることができ、衝突体を有効に保護できる。

以下、本発明の一実施例を図を用いて、説明する。
図１は、バンパ芯材(１)の斜視図であり、図２は、図１のバンパ芯材(１)を用いたバンパ(２)を、Ｙ−Ｙ線を含む面にて破断した側面断面図である。バンパ芯材(１)は円弧状に形成され、長手方向が車体の幅方向に略一致する。車体のデザインに合わせて、バンパ芯材(１)は、長手方向の中央部が前後に厚く、長手方向の両端部が前後に薄い。従来と同様に、バンパ(２)は、バンパ芯材(１)を、リンフォースメント(20)に取り付け、これを表皮(21)にて覆って構成される。

バンパ芯材(１)は、発泡性の合成樹脂から形成され、衝突体への衝撃力を緩和する衝撃吸収部(３)と、衝撃吸収部(３)から上方に離れて位置して表皮(21)の形状を整形する造形部(４)と、該衝撃吸収部(３)の後端部と造形部(４)を繋ぐ連結部(５)を一体に具える。造形部(４)は板状であり、連結部(５)は壁状である。
衝撃吸収部(３)は、上下に離間して略平行に配備された一対の脚片(31)(31)と、該脚片(31)(31)の前端部を繋ぐ接続片(30)とを具えて、略コ字形に形成されている。即ち、脚片(31)(31)は接続片(30)の側部に設けられている。脚片(31)(31)間であって接続片(30)の内側は、緩衝用の内部空間(32)を形成する。従来と同様に、人体の足である衝突体が衝撃吸収部(３)に当たると、接続片(30)が内部空間(32)に向けて撓む。該撓み変形により、衝撃を吸収し、衝突体を保護する。

連結部(５)上にて、脚片(31)側には、前後に貫通した逃げ孔(50)が開設されている。図３は、衝撃吸収部(３)と連結部(５)の拡大図である。図３に示すように、衝突体が衝撃吸収部(３)に当たり(衝撃荷重をＰで示す)、接続片(30)が内部空間(32)に向けて撓むと、上側の脚片(31)の前端部が内向きに撓む。従って、該脚片(31)の後端部、即ち基端部は外向きに広がる、図３では上向きに撓もうとする。本例のバンパ芯材(１)にあっては、脚片(31)の後端部は逃げ孔(50)内に入って撓むことができる。従って、脚片(31)の撓み量を大きく設けることができ、衝撃吸収効果を高めることができる。この結果、衝突体である人体の足は有効に保護される。尚、上側の脚片(31)の後端部が撓むためには、該脚片(31)の後端部はリンフォースメント(20)に接着等による固定がされていないことが必要となる。

バンパ芯材(１)を形成する樹脂には、スチレン改質ポリエチレン系樹脂の発泡樹脂、具体的には積水化成品工業株式会社が販売している商品名がピオセラン(登録商標)が用いられる。勿論、発泡性樹脂の材質はこれに限定されず、下記のものが考えられる。
尚、バンパ芯材(１)自体は、通常の発泡成形と同様に、金型内に予備発泡した発泡性樹脂のビーズを充填し、該金型の周囲を蒸気で加熱し、冷却して得られる。

発泡樹脂ビーズは、合成樹脂に物理型発泡剤を含浸させて構成され、加熱によって発泡し、予備発泡させたものも含まれる。合成樹脂としては、上記スチレン改質ポリエチレン系樹脂の他に、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、スチレン−エチレン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等のポリメタクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂等が挙げられる。これら合成樹脂の混合物やモノマーの共重合体なども使用できる。
また、物理型発泡剤としては、例えばプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、シクロペンタン、シクロブタン等の脂肪族環化水素類、二酸化炭素、窒素、空気等の無機ガス等が挙げられる。これらの物理型発泡剤は単体で用いても、２種類以上を併用してもよい。

衝撃試験
出願人は、本例のバンパ芯材(１)の効果を確認すべく、以下の試験を行った。先ず、上記のスチレン改質ポリエチレン系樹脂(商品名：ピオセラン(登録商標))を１０倍に発泡したビーズを用いて、逃げ孔(50)を設けたバンパ芯材(１)を作成した。これを実施例とする。また、逃げ孔(50)を設けていないバンパ芯材(１)をも作成し、これを比較例とする。
この実施例と比較例のバンパ芯材(１)を、図４に示すように、ダミーリンフォースメント(22)に設置する。
次に、圧子(６)に加速度計を取り付け、衝撃吸収部(３)に圧子(６)の落下による変位量を測定する変位計を取り付ける。衝撃吸収部(３)に圧子(６)を自由落下試験機(図示せず)にて落下させて衝撃試験を行い、圧子(６)落下後の時間経過に伴う衝撃吸収部(３)に加わる衝撃荷重(単位：ＫＮ)と変位(単位：ｍｍ)の関係を求めた。衝撃試験は、試験片であるバンパ芯材(１)と圧子(６)の形状以外は、ＪＩＳ Ｚ０２３５の「包装用緩衝材の動的圧縮試験法」に準拠して行った。
圧子(６)は、１０Ｋｇの重錘に直径７５ｍｍの半円筒形治具を取り付けて構成され、半円筒形治具の円弧面を下向きにしている。これは、衝撃体として人体の足を想定しており、足の太さ及び形状を考慮したのである。圧子(６)の落下高さＨは、１.０２ｍである。
また、実施例、比較例ともに、衝撃吸収部(３)の接続片(30)の幅ｗは７５ｍｍ、厚みｔ２は１０ｍｍ、脚片(31)の厚みｔ３は１０ｍｍ、造形部(４)の厚みｔ１は８ｍｍ、造形部(４)と連結部(５)の境界の面取り寸法は、内側Ｃ１が１０ｍｍ、外側Ｃ２が１５ｍｍである。また、実施例のバンパ芯材(１)の逃げ孔(50)は幅が３０ｍｍ、長さが１５０ｍｍの長孔である。但し、上記の寸法は例示であって、バンパ芯材(１)の寸法は吸収すべき衝撃エネルギーに応じて適宜定められる。

図５は、衝撃荷重(単位：ＫＮ)と変位(単位：ｍｍ)の関係を示すグラフである。実施例のバンパ芯材(１)の方が、比較例のバンパ芯材(１)に比して、例えば変位１５−３０ｍｍの区間に於いて、衝撃荷重の上昇が緩く、衝撃荷重が緩和されていることが判る。即ち、上記の衝撃荷重−変位の特性を示すグラフから、脚片(31)が逃げ孔(50)内に撓むことにより、衝撃荷重を有効に緩和でき、衝突体を保護できることが判る。
上記の如く、バンパ芯材(１)は、長手方向の中央部が前後に厚く、長手方向の両端部が前後に薄い。バンパ芯材(１)の中央部は厚いから、緩衝効果が大きいが、バンパ芯材(１)の両端部は薄く、緩衝効果が弱い。本例の構成は、本来、緩衝効果が弱いバンパ芯材(１)の両端部の緩衝効果を高めるのに有効である。

図６は、別のバンパ芯材(１)を示す正面図である。上記例では連結部(５)は壁状で、逃げ孔(50)が開設されていたが、これに代えて、連結部(５)を複数本の柱状とし、該連結部(５)(５)間に逃げ空間(51)を設けてもよい。即ち、衝撃吸収部(３)が衝撃を受けたとき、脚片(31)は逃げ空間(51)内に撓み、これにより緩衝効果を高めている。

上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
例えば、造形部(４)は車体のデザインに合わせて、脚片(31)(31)の下方に設けてもよい。また、衝撃吸収部(３)と、造形部(４)は一体に形成されたとしたが、別個に形成されて、組み合わされてもよい。

バンパ芯材の斜視図である。 図１のバンパ芯材を用いたバンパを、Ｙ−Ｙ線を含む面にて破断して矢視した側面断面図である。 衝突体がバンパに当たった状態を示す図である。 衝撃試験の様子を示す斜視図である。 衝撃荷重と変位の関係を示すグラフである。 別のバンパ芯材を示す正面図である。 従来のバンパ芯材の斜視図である。 従来のバンパ芯材を用いたバンパを、図７のＸ−Ｘ線を含む面にて破断して矢視した側面断面図である。

符号の説明

(１) バンパ芯材
(２) バンパ
(３) 衝撃吸収部
(４) 造形部
(５) 連結部
(21) 表皮
(32) 内部空間
(50) 逃げ孔
(51) 逃げ空間

Claims (3)

1. 衝突体への衝撃力を緩和する衝撃吸収部と、該衝撃吸収部から上方又は下方に離れて位置して衝撃吸収部に被さるべき表皮の形状を整形する造形部を具え、衝撃吸収部の内部には、衝突体の衝撃による衝撃吸収部前面の撓み変形を許す内部空間が形成された車体用バンパ芯材に於いて、
   造形部は、板状であって、表皮側となる前端が表皮の形状を整形するように前方に延びて形成され、
   衝撃吸収部は、上下に離間して平行に配備された一対の脚片と、該脚片の前端を繋ぐ接続片を具え、
   連結部は、衝撃吸収部の上側の脚片の後端と造形部の後端とを繋ぎ、
   造形部と連結部が繋がれる境界は面取り形成され、
   連結部には衝突体の衝撃による衝撃吸収部の上側脚片の後端の撓み変形を許す逃げ孔が形成されていることを特徴とする車体用バンパ芯材。
   
2. 衝突体への衝撃力を緩和する衝撃吸収部と、該衝撃吸収部から上方又は下方に離れて位置して衝撃吸収部に被さるべき表皮の形状を整形する造形部を具え、衝撃吸収部の内部には、衝突体の衝撃による衝撃吸収部前面の撓み変形を許す内部空間が形成された車体用バンパ芯材に於いて、
   造形部は、板状であって、表皮側となる前端が表皮の形状を整形するように前方に延びて形成され、
   衝撃吸収部は、上下に離間して平行に配備された一対の脚片と、該脚片の前端を繋ぐ接続片を具え、
   連結部は、衝撃吸収部の上側の脚片の後端と造形部の後端とを繋ぎ、
   造形部と連結部が繋がれる境界は面取り形成され、
   連結部間には衝突体の衝撃による衝撃吸収部の上側脚片の後端の撓み変形を許す逃げ空間が形成されていることを特徴とする車体用バンパ芯材。
   
3. 請求項１又は２のバンパ芯材をリンフォースメントに取り付けて構成される車体用バンパ。

Images