JP5118428B2

JP5118428B2 - 車両用バンパ構造

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Publication number: JP5118428B2
Application number: JP2007243393A
Authority: JP
Inventors: 圭一跡部
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: JP2009073309A

Description

本発明は、車両用バンパ構造に関し、特に車幅方向に延在するバンパビームの下方において車幅方向に延在するブラケット及び、衝撃吸収材を介在してバンパビームの前面及びブラケットの前端面を覆うバンパフェースを備え、歩行者との衝突に際して歩行者の脚部を保護する車両用バンパ構造に関する。

一般に、車両用バンパは、例えば車両前部において車幅方向に延在するバンパビームと、バンパビームを覆うと共にバンパの外装を形成するバンパフェースとを備え、バンパビームがサイドメンバ等の車体骨格部材に支持される。

特に、車両が歩行者の脚部に衝突した際、脚部に与えるダメージを軽減するためにバンパフェースを軟質樹脂で形成し、更にバンパフェースとバンパビームとの間にポリウレタンやポリプロピレン等の樹脂製発泡体からなる衝撃吸収材を介装する車両用バンパが知られている。

ここで、樹脂製発泡体からなる衝撃吸収材を用いて歩行者の脚部を保護するには、この衝撃吸収材の剛性を低くし、衝突の際に歩行者に付与される反力を極力低減することが好ましい。しかし、剛性を低くすると壁面や車両等の剛体に対する衝突エネルギ吸収量が不足して十分な衝撃緩和が得られないことが懸念される。一方、衝撃吸収材の剛性を高めて衝撃エネルギ吸収量を増加させた場合には、衝突時における初期の衝撃荷重が急激に大きくなり、歩行者の脚部を十分に保護することが極めて困難になる。

この対策として、特許文献１には、図９にバンパ１０１の要部断面図を示すように、車幅方向に延在するバンパビーム１０２の前面１０２ａとバンパフェース１０３の上部を形成するメインバンパ部１０３ａとの間にポリウレタンやポリプロピレン等の樹脂製発泡体からなる衝撃吸収材１０４を介装し、更にバンパフェース１０３の下部を形成する下部バンパ部１０３ｂを衝撃吸収材１０４より剛性が高い合成樹脂製のブラケット１０５を介在してクロスメンバ１０６に固定することで、バンパ１０１の下部の剛性を高め、壁面や車両等の剛体に対する衝撃吸収性を高めている。

一方、歩行者の脚部に衝突した際には、バンパフェース１０３のメインバンパ部１０３ａを介して衝撃吸収材１０４が大きく塑性変形して初期の衝撃荷重を吸収すると共に、ブラケット１０５がバンパフェース１０３の下部バンパ部１０３ｂを介して脚部の下腿部に接触する。これにより、歩行者の脚部の膝部付近に対する衝撃は、剛性の低い衝撃吸収材１０４の変形により緩和される一方、剛性が高く設定されたブラケット１０５は大きく変形することなく、その反力が下腿部に付与される。

その結果、歩行者の脚部は、その上部が衝撃吸収材１０４の変形により図示しない車体のフロントフード側へ傾斜すると共に、下腿部がブラケット１０５の反力によってすくい上げられて、歩行者の膝部を中心とした脚部への負荷が軽減される。

特開２０００−２６４１４３号公報

上記特許文献１のバンパ構造によると、バンパ１０１が歩行者の脚部に衝突した際に、歩行者の脚部の膝部付近に対しては、剛性の低い衝撃吸収材１０４の塑性変形により初期の衝撃荷重を吸収する一方、ブラケット１０５で下腿部をすくい上げることから、歩行者をフロントフード上に迅速に持ち上げて脚部にかかる負荷がある程度軽減できる。

しかし、バンパ１０１の下部に延在するブラケット１０５は、クロスメンバ１０６との結合範囲においてはクロスメンバ１０６によって剛性が確保されるものの、クロスメンバ１０６に結合されない車幅方向の両端部においては所望の剛性が確保できず、該部に衝突した際にブラケット１０５が大きく変形して歩行者の脚部を円滑にすくい上げることが困難になり、歩行者の脚部にかかる負荷が軽減できず、脚部へのダメージが懸念される。

また、ブラケット１０５の剛性が確保される範囲がクロスメンバ１０６と結合する範囲に制限されることから、バンパ１０１の造形形状が大きく制限されて車体設計の自由度が制限される。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、歩行者の脚部に付与されるダメージを十分に軽減すると共に、車体設計の自由度が確保できる車両用バンパ構造を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載の車両用バンパ構造の発明は、車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレームと、車幅方向に延在して車体骨格部材に支持されるバンパビームと、該バンパビームより下方において中央部範囲が車体骨格部材に支持されて車幅方向に延在するブラケットと、衝撃吸収材を介在して上記バンパビームの前面及び上記ブラケットの前端面部を覆うバンパフェースとを備えた車両用バンパ構造において、頂面が車幅方向に延在すると共に車体前後方向に延在する側面を有して上記フロントサイドフレームの前方に配置され、前方からの衝撃荷重によって潰れ変形して衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収部材を備え、上記ブラケットは、該ブラケットの後面端部に開口して上記衝撃吸収部材が挿入する開口部と、該開口部から挿入される上記衝撃吸収部材の頂面と対向して該衝撃吸収部材の頂面に荷重伝達する荷重伝達部と、上記開口部から挿入される衝撃吸収部材の側面と対向して上記衝撃吸収部材の潰れ変形方向を規制する衝撃吸収部材誘導部と、を備えたことを特徴とする。

この発明によると、衝撃吸収材を支持するバンパビームの下方に延在して中央部範囲が車体骨格部材に支持されて剛性が確保されるブラケットの車幅方向端部に対応して、潰れ変形して衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収部材を備え、かつブラケットの後面端部に開口して衝撃吸収部材が挿入する開口部を備え、開口部から挿入される衝撃吸収部材の頂面と対向して衝撃吸収部材の頂面に荷重伝達する荷重伝達部及び衝撃吸収部材の側面と対向して衝撃吸収部材の潰れ変形方向を規制する衝撃吸収部材誘導部とを備えることから、衝突の際にブラケットの端部が衝撃吸収部材を介して支持されて該部の剛性が確保される。これにより車両の車幅方向端部が歩行者の脚部に衝突した際にも、衝撃吸収材の変形によって初期衝撃荷重が吸収され、かつ下腿部がブラケットによって受け止められて下腿部に十分な反力が付与される。この結果、歩行者の脚部は上部が車両のフロントフード側へ傾斜すると共に、下腿部がブラケットによって円滑にすくい上げられて歩行者の脚部へのダメージが低減できる。

更に、ブラケットに形成された荷重伝達部から衝撃吸収部材の頂面に荷重伝達され、その際、衝撃吸収部材誘導部によって衝撃吸収部材の潰れ変形方向が規制されて衝撃吸収部材の折曲等の挙動が阻止され、安定した衝撃吸収部材の潰れ変形による衝撃エネルギの吸収が得られる。また、衝撃吸収部材の潰れ変形を予め予測することが可能になり、衝撃吸収部材による衝撃吸収特性を実験やシミュレーション等により容易に予測することが可能になり、衝撃吸収部材の設計が容易になる。また、ブラケットの剛性が車幅方向端部においても確保されることから、バンパの造形形状の制限が緩和され、バンパ設計の自由度が拡大すると共に車体設計の自由度が拡大する。

請求項２に記載の発明は、請求項１の車両用バンパ構造において、上記荷重伝達部は、車幅方向に延在して上記衝撃吸収部材の頂面と対向するリブ状の横壁であり、上記衝撃吸収部材誘導部は、上記衝撃吸収部材の側面と隙間を介して対向して前後方向に延在するリブ状の縦壁であることを特徴とする。

この発明は荷重伝達部及び衝撃吸収部材誘導部の具体的構成を示すもので、本発明によると荷重伝達部を車幅方向に延在して衝撃吸収部材の頂面と対向するリブ状の横壁によって、また、衝撃吸収部材誘導部を衝撃吸収部材の側面と隙間を介して対向して前後方向に延在するリブ状の縦壁によって容易に構成できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２の車両用バンパ構造において、上記ブラケットは、車幅方向端部において前端面部側から縦壁に向かって延在する斜行補強リブを備えたことを特徴とする。

この発明によると、ブラケットの端部において前端面部側から縦壁に向かって延在する斜行補強リブを配設することにより、前端面部に作用する衝撃荷重が斜行補強リブを介して直接的に縦壁に伝達され、縦壁を介して衝撃吸収部材に分散伝達されてブラケットの端部における撓みや折曲等の変形が防止される。これにより衝突の際のブラケットからの反力が確実になる。

本発明によると、衝突の際にブラケットの端部が衝撃吸収部材を介してサブフレームに支持されて該部の剛性が確保される。これにより車両の車幅方向端部が歩行者の脚部に衝突した際にも、衝撃吸収材によって初期衝撃荷重が吸収され、かつ下腿部がブラケットによって受け止められて十分な反力を付与することができ、脚部の上部を車両のフロントフード側へ傾斜し、かつ下腿部がブラケットによって円滑にすくい上げられて歩行者の脚部へのダメージが低減できる。また、ブラケットの剛性が車幅方向端部においても確保されることから、バンパの造形形状の制限が緩和され、バンパ設計の自由度が拡大すると共に車体設計の自由度が拡大する。

本発明による車両用バンパ構造の実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。なお、各図において矢印Ｆは車体前方方向を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向における車外方向を示し、矢印ＵＰは上方方向を示す。

図１は本実施の形態に係る車両用バンパの概略構造を示す車両前部の斜視図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図４は衝撃吸収部材であるクラッシュボックスの概要を示す分解斜視図、図５はブラケットの取付状態を示す要部斜視図、図６はブラケットの取付状態を示す要部平面図である。また、図２、図３及び図６において仮想線Ｋは歩行者の脚部を模式的に示し、Ｋａは下腿部、Ｈは膝部を示す。

図１及び図２に示すように車両１の前部に配設されるエンジンルームＥの上部は、後端がヒンジ機構を介して車体本体を形成するエンジンルームＥの後端近傍に揺動自在に支持されたフロントフード２によって閉蓋され、エンジンルームＥの前部にはフロントフード２の前端に沿って延在するフロントグリル３及びこのフロントグリル３の下縁に沿って車幅方向に延在するバンパ１０が配設される。

また、図2に示すように、フロントグリル３及びバンパ１０の後方にラジエータ６を保持するラジエータサポートパネル５が車幅方向に延在して配置される。ラジエータサポートパネル５はラジエータサポートアッパパネル５ａとラジエータサポートロアパネル５ｂが車幅方向に延在して枠状に形成され、その両端がそれぞれ車体前後方向に延在する左右の図示しないフロントサイドフレームの前端に結合される。これら左右のフロントフレーム及びラジエータサポートパネル５によって剛性が確保された車体骨格部材を構成する。

この左右のフロントサイドフレームの下方に沿って車体前後方向に延在する左右のサイドメンバ８及びラジエータサポートロアパネル５ｂより下方において車幅方向に延在して左右のサイドメンバ８の前端を連結するフロントクロスメンバ９を備えたサブフレーム７が配設される。サブフレーム７は、左右のサイドメンバ８の後端部及び中間部等がそれぞれ左右のフロントサイドフレームに締結されて、サブフレーム７に前輪を懸架支持するサスペンション装置等が配設される。なお、サスペンション装置等は本発明と直接的な関係がないので図示及び説明は省略する。

バンパ１０は、図１乃至図３に示すように車幅方向に延在する板金製のバンパビーム１１、外装を形成する軟質樹脂製のバンパフェース１５、バンパビーム１１とバンパフェース１５との間に介装される衝撃吸収材１９、フロントクロスメンバ９の各端部に配設される衝撃吸収部材であるクラッシュボックス２０、バンパフェース１５の下部に沿って車幅方向に延在するブラケット４０を備えている。

バンパビーム１１は、車幅方向に延在する前面１２と、前面１２の上縁から後方に折曲形成されて後端縁にフランジ１３ａが形成された上面１３と、前面１２の下縁から後方に折曲形成されて後端縁にフランジ１４ａが形成された下面１４とが一体形成されて後方側が開放する断面略コ字形で車幅方向に延在し、左右両端がそれぞれ図示しないブラケットを介してフロントサイドフレームの前端に結合されている。

バンパフェース１５は、その上端が図示しないビス及びブラケット等によって車体部材等に固定され、上部にバンパビーム１１の前面１２と対向して車幅方向に延在して車幅方向端部が後方に湾曲するメインバンパ部１６が形成され、かつ下部にフロントクロスメンバ９の前面９ａと対向してエアダム部となる下部バンパ部１７がメインバンパ部１６より若干車体後方側において車幅方向に延在して車幅方向端部が後方に湾曲形成され、これらメインバンパ部１６と下部バンパ部１７との間にエンジンルームＥ内に外気を導入する開口部１８が形成される。

バンパビーム１１の前面１２とバンパフェース１５のメインバンパ部１６との間に車幅方向に延在する衝撃吸収材１９が介装される。衝撃吸収材１９は例えばポリウレタンやポリプロピレン等の所定発泡率を有する樹脂発泡体によって形成される。

左右のクラッシュボックス２０は、対称形状であり一方について説明する。クラッシュボックス２０は、図４に分解斜視図を示し、図5に組立て状態を示すように上側ボックス部材２１と下側ボックス部材３１の２つの板金部材によって構成される。

上側ボックス部材２１は、予め設定されたクラッシュボックス２０の潰れ方向となる前後方向に延在し前方側から後方側に移行するに従って次第に幅広となる略長方形板状の上面２２を有し、上面２２の前縁に沿って頂面２３が下方に折曲形成されると共に、上面２２の内側縁及び外側縁に沿ってそれぞれ下方に折曲形成された内側面２４及び外側面２５を備えた下方側が開放する断面略コ字形で前後方向に延在し、更に内側面２４及び外側面２５の下端縁に沿ってそれぞれ内側結合フランジ２６及び外側結合フランジ２７が折曲形成される。この内側面２４及び外側面２５には潰れ方向と直交する上下方向に延在する凹状のクラッシュビード２４ａ、２５ａが前後方向に間隔を経てて複数形成される。基端側となる上面２２の後端にフロントクロスメンバ９の前面９ａに対向する取付部２８が折曲形成される。

一方、下側ボックス部材３１は、上側ボックス部材２１の上面２２と対向して前方側から後方側に移行するに従って次第に幅広となる略長方形板状の下面３２を有し、下面３２の前縁に沿って頂面３３が上方に折曲形成されると共に、下面３２の内側縁及び外側縁に沿ってそれぞれ上方に折曲形成された内側面３４及び外側面３５を備えた上方側が開放された断面略コ字形で前後方向に延在し、内側面３４及び外側面３５の上端縁にそれぞれ上側ボックス部材２１の内側結合フランジ２６及び外側結合フランジ２７と対向する内側結合フランジ３６及び外側結合フランジ３８が折曲形成される。この内側面３４及び外側面３５には上下方向に延在する凹条のクラッシュビード３４ａ、３５ａが前後方向に間隔を経てて複数形成される。基端側となる下面３２の後端にフロントクロスメンバ９の前面９ａに対向する取付部３８が折曲形成される。これら板金部材によって形成される上側ボックス部材２１及び下側ボックス部材３１はプレス加工等によって容易かつ安価に製造できる。

これら上側ボックス部材２１と下側ボックス部材３１は、互いに対向する内側結合フランジ２６と３６及び外側結合フランジ２７と３７が互いに溶接結合されて上面２２と、下面３２と、内側面２４及び３４と、外側面２５及び３５とによって潰れ方向となる前後方向に延在する矩形筒状体のクラッシュボックス２０が形成される。このクラッシュボックス２０は、その基端に形成された取付部２８及び３８がフロントクロスメンバ９の端部における前面９ａに溶接結合或いはボルト結合等によって取り付けられる。

このように矩形筒状に形成されクラッシュボックス２０は、前方から頂面２３、３３に作用する衝撃荷重に対する抗力、いわゆる潰れ剛性が樹脂発泡体によって形成された衝撃吸収材１９の剛性よりも高く設定され、前方から頂面２３、３３に所定以上の衝撃荷重が入力されると各内側面２４、３４に形成されたクラッシュビード２４ａ、３４ａ及び外側面２５、３５に形成されたクラッシュビード２５ａ、３５ａの潰れ変形を伴って頂面２３、３３側から後方の基端側に向かう潰れ方向に倣って前方から後方に順次潰れ変形して衝撃エネルギを吸収する。

次にブラケット４０については図２、図３、取付状態の要部斜視図を示す図５、要部平面図を示す図６及び図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を示す図７を参照して説明する。

ブラケット４０は、単体でも衝撃吸収可能であり、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂により形成される射出成形品で、前端面部４１がバンパフェース１５に形成された下部バンパ部１７の内面に沿って車体幅方向に延在すると共にその車幅方向端部が後方に湾曲し、前端面部４１の上端縁からラジエータサポートロアパネル５ｂの下面に沿って滑らかに後方に延在する上面部４２及び上面部４２の後端縁から下方に延在する後面部４３を有する下方が開放された形状で、後面部４３がフロントクロスメンバ９の前面９ａに沿って車幅方向に延在している。ブラケット４０の両端はフロントクロスメンバ９の端部より更に車幅方向外方に突出して前端面部４１、上面部４２、後面部４３の端部が側端面部４４によって閉じられている。

後面部４３にフロントクロスメンバ９に配設されるクラッシュボックス２０が挿入する矩形の開口部４５が形成されている。この開口部４５を隔てて上面部４２から下方に突出して後面部４３と前端面部４１との間に前後方向に延在してリブ状の衝撃吸収部材誘導部となる内側縦壁４６と外側縦壁４７が対向して形成される。換言すると、この内側縦壁４６と外側縦壁４７は図６及び図７に示すようにクラッシュボックス２１の車幅方向の幅、即ち内側結合フランジ２６及び３６の先端２６ａ、３６ａから外側結合フランジ２７及び３７の先端２７ａ、３７ａまで寸法より若干大きく離間し、かつ内側縦壁４６がクラッシュボックス２０の内側面２４及び３４と対向する一方、外側縦壁４７が外側面２５及び３５と対向する。

内側縦壁４６と外側縦壁４７との間に、上面部４２から下方に突出して車幅方向に延在してクラッシュボックス２１の頂面２３、３３と当接或いは接近して対向するリブ状の荷重伝達部となる横壁４８が架設される。

更に、内側縦壁４６の下端に沿って車幅方向外方に折曲して延在して衝撃吸収部材誘導部となる内側下部壁４９が形成される。内側下部壁４９は先端４９ａがクラッシュボックス２０を形成する下側ボックス部材３１の内側面３４と隙間を介して対向し、上面４９ｂが内側結合フランジ３６の下面３６ｂと隙間を介して対向する。

同様に、外側縦壁４７の下端に沿って車幅方向内方に折曲して延在して衝撃吸収部材誘導部となる外側下部壁５０が形成される。外側下部壁５０は先端５０ａがクラッシュボックス２０を形成する下側構成部材３１の外側面３５と隙間を介して対向し、上面５０ｂが外側下部壁３７の下面３７ｂと隙間を介して対向する。

更に、ブラケット４０には、全幅に亘って上面部４２から下方に突出して後面部４３と前端面部４１との間及び横壁４８と前端面部４１との間に前後方向に延在して架設された複数の縦リブ５１ａが配設されている。更に縦リブ５１ａと交差して車幅方向に延在する横リブ５１ｂ、及び車体前後方向に対して斜め方向に傾斜して縦リブ５１ａと交差して延在する斜行リブ５１ｃを備えている。特に外側縦壁４７より車幅方向外側となるブラケット４０の端部においては前端面部４１の端部範囲４１ａから後側に移行するに従って外側縦壁４７側に向かって車幅方向内方に変移するように車体前後方向に対して傾斜して延在して前端面部４１の端部範囲４１ａと外側縦壁４７及び後面部４３との間に架設された複数の斜行補強リブ５２が配設される。

このように形成されたブラケット４１は、後面部４３の開口部４５からフロントクロスメンバ９の端部に取り付けられたクラッシュボックス２０の頂面２３、３３側を挿入した状態でフロントクロスメンバ９の前面９ａに沿って位置決め配置され、図３に示すように上面部４２の車幅方向中央部がラジエータサポートロアパネル５ｂの下面にボルト５５等によって取り付けられる。

このラジエータサポートロアパネル５ｂにブラケット４０が取り付けられた状態において、図６及び図７に示すように横壁４８がクラッシュボックス２０の頂面２３及び３３に当接或いは近接して対向し、上面部４２がクラッシュボックス２０の上面２２と隙間を介して対向し、内側縦壁４６が内側面２４及び３４と隙間を介して対向し、外側縦壁４７が外側面２５及び３５と隙間を介して対向する。

更に、内側下部壁４９の先端４９ａが内側面３４と隙間を介して対向し、上面４９ｂが内側結合フランジ３６の下面３６ｂと隙間を介して対向する。また、外側下部壁５０の先端５０ａが外側面３５と隙間を介して対向し、上面５０ｂが外側結合フランジ３７の下面３７ｂと隙間を介して対向する。

次に、本実施の形態における車両用バンパ１０の作用を説明する。

例えば、図６に脚部Ｋを仮想線Ｋ１で示すように車両１の車幅方向中央部が歩行者の脚部Ｋに衝突すると、その脚部Ｋの膝部Ｈ付近がバンパフェース１５のメインバンパ部１６に当接し、メインバンパ部１６とバンパビーム１１の間に介装された衝撃吸収材１９の車幅方向中央部分が主に塑性変形して衝撃エネルギ、特に初期衝撃荷重を吸収する。

一方、膝部Ｈより下方の下腿部Ｋａがバンパフェース１５の下部バンパ部１７に当接し、この下腿部Ｋａをブラケット４０の車幅方向中央部が主に塑性変形して受け止める。このブラケット４０は衝撃吸収材１９より剛性が高い樹脂射出成形体によって構成され、しかも車幅方向中央部はフロントクロスメンバ９の前面９ａの前側に沿って延在してラジエータサポートロアパネル５ｂに取り付けられているので、ラジエータサポートロアパネル５ｂ及びフロントクロスメンバ９の前面９ａによって補剛されると共に支持されて衝撃を受けたときの変形量が抑制される。従って、ブラケット４０が受けた衝撃荷重をラジエータサポートロアパネル５ｂによって、或いは更にフロントクロムメンバ９によって受け止めることができ、歩行者の下腿部Ｋａに対して十分な反力を付与することができる。

この結果、歩行者の脚部Ｋは、その膝部Ｈ付近が衝撃吸収材１９の塑性変形を伴って受け止められ上部が車両１のフロントフード２側へ傾斜すると共に、下腿部Ｋａがブラケット４０によって受け止められてすくい上げられる。これにより歩行者の膝部Ｈを中心とした脚部Ｋに付与される折り曲げ角度を小さくして膝部Ｈを含む脚部Ｋへのダメージが低減できる。

また、この衝突時における下腿部Ｋａへのブラケット４０による反力及びブラケット４０の剛性や塑性変形による衝撃吸収特性は、ブラケット４０の車幅方向中央部における縦リブ５１ａや横リブ５１ｂ及び斜補強リブ５１ｃの増減等によって容易に設定でき、車両１の仕様等によって異なる要求衝撃特性に応じて適宜変更することによって歩行者の脚部Ｋへダメージをより効率的に低減することができる。

また、図６に脚部Ｋを仮想線Ｋ２で示すように車両１の車幅方向端部、例えばクラッシュボックス２０より外側の部分が歩行者の脚部Ｋに衝突した際には、その脚部Ｋの膝部Ｈ付近がバンパフェース１５のメインバンパ部１６に当接し、メインバンパ部１６とバンパビーム１１の間に介装された衝撃吸収材１９の車幅方向端部近傍が主に塑性変形して衝突時の初期衝撃荷重を含む衝撃エネルギを吸収する。

一方、膝部Ｈより下方の下腿部Ｋａがバンパフェース１５の下部バンパ部１７に当接し、この下腿部Ｋａをブラケット４０の車幅方向端部範囲の塑性変形及びクラッシュボックス２０の潰れ変形によって衝撃エネルギを吸収して受け止める。

即ち、ブラケット４０の車幅方向端部は、前端面部４１から後面部４３に延在して配設された内側縦壁４６と外側縦壁４７に架設された横壁４８がクラッシュボックス２０の頂面２３及び３３に圧接し、前方から頂面２３、３４に衝撃荷重が入力される。これによりクラッシュボックス２０の各内側面２４、３４に形成されたクラッシュビード２４ａ、３４ａ及び外側面２５、３５に形成されたクラッシュビード２５ａ、３５ａの変形を伴う前方側から後方側に次第に順次潰れ変形して衝撃エネルギを吸収し、この衝撃エネルギの吸収によってブラケット４０の後退移動を規制される。

ここで、クラッシュボックス２０の潰れ変形方向に対し偏在した荷重方向の衝撃荷重は入力された際に、ブラケット４０の内側縦壁４６、外側縦壁４７、上面部４３、内側下部壁４９及び外側下部壁５０等によって挙動方向が規制されてクラッシュボックス２０が頂面２３、３３側から順に潰れ変形して衝撃エネルギを吸収して受け止める。即ち、クラッシュボックス２０の内側面２４、３４が内側縦壁４６に、或いは内側面３４が内側下部壁４９の先端４９ａに当接してクラッシュボックス２０が車幅方向内方へ過剰に折曲変形する挙動が防止される。同様にクラッシュボックス２０の外側面２５、３５が外側縦壁４７に、或いは外側面３５が外側下部壁５０の先端５０ａに当接することによってクラッシュボックス２０が車幅方向外方へ過剰に折曲する挙動が防止される。また、クラッシュボックス２０の上面２２がブラケット４０の上面部４３に当接することによってクラッシュボックス２０の上方へ過剰に折曲変形する挙動が防止される。同様に、クラッシュボックス２０の内側結合フランジ３６の下面３６ｂ及び外側結合フランジ３７の下面３６ｂがそれぞれ内側下部フランジ４９の上面４９ｂ及び外側下部フランジ５０の上面５０ｂに当接することによってクラッシュボックス２０が過剰に下方に折曲する挙動が防止される。

従って、クラッシュボックス２０の潰れ変形に際し、クラッシュボックス２０が左右及び上下方向に過剰に折曲変形する挙動が阻止され、予め設定された潰れ変形方向に沿って頂面２３、３３側から基端側に前方から順次確実に潰れ変形して安定した衝撃エネルギの吸収が行われる。

更に、ブラケット４０における外側縦壁４７より車幅方向外側においては車体前後方向に対して傾斜して延在して前端面部４１の端部範囲４１ａから外側縦壁４７側に向かって配設された斜行補強リブ５２によって、前端面４１の端部範囲４１ａに作用する前方からの衝撃荷重が直接的に外側縦壁４７に伝達され、外側縦壁４７が対向するクラッシュボックス２０の外側面２５に伝達され、更に外側下部壁５０の先端５０ａが対向する外側面３５によって受け止められてブラケット４０の端部の変形が阻止されて確実に歩行者の脚部Ｋ、特に下腿部Ｋａを受け止めることができる。

これにより、歩行者の脚部Ｋは、その膝部Ｈ付近が衝撃吸収材１９の塑性変形を伴って受け止められ、上部が車両１のフロントフード２側へ傾斜すると共に、下腿部Ｋａがブラケット４０によって受け止められると共にすくい上げられ、歩行者の膝部Ｈを中心とした脚部Ｋに付与される折り曲げ角度を小さくして膝部Ｈを含む脚部Ｋへのダメージが低減できる。

また、この衝突時における下腿部Ｋａへのブラケット４０による反力及びブラケット４０の剛性や変形による衝撃吸収特性は、クラッシュボックス２０の形状や板厚等による剛性の調整や斜行補強リブ５２等により容易に設定でき、車両１の仕様等によって異なる要求衝撃特性に応じて適宜変更することによって衝撃特性を適切設定して歩行者の脚部Ｋへダメージをより効率的に低減することができる。

一方、バンパ１０の車幅方向の中央部が、壁面や車両等の剛体に衝突した場合は、車幅方向中央部がフロントクロスメンバ９の前面９ａの前側に沿って延在してラジエータサポートロアパネル５ｂに取り付けられて、ラジエータサポートロアパネル５ｂ及びフロントクロスメンバ９の前面９ａによって補剛及び支持されると共に剛性が高い樹脂射出成形体からなるブラケット４０の車幅方向中央部で確実に受け止める。

また、バンパ１０の車幅方向端部近傍が壁面や車両等の剛体に衝突した場合は、ブラケット４０の車幅方向端部近傍の塑性変形及びブラケット４０の内側縦壁４６、外側縦壁４７、上面部４３、内側下部壁４９及び外側下部壁５０等によって挙動方向が規制されてクラッシュボックス２０が頂面２３、３３側から後方に順に潰れ変形して効率的に衝撃エネルギを吸収して受け止める。

従って本実施の形態によると、衝撃吸収材１９を支持するバンパビーム１１の下方において中央部範囲がラジエータサポートパネル５に支持されて車幅方向に延在するブラケット４０の端部に対応して、サブフレーム７に支持されて前方から頂面２３、３３に作用する衝撃荷重によって潰れ変形して衝撃エネルギを吸収するクラッシュボックス２０を備えることから、衝突の際にブラケット４０の端部がクラッシュボックス２０を介してサブフレーム７に支持されてブラケット４０の端部の剛性が確保され、これにより車両１０の車幅方向端部が歩行者の脚部Ｋに衝突した際にも、衝撃吸収材１９によって初期衝撃荷重が吸収され、かつ下腿部Ｋａがブラケット４０によって受け止められて下腿部Ｋａに対して十分な反力を付与することができて歩行者の脚部Ｋは上部が車両のフロントフード２側へ傾斜すると共に、下腿部Ｋａがブラケット４０によって円滑にすくい上げられて歩行者の脚部Ｋへのダメージが低減でき、歩行者に対する障害値を大きく低減できる。

また、ブラケット４０の剛性が車幅方向端部においても確保されることから、バンパ１０の造形の制限が緩和され、バンパ１０の設計自由度が拡大すると共に車体設計の自由度が拡大する。

更に、クラッシュボックス２０の潰れ変形方向が規制されてクラッシュボックス２０の折曲等の挙動が阻止され、クラッシュボックス２０を予め設定された方向に潰れ変形させることができることからクラッシュボックス２０による衝撃吸収特性が安定し、クラッシュボックス２０による衝撃吸収特性を実験やシミュレーション等により予め予測可能になり、クラッシュボックス２０の設計が容易になる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではバンパビーム１１とバンパフェース１５のメインバンパ部１６との間に介装される衝撃吸収材１９をポリウレタンやポリプロピレン等の樹脂発泡体によって形成したが、中空状の樹脂射出成形体等によって形成することもできる。

また、図８に概要を示し、図４と対応する部分に同一符号を付し詳細な説明は省略するが、クラッシュボックス２０の上側ボックス部材２１に形成される頂面２２及び下側ボックス部材３１の頂面３３を延設すると共に頂面結合フランジ２９、３９を形成し、頂面結合フランジ２９と３９により互いに結合することもできる。

更に、上記実施の形態ではクラッシュボックス２０を矩形断面の筒状に形成したが、矩形断面に限定されることなく他の多角形断面形状で頂面から基端側に連続すると共に潰れ変形方向と直交して延在するクラッシュビードが形成された多角形筒状体に形成することもできる。

本実施の形態に係る車両用バンパの概略構造を示す車両前部の斜視図である。図１のＩ−Ｉ線断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。クラッシュボックスの概要を示す分解斜視図である。ブラケットの取付状態を示す要部斜視図である。ブラケットの取付状態を示す要部平面図である。図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。他のクラッシュボックスを示す斜視図である。従来の車両用バンパの概略構造を示す図である。

符号の説明

１車両
５ラジエータサポートパネル（車体骨格部材）
７サブフレーム
８サイドメンバ
９フロントクロスメンバ
９ａ前面
１０バンパ
１１バンパビーム
１２前面
１５バンパフェース
１９衝撃吸収材
２０クラッシュボックス（衝撃吸収部材）
２１上側ボックス部材
２３頂面
２４内側面（側面）
２５外側面（側面）
３１下側ボックス部材
３３頂面
３４内側面（側面）
３５外側面（側面）
４０ブラケット
４１前端面部
４２上面部
４３後面部
４４端面部
４６内側縦壁（衝撃吸収部材誘導部）
４７外側縦壁（衝撃吸収部材誘導部）
４８横壁（荷重伝達部）
４９内側下部壁（衝撃吸収部材誘導部）
５０外側下部壁（衝撃吸収部材誘導部）
５２斜行補強リブ

Claims

車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレームと、車幅方向に延在して車体骨格部材に支持されるバンパビームと、該バンパビームより下方において中央部範囲が車体骨格部材に支持されて車幅方向に延在するブラケットと、衝撃吸収材を介在して上記バンパビームの前面及び上記ブラケットの前端面部を覆うバンパフェースとを備えた車両用バンパ構造において、
頂面が車幅方向に延在すると共に車体前後方向に延在する側面を有して上記フロントサイドフレームの前方に配置され、前方からの衝撃荷重によって潰れ変形して衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収部材を備え、
上記ブラケットは、
該ブラケットの後面端部に開口して上記衝撃吸収部材が挿入する開口部と、
該開口部から挿入される上記衝撃吸収部材の頂面と対向して該衝撃吸収部材の頂面に荷重伝達する荷重伝達部と、
上記開口部から挿入される衝撃吸収部材の側面と対向して上記衝撃吸収部材の潰れ変形方向を規制する衝撃吸収部材誘導部と、を備えたことを特徴とする車両用バンパ構造。
上記荷重伝達部は、
車幅方向に延在して上記衝撃吸収部材の頂面と対向するリブ状の横壁であり、
上記衝撃吸収部材誘導部は、
上記衝撃吸収部材の側面と隙間を介して対向して前後方向に延在するリブ状の縦壁であることを特徴とする請求項１に記載の車両用バンパ構造。
上記ブラケットは、
車幅方向端部において上記前端面部側から縦壁に向かって延在する斜行補強リブを備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両用バンパ構造。