JP5169283B2 - 自動車用バンパー - Google Patents

Description

本発明は、自動車用バンパーに関し、バンパーアーマチュアとバンパーフェイシャとの間に衝突エネルギー吸収体を設けたバンパー構造に関する。

例えば、自動車用バンパーのバンパーアーマチュアとバンパーフェイシャとの間に設けた衝突エネルギー吸収体を、車幅方向全体に延在する弾性材からなる下側ブロックと、この下側ブロック上に先端部を平面山形とした分離体を車幅方向に適宜間隔で配置した同じく弾性材からなる上側ブロックとで構成したものが提案されている（例えば、特許文献１等に記載）。
特開平１１−２０８３８９号公報

しかし、特許文献１に記載の自動車用バンパーでは、衝突エネルギー吸収体を上下２段構造にしているため、歩行者のバンパーに対する衝突位置によっては衝突エネルギーを有効に吸収し切れない場合がある。

そこで、本発明は、衝突位置に拘わらず軽衝突及び歩行者衝突時の衝突エネルギーを効率良く吸収することのできる自動車用バンパーを提供することを目的とする。

本発明の自動車用バンパーは、バンパーアーマチュアとバンパーフェイシャとの間に車幅方向全体に延在して配置した衝突エネルギー吸収体を、一方よりも反力の低い低反力部と、他方の低反力部よりも反力の高い一方の高反力部とを交互に配列して構成し、さらに、その高反力部を、バンパーアーマチュア側の基端部からバンパーフェイシャ側の先端部に向かって先細り形状とし、また高反力部の基端部を湾曲形状としている。また、本発明では、高反力部の先端部頂点から湾曲形状をなす基端部とバンパーアーマチュアとの接触点を結ぶ第１線を、先端部頂点から基端部へと該高反力部を二等分する第２線に対して、車幅方向でその位置がずれるように高反力部を配置した。

本発明の自動車用バンパーによれば、フラットバリアやペンデュラムのような平面とされた接触面積の大きな衝突物（衝突試験の試験器具）がバンパーに衝突した場合、主として高反力部が圧縮変形してその衝突による高いエネルギーを吸収し、短いストローク量で車両を保護することができる。

また、本発明の自動車用バンパーによれば、歩行者の脚部がバンパーに衝突した場合、高反力部の先端部が先細りになっていることから脚部を車幅方向へ逃がし低反力部でその衝突エネルギーを吸収し、当該脚部を保護することができる。

したがって、本発明によれば、衝突位置に拘わらず軽衝突及び歩行者衝突時の衝突エネルギーを効率良く吸収することが可能となる。また、本発明の自動車用バンパーでは、高反力部の先端部頂点から湾曲形状をなす基端部とバンパーアーマチュアとの接触点を結ぶ第１線を、先端部頂点から基端部へと該高反力部を二等分する第２線に対して、車幅方向でその位置がずれるように高反力部を配置したので、歩行者の脚部等の接触面積が小さな衝突物が衝突した場合に、高反力部を揺動させる方向の力が発生し易く、脚部を反力の高い高反力部に対してかわすことができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「第１実施形態」
図１は第１実施形態の自動車用バンパーを車両後方から車両前方へ向けて見たときの斜視図、図２は第１実施形態の自動車用バンパーの衝突エネルギー吸収体の斜視図、図３は第１実施形態の自動車用バンパーにおける高反力部の拡大平面図、図４は第１実施形態の自動車用バンパーに入力荷重があったときの衝突エネルギー吸収体の状態図、図５は第１実施形態の自動車用バンパーに歩行者の脚部が衝突したときに高反力部が揺動して動くことを示した図である。

第１実施形態の自動車用バンパーは、図１及び図２に示すように、バンパーアーマチュア１とバンパーフェイシャ２との間に車幅方向全体に延在して衝突エネルギー吸収体３を設けた構造とされている。バンパーアーマチュア１は、例えば金属製の方形断面とされている。一方、バンパーフェイシャ２は、合成樹脂などの弾性材からなる。なお、図１中、矢印Ｘを車幅方向とし、矢印Ｙ方向を車両前後方向とする。

衝突エネルギー吸収体３は、一方よりも反力の低い低反力部（軟質部）４と、他方の低反力部４よりも反力の高い一方の高反力部（硬質部）５とからなり、これら低反力部４と高反力部５とを交互に配列して構成されている。

低反力部４と高反力部５は、何れも発泡樹脂のような弾性体からなり、その発泡樹脂の成分の違いにより反力の大きさが異なっている。低反力部４は、高反力部５に対してその反力が低く（小さく）されており、例えば歩行者の脚部が衝突したときに当該脚部を保護できる程度の反力（弾性力）とされている。これに対して、高反力部５は、低反力部４よりもその反力が高く（大きく）されており、例えばフラットバリアやペンデュラムのような平面で接触面積が大きなものと衝突したときに車両を保護できる程度の反力（弾性力）とされている。

高反力部５は、バンパーアーマチュア１側の基端部５Ａからバンパーフェイシャ２側の先端部５Ｂに向かって先細り形状としたくさび形状或いは平面視扇形状とされている。高反力部５の先端部５Ｂは、２つの傾斜面５ａ、５ｂによって平面視Ｖ字形状に形成されている。一方、高反力部５の基端部５Ａは、バンパーアーマチュア１に対してその一部が線接触する湾曲面５ｃとされた湾曲形状に形成されている。

この高反力部５は、図３に示すように、先端部頂点Ａから湾曲形状をなす基端部５Ａ（湾曲面５ｃ）とバンパーアーマチュア１との接触点Ｂを結ぶ第１線Ｍ１を、先端部頂点Ａから基端部５Ａへと高反力部５を二等分する第２線Ｍ２に対して、車幅方向Ｘでその位置がずれるように配置されている。図３では、湾曲形状をなす自動車用バンパーの車幅方向中心位置から車両左側に配置される高反力部５と車両右側に配置される高反力部５の第１線Ｍ１を第２線Ｍ２に対してそれぞれ車幅方向外側にずらしている。つまり、自動車用バンパーの車幅方向中心位置から車両左側に配置されている高反力部５の第１線Ｍ１を第２線Ｍ２に対して車幅方向左側にずらしており、車両右側に配置されている高反力部５の第１線Ｍ１を第２線Ｍ２に対してそれぞれ車幅方向右側にずらしている。

また、高反力部５の基端部５Ａ（湾曲面５ｃ）とバンパーアーマチュア１との間には、自動車用バンパーに衝突等の外部入力があったときに当該高反力部５を揺動させるための空間部６が設けられている。

一方、低反力部４は、自動車用バンパーと同じく円弧状体をなし、その円弧状部分に所定間隔で形成したスリット部７に前記高反力部５をそれぞれ配置させている。このスリット部７には、高反力部５の２つの傾斜面５ａ、５ｂがそれぞれ密着するように配置される。各スリット部７に高反力部５が配置されることで、車幅方向Ｘに低反力部４と高反力部５が交互に配列されることになる。なお、高反力部５は、例えば１００ｍｍ〜２００ｍｍ前後の間隔で配置される。高反力部５の配置間隔は、１００ｍｍ〜２００ｍｍ前後に限定されるものではなく、場合により１００ｍｍ以下、２００ｍｍ以上であってもよい。

このように低反力部４と高反力部５が交互に配置されたことにより形成された衝突エネルギー吸収体３は、バンパーフェイシャ２とバンパーアーマチュア１とにより挟み込まれことで自動車用バンパーを構成する。

次に、衝突等の外部入力が第１実施形態の自動車用バンパーに当たった場合の衝突エネルギー吸収体３による衝撃吸収作用について図４及び図５を参照して説明する。

例えば、フラットバリアやペンデュラムのような平面とされた接触面積の大きな衝突物８がバンパーに衝突（軽衝突）した場合、図４に示すように低反力部４及び高反力部５共に車両後方へそのまま押し潰される。このとき、低反力部４よりも反力の高い高反力部５が潰れて圧縮変形することで、前記衝突物８による衝撃エネルギーを吸収し、短いストローク量で車両を保護する。

これに対して、歩行者の脚部や脚部モデルのインパクター等の接触面積の小さな衝突物９（９Ａ、９Ｂ）が自動車用バンパーに衝突した場合は、その衝突位置によりその衝撃吸収作用が異なる。衝突物９Ａが低反力部４と対応する部位に衝突した場合には、反力の小さな低反力部４が潰れて圧縮変形する。低反力部４は、高反力部５よりも反力が低いため、脚部への荷重を低くしたまま衝突エネルギーを吸収し、該脚部を保護する。

衝突物９Ｂが高反力部５と対応する部位に衝突した場合には、高反力部５がくさび形状或いは平面視扇形状とされていること、高反力部５の前記第１線Ｍ１が前記第２線Ｍ２に対して車幅方向Ｘでその位置がずれていること、基端部５Ａとバンパーアーマチュア１との間に空間部６を有していることから、図５矢印Ｆで示す方向に入力荷重が作用した場合、高反力部５が図５点線で示すように揺動して衝撃物９Ｂを車幅方向へかわす。高反力部５が揺動することで、衝突物９Ｂは低反力部４に衝突し、この低反力部４でその衝撃力が吸収されて当該脚部が保護される。

以上のように構成された自動車用バンパーでは、バンパーアーマチュア１とバンパーフェイシャ２との間に車幅方向全体に延在して設けた衝突エネルギー吸収体３を、反力の低い低反力部４と反力の高い高反力部５とを交互に配列して構成しているので、接触面積の大きな衝突物８がバンパーに衝突（軽衝突）した場合には高反力部５が潰れて圧縮変形し、その衝撃エネルギーを吸収し、短いストローク量で車両を保護することができる。一方、歩行者の脚部等の接触面積が小さな衝突物９Ｂが衝突した場合には、低反力部４で脚部への荷重（反力）を低くしたまま、衝突エネルギーを吸収し、当該脚部を保護することができる。

また、第１実施形態の自動車用バンパーでは、高反力部５をバンパーアーマチュア１側の基端部５Ａからバンパーフェイシャ２側の先端部５Ｂに向かって先細り形状としたので、歩行者の脚部等の接触面積が小さな衝突物９Ｂが衝突した場合には、高反力部５は車幅方向へ脚部をかわし、該脚部を低反力部４で受け止めて保護することができる。

また、第１実施形態の自動車用バンパーでは、高反力部５の基端部５Ａを湾曲形状としたので、高反力部５がバンパーアーマチュア１に対して線接触となることから外部入力がバンパーにあった場合、当該高反力部５がゆり篭のように揺動して脚部を車幅方向にかわすことができる。それにより、脚部を高反力部５ではなく低反力部４で受け止めて当該脚部を保護することができる。

また、第１実施形態の自動車用バンパーでは、高反力部５の先端部頂点Ａから湾曲形状をなす基端部５Ａとバンパーアーマチュア１との接触点Ｂを結ぶ第１線Ｍ１を、先端部頂点Ａから基端部５Ａへと該高反力部５を二等分する第２線Ｍ２に対して、車幅方向でその位置がずれるように前記高反力部５を配置したので、歩行者の脚部等の接触面積が小さな衝突物９Ｂが衝突した場合に、高反力部５を揺動させる方向の力が発生し易く、脚部を反力の高い高反力部５に対してかわすことができる。

また、第１実施形態の自動車用バンパーでは、高反力部５の前記第１線Ｍ１を前記第２線Ｍ２に対して車幅方向外側にずらしたので、高反力部５を車両内側に倒す方向に力を発生させることができる。この高反力部５によって脚部は、車両外側にかわされるが、一般的に衝突エネルギー吸収体３はキャンバー（曲率）が付いているため、より多くのストローク量を稼ぐことができる。よって、脚部への荷重（反力）を低くすることができ、当該脚部をより一層保護できる。

また、第１実施形態の自動車用バンパーでは、高反力部５の基端部５Ａとバンパーアーマチュア１との間に空間部６を設けたので、この空間部６によって高反力部５が揺動し易くなり、脚部をより一層かわし易くなる。

「第２実施形態」
第２実施形態では、図６に示すように、高反力部５の前記第１線Ｍ１を前記第２線Ｍ２に対して車幅方向内側にずらしている。つまり、自動車用バンパーの車幅方向中心位置から車両左側に配置されている高反力部５の第１線Ｍ１を第２線Ｍ２に対して車幅方向右側にずらしており、車両右側に配置されている高反力部５の第１線Ｍ１を第２線Ｍ２に対してそれぞれ車幅方向左側にずらしている。

第２実施形態の自動車用バンパーでは、高反力部５の前記第１線Ｍ１を前記第２線Ｍ２に対して車幅方向内側にずらしたので、高反力部５を車両外側に倒す方向に力を発生させることができる。この高反力部５によって脚部は、車両内側にかわされるが、一般的に衝突エネルギー吸収体３はキャンバーが付いているため、より多くのストローク量を稼ぐことができる。よって、脚部への荷重（反力）を低くすることができ、当該脚部をより一層保護できる。

「第３実施形態」
第３実施形態では、図７に示すように、高反力部５の先端部５Ｂ同士を、該高反力部５と同じ材料からなる高反力部材１０で連結している。第１実施形態では、各高反力部５はそれぞれ独立させたが、第３実施形態では各高反力部５の先端部５Ｂ同士を連結させた構造としている。

第３実施形態の自動車用バンパーでは、バンパーに外部入力があった場合でも各高反力部５がばらばらに倒れるのを抑制することができ、衝突エネルギー吸収体３への荷重を均一化させることができる。

「第４実施形態」
第４実施形態では、図８に示すように、高反力部５のバンパーアーマチュア１に対する接触点Ｂが先端部頂点Ａに対して車幅方向で内側にずれ、該接触点Ｂと先端部頂点Ａを結ぶ線Ｍ１が衝突エネルギー吸収体３のキャンバーの法線方向Ｌに向いている例である。

第４実施形態の自動車用バンパーでは、第１実施形態と同じく高反力部５を揺動させる方向の力を発生するため、脚部をかわすことができると共に、高反力部５が接触面積の大きな衝突物８の進入方向に向いていることから車両を保護することができる。

以上、本発明を適用した具体的な一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。

図１は第１実施形態の自動車用バンパーを車両後方から車両前方へ向けて見たときの斜視図である。 図２は第１実施形態の自動車用バンパーの衝突エネルギー吸収体の斜視図である。 図３は第１実施形態の自動車用バンパーにおける高反力部の拡大平面図である。 図４は第１実施形態の自動車用バンパーに入力荷重があったときの衝突エネルギー吸収体の状態図である。 図５は第１実施形態の自動車用バンパーに歩行者の脚部が衝突したときに高反力部が揺動して動くことを示した図である。 図６は第２実施形態を示し、車幅方向内側に傾けて配置させた高反力部の拡大平面図である。 図７は第３実施形態を示し、高反力部の先端部同士を高反力部材で連結させた衝突エネルギー吸収体の斜視図である。 図８は第４実施形態を示し、高反力部の基端部とバンパーアーマチュアの接触点と先端部頂点を結ぶ線が衝突エネルギー吸収体のキャンバーの法線方向に向けた衝突エネルギー吸収体を有した自動車用バンパーの斜視図である。

符号の説明

１…バンパーアーマチュア
２…バンパーフェイシャ
３…衝突エネルギー吸収体
４…低反力部（軟質部）
５…高反力部（硬質部）
６…空間部
７…スリット部
８、９Ａ、９Ｂ…衝突物
１０…高反力部材

Claims (5)

1. バンパーアーマチュアとバンパーフェイシャとの間に車幅方向全体に延在して衝突エネルギー吸収体を設けた自動車用バンパーにおいて、
   前記衝突エネルギー吸収体は、一方よりも反力の低い低反力部と、他方の低反力部よりも反力の高い一方の高反力部とを交互に配列して構成され、
   前記高反力部を、前記バンパーアーマチュア側の基端部から前記バンパーフェイシャ側の先端部に向かって先細り形状とし、また前記高反力部の基端部を湾曲形状としており、
   前記高反力部の前記先端部頂点から湾曲形状をなす基端部と前記バンパーアーマチュアとの接触点を結ぶ第１線を、前記先端部頂点から前記基端部へと該高反力部を二等分する第２線に対して、車幅方向でその位置がずれるように前記高反力部を配置した
   ことを特徴とする自動車用バンパー。
2. 請求項１に記載の自動車用バンパーであって、
   前記第１線を前記第２線に対して車幅方向外側にずらした
   ことを特徴とする自動車用バンパー。
3. 請求項１に記載の自動車用バンパーであって、
   前記第１線を前記第２線に対して車幅方向内側にずらした
   ことを特徴とする自動車用バンパー。
4. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載される自動車用バンパーであって、
   前記高反力部の前記基端部と前記バンパーアーマチュアとの間に空間を設けた
   ことを特徴とする自動車用バンパー。
5. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載される自動車用バンパーであって、
   各前記高反力部の前記先端部同士を該高反力部と同じ材料からなる高反力部材で連結した
   ことを特徴とする自動車用バンパー。

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