JP5391034B2 - 車両用バンパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用バンパ装置に関するものである。

従来、車両用バンパ装置に適用されるバンパリインホースとしては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このバンパリインホースは、車両幅方向に貫通する中空部を有するとともに、該中空部の車両幅方向中央部に挿入された略Ｕ字状のキャリアを有し、該キャリアを発泡材にてバンパリインホース内に接着している。

特表２００２−５３４３０４号公報

ところで、特許文献１に記載のバンパリインホースでは、例えば車体前部が車両幅方向で緩やかに曲成された相手車両と正面衝突した場合、入力荷重が集中する中央部位のみを補強する構造となっているため、入力荷重が集中した中央部位では折れにくいものの、非補強部位である補強部位の両側部位で折れやすくなり、衝撃吸収に係る吸収エネルギーが低くなってしまう。そして、バンパリインホースに十分な強度を持たせるべく、例えば鋼板の板厚を厚くするなどした場合、該バンパリインホースの質量の増加を余儀なくされてしまう。

本発明の目的は、車体の車両前後方向端部が車両幅方向で曲成された相手車両と衝突した場合において、該衝突の衝撃吸収に係る吸収エネルギーをより増大することができる車両用バンパ装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両幅方向に延在するとともに両端部が車両前後方向に延びる一対の結合部材に結合されるバンパリインホースを備える車両用バンパ装置において、前記バンパリインホースは、車両幅方向に貫通する中空部を有して車両幅方向に延在するバンパリインホース本体を備え、前記バンパリインホース本体は、中央部と、該中央部の両端から車両幅方向外側にそれぞれ延設され前記結合部材に結合された延在部とを備え、前記バンパリインホースは、前記中央部の両端部位に収容される一対の補強部材とを備え、前記各補強部材は、骨格をなす芯材及び該芯材に接合された発泡充填材が発泡されて前記中空部に充填される発泡材とを有することを要旨とする。

同構成によれば、例えば車体の車両前後方向端部が車両幅方向で曲成された相手車両と衝突した場合、該衝突の衝撃によるバンパリインホースへの入力荷重が前記一対の補強部材の２点に分散して加わることで、衝撃吸収に係る吸収エネルギーを増大することができる。そして、バンパリインホースに十分な強度を持たせることができ、車両変形量を低減することができる。あるいは、所要の強度を有するバンパリインホースをより軽量化することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用バンパ装置において、前記バンパリインホース本体は、上下方向に並設された複数の前記中空部を備え、前記複数の中空部のうち、最上部に配置される上側中空部及び最下部に配置される下側中空部のいずれか一方は、前記補強部材が非収容に設定されていることを要旨とする。

同構成によれば、前記上側中空部及び前記下側中空部のいずれか一方には、前記補強部材が収容されないことで、該当箇所が軽量化される。従って、例えば自車両に対して高低差を有する相手車両と衝突する場合など、該衝突の衝撃によるバンパリインホースへの入力荷重が相手車両と重合する上下方向の一部に偏った場合、前記一対の結合部材により２箇所で堅固に支持されたバンパリインホースの車両幅方向中央部は、当該衝突位置（例えば上側中空部の位置）を支点に非衝突位置（例えば下側中空部の位置）が回動するねじれ変形をしようとするが、当該衝突位置を除く非衝突位置にのみ前記補強部材が収容されていれば、このようなねじれ変形を抑制することができる。これにより、衝撃吸収に係る吸収エネルギーを更に増大することができる。また、前記複数の中空部の全てに前記補強部材を収容して一様に補強した場合、例えばポール衝突の際に前記補強部材の位置で前記バンパリインホース（バンパリインホース本体）の塑性変形が規制されて破断する可能性があるが、前記複数の中空部の一部にのみ前記補強部材を収容したことで、このような破断を抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両用バンパ装置において、前記補強部材が非収容に設定されている前記中空部は、前記上側中空部であることを要旨とする。
一般に、セダンに対するＲＶ車など、自車両よりも比較的大型の相手車両と衝突する場合、即ち自車両に対しより危害性の増す衝突形態の場合、前記上側中空部の位置で衝突する可能性が高くなる。同構成によれば、このような衝突形態を想定して好適に衝撃吸収に係る吸収エネルギーを増大することができる。

本発明では、車体の車両前後方向端部が車両幅方向で曲成された相手車両と衝突した場合において、該衝突の衝撃吸収に係る吸収エネルギーをより増大することができる車両用バンパ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を示す平面図。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。 同実施形態の動作を示す平面図。 同実施形態の動作を示す斜視図。 変形量と荷重との関係を示すグラフ。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、自動車などの車両のフロント部分に適用される本実施形態に係る車両用バンパ装置を示す平面図である。同図に示されるように、車両幅方向両側には、例えば金属板からなり、断面略四角形の中空構造を有して車両前後方向に延びる一対の結合部材としてのサイドメンバ１１が配設されている。これらサイドメンバ１１は、ボデーの一部を構成する。そして、各サイドメンバ１１の前端には、適宜のブラケット（図示略）を介して、車両幅方向に延在するバンパリインホース１６の各端部が結合されている。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。同図に示されるように、本実施形態のバンパリインホース１６は、例えばアルミニウム合金の押出材からなるバンパリインホース本体２１を備える。このバンパリインホース本体２１は、車両幅方向に貫通する複数（３つ）の中空部２１ａ，２１ｂ，２１ｃが上下方向に並設されて、略目の字形状の一定断面を有する。これら中空部２１ａ〜２１ｃは、互いに同一の形状を呈する。なお、図１に示されるように、バンパリインホース１６は、車両幅方向に直線状に延びる直線部２２を有するとともに、該直線部２２の各先端に連続して外側に向かうに従い後側に配置されるように曲成された端部２３を有する。従って、バンパリインホース１６は、車両幅方向において両サイドメンバ１１間に挟まれる直線部２２及び端部２３の各境界位置で屈曲されて、いわゆる２節曲げされている。つまり、バンパリインホース本体２１は、直線部２２の外形をなす中央部３１と、該中央部３１の両端から車両幅方向外側にそれぞれ延設された延在部３２とを備え、該延在部３２において前記サイドメンバ１１の前端面に結合・支持されている。

図２に示されるように、上下方向中央部に配置される中空部２１ｂ及び最下部に配置される下側中空部としての中空部２１ｃには、直線部２２及び端部２３の各境界位置（即ち曲げ位置：図１参照）に合わせて補強部材２６が収容されている。つまり、中央部３１の両端部位は、車両幅方向において両サイドメンバ１１間に配置されており、補強部材２６は、当該中央部３１の両端部位にそれぞれ収容されている。この補強部材２６は、例えば金属板にて車両後方に開口する断面略Ｕ字状に成形された芯材２７を有するとともに、該芯材２７の略Ｕ字状の外壁面及び中空部２１ｂ，２１ｃの内壁面の間に充填される発泡材２８を有する。芯材２７は、補強部材２６の骨格をなすもので、発泡材２８は、芯材２７の外壁面に接合された発泡充填材としての固体の加熱発泡材が熱処理により発泡されることで中空部２１ｂ，２１ｃに充填される。そして、バンパリインホース１６は、前記両境界位置（中央部３１の両端部位）において、中空部２１ｂ，２１ｃに補強部材２６が収容されることで補強される。なお、最上部に配置される上側中空部としての中空部２１ａには、補強部材２６が収容されていない。

ここで、車両の衝突等により前方から衝撃が加えられると、この衝撃は、バンパリインホース１６を介してサイドメンバ１１（ボデー）に伝達される。このとき、バンパリインホース１６が塑性変形することで、ボデーへと伝達される衝撃を緩衝する。これにより、ボデー及び乗員に加えられる衝撃エネルギーが吸収される。

特に、図３に示されるように、車体の車両前後方向端部が車両幅方向で緩やかに曲成された相手車両Ｖ１と衝突した場合、該衝突の衝撃によるバンパリインホース１６への入力荷重が一対の補強部材２６の２点に分散して加わることで、衝撃吸収に係る吸収エネルギーが増大される。

また、バンパリインホース本体２１の最上部の中空部２１ａには、補強部材２６が収容されず該当箇所が軽量化される。従って、図２に併せ示したように、例えば自車両よりも比較的大型の相手車両Ｖ２、即ち自車両に対して高低差を有する相手車両Ｖ２と衝突する場合など、該衝突の衝撃によるバンパリインホース１６への入力荷重が相手車両Ｖ２と重合する上部（中空部２１ａ等の高さ位置）に偏ったとする。この場合、補強部材２６は、相手車両Ｖ２との境目となる中空部２１ｂ及び相手車両Ｖ２と重合しない中空部２１ｃに収容されていることで、一対のサイドメンバ１１により２箇所で堅固に支持されたバンパリインホース１６の車両幅方向中央部（直線部２２）は、図４に示すように、当該衝突位置（中空部２１ａの高さ位置）を支点に非衝突位置（中空部２１ｃの高さ位置）が回動するねじれ変形をしようとするが、当該衝突位置を除く非衝突位置にのみ補強部材２６が収容されていることで、いわゆるFLIP構造となってこのようなねじれ変形が抑制される。これにより、衝撃吸収に係る吸収エネルギーが増大される。

図５は、バンパリインホースへの入力荷重が上部（中空部２１ａ等の高さ位置）に偏っている場合の変形量（ストローク）に対する荷重の推移を示すグラフである。同図において、一部の中空部２１ｂ，２１ｃにのみ補強部材２６を収容したバンパリインホース１６の荷重の推移を実線で、全ての中空部２１ａ〜２１ｃに補強部材２６を収容して一様に補強したバンパリインホースを破線でそれぞれ示す。同図から明らかなように、一部の中空部２１ｂ，２１ｃにのみ補強部材２６を収容したバンパリインホース１６では、特に塑性変形の最終段階で衝撃吸収時の荷重が嵩上げされて、最大ストロークが抑制されていることが確認される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、例えば車体の車両前後方向端部が車両幅方向で曲成された相手車両Ｖ１と衝突した場合、該衝突の衝撃によるバンパリインホース１６への入力荷重が一対の補強部材２６の２点に分散して加わることで、衝撃吸収に係る吸収エネルギーを増大することができる。そして、バンパリインホース１６に十分な強度を持たせることができ、その変形量が低減されることで車両変形量を低減することができる。あるいは、所要の強度を有するバンパリインホースをより軽量化することができる。

（２）本実施形態では、中空部２１ａ〜２１ｃのうち、最上部に配置される中空部２１ａには補強部材２６が収容されないことで、該当箇所が軽量化される。従って、例えば自車両よりも比較的大型の相手車両Ｖ２、即ち自車両に対して高低差を有する相手車両Ｖ２と衝突した場合など、該衝突の衝撃によるバンパリインホース１６への入力荷重が相手車両Ｖ２と重合する上部（中空部２１ａ等の高さ位置）に偏ったとしても、当該衝突位置（中空部２１ａの位置）を支点に非衝突位置（中空部２１ｃの位置）が回動するねじれ変形を抑制することができる。これにより、衝撃吸収に係る吸収エネルギーを更に増大することができる。また、さらに、全ての中空部２１ａ〜２１ｃに補強部材２６を収容して一様に補強した場合、例えばポール衝突の際に補強部材２６の位置でバンパリインホース１６（バンパリインホース本体２１）の塑性変形が規制されて破断する可能性があるが、一部の中空部２１ｂ，２１ｃにのみ補強部材２６を収容したことで、このような破断を抑制することができる。

（３）本実施形態では、中空部２１ａ〜２１ｃのうち、最上部に配置される中空部２１ａには補強部材２６が収容されないことで、セダンに対するＲＶ車など、自車両よりも比較的大型の相手車両Ｖ２と衝突する場合、即ち自車両に対しより危害性の増す衝突形態を想定して前述のねじれ変形を抑制することで、好適に衝撃吸収に係る吸収エネルギーを増大することができる。

（４）本実施形態では、バンパリインホース本体２１の両端部であって、中空部２１ａ〜２１ｃの一部のみに補強部材２６を収容してバンパリインホース１６（バンパリインホース本体２１）を部分的に補強したことで、装置全体として軽量化することができる。また、芯材２７及び発泡材２８の材料消費量を低減することができ、ひいてはコストを削減することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、中空部２１ａ〜２１ｃのうち、最下部に配置される中空部２１ｃに補強部材２６を収容せず、残りの中空部２１ａ，２１ｂに補強部材２６を収容するようにしてもよい。この場合、例えば自車両よりも比較的小型の相手車両と衝突した場合など、該衝突の衝撃によるバンパリインホース１６への入力荷重が相手車両と重合する下部（中空部２１ｃ等の高さ位置）に偏ったとしても、当該衝突位置（中空部２１ｃの位置）を支点に非衝突位置（中空部２１ｃの位置）が回動するねじれ変形を抑制することができる。

・前記実施形態において、バンパリインホース本体２１は、鉄プレス材やロール成形材であってもよい。
・前記実施形態において、バンパリインホース本体２１の各中空部２１ａ〜２１ｃに挿入される補強部材２６の形状は一例である。また、中空部に充填される発泡材２８の形状も一例であり、例えば芯材２７の全体が埋まるように中空部全体に充填されていてもよい。

・前記実施形態において、バンパリインホース本体２１の中空部２１ａ〜２１ｃの形状は、互いに異なっていてもよい。ただし、これら中空部２１ａ〜２１ｃの形状が互いに異なる場合には、各中空部２１ａ〜２１ｃに合わせて当該中空部に挿入される補強部材２６（芯材２７等）の形状を変更することが好ましい。

・前記実施形態において、バンパリインホース本体２１の断面形状は、略Ｂの字、略日の字、あるいは略田の字など上下方向に並設された複数の中空部を有するのであれば任意である。要は、複数の中空部のうち、最上部に配置される上側中空部及び最下部に配置される下側中空部のいずれか一方は、補強部材２６が非収容に設定されていればよい。

・前記実施形態において、バンパリインホース１６と各サイドメンバ１１との間に、軸方向への塑性変形（蛇腹変形、ターニング変形等）で衝撃エネルギーを吸収するクラッシュボックスを介在させてもよい。

・本発明は、車両のリヤ部分に適用してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用バンパ装置において、
前記発泡充填材は、加熱発泡材であることを特徴とする車両用バンパ装置。同構成によれば、発泡充填材として加熱発泡材を採用したことで、該発泡充填材の加熱という極めて簡易な工程で発泡充填材を発泡することができる。

（ロ）車両幅方向に延在するとともに両端部が車両前後方向に延びる一対の結合部材に結合されるバンパリインホースにおいて、
車両幅方向に貫通する中空部を有して車両幅方向に延在するバンパリインホース本体を備え、
前記バンパリインホース本体は、中央部と、該中央部の両端から車両幅方向外側にそれぞれ延設され前記結合部材に結合された延在部とを備え、
前記中央部の両端部位に収容される一対の補強部材を備え、
前記各補強部材は、骨格をなす芯材及び該芯材に接合された発泡充填材が発泡されて前記中空部に充填される発泡材とを有することを特徴とするバンパリインホース。同構成によれば、例えば車体の車両前後方向端部が車両幅方向で曲成された相手車両と衝突した場合、該衝突の衝撃によるバンパリインホースへの入力荷重が前記一対の補強部材の２点に分散して加わることで、衝撃吸収に係る吸収エネルギーを増大することができる。そして、バンパリインホースに十分な強度を持たせることができ、車両変形量を低減することができる。あるいは、所要の強度を有するバンパリインホースをより軽量化することができる。

１１…サイドメンバ（結合部材）、１６…バンパリインホース、２１…バンパリインホース本体、２１ａ…中空部（上側中空部）、２１ｂ…中空部、２１ｃ…中空部（下側中空部）、２２…直線部、２３…端部、２６…補強部材、２７…芯材、２８…発泡材、３１…中央部、３２…延在部。

Claims (3)

1. 車両幅方向に延在するとともに両端部が車両前後方向に延びる一対の結合部材に結合されるバンパリインホースを備える車両用バンパ装置において、
   前記バンパリインホースは、車両幅方向に貫通する中空部を有して車両幅方向に延在するバンパリインホース本体を備え、
   前記バンパリインホース本体は、中央部と、該中央部の両端から車両幅方向外側にそれぞれ延設され前記結合部材に結合された延在部とを備え、
   前記バンパリインホースは、前記中央部の両端部位に収容される一対の補強部材を備え、
   前記各補強部材は、骨格をなす芯材及び該芯材に接合された発泡充填材が発泡されて前記中空部に充填される発泡材とを有することを特徴とする車両用バンパ装置。
2. 請求項１に記載の車両用バンパ装置において、
   前記バンパリインホース本体は、上下方向に並設された複数の前記中空部を備え、
   前記複数の中空部のうち、最上部に配置される上側中空部及び最下部に配置される下側中空部のいずれか一方は、前記補強部材が非収容に設定されていることを特徴とする車両用バンパ装置。
3. 請求項２に記載の車両用バンパ装置において、
   前記補強部材が非収容に設定されている前記中空部は、前記上側中空部であることを特徴とする車両用バンパ装置。

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