JP5548227B2 - バンパ構造 - Google Patents

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Description

本発明は、バンパ構造に関し、特に、アンダーライドの発生を抑制しつつ、適切な衝突荷重の吸収を図ることが可能なバンパ構造に関する。
従来、フロントバンパビームの前面に取り付けられた衝撃吸収部材の車幅方向中央上部に凹状の開口部を設けたバンパ構造が開示されている。
例えば、特許文献1、2には、衝撃吸収部材の車幅方向中央上部に突出部を設けるとともに、この突出部をフロントグリルの形状に合わせて三角形状に凹ませたバンパ構造が開示(図示)されている。
また、特許文献3には、衝撃吸収部材の車幅方向中央部における断面の高さと厚みを車幅方向両端部に比べて小さくなるように形成し、衝撃吸収部材の前面とバンパフェイスとの間に隙間を設けたバンパ構造が開示されている。
また、特許文献4には、衝撃吸収部材の上面に2条の突条部を設け、この突条部の間に開口部を形成したバンパ構造が開示されている。
特開2007−182162号公報 特開2008−056081号公報 特開2006−213105号公報 特開2010−042783号公報
しかしながら、特許文献1,2に記載のバンパ構造では、自車よりも車高の高い車両に衝突した際に、相手方の車両のバンパと自車のバンパビームとの間に挟まれた衝撃吸収部材に潰れ残りが発生する。潰れ残りが発生すると、衝撃吸収部材の上下で潰れ量が異なることで下方へのモーメントが発生し、衝撃吸収部材が下方へ滑り、相手方車両の下側に自車が潜り込むアンダーライドといわれる事象が発生する。アンダーライドが発生すると、バンパ構造が衝突荷重を適切に吸収できないおそれがある。
一方、特許文献3,4に記載のバンパ構造では、衝撃吸収部材の車幅方向中央上部に開口部が形成されているため、自車よりも車高の高い車両に衝突した場合でも、相手方のバンパは開口部を通ってバンパビームに衝突するので、衝撃吸収部材がほとんど潰れることがなく、アンダーライドは生じない。しかしながら、衝撃吸収部材がほとんど潰れることがないので、衝撃吸収部材による荷重分散がなされず、衝突荷重がバンパビームの中央近傍に集中してしまい、衝撃荷重を適切に吸収できないという問題がある。
本発明は、これらの問題に鑑みて成されたものであり、車高の異なる車両同士の衝突においてもアンダーライドが生じ難く、適切な荷重分散を実現することで衝突荷重を吸収することが可能なバンパ構造を提供することを課題とする。
本発明は、車体の左右のフレームに支持され、車幅方向に延在するバンパビームと、前記バンパビームの前面に沿って設けられ、車幅中央上側前後方向に開口する開口部を有するバンパアブソーバと、を備えたバンパ構造であって、前記バンパビームは、車幅方向と平行な中央部と、前記中央部の両端から車幅外方に向かうほど後方に位置するように傾斜した一対の傾斜部と、を備え、前記開口部の車幅外方の両側端は、前記中央部と前記傾斜部との境界に設けられた一対の折れ部よりも車幅内方に配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、バンパアブソーバは車幅中央上側に前後方向に開口する開口部を有するので、車高の高い相手方車両に衝突した場合でも、バンパアブソーバに潰れ残りが発生しないので、アンダーライドの発生を抑制することができる。そして、開口部の車幅外方の両側端は、中央部と傾斜部との境界に設けられた一対の折れ部よりも車幅内方に配置されているので、衝突荷重を一対の折れ部に分散して伝達して適切に吸収することができる。
また、前記車体は、前記バンパアブソーバの前方に設けられ、前記車体の動力搭載室に外気を流入させるバンパグリルを備え、前記開口部の側端は、車両前方視で前記バンパグリルの下縁と前記バンパビームの上縁との交点に位置するのが好ましい。
このような構成によれば、開口部が車両前方視でバンパグリルの下縁とバンパビームの上縁との交点まで延在しているので、バンパグリルによってバンパアブソーバが潰されることがなく、車高の異なる車両の衝突時におけるアンダーライドの発生を抑制することができ、衝突時に適切な荷重吸収を実現することができる。
また、前記バンパビームは、車幅方向に延設された中空部と、前後方向に延在して前記中空部を上下に仕切る隔壁と、を有し、前記開口部の下端部は、前記隔壁に対応する位置に設けられているのが好ましい。
このような構成によれば、相手方車両のバンパが開口部を通ってバンパビームの前壁に当接した場合でも、衝突荷重が上壁と隔壁とによって分散して後壁に伝達されるので、衝突荷重を適切に分散吸収することができる。
また、前記バンパアブソーバは、発泡樹脂で形成され、前記開口部の車幅外方に隣接する部位と、それ以外の部分とで発泡率を変更した構成とするのが好ましい。
このような構成によれば、バンパアブソーバは、発泡樹脂で形成され、前記開口部の車幅外方に隣接する部位と、それ以外の部分とで発泡率を変更しているので、車両の衝突時に衝突荷重の分散吸収を適切に実現することができる。
また、前記バンパアブソーバは、車両上下方向中央近傍に車幅方向に延在する凹部を有する構成とするのが好ましい。
このような構成によれば、バンパアブソーバが、車両上下方向中央近傍に車幅方向に延在する凹部を有するので、バンパアブソーバのうち、凹部よりも上側の部分を上下均等に潰すことができ、アンダーライドの発生を抑制して適切な衝突荷重の吸収を実現することができる。
本発明によれば、車高の異なる車両同士の衝突においてもアンダーライドが生じ難く、適切な荷重分散を実現することで衝突荷重を吸収することが可能なバンパ構造を提供することができる。
本実施形態に係るバンパ構造を左前方から見下ろした斜視図である。 バンパ構造の分解斜視図である。 (a)はバンパアブソーバを左前方から見下ろした斜視図、(b)はバンパアブソーバを左後方方から見上げた斜視図、である。 バンパ構造の正面図である。 バンパ構造の平面図である。 図5のVI−VI矢視断面図である。 (a)は衝突直前のバンパ構造の断面図、(b)は衝突直後のバンパ構造の断面図、である。 他の実施形態に係るバンパ構造を左前方から見下ろした斜視図である。 他の実施形態に係るバンパ構造の正面図である。 図9に示すX−X矢視断面図である。
本発明の実施形態について、図1乃至図7を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、方向を説明する場合は、車両の運転者からみた前後左右上下に基づいて説明する。なお、車幅方向と左右方向は同義である。
図1、図2に示すように、本実施形態に係るバンパ構造1は、車両の衝突時に衝突荷重を吸収する装置であり、例えば車両の前端部に設けられている。バンパ構造1は、バンパビーム2と、バンパビーム2の前面に設置されたバンパアブソーバ3と、バンパビーム2の後面の両端に設けられた一対のバンパエクステンション4,4と、を有している。
ちなみに、バンパ構造1の前方には、バンパフェイスFとフロントグリルGとが配置されている。バンパフェイスFは、バンパ構造1を被覆している。フロントグリルGは、動力搭載室MR(図1参照)に外気を流入させるための格子状の部材である。バンパ構造1の後方には、動力搭載室MRが配置されている。動力搭載室MRの左右には、一対のフロントサイドフレームSF,SFが前後方向に延設されている。図4に示すように、フロントグリルGの下縁Gaは、V字状に傾斜している。
バンパビーム2は、図1、図2、図5、図6に示すように、車幅方向に延設された中空状のフレーム部材である。バンパビーム2は、車幅方向と平行な中央部21と、中央部21の両端から車幅外方に向かうほど後方に位置するように傾斜した一対の傾斜部22,22と、を備えている。換言すれば、中央部21と傾斜部22は、平面視でへの字状に折れ曲がった状態(図5参照)で連続している。この中央部21と傾斜部22との境界の折れ曲がった部分が折れ部23,23を構成している。なお、図5に示すように、折れ部23,23の間隔L1は、バンパエクステンション4の内壁41aと折れ部23との間隔L2に略等しく設定されている(L1=L2=1/3L)。
また、図2、図6(主に図6)に示すように、バンパビーム2は、前壁2a、後壁2b、上壁2c及び下壁2dと、これらに囲まれた断面矩形状の中空部2eと、を有している。前壁2aの上端部は上壁2cよりも上方に突出しており、突条2fを構成している。また、中空部2eの内部には、当該中空部2eを上下方向に3つに区画する2つの隔壁2g,2gが設けられている。また、前壁2aの後面には、2条のリブ2i,2iが設けられている。図2に示すように、前壁2aの左右端部には、4つの円形の貫通孔2hがそれぞれ設けられている。
バンパアブソーバ3は、図1、図2、図3に示すように、バンパビーム2の前壁2aに取り付けられた発泡樹脂製の衝撃吸収部材である。バンパアブソーバ3は、車両の衝突時に潰れることで衝突荷重を分散してバンパビーム2に伝達する機能を有している。バンパアブソーバ3は、車幅方向に延設されており、バンパビーム2の前面形状に沿って屈曲(湾曲)している。バンパアブソーバ3の車幅方向中央上部には、前後方向に開口する開口部31が設けられている。開口部31は、バンパアブソーバ3の上面から下方に向かって凹設されることで、バンパビーム2の前壁2aを露出させている。開口部31の底面31aは、バンパビーム2の上側の隔壁2gに対応する位置に設けられている(図6参照)。
バンパアブソーバ3は、比較的高い発泡率(例えば13.5倍)の発泡樹脂で構成されたアブソーバ本体部32と、比較的低い発泡率(例えば5倍)の発泡樹脂で構成された一対の荷重受け部33,33と、を有している。荷重受け部33,33は、車高の高い車両に衝突した際に、相手方車両のバンパに当接して荷重を受ける部分であり、開口部31の車幅外方に配置されている。換言すれば、一対の荷重受け部33,33の間に開口部31が設けられている。また、一対の荷重受け部33,33の車幅内方の側端(つまり、開口部31の車幅外方の両側端)は、バンパビーム2の一対の折れ部23,23よりも車幅内方に配置されている。これにより、荷重受け部33,33に作用した衝突荷重は、バンパビーム2の一対の折れ部23,23に伝達される。
なお、バンパアブソーバ3は、例えばアブソーバ本体部32と荷重受け部33とを二色成形することなどによって一体に構成することができる。また、上記した発泡率は一例であり、これに限定されるものではない。
図3(a),(b)に示すように、バンパアブソーバ3の上面の左右には、バンパビーム2の上方に延出する延出部34,34が設けられている。各延出部34は、アブソーバ本体部32と荷重受け部33とに跨って形成されている。図3(b)に示すように、各延出部34の下面には、バンパビーム2の突条2fに係止する係止爪34aが突出形成されている。各係止爪34aは、バンパビーム2の左右の傾斜部22(図2、図5参照)に対応する範囲に設けられている。また、バンパアブソーバ3の後面の左右には、位置決め用のボス35,35が突出形成されている。位置決め用のボス35,35は、バンパビーム2の前壁2aの左右端部に設けられた4つの貫通孔2hのうちの1つに嵌合する。
バンパエクステンション4は、車両の衝突時に前後方向に潰れることにより衝撃を吸収する箱状部材である。バンパエクステンション4は、図1、図2に示すように、断面視略八角形状を呈する中空の胴部41と、胴部41の前後に設けられた接続プレート42,42と、を有している。後側の接続プレート42は、フロントサイドフレームSFの先端に固定されており、前側の接続プレート42は、バンパビーム2の後壁2bの左右に固定されている。
図4に示すように、開口部31の両側端は、車両前方視でフロントグリルGの下縁Gaとバンパビーム2の上縁(突条2f)との交点Xに位置している。すなわち、フロントグリルGの下縁Gaは、車両前方視で、開口部31に重なっており、バンパアブソーバ3に重なっていない。そのため、車高の高い車両と衝突した場合でも、フロントグリルGによってバンパアブソーバ3が潰されることがない。その結果、バンパアブソーバ3の潰れ残りがなくなり、アンダーライドが抑制される。
図4に示すように、車両前方から見て、開口部31とバンパビーム2とが重なる領域のうち、フロントグリルGとバンパビーム2とが重なる領域αの面積よりも、残りの領域βの面積の方が大きくなっている(α≦β)。
なお、アンダーライド抑制の観点でいえば、開口部31だけでなく、バンパアブソーバ3の上半分(開口部31の左右両側の部位)をすべて削除するのが好ましいが、そうすると、バンパアブソーバ3の荷重吸収機能が損なわれてしまい、衝突荷重を適切に吸収できないおそれがある。そのため、上記のように、領域αの面積と開口部31の大きさ(領域βの面積)とを調節して、荷重吸収機能を満たすバンパアブソーバ3の容積と、アンダーライドの抑制のための相手方バンパとのラップ部分の減少とのバランスを図っている。
本実施形態に係るバンパ構造1は、基本的に以上のように構成されるものであり、次に、バンパ構造1の作用効果について、図1乃至図7(主に図7、図4、図5)を参照して説明する。
図7(a)に示すように、車高の高い相手方車両のバンパB1は、バンパ構造1の開口部31に対応する高さ位置に配置されている。車幅方向の中央部付近において、バンパB1とバンパビーム2の間には、バンパフェイスF及びフロントグリルGが存在し、バンパアブソーバ3は存在しない。
図7(b)に示すように、バンパ構造1を備える車両が、車高の高い相手方車両のバンパB1に衝突した場合、バンパB1は、バンパフェイスF及びフロントグリルGを潰しながら、開口部31を通ってバンパビーム2の前壁2aに当接する。このとき、車幅方向の中央部付近において、バンパアブソーバ3の潰れ残りが発生しないので、アンダーライドの発生を抑制することができる。また、アンダーライドが抑制されるので、バンパビーム2が下向きに傾くことがないので、相手方車両のバンパB1が上下均等にバンパビーム2に接触する。
また、開口部31の底面31aは、バンパビーム2の上側の隔壁2gに対応する位置に設けられているので、相手方車両のバンパB1の衝突荷重Pは、バンパビーム2の前壁2aを介して上側の隔壁2gと上壁2cとに分散して伝達される(矢印P1,P2参照)。これにより、衝突荷重Pをバンパビーム2で適切に受け止めることができる。
一方、開口部31の両側端付近では、図5に示すように、相手方車両のバンパB1の衝突荷重P3,P4(=1/2P)が、荷重受け部33,33を介して折れ部23,23に作用する。折れ部23,23に作用した衝突荷重P3,P4は、バンパビーム2を介してバンパエクステンション4,4に支持される。このとき、折れ部23,23同士の間隔L1は、バンパエクステンション4の内壁41aと折れ部23との間隔L2に略等しく設定されている(L1=L2=1/3L)ので、単純梁の構造計算の公式から、バンパビーム2の中央部における曲げモーメントMcは、[Mc=PL/6]となり、たわみδcは、[δc=23PL^3/1296EI]となる。
これに対して、仮に、荷重受け部33,33を設けなかった場合は、衝突荷重Pがバンパビーム2の中央部(L/2)に集中して作用することとなり、バンパビーム2の中央部における仮想の曲げモーメントMc´は、[Mc´=PL/4]となり、仮想のたわみδc´は、[δc´=PL^3/48EI]となる。
このことから、本実施形態に係るバンパ構造1では、バンパビーム2の中央部に衝突荷重Pが集中して作用した場合に比較して、それぞれ、曲げモーメントMcが0.75倍(2/3倍)に縮小し、たわみδcが0.85倍(23/27倍)に縮小することがわかる。そのため、バンパビーム2の断面係数を小さくしたり、バンパビーム2の荷重吸収ストロークを少なくしたりすることができる。
以上のように、本実施形態に係るバンパ構造1によれば、バンパアブソーバ3は車幅中央上側に開口部31を有するので、車高の高い相手方車両のバンパB1に衝突した場合でも、バンパアブソーバ3に潰れ残りが発生しないため、アンダーライドの発生を抑制することができる。そして、開口部31の車幅外方に設けられた一対の荷重受け部33,33の車幅内方の側端(つまり、開口部31の車幅外方の両側端)が、バンパビーム2の一対の折れ部23,23よりも車幅内方に配置されているので、衝突荷重Pを一対の折れ部23,23に分散して伝達して適切に吸収することができる。
また、本実施形態に係るバンパ構造1によれば、開口部31が車両前方視でバンパグリルGの下縁Gaとバンパビーム2の上縁(突条2f)との交点Xまで延在しているので、バンパグリルGによってバンパアブソーバ3が潰されることがなく、車高の異なる車両の衝突時におけるアンダーライドの発生を抑制することができ、衝突時に適切な荷重吸収を実現することができる。
また、本実施形態に係るバンパ構造1によれば、相手方車両のバンパB1が開口部31を通ってバンパビーム2の前壁2aに当接した場合でも、衝突荷重Pが上壁2cと上側の隔壁2gとによって分散して後壁2bに伝達されるので、衝突荷重Pを適切に分散吸収することができる。
また、本実施形態に係るバンパ構造1によれば、バンパアブソーバ3は、比較的高い発泡率(例えば13.5倍)のアブソーバ本体部32と、比較的低い発泡率(例えば5倍)の一対の荷重受け部33,33と、を有しているので、車両の衝突時に衝突荷重Pの分散吸収を適切に実現することができる。
次に、他の実施形態に係るバンパ構造10について、図8乃至図10を参照して詳細に説明する。説明において、前記した実施形態と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図8は、他の実施形態に係るバンパ構造を左前方から見下ろした斜視図である。図9は、他の実施形態に係るバンパ構造の正面図である。図10は、図9に示すX−X矢視断面図である。なお、図8において、バンパビーム2は仮想線(二点鎖線)で描いている。
図8乃至図10に示すように、他の実施形態に係るバンパ構造10は、バンパビーム2と、バンパビーム2の前面に設けられたバンパアブソーバ7と、図示しない一対のバンパエクステンションと、を備えている。
他の実施形態に係るバンパ構造10は、バンパアブソーバ7が、車両上下方向の中央近傍に凹部71を有する点が、前記した実施形態と大きく相違している。
バンパアブソーバ7は、車両上下方向の中央近傍に車幅方向に延在する溝状の凹部71を有している。つまり、バンパアブソーバ7は、凹部71を挟んで上下に2分割されている。これにより、自車よりも車高の高い相手方車両に衝突した場合に、凹部71よりも上側の部分が上下均等に潰れるようになる。そのため、アンダーライドの発生が抑制され、より適切な荷重吸収を実現することができる。凹部71は、後記する中央部72と端部73,73とに亘って形成されている。
また、バンパアブソーバ7は、中央部72と、中央部72の両端から左右に延出する一対の端部73,73と、を有している。中央部72は、比較的高い発泡率(例えば13.5倍)の発泡樹脂で構成されており、一対の端部73,73は、比較的低い発泡率(例えば5倍)の発泡樹脂で構成されている。これにより、車両の衝突時に衝突荷重の分散吸収を適切に実現することができる。
中央部72は、その上面から下向きに凹設された開口部74と、この開口部74の車幅外方に設けられた一対の荷重受け部75,75と、を有している。開口部74は、バンパビーム2の前壁2aを露出させている。一対の荷重受け部75,75の車幅内方の側端(つまり、開口部74の車幅外方の両側端)は、バンパビーム2の一対の折れ部23,23よりも車幅内方に配置されている。
図9に示すように、開口部74には、フロントグリルGの下縁Gaの一部が入り込んでいる。開口部74に隣接する荷重受け部75の上面75aは、フロントグリルGの下縁Gaの形状に沿うように傾斜状に切り欠かれている。
一対の端部73,73は、バンパビーム2に係止する係止部76を、その上面に有している。
図10に示すように、凹部71の下側面は、開口部74の底面74aを構成している。開口部74の底面74aは、バンパビーム2の中空部2eを上下に仕切る隔壁2gよりも下方に位置している。これにより、相手方車両のバンパB1(図7参照)が、開口部74を通ってバンパビーム2の前壁2aに当接した場合に、上壁2cと隔壁2gとで衝突荷重を分散して後壁2bに伝達することができる。
他の実施形態に係るバンパ構造10によれば、バンパアブソーバ7が、車両上下方向の中央近傍に車幅方向に延在する凹部71を有するので、バンパアブソーバ7のうち、凹部71よりも上側の部分を上下均等に潰すことができ、アンダーライドの発生を抑制して適切な衝突荷重の吸収を実現することができる。
また、一対の荷重受け部75,75の車幅内方の側端(つまり、開口部74の車幅外方の両側端)が、バンパビーム2の一対の折れ部23,23よりも車幅内方に配置されているので、一対の荷重受け部75,75を介して折れ部23,23に衝突荷重を伝達することができる。
以上、本実施形態に係るバンパ構造1及び他の実施形態に係るバンパ構造10について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
1 バンパ構造
2 バンパビーム
21 中央部
22 傾斜部
23 折れ部
3 バンパアブソーバ
31 開口部
32 アブソーバ本体
33 荷重受け部
4 バンパエクステンション
F バンパフェイス
G フロントグリル
SF フロントサイドフレーム

Claims (5)

  1. 車体の左右のフレームに支持され、車幅方向に延在するバンパビームと、
    前記バンパビームの前面に沿って設けられ、車幅中央上側前後方向に開口する開口部を有するバンパアブソーバと、
    を備えたバンパ構造であって、
    前記バンパビームは、車幅方向と平行な中央部と、前記中央部の両端から車幅外方に向かうほど後方に位置するように傾斜した一対の傾斜部と、を備え、
    前記開口部の車幅外方の両側端は、前記中央部と前記傾斜部との境界に設けられた一対の折れ部よりも車幅内方に配置されていることを特徴とするバンパ構造。
  2. 前記車体は、前記バンパアブソーバの前方に設けられ、前記車体の動力搭載室に外気を流入させるバンパグリルを備え、
    前記開口部の側端は、車両前方視で前記バンパグリルの下縁と前記バンパビームの上縁との交点に位置することを特徴とする請求項1に記載のバンパ構造。
  3. 前記バンパビームは、車幅方向に延設された中空部と、前後方向に延在して前記中空部を上下に仕切る隔壁と、を有し、
    前記開口部の下端部は、前記隔壁に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバンパ構造。
  4. 前記バンパアブソーバは、発泡樹脂で形成され、前記開口部の車幅外方に隣接する部位と、それ以外の部分とで発泡率を変更したことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のバンパ構造。
  5. 前記バンパアブソーバは、車両上下方向中央近傍に、車幅方向に延在する凹部を有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のバンパ構造。
JP2012075954A 2012-03-29 2012-03-29 バンパ構造 Expired - Fee Related JP5548227B2 (ja)

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