JP6541378B2

JP6541378B2 - バンパ構造体

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Publication number: JP6541378B2
Application number: JP2015046660A
Authority: JP
Inventors: 勇二石塚
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-03-10
Also published as: JP2016165958A

Description

本発明は、バンパビームと、該バンパビームに保持されたエネルギー吸収体とを有するバンパ構造体に関する。

一般的に、自動車車体等の前後部には、バンパ構造体が設けられている。このバンパ構造体は、バンパビームにエネルギー吸収体が取り付けられて構成され、衝撃荷重が加えられたときに、エネルギー吸収体が圧縮破壊されることでエネルギーを吸収する。

このようなバンパ構造体では、金属等に比して軽量であり且つ成形も容易である繊維強化樹脂を用いてエネルギー吸収体を形成することが好ましい。例えば、特許文献１には、バンパビームに対して、繊維強化樹脂からなるエネルギー吸収体を複数のボルト及びナットを用いて取り付けたバンパ構造体が提案されている。

特開２００７−１５６２６号公報

しかしながら、上記のように、複数のボルト及びナットを用いてバンパビームにエネルギー吸収体を取り付ける場合、必要となる部品点数や組み付け工数が増大してしまう。その結果、バンパ構造体の生産効率を向上させることや、製造コストを削減することが困難となる。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、生産効率を向上させること及び製造コストを削減することが可能なバンパ構造体を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、バンパビームにエネルギー吸収体が保持されたバンパ構造体であって、前記バンパビームは、前記エネルギー吸収体を保持する箇所に貫通孔が形成され、前記エネルギー吸収体は、繊維強化樹脂の射出成形により一体成形され、前記貫通孔に挿通される挿通部位と、該挿通部位の挿通方向の両端側に設けられ、且つ前記バンパビームの前記貫通孔の近傍を介して対向する一組のフランジ部と、該フランジ部の少なくとも一方から延在するエネルギー吸収部位とを有することを特徴とする。

本発明に係るバンパ構造体は、繊維強化樹脂の射出成形により一体成形されたエネルギー吸収体が、バンパビームに保持された状態で得られることにより構成される。すなわち、エネルギー吸収体を射出成形により一体成形すると、挿通部位がバンパビームの貫通孔に挿通され、且つ該挿通部位の両端にフランジ部が形成される。これによって、挿通部位を貫通孔に対して抜け止め固定できるため、エネルギー吸収体をバンパビームに保持させることができる。

従って、このバンパ構造体では、エネルギー吸収体を形成する工程と、エネルギー吸収体をバンパビームに取り付ける工程とを別途に行う必要がない。また、エネルギー吸収体をバンパビームに取り付けるべく複数のボルトやナット等を用いる必要がない。このため、部品点数や組み付け工数が増大することを回避でき、バンパ構造体の生産効率を向上させることや、製造コストを削減することが可能になる。

上記のバンパ構造体において、前記エネルギー吸収体は、前記一組のフランジ部の各々から延在するエネルギー吸収部位を有する。これにより、例えば、バンパ構造体を車体の前方に設けた場合、バンパビームと車体のフレームとの間、及びバンパビームとフロントバンパフェイスの間の両方に、エネルギー吸収部位を介在させることができる。すなわち、バンパビームとフレームとの間のみならず、フロントバンパフェイスとバンパビームとの間においても、エネルギーを吸収することが可能になる。

また、上記の通り、このバンパ構造体では、エネルギー吸収体が射出成形により一体に得られるため、両空間にエネルギー吸収部位を設けても、部品点数や組み付け工数を増大させる必要がない。つまり、バンパ構造体の生産効率を低下させることなく、空間利用効率やエネルギー吸収効率を向上させることが可能になる。

上記のバンパ構造体において、前記エネルギー吸収体は、ウェルドラインが前記エネルギー吸収部位の軸方向に沿って形成されている。バンパ構造体は、エネルギー吸収部位の軸方向に沿って荷重が加えられるように車体のフレームに取り付けられる。従って、このバンパ構造体では、エネルギー吸収部位に対して荷重が加えられた際に、主せん断応力が働く面（主せん断応力面）に、他部位よりも強度が低いウェルドラインが配置されることを回避できる。また、エネルギー吸収部材の軸方向に対して傾斜した方向から荷重が加えられた場合であっても、ウェルドラインに過大な曲げ力が加えられることを回避できる。その結果、ウェルドラインに割れ等が生じることを抑制してエネルギーを効率的に吸収することが可能になる。

本発明に係るバンパ構造体は、繊維強化樹脂の射出成形によりエネルギー吸収体を一体成形すると、該エネルギー吸収体がバンパビームに保持された状態で得られる構成を備える。このため、バンパビームにエネルギー吸収体を取り付けるために必要な組み付け工数や部品点数が増大することを回避できる。その結果、バンパ構造体の生産効率を向上させることや、製造コストを削減することが可能になる。

本発明の実施形態に係るバンパ構造体の概略斜視図である。図１のバンパ構造体の要部拡大斜視図である。図２のバンパ構造体の概略縦断面図である。図２のバンパ構造体が備えるエネルギー吸収体を射出成形する様子を説明する概略縦断面図である。

以下、本発明に係るバンパ構造体につき好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態に係るバンパ構造体は、例えば、自動車車体等の前後部に設けられ、衝撃力等の荷重が加えられた際に、エネルギーを吸収するものである。以下では、図１〜図３を参照しつつ、本実施形態に係るバンパ構造体１０が、自動車車体の前方に取り付けられている例について説明する。つまり、図１〜図３では、車体（不図示）の進行方向を矢印Ｘ方向で示し、該進行方向の前方をＸ１側、後方をＸ２側としている。主に、この矢印Ｘ方向に沿ってＸ１側からＸ２側へ、バンパ構造体１０に荷重が加わる。

図１に示すように、バンパ構造体１０は、バンパビーム１２の長手方向の両端にエネルギー吸収体１４が取り付けられて構成される。バンパビーム１２は、例えば、アルミニウム合金や高張力鋼等の金属材料や、繊維強化樹脂等からなり、エネルギー吸収体１４を保持する箇所に貫通孔１６（図３参照）がそれぞれ形成されている。

エネルギー吸収体１４は、バンパ構造体１０に衝撃力等の荷重が加えられたときに圧縮破壊されることでエネルギーを吸収するものであり、繊維強化樹脂を射出成形することにより一体成形される。この繊維強化樹脂を構成するマトリックス樹脂は、特に限定されるものではないが、成形の効率化を図る観点からは、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチロール樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アセタール樹脂等から、用途に応じて適宜選択することができる。

一方、強化繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維や、アラミド繊維、セルロース繊維等の有機繊維等が挙げられる。バンパビーム１２を金属製とした場合、電食が生じる懸念を払拭するために、電気絶縁性を示すものが好ましい。また、強化繊維の長さは、例えば１．０〜２．０ｍｍとすることができるが、特にこれに限定されるものではなく、射出成形することが可能な範囲内で適宜設定されればよい。

図３に示すように、エネルギー吸収体１４は、挿通部位１８と、一組のフランジ部２０、２２と、エネルギー吸収部位２４、２６とを有している。挿通部位１８は、バンパビーム１２の貫通孔１６に挿通される。フランジ部２０は、挿通部位１８の挿通方向（矢印Ｘ方向）の一端側（Ｘ２側）に設けられている。フランジ部２２は、挿通部位１８の挿通方向の他端側（Ｘ１側）に設けられている。すなわち、フランジ部２０、２２は互いの間に、バンパビーム１２の貫通孔１６の近傍１２ａが介在するように対向する。これによって、貫通孔１６に対して挿通部位１８が抜け止め固定されている。つまり、バンパビーム１２に対してエネルギー吸収体１４が保持される。

エネルギー吸収部位２４は、フランジ部２０の外縁部のうち、バンパビーム１２に臨む面と反対側の面から、車体の後方（Ｘ２側）に向かって延在する。これにより、エネルギー吸収部位２４は、バンパビーム１２と車体のフレーム（不図示）の間に配置される。このエネルギー吸収部位２４は、軸方向Ｌ（図２、図３参照）が矢印Ｘ方向に沿って延在する閉断面構造であり、例えば、矢印Ｘ方向のＸ１側からＸ２側に向かって拡開する中空の八角柱形状とすることができる。なお、エネルギー吸収部位２４の形状は、特にこれに限定されるものではなく、例えば、矢印Ｘ方向のＸ１側からＸ２側にかけて同一寸法であってもよい。また、八角柱形状以外にも種々の角柱形状や円筒形状等であってもよい。

また、エネルギー吸収部位２４のフランジ部２０と反対側の端部には、エネルギー吸収体１４をフレームに取り付けるための取付部２８が形成されている。取付部２８には、複数のボルト穴３０（図２参照）が形成され、該ボルト穴３０に挿通されるボルト（不図示）を介して、フレームにねじ止め固定することが可能になっている。

エネルギー吸収部位２６は、フランジ部２２の外縁部のうち、バンパビーム１２に臨む面と反対側の面から、車体の前方（Ｘ１側）に向かって延在する。これにより、エネルギー吸収部位２６は、バンパビーム１２とフロントバンパフェイス（不図示）の間に配置される。このエネルギー吸収部位２６も、エネルギー吸収部位２４と同様に、軸方向Ｌが矢印Ｘ方向に沿って延在する閉断面構造であり、例えば、中空の八角柱形状とすることができる。また、エネルギー吸収部位２６は、バンパビーム１２の端部側の側壁２６ａに比して中央側の側壁２６ｂの方が、延在長さが大きくなっている。なお、エネルギー吸収部位２６の形状は、特にこれに限定されるものではなく、バンパビーム１２とフロントバンパフェイスの間の空間の形状に応じて、エネルギーを効率的に吸収できるように設定されればよい。

また、上記の通り、射出成形により一体成形されるエネルギー吸収体１４では、成形時に溶融樹脂の流れが合流して融着した部分として、ウェルドライン３２（図２参照）が形成されている。ここでは、ウェルドライン３２は、貫通孔１６を介して互いに対向する位置に一組形成されている。これらのウェルドライン３２は、軸方向Ｌに沿ってそれぞれ延在している。

基本的には上記のように構成されるバンパ構造体１０の製造方法について、金型３４を用いて実施する場合を例に挙げて、主に図４を参照しつつ説明する。

金型３４は、固定型３６と可動型３８、４０、４２とを有し、バンパビーム１２を配置した状態で、型締めを行うことにより、エネルギー吸収体１４を形成するためのキャビティ４８を形成する。

すなわち、金型３４を用いた射出成形では、先ず、固定型３６に対して可動型３８、４０を型締め方向に移動させた状態で、該可動型３８、４０の上端にバンパビーム１２の貫通孔１６の近傍１２ａを配置する。

次に、可動型４２を型締め方向に移動させる。これによって、キャビティ４８が形成される。また、可動型４２には、湯口５０が予め形成され、該湯口５０から分岐する注入路５２、５４がキャビティ４８にそれぞれ連通する。

具体的には、射出成形により最終的に得られるエネルギー吸収部位２４、２６の軸方向Ｌに沿って、湯口５０が配置されている。また、注入路５２、５４は、湯口５０を中心とする直線状に形成され、該湯口５０を介して互いに対向する位置でキャビティ４８に連通する。

このような湯口５０に溶融樹脂を供給することで、注入路５２、５４のそれぞれからキャビティ４８内に溶融樹脂を充填することができる。この際、キャビティ４８内では、注入路５２から流入する溶融樹脂の流れと、注入路５４から流入する溶融樹脂の流れとが、互いの中間地点で合流することになる。そして、このように合流した溶融樹脂が融着することで、軸方向Ｌに沿ったウェルドライン３２を形成することができる。

上記のようにしてキャビティ４８内に充填した溶融樹脂が固化した後に、金型３４の型開きを行うことで、バンパビーム１２にエネルギー吸収体１４が保持されたバンパ構造体１０を得ることができる。

すなわち、エネルギー吸収体１４の挿通部位１８が、バンパビーム１２の貫通孔１６に挿通された状態で、該挿通部位１８の両端側にフランジ部２０、２２が一体成形される。これによって、貫通孔１６に対して挿通部位１８が抜け止め固定される。つまり、射出成形によりエネルギー吸収体１４を一体成形すると同時に、該エネルギー吸収体１４をバンパビーム１２に取り付けてバンパ構造体１０を得ることができる。

このため、エネルギー吸収体１４を形成する工程と、エネルギー吸収体１４をバンパビーム１２に取り付ける工程とを別途に行うことなく、バンパ構造体１０を得ることができる。また、エネルギー吸収体１４をバンパビーム１２に取り付けるべく複数のボルトやナット等を用いる必要がない。このため、組み付け工数や部品点数が増大することを回避でき、バンパ構造体１０の生産効率を向上させることや、製造コストを削減することが可能になる。

また、バンパ構造体１０では、フランジ部２０、２２の各々からエネルギー吸収部位２４、２６が延在している。このため、バンパビーム１２とフレームの間、及びバンパビーム１２とフロントバンパフェイスの間の両方に、エネルギー吸収部位２４、２６をそれぞれ介在させることができる。これにより、バンパビーム１２とフレームとの間のみならず、フロントバンパフェイスとバンパビーム１２との間においても、エネルギーを吸収することが可能になる。

このように、フランジ部２０、２２の各々にエネルギー吸収部位２４、２６を設けても、上記の通り、エネルギー吸収体１４が射出成形により一体に得られるため、組み付け工数や部品点数を増大させる必要がない。つまり、バンパ構造体１０の生産効率を低下させることなく、空間利用効率やエネルギー吸収効率を向上させることが可能になる。

さらに、上記の通り、エネルギー吸収体１４では、主に荷重が加えられる方向である軸方向Ｌに沿ってウェルドライン３２が形成されている。従って、このバンパ構造体１０では、エネルギー吸収部位２４、２６に対して荷重が加えられた際に、主せん断応力面に、他部位よりも強度が低いウェルドライン３２が配置されることを回避できる。また、軸方向Ｌに対して傾斜した方向から荷重が加えられた場合であっても、ウェルドライン３２に過大な曲げ力が加えられることを回避できる。その結果、エネルギー吸収体１４が圧縮破壊されつつエネルギーを吸収する際に、ウェルドライン３２に割れ等が生じることを抑制することができるため、エネルギーを効率的に吸収することが可能になる。

本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記の実施形態に係るエネルギー吸収体１４では、貫通孔１６を介して互いに対向する位置に一組（２本）のウェルドライン３２が形成されることとした。しかしながら、ウェルドライン３２の本数は特にこれに限定されるものではなく、エネルギー吸収体１４の形状や射出成形の効率に応じて種々に設定されればよい。１本又は３本以上のウェルドライン３２であっても、軸方向Ｌに沿って延在するように設定することで、２本の場合と同様の作用効果を得ることができる。

上記の実施形態では、エネルギー吸収体１４が、フランジ部２０、２２の各々から延在するエネルギー吸収部位２４、２６を有することとした。しかしながら、特にこれに限定されるものではなく、例えば、空間利用効率を向上させる観点から必要な場合にのみ、エネルギー吸収部位２６を設けてもよい。

また、バンパ構造体１０の製造方法としては、射出成形によりエネルギー吸収体１４を一体成形すると同時に、該エネルギー吸収体１４をバンパビーム１２に取り付けることが可能であればよく、上記の金型３４を用いた成形方法に限定されるものではない。

１０…バンパ構造体１２…バンパビーム
１２ａ…近傍１４…エネルギー吸収体
１６…貫通孔１８…挿通部位
２０、２２…フランジ部２４、２６…エネルギー吸収部位
２６ａ、２６ｂ…側壁２８…取付部
３０…ボルト穴３２…ウェルドライン
３４…金型３６…固定型
３８、４０、４２…可動型４８…キャビティ
５０…湯口５２、５４…注入路

Claims

バンパビームにエネルギー吸収体が保持されたバンパ構造体であって、
前記バンパビームは、前記エネルギー吸収体を保持する箇所に貫通孔が形成され、
前記エネルギー吸収体は、繊維強化樹脂の射出成形により一体成形され、前記貫通孔に挿通される挿通部位と、該挿通部位の挿通方向の両端側に設けられ、且つ前記バンパビームの前記貫通孔の近傍を介して対向する一組のフランジ部と、該一組のフランジ部の各々から延在するエネルギー吸収部位とを有することを特徴とするバンパ構造体。
請求項１記載のバンパ構造体において、
前記エネルギー吸収体は、ウェルドラインが前記エネルギー吸収部位の軸方向に沿って形成されていることを特徴とするバンパ構造体。
バンパビームにエネルギー吸収体が保持されたバンパ構造体であって、
前記バンパビームは、前記エネルギー吸収体を保持する箇所に貫通孔が形成され、
前記エネルギー吸収体は、繊維強化樹脂の射出成形により一体成形され、前記貫通孔に挿通される挿通部位と、該挿通部位の挿通方向の両端側に設けられ、且つ前記バンパビームの前記貫通孔の近傍を介して対向する一組のフランジ部と、該フランジ部の少なくとも一方から延在するエネルギー吸収部位とを有し、
前記エネルギー吸収体は、ウェルドラインが前記エネルギー吸収部位の軸方向に沿って形成されていることを特徴とするバンパ構造体。