JPH08164805A

JPH08164805A - 衝撃吸収バンパー

Info

Publication number: JPH08164805A
Application number: JP21425094A
Authority: JP
Inventors: Hisao Tezuka; 久男手塚; Motoaki Uekuri; 基晶植栗; Masayuki Fukuda; 雅幸福田
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1994-08-16
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】従来品よりあまり重量を増加させずに、被衝
撃時の変形量を小さくすることができる衝撃吸収バンパ
ーを提供する。【構成】車体取付け部材Ｃが設けられている金属製レ
インフォースメントＢと、表皮材と、両者の間にある合
成高分子発泡体製エネルギー吸収材Ａとから構成されて
おり、レインフォースメントＢの車体取付け部材Ｃと対
応しているエネルギー吸収材Ａの密度が他の部分より高
められている衝撃吸収バンパーにおいて、レインフォー
スメントＢ内部の車体取付け部材Ａに対応する部分に、
レインフォースメントＢの長手方向を横断するように、
車体取付け方向と一致する方向に補強材Ｄが設けられて
いる衝撃吸収バンパー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に使用される衝
撃吸収バンパーに関するものであり、より具体的には剛
性が高い衝撃吸収バンパーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の衝撃吸収バンパーは、車が外部
の物体と接触した際に衝撃を緩和したり車本体の損傷を
防ぐ等の役割を持ち、軽量化を指向する最近の車では合
成高分子化が進んでいる。しかし、衝撃吸収バンパーに
は剛性が必要だから、該バンパーのバックアップビーム
を構成するレインフォースメントの大部分は金属製であ
り、軽量化のためにアルミニウム合金製とする試みもあ
るが、該製品では価格が従来品の３倍に近いために進展
していない。また、レインフォースメントをガラス繊維
強化ポリプロピレン製にすることも試みられているが、
この製品はアルミニウム合金製より更にコスト高だから
特別な場合を除いて使われない。従って、現在の自動車
の大部分では図２に示す衝撃吸収バンパーが使われてい
る。図２は一般的な衝撃吸収バンパーの概要を示す分解
斜視図であり、Ａは合成高分子発泡体製エネルギー吸収
材、Ｂはハイテンションスチール製レインフォースメン
ト、Ｃは車体取付け部材、Ｅは合成高分子製表皮であ
る。

【０００３】衝撃吸収バンパーを軽量化する際に、該バ
ンパーが衝突時に受ける衝撃力の強さに応じて材料強度
を変えれば、耐衝撃力を弱めることなく軽量化すること
が可能である。このような観点から、衝突時に大きな衝
撃を受ける車体取付け部材と対応する部分のエネルギー
吸収材強度を高くした衝撃吸収バンパーが開発されてお
り（実開昭６０−１１００５３号公報、実公平５−２５
９６８号公報等）、重量やコストをあまり増加させずに
耐衝撃力を大きく向上させている。一方、車内の居住性
を良くすると共に駐車面積を狭くするために、車内は広
く外形の小さい自動車が望まれている。そのため、バン
パーの厚みを薄くすることが要求されており、バンパー
の厚みを薄くするとバンパーの変形が直ちに車体の変形
につながるから、衝撃を受けた際のバンパーの変形量を
少なくすることが望まれている。そして、前記したエネ
ルギー吸収材の強度を部分的に高める方法だけではバン
パー変形量を少なくするのが困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の衝撃
吸収バンパーに見られる前記の諸問題を解決し、従来品
よりあまり重量を増加させずに、被衝撃時の変形量を小
さくすることができる衝撃吸収バンパーを提供すること
をその課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を進めた結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明によれば、車体取付け部材
が設けられている金属製レインフォースメントと、表皮
材と、前記両者の間にある合成高分子発泡体製エネルギ
ー吸収材とから構成されており、レインフォースメント
の車体取付け部材と対応しているエネルギー吸収材の密
度が他の部分より高められている衝撃吸収バンパーにお
いて、レインフォースメント内部の車体取付け部材に対
応する部分に、レインフォースメントの長手方向を横断
するように、車体取付け方向と一致する方向に補強材が
設けられていることを特徴とする衝撃吸収バンパーが提
供される。

【０００６】本発明の衝撃吸収バンパーは、レインフォ
ースメント内部の車体取付け部材に対応する部分に、レ
インフォースメントの長手方向を横断するように補強材
が設けられていることを特徴にしている。この補強材は
金属板又は中空状金属製のものが良く、具体的には厚み
１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜８ｍｍの金属板や、外径
１０〜１００ｍｍ、好ましくは１５〜７０ｍｍで管壁の
厚み１〜１０ｍｍ、好ましくは１．５〜８ｍｍの金属管
が望ましい。補強材に使われる金属は、レインフォース
メントと溶接可能で剛性の大きい金属であれば限定され
ないが、ハイテンションスチール、鉄鋼、アルミニウ
ム、ステンレス等が特に好ましい。

【０００７】レインフォースメントへの補強材の取付け
は、ボルト締め等の方法によっても可能であるが、軽量
化のためには溶接によるのが好ましい。そして、補強材
取付けの際は、レインフォースメントのエネルギー吸収
材側の面又は車体取付部材側の面に、補強材断面の形に
合せて穴を開けて補強材を挿入後に挿入口のところで両
者を溶接すれば良い。この際、補強材の溶接側と反対側
（レインフォースメント内部の車体側又はエネルギー吸
収材側）は、溶接作業が困難な上に特に溶接する必要も
ないから、溶接しないで単に接しているだけで充分であ
る。また、補強材はレインフォースメントに溶接される
から、補強材をパイプ状として車体の前後方向とパイプ
の貫通方向とを一致させれば、溶接時に補強材が傾くこ
とが少ないから、作業性が良い上に無垢の材料使用時よ
り軽くなる利点がある。

【０００８】本発明の衝撃吸収バンパーに設けられる補
強材は、前記したレインフォースメント内部の車体取付
け部材に対応する部分のほか、レインフォースメント内
部の長手方向中央付近にも前記補強材と平行して設けら
れていると好ましい。ここに設けられる補強材は、車体
取付け部材に対応する部分に設けられる補強材と同じ物
で良く、該補強材の設置で衝撃を受けた際のバンパー変
形量をより小さくすることができる。また、近く我が国
でも法的に規制されることが必至と言われている衝撃吸
収バンパー中央部の剛性増加にも寄与することができ
る。上記の３箇所に補強材を持つレインフォースメント
を図１に示す。この図は本発明で使われる一般的レイン
フォースメントの一例を示す斜視図であり、Ｂはレイン
フォースメント、Ｃは車体取付け部材、Ｄは管状の補強
材を示している。本発明の衝撃吸収バンパーは、補強材
を備えたレインフォースメントを使う他は、図２に示さ
れる従来の衝撃吸収バンパーと同様な衝撃吸収バンパー
である。

【０００９】本発明の衝撃吸収バンパーにおいて、レイ
ンフォースメントに使われる材料は剛性の高い金属材料
であれば良く、従来のレインフォースメントに使われて
いるハイテンションスチールが好ましく使われる。ま
た、レインフォースメントの形状や製造方法も従来品と
同じで良く、特に限定されない。本発明の衝撃吸収バン
パーでは、一般にエネルギー吸収材としてポリオレフィ
ン等の合成高分子発泡体が使われるが、該発泡体の原料
にはポリプロピレン系樹脂、特にプロピレンと少量のエ
チレン及び／又はブテン−１とのランダム共重合体が好
ましい。また、該発泡体の密度は０．０２〜０．５ｇ／
ｃｍ³、好ましくは０．０３〜０．３ｇ／ｃｍ³である
が、レインフォースメントの車体取付け部と対応する部
分のエネルギー吸収材用発泡体の密度は、その他の部分
のエネルギー吸収材用発泡体のそれの１．０５〜１０
倍、好ましくは１．１〜５倍となるように構成されてい
る。そして、異なった２種類の発泡体を熱融着又は接着
剤で接着して、或いは両者を型内で一体的に成形してエ
ネルギー吸収材が形成されている。なお、発泡体は発泡
粒子の型内成形で製造するのが好ましい。

【００１０】本発明において、車体取付け部材と対応し
ているエネルギー吸収材とは、バンパーが車体に取付け
られている場合、車体取付け部材が取付けられている部
分のレインフォースメント面を底面とし、車体の前後方
向を高さ方向とする長大な筒体を仮定した場合に、該筒
体内にあるエネルギー吸収材のことである。そして、該
部分の発泡体密度が他より高い場合には、該部分の大き
さが前記と多少違っていても耐衝撃力を高めることがで
きる。なお、車体取付部材はボルト締めや溶接等でレイ
ンフォースメントに固定されるから、通常は該部材にレ
インフォースメントと固定用の固定しろが設けられてい
るが、前記した高密度の吸収材部分を定めるための筒体
底面には固定しろ部分が含まれていない。本発明の衝撃
吸収バンパーを構成している表皮材は、従来の衝撃吸収
バンパーに使用されているものと同一で良く、エネルギ
ー吸収材となる合成高分子発泡体の変形に追従して変形
可能なものであれば良い。従って、多少の弾性を持つ合
成樹脂や合成ゴムで形成され、その厚みは１〜１０ｍｍ
程度である。

【００１１】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によって更
に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限
定されるものではない。

【００１２】実施例１、比較例１，２車体に取付けた際に、車体の上下方向のバンパー中心部
における平断面図が図３となるような衝撃吸収バンパー
類似品を作製した。この衝撃吸収バンパー類似品（以
下、実験試料と言う）は、衝撃吸収バンパーから表皮材
を除いたものであり、図３に示す平面寸法（単位：ｍ
ｍ）を持っている。図３のＡはエネルギー吸収材、Ｂは
レインフォースメント、Ｃは車体取付け部材、Ｄは補強
材、Ｆは補強材とレインフォースメントとの接合溶接
部、Ｈはエネルギー吸収材の車体取付け部と対応する部
分であり、エネルギー吸収材Ａ、レインフォースメント
Ｂ及び車体取付け部材Ｃは、いずれも車体上下方向の長
さが９０ｍｍである。また、エネルギー吸収材Ａは、エ
チレン分２．３重量％のプロピレン−エチレンランダム
共重合体を基材とする発泡粒子の型内成形体であり、比
較例１以外ではＨ部分の密度を０．０９ｇ／ｃｍ³（発
泡倍率１０倍）に、その他の部分の密度を０．０６ｇ／
ｃｍ³（発泡倍率１５倍）とした。そして、Ｈの部分と
他の部分とは型内成形時に一体成形し、該両者は強固に
融着されている。なお、エネルギー吸収材Ａのレインフ
ォースメントＢ側と反対側には、６箇所に小さな凹部が
形成されているが、図３ではこの凹部かくされている。

【００１３】図４は、車体に取付けた実験試料を図３に
示したＸ−Ｘ部分で車体の上下方向に切断した断面図の
一部であり、補強材設置部分のレインフォースメント断
面図である。この図で、Ｇは補強リブ、Ｆはレインフォ
ースメントＢと補強材Ｄとの接合溶接部であり、図中の
数字はｍｍ単位で表した各部分の寸法である。なお、補
強材Ｄは内径３０ｍｍ、外径３４ｍｍ、高さ５８ｍｍの
鋼管である。本実施例で使用したレインフォースメント
は、引張り強さ５７ｋｇ／ｃｍ²のハイテンションスチ
ールをプレス加工して製造されたもので、平均厚み１．
６ｍｍ、補強材Ｄが不在の場合の断面二次モーメント４
１．８ｃｍ⁴のものである。上記実験試料を、該試料が
車体に取付けられた場合に車体の前後方向が圧縮される
ように圧縮試験機にセットした。すなわち、レインフォ
ースメントＢの上にエネルギー吸収材Ａをのせ、これを
１０ｍｍ／分の速度で上下方向に圧縮した場合の最大荷
重（発生反力）と、その荷重における変形量（ひずみ）
とを測り、レインフォースメントやエネルギー吸収材の
重さ及び密度等と共に表１に示す。

【００１４】実施例２実施例１で使ったレインフォースメントから中央部の補
強材を除き、補強材が２箇所に設けられているレインフ
ォースメントを使って、実施例１の場合と同じ圧縮試験
を行った。なお、本実施例で使った実験試料は前記を除
いて実施例１の場合と同じである。実験結果を表１に示
す。

【００１５】比較例１図３のＨで示した部分も他の部分と同様に密度が０．０
６ｇ／ｃｍ³のエネルギー吸収材を使用し、それ以外は
実施例１の場合と全く同じ実験試料を使って、実施例１
の場合と同じ圧縮試験を行った結果を表１に示す。比較例２補強材を設けなかったが、それ以外の点では実施例１の
場合と全く同じ実験試料を使い、実施例１の場合と同じ
圧縮試験を行った結果を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１から、実施例の実験試料と比較例のそ
れとでは重さがほとんど変らないのに、実験試料の変形
量（ひずみの合計）は実施例の実験試料と比較例のそれ
とで大きな差があることが分る。また、実施例１と実施
例２とを比較すると、レインフォースメントの中央部に
も補強材が設けられている実施例１の実験試料は、それ
がない実施例２の実験試料より変形量が少ないことが分
る。比較例１の実験試料は、実施例１のそれと同数の補
強材が設けられているが、エネルギー吸収材となる発泡
体の密度が均一なために、実施例１の実験試料より変形
量が大きい。また、比較例２の実験試料は実施例１のそ
れと同じエネルギー吸収材を使っているが、該実験試料
には補強材が設けられていないから小さい最大荷重（発
生反力）しか示さず、その上に最大荷重における変形量
が大きい。以上の説明からも分るように、図３のＨ部分
が高密度化されたエネルギー吸収材と補強材で補強され
たレインフォースメントの両者を使うと、バンパーの変
形量低下には相乗効果が認められるから、該両者が組合
せられた本発明の衝撃吸収バンパーを使用すると、衝突
時に車体の変形量が減少する。

【００１８】

【発明の効果】本発明の衝撃吸収バンパーは、レインフ
ォースメントの車体取付け部材と対応しているエネルギ
ー吸収材の密度が他の部分より高められている上に、レ
インフォースメント内部に補強材が設けられているか
ら、従来の衝撃吸収バンパーとあまり重さが変らないの
に、自動車が衝突した際の衝撃吸収バンパーの耐圧性が
大きく変形量も少ない。従って、本発明の衝撃吸収バン
パーを備えている自動車は、比較的軽量なのに衝突の際
に人体への安全性が高く、そのうえ該衝撃吸収バンパー
を薄くしても衝突時に車体変形の少ない衝撃吸収バンパ
ーである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衝撃吸収バンパーに使用される補強材
を備えたレインフォースメントの一例を示す斜視図であ
る。

【図２】従来の一般的な衝撃吸収バンパーの概要を示す
分解斜視図である。

【図３】実施例及び比較例の実験試料を車体に取付けた
場合に、車体の上下方向のバンパー中心部における平断
面図である。

【図４】補強材設置部分におけるレインフォースメント
の断面図である。

【符号の説明】

Ａエネルギー吸収材ＢレインフォースメントＣ車体取付け部材Ｄ補強材Ｅ表皮Ｆ接合溶接部Ｇ補強リブＨエネルギー吸収材の車体取付け部材と対応する部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体取付け部材が設けられている金属製
レインフォースメントと、表皮材と、前記両者の間にあ
る合成高分子発泡体製エネルギー吸収材とから構成され
ており、レインフォースメントの車体取付け部材と対応
しているエネルギー吸収材の密度が他の部分より高めら
れている衝撃吸収バンパーにおいて、レインフォースメ
ント内部の車体取付け部材に対応する部分に、レインフ
ォースメントの長手方向を横断するように、車体取付け
方向と一致する方向に補強材が設けられていることを特
徴とする衝撃吸収バンパー。
【請求項２】レインフォースメント内部の長手方向中
央付近に、レインフォースメントの長手方向を横断する
ように、車体取付方向と一致する方向に補強材が設けら
れていることを特徴とする請求項１に記載した衝撃吸収
バンパー。
【請求項３】補強材が中空状の金属で形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載した衝撃吸収バ
ンパー。