JP4518061B2 - 車両の前部衝撃緩衝構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前部衝撃緩衝構造（以下、衝撃緩衝構造と称する。）に関する。

車両の前部に設けられ、前方からの衝撃を緩和する衝撃緩衝構造として、車幅方向に配設された剛体のバンパリインフォースの前面に衝撃緩衝部材を配設する衝撃緩衝構造がある。衝撃緩衝部材には種々の形状があり、例えば、特許文献１には衝撃を受けて潰れることで衝撃を緩和する断面コの字状の衝撃緩衝部材（バンパアブソーバ）が開示されている。このような中空の衝撃緩衝部材は、圧縮変形することにより衝撃を緩和する中実の衝撃緩衝部材に比べて衝撃を受けた際の潰れ残りが少なく、より効率よく衝撃を吸収することができる。

中空な衝撃緩衝部材を備える他の衝撃緩衝構造としては、例えば、図５に示すように断面くの字状の衝撃緩衝部材７０を備えた衝撃緩衝構造８０がある。この衝撃緩衝部材７０は車幅方向に長尺で車両後方に拡開する空間７４を有する断面くの字状に形成されており、バンパカバー７６内でバンパリインフォース７２の前面に配設され衝撃緩衝構造８０を構成している。この衝撃緩衝構造８０は、歩行者等の衝突体により前方からの衝撃Ｐが加わると、まず図６（ａ）に示すように衝撃緩衝部材７０の先端に位置するくの字の屈曲部７１で受ける。次に図６（ｂ）に示すように、衝撃緩衝部材７０は衝撃Ｐを受けるとバンパリインフォース７２を回避して後退することにより上下に押し広げられ屈曲部７１が破断する。さらに、図６（ｃ）に示すように、衝撃緩衝部材７０が潰れ、衝撃Ｐを受けた屈曲部７１ａ、７１ｂが相対的に後方へ変位することにより衝撃Ｐを緩和することができる。なお、その際に衝突体が受ける荷重、すなわち、衝突体に加わる（減速）加速度に衝突体の質量を乗じて得られる値は、図７に示すように、衝撃緩衝部材７０が破断するとき（図６（ｂ）参照）に相対的に高くなり図７中に符号ｂとして示す第１の荷重ピークを生じる。また、衝撃緩衝部材７０が完全に潰れて衝撃を受けた屈曲部７１ａ、７１ｂがバンパリインフォース７２に当接するとき（図６（ｃ）参照）に相対的にさらに高くなり、図７中に符号ｃとして示す第２の荷重ピークを生じる。このような衝撃緩衝部材７０によれば、破断して潰れるため潰れ残りがなく、より確実に後方へ変位して衝撃を緩和することができる。

特開２００４−２２４１０６号公報

ところで、衝撃緩衝構造においては、一般に、車両の衝突時により多くの衝撃が吸収されると同時に、衝突体を保護するという観点から、衝突時に衝突体の受ける最大荷重が低減されることが要求される。そこで、本発明は、衝突体の受ける最大荷重（ピーク）をより低く抑えると同時に、衝撃吸収量が損なわれない車両の前部衝緩衝構造を提供することを課題とした。

本発明の車両の前部衝撃緩衝構造は、上記課題を達成するために以下の手段をとる。
まず第１の発明は、車体の前部において車幅方向に配設された剛体の長尺形状部材のバンパリインフォースと、該バンパリインフォースの前面に配設された衝撃緩衝部材と、を備えた車両の前部衝撃緩衝構造であって、前記衝撃緩衝部材は、上下に分割形成された第１緩衝部材と第２緩衝部材とが該緩衝部材間に後方位置で空間を形成して前方位置で一体的に連結されており、該連結は衝突体により前方から衝撃を受けたときに破断可能な一体的連結状態として形成されており、前記第１緩衝部材と前記第２緩衝部材のうち少なくとも一方の緩衝部材には前記空間に向けて突起部が形成されており、衝突体により前方から衝撃を受けて前記両緩衝部材間の連結が破断されたときに該突起部が該破断位置より先にバンパリインフォースの前面に当接して衝撃を緩和することを特徴とする車両の前部衝撃緩衝構造である。
この第１の発明によれば、衝撃緩衝部材は、上下に分割形成された第１緩衝部材と第２緩衝部材とがその緩衝部材間に後方位置で空間を形成して前方位置で一体的に連結されており、衝突体により前方から衝撃を受けた時に破断可能に連結されている。したがって、前方から衝撃を受けると、前方に位置する連結位置で衝撃を受け、破断することにより衝撃緩衝部材が確実に潰れることができる。それにより、衝撃を受けた連結位置（破断位置）が相対的に後方へ変位するため効率よく衝撃を吸収することができる。また、第１緩衝部材と第２緩衝部材のうち少なくとも一方の緩衝部材には空間に向けて突起部が形成されており、衝撃緩衝部材が前方からの衝撃を受けて両緩衝部材間の連結が破断されたときに破断位置より先に突起部がバンパリインフォースの前面に当接する。このとき、衝撃を受けた破断位置より先に突起部がバンパリインフォースの前面に当接するため、衝突体に荷重が加わることなく破断位置が空走することに伴う荷重の落ち込みを低減することができる。また、突起部がバンパリインフォースの前面に当接すると、衝撃を受けた破断位置は更に後方に空間を残した状態で撓みながら衝撃を受けるため荷重がいきなり跳ね上がることがない。したがって、衝突体の受ける荷重のピークをより低く抑えると同時に、荷重の落ち込みが排除され衝撃吸収量が損なわれるのを防止できる。

次に第２の発明は、上記第１の発明に記載の車両の前部衝撃緩衝構造であって、前記突起部は前記空間に向けて突起する角面形状又は円弧形状であることを特徴とする車両の前部衝撃緩衝構造である。
この第２の発明によれば、突起部が空間に向けて突起する角面形状又は円弧形状であるから、突起部がバンパリインフォースの前面に面で当接するため、一定の荷重をかけながら衝撃を吸収することができる。そして、当接時に連結位置（破断位置）の後方により確実に空間を維持することができ、衝突体の受ける荷重のピークをより確実に低く抑え荷重変化をより緩やかにすることができる。また、破断位置が上下にずれた場合であっても、バンパリインフォースの前面に対して突起部が角面形状又は円弧形状の面で当接するため面内で当接位置に幅を有しており、突起部がバンパリインフォースの前面に確実に面当たりして緩衝作用を発揮することができる。

本発明によれば、衝突体の受ける最大荷重（ピーク）をより低く抑えると同時に、衝撃吸収量が損なわれにくい車両の前部衝緩衝構造を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１に示すように、衝撃緩衝構造２０は車両１０の前部においてバンパフェイシャー１２内に略全幅に渡り設けられており、バンパリインフォース３０と、バンパリインフォース３０の前面に配設された衝撃緩衝部材４０とで構成されている。

バンパリインフォース３０は、車体の前部において車幅方向に配設された剛体であり車両の骨格としても機能している。図２に示すように、このバンパリインフォース３０は、車両前後方向の外形断面形状が前方側の上下の角が切り欠かれた変形長方形となっている。

衝撃緩衝部材４０は、発泡樹脂製であり、上下に分割形成された第１緩衝部材４２と第２緩衝部材４４とが車両前後方向の前方位置の連結部４８で一体的に連結されており、後方位置が開口した空間５０が形成されている。相対的に上側に位置する第１緩衝部材４２は、前方に略水平に張り出す略平板状である。この第１緩衝部材４２には、その後方位置でバンパリインフォース３０の上隅に嵌合可能に切り欠かれた嵌合部４２ａと、嵌合部４２ａに向かって後ろ上がりに傾斜し嵌合部４２ａに連続する傾斜面４２ｂとが形成されている。相対的に下側に位置する第２緩衝部材４４は、外壁面は第１緩衝部材４２に対して後下がりに傾斜しており、内壁面には相対的に後方に位置する第１内壁面４６ａと、前方に位置する第２内壁面４６ｂとの角度の異なる連続する２平面が形成されており、空間５０側へ膨らんだ突起部４６を構成している。第１緩衝部材４２と第２緩衝部材４４とは一体的に連結されているが、連結部４８は第１緩衝部材４２と第２緩衝部材４４とを離間させることにより破断可能となっている。第２緩衝部材４４に形成された突起部４６の位置は、図２で見て、第１緩衝部材４２と第２緩衝部材４４の連結部４８より右方位置（後方位置）とされている。このため前方から衝撃を受けて連結部４８が破断したとき、バンパリインフォース３０の前面への当接は、連結部４８より突起部４６の方が先に当接する構造となっている。バンパリインフォース３０の上隅において、前面３０ａ、斜面３０ｂ、及び上面３０ｃに当接して第１緩衝部材４２の嵌合部４２ａが嵌合するとともに、第２緩衝部材４４の後端面４４ａがバンパリインフォース３０の前面の下方に当接し、衝撃緩衝部材４０はバンパリインフォース３０の前面に配設されている。

この衝撃緩衝構造２０は、衝突体により前方から衝撃を受けると、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように態様を変化させることにより衝撃（衝突荷重）Ｐを緩和することができる。このときの衝突体の受ける荷重と時間を図４に示すグラフ中に実線で示した。また、図４中には、従来の衝撃緩衝構造８０に係る荷重と時間を破線で併記した。なお、本発明における「衝突体が受ける荷重」とは、車両の衝突時等において衝突体に加わる（減速）加速度に衝突体の質量を乗じて得られる値のことであり、以下、単に荷重と記載することがある。図３（Ａ）に示すように、図示しない衝突体により前方から衝撃Ｐが加わると、衝撃緩衝部材４０は、先ず前方位置の連結部４８で衝撃Ｐを受ける。前方からの衝撃Ｐを受けることにより第１緩衝部材４２は嵌合部４２ａの嵌合が外れて後方へ変位しようとし、第２緩衝部材４４はバンパリインフォース３０の前面で回転しながら下方へずれようとする。それにより、図３（Ｂ）に示すように、バンパリインフォース３０により空間５０が押し広げられるような格好となり、第１緩衝部材４２と第２緩衝部材４４とが離間して連結部４８が破断する。このとき衝突体の受ける荷重は徐々に高くなり、破断の際に図４中に符号Ｂとして示す第１の荷重ピークを生じる。

第１緩衝部材４２と第２緩衝部材４４とが破断すると、第１緩衝部材４２が後方へ変位するとともに第２緩衝部材４４は更に回転変位することにより、衝撃Ｐを受けた破断位置（破断した連結部）４８ａ、４８ｂが相対的に後退して衝撃Ｐを吸収することができる。このとき第２緩衝部材４４は、バンパリインフォース３０の前面に当接し、後端面４４ａと第１内壁面４６ａの間の角（以下、当接角と称する。）４６ａを支点に回転変位しながら下方へずれる。それにより、当接角４６ａが圧縮変形しながら破断位置４８ａ、４８ｂが後退して衝撃Ｐを吸収する。当接角４６ａが圧縮変形しながら衝撃Ｐを吸収するため、衝突体の受ける荷重は相対的にやや低下する。

図３（Ｃ）に示すように、第２緩衝部材４４は、更に回転変位して突起部４６を構成する第１内壁面４６ａがバンパリインフォース３０の前面に当接する。第１内壁面４６ａがバンパリインフォース３０の前面に当接すると、第２緩衝部材４４は後方に撓みながら圧縮変形して衝撃Ｐを吸収する。このとき荷重は相対的にやや高くなり、図４中に符号Ｃとして示す第２の荷重ピークを生じながら衝撃Ｐを緩和する。

以上のように構成された衝撃緩衝構造２０によれば、以下の作用効果を奏する。
まず、第２緩衝部材４４に空間５０に向けて突起する突起部４６が形成されていることにより、衝撃Ｐを受けている破断位置４８ａ、４８ｂが直にバンパリインフォース３０に当接するより先に、まず第１内壁面４６ａがバンパリインフォース３０に当接する。このとき、第１内壁面４６ａはバンパリインフォース３０に当接しているが、破断位置４８ａ、４８ｂが後方に空間５０ａを残した状態となっている。そのため、第２緩衝部材４４は圧縮変形するのみならず、後方に撓みながら衝撃を吸収するため、衝突体の受ける荷重がいきなり跳ね上がることがなく図４中に符号Ｃで示す第２の荷重ピークを従来（図４中符号ｃ）よりも低く抑えることができる。つまり、衝突体が受ける最大荷重をより低くして荷重変化を緩やかにすることができる。

次に、突起部４６が第１内壁面４６ａと第２内壁面４６ｂとの２面により形成された角面形状であり、後端面４４ａと第１内壁面４６ａの間に角（当接角４４ｂ）が形成されている。角（当接角４４ｂ）が圧縮変形することにより、連結部４８が破断してから第１内壁面４６ａがバンパリインフォース３０に当接するまでの間にも衝突体に一定の荷重をかけながら衝撃を吸収することができる。それにより、衝突体の受ける荷重が低下するもののその低下は従来より緩やかとなり、荷重が落ち込むことに起因する衝撃吸収量の減少、すなわち衝撃吸収性能の低下を防止し、一定の衝撃吸収量を確保することができる。

さらに、第１緩衝部材４２がバンパリインフォース３０の上隅において嵌合部４２ａがバンパリインフォース３０の前面３０ａに当接しながら嵌合しているため、この衝撃緩衝構造２０はバンパリインフォース３０の前面に確実に位置決めされており、平常時には後退しない。しかしながら嵌合部４２ａに連続する傾斜面４２ｂが形成されているため、第１緩衝部材４２が前方から所定値以上の衝撃Ｐを受けるとスムーズに嵌合が外れて後退することができる。したがって、衝撃Ｐを受けるとスムーズに衝撃を緩和し始めることができるとともに、平常時に確実に前方位置に位置決めされていることにより変位距離が保持されており効率よく衝撃を緩和することができる。

なお、本発明の衝撃緩衝構造は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態においては、相対的に下方に位置する第２緩衝部材４４に突起部４６が設けられているが、これに限定されるものではなく、上方に位置する緩衝部材に突起部を設けてもよいし、上方及び下方に位置するの両緩衝部材に突起部を設けてもよい。

また、突起部の形状は上記実施の形態に限定されず、３面以上の内壁面からなる角面形状や、円弧形状としてもよく、車両の衝撃吸収特性（性能）に応じて変更可能である。成形性の観点からは上記実施の形態の様に角面形状とするのが有利であり、緩やかな緩衝特性を得るには円弧形状が好ましい。突起部の形状は、波形や製作等の観点から総合的に決めればよい。

なお、衝撃緩衝部材の材質は特に限定されない。硬質発泡ウレタン材やポリプロピレン等の発泡樹脂製であれば、軽量であるとともに、衝撃を受けた破断位置が最終的にバンパリインフォースに当接した場合であってもなお圧縮変形して衝撃を緩和することができる。

本実施の形態の衝撃緩衝構造を備えた車両正面の透視図である。 図１に示す車両の（２）−（２）線断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は図２に示す本実施の形態の衝撃緩衝構造の衝撃緩衝作用を示す図である。 図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す本実施の形態の衝撃緩衝構造の衝撃緩衝作用における衝突体が受ける荷重と時間との関係を示すグラフである。 従来の衝撃緩衝部材を備えた車両前部の車両前後方向の断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は図５に示す従来の衝撃緩衝部材の衝撃緩衝作用を示す図である。 図６（ａ）〜（ｃ）に示す従来の衝撃緩衝構造の衝撃緩衝作用における衝突体が受ける荷重と時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 車両
１２ バンパフェイシャー
２０ 衝撃緩衝構造
３０ バンパリインフォース
４０ 衝撃緩衝部材
４２ 第１緩衝部材
４４ 第２緩衝部材
４６ 突起部
４８ 連結部
５０ 空間
Ｐ 衝撃

Claims (2)

1. 車体の前部において車幅方向に配設された剛体の長尺形状部材のバンパリインフォースと、該バンパリインフォースの前面に配設された衝撃緩衝部材と、を備えた車両の前部衝撃緩衝構造であって、
   前記衝撃緩衝部材は、上下に分割形成された第１緩衝部材と第２緩衝部材とが該緩衝部材間に後方位置で空間を形成して前方位置で連結部を介して一体的に連結されており、衝突体により前方から衝撃を受けたときに前記第１緩衝部材が前記バンパリインフォースに対して後方へ変位し、該バンパリインフォースにより前記空間が押し広げられて前記第１緩衝部材と前記第２緩衝部材とが離間することで前記連結部が破断可能に前記バンパリインフォースの前面に配設されており、
   前記第１緩衝部材と前記第２緩衝部材のうち少なくとも一方の緩衝部材には前記空間に向けて突起部が形成されており、衝突体により前方から衝撃を受けて前記両緩衝部材間の連結が破断されたときに該突起部が該破断位置より先にバンパリインフォースの前面に当接して衝撃を緩和することを特徴とする車両の前部衝撃緩衝構造。
2. 請求項１に記載の車両の前部衝撃緩衝構造であって、
   前記突起部は前記空間に向けて突起する角面形状又は円弧形状であることを特徴とする車両の前部衝撃緩衝構造。
   

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