車両用バンパーの衝撃吸収構造
【目的】車両用バンパの衝撃吸収構造において、低衝撃時には部品交換をすることなく元の状態に復帰させ、高衝撃時は十分に衝撃を吸収して乗員を保護する。
【構成】バンパ本体２と、衝撃吸収部材３とからなる。バンパ本体２は、パイプ状の金属をＵ状に折曲させることによって両端を平行な一対の脚部２ｂとし、中央部を上方部に折曲させて起立部２ｃとした本パイプと、Ｕ字状に折曲した金属パイプの中央部を本パイプの起立部２ｃに溶着固定し、金属パイプ両端をそれぞれ本パイプの脚部２ｂの固設部材２ａ近傍に溶着固定した補強パイプ２ｄとからなる。これにより、補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造がバンパ本体２に形成される。
一方、衝撃吸収部材３は、衝突時に前述したバンパ本体が車体へ向けて揺動した際にバンパ本体の起立部２c上端と接触するように車体に固定されている。
【構成】バンパ本体２と、衝撃吸収部材３とからなる。バンパ本体２は、パイプ状の金属をＵ状に折曲させることによって両端を平行な一対の脚部２ｂとし、中央部を上方部に折曲させて起立部２ｃとした本パイプと、Ｕ字状に折曲した金属パイプの中央部を本パイプの起立部２ｃに溶着固定し、金属パイプ両端をそれぞれ本パイプの脚部２ｂの固設部材２ａ近傍に溶着固定した補強パイプ２ｄとからなる。これにより、補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造がバンパ本体２に形成される。
一方、衝撃吸収部材３は、衝突時に前述したバンパ本体が車体へ向けて揺動した際にバンパ本体の起立部２c上端と接触するように車体に固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の衝突時の衝撃を吸収して乗員を保護する車両用バンパにおける衝撃吸収構造に関するものであって、特に小型車両に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおいて、車両の衝突時の変形による部品交換の煩わしさを軽減する為、衝突時のバンパの変形後、部品交換することなく、もとの状態に復帰させるバンパ構造が望まれている。例えば下記特許文献１には、車両前方に取り付けたバンパにおいて、バンパ１１下端を車体フレーム１２に対して揺動可能に固定し、かつ車体フレーム１２に連結したバネ１３にバンパ１１上部を結合することにより、バネ１３の付勢力によって、バンパ１１を車両外方へ付勢している（図１０）。
【０００３】
このような発明は、衝突時の車両の衝撃程度が小さいときは、一度変形したバンパ１１が、バネ１３の弾性力で元の状態に戻る為、部品交換の必要がなく、利便性の高いものである。しかしながら、衝突時の車両の衝撃程度が大きいときは、バネ１３の弾性変形力のみで衝撃吸収を賄うこととなる為、衝撃吸収が不十分であって、乗員にかかる衝撃が大きくなり、安全を損なうといった問題があった。
【特許文献１】特開平１１−７８７３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明においては、車両用バンパの衝撃吸収構造において、衝突時の衝撃が小さい時には、バンパ本体の変形により衝撃を吸収して部品交換をすることなく、元の状態に復帰させることができ、衝突時の衝撃が大きいときは、バンパ本体及び衝撃吸収部材の変形によって衝撃を充分に吸収して乗員を保護するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成すべく請求項１に記載した本発明は、車両前部、後部もしくは側部の少なくともいずれかに取り付けられてバンパ本体と衝撃吸収部材からなる衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおける衝撃吸収構造であって、前記バンパ本体は、略水平方向に複数並んでバンパ本体を車体に固設する固設部及び固設部から車両外方へ延伸する複数の脚部及び前記各脚部の車両外方側から脚部に対して上方へ起立して車両衝突時の衝撃を受ける起立部とからなり、前記起立部と前記脚部を連結して所定の荷重がかかるまで車両衝突時に前記起立部と前記脚部の角度を維持する補強部を有し、さらに、前記脚部には、前記補強部との連結部位と前記固設部の間に位置して前記補強部によって補強された部位よりも低い衝撃力で変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部位を有するものであって、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体における起立部が衝撃を受けて前記衝撃吸収部位の変形によって前記バンパ本体が車体側へ揺動した際に、前記起立部のいずれかの部位と接触して衝撃を吸収するものである。
【０００６】
また、前記目的を達成すべく請求項２に記載した本発明は、車両前部、後部もしくは側部の少なくともいずれかに取り付けられてバンパ本体と衝撃吸収部材からなる衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおける衝撃吸収構造であって、前記バンパ本体は、略水平方向に複数並んでバンパ本体を車体に固設する固設部及び固設部から車両外方へ延伸する複数の脚部及び前記各脚部の車両外方側から脚部に対して下方へ垂下して車両衝突時の衝撃を受ける垂下部とからなり、前記垂下部と前記脚部を連結して所定の荷重がかかるまで車両衝突時に前記垂下部と前記脚部の角度を維持する補強部を有し、さらに、前記脚部には、前記補強部との連結部位と前記固設部の間に位置して前記補強部によって補強された部位よりも低い衝撃力で変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部位を有するものであって、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体における垂下部が衝撃を受けて、前記衝撃吸収部位の変形によって前記バンパ本体が車体側へ揺動した際に、前記垂下部のいずれかの部位と接触して衝撃を吸収するものである。
【０００７】
なお、本発明の請求項１及び請求項２におけるバンパ本体の「衝撃吸収部位」とは、バンパ本体の脚部の一部に該当し、補強部と固設部の間に位置するものである。この衝撃吸収部位は、脚部における他の部位と構造を変化させて変形しやすくする場合が該当する。また、脚部の他の部位と構造は変わらないものの、脚部の他の部位に補強部を設けた結果他の部位に比して相対的に変形しやすくした場合も該当する。
【０００８】
また、前記目的を達成すべく請求項３に記載した本発明は、請求項1もしくは2に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記補強部は、前記起立部もしくは垂下部と前記脚部を連結する長尺状のものであって、前記起立部もしくは垂下部を一辺とし、前期脚部を一辺とするトラス構造を形成するものである。なお、「長尺状」とは、棒状のもの、平板状のもの等、幅、径に比して長さの長いものをいう。
【０００９】
さらに、前記目的を達成すべく請求項４に記載した本発明は、請求項3に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記バンパ本体における脚部と前記補強部の連結は前記固設部近傍であって、かつ前記バンパ本体における起立部もしくは垂下部と補強部の連結は、起立部上端近傍に補強部上端近傍を連結するもしくは垂下部下端近傍に補強部下端近傍を連結するものであって、車両衝突時に前記バンパ本体における起立部もしくは垂下部が衝撃を受けることによって、バンパ本体が車体側へ揺動し、前記起立部上端もしくは前記垂下部下端が前記衝撃吸収部材と接触して衝撃を吸収するものである。
【００１０】
さらに、前記目的を達成すべく請求項５に記載した本発明は、請求項1乃至4に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記バンパ本体における補強部は一本のパイプ状の金属を折曲させることによって成形されたものであって、パイプ状の金属の中央部を前記起立部もしくは垂下部に連結し、両端を前記脚部に連結したものである。
【００１１】
加えて、前記目的を達成すべく請求項６に記載した本発明は、請求項1乃至５に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体の起立部もしくは垂下部が車体側に揺動した際に、起立部もしくは垂下部と接触する接触面を有する受部と、変形により衝撃を吸収する変形部と、車体に固定するための固定部とからなるものであって、前記受部は、上端部もしくは下端部の少なくとも一方を車両外方へ折曲させたものである。
【発明の効果】
【００１２】
＜請求項１の発明＞
請求項１に記載の車両用バンパの衝撃吸収構造はバンパ本体と衝撃吸収部材を分離して設け、脚部及び起立部を有するバンパ本体に脚部と起立部を連結する補強部を設けた。また、バンパ本体の脚部は、補強部との連結部位と固設部間に衝撃吸収部位を有する。これにより、車両衝突時に起立部が受けた衝撃によって、バンパ本体が脚部と起立部の角度を維持した状態で衝撃吸収部位を中心として車体側へ揺動し、その後、バンパ本体の起立部と衝撃吸収部材が接触することによって衝撃吸収部材が衝撃を受けて変形する。最後にバンパ本体における補強部と起立部と脚部で形成される構造が破壊され、起立部と脚部の角度が広がることによりさらに衝撃を吸収できる。すなわち、本発明は、衝撃吸収度合に応じて三段階で衝撃を吸収できる。したがって、例えば衝撃が小さいときは、衝撃吸収部位のみの変形ですむ為、その後の措置によってバンパ本体の起立部を復帰させれば足り、部品の交換が不要となる。一方、衝撃が大きいときは、バンパ本体にかかった衝撃を衝撃吸収部材とバンパ本体の補強部の変形により、衝撃をさらに吸収することができる。したがって、乗員にかかる衝撃を軽減することができ、安全性の高いものとなる。なお、衝撃吸収部材の剛性に比してバンパ本体の補強部と起立部と脚部で形成される構造の剛性を低く設定した場合にあっては、先にバンパ本体における補強部等が破壊されて起立部と脚部の角度が広がった後、衝撃吸収部材が変形する。しかし、衝突時の変形が容易に予測できて衝突時の衝撃吸収部材とバンパ本体の起立部を確実に接触させることができる点で、衝撃吸収部材よりバンパ本体の補強部等の剛性を高く設定する方が望ましい。
【００１３】
＜請求項２の発明＞
請求項２に記載の車両用バンパの衝撃吸収構造はバンパ本体と衝撃吸収部材を分離して設け、脚部及び起立部を有するバンパ本体に脚部と起立部を連結する補強部を設けた。また、バンパ本体の脚部は、補強部との連結部位と固設部間に衝撃吸収部位を有する。これにより、車両衝突時に垂下部が受けた衝撃によって、バンパ本体が脚部と垂下部の角度を維持した状態で衝撃吸収部位を中心として車体側へ揺動し、その後、バンパ本体の垂下部と衝撃吸収部材が接触することによって衝撃吸収部材が衝撃を受けて変形する。最後にバンパ本体における補強部と垂下部と脚部で形成される構造が破壊され、垂下部と脚部の角度が広がることによりさらに衝撃を吸収できる。すなわち、本発明は、衝撃吸収度合に応じて三段階で衝撃を吸収できる。したがって、例えば衝撃が小さいときは、衝撃吸収部位のみの変形ですむ為、その後の措置によってバンパ本体の垂下部を復帰させれば足り、部品の交換が不要となる。一方、衝撃が大きいときは、衝撃吸収部材とバンパ本体の補強部の変形により、衝撃をさらに吸収することができる。したがって、乗員にかかる衝撃を軽減することができ、安全性の高いものとなる。なお、衝撃吸収部材の剛性に比してバンパ本体の補強部と垂下部と脚部で形成される構造の剛性を低く設定した場合にあっては、先にバンパ本体における補強部等が破壊されて垂下部と脚部の角度が広がった後、衝撃吸収部材が変形する。しかし、衝突時の変形が容易に予測できて衝突時の衝撃吸収部材とバンパ本体の垂下部を確実に接触させることができる点で、衝撃吸収部材よりバンパ本体の補強部等の剛性を高く設定する方が望ましい。
【００１４】
＜請求項３の発明＞
請求項３に記載の車両用バンパによれば、バンパ本体における起立部もしくは垂下部と脚部と補強部を各辺とするトラス構造を形成することとなるため、補強部を複雑にすることなくバンパ本体の剛性を確保することができる。
【００１５】
＜請求項４の発明＞
請求項４に記載の車両用バンパによれば、バンパ本体は、脚部と補強部の連結を脚部の固設部近傍にし、起立部上端と補強部上端を連結するか、もしくは垂下部下端と補強部下端を連結した。したがって、補強部を一端とするトラス構造は起立部もしくは垂下部全体で一辺を形成することができ、かつ脚部の大部分で他の一辺を形成することができる。その為、トラス構造を形成する各辺が不用意な部位で変形する恐れを軽減できる。また、衝突時には、バンパ本体の衝撃吸収部位を中心として起立部もしくは垂下部を一辺とするトラス構造を維持した状態で車体側へ揺動するが、起立部先端もしくは垂下部下端の軌跡が予測しやすく、衝撃吸収部材の車体への固定位置を明確にしやすいため、設計性に優れたものとなる。
【００１６】
＜請求項５の発明＞
請求項５に記載の車両用バンパによれば、補強部を一本のパイプ状の金属を折曲させることによって成形したものである為、部品点数の削減に寄与することができる。
【００１７】
＜請求項６の発明＞
請求項６に記載の車両用バンパによれば、衝撃吸収部材における受部の上端部もしくは下端部の少なくとも一方を、車両外方へ向けて折曲して形成したものである為、バンパ本体における起立部もしくは垂下部の先端が受部に接触した後、衝撃吸収部材における変形部の変形とバンパ本体の揺動によってバンパ本体における起立部もしくは垂下部と衝撃吸収部材の受部における接触位置が変化しても、両者の接触を維持し、確実にバンパ本体の衝撃を衝撃吸収部材に伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
本発明の車両用バンパにおける衝撃吸収構造は、図１に記したバンパ本体２及び図２に示した衝撃吸収部材３とからなる。
【００２０】
バンパ本体２は、本パイプ２ｂ、２ｃと補強パイプ２ｄ（請求項における補強部）と固設部材２ａ（請求項における固設部）とからなる。本パイプ２ｂ、２ｃは、パイプ状の金属をＵ状に折曲させることによって両端を平行な一対の脚部２ｂとし、さらに折曲したパイプ状の金属の中央部を脚部２ｂに対して上方かつ外方へ起立させる起立部２ｃを形成したものである。また、本パイプ２ｂ、２ｃを支持するための補強パイプ２ｄとして、Ｕ字状に折曲した金属パイプの中央部を本パイプの起立部２ｃ上端近傍に溶着固定し、金属パイプ両端をそれぞれ本パイプの脚部２ｂであって、後述する固設部材２ａの近傍に溶着固定する。固設部材２ａは、両端にフランジを設け、ネジ止め等により車体に固設する一対の平板状の金属プレートであって、本パイプ２ｂ、２ｃの両端にそれぞれ溶着固定される。ここで、バンパ本体２の脚部２ｂの延伸方向を正面とした場合の幅方向（以下幅方向と記す）からみたバンパ本体２は、起立部２ｃ、脚部２ｂ、補強パイプ２ｄを各辺とするトラス構造を形成する。ここで、トラス構造は、安定的な強度を有することは一般的に知られている。したがって、脚部２ｂにおける補強パイプ２ｄとの連結部位と固設部材２ａとの間の部位（本請求項における衝撃吸収部位）が、トラス構造の一辺となる脚部２ｂの他の部位や起立部２ｃ、補強パイプ２ｄよりも相対的に強度が低く、変形しやすくなっている。なお、補強パイプ２ｄは、折曲しない二本の棒状のパイプを用意し、各パイプの一端を起立部２ｃ端部に連結して他端を脚部２ｂに連結することにより、バンパ本体の幅方向の両端部でトラス構造をそれぞれ形成することも可能である。しかしながら、本実施の形態のように、「バンパ本体における幅方向の中央部に補強部上端を連結し、脚部に補強部下端を連結する」ことにより、衝撃をバンパ本体２の全体に分散しやすくなり、衝突時に起立部２ｃの幅方向両端部の変形が小さく、中央部のみ大きく変形するといった恐れをなくし、衝撃吸収部材３への衝撃の伝達を確実に行うことができる。
【００２１】
一方、衝撃吸収部材３は、受部３ａと、変形部３ｂと、固定部３ｃとからなる。受部３ａは、上下にフランジ３ａ２を有し、上下のフランジ３ａ２間に接触面３ａ１を有する金属プレートからなり、衝突時に前述したバンパ本体２が車体へ向けて揺動した際にバンパ本体の起立部上端が接触面３ａ１に接触するものである。上下のフランジ３ａ２を有することにより、バンパ本体２の起立部２ｃが接触面３ａ１と接触した後に衝撃吸収部材３が変形してバンパ本体がさらに回動した場合であっても、双方の接触状態を維持することができる。
【００２２】
一方変形部３ｂは、中空四角柱状の金属筒体から構成されるものであり、表面に複数の切欠き３ｂ１を設けることにより、前述した受部３ａがバンパ本体２の衝撃を受けた場合に変形して衝撃を吸収しやすい構造としている。なお、前述した受部３ａの接触面３ａ１の表面積が、変形部３ｂにおけるそれと平行する断面積より大きくしている。これにより、衝撃吸収部材３を大型化することなく、衝突時のバンパ本体２の起立部２ｃ上端と衝撃吸収部材３の接触を確実にして、設計性、生産性に優れたものとなる点で好ましい。
【００２３】
さらに、固定部３ｃは、変形部３ｂの後端に溶着固定されたものであり、ネジ止めにより車体に固定する為の平板状の金属からなるものである。
【００２４】
次に、以上に記した本発明における車両用バンパの衝撃吸収構造を図９に記す一人乗り電気自動車１の車体前部に取り付ける為の取り付け構造について詳述する。なお、本実施形態に関連のある車体前方の構造のみについて詳述し、車両後方等の説明を省略する。電気自動車の前方（図９における左方）は、図３に示すように、フレームＡＳＳＹ４の上にダッシュパネルリーンホースメント５がネジ止め固定された構造となっている。そして、バンパ本体２がフレームＡＳＳＹ４の先端に固設部２ａによってネジ止めされる。一方、衝撃吸収部材３は、ダッシュパネルリーンホースメント５の前面に固定部３ｃによってネジ止め固定される。このとき、バンパ本体２における補強パイプ２ｄと脚部２ｂの連結部は、固設部２ａ近傍に位置させ、かつバンパ本体２を側面視（脚部２ｂの延伸方向を正面とした場合の側面視）した際の補強パイプ２ｄにおける上下端連結部を結ぶ距離が、バンパ本体の固設部２ａの高さ方向中心位置と衝撃吸収部材３における受部３ａの高さ方向中心位置を側面視した際の直線距離に等しいものであることが望ましい（図４）。そのような構造によって、衝突時に、バンパ本体２は、補強パイプ２ｄと脚部２ｂの連結部と固設部２ａの間のいずれかの部位（請求項における衝撃吸収部位）を中心として補強パイプ２ｄと脚部２ｂと起立部２ｃを三辺とするトラス構造を維持しつつ、車体側に揺動する為、起立部２ｃ上端を衝撃吸収部材３の受部３ａと接触させて衝撃を衝撃吸収部材３に伝達できる。
【００２５】
以上のような車両用バンパの衝撃吸収構造を有する電気自動車前方は、図５に示すようなポリプロピレンを主材とする弾力性を有する樹脂からなるフードパネル６、バンパカバー７、フロントフェンダーＲＨパネル９、フロントフェンダーＬＨパネル８の各部品によって覆われる。
【００２６】
次に、以上に記した本発明によるバンパ構造を有する電気自動車が、走行中障害物等に衝突した場合について詳述する。
【００２７】
まず、低速走行時の衝突等、衝撃程度が小さい場合、車両正面のバンパカバー７を介してバンパ本体２の起立部２ｃが衝撃を受ける。バンパ本体２は、補強パイプ２ｄ、起立部２ｃ、脚部２ｂを三辺とするトラス構造を有することにより、その構造を維持しながら、脚部２ｂにおける補強パイプ２ｄとの連結部と固設部２ａの間で屈曲する。その結果、起立部が車体に取り付けられた衝撃吸収部材に向かって揺動することとなる。しかしながら、衝撃が軽度であることより、起立部２ｃ上端と衝撃吸収部材３の受部３ａが接触することなく、バンパ本体２の揺動が停止する。その後、工具等による人為的もしくは機械的作業により、バンパ本体２の衝突によって屈曲した部位について元の状態に戻すことにより、部品を交換することなく、再度利用することができる。なお、バンパカバー等の樹脂パネルは、弾力性を有するものであるため、衝突によって一時的に変形するものの、人為的な力によって元の状態に戻すことができるものである。
【００２８】
一方、高速走行時の衝突等、衝撃程度が大きい場合、バンパ本体２の変形については、前述した低衝撃時と同じく、バンパ本体２が補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造を維持しつつ、車体側へ回動する。この際、衝撃が大きいことにより、バンパ本体２の起立部２ｃの上端が衝撃吸収部材３の受部３ａに接触する。その結果、バンパ本体２の起立部２ｃが受けた衝撃が衝撃吸収部材３に伝達され、衝撃吸収部材３の変形部３ｂが変形して衝撃を吸収する。次に、衝撃吸収部材３における変形部３ｂの変形によっても衝撃の吸収が不十分であるときは、補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造が変形して脚部２ｂと起立部２ｃの角度が大きくなることによってさらに衝撃を吸収することとなる。
【００２９】
以上に記したように、本発明における車両用バンパは、衝突時の衝撃程度が大きい場合、バンパ本体２の揺動、衝撃吸収部材３における変形部３ｂの変形、バンパ本体２における補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造の変形の三段階で衝撃を吸収できるため、乗員にかかる衝撃を軽減して上員の保護を図ることができる。また、バンパ本体における起立部２ｃ及び脚部２ｂを一本のパイプを折曲させて形成したことより、部品点数が少なく、各部を別部品にする場合に比して起立部２ｃと脚部２ｂ間の剛性を高めることができる。さらに、起立部２ｃの容積が小さいことより、軽量化を図ることもできる。
【００３０】
次に本発明における第二の実施の形態について図６に基づいて詳述する。
【００３１】
本発明における第二の実施の形態は、第一の実施の形態に記した電気自動車用フロントバンパにおいて、第一の実施の形態と同じ構造を有するバンパ本体２を、ダッシュパネルリーンホースメント５の前面に固設部２ａによってネジ止め固設される。その時、第一の実施の形態における本パイプ２の起立部２ｃは、垂下部２ｅとして、先端が脚部２ｂに対して下方であって、外方へ向けて垂下するように固設する。一方、衝撃吸収部材３は、フレームＡＳＳＹ４の前端に固定部３cによって固定される。このような構造を有する車両用バンパの衝撃吸収構造において、衝突時には、垂下部が衝撃を受けてその下端が衝撃吸収部材３の受部３ａに向けて揺動する。そして、衝撃が小さいときはバンパ本体２の垂下部２ｅ下端が衝撃吸収部材３の受部３ａに接触することなく、バンパ本体２のみの変形で衝撃吸収を賄うことができる。したがって、人為的作業もしくは機械的作業によってバンパ本体２を元の状態に復帰させ、部品交換の必要性を軽減できる。
【００３２】
一方、衝撃が大きいときは、衝撃を受けたバンパ本体２の垂下部２ｅは、補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造を保ちながら衝撃吸収部材３の受部３ａに向けて揺動し、バンパ本体２の垂下部２ｅ下端が衝撃吸収部材３の受部３ａに接触して衝撃吸収部材３に衝撃が伝達され、衝撃吸収部材３における変形部３ｂの変形により衝撃を吸収する。また、変形部３ｂの変形によっても衝撃の吸収が十分でない場合は、バンパ本体２の補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造が潰れることによってさらに衝撃を吸収する。これにより、衝突時の衝撃を十分に吸収して乗員の安全を確保することができる。なお、この第二の実施の形態においても、補強パイプに２ｄおける脚部２ｃとの連結部は、固設部２ａ近傍に位置させ、かつバンパ本体２を側面視した際の補強パイプ２ｄにおける上下端連結部を結ぶ距離が、バンパ本体２の固設部２ａの高さ方向中心位置と衝撃吸収部材３における受部３ａの高さ方向中心位置におけるバンパ本体を側面視した際の距離に等しいものであることが望ましい。そのような構造によって、衝突時に、バンパ本体２は、脚部２ｃにおける補強パイプ２ｄとの連結部と固設部２ａの間のいずれかの部位（請求項における衝撃吸収部位）を中心として補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造を維持しつつ、車体側に揺動し、起立部２ｃ下端を衝撃吸収部材３の受部３ａに接触させて衝撃を衝撃吸収部材３に伝達することができる。
【００３３】
以上に記した本発明は、車両衝突時における衝撃程度が小さいときはバンパ本体の変形のみで衝撃の吸収を賄うため、後の人為的な作業により、バンパ本体２を元の状態に復帰させて部品交換する必要性を軽減できる。一方、車両衝突時における衝撃程度が大きいときは衝撃を受けたパンパ本体２の起立部２ｃ上端もしくは垂下部２ｅ下端が衝撃吸収部材３に衝撃を伝達できる為、衝撃吸収部材３の変形部３ｂの変形によって衝撃を吸収できる。さらに、バンパ本体２における補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造が潰されることにより、衝撃を吸収することができ、十分な衝撃吸収構造によって乗員を保護することができる。
【００３４】
以上本発明における実施の形態について記したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、例えば以下の実施の形態も考えられる。
【００３５】
例えば、本発明における実施の形態では、車両フロントバンパに採用する場合について記したが、フロントバンパに限らず、リアバンパー、サイドバンパーに用いることも考えられる。
【００３６】
また、本発明における実施の形態では、本発明における車両用バンパを一人乗用小型電気自動車に採用する場合について記したが、通常の乗用車に用いることも考えられる。なお、小型でない乗用車について本発明を採用する場合にあっては、バンパの幅が大きくなり、バンパ本体２の脚部２ｂによる起立部２ｃもしくは垂下部２ｅの支持が不十分になる恐れがある。したがって、脚部２ｂを多数にする、もしくは、本発明における車両用バンパの衝撃吸収構造を並列に複数並べて設ける構造が望ましい。
【００３７】
次に、本発明におけるバンパ本体２は、一本のパイプ状金属を折曲させることにより脚部２ｂ及び起立部２ｃもしくは垂下部２ｅを形成し、別の一本のパイプを折曲させることにより、補強パイプ２ｄとして形成している。しかしながら、本発明におけるバンパ本体２は、さらに複数の部材を結合させることにより構成することも考えられる。例えば、車両外方へ直線状に伸びる脚部２ｂの車両外方側先端に平板状の金属板もしくは硬質樹脂を起立部２ｃもしくは垂下部２ｅとして接合することが考えられる。
【００３８】
また、図７に示すように、バンパ本体の両端を支持する起立部２ｃ、脚部２ｂ、補強パイプ２ｄを金属パイプで形成した上で、両部材間を平板状硬質樹脂２ｆで接合しつつ、起立部２ｃの一部を担うことも可能である。この場合、平板状硬質樹脂２ｆを金属パイプよりも軽量とすることにより、軽量化を図ることが可能となる。但し、平板状硬質樹脂２ｆの剛性を衝撃吸収部材３における変形部３ｂの剛性より高くする必要がある。衝突時に衝撃吸収部材より先に平板状硬質樹脂２fが変形してしまうと、衝撃を衝撃吸収部材に伝達しにくくなるからである。また、このような場合等は、衝突時における衝撃吸収部材３における受部３ａと起立部２ｃの接触を起立部２ｃの先端とする必要がない。すなわち、衝撃吸収部材３の車体への固定高さ位置を本実施形態の場合に比して低く設定することによって、平板状硬質樹脂２fの先端部でなく、高さ方向中間部となる平板部と衝撃吸収部材を接触させることによって衝撃を伝達する構造が考えられる。但し、本実施の形態に記したように、衝突時に衝撃吸収部材３と接触する部位を起立部２ｃの先端とする方が、衝撃時における衝撃吸収部材３との接触位置及び角度を予測しやすく、受部３ａを大型化する必要性がないことより好ましい。
【００３９】
次に、本発明の請求項の補強部に相当する本実施の形態における補強パイプ２dは、脚部２bと起立部２ｃもしくは垂下部２ｅを連結する金属パイプで形成しているが、必ずしもパイプ状のものではなく、例えば図８に記すように３角形の板状のものにして、その一頂点を脚部２ｂの車体外方側端部であって、起立部２ｃの下端に位置させることによって、平板状の補強部２ｇがバンパ本体における脚部２ｂ、起立部２ｃの間を塞ぐ形態とすることも考えられる。
【００４０】
また、本発明の実施の形態におけるバンパ本体２の起立部２ｃもしくは垂下部２ｅは、脚部２ｂに対して外方へ起立もしくは垂下している。しかしながら、脚部２ｂに対して起立部２ｃもしくは垂下部２ｅを垂直に位置させることも可能である。但し、本発明のように「バンパ本体における起立部は、脚部に対して上方であって外方へ起立している」もしくは「バンパ本体における垂下部は、脚部に対して下方であって外方へ垂下している」ことが望ましい。衝突荷重を受けてバンパ本体の起立部２ｃもしくは垂下部２ｅが揺動することによって、起立部２ｂもしくは垂下部２ｅが垂直な位置になるまでの間に衝撃を吸収することができ、最初から垂直に起立部２ｂもしくは垂下部２ｅを形成した場合に比して乗員にかかる衝撃を吸収できるからである。
【００４１】
また、本発明における実施の形態において、衝撃吸収部材３は、変形部に切欠きを設けた中空状の金属筒体を用いているが、これ以外にも例えば硬質樹脂を用いた中空状のものを変形部として用いることも可能である。この場合、硬質樹脂はある程度の衝撃によって変形する為、金属板のように切欠きを設けなくとも変形部材としての機能を果たすものとすることができて、生産性の良好なものとなる。
【００４２】
さらに、本発明の実施の形態における脚部は、一端から他端まで一定の太さの金属パイプを用いているが、衝突時の屈曲位置を明確にして、より確実に起立部２ｃ上端もしくは垂下部２ｃ下端と衝撃吸収部材３を接触させる為、補強パイプ２ｄの脚部２ｂにおける補強パイプ２ｄとの連結位置と固設部２ａの間は、切り欠きを設けることや、径を小さくして他の脚部２ｂに比してあらかじめ剛性を低くしておく構造とすることが考えられる。また、固設部２ａと脚部２ｂ間をあらかじめ回動自在とした構造にして通常はロックしておき、衝突時に一定の負荷がかかった場合のみ、ロックが外れる構造としておけば、衝突時の衝撃が軽度である場合に、バンパ本体の元の状態への復帰を容易に行うことができる。
【００４３】
加えて、本発明の実施の形態におけるバンパ本体２は、起立部２ｃの上端近傍と補強パイプ２ｄの上端を連結している。もしくは、垂下部２ｅの下端近傍と補強パイプ部２ｄの下端を連結している。しかしながら、起立部２ｃ上端もしくは垂下部２ｅ下端以外の部位について補強パイプ２ｄの先端を連結することも考えられる。但し、本発明の実施形態のように、起立部２ｃもしくは垂下部２ｅの先端と補強パイプ２ｄの先端を結合した場合の方が、バンパ本体２の変形及び揺動時の軌跡の予測がしやすい為、設計性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明におけるバンパ本体の全体斜視図である。
【図２】本発明における衝撃吸収部材の全体斜視図である。
【図３】本発明におけるバンパ本体と衝撃吸収部材の車体への組み付け分解図である。
【図４】本発明における車両用バンパの衝撃吸収構造を車体に組み付けた状態での側面図である。
【図５】本発明のおける車両用バンパの衝撃吸収構造を覆う樹脂ボデーの分解図である。
【図６】本発明における別の実施形態における図３に相当する図である。
【図７】本発明における別の実施形態における図１に相当する図である。
【図８】本発明における別の実施形態における図１に相当する図である。
【図９】本発明の車両用バンパを搭載した小型車両である。
【図１０】従来の車両用バンパの側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 一人乗用小型電気自動車
２ バンパ本体
３ 衝撃吸収部材
４ フレームＡＳＳＹ
５ ダッシュパネルリーンホースメント
６ フードパネル
７ バンパカバー
８ フロントフェンダーLＨパネル
９ フロントフェンダーRＨパネル
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の衝突時の衝撃を吸収して乗員を保護する車両用バンパにおける衝撃吸収構造に関するものであって、特に小型車両に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおいて、車両の衝突時の変形による部品交換の煩わしさを軽減する為、衝突時のバンパの変形後、部品交換することなく、もとの状態に復帰させるバンパ構造が望まれている。例えば下記特許文献１には、車両前方に取り付けたバンパにおいて、バンパ１１下端を車体フレーム１２に対して揺動可能に固定し、かつ車体フレーム１２に連結したバネ１３にバンパ１１上部を結合することにより、バネ１３の付勢力によって、バンパ１１を車両外方へ付勢している（図１０）。
【０００３】
このような発明は、衝突時の車両の衝撃程度が小さいときは、一度変形したバンパ１１が、バネ１３の弾性力で元の状態に戻る為、部品交換の必要がなく、利便性の高いものである。しかしながら、衝突時の車両の衝撃程度が大きいときは、バネ１３の弾性変形力のみで衝撃吸収を賄うこととなる為、衝撃吸収が不十分であって、乗員にかかる衝撃が大きくなり、安全を損なうといった問題があった。
【特許文献１】特開平１１−７８７３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明においては、車両用バンパの衝撃吸収構造において、衝突時の衝撃が小さい時には、バンパ本体の変形により衝撃を吸収して部品交換をすることなく、元の状態に復帰させることができ、衝突時の衝撃が大きいときは、バンパ本体及び衝撃吸収部材の変形によって衝撃を充分に吸収して乗員を保護するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成すべく請求項１に記載した本発明は、車両前部、後部もしくは側部の少なくともいずれかに取り付けられてバンパ本体と衝撃吸収部材からなる衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおける衝撃吸収構造であって、前記バンパ本体は、略水平方向に複数並んでバンパ本体を車体に固設する固設部及び固設部から車両外方へ延伸する複数の脚部及び前記各脚部の車両外方側から脚部に対して上方へ起立して車両衝突時の衝撃を受ける起立部とからなり、前記起立部と前記脚部を連結して所定の荷重がかかるまで車両衝突時に前記起立部と前記脚部の角度を維持する補強部を有し、さらに、前記脚部には、前記補強部との連結部位と前記固設部の間に位置して前記補強部によって補強された部位よりも低い衝撃力で変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部位を有するものであって、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体における起立部が衝撃を受けて前記衝撃吸収部位の変形によって前記バンパ本体が車体側へ揺動した際に、前記起立部のいずれかの部位と接触して衝撃を吸収するものである。
【０００６】
また、前記目的を達成すべく請求項２に記載した本発明は、車両前部、後部もしくは側部の少なくともいずれかに取り付けられてバンパ本体と衝撃吸収部材からなる衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおける衝撃吸収構造であって、前記バンパ本体は、略水平方向に複数並んでバンパ本体を車体に固設する固設部及び固設部から車両外方へ延伸する複数の脚部及び前記各脚部の車両外方側から脚部に対して下方へ垂下して車両衝突時の衝撃を受ける垂下部とからなり、前記垂下部と前記脚部を連結して所定の荷重がかかるまで車両衝突時に前記垂下部と前記脚部の角度を維持する補強部を有し、さらに、前記脚部には、前記補強部との連結部位と前記固設部の間に位置して前記補強部によって補強された部位よりも低い衝撃力で変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部位を有するものであって、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体における垂下部が衝撃を受けて、前記衝撃吸収部位の変形によって前記バンパ本体が車体側へ揺動した際に、前記垂下部のいずれかの部位と接触して衝撃を吸収するものである。
【０００７】
なお、本発明の請求項１及び請求項２におけるバンパ本体の「衝撃吸収部位」とは、バンパ本体の脚部の一部に該当し、補強部と固設部の間に位置するものである。この衝撃吸収部位は、脚部における他の部位と構造を変化させて変形しやすくする場合が該当する。また、脚部の他の部位と構造は変わらないものの、脚部の他の部位に補強部を設けた結果他の部位に比して相対的に変形しやすくした場合も該当する。
【０００８】
また、前記目的を達成すべく請求項３に記載した本発明は、請求項1もしくは2に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記補強部は、前記起立部もしくは垂下部と前記脚部を連結する長尺状のものであって、前記起立部もしくは垂下部を一辺とし、前期脚部を一辺とするトラス構造を形成するものである。なお、「長尺状」とは、棒状のもの、平板状のもの等、幅、径に比して長さの長いものをいう。
【０００９】
さらに、前記目的を達成すべく請求項４に記載した本発明は、請求項3に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記バンパ本体における脚部と前記補強部の連結は前記固設部近傍であって、かつ前記バンパ本体における起立部もしくは垂下部と補強部の連結は、起立部上端近傍に補強部上端近傍を連結するもしくは垂下部下端近傍に補強部下端近傍を連結するものであって、車両衝突時に前記バンパ本体における起立部もしくは垂下部が衝撃を受けることによって、バンパ本体が車体側へ揺動し、前記起立部上端もしくは前記垂下部下端が前記衝撃吸収部材と接触して衝撃を吸収するものである。
【００１０】
さらに、前記目的を達成すべく請求項５に記載した本発明は、請求項1乃至4に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記バンパ本体における補強部は一本のパイプ状の金属を折曲させることによって成形されたものであって、パイプ状の金属の中央部を前記起立部もしくは垂下部に連結し、両端を前記脚部に連結したものである。
【００１１】
加えて、前記目的を達成すべく請求項６に記載した本発明は、請求項1乃至５に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体の起立部もしくは垂下部が車体側に揺動した際に、起立部もしくは垂下部と接触する接触面を有する受部と、変形により衝撃を吸収する変形部と、車体に固定するための固定部とからなるものであって、前記受部は、上端部もしくは下端部の少なくとも一方を車両外方へ折曲させたものである。
【発明の効果】
【００１２】
＜請求項１の発明＞
請求項１に記載の車両用バンパの衝撃吸収構造はバンパ本体と衝撃吸収部材を分離して設け、脚部及び起立部を有するバンパ本体に脚部と起立部を連結する補強部を設けた。また、バンパ本体の脚部は、補強部との連結部位と固設部間に衝撃吸収部位を有する。これにより、車両衝突時に起立部が受けた衝撃によって、バンパ本体が脚部と起立部の角度を維持した状態で衝撃吸収部位を中心として車体側へ揺動し、その後、バンパ本体の起立部と衝撃吸収部材が接触することによって衝撃吸収部材が衝撃を受けて変形する。最後にバンパ本体における補強部と起立部と脚部で形成される構造が破壊され、起立部と脚部の角度が広がることによりさらに衝撃を吸収できる。すなわち、本発明は、衝撃吸収度合に応じて三段階で衝撃を吸収できる。したがって、例えば衝撃が小さいときは、衝撃吸収部位のみの変形ですむ為、その後の措置によってバンパ本体の起立部を復帰させれば足り、部品の交換が不要となる。一方、衝撃が大きいときは、バンパ本体にかかった衝撃を衝撃吸収部材とバンパ本体の補強部の変形により、衝撃をさらに吸収することができる。したがって、乗員にかかる衝撃を軽減することができ、安全性の高いものとなる。なお、衝撃吸収部材の剛性に比してバンパ本体の補強部と起立部と脚部で形成される構造の剛性を低く設定した場合にあっては、先にバンパ本体における補強部等が破壊されて起立部と脚部の角度が広がった後、衝撃吸収部材が変形する。しかし、衝突時の変形が容易に予測できて衝突時の衝撃吸収部材とバンパ本体の起立部を確実に接触させることができる点で、衝撃吸収部材よりバンパ本体の補強部等の剛性を高く設定する方が望ましい。
【００１３】
＜請求項２の発明＞
請求項２に記載の車両用バンパの衝撃吸収構造はバンパ本体と衝撃吸収部材を分離して設け、脚部及び起立部を有するバンパ本体に脚部と起立部を連結する補強部を設けた。また、バンパ本体の脚部は、補強部との連結部位と固設部間に衝撃吸収部位を有する。これにより、車両衝突時に垂下部が受けた衝撃によって、バンパ本体が脚部と垂下部の角度を維持した状態で衝撃吸収部位を中心として車体側へ揺動し、その後、バンパ本体の垂下部と衝撃吸収部材が接触することによって衝撃吸収部材が衝撃を受けて変形する。最後にバンパ本体における補強部と垂下部と脚部で形成される構造が破壊され、垂下部と脚部の角度が広がることによりさらに衝撃を吸収できる。すなわち、本発明は、衝撃吸収度合に応じて三段階で衝撃を吸収できる。したがって、例えば衝撃が小さいときは、衝撃吸収部位のみの変形ですむ為、その後の措置によってバンパ本体の垂下部を復帰させれば足り、部品の交換が不要となる。一方、衝撃が大きいときは、衝撃吸収部材とバンパ本体の補強部の変形により、衝撃をさらに吸収することができる。したがって、乗員にかかる衝撃を軽減することができ、安全性の高いものとなる。なお、衝撃吸収部材の剛性に比してバンパ本体の補強部と垂下部と脚部で形成される構造の剛性を低く設定した場合にあっては、先にバンパ本体における補強部等が破壊されて垂下部と脚部の角度が広がった後、衝撃吸収部材が変形する。しかし、衝突時の変形が容易に予測できて衝突時の衝撃吸収部材とバンパ本体の垂下部を確実に接触させることができる点で、衝撃吸収部材よりバンパ本体の補強部等の剛性を高く設定する方が望ましい。
【００１４】
＜請求項３の発明＞
請求項３に記載の車両用バンパによれば、バンパ本体における起立部もしくは垂下部と脚部と補強部を各辺とするトラス構造を形成することとなるため、補強部を複雑にすることなくバンパ本体の剛性を確保することができる。
【００１５】
＜請求項４の発明＞
請求項４に記載の車両用バンパによれば、バンパ本体は、脚部と補強部の連結を脚部の固設部近傍にし、起立部上端と補強部上端を連結するか、もしくは垂下部下端と補強部下端を連結した。したがって、補強部を一端とするトラス構造は起立部もしくは垂下部全体で一辺を形成することができ、かつ脚部の大部分で他の一辺を形成することができる。その為、トラス構造を形成する各辺が不用意な部位で変形する恐れを軽減できる。また、衝突時には、バンパ本体の衝撃吸収部位を中心として起立部もしくは垂下部を一辺とするトラス構造を維持した状態で車体側へ揺動するが、起立部先端もしくは垂下部下端の軌跡が予測しやすく、衝撃吸収部材の車体への固定位置を明確にしやすいため、設計性に優れたものとなる。
【００１６】
＜請求項５の発明＞
請求項５に記載の車両用バンパによれば、補強部を一本のパイプ状の金属を折曲させることによって成形したものである為、部品点数の削減に寄与することができる。
【００１７】
＜請求項６の発明＞
請求項６に記載の車両用バンパによれば、衝撃吸収部材における受部の上端部もしくは下端部の少なくとも一方を、車両外方へ向けて折曲して形成したものである為、バンパ本体における起立部もしくは垂下部の先端が受部に接触した後、衝撃吸収部材における変形部の変形とバンパ本体の揺動によってバンパ本体における起立部もしくは垂下部と衝撃吸収部材の受部における接触位置が変化しても、両者の接触を維持し、確実にバンパ本体の衝撃を衝撃吸収部材に伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
本発明の車両用バンパにおける衝撃吸収構造は、図１に記したバンパ本体２及び図２に示した衝撃吸収部材３とからなる。
【００２０】
バンパ本体２は、本パイプ２ｂ、２ｃと補強パイプ２ｄ（請求項における補強部）と固設部材２ａ（請求項における固設部）とからなる。本パイプ２ｂ、２ｃは、パイプ状の金属をＵ状に折曲させることによって両端を平行な一対の脚部２ｂとし、さらに折曲したパイプ状の金属の中央部を脚部２ｂに対して上方かつ外方へ起立させる起立部２ｃを形成したものである。また、本パイプ２ｂ、２ｃを支持するための補強パイプ２ｄとして、Ｕ字状に折曲した金属パイプの中央部を本パイプの起立部２ｃ上端近傍に溶着固定し、金属パイプ両端をそれぞれ本パイプの脚部２ｂであって、後述する固設部材２ａの近傍に溶着固定する。固設部材２ａは、両端にフランジを設け、ネジ止め等により車体に固設する一対の平板状の金属プレートであって、本パイプ２ｂ、２ｃの両端にそれぞれ溶着固定される。ここで、バンパ本体２の脚部２ｂの延伸方向を正面とした場合の幅方向（以下幅方向と記す）からみたバンパ本体２は、起立部２ｃ、脚部２ｂ、補強パイプ２ｄを各辺とするトラス構造を形成する。ここで、トラス構造は、安定的な強度を有することは一般的に知られている。したがって、脚部２ｂにおける補強パイプ２ｄとの連結部位と固設部材２ａとの間の部位（本請求項における衝撃吸収部位）が、トラス構造の一辺となる脚部２ｂの他の部位や起立部２ｃ、補強パイプ２ｄよりも相対的に強度が低く、変形しやすくなっている。なお、補強パイプ２ｄは、折曲しない二本の棒状のパイプを用意し、各パイプの一端を起立部２ｃ端部に連結して他端を脚部２ｂに連結することにより、バンパ本体の幅方向の両端部でトラス構造をそれぞれ形成することも可能である。しかしながら、本実施の形態のように、「バンパ本体における幅方向の中央部に補強部上端を連結し、脚部に補強部下端を連結する」ことにより、衝撃をバンパ本体２の全体に分散しやすくなり、衝突時に起立部２ｃの幅方向両端部の変形が小さく、中央部のみ大きく変形するといった恐れをなくし、衝撃吸収部材３への衝撃の伝達を確実に行うことができる。
【００２１】
一方、衝撃吸収部材３は、受部３ａと、変形部３ｂと、固定部３ｃとからなる。受部３ａは、上下にフランジ３ａ２を有し、上下のフランジ３ａ２間に接触面３ａ１を有する金属プレートからなり、衝突時に前述したバンパ本体２が車体へ向けて揺動した際にバンパ本体の起立部上端が接触面３ａ１に接触するものである。上下のフランジ３ａ２を有することにより、バンパ本体２の起立部２ｃが接触面３ａ１と接触した後に衝撃吸収部材３が変形してバンパ本体がさらに回動した場合であっても、双方の接触状態を維持することができる。
【００２２】
一方変形部３ｂは、中空四角柱状の金属筒体から構成されるものであり、表面に複数の切欠き３ｂ１を設けることにより、前述した受部３ａがバンパ本体２の衝撃を受けた場合に変形して衝撃を吸収しやすい構造としている。なお、前述した受部３ａの接触面３ａ１の表面積が、変形部３ｂにおけるそれと平行する断面積より大きくしている。これにより、衝撃吸収部材３を大型化することなく、衝突時のバンパ本体２の起立部２ｃ上端と衝撃吸収部材３の接触を確実にして、設計性、生産性に優れたものとなる点で好ましい。
【００２３】
さらに、固定部３ｃは、変形部３ｂの後端に溶着固定されたものであり、ネジ止めにより車体に固定する為の平板状の金属からなるものである。
【００２４】
次に、以上に記した本発明における車両用バンパの衝撃吸収構造を図９に記す一人乗り電気自動車１の車体前部に取り付ける為の取り付け構造について詳述する。なお、本実施形態に関連のある車体前方の構造のみについて詳述し、車両後方等の説明を省略する。電気自動車の前方（図９における左方）は、図３に示すように、フレームＡＳＳＹ４の上にダッシュパネルリーンホースメント５がネジ止め固定された構造となっている。そして、バンパ本体２がフレームＡＳＳＹ４の先端に固設部２ａによってネジ止めされる。一方、衝撃吸収部材３は、ダッシュパネルリーンホースメント５の前面に固定部３ｃによってネジ止め固定される。このとき、バンパ本体２における補強パイプ２ｄと脚部２ｂの連結部は、固設部２ａ近傍に位置させ、かつバンパ本体２を側面視（脚部２ｂの延伸方向を正面とした場合の側面視）した際の補強パイプ２ｄにおける上下端連結部を結ぶ距離が、バンパ本体の固設部２ａの高さ方向中心位置と衝撃吸収部材３における受部３ａの高さ方向中心位置を側面視した際の直線距離に等しいものであることが望ましい（図４）。そのような構造によって、衝突時に、バンパ本体２は、補強パイプ２ｄと脚部２ｂの連結部と固設部２ａの間のいずれかの部位（請求項における衝撃吸収部位）を中心として補強パイプ２ｄと脚部２ｂと起立部２ｃを三辺とするトラス構造を維持しつつ、車体側に揺動する為、起立部２ｃ上端を衝撃吸収部材３の受部３ａと接触させて衝撃を衝撃吸収部材３に伝達できる。
【００２５】
以上のような車両用バンパの衝撃吸収構造を有する電気自動車前方は、図５に示すようなポリプロピレンを主材とする弾力性を有する樹脂からなるフードパネル６、バンパカバー７、フロントフェンダーＲＨパネル９、フロントフェンダーＬＨパネル８の各部品によって覆われる。
【００２６】
次に、以上に記した本発明によるバンパ構造を有する電気自動車が、走行中障害物等に衝突した場合について詳述する。
【００２７】
まず、低速走行時の衝突等、衝撃程度が小さい場合、車両正面のバンパカバー７を介してバンパ本体２の起立部２ｃが衝撃を受ける。バンパ本体２は、補強パイプ２ｄ、起立部２ｃ、脚部２ｂを三辺とするトラス構造を有することにより、その構造を維持しながら、脚部２ｂにおける補強パイプ２ｄとの連結部と固設部２ａの間で屈曲する。その結果、起立部が車体に取り付けられた衝撃吸収部材に向かって揺動することとなる。しかしながら、衝撃が軽度であることより、起立部２ｃ上端と衝撃吸収部材３の受部３ａが接触することなく、バンパ本体２の揺動が停止する。その後、工具等による人為的もしくは機械的作業により、バンパ本体２の衝突によって屈曲した部位について元の状態に戻すことにより、部品を交換することなく、再度利用することができる。なお、バンパカバー等の樹脂パネルは、弾力性を有するものであるため、衝突によって一時的に変形するものの、人為的な力によって元の状態に戻すことができるものである。
【００２８】
一方、高速走行時の衝突等、衝撃程度が大きい場合、バンパ本体２の変形については、前述した低衝撃時と同じく、バンパ本体２が補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造を維持しつつ、車体側へ回動する。この際、衝撃が大きいことにより、バンパ本体２の起立部２ｃの上端が衝撃吸収部材３の受部３ａに接触する。その結果、バンパ本体２の起立部２ｃが受けた衝撃が衝撃吸収部材３に伝達され、衝撃吸収部材３の変形部３ｂが変形して衝撃を吸収する。次に、衝撃吸収部材３における変形部３ｂの変形によっても衝撃の吸収が不十分であるときは、補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造が変形して脚部２ｂと起立部２ｃの角度が大きくなることによってさらに衝撃を吸収することとなる。
【００２９】
以上に記したように、本発明における車両用バンパは、衝突時の衝撃程度が大きい場合、バンパ本体２の揺動、衝撃吸収部材３における変形部３ｂの変形、バンパ本体２における補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造の変形の三段階で衝撃を吸収できるため、乗員にかかる衝撃を軽減して上員の保護を図ることができる。また、バンパ本体における起立部２ｃ及び脚部２ｂを一本のパイプを折曲させて形成したことより、部品点数が少なく、各部を別部品にする場合に比して起立部２ｃと脚部２ｂ間の剛性を高めることができる。さらに、起立部２ｃの容積が小さいことより、軽量化を図ることもできる。
【００３０】
次に本発明における第二の実施の形態について図６に基づいて詳述する。
【００３１】
本発明における第二の実施の形態は、第一の実施の形態に記した電気自動車用フロントバンパにおいて、第一の実施の形態と同じ構造を有するバンパ本体２を、ダッシュパネルリーンホースメント５の前面に固設部２ａによってネジ止め固設される。その時、第一の実施の形態における本パイプ２の起立部２ｃは、垂下部２ｅとして、先端が脚部２ｂに対して下方であって、外方へ向けて垂下するように固設する。一方、衝撃吸収部材３は、フレームＡＳＳＹ４の前端に固定部３cによって固定される。このような構造を有する車両用バンパの衝撃吸収構造において、衝突時には、垂下部が衝撃を受けてその下端が衝撃吸収部材３の受部３ａに向けて揺動する。そして、衝撃が小さいときはバンパ本体２の垂下部２ｅ下端が衝撃吸収部材３の受部３ａに接触することなく、バンパ本体２のみの変形で衝撃吸収を賄うことができる。したがって、人為的作業もしくは機械的作業によってバンパ本体２を元の状態に復帰させ、部品交換の必要性を軽減できる。
【００３２】
一方、衝撃が大きいときは、衝撃を受けたバンパ本体２の垂下部２ｅは、補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造を保ちながら衝撃吸収部材３の受部３ａに向けて揺動し、バンパ本体２の垂下部２ｅ下端が衝撃吸収部材３の受部３ａに接触して衝撃吸収部材３に衝撃が伝達され、衝撃吸収部材３における変形部３ｂの変形により衝撃を吸収する。また、変形部３ｂの変形によっても衝撃の吸収が十分でない場合は、バンパ本体２の補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造が潰れることによってさらに衝撃を吸収する。これにより、衝突時の衝撃を十分に吸収して乗員の安全を確保することができる。なお、この第二の実施の形態においても、補強パイプに２ｄおける脚部２ｃとの連結部は、固設部２ａ近傍に位置させ、かつバンパ本体２を側面視した際の補強パイプ２ｄにおける上下端連結部を結ぶ距離が、バンパ本体２の固設部２ａの高さ方向中心位置と衝撃吸収部材３における受部３ａの高さ方向中心位置におけるバンパ本体を側面視した際の距離に等しいものであることが望ましい。そのような構造によって、衝突時に、バンパ本体２は、脚部２ｃにおける補強パイプ２ｄとの連結部と固設部２ａの間のいずれかの部位（請求項における衝撃吸収部位）を中心として補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造を維持しつつ、車体側に揺動し、起立部２ｃ下端を衝撃吸収部材３の受部３ａに接触させて衝撃を衝撃吸収部材３に伝達することができる。
【００３３】
以上に記した本発明は、車両衝突時における衝撃程度が小さいときはバンパ本体の変形のみで衝撃の吸収を賄うため、後の人為的な作業により、バンパ本体２を元の状態に復帰させて部品交換する必要性を軽減できる。一方、車両衝突時における衝撃程度が大きいときは衝撃を受けたパンパ本体２の起立部２ｃ上端もしくは垂下部２ｅ下端が衝撃吸収部材３に衝撃を伝達できる為、衝撃吸収部材３の変形部３ｂの変形によって衝撃を吸収できる。さらに、バンパ本体２における補強パイプ２ｄを一辺とするトラス構造が潰されることにより、衝撃を吸収することができ、十分な衝撃吸収構造によって乗員を保護することができる。
【００３４】
以上本発明における実施の形態について記したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、例えば以下の実施の形態も考えられる。
【００３５】
例えば、本発明における実施の形態では、車両フロントバンパに採用する場合について記したが、フロントバンパに限らず、リアバンパー、サイドバンパーに用いることも考えられる。
【００３６】
また、本発明における実施の形態では、本発明における車両用バンパを一人乗用小型電気自動車に採用する場合について記したが、通常の乗用車に用いることも考えられる。なお、小型でない乗用車について本発明を採用する場合にあっては、バンパの幅が大きくなり、バンパ本体２の脚部２ｂによる起立部２ｃもしくは垂下部２ｅの支持が不十分になる恐れがある。したがって、脚部２ｂを多数にする、もしくは、本発明における車両用バンパの衝撃吸収構造を並列に複数並べて設ける構造が望ましい。
【００３７】
次に、本発明におけるバンパ本体２は、一本のパイプ状金属を折曲させることにより脚部２ｂ及び起立部２ｃもしくは垂下部２ｅを形成し、別の一本のパイプを折曲させることにより、補強パイプ２ｄとして形成している。しかしながら、本発明におけるバンパ本体２は、さらに複数の部材を結合させることにより構成することも考えられる。例えば、車両外方へ直線状に伸びる脚部２ｂの車両外方側先端に平板状の金属板もしくは硬質樹脂を起立部２ｃもしくは垂下部２ｅとして接合することが考えられる。
【００３８】
また、図７に示すように、バンパ本体の両端を支持する起立部２ｃ、脚部２ｂ、補強パイプ２ｄを金属パイプで形成した上で、両部材間を平板状硬質樹脂２ｆで接合しつつ、起立部２ｃの一部を担うことも可能である。この場合、平板状硬質樹脂２ｆを金属パイプよりも軽量とすることにより、軽量化を図ることが可能となる。但し、平板状硬質樹脂２ｆの剛性を衝撃吸収部材３における変形部３ｂの剛性より高くする必要がある。衝突時に衝撃吸収部材より先に平板状硬質樹脂２fが変形してしまうと、衝撃を衝撃吸収部材に伝達しにくくなるからである。また、このような場合等は、衝突時における衝撃吸収部材３における受部３ａと起立部２ｃの接触を起立部２ｃの先端とする必要がない。すなわち、衝撃吸収部材３の車体への固定高さ位置を本実施形態の場合に比して低く設定することによって、平板状硬質樹脂２fの先端部でなく、高さ方向中間部となる平板部と衝撃吸収部材を接触させることによって衝撃を伝達する構造が考えられる。但し、本実施の形態に記したように、衝突時に衝撃吸収部材３と接触する部位を起立部２ｃの先端とする方が、衝撃時における衝撃吸収部材３との接触位置及び角度を予測しやすく、受部３ａを大型化する必要性がないことより好ましい。
【００３９】
次に、本発明の請求項の補強部に相当する本実施の形態における補強パイプ２dは、脚部２bと起立部２ｃもしくは垂下部２ｅを連結する金属パイプで形成しているが、必ずしもパイプ状のものではなく、例えば図８に記すように３角形の板状のものにして、その一頂点を脚部２ｂの車体外方側端部であって、起立部２ｃの下端に位置させることによって、平板状の補強部２ｇがバンパ本体における脚部２ｂ、起立部２ｃの間を塞ぐ形態とすることも考えられる。
【００４０】
また、本発明の実施の形態におけるバンパ本体２の起立部２ｃもしくは垂下部２ｅは、脚部２ｂに対して外方へ起立もしくは垂下している。しかしながら、脚部２ｂに対して起立部２ｃもしくは垂下部２ｅを垂直に位置させることも可能である。但し、本発明のように「バンパ本体における起立部は、脚部に対して上方であって外方へ起立している」もしくは「バンパ本体における垂下部は、脚部に対して下方であって外方へ垂下している」ことが望ましい。衝突荷重を受けてバンパ本体の起立部２ｃもしくは垂下部２ｅが揺動することによって、起立部２ｂもしくは垂下部２ｅが垂直な位置になるまでの間に衝撃を吸収することができ、最初から垂直に起立部２ｂもしくは垂下部２ｅを形成した場合に比して乗員にかかる衝撃を吸収できるからである。
【００４１】
また、本発明における実施の形態において、衝撃吸収部材３は、変形部に切欠きを設けた中空状の金属筒体を用いているが、これ以外にも例えば硬質樹脂を用いた中空状のものを変形部として用いることも可能である。この場合、硬質樹脂はある程度の衝撃によって変形する為、金属板のように切欠きを設けなくとも変形部材としての機能を果たすものとすることができて、生産性の良好なものとなる。
【００４２】
さらに、本発明の実施の形態における脚部は、一端から他端まで一定の太さの金属パイプを用いているが、衝突時の屈曲位置を明確にして、より確実に起立部２ｃ上端もしくは垂下部２ｃ下端と衝撃吸収部材３を接触させる為、補強パイプ２ｄの脚部２ｂにおける補強パイプ２ｄとの連結位置と固設部２ａの間は、切り欠きを設けることや、径を小さくして他の脚部２ｂに比してあらかじめ剛性を低くしておく構造とすることが考えられる。また、固設部２ａと脚部２ｂ間をあらかじめ回動自在とした構造にして通常はロックしておき、衝突時に一定の負荷がかかった場合のみ、ロックが外れる構造としておけば、衝突時の衝撃が軽度である場合に、バンパ本体の元の状態への復帰を容易に行うことができる。
【００４３】
加えて、本発明の実施の形態におけるバンパ本体２は、起立部２ｃの上端近傍と補強パイプ２ｄの上端を連結している。もしくは、垂下部２ｅの下端近傍と補強パイプ部２ｄの下端を連結している。しかしながら、起立部２ｃ上端もしくは垂下部２ｅ下端以外の部位について補強パイプ２ｄの先端を連結することも考えられる。但し、本発明の実施形態のように、起立部２ｃもしくは垂下部２ｅの先端と補強パイプ２ｄの先端を結合した場合の方が、バンパ本体２の変形及び揺動時の軌跡の予測がしやすい為、設計性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明におけるバンパ本体の全体斜視図である。
【図２】本発明における衝撃吸収部材の全体斜視図である。
【図３】本発明におけるバンパ本体と衝撃吸収部材の車体への組み付け分解図である。
【図４】本発明における車両用バンパの衝撃吸収構造を車体に組み付けた状態での側面図である。
【図５】本発明のおける車両用バンパの衝撃吸収構造を覆う樹脂ボデーの分解図である。
【図６】本発明における別の実施形態における図３に相当する図である。
【図７】本発明における別の実施形態における図１に相当する図である。
【図８】本発明における別の実施形態における図１に相当する図である。
【図９】本発明の車両用バンパを搭載した小型車両である。
【図１０】従来の車両用バンパの側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 一人乗用小型電気自動車
２ バンパ本体
３ 衝撃吸収部材
４ フレームＡＳＳＹ
５ ダッシュパネルリーンホースメント
６ フードパネル
７ バンパカバー
８ フロントフェンダーLＨパネル
９ フロントフェンダーRＨパネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部、後部もしくは側部の少なくともいずれかに取り付けられてバンパ本体と衝撃吸収部材からなる衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおける衝撃吸収構造であって、前記バンパ本体は、略水平方向に複数並んでバンパ本体を車体に固設する固設部及び固設部から車両外方へ延伸する複数の脚部及び前記各脚部の車両外方側から脚部に対して上方へ起立して車両衝突時の衝撃を受ける起立部とからなり、前記起立部と前記脚部を連結して所定の荷重がかかるまで車両衝突時に前記起立部と前記脚部の角度を維持する補強部を有し、さらに、前記脚部には、前記補強部の連結部位と前記固設部の間に位置して前記補強部によって補強された部位よりも低い衝撃力で変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部位を有するものであって、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体における起立部が衝撃を受けて前記衝撃吸収部位の変形によって前記バンパ本体が車体側へ揺動した際に、前記起立部のいずれかの部位と接触して衝撃を吸収するものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項２】
車両前部、後部もしくは側部の少なくともいずれかに取り付けられてバンパ本体と衝撃吸収部材からなる衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおける衝撃吸収構造であって、前記バンパ本体は、略水平方向に複数並んでバンパ本体を車体に固設する固設部及び固設部から車両外方へ延伸する複数の脚部及び前記各脚部の車両外方側から脚部に対して下方へ垂下して車両衝突時の衝撃を受ける垂下部とからなり、前記垂下部と前記脚部を連結して所定の荷重がかかるまで車両衝突時に前記垂下部と前記脚部の角度を維持する補強部を有し、さらに、前記脚部には、前記補強部との連結部位と前記固設部の間に位置して前記補強部によって補強された部位よりも低い衝撃力で変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部位を有するものであって、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体における垂下部が衝撃を受けて前記衝撃吸収部位の変形によって前記バンパ本体が車体側へ揺動した際に、前記垂下部のいずれかの部位と接触して衝撃を吸収するものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項３】
請求項1もしくは2に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記補強部は、前記起立部もしくは垂下部と前記脚部を連結する長尺状のものであって、前記起立部もしくは垂下部を一辺とし、前期脚部を一辺とするトラス構造を形成するものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記バンパ本体における脚部と補強部の連結は固設部近傍であって、かつ前記バンパ本体における起立部もしくは垂下部と補強部の連結は、起立部上端近傍に補強部上端近傍を連結するもしくは垂下部下端近傍に補強部下端近傍を連結するものであって、車両衝突時に前記バンパ本体における起立部もしくは垂下部が衝撃を受けることによって、バンパ本体が車体側へ揺動し、前記起立部上端もしくは前記垂下部下端が前記衝撃吸収部材と接触して衝撃を吸収するものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項５】
請求項1乃至４に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記バンパ本体における補強部は一本のパイプ状の金属を折曲させることによって成形されたものであって、パイプ状の金属の中央部を前記起立部もしくは垂下部に連結し、両端を前記脚部に連結したものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項６】
請求項1乃至５に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体の起立部もしくは垂下部が車体側に揺動した際に、起立部もしくは垂下部と接触する接触面を有する受部と、変形により衝撃を吸収する変形部と、車体に固定するための固定部とからなるものであって、前記受部は、上端部もしくは下端部の少なくとも一方を車両外方へ折曲させたものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項１】
車両前部、後部もしくは側部の少なくともいずれかに取り付けられてバンパ本体と衝撃吸収部材からなる衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおける衝撃吸収構造であって、前記バンパ本体は、略水平方向に複数並んでバンパ本体を車体に固設する固設部及び固設部から車両外方へ延伸する複数の脚部及び前記各脚部の車両外方側から脚部に対して上方へ起立して車両衝突時の衝撃を受ける起立部とからなり、前記起立部と前記脚部を連結して所定の荷重がかかるまで車両衝突時に前記起立部と前記脚部の角度を維持する補強部を有し、さらに、前記脚部には、前記補強部の連結部位と前記固設部の間に位置して前記補強部によって補強された部位よりも低い衝撃力で変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部位を有するものであって、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体における起立部が衝撃を受けて前記衝撃吸収部位の変形によって前記バンパ本体が車体側へ揺動した際に、前記起立部のいずれかの部位と接触して衝撃を吸収するものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項２】
車両前部、後部もしくは側部の少なくともいずれかに取り付けられてバンパ本体と衝撃吸収部材からなる衝突時の衝撃を吸収する車両用バンパにおける衝撃吸収構造であって、前記バンパ本体は、略水平方向に複数並んでバンパ本体を車体に固設する固設部及び固設部から車両外方へ延伸する複数の脚部及び前記各脚部の車両外方側から脚部に対して下方へ垂下して車両衝突時の衝撃を受ける垂下部とからなり、前記垂下部と前記脚部を連結して所定の荷重がかかるまで車両衝突時に前記垂下部と前記脚部の角度を維持する補強部を有し、さらに、前記脚部には、前記補強部との連結部位と前記固設部の間に位置して前記補強部によって補強された部位よりも低い衝撃力で変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部位を有するものであって、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体における垂下部が衝撃を受けて前記衝撃吸収部位の変形によって前記バンパ本体が車体側へ揺動した際に、前記垂下部のいずれかの部位と接触して衝撃を吸収するものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項３】
請求項1もしくは2に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記補強部は、前記起立部もしくは垂下部と前記脚部を連結する長尺状のものであって、前記起立部もしくは垂下部を一辺とし、前期脚部を一辺とするトラス構造を形成するものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記バンパ本体における脚部と補強部の連結は固設部近傍であって、かつ前記バンパ本体における起立部もしくは垂下部と補強部の連結は、起立部上端近傍に補強部上端近傍を連結するもしくは垂下部下端近傍に補強部下端近傍を連結するものであって、車両衝突時に前記バンパ本体における起立部もしくは垂下部が衝撃を受けることによって、バンパ本体が車体側へ揺動し、前記起立部上端もしくは前記垂下部下端が前記衝撃吸収部材と接触して衝撃を吸収するものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項５】
請求項1乃至４に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記バンパ本体における補強部は一本のパイプ状の金属を折曲させることによって成形されたものであって、パイプ状の金属の中央部を前記起立部もしくは垂下部に連結し、両端を前記脚部に連結したものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【請求項６】
請求項1乃至５に記載の車両用バンパにおける衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部材は、車両衝突時に前記バンパ本体の起立部もしくは垂下部が車体側に揺動した際に、起立部もしくは垂下部と接触する接触面を有する受部と、変形により衝撃を吸収する変形部と、車体に固定するための固定部とからなるものであって、前記受部は、上端部もしくは下端部の少なくとも一方を車両外方へ折曲させたものであることを特徴とする車両用バンパにおける衝撃吸収構造。
【図２】
【図４】
【図５】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図４】
【図５】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２０３８５３（Ｐ２００７−２０３８５３Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４０３２（Ｐ２００６−２４０３２）
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
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