車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材
【課題】衝撃エネルギ吸収性に優れ、かつ軽量で製造コストの低減が可能な車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材を提供する。
【解決手段】バンパビーム２とバンパフェース７との間に配置される衝撃吸収材１０において、頂面１２及び前部上面１３と前部下面１４とを有する前部衝撃吸収部１１と、前部上面１３の後端に連続し後端縁２２ｂにバンパビーム２の前面３に当接する上側フランジ２４が形成された後部上面２２及び前部下面１３の後端に連続し後端縁２５ｂにバンパビーム２の前面３に当接する下側フランジ２７が形成された後部下面２５を有する後部衝撃吸収部２１を備え、後部上面２２及び後部下面２５にそれぞれ複数の上側ビード２３及び下側ビード２６を形成する。頂面１２に衝撃荷重が付与される初期段階における初期抗力が急激に立ち上がることなく潰れ変形して変形ストロークの増大が得られる。
【解決手段】バンパビーム２とバンパフェース７との間に配置される衝撃吸収材１０において、頂面１２及び前部上面１３と前部下面１４とを有する前部衝撃吸収部１１と、前部上面１３の後端に連続し後端縁２２ｂにバンパビーム２の前面３に当接する上側フランジ２４が形成された後部上面２２及び前部下面１３の後端に連続し後端縁２５ｂにバンパビーム２の前面３に当接する下側フランジ２７が形成された後部下面２５を有する後部衝撃吸収部２１を備え、後部上面２２及び後部下面２５にそれぞれ複数の上側ビード２３及び下側ビード２６を形成する。頂面１２に衝撃荷重が付与される初期段階における初期抗力が急激に立ち上がることなく潰れ変形して変形ストロークの増大が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材に関し、特に車幅方向に延在するバンパビームの前面とバンパフェースとの間に車幅方向に延在して配置される樹脂製の衝撃吸収材に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の衝撃吸収バンパは、車両が外部の物体や歩行者と接触した際に、衝撃の緩和を図り、車体の損傷を防ぐ役割を果たす。一方、近年歩行者保護に重点を置いたバンパが開発されるようになり、歩行者に与えるダメージを極力抑えることがバンパに要求されるようになった。即ち、衝撃吸収バンパには、比較的速い速度で歩行者と接触した場合であっても、歩行者の脚部が回復不可能な状態となるほどのダメージを与えることのない衝撃エネルギ吸収性が要求される。
【０００３】
この種の衝撃吸収バンパは、例えば、図１２に断面を示すように車体前部に配置されて車幅方向に延在する強度部材となるバンパビーム１０１と、バンパビーム１０１の前面１０１ａに沿って車幅方向に配置される衝撃吸収材１０２と、衝撃吸収材１０２を被覆するバンパフェース１０３とを主要部として形成される。衝撃吸収材１０２はポリプロピレン等の発泡樹脂によって形成され、バンパフェース１０３はポリウレタン或いはポリプロピレン等の樹脂によって形成される。
【０００４】
ここで、ポリプロピレン等の発泡樹脂からなる衝撃吸収材１０２の衝撃に対する変形抗力は、発泡樹脂の発泡倍率と衝撃吸収材１０２の変形ストローク量とによってほぼ決定され、特に発泡樹脂の発泡倍率が低い場合に初期抗力が急激に立ち上がりかつ過大となる傾向がある。また、衝撃吸収材１０２の変形過程の中間域における変形抗力の設定、即ちエネルギ吸収性の調整が困難であり、所望の要求衝撃エネルギ吸収性が達成できず、歩行者の脚部の保護が十分にできないことが懸念される。この発泡樹脂からなる衝撃吸収材１０２による変形抗力と変形ストロークとの相関の一例を図１４に示す「Ｆ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図」に破線ａで示す。
【０００５】
この初期抗力の急激な立ち上がりを抑制する対策として、特許文献１に開示されるバンパが知られている。この特許文献１のバンパは、図１３に断面図を示すように、車幅に延在するバンパビーム１１１とバンパフェース１１３との間に発泡樹脂によって形成される衝撃吸収材１１２が配置される衝撃吸収バンパにおいて、衝撃吸収材１１２のバンパビーム１１１の前面１１１ａに当接する後面に車幅方向に連続する溝状の凹部１１２ａと突出部１１２ｂを交互に複数形成して、物体や歩行者の脚部と接触した際にその衝撃荷重により突出部１１２ｂを圧縮変形或いは座屈変形させて初期抗力の急激な立ち上がり及び増大を抑制する。
【０００６】
また、特許文献２には、バンパと車体との間に、段差を介して小径管部と大径管部を連結して形成された金属パイプ等による衝撃吸収材を配置し、バンパが衝撃を受けた際に小径管部が大径管部に押し込まれる変形過程での段差の捲れ込みによって衝撃エネルギを吸収する車両の衝撃吸収装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−８２９５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１６００１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１によると、衝撃吸収材１１２を形成する発泡樹脂の発泡倍率が比較的低い場合であっても物体や歩行者の脚部と接触した際に、その衝撃荷重によりバンパビーム１１１の前面１１１ａに当接する衝撃吸収材１１２の突出部１１２ｂを圧縮変形させることにより初期抗力の急激な立ち上がり及び増大がある程度抑制できる。
【０００９】
しかし、突出部１１２ｂは車幅方向に連続する薄肉状に形成されることから、物体や歩行者との接触による衝撃荷重により突出部１１２ｂが圧縮変形する過程において仮想線で示すように急激な座屈変形の発生が懸念される。圧縮変形する過程で突出部１１２ｂに急激な座屈変形が発生すると、変形抗力が急激に低下して所期の衝撃エネルギ吸収性が得られず、物体や歩行者の脚部を十分に保護できずダメージ与える事態を誘発することが懸念される。この急激な座屈変形を伴う変形抗力と変形ストロークとの相関を図１４に示す「Ｆ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図」に一点鎖線ｂで示す。また、変形過程の中間域における変形抗力の設定が困難であり、所望の要求衝撃エネルギ吸収性が達成できないおそれがある。また、発泡樹脂で構成された衝撃吸収部材は比較的重量が大きく、かつ発泡成形による衝撃吸収材の製造コストの増大が懸念される。
【００１０】
特許文献２によると、衝撃吸収材が段差を介して連結された小径管部と大径管部によって構成され、小径管部が大径の管部に押し込まれる変形過程で衝撃エネルギを吸収することから、初期抗力が急激に立ち上がりかつ過大となると共に変形過程の中間域における変形抗力の設定が困難で所望の要求衝撃エネルギ吸収性が達成できず、歩行者の脚部を十分に保護できないおそれがある。また、金属パイプからなる衝撃吸収材は比較的重量が大きく、かつ成形加工が厄介で製造コストの増大が懸念される。
【００１１】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、衝撃エネルギ吸収性に優れ、かつ軽量で製造コストの低減が可能な車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する請求項１に記載の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材は、車幅方向に延在するバンパビームの前面とバンパフェースとの間に車幅方向に延在して配置される樹脂製の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、車幅方向に延在する頂面及び該頂面の上縁及び下縁からそれぞれ湾曲して連続する前部上面と前部下面とを有する断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する前部衝撃吸収部と、前端縁が上記前部上面の後端に連続し後端縁に上記バンパビームの前面に当接する当接部が形成された後部上面及び該後部上面と対向すると共に前端縁が上記前部下面の後端に連続し後端縁に上記バンパビームの前面に当接する当接部が形成された後部下面を有する後部衝撃吸収部とを備え、前方から入力される衝撃荷重に対する抗力が上記前部衝撃吸収部より上記後部衝撃吸収部が大きく設定されたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、頂面に衝撃荷重が付与される初期段階において前部衝撃吸収部の前部上面及び前部下面が緩やかに潰れ変形して初期抗力が急激に立ち上がることなく、更に、前部衝撃吸収部の変形後における変形過程の中間段階においては、潰れ変形した前部衝撃吸収部を介して入力される荷重によって後部衝撃吸収部の後部上面及び後部下面が緩やかに潰れ変形して急激な変形抗力が抑制されて変形ストロークの増大が得られ、良好な衝撃エネルギ吸収性が確保される。従って、歩行者と接触した場合であっても歩行者の脚部へのダメージが極めて軽減できる。
【００１４】
また、衝撃吸収材が略Ｕ字状で車幅方向に連続する中空断面形状の樹脂製で比較的軽量に構成でき、バンパの軽量化が得られ、かつ生産性に優れた射出成形や圧縮空気圧成形等による成形が容易で製造コストの低減が期待できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、上記後部上面は、該後部上面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状であって、上記後部下面は、該後部下面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状であることを特徴とする。
【００１６】
これによると、後部上面を前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放された断面Ｕ字状乃至断面Ｃ字状で上方に突出する複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状に形成し、後部下面を前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放された断面Ｕ字状乃至断面Ｃ字状で下方に突出する複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状に形成する簡単な構成で後部上面及び後部下面の前方から入力される衝撃荷重に対する抗力が確保でき、容易に前部衝撃吸収部より後部衝撃部の抗力を大きく設定することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、上記後部上面は、該後部上面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｖ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状であって、上記後部下面は、該後部下面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｖ字状の複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状であることを特徴とする。
【００１８】
これによると、後部上面を前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｖ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状に形成し、後部下面を前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｖ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状に形成する簡単な構成で前方から入力される衝撃荷重に対する抗力が前部衝撃吸収部より後部衝撃部を大きく設定することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、上記後部上面及び後部下面の一方が当該前端縁から当接部に連続するビードが車幅方向に連続形成され、他方が平坦面状であることを特徴とする。
【００２０】
これによると、衝撃荷重の入力方向に対応して後部上面と後部下面の変形抗力を異ならせることができ、衝撃荷重が入力された際の衝撃吸収材の傾倒等の挙動が制限されて衝撃吸収材による良好な衝撃エネルギ吸収性が確保できる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によると、頂面に衝撃荷重が付与される初期段階において前部上面及び前部下面によって形成された前部衝撃吸収部が緩やかに潰れ初期抗力が急激に立ち上がることなく、前部衝撃吸収部の変形後における中間段階においては、後部衝撃部の後部上面及び後部下面が緩やかに潰れ変形して急激な変形抗力が抑制されて変形ストロークの増大が得られ、良好な衝撃エネルギ吸収性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施の形態に係る車両用衝撃吸収バンパの概要を示す要部斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】衝撃吸収材の一部破断斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】衝撃荷重入力に伴う衝撃吸収材の潰れモードを模式的に示し図である。
【図７】Ｆ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図である。
【図８】Ｇ−Ｓ（加速度−変形ストローク）相関図である。
【図９】第２実施の形態に係る車両用吸収バンパの概要を示す要部斜視図である。
【図１０】衝撃吸収材の一部破断斜視図である。
【図１１】図１０のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１２】従来の車両用衝撃吸収バンパの概要を示す断面図である。
【図１３】従来の車両用衝撃吸収バンパの概要を示す断面図である。
【図１４】Ｆ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施の形態）
以下、本発明における車両用衝撃吸収用バンパの衝撃吸収材の第１実施の形態を図１乃至図８を参照して説明する。なお、各図において矢印Ｆは車両前方方向を示し、矢印Ｗは車幅方向を示す。
【００２４】
図１は、車両用吸収バンパ１の概要を示す要部斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。衝撃吸収バンパ１は、車体前部に配置されて車幅方向に延在するバンパビーム２と、バンパ１の外表面を形成するバンパフェース７と、バンパビーム２の前面３に沿って車幅方向に延在してバンパフェース７によって被覆される衝撃吸収材１０と備えている。
【００２５】
バンパビーム２は、剛性に優れた鋼板製であって、車幅方向に長尺な略矩形の前面３、上面４、下面５及び後面６を有する略中空矩形断面形状で車幅方向に延在すると共に、両端が図示しない車幅方向に延在する左右サイドメンバ等の車体フレームの前端にブラケットを介して支持されている。また、前面３の上部３ａ及び下部３ｂに後述する衝撃吸収材１０の上部係止部３３及び下部係止部３４と共に衝撃吸収材係止手段３０を構成するスリット状の上部係止孔３１及び下部係止孔３２が車幅方向に離間して複数開口する。
【００２６】
バンパフェース７は、ポリウレタン或いはポリプロピレン等の樹脂によって形成され、衝撃吸収材１０は射出成形や圧縮空気圧成形等による成形が容易で生産性に優れ、製品形状精度が確保できるポリプロピレン等の樹脂によって形成されている。
【００２７】
衝撃吸収材１０について図３乃至図５を参照して詳細に説明する。図３は衝撃吸収材１０の一部破断斜視図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【００２８】
衝撃吸収材１０は、衝撃吸収材１０の前面を形成する断面円弧状の頂面１２、この頂面１２の上縁１２ａ及び下縁１２ｂからそれぞれ滑らか湾曲して後方に連続すると共に頂面１２から離れるに従って互いに漸次離反する前部上面１３と前部下面１４を有する断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する前部衝撃吸収部１１と、前端縁２２ａが前部上面１３の後端に連続する板状で後端縁２２ｂにバンパビーム２の前面３における上部３ａに沿って当接可能な当接部となる上側フランジ２４が上方に折曲形成された後部上面２２及び前端縁２５ａが前部下面１４の後端に連続する板状で後端縁２５ｂにバンパビーム２の前面３における下部３ｂに沿って当接可能な当接部となる下側フランジ２７が下方に折曲形成された後部下面２５を有して車幅方向に連続する後部衝撃吸収部２１とが一体形成される。
【００２９】
後部衝撃吸収部２１の後部上面２２及び後部下面２５は前端縁２２ａ、２５ａ側から後端縁２２ｂ、２５ｂ側に移行するに従って漸次互いに離反するテーパ状で対向し、かつ後部上面２２には、その前端縁２２ａから上側フランジ２３に亘って前後方向に連続する下側が開放された断面Ｕ字状乃至Ｃ字状で上方に突出する上側ビード２６が車幅方向全幅に亘って形成され、車幅方向の断面形状が図４に示すように波形となる波板形状に形成される。同様に後部下面２５には、その前端縁２５ａから下側フランジ２７に亘って前後方向に連続する上側が開放された断面Ｕ字状乃至Ｃ字状で下方に突出する下側ビード２６が車幅方向全幅に亘って形成され、車幅方向の断面形状が図４に示すように波形となる波板形状に形成される。
【００３０】
前部衝撃吸収部１１及び後部衝撃吸収部２１の両側はそれぞれ頂面１２から後方、即ち前部衝撃吸収部１１側から後部衝撃吸収部２１側に移行するに従って徐々に離反して対向する平面状の側部２９によって閉鎖される。また、上側フランジ２４の上端から後方に突出してバンパビーム２の前面３に開口する上部係止孔３１に挿入して係止可能なフック状の上部係止部３３が車幅方向に離間して複数形成され、下側フランジ２７の下端から後方に突出してバンパ２の前面３の開口する下部係止孔３２に挿入して係止可能なフック状の下部係止部３４が車幅方向に離間して複数形成される。この衝撃吸収材１０は、後部上面２２及び後部下面２５に前後方向に連続する上側ビード２３及び下側ビード２６を形成することによって、前方から入力された衝撃荷重に対する抗力が前部衝撃吸収部１１より後部衝撃吸収部２１が大きく設定される。
【００３１】
このように形成される襲撃吸収材１０は、頂面１２の上縁１２ａに連続形成される前部上面１３及び後部上面２２と、頂面１２の下縁１２ｂに連続形成される前部下面１４及び後部下面２５がそれぞれ頂面１２から離れるに従って漸次離間する断面略Ｕ字状でかつ上側フランジ２４と下側フランジ２７が互いに離反する上方及び下方に折曲形成され、かつ下方が開放される断面Ｕ字状乃至Ｃ字状で前後方向に連続する上側ビード２３が上側フランジ２４に達し、上側が開放される断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の下側ビード２６が下側フランジ２７に達することから、射出成形や圧縮空気圧成形等により成形する際の成形金型に抜け勾配が確保され、優れた生産性及び製品形状精度が確保できる。また、衝撃吸収材１０が略Ｕ字状で車幅方向に連続する中空断面形状の樹脂製であり比較的軽量に構成できる。
【００３２】
このように構成された衝撃吸収材１０は、図１及び図２に示すように、各上部係止部３２及び下部係止部３３をバンパビーム２の前面３に開口する上部係止孔３１及び下部係止孔３２に前方から挿入して、上側フランジ２３及び下側フランジ２７をそれぞれバンパビーム２の前面３の上部３ａ及び下部３ｂに当接してバンパビーム２の前面３に車幅方向に延在した状態で、各上部係止部３３及びが下部係止部３４が上部係止孔３１、下部係止孔３２に係止してバンパビーム２の前面３に取り付けられる。
【００３３】
このバンパビーム２の前面３に衝撃吸収材１０が装着された状態で衝撃吸収材１０をバンパフェース７によって被覆してバンパ１が形成され、バンパビーム２の両端がブラケットを介して左右のサイドメンバ等の車体フレームに取り付けられてバンパ１が車体前部に取り付けられる。
【００３４】
次に、このように構成された衝撃吸収バンパ１の作用を図６乃至図８を参照して説明する。図６は、衝撃荷重入力に伴う衝撃吸収材１０の潰れモードを模式的に示す図、図７はＦ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図、図８はＧ−Ｓ（加速度−変形ストローク）相関図である。
【００３５】
この衝撃バンパ１を備えた車両が、外部の物体や歩行者、例えば歩行者の脚部と接触し、前方からバンパ１に衝撃荷重が付与されると、バンパフェース７を経て図６（ａ）に示すように衝撃荷重Ｐが頂面１２から衝撃吸収材１０に入力される。
【００３６】
衝撃荷重Ｐが入力されて衝撃吸収材１０が前後方向に圧縮されると、頂面１２及び前部上面１３、前部下面１４によって形成された前部衝撃吸収部１１が、前後方向に連続する複数の上側ビード２３及び下側ビード２６が形成された波板形状の後部上面２２及び後部下面２５を有する後部衝撃吸収部２５に対して変形抗力が小さく設定されることから、主に図６（ｂ）に示すように頂面１２の後退に伴って前部上面１３及び前部下面１４が潰れ変形し、この潰れ変形に伴って変形抗力が発生する。
【００３７】
この衝撃吸収材１０の前部衝撃吸収部１１の潰れによる初期変形は、前部衝撃吸収部１１が頂面１２に前部上面１３及び前部下面１４が連続する断面略Ｕ字状で前部上面１３及び前部下面１４が均衡を維持しつつ順次潰れ変形して図７のＦ−Ｓ相関図に示すように荷重に対して緩やかに潰れ、初期抗力が急激に立ち上がることなく、図８にＧ−Ｓ相関図を示すよう初期加速度が抑制されて衝撃が緩和される。
【００３８】
図６（ｃ）に示すように前部衝撃吸収部１１の潰れ変形が終了すると、この初期変形に続いて潰れ変形した前部衝撃吸収部１１の後退に伴って主に図６（ｄ）及び（ｅ）に示すように後部衝撃吸収部２５の後部上面２２及び後部下面２５が潰れ変形する。この後部上面２２及び後部下面２５の潰れ変形は、後部上面２２及び後部下面２５にそれぞれ波板形状に上部ビード２３及び下部ビード２６が分散形されることから、前部衝撃吸収部１１から入力される荷重が広範囲に分散されて局部的な変形が抑制されて後部上面２２及び後部下面２５が均衡を維持しつつ順次潰れ変形して図７のＦ−Ｓ相関図に示すように荷重に対して緩やかに潰れ、かつ変形抗力が急激に増大することなく、図８にＧ−Ｓ相関図を示すよう加速度が抑制されて衝撃が緩和される。
【００３９】
従って、上記の構成を備えた本実施の形態における衝撃吸収材１０を備えたバンパ１によると、衝撃荷重が付与される初期段階において、前部衝撃吸収部１１が緩やかに潰れ初期抗力が急激に立ち上がることなく、前部衝撃吸収部１１の変形後における中間段階においては、前部衝撃吸収部１１から入力される荷重が広範囲に分散されて局部的な変形が抑制されて緩やかに潰れ変形して急激な変形抗力が抑制されて変形ストロークの増大が得られ、良好な衝撃エネルギ吸収性が確保されて、歩行者と接触した場合であっても歩行者の脚部へのダメージが極めて軽減が期待できる。
【００４０】
また、衝撃吸収材１０が中空断面形状で比較的軽量に構成でき、バンパ１の軽量化が得られ、かつ衝撃吸収材１０が生産性に優れた射出成形や圧縮空気圧成形等により容易に製品形状精度が確保でき、かつ製造コストの低減が期待できる。
【００４１】
なお、仕様等に応じた要求衝撃エネルギ吸収性に応じて、前部衝撃吸収部１１及び後部衝撃吸収部２１の前後方向の長さや、後部上面２２及び後部下面２５に形成される上側リブ２３、下側リブ２５の大きさ、或いは衝撃吸収材１０の厚さ等を適宜変更することで衝撃エネルギ吸収特性を設定変更することができる。
【００４２】
更に、衝撃荷重の入力方向を考慮し、後部上面２２に形成される上側リブ２３と後部下面２５に形成される下側リブ２６を異なる形状にして波板形状を変えたり、或いは後部上面２２に形成される上側リブ２３または後部下面２５に形成される下側リブ２６の一方を省略して平坦面に形成して後部上面２２と後部下面２５の変形抗力を異ならせることもできる。これにより衝撃荷重が入力された際の衝撃吸収材１０の傾倒等の挙動、即ち倒れが抑制されて衝撃吸収材１０の前部衝撃吸収部１１の良好な変形抗力による衝撃エネルギ吸収性が確保できる。
【００４３】
（第２実施の形態）
本発明における車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材の第２実施の形態を図９乃至図１１を参照して説明する。なお、各図９乃至図１１において図１乃至図８と対応する部分には同一符号を付すことで該部の詳細な説明は省略する。
【００４４】
図９は本実施の形態に係る車両用衝撃吸収バンパの概要を示す要部斜視図、図１０は衝撃吸収部材１０の一部破断斜視図、図１１は図１０のＸ−Ｘ線断面図である。
【００４５】
本実施の形態における衝撃吸収バンパ１は、バンパビーム２、バンパフェース７、バンパビーム２の前面３に沿って車幅方向に延在してバンパフェース７によって被覆される衝撃吸収材１０と備えている。なお、バンパビーム２及びバンパフェース７は第１実施の形態と同様であり、第１実施の形態と異なる衝撃吸収材１０を主に説明する。
【００４６】
衝撃吸収材１０は、図１０及び図１１に示すように頂面１２及び、この頂面１２の上縁１２ａ及び下縁１２ｂからそれぞれ滑らか湾曲して後方に連続する前部上面１３と前部下面１４を有する断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する前部衝撃吸収部１１と、前端縁２２ａが前部上面１３の後端に連続する板状で後端縁２２ｂにバンパビーム２の前面３における上部３ａに沿って当接可能な上側フランジ２４が上方に折曲形成された後部上面２２及び前端縁が前部下面１４の後端に連続する板状で後端縁にバンパビーム２の前面３における下部３ｂに沿って当接可能な下側フランジ２７が下方に折曲形成された後部下面２５を有して車幅方向に連続する後部衝撃吸収部２１とが一体形成される。
【００４７】
後部衝撃吸収部２１の後部上面２２及び後部下面２５は前端縁２２ａ、２５ａ側から後端縁２２ｂ、２５ｂ側に移行するに従って漸次互いに離反するテーパ状で対向し、かつ後部上面２２には、その前端縁２２ａから上側フランジ２３に亘って前後方向に連続する下側が開放された断面Ｖ字状で上方に突出する上側ビード３５が車幅方向全幅に亘って形成され、車幅方向の断面形状が図１１に示すように三角波板形状に形成される。同様に後部下面２５には、その前端縁２５ａから下側フランジ２７に亘って前後方向に連続する上側が開放された断面Ｖ字状で下方に突出する下側ビード３６が車幅方向全幅に亘って形成され、車幅方向の断面形状が図１１に示すように三角波板形状に形成される。前部衝撃吸収部１１及び後部衝撃吸収部２１の両側はそれぞれ頂面１２から後方、即ち前部衝撃吸収部１１側から後部衝撃吸収部２１側に移行するに従って徐々に離反して対向する平面状の側部２９によって閉鎖される。
【００４８】
この衝撃吸収材１０は、後部上面２２及び後部下面２５に前後方向に連続する断面Ｖ字状の上側ビード３５、下側ビード３６を形成することによって後部上面２２及び後部下面２５を断面形状を三角波板状に形成することで、前方から入力された衝撃荷重に対する抗力が前部衝撃吸収部２１より後部衝撃吸収部２５が大きく設定される。
【００４９】
このように構成された衝撃吸収材１０は、バンパビーム２の前面３に装着されると共に、バンパフェース７によって被覆してバンパ１が形成される。
【００５０】
このように構成された衝撃吸収バンパ１は、この衝撃バンパ１を備えた車両が、外部の物体や歩行者、例えば歩行者の脚部と接触し、前方からバンパ１に衝撃荷重が付与されると、衝撃荷重Ｐが頂面１２から衝撃吸収材１０に衝撃荷重が入力されて衝撃吸収材１０が前方向に圧縮されると、前部衝撃吸収部１１が、前後方向に連続する複数の上側ビード３５及び下側ビード３６が形成された波板状の後部上面２２及び後部下面２５を有する後部衝撃吸収部２５に対して変形抗力が低く設定されることから、頂面１２の後退に伴って前部上面１３及び前部下面１４が潰れ変形し、初期抗力が急激に立ち上がることなく初期加速度が抑制されて衝撃が緩和される。
【００５１】
更に、前部衝撃吸収部１１の潰れ変形が終了すると、この初期変形に続いて潰れ変形した前部衝撃吸収部１１の後退に伴って後部衝撃吸収部２５の後部上面２２及び後部下面２５が潰れ変形する。この後部上面２２及び後部下面２５の潰れ変形は、後部上面２２及び後部下面２５にそれぞれ三角波板形状に上側ビード３５及び下側ビード３６が分散されることから、前部衝撃吸収部１１から入力される荷重が広範囲に分散されて局部的な変形が抑制されて後部上面２２及び後部下面２５が均衡を維持しつつ順次緩やかに潰れ、かつ変形抗力が急激に増大することなく、衝撃が緩和される。
【００５２】
従って、上記の構成を備えた本実施の形態における衝撃吸収材１０を備えたバンパ１によると、衝撃荷重が付与される初期段階において、前部衝撃吸収部１１が緩やかに潰れ初期抗力が急激に立ち上がることなく、前部衝撃吸収部１１の変形後における中間段階においては、前部衝撃吸収部１１から入力される荷重が広範囲に分散されて局部的な変形が抑制されて後部上面２２及び後部下面２５が均衡を維持しつつ順次緩やかに潰れ変形して急激な変形抗力が抑制されて変形ストロークの増大が得られ、良好な衝撃エネルギ吸収性が確保されて、歩行者と接触した場合であっても歩行者の脚部へのダメージが極めて軽減できる。
【００５３】
更に、衝撃荷重の入力方向を考慮し、後部上面２２に形成される上側ビード３５と後部下面２５に形成される下側ビード３６を異なる形状にして三角波板形状を変えたり、或いは後部上面２２に形成される上側ビード３５または後部下面２５に形成される下側ビード３６の一方を省略して平坦面状に形成して後部上面２２と後部下面２５の変形抗力を異ならせることもできる。これにより衝撃荷重が入力された際の衝撃吸収材１０の傾倒等の挙動、即ち倒れが抑制されて衝撃吸収材１０の前部衝撃吸収部１１の良好な変形抗力による衝撃エネルギ吸収性が確保できる。
【００５４】
なお、本発明は上記各実施の形状に限定することなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記第１実施の形態では後部上面２２及び後部下面２５の断面形状を波板形状にし、第２実施の形態では後部上面２２及び後部下面２５の断面形状を三角波板形状に形成したが、後部上面２２及び後部下面２５の一方を波板形状にし、他方を三角波板形状にすることもできる。また、衝撃吸収材を車幅方向に連続する複数に分割配置することもできる。
【００５５】
また、上記各実施の形態では衝撃吸収材係止手段３０を、バンパビーム２に形成された上部係止孔３１及び衝撃吸収材３２に形成した上部係止部３３、３４により構成したが、クリップやボルト及びナット等他の構成により形成することもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 車両用吸収バンパ
２ バンパビーム
３ 前面
７ バンパフェース
１０ 衝撃吸収材
１１ 前部衝撃吸収部
１２ 頂面
１２ａ 上縁
１２ｂ 下縁
１３ 前部上面
１４ 前部下面
２１ 後部衝撃吸収部
２２ 後部上面
２２ａ 前端縁
２２ｂ 後端縁
２３ 上側ビード
２４ 上側フランジ（当接部）
２５ａ 前端縁
２５ｂ 後端縁
２６ 下側ビード
２７ 下側フランジ（当接部）
２９ 側面
３５ 上側ビード
３６ 下側ビード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材に関し、特に車幅方向に延在するバンパビームの前面とバンパフェースとの間に車幅方向に延在して配置される樹脂製の衝撃吸収材に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の衝撃吸収バンパは、車両が外部の物体や歩行者と接触した際に、衝撃の緩和を図り、車体の損傷を防ぐ役割を果たす。一方、近年歩行者保護に重点を置いたバンパが開発されるようになり、歩行者に与えるダメージを極力抑えることがバンパに要求されるようになった。即ち、衝撃吸収バンパには、比較的速い速度で歩行者と接触した場合であっても、歩行者の脚部が回復不可能な状態となるほどのダメージを与えることのない衝撃エネルギ吸収性が要求される。
【０００３】
この種の衝撃吸収バンパは、例えば、図１２に断面を示すように車体前部に配置されて車幅方向に延在する強度部材となるバンパビーム１０１と、バンパビーム１０１の前面１０１ａに沿って車幅方向に配置される衝撃吸収材１０２と、衝撃吸収材１０２を被覆するバンパフェース１０３とを主要部として形成される。衝撃吸収材１０２はポリプロピレン等の発泡樹脂によって形成され、バンパフェース１０３はポリウレタン或いはポリプロピレン等の樹脂によって形成される。
【０００４】
ここで、ポリプロピレン等の発泡樹脂からなる衝撃吸収材１０２の衝撃に対する変形抗力は、発泡樹脂の発泡倍率と衝撃吸収材１０２の変形ストローク量とによってほぼ決定され、特に発泡樹脂の発泡倍率が低い場合に初期抗力が急激に立ち上がりかつ過大となる傾向がある。また、衝撃吸収材１０２の変形過程の中間域における変形抗力の設定、即ちエネルギ吸収性の調整が困難であり、所望の要求衝撃エネルギ吸収性が達成できず、歩行者の脚部の保護が十分にできないことが懸念される。この発泡樹脂からなる衝撃吸収材１０２による変形抗力と変形ストロークとの相関の一例を図１４に示す「Ｆ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図」に破線ａで示す。
【０００５】
この初期抗力の急激な立ち上がりを抑制する対策として、特許文献１に開示されるバンパが知られている。この特許文献１のバンパは、図１３に断面図を示すように、車幅に延在するバンパビーム１１１とバンパフェース１１３との間に発泡樹脂によって形成される衝撃吸収材１１２が配置される衝撃吸収バンパにおいて、衝撃吸収材１１２のバンパビーム１１１の前面１１１ａに当接する後面に車幅方向に連続する溝状の凹部１１２ａと突出部１１２ｂを交互に複数形成して、物体や歩行者の脚部と接触した際にその衝撃荷重により突出部１１２ｂを圧縮変形或いは座屈変形させて初期抗力の急激な立ち上がり及び増大を抑制する。
【０００６】
また、特許文献２には、バンパと車体との間に、段差を介して小径管部と大径管部を連結して形成された金属パイプ等による衝撃吸収材を配置し、バンパが衝撃を受けた際に小径管部が大径管部に押し込まれる変形過程での段差の捲れ込みによって衝撃エネルギを吸収する車両の衝撃吸収装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−８２９５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１６００１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１によると、衝撃吸収材１１２を形成する発泡樹脂の発泡倍率が比較的低い場合であっても物体や歩行者の脚部と接触した際に、その衝撃荷重によりバンパビーム１１１の前面１１１ａに当接する衝撃吸収材１１２の突出部１１２ｂを圧縮変形させることにより初期抗力の急激な立ち上がり及び増大がある程度抑制できる。
【０００９】
しかし、突出部１１２ｂは車幅方向に連続する薄肉状に形成されることから、物体や歩行者との接触による衝撃荷重により突出部１１２ｂが圧縮変形する過程において仮想線で示すように急激な座屈変形の発生が懸念される。圧縮変形する過程で突出部１１２ｂに急激な座屈変形が発生すると、変形抗力が急激に低下して所期の衝撃エネルギ吸収性が得られず、物体や歩行者の脚部を十分に保護できずダメージ与える事態を誘発することが懸念される。この急激な座屈変形を伴う変形抗力と変形ストロークとの相関を図１４に示す「Ｆ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図」に一点鎖線ｂで示す。また、変形過程の中間域における変形抗力の設定が困難であり、所望の要求衝撃エネルギ吸収性が達成できないおそれがある。また、発泡樹脂で構成された衝撃吸収部材は比較的重量が大きく、かつ発泡成形による衝撃吸収材の製造コストの増大が懸念される。
【００１０】
特許文献２によると、衝撃吸収材が段差を介して連結された小径管部と大径管部によって構成され、小径管部が大径の管部に押し込まれる変形過程で衝撃エネルギを吸収することから、初期抗力が急激に立ち上がりかつ過大となると共に変形過程の中間域における変形抗力の設定が困難で所望の要求衝撃エネルギ吸収性が達成できず、歩行者の脚部を十分に保護できないおそれがある。また、金属パイプからなる衝撃吸収材は比較的重量が大きく、かつ成形加工が厄介で製造コストの増大が懸念される。
【００１１】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、衝撃エネルギ吸収性に優れ、かつ軽量で製造コストの低減が可能な車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する請求項１に記載の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材は、車幅方向に延在するバンパビームの前面とバンパフェースとの間に車幅方向に延在して配置される樹脂製の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、車幅方向に延在する頂面及び該頂面の上縁及び下縁からそれぞれ湾曲して連続する前部上面と前部下面とを有する断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する前部衝撃吸収部と、前端縁が上記前部上面の後端に連続し後端縁に上記バンパビームの前面に当接する当接部が形成された後部上面及び該後部上面と対向すると共に前端縁が上記前部下面の後端に連続し後端縁に上記バンパビームの前面に当接する当接部が形成された後部下面を有する後部衝撃吸収部とを備え、前方から入力される衝撃荷重に対する抗力が上記前部衝撃吸収部より上記後部衝撃吸収部が大きく設定されたことを特徴とする。
【００１３】
これにより、頂面に衝撃荷重が付与される初期段階において前部衝撃吸収部の前部上面及び前部下面が緩やかに潰れ変形して初期抗力が急激に立ち上がることなく、更に、前部衝撃吸収部の変形後における変形過程の中間段階においては、潰れ変形した前部衝撃吸収部を介して入力される荷重によって後部衝撃吸収部の後部上面及び後部下面が緩やかに潰れ変形して急激な変形抗力が抑制されて変形ストロークの増大が得られ、良好な衝撃エネルギ吸収性が確保される。従って、歩行者と接触した場合であっても歩行者の脚部へのダメージが極めて軽減できる。
【００１４】
また、衝撃吸収材が略Ｕ字状で車幅方向に連続する中空断面形状の樹脂製で比較的軽量に構成でき、バンパの軽量化が得られ、かつ生産性に優れた射出成形や圧縮空気圧成形等による成形が容易で製造コストの低減が期待できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、上記後部上面は、該後部上面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状であって、上記後部下面は、該後部下面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状であることを特徴とする。
【００１６】
これによると、後部上面を前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放された断面Ｕ字状乃至断面Ｃ字状で上方に突出する複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状に形成し、後部下面を前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放された断面Ｕ字状乃至断面Ｃ字状で下方に突出する複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状に形成する簡単な構成で後部上面及び後部下面の前方から入力される衝撃荷重に対する抗力が確保でき、容易に前部衝撃吸収部より後部衝撃部の抗力を大きく設定することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、上記後部上面は、該後部上面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｖ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状であって、上記後部下面は、該後部下面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｖ字状の複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状であることを特徴とする。
【００１８】
これによると、後部上面を前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｖ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状に形成し、後部下面を前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｖ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状に形成する簡単な構成で前方から入力される衝撃荷重に対する抗力が前部衝撃吸収部より後部衝撃部を大きく設定することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、上記後部上面及び後部下面の一方が当該前端縁から当接部に連続するビードが車幅方向に連続形成され、他方が平坦面状であることを特徴とする。
【００２０】
これによると、衝撃荷重の入力方向に対応して後部上面と後部下面の変形抗力を異ならせることができ、衝撃荷重が入力された際の衝撃吸収材の傾倒等の挙動が制限されて衝撃吸収材による良好な衝撃エネルギ吸収性が確保できる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によると、頂面に衝撃荷重が付与される初期段階において前部上面及び前部下面によって形成された前部衝撃吸収部が緩やかに潰れ初期抗力が急激に立ち上がることなく、前部衝撃吸収部の変形後における中間段階においては、後部衝撃部の後部上面及び後部下面が緩やかに潰れ変形して急激な変形抗力が抑制されて変形ストロークの増大が得られ、良好な衝撃エネルギ吸収性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施の形態に係る車両用衝撃吸収バンパの概要を示す要部斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】衝撃吸収材の一部破断斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】衝撃荷重入力に伴う衝撃吸収材の潰れモードを模式的に示し図である。
【図７】Ｆ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図である。
【図８】Ｇ−Ｓ（加速度−変形ストローク）相関図である。
【図９】第２実施の形態に係る車両用吸収バンパの概要を示す要部斜視図である。
【図１０】衝撃吸収材の一部破断斜視図である。
【図１１】図１０のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１２】従来の車両用衝撃吸収バンパの概要を示す断面図である。
【図１３】従来の車両用衝撃吸収バンパの概要を示す断面図である。
【図１４】Ｆ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施の形態）
以下、本発明における車両用衝撃吸収用バンパの衝撃吸収材の第１実施の形態を図１乃至図８を参照して説明する。なお、各図において矢印Ｆは車両前方方向を示し、矢印Ｗは車幅方向を示す。
【００２４】
図１は、車両用吸収バンパ１の概要を示す要部斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。衝撃吸収バンパ１は、車体前部に配置されて車幅方向に延在するバンパビーム２と、バンパ１の外表面を形成するバンパフェース７と、バンパビーム２の前面３に沿って車幅方向に延在してバンパフェース７によって被覆される衝撃吸収材１０と備えている。
【００２５】
バンパビーム２は、剛性に優れた鋼板製であって、車幅方向に長尺な略矩形の前面３、上面４、下面５及び後面６を有する略中空矩形断面形状で車幅方向に延在すると共に、両端が図示しない車幅方向に延在する左右サイドメンバ等の車体フレームの前端にブラケットを介して支持されている。また、前面３の上部３ａ及び下部３ｂに後述する衝撃吸収材１０の上部係止部３３及び下部係止部３４と共に衝撃吸収材係止手段３０を構成するスリット状の上部係止孔３１及び下部係止孔３２が車幅方向に離間して複数開口する。
【００２６】
バンパフェース７は、ポリウレタン或いはポリプロピレン等の樹脂によって形成され、衝撃吸収材１０は射出成形や圧縮空気圧成形等による成形が容易で生産性に優れ、製品形状精度が確保できるポリプロピレン等の樹脂によって形成されている。
【００２７】
衝撃吸収材１０について図３乃至図５を参照して詳細に説明する。図３は衝撃吸収材１０の一部破断斜視図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【００２８】
衝撃吸収材１０は、衝撃吸収材１０の前面を形成する断面円弧状の頂面１２、この頂面１２の上縁１２ａ及び下縁１２ｂからそれぞれ滑らか湾曲して後方に連続すると共に頂面１２から離れるに従って互いに漸次離反する前部上面１３と前部下面１４を有する断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する前部衝撃吸収部１１と、前端縁２２ａが前部上面１３の後端に連続する板状で後端縁２２ｂにバンパビーム２の前面３における上部３ａに沿って当接可能な当接部となる上側フランジ２４が上方に折曲形成された後部上面２２及び前端縁２５ａが前部下面１４の後端に連続する板状で後端縁２５ｂにバンパビーム２の前面３における下部３ｂに沿って当接可能な当接部となる下側フランジ２７が下方に折曲形成された後部下面２５を有して車幅方向に連続する後部衝撃吸収部２１とが一体形成される。
【００２９】
後部衝撃吸収部２１の後部上面２２及び後部下面２５は前端縁２２ａ、２５ａ側から後端縁２２ｂ、２５ｂ側に移行するに従って漸次互いに離反するテーパ状で対向し、かつ後部上面２２には、その前端縁２２ａから上側フランジ２３に亘って前後方向に連続する下側が開放された断面Ｕ字状乃至Ｃ字状で上方に突出する上側ビード２６が車幅方向全幅に亘って形成され、車幅方向の断面形状が図４に示すように波形となる波板形状に形成される。同様に後部下面２５には、その前端縁２５ａから下側フランジ２７に亘って前後方向に連続する上側が開放された断面Ｕ字状乃至Ｃ字状で下方に突出する下側ビード２６が車幅方向全幅に亘って形成され、車幅方向の断面形状が図４に示すように波形となる波板形状に形成される。
【００３０】
前部衝撃吸収部１１及び後部衝撃吸収部２１の両側はそれぞれ頂面１２から後方、即ち前部衝撃吸収部１１側から後部衝撃吸収部２１側に移行するに従って徐々に離反して対向する平面状の側部２９によって閉鎖される。また、上側フランジ２４の上端から後方に突出してバンパビーム２の前面３に開口する上部係止孔３１に挿入して係止可能なフック状の上部係止部３３が車幅方向に離間して複数形成され、下側フランジ２７の下端から後方に突出してバンパ２の前面３の開口する下部係止孔３２に挿入して係止可能なフック状の下部係止部３４が車幅方向に離間して複数形成される。この衝撃吸収材１０は、後部上面２２及び後部下面２５に前後方向に連続する上側ビード２３及び下側ビード２６を形成することによって、前方から入力された衝撃荷重に対する抗力が前部衝撃吸収部１１より後部衝撃吸収部２１が大きく設定される。
【００３１】
このように形成される襲撃吸収材１０は、頂面１２の上縁１２ａに連続形成される前部上面１３及び後部上面２２と、頂面１２の下縁１２ｂに連続形成される前部下面１４及び後部下面２５がそれぞれ頂面１２から離れるに従って漸次離間する断面略Ｕ字状でかつ上側フランジ２４と下側フランジ２７が互いに離反する上方及び下方に折曲形成され、かつ下方が開放される断面Ｕ字状乃至Ｃ字状で前後方向に連続する上側ビード２３が上側フランジ２４に達し、上側が開放される断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の下側ビード２６が下側フランジ２７に達することから、射出成形や圧縮空気圧成形等により成形する際の成形金型に抜け勾配が確保され、優れた生産性及び製品形状精度が確保できる。また、衝撃吸収材１０が略Ｕ字状で車幅方向に連続する中空断面形状の樹脂製であり比較的軽量に構成できる。
【００３２】
このように構成された衝撃吸収材１０は、図１及び図２に示すように、各上部係止部３２及び下部係止部３３をバンパビーム２の前面３に開口する上部係止孔３１及び下部係止孔３２に前方から挿入して、上側フランジ２３及び下側フランジ２７をそれぞれバンパビーム２の前面３の上部３ａ及び下部３ｂに当接してバンパビーム２の前面３に車幅方向に延在した状態で、各上部係止部３３及びが下部係止部３４が上部係止孔３１、下部係止孔３２に係止してバンパビーム２の前面３に取り付けられる。
【００３３】
このバンパビーム２の前面３に衝撃吸収材１０が装着された状態で衝撃吸収材１０をバンパフェース７によって被覆してバンパ１が形成され、バンパビーム２の両端がブラケットを介して左右のサイドメンバ等の車体フレームに取り付けられてバンパ１が車体前部に取り付けられる。
【００３４】
次に、このように構成された衝撃吸収バンパ１の作用を図６乃至図８を参照して説明する。図６は、衝撃荷重入力に伴う衝撃吸収材１０の潰れモードを模式的に示す図、図７はＦ−Ｓ（荷重−変形ストローク）相関図、図８はＧ−Ｓ（加速度−変形ストローク）相関図である。
【００３５】
この衝撃バンパ１を備えた車両が、外部の物体や歩行者、例えば歩行者の脚部と接触し、前方からバンパ１に衝撃荷重が付与されると、バンパフェース７を経て図６（ａ）に示すように衝撃荷重Ｐが頂面１２から衝撃吸収材１０に入力される。
【００３６】
衝撃荷重Ｐが入力されて衝撃吸収材１０が前後方向に圧縮されると、頂面１２及び前部上面１３、前部下面１４によって形成された前部衝撃吸収部１１が、前後方向に連続する複数の上側ビード２３及び下側ビード２６が形成された波板形状の後部上面２２及び後部下面２５を有する後部衝撃吸収部２５に対して変形抗力が小さく設定されることから、主に図６（ｂ）に示すように頂面１２の後退に伴って前部上面１３及び前部下面１４が潰れ変形し、この潰れ変形に伴って変形抗力が発生する。
【００３７】
この衝撃吸収材１０の前部衝撃吸収部１１の潰れによる初期変形は、前部衝撃吸収部１１が頂面１２に前部上面１３及び前部下面１４が連続する断面略Ｕ字状で前部上面１３及び前部下面１４が均衡を維持しつつ順次潰れ変形して図７のＦ−Ｓ相関図に示すように荷重に対して緩やかに潰れ、初期抗力が急激に立ち上がることなく、図８にＧ−Ｓ相関図を示すよう初期加速度が抑制されて衝撃が緩和される。
【００３８】
図６（ｃ）に示すように前部衝撃吸収部１１の潰れ変形が終了すると、この初期変形に続いて潰れ変形した前部衝撃吸収部１１の後退に伴って主に図６（ｄ）及び（ｅ）に示すように後部衝撃吸収部２５の後部上面２２及び後部下面２５が潰れ変形する。この後部上面２２及び後部下面２５の潰れ変形は、後部上面２２及び後部下面２５にそれぞれ波板形状に上部ビード２３及び下部ビード２６が分散形されることから、前部衝撃吸収部１１から入力される荷重が広範囲に分散されて局部的な変形が抑制されて後部上面２２及び後部下面２５が均衡を維持しつつ順次潰れ変形して図７のＦ−Ｓ相関図に示すように荷重に対して緩やかに潰れ、かつ変形抗力が急激に増大することなく、図８にＧ−Ｓ相関図を示すよう加速度が抑制されて衝撃が緩和される。
【００３９】
従って、上記の構成を備えた本実施の形態における衝撃吸収材１０を備えたバンパ１によると、衝撃荷重が付与される初期段階において、前部衝撃吸収部１１が緩やかに潰れ初期抗力が急激に立ち上がることなく、前部衝撃吸収部１１の変形後における中間段階においては、前部衝撃吸収部１１から入力される荷重が広範囲に分散されて局部的な変形が抑制されて緩やかに潰れ変形して急激な変形抗力が抑制されて変形ストロークの増大が得られ、良好な衝撃エネルギ吸収性が確保されて、歩行者と接触した場合であっても歩行者の脚部へのダメージが極めて軽減が期待できる。
【００４０】
また、衝撃吸収材１０が中空断面形状で比較的軽量に構成でき、バンパ１の軽量化が得られ、かつ衝撃吸収材１０が生産性に優れた射出成形や圧縮空気圧成形等により容易に製品形状精度が確保でき、かつ製造コストの低減が期待できる。
【００４１】
なお、仕様等に応じた要求衝撃エネルギ吸収性に応じて、前部衝撃吸収部１１及び後部衝撃吸収部２１の前後方向の長さや、後部上面２２及び後部下面２５に形成される上側リブ２３、下側リブ２５の大きさ、或いは衝撃吸収材１０の厚さ等を適宜変更することで衝撃エネルギ吸収特性を設定変更することができる。
【００４２】
更に、衝撃荷重の入力方向を考慮し、後部上面２２に形成される上側リブ２３と後部下面２５に形成される下側リブ２６を異なる形状にして波板形状を変えたり、或いは後部上面２２に形成される上側リブ２３または後部下面２５に形成される下側リブ２６の一方を省略して平坦面に形成して後部上面２２と後部下面２５の変形抗力を異ならせることもできる。これにより衝撃荷重が入力された際の衝撃吸収材１０の傾倒等の挙動、即ち倒れが抑制されて衝撃吸収材１０の前部衝撃吸収部１１の良好な変形抗力による衝撃エネルギ吸収性が確保できる。
【００４３】
（第２実施の形態）
本発明における車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材の第２実施の形態を図９乃至図１１を参照して説明する。なお、各図９乃至図１１において図１乃至図８と対応する部分には同一符号を付すことで該部の詳細な説明は省略する。
【００４４】
図９は本実施の形態に係る車両用衝撃吸収バンパの概要を示す要部斜視図、図１０は衝撃吸収部材１０の一部破断斜視図、図１１は図１０のＸ−Ｘ線断面図である。
【００４５】
本実施の形態における衝撃吸収バンパ１は、バンパビーム２、バンパフェース７、バンパビーム２の前面３に沿って車幅方向に延在してバンパフェース７によって被覆される衝撃吸収材１０と備えている。なお、バンパビーム２及びバンパフェース７は第１実施の形態と同様であり、第１実施の形態と異なる衝撃吸収材１０を主に説明する。
【００４６】
衝撃吸収材１０は、図１０及び図１１に示すように頂面１２及び、この頂面１２の上縁１２ａ及び下縁１２ｂからそれぞれ滑らか湾曲して後方に連続する前部上面１３と前部下面１４を有する断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する前部衝撃吸収部１１と、前端縁２２ａが前部上面１３の後端に連続する板状で後端縁２２ｂにバンパビーム２の前面３における上部３ａに沿って当接可能な上側フランジ２４が上方に折曲形成された後部上面２２及び前端縁が前部下面１４の後端に連続する板状で後端縁にバンパビーム２の前面３における下部３ｂに沿って当接可能な下側フランジ２７が下方に折曲形成された後部下面２５を有して車幅方向に連続する後部衝撃吸収部２１とが一体形成される。
【００４７】
後部衝撃吸収部２１の後部上面２２及び後部下面２５は前端縁２２ａ、２５ａ側から後端縁２２ｂ、２５ｂ側に移行するに従って漸次互いに離反するテーパ状で対向し、かつ後部上面２２には、その前端縁２２ａから上側フランジ２３に亘って前後方向に連続する下側が開放された断面Ｖ字状で上方に突出する上側ビード３５が車幅方向全幅に亘って形成され、車幅方向の断面形状が図１１に示すように三角波板形状に形成される。同様に後部下面２５には、その前端縁２５ａから下側フランジ２７に亘って前後方向に連続する上側が開放された断面Ｖ字状で下方に突出する下側ビード３６が車幅方向全幅に亘って形成され、車幅方向の断面形状が図１１に示すように三角波板形状に形成される。前部衝撃吸収部１１及び後部衝撃吸収部２１の両側はそれぞれ頂面１２から後方、即ち前部衝撃吸収部１１側から後部衝撃吸収部２１側に移行するに従って徐々に離反して対向する平面状の側部２９によって閉鎖される。
【００４８】
この衝撃吸収材１０は、後部上面２２及び後部下面２５に前後方向に連続する断面Ｖ字状の上側ビード３５、下側ビード３６を形成することによって後部上面２２及び後部下面２５を断面形状を三角波板状に形成することで、前方から入力された衝撃荷重に対する抗力が前部衝撃吸収部２１より後部衝撃吸収部２５が大きく設定される。
【００４９】
このように構成された衝撃吸収材１０は、バンパビーム２の前面３に装着されると共に、バンパフェース７によって被覆してバンパ１が形成される。
【００５０】
このように構成された衝撃吸収バンパ１は、この衝撃バンパ１を備えた車両が、外部の物体や歩行者、例えば歩行者の脚部と接触し、前方からバンパ１に衝撃荷重が付与されると、衝撃荷重Ｐが頂面１２から衝撃吸収材１０に衝撃荷重が入力されて衝撃吸収材１０が前方向に圧縮されると、前部衝撃吸収部１１が、前後方向に連続する複数の上側ビード３５及び下側ビード３６が形成された波板状の後部上面２２及び後部下面２５を有する後部衝撃吸収部２５に対して変形抗力が低く設定されることから、頂面１２の後退に伴って前部上面１３及び前部下面１４が潰れ変形し、初期抗力が急激に立ち上がることなく初期加速度が抑制されて衝撃が緩和される。
【００５１】
更に、前部衝撃吸収部１１の潰れ変形が終了すると、この初期変形に続いて潰れ変形した前部衝撃吸収部１１の後退に伴って後部衝撃吸収部２５の後部上面２２及び後部下面２５が潰れ変形する。この後部上面２２及び後部下面２５の潰れ変形は、後部上面２２及び後部下面２５にそれぞれ三角波板形状に上側ビード３５及び下側ビード３６が分散されることから、前部衝撃吸収部１１から入力される荷重が広範囲に分散されて局部的な変形が抑制されて後部上面２２及び後部下面２５が均衡を維持しつつ順次緩やかに潰れ、かつ変形抗力が急激に増大することなく、衝撃が緩和される。
【００５２】
従って、上記の構成を備えた本実施の形態における衝撃吸収材１０を備えたバンパ１によると、衝撃荷重が付与される初期段階において、前部衝撃吸収部１１が緩やかに潰れ初期抗力が急激に立ち上がることなく、前部衝撃吸収部１１の変形後における中間段階においては、前部衝撃吸収部１１から入力される荷重が広範囲に分散されて局部的な変形が抑制されて後部上面２２及び後部下面２５が均衡を維持しつつ順次緩やかに潰れ変形して急激な変形抗力が抑制されて変形ストロークの増大が得られ、良好な衝撃エネルギ吸収性が確保されて、歩行者と接触した場合であっても歩行者の脚部へのダメージが極めて軽減できる。
【００５３】
更に、衝撃荷重の入力方向を考慮し、後部上面２２に形成される上側ビード３５と後部下面２５に形成される下側ビード３６を異なる形状にして三角波板形状を変えたり、或いは後部上面２２に形成される上側ビード３５または後部下面２５に形成される下側ビード３６の一方を省略して平坦面状に形成して後部上面２２と後部下面２５の変形抗力を異ならせることもできる。これにより衝撃荷重が入力された際の衝撃吸収材１０の傾倒等の挙動、即ち倒れが抑制されて衝撃吸収材１０の前部衝撃吸収部１１の良好な変形抗力による衝撃エネルギ吸収性が確保できる。
【００５４】
なお、本発明は上記各実施の形状に限定することなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記第１実施の形態では後部上面２２及び後部下面２５の断面形状を波板形状にし、第２実施の形態では後部上面２２及び後部下面２５の断面形状を三角波板形状に形成したが、後部上面２２及び後部下面２５の一方を波板形状にし、他方を三角波板形状にすることもできる。また、衝撃吸収材を車幅方向に連続する複数に分割配置することもできる。
【００５５】
また、上記各実施の形態では衝撃吸収材係止手段３０を、バンパビーム２に形成された上部係止孔３１及び衝撃吸収材３２に形成した上部係止部３３、３４により構成したが、クリップやボルト及びナット等他の構成により形成することもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 車両用吸収バンパ
２ バンパビーム
３ 前面
７ バンパフェース
１０ 衝撃吸収材
１１ 前部衝撃吸収部
１２ 頂面
１２ａ 上縁
１２ｂ 下縁
１３ 前部上面
１４ 前部下面
２１ 後部衝撃吸収部
２２ 後部上面
２２ａ 前端縁
２２ｂ 後端縁
２３ 上側ビード
２４ 上側フランジ（当接部）
２５ａ 前端縁
２５ｂ 後端縁
２６ 下側ビード
２７ 下側フランジ（当接部）
２９ 側面
３５ 上側ビード
３６ 下側ビード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に延在するバンパビームの前面とバンパフェースとの間に車幅方向に延在して配置される樹脂製の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、
車幅方向に延在する頂面及び該頂面の上縁及び下縁からそれぞれ湾曲して連続する前部上面と前部下面とを有する断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する前部衝撃吸収部と、
前端縁が上記前部上面の後端に連続し後端縁に上記バンパビームの前面に当接する当接部が形成された後部上面及び該後部上面と対向すると共に前端縁が上記前部下面の後端に連続し後端縁に上記バンパビームの前面に当接する当接部が形成された後部下面を有する後部衝撃吸収部とを備え
前方から入力される衝撃荷重に対する抗力が上記前部衝撃吸収部より上記後部衝撃吸収部が大きく設定されたことを特徴とする車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材。
【請求項２】
上記後部上面は、該後部上面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状であって、
上記後部下面は、該後部下面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材。
【請求項３】
上記後部上面は、該後部上面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｖ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状であって、
上記後部下面は、該後部下面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｖ字状の複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材。
【請求項４】
上記後部上面及び後部下面の一方が当該前端縁から当接部に連続するビードが車幅方向に連続形成され、他方が平坦面状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材。
【請求項１】
車幅方向に延在するバンパビームの前面とバンパフェースとの間に車幅方向に延在して配置される樹脂製の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材において、
車幅方向に延在する頂面及び該頂面の上縁及び下縁からそれぞれ湾曲して連続する前部上面と前部下面とを有する断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する前部衝撃吸収部と、
前端縁が上記前部上面の後端に連続し後端縁に上記バンパビームの前面に当接する当接部が形成された後部上面及び該後部上面と対向すると共に前端縁が上記前部下面の後端に連続し後端縁に上記バンパビームの前面に当接する当接部が形成された後部下面を有する後部衝撃吸収部とを備え
前方から入力される衝撃荷重に対する抗力が上記前部衝撃吸収部より上記後部衝撃吸収部が大きく設定されたことを特徴とする車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材。
【請求項２】
上記後部上面は、該後部上面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状であって、
上記後部下面は、該後部下面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｕ字状乃至Ｃ字状の複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された波板形状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材。
【請求項３】
上記後部上面は、該後部上面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する下方が開放されて上方に突出する断面Ｖ字状の複数の上側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状であって、
上記後部下面は、該後部下面の前端縁から当接部に亘って前後方向に連続する上方が開放されて下方に突出する断面Ｖ字状の複数の下側ビードが車幅方向に連続形成された三角波板形状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材。
【請求項４】
上記後部上面及び後部下面の一方が当該前端縁から当接部に連続するビードが車幅方向に連続形成され、他方が平坦面状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収バンパの衝撃吸収材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−５１５０８（Ｐ２０１１−５１５０８Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３３２３（Ｐ２００９−２０３３２３）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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