JP5016507B2

JP5016507B2 - 車両用フロントバンパ装置

Info

Publication number: JP5016507B2
Application number: JP2008018902A
Authority: JP
Inventors: 裕二菊池
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-01-30
Also published as: JP2009179136A

Description

本発明は、衝突時における歩行者の安全を向上させる車両用フロントバンパ装置に関する。

近年の乗用車では、衝突時に衝突対象物（歩行者等を含む）が車体から受ける衝撃を軽減するための構造をバンパ、ボンネットおよびフェンダ等に採用したものが主流となっている。とりわけ衝突対象物と最初に接触するフロントバンパでは、バンパビームをバンパフェイスで覆う構成において、衝突時におけるバンパ構成部材の変形を制御したり衝撃吸収部材を別途設けたりして、衝突エネルギを効率的に吸収する技術が開発されている。

フロントバンパに衝撃吸収部材を設ける従来技術として、例えば、バンパビームの外端面から所要量だけ離間して設置した衝撃吸収部材が、衝突時に衝突対象物からの衝撃を受ける当接壁部と、バンパビームに当接する取付壁部から延出して、当接壁部を裏側から支持する支持壁部とを有する中空構造体とされ、その支持壁部が、取付壁部に連なる所要幅の領域に、湾曲的に延在する湾曲支持壁を当該取付壁部に沿って有するフロントバンパが存在する（特許文献１参照）。

特開２００４−１１４８６４号公報

上記特許文献１によれば、衝突時の衝突対象物からの衝撃が当接壁部へ加わった際に、湾曲支持壁がその湾曲方向へ変形して支持壁部がスムーズに折曲変形することで、衝撃吸収部材が適切に圧潰してその衝撃を吸収する。この場合、衝撃吸収部材は、その外周が上下方向に拡がるように圧潰されるため、衝撃吸収部材の上方および下方に配置される部材（例えば、バンパフェイス）とのクリアランスを、衝撃吸収部材が圧潰されてもそれらの部材と接触しない程度に予め設定しておく必要がある。

しかしながら、例えば、バンパフェイスの中央部に空気の取入口が設けられたフロントバンパ等では、衝撃吸収部材の配置スペースを十分に確保することが難しく、衝撃吸収部材と空気の取入口の上壁とのクリアランスを適切に設定することができない場合がある。即ち、このようなフロントバンパに特許文献１に記載されたような従来技術を適用した場合、圧潰時に変形した衝撃吸収部材の下部と空気の取入口の上壁とが干渉して、その圧潰が阻害されて潰れ残りが生じてしまうおそれがあった。従って、従来技術では、そのような衝撃吸収部材の潰れ残りを考慮し、衝撃吸収のための前後方向の有効ストロークを過大に確保しなければならないという問題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、バンパビームの前面に形成される衝撃吸収部材とその下方に配置された部材とのクリアランスが小さい場合でも、衝撃吸収部材の潰れ残りの発生を抑制することを実現した車両用フロントバンパ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、車体（１）前部に取り付けられ、車幅方向に延設されたバンパビーム（２１）と、このバンパビームの前方に当該バンパビームに対して所定の間隔をもって設置され、車幅方向に平坦な中央平坦部と、当該中央平坦部の左右端から斜め方向に延設された左右傾斜部とを有するバンパフェイス（１２）と、前記バンパビームの前側に形成され、前記中央平坦部と対峙する衝撃吸収部材（２３）とを備えた車両用フロントバンパ装置（２２）であって、前記衝撃吸収部材は、前壁（３１）と、当該前壁の下端から後方に延設された下壁（３３）とを有し、前記衝撃吸収部材の前記下壁は、側方縦断面において、上方に向かう凸状をなすとともに、左右方向に延在する少なくとも２つの易屈曲部（４３，４４）を有する構成とする。

上記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記下壁は、前記前壁側に設けられた第１易屈曲部（４３）と、前記バンパビーム側に設けられた第２易屈曲部（４４）とを有し、前記前壁の下端と前記第１易屈曲部との間の長さが、前記第１易屈曲部と前記第２易屈曲部との間の長さよりも小さい構成とすることができる。

上記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記衝撃吸収部材の前壁は、前記上壁および前記下壁に比して高い剛性を有する構成とすることができる。

上記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記衝撃吸収部材は、前記上壁側を形成するアッパーフレーム（６１）と前記下壁側を形成するロアフレーム（６２）とを有し、前記衝撃吸収部材の前記前壁は、前記アッパーフレームと前記ロアフレームとの一部が前後方向に重ね合わされて形成された構成とすることができる。

上記第１の発明によれば、バンパビームの前面に形成される衝撃吸収部材とその下方に配置された部材とのクリアランスが小さい場合でも、衝撃吸収部材の衝突時の変形を適切に制御して両部材の接触を防止することで、衝撃吸収部材の潰れ残りの発生を抑制することができる。また、第２の発明によれば、衝撃吸収部材の変形の際に前壁の下端は変形前の初期位置よりも下方に移動することはなく、前壁の下端とその下方に配置された部材との接触を防止することができる。また、第３の発明によれば、衝突による入力荷重の易屈曲部に対する伝達が容易となる。また、第４の発明によれば、簡易な構成により、衝撃吸収部材の前壁の剛性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。説明にあたり、方向を示す用語「前」、「後」、「上」、「下」等については、特に断り書きのない限り自動車の車体を基準とした方向を示すものとする。

図１は本発明の第１実施形態に係る車両用フロントバンパを備えた自動車前部の外観斜視図であり、図２は車幅方向中央におけるフロントバンパの縦断面図であり、図３はバンパビームおよびその前面に形成された衝撃吸収フレームの概略斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の自動車の車体１は、鋼板パネル溶接組立によるモノコック構造を採用しており、その前部はフロントバンパ２、左右のフェンダパネル３，４、エンジンフード５、フロントガーニッシュ６等により覆われている。

フロントバンパ２は、図２に示すように、車体前部に取り付けられ、車幅方向に延設されたバンパビームアセンブリ１１と、このバンパビームアセンブリ１１を覆うようにその前方に所定の間隔をもって設置されたバンパフェイス１２とを有する。

バンパビームアセンブリ１１は、鋼板溶接構造品であり、図３に示すように、車幅方向に延設されたバンパビーム２１と、このバンパビーム２１の左右後面に接合された左右バンパステイ２２と、バンパビームの前壁２１ａ側に接合された衝撃吸収フレーム２３とを有している。

バンパビーム２１は、比較的厚い鋼板を素材とするプレス成形品であり、略矩形の断面形状を呈している。また、左右のバンパステイ２２は、比較的厚い鋼板を素材とするプレス成形品であり、略矩形の断面形状を呈し、その後部に形成されたフランジがボルト締め等によって図示しない車体構造材（フロントサイドフレーム等）に強固に取り付けられる。

衝撃吸収フレーム２３は、比較的薄い鋼板を素材とするプレス成形品であり、図２に示すように、前壁３１と、前壁の上端３１ａから後方に延設された上壁３２と、前壁の下端３１ｂから後方に延設された下壁３３とを有する。

上壁３２は、左右方向（図２では紙面垂直方向）に延在する第１折れ部４１と第２折れ部４２とによって区分された前部３２ａ、中間部３２ｂおよび後部３２ｃからなる。また、上壁３５は、後部３２ｃ下面がバンパビームの上壁２１ｂ上面に溶接される。詳細は後述するが、上壁３２は、少なくとも前部３２ａおよび中間部３２ｂで構成される部分が上方に向かう凸状をなすとともに、第１および第２折れ部４１，４２が上壁３２の屈曲を容易とする易屈曲部を形成することで、自動車が歩行者等と衝突した際に上方（外側）に凸状に変形して衝突エネルギを効率的に吸収する。

下壁３３は、左右方向（図２では紙面垂直方向）に延在する第１折れ部４３と第２折れ部４４とによって区分された前部３３ａ、中間部３３ｂおよび後部３３ｃからなる。また、下壁３３は、後部３３ｃ上面がバンパビームの下壁２１ｃ下面に溶接される。詳細は後述するが、下壁３３は、少なくとも前部３３ａおよび中間部３３ｂで構成される部分が上方に向かう凸状をなすとともに、第１および第２折れ部４３，４４が下壁３３の屈曲を容易とする易屈曲部を形成することで、自動車が歩行者等と衝突した際に上方（内側）に凸状に変形して衝突エネルギを効率的に吸収する。

バンパフェイス１２は、図１に示すように、車幅方向に略平坦状をなす中央平坦部５１と、この中央平坦部５１の左右端から斜め後方に延設され、ホイールアーチ５２にまで回り込む左右傾斜部５３とを有している。また、バンパフェイス１２は、図２にも示すように、その中央平坦部５１に空気取入口を形成するバンパグリル５４が形成されており、このバンパグリル５４に隔てられて、バンパフェイス上部５５およびバンパフェイス下部５６がそれぞれ配置されている。バンパフェイス上部５５は、前壁５５ａと、前壁５５ａ上端から後上方に延設された上壁５５ｂと、前壁５５ａ下端から略水平に後方に延設された下壁５５ｃとを有し、その内側にバンパビームアセンブリ１１が収容されている。ここで、フェイス上部の下壁５５ｃは、バンパビームの下壁２１ｃと略同じ高さ（下壁２１ｃより僅かに下方）に位置しており、バンパフェイス上部５５の下壁５５ｃと衝撃吸収フレーム２３の下壁３３とのクリアランスは比較的狭くなっている。

このようなバンパフェイス１２は、例えば、ポリプロピレンやポリカーボネイト等の樹脂を射出成形することによって製造され、衝撃吸収フレーム２３との間に所定の空間が形成されるかたちで図示しない車体構造材や外板パネル（フロントフェンダ等）に取り付けられる。

自動車は、その走行時において、他の車両や路上の障害物等と衝突する他、車道に飛び出してきた歩行者と衝突することがある。歩行者は、自動車の車体１における種々の部位に衝突する可能性があるが、多くの場合にフロントバンパ２の前面に衝突する。上記構成のフロントバンパ２は、衝突対象物（歩行者等）がその中央部（即ち、バンパフェイス１２の中央平坦部１３）に衝突した場合、衝撃吸収フレーム２３が圧潰されて塑性変形することにより衝突エネルギを吸収し、衝突対象物が受ける衝撃を緩和することが可能である。

図４は第１実施形態に係るフロントバンパが衝突対象物に衝突した際のフロントバンパ要部の変形の様子を示す説明図である。ここで、図４（Ａ）は衝突直前の状態、図４（Ｂ）はバンパフェイス（フェイス上部）が変形を開始した衝突後の状態、図４（Ｃ）はバンパフェイスの変形が（Ｂ）の状態から更に進んだ状態を示している。また、図４では、上壁３２および下壁３３において易屈曲部を構成する折れ部４１〜４４がそれぞれ白丸（○）で示され、また前壁の上端および下端が黒丸（●）で示されている（図５の場合も同様）。

フロントバンパ２が衝突対象物６０に衝突すると、バンパフェイス上部５５が変形してその前壁５５ａが後方に押され、図４（Ｂ）に示すように、変形したバンパフェイス上部５５の内面で衝撃吸収フレーム２３の前面が押圧される。このとき、衝撃吸収フレーム２３の上壁３２は、第１および第２折れ部４１，４２ならびに前端（前壁の上端３１ａ）において屈曲し、前部３２ａが前壁３１とともにバンパフェイス上部５５の内面に接触する。また、衝撃吸収フレーム２３の下壁３３は、第１および第２折れ部４３，４４ならびに前端（前壁の下端３１ｂ）において屈曲し、前部３３ａと中間部３３ｂとの間の折れ角度θが小さくなる。

そして、バンパフェイス上部５５の変形が更に進むと、図４（Ｃ）に示すように、衝撃吸収フレーム２３全体が圧潰される。このとき、衝撃吸収フレーム２３の上壁３２は、第１および第２折れ部４１，４２において更に屈曲し、これにより、上壁３２の後部３２ｃが、その略中央で上方に凸状をなすように変形して外側に折り畳まれる。また、衝撃吸収フレーム２３の下壁３３は、第１および第２折れ部４３，４４ならびに前端において更に屈曲し、前部３３ａと中間部３３ｂとの折れ角度θがさらに小さく（略ゼロ）なり、前部３３ａと中間部３３ｂとが凸状をなすように内側に折り畳まれる。

このように、衝撃吸収フレーム２３の下壁３３が内側に折り畳まれることで、衝撃吸収フレーム２３の変形の際に衝撃吸収フレーム２３の下壁３３とバンパフェイス上部の下壁５５ｃとの接触を回避することができるため、衝突時の衝撃吸収フレーム２３の変形が阻害されることはない。これにより、衝撃吸収フレーム２３の潰れ残りの発生が抑制され、衝撃吸収フレーム２３の前壁３１とバンパビーム２１の前壁２１ａとの間の距離を、衝撃エネルギを吸収するための有効ストロークＳとして効率的に利用することが可能となる。

また、衝撃吸収フレーム２３の前壁３１の下端３１ｂと下壁３３の第１折れ部４３との間の長さが、下壁３３の第１折れ部４３と第２折れ部４４との間の長さよりも小さく設定されているので、衝撃吸収フレーム２３の変形の際に前壁の下端３１ｂは、図４（Ａ）に示す初期位置よりも下方に移動することはなく、これにより、前壁の下端３１ｂとバンパフェイス上部５５の下壁４５との接触を回避することができる。

図５は第２実施形態に係るフロントバンパが衝突対象物に衝突した際のフロントバンパ要部の変形の様子を示す説明図である。ここで、図５（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図４（Ａ），（Ｃ）に対応する状態を示している。第２実施形態では、上記第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、以下で特に言及しない事項については、上記第１実施形態の場合と同様とする。

図５（Ａ）に示すように、衝撃吸収フレーム２３は、上壁３２側を形成するアッパーフレーム６１と下壁３３側を形成するロアフレーム６２とを有し、これらアッパーフレーム６１およびロアフレーム６２の前部が重ね合わされることにより、前壁３１が形成されている。このように前壁３１の厚さを実質的に増大させて（ここでは、２倍として）他の部位よりも剛性を高めることで、衝突による入力荷重の易屈曲部（上壁３２および下壁３３の折れ部４１〜４４）への伝達が容易となる。また、本実施形態に係るフロントバンパ２では、衝撃吸収フレーム２３の下壁３３の初期の折れ角度θを図４に示した場合と比べて小さく設定しており、これにより、下壁３３がより容易に内側に折り畳まれることになる。

なお、上記方法に限らず、例えば、図４に示した構成において、前壁３１（場合によっては、前壁３１に連なる上壁３２および下壁３３の一部を含む）の剛性をプレス成形による加工硬化により高めることも可能である。

本発明を特定の実施形態に基づいて詳細に説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、衝撃吸収フレームの上壁および下壁には、上述のような変形の制御が可能な限りにおいて、実施形態に示したものよりも更に多くの易屈曲部（折れ部）を設けることが可能である。また、上記実施形態では、衝撃吸収フレームの下壁とフェイス上部の下壁との干渉を考慮して、衝撃吸収フレームの下壁を内側に折り畳む構成としたが、衝撃吸収フレームの上壁とフェイス上部の上壁との干渉を考慮して、衝撃吸収フレームの上壁を内側（下方）に折り畳む構成も可能である。さらに、衝撃吸収フレームは、必ずしもバンパビームと別体とする必要はなく、バンパビームと一体形成してもよい。

第１実施形態に係るフロントバンパを備えた自動車前部の外観斜視図第１実施形態に係るフロントバンパの縦断面図バンパビームおよびその前面に形成された衝撃吸収フレームの概略斜視図第１実施形態に係る衝突時のフロントバンパ要部の変形の様子を示す説明図第２実施形態に係る衝突時のフロントバンパ要部の変形の様子を示す説明図

符号の説明

１車体
２フロントバンパ
５エンジンフード
６フロントガーニッシュ
１１バンパビームアセンブリ
１２バンパフェイス
２１バンパビーム
２３衝撃吸収フレーム
３１前壁
３２上壁
３３下壁
４１中央平坦部
４３左右傾斜部
５１〜５４折れ部（易屈曲部）
６１アッパーフレーム
６２ロアフレーム
Ｓ有効ストローク

Claims

車体前部に取り付けられ、車幅方向に延設されたバンパビームと、
このバンパビームの前方に当該バンパビームに対して所定の間隔をもって設置され、車幅方向に平坦な中央平坦部と、当該中央平坦部の左右端から斜め方向に延設された左右傾斜部とを有するバンパフェイスと、
前記バンパビームの前側に形成され、前記中央平坦部と対峙する衝撃吸収部材と
を備えた車両用フロントバンパ装置であって、
前記衝撃吸収部材は、前壁と、当該前壁の上端から後方に延設された上壁と、前記前壁の下端から後方に延設された下壁とを有し、
前記衝撃吸収部材の前記上壁及び前記下壁はそれぞれ側方縦断面において上方に向かう凸状をなすとともに、左右方向に延在する少なくとも２つの易屈曲部を有することを特徴とする車両用フロントバンパ装置。
前記下壁は、前記前壁側に設けられた第１易屈曲部と、前記バンパビーム側に設けられた第２易屈曲部とを有し、
前記前壁の下端と前記第１易屈曲部との間の長さが、前記第１易屈曲部と前記第２易屈曲部との間の長さよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の車両用フロントバンパ装置。
前記上壁は、前記前壁側に設けられた第１折れ部と、前記バンパビーム側に設けられた第２折れ部とを有し、
前記第１折れ部は、前記第１易屈曲部よりも車両前方側に位置することを特徴とする請求項２に記載の車両用フロントバンパ装置。
前記衝撃吸収部材は、前記上壁側を形成するアッパーフレームと前記下壁側を形成するロアフレームとを有し、
前記衝撃吸収部材の前記前壁は、前記アッパーフレームと前記ロアフレームとの一部が前後方向に重ね合わされて形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用フロントバンパ装置。