JP7564992B2

JP7564992B2 - バンパーアブソーバ

Info

Publication number: JP7564992B2
Application number: JP2021007838A
Authority: JP
Inventors: 明俊金; 柔宮田
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2024-10-10
Anticipated expiration: 2041-01-21
Also published as: JP2022112149A

Description

本発明は、車両用バンパーにおいて緩衝材として使用されるバンパーアブソーバに関する。

車両用バンパーのバンパーアブソーバに関する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のバンパーアブソーバ１００は、図１１に示すように、車両ボディの前部に連結された梁状のバンパーリインフォース１０３の前面に取付けられる緩衝材てある。バンパーアブソーバ１００は、発泡スチロール等により断面略角形の横柱状に形成されており、バンパーカバー１０５の裏側に配置されている。これにより、車両前部に衝突荷重が加わると、バンパーカバー１０５、及びバンパーアブソーバ１００が潰れることで、前記衝突荷重が吸収される。

しかし、バンパーアブソーバ１００は、発泡スチロール等により中実の横柱状に形成されているため、衝突荷重を受けて車両後方に潰れる際、潰れ残りが生じる。このため、バンパーアブソーバ１００の潰れ過程における後期に衝突荷重の吸収性能が低下する。このような、バンパーアブソーバ１００の潰れ残り量を低減させるため、バンパーアブソーバ１００を樹脂の薄板により箱状に形成することが提案されている。

特開２０１９－１４４６１号公報

しかし、バンパーアブソーバ１００を車幅方向に延びる箱状に形成する場合、車幅方向における中央部は比較的潰れ易いのに対し、車幅方向における両端部、即ち、箱の端部では、側板が前板、及び上下板を支える構造となるため、潰れ難くなる。したがって、バンパーアブソーバ１００を車幅方向に延びる箱状に形成する場合、車幅方向における両端部では潰れ残りが発生することになる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、車幅方向の全範囲に亘ってバンパーアブソーバの潰れ残り量を少なくすることである。

上記した課題は、各発明によって解決される。第１の発明は、車両用バンパーにおいて緩衝材として使用されるバンパーアブソーバであって、衝突荷重を受けて潰れるアブソーバ本体部と、前記アブソーバ本体部を車両ボディ側のフレームに取付けるためのアブソーバ取付け部とを備えており、前記アブソーバ本体部は、車幅方向に延びる荷重受け面を構成する縦板部と、その縦板部の上下に設けられた上板部と下板部と、車幅方向における両端部で前記縦板部、上板部、下板部の端部を相互につなぐ側板部とにより箱状に形成されており、前記アブソーバ本体部の両端部近傍における前記上板部、及び／又は、下板部には、車両前後方向に延びてそのアブソーバ本体部を横断するように形成された開口部、あるいは脆弱部が設けられており、前記脆弱部は、前記衝突荷重を受けることで破断するように構成されている。

本発明によると、アブソーバ本体部は箱状で内部に空間が形成されている。このため、アブソーバ本体部の両端部以外では、アブソーバ本体部を発泡スチロール等で中実な状態で形成する場合よりも潰れ残り量を少なくできる。また、アブソーバ本体部の両端部における上板部、及び／又は、下板部には、車両前後方向に延びてそのアブソーバ本体部を横断するように形成された開口部、あるいは脆弱部が設けられている。このため、アブソーバ本体部の端部に衝突荷重が加わると、開口部、あるいは脆弱部の位置で上板部と側板部、及び／又は、下板部と側板部とが切り離されて、個々に潰れるようになる。即ち、側板部が上板部、及び／又は、下板部を支えることがなくなるため、アブソーバ本体部の両端部が潰れ易くなる。この結果、アブソーバ本体部の両端部においても潰れ残り量を少なくできる。

また第１の発明によると、アブソーバ本体部の上板部と下板部との車両前後方向における中央部には、車幅方向に延びる折り曲げ横線が稜線状に形成されており、前記アブソーバ本体部の側板部には、前記上板部と下板部との折り曲げ横線と連続するように、折り曲げ縦線が形成されている。このため、衝突荷重によりアブソーバ本体部の上板部と下板部とが折り曲げ横線の位置で折れ曲がり、側板部が折り曲げ縦線の位置で折れ曲がることで、アブソーバ本体部が車両前後方向に潰れ易くなる。

第２の発明によると、アブソーバ本体部の開口部、あるいは脆弱部は、側板部に沿って形成されている。即ち、側板部と上板部間の稜線、及び／又は、側板部と下板部間の稜線の直近に開口部、あるいは脆弱部を形成できるため、側板部を折り曲げ易くなる。

第３の発明によると、アブソーバ本体部には、両端部以外の位置であって、前記アブソーバ本体部が後方に湾曲する湾曲部に、前記開口部、あるいは脆弱部が形成されている。このため、アブソーバ本体部の湾曲部に対する中央側と、端部側とが切り離されて別々に潰れるようになる。したがって、アブソーバ本体部の中央側と端部側との潰れが干渉することで湾曲部が潰れ難くなることがなくなる。

第４の発明によると、脆弱部は、車両前後方向に並んだ複数の貫通孔により形成されている。

第５の発明によると、脆弱部は、車両前後方向に延びる線状の切り込みにより形成されている。

本発明によると、車幅方向の全範囲に亘ってバンパーアブソーバの潰れ残り量を少なくできる。

本発明の実施形態１に係るバンパーアブソーバを備える車両の側面図である。前記バンパーアブソーバを備える車両用バンパーの模式縦断面図である。前記車両用バンパーのバンパーアブソーバ及びバンパーリインフォース等の平面図（図２のIII矢視平面図）である。前記バンパーアブソーバ、及びバンパーリインフォースを車両右前方から見た斜視図である。前記バンパーアブソーバの右端部の拡大平面図である。変形例１に係るバンパーアブソーバの右端部の拡大平面図である。変形例２に係るバンパーアブソーバの右端部の拡大平面図である。変形例３に係るバンパーアブソーバの右端部の拡大平面図である。衝突荷重を受けてバンパーアブソーバの右端部が潰れる様子を表す変形イメージ図（模式図）である。衝突荷重を受けてバンパーアブソーバが潰れる様子を表すグラフである。従来の車両用バンパーの縦断面図である。

〔実施形態１〕
以下、図１～図１０に基づいて本発明の実施形態１に係るバンパーアブソーバについて説明する。本実施形態に係るバンパーアブソーバは、車両１０におけるフロントバンパー２０の緩衝材として使用されるバンパーアブソーバ３０である。ここで、図中に示す前後左右、及び上下は、前記フロントバンパー２０を備える車両１０の前後左右、及び上下に対応している。

＜車両１０の前部構造の概要について＞
車両１０の車体前部には、図３に示すように、エンジンルームＥの左右両側に車両前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバ１４が設けられている。左右のフロントサイドメンバ１４の前端位置には、それぞれクラッシュボックス１６がほぼ同軸に取付けられている。そして、左右のクラッシュボックス１６には、フロントバンパー２０を構成するバンパーリインフォース４０の左右端部が連結されている。クラッシュボックス１６は、車両１０の前方衝突時にフロントバンパー２０とフロントサイドメンバ１４間で潰れることにより、衝突荷重を吸収できるように構成されている。

＜フロントバンパー２０の構成について＞
フロントバンパー２０は、図２に示すように、上記したバンパーリインフォース４０と、バンパーアブソーバ３０と、下部アブソーバ３５と、バンパーカバー２１、及びバンパーグリル２３とを備えている。バンパーリインフォース４０は、図３に示すように、車幅方向に延びる梁状部材であり、そのバンパーリインフォース４０の左右両端部が、上記したように、左右のクラッシュボックス１６に連結されている。

バンパーリインフォース４０の前面４２には、図２、図３に示すように、バンパーアブソーバ３０が取付けられている。バンパーアブソーバ３０は、バンパーリインフォース４０に沿って車幅方向に延びる緩衝材であり、例えば、樹脂の薄板により後側が開放された箱状に形成されている。バンパーカバー２１は、図１、図２等に示すように、フロントバンパー２０の外形意匠を構成する樹脂部材であり、バンパーアブソーバ３０、下部アブソーバ３５、及びバンパーリインフォース４０を覆えるように構成されている。バンパーカバー２１の高さ方向における中央部はバンパーアブソーバ３０の前面により後側から支えられており、バンパーカバー２１の下端部は下部アブソーバ３５により支持されている。さらに、バンパーカバー２１の中央位置には、空気取入れ口として働くとともに、装飾部材であるバンパーグリル２３が取付けられている。

＜バンパーアブソーバ３０の構成について＞
バンパーアブソーバ３０は、樹脂の射出成形品であり、図２～図４に示すように、衝突荷重を受けて潰れるアブソーバ本体部３２０と、そのアブソーバ本体部３２０をバンパーリインフォース４０に取付けるためのアブソーバ取付け部３４０とを備えている。バンパーアブソーバ３０は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂により成形されている。

＜アブソーバ取付け部３４０について＞
アブソーバ取付け部３４０は、図２～図４に示すように、バンパーリインフォース４０の前面４２から上面４３、及び下面４４を覆えるようにカバー状に形成されている。即ち、アブソーバ取付け部３４０は、図２に示すように、バンパーリインフォース４０の前面４２の上側と下側とをそれぞれ覆う上側前板部３４１と下側前板部３４２と、バンパーリインフォース４０の上面４３と下面４４とをそれぞれ覆う上板部３４３と下板部３４４とを備えている。また、アブソーバ取付け部３４０は、図４に示すように、バンパーリインフォース４０の左右の端面（図番省略）を覆う側板部３４５を備えている。

アブソーバ取付け部３４０の上側前板部３４１と下側前板部３４２との裏面には、例えば、クリップ等の連結手段（図示省略）が設けられている。そして、バンパーリインフォース４０の前面４２には、図４に示すように、アブソーバ取付け部３４０のクリップ等に対応する位置に連結穴４２ｈが形成されている。これにより、アブソーバ取付け部３４０のクリップ等がバンパーリインフォース４０の連結穴４２ｈに挿入されることで、アブソーバ取付け部３４０がバンパーリインフォース４０に固定される。

＜アブソーバ本体部３２０について＞
アブソーバ本体部３２０は、図２等に示すように、アブソーバ取付け部３４０から前方に突出するように形成されている。即ち、アブソーバ本体部３２０は、断面形状が略横向きＵ字形で、後側が開放された箱状に形成されている。アブソーバ本体部３２０は、図２、及び図４に示すように、車幅方向に延びる荷重受け面を構成する前縦板部３２１と、その前縦板部３２１の上下に設けられた上板部３２３と下板部３２４とを備えている。また、アブソーバ本体部３２０は、図４に示すように、車幅方向における両端部（図４では右端部のみ記載）で前縦板部３２１、上板部３２３、及び下板部３２４の端部を相互につなぐ側板部３２５を備えている。これにより、アブソーバ本体部３２０は、後側が開放された箱状に形成される。なお、アブソーバ本体部３２０の側板部３２５は、アブソーバ取付け部３４０の側板部３４５と一体化されている。

アブソーバ本体部３２０は、図３に示すように、車幅方向における両端部（左端部、右端部）以外の中央部分が前側に凸となるように緩やかに湾曲している。そして、アブソーバ本体部３２０の右端部と左端部とが、図３、図４に示すように、中央部分に対して湾曲部Ｗの位置で後方に湾曲している。また、アブソーバ本体部３２０の上板部３２３、及び下板部３２４の車両前後方向（幅方向）における中央部には、前縦板部３２１と平行に車幅方向に延びる折り曲げ横線３２３ｘ，３２４ｘが稜線状に形成されている。さらに、アブソーバ本体部３２０の側板部３２５には、図４に示すように、上板部３２３と下板部３２４との折り曲げ横線３２３ｘ，３２４ｘと連続する位置に、折り曲げ縦線３２５ｙが側板部３２５を上下に横断するように形成されている。

さらに、アブソーバ本体部３２０の右端部（左端部）における上板部３２３と下板部３２４とには、図４、図５に示すように、側板部３２５の近傍で車両前後方向に延び、上板部３２３、及び下板部３２４を横断するように形成された開口部５０が設けられている。なお、図４、図５には、アブソーバ本体部３２０の左端部は図示省略されている。開口部５０は、前側が幅広で後側が幅狭のスリット状に形成されており、上板部３２３、及び下板部３２４の前端から後端まで形成されている。これにより、上板部３２３、及び下板部３２４に形成された折り曲げ横線３２３ｘ，３２４ｘは開口部５０の位置で切断されている。

＜バンパーアブソーバ３０の動作について＞
フロントバンパー２０の右端部（左端部）に衝突荷重が加わると、図２に示すように、バンパーカバー２１とバンパーリインフォース４０とに挟まれたバンパーアブソーバ３０のアブソーバ本体部３２０における右端部（左端部）が車両後方に潰れるようになる。アブソーバ本体部３２０における右端部（左端部）には、図５に示すように、側板部３２５の近傍に開口部５０が形成されているため、その開口部５０によって上板部３２３、及び下板部３２４の側板部３２５寄りの部位と中央寄りの部位とが切り離されている。これにより、アブソーバ本体部３２０の側板部３２５と、上板部３２３、及び下板部３２４の中央寄りの部位とが独立して個々に潰れるようになる。

即ち、図９に示すように、アブソーバ本体部３２０の側板部３２５は、折り曲げ縦線３２５ｙの位置で車幅方向外側に突出するように潰れる。また、アブソーバ本体部３２０の上板部３２３は、折り曲げ横線３２３ｘの位置で上方に突出するように潰れる。さらに、アブソーバ本体部３２０の下板部３２４は、折り曲げ横線３２４ｘの位置で下方に突出するように潰れる。このように、アブソーバ本体部３２０の側板部３２５が上板部３２３と下板部３２４とを支えていないため、アブソーバ本体部３２０の右端部（左端部）が潰れ易く、潰れ残りが少なくなる。

図１０の特性Ｉ（実線）は、本実施形態に係るアブソーバ本体部３２０に加わる衝突荷重Ｆと潰れストロークとの関係を表したグラフである。また、特性ＩＩ（点線）は、開口部５０を設けなかった場合のアブソーバ本体部３２０に加わる衝突荷重Ｆと潰れストロークとの関係を表したグラフである。図１０から明らかなように、アブソーバ本体部３２０の端部に開口部５０を設けることで、アブソーバ本体部３２０の端部が潰れ易くなり、衝突荷重Ｆを受けたときに潰れ残りが少なくなる。なお、アブソーバ本体部３２０の車幅方向における中央部では、上板部３２３と下板部３２４とは側板部３２５から離れているため、側板部３２５の影響を受けず、潰れ易くなる。

＜本実施形態で使用した用語と本発明における用語との対応について＞
本実施形態におけるフロントバンパー２０が本発明における車両用バンパーに相当し、バンパーリインフォース４０が本発明の車両ボディ側のフレームに相当する。また、本実施形態におけるアブソーバ本体部３２０の前縦板部３２１が本発明における荷重受け面を構成する縦板部に相当する。

＜本実施形態に係るバンパーアブソーバ３０の長所について＞
本実施形態に係るバンパーアブソーバ３０によると、アブソーバ本体部３２０は箱状で内部に空間が形成されている。このため、アブソーバ本体部３２０の両端部以外では、アブソーバ本体部３２０を発泡スチロール等で中実な状態で形成する場合よりも潰れ残り量を少なくできる。また、アブソーバ本体部３２０の両端部における上板部３２３、下板部３２４には、車両前後方向に延びてそのアブソーバ本体部３２０を横断するように形成された開口部５０が設けられている。このため、アブソーバ本体部３２０の端部に衝突荷重が加わると、開口部５０の位置で上板部３２３と側板部３２５、下板部３２４と側板部３２５とが切り離されて、個々に潰れるようになる。即ち、側板部３２５が上板部３２３、下板部３２４を支えることがなくなるため、アブソーバ本体部３２０の両端部が潰れ易くなる。この結果、アブソーバ本体部３２０の両端部においても潰れ残り量を少なくできる。

〔変更例〕
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図５に示すように、アブソーバ本体部３２０の上板部３２３と下板部３２４における側板部３２５の近傍位置に、前側が幅広で後側が幅狭のスリット状の開口部５０を設ける例を示した。しかし、図６に示すように、等しい幅寸法のスリット状の開口部５１を側板部３２５に沿ってアブソーバ本体部３２０の上板部３２３と下板部３２４とに設けることも可能である。このように、側板部３２５と上板部３２３間の稜線、側板部３２５と下板部３２４間の稜線の直近に開口部５１を形成できるため、側板部３２５を折り曲げ易くなる。

また、アブソーバ本体部３２０の上板部３２３と下板部３２４との湾曲部Ｗの位置にスリット状の開口部５２を前後に延びるように設けることも可能である。これにより、アブソーバ本体部３２０の湾曲部Ｗに対して中央側の上板部３２３、下板部３２４と、端部側の上板部３２３、下板部３２４とが切り離されて別々に潰れるようになる。したがって、アブソーバ本体部３２０の中央側と端部側との潰れが干渉することがなくなり、湾曲部Ｗが潰れ難くならない。

また、図５、図６に示すように、上板部３２３と下板部３２４とにスリット状の開口部５０，５１，５２を設ける代わりに、図７に示すように、多数の貫通孔を前後に並べた脆弱部５３，５４を設けることも可能である。なお、脆弱部５３，５４は衝突荷重を受けることで前後方向に線状に破断できる構造のものとする。また、図８に示すように、線状の切り込みからなる脆弱部５５，５６を設けることも可能である。

また、本実施形態では、アブソーバ本体部３２０の上板部３２３と下板部３２４との双方に開口部５０，５１，５２、あるいは脆弱部５３，５４，５５，５６を設ける例を示した。しかし、上板部３２３、あるいは下板部３２４のいずれか一方に開口部５０，５１，５２、あるいは脆弱部５３，５４，５５，５６を設ける構成でも可能である。また、本実施形態では、車両用バンパーとしてフロントバンパー２０を例示したが、リヤバンパーに本発明に係るバンパーアブソーバ３０を適用することも可能である。

２０・・・・フロントバンパー（車両用バンパー）
３０・・・・バンパーアブソーバ
４０・・・・バンパーリインフォース（車両ボディ側のフレーム）
５０・・・・開口部
５１・・・・開口部
５２・・・・開口部
５３・・・・脆弱部
５４・・・・脆弱部
５５・・・・脆弱部
５６・・・・脆弱部
３２０・・・アブソーバ本体部
３２１・・・前縦板部（荷重受け面を構成する縦板部）
３２３・・・上板部
３２３ｘ・・折り曲げ横線
３２４・・・下板部
３２４ｘ・・折り曲げ横線
３２５・・・側板部
３２５ｙ・・折り曲げ縦線
３４０・・・アブソーバ取付け部
Ｗ・・・・・湾曲部

Claims

車両用バンパーにおいて緩衝材として使用されるバンパーアブソーバであって、
衝突荷重を受けて潰れるアブソーバ本体部と、
前記アブソーバ本体部を車両ボディ側のフレームに取付けるためのアブソーバ取付け部と、
を備えており、
前記アブソーバ本体部は、車幅方向に延びる荷重受け面を構成する縦板部と、その縦板部の上下に設けられた上板部と下板部と、車幅方向における両端部で前記縦板部、上板部、下板部の端部を相互につなぐ側板部とにより箱状に形成されており、
前記アブソーバ本体部の両端部近傍における前記上板部、及び／又は、下板部には、車両前後方向に延びてそのアブソーバ本体部を横断するように形成された開口部、あるいは脆弱部が設けられており、
前記脆弱部は、前記衝突荷重を受けることで破断するように構成されており、
前記アブソーバ本体部の上板部と下板部との車両前後方向における中央部には、車幅方向に延びる折り曲げ横線が稜線状に形成されており、
前記アブソーバ本体部の側板部には、前記上板部と下板部との折り曲げ横線と連続するように、折り曲げ縦線が形成されているバンパーアブソーバ。
請求項１に記載されたバンパーアブソーバであって、
前記アブソーバ本体部の開口部、あるいは脆弱部は、前記側板部に沿って形成されているバンパーアブソーバ。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載されたバンパーアブソーバであって、
前記アブソーバ本体部には、前記両端部以外の位置であって、前記アブソーバ本体部が後方に湾曲する湾曲部に、前記開口部、あるいは脆弱部が形成されているバンパーアブソーバ。
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたバンパーアブソーバであって、
前記脆弱部は、車両前後方向に並んだ複数の貫通孔により形成されているバンパーアブソーバ。
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたバンパーアブソーバであって、
前記脆弱部は、車両前後方向に延びる線状の切り込みにより形成されているバンパーアブソーバ。