(57)【要約】【課題】微小ラップ衝突時にはバンパリインフォースメントを潰さずにクラッシュボックスに荷重を伝達し、フルラップ衝突時にはバンパリインフォースメントを潰すことによりバンパリインフォースメントの衝撃吸収ストロークを確保する。【解決手段】四角筒断面の長尺形状の本体部材１１と、車両正面視でフロントサイドメンバ１に重なるように本体部材１１の内側に取り付けられる補強部材１２と、を含むバンパリインフォースメント１０であって、補強部材１２は、上壁１１ａの内側面に沿って配置される上板１３と、下壁１１ｂの内側面に沿って配置される下板１４と、後壁１１ｃの内側面に沿って配置される後板１５と、を含む。後板１５は、上板１３と接続される上厚肉部１５ａと、下板１４と接続される下厚肉部１５ｂと、板厚が上厚肉部１５ａ及び下厚肉部１５ｂよりも薄い薄肉部１５ｃと、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部の車両幅方向両側に配置されて前後方向に延びる２つのフロントサイドメンバの前端に接続され、車両幅方向に延びる筒断面の長尺形状の本体部材と、
車両正面視で少なくとも一部が前記フロントサイドメンバに重なるように前記本体部材の内側に取り付けられる補強部材と、を含むバンパリインフォースメントであって、
前記補強部材は、
前記本体部材の上壁の内側面に沿って配置される上板と、前記本体部材の下壁の内側面に沿って配置される下板と、前記本体部材の後壁の内側面に沿って配置される後板と、を含み、
前記後板は、
前記上板と接続される上厚肉部と、前記下板と接続される下厚肉部と、前記上厚肉部と前記下厚肉部との間に設けられる薄肉部と、を有し、
前記薄肉部は、板厚が前記上厚肉部及び前記下厚肉部よりも薄いこと、を特徴とするバンパリインフォースメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に補強部材を備えるバンパリインフォースメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車両前端には、車両衝突時に衝突荷重を受けるためのバンパが備えられる。バンパには芯材として車両幅方向に延びる長尺形状のバンパリインフォースメントが備えられる。バンパリインフォースメントは、車両前後方向に延びるフロントサイドメンバの前端にクラッシュボックスを介して接続される。上下方向の断面形状がＵ字形状の２つの強度構成部位がＵ字形状の開口部を車体に向けた状態で上下に隣接して配置されたバンパリインフォースメントが特許文献１で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０３４７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、オフセット率が２５パーセント程度の微小ラップ衝突の際にバンパリインフォースメントが潰れて変形してしまうと、フロントサイドメンバに正常に荷重伝達できず、狙い通りにフロントサイドメンバを変形させて効果的に衝撃を吸収することができなくなる場合がある。そこで、微小ラップ衝突の際にバンパリインフォースメントが潰れないようにするため、バンパリインフォースメントの本体部材の内部に補強部材を設ける場合がある。
【０００５】
しかし、バンパリインフォースメントの本体部材の内部に補強部材を設けると、フルラップ衝突の際にもバンパリインフォースメントの断面が潰れにくい構造となるため、フルラップ衝突時にバンパリインフォースメントの衝撃吸収ストロークを確保することができない場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、微小ラップ衝突時にはバンパリインフォースメントを潰さずにフロントサイドメンバに荷重を伝達し、フルラップ衝突時にはバンパリインフォースメントを潰すことによりバンパリインフォースメントの衝撃吸収ストロークを確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバンパリインフォースメントは、車両前部の車両幅方向両側に配置されて前後方向に延びる２つのフロントサイドメンバの前端に接続され、車両幅方向に延びる筒断面の長尺形状の本体部材と、車両正面視で少なくとも一部が前記フロントサイドメンバに重なるように前記本体部材の内側に取り付けられる補強部材と、を含むバンパリインフォースメントであって、前記補強部材は、前記本体部材の上壁の内側面に沿って配置される上板と、前記本体部材の下壁の内側面に沿って配置される下板と、前記本体部材の後壁の内側面に沿って配置される後板と、を含み、前記後板は、前記上板と接続される上厚肉部と、前記下板と接続される下厚肉部と、前記上厚肉部と前記下厚肉部との間に設けられる薄肉部と、を有し、前記薄肉部は、板厚が前記上厚肉部及び前記下厚肉部よりも薄いこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、微小ラップ衝突時には、本体部材の上壁及び下壁が車両前方からの圧縮荷重を受けるが、上壁及び下壁に沿って配置された補強部材の上板及び下板が前後方向に突っ張って補強部材が変形し難いため、バンパリインフォースメントが潰れずにフロントサイドメンバに荷重を伝達することができる。そして、フルラップ衝突時には、ピッチングで車両が前傾姿勢となり圧縮荷重がバンパリインフォースメントを斜め上に突き上げる方向となり、補強部材の上板及び下板が上方向に変形しようとして、本体部材の後壁に沿って配置された後板の薄肉部に曲げモーメントがかかって薄肉部が曲がり、補強部材の上板及び下板が上方向に変形してバンパリインフォースメントが潰れる。これにより、フルラップ衝突時にバンパリインフォースメントの衝撃吸収ストロークを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の形態のバンパリインフォースメントを車両上方から見た平面図である。
【図２】図１におけるＡ―Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すバンパリインフォースメントを取り付けた車両が微小ラップ衝突した際の衝突直後の状態を示す平面図である。
【図４】図２に示すバンパリインフォースメントが微小ラップ衝突した際の状態を示す断面図である。
【図５】図１に示すバンパリインフォースメントを取り付けた車両がフルラップ衝突した際の衝突直後の状態を示す平面図（ａ）、及びクラッシュボックスが潰れた状態を示す平面図（ｂ）である。
【図６】図２に示すバンパリインフォースメントがフルラップ衝突した際の変形後期を示す断面図である。
【図７】比較例１のバンパリインフォースメントを示した断面図（ａ）、及びフルラップ衝突した際の比較例１のバンパリインフォースメントの状態を示した断面図（ｂ）である。
【図８】フルラップ衝突した際に、第１の形態のバンパリインフォースメント及び比較例１のバンパリインフォースメントの変形荷重及び変形量を比較して示したグラフである。
【図９】フルラップ衝突した際に、第１の形態のバンパリインフォースメントを取り付けた車両と、比較例１のバンパリインフォースメントを取り付けた車両との車両変形荷重及び車両変形量を比較して示したグラフである。
【図１０】第２の形態のバンパリインフォースメントを車両上方から見た平面図である。
【図１１】図１０におけるＢ―Ｂ線断面図である。
【図１２】図１１に示すバンパリインフォースメントが微小ラップ衝突した際の状態を示す断面図である。
【図１３】図１１に示すバンパリインフォースメントがフルラップ衝突した際の変形後期を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の形態のバンパリインフォースメント１０について説明する。以下説明する各図に示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、車両の前方向（進行方向）、上方向、右方向をそれぞれ示している。また、各矢印ＦＲ、ＵＰ、ＲＨの反対方向は、それぞれ車両後方向、下方向、左方向を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。
【００１１】
バンパリインフォースメント１０は、車両前端に配置され車両衝突時に衝突荷重を受けるバンパの芯材であり、図１に示すように、車両幅方向に延びる四角筒断面の長尺形状の本体部材１１と、本体部材１１の内側に取り付けられる補強部材１２と、で構成される。本体部材１１は、車両幅方向の中央で前方に凸となる弓状に反った形状をしている。そして、本体部材１１は、車両前部の車両幅方向両側に配置されて前後方向に延びる２つのフロントサイドメンバ１の前端にクラッシュボックス２を介して接続される。補強部材１２は、車両正面視で少なくとも一部がフロントサイドメンバ１に重なるように本体部材１１の内側に取り付けられている。
【００１２】
図２に示すように、本体部材１１は上壁１１ａ、下壁１１ｂ、後壁１１ｃ及び前壁１１ｄで構成される。補強部材１２は、本体部材１１の上壁１１ａの内側面に沿って配置される上板１３と、本体部材１１の下壁１１ｂの内側面に沿って配置される下板１４と、上板１３及び下板１４の後端を接続し本体部材１１の後壁１１ｃの内側面に沿って配置される後板１５と、で構成される。後板１５には、上板１３と接続される上厚肉部１５ａと、下板１４と接続される下厚肉部１５ｂと、薄肉部１５ｃとが設けられている。薄肉部１５ｃは、上厚肉部１５ａと下厚肉部１５ｂとの間に設けられている。薄肉部１５ｃの板厚は、上厚肉部１５ａ及び下厚肉部１５ｂよりも薄くなっている。上厚肉部１５ａ及び下厚肉部１５ｂの板厚は上板１３及び下板１４よりも厚くなっている。補強部材１２の薄肉部１５ｃと、本体部材１１の後壁１１ｃとは、ボルト１７でクラッシュボックス２に締結されている。本体部材１１の前壁１１ｄには、ボルト１７を通すための穴１１ｆが形成されている。
【００１３】
次に、オフセット率が２５パーセント程度の微小ラップ衝突の際の衝突荷重の伝達について説明する。図３に示すように、微小ラップ衝突の際には、バンパリインフォースメント１０のフロントサイドメンバ１よりも車両幅方向外側に突き出た部分にバリアＢ１が衝突し、車両後方に向かって衝突荷重を入力する。すると、バンパリインフォースメント１０からクラッシュボックス２に剪断力として荷重伝達し、更にクラッシュボックス２から車両後方に向かってフロントサイドメンバ１に荷重が伝達する。この荷重はフロントサイドメンバ１で受け止められ、クラッシュボックス２を車両前後方向に圧縮する。そして、クラッシュボックス２を圧縮しても衝突エネルギーを吸収しきれなかった場合は、更にフロントサイドメンバ１が変形して衝撃エネルギーを吸収する。しかし、バンパリインフォースメント１０が衝突荷重で潰れて変形してしまうと、フロントサイドメンバ１に正常に荷重伝達できず、狙い通りにフロントサイドメンバ１を変形させて効果的に衝突エネルギーを吸収することができなくなる場合がある。そのため、微小ラップ衝突の際には、バンパリインフォースメント１０を潰さずにフロントサイドメンバ１に荷重を伝達する必要がある。
【００１４】
図４に示すように、微小ラップ衝突の際に、車両前方からの圧縮荷重によりバンパリインフォースメント１０の本体部材１１の上壁１１ａ及び下壁１１ｂが撓んで変形するが、補強部材１２の上板１３及び下板１４が前後方向に突っ張って圧潰に抵抗し、上厚肉部１５ａ及び下厚肉部１５ｂの板厚が厚く強度が高いため、補強部材１２は変形し難い。そのため、微小ラップ衝突の際にバンパリインフォースメント１０を潰さずにフロントサイドメンバ１に荷重を伝達することができる。
【００１５】
次に、フルラップ衝突の際の衝突荷重の伝達について説明する。バンパリインフォースメント１０の本体部材１１は、車両幅方向の中央で前方に凸となる弓状に反った形状をしているため、図５（ａ）に示すように、フルラップ衝突の際にバリアＢ２は本体部材１１の車両幅方向の中央部に衝突する。そして、衝突が進むと、図５（ｂ）に示すように、本体部材１１の車両前後方向に対する角度が９０度となるようにバンパリインフォースメント１０が変形し、クラッシュボックス２が圧縮される。そして、クラッシュボックス２を圧縮しても衝突エネルギーを吸収しきれなかった場合は、更にバンパリインフォースメント１０及びフロントサイドメンバ１が変形して衝撃エネルギーを吸収する。この場合、微小ラップ衝突の場合とは異なり、バンパリインフォースメント１０が潰れても、バリアＢ２から車両後方に向かってフロントサイドメンバ１に荷重を伝達することができる。そのため、フルラップ衝突の際には、バンパリインフォースメント１０が潰れる方が、衝撃吸収ストロークを確保でき、キャビン変形量を小さくすることができる。
【００１６】
フルラップ衝突の際、変形初期では、微小ラップ衝突と同様に、図４に示すように車両前方からの圧縮荷重によりバンパリインフォースメント１０の本体部材１１が変形するが、補強部材１２の上板１３及び下板１４が前後方向に突っ張って圧潰に抵抗する。その後、ピッチングで車両が前傾姿勢となるため、図６に示すように、圧縮荷重がバンパリインフォースメント１０を斜め上に突き上げる方向となる。すると、補強部材１２の上板１３及び下板１４が上方向に変形しようとして、後板１５の薄肉部１５ｃに曲げモーメントがかかって薄肉部１５ｃが折れて、上板１３及び下板１４が上方向に変形してバンパリインフォースメント１０が潰れる。これにより、フルラップ衝突時にバンパリインフォースメント１０の衝撃吸収ストロークを確保することができる。
【００１７】
＜比較例１＞
次に、第１の形態のバンパリインフォースメント１０とは補強部材の形状のみが異なる比較例１のバンパリインフォースメント２０について述べる。比較例１のバンパリインフォースメント２０は、第１の形態のバンパリインフォースメント１０の本体部材と同一形状の本体部材１１と、補強部材２２とで構成されている。図７（ａ）に示すように、バンパリインフォースメント２０の本体部材１１は上壁１１ａ、下壁１１ｂ、後壁１１ｃ及び前壁１１ｄで構成される。補強部材２２は、本体部材１１の上壁１１ａの内側面に沿って配置される上板２３と、本体部材１１の下壁１１ｂの内側面に沿って配置される下板２４と、上板２３及び下板２４の後端を接続し本体部材１１の後壁１１ｃの内側面に沿って配置される後板２５と、上板２３及び下板２４の前端を接続し本体部材１１の前壁１１ｄの内側面に沿って配置される前板２６と、で構成される。後板２５は板厚が一定となっており、後板２５と、本体部材１１の後壁１１ｃとはボルト１７でクラッシュボックス２に締結されている。本体部材１１の前壁１１ｄには、ボルト１７を通すための穴１１ｆが形成されている。そして、補強部材２２の前板２６には、ボルト１７を通すための穴２６ａが形成されている。
【００１８】
比較例１のバンパリインフォースメント２０は、微小ラップ衝突の際に、車両前方からの圧縮荷重に対して補強部材２２の上板２３及び下板２４が前後方向に突っ張って圧潰に抵抗するため、補強部材２２は変形し難い。そのため、微小ラップ衝突の際にバンパリインフォースメント２０を潰さずにフロントサイドメンバ１に荷重を伝達することができる。また、フルラップ衝突の際は、図７（ｂ）に示すように、ピッチングで車両が前傾姿勢となり圧縮荷重がバンパリインフォースメント２０を斜め上に突き上げる方向となっても、補強部材２２の後板２５に薄肉部が設けられていないため、バンパリインフォースメント２０は潰れ難い。そのため、比較例１のバンパリインフォースメント２０では、フルラップ衝突時にバンパリインフォースメント２０の衝撃吸収ストロークを確保することができない。
【００１９】
＜第１の形態と比較例１の比較＞
図８は、フルラップ衝突した際に、第１の形態のバンパリインフォースメント１０及び比較例１のバンパリインフォースメント２０の変形荷重及び変形量を比較して示したグラフである。図８の実線のグラフが第１の形態のバンパリインフォースメント１０であり、破線のグラフが比較例１のバンパリインフォースメント２０である。比較例１のバンパリインフォースメント２０は、フルラップ衝突で圧潰しないため、最大荷重は高いが、変形量が小さいため、吸収エネルギーが小さい。一方、第１の形態のバンパリインフォースメント１０は、フルラップ衝突で圧潰可能なため、最大荷重は低いが、変形量が大きいため、吸収エネルギーは大きい。このように、フルラップ衝突において、第１の形態のバンパリインフォースメント１０は、比較例１のバンパリインフォースメント２０よりも、エネルギー吸収量を増加させることができる。
【００２０】
図９は、フルラップ衝突した際に、第１の形態のバンパリインフォースメント１０を取り付けた車両と、比較例１のバンパリインフォースメント２０を取り付けた車両との車両変形荷重及び車両変形量を比較して示したグラフである。図９の実線のグラフが第１の形態のバンパリインフォースメント１０を取り付けた車両であり、破線のグラフが比較例１のバンパリインフォースメント２０を取り付けた車両である。衝突速度と車両質量が同じであれば衝突エネルギーは一定のため、図９の実線のグラフの面積と破線のグラフの面積は等しい。
【００２１】
フルラップ衝突した際に、比較例１のバンパリインフォースメント２０を取り付けた車両では、クラッシュボックス２及びフロントサイドメンバ１は変形するが、バンパリインフォースメント２０は圧潰せず変形しないため、図９に示すキャビン前変形量Ｄ１は、クラッシュボックス２及びフロントサイドメンバ１の変形量である。衝突エネルギーをクラッシュボックス２及びフロントサイドメンバ１の変形で吸収しきれなかった場合は、更にキャビンが変形し、図９に示すようにキャビン変形量Ｄ２が生じる。
【００２２】
これに対して、第１の形態のバンパリインフォースメント１０を取り付けた車両では、フルラップ衝突の際にバンパリインフォースメント１０が圧潰するため、バンパリインフォースメント１０の変形量Ｄ３の分だけ、比較例１のバンパリインフォースメント２０を取り付けた車両よりもキャビン前変形量Ｄ４が大きくなる。すると、既に述べたように実線のグラフの面積と破線のグラフの面積は等しいため、比較例１のバンパリインフォースメント２０を取り付けた車両のキャビン変形量Ｄ２よりも、第１の形態のバンパリインフォースメント１０を取り付けた車両のキャビン変形量Ｄ５の方が小さくなる。このように、フルラップ衝突において、第１の形態のバンパリインフォースメント１０は、比較例１のバンパリインフォースメント２０よりも、キャビン変形量を減少させることができる。
【００２３】
＜第２の形態＞
次に、本発明の第２の形態のバンパリインフォースメント３０について述べる。図１０に示すように、バンパリインフォースメント３０は、車両幅方向に延びる四角筒断面の長尺形状の本体部材３１を備え、本体部材３１の両端の内側に補強部材３２ａ及び補強部材３２ｂがそれぞれ２段重ねで取り付けられている。図１１に示すように、補強部材３２ａ及び補強部材３２ｂは異なる高さに配置されているため、図１０では補強部材３２ｂは補強部材３２ａの陰に入っている。図１０に示すように、本体部材３１は、車両幅方向の中央で前方に凸となる弓状に反った形状をしている。そして、本体部材３１は、車両前部の車両幅方向両側に配置されて前後方向に延びる２つのフロントサイドメンバ１の前端にクラッシュボックス２を介して接続される。補強部材３２ａ及び補強部材３２ｂは、車両正面視で少なくとも一部がフロントサイドメンバ１に重なるように本体部材３１の内側に取り付けられている。
【００２４】
図１１に示すように、本体部材３１は上壁３１ａ、下壁３１ｂ、後壁３１ｃ、前壁３１ｄ及び中壁３１ｅで構成される。中壁３１ｅは、後壁３１ｃ及び前壁３１ｄの上下方向の中央部を接続する。補強部材３２ａは、本体部材３１の上壁３１ａの内側面に沿って配置される上板３３と、本体部材３１の中壁３１ｅの上面に沿って配置される中上板３４と、上板３３及び中上板３４の後端を接続し本体部材３１の後壁３１ｃの内側面に沿って配置される後板３５と、で構成される。後板３５には、上板３３と接続される上厚肉部３５ａと、薄肉部３５ｂとが設けられている。補強部材３２ｂは、本体部材３１の下壁３１ｂの内側面に沿って配置される下板３６と、本体部材３１の中壁３１ｅの下面に沿って配置される中下板３７と、下板３６及び中下板３７の後端を接続し本体部材３１の後壁３１ｃの内側面に沿って配置される後板３８と、で構成される。後板３８には、下板３６と接続される下厚肉部３８ａと、薄肉部３８ｂとが設けられている。補強部材３２ａの薄肉部３５ｂの板厚は、上厚肉部３５ａ及び下厚肉部３８ａよりも薄くなっている。補強部材３２ｂの薄肉部３８ｂの板厚は、上厚肉部３５ａ及び下厚肉部３８ａよりも薄くなっている。補強部材３２ａの薄肉部３５ｂと、補強部材３２ｂの薄肉部３８ｂと、本体部材３１の後壁３１ｃとは、ボルト３９でクラッシュボックス２に締結されている。本体部材３１の前壁３１ｄには、ボルト３９を通すための２個の穴３１ｆが形成されている。
【００２５】
微小ラップ衝突の際、図１２に示すように、車両前方からの圧縮荷重によりバンパリインフォースメント３０の本体部材３１の上壁３１ａ、下壁３１ｂ及び中壁３１ｅが撓んで変形するが、補強部材３２ａの上板３３及び中上板３４、補強部材３２ｂの下板３６及び中下板３７が前後方向に突っ張って圧潰に抵抗するため、補強部材３２ａ及び補強部材３２ｂが変形し難い。そのため、微小ラップ衝突の際にバンパリインフォースメント３０を潰さずにフロントサイドメンバ１に荷重を伝達することができる。
【００２６】
フルラップ衝突の際、変形初期では、微小ラップ衝突と同様に、図１２に示すように車両前方からの圧縮荷重によりバンパリインフォースメント３０の本体部材３１が変形するが、補強部材３２ａの上板３３及び中上板３４、補強部材３２ｂの下板３６及び中下板３７が前後方向に突っ張って圧潰に抵抗する。その後、ピッチングで車両が前傾姿勢となるため、図１３に示すように、圧縮荷重がバンパリインフォースメント３０を斜め上に突き上げる方向となる。すると、補強部材３２ａの上板３３及び中上板３４、補強部材３２ｂの下板３６及び中下板３７が上方向に変形しようとして、後板３５の薄肉部３５ｂ及び後板３８の薄肉部３８ｂに曲げモーメントがかかって薄肉部３５ｂ及び薄肉部３８ｂが折れる。そして、補強部材３２ａの上板３３及び中上板３４、補強部材３２ｂの下板３６及び中下板３７が上方向に変形してバンパリインフォースメント３０が潰れる。これにより、フルラップ衝突時にバンパリインフォースメント３０の衝撃吸収ストロークを確保することができる。
【００２７】
そのため、第２の形態のバンパリインフォースメント３０は、第１の形態のバンパリインフォースメント１０と同様に、フルラップ衝突の際に圧潰しないバンパリインフォースメントと比較して、エネルギー吸収量を増加させることができて、キャビン変形量を減少させることができる。
【００２８】
本開示のバンパリインフォースメントは、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、補強部材の後板に上厚肉部及び下厚肉部が設けられ、上厚肉部と下厚肉部の間に薄肉部が設けられていれば、補強部材の後板は他の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１  フロントサイドメンバ、２  クラッシュボックス、１０、２０、３０  バンパリインフォースメント、１１、３１  本体部材、１１ａ、３１ａ  上壁、１１ｂ、３１ｂ  下壁、１１ｃ、３１ｃ  後壁、１１ｄ、３１ｄ  前壁、１１ｆ、２６ａ、３１ｆ  穴、１２、２２、３２ａ、３２ｂ  補強部材、１３、２３、３３  上板、１４、２４、３６  下板、１５、２５、３５、３８  後板、１５ａ、３５ａ  上厚肉部、１５ｂ、３８ａ  下厚肉部、１５ｃ、３５ｂ、３８ｂ  薄肉部、１７、３９  ボルト、２６  前板、３１ｅ  中壁、３４  中上板、３７  中下板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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