(57)【要約】【課題】  車両の衝突時にバンパリインフォースメントが変形し、その強度を維持することができず、クラッシュボックスにおいて十分な潰れ量を可能にして衝撃エネルギの良好な吸収がされていなかった。【解決手段】  上述の課題を解決するため、本発明のバンパ結合構造体１は、車幅方向に延在するフロント部２１と、前記フロント部の前記車幅方向に沿った両縁部２４から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部２２とを含むバンパリインフォースメント２と、一対の端部および側面を有する筒型形状をなし、一方の前記端部は前記フロント部に取り付けられ、前記側面は前記第１の結合部と結合する第２の結合部を含み、前記車幅方向に離間して配設される複数のクラッシュボックス３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に延在するフロント部と、前記フロント部の前記車幅方向に沿った両縁部から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部とを含むバンパリインフォースメントと、
一対の端部および側面を有する筒型形状をなし、一方の前記端部は前記フロント部に取り付けられ、前記側面は前記第１の結合部と結合する第２の結合部を含み、前記車幅方向に離間して配設される複数のクラッシュボックスと、
を備える、バンパ結合構造体。
【請求項２】
請求項１に記載のバンパ結合構造体であって、前記第１の結合部は前記鍔部の端部であり、前記第２の結合部は前記側面から立ち上がったフランジである、バンパ結合構造体。
【請求項３】
請求項１に記載のバンパ結合構造体であって、前記第１の結合部は前記鍔部の端部に形成された端部フランジであり、前記第２の結合部は前記側面から立ち上がったフランジである、バンパ結合構造体。
【請求項４】
請求項２または３に記載のバンパ結合構造体であって、前記フランジは、前記側面の一部を切り欠いた部分から形成される、バンパ結合構造体。
【請求項５】
請求項２または３に記載のバンパ結合構造体であって、前記第２の結合部は前記側面に固定されるブラケット部材である、バンパ結合構造体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のバンパ結合構造体であって、前記側面に設けられた脆弱部は、前記第１の結合部と前記クラッシュボックスの他方の前記端部との間に位置付けられている、バンパ結合構造体。
【請求項７】
車幅方向に延在するフロント部と、前記フロント部の前記車幅方向に沿った両縁部から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部とを含むバンパリインフォースメントに配設されるクラッシュボックスであって、
一対の端部および側面を有する筒型形状をなし、一方の前記端部は前記フロント部に取り付けられ、前記側面は前記第１の結合部と結合する第２の結合部を含む、クラッシュボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンパリインフォースメントとクラッシュボックスとを有するバンパ結合構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、バンパリインフォースメントは車両の前方端部において使用され、車両の衝突時に衝突を吸収する一対のクラッシュボックスを介して車両フレームに取り付けられている。バンパリインフォースメントは、略長方形の金属板にプレスや曲げの加工を施すことによって、所定の断面形状で形成されている。従来から、バンパリインフォースメントとクラッシュボックスとの結合構造に関しては様々な試みがなされてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１では、長手方向の上下両側にフランジを有するバンパリインフォースメントと、クラッシュボックスとが開示されている。クラッシュボックスは、その底部において、バンパリインフォースメントの連結部とボルト等によって密着して固定され、衝突時の衝撃荷重をバンパリインフォースメントからクラッシュボックスへと伝達している。
【０００４】
また、特許文献２では、アウタパネルとインナパネルをスポット溶接で接合し作成されたバンパリインフォースメントと、クラッシュボックスとが開示されている。そして、特許文献２においても、クラッシュボックスはバンパリインフォースメントにボルト等により固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３８７５６
【特許文献２】特開２０１２−２１８６３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、バンパリインフォースメントのフランジがクラッシュボックスに固定されていない。そのため、車両が衝突して衝撃力が前方から負荷された際に、本明細書の図５（ａ）で示されるような、バンパリインフォースメントのフランジが上下に開く変形が生じてしまう。このような変形が生じた場合、バンパリインフォースメントにおいては、図５（ａ）のバンパリインフォースメントの断面の図心を通り車両の前後方向に向う直線に関する当該断面の断面二次モーメントが減少し、バンパリインフォースメントの衝突力に対する曲げ剛性が低下する。そして、バンパリインフォースメントは衝撃力により更に変形され、クラッシュボックスに負荷される荷重が低下する。この結果、クラッシュボックスの潰れ量が小さくなり、クラッシュボックスにおける衝撃エネルギの吸収が十分に果たされなかった。
【０００７】
一方、特許文献２においては、バンパリインフォースメントが、クラッシュボックスの潰れ方向において断面幅を有する。そのため、車両の衝突の衝撃力によりバンパリインフォースメントが当該断面幅において変形し易くなり、クラッシュボックスに伝達される衝撃力が小さくなる。この結果、クラッシュボックスの潰れ量が小さくなり、クラッシュボックスにおける衝撃エネルギの吸収が十分に果たされなかった。
【０００８】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、車両の衝突時に、クラッシュボックスにおいて十分な潰れ量を発生させて衝撃エネルギの良好な吸収を可能にするため、バンパリインフォースメントの変形を抑えることができるバンパ結合構造体を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係るバンパ結合構造体は、車幅方向に延在するフロント部と、前記フロント部の前記車幅方向に沿った両縁部から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部とを含むバンパリインフォースメントと、一対の端部および側面を有する筒型形状をなし、一方の前記端部は前記フロント部に取り付けられ、前記側面は前記第１の結合部と結合する第２の結合部を含み、前記車幅方向に離間して配設される複数のクラッシュボックスとを備えている。
【００１０】
また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記第１の結合部は前記鍔部の端部であり、前記第２の結合部は前記側面から立ち上がったフランジである。
【００１１】
また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記第１の結合部は前記鍔部の端部に形成された端部フランジであり、前記第２の結合部は前記側面から立ち上がったフランジである。
【００１２】
また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記フランジは、前記側面の一部を切り欠いた部分から形成される。
【００１３】
また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記第２の結合部は前記側面に固定されるブラケット部材である。
【００１４】
また本発明に係るバンパ結合構造体は、前記側面に設けられた脆弱部は、前記第１の結合部と前記クラッシュボックスの他方の前記端部との間に位置付けられている。
【００１５】
また本発明に係るクラッシュボックスは、車幅方向に延在するフロント部と、前記フロント部の前記車幅方向に沿った両縁部から延出するとともに第１の結合部を有する一対の鍔部とを含むバンパリインフォースメントに配設されるクラッシュボックスであって、一対の端部および側面を有する筒型形状をなし、一方の前記端部は前記フロント部に取り付けられ、前記側面は前記第１の結合部と結合する第２の結合部を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バンパリインフォースメントの鍔部の第１の結合部はクラッシュボックスの側面の第２の結合部に結合されている。このため、車両の衝突時に、バンパリインフォースメントの変形が抑制され、クラッシュボックスにおいて十分な潰れ量の発生および衝撃エネルギの良好な吸収が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるバンパ結合構造体であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は車両本体側から見た斜視図である。
【図２】本発明によるバンパ結合構造体で使用されるクラッシュボックスの一実施形態の斜視図である。
【図３】本発明によるバンパ結合構造体で使用されるクラッシュボックスの一実施形態の斜視図である。
【図４】本発明によるバンパ結合構造体における、バンパリインフォースメントとクラッシュボックとの結合の詳細図である。
【図５】車両の衝突時の本発明と従来技術におけるバンパ結合構造体の作動を示す。
【図６】衝突試験における本発明と従来技術のバンパ結合構造体の作動データの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付の図面を用いて本発明の好適な実施形態について説明し、同一部材は同一記号で図示される。なお、以下の説明は前方のバンパを例にしているが、本発明は他の部分のバンパに対しても適用可能である。また、各図において適宜示される「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」の各方向は車両の向きを示している。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態に係るバンパ結合構造体を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は車両の本体側である後方から見た斜視図を示している。なお、バンパ結合構造体は車両の車幅方向である図の左右方向で対称であるため、右方側の図示は省略されている。また、図１（ａ）及び図１（ｂ）においては、バンパリインフォースメントとクラッシュボックスとの結合の様子を明確にするため、バンパリインフォースメントに隠れたクラッシュボックスの一部の形状を破線で示している。
【００２０】
図２は本発明の一実施形態であるバンパ結合構造体で使用されるクラッシュボックスの斜視図であり、バンパリインフォースメント側の前方から見た図である。なお、図１及び図２においては、各部材の板厚は省略されている。
【００２１】
図１において、バンパ結合構造体１は、車両の前端に取り付けられ、バンパリインフォースメント２及びクラッシュボックス３を備えて構成されている。そして、バンパ結合構造体１は非図示のバンパカバーによって前方から覆われることでフロントバンパが形成される。
【００２２】
バンパリインフォースメント２は高強度で高剛性を有する長板状の鋼板から構成され、その両端近傍が後方に弓型に湾曲している。バンパリインフォースメント２はフロント部２１と第１の結合部としての鍔部２２とを備え、断面がいわゆるハット型をなしている。すなわち、フロント部２１は車両の車幅方向である図の左右方向に沿って延在し、フロント部２１の上下の両縁部２４からは後方に向って一対の鍔部２２が延出している。本実施形態において、フロント部２１と鍔部２２とのなす角度は略直角であるが、直角に限定されない。また、上側の鍔部２２の後端から上側の端部フランジ２３が上方に延出し、同様に、下側の鍔部２２の後端から下側の端部フランジ２３が下方に延出している。これらの第１の結合部としての端部フランジ２３には、後述するクラッシュボックス３の端部フランジ結合部３９が結合される。
【００２３】
上述したように、バンパリインフォースメント２は、その断面がハット型をなすことにより、曲げ強度を向上させている。しかしながら、十分な曲げ強度を実現できれば、バンパリンインフォースメント２は多様な形状を有することができる。また、バンパリインフォースメント２の左右両側の端部近傍は、後方に向って弓型に湾曲しているが、本願発明はこれに限定されるものではなく、他の形状を有することができる。
【００２４】
バンパリインフォースメント２の左右両端近傍の後側には、金属製のクラッシュボックス３が離間して取り付けられている。クラッシュボックス３は、折り曲げ加工された板金からなり、複数の側面から構成された筒型形状をなしている。クラッシュボックス３の後端は板状の取付けフランジ４２に固着され、取付けフランジ４２は車両本体にボルト等によって取り付けられる。さらに、クラッシュボックス３の側面には、後述する端部フランジ結合部３９と取付けフランジ４２との間に、脆弱部としてのビード４１が設けられている。ビード４１は、バンパリインフォースメント２からクラッシュボックスへ衝撃が伝達された際、クラッシュボックスの圧潰を促すためのものであり、クラッシュボックス３における衝撃エネルギを効率良く吸収する。しかし本実施形態においては、ビード４１を設けなくてもよい。
【００２５】
本実施形態に係るクラッシュボックス３は８つの側面を有し、断面が略八角形をなしているが、断面形状は円形、四角形等、他の形状であってもよい。
【００２６】
クラッシュボックス３の８つの側面３１から３８のうち、２つの側面３１、３５は鍔部２２に対向している。側面３１、３５の前端は屈曲され、上下方向に延出する第２の結合部としての端部フランジ結合部３９が形成されている。この端部フランジ結合部３９はバンパリインフォースメント２の端部フランジ２３に結合される。端部フランジ結合部３９は、クラッシュボックスの前端から、鍔部２２の前後幅に略等しい長さだけ後方において形成されている。すなわち、クラッシュボックス３がバンパリインフォースメント２に取り付けられた際に、端部フランジ結合部３９は鍔部２２の端部フランジ２３に当接する。
【００２７】
端部フランジ結合部３９は、クラッシュボックスの側面３１、３５に切り欠きを設けることで形成される。すなわち、図２に示されたように、切り込み３１３は、側面３２、３８又は３４、３６の始点端部３１１から後方に、終点端部３１２まで延在する。終点端部３１２において、切り込み３１３と切り込み３１４とは接続しており、切り込み３１４は側面３１、３５と側面３２、３８又は３４、３６の境界まで延在している。当該境界から側面３１、３５には端部フランジ結合部３９が設けられている。端部フランジ結合部３９は側面３１、３５の一部からなり、その前端は折り曲げられ、フランジを形成している。側面３１、３５以外の他の側面３３、３７の前端も屈曲され、フロント結合部３１０が形成されている。以上のように、端部フランジ３９及びフロント結合部３１０は側面と一体に設けられる。よって、バンパリインフォースメント２と結合させる部材を別途設ける必要がなく、部品点数の削減が可能となる。
【００２８】
このように構成されたクラッシュボックス３はバンパリインフォースメント２の端部近傍に配設され、端部フランジ結合部３９は端部フランジ２３に対向し、前後方向に重ねられて結合される。このため、バンパリインフォースメント２からクラッシュボックス３へ伝達される衝撃荷重は、端部フランジ結合部３９と端部フランジ２３が面接触した状態で伝達される。従って、衝撃荷重は安定かつ効率良く伝達される。また、フロント結合部３１０はバンパリインフォースメント２のフロント部２１の後側に溶接、ボルト、ねじ等により結合される。
【００２９】
図３は図２のクラッシュボックスの変形例を示した図であり、図３においても各部材の板厚は省略されている。
【００３０】
本実施形態においては、図３に示されるように、切り込み３１３は側面３１、３５や、側面３１と側面３２又は３８との境界、側面３５と側面３４又は側面３６との境界に設けられてもよい。また、切り込み３１３の始点端部３１１はクラッシュボックス３の前端部に一致させなくてもよい。この場合、図３に示されるような切り欠きとなるため、始点端部３１１の間にさらにもう一本の切り込み３１５が存在する。これにより、クラッシュボックスに衝撃が加わった際に、クラッシュボックスの開き（側面３２、３３、３４、３６、３７、３８の左右への開き）を抑制し、クラッシュボックスが受ける衝撃荷重を増加させて衝撃エネルギの吸収量を増加させることができる。
【００３１】
図４は、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９との結合状態を示しており、図１（ｂ）におけるＸ−Ｘ切断面を表している。
【００３２】
図４（ａ）においては、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９には、ボルト穴が設けられている。このボルト穴にボルト３１６が挿通され、端部フランジ２３とフランジ結合部３９はボルトにより締結される。なお、ボルトの代わりに、ねじとねじ穴を使用したねじ止めにより、両者を締結してもよい。
【００３３】
また、図４（ｂ）に示されたように、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９とをスポット溶接により結合させても良い。さらに、他の部材を用いてバンパリインフォースメント２とクラッシュボックス３とを結合させても良い。例えば、図４（ｃ）に示されるように、折り曲げられたブラケット部材３１７の一端はクラッシュボックス３の側面３１又は３５に結合され、ブラケット部材３１７の他端は端部フランジ２３に結合される。ブラケット部材３１７とクラッシュボックス３およびバンパリインフォースメント２とは互いに溶接により固定されているが、ボルトやねじ等により固定されてもよい。
【００３４】
また、図４（ａ）から図４（ｃ）に示された結合方法を組み合わせてもよい。
【００３５】
本実施形態においては、バンパリインフォースメント２に端部フランジ２３を設け、クラッシュボックス３に端部フランジ結合部３９を設けることで、バンパリインフォースメント２とクラッシュボックス３とを結合している。しかしこれに限らず、鍔部２２と側面３１又は３５との間で直接結合させてもよい。この場合、端部フランジ２３や端部フランジ結合部３９を設けずに済む。この場合においても、ボルト、ねじ止め、溶接等の多様な締結方法を使用できる。また、当該直接結合と図４（ａ）から図４（ｃ）に示されるいずれかの結合方法とを組み合わせてもよい。
【００３６】
また本実施形態においては、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９とが結合されている。しかしこれに限らず、鍔部２２の端部と端部フランジ結合部３９の前面とを結合するものでもよい。この場合、鍔部２２の端部と端部フランジ結合部３９の前面とは溶接により結合することができる。
【００３７】
また本実施形態においては、端部フランジ２３と端部フランジ結合部３９とが対向し、前後方向に重ねられて結合されている。しかしこれに限らず、例えば端部フランジ結合部３９の上端を前方に屈曲させ、当該屈曲させた部位を鍔部２２と上下方向において重ねて結合するものであってもよい。
【００３８】
以上のように構成されたバンパ結合構造体１によれば、バンパリインフォースメント２の鍔部２２はクラッシュボックス３の側面３１、３５等に固定されている。このため、車両の衝突時に、衝撃力がバンパリインフォースメント２に加えられたとしても、バンパリインフォースメント２の変形を抑えることができる。このため、衝撃力がそのままクラッシュボックス３へ伝わりクラッシュボックス３が潰れることで吸収される。すなわち、図４に示されるように、バンパリインフォースメント２の断面二次モーメントが車両の衝突時においても変化しない。
【００３９】
図５に車両の衝突時におけるバンパ結合構造体を示す。上述したように、図５（ａ）の従来技術においては、バンパリインフォースメントの鍔部とクラッシュボックスの側面とは固定されていない。このため、車両の衝突時には、衝撃力により鍔部が上下方向に広がり、バンパリインフォースメントの断面の上述の断面二次モーメントが減少し、バンパリインフォースメントの曲げ剛性が低下する。その結果、衝撃力がバンパリインフォースメントのさらなる曲げを引き起こし、クラッシュボックスに負荷される荷重は低下して潰れが遅くなる。そして、クラッシュボックスにおいて十分な潰れ量が得られず、衝突エネルギの十分な吸収が図れていない。
【００４０】
これに対し、本発明によるバンパ結合構造体においては、鍔部と側面とが結合されているため、バンパリインフォースメントの変形が生じ難く、断面二次モーメントの変化を防ぐことができる。そのため、クラッシュボックスに衝撃力が効率的に伝達され、クラッシュボックスの十分な潰れ量が得られる。その結果、クラッシュボックスにおける衝突エネルギの十分な吸収が図れる。
【００４１】
図６は、衝突試験における本発明と従来技術のバンパ結合構造体の作動データの一例であり、横軸にクラッシュボックスの潰れ量、縦軸に衝突荷重を示す。図において、実線が本発明によるバンパ結合構造体のデータであり、破線が従来技術のバンパ結合構造体のデータである。
【００４２】
図よりクラッシュボックスの同じ潰れ量に対し、本発明のバンパ結合構造体の方が従来技術よりも最大で約１．８倍の衝突荷重を受けていた。従って、従来技術よりも本発明のバンパ結合構造体の方がより多くの衝突エネルギをクラッシュボックスにて吸収している。
【００４３】
なお、本実施形態の代わりに、クラッシュボックスとバンパリインフォースメントとの取付け位置以外において、上下の鍔部間に梁を設けることで上述の広がり変形を防止することも考えられる。しかし、鍔部と側面とが固定されていない場合、この位置における広がり変形が起き得る。よって、クラッシュボックスにおいて十分な潰れ量が得られない。従って、この場合においても、クラッシュボックスとバンパリインフォースメントとの取付け位置、すなわちクラッシュボックスに衝撃を伝達する位置においてバンパリインフォースメントの変形を抑えることが好ましい。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１：バンパ結合構造体
２：バンパリインフォースメント
２１：フロント部
２２：鍔部
２３：端部フランジ
２４：縁部
３：クラッシュボックス
３１−３８：側面
３９：端部フランジ結合部
３１０：フロント結合部
３１１：始点端部
３１２：終点端部
３１３−３１５：切り込み
３１６：ボルト
３１７：ブラケット部材
４１：ビード
４２：取付けフランジ
【図１】
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【図２】
2014189200.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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