(57)【要約】【課題】  発明は、コンパクトで且つ歩行者脚部の負傷度合を十分に軽減することが可能な車両用バンパー構造を提供することを課題とする。【解決手段】  車幅方向に延びるバンパービーム１１と、このバンパービーム１１の前面１５を被うバンパーフェース１２と、これらの間に介在させるエネルギー吸収材１３とからなるバンパー１０構造において、バンパービーム１１は、少なくとも前面１５に平坦な鉛直面２６を有し、エネルギー吸収材１３は、発泡材１４からなり、鉛直面２６からバンパーフェース１２へ延ばした本体部２１及びこの本体部２１の上面２２から上へ延ばした頭部２３とからなるＬ字断面部材２７であり、エネルギー吸収材１３の頭部２３とバンパービーム１１の前面１５との間に空間２４を確保したことを特徴とする。【選択図】      図１
2006044504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に延びるバンパービームと、このバンパービームの前面を被うバンパーフェースと、これらの間に介在させるエネルギー吸収材とからなるバンパー構造において、
前記バンパービームは、少なくとも前面に平坦な鉛直面を有し、
前記エネルギー吸収材は、発泡材からなり、前記鉛直面からバンパーフェースへ延ばした本体部及びこの本体部の前部上面又は前部下面から上又は下に延ばした頭部とからなるＬ字断面部材であり、
エネルギー吸収材の頭部とバンパービームの前面との間に空間を確保したことを特徴とする車両用バンパー構造。
【請求項２】
前記バンパービームは、アルミニウムの押出し成形品であって、車幅方向中央に係合穴を有し、
前記エネルギー吸収材は、前記係合穴に嵌合する突部を有し、車幅方向左右端に前記バンパービームの前面上下に設けた上下フランジに係止する上下フックを有することを特徴とする請求項１記載の車両用バンパー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行者脚部の負傷度合を軽減することができる車両用バンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用バンパーとして、歩行者脚部の負傷度合を軽減するため、バンパービームと、このバンパービームの前面をバンパーフェースで被い、これらの間にエネルギー吸収材を介在させたものが各種提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１５５３１３公報（図１０、図１１）
【特許文献２】特開平１１−２０８３８９号公報（図４）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１１は従来の技術の基本構成を説明した図である。
（ａ）は、バンパービーム１０１とバンパーフェース１０２との間に複数の支持壁部１０３・・・（・・・は複数を示す。）を有するエネルギー吸収材１０４を介在させたバンパー構造１００に、歩行者の脚部１０５が衝突したときの状態を示す。
膝下部分１０６がバンパーフェース１０２が当り、大腿部１０７が図矢印α側に倒れ始める。
【０００４】
（ｂ）は（ａ）に続く作用図であり、大腿部１０７及び膝部１０８が車両側に変位する。このとき、エネルギー吸収材１０４では、下側部分よりも上側部分が大きく変形し、脚部１０５各部の変位に応じて変形をすることにより、脚部１０５の負傷度合を軽減するというものである。
【０００５】
しかし、エネルギー吸収材１０４は支持壁部１０３・・・から構成した部材であり、上下方向長さが限られているので、エネルギーの吸収性能は小さい。エネルギー吸収性能を高めるには、エネルギー吸収材１０４を大型化する、すなわち上下や前後（図では左右）に延ばす必要があるが、これでは、車両の外観やエンジン冷却性能に悪影響を与えるという新たな問題を引き起こす。
【０００６】
特許文献２を次図に基づいて説明する。
図１２は従来の技術の別の基本構成を説明する平面図である。
（ａ）において、下側ブロックと上側ブロックとから構成するエネルギー吸収材１１０において、脚部の高さに設ける上側ブロックを分離体１１１とし、この分離体１１１に縦に複数条のスリット１１２・・・を入れたことを特徴とする。
【０００７】
上側ブロックである分離体１１１にスリット１１２・・・を設けることでエネルギー吸収材１１０をコンパクトにすることはできるが、分離体１１１の衝突する位置によっては吸収エネルギーに大きな差が出る。
衝突する位置により吸収エネルギーに差が出ることを次に説明する。
【０００８】
（ｂ）は脚部１１３が、分離体１１１に衝突した状態を示し、脚部１１３がスリット１１２に入らないので、分離体１１１は幅方向に撓み変形することなく圧縮変形する。このため、脚部１１３の荷重を吸収できない部分が存在し、衝突する位置により、脚部１１３の負傷度合を十分に軽減することができない。
このように、特許文献２の構造では、衝突部位によってエネルギー吸収量が変化するため、エネルギー吸収を目的としたバンパー構造としては不十分である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、コンパクトで且つ歩行者脚部の負傷度合を十分に軽減することが可能な車両用バンパー構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、車幅方向に延びるバンパービームと、このバンパービームの前面を被うバンパーフェースと、これらの間に介在させるエネルギー吸収材とからなるバンパー構造において、バンパービームは、少なくとも前面に平坦な鉛直面を有し、エネルギー吸収材は、発泡材からなり、鉛直面からバンパーフェースへ延ばした本体部及びこの本体部の前部上面又は前部下面から上又は下に延ばした頭部とからなるＬ字断面部材であり、エネルギー吸収材の頭部とバンパービームの前面との間にスペースを確保したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、バンパービームは、アルミニウムの押出し成形品であって、車幅方向中央に係合穴を有し、エネルギー吸収材は、係合穴に嵌合する突部を有し、車幅方向左右端にバンパービームの前面上下に設けた上下フランジに係止する上下フックを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、エネルギー吸収材は、発泡材であり、バンパービームの前面となる鉛直面からバンパーフェースへ延ばした本体部及びこの本体部の前部上面又は前部下面から上又は下へ延ばした頭部を設け、エネルギー吸収材の頭部とバンパービームの前面との間に空間を確保した。
【００１３】
本体部の前部上面又は前部下面から上又は下へ延ばした頭部を設けたので、衝突初期において脚部の保持に必要な荷重を得ることができる。
また、頭部とバンパービームの前面との間に空間を確保したので、衝突によりエネルギー吸収材が空間に移動することができ、バンパービームがバンパーフェースに当たる、いわゆる底付き現象やエネルギー吸収材の潰れ残りによる荷重の急激な上昇がおこることは少ない。
加えて、頭部の後方に空間を確保したので、バンパーの衝撃吸収ストロークを十分にとることができ、好ましい荷重特性を得ることができる。
【００１４】
この結果、バンパーの頭部全体にわたり、衝突初期において脚部の保持に必要な荷重を得ることができると共に、好ましい荷重特性を得ることができるという利点がある。
【００１５】
請求項２に係る発明では、エネルギー吸収材は、係合穴に嵌合する突部を有し、車幅方向左右端にバンパービームの前面上下に設けた上下フランジに係止する上下フックを有するので、バンパービームの係合穴にエネルギー吸収材の突部を嵌合し、バンパービームの上下フランジにエネルギー吸収材の上下フックを係止することができる。
この結果、バンパービームにエネルギー吸収材を容易に取付けることが可能となるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は車両の運転者から見た方向を示す。
【００１７】
図１は本発明に係る車両用バンパー構造の要部断面図であり、車両用バンパー１０は、バンパービーム１１と、車両前端となるバンパーフェース１２との間にエネルギー吸収材１３を介在させたものである。エネルギー吸収材１３は、発泡材１４を成形した部材である。そして、バンパービームの前面１５にエネルギー吸収材の後面１６を当て、エネルギー吸収材の前面１７をバンパーフェース１２に臨むようにして取付ける。
【００１８】
エネルギー吸収材１３は、本体部２１と、この本体部２１の上面２２から上方に延ばした頭部２３とからなり、この頭部２３とバンパービームの前面１５との間に空間２４ができるように形成する断面Ｌ字型の部材である。
【００１９】
すなわち、バンパーを支持するバンパービーム１１と、このバンパービーム１１の前面１５を被い車両の外観の重要な要素としてのバンパーフェース１２と、これらの間に介在させるエネルギー吸収材１３とからなるバンパー１０において、バンパービーム１１は、少なくとも前面１５に平坦な鉛直面２６を有し、エネルギー吸収材１３は、発泡材１４からなり、鉛直面２６からバンパーフェース１２へ延ばした本体部２１及びこの本体部２１の上面２２から上へ延ばした頭部２３とからなるＬ字断面部材２７であり、エネルギー吸収材１３の頭部２３とバンパービーム１１の前面１５との間に空間２４を確保したことを特徴とする。
【００２０】
図２は本発明に係る車両用バンパー構造の平面図であり、車両の前後方向に延ばしたフロントフレーム３１、３１に車幅方向に延びるバンパービーム１１を取付け、このバンパービーム１１にエネルギー吸収材１３を取付けることを示す。次図以降で、エネルギー吸収材１３の取付け構造について説明する。
【００２１】
図３は図２の３−３線断面図であり、アルミニウムの押出し成形品であるバンパービーム１１の前面１５に係合穴３２を設け、エネルギー吸収材１３の後面１６を当てると共に、係合穴３２に嵌合するように設けた突部３３を嵌合することを示す。
図２に戻って、エネルギー吸収材１３は２つの突部３３、３３により位置決めをすることができる。
【００２２】
すなわち、バンパービーム１１は、アルミニウムの押出し成形品であって、車幅方向中央に係合穴３２、３２を有し、エネルギー吸収材１３は、係合穴３２、３２に嵌合する突部３３を有する。
エネルギー吸収材１３は、バンパービーム１１の係合穴３２、３２に嵌合する突部３３を有するので、バンパービームの係合穴３２にエネルギー吸収材の突部３３を嵌合することができる。
【００２３】
図４は図２の４−４線断面図であり、バンパービーム１１は、前面１５上下にフランジ３４、３４を有する部材である。一方、エネルギー吸収材１３は、フランジ３４、３４に係止するように上下のフック３５、３５を備える。
すなわち、エネルギー吸収材１３の車幅方向左右端に備えた上下のフック３５、３５により、バンパービーム１１にエネルギー吸収材１３を簡単に取付けることができる。
【００２４】
以上の構成からなる本発明の車両用バンパー構造の作用を次に説明する。
図５は車両用バンパー構造の作用図である。
（ａ）は車両用バンパーが荷重Ｇを受ける直前の状態を示す。この状態では、エネルギー吸収材１３に変形は起きない。
（ｂ）は車両用バンパーが荷重Ｇを受け、エネルギー吸収材１３に変形が起きた状態を示す。歩行者の脚部にエネルギー吸収材１３の頭部２３が当たり、頭部２３が図矢印ａ方向に変形すると共に、本体部２１が図矢印ｂ方向及びｃ方向に変形する。
【００２５】
エネルギー吸収材１３の本体部２１の上面２２から上方に頭部２３を設け、歩行者の脚部に先に当たる頭部２３の容積を増やした。頭部２３の容積を増やすことで、衝突初期において、低荷重領域を少なくしてエネルギーの吸収効率を高めた。
【００２６】
衝突初期のエネルギーの吸収効率を高めることで、所定の荷重Ｇ以下に保持すると共に、限られた変形ストロークで必要とする衝撃吸収性能を確保することができる。
（ｃ）は車両用バンパーが荷重Ｇを受け、エネルギー吸収材１３の変形が進んだ状態を示す。エネルギー吸収材１３の本体２１はさらに上下に広がり、頭部２３は空間２４に潜り込む。
【００２７】
以上の作用を確認するため実験を行った。実験装置の概要を次に説明する。
図６は車両用バンパーの荷重特性の測定方法を説明する図であり、荷重測定装置は、地面からＬｍｍの高さの膝をもつ人を基準として、歩行者衝突時のエネルギー吸収能力や荷重特性を評価する装置である。
【００２８】
この方法は、ＥＥＶＣ  ＷＧテストと呼ばれる自動車業界の自主規制テストである。Ｌの値は４９４ｍｍである。本発明のバンパー構造に備える空間２４の高さと膝高さとは略同一の高さである。
なお、好ましい荷重特性としては、初期荷重が高くなりすぎず、底付きなどによる急激な荷重の上昇が起きず、且つ衝撃吸収エネルギーが大きい程好ましい。
【００２９】
次に、比較例１、２及び実施例についての実験結果を説明する。
図７は比較例１の実験結果を説明する図であり、（ａ）は車両用バンパー構造の断面図、（ｂ）は（ａ）の構造における荷重特性を示す。荷重特性の横軸はストロークＳＴ、縦軸は荷重Ｇとした。
（ａ）において、エネルギー吸収材１３の形状を、バンパーフェース１２に凸部を向けた単純な形状にすることを示す。エネルギー吸収材１３の前後方向長さはＬ１である。
【００３０】
（ｂ）において、ストロークが増すにつれて荷重Ｇは上昇するが、バンパービーム１１とバンパーフェース１２との間に発泡材の移動する空間が不足し、底付き荷重Ｇ１が発生する。この底付き荷重Ｇ１は脚部の保護に必要な許容荷重Ｇａを超えた荷重であり、脚部保護の点で好ましくない。
【００３１】
図８は比較例２の実験結果を説明する図であり、（ａ）は車両用バンパー構造の断面図、（ｂ）は（ａ）の構造における荷重特性を示す。荷重特性の横軸はストロークＳＴ、縦軸は荷重Ｇとした。
（ａ）において、バンパービーム１１の前面１５に取付けるエネルギー吸収材１３の形状を、バンパーフェース１２に凸部を向けた単純な形状とし、衝撃吸収エネルギーを確保するため、エネルギー吸収材１３の長さをＬ２（Ｌ１＜Ｌ２）とした。
【００３２】
（ｂ）において、ストロークが増すにつれて荷重Ｇは上昇するが、バンパービーム１１とバンパーフェース１２との間に発泡材の逃げる空間３７が確保されるため、底付きにより荷重の急激な上昇は発生しにくい。
しかし、ストロークＳＴがＳ２（Ｓ１＜Ｓ２）となるので、衝撃エネルギー吸収上は好ましいが、車両の前後長さが大きくなり、車両の外観などに課題が残る。
【００３３】
図９は実施例の実験結果を説明する図であり、（ａ）は車両用バンパー構造の断面図、（ｂ）は（ａ）の構造における荷重特性を示す。荷重特性の横軸はストロークＳＴ、縦軸は荷重Ｇとした。
（ａ）に示すとおり、エネルギー吸収材１３は本体部２１の前部から頭部２３を立て、頭部２３とバンパービームの前面１５との間に空間２４を確保した。
（ｂ）において、ストロークが増すにしたがい荷重Ｇは上昇する。頭部２３と空間２４とを形成したので、荷重Ｇの上昇にしたがい、空間２４に頭部２３が移動するなどにより、エネルギー吸収材１３の潰れ残りも少なくでき、底付きＧの発生は起きににくくなり、効率よく衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００３４】
すなわち、エネルギー吸収材１３の本体部２１の上面２２から上へ延ばした頭部２３を設けたので、衝突初期において脚部の保護に必要な荷重を得ることができる。
また、頭部２３とバンパービーム１１の前面１５との間に空間２４を確保したので、エネルギー吸収材１３の潰れ残りや、衝突によりエネルギー吸収材１３が変形してバンパービーム１１がバンパーフェース１２に当たる、いわゆる底付きによる荷重の急激な上昇がおこることはない。
【００３５】
加えて、頭部２３の後方に空間２４を確保したので、バンパーの衝撃吸収ストロークを十分にとることができ、好ましい荷重特性を得ることができる。
この結果、バンパーの頭部２３全体にわたり、衝突初期において脚部の保持に必要な荷重を得ることができると共に、好ましい荷重特性を得ることができる。
【００３６】
図３に戻って、空間２４の長さｔ及び頭部の高さｈについて説明する。
空間２４の長さｔは、エネルギー吸収材１３の前後方向長さＴの２０％〜４０％が好ましい。
２０％よりも小さいと底付きが発生すると共に、脚部が衝突当初に受ける初期荷重が大きすぎて、脚部の負傷度合の軽減が十分に行えない。
【００３７】
逆に、４０％よりも大きいと、エネルギー吸収ストロークは大きくすることができるが、衝撃吸収エネルギーを確保するため、所定の長さのＴをもたせる必要があり、車両の外観に悪影響を与えることがある。
従って、空間２４の長さｔは、エネルギー吸収材１３の長さＴの２０％〜４０％が好ましい。
【００３８】
頭部の高さｈは、エネルギー吸収材１３の上下方向長さＨの３０％〜５０％が好ましい。
３０％よりも小さいと底付きが発生すると共に、脚部が衝突当初に受ける初期荷重が大きすぎて、脚部の負傷度合を十分に軽減することができない。
逆に、４０％よりも大きいと、エネルギー吸収ストロークは大きくすることができるが、衝撃吸収エネルギーを確保するため、所定の長さのＨをもたせる必要があり、車両の外観に悪影響を与えることがある。
従って、頭部の高さｈは、エネルギー吸収材１３の上下方向長さＨの３０％〜５０％が好ましい。
【００３９】
図１０は図１の別実施例図であり、図１の符号を流用して説明すると、エネルギー吸収材１３は、バンパービーム１１の前面１５となる鉛直面２６からバンパーフェース１２へ延ばした本体部２１及びこの本体部２１の前部下面２２Ｂから下へ延ばした頭部２３を設け、エネルギー吸収材１３の頭部２３とバンパービーム１１の前面１５との間に空間２４を確保したことを示す。
【００４０】
尚、請求項１の車両用バンパー構造において、バンパービームは、アルミニウムの押出し成形品でなくても良い。例えば、薄鋼板やアルミニウム板のプレス成形品でも良い。また、バンパービームへのエネルギー吸収材の固定方法は任意である。例えば、ボルト・ナットなどの締結手段による締結、あるいはエポキシ系接着剤などの接着手段による接着でも差し支えないものとする。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の車両用バンパー構造は、四輪車に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る車両用バンパー構造の要部断面図である。
【図２】本発明に係る車両用バンパー構造の平面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図２の４−４線断面図である。
【図５】車両用バンパー構造の作用図である。
【図６】車両用バンパーの荷重特性の測定方法を説明する図である。
【図７】比較例１の実験結果を説明する図である。
【図８】比較例２の実験結果を説明する図である。
【図９】本発明に係る車両用バンパー構造の特性を示す図である。
【図１０】図１の別実施例図である。
【図１１】従来の技術の基本構成を説明する図である。
【図１２】従来の技術の別の基本構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…車両用バンパー、１１…バンパービーム、１２…バンパーフェース、１３…エネルギー吸収材、１５…バンパービームの前面、２１…本体部、２３…頭部、２４…空間、３２…係合穴、３３…突部、３４…フランジ、３５…フック。
【図１】
2006044504.tif 000003
【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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