(57)【要約】【課題】  車体フレームの変形に先立って確実に変形してエネルギー吸収を行えると共に斜め衝突時においても効果的にエネルギー吸収を行えるバンパービーム構造を提供することを目的とする。【解決手段】  サイドフレーム２の端部にブラケット１４を介して取り付けられ、車幅方向に配置されるビーム本体Ｈを設け、このビーム本体Ｈ内の取付部近傍に充填部材Ｚが配置されているバンパービーム構造において、前記充填部材Ｚに前記ビーム本体Ｈの前側壁１９と後側壁１５間に介装される内側連設壁３０と外側連設壁３１を形成すると共に、これら連設壁３０，３１間に前記ビーム本体Ｈの前側壁１９との間に空間部３５を形成する凹部３３を設けたことを特徴とする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右のサイドフレームの端部に結合部を介して直接あるいは間接的に取り付けられ、車幅方向に配置されるビーム本体を設け、このビーム本体内の前記結合部近傍に充填部材が配置されているバンパービーム構造において、前記充填部材に前記ビーム本体の前後壁間に介装される複数の連設壁を形成すると共に、これら連設壁間に前記ビーム本体の前壁あるいは後壁との間に空間部を形成する凹部を設けたことを特徴とするバンパービーム構造。
【請求項２】
前記連設壁近傍の車体前後方向における座屈強度を車幅方向内側よりも車幅方向外側の方を小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載のバンパービーム構造。
【請求項３】
前記充填部材の車体前後方向厚さを、前記連設壁間において車幅方向外側に向かうにつれて徐々に減少させることを特徴とする請求項２に記載のバンパービーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バンパービーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、左右のサイドフレームなどの車体フレームの端部に直接的あるいはブラケットを介してバンパービームが取り付けられている。このバンパービームは車両衝突時の衝撃エネルギーを車体フレームの手前で変形して吸収するものである。
この種のバンパービーム構造としては、発泡材等のフォーム材をその閉断面内に充填することで、バンパービームの潰れ時における荷重低下を防止し、それにより効率よくエネルギーを吸収できるようにしたものがある。例えば、部分的に発泡倍率が異なるフォーム材を組み合わせたり（特許文献１参照）、連続的に一体形成したフォーム材の発泡倍率を変化させる等の構造が採用されている（特許文献２参照）。
【０００３】
また、前記フォーム材をバンパービームの中央部と車体フレームの端部への取付部近傍とで変化させ、バンパービーム中央部の圧縮荷重をバンパービームの曲げ荷重との関係で設定し、バンパービームの取付部付近の圧縮荷重をバンパービームの両端の圧壊荷重との関係で設定するものがある（特許文献３参照）。
【特許文献１】実公平５−２５９６８号公報
【特許文献２】特開平４−２１５５４４号公報
【特許文献３】特開平１０−１７５４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、車体フレームの端部におけるバンパービームの断面内全域に渡ってフォーム材が充填されていたため、場合によってはバンパービームが変形する以前に車体フレームの端部が座屈変形してしまうことがある。結果的に、車体フレームによりエネルギー吸収がなされるのであるから、衝撃吸収の点では問題はないが、このように車体フレーム側の変形によるエネルギー吸収を考慮して、バンパービームのエネルギー吸収特性を設定することは困難であるという問題がある。
また、バンパービームの閉断面全体にフォーム材を充填することにより、斜め衝突時においても、バンパービームの変形の前に車体フレームの端部が変形して、設定通りのバンパービームの吸収特性を発揮できないという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、車体フレームの変形に先立って確実に変形してエネルギー吸収を行えると共に斜め衝突時においても効果的にエネルギー吸収を行えるバンパービーム構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、左右のサイドフレーム（例えば、実施形態におけるサイドフレーム２，３）の端部に結合部（例えば、実施形態におけるブラケット１４）を介して直接あるいは間接的に取り付けられ、車幅方向に配置されるビーム本体（例えば、実施形態におけるビーム本体Ｈ）を設け、このビーム本体内の前記結合部近傍に充填部材（例えば、実施形態における充填部材Ｚ）が配置されているバンパービーム構造において、前記充填部材に前記ビーム本体の前後壁（例えば、実施形態における前側壁１９、後側壁１５）間に介装される複数の連設壁（例えば、実施形態における内側連設壁３０，４０、外側連設壁３１，４１）を形成すると共に、これら連設壁間に前記ビーム本体の前壁あるいは後壁との間に空間部（例えば、実施形態における空間部３５，４５）を形成する凹部（例えば、実施形態における凹部３３，４３）を設けたことを特徴とする。
このように構成することで、サイドフレームの端部が座屈変形を開始する前に、まず連設壁により荷重を受け、次にビーム本体の前壁あるいは後壁が充填部材が存在しない空間部分で座屈変形しながらエネルギーを吸収できる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、前記連設壁近傍の車体前後方向における座屈強度を車幅方向内側よりも車幅方向外側の方を小さく設定したことを特徴とする。
このように構成することで、斜め方向衝突時において、車幅方向内側よりも車幅方向外側の連設壁をより多く変形させて、ビーム本体自体でエネルギー吸収を行わせることができると共に正面衝突時には、座屈強度の大きい車幅方向内側の連設壁により強度を確保することが可能となる。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、前記充填部材の車体前後方向厚さを、前記連設壁間において車幅方向外側に向かうにつれて徐々に減少させることを特徴とする。
このように構成することで、軽衝突時、特に正面衝突時においてバンパービームの障害物に対する接触面積を徐々に増加させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載した発明によれば、サイドフレームの端部が座屈変形を開始する前に、まず連設壁により荷重を受け、次にビーム本体の前壁あるいは後壁が充填部材が存在しない空間部分で座屈変形しながらエネルギーを吸収できるため、急激な荷重上昇を抑制し徐々にエネルギー吸収を行って設定通りのエネルギー吸収特性を得ることができる効果がある。よって、軽衝突においてサイドフレームの変形を回避し、バンパービームのみにより設定通りのエネルギー吸収特性を得られる。
その結果、衝突形態の判定を正確に行うことができ、最適な衝突対策を誤差なく行うことができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明によれば、斜め方向衝突時において、車幅方向内側よりも車幅方向外側の連設壁をより多く変形させて、ビーム本体自体でエネルギー吸収を行わせることができると共に正面衝突時には、座屈強度の大きい車幅方向内側の連設壁により強度を確保することが可能となるため、斜め方向衝突時においてもサイドフレームの端部の変形を抑制し、設定通りのエネルギー吸収特性を得ることができる。したがって、軽衝突時において変形がサイドフレームに及ぶのを確実に防止できる。
【００１１】
請求項３に記載した発明によれば、軽衝突時、特に正面衝突時おいてバンパービームの障害物に対する接触面積を徐々に増加させることができるため、衝撃荷重の急激な上昇を抑制でき衝撃吸収上有利であるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１、図２に示すように、車体１の前部には左右に車体前後方向に沿って閉断面構造に形成されたサイドフレーム２，３が設けられている。このサイドフレーム２，３の前端部は開放されていて、この前端部の外側壁Ｏには、フロントピラー４に連なりフロントホイールハウス５の上部を経て車幅方向外側からアッパーメンバ６が接合されている。
【００１３】
また、前記左右のサイドフレーム２，３間には車体前部にラジエータ７が配置され、ラジエータ７の上部に配置されたラジエータコアサポートメンバ８の両端部が左右のサイドフレーム２，３の内側壁Ｉに接合されている。そして、前記サイドフレーム２，３にバンパービームＢが支持されている。尚、バンパービームＢは左右がかって反対の部材であるので、以下の説明では車体左側のサイドフレーム２とバンパービームＢとの取付部付近について説明して車体右側のサイドフレーム３とバンパービームＢとの取付部付近については説明を省略する。
【００１４】
図２に示すように、前記サイドフレーム２の外側壁Ｏと内側壁Ｉには取付孔９が形成され裏側にウエルドナット１０が溶接固定されている。前記サイドフレーム２の開放された前端部には、図３に示すようにこれを覆うクロージングプレート１１が設けられ、クロージングプレート１１の左右のフランジ部１２がボルト１３により前記取付孔９に締め付け固定されている。
【００１５】
そして、前記クロージングプレート１１に略ハット型断面形状のブラケット（結合部）１４を介してバンパービームＢが取り付けられている。バンパービームＢの後側壁１５にはブラケット１４の内外フランジ部１６がボルト１７により固定され、このブラケット１４の後側壁１５に形成された取付孔１８に、バンパービームＢの前側壁１９と後側壁１５とに形成された作業孔２０からボルト２１を挿入し、このボルト２１を前記クロージングプレート１１に締め付けることで、バンパービームＢがサイドフレーム２に取り付けられている。
【００１６】
バンパービームＢはビーム本体Ｈと充填部材Ｚとを備えている。
ビーム本体Ｈは、例えば押し出し成型により閉断面構造に形成され両端部が開放されたアルミニウム製の部材である。具体的には、前側壁１９、後側壁１５、上側壁２２、下側壁２３とで矩形の閉断面形状に形成され、前側壁１９の上下方向中央部と後側壁１５の上下方向中央部とに跨って水平な仕切壁２４が設けられ、閉断面構造部内が上下に区画された日の字断面形状となっている。
ビーム本体Ｈの左右の端部は前記ブラケット１４の取り付け部分の手前でやや後方に屈曲形成され、斜め前方からの衝突、つまり斜め方向衝突に対しても衝突方向に指向して効果的にエネルギー吸収を行えるようになっている。このように構成されたビーム本体Ｈを覆うように図示しないバンパーフェースが取り付けられている。
【００１７】
図４、図５に示すように、前記ビーム本体Ｈ内の前記ブラケット１４の取付部近傍に発泡ウレタンなどで形成された充填部材Ｚが配置されている。この充填部材Ｚは連結部分２５によって、上下に配置された上部ダンパ部２６と下部ダンパ部２７が一体成形された部材である。上部ダンパ部２６は前記ビーム本体Ｈの仕切壁２４の上部の上部空間部２８に挿入され、下部ダンパ部２７は仕切壁２４の下部の下部空間部２９に挿入されるものであり、連結部分２５により挿入規制された状態でビーム本体Ｈの端部開口部に嵌着される。尚、充填部材Ｚを別部品として形成してビーム本体Ｈの内部に挿入した場合について説明したが、ビーム本体Ｈに一体で発泡成形してもよい。
【００１８】
図６にも示すように、前記上部ダンパ部２６は前記ビーム本体Ｈの前後側壁１９，１５に各々当接した状態で介装される内側連設壁３０と外側連設壁３１を備えている。内側連設壁３０は上部ダンパ部２６の内側端部に形成され、外側連設壁３１は上部ダンパ部２６の外側端部に形成され、これら内側連設壁３０と外側連設壁３１との間には両連設壁３０，３１を一体化して連結する上部連結部３２が形成されている。上部連結部３２は後側面が前記内外の連設壁３０，３１に連なって前記ビーム本体Ｈの後側壁１５に当接し、前側面３４に凹部３３が形成され、この前側面３４と両連設壁３０，３１内面と前記ビーム本体Ｈの前側壁１９との間に空間部３５を形成するようになっている。
【００１９】
具体的には前記前側面３４はビーム本体Ｈの前側壁１９に対して車幅方向外側に向かうほど後方に離れるように傾斜して形成されている。
したがって、前記上部ダンパ部２６の上部連結部３２の車体前後方向厚さは、前記両連設壁３０，３１間において車幅方向外側に向かうにつれて徐々に減少することとなり、このように傾斜した上部ダンパ部２６の前側面３４により、前側面３４からの内側連設壁３０の先端までの突出高さｈ２よりも前側面３４からの外側連設壁３１の先端までの突出高さｈ１の方が大きくなり、外側連設壁３１の方が内側連設壁３０よりも車体前後方向における座屈強度が小さくなることとなる。
【００２０】
一方、下部ダンパ部２７も上部ダンパ部２６と同様の構成である。前記ビーム本体Ｈの前後側壁１９，１５に各々当接した状態で介装される内側連設壁４０と外側連設壁４１を備え、内側連設壁４０は下部ダンパ部２７の内側端部に形成され、外側連設壁４１は下部ダンパ部２７の外側端部に形成され、これら内側連設壁４０と外側連設壁４１との間には両連設壁４０，４１を一体化して連結する下部連結部４２が形成されている。
【００２１】
下部連結部４２は後側面が前記内外の連設壁４０，４１に連なって前記ビーム本体Ｈの後側壁１５に当接し、前側面４４に凹部４３が形成され、この前側面４４と両連設壁４０，４１内面と前記ビーム本体Ｈの前側壁１９との間に空間部４５を形成するようになっている。上部ダンパ部２６と同様に、前記前側面４４もビーム本体Ｈの前側壁１９に対して車幅方向外側に向かうほど後方に離れるように傾斜して形成されている。
【００２２】
したがって、前記下部ダンパ部２７の下部連結部４２の車体前後方向厚さは、前記両連設壁４０，４１間において車幅方向外側に向かうにつれて徐々に減少することとなり、このように傾斜した下部ダンパ部２７の前側面４４により、前側面４４からの内側連設壁４０の先端までの突出高さｈ２よりも前側面４４からの外側連設壁４１の先端までの突出高さｈ１の方が大きくなり、外側連設壁４１の方が内側連設壁４０よりも車体前後方向における座屈強度が小さくなることとなる。
ここで、下部ダンパ部２７の上面にはビーム本体Ｈの仕切壁２４の下面に当接する際に確実にクランプ力を付与するための突条４７が前後方向に形成されている。
【００２３】
そして、前記上部ダンパ部２６には前記上部連結部３２に前記作業孔２０に対応する上部切欠部３６が形成され、前記下部ダンパ部２７にも前記上部切欠部３６に対応した位置に前記作業孔２０に対応する下部切欠部４６が形成されている。
【００２４】
上記実施形態によれば、例えば、斜め方向衝突時に図示しないバンパーフェースを介してバンパービームＢの端部側に荷重が作用すると、この荷重は上部ダンパ部２６や下部ダンパ部２７の外側連設壁３１，４１と内側連設壁３０，４０に作用する。これら各連設壁３１，４１、３０，４０を圧縮することでエネルギー吸収が行われると、こんどはビーム本体Ｈの前側壁１９が、この前側壁１９と上部ダンパ部２６や下部ダンパ部２７の前側面３４，４４との間に形成された空間部３５，４５に向かってそれ自体が座屈変形しながらエネルギーを吸収する。
【００２５】
そして、座屈変形しながら後方に変位するビーム本体Ｈの前側壁１９が上部ダンパ部２６の上部連結部３２の前側面３４あるいは下部ダンパ部２７の下部連結部４２の前側面４４に当接してからは、上部ダンパ部２６の上部連結部３２あるいは下部ダンパ部２７の下部連結部４２が圧縮されてエネルギー吸収がなされる。したがって、サイドフレーム２，３の端部がビーム本体Ｈの変形に先だって変形することはない。
【００２６】
その結果、急激な荷重上昇を抑制し内側連設壁３０，４０と外側連設壁３１，４１との圧縮によるエネルギー吸収、ビーム本体Ｈの前側壁１９の空間部３５，４５における座屈によるエネルギー吸収、上部ダンパ部２６の上部連結部３２あるいは下部ダンパ部２７の下部連結部４２の圧縮によるエネルギー吸収という具合に、徐々にエネルギー吸収を行って設定通りのエネルギー吸収特性を得ることができる。
【００２７】
よって、とりわけ軽衝突においてサイドフレーム２，３の変形を回避し、バンパービームＢのみにより設定通りのエネルギー吸収特性を得られるので、衝突形態の判定を正確に行うことができ、この判定結果に基づいてエアバック、プリテンショナーなどの衝突対策部品による最適なエネルギー吸収対策を誤差なく行うことができる。
【００２８】
また、上部ダンパ部２６の上部連結部３２あるいは下部ダンパ部２７の下部連結部４２の車体前後方向厚さは、前記各連設壁３０，３１、４０，４１間において車幅方向外側に向かうにつれて徐々に減少し、更にこのように傾斜した上部ダンパ部２６あるいは下部ダンパ部２７の前側面３４，４４によって、前側面３４，４４からの内側連設壁３０，４０の先端までの突出高さｈ２よりも前側面３４，４４からの外側連設壁３１，４１の先端までの突出高さｈ１が大きくなり、外側連設壁３１，４１の方が内側連設壁３０，４０よりも車体前後方向における座屈強度が小さくなっている。
【００２９】
そのため、斜め方向衝突時において、内側連設壁３０，４０よりも外側連設壁３１，４１をより多く変形させて、ビーム本体Ｈ自体で充分なエネルギー吸収を行わせることができると共に正面衝突時には、座屈強度の大きい内側連設壁３０，４０により強度を確保できる。
よって、斜め方向衝突時においてもサイドフレーム２，３の端部の変形を抑制し、設定通りのエネルギー吸収特性を得ることができる。したがって、軽衝突時において変形がサイドフレーム２，３に及ぶのを確実に防止できる。
【００３０】
とりわけ、上部ダンパ部２６の上部連結部３２あるいは下部ダンパ部２７の下部連結部４２の車体前後方向厚さは、前記各連設壁３０，３１、４０，４１間において車幅方向外側に向かうにつれて徐々に減少しているため、軽衝突時、特に正面衝突時においてバンパービームＢの障害物に対する接触面積を、衝突初期には車幅方向内側寄りのみであったものを衝突が進行するにつれて外側の部位にも徐々に広げて行き徐々に増加させることができ、その結果、衝撃荷重の急激な上昇を抑制でき衝撃吸収上有利となる。
【００３１】
この発明は上記実施形態に限られるものではなく、前記充填部材Ｚの上部ダンパ部として様々な形状のものが採用できる。尚、説明の都合上以下の説明は上部ダンパ部について行い、図６と同一態様部分については同一符号を付して説明する。
図７に示すのはこの発明の第２実施形態である。この実施形態では内側連設壁３０Ａと外側連設壁３１Ａの高さを同じに設定し、内側連設壁３０Ａの車幅方向の厚さＤを外側連設壁３１Ａの厚さｄよりも大きくすることで、外側連設壁３１Ａの座屈強度を内側連設壁３０Ａの座屈強度よりも小さく設定したものである。この実施形態では内側連設壁３０Ａと外側連設壁３１Ａの高さを同じに設定しているため、前記上部連結部３２Ａの厚さは車幅方向で一定となっている。
【００３２】
この実施形態によれば、斜め方向衝突時において、外側連設壁３１Ａを内側連設壁３０Ａに対してより多く変形させて、ビーム本体Ｈ自体でエネルギー吸収を行わせることができると共に正面衝突時には、座屈強度の大きい内側連設壁３０Ａにより強度を確保することが可能となるため、斜め方向衝突時においてもサイドフレーム２，３の端部の変形を抑制し、設定通りのエネルギー吸収特性を得ることができる。したがって、軽衝突時において変形がサイドフレーム２，３に及ぶのを確実に防止できる。
【００３３】
図８に示すのは、図６に示す第１実施形態の変形例であって、外部連設壁３１Ｂを外側端部に変位させ、内側連設壁３０Ｂと外側連設壁３１Ｂとの間に凹部３３Ｂを形成し、この凹部３３Ｂを閉塞するように内側連設壁３０Ｂと外側連設壁３１Ｂとの先端部分を前壁３７Ｂで連結して内部に閉塞した空間部３５Ｂが形成される構造のものである。凹部３３Ｂは閉塞されてしまうこととなるが、前壁３７Ｂは薄い壁であるので衝突初期にビーム本体Ｈの前側壁１９が後方に変形すると、実質的にビーム本体Ｈは前壁３７Ｂを後方に移動させ、空間部３５Ｂ内に向かって座屈することになる。
【００３４】
したがって、この変形例の場合であっても、空間部３５Ｂを形成する上部連結部３２Ｂの車体前後方向厚さを車幅方向外側に向かうにつれて徐々に減少させることができる。よって、軽衝突時、特に正面衝突時においてバンパービームＢの障害物に対する実質的な接触面積、つまり上部連結部３２Ｂの前側面３４Ｂへの押圧面積を徐々に増加させ、衝撃荷重の急激な上昇を抑制でき衝撃吸収上有利となる。
【００３５】
また、図９に示すのは、図７に示す第２実施形態の変形例であって、外部連設壁３１Ｃを外側端部に変位させ、内側連設壁３０Ｃと外側連設壁３１Ｃとの間に凹部３３Ｃを形成し、この凹部３３Ｃを閉塞するように内側連設壁３０Ｃと外側連設壁３１Ｃとの先端部分を前壁３７Ｃで連結して内部に閉塞した空間部３５Ｃが形成される構造のものである。
【００３６】
この例でも凹部３３Ｃは閉塞されてしまうこととなるが、前壁３７Ｃは薄い壁であるので衝突初期にビーム本体Ｈの前側壁１９が後方に変形すると、実質的にビーム本体Ｈは前壁３７Ｃを後方に移動させ、空間部３５Ｃ内に向かって座屈することになる。この例でも内側連設壁３０Ｃと外側連設壁３１Ｃを同じ高さとし、内側連設壁３０Ｃの車幅方向の厚さＤを外側連設壁３１Ｃの厚さｄよりも大きくすることで、外側連設壁３１Ｃの座屈強度を内側連設壁３０Ｃの座屈強度よりも小さく設定してある。
【００３７】
この変形例の場合も、斜め方向衝突時において、外側連設壁３１Ｃを内側連設壁３０Ｃに対してより多く変形させて、ビーム本体Ｈ自体でエネルギー吸収を行わせることができると共に正面衝突時には、座屈強度の大きい内側連設壁により強度を確保することが可能となるため、斜め方向衝突時においてもサイドフレーム２，３の端部の変形を抑制し、設定通りのエネルギー吸収特性を得ることができる。したがって、軽衝突時において変形がサイドフレーム２，３に及ぶのを確実に防止できる。
【００３８】
尚、この発明の実施形態は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、車体前部のバンパービームＢに限られず、車体後部のバンパービームＢにも適用できる。また、凹部はビーム本体Ｈの前側壁との間に空間部を形成するものを例にして説明したが、ビーム本体Ｈの後側壁との間に空間部を形成する凹部を採用してもよい。そして、日の字断面形状のバンパービームＢを例にしたが、通常の１つの空間部分だけが形成された断面形状のバンパービームＢに１つのダンパ部を備えた充填部材Ｚを装着することもできる。
【００３９】
そして、バンパービームＢはブラケット、クロージングプレートを介してサイドフレームに取り付けられているが、バンパービームＢを直接的にサイドフレームの取り付けるようにしてもよい。また、連設壁は２つに限られず、３つ以上設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】バンパービームを外した状態を示す車両前部の斜視説明図である。
【図２】図１の要部拡大斜視図である。
【図３】この発明の第１実施形態のバンパービームを取り付けた状態を示す部分平面図である。
【図４】この発明の第１実施形態の充填部材を装着した状態を示すバンパービーム左側の斜視図である。
【図５】図３の車体前部から見た斜視図である。
【図６】この発明の第１実施形態の要部平面図である。
【図７】この発明の第２実施形態の図６に相当する要部平面図である。
【図８】図６の変形例の要部平面図である。
【図９】図７の変形例の要部平面図である。
【符号の説明】
【００４１】
２，３  サイドフレーム
１４  ブラケット
１５  後側壁
１９  前側壁
３０，４０  内側連設壁
３１，４１  外側連設壁
３５，４５  空間部
３３，４３  凹部
Ｈ  ビーム本体
Ｚ  充填部材  
【図１】
2006044481.tif 000003
【図２】
2006044481.tif 000004
【図３】
2006044481.tif 000005
【図４】
2006044481.tif 000006
【図５】
2006044481.tif 000007
【図６】
2006044481.tif 000008
【図７】
2006044481.tif 000009
【図８】
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【図９】
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