(57)【要約】【課題】迅速に崩れ且つ衝撃エネルギーを吸収又は管理する新しい車両用フードバンパーを提供すること。【解決手段】フードに対する衝撃からのエネルギーを吸収することができる自動車用フード向けのフードバンパーデバイスが開示される。フードバンパーデバイスは、第1の所定の力を受けると破断することができ、次いでデバイスの一部分の下降が遅くなると追加のエネルギーを引き続き吸収することができる。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タワー脚部、及び前記タワー脚部間に延びるタワー連結片を有するタワーであって、前記タワー脚部が、第1の距離だけ互いから隔置されて、前記タワー脚部間に空洞を画定する、タワーと、
ベース壁、前記ベース壁間に延びるベース床、及び前記ベース壁と前記タワー脚部との間に延びる遷移片を有するベースであって、各遷移片が脆弱領域を含み、前記脆弱領域は、前記脆弱領域に所定の力が加えられると破断するように構成される、ベースと、
前記ベース床から延びるエネルギー管理突起であって、前記エネルギー管理突起が、前記タワー脚部間の前記空洞の方へ延び、前記エネルギー管理突起の寸法が、前記タワー脚部間の前記第1の距離より大きい、エネルギー管理突起と
を備えるフードバンパー。
【請求項２】
前記エネルギー管理突起は、前記エネルギー管理突起上への前記タワーの下降を遅くするように構成される、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項３】
前記エネルギー管理突起は、前記脆弱領域が破損した後に前記エネルギー管理突起が前記空洞に入ると前記タワー脚部を互いから離れる方へ広げるように構成される、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項４】
前記脆弱領域は、前記遷移片の下面上に位置する、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項５】
各脆弱領域は、切込みを備える、請求項4に記載のフードバンパー。
【請求項６】
前記脆弱領域は、前記遷移片に引っ張り荷重が加えられると破断するように構成される、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項７】
前記タワー、ベース、及びエネルギー管理突起は、一体形成される、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項８】
前記フードバンパーは、プラスチックポリマーから作られる、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項９】
前記エネルギー管理突起は、三角形の形状を有する、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項１０】
前記エネルギー管理突起は、中空の内部を有する、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項１１】
前記エネルギー管理突起は、変形可能である、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項１２】
前記タワー脚部は、互いから離れる方へ広げられるのに抵抗するように構成される、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項１３】
前記タワー上に配置されたタワーバンパーをさらに備え、前記タワーバンパーは、前記タワーの材料より柔軟な材料から構成される、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項１４】
前記タワーは、前記タワーバンパーを前記タワーに固定するための突起を含む、請求項13に記載のフードバンパー。
【請求項１５】
前記エネルギー管理突起の幅は、前記エネルギー管理突起の中間部分で前記第1の距離に等しい、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項１６】
ベース床14の下面上に底部延長部をさらに備え、前記底部延長部は、前記フードバンパーが車両のフレームに連結されると撓むように構成された少なくとも一つの弾性スナップを含む、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項１７】
前記所定の力は、前記タワー又は前記ベース壁を変形させるために必要とされる力より小さい、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項１８】
各遷移片は、水平部分及び垂直部分を含む、請求項1に記載のフードバンパー。
【請求項１９】
前記脆弱領域は、前記水平部分内に位置する、請求項18に記載のフードバンパー。
【請求項２０】
フードバンパーを使用して自動車フードへの衝撃からのエネルギーを吸収する方法であって、
前記フードバンパーは、
互いから隔置されたタワー脚部と、
ベース壁、前記ベース壁間に延びるベース床、及び前記ベース壁と前記タワー脚部との間に延びる遷移片を有するベースであって、各遷移片が脆弱領域を含み、前記脆弱領域が、前記脆弱領域に所定の力が加えられると破断するように構成される、ベースと、
前記ベース床から延びるエネルギー管理突起と、を有し、
前記方法は、
前記タワー脚部を通って前記遷移片に所定の力より大きい力を加えることと、
前記遷移片を前記脆弱領域で破断させることと、
前記タワー脚部を前記エネルギー管理突起上へ下降させることと、
前記エネルギー管理突起によって前記タワー脚部を互いから離れる方へ広げて、前記衝撃からのエネルギーを吸収することと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、自動車向けのフードバンパーに関し、より詳細には、車両用フードに対する衝撃からのエネルギーを管理するフードバンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、フードバンパーは、自動車内で車両のフレームと車両用フードの前部の底面との間に取り付けられる。フードバンパーの目的は、閉じているときのフードに対する支持面を提供することである。しかし多くの場合、車両製造者及び輸送管理者は、自動車の安全性について懸念している。示されてきた一つの安全上の問題は、非常に密集した地域社会において、自動車と歩行者との間の衝突の結果、動いている車両にはねられた歩行者に深刻な負傷をもたらす可能性があることである。自動車と歩行者との間の最も一般的なタイプの衝突の一つは、車両が歩いている歩行者の前方へ進み、その結果歩行者が車両のフードの上へ落下してはねられることに関係する。これらの状況では、動いている車両のエネルギーの大部分が、歩行者に伝達される。言い換えれば、車両はそれほど大きな損傷を受けないが、歩行者は、衝撃のすべての力を受け、深刻な負傷を負う可能性がある。
【０００３】
したがって、自動車は、衝撃エネルギーのほとんどを歩行者へ伝達するのではなく、衝突中の衝撃エネルギーの一部を管理する車両用フード機構を装備することが望ましい。しかし、従来のフードバンパーアセンブリの大部分は、衝撃作用中に大きなエネルギーを管理することができない。特に、ほとんどのフードバンパーアセンブリの特徴は、概して堅固な連結であり、フードに直接の力が加わったとき、エネルギーを効果的に吸収することができない。たとえば、バンパーアセンブリ内の従来のねじ連結を使用して、製造中又は後の意図的な調整中に、ねじ留めされた構成要素を互いに対して回すことによって、車両用フードの高さを調整することはできるが、ねじ連結に対する直接の垂直荷重は、エネルギーを吸収しない。したがって、従来のバンパーアセンブリは、高さを意図的に調整することはできるが、従来のバンパーアセンブリは、衝撃作用中にエネルギーを吸収しない。自動車は、衝突中のエネルギーを吸収するために、車両用フードが衝撃を受けると破損又は崩壊する犠牲的ブラケットなど、追加の機器を含むことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、迅速に崩れ且つ衝撃エネルギーを吸収又は管理する新しい車両用フードバンパーを提供することが望ましいはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、フードバンパーは、タワーを含み、タワーは、タワー脚部、及びタワー脚部間に延びるタワー連結片を有し、タワー脚部は、第1の距離だけ互いから隔置されて、タワー脚部間に空洞を画定する。フードバンパーはまた、ベースを含み、ベースは、ベース壁、ベース壁間に延びるベース床、及びベース壁とタワー脚部との間に延びる遷移片を有し、各遷移片は脆弱領域を含み、脆弱領域は、脆弱領域に所定の力が加えられると破断するように構成される。フードバンパーはまた、ベース床から延びるエネルギー管理突起を含み、エネルギー管理突起は、タワー脚部間の空洞の方へ延び、エネルギー管理突起の寸法は、タワー脚部間の第1の距離より大きい。
【０００６】
本発明は、以下の図面及び説明を参照するとさらに理解することができる。これらの図の構成要素は、必ずしも原寸に比例するものではなく、逆に本発明の原理を説明する上で強調されている。さらに、これらの図では、同様の参照番号が、異なる図全体にわたって対応する部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】フードバンパーの実施形態の正面図である。
【図２】フードバンパーの実施形態の斜視図である。
【図３】フードバンパーの実施形態のいくつかの部分の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
開示の改善されたフードバンパーは、迅速に崩れ、犠牲的ブラケット又は他の追加のデバイスを使用することなく、一つのデバイス内で二つのエネルギー吸収方法を行うことを可能にする。
【０００９】
図を次に参照すると、図1は、改善されたフードバンパー1の一実施形態を示す。図1で白抜き矢印間に示す寸法は、ミリメートル単位で例示であり、フードバンパー1の適用例の設計要件を満たすように調整することができる。フードバンパー1は、タワー2及びベース3を含むことができる。タワー2は、少なくとも二つのタワー脚部4を含むことができ、三つ以上のタワー脚部4を含むこともできる。タワー脚部4は、連結片6によって接合又は連結することができる。連結片6は、図1に示すように、タワー脚部4の頂部を連結することができ、又はタワー脚部4の他の部分を連結することができる。タワー脚部4は、タワー脚部4間に空洞8が生じるように、互いから隔置することができる。追加又は別法として、タワー脚部4は、空洞8の周りに放射状に隔置することができ、タワー脚部4が空洞8を取り囲む単一の構成要素を形成するように接合することができる。
【００１０】
タワー2は、車両用フードインナー(図示せず)の底面に接触するように設計された頂面10を含むことができる。車両用フードと歩行者などの物体との間の衝突中、衝突からの力は、車両用フードから頂面10へ主に下方向に加えられる(フードバンパー1を図1の向きとする)。タワー2及びベース3は、車両の通常動作中に車両用フードを支持するように設計及び成形することができる。
【００１１】
タワー脚部4及び連結片6は、タワー脚部4が互いから離れる方へ広げられるのに抵抗し、それにより空洞8のサイズを増大させることが困難になるように設計及び成形することができる。タワー脚部4及び連結片6は、タワー脚部4が互いから離れる方へ広げられる前に、所定の量の力に耐えるように設計することができる。
【００１２】
ベース3は、ベース3の底部付近にベース床14を含むことができ、ベース床14から延びるベース壁16を含むことができる。ベース3は、図1に示すように、二つのベース壁16を含むことができるが、ベース3が密閉され又は部分的に密閉されるように、三つ以上のベース壁16を含むこともできる。ベース3は、図1に示すように、略方形の形状とすることができ、又は円形、球形、三角形、若しくは台形など、車両用フードを支持することが可能な別の他の形状とすることもできる。ベース3は、車両用フードがフードバンパー1に接触したときにベース3が曲がり且つ撓むことができるように、ベース3にある程度の可撓性を提供するように設計及び成形することができる。
【００１３】
ベース3は、ベース壁16からタワー脚部4へ延びる遷移片18を含むことができる。遷移片18は、図1に示すように、略水平とすることができるが、任意の向きにすることができ、垂直部分を含むこともできる。遷移片18は、脆弱領域20を含むことができる。脆弱領域20は、遷移片18に力が加えられると破断するように設計することができる。脆弱領域20は、厳密な所定の力を受けて破断するように設計することができ、それにより脆弱領域20は、所定の力より小さい力が加えられたときはそのまま残り、所定の力以上の力が加えられたときは破断する。所定の力は、特定の車両及び/若しくは車両用フードに接触するフードバンパー1、並びに/又はフードバンパー1が吸収することが意図されるエネルギーの量など、フードバンパー1の特定の設計要件に基づいて調整することができる。
【００１４】
脆弱領域20は、力を受けて意図的に破断するように設計された任意の形状とすることができる。たとえば、図1で、脆弱領域20は、遷移片18から切除された鋭角の切込みである。脆弱領域20はまた、たとえばスリット、ミシン目、孔、薄くした領域などの他の形状及び設計とすることもできる。
【００１５】
脆弱領域20は、遷移片20の任意の部分に位置することができる。図1は、遷移片18の下面内に位置する脆弱領域20を示す。図1で、脆弱領域20は、フードバンパー1の頂部から下方へ誘導される力が、脆弱領域20内に歪みを誘起して、脆弱領域20を引っ張りモードにし、厳密な既知の所定の力により遷移片18が破断されること可能にするように配置される。遷移片18を破断するために必要とされる厳密な力を知っておくことで、破断前に既知の量のエネルギーを吸収するようにフードバンパー1を設計することが可能になる。
【００１６】
ベース3は、ベース床14から延びるエネルギー管理突起22を含むことができる。エネルギー管理突起22は、空洞8の下に位置決めすることができ、空洞8に向かって上方へ延びることができる。エネルギー管理突起22は、図1に示す三角形の形状、又は円錐、球形、若しくは円形の形状など、任意の形状とすることができる。エネルギー管理突起22は、ベース床14に位置する比較的幅広いベース部分24から、比較的狭い先端部26へ遷移することができる。ベース部分24から先端部26への遷移は、図1に示すように、直線状とすることができ、又は凹形若しくは凸形の曲線などの任意の他の形状とすることもできる。
【００１７】
エネルギー管理突起22の先端部26は、空洞8より小さくすることができ、それによりエネルギー管理突起22のうち先端部26に近い部分が、空洞8に入ることができる。エネルギー管理突起22のベース部分24は、空洞8より大きくすることができ、それにより、タワー脚部4が図1に示すより互いから離れる方へ広げられることによって空洞8のサイズが増大された場合のみ、エネルギー管理突起22のうちベース部分24に近い部分が、空洞8内に嵌ることができる。
【００１８】
エネルギー管理突起22は、フードバンパー1を形成するために必要とされる材料の量を低減させ、且つフードバンパー1の重量を低減させるために、図1に示すように、中空の内部を有することができる。エネルギー管理突起22はまた、タワー脚部4などによってエネルギー管理突起22を圧縮することが可能になるように、中空とすることができる。追加又は別法として、エネルギー管理突起22は、エネルギー管理突起22が崩壊するのを防止するために、中実、部分的に中実、又は補強された内部を有することもできる。
【００１９】
ベース3は、前端部のクロスオーバー部材又はフェンダーフレームなどの車両フレーム(図示せず)に取り付けられるように設計される。ベース3を車両フレームに取り付けるために、ベース3は、底部延長部28を有することができ、底部延長部28は、車両フレーム内のスロット又は孔などの開口内へ滑り込む形状を有する。底部延長部28はまた、少なくとも一つの弾性スナップ30を有することができ、弾性スナップ30は、底部延長部28がフレーム開口を通って押し込まれると内方に撓む。底部延長部28がフレーム開口を通って押し込まれた後、フレームの頂面は、ベース床14の下面に当接し、スナップ30は、図1に示す状態に戻り、その結果、スナップ30上の歯32がフレーム(図示せず)の底面を捕らえる。底部延長部28は、車両フレームに取り付けるための他のタイプのスナップ特徴を利用することもできる。
【００２０】
図2は、フードバンパー1を斜視図で示す。フードバンパー1は、タワー2及びベース3が一つの単体となるように、一体形成することができる。別法として、フードバンパー1の構成要素は、別個に形成して、たとえば従来の溶接又は音波溶接などによってともに接合することができる。フードバンパー1は、プラスチックポリマー材料又は金属などの任意の材料から作ることができる。フードバンパー1は、フードバンパー1の適用例に必要とされる任意の深さを有することができる。フードバンパー1の材料及び深さは、必要とされる量の強度及び可撓性を備えるフードバンパー1を提供するように変更することができる。
【００２１】
フードバンパー1は、タワー2上に位置するタワーバンパー34を含むことができる。タワーバンパー34の頂面36は、車両用フードインナー(図示せず)の底面に接触するように設計することができる。車両用フードと歩行者などの物体との間の衝突中、衝突からの力は、車両用フードからタワーバンパー34の頂面36へ主に下方向に加えられる(フードバンパー1を図1の向きとする)。タワーバンパー34は、衝突中のフードバンパー1に対する車両用フードの衝撃を緩和するために、タワー2より柔軟な材料から構成することができる。タワーバンパー34は、タワー2上にオーバーモールド又は二重射出成形された柔軟な熱可塑性エラストマとすることができる。
【００２２】
タワーバンパー34は、切除領域38を含むことができる。切除領域38は、衝突中に下方へ撓むことによって、追加の緩衝及びエネルギー吸収を提供することができる。切除領域38は、フードの重量及び衝突要件に応じて、カスタマイズされた撓み及びエネルギー吸収を提供するように寸法設定することができる。切除領域38はまた、材料の量を低減させ、タワーバンパー34の重量を低減させることができる。
【００２３】
図3は、タワー2及びタワーバンパー34の一実施形態の横断面図を示す。この実施形態では、タワー2は、タワー脚部4から延びる耳状突起40を含むことができる。耳状突起40は、タワーバンパー34をタワー2上へ固定するための表面を提供することができる。耳状突起40は、タワーバンパー34をタワー2に確実に取り付けるために、任意の数及び形状とすることができる。図3に示す寸法は例示であり、フードバンパー1の適用例の設計要件を満たすように調整することができる。
【００２４】
物体と車両用フードとの衝突後のフードバンパー1の動作について、次に説明する。衝撃により、車両用フードは、タワーバンパー34の頂面36に対して下向きの力を作用させる。下向きの力は、タワー脚部4を通って遷移片18へ伝達される。遷移片18内の脆弱領域20は、この下向きの力が脆弱領域20を破断するために必要とされる所定の力より大きい場合、破断する。脆弱領域20が破断した後、タワー2は、エネルギー管理突起22上へ落下する。
【００２５】
タワー2は、エネルギー管理突起22のサイズが空洞8の幅より大きくなるまで自由に落下し、エネルギー管理突起22のサイズが空洞8の幅より大きくなった時点で、エネルギー管理突起22は、タワー脚部4に係合する。たとえば、図1は、空洞8が幅5ミリメートルであり、エネルギー管理突起22が点Aで幅5ミリメートルであることを示し、点Aは、エネルギー管理突起22の中間点とエネルギー管理突起22の先端部26との間にほぼ位置する。したがって、タワー脚部4は、タワー脚部4がエネルギー管理突起22上の点Aを越えて落下した後、エネルギー管理突起22に係合し、タワー脚部4は、互いから離れる方へ押され始め、これによりエネルギー管理突起22上へのタワー2の下降が遅くなる。タワー脚部4を離れる方へ押し、タワー2の下降を遅くすることで、タワーバンパー34の頂面36に接触している車両用フードからのエネルギーを管理する。タワー2は、タワー脚部4がベース床14に到達し、且つ/又はエネルギー管理突起22の先端部26が空洞8の頂部に到達するまで、引き続き下降する。タワー2は、ベース床14で完全に崩壊することができる。
【００２６】
図1は、タワー4が6.5ミリメートル落下した後、エネルギー管理突起22がタワー脚部4に係合することを示し、これは、空洞8の13.0ミリメートルの深さの2分の1である。空洞8の深さは、タワー2がエネルギー管理突起22上へ落下しうる最大距離とすることができる。エネルギー管理突起22のサイズを変更して、エネルギー管理突起22がタワー脚部4にいつ係合するかを調整することができる。エネルギー管理突起22及び空洞8のサイズを変更することによって、フードバンパー1が吸収するエネルギーの量を調整し、タワー脚部4がエネルギー管理突起22にいつ係合してタワー2の下降を遅くし始めるか、及びタワー2がどれだけ下降するかを調整することができる。同様に、エネルギー管理突起22の幅及び角度を規定及び変更して、どれだけのエネルギーが吸収されるかを調整することができる。たとえば、エネルギー管理突起22のベース部分24がより幅広い場合、タワー脚部4がさらに離れる方へ押され、それにはより多くの力が必要であり、車両用フードとの衝撃からより多くのエネルギーを吸収する。同様に、エネルギー管理突起22の形状を規定及び変更して、どれだけのエネルギーが吸収されるかを調整することもできる。たとえば、エネルギー管理突起22の側面が凹形に湾曲した形状である場合、タワー2がエネルギー管理突起22に最初に接触するときの抵抗の量を比較的小さくすることができ、タワー2がエネルギー管理突起22上に引き続き下降すると、エネルギー管理突起22の側面が凹形に湾曲しているため、エネルギー管理突起22はベース部分24近くで急速に幅広くなるので、抵抗の量を比較的大きくすることができる。
【００２７】
上記で論じたように、タワー脚部4及び連結片6が、タワー脚部4が互いから離れる方へ広げられるのに抵抗するように設計及び成形されることに加えて、フードバンパー1の他の態様は、タワー2がエネルギー管理突起22上にどのように下降するかに影響するように設計及び成形することができる。たとえば、タワーバンパー34の外側部分42の傾斜した形状により、破断した遷移片18のいくつかの部分は、タワーバンパー34の外側部分42に接触することなくタワー2の方へ上向きに曲がり、又は遷移片18のこれらの部分とタワーバンパー34の外側部分42との間の接触を遅延させることが可能になる。遷移片18のこれらの部分と外側部分42との間の接触を防止し又は遅延させることで、タワー2がエネルギー管理突起22上に下降することに対する抵抗をより小さくすることができる。別法として、外側部分42の傾斜した形状を取り除くことで、破断した遷移片18のいくつかの部分は、外側部分42により早く接触し、タワー2がエネルギー管理突起22上に下降することに対する抵抗をより大きくすることができ、これにより、車両用フードとの衝撃からより多くのエネルギーを吸収することができる。追加又は別法として、外側部分42の傾斜した形状は、タワー2が破断した遷移片18内に嵌ることを可能にし、タワー2が下方へ動くことを可能にすることができる。
【００２８】
開示のフードバンパーは、記載の実施形態に限定されるものではなく、本明細書の開示から逸脱することなく修正を加えることができることを理解されたい。本明細書に記載の実施形態は、特定の特徴を参照することができるが、本明細書に記載の特徴は、交換可能であり、特有の特徴を参照しない場合でも、別段の記載がない限り、必要に応じて包含又は除外することができることを理解されたい。また、上述した利点は、必ずしもフードバンパーの唯一の利点ではなく、記載した利点のすべてが、開示の実施形態のすべての特徴によって実現されることを必ずしも予期するものではないことを理解されたい。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲の意味範囲内のすべてのデバイス及び方法は、文字どおり、又は等価に、特許請求の範囲内に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２９】
1  フードバンパー
2  タワー
3  ベース
4  タワー脚部
6  連結片
8  空洞
10  頂面
14  ベース床
16  ベース壁
18  遷移片
20  脆弱領域
22  エネルギー管理突起
24  ベース部分
26  先端部
28  底部延長部
30  弾性スナップ
32  歯
34  タワーバンパー
36  頂面
38  切除領域
40  耳状突起
【図１】
2019034728.tif 000003
【図２】
2019034728.tif 000004
【図３】
2019034728.tif 000005