(57)【要約】【課題】自動車車両用バンパシステムを提供する。【解決手段】例示的な実施形態では、本バンパシステム（２０）は、車両に取り付けるように構成されたビーム（２４）と、ビームに結合されたエネルギー吸収装置（２２）とを備える。エネルギー吸収装置は、本体（４０）と、本体から延在する上部クラッシャブル部材（４６）と、本体から延在しかつ上部クラッシャブル部材から間隔を置いて配置された下部クラッシャブル部材（６２）とを備える。上部及び下部クラッシャブル部材は各々、上部水平壁（４８、６４）、下部水平壁（５０、６６）及び外壁（５２、６８）を備える。各上部水平壁及び各下部水平壁は、交互になった実壁部分（５４、５８）及び開口部分（５６、６０）を備える。各実壁及び開口部分は、本体からクラッシャブル部材の外壁まで延在する。上部クラッシャブル部材の下部水平壁の実壁部分は、下部クラッシャブル部材の上部水平壁の開口部分と整列している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車車両用バンパシステム（２０）であって、
前記車両に取り付けるように構成されたビーム（２４）と、
前記ビームに結合されたエネルギー吸収装置（２２）と、
を備え、前記エネルギー吸収装置が、
第１の側面（４２）及び前記ビームに面した対向する第２の側面（４４）を有する本体（４０）と、
前記本体の第１の側面から延在する上部クラッシャブル部材（４６）と、
前記本体の第１の側面から延在しかつ前記上部クラッシャブル部材から間隔を置いて配置された下部クラッシャブル部材（６２）とを備え、
前記上部及び下部クラッシャブル部材が各々、上部水平壁（４８、６４）、下部水平壁（５０、６６）及び外壁（５２、６８）を備え、各前記上部水平壁及び各前記下部水平壁が、交互になった実壁部分（５４、５８）及び開口部分（５６、６０）を備え、各実壁及び開口部分が、前記本体から前記外壁まで延在し、
前記上部クラッシャブル部材の下部水平壁の実壁部分が、前記下部クラッシャブル部材の上部水平壁の開口部分と整列し、前記下部クラッシャブル部材の上部水平壁の実壁部分が、前記上部クラッシャブル部材の下部水平壁の開口部分と整列している、
バンパシステム（２０）。
【請求項２】
前記上部クラッシャブル部材（４６）の下部水平壁（５０）が、凹面断面形状を有し、前記下部クラッシャブル部材（６２）の上部水平壁（６４）が、凹面断面形状を有する、請求項１記載のバンパシステム。
【請求項３】
前記上部クラッシャブル部材（４６）の下部水平壁（５０）が、凸面断面形状を有し、前記下部クラッシャブル部材（６２）の上部水平壁（６４）が、凸面断面形状を有する、請求項１記載のバンパシステム（２０）。
【請求項４】
前記本体（４０）が、前記ビーム（２４）に対する取り付けのためのフランジフレーム（４５）を備える、請求項１記載のバンパシステム（２０）。
【請求項５】
前記エネルギー吸収装置（２２）が熱可塑性材料を含む、請求項１記載のバンパシステム（２０）。
【請求項６】
前記ビーム（２４）が、鋼、アルミニウム、熱可塑性材料及びガラスマット補強熱可塑性樹脂の少なくとも１つを含む、請求項１記載のバンパシステム（２０）。
【請求項７】
自動車車両用バンパ組立体（２０）であって、
上面及び底面を有しかつ前記車両に取り付けるように構成されたビーム（２４）と、
前記ビームに結合されたエネルギー吸収装置（２２）と、
前記エネルギー吸収装置に取り付けられて前記ビーム及びエネルギー吸収装置を実質的に覆い隠すフェーシア（２６）と、
を備え、前記エネルギー吸収装置が、
第１の側面（４２）及び前記ビームに面した対向する第２の側面（４４）を有する本体（４０）と、
前記本体の第１の側面から延在する上部クラッシャブル部材（４６）と、
前記本体の第１の側面から延在しかつ前記上部クラッシャブル部材から間隔を置いて配置された下部クラッシャブル部材（６２）とを備え、
前記上部及び下部クラッシャブル部材が各々、上部水平壁（４８、６４）、下部水平壁（５０、６６）及び外壁（５２、６８）を備え、各前記上部水平壁及び各前記下部水平壁が、交互になった実壁部分（５４、５８）及び開口部分（５６、６０）を備え、各実壁及び開口部分が、前記本体から前記外壁まで延在し、
前記上部クラッシャブル部材の下部水平壁の実壁部分が、前記下部クラッシャブル部材の上部水平壁の開口部分と整列し、前記下部クラッシャブル部材の上部水平壁の実壁部分が、前記上部クラッシャブル部材の下部水平壁の開口部分と整列している、
バンパ組立体（２０）。
【請求項８】
前記上部クラッシャブル部材（４６）の下部水平壁（５０）が、凹面断面形状を有し、前記下部クラッシャブル部材（６２）の上部水平壁（６４）が、凹面断面形状を有する、請求項７記載のバンパ組立体。
【請求項９】
前記上部クラッシャブル部材（４６）の下部水平壁（５０）が、凸面断面形状を有し、前記下部クラッシャブル部材（６２）の上部水平壁（６４）が、凸面断面形状を有する、請求項７記載のバンパ組立体（２０）。
【請求項１０】
前記本体（４０）が、前記ビーム（２４）に対する取り付けのためのフランジフレーム（４５）を備える、請求項７記載のバンパ組立体（２０）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、総括的には自動車車両用バンパに関し、より具体的には、エネルギー吸収式車両用バンパシステムに関する。
【技術分野】
【０００２】
多くの場合それに適合するようにバンパシステムが設計される公知の基準は、米国連邦自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）である。例えば、幾つかのエネルギー吸収式バンパシステムは、車両のレール荷重限界値を越えないようにしながら衝突エネルギー及び貫入を処理することによって、低速衝突の結果としての車両損傷を軽減しようと試みている。さらに、幾つかのバンパシステムは、衝突の結果としての歩行者傷害を軽減しようと試みている。
【０００３】
バンパシステムは一般的に、車両の前部又は後部全体にわたって横方向に延在しかつ縦方向に延在するレールに取り付けられたビームを備える。ビームは一般的に、鋼鉄であり、この鋼鉄ビームは、非常に剛性があり、構造的な強度及び剛性をもたらす。バンパシステムのエネルギー吸収効率を高めるために、幾つかのバンパシステムもまた、衝撃吸収装置を備える。
【０００４】
エネルギー吸収式バンパシステム又は組立体の効率は、距離にわたって吸収されたエネルギー量、又は荷重にわたって吸収されたエネルギー量と定義される。高い効率のバンパシステムは、低エネルギー吸収装置よりも短い距離の間により多くのエネルギーを吸収する。高い効率は、レール荷重限界値のすぐ下のレベルまで速やかに荷重を高めかつ衝突エネルギーが消散されてしまうまでその荷重を一定に維持することによって達成される。
【０００５】
エネルギー吸収効率を高めるために、衝撃吸収装置は、例えば鋼鉄バンパビームと車両レールとの間に配置されることもある。衝撃吸収装置は、衝突により生じたエネルギーの少なくとも幾分かを吸収することを意図している。衝撃吸収装置をバンパ組立体に付加することにより、鋼鉄ビームと比較してコスト及び複雑さが付加されることになる。衝撃吸収装置はまた、バンパ組立体に重量を付加し、これもまた、そのような付加重量が車両の全体燃料効率を低下させる可能性があるので望ましくない。
【０００６】
その他の公知のエネルギー吸収式バンパシステムは、Ｗ字形エネルギー吸収装置を備える。しかしながら、エネルギー吸収装置の水平壁のスタックアップ（積重なり）が、問題である。このスタックアップの問題のために、公知のＷ字形吸収装置は、歩行者衝突の解決策として使用することができない。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０８０５７３号明細書
【特許文献２】国際公開第０３／０２２６３８号パンフレット
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０９４９７５号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１１９３１３５号明細書
【特許文献５】米国特許第５９８４３８９号公報
【特許文献６】米国特許第６０８２７９２号公報
【特許文献７】米国特許第６４０６０８１号明細書
【特許文献８】米国特許第６６６３１５０号明細書
【特許文献９】米国特許第６７２６２６２号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００１／００２６０７３号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、自動車車両用バンパシステムを提供する。本バンパシステムは、車両に取り付けるように構成されたビームと、ビームに結合されたエネルギー吸収装置とを備える。エネルギー吸収装置は、第１の側面及び対向する第２の側面を該第２の側面がビームに面した状態で有する本体と、本体の第１の側面から延在する上部クラッシャブル部材と、本体の第１の側面から延在しかつ上部クラッシャブル部材から間隔を置いて配置された下部クラッシャブル部材とを備える。上部及び下部クラッシャブル部材は各々、上部水平壁、下部水平壁及び外壁を備える。各上部水平壁及び各下部水平壁は、交互になった実壁部分及び開口部分を備える。各実壁及び開口部分は、本体からクラッシャブル部材の外壁まで延在する。上部クラッシャブル部材の下部水平壁の実壁部分は、下部クラッシャブル部材の上部水平壁の開口部分と整列している。また、下部クラッシャブル部材の上部水平壁の実壁部分は、上部クラッシャブル部材の下部水平壁の開口部分と整列している。
【０００８】
別の態様では、自動車車両用バンパ組立体を提供する。本バンパ組立体は、上面及び底面を有しかつ車両に取り付けるように構成されたビームと、ビームに結合されたエネルギー吸収装置と、エネルギー吸収装置に取り付けられてビーム及びエネルギー吸収装置を実質的に覆い隠すフェーシアとを備える。エネルギー吸収装置は、第１の側面及び対向する第２の側面を該第２の側面がビームに面した状態で有する本体と、本体の第１の側面から延在する上部クラッシャブル部材と、本体の第１の側面から延在しかつ上部クラッシャブル部材から間隔を置いて配置された下部クラッシャブル部材とを備える。上部及び下部クラッシャブル部材は各々、上部水平壁、下部水平壁及び外壁を備える。各上部水平壁及び各下部水平壁は、交互になった実壁部分及び開口部分を備える。各実壁及び開口部分は、本体からクラッシャブル部材の外壁まで延在する。上部クラッシャブル部材の下部水平壁の実壁部分は、下部クラッシャブル部材の上部水平壁の開口部分と整列している。また、下部クラッシャブル部材の上部水平壁の実壁部分は、上部クラッシャブル部材の下部水平壁の開口部分と整列している。
【０００９】
さらに別の態様では、車両用バンパシステムのためのエネルギー吸収装置を提供する。本エネルギー吸収装置は、第１の側面及び対向する第２の側面を有する本体と、本体の第１の側面から延在する上部クラッシャブル部材と、本体の第１の側面から延在しかつ上部クラッシャブル部材から間隔を置いて配置された下部クラッシャブル部材とを備える。上部及び下部クラッシャブル部材は各々、上部水平壁、下部水平壁及び外壁を備える。各上部水平壁及び各下部水平壁は、交互になった実壁部分及び開口部分を備える。各実壁及び開口部分は、本体からクラッシャブル部材の外壁まで延在する。上部クラッシャブル部材の下部水平壁の実壁部分は、下部クラッシャブル部材の上部水平壁の開口部分と整列している。また、下部クラッシャブル部材の上部水平壁の実壁部分は、上部クラッシャブル部材の下部水平壁の開口部分と整列している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
壁のスタックアップを排除することになる内側水平壁クラッシングの改良をもたらすように設計したエネルギー吸収装置を備えるバンパシステムについて、以下に詳細に説明する。例示的な実施形態では、交互になった実壁及び開口部分を備える内側水平壁を有するエネルギー吸収装置は、ビームに取り付けられる。実壁及び開口部分は、衝突事象の間に実壁部分が開口部分内にクラッシュして実壁部分が互いに衝突せず、それによって材料のスタックアップを防止するように配置される。ビームは、例えば鋼鉄、アルミニウム又はガラスマット補強熱可塑性樹脂（ＧＭＴ）で製作される。この例示的な実施形態では、エネルギー吸収装置は、Ｘｅｎｏｙ（登録商標）材料で製作され、例えば歩行者及び低速衝突のような所望の衝突基準に適合するように調整可能である。
【００１１】
本バンパシステムは、特殊な材料（例えば、エネルギー吸収装置用のＸｅｎｏｙ（登録商標）材料（米国マサチューセッツ州ピッツフィールド所在のＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社から購入可能な））に関して以下に説明するが、本システムは、そのような材料での実施に限定されるものではなく、他の材料を使用することができる。例えば、ビームは、必ずしも鋼鉄、アルミニウム又はＧＭＴ圧縮成形ビームである必要はなく、他の材料及び製作法を利用することができる。一般的に、エネルギー吸収装置は、有効なエネルギー吸収をもたらす材料で製作され、ビーム材料及び製作法は、剛性のあるビームが得られるように選択される。
【００１２】
図面を参照すると、図１は、本発明の例示的な実施形態によるバンパ組立体２０の分解斜視図であり、図２は、エネルギー吸収装置２２の概略正面図である。図１及び図２を参照すると、バンパ組立体２０は、エネルギー吸収装置２２とビーム２４とを備える。
【００１３】
エネルギー吸収装置２２は、組み立てた時に車両用バンパ組立体２０を形成するビーム２４とフェーシア２６との間に配置される。当業者には分かる筈であるが、ビーム２４は、縦方向に延在する車両フレームレール（図示せず）に取り付けられる。
【００１４】
フェーシア２６は一般的に、従来の車両塗装及び／又は被覆法を利用して容易に仕上げることができる熱可塑性材料でその全体が形成される。一般的に、フェーシア２６は、車両に取り付けられると、エネルギー吸収装置２２及び補強ビーム２４の両方を覆い隠していずれの構成部品も見えないようにする。
【００１５】
この例示的な実施形態では、ビーム２４は、押出しアルミニウムで製作される。他の実施形態では、ビーム２４は、ロール成形鋼鉄又は圧縮成形ガラスマット補強熱可塑性樹脂（ＧＭＴ）で製作される。ビーム２４は、矩形断面、Ｂ断面、Ｄ断面、Ｉ型ビームとして構成すること或いはＣ又はＷ字形断面形状を有することを備える、複数幾何学形状の１つを有することができる。ビーム２４の幾何学形状は、ビームが用いられることになる特定の用途に応じて所望の断面係数を得るように選択される。
【００１６】
エネルギー吸収装置２２は、第１の側面４２及び第２の側面４４を有する本体４０を備える。第１の側面４２は、ビーム２４とは反対の方向に向いており、第２の側面は、ビーム２４の方向に向いている。本体４０は、エネルギー吸収装置２２をビーム２４に取り付けるためのフランジフレーム４５を備える。上部クラッシャブル部材４６は、本体４０の第１の側面４２から延在する。上部クラッシャブル部材４６は、上部水平壁４８、下部水平壁５０及び外壁５２を備える。上部水平壁４８は、上部クラッシャブル部材４６の長さに沿って交互になった実壁部分５４及び開口部分５６を備える。実壁部分５４及び開口部分５６は、本体４０から外壁５２まで延在する。同様に、下部水平壁５０は、上部クラッシャブル部材４６の長さに沿って交互になった実壁部分５８及び開口部分６０を備える。実壁部分５８及び開口部分６０は、本体４０から外壁５２まで延在する。
【００１７】
下部クラッシャブル部材６２もまた、本体４０の第１の側面４２から延在し、上部クラッシャブル部材４６から間隔を置いて配置される。下部クラッシャブル部材４６は、上部クラッシャブル部材４６と同様の構造を有し、上部水平壁６４、下部水平壁６６及び外壁６８を備える。上部水平壁６４は、下部クラッシャブル部材６２の長さに沿って交互になった実壁部分７０及び開口部分７２を備える。実壁部分７０及び開口部分７２は、本体４０から外壁６８まで延在する。同様に、下部水平壁６６は、下部クラッシャブル部材６２の長さに沿って交互になった実壁部分７４及び開口部分７６を備える。実壁部分７４及び開口部分７６は、本体４０から外壁６８まで延在する。
【００１８】
上部クラッシャブル部材４６の下部水平壁５０の実壁部分５８は、下部クラッシャブル部材６２の上部水平壁６４の開口部分７２と整列している。また、下部クラッシャブル部材６２の上部水平壁６４の実壁部分７０は、上部クラッシャブル部材４６の下部水平壁５０の開口部分６０と整列している。図３に示すように、この配置は、衝突事象の間に、上部クラッシャブル部材の下部水平壁５０の実壁部分５８が、下部クラッシャブル部材６２の上部水平壁６４の開口部分７２内に座屈し、また下部クラッシャブル部材６２の上部水平壁６４の実壁部分７０が、上部クラッシャブル部材４６の下部水平壁５０の開口部分６０内に座屈することを可能にする。水平壁の実壁部分が、対向する水平壁の開口部分内に座屈することにより、対向する水平壁５０及び６４のスタックアップが排除される。対向する水平壁５０及び６４のスタックアップは、エネルギー吸収装置２２のエネルギー吸収能力に悪影響を与える可能性がある。
【００１９】
この例示的な実施形態では、水平壁４８、５０、６４及び６６は、その厚さが第１の最前面部分８２から最後面部分８６まで直線的に変化する。一実施形態では、壁厚さは、約１ミリメートル（ｍｍ）から約７ｍｍまで変化し、別の実施形態では、約１．５ｍｍから約５ｍｍまで、さらに別の実施形態では、約２．５ｍｍから約３．５ｍｍまで変化する。さらに別の実施形態では、壁の厚さは、最前面部分８２から最後面部分８６まで一定であり、約１ｍｍ〜約７ｍｍの範囲内にある。さらに別の実施形態では、壁の厚さは、段階的になっている。具体的には、最前面部分８２の壁の厚さは、一定であり、最後面部分８６の壁の厚さは、該最後面部分８６の壁が最前面部分８２の壁よりも厚い状態で一定である。
【００２０】
エネルギー吸収装置２２は、該吸収装置２２を用いる用途に応じて、各部分８２及び８６の厚さを選択することによって該エネルギー吸収装置２２の応答性を変更することができる点で調整可能である。例えば、エネルギー吸収装置２２の前面部分８２は、歩行者脚部型衝突を吸収するように調整されまた調整可能であり、後面部分８６は、低速及び振り子型衝突に対して調整されまた調整可能である。
【００２１】
エネルギー吸収装置２２を適切に調整する上での別の態様は、使用する熱可塑性樹脂を選択することである。使用する樹脂は、必要に応じて低弾性係数、中間弾性係数又は高弾性係数材料とすることができる。これらの変数の各々を注意深く考慮することによって、所望のエネルギー衝撃対象物に適合したエネルギー吸収装置を製造することができる。
【００２２】
エネルギー吸収装置２２を形成するのに使用する材料の特性には、高靭性／延性、熱的に安定した高エネルギー吸収能力、良好な弾性率対伸長比及びリサイクル性が含まれる。エネルギー吸収装置はセグメントの形態で成形することができるが、吸収装置はまた、強靭プラスチック材料で製作した単体構造のものとすることができる。吸収装置用の実施例としての材料は、上記のようにＸｅｎｏｙ材料である。勿論、他の工業用熱可塑性樹脂を使用することができる。典型的な工業用熱可塑性樹脂には、特に限定されないが、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ポリカーボネート／ＡＢＳブレンド、コポリカーボネート−ポリエステル、アクリル−スチレン−アクリロニトリル（ＡＳＡ）、アクリロニトリル−（エチレン−ポリプロピレンジアミン改質）−スチレン（ＡＥＳ）、フェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンエーテル／ポリアミド（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社からのＮＯＲＹＬ  ＧＴＸ（登録商標））ブレンド、ポリカーボネート／ＰＥＴ／ＰＢＴブレンド、ポリブチレンテレフタレート及び衝撃改質剤（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社からのＸＥＮＯＹ（登録商標）樹脂）、ポリアミド、フェニレンスルフィド樹脂、ポリ塩化ビニルＰＶＣ、高衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、低／高密度ポリエチレン（ｌ／ｈｄｐｅ）、ポリプロピレン（ｐｐ）及び熱可塑性オレフィン（ｔｐｏ）が含まれる。
【００２３】
図４に示すように、上部クラッシャブル部材４６の下部水平壁５０及び下部クラッシャブル部材６２の上部水平壁６４は、最前面部分８２と最後面部分８６との間に凹面形状又は輪郭を有する。凹面形状は、衝突時に互いに離れる方向の水平壁５０及び６４の偏向を促進する。衝突時における互いに離れる方向のこの水平壁５０及び６４の偏向は、エネルギー吸収装置２２のエネルギー吸収能力に悪影響を与える可能性がある材料のスタックアップを防止する。図５は、衝突時におけるエネルギー吸収装置２２並びに水平壁５０及び６４の偏向を示す。
【００２４】
図６に示す別の実施形態では、上部クラッシャブル部材４６の下部水平壁５０及び下部クラッシャブル部材６２の上部水平壁６４は、最前面部分８２と最後面部分８６との間に凸面形状又は輪郭を有する。凸面形状は、それぞれ上部クラッシャブル部材４６及び下部クラッシャブル部材６２から離れる方向の水平壁５０及び６４の偏向を促進する。衝突時における上部クラッシャブル部材４６及び下部クラッシャブル部材６２から離れる方向のこの水平壁５０及び６４の偏向は、上部クラッシャブル部材の下部水平壁５０の実壁部分５８を下部クラッシャブル部材６２の上部水平壁６４の開口部分７２内に座屈させるように方向付け、また下部クラッシャブル部材６２の上部水平壁６４の実壁部分７０を上部クラッシャブル部材４６の下部水平壁５０の開口部分６０内に座屈させるように方向付け、エネルギー吸収装置２２のエネルギー吸収能力に悪影響を与える可能性がある材料のスタックアップを防止する。図７は、衝突時におけるエネルギー吸収装置２２並びに水平壁５０及び６４の偏向を示す。
【００２５】
様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態によるバンパ組立体の概略分解斜視図。
【図２】図１に示すエネルギー吸収装置の概略正面図。
【図３】衝撃事象後における、図１に示すエネルギー吸収装置の概略正面図。
【図４】図１に示すエネルギー吸収装置の概略断面図。
【図５】衝撃事象後における、図４に示すエネルギー吸収装置の概略断面図。
【図６】図１に示すエネルギー吸収装置の別の実施形態の概略断面図。
【図７】衝撃事象後における、図６に示すエネルギー吸収装置の概略断面図。
【符号の説明】
【００２７】
２０  バンパ組立体
２２  エネルギー吸収装置
２４  ビーム
２６  フェーシア
４０  本体
４２、４４  側面
４５  フレーム
４６  上部クラッシャブル部材
６２  下部クラッシャブル部材
４８、６４  上部水平壁
５０、６６  下部水平壁
５２、６８  外壁
５４、５８  実壁部分
５６、６０  開口部分
【図１】
2008526590.tif 000003
【図２】
2008526590.tif 000004
【図３】
2008526590.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008526590.tif 000007
【図６】
2008526590.tif 000008
【図７】
2008526590.tif 000009
【国際調査報告】
2008526590.tif 000010
2008526590.tif 000011
2008526590.tif 000012