(57)【要約】【課題】  高低オフセット衝突保護を与えるように設計されたエネルギー吸収部材の提供。【解決手段】  自動車の車両用バンパシステムは、例示的な実施形態では、ビームと、ビームに連結されるエネルギー吸収部材とを備える。ビームは上面と底面を有していて、車両に取り付けられるように構成される。エネルギー吸収部材は、第一の側面とその背面の第二の側面をもつ胴体部と、第一の側面から突出した複数のクラッシュローブと、第二の側面から突出した複数の垂直並進クラッシュローブとを備える。第二の側面はビームに面しており、各垂直並進クラッシュローブはビームの上面又は底面と係合する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用バンパシステムであって、当該バンパシステムが、
上面と底面を有し、車両に取り付けられるように構成されたビームと、
ビームに連結されるエネルギー吸収部材と
を備えており、上記エネルギー吸収部材が、
第一の側面とその背面でビームに面した第二の側面とを有する胴体部と、
第一の側面から突出した複数のクラッシュローブと、
第二の側面から突出した複数の垂直並進クラッシュローブであって各々ビームの上面又は底面と係合する複数の垂直並進クラッシュローブと
を備える、バンパシステム。
【請求項２】
前記垂直並進クラッシュローブの各々が複数の面を含んでいて、該複数の面が中空の垂直並進クラッシュローブを画成する、請求項１記載のバンパシステム。
【請求項３】
前記垂直並進クラッシュローブの各々がエネルギー吸収部材の胴体部からビームの上面又は底面へと延びており、衝突時の横力をビームの上面又は底面に移す、請求項２記載のバンパシステム。
【請求項４】
前記エネルギー吸収部材の垂直方法寸法がビームの垂直方向寸法よりも大きい、請求項１記載のバンパシステム。
【請求項５】
前記クラッシュローブの各々が第一の水平壁、第二の水平壁、第一の側壁、第二の側壁及び外壁を備えていて、第一の水平壁、第二の水平壁、第一の側壁、第二の側壁及び外壁が中空のクラッシュローブを画成する、請求項１記載のバンパシステム。
【請求項６】
第一の水平壁、第二の水平壁、第一の側壁、第二の側壁及び外壁の少なくともいずれかが１以上の開口部を含む、請求項５記載のバンパシステム。
【請求項７】
前記エネルギー吸収部材が熱可塑性プラスチック材料からなる、請求項１記載のバンパシステム。
【請求項８】
前記エネルギー吸収部材が射出成形熱可塑性プラスチック材料からなる、請求項７記載のバンパシステム。
【請求項９】
前記ビームが鋼、アルミニウム、熱可塑性プラスチック及びガラスマット熱可塑性プラスチックの少なくともいずれかからなる、請求項１記載のバンパシステム。
【請求項１０】
自動車用バンパアセンブリであって、当該バンパアセンブリが、
上面と底面を有し、車両に取り付けられるように構成されたビームと、
ビームに連結されるエネルギー吸収部材と、
ビームとエネルギー吸収部材を実質的に囲繞するようにエネルギー吸収部材に取り付けられるフェーシアと
を備えており、上記エネルギー吸収部材が、
第一の側面とその背面でビームに面した第二の側面とを有する胴体部と、
第一の側面から突出した複数のクラッシュローブと、
第二の側面から突出した複数の垂直並進クラッシュローブであって各々ビームの上面又は底面と係合する複数の垂直並進クラッシュローブと
を備える、バンパアセンブリ。
【請求項１１】
前記垂直並進クラッシュローブの各々が複数の面を有し、該複数の面が中空の垂直並進クラッシュローブを画成する、請求項１０記載のバンパアセンブリ。
【請求項１２】
前記垂直並進クラッシュローブの各々がエネルギー吸収部材の胴体部からビームの上面又は底面へと延びており、衝突時の横力をビームの上面又は底面に移す、請求項１１記載のバンパアセンブリ。
【請求項１３】
前記エネルギー吸収部材の垂直方法寸法がビームの垂直方向寸法よりも大きい、請求項１０記載のバンパアセンブリ。
【請求項１４】
前記クラッシュローブの各々が第一の水平壁、第二の水平壁、第一の側壁、第二の側壁及び外壁を備えていて、第一の水平壁、第二の水平壁、第一の側壁、第二の側壁及び外壁が中空のクラッシュローブを画成する、請求項１０記載のバンパアセンブリ。
【請求項１５】
第一の水平壁、第二の水平壁、第一の側壁、第二の側壁及び外壁の少なくともいずれかが１以上の開口部を含む、請求項１４記載のバンパアセンブリ。
【請求項１６】
前記エネルギー吸収部材が熱可塑性プラスチック材料からなる、請求項１０記載のバンパアセンブリ。
【請求項１７】
前記エネルギー吸収部材が射出成形熱可塑性プラスチック材料からなる、請求項１６記載のバンパアセンブリ。
【請求項１８】
前記ビームが鋼、アルミニウム、熱可塑性プラスチック及びガラスマット熱可塑性プラスチックの少なくともいずれかからなる、請求項１０記載のバンパアセンブリ。
【請求項１９】
上面と底面を有するバンパビームを備える車両バンパシステム用のエネルギー吸収部材であって、
第一の側面とその背面の第二の側面とを有する胴体部と、
第一の側面から突出した複数のクラッシュローブと、
第二の側面から突出した複数の垂直並進クラッシュローブであって各々ビームの上面又は底面と係合するように構成された複数の垂直並進クラッシュローブと
を備えるエネルギー吸収部材。
【請求項２０】
前記垂直並進クラッシュローブの各々が複数の面を含んでいて、該複数の面が中空の垂直並進クラッシュローブを画成する、請求項１９記載のエネルギー吸収部材。
【請求項２１】
前記垂直並進クラッシュローブの各々がエネルギー吸収部材の胴体部の第二の側面から突出し、ビームの上面又は底面と係合して衝突時の横力をビームの上面又は底面に移す、請求項２０記載のエネルギー吸収部材。
【請求項２２】
前記クラッシュローブの各々が第一の水平壁、第二の水平壁、第一の側壁、第二の側壁及び外壁を備えていて、第一の水平壁、第二の水平壁、第一の側壁、第二の側壁及び外壁が中空のクラッシュローブを画成する、請求項１９記載のエネルギー吸収部材。
【請求項２３】
第一の水平壁、第二の水平壁、第一の側壁、第二の側壁及び外壁の少なくともいずれかが１以上の開口部を含む、請求項２２記載のエネルギー吸収部材。
【請求項２４】
熱可塑性プラスチック材料からなる、請求項１９記載のエネルギー吸収部材。
【請求項２５】
射出成形熱可塑性プラスチック材料からなる、請求項２４記載のエネルギー吸収部材。
【請求項２６】
前記ビームが鋼、アルミニウム、熱可塑性プラスチック及びガラスマット熱可塑性プラスチックの少なくともいずれかからなる、請求項１９記載のエネルギー吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広義には自動車用バンパに関するものであり、さらに具体的には、車両用エネルギー吸収バンパシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
バンパシステムの設計に当たり適合させることが多い公知の基準として、米国連邦自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）がある。例えば、エネルギー吸収バンパシステムには、車両のレール荷重限界を超えないように衝撃エネルギー及び貫入量を制御することによって、低速衝突に起因する車両の損傷を低減しようとするものがある。さらに、衝突による歩行者の負傷を低減しようとするバンパシステムもある。
【０００３】
バンパシステムは典型的には車両の前後で幅方向に延在するビームを備えており、ビームは長手方向に延びるレールに取り付けられる。ビームは典型的には鋼製であり、鋼製ビームは非常に堅く、構造強度と剛性を与える。バンパシステムによっては、そのエネルギー吸収効率をたかめるためショックアブソーバを備えているものもある。
【０００４】
エネルギー吸収バンパシステムつまりバンパアセンブリの効率は、距離に対する吸収エネルギー量又は荷重に対する吸収エネルギー量として定義される。高効率バンパシステムは、低効率エネルギー吸収部材よりも短い距離で多量のエネルギーを吸収する。高い効率は、レール荷重限度を僅かに下回る程度まで荷重を迅速に増大させ、衝突エネルギーが散逸するまでその荷重を一定に保つ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、例えば鋼製バンパビームと車両レールの間にショックアブソーバが配設されることもある。ショックアブソーバは、衝突で生じたエネルギーの少なくとも一部を吸収しようとするものである。バンパアセンブリにショックアブソーバを追加すると、鋼製ビームに比べてコストと複雑さが増す。ショックアブソーバはバンパアセンブリの重量を増加させ、車両全体の燃料効率を下げかねないという点でも望ましくない。
【０００６】
他の公知のエネルギー吸収バンパシステムは、エネルギー吸収発泡樹脂を含む。発泡樹脂系のエネルギー吸収部材は通例衝撃時の荷重応答が遅く、そのため大きな変位を生じる。さらに、発泡樹脂は圧縮率６０％又は７０％まで有効であるが、これを超えると発泡樹脂は圧縮不能となり、衝撃エネルギーを十分に吸収できない。残りの衝撃エネルギーは、ビーム及び／又は車両構造体の変形によって吸収される。
【特許文献１】米国特許第５９８４３８９号明細書
【特許文献２】米国特許第６０８２７９２号明細書
【特許文献３】米国特許第６４０６０８１号明細書
【特許文献４】米国特許第６６６３１５０号明細書
【特許文献５】米国特許第６７２６２６２号明細書
【特許文献６】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】
一態様では、自動車用バンパシステムを提供する。本バンパシステムは、ビームと、ビームに連結されるエネルギー吸収部材とを備える。ビームは上面と底面を有していて、車両に取り付けられるように構成される。エネルギー吸収部材は、第一の側面とその背面の第二の側面を有する胴体部と、第一の側面から突出した複数のクラッシュローブと、第二の側面から突出した複数の垂直並進クラッシュローブとを備える。第二の側面はビームに面しており、各垂直並進クラッシュローブはビームの上面又は底面と係合する。
【０００８】
別の態様では、自動車用のバンパアセンブリを提供する。本バンパアセンブリは、上面と底面を有するビームと、ビームに連結されるエネルギー吸収部材と、ビーム及びエネルギー吸収部材を実質的に囲繞するようにエネルギー吸収部材に取り付けられるフェーシアとを備える。ビームは車両に取り付けられるように構成され、エネルギー吸収部材は、第一の側面とその背面の第二の側面でビームに面した第二の側面とを有する胴体部と、第一の側面から突出した複数のクラッシュローブと、第二の側面から突出した複数の垂直並進クラッシュローブとを備える。各垂直並進クラッシュローブはビームの上面又は底面と係合する。
【０００９】
別の態様では、上面と底面を有するバンパビームを備える車両バンパシステム用のエネルギー吸収部材を提供する。エネルギー吸収部材は、第一の側面とその背面の第二の側面をもつ胴体部と、第一の側面から突出した複数のクラッシュローブと、第二の側面から突出した複数の垂直並進クラッシュローブとを備える。各垂直並進クラッシュローブはビームの上面又は底面と係合するように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、高低オフセット衝突保護を与えるように設計されたエネルギー吸収部材を有するバンパシステムについて詳細に説明する。例示的な実施形態では、非発泡樹脂系エネルギー吸収部材がビームに取り付けられる。ビームは、例えば鋼、アルミニウム又はガラスマット熱可塑性プラスチック（ＧＭＴ）から作られる。例示的な実施形態では、エネルギー吸収部材はＸｅｎｏｙ（登録商標）材料から作られ、例えば歩行者衝突及び低速衝突など所望の衝突基準を満足するように調整できる。具体的には、エネルギー吸収部材は、低速ＦＭＶＳＳ、ＣＭＶＳＳ及びＥＣＥ４２衝突時に水平衝撃をバンパビームの上面及び下面へと向ける。バンパシステムは、横力をビームの上面及び／又は下面に移すための成形エネルギー吸収部材を用いることによって、オーバーライド／アンダーライド衝突性能を与える。特定のタイプの衝突時の衝撃力は、衝撃発生時の運動エネルギーを吸収し終わるまでエネルギー吸収部材とビームを変形させることによって所定レベルを僅かに下回る程度に維持される。衝撃が過ぎ去れば、エネルギー吸収部材はほぼ元の形状に戻り、その後の衝突に耐えるのに十分な健全性を保持する。
【００１１】
以下のバンパシステムの説明では、特定の材料（例えば、エネルギー吸収部材については、米国マサチュセッツ州ピッツフィールド所在のＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社から市販のＸｅｎｏｙ（登録商標）材料）に言及するが、本バンパシステムの実施に際してはかかる材料に限定されず、他の材料も使用できる。例えば、ビームは、鋼、アルミニウム又はＧＭＴ圧縮成形ビームである必要はなく、他の材料及び製造技術も利用できる。一般に、エネルギー吸収部材はエネルギー吸収効率に優れた材料から作られ、ビームの材料及び製造技術は剛性ビームが得られるように選択される。
【００１２】
バンパシステムは高及び低衝撃性能を高めるように設計される。車両のオーバーライド／アンダーライド条件の制御性の改良によって、バンパシステムに組み込まれるバンパビームを小型・軽量化することができる。本バンパシステムは、ビーム前面の上及び／又は下に延在するエネルギー吸収部材の効果的な使用をもたらす。エネルギー吸収部材はエネルギー吸収部材の反発面の背面にバンパビームの上及び／又は下に延在するクラッシュローブを有する。背面方向のクラッシュローブはバンパビームの上面及び／又は下面に反動して、前方への水平力を与えて衝突エネルギーを吸収する。この構成によって、ビーム高が低く軽量化されたビームを有する背の高いバンパの設計が可能となる。
【００１３】
図面を参照すると、図１は本発明の例示的な実施形態に係るバンパアセンブリ２０の分解斜視図である。図２はバンパアセンブリ２０の後方斜視図であり、図３はバンパアセンブリ２０の断面図である。図１〜図３を参照すると、バンパアセンブリ２０はエネルギー吸収部材２２とビーム２４とを備える。エネルギー吸収部材２２はビーム２４とフェーシア２６の間に配置され、これらを組み立てると車両バンパアセンブリ２０を形成する。当業者には明らかであろうが、ビーム２４は、長手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は一般に従来の車両塗装及び／又はコーティング法を利用した仕上げ作業に適した熱可塑性プラスチック材料から作られる。一般に、フェーシア２６はエネルギー吸収部材２２と補強ビーム２４を囲繞し、車両取付後はこれらの部材はいずれも見えなくなる。
【００１５】
例示的な実施形態では、ビーム２４は押出アルミニウムから作られる。他の実施形態では、ビーム２４は軽量形鋼又は圧縮成形ガラスマット熱可塑性プラスチック（ＧＭＴ）から作られる。ビーム２４は、矩形断面、Ｂ形断面、Ｄ字形断面、Ｉ字形ビームとして構成したり、Ｃ字形又はＷ字形の断面形状を有するものなど、多数の形状のいずれを有していてもよい。ビーム２４の幾何学的形状は、ビームが用いられる具体的用途に応じて、所望の断面係数を与えるように選択される。
【００１６】
エネルギー吸収部材２２は、第一の側面４２と第二の側面４４をもつ胴体部４０を有する。第一の側面４２は、ビーム２４の反対側に面しており、第二の側面４４はビーム２４に面している。エネルギー吸収部材の胴体部４０の第一の側面４２から複数のクラッシュローブ５０は突出している。複数のローブ５０は互いに離隔していて、各ローブ５０は第一の水平壁５２、第二の水平壁５４、第一の側壁５６、第二の側壁５８及び外壁６０を有する。水平壁５２，５４、側壁５６，５８及び外壁６０はクラッシュローブ５０の中空キャビティ６２を画成する。各クラッシュローブ５０は、水平壁５２，５４、側壁５６，５８及び外壁６０の少なくともいずれかに１以上の開口部６４を有する。各ローブ５０は、所定の剛性をもつように調整することができる。ローブ５０の調整は、水平壁５２，５４、側壁５６，５８及び外壁６０の開口部６４の寸法、形状及び位置の変更によってなされる。
【００１７】
例示的な実施形態では、水平壁５２，５４及び側壁５６，５８の厚さは、最前部６６から最後部６８まで直線的に変化する。一実施形態では、壁厚は約１ｍｍ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、壁厚は最前部６６から最後部６８まで一定であり、約１〜約７ｍｍである。さらに別の実施形態では、壁厚は段階的に変化する。特に、最前部６６の壁厚は一定で、最後部６８の壁厚は一定で最前部６６の壁厚よりも大きい。
【００１８】
エネルギー吸収部材の胴体部４０の第二の側面４４から複数の垂直並進クラッシュローブ７０が突出している。各垂直並進クラッシュローブ７０は、第一の水平壁７２、第二の水平壁７４、第一の側壁７６及び第二の側壁７８を有する。水平壁７２，７４及び側壁７６，７８は垂直並進クラッシュローブ７０の中空キャビティを画成する。各垂直並進クラッシュローブ７０はエネルギー吸収部材の胴体部の第二の側面４４から突出し、ビーム２４の上面８０又は底面８２のいずれかと係合する。特に、垂直並進クラッシュローブ７０の第二の水平壁７４はビーム２４の上面８０又は底面８２と係合して、衝突時の横力をビーム２４の上面８０又は底面８２に移す。垂直並進クラッシュローブ７０は、低速ＦＭＶＳＳ、ＣＭＶＳＳ及びＥＣＥ４２衝突時の水平衝撃力をビーム２４の上面８０又は底面８２に向かわせる。例示的な実施形態では、第一の水平壁７２が湾曲して、第二の水平壁７４と交わる。別の実施形態では、第１及び第二の水平壁についてその他の構成を採用できる。
【００１９】
エネルギー吸収部材２２は、エネルギー吸収部材の胴体部４０の第二の側面４４から突出した第一のフランジ８６と第二のフランジ８８を有する。第一のフランジ８６及び第二のフランジ８８はビーム２４と重なり、エネルギー吸収部材２２をビーム２４に取り付ける。例示的な実施形態では、各垂直並進クラッシュローブ７０の第二の水平壁７４は第一のフランジ８６又は第二のフランジ８８と一体である。
【００２０】
エネルギー吸収部材２２の製造に利用される材料の特性としては、高い靭性／延性、熱安定性、高いエネルギー吸収能力、良好な弾性率／伸び率比、リサイクル性などが挙げられる。エネルギー吸収部材はセグメント毎に成形してもよいが、強靭なプラスチック材料でできた一体構造のものであってもよい。吸収部材用の材料の一例は、前述のＸｅｎｏｙ材料である。無論、他のエンジニアリングプラスチック樹脂を使用することもできる。代表的なエンジニアリングプラスチック樹脂としては、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−ジアミン変性ポリプロピレン）−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／ポリアミドブレンド（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社のＮＯＲＹＬ  ＧＴＸ（登録商標））、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と耐衝撃性改良剤（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社の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）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、低／高密度ポリエチレン（Ｌ／ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）が挙げられる。
【００２１】
図３に示す通り、エネルギー吸収部材２２の高さＡはビーム２４の高さＢよりも大きい。図４は、エネルギー吸収部材９０の高さＣがビーム９２の高さＤよりも大きい別の実施形態を示す。また、図３に示すビーム２４の高さＢはビーム９２の高さＤよりも小さい。エネルギー吸収部材２２の垂直並進クラッシュローブ７０は、図３及び図４に示すように、低い断面高のビームを備えたバンパアセンブリの設計を可能にすると同時に、高低オフセット衝撃保護をもたらす。
【００２２】
様々な具体的な実施形態について本発明を説明してきたが、本発明の実施に際して特許請求の範囲に記載された技術的思想及び技術的範囲内で様々な変更を加え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】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るバンパアセンブリの分解斜視図。
【図２】図１に示すバンパアセンブリの後方斜視図。
【図３】図１に示すバンパアセンブリの断面図。
【図４】本発明の別の実施形態に係るバンパアセンブリの断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2008513260.tif 000007
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