(57)【要約】【課題】  車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニットを提供する。【解決手段】  本単体構造バンパユニットは、車両に取付けるための比較的剛性があるビーム部分と該ビーム部分と互いに一体に成形された衝突エネルギー吸収体とを組合せた単一の成形部品を含み、エネルギー吸収体は、衝突時に圧壊するようになった圧壊可能な前方突出部材を有する状態で前方向に面し、衝突によるエネルギーを吸収するようになっている。
2006506277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に取付けるための比較的剛性があるビーム部分と前記ビーム部分と互いに一体に成形された衝突エネルギー吸収体とを組合せた単一の成形部品を含み、
前記エネルギー吸収体が、衝突によるエネルギーを吸収するように前方向に面し、かつ衝突時に圧壊するようになった圧壊可能前方突出部材を有する、
車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項２】
該単体構造バンパユニットが、細長い形状を有し、車両前端部に取付けられかつ該車両の幅全体にわたって長手方向に延びるよになっている、請求項１記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項３】
前記エネルギー吸収体部分が、歩行者脚部保護を行うようになっており、高度に有効なクラッシュモードを有する、請求項２記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項４】
前記エネルギー吸収体部分が、歩行者脚部との衝突の力を低減するようになっている、請求項２記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項５】
前記エネルギー吸収体部分が、５ｍｐｈ以下の低速度での車両衝突の間にエネルギーを吸収するようになっている、請求項２記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項６】
前記エネルギー吸収体部分及び一体形のビーム部分が、本質的に射出成形材料の単一の一体形ユニットから成る、請求項２記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項７】
前記エネルギー吸収体部分が、複数の前方突出圧壊可能部材を含む、請求項６記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項８】
前記圧壊可能部材が比較的薄い壁部分を有し、前記ビーム部分が比較的厚い壁部分を有する、請求項７記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項９】
前記圧壊可能部材が、前記ビーム内に中空の部分を形成する、該ビーム部分から外向きに延びた複数の射出成形結合壁部分を含む、請求項８記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１０】
前記圧壊可能部材が、少なくとも２つの異なる構成を有する、請求項９記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１１】
前記構成が、箱形、缶形、弧状壁、結合壁、Ｉ形又はＨ形の構成から選択される、請求項１０記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１２】
前記複数の圧壊可能部材が、前記ビーム部分の前面に沿って長手方向に間隔をおいて配置されている、請求項１０記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１３】
前記車両への取付けが車両支持体に対して行われ、前記ビーム部分が、前記車両支持体に取付けるようになったセクションを含む、請求項１０記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１４】
前記エネルギー吸収体が、前記車両支持体に向かう衝撃を吸収するように配置された一対の圧壊可能部材を含む、請求項１３記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１５】
前記単体構造ビームが、熱可塑性樹脂で単一部品として射出成形されている、請求項１０記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１６】
前記熱可塑材がポリエステル材料を含む、請求項１５記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１７】
前記熱可塑材がポリカーボネート材料を含む、請求項１５記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１８】
前記エンジニアリング熱可塑性樹脂が、芳香族ポリカーボネート、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリアミド又はその混合物とポリエステル樹脂とのブレンドである、請求項１５記載の車両に取付けられて衝突により発生する力を吸収するようになった単体構造バンパユニット。
【請求項１９】
フェーシアを含む、請求項１５記載の自動車用車両バンパユニット。
【請求項２０】
前記フェーシアが熱可塑性樹脂で形成されている、請求項１９記載の車両バンパユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、自動車のバンパにおいて歩行者保護を行うようになったバンパシステムである。
【背景技術】
【０００２】
日本及び欧州諸国における将来の立法措置により、歩行者の脚部を衝突から保護するのを支援するような自動車のバンパシステムのエネルギー吸収設計が必要になるかも知れない。
【０００３】
現行のバンパ衝突システムでは、組立てられた幾つかの別個の構成要素を使用している。一般的にこれら構成要素は、米国ＦＭＶＳＳ及び欧州ＥＣＥ４２衝突基準を達成するために剛性がある補強ビームによって裏当て支持した柔らかいエネルギー吸収体を含む。このエネルギー吸収体の構成要素部品は、鋼又はアルミニウム製の剛性がある支持補強ビームに隣接した熱可塑性樹脂又はポリプロピレン発泡体とすることができる。バンパ組立体は一般的に、車両レールに取付けるように構成された補強ビームと、エネルギー吸収体と、エネルギー吸収体に取付け可能な美的フェーシアとを含む。フェーシアは一般的に、補強ビーム及びエネルギー吸収体の両方をほぼ包み込む。
【０００４】
従来の車両バンパ及びバンパ・エネルギー吸収システムは、時速約５マイル（ｍｐｈ）の低速度時での車両対車両又は車両対固体構造物の衝突において、車両構造及び可能な限り車両の乗員を保護するように設計されてきた。新しい法律措置により、自動車前端部との衝突の間に歩行者を保護するレベルが要求されている。そのような衝突発生時における衝突エネルギーレベルは、従来の５ｍｐｈ車両バンパ衝突よりも非常に低い。５ｍｐｈ車両バンパ衝突用に設計されたシステムは、おそらく剛性が高すぎて十分なレベルの歩行者傷害の軽減をもたらさない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バンパシステムの望ましい特徴形状は、米国ＦＭＶＳＳ５ｍｐｈ衝突要件、欧州ＥＣＥ４２法、アリアンツ（Ａｌｌｉａｎｚ）衝突要件、及び一方又は両方の下脚及び上脚部に対する欧州歩行者保護規定に定められたシステム適応性を備えている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によると、単体構造バンパユニットは、車両に取付けるための比較的剛性があるビーム部分と、該ビーム部分と互いに一体に成形されかつ衝突によるエネルギーを吸収するように前方向に面している衝突エネルギー吸収体とを組合せた単一の成形部品を含む。実施形態では、このエネルギー吸収体部分は、ビーム全体にわたって長手方向に延びかつ衝突時に圧壊（クラッシュ）して衝突の間に発生する力を吸収するようになった前方突出部分を含む。実施形態では、このビーム部分は、車両の前部全体にわたって長手方向に延びかつ前方に突出した支持体又はレールに取付けられるようになっており、この前方に突出した支持体又はレールは、一般的には車両のフレームに取付けられて車両の前部から外向きに延びる。実施形態では、この前方突出部分は、衝突によって発生した力を吸収するために該前方突出部分の少なくとも部分的な崩壊を開始する圧壊可能部分を含む。エネルギー吸収体及びビーム部分は、熱可塑性樹脂材料で成形され、衝突によるエネルギーが該エネルギー吸収体部分とビーム部分とによって吸収されるのが望ましい。１つの実施形態によると、エネルギー吸収システムは、エネルギー吸収効率を高めるのを促進する構造を有する。このシステムは、例えば自動車前端部との衝突時における歩行者保護分野のような、低レベルのエネルギーが吸収される必要がある用途に対して適応できるのが望ましい。望ましい実施形態は、特に自動車前端部との衝突時における歩行者保護分野のように、低レベルのエネルギーを吸収する必要がある場合に、優れたエネルギー吸収効率を促進する構造を含む。
【０００７】
従来の車両バンパ及びバンパ・エネルギー吸収システムは、低速度（約５ｍｐｈ）での車両対車両又は車両対固体構物の衝突において、車両の車両構造を保護するように設計されてきた。新しい法律が少なくとも欧州及び日本において導入されて、自動車前端部との衝突の間に歩行者を保護するレベルを必要とするようになってきた。そのような衝突発生時における衝突エネルギーレベルは、従来の５ｍｐｈ車両バンパ衝突よりも非常に低い。従って、５ｍｐｈ車両バンパ衝突用に設計されたシステムでは、剛性が高すぎて歩行者傷害を軽減するのに十分なレベルを得ることができない。
【０００８】
実施形態によると、単体バンパユニットは、低い速度レベルでの歩行者傷害を最小にするか又は軽減し、特に下脚及び上脚部傷害を軽減するようになっているのが望ましい。このバンパユニットは、補強バンパ・ビームとエネルギー吸収体との単一の射出成形組合せ体を含み、エネルギー吸収体は、好ましくは低速度時での衝突エネルギーを吸収して歩行者の下脚及び上脚部の保護を行うことができるクラッシュ缶のような圧壊可能部材を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、単一又は単体の熱可塑性プラスチックユニットとして形成されたエネルギー吸収体部分１３とバンパ・ビーム部分１５とを含むバンパユニット１１を示し、バンパ・ビーム部分は自動車の前方に突出した支持体又はレール１９に直接取付けられるようになっている。この組合せバンパユニット１１は、衝突時における歩行者保護のための有効なエネルギー吸収を達成してＦＭＶＳＳ及びＥＣＥ４２タイプの衝突力に適合するようにすることできる。低速度ＦＭＶＳＳ及びＥＣＥ４２衝突の間の衝突力と歩行者衝突の間の下脚部への力とは、衝突事象の運動エネルギーが吸収されてしまうまで、バンパユニット１１を変形させる所定のレベル以下に正しく維持される。衝突が終了すると、バンパユニット１１は、その元の形状に実質的に復帰し、その後の衝突に耐えるのに十分な完全性を依然として維持するようになっているのが望ましい。バンパユニット１１は、低速度衝突ＦＭＶＳＳ及びＥＣＥ４２性能、アリアンツ・オフセット衝突、並びに歩行者の下脚及び上脚部保護の組合せに適応するようにすることができる。成形したビーム部分１５及びエネルギー吸収体部分１３における機能は、単一の射出成形ユニット内に一体に成形された圧壊可能部材１７によって得られる。また、ビーム部分１５の幾らかの変形が、衝突時に発生する場合がある。衝突後、エネルギー吸収部分１３内の変形は、それらの元の形状に実質的に戻るようになっていることが望ましい。そのような性能は、低速度衝突（いわゆる「フェンダ・ベンダ」）の修理コストの低減及び歩行者脚部傷害の望ましい軽減につながる。単体バンパユニット１１には、望ましくは幾何学形状、壁厚さ及びその他の機能によって衝突の間における歩行者の下脚及び／又は上脚部保護を高めるようになった圧壊可能部材１７が組み入れられる。圧壊可能部材１７は、衝突の間に変形し、エネルギーを吸収するようになっているのが望ましい。圧壊可能部材１７のエネルギー吸収効率により、衝突の間に歩行者の脚部に伝わる力が減少するのが望ましい。圧壊可能部材１７の形状、壁厚さ及び奥行きを変化させることによって、特定の衝突エネルギーレベルに対する衝突応答性になるようにエネルギー吸収体部分１３を調整する。圧壊可能部材１７は、圧壊可能なローブ形、缶形、箱形、Ｈ形又はＩ形の形状とすることができる中空のセクションとして形成された薄い前方突出結合壁２１であるのが好ましい。
【００１０】
エネルギー吸収体部分１３には、前方突出圧壊可能部材１７が組み入れられ、この圧壊可能部材は、ビーム部分と共に同じ単一の成形工程において成形された時に所望の機能を内蔵するクラッシュローブ、クラッシュ缶又はその他の形態とすることができる。圧壊可能部材１７は、衝突時に歩行者の保護を行うようになっているのが望ましい。圧壊可能部材１７のエネルギー吸収効率を高めることにより、衝突の間に歩行者の下脚部に伝わる力を減少させるのが望ましい。前方突出圧壊可能部材１７は、細長いビーム部分１５の長さに沿って間隔をおいて配置することができる。図１は、一対の端部圧壊可能部材２３がそれぞれ、それぞれのレール１９を覆うか又は該レールに隣接してビーム部分１５の端部に設置された実施形態を示す。端部圧壊可能部材２３は、変形することによってエネルギーを吸収して、アリアンツ・オフセット衝突テストの間に発生することになるような、衝突の間における損傷から車両レール先端を保護するようになっている。一体形のビーム部分１５は、一般的には車両フレームに取付けられて車両の前部から外向きに延びるそれぞれの支持体又はレール１９に取付けられているものとして、図６に概略的に示している。圧壊可能部材１７及びビーム部分１５の両方は単一の成形工程において同一の熱可塑性材料で形成されるので、バンパユニット１１は、望ましいことにリサイクルすることができる。
【００１１】
本発明の実施で使用できるエンジニアリング熱可塑性樹脂は、公知のエンジニアリング熱可塑性樹脂の何れかにすることができる。それには、例えば、芳香族ポリカーボネート、コポリエステル・カーボネート、ポリブチレン・テレフタレートやポリエチレン・テレフタレートやポリプロピレン・テレフタレートなどのポリエステル、ポリフェニレン・エーテル、ポリウレタン、ポリエチレン（高密度及び低密度）、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエチル・メタクリル樹脂やポリメチル・メタクリル樹脂の類のようなアクリレート（ホモ及びコポリマー）、上記エンジニアリングポリマーの混合物、上記エンジニアリングポリマーのエラストマー・ポリマーとの混合物、並びにポリカーボネート／ポリブチレン・テレフタレート、ポリフェニレン・エーテル／高衝撃ポリスチレン、ポリカーボネート／アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンの類のようなその他のポリマーとの混合物が含まれる。好ましいエンジニアリング熱可塑性樹脂は、芳香族ポリカーボネートとポリブチレン・テレフタレート（ＰＢＴ）又はポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリエステルとの混合物、或いはポリカーボネートのＰＢＴ及びＰＥＴの混合物との混合物である。
【００１２】
図１を参照すると、バンパユニット１１は、一体形のエネルギー吸収体部分１３を備えたバンパ・ビーム１５を含み、エネルギー吸収部分１３は、ビーム部分１５の長さに沿って横方向に間隔をおいて配置された圧壊可能部材１７を含む。各圧壊可能部材１７は、異なる横方向位置において延びる複数の前方突出成形結合壁部分２１を含む。図５に示すように、結合壁部分２１は、最終成形部品の中空の成形薄壁領域を形成し、この薄壁領域が前方に突出している。説明において、「前方に及び後方に」という用語は、本明細書に記載した様々な特徴形状及びセクションの関係を必要以上に制限することを意図するものではなく、それらの関係を説明する上での助けにすることを意図している。前方向及び後方向は、車両の前部及び後部に対応して前後に整列した方向に沿って縦方向に延びる軸線に沿った方向を意味する。横方向は、縦方向軸線に対して垂直な平面における方向である。図１に示すように、また前に述べたように、端部圧壊可能部材２３は、ビーム部分１５のそれぞれの端部に隣接して配置され、端壁部分が切り取られた箱形構成を有する。他の圧壊可能部材１７は、Ｉ形構成を有するものとして図１に示されている。このＩ形構成は、横方向又は水平方向壁部分２７を結合する垂直方向壁部分２９を含む。圧壊可能部材１７は、一対の端部圧壊可能部材２３の中間でビーム部分１５に沿って間隔をおいて配置される。均一及び不均一な間隔の両方を含む圧壊可能部材１７の様々な位置が、考えられる。圧壊可能部材１７に対するその他の構成が考えられ、例えばその他の構成には、前方に突出したローブ、円錐、或いはその他の弧状の又は結合した壁又は構成が含まれる。
【００１３】
図１に示すように、ビーム部分１５は、一体形の上部フェーシアサポート３１及び一体形の下部フェーシアサポート３３を含む。概略図である図３は、上側フェーシアサポート３１に締結されたフェーシア４３の部分図を示す。概略図である図４は、下部フェーシアサポート３５に締結されたフェーシア４３の部分図を示す。一般的にバンパユニット１１を包み込むフェーシア４３は、熱可塑性樹脂とすることができ、また射出成形することができる。
【００１４】
箱形の端部圧壊可能部材２３は、特にオフセット衝突において車両レール１９を保護するような形状にされる。図２の切断線６−６に沿った概略図である図６に示すように、ビーム部分１５は、ボルト及びナットのような締結具３５でレール１９に結合される。レール１９は、車両前部から縦方向に前向きに延びる。そのようなレールは、自動車へのバンパの取付けを行うために自動車分野ではよく知られている。
【００１５】
図３は、図２の切断線３−３に沿った概略断面図であり、ビーム部分１５の断面を示す。ビーム部分は、横方向に延びる少なくとも１つの波形部３７を含み、ビーム部分１５に剛性を与えることができる。
【００１６】
図５は、切断線５−５に沿った断面を概略的に示し、前方突出圧壊可能部材１７よりも厚い断面領域を有するビーム部分１５を示している。例えば、壁は、約１．０ｍｍ〜約７．０ｍｍの広い範囲にある厚さを有することができる。より具体的には、ある低速度又は歩行者衝突用途の場合には、公称壁厚さは一般的に約１．０ｍｍ〜約５．０ｍｍの範囲にすることができ、またその他の用途、特に５ｍｐｈＦＭＶＳＳシステムにおける用途の場合には、それどころか、側壁及び後壁の公称壁厚さは、約２．５ｍｍ〜約７．０ｍｍの範囲にすることになる。ビーム部分は、衝突に対して生じる変形に抗するようにビーム部分の剛性を高める壁厚さを有する。ビームの壁厚さは、約３ｍｍ〜約１０ｍｍ、好ましくは約４ｍｍ〜約６ｍｍの範囲とすることができる。
【００１７】
本明細書に開示した本発明の好ましい実施形態が、上述の目的を満たすようによく考慮されていることが明らかになったであろうが、本発明は、特許請求の範囲の観点からのみ限定される本発明の技術思想及び技術的範囲から逸脱することなく、修正、変更及び改良を行うことができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一体形のエネルギー吸収体及び補強バンパ・ビームを示す、単一の単体バンパユニットの斜視図。
【図２】図１の単一の単体バンパユニットの部分正面図。
【図３】図２の切断線３−３に沿った概略断面図。
【図４】図２の切断線４−４に沿った概略断面図。
【図５】図２の切断線５−５に沿った概略断面図。
【図６】図２の切断線６−６に沿った概略断面図。
【符号の説明】
【００１９】
１１  バンパユニット
１３  エネルギー吸収体部分
１５  バンパ・ビーム部分
１７  圧壊可能部材
１９  自動車のレール
２１  結合壁
２３  端部圧壊可能部材
２７  水平方向壁部分
２９  垂直方向壁部分
３１  上部フェーシアサポート
３３  下部フェーシアサポート
４３  フェーシア
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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2006506277.tif 000010
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