(57)【要約】【課題】バンパービームとサイドメンバーの取り付け高さを異ならせる必要がある場合に、部品点数が増加することなく、クラッシュボックスが十分なエネルギ吸収性能をもつような自動車用バンパーを提供する。【解決手段】クラッシュボックス２を、自動車の先方に向けて、（下方又は）上方に傾斜させる。これにより、車体のサイドメンバー１の高さが（高く）低くても、クラッシュボックス２の先端に取り付けられたバンパービーム３は（低く）高くなる。このため、相手車輌４との衝突時に、バンパービーム同士で衝突することになり、車体が相手車輌４に潜り込むことがなくなる。また、衝突荷重により、バンパービーム３にねじれ変形が生じることはなく、またクラッシュボックス２には偏心荷重が印加されることはなく、クラッシュボックス２は十分に高いエネルギ吸収性能を発揮することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両衝突時に衝突エネルギを吸収する自動車用バンパーにおいて、車体のサイドメンバーに固定されたクラッシュボックスと、このクラッシュボックスに固定され車体幅方向に延在するバンパービームとを有し、前記クラッシュボックスは、前記車体からその長手方向に遠ざかる方向に関し、下方に又は上方に傾斜しており、これにより、バンパービームとサイドメンバーとの両者の高さがオフセットし、バンパービームの高さを規格値の範囲に入るように適合させていることを特徴とする自動車用バンパー。
【請求項２】
前記クラッシュボックスは、そのエネルギ吸収部がアルミニウム又はアルミニウム合金押出形材で成形され、矩形又は中リブを有する中空断面構造となっており、
前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低い場合には、前記クラッシュボックスの下面の厚さが上面の厚さよりも薄く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高い場合は、クラッシュボックスの上面の厚さが下面の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の自動車用バンパー。
【請求項３】
前記クラッシュボックスは、そのエネルギ吸収部が鋼製であり、矩形又は中リブを有する中空断面構造となっており、
前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低い場合には、前記クラッシュボックスの下面の厚さが上面の厚さよりも薄く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高い場合は、クラッシュボックスの上面の厚さが下面の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の自動車用バンパー。
【請求項４】
前記クラッシュボックスは、そのエネルギ吸収部が鋼製であり、矩形又は中リブを有する中空断面構造となっており、
前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低い場合には、前記クラッシュボックスの下面の材料強度が上面の材料強度よりも低く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高い場合は、クラッシュボックスの上面の材料強度が下面の材料強度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の自動車用バンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンパービームの取り付け高さが異なる２車が衝突した場合に、一方の車輌が相手車両へ潜り込んだり、又は乗り上げたりすることを防止した自動車用バンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のバンパーの役割のひとつに、自動車が壁に衝突したり、又は他の車両等との間で衝突事故が発生した際に、車両の損傷を抑制するということがある。しかし、自動車のバンパー取り付け高さは、車輌の種類により種々異なり、異なる車両同士の衝突に対処するために、バンパービームの取り付け高さとサイドメンバーの高さとがオフセットしていることがしばしばある。また、ＩＩＨＳ（米国道路安全保険協会）及びＲＣＡＲ（The Research Council for Automobile Repairs）により、安全性テストのための各種試験が提案及び実施されている。バンパーバリアにおいても、標準的な試験法が確立されようとしており、例えば、ＩＩＨＳにおいては、テストとなるバンパーバリアはバンパー下端が地面から４５７ｍｍの位置に設置されている。従来、自動車のバンパー高さは個々に異なっていたが、前述のような標準化されたテストで高評価を得るために、テストバンパーバリアとラップ量が多くなるような高さに設置される傾向が強まる。その場合、車台とバンパー高さは必ずしも一致しないため、オフセットして設置されることになる。
【０００３】
このように、バンパービームの取り付け高さがサイドメンバーの高さとオフセットしている場合、従来は、クラッシュボックスとバンパービームとがオフセットして取り付けられるために、衝突時にバンパービームのねじれが発生しやすいという問題点がある。また、クラッシュボックスに偏心荷重が入力されるために、エネルギ吸収性能を十分に発揮できないという問題点もある。
【０００４】
また、バンパー取り付け高さが異なる車両同士が衝突する場合には、相手車両への潜り込みや乗り上げが起こりやすくなる。これを回避するために、バンパー補強材の上方などに、オーバーライダーなどと呼ばれる嵩上げ壁が設けられることがある（特許文献１）。
【０００５】
図８は、従来のオーバーライダーが取り付けられたバンパービームを示す模式図である。自動車の車体を構成するサイドメンバー１の先端にクラッシュボックス２が取り付けられており、このクラッシュボックス２には、バンパービーム３が取り付けられている。そして、自動車の車体を構成するサイドメンバー１が、相手車輌４よりも低い場合、バンパービーム３の上に、オーバーライダー（嵩上げ壁）５が設けられている。このオーバーライダー５により、衝突時に車体が相手車輌４の下に潜り込んでしまうことが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６１５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このようなオーバーライダー５を設置することは、部品点数の増加に繋がり、好ましくない。
【０００８】
そこで、オーバーライダー５を設置する代わりに、例えば、図８のバンパービーム３をクラッシュボックス２に対してより高い位置に取り付けると、相手車輌４のバンパービームとの間の高さの整合性はとれるが、衝突時に、バンパービーム３に印加された荷重により、バンパービーム３にねじれが発生する。また、クラッシュボックス２には、偏心荷重が入力されて、本来のクラッシュボックスのエネルギ吸収性能を十分に発揮することができない。この事情は、クラッシュボックス２をサイドメンバー１に対して、より上方の位置に取り付けた場合も同様である。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、バンパービームとサイドメンバーの取り付け高さを異ならせる必要がある場合に、部品点数が増加することなく、また、クラッシュボックスが十分なエネルギ吸収性能を発揮できる自動車用バンパー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】
【００１０】
本発明に係る自動車用バンパーは、車両衝突時に衝突エネルギを吸収する自動車用バンパーにおいて、車体のサイドメンバーに固定されたクラッシュボックスと、このクラッシュボックスに固定され車体幅方向に延在するバンパービームとを有し、前記クラッシュボックスは、前記車体からその長手方向に遠ざかる方向に関し、下方に又は上方に傾斜しており、これにより、バンパービームとサイドメンバーとの両者の高さがオフセットし、バンパービームの高さを規格値の範囲に入るように適合させていることを特徴とする。
【００１１】
この場合に、前記クラッシュボックスは、そのエネルギ吸収部がアルミニウム又はアルミニウム合金押出形材で成形され、矩形又は中リブを有する中空断面構造となっている場合は、前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低いときには、前記クラッシュボックスの下面の厚さが上面の厚さよりも薄く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高いときは、クラッシュボックスの上面の厚さが下面の厚さよりも薄いことが好ましい。
【００１２】
また、前記クラッシュボックスは、そのエネルギ吸収部が鋼製である場合は、前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低いときには、前記クラッシュボックスの下面の厚さが上面の厚さよりも薄く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高いときは、クラッシュボックスの上面の厚さが下面の厚さよりも薄いことが好ましい。
【００１３】
更に、前記クラッシュボックスは、そのエネルギ吸収部が鋼製である場合は、前記サイドメンバーの位置が前記バンパービームの位置よりも低いときには、前記クラッシュボックスの下面の材料強度が上面の材料強度よりも低く、逆に、サイドメンバーの位置がバンパービームの位置よりも高いときは、クラッシュボックスの上面の材料強度が下面の材料強度よりも低いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、クラッシュボックスを、自動車の先方（自動車前端の場合は前方、後端の場合は後方）に向けて、下方又は上方に傾斜させる。このため、クラッシュボックスの先端に取り付けられたバンパービームは、バンパービームの規格値の範囲に入るようになる。即ち、図１に示すように、車体１が低い場合は、先方に向けて上方に傾斜するクラッシュボックス２を使用し、その先端にバンパービーム３を取り付ける。このため、バンパービーム３は車体のサイドメンバー１よりも高くなり、規格値の範囲に入るため、相手車輌４との衝突時に、相手車輌のバンパー（バンパービームを破線にて示す）の高さが規格値の範囲にあれば、バンパービーム同士で衝突することになり、車体が相手方の車輌４に潜り込むことがなくなる。この場合に、クラッシュボックス２が傾斜しているので、バンパービーム３に印加された衝突荷重により、バンパービーム３にねじれ変形が生じることはなく、またクラッシュボックス２には偏心荷重が印加されることはなく、クラッシュボックス２は十分に高いエネルギ吸収性能を発揮することができる。車体が高い場合も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の概念を示す模式図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る自動車用バンパーを示す図、（ｂ）はクラッシュボックス２の縦断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２実施形態に係る自動車用バンパーを示す図、（ｂ）はクラッシュボックス２の縦断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る自動車用バンパーを示す図、（ｂ）はクラッシュボックス２の縦断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第４実施形態に係る自動車用バンパーを示す図、（ｂ）はクラッシュボックス２の縦断面図である。
【図６】クラッシュボックスの変形動作を示す模式図である。
【図７】同じくクラッシュボックスの変形動作を示す模式図である。
【図８】従来の自動車用バンパーを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図２に示すように、第１実施形態においては、サイドメンバー１の前端又は後端（以下、先端という）にクラッシュボックス２が固定されており、クラッシュボックス２の先端にバンパービーム３が固定されている。クラッシュボックス２は横断面が矩形の筒状をなし、中空断面構造を有する。そして、このクラッシュボックス２は、サイドメンバー１の先端から先方に向けて上方に傾斜している。つまり、クラッシュボックス２は、車体からその長手方向に遠ざかる方向に関し、上方に傾斜している。
【００１７】
これにより、車体が低いときに、即ち、サイドメンバー１が低いときに、バンパービーム３はサイドメンバー１よりも高くなり、バンパービームの高さ位置の規格範囲に入るようになる。従って、相手車輌４との間でバンパービームの高低差が解消され、衝突時に相手車輌４の下方に潜り込んでしまうことがなくなる。
【００１８】
また、バンパービーム３とクラッシュボックス２との間、及びクラッシュボックス２とサイドメンバー１との間で、上下方向のオフセットが生じない。従って、衝突時のバンパービームのねじれ変形が防止されると共に、クラッシュボックス２に偏心荷重が入力されることがなくなり、クラッシュボックス２の本来のエネルギ吸収性能が発揮される。
【００１９】
そして、このように傾斜して取り付けられたクラッシュボックス２において、クラッシュボックス２のエネルギ吸収部がアルミニウム又はアルミニウム合金押出形材で成形されており、エネルギ吸収部の押出方向が車体前後方向であり、更に、図２に示すように、サイドメンバー１の高さがバンパービーム３よりも低い場合、クラッシュボックス２には圧縮力に加えて、サイドメンバー１とバンパービーム３の高さが異なっていることによるモーメントも発生するため、クラッシュボックス２の上面２ａ側の圧縮荷重の方が、下面２ｂ側の圧縮荷重よりも高くなる。その結果、衝突時のクラッシュボックス２の上面２ａと下面２ｂの肉厚が等しい場合、図６に示すように、圧縮応力は下面２ｂ側よりも上面２ａ側の方が高くなり、上面２ａの方が下面２ｂよりも座屈変形が起こりやすくなる。このため、クラッシュボックス２の倒れ変形及びそれに伴うバンパービーム３のねじれ変形も起こりやすくなる。そこで、上面２ａの肉厚を下面２ｂの肉厚よりも厚くし、圧縮応力が下面２ｂと上面２ａとで同等、又は上面２ａの方が低くなるようにすることにより、図７に示すように、下面２ｂ側の座屈変形が上面２ａ側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス２の倒れ変形及びバンパービームのねじれ変形が防止される。
【００２０】
図３は、本発明の第２実施形態を示すバンパーの図である。この第２実施形態は、サイドメンバー１の高さが通常の車種よりも高い車輌の場合のものであり、この場合は、サイドメンバー１に対し、先方に向けて下方に傾斜するクラッシュボックス２を固定する。このため、クラッシュボックス２に取り付けられたバンパービーム３は、サイドメンバー１よりも低くなり、所定の規格値の範囲に入るようになる。このため、相手方の車輌とは、バンパービーム３同士で衝突することになり、図２に示す第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００２１】
この図３に示すように、サイドメンバー１の高さがバンパービーム３よりも高い場合は、下面２ｄの肉厚を上面２ｃの肉厚よりも厚くすることにより、クラッシュボックス２に作用する圧縮応力が上面２ｃと下面２ｄとで同等、又は下面２ｄの方が小さくなるようにすることにより、上面２ｃ側の座屈変形が下面２ｄ側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス２の倒れ変形及びバンパービーム３のねじれが防止される。
【００２２】
また、図２に示すように、サイドメンバー１の高さがバンパービーム３よりも低い場合において、クラッシュボックス２のエネルギ吸収部が鋼製で、エネルギ吸収部の断面が中空となるように複数の鋼板が組み合わされて構成されている場合は、衝突時には圧縮力に加えて、サイドメンバー１とバンパービーム３の高さが異なっていることによるモーメントも発生するため、上面２ａ側の圧縮荷重の方が高くなる。その結果、衝突時のクラッシュボックス２の上面２ａと下面２ｂの板厚が等しい場合は、圧縮応力は下面２ｂ側よりも上面２ａ側方が高くなり、上面２ａの方が下面２ｂよりも座屈変形が起こりやすくなり、クラッシュボックス２の倒れ変形及びそれに伴うバンパービーム３のねじれ変形も起こりやすくなる。そこで、この場合は、上面２ａの板厚を下面２ｂの板厚よりも厚くし、圧縮応力が下面２ｂと上面２ａとで同等、又は上面２ａの方が下面２ｂよりも圧縮応力が低くなるようにすることにより、下面２ｂ側の座屈変形が上面２ａ側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックスの倒れ変形及びビームのねじれを防止することができる。
【００２３】
逆に、図３に示すように、サイドメンバー１の高さがバンパービーム３よりも高い場合、下面２ｄの板厚を上面２ｃの板厚よりも厚くし、圧縮応力が上面２ｃと下面２ｄとで同等、又は下面２ｄの方が上面２ｃよりも低くなるようにすることにより、上面２ｃ側の座屈変形が下面２ｄ側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス２の倒れ変形及びバンパービームのねじれが防止される。
【００２４】
クラッシュボックス２のエネルギ吸収部が鋼製で、エネルギ吸収部の断面が中空となるように複数の鋼板が組み合わされており、図２に示すように、サイドメンバー１の高さがバンパービーム３よりも低い場合、前記アルミニウム又はアルミニウム合金押出形材製と同様に、クラッシュボックス２の上面２ａと下面２ｂの板厚が同一で材料強度も同等の場合、衝突時には圧縮力に加えてサイドメンバーとバンパービームの高さが異なっていることによるモーメントが発生するため、上面側の圧縮荷重の方が高くなる。その結果、衝突時のクラッシュボックスの上面と下面の板厚及び材料強度が等しい場合、上面の方が下面よりも座屈変形が起こりやすくなるため、クラッシュボックス２の倒れ変形及びそれに伴うビームのねじれ変形も起こりやすくなる。そこで、クラッシュボックス２の上面２ａの材料強度を下面２ｂよりも高くし、上面２ａの座屈応力の方が高くなるようにすることにより、下面２ｂ側の座屈変形が上面２ａ側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス５の倒れ変形及びビームのねじれ変形を防止することが可能となる。
【００２５】
逆に、図３に示すように、サイドメンバー１の高さがバンパービーム３よりも高い場合、下面２ｄの材料強度を上面２ｃよりも高くし、下面２ｄの座屈応力の方が高くなるようにすることにより、上面２ｃ側の座屈変形が下面２ｄ側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックス２の倒れ変形及びバンパービーム３のねじれ変形を防止することが可能となる。
【００２６】
図４は本発明の第３の実施形態を示す模式図である。クラッシュボックス２の外側面の高さ方向中央の位置にリブがあり、クラッシュボックス２は中リブを有する中空断面構造を有する。この場合に、バンパービーム３はサイドメンバー１よりも高いので、クラッシュボックス２は先方に向けて上方に傾斜している。この場合には、前述の理由により、クラッシュボックス２の上面２ｅを、下面２ｆよりも、厚肉及び／又は高強度にすることが好ましい。
【００２７】
図５は本発明の第４の実施形態を示す模式図である。クラッシュボックス２の外側面の高さ方向中央の位置にリブがあり、クラッシュボックス２は中リブを有する中空断面構造を有する。この場合には、前述の理由により、クラッシュボックス２の上面２ｇを、下面２ｈよりも、薄肉及び／又は低強度にすることが好ましい。
【００２８】
このように傾斜して取り付けられたクラッシュボックスにおいて、クラッシュボックスのエネルギ吸収部がアルミニウム合金押出形材製であり、エネルギ吸収部の押出方向が車体前後方向であり、図６に示すように、サイドメンバー１の高さがバンパービーム３よりも低い場合、クラッシュボックス２には圧縮力に加えて、サイドメンバー１とバンパービーム３との高さが異なっていることによるモーメントも発生するため、クラッシュボックス２は上面側の圧縮荷重の方が下面側よりも高くなる。その結果、衝突時のクラッシュボックス２の上面と下面の肉厚が等しい場合、圧縮応力は下面側よりも上面側方が高く、図６に示すように、上面の方が下面よりも座屈変形が起こりやすくなるため、クラッシュボックス２の倒れ変形と、それに伴うビームのねじれ変形も起こりやすくなる。そこで、上面側の肉厚を下面側の肉厚よりも厚くし又は上面側の材料強度が下面側より高くなるようにし、圧縮応力が下面と上面で同等、又は上面の方が低くなるようにすることにより、下面側の座屈変形が上面側よりも起こりやすくなり、図７に示すように、衝突時のクラッシュボックスの倒れ変形及びビームのねじれが防止される。
【００２９】
逆に、サイドメンバー１の高さがバンパービーム３よりも高い場合は、クラッシュボックス２の下面側の肉厚を上面側の肉厚よりも厚くし又は下面側の材料強度が上面側より高くなるようにし、圧縮応力が上面と下面で同等、又は下面の方が低くなるようにすることにより、上面側の座屈変形が下面側よりも起こりやすくなり、衝突時のクラッシュボックスの倒れ変形及びビームのねじれが防止される。
【００３０】
クラッシュボックス２のエネルギ吸収部が鋼製で、エネルギ吸収部の断面が中空となるように複数の鋼板が組み合わされている場合も同様である。
【符号の説明】
【００３１】
１：サイドメンバー
２：クラッシュボックス
３：バンパービーム
４：相手車輌
２ａ，２ｃ、２ｅ、２ｇ：上面
２ｂ、２ｄ、２ｆ、２ｈ：下面
【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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【図７】
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【図８】
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