(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の車体前部に車幅方向に延びるように配設されたバンパーレインフォースメントと、
前記バンパーレインフォースメントの前側に設けられ、少なくとも車体前後方向に延びる複数のエネルギ吸収リブが車幅方向に並設されてなるエネルギ吸収部材と、
前記バンパーレインフォースメント及びエネルギ吸収部材を車体前方から覆う樹脂製の表皮部材とを備えた自動車用バンパーにおいて、
前記バンパーレインフォースメントと表皮部材との間の車体前後方向の間隔が車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に小さくなっており、
前記エネルギ吸収部材は、エネルギ吸収リブの車体前後方向の長さが車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に短くなるとともに、該各リブの肉厚が車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に大きくなっていて、車体正面から見た単位面積当たりのエネルギ吸収特性が車幅方向について略均一になるように構成されていることを特徴とする自動車用バンパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表皮部材とバンパーレインフォースメントとの間にエネルギ吸収部材が配設された自動車用バンパーに関し、特に、前方障害物へのダメージに配慮したエネルギ吸収部材の構造の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一般的に、この種の自動車用バンパーとして、樹脂製のバンパーフェース（表皮部材）の裏側にバンパーレインフォースメントまで延びるように多数のリブを形成したり、或いはウレタンフォームを充填したりすることが行われており、衝突時にはそのリブの座屈変形やウレタンフォームの潰れ変形によりエネルギが吸収されるようになっている。すなわち、車体の強度部材に固定したレインフォースメントにより障害物の車室内への侵入を防いで、乗員を保護することができるとともに、リブ等の変形によって衝突初期の衝撃を緩和することができる。
【０００３】
これに対し、近年、自動車の乗員を保護するのみならず、衝突相手への衝撃をも緩和できるように、バンパーのエネルギ吸収特性を見直そうという提案がなされている。例えば、特開平１０−３５３７７号公報に開示された自動車の衝突安全構造では、自動車側に自己安全用の第１バンパーを設けるとともに、その前側にエネルギ吸収部材としてクッション性の良い第２バンパーを追加して設け、比較的低速での衝突の場合には衝突相手に対しても良好な衝撃緩和が図れるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常、フロントバンパーのレインフォースメントは、前方からの衝撃を確実に受け止めるように車幅方向に略直線的に延びていて、その両端部がフロントサイドフレームの前端部に固定される構造になっている。一方、バンパーフェースの形状については空力性能や外観意匠からの要求が大きく、特にフロントバンパーについては、良好な空力性能を確保するために車幅方向の左右両端側が中央部に比べて後退した湾曲形状とされることが多い。
【０００５】
すなわち、空力性能等の要求が優先されるバンパーフェースの形状とバンパーレインフォースメントの形状とが必ずしも対応しないことになり、結果的にバンパーフェースとバンパーレインフォースメントとの間の車体前後方向の間隔が左右両端側ほど小さなものになる。言い換えれば、エネルギ吸収部材の厚みが車幅方向の略中央部に比べて左右両端側で薄くなってしまう。
【０００６】
このことは、衝突時に自動車及びその乗員を保護すると言う観点からは何ら問題にならないが、自動車が衝突する前方障害物への衝撃についても考慮すると、エネルギ吸収部材による該障害物への衝撃緩和性能が車幅方向の衝突箇所によってばらつくことになり、特に車幅方向の両端側においては十分な衝撃緩和性能を得ることが極めて難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自動車用バンパーの表皮部材とレインフォースメントとの間に設けるエネルギ吸収部材の構造に工夫を凝らして、自動車の空力性能等を損なうことなく、前方障害物に対する衝撃緩和性能を衝突箇所によらずに安定的に確保することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、エネルギ吸収部材の車幅方向に並設される複数のエネルギ吸収リブを、その肉厚が車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に大きくなるようにした。
【０００９】
具体的に、請求項１の発明では、自動車の車体前部に車幅方向に延びるように配設されたバンパーレインフォースメントと、このバンパーレインフォースメントの前側に設けられ、少なくとも車体前後方向に延びる複数のエネルギ吸収リブが車幅方向に並設されてなるエネルギ吸収部材と、該バンパーレインフォースメント及びエネルギ吸収部材を車体前方から覆う樹脂製の表皮部材とを備えた自動車用バンパーを対象とする。そして、前記バンパーレインフォースメントと表皮部材との間の車体前後方向の間隔が車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に小さくなっており、前記エネルギ吸収部材は、エネルギ吸収リブの車体前後方向の長さが車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に短くなるとともに、該各リブの肉厚が車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に大きくなっていて、車体正面から見た単位面積当たりのエネルギ吸収特性が車幅方向について略均一になるように構成する。
【００１０】
前記の構成により、自動車の車体前部には、バンパーレインフォースメントが車幅方向に延びるように配設されるとともに、それを車体前方から覆うように樹脂製の表皮部材が配置され、それらの車体前後方向の間隔が車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に小さくなっている。言い換えると、フロントバンパーの外形状は、車幅方向の左右両端側が中央部に比べて後退した空力性能の良好なものとなる。
【００１１】
そして、そのようにバンパーの表皮部材とバンパーレインフォースメントとの間の間隔が車幅方向の略中央から左右両端側に向かって徐々に小さくなっていると、車幅方向に並ぶエネルギ吸収リブの車体前後方向の長さが車体の左右両端側に向かって徐々に短くなり、個々のリブによるエネルギ吸収能力が徐々に低下することになるが、この発明では、そのエネルギ吸収能力の低下を補完するように、各リブの肉厚が左右両端側に向かって徐々に大きくされていて、エネルギ吸収性能は車体の左右両端側においても低下しない。
【００１２】
つまり、この発明によれば、バンパーの外形状を空力性能に優れかつ見栄えの良いものとしながら、前方障害物に対する衝撃緩和性能のばらつきを軽減して、車幅方向の衝突箇所によらず、衝撃緩和性能を安定的に確保することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。尚、説明の便宜のため、まず本発明の実施形態と基本構成が共通な参考形態について述べ、その後、参考形態との相違点を中心に実施形態の説明を行う。
【００１４】
（参考形態）
図１は、本発明の参考形態に係るバンパー１が配設された自動車Ｖの前部を示す。このバンパー１は、自動車Ｖのボンネットフード２や左右のフロントフェンダ３，３の前端に連なるように設けられていて、該ボンネットフード２及び各フロントフェンダ３と共に自動車Ｖのフロントノーズ部分を構成している。そして、該バンパー１は、ボンネットフード２および各フロントフェンダ３と略連続する形状となるように射出成形された樹脂製のバンパーフェース４（表皮部材）と、車幅方向に延びるように配設され、左右両端部がそれぞれフロントサイドフレーム５，５の前端部に固定された鋼製バンパーレインフォースメント６（以下、単にレインフォースメントという）と、該レインフォースメント６の前側に取り付けられた樹脂製のエネルギ吸収部材７とを備えてなる。
【００１５】
前記バンパーフェース４は、図２〜４にも示すように、車幅方向の略中央部分から左右両端側に向かって徐々に後退するように全体として大きく湾曲形成された正面部分と、その左右両端側からそれぞれ車体後方に向かって延びてフロントフェンダ３に連続する側面部分とからなる。また、それらの下端縁には、図４にのみ示すが、バンパーフェース４の内方に向かうように湾曲して延びる湾曲縁部４ａが略全周に亘って設けられ、さらに、車幅方向について中央部分を含む略６割ぐらいの範囲においては該湾曲縁部４ａに連続するように車体後方に延びる底板部４ｂが設けられている。
【００１６】
前記バンパーフェース４の正面部分は、上下方向の略中央部分において車幅方向の略全体に亘る帯状の範囲がバンパー本来の機能を有するバンパー機能部４ｃとされており、このバンパー機能部４ｃよりも上側には、車幅方向略中央位置においてボンネットフード２の先端縁との間に略五角形状のフロントグリルを構成する中央切欠部８が形成されるとともに、その左右両側にそれぞれヘッドランプ９，９の取り付けられる左右一対のヘッドランプ取付部１０，１０が形成されている。
【００１７】
一方、前記バンパー機能部４ｃよりも下側のバンパーフェース４には、図２、３に示すように、車幅方向の略全体に亘って空気取入口が開口していて、前記底板部４ｂに対応する車幅方向の略中央部分において車体前方へ開口するように中央開口部１２が形成されるとともに、その左右両側においてバンパーフェース４の正面部分から側面部分に回り込むように側方開口部１３，１３がそれぞれ形成されている。この各側方開口部１３は、図示しない前輪のブレーキ用ロータに向けて走行風を導くためのものである。
【００１８】
そして、前記バンパーフェース４は、図４にのみ示すが、中央切欠部８と各ヘッドランプ取付部１０との間の中間部分の上端にそれぞれ上側取付フランジ部１４，１４が設けられていて、この左右一対の上側取付フランジ部１４，１４がそれぞれ図示しないシュラウドアッパパネルに対してボルトにより固定される。また、該バンパーフェース４の底板部４ｂの後端側が図示しないシュラウドロワパネルに対してボルトにより固定され、さらに、湾曲縁部４ｂの左右両側に各々３つずつ設けられた下側取付フランジ部１５，１５，…がそれぞれ図示しないペリメータフレームのフロントメンバに対してボルトにより固定されて、これにより、バンパーフェース４が車体に取り付けられる。
【００１９】
前記レインフォースメント６は、バンパーフェース４におけるバンパー機能部４ｃの背後に所定間隔を空けて配置され、図４に示すように車体平面視で緩やかな円弧形状をなすクロスメンバ１６と、そのクロスメンバ１６の左右両端部からそれぞれ車体後方に延びるように設けられて、該クロスメンバ１６をフロントサイドフレーム５、５に対し連結支持するクラッシュ管１７，１７とからなる。詳しくは、図５、図６に示すように、前記クロスメンバ１６は、略矩形の中空断面を有し、高張力鋼板をロール成形してなる断面略コ字状のアウタパネル１８と平板状のインナパネル１９とを溶接により組み合わせたものである。
【００２０】
また、クラッシュ管１７，１７は、自動車Ｖの前面衝突の際に前後方向に圧壊させて衝突初期の衝撃を吸収するためのものであり、各々車体前方ほど幅の広い略台形板状の上壁部２０及び下壁部２１と、それら両壁部２０，２１の前端を繋ぐように設けられた前壁部２２と、左右一対の矩形板状の側壁部２３，２３とを備え、それら壁部２０〜２３が車体後方に開口する箱状になるように組み合わされていて、その開口部が矩形板部材２４により閉止されてなる。また、その板部材２４の外周側にはフランジ部が形成されていて、フロントサイドフレーム５の前端部に設けられた剛性強度の高い締結固定部にボルトにより固定される。
【００２１】
前記上壁部２０、下壁部２１及び前壁部２２は１枚の鋼板部材からなり、上壁部２０及び下壁部２１が互いに略平行な略コ字状となるようにプレス成形されたものである。一方、前記左右一対の側壁部２３，２３は個別にプレス成形され、相互の間隔が車体前側ほど大きくなるように前記上壁部２０及び下壁部２１の間に配置されて、上下両端縁部がそれぞれ該上壁部２０及び下壁部２１に溶接されている。従って、クラッシュ管１７は、車体後側から前側に向かって閉断面積が徐々に大きくなっている。また、前記上下両壁部２０，２１及び左右両側壁部２３，２３には、それぞれ長円形状のビードが車体前後方向に並ぶように形成されていて、車体前後方向の圧縮荷重を受けたクラッシュ管１７を全体として確実に潰れ変形させるようになっている。
【００２２】
次に、図６、図７に基づいて、エネルギ吸収部材７の構造について詳細に説明する。この参考形態のエネルギ吸収部材７は、ポリプロピレン等の成形性に優れた樹脂材料からなり、レインフォースメント６の前側にクロスメンバ１６の車幅方向全体に亘って設けられていて、車幅方向の略中央部において車体前後方向の厚みが最大となり、そこから左右両端側に向かって徐々に厚みが減少する薄い三日月形状とされている。尚、図７にのみ示す符号３１は、フロントグリルの樹脂製ルーバーであり、また、符号３２は、中央開口部１２に嵌め込まれる金属製メッシュである。
【００２３】
前記エネルギ吸収部材７は、図７に示すように、車幅方向に緩やかな円弧状をなし、レインフォースメント６の前面にファスナや接着剤により取り付けられる後壁部２７と、この後壁部２７よりもややきつく湾曲する円弧状の前壁部２８と、それらの両壁部２７，２８の間に車幅方向の全体に亘って並設された多数のエネルギ吸収リブ２９，２９，…とからなり、それら前壁部２８、リブ２９，２９，…及び後壁部２７が一体として射出成形により形成されてなる。
【００２４】
前記エネルギ吸収リブ２９，２９，…は、それぞれ、車体前後方向に延びるように設けられた同じ肉厚のもので、前端部が前壁部２８の後面に連繋する一方、後端部が後壁部２７の前面に連繋しており、自動車Ｖの前面衝突時に前方から衝撃荷重が加わったときにはその衝突箇所とその周辺においてリブ２９，２９，…が座屈変形することにより、エネルギを吸収して衝突初期の衝撃を緩和するようになっている。このように、予め設定した厚みや形状のリブ２９，２９，…を変形させてエネルギを吸収するようにしているので、ウレタンフォーム等に比較して設計通りのエネルギ吸収特性を安定的に得ることができる。
【００２５】
そして、この参考形態の特徴として、前記エネルギ吸収リブ２９，２９，…は、各リブ２９の車体前後方向の長さが車幅方向の略中央部において最も長く、そこから左右両端側に向かって徐々に短くなるとともに、車幅方向に隣り合うリブ２９，２９，…同士の間隔が車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって、徐々に小さくなっている。すなわち、上述したように、自動車Ｖの車幅方向略中央部から左右両端側に向かって後退する形状のバンパーフェース４に対して、レインフォースメント６は緩やかに湾曲しつつも概ね車幅方向に延びているので、それらの間の車体前後方向の間隔は車体の左右両端側ほど小さくなり、このことに対応するように、エネルギ吸収部材７も車幅方向略中央部において最も厚く、左右両端側ほど薄い三日月形状になっている。
【００２６】
この結果、エネルギ吸収部材７のブ２９，２９，…の車体前後方向の長さは、車幅方向の略中央部において最も長くなる一方、そこから左右両端側に向かって徐々に短くなっており、このことから、１枚のリブ２９によるエネルギ吸収量も車幅方向の略中央部において最も大きく、そこから左右両端側に向かって徐々に小さくなってしまう。
【００２７】
そこで、この参考形態に係る自動車用バンパー１においては、前記のようなリブ２９，２９，…の個々のエネルギ吸収量の低下に対応して、そのエネルギ吸収量の低下の度合いに見合うように、隣り合うリブ２９，２９同士の間隔を小さくなるようにしている。すなわち、エネルギ吸収部材７のリブ２９，２９，…は、車幅方向の略中央部から左右両端側に向かうほど、個々の長さが短くなる一方、車幅方向に互いに近接して密になるように配置されており、このことで、車体正面から見たときにはエネルギ吸収部材７の単位面積当たりのエネルギ吸収特性は車幅方向について略均一なものとなっている。
【００２８】
したがって、この参考形態に係る自動車用バンパー１によれば、自動車Ｖのフロントノーズ部分を構成するフロントバンパー１の外形状を空力性能に優れかつ見栄えの良いものとしながら、言い換えると、デザインにおいて不当な制約を受けることなく、レインフォースメント６の前側に配設したエネルギ吸収部材７による前方障害物への衝撃緩和性能を車幅方向についてばらつきなく、左右両端側においても十分にかつ安定的に確保することができる。
【００２９】
（実施形態）
図８及び図９は、本願発明の実施形態に係る自動車用バンパー１を示す。この実施形態のバンパー１の構成は、エネルギー吸収部材の構造以外は前記参考形態のものと同じなので、以下、同一部材には同一の符号を付してその説明は省略する。そして、この実施形態のエネルギ吸収部材では、前記参考形態のように車幅方向の位置に応じてエネルギ吸収リブ２９，２９同士の間隔を変更するのではなく、その代わりに、リブ３５，３５，…の肉厚を変更するようにしている。
【００３０】
詳しくは前記図８、９に示すように、実施形態のエネルギ吸収部材３６は、参考形態のものから前壁部２８を取り除いたような構造を有し、レインフォースメント６の前面に取り付けられる後壁部２７の前面からそれぞれ車体前方に向かって延びるエネルギ吸収リブ３５，３５，…が車幅方向の全体に亘って並設されてなる。そして、それらのエネルギ吸収リブ３５，３５，…は、前記参考形態のものと同様に各リブ３５の車体前後方向の長さが車幅方向の略中央部において最も長く、そこから左右両端側に向かって徐々に短くなるとともに、そのことによる各リブ３５のエネルギ吸収量の低下を補完するように、該各リブ３５の肉厚が車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に大きくなっている。このことで、エネルギ吸収部材３６の単位面積当たりのエネルギ吸収特性は車幅方向について略均一なものとなる。
【００３１】
したがって、この実施形態に係る自動車用バンパー１によれば、参考形態のものと同様にバンパー外形状を空力性能に優れかつ見栄えの良いものとしながら、自動車Ｖと前方障害物との衝突の際にはその衝突箇所が車幅方向についてどの部分であっても、十分な衝撃緩和性能を安定的に確保することができる。
【００３２】
（他の実施形態）
尚、本願発明の構成は前記実施形態のものに限られず、それ以外の種々の構成をも包含するものである。すなわち、例えば、エネルギ吸収部材の構造については、前記参考形態の如く多数のリブ２９，２９，…を前後の壁部２７，２８により挟んだ構造としても、或いは前記実施形態の如くリブ３５，３５，…を後壁部２７の前面に形成するようにしてもよい。また、仮にエネルギ吸収リブをバンパーフェース４と一体成形するのであれば、後壁部２７を省略することもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明に係る自動車用バンパーによると、車幅方向に延びるバンパーレインフォースメントと、その前側に設けられ、少なくとも車体前後方向に延びる複数のエネルギ吸収リブが車幅方向に並設されてなるエネルギ吸収部材と、それらを車体前方から覆う樹脂製の表皮部材とを備える場合に、前記エネルギ吸収リブの肉厚を車幅方向の略中央部から左右両端側に向かって徐々に大きくなるようにすることで、バンパーの外形状を空力性能の良好な見栄えの良いものとしながら、前方障害物に対する衝撃緩和性能のばらつきを軽減して、車幅方向の衝突箇所によらず、衝撃緩和性能を安定的に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るバンパーを装備した自動車前部の斜視図である。
【図２】  参考形態に係るバンパーの正面図である。
【図３】  図２のバンパーの左側面図である。
【図４】  図２のバンパーの上面図である。
【図５】  レインフォースメントの構成を示す斜視図である。
【図６】  レインフォースメント及びエネルギ吸収部材の構成を示す上面図である。
【図７】  図２のVII-VII線における端面図である。
【図８】  実施形態に係る図４相当図である。
【図９】  実施形態に係る図７相当図である。
【符号の説明】
Ｖ            自動車
１            フロントバンパー
４            バンパーフェース
６            バンパーレインフォースメント
７，３６      エネルギ吸収部材
２９，３５    エネルギ吸収リブ
【図１】
0003915431.tif 000002
【図２】
0003915431.tif 000003
【図３】
0003915431.tif 000004
【図４】
0003915431.tif 000005
【図５】
0003915431.tif 000006
【図６】
0003915431.tif 000007
【図７】
0003915431.tif 000008
【図８】
0003915431.tif 000009
【図９】
0003915431.tif 000010