JP6178697B2

JP6178697B2 - 衝撃吸収部材

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Publication number: JP6178697B2
Application number: JP2013228968A
Authority: JP
Inventors: 廣樹長屋
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2033-11-05
Also published as: JP2015089686A

Description

本発明は、自動車等の車両前部に設けられる衝撃吸収部材に関し、特に歩行者に接触した際に歩行者に与えるダメージを軽減する衝撃吸収部材に関する。

従来、接触時に歩行者に与えるダメージを軽減して歩行者を保護するため、車両の前部バンパ内に衝撃吸収部材を設けることが知られている。

例えば、特許文献１には、車両前部のバンパフェイスとバンパビームとの間に上側衝撃吸収部材を備え、その下方のバンパフェイスとロアフレームとの間に下側衝撃吸収部材を備えた車体前部構造が開示されている。前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材は、発泡樹脂またはゴムから形成されている。前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材により接触時の歩行者への衝撃を軽減することができる。

また、特許文献２には、鋼板をプレス加工することによって中空に形成され、衝突時に塑性変形することにより衝突エネルギーを吸収する衝撃吸収部材（上部エネルギアブソーバ）が開示されている。これにより、衝突時の変形量（クラッシャブルストローク）を大きくできるとしている。

特開２００１−２７７９６４号公報（第４頁、第２図）特開２００６−２３２０４２号公報（第４−５頁、第１図）

しかしながら、歩行者に与える被害を軽減するためにラジエタパネルに衝撃吸収部材を設けると、軽衝突時にラジエタパネルが損傷してしまうという問題点があった。つまり、衝撃吸収部材を設けることにより軽衝突時の衝突エネルギーを吸収して歩行者の保護を図ることができるものの、ラジエタパネルが損傷してしまうので、衝突後にラジエタパネルを交換修理する必要があった。

他方、軽衝突時のラジエタパエルの損傷を防止するため、衝撃吸収部材をラジエタパネルから離間して設けると、大腿部衝突時には、衝突荷重（反力）が持続せず、エネルギー吸収量が低下してしまうという問題点があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、歩行者保護のための衝突エネルギー吸収量を大きく確保すると共に、軽衝突時のラジエタパネルの損傷を防止することができる衝撃吸収部材を提供することにある。

本発明の衝撃吸収部材は、板状材から成形される複数の部材を組み合わせて構成され、バンパフェイスとラジエタパネルとの間に配設される衝撃吸収部材であって、前記バンパフェイスの後壁に面し車幅方向に延在する前部材と、前記前部材の上部後方端近傍に接合され前記ラジエタパネルに接続される上部材と、前記前部材の下部後方端近傍に接合され前記ラジエタパネルに接続される下部材と、を有し、前記前部材と前記下部材との接合部は、前記前部材及び前記下部材に各々曲げ形成された前記車幅方向に連続的または断続的に延在するフランジ部を重ね合わせて形成され、前記接合されたフランジ部には、該フランジ部と前記ラジエタパネルとを接続する荷重伝達部材が接合されることを特徴とする。

本発明の衝撃吸収部材によれば、板状材から成形される前部材と上部材と下部材とを有し、前部材及び下部材に各々曲げ形成された車幅方向に延在するフランジ部を重ね合わせることにより前部材と下部材との接合部を形成している。これにより、前部材、上部材及び下部材が衝突状況に応じて各々塑性変形してエネルギー吸収量を大きく確保できると共に、接合された前記フランジ部で剛性を高めることができる。

また、接合された前記フランジ部には、該フランジ部とラジエタパネルとを接続する荷重伝達部材が接合される。これにより、該荷重伝達部材を介して、前記フランジ部に作用する衝突荷重をラジエタパネルの剛性が確保できる箇所に伝達することができる。

その結果、大腿部衝突時には、前部材、上部材、下部材及び荷重伝達部材が塑性変形して大きな変形量を確保すると共に、衝突荷重を持続させてエネルギー吸収量を大きく確保することができる。

他方、軽衝突時には、前部材及び上部材が塑性変形して軽衝突のエネルギーを吸収すると共に、前記フランジ部に作用する衝突荷重を、前記荷重伝達部材を介して、ラジエタパネルサイドに伝達し、ラジエタパネルアッパの損傷を防止することができる。

本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の概略構造を示す斜視図である。同上、横断面図である。同上、軽衝突時の変形を説明する（Ａ）衝突前、（Ｂ）衝突後の横断面図である。同上、軽衝突時の衝突荷重の伝達を説明する斜視図である。同上、大腿部衝突時の変形を説明する（Ａ）衝突前、（Ｂ）衝突後の横断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材１の概略構造を示す斜視図である。図１において、紙面左斜め下側が車両の前方、紙面右斜め上側が車両の後方である。

図１に示すように、衝撃吸収部材１は、自動車等の車両前部に位置するラジエタパネル２０の前方に設けられ、車幅方向（左右方向）に延在する部材である。低速走行する車両の前端部が歩行者等に接触した際には、衝撃吸収部材１が潰れて塑性変形することにより衝突エネルギーが吸収され、歩行者に与えるダメージが軽減される。

衝撃吸収部材１が取り付けられるラジエタパネル２０は、金属製の強度部材であり、ラジエタパネルアッパ２１と、ラジエタパネルサイド２２と、図示しないロアフレームと、を有する。

ラジエタパネルアッパ２１は、車幅方向に延在し、ラジエタパネル２０の上部を構成する部材である。ラジエタパネルサイド２２は、前記ラジエタパネルアッパ２１の車幅方向両端部に接続、立設され、ラジエタパネル２０の側面を構成する。図示しないロアフレームは、車幅方向に延在し、ラジエタパネル２０の下部を構成する。そして、ラジエタパネル２０で囲まれた領域には、図示しないエンジン冷却用のラジエタや空調装置用のコンデンサ等が配設される。

また、ラジエタパネルサイド２２の後方側は、車両の幅方向両側に配設され前後方向に延在する金属製のサイドビーム２４の前方側端部に固定されている。このようにラジエタパネル２０は、ラジエタパネルサイド２２がサイドビーム２４によって車両後方側から支えられている。これにより、車両前部が衝突した際、ラジエタパネル２０に作用する衝突荷重は、強度部材であるサイドビーム２４に伝達される。

図２は、衝撃吸収部材１の横断面図である。図２において、紙面左側が車両の前方、紙面右側が車両の後方である。

図２に示すように、衝撃吸収部材１は、車両の前面を構成するバンパフェイス２５と、ラジエタパネル２０との間に配設される。具体的には、衝撃吸収部材１は、バンパフェイス２５の後方側に、該バンパファイス２５の後壁面と間隙を設けて配設され、ラジエタパネル２０の上部を構成するラジエタパネルアッパ２１の前部に接合される。また、衝撃吸収部材１の一部分は、ラジエタパネルサイド２２にも接合される。

バンパフェイス２５は、樹脂材料を所定形状に成形した部材であり、衝撃吸収部材１を被覆して車両の外装の一部を構成する。尚、バンパフェイス２５にグリル２６を形成しても良い。

衝撃吸収部材１は、各々金属製の板状材から成形される複数の部材を組み合わせて構成される。具体的には、衝撃吸収部材１は、鋼板製の前部材２、上部材３及び下部材４を組み合わせて中空状に構成され（中空部９）、更に荷重伝達部材５を有する。

前部材２は、バンパフェイス２５の後壁に面し車幅方向に延在する部材であり、後述するように、軽衝突時に潰れて衝突エネルギーを吸収する。前部材２は、横断面形状において、上下方向の中間部が前面側に向かって凸状に張り出すよう曲げられている。

更に詳しくは、前部材２の前面側の上下方向略中央部には、後方に向かって凹むよう曲げられた凹部２ｃが形成されており、凹部２ｃの下方には、凹部２ｃから斜め前方に向かって下がるよう傾斜した面を上面として前方に大きく突出する凸部２ｄが形成されている。これにより、衝突の際に凸部２ｄが下方へと曲げられ、衝突のエネルギーを効率良く吸収することができる。

前部材２の上部後方端２ａの近傍は、上部材３の前方端３ａ付近を曲げて形成された接合面に溶接接合されている（接合部１６）。そして、上部材３の後方端３ｂ付近は、下部材４の後方端４ｂ付近を略水平に曲げて形成された接合面に溶接接合され（接合部１７）、このように接合された上部材３及び下部材４は、ラジエタパネル２０のラジエタアッパ２１に接合される。

他方、前部材２の下部後方端２ｂの近傍は、下部材４の前方端４ａの近傍にフランジ溶接されている（接合部１８）。具体的には、前部材２の下部後方端２ｂ付近には、下方に向かって略直角に曲げられたフランジ部１２が形成されており、下部材４の前方端４ａ付近にも、下方に向かって略直角に曲げられたフランジ部１４が形成されている。そして、フランジ部１２の後面とフランジ部１４の前面とが溶接接合され、接合部１８が形成されている。

このように、フランジ部１２、１４を重ね合わせて接合し車幅方向に延在する接合部１８を形成することにより、衝撃吸収部材１の剛性を高めることができる。尚、フランジ部１２、１４は、車幅方向に連続して形成されても良いし、車幅方向に断続的に延在するよう形成されても良い。

また、フランジ部１２、１４を接合した接合部１８の車幅方向の両端部には、略垂直に立設され、フランジ部１４とラジエタパネルサイド２２とを接続する板状の荷重伝達部材５が設けられる（図４参照）。ここで、荷重伝達部材５は、ラジエタパネルサイド２２のサイドビーム２４によって後方から支持されている箇所の前面に接合されている。

荷重伝達部材５を設けることにより、フランジ部１２、１４に作用する衝突荷重を、該荷重伝達部材５を介して、ラジエタパネルサイド２２の剛性が高い箇所に伝達することができる。

尚、下部材４は、前部材２及び上部材３よりも厚い板状材から成形される。また、荷重伝達部材５は、下部材４よりも厚い板状材から成形される。例えば、前部材２及び上部材３の板厚を０．５ｍｍ、下部材４の厚みを０．６ｍｍ、荷重伝達部材５の板厚を０．８ｍｍとする。このように、前部材２及び上部材３よりも下部材４を厚くし、下部材４よりも荷重伝達部材５を厚くすることにより、衝突荷重の大きさに応じて、前部材２から順番に変形させて、エネルギー吸収量を好適に制御することができる。また、衝突の状況に合わせて衝撃吸収部材１の変形をコントロールすることにより、損傷する部品数を削減することができる。

以上のように構成された衝撃吸収部材１によれば、大腿部衝突時には、前部材２、上部材３、下部材４及び荷重伝達部材５が塑性変形して大きな変形量を確保すると共に、衝突荷重を持続させてエネルギー吸収量を大きく確保することができる。これにより、衝突による歩行者へのダメージを軽減することができる。

他方、軽衝突時には、前部材２及び上部材３が塑性変形して軽衝突のエネルギーを吸収する。そして、下部材４は、塑性変形せずに衝突荷重を受け止め、フランジ部１２、１４に作用する衝突荷重を、荷重伝達部材５を介して、ラジエタパネルサイド２２に伝達できる。これにより、ラジエタパネルアッパ２１の損傷を防止することができる。つまり、歩行者の保護を図りつつ、部品の損傷を防ぎ、軽衝突後の修理で交換すべき部品数を減らすことができる。

以下、図３ないし図５を参照して、衝突時の衝撃吸収部材１の変形及びエネルギー吸収について詳細に説明する。図３（Ａ）は、軽衝突時の衝撃吸収部材１の変形を説明する衝突前の横断面図であり、同図（Ｂ）は、衝突後の横断面図である。図３において、紙面左側が車両の前方、紙面右側が車両の後方である。また、図３では、バンパフェイス２５（図２参照）等の車両部品については、図示を省略している。

図３（Ａ）に示すように、軽衝突を想定した試験評価では、軽衝突インパクタ３０（衝突子）を車両の前方から衝突させる。軽衝突インパクタ３０を衝突させると、衝撃吸収部材１は、図３（Ｂ）に示すように、前部材２及び上部材３が変形して、衝突のエネルギーを吸収する。

ここで、前部材２の凸部２ｄは、図３（Ａ）に示す如く、上面が前方に向かって斜め下方に傾斜して形成されているので、図３（Ｂ）に示す如く、衝突によって下方に向かって変形する。これにより、衝撃吸収部材１は、効率良く衝突のエネルギーを吸収することができる。

また、前述の通り、下部材４は、前部材２及び上部材３よりも厚い板状材から成形されており、フランジ部１２、１４を重ねた接合部１８によって剛性が高められている。また、下部材４のフランジ部１４は、車幅方向の両端部が更に厚い板状材から成形される荷重伝達部材５によってラジエタパネルサイド２２に接続され支持されている。これにより、下部材４及びそれを支える荷重伝達部材５は、軽衝突時に塑性変形しない。

図４は、軽衝突時の衝突荷重の伝達を説明する斜視図であり、衝撃吸収部材１を斜め下方から見た状態を示している。

図４に示すように、軽衝突時の衝突荷重は、フランジ部１２、１４を重ね合わせて接合された接合部１８によって受け止められ、車幅方向両端に向かって伝達され、荷重伝達部材５によって、ラジエタパネルサイド２２へと伝達される。これにより、鎖線Ｘで示す衝撃吸収部材１の後方側の領域について、軽衝突による損傷を防止することができる。つまり、軽衝突の際、下部材４及びその後方のラジエタパネルアッパ２１（ラジエタパネル２０）（図３参照）等の損傷を防止することができる。

図５（Ａ）は、大腿部衝突時の衝撃吸収部材１の変形を説明する衝突前の横断面図であり、同図（Ｂ）は、衝突後の横断面図である。図５において、紙面左側が車両の前方、紙面右側が車両の後方である。また、図５では、バンパフェイス２５（図２参照）等の車両部品については、図示を省略している。

図５（Ａ）に示すように、歩行者の大腿部を模擬した大腿部インパクタ３１（衝突子）を車両の前方から衝突させると、図５（Ｂ）に示すように、衝撃吸収部材１は、前部材２、上部材３、下部材４及び荷重伝達部材５の全体が大きく変形する。これにより、エネルギー吸収量を大きく確保できる。

更に詳しくは、前部材２及び下部材４は、接合部１８が下方（斜め後方）に移動するように変形し、前部材２の下部及び下部材４の前部が下方に押し広げられ、車両前後方向に潰される。そして、前部材２及び上部材３の接合部１６付近が後方に押され、上部材３は、後方に反り返るように曲げられる。これにより、潰れ残りスペースを少なく、且つ衝突荷重を持続させて、衝突のエネルギーを効率良く吸収することができる。

以上説明の如く、本実施形態に係る衝撃吸収部材１によれば、軽衝突時のラジエタパネル２０の損傷防止と、大腿部衝突時の吸収エネルギー量の増大と、を両立させることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１衝撃吸収部材
２前部材
３上部材
４下部材
５荷重伝達部材
１２フランジ部
１４フランジ部
１８接合部
２０ラジエタパネル
２１ラジエタパネルアッパ
２２ラジエタパネルサイド
２５バンパフェイス

Claims

板状材から成形される複数の部材を組み合わせて構成され、バンパフェイスとラジエタパネルとの間に配設される衝撃吸収部材であって、
前記バンパフェイスの後壁に面し車幅方向に延在する前部材と、
前記前部材の上部後方端近傍に接合され前記ラジエタパネルに接続される上部材と、
前記前部材の下部後方端近傍に接合され前記ラジエタパネルに接続される下部材と、を有し、
前記前部材と前記下部材との接合部は、前記前部材及び前記下部材に各々曲げ形成された前記車幅方向に連続的または断続的に延在するフランジ部を重ね合わせて形成され、
前記接合されたフランジ部には、該フランジ部と前記ラジエタパネルとを接続する荷重伝達部材が接合されることを特徴とする衝撃吸収部材。
前記荷重伝達部材は、前記接合されたフランジ部の前記車幅方向の両端部に設けられ、前記ラジエタパネルの前記車幅方向の左右側面を構成するラジエタパネルサイドに接合されることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収部材。
前記下部材は、前記前部材よりも厚い板状材から成形されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の衝撃吸収部材。
前記荷重伝達部材は、前記下部材よりも厚い板状材から成形されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の衝撃吸収部材。