JP4685819B2 - バンパリインフォースメント支持構造 - Google Patents

Description

本発明はバンパリインフォースメント支持構造に係り、特に、自動車等に適用されるバンパリインフォースメント支持構造に関する。

従来から、自動車等に適用されるバンパリインフォースメント支持構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、フロントサイドメンバが、軸方向からの荷重により入力端側から逐次圧壊を起こす筒状断面のＦＲＰ製エネルギー吸収部と、エネルギー吸収部に連なりＦＲＰで形成されて車体部品と接合される支持部とからなり、エネルギー吸収部はフロントサイドメンバの長手方向とそれに直角な方向とに等分に強化繊維が配向され、支持部は等方性を持って強化繊維が配向されている。
特開２００５−２７１８７５号公報

しかしながら、特許文献１の技術においては、ＦＲＰ製エネルギー吸収部の前端側面にＬ型フランジを接着などにより固定し、このＬ型フランジにボルト等を利用してバンパリインフォースメントを固定している。このため、バンパリインフォースメントからの荷重をＦＲＰ製エネルギー吸収部の先端面に略均一に伝達し難い。

本発明は上記事実を考慮し、バンパリインフォースメントからエネルギー吸収部材の先端面に荷重を略均一に伝達できるバンパリインフォースメント支持構造を提供することが目的である。

請求項１記載の本発明のバンパリインフォースメント支持構造は、長手方向を車幅方向に沿って配置されたバンパリインフォースメントと、繊維強化樹脂材で構成され、長手方向を車体前後方向に沿って配置された複数の主壁部と、これらの主壁部の長手方向端から車幅内側方向に向かって一体成形され、前記バンパリインフォースメントが取付けられた取付壁部と、を備えたエネルギー吸収部材と、車幅方向外側部が前記エネルギー吸収部材の取付壁部より車幅外側方向へ突出し、前記エネルギー吸収部材の取付壁部を補強する補強部材と、を有することを特徴とする。

エネルギー吸収部材は、繊維強化樹脂材で構成され、長手方向を車体前後方向に沿って配置された複数の主壁部と、これらの主壁部の長手方向端から車幅内側方向に向かって一体成形された取付壁部とを備えており、取付壁部に長手方向を車幅方向に沿って配置されたバンパリインフォースメントが取付けられている。また、車幅方向外側部がエネルギー吸収部材の取付壁部より車幅外側方向へ突出し、エネルギー吸収部材の取付壁部を補強する補強部材が設けられている。このため、バンパリインフォースメントの取付部からエネルギー吸収部材の長手方向端に該長手方向へ向けて荷重が不均一に作用しようとした場合には、補強部材によって、バンパリインフォースメントからの荷重がエネルギー吸収部材の取付壁部の先端面に略均一に伝達される。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のバンパリインフォースメント支持構造において、前記補強部材は前記エネルギー吸収部材の取付壁部と前記バンパリインフォースメントとの間に設けられたことを特徴とする。

補強部材がエネルギー吸収部材の取付壁部とバンパリインフォースメントとの間に設けられ、サンドイッチ構造となるため、簡単な構成でバンパリインフォースメントからエネルギー吸収部材の先端面に荷重を略均一に伝達できる。

請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか１項に記載のバンパリインフォースメント支持構造において、前記エネルギー吸収部材における前記取付壁部の周縁端末から突出した強化繊維と、金属板からなる前記補強部材とが接触しないことを特徴とする。

エネルギー吸収部材における取付壁部の周縁端末から突出した強化繊維と、金属板からなる補強部材とが接触しない。このため、強化繊維と補強部材との接触により発生する電解腐食が防止される。

請求項４記載の本発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載のバンパリインフォースメント支持構造において、前記エネルギー吸収部材の前記取付壁部と前記補強部材とに前記バンパリインフォースメントを取付ける取付部を設けたことを特徴とする。

エネルギー吸収部材の取付壁部と補強部材とに設けた取付部によって、エネルギー吸収部材と補強部材とにバンパリインフォースメントが容易に取付く。

請求項１記載の本発明は、バンパリインフォースメントからエネルギー吸収部材の先端面に荷重を略均一に伝達できる。

請求項２記載の本発明は、簡単な構成でバンパリインフォースメントからエネルギー吸収部材の先端面に荷重を略均一に伝達できる。

請求項３記載の本発明は、強化繊維と補強部材との接触により発生する電解腐食を防止できる。

請求項４記載の本発明は、エネルギー吸収部材と補強部材とにバンパリインフォースメントを容易に取付けることができる。

本発明におけるバンパリインフォースメント支持構造の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。

なお、図中矢印ＵＰは車両上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車両前方方向を示し、図中矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。

図１には、本発明の一実施形態に係るバンパリインフォースメント支持構造が車両斜め後方外側から見た斜視図で示されている。

図１に示される如く、本実施形態の自動車車体では、車体前部となるエンジンルームの車幅方向両端下部に、エネルギー吸収部材としてのクラッシュボックス１０が長手方向を車両前後方向に沿って配置されている。なお、クラッシュボックス１０は左右一対のフロントサイドメンバの前端部にそれぞれ設けられており、図１では車両右側のクラッシュボックス１０を示している。

クラッシュボックス１０は繊維強化樹脂としてのＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）よって構成されており、車両前後方向から見た断面形状が上端縦壁部１０Ａと下端縦壁部１０Ｂを備えた凹凸形状となっている。

より具体的に説明すると、クラッシュボックス１０は長手方向を車体前後方向に沿って配置された複数の主壁部１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ、１０Ｊを備えており、これらの主壁部は、開口部を車幅方向内側へ向けた上下に連結された２つのコ字状断面を形成している。また、上端の主壁部１２Ｃの車幅方向内側端から車両上方に向って主壁部の一つである上端縦壁部１０Ａが形成されており、下端の主壁部１０Ｊの車幅方向内側端から車両下方に向って主壁部の一つである下端縦壁部１０Ｂが形成されている。

なお、複数の主壁部とは、クラッシュボックス１０を構成する長手方向を車体前後方向に沿って配置された複数の水平壁部１０Ｃ、１０Ｅ、１０Ｇ、１０Ｊや垂直壁部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｄ、１０Ｆ、１０Ｈ等であって、これらの水平壁部や垂直壁部等は互いに連結されている。

また、主壁部１０Ｃ、１０Ｅ、１０Ｇ、１０Ｊは車両前方から車両後方へ向かって車幅方向に沿った各幅が連続的に広がっている。

図２には、本発明の一実施形態に係るバンパリインフォースメント支持構造が車両斜め後方内側から見た斜視図で示されている。

図２に示される如く、クラッシュボックス１０の長手方向端となる前端からは車幅方向内側に向かって取付壁部１０Ｋが一体成形されている。また、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋの先端部（車幅方向内側端部）には、車両前後方向から見て、主壁部１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ、１０Ｊの車幅方向内側へはみ出したはみ出し部１０Ｌが形成されている。

なお、クラッシュボックス１０はＲＴＭ成形等によって製造されている。

図２に示される如く、車体前部となるエンジンルームの前端下部には、バンパリインフォースメント２０が長手方向を車幅方向に沿って配置されている。なお、バンパリインフォースメント２０は車幅方向両端部２０Ａが、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋに取付けられている。

図３には図２の３−３断面線に沿った断面図が示されており、図４には図３の４−４断面線に沿った拡大断面図が示されている。

図３に示される如く、バンパリインフォースメント２０の後壁部２０Ｂの後面がクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋに取付けられている。

図４に示される如く、バンパリインフォースメント２０は車幅方向から見た断面形状が目字状とされた金属製の押出し材料で構成されており、バンパリインフォースメント２０の前壁部２０Ｃには複数の作業孔２２が形成されている。

また、バンパリインフォースメント２０の後壁部２０Ｂとクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋの前面１０Ｍとの間には補強部材としての補強板３０が設けられており、補強板３０は平板形状とされている。

補強板３０は車両衝突時にバンパリインフォースメント２０からクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋに荷重が伝達される際に、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋを補強するようになっている。

本実施形態では、補強板３０は鉄、アルミ等の金属板によって所定の板厚Ｔ１に形成されており、車両衝突時にバンパリインフォースメント２０からクラッシュボックス１０に荷重が伝達される際に変形や破断をしない十分な強度を確保した構成とされている。

従って、バンパリインフォースメント２０からクラッシュボックス１０の前端の取付壁部１０Ｋに車両前方から車両後方へ向けて荷重（図４の矢印Ｆ１）が作用した際に、バンパリインフォースメント２０に衝突する衝突体の材質や形状によって、バンパリインフォースメント２０における車幅方向両端部２０Ａの後壁部２０Ｂが、例えば、図４に二点鎖線で示すように変形しようとした場合には、補強板３０によって、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋを補強することで、バンパリインフォースメント２０からの荷重（図４の矢印Ｆ２）をクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋの前面に略均一に伝達できるようになっている。この結果、クラッシュボックス１０はその軸方向（車両前後方向）に沿って車両前方側から車両後方側へ順次破壊するようになっている。

なお、図示を省略したが、バンパリインフォースメント２０における車幅方向両端部２０Ａが平面視において車両前後方向へ変形しようとした場合にも、補強板３０によって、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋを補強することで、バンパリインフォースメント２０からの荷重をクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋの前面に略均一に伝達できるようになっている。

図４に示される如く、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにおける上側周縁端末１０Ｎは、補強板３０の上側周縁端末３０Ａより外周側（車両上側）に所定の間隔Ｓ１を空けて配置されており、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにおける下側周縁端末１０Ｐは、補強板３０の下側周縁端末３０Ｂより外周側（車両下側）に所定の間隔Ｓ２を空けて配置されている。

図３に示される如く、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにおける車幅方向内側周縁端末１０Ｑは、補強板３０の車幅方向内側周縁端末３０Ｃより外周側（車幅方向内側）に所定の間隔Ｓ３を空けて配置されている。

従って、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにおける上側周縁端末１０Ｎ、下側周縁端末１０Ｐ、車幅方向内側周縁端末１０Ｑから突出したクラッシュボックス１０を構成する強化繊維（炭素繊維）と、金属板の補強板３０との接触を防止できる。この結果、強化繊維と補強板３０との接触により発生する電解腐食が防止されるようになっている。

なお、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋの車幅方向外側端は、屈曲部１０Ｒとなっており、この屈曲部１０Ｒからは強化繊維の突出つがない。このため、補強板３０の車幅方向外側部３０Ｄは、取付壁部１０Ｋの屈曲部１０Ｒより、車幅外側方向へ突出している。また、補強板３０の車幅方向外側部３０Ｄを取付壁部１０Ｋの屈曲部１０Ｒより、車幅外側方向へ突出させることで、車両衝突時に取付壁部１０Ｋと複数の主壁部とが分離され、バンパリインフォースメント２０とクラッシュボックス１０とに車幅方向の相対位置のずれが発生しても、バンパリインフォースメント２０からクラッシュボックス１０に荷重が確実に伝達されるようになっている。

図４に示される如く、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにはナット２８を挿入するための取付部としての貫通孔３４が形成されており、補強板３０にはボルト２６を挿通する取付部としての貫通孔３６が形成されている。

なお、ナット２８は車両後方側からクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋの貫通孔３４にその大部分が埋設されていると共にボルト２６はナット２８から車両後方側へ突出しておらず、クラッシュボックス１０のクラッシュストロークを長くするようになっている。

また、バンパリインフォースメント２０の前壁部２０Ｃに形成した作業孔２２から挿入されたボルト２６が、バンパリインフォースメント２０の後壁部２０Ｂと補強板３０とクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋとを貫通しており、ボルト２６はクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋに設けられたナット２８に締結されている。

従って、バンパリインフォースメント２０は補強板３０を挟んでクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにボルト２６とナット２８によって固定されている。

なお、図２に示される如く、バンパリインフォースメント２０の後壁部２０Ｂは、車両上下方向に所定の間隔で設けられた３組のボルト２６とナット２８によって、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋに固定されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態のクラッシュボックス１０は繊維強化樹脂としてのＣＦＲＰで構成されており、長手方向を車体前後方向に沿って配置された上端縦壁部１０Ａと下端縦壁部１０Ｂと主壁部１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈ、１０Ｊと、これらの前端から車幅内側方向に向かって一体成形された取付壁部１０Ｋとを備えており、取付壁部１０Ｋに、長手方向を車幅方向に沿って配置されたバンパリインフォースメント２０がボルト２６とナット２８によって取付けられている。

また、バンパリインフォースメント２０は補強板３０を挟んでクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋに固定されていると共に、補強板３０は鉄、アルミ等の金属板によって所定の板厚Ｔ１に形成されており、車両衝突時にバンパリインフォースメント２０からクラッシュボックス１０に荷重が伝達される際に変形や破断しないようになっている。

このため、車両衝突時にバンパリインフォースメント２０からクラッシュボックス１０の前端の取付壁部１０Ｋに車両前方から車両後方へ向けて荷重（図４の矢印Ｆ１）が作用した際に、バンパリインフォースメント２０に衝突する衝突体の材質や形状によって、バンパリインフォースメント２０における車幅方向両端部２０Ａの後壁部２０Ｂが、例えば、図４に二点鎖線で示すように変形しようとした場合にも、、補強板３０によって、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋを補強することで、バンパリインフォースメント２０からの荷重（図４の矢印Ｆ２）をクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋの前面に略均一に伝達できる。また、図示を省略したが、バンパリインフォースメント２０における車幅方向両端部２０Ａが平面視において車両前後方向へ変形しようとした場合にも、補強板３０によって、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋを補強することで、バンパリインフォースメント２０からの荷重をクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋの前面に略均一に伝達できる。この結果、クラッシュボックス１０はその軸方向（車両前後方向）に沿って車両前方側から車両後方側へ順次破壊するので、クラッシュボックス１０を狙いのエネルギー吸収特性を発揮できる破壊モードで粉砕破壊させることができる。

また、バンパリインフォースメント２０の後壁部２０Ｂにおける全ての領域の板厚（図４のＴ２）を厚くして、同様な効果を得る場合に比べて、車両の重量を軽くできる。

また、バンパリインホースメント２０とクラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋとの間に平板形状とされた補強板３０を設ける構成のため構成が簡単である。

また、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋに設けた貫通孔３４と、補強板３０とに設けた貫通孔３６とによって、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにバンパリインフォースメント２０を容易に取付けることができる。

また、本実施形態では、図２に示される如く、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにおける上側周縁端末１０Ｎが、補強板３０の上側周縁端末３０Ａより外周側（車両上側）に所定の間隔Ｓ１を空けて配置されており、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにおける下側周縁端末１０Ｐが、補強板３０の下側周縁端末３０Ｂより外周側（車両下側）に所定の間隔Ｓ２を空けて配置されている。更に、図３に示される如く、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにおける車幅方向内側周縁端末１０Ｑが、補強板３０の車幅方向内側周縁端末３０Ｃより外周側（車幅方向内側）に所定の間隔Ｓ３を空けて配置されている。

このため、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋにおける上側周縁端末１０Ｎ、下側周縁端末１０Ｐ、車幅方向内側周縁端末１０Ｑから突出したクラッシュボックス１０を構成するＣＦＲＰの炭素強化繊維と、金属板の補強板３０との接触を防止できる。この結果、クラッシュボックス１０の強化繊維と補強板３０との接触により発生する補強板３０の電解腐食を防止できる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。

例えば、上記実施形態では、クラッシュボックス１０をＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）によって構成したが、繊維強化樹脂はＣＦＲＰに限定されず、ガラス繊維強化樹脂等の他の繊維強化樹脂としてもよい。

また、クラッシュボックス１０の長手方向から見た断面形状は上記実施形態の断面形状に限定されず他の形状であってもよい。

また、バンパリインフォースメント２０の車幅方向から見た断面形状や材質も上記実施形態に限定されない。

また、上記実施形態では、補強板３０は鉄、アルミ等の金属板によって構成したが、これらに代えて、補強板３０を車両衝突時にバンパリインフォースメント２０からクラッシュボックス１０に荷重が伝達される際に変形や破断をしない十分な強度を確保した板厚とされた他の材質の板材で構成してもよい。

また、上記実施形態では、補強板３０を平板形状としたが、これに代えて、補強板３０を波板形状や凸部（ビード）が所定の間隔で形成された板形状やフランジを設けた形状としてもよい。

また、上記実施形態では、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋに取付部としての貫通孔３４を形成し、補強板３０に取付部としての貫通孔３６を形成したが、取付部は貫通孔３４、３６に限定されず、凸部、凹部、係合部、ボルト等の他の取付部で構成してもよい。

また、上記実施形態では、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋを主壁部１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｇ、１０Ｈ、１０Ｊの前端から車幅方向内側に向って一体成形したが、これに代えて、クラッシュボックス１０の取付壁部１０Ｋを主壁部１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｇ、１０Ｈ、１０Ｊの前端から車幅方向外側に向って一体成形した構成としてもよい。

また、上記実施形態では、本発明のバンパリインフォースメント支持構造をフロントサイドメンバに適用したが、本発明のバンパリインフォースメント支持構造はフロントサイドメンバ以外にもリヤサイドメンバ等の他の部位にも適用可能である。

本発明の一実施形態に係るバンパリインフォースメント支持構造を示す車両斜め後方外側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るバンパリインフォースメント支持構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。 図２の３−３断面線に沿った拡大断面図である。 図３の４−４断面線に沿った拡大断面図である。

符号の説明

１０ クラッシュボックス（エネルギー吸収部材）
１０Ａ クラッシュボックスの上端縦壁部（主壁部）
１０Ｂ クラッシュボックスの下端縦壁部（主壁部）
１０Ｃ クラッシュボックスの主壁部
１０Ｄ クラッシュボックスの主壁部
１０Ｅ クラッシュボックスの主壁部
１０Ｆ クラッシュボックスの主壁部
１０Ｇ クラッシュボックスの主壁部
１０Ｈ クラッシュボックスの主壁部
１０Ｊ クラッシュボックスの主壁部
１０Ｋ クラッシュボックスの取付壁部
１０Ｎ クラッシュボックスの取付壁部の上側周縁端末
１０Ｐ クラッシュボックスの取付壁部の下側周縁端末
１０Ｑ クラッシュボックスの取付壁部の車幅方向内側周縁端末
１０Ｒ クラッシュボックスの取付壁部の屈曲部
２０ バンパリインホースメント
３０ 補強板（補強部材）
３０Ａ 補強板の上側周縁端末
３０Ｂ 補強板の下側周縁端末
３０Ｃ 補強板の車幅方向内側周縁端末
３０Ｄ 補強板の車幅方向外側部
３４ 貫通孔（取付部）
３６ 貫通孔（取付部）

Claims (4)

1. 長手方向を車幅方向に沿って配置されたバンパリインフォースメントと、
   繊維強化樹脂材で構成され、長手方向を車体前後方向に沿って配置された複数の主壁部と、これらの主壁部の長手方向端から車幅内側方向に向かって一体成形され、前記バンパリインフォースメントが取付けられた取付壁部と、を備えたエネルギー吸収部材と、
   車幅方向外側部が前記エネルギー吸収部材の取付壁部より車幅外側方向へ突出し、前記エネルギー吸収部材の取付壁部を補強する補強部材と、
   を有することを特徴とするバンパリインフォースメント支持構造。
2. 前記補強部材は前記エネルギー吸収部材の取付壁部と前記バンパリインフォースメントとの間に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のバンパリインフォースメント支持構造。
3. 前記エネルギー吸収部材における前記取付壁部の周縁端末から突出した強化繊維と、金属板からなる前記補強部材とが接触しないことを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載のバンパリインフォースメント支持構造。
4. 前記エネルギー吸収部材の前記取付壁部と前記補強部材とに前記バンパリインフォースメントを取付ける取付部を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のバンパリインフォースメント支持構造。

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