JPH08188096A

JPH08188096A - 自動車のバンパー取付構造

Info

Publication number: JPH08188096A
Application number: JP6200488A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimizu; 浩清水; Keiichi Sugiyama; 敬一杉山; Mitsuo Tsuge; 光雄柘植; Harumichi Hino; 治道樋野; Takashi Sasamoto; 隆佐々本
Original assignee: KANKYOCHO KOKURITSU KANKYO KENKYUSHO; Nikkei Techno Research Co Ltd; Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: KANKYOCHO KOKURITSU KANKYO KENKYUSHO; Nikkei Techno Research Co Ltd; Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-07-23
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JP3480601B2

Abstract

(57)【要約】【目的】格別な衝撃吸収機構を付設することなく大き
な衝撃エネルギを効果的に吸収する。また、蓄電池を駆
動源とする電気自動車において、蓄電池の点検、交換作
業等を容易に行い得るようにする。【構成】シャーシフレーム２０内に蓄電池２４を収納
配置する。シャーシフレーム２０の端部に連結部材３１
を着脱可能に取り付ける。バンパー３０を衝撃吸収フレ
ーム３２を介して連結部材３１に連結する。連結部材３
１に衝撃分散部３４を設ける。衝撃吸収フレーム３２に
溝からなる変形開始部３６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のバンパー取付
構造に関し、通常の自動車の他蓄電池を駆動源とする電
気自動車に適用して好適な自動車のバンパー取付構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のバンパーは、自動車が他の自動
車や物体に衝突または接触した場合に、車体、ランプ類
などの機能部品が破損、損傷するのを軽減防止してい
る。また、バンパー１はその形状や取付構造によって自
動車の空力性能や意匠に大きく影響を及ぼすものであ
る。また、衝突時の損傷を軽減するため衝撃エネルギ吸
収機構を備えたバンパーも種々開発されている。このた
め、バンパーシステムとしては衝突エネルギ吸収機能の
有無によって、固定式バンパーシステムと、エネルギ吸
収バンパーシステムの２種類に大別される。固定式バン
パーシステムは、一般的には図１２に示すようにバンパ
ー１を、ステー６を介して車体フレームやボディの強度
部材に取り付けた構造とされる。一方、エネルギ吸収バ
ンパーシステムとしては、衝撃吸収フレームに液体ダン
パを組み込む方式、バンパー自体を吸収体とする方式、
バンパーと車体の間にばねを介在させる方式等種々の方
式が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エネル
ギ吸収バンパーシステムにおいては、いずれも衝撃吸収
機構もしくは部材をバンパーに組み込む構成を採用して
いるため、それだけ部品点数が増加し、複雑、高価にな
るという問題があった。また、従来の衝撃吸収機構はせ
いぜい１０Ｋｍ／ｈ程度の低速衝突時の衝撃エネルギを
吸収するものばかりで、高速衝突時の大きな衝撃エネル
ギまでは吸収できず、車体のフレーム自体の変形を利用
して衝撃を吸収させ、乗員の安全を図っていた。

【０００４】一方、特願平５−５６３８４号に記載され
た発明の如く、蓄電池をシャーシフレーム内に収納した
電気自動車においては、バンパーの取り付けが問題にな
る。すなわち、シャーシフレームの変形によるエネルギ
吸収に衝突時の安全性を依存させようとするとシャーシ
フレームに収納されている蓄電池による障害も心配され
る。このためバンパーからシャーシフレームまでの間で
衝撃エネルギを吸収させると共に、シャーシフレームに
対しては極力分散してエネルギを伝える必要があった。
更に、シャーシフレームに内蔵される蓄電池の点検、交
換等を容易に行える必要性があった。また、一般的自動
車にあっても車体のフレームに変形が発生すると、修理
困難となる場合が多く、なるべく多くの衝突エネルギを
バンパーと自動車本体の構造体であるシャーシフレーム
以前の段階で吸収させる必要性があった。

【０００５】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、格別な衝撃吸収機構を付設することなく大きな衝
撃エネルギを効果的に吸収することができるようにした
自動車のバンパー取付構造を提供することにある。ま
た、本発明は蓄電池を駆動源とする電気自動車におい
て、蓄電池の点検、交換作業等を容易に行い得るように
した自動車のバンパー取付構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、シャーシフレームの端部
に着脱可能に取り付けられた連結部材に衝撃吸収フレー
ムを取り付け、この衝撃吸収フレームにバンパーを取り
付けると共に、この衝撃吸収フレームの表面に長手方向
と直交して形成された溝よりなる変形開始部を形成した
ことを特徴とする。請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、連結部材は衝撃吸収フレームと
の接合部に衝撃分散部を一体に有することを特徴とす
る。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の
発明において、シャーシフレームが中空押出型材からな
りその長手方向を車体前後方向に一致させて幅方向に接
合された複数個のフレーム構成部材で構成され、各フレ
ーム構成部材の中空部が蓄電池収納スペースを形成し、
連結部材が前記各フレーム構成部材に着脱自在に取り付
けられると共に、フレーム構成部材の開口を閉鎖するこ
とを特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１に記載の発明において、衝撃吸収フレ
ームはアコーデオン状に折畳み変形されることにより、
衝突、接触時の衝撃エネルギを吸収する。また、衝撃吸
収フレームに形成された変形開始部となる溝を形成する
のみの構造のため、格別な衝撃吸収機構の付設を不要に
する。請求項２に記載の発明において、連結部材の衝撃
分散部は、衝撃吸収フレームを介して伝達される衝撃エ
ネルギを連結部材全体に分散し、吸収する。請求項３に
記載の発明において、シャーシフレームを構成するフレ
ーム構成部材の中空部は、蓄電池の収納スペースを提供
する。連結部材はシャーシフレームに対して着脱可能
で、蓄電池の点検、交換等を可能にする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係る自動車のバンパー
取付構造の一実施例を示す分解斜視図、同図において、
本実施例は蓄電池を駆動源とする電気自動車に適用した
場合を示す。２０は電気自動車の車体の床を形成するシ
ャーシフレームで、このシャーシフレーム２０は、ＪＩ
ＳＡ６ＮＯ１−Ｔ６等のアルミニウム合金によって
製作された断面形状が概略「ロ」の字型の中空押出型材
からなる複数個、例えば８個のフレーム構成部材２１
（２１ａ〜２１ｈ）を、その長手方向を車体の前後方向
と一致させて車幅方向に接合することで製作される。８
個のフレーム構成部材２１のうち外側に位置する４つの
フレーム構成部材２１ａ，２１ｂ，２１ｇ，２１ｈは、
サイドフレームを形成し、これらの内側に位置するフレ
ーム構成部材２１ｃ〜２１ｆは格納フレームを構成して
いる。また、サイドフレームを構成するフレーム構成部
材２１ａ，２１ｂ，２１ｇ，２１ｈは、両端部を切り落
とされることにより格納フレーム２１ｃ〜２１ｆよりも
短く製作されており、これにより格納フレーム２１ｃ，
２１ｆの両端部側方にホイール（図示せず）を配置する
ためのスペース２２が確保されている。そして、このよ
うなフレーム構成部材２１の中空部２３は蓄電池２４を
収納する収納スペースと空気の流通路を形成している。
なお、Ｏはホイール中心、Ｌは車軸である。

【０００９】３０はバンパー（図示したものはバンパー
レインフォースメントのみである）で、このバンパー３
０は、前記シャーシフレーム２０の前端面（もしくは後
端面）に取り付けられた連結部材３１に左右一対の衝撃
吸収フレーム３２を介して取り付けられている。

【００１０】前記バンパー３０は、前記フレーム構成部
材２１と同様、ＪＩＳＡ６ＮＯ１−Ｔ６等のアルミ
ニウム合金の押出成形によって断面「日」の字形の中空
押出型材からなり、両端部が車体前部の形状と一致する
ようシャーシフレーム２０側に所要の曲率で屈曲され、
中央部の２箇所が前記衝撃吸収フレーム３２の前端面に
複数個のボルト３３によって固定されるかもしくは溶接
（ＴＩＧ，ＭＩＧ，レーザー等）によって強固に接合固
定される。バンパー３０の断面形状としては「日」の字
形に限らず、「ロ」の字形等種々の形状とすることが可
能である。

【００１１】前記連結部材３１は、ＪＩＳＡ６ＮＯ
１−Ｔ６等の押出成形によって板厚が３ｍｍ、幅（車体
前後方向の長さ）２００ｍｍ程度で、断面形状が側面視
「エ」の字形の押出型材を図１に示す如き形状に加工形
成して製作されることにより、垂直板部３１Ａと、垂直
板部３１Ａの上下端よりシャーシフレーム２１方向に水
平に延設された上下に対向する上，下水平板部３１Ｂ，
３１Ｃと、垂直板部３１Ａの上下端よりバンパー３０方
向に水平に延設された上下に対向する衝撃エネルギ分散
部３４（３４ａ，３４ｂ）とを一体に有している。垂直
板部３１Ａは、フレーム構成部材２１ｃ〜２１ｆの幅と
略等しい長さ（例えば８２０ｍｍ）を有する。上，下水
平板部３１Ｂ，３１Ｃは垂直板部３１Ａの全長にわって
延設され、前記フレーム構成部材２１ｃ〜２１ｆの高さ
と略同一かもしくは僅かに大きな間隔（９０ｍｍ）を有
し、これら上，下水平板部３１Ｂ，３１Ｃと垂直板部３
１Ａとで前記フレーム構成部材２１ｃ〜２１ｆの端部が
嵌挿される溝部３５を形成している。前記衝撃分散部３
４は、前記各衝撃吸収フレーム３２に対応して突設され
るもので、基部より先端にいたるにしたがい幅が狭くな
るよう平面視山形（台形状）に形成されている。そし
て、このような構成からなる連結部材３１は、前記溝３
５にフレーム構成部材２１ｃ〜２１ｆが嵌挿され、複数
個のボルトおよびナット（図示せず）によってフレーム
構成部材２１ｃ〜２１ｆに着脱可能に固定されることに
より、前記フレーム構成部材２１ｃ〜２１ｆの開口部を
閉鎖している。

【００１２】前記衝撃吸収フレーム３２は、ＪＩＳＡ
６ＮＯ１−Ｔ６等の押出成形によって、板厚２ｍｍ、
長さ５００ｍｍ、縦、横各辺の長さが９０ｍｍの断面形
状が「日」字形の中空押出型材からなり、高さが前記衝
撃分散部３４ａ，３４ｂの間隔と略等しく設定され、車
体側端部が前記衝撃分散部３４ａ，３４ｂ間に差し込ま
れて前記垂直板部３１Ａに当接され、複数個のボルトも
しくは溶接によって接合固定されている。また、衝撃吸
収フレーム３２の長手方向中間部で前記衝撃分散部３４
よりバンパー３０側には変形開始部３６が設けられてい
る。この変形開始部３６は、衝撃吸収フレーム３２の上
下面に全幅にわたってそれぞれ形成された溝によって構
成されている。溝３６の形状としては半円形、Ｖ字形、
Ｕ字形、台形等種々の形状とすることが可能である。

【００１３】このような構成において、バンパー３０の
取り付けに際しては、連結部材３１に取り付けられた一
対の衝撃吸収フレーム３２の先端面にバンパー３０をボ
ルト、溶接等によって強固に接合固定する。次いで、連
結部材３１をシャーシフレーム２０の端部で幅方向中央
に嵌合し、複数個のボルトによって着脱可能に固定し、
もってバンパー３０の取付作業を終了する。そして、シ
ャーシフレーム２０の蓄電池収納スペース２３内に蓄電
池３４を装着したり、取り出して交換したり、あるいは
また蓄電池２４を点検する際にはバンパー３０を連結部
材３１ごと車体から取り外す。

【００１４】バンパー３０がその前方から衝撃を受けた
時、バンパー３０自体が最初に変形し、次に衝撃吸収フ
レーム３２に形成された変形開始部３６より変形が始ま
り衝撃吸収フレーム３２が図２に示すように圧縮されて
蛇腹状（アコーデオン状）に変形し、これによって衝撃
エネルギを吸収し、車体フレーム、蓄電池３４等の損
傷、破損等を防止する。以上により衝撃吸収フレーム３
２自体が衝撃吸収部を兼ねることにある。

【００１５】図３は衝撃吸収フレーム３２の断面形状と
同フレームが受ける荷重と変形量の関係を示す図であ
る。上記衝撃吸収フレーム３２の材料特性は、引張り強
度σB =２８８ＭＰａ、σ₀ _.2（0.2% 耐力）＝２７０Ｍ
Ｐａ、（σB ＋σ_0.2）／２＝２７９ＭＰａ、ヤング率
Ｅ＝６８．６ＧＰａであり、衝突実験によって衝撃吸収
フレーム３２が変形（縮んだ）した長さδは３００ｍｍ
で、この時の衝撃吸収フレームにより吸収されたエネル
ギは衝撃吸収フレーム２本合計で４５．５ＫＮ・ｍで
あった。

【００１６】図４は他の衝突実験に用いた衝撃吸収フレ
ームの断面形状を示す図である。この衝撃吸収フレーム
３２は、断面形状が横向き「目」の字形で、上記実験に
用いた衝撃吸収フレームと同様、板厚２ｍｍ、一辺の長
さが９０ｍｍ、内部空間が２つの仕切板によって等分に
仕切られている。この衝撃吸収フレームにより吸収され
たエネルギは衝撃吸収フレーム２本合計で６５．９ＫＮ
・ｍであった。

【００１７】さらに図４に示したと同じ断面形状で、板
厚が２．５ｍｍの衝撃吸収フレームを用いた衝突実験で
は、吸収されたエネルギは衝撃吸収フレーム２本合計で
９８．７ＫＮ・ｍであった。

【００１８】なお、図４に示したと同形状で板厚が２．
５ｍｍの衝撃吸収フレームを用いた場合、車体総重量
１．５トンの自動車が壁に時速４０Ｋｍ／ｈで衝突し停
止した場合の衝突エネルギを吸収することができること
になる。

【００１９】かくしてこのような構成からなるバンパー
取付構造にあっては、バンパー３０と連結部材３１とを
連結する衝撃吸収フレーム３２に溝からなる変形開始部
３６を設けているので、衝撃吸収機構を付設する必要が
なく、構造が簡単で、部品点数を削減することができ、
またこのような衝撃吸収フレーム３２によれば従来のバ
ンパー取付部構造に比べて大きな衝撃エネルギを吸収す
ることができ、車体フレーム、機能部材、蓄電池２４の
損傷、破損等を防止すると共に、乗員の安全を確保する
ことができる。また、本実施例においてはシャーシフレ
ーム２０、バンパー３０、連結部材３１および衝撃吸収
フレーム３２をアルミニウム合金の押出型材によって製
作しているので、車体重量を著しく軽量化することがで
きる。また、連結部材３１に設けた衝撃分散部３４は、
衝撃吸収フレーム３２を介して受けるバンパー３０の衝
撃をその形状によって連結部材全体に分散するため、よ
り一層車体フレーム等を衝撃から保護することができ
る。また、連結部材３１はシャーシフレーム２０に対し
て着脱可能であるため、蓄電池２４の装着、点検、交換
等を簡単に行うことができ、しかも取付状態においてシ
ャーシフレーム２０の開口を閉鎖しているので、衝突時
の蓄電池２４の飛び出し等を防止することができる。

【００２０】図５は本発明の他の実施例を示す平面図で
ある。この実施例は３本の衝撃吸収フレーム３２を用い
てバンパー３０を連結部材３１に連結すると共に、連結
部材３１の衝撃分散部３４を全長にわたって形成したも
のである。このような構成においては、バンパー３０と
連結部材３１の結合強度を一層増大させることができ
る。

【００２１】図６〜図１０はそれぞれ連結部材の他の実
施例を示す図である。図６は連結部材３１に一体に設け
られる衝撃分散部３４ａ，３４ｂを共に上方に変形さ
せ、シャーシフレーム２０と衝撃吸収フレーム３２の中
心線をずらした例である。図７は連結部材３１に一体に
設けられる衝撃分散部３４ａを上方に変形させ、シャー
シフレーム２０よりも衝撃吸収フレーム３２の高さを高
くした例である。図８は連結部材３１の垂直板部３１Ａ
を前後２つの板部で構成した例である。図９は衝撃分散
部３４を連結部材３１の全長にわたって設けると共に溝
部３５よりも一段高く形成し、複数個の補強板４１を溶
接等によって接合固定した例である。図１０は同じく衝
撃分散部３４を連結部材３１の全長にわたって設けると
共に溝部３５よりも一段高く形成し、斜めの補強板４２
によって補強するようにした例である。

【００２２】図６、図９および図１０に示すように衝撃
吸収フレーム３２の取付高さをシャーシフレーム２０よ
り高くした連結部材３１を使用することによりバンパー
の位置を高くすることができ相対的に車体のシャーシフ
レームの高さを低くすることができる。車体前方（もし
くは後方）から衝突した際、所定高さにバンパーを配置
でき、前記と同様に衝撃吸収フレーム３２による衝撃エ
ネルギ吸収作用を利用できる。

【００２３】図１１（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ衝撃吸収
フレームの他の実施例を示す断面図である。衝撃吸収フ
レーム３２としては円形（ａ）、四角形（ｂ）、横向き
「日」の字形（ｃ）、横向き「目」の字形（ｄ）、異形
の四角形（ｅ）等種々の断面形状のものを使用すること
が可能である。

【００２４】なお、上記実施例は電気自動車に適用した
場合について説明したが、本発明はこれに何等特定され
るものではなく、通常のエンジンによって駆動される自
動車に対してもそのまま適用実施し得ることは勿論であ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係る電気自動
車のバンパー取付構造によれば、シャーシフレームの端
部に着脱可能に取り付けられた連結部材に衝撃吸収フレ
ームを取り付け、この衝撃吸収フレームに溝からなる変
形開始部を設けたので、衝撃吸収機構を別設する必要が
なく、構造が簡単で、部品点数を削減することができ
る。また、衝撃吸収フレームは単に変形開始部となる溝
を形成するのみのため、構造が簡単であるにも拘らず大
きな衝撃エネルギを吸収することができ、車体フレー
ム、機能部材等の損傷、破損等を防止すると共に、乗員
の安全を確保することができる。また、本発明において
はバンパーをアルミニウム合金の押出型材によって製作
しているので、車体重量を軽量化することができる。ま
た、連結部材に設けた衝撃分散部は、衝撃吸収フレーム
を介して受けるバンパーからの衝撃をその形状によって
連結部材全体に分散するため、より一層車体フレーム等
を衝撃から保護することができる。さらにまた、連結部
材はシャーシフレームに対して着脱可能であるため、シ
ャーシフレームに蓄電池を収納した電気自動車の場合、
蓄電池の装着、点検、交換等を簡単に行うことができ、
しかも取付状態においてシャーシフレームの開口を閉鎖
しているので、衝突時に蓄電池が飛び出したりするのを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車のバンパー取付構造の一
実施例を示す斜視図である。

【図２】衝突時の衝撃吸収フレームの変形を示す図で
ある。

【図３】書具液吸収フレームの断面形状と同フレーム
の衝突時の荷重と変形量との関係を示す図である。

【図４】衝突実験に用いた他の衝撃吸収フレームの断
面図である。

【図５】同バンパー取付構造の平面図である。

【図６】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図７】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図８】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図９】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図１０】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図１１】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ衝撃吸収フレー
ムの他の実施例を示す断面図である。

【図１２】従来のバンパーの取付構造を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…バンパー、５…ステー、６…車体、２０…シャーシ
フレーム、２１…フレーム構成部材、２３…蓄電池収納
スペース、２４…蓄電池、３０…バンパー、３１…連結
部材、３２…衝撃吸収フレーム、３４…衝撃分散部、３
６…変形開始部。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図５】同バンパー取付構造の平面図である。

【図６】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図７】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図８】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図９】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図１０】連結部材の他の実施例を示す図である。

【図１２】従来のバンパーの取付構造を示す図であ
る。

【符号の説明】１…バンパー、５…車体、６…ステー、２０…シャーシ
フレーム、２１…フレーム構成部材、２３…蓄電池収納
スペース、２４…蓄電池、３０…バンパー、３１…連結
部材、３２…衝撃吸収フレーム、３４…衝撃分散部、３
６…変形開始部。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉山敬一東京都港区三田３丁目13番12号日本軽金属株式会社内 (72)発明者柘植光雄静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号株式会社日軽技研内 (72)発明者樋野治道静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号株式会社日軽技研内 (72)発明者佐々本隆静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号株式会社日軽技研内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャーシフレームの端部に着脱可能に取
り付けられた連結部材に衝撃吸収フレームを取り付け、
この衝撃吸収フレームにバンパーを取り付けると共に、
この衝撃吸収フレームの表面に長手方向と直交して形成
された溝よりなる変形開始部を形成したことを特徴とす
る自動車のバンパー取付構造。
【請求項２】請求項１記載の自動車のバンパー取付構
造において、連結部材は衝撃吸収フレームとの接合部に衝撃分散部を
一体に有することを特徴とする自動車のバンパー取付構
造。
【請求項３】請求項１又は２に記載の自動車のバンパ
ー取付構造において、シャーシフレームが中空押出型材からなりその長手方向
を車体前後方向に一致させて幅方向に接合された複数個
のフレーム構成部材で構成され、各フレーム構成部材の
中空部が蓄電池収納スペースを形成し、連結部材が前記
各フレーム構成部材に着脱自在に取り付けられると共
に、フレーム構成部材の開口を閉鎖することを特徴とす
る自動車のバンパー取付構造。