(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-24
(45)【発行日】2024-06-03
(54)【発明の名称】バンパーの取付構造、及びバンパーの取付構造の決定方法
(51)【国際特許分類】
B60R 19/04 20060101AFI20240527BHJP
【FI】
B60R19/04 K
B60R19/04 B
(21)【出願番号】P 2020134540
(22)【出願日】2020-08-07
【審査請求日】2023-05-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000002967
【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100180644
【氏名又は名称】▲崎▼山 博教
(72)【発明者】
【氏名】矢嶋 真之
【審査官】山本 賢明
(56)【参考文献】
【文献】特開2005-119357(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60R 19/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バンパーと、
前記バンパーが取り付けられるバンパーサポートとを備え、
前記バンパー及び前記バンパーサポートは、互いに間隔を隔てて対向配置されるとともに、係合部を介して係合しており、
前記バンパーは、
意匠面部を有すると共に、前記バンパーサポートに対して取り付けられる際の外力により、前記バンパーサポート側に撓み変形するように構成され、
前記バンパーサポートは、基部を備え、
前記基部は、前記バンパーの意匠面部の表面に沿って間隔を隔てて延びるように形成されており、
撓み変形前における前記バンパー
の意匠面部と前記バンパーサポート
の基部との間隔は、前記撓み変形に伴う変形量よりも大きく、前記係合部から離れるに連れて前記バンパー
の意匠面部及び前記バンパーサポート
の基部に沿って連続的あるいは段階的に拡大するように構成されており、
前記外力により、前記バンパーが前記バンパーサポート側に撓み変形したとしても、前記バンパー
の意匠面部と前記バンパーサポート
の基部とが間隔を隔てて非接触の状態で配置されること、を特徴とするバンパーの取付構造。
【請求項2】
請求項1に記載のバンパーの取付構造を演算装置によって決定する
バンパーの取付構造の決定方法であって、
前記演算装置は、
前記バンパーサポート及び前記バンパーを係合部を介して係合させる際に、外力により前記バンパーサポート側に対して撓み変形するバンパーの撓み変形量を算出し、
前記バンパーの撓み変形量に基づいて、撓み変形前における前記バンパー
の意匠面部と前記バンパーサポート
の基部との間隔が、前記撓み変形に伴う変形量よりも大きく、前記係合部から離れるに連れて前記バンパー
の意匠面部及び前記バンパーサポート
の基部の表面に沿って連続的あるいは段階的に拡大し、前記外力により、前記バンパーが前記バンパーサポート側に撓み変形したとしても、前記バンパー
の意匠面部と前記バンパーサポート
の基部とが間隔を隔てて非接触の状態で配置されるように、前記バンパーサポートの形状を
演算により決定すること、を特徴とするバンパーの取付構造の決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バンパーの取付構造、及びバンパーの取付構造の決定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、軽量化による燃費向上の観点から、自動車外板部品の樹脂化が進んでいる。樹脂製の部品は鋼板と比較して変形しやすいため、例えば、樹脂製の部品の変形を考慮した技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1には、バンパーをバンパーのフレームに組付けた際における、バンパーの組付け状態を予測するバンパーの組付け状態予測方法が開示されている。
【0004】
上特許文献1には、バンパーの成形時にバンパーに発生する成形時変形量を予測する第一ステップと、バンパーが成形後に熱の影響を受けることでバンパーに発生し得る熱変形量を予測する第二ステップと、バンパーをフレームに組付ける際に生じる組付け時変形量を予測する第三ステップと、成形時変形量と熱変形量と組付け時変形量とからバンパーのフレームに対する組付け状態を予測する第四ステップとを実行する、と記載されている。
【0005】
上記特許文献1には、組付け時変形量を予測する第三ステップについて、組付け時変形量はバンパーが可撓性を有することに起因するものであり、組付け時変形量の予測は、バンパーの形状及び厚み等をパラメータとして、周知のCAE(Computer aided engineering)解析技術及び解析方法を適用することにより可能である、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、バンパーの車両への組み付けは、作業者による手作業によってバンパーを叩き込むことにより車両に組み付けられている。この際、バンパーを叩き込むことにより、バンパーが変位(変形)し、バンパーの近傍に配置されているバンパーサポート等の近傍部材と干渉することにより、バンパーが変形する懸念がある。したがって、バンパーとバンパーサポート等の近傍部材との間には十分な隙間が要求されるため、設計自由度が低かった。
【0008】
また近年、燃費向上等の観点から、バンパーの薄肉化が図られる傾向にある。バンパーが薄肉化されると、バンパーの叩き入れ時に、叩いた箇所を起点にしてバンパーが大きく撓みやすくなる。また、バンパーが撓んだ先にバンパーサポートの端部があると、バンパーとバンパーサポートの端部とが強干渉し、突起のような凸部が形成されてしまう懸念がある。
【0009】
従来では、バンパーとバンパーサポートとの間のクリアランスは一定になっており、事前に凸部ができるかどうかは不明であるため、製品が完成してから叩き入れて確認を行う。バンパーに凸部が発生した時には、バンパーサポートの手加工品を作成し、どのような形であればバンパーに凸部ができないかを確認する。手加工品に問題がなければ、その手加工品の形状に金型を修正するため、金型の大修正となり、工期及び費用もかかり、最悪の場合は、金型の造り直しとなる。また、さらなるバンパーの板厚の薄さや、バンパーサポートのコンパクト化により、今後上記のような不具合が頻発する懸念がある。
【0010】
上記特許文献1に開示されたバンパーの組付け状態予測方法では、第三ステップにおいて、バンパーの組付け時変形量を予測する方法が記載されている一方で、バンパーを組み付ける際にバンパーとその近傍部材とが干渉することに起因してバンパーが変形する可能性がある点については考慮されていない。
【0011】
本発明は、上記問題点を解消すべくなされたものであって、バンパーがバンパーサポートに対して取り付けられる際に、バンパーサポートとの干渉によってバンパーが変形するのを抑制可能なバンパーの取付構造、及びバンパーの取付構造の決定方法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】
【0012】
上記目的を達成するために、本発明は、次のように構成されている。
【0013】
(1)本発明のバンパーの取付構造は、バンパーと、前記バンパーが取り付けられるバンパーサポートとを備え、前記バンパー及び前記バンパーサポートは、互いに間隔を隔てて対向配置されるとともに、係合部を介して係合しており、前記バンパーは、前記バンパーサポートに対して取り付けられる際の外力により、前記バンパーサポート側に撓み変形するように構成され、撓み変形前における前記バンパーと前記バンパーサポートとの間隔は、前記撓み変形に伴う変形量よりも大きく、前記係合部から離れるに連れて前記バンパー及び前記バンパーサポートの表面に沿って連続的あるいは段階的に拡大するように構成されていること、を特徴とする。
【0014】
上記構成によると、バンパーがバンパーサポートに取り付けられる際の外力によりバンパーがバンパーサポート側に撓み変形したとしても、バンパーとバンパーサポートとが間隔を隔てて非接触で配置される状態になる。これにより、バンパーがバンパーサポートに対して干渉しないため、バンパーが変形するのを防止することができる。また、バンパーの撓み変形量が大きくなる係合部から離れた部分においても、バンパーがバンパーサポートに対して干渉しない。このため、バンパーにおける係合部に近い位置又は離れた位置に関わらず変形するのを防止することができる。
【0015】
(2)本発明のバンパーの取付構造において、前記バンパーサポートは、前記係合部から離れるに連れて前記バンパーの表面に沿って前記バンパーの表面から離れる方向に湾曲することにより、撓み変形前における前記バンパーと前記バンパーサポートとの間隔が拡大するように構成されているとよい。このように構成すれば、バンパーとバンパーサポートの間隔が係合部から離れるに連れて増加するため、係合部から離れた位置におけるバンパーとバンパーサポートの間隔を大きくすることができる。これにより、バンパーにおける係合部から離れた位置がバンパーサポート側に大きく撓み変形したとしても、バンパーがバンパーサポートに対して干渉するのを防止することができる。
【0016】
(3)本発明のバンパーの取付構造の決定方法において、バンパーサポートと互いに間隔を隔てて対向配置されるバンパーの取付構造の決定方法であって、前記バンパーサポート及び前記バンパーを係合部を介して係合させる際に、外力により前記バンパーサポート側に対して撓み変形するバンパーの撓み変形量を算出し、前記バンパーの撓み変形量に基づいて、撓み変形前における前記バンパーと前記バンパーサポートとの間隔が、前記撓み変形に伴う変形量よりも大きく、前記係合部から離れるに連れて前記バンパー及び前記バンパーサポートの表面に沿って連続的あるいは段階的に拡大するように、前記バンパーサポートの形状を決定すること、を特徴とする。
【0017】
上記構成によると、バンパーがバンパーサポートに取り付けられる際の外力によりバンパーサポート側に撓み変形したとしても、バンパーとバンパーサポートとが間隔を隔てて非接触で配置されるようにバンパーサポートの形状を決定することができる。これにより、バンパーがバンパーサポートに対して干渉しないため、バンパーが変形するのを防止することができる。また、バンパーの撓み変形量が大きくなる係合部から離れた部分においても、バンパーがバンパーサポートに対して干渉しないようにバンパーサポートの形状を決定することができる。このため、バンパーにおける係合部に近い位置又は離れた位置に関わらず変形するのを防止することができる。
【0018】
(4)本発明のバンパーの取付構造の決定方法において、前記バンパーの撓み変形量に基づいて、前記バンパーサポートを前記係合部から離れるに連れて前記バンパーの表面に沿って前記バンパーの表面から離れる方向に湾曲させることにより、撓み変形前における前記バンパーと前記バンパーサポートとの間隔が拡大するように、前記バンパーサポートの形状を決定するとよい。このように構成すれば、バンパーとバンパーサポートとの間隔が係合部から離れるに連れて増加するようにバンパーサポートの形状を決定することができる。このため、係合部から離れた位置におけるバンパーとバンパーサポートの間隔を大きくすることができる。これにより、バンパーにおける係合部から離れた位置がバンパーサポート側に大きく撓み変形したとしても、バンパーがバンパーサポートに対して干渉するのを防止することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明に係る態様によれば、バンパーがバンパーサポートに対して取り付けられる際にバンパーが変形するのを防止することが可能なバンパーの取付構造、及びバンパーの取付構造の決定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】本実施形態による乗用車の右前部を側方から見た図である。
【
図2】(a)は
図1の200-200線に沿った断面図であり、(b)はバンパーが撓み変形した状態を示す図である。
【
図3】本実施形態によるバンパーサポートの形状を決定する際に利用される演算装置等の構成例を示す図である
【
図4】本実施形態によるバンパーの変形量、及びバンパーとバンパーサポートとの間隔の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るバンパーの取付構造、及びバンパーの取付構造の決定方法に関する実施形態を説明する。これらの図は模式図であって、必ずしも大きさを正確な比率で記したものではない。また、図中、同様の構成部品は、同様の符号を付して示す。
【0022】
図1に示すように、車両100は、その前方を覆うようにバンパー11が設けられている。バンパー11の上方には、左右対称にヘッドランプ12が設けられている。バンパー11及びヘッドランプ12の後方には、左右対称にフェンダーパネル13が設けられている。これらのバンパー11、ヘッドランプ12及びフェンダーパネル13の上方には、エンジンルームを覆うボンネット14が設けられている。バンパー11及びフェンダーパネル13の下方には、側面視において円弧状のアーチ部15を介して、タイヤ(図示せず)が配置されるホイールハウス16が設けられている。
【0023】
図2(a)に示すように、バンパー11及びバンパーサポート17は、互いに間隔を隔てて対向配置されている。バンパー11は、主に樹脂等の撓み変形する材料により形成されている。バンパーサポート17は、バンパー11を固定することが可能な材料からなり、主に金属又は樹脂等の材料により形成されている。
【0024】
バンパー11は、意匠面部111と、第一係合壁部112とを備えている。意匠面部111は、後述する係合部Xから前方に向かって略直線状に延びるように形成されている。第一係合壁部112は、意匠面部111の端部からバンパーサポート17側に向かって延びている。また、第一係合壁部112には、バンパーサポート17と係合する第一係合部11aが形成されている。第一係合部11aは、例えば、バンパーサポート17側に突出するように爪状に形成されている。
【0025】
バンパーサポート17は、基部171と、リブ部172と、連結部173と、第二係合壁部174とを備えている。基部171は、バンパー11の意匠面部111の表面に沿って間隔を隔てて延びるように形成されている。リブ部172は、基部171の端部にバンパー11から離れる方向に延びている。連結部173は、リブ部172からバンパー11の第一係合部11aに向かって延びている。第二係合壁部174は、連結部173の端部からバンパー11側に向かって延びている。また、第二係合壁部174には、バンパー11の第一係合部11aと係合する第二係合部17aが形成されている。第二係合部17aは、例えば、バンパー11の爪状の第一係合部11aと係合するように穴状に形成されている。バンパー11の第一係合部11aと、バンパーサポート17の第二係合部17aとは、係合部Xにおいて係合されている。
【0026】
図2(a)に示すように、バンパーサポート17の基部171は、係合部Xから前方に向かって離れるに連れて、バンパー11の意匠面部111から離れる方向に湾曲するように形成されている。これにより、撓み変形前のバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔Dは、係合部Xから前方に向かって離れるに連れて連続的に(徐々に)拡大している。
【0027】
図2(a)、
図2(b)及び
図4に示すように、係合部Xの近傍であり撓み変形の少ない位置Aにおけるバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔D1が約2mmである場合に、位置B(位置Aから40mm離れた位置)における間隔D2が約3mmであり、位置C(位置Aから70mm離れた位置)における間隔D3が約9mmである。バンパー11とバンパーサポート17との間隔Dを上記のような構成にすることにより、
図2(b)に示すように、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して取り付けられる際に、外力によりバンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17に対して撓み変形すること(
図2(b)における二点鎖線)により、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して接触するのを防止することが可能である。なお、
図2(b)に示す例では、バンパー11の意匠面部111が撓み変形した際に、バンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間に一定の間隔が形成される例を示している。
【0028】
また、
図2(b)に示すように、撓み変形前のバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔Dは、バンパー11における意匠面部111の撓み変形に伴う変形量よりも大きくなっている。例えば、本実施形態では、
図2(b)に示すように、撓み変形前のバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔D3は、バンパー11における意匠面部111の撓み変形に伴う変形量D4よりも大きくなっている。これにより、バンパー11の意匠面部111が撓み変形した際に、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して干渉することが防止される。
【0029】
次に、
図3及び
図4を参照して、本実施形態によるバンパー11の取付構造の決定方法について説明する。
【0030】
図3に示すように、本実施形態によるバンパー11の取付構造の決定方法は、例えば、下記のような演算装置20を用いて実現することが可能である。この演算装置20は、CAD演算部21と、CAE演算部22と、自由曲面データ演算部23とを備えている。CAD演算部21は、バンパー11及びバンパーサポート17等のCADデータの演算処理を実行する。CAE演算部22は、CADデータからメッシュデータを生成する。自由曲面データ演算部23は、メッシュデータから自由曲面データを生成する。
【0031】
演算装置20には、各種データを格納する記憶装置30が接続されている。また、演算装置20には、CAE解析の結果や、CADデータからなる図形モデルや、メッシュデータからなる図形モデル等を表示等するための出力装置40が接続されている。また、演算装置20には、演算装置20に対して作業者が命令を入力するための入力装置50が接続されている。
【0032】
上記のような構成は、パーソナルコンピュータや、ワークステーション等の構成で実現することができるものである。例えば、CAD演算部21、CAE演算部22、及び、自由曲面データ演算部23については、市販のソフトウェアと周知のハードウエアの構成にて実現することが可能である。
【0033】
次に、
図3及び
図4を参照して、演算装置20を用いたバンパー11の取付構造の決定方法の一例について説明する。
【0034】
まず、演算装置20のCAE演算部22において、CAE解析を用いて、バンパー11をバンパーサポート17に対して取り付ける際のバンパー11の意匠面部111の撓み変形に伴う変形量を算出する。そして、上記算出されたバンパー11の意匠面部111の変形量についてグラフ化する(
図4における一点鎖線)。そして、バンパー11の意匠面部111の変形量に関するグラフに基づいて、バンパーサポート17の基部171の形状を決定する。次に、バンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔Dを算出し、算出された間隔Dの大きさ(クリアランス)をグラフ化する(
図4における二点鎖線)。
【0035】
次に、バンパー11の意匠面部111の変形量に関するグラフ(
図4における一点鎖線)と、バンパーサポート17の基部171とバンパー11の意匠面部111との間隔D(クリアランス)に関するグラフ(
図4における二点鎖線)とを重ね合わせて、グラフの曲線が交差しないことを確認する。このとき、グラフの曲線同士が交差している場合には、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して干渉すると考えられる。
【0036】
一方、グラフの曲線同士が交差しない場合には、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して干渉しないと考えられるため、バンパー11の意匠面部111が変形しないということを確認することが可能である。このように、バンパー11及びバンパーサポート17について現物を製作する前に、バンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171とが干渉する可能性を事前に確認することが可能である。
【0037】
上記説明した実施形態によれば、以下の効果(1)~(4)を得ることができる。
【0038】
(1)本実施形態によるバンパーの取付構造では、上記のように、撓み変形前におけるバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔Dを、撓み変形に伴う変形量よりも大きくし、係合部X(バンパー11の第一係合部11a及びバンパーサポート17の第二係合部17a)から離れるに連れてバンパー11の意匠面部111及びバンパーサポート17の基部171に沿って連続的に拡大するようにした。これにより、バンパー11をバンパーサポート17に対して取り付ける際の外力により、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17側に撓み変形したとしても、バンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171とを間隔を隔てて非接触の状態で配置することができる。そのため、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して干渉しないため、バンパー11の意匠面部111が変形するのを防止することができる。また、係合部Xから離れた部分においては、バンパー11の意匠面部111の撓み変形量が大きくなる一方で、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して干渉しないようにできる。このため、係合部Xに近い位置又は離れた位置に関わらず、バンパー11における変形するのを防止することができる。
【0039】
(2)本実施形態によるバンパーの取付構造では、上記のように、係合部Xから離れるに連れてバンパー11の意匠面部111に沿って意匠面部111から離れる方向に、バンパーサポート17の基部171を湾曲させ、撓み変形前におけるバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔を拡大させるようにした。これにより、バンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔が、係合部Xから離れるに連れて二次関数的に増加する。このため、係合部Xから離れた位置におけるバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔を大きくすることができる。これにより、係合部Xから離れた位置において、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171側に大きく撓み変形したとしても、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して干渉するのを防止することができる。
【0040】
(3)本実施形態によるバンパーの取付構造の決定方法では、上記のように、バンパー11の撓み変形量に基づいて、撓み変形前におけるバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔を、撓み変形に伴う変形量よりも大きくし、係合部Xから離れるに連れてバンパー11の意匠面部111及びバンパーサポート17の基部171に沿って連続的に拡大するように、バンパーサポート17の形状を決定した。これにより、バンパー11がバンパーサポート17に取り付けられる際の外力により、バンパー11の意匠面部111が撓み変形したとしても、バンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171とが間隔を隔てて非接触で配置されるように、バンパーサポート17の形状を決定することができる。これにより、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して干渉しないため、バンパー11の意匠面部111が変形するのを防止することができる。また、係合部Xから離れた部分においては、バンパー11の意匠面部111の撓み変形量が大きくなるが、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して干渉しないようにバンパーサポート17の形状を決定することができる。このため、係合部Xに近い位置又は離れた位置に関わらず、バンパー11の意匠面部111が変形するのを防止することができる。
【0041】
(4)本実施形態によるバンパーの取付構造の決定方法では、上記のように、バンパー11の意匠面部111の撓み変形量に基づいて、係合部Xから離れるに連れてバンパー11の意匠面部111の表面に沿ってバンパー11の意匠面部111から離れる方向に、バンパーサポート17の基部171を湾曲させた。そして、撓み変形前におけるバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔が拡大するように、バンパーサポート17の形状を決定するようにした。これにより、バンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171との間隔が係合部Xから離れるに連れて二次関数的に増加するようにバンパーサポート17の形状を決定することができる。このため、係合部Xから離れた位置におけるバンパー11の意匠面部111とバンパーサポート17の基部171の間隔を大きくすることができる。これにより、係合部Xから離れた位置において、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171側に大きく撓み変形したとしても、バンパー11の意匠面部111がバンパーサポート17の基部171に対して干渉するのを防止することができる。
【0042】
上記実施形態は、以下のように変更した構成とすることもできる。
【0043】
上記実施形態では、撓み変形前におけるバンパーの意匠面部とバンパーサポートの基部との間隔が拡大するようにバンパーサポートの基部を湾曲させる例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、バンパーの意匠面部がバンパーサポートの基部側に直線状に撓み変形する場合に、バンパーサポートの基部を直線状に曲げた形状にするとよい。また、バンパーの意匠面部がバンパーサポートの基部側に段階的に変形する場合に、バンパーサポートの基部を段階的に変形させた形状にするとよい。
【0044】
上記実施形態では、バンパーサポートの基部を係合部から離れるに連れてバンパーの意匠面部から離れる方向に湾曲させる例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、撓み変形前におけるバンパーの意匠面部がバンパーサポートの基部から離れる方向に湾曲しており、バンパーが撓み変形してもバンパーサポートに干渉しない場合には、バンパーサポートの基部を係合部から離れる方向に直線状に形成するとよい。
【0045】
上記実施形態は、いずれも本発明の適応の例示であり、特許請求の範囲に記載の範囲内におけるその他いかなる実施形態も、発明の技術的範囲に含まれることは当然のことである。
【符号の説明】
【0046】
11 :バンパー
111 :意匠面部
11a :第一係合部
17 :バンパーサポート
171 :基部
17a :第二係合部
E :係合部