(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形状の側壁を有する複数の樹脂製の筒体が、該筒形状の軸方向に連なるように重ね合わされて一体的に連結され、該軸方向から加えられた衝撃を該筒体の変形によって吸収する衝撃吸収装置であって、
該衝撃吸収装置の軸方向に連続して設けられ、前記複数の筒体の軸方向に沿う面にそれぞれ融着される樹脂製の連結部材を有し、該連結部材を介して該複数の筒体が互いに一体的に連結されており、
且つ、前記複数の筒体の外周面には、それぞれ軸方向に沿って溝が設けられており、該溝内に充填された樹脂材料によって前記連結部材が構成されている
ことを特徴とする衝撃吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衝撃吸収装置に係り、特に、複数の樹脂製の筒体が軸方向に連なるように重ね合わされて一体的に連結されている衝撃吸収装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
筒形状の側壁を有する複数の樹脂製の筒体が、その筒形状の軸方向に連なるように重ね合わされて一体的に連結され、軸方向から加えられた衝撃をその筒体の変形によって吸収する衝撃吸収装置が、例えば車両用バンパの取付部等に用いられている。特許文献１に記載の装置はその一例で、複数の筒体の端面にテーパ状の傾斜面が設けられ、その傾斜面に沿って各筒体が拡径変形或いは縮径変形させられることによって衝撃を吸収するものであり、複数の筒体の端面が互いに当接するように重ね合わされるとともに、それ等を一体的に連結する手段として、当接部を接着剤等により接着することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０２５５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の筒体の当接部を接着剤等によって接着する場合、軸方向と交差する横ずれ方向の連結強度は当接部の接触面積に依存するため限界があり、衝撃吸収装置全体としての剛性が十分に得られない場合があるとともに、その連結強度の調整が困難で衝撃吸収性能が制約される可能性があった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、複数の筒体が軸方向に連なるように重ね合わされて一体的に連結されている衝撃吸収装置において、連結により十分な剛性を確保できるとともに、連結強度を容易に調整できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、筒形状の側壁を有する複数の樹脂製の筒体が、その筒形状の軸方向に連なるように重ね合わされて一体的に連結され、その軸方向から加えられた衝撃をその筒体の変形によって吸収する衝撃吸収装置であって、(a) その衝撃吸収装置の軸方向に連続して設けられ、前記複数の筒体の軸方向に沿う面にそれぞれ融着される樹脂製の連結部材を有し、その連結部材を介してその複数の筒体が互いに一体的に連結されており、且つ、(b) 前記複数の筒体の外周面には、それぞれ軸方向に沿って溝が設けられており、その溝内に充填された樹脂材料によって前記連結部材が構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の衝撃吸収装置においては、樹脂製の連結部材が複数の筒体の軸方向に沿う面にそれぞれ融着されるように設けられ、その連結部材を介して複数の筒体が互いに一体的に連結されているため、筒体相互の横ずれ方向の荷重を連結部材によって適切に受け止めることができ、衝撃吸収装置全体の剛性を適切に確保することができる。また、筒体の軸方向に沿う面との接触面積や連結部材の肉厚を変更することにより、横ずれ方向の連結強度すなわち複数の筒体が相互に相対変位（横ずれ）させられる荷重を容易に調整することができるため、衝撃吸収特性の設定の自由度が高くなる。
【０００８】
また、複数の筒体の外周面にそれぞれ軸方向に沿って溝が設けられ、その溝内に充填された樹脂材料によって連結部材が構成されているため、その溝幅や溝深さ、溝形状等によって容易に連結強度を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】参考例として説明する車両用のクラッシュボックスを示す正面図である。
【図２】図１のクラッシュボックスの縦断面図で、図１におけるII−II矢視部分の断面図である。
【図３】図１のクラッシュボックスの複数のインナー部材の境界部分の断面図で、図２における III部の拡大断面図である。
【図４】図１のクラッシュボックスの横断面図で、図１におけるIV−IV矢視部分の断面図である。
【図５】図１のクラッシュボックスのフランジ部分の断面図で、図１におけるＶ−Ｖ矢視部分の断面図である。
【図６】図１のクラッシュボックスを構成している一つのインナー部材を単独で示す正面図である。
【図７】図６のインナー部材の横断面図で、図６における VII−VII 矢視部分の断面図である。
【図８】図６のインナー部材の縦断面図で、図７におけるVIII−VIII矢視部分の断面図である。
【図９】図６のインナー部材の斜視図である。
【図１０】本発明の実施例を説明する図で、車両用のクラッシュボックスの斜視図である。
【図１１】図１０の実施例の縦断面図で、図１０におけるXI−XI矢視部分の断面図である。
【図１２】図１０の実施例における一つのインナー部材を単独で示す正面図である。
【図１３】図１２のインナー部材を上方から見た平面図である。
【図１４】図１２のインナー部材の斜視図である。
【図１５】図１のクラッシュボックスを製造する際の製造方法の一例を説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の衝撃吸収装置は、車両の本体とバンパーとの間に配設されるクラッシュボックスに好適に適用されるが、他の車両用その他の衝撃吸収装置にも適用され得る。複数の筒体の数は、少なくとも２つ以上用いられるが、２〜５程度が適当である。筒体の形状は、円筒形状が適当であるが、断面四角形や断面八角形等の多角形の角筒形状であっても良い。多角形の角部を丸めることもできるし、軸方向の先端側程断面が小さくなるテーパ形状とすることもできるなど、種々の態様が可能である。筒体の内部は完全な空間であっても良いが、必要に応じて平板状の補強リブや、多数の円筒或いは角筒を連続して接続した補強リブ等を設けることもできる。筒体の内部全体をハニカム等の補強リブ構造とすることもできる。
【００１１】
複数の筒体は、軸方向に連なるように重ね合わされる際に、互いに略同心に位置決めされるように、軸方向の端部に互いに嵌合される嵌合部を設けることができるが、軸方向の端面を単に突き合わせるだけでも良い。また、軸心まわりに複数の係止爪を設けて、他方の部材に係止されることにより、軸方向の離脱が制限されるようにすることもできる。
【００１２】
複数の筒体は、軸方向から圧縮荷重が加えられることによりそれぞれ変形させられて衝撃エネルギーを吸収するが、その変形態様は、軸方向に座屈して蛇腹状に圧縮変形する圧壊の他、前記特許文献１に記載のように外周側への拡径変形、内周側への縮径変形など、種々の態様が可能である。複数の筒体の樹脂材料としては、例えばポリプロピレンやポリアミド等が好適に用いられ、強化繊維としてはガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等が好適に用いられる。強化繊維は必要に応じて含有させれば良く、その含有量は、衝撃が入力される先端側の筒体程少なくすることが望ましい。最先端の筒体の強化繊維の含有量を０とし、他の筒体には所定量の強化繊維を含有させるようにしても良い。連結部材の樹脂材料は、筒体に融着させる上で筒体と同一の樹脂材料を用いることが望ましく、ポリプロピレンやポリアミド等が好適に用いられるが、接着性の他の熱可塑性エラストマー等を用いることもできる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、参考例として説明する車両用のクラッシュボックス１０を示す正面図である。図２は、そのクラッシュボックス１０の縦断面図で、図１におけるII−II矢視部分の断面図である。また、図３は図２における III部の拡大断面図で、図４は図１におけるIV−IV矢視部分の断面図、図５は図１におけるＶ−Ｖ矢視部分の断面図である。これ等の図から明らかなように、クラッシュボックス１０は、軸方向に連なるように重ね合わされた３つの円筒形状のインナー部材１２−１、１２−２、１２−３（特に区別しない場合は単にインナー部材１２という）と、それ等のインナー部材１２−１、１２−２、１２−３の外周側に設けられた円筒形状のアウター部材１８とを一体的に備えており、アウター部材１８の基端部（図１、図２における下端部）には、中心線Ｓと略直角に外周側へ延び出す平板状のフランジ２０が一体に設けられている。
【００１４】
このクラッシュボックス１０は、アウター部材１８のフランジ２０側が図示しない取付プレートを介して車体に一体的に固設される一方、先端部（図１、図２における上端部）側には図示しない取付プレートを介してバンパーが装着され、そのバンパーを介して軸方向から加えられる衝撃がインナー部材１２等の変形によって吸収される。本参考例では、軸方向から圧縮荷重が加えられることにより、クラッシュボックス１０の先端部側から蛇腹状に圧縮変形（圧壊）させられ、この変形で衝撃エネルギーが吸収されて、車体に加わる衝撃が緩和される。フランジ２０には、図５に示されるように複数の挿通穴２２が設けられ、車体に固定するための取付ボルト等が挿通させられるようになっている。クラッシュボックス１０は衝撃吸収装置に相当し、３つのインナー部材１２は筒体に相当し、アウター部材１８は連結部材に相当する。
【００１５】
上記３つのインナー部材１２は同一形状で、図６〜図９に示されるように、それぞれ円筒形状の側壁３０と、その側壁３０の内部に中心線Ｓを中心として放射状に設けられた複数の補強リブ３２とを有し、ポリプロピレン等の樹脂材料にて一体に構成されている。図６はインナー部材１２を単独で示す正面図で、図７は図６における VII−VII 矢視部分の断面図、図８は図７におけるVIII−VIII矢視部分の断面図、図９はインナー部材１２の斜視図である。これ等の図から明らかなように、側壁３０は先端側程僅かに小径となるテーパ形状を成しているが、前記図３から明らかなように、側壁３０の小径端３０ａの外径は大径端３０ｂの内径よりも大きく、中心線Ｓに対して略直角なそれ等の端面が互いに当接させられて、軸方向に連なるように重ね合わされている。
【００１６】
補強リブ３２は、断面六角形の筒体を互いに平行に密着するように一列に並べて一体に接合した形状を成すもので、インナー部材１２の軸方向の全長と同じ長さを有して放射状に６枚設けられており、円筒形状の側壁３０の内壁面に一体に接合されている。これ等の補強リブ３２の中心、すなわち中心線Ｓと一致する部分には、断面円形の位置決め穴３４が貫通して設けられており、製造時に位置決めピン２０８（図１５参照）が挿通させられることにより、３つのインナー部材１２が同心に位置決めされる。３つのインナー部材１２は、例えば中心線Ｓまわりにおいて補強リブ３２が互いに一致するように重ね合わされるが、中心線Ｓまわりの位相を特に限定することなく重ね合わせることもできる。また、図１１に示されるように中心線Ｓまわりの位相を例えば３０°ずつずらすなどして、隣接するインナー部材１２の補強リブ３２が重ならないようにすることもできる。
【００１７】
上記インナー部材１２は、それぞれ樹脂材料に炭素繊維等の強化繊維が含有されて強度が高められている。この強化繊維の含有量は同じであっても良いが、本参考例ではバンパーから衝撃荷重が加えられた場合に先端側から圧縮変形が進行するように、バンパーに近い先端側に位置するインナー部材１２−１側程強化繊維の含有量が少なくされている。具体的には、最も先端側のインナー部材１２−１の強化繊維の含有量が約１５wt％で、中間位置のインナー部材１２−２の強化繊維の含有量が約３０wt％、基端側のインナー部材１２−３の強化繊維の含有量が約５０wt％とされている。この含有量は、強化繊維の種類等に応じて適宜定められる。
【００１８】
一方、前記アウター部材１８は、クラッシュボックス１０の軸方向の全長に亘って連続して設けられているとともに、３つのインナー部材１２の軸方向に沿う面すなわちそれ等の外周面にそれぞれ密着させられて一体的に融着されており、この融着により３つのインナー部材１２がアウター部材１８を介して所定の連結強度で一体的に連結されている。アウター部材１８は、インナー部材１２と同じ樹脂材料（強化繊維は含まず）にて構成されており、その溶融樹脂材料がインナー部材１２の外周側に射出されることにより、成形と同時にインナー部材１２の各外周面に一体的に融着される。上記連結強度は、アウター部材１８の肉厚やインナー部材１２との接触面積によって調整することが可能で、この連結強度に応じて各インナー部材１２の相互の横ずれが制限される。
【００１９】
図１５は、上記クラッシュボックス１０の製造方法の一例を説明する工程図である。製造装置２００は、固定型２０２および可動型２０４を有する射出成形装置で、固定型２０２には前記フランジ２０を成形するための浅い凹所２０６が設けられているとともに、中心部分には位置決めピン２０８が垂直に立設されている。位置決めピン２０８は、クラッシュボックス１０の軸方向寸法と略同じ長さ寸法を有し、前記インナー部材１２−１、１２−２、１２−３の各位置決め穴３４内を挿通させられることにより、それ等を互いに同心に位置決めする。可動型２０４は、固定型２０２に対して接近離間させられるように上下駆動されるとともに、インナー部材１２の外径よりも大きく前記アウター部材１８の外径と略等しい内径寸法の成形面２１０を有する円形穴が設けられている。また、その円形穴の開口端部には、前記凹所２０６と共に前記フランジ２０を成形するための浅い凹所２１２が形成されている。固定型２０２は第１成形型に相当し、可動型２０４は第２成形型に相当する。
【００２０】
図１５の(a) は、可動型２０４が上方へ駆動されて型開きされた状態であり、その状態で(b) に示すように予め成形されたインナー部材１２−３、１２−２、１２−１をその順番で各位置決め穴３４内に位置決めピン２０８が挿通させられるように、固定型２０２上に重ね合わせて配置する。この時、必要に応じて各インナー部材１２の中心線Ｓまわりの位相合わせを行う。図１５の(b) は、補強リブ３２の位置が互いに一致するように位相合わせが行われた場合である。その後、(c) に示すように可動型２０４を下降させ、固定型２０２に接近させて型締めする。これにより、可動型２０４の成形面２１０とインナー部材１２の外周面との間に、アウター部材１８に対応する円筒形状のキャビティー２１４が形成される。そして、(d) に示すようにアウター部材１８の樹脂材料を、インナー部材１２の溶融温度よりも高い温度で溶融させてキャビティー２１４内に射出することにより、アウター部材１８が成形されると同時に複数のインナー部材１２の各外周面に一体的に融着される。これにより目的とするクラッシュボックス１０が得られ、アウター部材１８が冷却硬化した後に可動型２０４を上昇させて取り出せば良い。
【００２１】
このように本参考例のクラッシュボックス１０は、樹脂製のアウター部材１８が複数のインナー部材１２の外周面にそれぞれ融着されるように設けられ、そのアウター部材１８を介して複数のインナー部材１２が互いに一体的に連結されている。このため、複数のインナー部材１２の相互の横ずれ方向の荷重をアウター部材１８によって適切に受け止めることができ、クラッシュボックス１０全体の剛性を適切に確保することができる。
【００２２】
また、アウター部材１８の肉厚やインナー部材１２の外周面との接触面積を変更することにより、横ずれ方向の連結強度すなわち複数のインナー部材１２が相互に相対変位（横ずれ）させられる荷重を容易に調整できるため、衝撃吸収特性の設定の自由度が高くなる。蛇腹状に圧縮変形させて衝撃エネルギーを吸収する本参考例のクラッシュボックス１０の場合、複数のインナー部材１２が相互に相対変位（横ずれ）することは必ずしも必要なく、比較的高い連結強度で連結すれば良い。
【００２３】
また、複数のインナー部材１２は何れも繊維強化樹脂にて構成されているとともに、衝撃が入力される先端側のインナー部材１２−１程強化繊維の含有量が少なくされて低強度とされているため、その入力側から適切に圧縮変形（圧壊）が進行させられるようになり、所定の衝撃吸収性能が安定して得られる。
【００２４】
また、本参考例では、複数のインナー部材１２の外周面にそれぞれ融着されるように、その複数のインナー部材１２の外周側に筒状のアウター部材１８が設けられるため、図１５に示す製造方法に従ってクラッシュボックス１０を高い生産性で安価に製造できる。
【００２５】
次に、本発明の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記参考例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００２６】
図１０は、本発明の一実施例であるクラッシュボックス１８０の斜視図で、図１１は縦断面図、すなわち図１０におけるXI−XI矢視部分の断面図である。このクラッシュボックス１８０は、軸方向に連なるように重ね合わされた３つの円筒形状のインナー部材１８２−１、１８２−２、１８２−３（特に区別しない場合は単にインナー部材１８２という）と、それ等のインナー部材１８２−１、１８２−２、１８２−３の外周側に一体的に融着された円筒形状のアウター部材１８４と、先端を覆蓋するように接着剤等により一体的に固着された円板状の蓋部材１８６とから構成されており、アウター部材１８４は円板形状のフランジ１８８を一体に備えている。図１２は、一つのインナー部材１８２を単独で示す正面図で、図１３は平面図、図１４は斜視図であり、このインナー部材１８２は、前記図６〜図９のインナー部材１２と同様に複数の補強リブ３２を放射状に備えている。インナー部材１８２の円筒形状の側壁１９０の小径端部には嵌合突起１９２が設けられており、大径端部の内側に嵌合されることにより、複数のインナー部材１８２が相互に同心に位置決めされる。
【００２７】
上記側壁１９０の外周面には、軸方向に延びる縦溝１９４が中心線Ｓまわりにおいて等角度間隔で複数、具体的には補強リブ３２と略同じ位置に６本、設けられているとともに、複数のインナー部材１８２は中心線Ｓまわりにおいて縦溝１９４の位置が３０°ずつずれるように重ね合わされている。また、前記嵌合突起１９２の突出寸法は、大径端部との嵌合長さよりも長く、複数のインナー部材１８２が軸方向に連なるように重ね合わされた状態で、その嵌合突起１９２の外周側に環状溝１９６が形成される。したがって、複数のインナー部材１８２が軸方向に重ね合わされた状態において、その外周面には複数の縦溝１９４と複数の環状溝１９６とが交差するように接続され、図１０に示すように全体として矩形の網目模様の溝が形成される。そして、それ等の溝１９４、１９６内にアウター部材１８４を構成する溶融樹脂が充填されて固化されることにより、複数のインナー部材１８２の外周面に部分的に融着された網目模様状のアウター部材１８４が一体的に設けられる。本実施例では、この網目模様状のアウター部材１８４によって、３つのインナー部材１８２が所定の連結強度で連結されているのであり、縦溝１９４の数や深さ、幅寸法、或いは環状溝１９６の深さや幅寸法により、その連結強度を容易に調整できる。
【００２８】
なお、前記インナー部材１２、１８２の補強リブ３２を省略し、円筒形状の側壁３０、１９０だけで構成することもできるし、平板形状等の他の補強リブを設けることも可能である。
【００２９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１８０：クラッシュボックス（衝撃吸収装置）    １８２、１８２−１、１８２−２、１８２−３：インナー部材（筒体）    １８４：アウター部材（連結部材）    １９４：縦溝（溝）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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