(57)【要約】【課題】  初期荷重ピーク値が低く、それにも拘わらず衝撃吸収性能に優れた衝撃吸収部材を提供する。【解決手段】  衝突側前方壁２と車体側後方壁３と、前記衝撃側前方壁２と前記車体側後方壁３とを連結する３枚以上の側壁４、５、６とを有し、前記側壁のうち両側端の側壁４、５の車体側には、前記車体側後方壁３から車体側に突出して車体側に接する両側端突出部４ａ、５ａが設けられている。衝撃初期に大きなピーク荷重が発生して車体側に損傷を与えるのを抑制し、衝撃付加時に長い時間に亘って適度な荷重を発生させて衝撃吸収能を高める。前記側壁のうちの一部または全部に、該側壁を衝撃付加時に特定方向に変位させるための凹部を設けてもよい。該凹部によって側壁を特定方向に変位させて側壁同士の接触による荷重増大が得られ、衝撃吸収性能がさらに増大する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突側前方壁と、車体側後方壁と、前記衝撃側前方壁と前記車体側後方壁とを連結する３枚以上の側壁とを有し、前記側壁のうち両側端の側壁の車体側には、前記車体側後方壁から車体側に突出して車体側に接する両側端突出部が設けられていることを特徴とする車両用衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記両側端突出部が接する車体側が、バンパレインフォースメントであることを特徴とする請求項１記載の車両用衝撃吸収部材。  
【請求項３】
前記衝突側前方壁は、両側端の側壁の外側に伸長していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記車体側後方壁は、両側端の側壁の外側に伸長していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用衝撃吸収部材。
【請求項５】
両側端の側壁間にある前記側壁の一部で、該側壁の車体側に前記車体側後方壁から車体側に突出して前記車体側に接する中間突出部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用衝撃吸収部材。
【請求項６】
前記側壁のうちの一部または全部に、該側壁を衝撃付加時に特定方向に変位させるための凹部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突などによって発生する衝撃を吸収して車体への損傷を緩和するための車両用衝撃吸収部材に関するものであり、特にバンパレインフォースメントや、バンパレインフォースメントの前面に設ける補助材などとして好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
車両には衝撃吸収の目的でバンパが取り付けられており、さらに該バンパには、衝撃吸収補強材としてのバンパレインフォースメントが設けられている。該バンパやバンパレインフォースメントは衝撃が加わった際に変形することで衝撃を緩和する。また、低荷重で衝撃が加わった際に、バンパやバンパレインフォースメントが変形してしまうと、修理費が増してしまうので、バンパレインフォースメントを補助する補助材を設けて衝撃を吸収する場合もある。
【０００３】
上記したバンパレインフォースメントや補助材などの衝撃吸収部材の多くでは、図９（ａ）に示すように、衝撃が加わる前方壁２０と、車体側の後方壁２１を有し、これら前方壁２０と後方壁２１とを互いに間隙を有する複数の側壁２２…２２で連結する構造からなっている（例えば特許文献１参照）。
この衝撃吸収部材２０に対し、図９（ａ）に示すように前方壁に衝撃が加わると、荷重が前方壁２０から側壁２２、後方壁２１へと伝わり、荷重が増加するに連れて側壁２２が座屈して車体側に加わる衝撃を緩和する。この際に衝撃吸収部材において発生する荷重の変化を示したものが図９（ｂ）である。この図では、上記荷重と衝撃荷重の移動変位量との関係が示されている。この図に示されるように、衝撃の初期には、側壁の突っ張りによって高い荷重（荷重ピーク）が発生し、その後、側壁２２が座屈することで荷重が漸減している。
【特許文献１】特開平６−２８６５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記図９に示すように衝撃初期に衝撃吸収部材で大きな荷重が発生すると、該荷重が車体側に伝わって車体側の損傷を招くという問題がある。このため、衝撃吸収部材の強度を下げて衝撃初期の発生荷重を小さくすることも考えられるが、その場合、衝撃の吸収能が低下して車体側の損傷を十分に防止できないという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、衝撃吸収性能を損なうことなく衝撃初期の荷重増大をできるだけ小さくして車体側の損傷を抑制することができる衝撃吸収部材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】
【０００６】
すなわち、本発明の車両用衝撃吸収部材のうち、第１の発明は、衝突側前方壁と、車体側後方壁と、前記衝撃側前方壁と前記車体側後方壁とを連結する３枚以上の側壁とを有し、前記側壁のうち両側端の側壁の車体側には、前記車体側後方壁から車体側に突出して車体側に接する両側端突出部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明の車両用衝撃吸収部材は、第１の発明において、前記両側端突出部が接する車体側が、バンパレインフォースメントであることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明の車両用衝撃吸収部材は、第１または第２の発明において、前記衝突側前方壁は、両側端の側壁の外側に伸長していることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明の車両用衝撃吸収部材は、第１〜第３の発明において、前記車体側後方壁は、両側端の側壁の外側に伸長していることを特徴とする。
【００１０】
第５の発明の車両用衝撃吸収部材は、第１〜第４の発明において、両側端の側壁間にある前記側壁の一部で、該側壁の車体側に前記車体側後方壁から車体側に突出して前記車体側に接する中間突出部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
第６の発明の車両用衝撃吸収部材は、第１〜第５の発明において、前記側壁のうちの一部または全部に、該側壁を衝撃付加時に特定方向に変位させるための凹部が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用衝撃吸収部材によれば、衝突側前方壁に加わった荷重は、壁面で一様に受け、初期には該荷重は両側端の側壁から両側端突出部を介して車体側へと伝達される。また、車体側に中間突出部が位置する側壁を有する場合には、この側壁および中間突出部を介して同様に荷重が車体側へと伝達される。荷重が加わった初期には、車体側に突出部を有する側壁による突っ張り作用によって十分な荷重が得られる。ただし、この際には、突出部を車体側に有しない側壁では突っ張り作用を示さないため、全部の側壁で突っ張り作用が出現する従来材に比べてピーク荷重は相対的に低下する。そして衝撃荷重の増加に伴い、突っ張り作用を示す側壁で座屈が生じることで吸収部材による荷重が漸減するとともに、後方壁がたわんで、それまで車体側に接していなかった側壁が後方壁を介して車体側に接するに至る。その結果、この側壁によって新たに突っ張り作用が得られ、再度荷重が増加する。ただし、この突っ張り作用は、新たに突っ張り作用を示す側壁に限って得られるために、荷重が必要以上に増加することはなく、適度な荷重増加が見られる。そして、この突っ張り作用を示している側壁が座屈し始めると、吸収部材による全体の荷重が漸減する。この荷重変化では、長い時間に亘って適度な荷重が得られるため、優れた衝撃吸収能が得られる。
【００１３】
なお、前記衝突側前方壁を、両側端の側壁の外側に伸長した形状とすれば、広い面範囲で衝撃を受けることができるとともに、吸収部材の保型性が増し、衝撃によって変形する際に、いびつな変形が生じることなく定型的な変形過程を経ることで吸収能が安定したものとなる。また、車体側後方壁を両側端の側壁の外側に伸長した形状とすることによっても吸収部材の保型性が増して、吸収能が安定したものとなる。
【００１４】
また、前記側壁のうちの一部または全部に、該側壁を衝撃付加時に特定方向に変位させるための凹部（内外方向）が設けられたものでは、衝撃の付加によって座屈する際に、凹部側に変形する傾向が与えられるため、意図する方向に変形させることができる。これにより座屈する側壁同士が必ず、座屈途中で接するように変形させることができる。側壁同士が座屈途中に接触すると斜行した側壁による突っ張り作用が発生し、吸収部材の荷重を増加させる作用が得られ、衝撃吸収作用を増加させる。特に、凹部は、車体側に突出部を有する側壁に設けるのが望ましく、初期の突っ張り作用後に、所定の方向に座屈させることで、多段の荷重ピークを出現させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明の車両用衝撃吸収部材によれば、衝突側前方壁と、車体側後方壁と、前記衝撃側前方壁と前記車体側後方壁とを連結する３枚以上の側壁とを有し、前記側壁のうち両側端の側壁の車体側には、前記車体側後方壁から車体側に突出して車体側に接する両側端突出部が設けられているので、衝撃初期に大きなピーク荷重が発生して車体側に損傷を与えるのを抑制し、さらに、衝撃付加時に長い時間に亘って適度な荷重が発生して優れた衝撃吸収能を示し、車体側への損傷を極力小さなものとする。
【００１６】
また、本発明の車両用衝撃吸収部材を車体側のバンパレインフォースメントの前方側に設けることによって、吸収部材の吸収エネルギ分についてバンパレインフォースメントの変形を低減し、小さい衝撃においてはバンパレインフォースメント等の損傷自体を確実に回避して修理コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の一実施形態を説明する。
衝撃吸収部材１は、長尺な衝撃側前方壁２と同じ長さの車体側後方壁３とが間隔をおいて平行に位置しており、衝撃側前方壁２は、車体側後方壁３よりもやや幅広に形成されている。上記衝撃側前方壁２と車体側後方壁３とは、両端側において前記前方壁２および後方壁３と直角に位置する側壁４、５によって連結され、その中間部に側壁６が連結されている。なお、本発明においては、前記前方壁２および後方壁３と側壁とが直交していることが要件とされるものではなく、互いに交差する方向に沿ったものであればよい。
上記側壁４、５は、衝撃側前方壁２および車体側後方壁３の両端縁よりも内側に位置している。すなわち、衝撃側前方壁２および車体側後方壁３は、側壁４、５の外側に伸長している。また、側壁４、５の壁面方向に沿った位置の車体側後方壁３の外面には、両側端突出部４ａ、５ａが形成されている。
【００１８】
上記衝撃吸収部材１は、車体１０に車体フレーム１１を介して設けられたバンパレインフォースメント１２に対し、車体側後方壁３を隣接させ、衝撃側前方壁２が外方側に向くようにして横方向に沿って配置、固定される。該配置、固定によって両側端突出部４ａ、５ａがバンパレインフォースメント１２に接し、車体側後方壁３は、バンパレインフォースメント１２と間隙を有して位置する。上記衝撃吸収部材１およびバンパレインフォースメント１２の外側には、樹脂バンパ１４が設置される。
【００１９】
上記衝撃吸収部材１の作用を説明するため、上記樹脂バンパ１４を省略した状態での衝撃吸収挙動について図３（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。
衝撃吸収部材１は、図３（ａ）に示すように、両側端突出部３ａ、４ａによってバンパレインフォースメント１２の外面に接しており、衝撃側前方壁２に正対する方向から衝撃が加わるものとする。
【００２０】
衝撃吸収部材１に外方から衝撃が加わると、該衝撃は、衝撃側前方壁２の外面に加わり、衝撃側前方壁２で一様に衝撃を受ける。前記衝撃は、さらに側壁４、５、両端側突出部４ａ、５ａを介してバンパレインフォースメント１２に加わる。この際に、衝撃吸収部材１では、衝撃側前方壁２および車体側後方壁３が側壁４、５の外側に伸長して高い保型性を有していることから、衝撃吸収部材１のいびつな変形が防止される。
前記衝撃によって、衝撃吸収部材１では弾性変形によって図３（ｂ）に示すように次第に荷重が増大し、側壁４、５、両端側突出部４ａ、５ａによる突っ張り作用によって第１の荷重ピークを示す。その後、側壁４、５が座屈し始めることによって荷重が漸減し、車体側後方壁３が撓んで遂には図３（ｂ）に示すように、車体側後方壁３がバンパレインフォースメント１２に接するに至る。すると、側壁６による突っ張り作用が出現し、衝撃吸収部材１における荷重が増大して第２のピークを示す。その後、側壁６が座屈し始めると荷重は次第に減少して遂には衝撃吸収性能が失われる。
【００２１】
上記挙動では、第１の荷重ピークは側壁４、５の２つの側壁の突っ張り作用によって得られている。従来、３枚以上の側壁を有する衝撃吸収部材では、全ての側壁、すなわち３枚以上の側壁によって突っ張り作用が出現するため、荷重ピークは相対的に大きくなり、該荷重がバンパレインフォースメントなどの車体側に加わることで車体側の損傷を招くという問題がある。しかし、本願発明では、上記のように初期に突っ張り作用を示す側壁が一部のものに限られるため、第１の荷重ピークを相対的に小さくすることができる。従来の衝撃吸収部材では、上記した第１の荷重ピーク以降は、荷重は漸減するのみであり、次第に衝撃吸収能力も低下する。これに対し本願発明では、第１のピークに遅れて他の側壁による突っ張り作用が生じて第２の荷重ピークが出現するため、長い時間に亘って高い衝撃吸収能力を示す。また、第２の荷重ピークも一部の側壁による突っ張り作用によって出現するため、車体側に損傷を与えるほどの大きな荷重とはならない。
以上のように、本願発明の衝撃吸収部材によれば、衝撃吸収性能を阻害することなく初期の荷重ピークを比較的小さくして車体側の損傷をできるだけ回避することができる。
【００２２】
次に、他の実施形態を図４、５に基づいて説明する。
なお、前記実施形態と同様の形状については同一の符号を付してその説明を省略または簡略にする。
この実施形態の衝撃吸収部材１ａでは、前記実施形態と同様に衝撃側前方壁２、車体側後方壁３、側壁４、５、６を有している。さらに側壁４、５の高さ方向中央部分において、それぞれ内側に窪む凹部４ｂ、５ｂが設けられている。この実施形態では凹部４ｂ、５ｂは屈曲して厚み全体が窪んだ形状となっているが、湾曲して窪んだ形状とすることもでき、また厚みの一部で窪んだ形状とすることもできる。
【００２３】
次に、上記衝撃吸収部材１ａの衝撃吸収挙動について、図５の概略図を用いて説明する。
衝撃吸収部材１ａに外方から衝撃が加わると、前記実施形態と同様に、側壁４、５、両端側突出部４ａ、５ａによる突っ張り作用によって第１の荷重ピークを示す。その後、側壁４、５では、凹部４ｂ、５ｂが設けられていることから、側壁４、５に加わる荷重によって側壁４、５がそれぞれ内側に座屈するように誘導される。側壁４、５が座屈し始めることによって荷重が漸減し、これとともに車体側後方壁３が撓んでバンパレインフォースメント１２に接するに至る。すると、前記実施形態と同様に、側壁６による突っ張り作用が出現し、衝撃吸収部材２における荷重が増大して第２のピークを示す。その後、側壁４、５、６の座屈が進行すると、内側に座屈した側壁４、５のいずれかと側壁６とが接触し、互いに支え合うことによって斜行した側壁による突っ張り作用が生じ、第３の比較的小さな荷重ピークが出現する。さらに座屈が進行すると、荷重は次第に減少して遂には衝撃吸収性能が失われる。
【００２４】
上記挙動では、前記実施形態と同様に第１の荷重ピークは比較的小さく抑えられるとともに、その後、第２、第３の荷重ピークが出現することで、長い時間に亘って高い衝撃吸収能力を示す。また、第２、３の荷重ピークは、車体側に損傷を与えるほどの大きな荷重とはならない。
以上のように、この実施形態の衝撃吸収部材によれば、側壁に凹部を設けることで座屈する側壁同士を接触させて突っ張り作用を出現させるので、前記実施形態による効果に加えて衝撃吸収性能をより長い時間に亘って確保することができる。
【００２５】
なお、上記各実施形態では、衝撃側前方壁２および車体側後方壁３が側壁４、５の外側に伸長して保型性を向上させているが、本発明としては、スペースの制約等の理由から衝撃側前方壁２および車体側後方壁３が側壁４、５にコーナー連結するようにして、側壁４、５の外方に伸長しない形状とすることができる。該形状の衝撃吸収部材１ｂの一例が図６に示される。なお、前記実施形態と同様の構造については同一の符号を付している。また、衝撃側前方壁２と車体側後方壁３の一方のみが両側端の側壁の外側に伸長するように構成することもできる。
【００２６】
さらに、上記実施形態では、衝撃側前方壁２および車体側後方壁３と連結する側壁として、両端側の側壁と、その間にある中間の側壁を有するものとして説明した。ただし、本発明としては３以上の側壁であれば側壁の数は、特に限定されるものではない。図７に、側壁の数を変更した変更例の衝撃吸収部材１ｃ〜１ｆの一群を示しており、必要に応じて側壁の数を定めることができる。
【００２７】
さらに前記各実施形態では、両側端の側壁に対応して突出部を設けているが、本発明としては、さらに内側の側壁のうちの一部に対応して１以上の中間突出部を設けることも可能である。図８は、該構成の該衝撃吸収部材１ｇを示すものである。
【００２８】
すなわち該衝撃吸収部材１ｇは、前記各実施形態と同様に、衝撃側前方壁２および車体側後方壁３を有し、該衝撃側前方壁２と車体側後方壁３を連結する両側端の側壁４、５と中央の側壁６とを有し、さらに側壁４、５と側壁６との間に側壁７、８を有している。
前記側壁６に対応して車体側後方壁３には、その外面に中間突出部６ａが設けられている。この中間突出部６ａは、前記両側端突出部４ａ、５ａと同一の高さで形成されている。なお、本発明としては中間突出部６ａの高さを両側端突出部４ａ、５ａの高さよりも低くすることも可能である。
【００２９】
上記衝撃吸収部材１ｇは、前記各実施形態と同様に、車体側後方壁３を車体側に向けて設置される。この衝撃吸収部材１ｇに衝撃が加わると、前記実施形態と同様に側壁４、５に加えて側壁６においても中間突出部６ａによって突っ張り作用が得られ、第１の荷重ピークが得られる。ただし、この際に、側壁７、８は、第１の荷重ピークに寄与しないため、全部の側壁で一度に突っ張り作用が得られる場合に比べて荷重ピーク値は小さくなる。その後、側壁４、５、６が座屈すると、荷重は次第に低下して側壁７、８による突っ張り作用によって第２の荷重ピークが現れる。その後は、側壁７、８も座屈し始めて荷重は漸減する。この実施形態によっても第１の荷重ピークは相対的に低く抑えられ、その後、さらに荷重ピークが出現することで高い衝撃吸収能力を示す。上記実施形態では、中間突出部は一つとしたが中間突出部は２以上とすることもでき、側壁の枚数や、第１の荷重ピーク値の増加を考慮してその数を定めることができる。
【００３０】
なお、上記各実施形態では、本発明の衝撃吸収部材はバンパレインフォースメントに対する補助材として使用する場合について説明したが、バンパレインフォースメントとして使用することも可能であり、さらに他の設置箇所において衝撃を吸収する部材として使用することもできる。
本発明は、上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において変更可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の衝撃吸収部材を示す斜視図である。
【図２】同じく、車体に設置した状態を示す斜視図および拡大断面図である。
【図３】同じく、衝撃吸収部材の衝撃吸収挙動を説明する図である。
【図４】本発明の他の実施形態の衝撃吸収部材を示す斜視図である。
【図５】同じく、衝撃吸収部材の衝撃吸収挙動を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施形態の衝撃吸収部材を示す概略図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態の衝撃吸収部材を示す概略図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態の衝撃吸収部材を示す概略図である。
【図９】従来の衝撃吸収部材の衝撃吸収挙動を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、１ａ…１ｇ  衝撃吸収部材
２  衝撃側前方壁
３  車体側後方壁
４、５、６、７、８  側壁
４ａ、５ａ  両側端突出部
６ａ  中間突出部
１０  車体
１１  車体フレーム
１２  バンパレインフォースメント
１４  樹脂バンパ
【図１】
2006007828.tif 000003
【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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