(57)【要約】【課題】衝突荷重を受ける荷重入力面を従来よりも大きくして、広い範囲で衝突荷重を吸収できるようにする。【解決手段】車両ボディの端縁で梁状に設けられており、外側面が衝突荷重を受ける荷重入力面２２ｆとなり、年輪２２ｅの軸心が荷重入力面２２ｆに沿って延びる上下一対の支持用木材２２と、年輪２１ｅの軸心が上下一対の支持用木材２２の荷重入力面２２ｆに対して直角方向に延びるようにそれらの支持用木材２２間に挟まれて、支持用木材２２の長手方向における一端側から他端側まで配置されており、衝突荷重を受ける荷重入力面２１ｆが支持用木材２２の荷重入力面２２ｆよりも内側に位置している衝撃吸収用木材２１とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材の変形を利用して車両の衝突荷重を吸収する車両の衝撃吸収部材であって、
車両ボディの端縁で梁状に設けられており、外側面が前記衝突荷重を受ける荷重入力面となり、年輪の軸心が前記荷重入力面に沿って延びる上下一対の支持用木材と、
年輪の軸心が前記上下一対の支持用木材の荷重入力面に対して直角方向に延びるようにそれらの支持用木材間に挟まれて、前記支持用木材の長手方向における一端側から他端側まで配置されており、前記衝突荷重を受ける荷重入力面が前記支持用木材の荷重入力面と同一面上、あるいは、前記支持用木材の荷重入力面よりも内側に位置している衝撃吸収用木材と、
を有する車両の衝撃吸収部材。
【請求項２】
請求項１に記載された車両の衝撃吸収部材であって、
複数本の角柱状の衝撃吸収用木材が横並びの状態で前記上下一対の支持用木材間に挟まれている車両の衝撃吸収部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された車両の衝撃吸収部材であって、
前記衝撃吸収用木材における荷重入力面は、前記上下一対の支持用木材における荷重入力面よりも所定寸法だけ内側に位置している車両の衝撃吸収部材。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された車両の衝撃吸収部材であって、
前記衝撃吸収用木材は、前記支持用木材の長手方向における両側から前記支持用木材と年輪の方向が等しい一対の押さえ用木材によって挟まれて拘束されている車両の衝撃吸収部材。
【請求項５】
請求項４に記載された車両の衝撃吸収部材であって、
前記一対の押さえ用木材は、前記衝撃吸収用木材における荷重入力面に連続する凹面を備えている車両の衝撃吸収部材。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載された車両の衝撃吸収部材であって、
前記衝撃吸収用木材と前記上下一対の支持用木材とは、車幅方向に延びる車両のバンパーリインフォースに沿って取付け可能に構成されている車両の衝撃吸収部材。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載された車両の衝撃吸収部材であって、
前記衝撃吸収用木材と前記上下一対の支持用木材とは、車両前後方向に延びる車両のロッカーに沿って取付け可能に構成されている車両の衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材の潰れを利用して車両の衝突荷重を吸収する車両の衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した車両の衝撃吸収部材に関する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の衝撃吸収部材１００は、図１２に示すように、角柱状の木材１０２と、木材１０２を収納する外筒１０４とを備えている。木材１０２は、年輪の軸心方向が外筒１０４の軸方向と一致するようにその外筒１０４に収納されている。そして、車両衝突時の衝突荷重Ｆが木材１０２と外筒１０４とに対して軸方向から加わることで、木材１０２及び外筒１０４が共に軸方向に潰れ、車両衝突時の衝撃が吸収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８２５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した衝撃吸収部材１００は、角柱状の木材１０２等の軸方向における一端で衝突荷重Ｆを受ける構成である。即ち、衝突荷重Ｆが入力する荷重入力面の面積が小さい。このため、例えば、車両が電柱に衝突する場合等のように、衝突部位が具体的に特定できない場所に使用すると、性能を発揮できない場合がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、衝突荷重を受ける荷重入力面を従来よりも大きくして、広い範囲で衝突荷重を吸収できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。請求項１の発明は、木材の変形を利用して車両の衝突荷重を吸収する車両の衝撃吸収部材であって、車両ボディの端縁で梁状に設けられており、外側面が前記衝突荷重を受ける荷重入力面となり、年輪の軸心が前記荷重入力面に沿って延びる上下一対の支持用木材と、年輪の軸心が前記上下一対の支持用木材の荷重入力面に対して直角方向に延びるようにそれらの支持用木材間に挟まれて、前記支持用木材の長手方向における一端側から他端側まで配置されており、前記衝突荷重を受ける荷重入力面が前記支持用木材の荷重入力面と同一面上、あるいは、前記支持用木材の荷重入力面よりも内側に位置している衝撃吸収用木材とを有する。
【０００７】
本発明によると、上下一対の支持用木材は、車両ボディの端縁で梁状に設けられており、外側面が衝突荷重を受ける荷重入力面となる。また、衝撃吸収用木材は、上下一対の支持用木材間に挟まれて、前記支持用木材の長手方向における一端側から他端側まで配置されている。そして、衝撃吸収用木材の荷重入力面は、前記支持用木材の荷重入力面と同一面上、あるいは、前記支持用木材の荷重入力面よりも内側に位置している。このように、衝突荷重を受ける荷重入力面が広い範囲に設けられているため、広い範囲で前記衝突荷重を受けられるようになる。したがって、例えば、車両が電柱に衝突する場合等のように、衝突部位が具体的に特定できない場所でも、確実に衝突荷重を吸収できる。また、衝撃吸収用木材の年輪の軸心は、前記支持用木材の荷重入力面に対して直角方向、即ち、想定される衝突荷重の方向に延びているため、前記衝撃吸収用木材が潰れることで、比較的大きな衝突荷重を吸収できるようになる。さらに、衝撃吸収用木材は、年輪の軸心が荷重入力面に沿って延びる一対の支持用木材によって上下から挟まれて拘束されている。このため、上下一対の支持用木材により衝撃吸収用木材を大きな強度で拘束できるようになる。
【０００８】
請求項２の発明によると、複数本の角柱状の衝撃吸収用木材が横並びの状態で前記上下一対の支持用木材間に挟まれている。このため、短い角柱状の木材を有効利用できる。
【０００９】
請求項３の発明によると、衝撃吸収用木材における荷重入力面は、上下一対の支持用木材における荷重入力面よりも所定寸法だけ内側に位置している。このため、衝突荷重は最初に上下一対の支持用木材の荷重入力面に入力されて前記一対の支持用木材が潰れた後、衝撃吸収用木材の荷重入力面に入力される。そして、衝突荷重が衝撃吸収用木材の荷重入力面に入力された後は、衝撃吸収用木材と一対の支持用木材とが共に潰れるようになる。このため、衝突荷重が加わる初期では、木材（支持用木材）が潰れる際の荷重は比較的小さく、その後、木材（衝撃吸収用木材＋支持用木材）が潰れる荷重が大きくなる。
【００１０】
請求項４の発明によると、衝撃吸収用木材は、支持用木材の長手方向における両側から前記支持用木材と年輪の方向が等しい一対の押さえ用木材によって挟まれて拘束されている。このため、衝撃吸収用木材が衝突荷重を受けて年輪の軸方向に潰れる際、年輪の径方向に変形し難くなる。
【００１１】
請求項５の発明によると、一対の押さえ用木材は、衝撃吸収用木材における荷重入力面に連続する凹面を備えている。
【００１２】
請求項６の発明によると、衝撃吸収用木材と上下一対の支持用木材とは、車幅方向に延びる車両のバンパーリインフォースに沿って取付け可能に構成されている。このため、衝撃吸収部材により車両前後方向における衝突荷重を吸収できるようになる。
【００１３】
請求項７の発明によると、衝撃吸収用木材と上下一対の支持用木材とは、車両前後方向に延びる車両のロッカーに沿って取付け可能に構成されている。これため、衝撃吸収部材により車両側面方向からの衝突荷重を吸収できるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、衝突荷重を受ける荷重入力面が従来よりも大きくなり、広い範囲の衝突荷重を吸収できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材を備える車両前部の模式平面図である。
【図２】本実施形態に係る衝撃吸収部材が取付けられたバンパーリインフォースの縦断面図（図１のII-II矢視断面図）である。
【図３】本実施形態に係る衝撃吸収部材を表す模式斜視図である。
【図４】前記衝撃吸収部材を表す部分正面図（図３のIV-IV矢視図）である。
【図５】衝撃吸収部材に加わる荷重と変形量（ストローク）との関係を表すグラフである。
【図６】変更例１に係る衝撃吸収部材を表す模式斜視図である。
【図７】変更例１に係る衝撃吸収部材を部分正面図（図６のVII-VII矢視図）である。
【図８】変更例２に係る衝撃吸収部材を表す模式斜視図である。
【図９】変更例２に係る衝撃吸収部材を表す模式斜視図である。
【図１０】変更例２に係る衝撃吸収部材に対して局部的に衝突荷重が加わる様子を表す模式斜視図である。
【図１１】衝突荷重により衝撃吸収部材が変形した様子を表す模式斜視図である。
【図１２】従来の衝撃吸収部材を表す模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施形態１］
以下、図１から図１１に基づいて本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材について説明する。本実施形態に係る衝撃吸収部材２０は、車両前方衝突時に車両１０に加わる衝突荷重Ｆを軽減するための部材である。ここで、図中に示す前後左右、及び上下は、衝撃吸収部材２０が取付けられている車両１０の前後左右、及び上下に対応している。
【００１７】
＜車両１０の前部構造の概要について＞
車両１０の前部には、図１、図２に示すように、左右両側位置に車両前後方向に延びる筒状の骨格部材であるサイドメンバ１２が設けられている。そして、左右のサイドメンバ１２の前端フランジ部１２ｆ（図２参照）に車幅方向に延びるフロントバンパ１４が連結されている。フロントバンパ１４は、サイドメンバ１２に連結されるバンパーリインフォース１５と、前記バンパーリインフォース１５と緩衝材とを覆うバンパーカバー（図示省略）とから構成されている。そして、フロントバンパ１４のバンパーリインフォース１５に梁状の衝撃吸収部材２０が取付けられている。即ち、バンパーリインフォース１５が本発明の車両ボディの端縁に相当する。
【００１８】
バンパーリインフォース１５は、図２に示すように、上板部１５ｕと縦板部１５ｗと下板部１５ｄとにより前側が開放された角形溝状に形成されている。そして、バンパーリインフォース１５の角形溝内に衝撃吸収部材２０が収納されている。また、バンパーリインフォース１５の上板部１５ｕと下板部１５ｄとには、衝撃吸収部材２０をバンパーリインフォース１５に取付けるためのボルト３０が通されるボルト孔１５ｈが形成されている。
【００１９】
＜衝撃吸収部材２０について＞
衝撃吸収部材２０は、車両の前方衝突時の衝突荷重Ｆを吸収する部材であり、図２〜図４に示すように、上下一対の支持用木材２２と、上下一対の支持用木材２２に挟まれて拘束される多数本の衝撃吸収用木材２１とから構成されている。上下一対の支持用木材２２は、図３に示すように、一定幅の梁状に形成された厚板であり、年輪２２ｅの軸心が長手方向（車幅方向（左右方向））に延びるように構成されている。そして、上下一対の支持用木材２２の幅方向における前端面が衝突荷重Ｆを受ける荷重入力面２２ｆとなっている。ここで、前記支持用木材２２としては、杉、あるいは檜のような針葉樹が好適に使用される。
【００２０】
衝撃吸収部材２０の衝撃吸収用木材２１は、主に衝突荷重Ｆを吸収する木材である。衝撃吸収用木材２１は、図３、図４に示すように、前記支持用木材２２の幅寸法よりも寸法Ｌだけ小さい長さ寸法に設定された角柱状に形成されている。そして、角柱状の衝撃吸収用木材２１の軸心が支持用木材２２の荷重入力面２２ｆに対して直角方向、即ち、車両前後方向に延びるように配置されている。また、衝撃吸収用木材２１の年輪２１ｅの軸心は衝撃吸収用木材２１の軸心に沿って車両前後方向に延びるように構成されている。
【００２１】
上下一対の支持用木材２２の間には、図３、図４に示すように、多数本の衝撃吸収用木材２１が隙間なく左右方向に一列に並べられた状態で配置されている。そして、多数本の衝撃吸収用木材２１の後端面が、図３に示すように、上下一対の支持用木材２２の幅方向における後端面に面一となるように位置合わせされている。また、多数本の衝撃吸収用木材２１の前端面は、上下一対の支持用木材２２の荷重入力面２２ｆ（前端面）から寸法Ｌだけ内側に入り込んだ位置に位置決めされている。そして、多数本の衝撃吸収用木材２１の前端面が衝突荷重Ｆを受ける荷重入力面２１ｆとなっている。ここで、衝撃吸収用木材２１としては、支持用木材２２と同様に杉、あるいは檜のような針葉樹が好適に使用される。
【００２２】
上下一対の支持用木材２２と多数本の衝撃吸収用木材２１とには、図２に示すように、バンパーリインフォース１５の上板部１５ｕと下板部１５ｄとのボルト孔１５ｈに対応する位置に、前記ボルト３０が通されるボルト孔２１ｈ，２２ｈが形成されている。ここで、図３、図４には、衝撃吸収用木材２１と支持用木材２２とのボルト孔２１ｈ，２２ｈは省略されている。
【００２３】
＜衝撃吸収部材２０の取付けについて＞
衝撃吸収部材２０をバンパーリインフォース１５に取付ける場合には、先ず、図３、図４に示すように、多数本の衝撃吸収用木材２１を相互に接着し、さらに衝撃吸収用木材２１の集合体を上下一対の支持用木材２２と接着する。この状態で、バンパーリインフォース１５の上板部１５ｕと下板部１５ｄとのボルト孔１５ｈに対応する位置にボルト孔２１ｈ，２２ｈを形成する。次に、図２に示すように、バンパーリインフォース１５の上板部１５ｕと下板部１５ｄとの間に衝撃吸収部材２０を収納する。このとき、バンパーリインフォース１５（上板部１５ｕ、下板部１５ｄ）のボルト孔１５ｈと、衝撃吸収用木材２１及び支持用木材２２のボルト孔２１ｈ，２２ｈとを位置合わせする。この状態で、前記ボルト孔１５ｈ，２１ｈ，２２ｈにボルト３０を通し、ボルト３０にナット３５を螺合させて締付けることで、衝撃吸収部材２０をバンパーリインフォース１５に取付けることができる。
【００２４】
ここで、衝撃吸収用木材２１の集合体を上下一対の支持用木材２２に接着する例を示したが、衝撃吸収用木材２１の集合体と支持用木材２２との接着を省略することも可能である。また、接着により衝撃吸収用木材２１の集合体を形成する代わりに、嵌め合わせ構造を利用して衝撃吸収用木材２１の集合体を形成することも可能である。さらに、衝撃吸収用木材２１の本数が少ない場合には、接着、あるいは嵌め合わせ工程を省略して、ボルト３０とナット３５との締付け力のみで衝撃吸収用木材２１を固定することも可能である。
【００２５】
＜衝撃吸収部材２０の動作について＞
次に、図５に基づいて、衝撃吸収部材２０の動作について説明する。ここで、図５における横軸は、衝突荷重Ｆが加わったときの衝撃吸収部材２０の潰れ量（ストロ−ク）を表しており、縦軸は、衝撃吸収部材２０が潰れる際の荷重を表している。
【００２６】
車両１０が、例えば、電柱等に対して前方から衝突すると、衝突荷重Ｆは、先ず、衝撃吸収部材２０の上下一対の支持用木材２２の荷重入力面２２ｆに入力する。ここで、支持用木材２２の年輪２２ｅの軸心は荷重入力面２２ｆに沿って延びているため、支持用木材２２が潰れ始める際の限界荷重Ｆ０は比較的小さい。衝突荷重Ｆが入力された初期段階では、図５に示すように、衝突荷重Ｆが上下一対の支持用木材２２の限界荷重Ｆ０を超えた状態で、それらの支持用木材２２が幅方向（車両前後方向）に潰れるようになる。
【００２７】
そして、上下一対の支持用木材２２が寸法Ｌだけ潰れると、衝突荷重Ｆは衝撃吸収用木材２１の荷重入力面２１ｆに入力する。ここで、衝撃吸収用木材２１の年輪２１ｅの軸心は車両前後方向に延びているため、衝撃吸収用木材２１が潰れ始める際の限界荷重Ｆｘは支持用木材２２が潰れ始める際の限界荷重Ｆ０よりも格段に大きくなる。そして、衝突荷重Ｆが衝撃吸収用木材２１の限界荷重Ｆｘを超えた状態で、衝撃吸収用木材２１が支持用木材２２と共に幅方向（車両前後方向）に潰れるようになる。即ち、衝撃吸収用木材２１と支持用木材２２とが潰れることで、衝突荷重Ｆが吸収される。
【００２８】
ここで、上下一対の支持用木材２２が潰れ始める際の限界荷重Ｆ０は、支持用木材２２の厚み寸法Ｔ２（図４参照）を増減させることで調整可能である。また、衝撃吸収用木材２１が潰れ始める際の限界荷重Ｆｘは、同じく衝撃吸収用木材２１の厚み寸法Ｔ１を増減させることで調整可能である。
【００２９】
＜本実施形態に係る衝撃吸収部材２０の長所について＞
本実施形態に係る衝撃吸収部材２０によると、上下一対の支持用木材２２は、バンパーリインフォース１５の位置（車両ボディの端縁）で梁状に設けられており、前端面（外側面）が衝突荷重Ｆを受ける荷重入力面２２ｆとなる。また、衝撃吸収用木材２１は、上下一対の支持用木材２２間に挟まれて、支持用木材２２の長手方向における一端側から他端側まで配置されている。そして、衝撃吸収用木材２１の荷重入力面２１ｆは、前記支持用木材２２の外側面（荷重入力面２２ｆ）よりも内側に位置している。このように、衝突荷重Ｆを受ける荷重入力面２１ｆ，２２ｆが広い範囲に設けられているため、広い範囲で衝突荷重Ｆを受けられるようになる。したがって、例えば、車両１０が電柱に衝突する場合等のように、衝突部位が具体的に特定できない場所でも、確実に衝突荷重Ｆを吸収できる。
【００３０】
また、衝撃吸収用木材２１の年輪２１ｅの軸心は、支持用木材２２の荷重入力面２２ｆに対して直角方向、即ち、想定される衝突荷重Ｆの方向に延びるため、衝撃吸収用木材２１が潰れることで、比較的大きな衝突荷重Ｆを吸収できるようになる。さらに、衝撃吸収用木材２１は、年輪２２ｅの軸心が荷重入力面２２ｆに沿って延びる一対の支持用木材２２によって上下から挟まれて拘束されている。このため、衝撃吸収用木材２１が上下一対の支持用木材２２により大きな強度で拘束されるようになる。また、衝撃吸収部材２０は木材により形成されているため、例えば、軽金属により等しい荷重吸収性能を有する衝撃吸収部材を製造する場合よりも軽量化を図ることができる。
【００３１】
＜変更例１＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、多数本の衝撃吸収用木材２１を上下一対の支持用木材２２で挟んで拘束する例を示した。しかし、図６、図７に示すように、上下一対の支持用木材２２に加えて、左右一対の押さえ用木材２３によって多数本の衝撃吸収用木材２１を左右方向から挟んで拘束することも可能である。即ち、左右一対の押さえ用木材２３は、上下一対の支持用木材２２と同様に年輪２３ｅの軸心が荷重入力面２３ｆに沿うように設けられている。また、左右一対の押さえ用木材２３の前部には、上下一対の支持用木材２２の荷重入力面２２ｆと衝撃吸収用木材２１の荷重入力面２１ｆとの位置関係に合わせて、角形溝部２３ｍが形成されている。
【００３２】
そして、前記押さえ用木材２３の角形溝部２３ｍの底面２３ｂが衝撃吸収用木材２１の荷重入力面２１ｆと面一となるように位置合わせされている。この状態で、左右一対の押さえ用木材２３は、図７等に示すように、上下一対の支持用木材２２に対して木ネジ３４等により固定される。即ち、押さえ用木材２３の角形溝部２３ｍの底面２３ｂが本発明の支持用木材の凹面に相当する。このように、多数本の衝撃吸収用木材２１が上下一対の支持用木材２２に加え、左右一対の押さえ用木材２３によって左右方向から挟んで拘束されるため、衝撃吸収用木材２１が衝突荷重Ｆを受けて年輪２１ｅの軸方向に潰れる際、年輪２１ｅの径方向に変形し難くなる。
【００３３】
＜変更例２＞
本実施形態では、多数本の衝撃吸収用木材２１における衝撃荷重Ｆの荷重入力面２１ｆを上下一対の支持用木材２２における衝撃荷重Ｆの荷重入力面２２ｆよりも寸法Ｌだけ内側に配置する例を示した。しかし、衝撃吸収部材２０を二段階に分けて潰す必要がない場合は、図８に示すように、衝撃吸収用木材２１における衝撃荷重Ｆの荷重入力面２１ｆと上下一対の支持用木材２２における衝撃荷重Ｆの荷重入力面２２ｆとを面一に設けることも可能である。また、図９に示すように、多数本の衝撃吸収用木材２１を上下一対の支持用木材２２に加えて、左右一対の押さえ用木材２３によって挟んで拘束することも可能である。
【００３４】
ここで、図１０は、変更例２に係る衝撃吸収部材２０を備える車両１０が電柱Ｈに衝突する様子を模式的に表している。また、図１１は、このときに衝撃吸収部材２０の衝撃吸収用木材２１の荷重入力面２２ｆと上下一対の支持用木材２２の荷重入力面２２ｆとが潰れ始める様子を模式的に表している。
【００３５】
本実施形態では、衝撃吸収部材２０をバンパーリインフォース１５に取付ける例を示した。しかし、車両１０の左右両端部で車両前後方向に延びるロッカー（サイドシル）の内部空間に前記衝撃吸収部材２０を収納することも可能である。また、前記衝撃吸収部材２０をロッカー（サイドシル）の下側にボルト止めすることも可能である。これにより、車両１０の側面衝突荷重を前記衝撃吸収部材２０により吸収することが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・・車両
１５・・・・バンパーリインフォース（車両ボディの端縁）
２０・・・・衝撃吸収部材
２１・・・・衝撃吸収用木材
２１ｆ・・・荷重入力面
２１ｅ・・・年輪
２２・・・・支持用木材
２２ｆ・・・荷重入力面
２２ｅ・・・年輪
２３・・・・押さえ用木材
２３ｍ・・・角形溝部
２３ｂ・・・底面（凹面）
２３ｆ・・・荷重入力面
【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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