(57)【要約】【課題】要求される衝突エネルギーの吸収性能を満足しながら、小型車両にも好適に適用可能な車両用衝撃吸収部材を提供すること。【解決手段】車両の幅方向に延在するバンパリィンフォース２と車体側のサイドメンバー３に固定される車両用衝撃吸収部材１において、バンパリィンフォース２に固定される前壁部１１、１２と、サイドメンバー３に固定される後壁部１３と、前壁部１１、１２と後壁部１３を連結する側壁部１４、１５とを有し、バンパリィンフォース２に衝撃荷重が作用すると側壁部１４，１５が塑性変形をしながらサイドメンバー３の外側後方に送り込まれる構成とした。【選択図】　　　図１
2004025921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の幅方向に延在するバンパリィンフォースと車体側のサイドメンバーに固定される車両用衝撃吸収部材において、
前記バンパリィンフォースに固定される前壁部と、前記サイドメンバーに固定される後壁部と、前記前壁部と前記後壁部を連結する側壁部とを有し、前記バンパリィンフォースに衝撃荷重が作用すると前記側壁部が塑性変形をしながら前記サイドメンバーの外側に送り込まれることを特徴とする車両用衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記側壁部の前記サイドメンバー側には、前記バンパリィンフォース側に谷部となっている変形部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記側壁部は、車両の前後方向軸に対して傾き角度を有していることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記側壁部は、前記後壁部から前記前壁部に近づくにともなって断面２次モーメントが徐々に大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の幅方向に延在するバンパリィンフォースと車体側のサイドメンバーに固定される車両用衝撃吸収部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両の衝突時の乗員への衝撃を緩和するために、車両のバンパリィンフォースと車体側のサイドメンバー（サイドフレームともいう）との間に塑性変形可能な衝撃吸収部材（クラッシュボックス）を介在させている。このような衝撃吸収部材の例としては、特開２００２−１２１０４号公報に開示されているように、中空部を有するアルミニウム合金の押出形材を、その押出方向と車体の前後方向とが直交するようにバンパリィンフォースとサイドメンバーとの間に配置されているものがある。
【０００３】
また、特開平１１−５９４８６号公報に開示されているように、バンパリィンフォースとサイドメンバーとの間に配置される衝撃吸収部材の外側面を傾斜させることにより、車両の斜め方向からの衝撃力を吸収する能力を高めたものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の車両用衝撃吸収部材においては、いずれも車両の衝突時、バンパリィンフォースに衝撃荷重が作用すると、衝撃吸収部材が座屈変形や蛇腹状圧壊することによって衝突エネルギーが吸収されるため、潰れ残りが生じるものであった。従って、十分な衝突エネルギーを吸収するには、衝撃吸収部材の衝突方向（車両の前後方向）の寸法を大きくさせる必要があった。
【０００５】
そこで、特開平１１−１７３３５７号公報に開示されているように、パイプ材の一端を折り返して反転部を作り、反転部の周縁を車体のサイドメンバー側の部材に固定し、バイプ材の前端開口縁をバンパリィンフォース側の部材に固定する構成のものも知られている。この公知例では、車両の衝突時、反転部が軸方向に移動してパイプ材の本体部を順次塑性変形させながらサイドメンバーの中空部内に入れていき、その軸方向長さを短くしていくことで、衝突エネルギーを吸収している。従って、車両の衝突時、衝撃吸収部材の潰れ残りは生じないが、サイドメンバーを、衝撃吸収部材が塑性変形しながら入っていくことが可能な寸法の中空内部を有したものとする必要があった。
【０００６】
これらの問題は、特に小型車両に適用する衝撃吸収部材の場合において、顕著であった。更には、衝撃吸収部材やサイドメンバーの形状寸法を大きくすることは、車両のコスト低減要求にも反するものであった。
【０００７】
それゆえ、本発明は、以上の事情を背景になされたものであり、要求される衝突エネルギーの吸収性能を満足しながら、小型車両にも好適に適用可能な車両用衝撃吸収部材を提供することを技術的課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載のように、車両の幅方向に延在するバンパリィンフォースと車体側のサイドメンバーに固定される車両用衝撃吸収部材において、バンパリィンフォースに固定される前壁部と、サイドメンバーに固定される後壁部と、前壁部と後壁部を連結する側壁部とを有し、バンパリィンフォースに衝撃荷重が作用すると側壁部が塑性変形をしながらサイドメンバーの外側に送り込まれることを特徴とする車両用衝撃吸収部材とした。
【０００９】
本発明に係る車両用衝撃吸収装置によれば、バンパリィンフォースに衝撃荷重が作用すると側壁部が塑性変形をしながらサイドメンバーの外側に送り込まれるので、バンパリィンフォースがサイドメンバーに（衝撃吸収部材の前壁部や後壁部を介して）当接するまで、衝撃吸収部材の塑性変形により衝突エネルギーの吸収がなされる。つまり、衝撃吸収部材の潰れ残りは、ほとんど生じることはない。しかも、側壁部はサイドメンバーの外側に送り込まれるので、サイドメンバーに衝撃吸収部材が入り込むような大きな中空内部空間を設ける必要なく、サイドメンバーの小型化が可能となり、小型車両においても適用することができる。
【００１０】
好ましくは、請求項２に記載のように、前記側壁部のサイドメンバー側には、バンパリィンフォース側に谷部となっている変形部が設けられていることが望ましい。バンパリィンフォースに衝撃荷重が作用すると、この変形部を起点として側壁部が塑性変形をしながらサイドメンバーの外側に送り込まれ、結果として、側壁部の全長の略半分の長さがサイドメンバーの外側に送り込まれながら、衝突エネルギーを吸収する。即ち、この変形部を設けたことによって、車両の衝突時、側壁部の中間で座屈させることなく、より確実に衝突エネルギーを吸収することができる。
【００１１】
また好ましくは、請求項３に記載のように、前記側壁部は、車両の前後方向軸に対して傾き角度を有していることが望ましい。周知のように、車両の衝突は、バンパリィンフォースにあらゆる方向から衝撃力が加えられることが想定されるが、傾き角度を有した側壁部とすることによって、車両の正面方向からの衝撃力だけでなく、斜め方向からの衝撃力であっても、衝突エネルギーを吸収することができる。
【００１２】
また好ましくは、請求項４に記載にように、前記側壁部は、前記後壁部から前記前壁部に近づくにともなって断面２次モーメントが徐々に大きくなるよう形成されていることが望ましい。これにより、バンパリィンフォースに衝撃荷重が作用すると、断面２次モーメントの小さい後壁部側の側壁部から塑性変形をしながらサイドメンバーの外側に送り込まれ、塑性変形をしている部位は断面２次モーメントが徐々に大きくなっている前壁部側の側壁部へと移行していくことになるので、効率よく衝突エネルギーを吸収することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を用いて説明する。
【００１４】
図１〜図３は、本発明に係る車両用衝撃吸収部材の第１実施形態を示す図であり、図１は平面図、図２は斜視図、図３は衝撃吸収部材１が塑性変形した状態を示している。図１〜図３に示すように、クラッシュボックスである衝撃吸収部材１は、車両の幅方向に延在するバンパリィンフォース２と、車体側のサイドメンバー３との間に配されている。
【００１５】
バンパリィンフォース２は、例えばアルミニウム合金の押出形材からなり、その断面形状は日の字状や口の字状等の公知である閉中空断面となっている。サイドメンバー３は、鋼板からなり、先端はプレートにて蓋をされた状態となっている。尚、図１は車両の右側前方を部分的に拡大して示すものであり、図示しないが車両の左側前方も同様の構成となっている。
【００１６】
衝撃吸収部材１は、鋼板のプレス成形により作られ、バンパリィンフォース２にボルト等で固定される２つの前壁部１１、１２と、サイドメンバー３にボルト等で固定される後壁部１３と、前壁部１１と後壁部１３を連結する外方の側壁部１４と、前壁部１２と後壁部１３を連結する内方の側壁部１５とからなる。
【００１７】
側壁部１４、１５のサイドメンバー３側には、それぞれバンパリィンフォース２側に谷部となっている反転部としての変形部１４ａ、１５ａが設けられている。変形部１４ａ、１５ａは、略円弧状に形成されており、サイドメンバー３との取付面である後壁部１３よりも車両後方（図１における下方）に位置している。
【００１８】
側壁部１４、１５は、それぞれ車両の前後方向軸に対して傾き角度Ｒ１、Ｒ２を有している。この傾き角度Ｒ１、Ｒ２は、バンパリィンフォース２に、車両の正面方向からの衝撃荷重Ｆ１が作用する場合と、斜め方向（右前方）からの衝撃荷重Ｆ２が作用する場合の両方を考慮して設定される。必要に応じて、内方の側壁部１５は車両の前後方向軸と平行（傾き角度Ｒ２は０度）とし、外方の側壁部１４のみを傾斜させてもよい。
【００１９】
側壁部１４、１５には、それぞれ後壁部１３から前壁部１１、１２に近づくにともなって徐々に深さや幅が大きくなるビード部１４ｂ、１５ｂが設けられている。このビード部１４ｂ、１５ｂは、衝撃吸収部材１のプレス成形時に、同時に形成することが可能であり、プレス成形による加工硬化によって強度向上を図ることができる。本第１実施形態では、ビード部１４ｂ、１５ｂは、側壁部１４、１５の中央部をサイドメンバー３の軸線上側へ凹ませた形状としたが、側壁部１４、１５の上端や下端を凹ませたり、凹凸を反対にしたりしてもよい。また、ビード部１４ｂとビード部１５ｂとで、ビート形状やビートの深さや幅の変化率を変えることも可能である。
【００２０】
側壁部１４、１５には、それぞれ変形部１４ａ、１５ａ近傍に穴１４ｃ、１５ｃが形成されている。このように、ビード部１４ｂ、１５ｂの深さや幅を徐変させること、及び穴１４ｃ、１５ｃを設けることで、側壁部１４、１５は、後壁部１３から前壁部１１、１２に近づくにともなって断面２次モーメントが徐々に大きくなるよう形成されている。
【００２１】
図１及び図３に示すように、車両の衝突時、バンパリィンフォース２に衝撃荷重Ｆ１が作用すると、変形部１４ａ、１５ａを起点とする側壁部１４、１５の塑性変形が生じて、側壁部１４、１５がサイドメンバー３の外側において後方（図１における下方）へと送りこまれていき、バンパリィンフォース２が後壁部１３に接近していく。このような側壁部１４、１５の塑性変形、即ち、側壁部１４、１５が新たな円弧状の変形部１４ａ、１５ａを作りながら、この変形部１４ａ、１５ａをサイドメンバー３の外側に送り込まれていく塑性変形が生じることにより、衝突エネルギーが吸収される。
【００２２】
この塑性変形が生じている間、変形部１４ａ、１５ａは、前壁部１１、１２へ近づく方向へと徐々に移行している。つまり、変形部１４ａ、１５ａは、ビード部１４ｂ、１５ｂの深さや幅が徐々に大きくなって断面２次モーメントが大きい部位へと移行していくので、塑性変形の進行にともなって徐々に、その塑性変形の変形抵抗が大きくなっていく。これによって、衝突エネルギーの吸収値も徐々に増加していくため、効率よく所望する量の衝突エネルギー吸収が可能である。
【００２３】
この塑性変形が更に進行すると、バンパリィンフォース２が後壁部１３を介してサイドメンバー３に当接する（図３に示す状態）。その後、バンパリィンフォース２やサイドメンバー３も本格的に塑性変形が生じ、それによって、更に衝突エネルギーが吸収されることとなる。
【００２４】
車両の衝突時、バンパリィンフォース２に斜め方向（右前方）からの衝撃荷重Ｆ２が作用する場合は、主に外方の側壁部１４と、車両の左側前方にも構成されている同様の衝撃吸収部材の内方の側壁部とが上記のような塑性変形を生じることによって、衝突エネルギーが吸収される。
【００２５】
以上のように、本発明に係る車両用衝撃吸収部材の第１実施形態においては、バンパリィンフォース２に衝撃荷重が作用すると側壁部１４、１５が塑性変形をしながらサイドメンバー３の外側に送り込まれるので、バンパリィンフォース２がサイドメンバー３に衝撃吸収部材１の後壁部１３を介して当接するまで、衝撃吸収部材１の塑性変形により衝突エネルギーの吸収がなされる。つまり、衝撃吸収部材１の潰れ残りは、ほとんど生じることはない。しかも、側壁部１４、１５はサイドメンバー３の外側に送り込まれるので、サイドメンバー３に衝撃吸収部材１が入り込むような大きな中空内部空間を設ける必要なく、サイドメンバー３の小型化が可能となり、小型車両においても適用することができる。
【００２６】
また、バンパリィンフォース２に衝撃荷重が作用すると、この変形部１４ａ、１５ａを起点として側壁部１４，１５が塑性変形をしながらサイドメンバー３の外側に送り込まれ、結果として、側壁部１４、１５の全長の略半分の長さがサイドメンバーの外側に送り込まれながら、衝突エネルギーを吸収する。即ち、この変形部１４ａ、１５ａを設けたことによって、車両の衝突時、側壁部１４、１５の中間で座屈させることなく上記した塑性変形が生じることとなり、より確実に衝突エネルギーを吸収することができる。
【００２７】
また、それぞれ傾き角度Ｒ１、Ｒ２を有した側壁部１４、１５とすることによって、車両の正面方向からの衝撃力だけでなく、斜め方向からの衝撃力であっても、衝突エネルギーを吸収することができる。
【００２８】
次に、本発明に係る車両用衝撃吸収部材の他の実施形態を説明する。図４は、本発明に係る第２実施形態を示す斜視図である。図４に示すように、第２実施形態における衝撃吸収部材２０は、第１実施形態と同様に、前壁部２１、２２と後壁部２３を連結する側壁部２４、２５には、変形部２４ａ、２５ａ及びビード部２４ｂ、２５ｂが設けられている。
【００２９】
側壁部２４、２５には、それぞれ変形部２４ａ、２５ａ近傍に複数の穴２４ｃ、２４ｃが形成されている。この穴２４ｃ、２４ｃの数量は、前壁部２１、２２に近づくにともなって減っている。つまり、変形部２４ａ、２５ａにおける穴２４ｃ、２４ｃの密度が高くなっている。これにより、車両の衝突時、変形部２４ａ、２５ａを起点とする塑性変形を発生しやすくするとともに、衝突初期では低い衝撃値でエネルギー吸収をするので、歩行者保護用に構成されるウレタン等からなるバンパパットを廃止又は縮小することも可能である。
【００３０】
図５は、本発明に係る第３実施形態を示す斜視図である。図５に示すように、第３実施形態における衝撃吸収部材３０は、第１実施形態と同様に、前壁部３１、３２と後壁部３３を連結する側壁部３４、３５には、変形部３４ａ、３５ａが設けられている。
【００３１】
衝撃吸収部材３０は、アルミニウム合金の押出形材からなり、側壁部３４、３５の肉厚は、それぞれ後壁部３３から前壁部３１、３２に近づくにともなって徐々に厚くなるように形成されている。この側壁部３４、３５の肉厚の変化率を調整することで、車両の衝突時、エネルギー吸収の効率化を図ることができる。
【００３２】
尚、上記した実施形態では、いずれも一体（一部材）で構成された車両用衝撃吸収部材の例を示したが、本発明の実施にあたっては、外方の側壁部（１４）と内方の側壁部（１５）とを別部材とし、それぞれに連結される後壁部を溶接等で接合してサイドメンバーの先端に固定されるものであっても、上記した実施形態と同様の効果を得ることができる。このとき、外方の側壁部（１４）と内方の側壁部（１５）の材質や板厚を変えることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、車両の幅方向に延在するバンパリィンフォースと車体側のサイドメンバーに固定される車両用衝撃吸収部材を、要求される衝突エネルギーの吸収性能を満足しながら、小型車両にも好適に適用可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用衝撃吸収装置の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の斜視図である。
【図３】車両用衝撃吸収装置が塑性変形した状態を示す平面図である。
【図４】車両用衝撃吸収装置の第２実施形態を示す斜視図である。
【図５】車両用衝撃吸収装置の第３実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、２０、３０　　衝撃吸収部材
２　　　バンパリィンフォース
３　　　サイドメンバー
１１、１２　　前壁部
１３　　　後壁部
１４、１５　　側壁部
１４ａ、１５ａ　　変形部
１４ｂ、１５ｂ　　ビード部
Ｒ１、Ｒ２　　傾き角度
【図１】
2004025921.tif 000003
【図２】
2004025921.tif 000004
【図３】
2004025921.tif 000005
【図４】
2004025921.tif 000006
【図５】
2004025921.tif 000007