(57)【要約】【課題】小型で特性の安定した衝撃エネルギー吸収体を実現すること。【解決手段】充填体３を中空金属球３１の集合体として中空の外枠体２に詰めて衝撃エネルギー吸収体１を構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を備える外枠体と、
前記中空部内に配置され、前記外枠体の変形に際し圧縮されて変形する充填体とを備える衝撃エネルギー吸収体において、
前記充填体を中空金属球の集合体とすることを特徴とする衝撃エネルギー吸収体。
【請求項２】
前記中空金属球の直径は０．５〜１０ｍｍで球体殻の厚さは２０〜１０００μｍとし、前記充填体は固体体積率が２〜３％であることを特徴とする請求項１に記載の衝撃エネルギー吸収体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の衝突の際に、変形することによって衝撃エネルギーを吸収するように構成されたバンパーのリインフォースメント、クラッシュボックスまたはフレームに用いられる衝撃エネルギー吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような衝撃エネルギー吸収体は、特に車両のバンパーリインフォースメント、クラッシュボックス、フレーム等を中空の構造体にして、衝突した時に車両が構造体とともに圧縮変形することで衝撃エネルギーを吸収する充填部材を構造体の中に配置している。充填部材としては、最適な衝撃エネルギーの吸収特性を得るために種々の材料によるものが提案されてきている。例えば、その一つの充填部材として発泡金属がある　（例えば、特許文献１参照。）。また、他の充填部材として木質材料がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−５９２９８号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２００１−１８２７６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−５９２９８号公報に開示された発泡金属による充填材を用いた従来技術による衝撃エネルギー吸収体では、所定の衝撃エネルギー特性を得るように設計されたときの圧縮前の体積に対する圧縮後の体積の比率、即ち固体体積率が大きく、衝撃エネルギー吸収体のサイズが大きくなってしまう問題がある。また、特開２００１−１８２７６９号公報に開示された木質材料による充填材を用いたものも固体体積率が大きく、衝撃エネルギー吸収体のサイズが大きくなる。更に、木質材料による充填材では温度および湿度の影響を受け易く、安定した衝撃エネルギー吸収性能を得るのが難しいという問題がある。
【０００６】
そこで、上記の問題点を解消するように、本発明の解決すべき課題は、小型で特性の安定した衝撃エネルギー吸収体を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明で講じた第１の技術的な手段は、中空部を備える外枠体と、前記中空部内に配置され、前記外枠体の変形に際し圧縮されて変形する充填体とを備える衝撃エネルギー吸収体において、前記充填体を中空金属球の集合体としたことである。
【０００８】
この構成によって、固体体積率が小さい中空金属球の集合体を充填体として適用するために、小型で安定して所定のエネルギー吸収特性を得ることができるようになる。
【０００９】
また、第１の技術的手段に加えて、本発明で講じた第２の技術的な手段は、前記中空金属球の直径は０．５〜１０ｍｍで球体殻の厚さは２０〜１０００μｍとし、前記充填体は固体体積率が２〜３％であるようにしたことである。
【００１０】
この構成によって、確実に衝撃エネルギー吸収体の小型化が可能となり、また所定のエネルギー吸収特性をより安定して得ることができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１、図２、図３および表１に従って説明する。
【００１２】
先ず、図１および図２に本発明に関る衝撃エネルギー吸収体を自動車用のフロントバンパ１に適用した例を示す。フロントバンパ１は車両の幅方向に延在するリインフォースメント２（外枠体）を備え、リインフォースメント２の左右にねじ５１によって固定される一対のステー５を介して車体１０に取付けられている。フロントバンパ１は、もっとも外側に配置される表皮部材４を備え、表皮部材４の内側でリインフォースメント２との間には緩衝部材６が配置される構成となっている。
【００１３】
リインフォースメント２として、アルミ等の軽合金を一定断面形状に押出し成形した長い中空材を用いる。そして、長い中空材に車両の幅方向で車体に沿うように曲げ加工を施している。リインフォースメント２の長手方向に直角な断面形状は、図２に示されるように、中空の矩形で、その内部の中央には概略水平に前側と後側の縦壁を連結するリブ２３を備え、上中空部２１と下中空部２２に分割されている。更に図１に示されるように、ステー５が取付けられている位置に相当する上中空部２１と下中空部２２の部分には、所定の長さに亘って充填体３が詰められている。
【００１４】
充填体３は、図３に示されるように中空金属球３１の集合体である。このような中空金属球３１は、例えば特開平６−３９４９０に開示される方法で作製されるものであって、直径が０．５〜１０ｍｍ、また球体殻の厚さは２０〜１０００μｍで鉄、又はアルミを素材としたものである。中空金属球３１を加熱し互いに溶着させて集合体としている。尚集合体の形状は各中空部２１，２２に挿入し易いように適宜分割して形成したものであってもよい。
【００１５】
このように構成された、リインフォースメント２を備えるフロントバンパ１は、車両が障害物に衝突した場合、軽微な衝突であれば表皮部材４と緩衝部材６が変形することによって、衝撃は吸収される。そして、リインフォースメント２及び車体１０の変形は避けられる。更に表皮部材４と緩衝部材６が変形では吸収しきれない衝撃を伴う大きな衝突が発生した場合は、リインフォースメント２は、図２に２点鎖線Ｂで示されるように前後方向に圧縮荷重によって変形する。このリインフォースメント２の変形に伴って、充填体３も圧縮変形する。リインフォースメント２と充填体３の圧縮変形によって衝撃荷重は吸収され、車体１０の変形は避けられるように作用する。
【００１６】
リインフォースメント２と充填体３によって吸収される衝撃荷重の分担比率は、フロントバンパ１の設計時に最適に設定される。例えば、充填体３の分担比率を大きく設定すれば、押出し工法で作製されるリインフォースメント２の肉厚を全長に亘って薄くすることができる。そして、図１に示すように衝撃荷重が集中するステー５取り付け位置に相当する所定の長さ部分にのみ、充填体３を詰めることによって、リインフォースメント２の重量を小さくすることができる。
【００１７】
中空金属球３１の集合体である充填体３は、表１に示されるように固体体積率、即ち所定の衝撃エネルギー特性を得るように設計されたときの圧縮前の体積に対する圧縮後の体積の比率は、他の材料と比べ非常に小さいことである。この特性によって、リインフォースメント２の前後方向断面形状寸法をより小さくしても、必要な衝撃荷重の吸収変形量を確保できるために、他の材質による充填体より小型化を図るためには非常に有利である。
【００１８】
【表１】
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更に充填体３を各中空部２１、２２に詰めている構造のために、圧縮変形過程で充填体３がリブ２３を両側から支えられるように作用して、薄いリブ２３で、大きな圧縮力を持続的に発生できるようになって、衝撃荷重の吸収特性の安定化にも寄与できる。
【００１９】
【発明の効果】
衝撃エネルギー吸収体を上記のように中空金属球の集合体である充填体を用いて構成することによって、特に固体体積率が小さいために衝撃エネルギー吸収体を小型化ができ、また均質な金属球の集合体で構成できるために安定した衝撃エネルギー吸収体を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関る衝撃エネルギー吸収体を適用したフロントバンパの斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に関る衝撃エネルギー吸収体に用いられる中空金属球の集合体である充填体の斜視図である。
【符号の説明】
１　　　衝撃エネルギー吸収体（バンパ）
２　　　外枠体（バンパリインホースメント）
３　　　充填体
３１　　　中空金属球
【図１】
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【図２】
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【図３】
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