(57)【要約】【課題】バンパリィンフォースとサイドメンバーとの間に配されるクラッシュボックスが、車両衝突時の横荷重により横方向に変形又は折れるのを防止する。【解決手段】クラッシュボックス（１）を構成する管体（２）は、鋼板の深絞りにより成形され、その断面形状は次の通りである。車両の幅方向の最大寸法Ｘと、上下方向の最大寸法Ｙとの比、Ｙ／Ｘを１．５〜２．４の範囲とする。【選択図】　　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のバンパリィンフォースとサイドメンバーとの間に配されるクラッシュボックスを少なくとも有するバンパ装置において、クラッシュボックスが管体と、バンパリィンフォース側に谷部となっている変形部を含み、管体の断面形状が車両の幅方向の最大寸法Ｘと、上下方向の最大寸法Ｙとの比、Ｙ／Ｘが１．５〜２．４の範囲にあることを特徴とするバンパ装置。
【請求項２】
車両のバンパリィンフォースとサイドメンバーとの間に配されるクラッシュボックスを少なくとも有するバンパ装置において、クラッシュボックスが管体と、車両の衝突時変形の起点となりかつサイドメンバー側に谷部となっている変形部を含み、管体の断面形状が車両の幅方向の最大寸法Ｘと、上下方向の最大寸法Ｙとの比、Ｙ／Ｘが１．５〜２．４の範囲にあることを特徴とするバンパ装置。
【請求項３】
車両のバンパリィンフォースとサイドメンバーとの間に配されるクラッシュボックスを少なくとも有するバンパ装置において、クラッシュボックスが鋼板の深絞り成形により得られた底部付きの管体と、管体の開口縁より側方に延在するフランジを含み、管体の断面形状が車両の幅方向の最大寸法Ｘと、上下方向の最大寸法Ｙとの比、Ｙ／Ｘが１．５〜２．４の範囲にあることを特徴とするバンパ装置。
【請求項４】
管体とフランジとの結合部に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、フランジがサイドメンバー側に固定される請求項３記載のバンパ装置。
【請求項５】
管体とフランジとの結合部にサイドメンバー側に谷部となっている変形部が設けられ、フランジがバンパリィンフォースに固定される請求項３記載のバンパ装置。
【請求項６】
管体とフランジとの結合部に側外方に延在する段状の変形部が設けられ、フランジがバンパリィンフォースに固定される請求項３記載のバンパ装置。
【請求項７】
車両衝突時、変形部がサイドメンバーの中空部内に移動する請求項４記載のバンパ装置。
【請求項８】
車両衝突時、変形部がバンパリィンフォースの中空部内に移動する請求項５又は６記載のバンパ装置。
【請求項９】
管体の断面形状が、長円、楕円、及び多角形から選ばれた何れか一つである請求項１乃至８の何れかに記載のバンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良されたクラッシュボックスを有するバンパ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の衝突時の乗員への衝撃力を緩和するため、バンパ装置が用いられる。バンパ装置は、バンパリィンフォースと車体側のサイドメンバーとの間にクラッシュボックスを配設し、車両の衝突時、バンパリィンフォースとクラッシュボックスとの塑性変形により、衝突時の衝撃エネルギーを吸収し、サイドメンバーの変形や破損を防止している。
【０００３】
クラッシュボックスの一例が特開平１１−１７３３５７号公報或いは米国特許第６２３１０９５号明細書に開示される。この公知例は、パイプ材の一端を折り返して反転部（ターニング部）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、パ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である。
この例では、車両の衝突時、反転部が軸方向に移動し、パイプ材の本体部を順次塑性変形させ、その軸方向の長さを短くしていくことで、衝撃エネルギーを吸収している。
【０００４】
さらに、特開２００２−３５６１３４号公報に開示される例は、クラッシュボックスをバンパリィンフォース（バンパビーム）の前壁部の内面からサイドメンバーに向かって段階的にその径を小さくする円筒体より構成している。この例では、クラッシュボックスの底部をバンパリィンフォースの前壁部の内面に結合し、小径の後端部をサイドメンバーの取付（蓋）板に溶着させている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１７３３５７号公報
【特許文献２】
米国特許第６２３１０９５号明細書
【特許文献３】
特開２００２−３５６１３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
公知例は、断面円形のパイプ材を用い反転部を設ける加工をしているのみであるから、曲げ強度に弱い構成となっている。
知られる如く、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の衝撃力を加えることから、クラッシュボックスに加わる荷重は軸線方向のみの荷重とは限らない。即ち、クラッシュボックスの軸線方向に対し、斜めの方向からの荷重がクラッシュボックスに作用することが多々見られる。
この場合、クラッシュボックスを構成するパイプ材は、反転部と前端との間で簡単に折れ曲がり、塑性変形による期待される衝撃エネルギー吸収効果が得られない。
【０００７】
前述した特開２００２−３５６１３４号公報の例では、クラッシュボックスの前端部をバンパリィンフォースの前壁部の内面に結合していることからクラッシュボックスの背が高くかつ根元の小径部をサイドメンバーの取付板に溶着していることから、車両の走行時のバンパリィンフォースの揺れが大きく、車両衝突時のエネルギー吸収線図（ストロークと荷重との関係）が段階的となり、エネルギーロスが大きくかつ車両の変形量（ストローク）が増える。
【０００８】
それ故に、本発明は、前述した従来技術の不具合を解消させることを解決すべき課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述した課題を解決するために、クラッシュボックスの断面形状が、車両の幅方向の最大長さＸと上下方向の最大長さＹとの比、Ｙ／Ｘを１．５〜２．４とする技術手段を基本的に採用する。
この手段の採用は、クラッシュボックスへの衝撃力の作用方向に関係なく、軸方向成分による塑性変形を可能にし、クラッシュボックスの横方向への変形や折れは無い。
【００１０】
好ましくは、クラッシュボックスを鋼板の深絞りにより成形する。鋼板の深絞り成形は、クラッシュボックスに加工硬化を付与し、横曲げ強度を高め、斜め方向からの衝撃力に対し、強い抵抗を示す。
【００１１】
本発明によれば、車両のバンパリィンフォースとサイドメンバーとの間に配されるクラッシュボックスを少なくとも有するバンパ装置において、クラッシュボックスが底部付きの管体と、管体の開口縁より側方に延在するフランジを含み、管体の断面形状が車両の幅方向の最大寸法Ｘと、上下方向の最大寸法Ｙとの比、Ｙ／Ｘが１．５〜２．４の範囲にあることを特徴とするバンパ装置が提供される。
【００１２】
さらに、本発明によれば、車両のバンパリィンフォースとサイドメンバーとの間に配されるクラッシュボックスを少なくとも有するバンパ装置において、クラッシュボックスが鋼板の深絞り成形により得られた底部付きの管体と、管体の開口縁より側方に延在するフランジを含み、管体の断面形状が車両の幅方向の最大寸法Ｘと、上下方向の最大寸法Ｙとの比、Ｙ／Ｘが１．５〜２．４の範囲にあることを特徴とするバンパ装置が提供される。
【００１３】
さらに、本発明は、クラッシュボックスの変形の起点をバンパリィンフォース側に設定しかつクラッシュボックスの後壁部にクラッシュボックスの先端部を結合する技術的手段を採用する。
この手段の採用は、クラッシュボックスの根元部即ちサイドメンバー側の径を小さくさせる必要がなく、かつクラッシュボックスの背を高くする必要がなく、車両の走行時のバンパリィンフォースの上下方向の振れを抑えることができる。
【００１４】
本発明によれば、車両のバンパリィンフォースとサイドメンバーとの間に配されるクラッシュボックスを少なくとも有するバンパ装置において、クラッシュボックスが管体と、車両の衝突時変形の起点となりかつサイドメンバー側に谷部となっている変形部を含み、管体の断面形状が車両の幅方向の最大寸法Ｘと、上下方向の最大寸法Ｙとの比、Ｙ／Ｘが１．５〜２．４の範囲にあることを特徴とするバンパ装置が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
車両のバンパ装置を構成するクラッシュボックス１は、たとえば、ＳＰＣ２７０材の鋼板（板厚：１．８〜２．９ｍｍ）を深絞りすることで成形される底部３付きの管体２を有し、管体２の開口縁には側外方に延在するフランジ４が一体に形成される。
フランジ４は、車体側のサイドメンバー５の取付片５−１に固定され、底部３がバンパリィンフォース６に固定される。管体２のサイドメンバー５の取付片５−１とバンパリィンフォース６への固定はボルト（図示なし）を用いる。
【００１６】
管体２とフランジ４との結合部は、バンパリィンフォース６側に谷部となった反転部としての変形部７を形成する。この変形部７は円弧状とすると良い。
クラッシュボックス１を鋼板の深絞り成形により構成することにより、クラッシュボックス１は加工硬化を受け強度が向上する。
【００１７】
図２に、管体２の断面を示すが、管体２は、車両の幅方向の最大寸法Ｘと、上下方向の最大寸法Ｙとの比、Ｙ／Ｘを１．５〜２．４の範囲とする。ＲはＸ／２としている。
Ｙ／Ｘを１．５以下とすると、荷重方向３０°（角度）振り入力で管体２に曲げが発生し、Ｙ／Ｘを２．４以上とすると、管体２の塑性変形による衝撃エネルギー吸収前にサイドメンバーに変形が見られ、好ましくない。
ＳＰＣ２７０材の鋼板のものを深絞り加工し、Ｙ／Ｘを１．７、高さ１５０ｍｍの管体２を形成した。これにより管体２の円筒部の板厚はやや薄くなり、フランジ４の板厚が増加し、さらに、加工硬化により材料強度が２倍以上に増加していることを確認した。このような機械的強度の増加が衝撃荷重による管体２の曲げ変形に強い抵抗を示すことも確認した。
【００１８】
図２に示すように、管体２はサイドメンバー５の中空部内に位置し、フランジ４は取付片５−１に４ヶ所で固定される。
深絞り加工によりフランジ４の板厚は増加し、取付強度は向上する。サイドメンバー５の中空部も上下方向の寸法が車両幅方向の寸法より大となっており、管体２に作用する荷重は、サイドメンバー５に均等に分散して伝達させられ、特定個所への集中荷重という現象はない。
【００１９】
図２の例では、管体２の断面は、上下のＸ／２の半径（Ｒ）の円を直線で結んだ長円であるが、図３のように、上下のＲの円弧を直線で結ぶ四角形としてもよい。Ｒは２．３ｍｍ以上Ｘ／２以下とする。
図４の例の管体２の断面は変形六角形であるが、各辺をＲ＞２．３ｍｍの円弧で結んでいる。
図５の例は、断面を楕円とした管体２の例である。
図３乃至図５の例においても、Ｙ／Ｘの比は１．５〜２．４の範囲とする。
【００２０】
図１に示すように、バンパリィンフォース６に衝突による荷重（Ｆ）が作用すると、変形部７を起点とする塑性変形が生じ、管体２が順次サイドメンバー５の内部へと入り込んでいき、バンパリィンフォース６がフランジ４に接近していく。このような管体２の塑性変形、即ち、管体２が新たな円弧状の変形部７を作りながら、この変形部７をサイドメンバー５の内部へと送り込んでいく塑性変形が生じる。
このような塑性変形は、図６に示すストローク・荷重線図において荷重上限に沿う直線形状の変形を示し、短いストロークで、高エネルギー吸収が可能である。
図２乃至図５に示す各断面形状の管体２のストローク・荷重線図の上下を図６に示す。図２乃至図５の例、即ち１．５≦Ｙ／Ｘ≦２．４の寸法関係の断面形状の管体はほぼ同一のストローク・荷重線図を示す。
【００２１】
図７に示すクラッシュボックス１の例は、図１に示す例とほぼ同じ構成の管体２を用いているが、その変形部７をバンパリィンフォース６側に配したものである。サイドメンバー５の先端開口部には、サイドメンバー５の開口部に入る凹部８を有する蓋板９がサイドメンバー５の取付片５−１に固定される。
バンパリィンフォース６は、サイドメンバー５側に谷部となった変形部７をその内部に位置させ、フランジ４をバンパリィンフォース６の後壁部の外面に接触させる開口部１０を有す。管体２の底部３は、蓋板９の凹部８内に位置する。
【００２２】
図７に示す例では、管体２の底部３を蓋板９の凹部８に接触させた状態で、サイドメンバー５の側方より少なくとも３本のボルトを管体２の内側のナットへと締め付けることで、サイドメンバー５に管体２を固定させる。蓋板９はサイドメンバー５の取付片５−１に固定させる。
管体２のフランジ４は、バンパリィンフォース６の後壁部の外面にボルト止めされる。
【００２３】
車両の衝突により荷重がバンパリィンフォース６に作用すると、変形部７を起点とするクラッシュボックス１の変形（図７に仮想線で示す）が生じ、管体２が順次バンパリィンフォース６内へと入り込み、バンパリィンフォース６がサイドメンバー５に接近していく。このような管体２の塑性変形、即ち、管体２が新たな円弧状の変形部７を作りながら変形していく仮想線で示す塑性変形が生じる。該塑性変形は図６に示すストローク・荷重線図となり、高エネルギー吸収を可能にする。
【００２４】
図８に示す例は、管体２の変形部７−１をバンパリィンフォース６の開口部１０の外側に位置させ、かつ側外方へ延在する段部としての変形部７−１を形成している。変形部７−１は大径部を介してフランジ４へとつづく。
段部としての変形部７−１は、管体２の内径のほぼ１／１０から１／１５の寸法の径の円弧面を介して管体２の本体側へとつづく。他の構成は図７の例と同じである。
【００２５】
図８に示す例においても、車両の衝突により荷重がバンパリィンフォース６に作用すると変形部７−１を起点とする仮想線で示す塑性変形が生じ、即ち、図８の例も図７の例と同じく車両の衝突時変形部７−１が、新たな変形部を作りながらこの新しい変形部をバンパリィンフォース６内へと送り込んでいく。かくして、図８の例においても、図６に示すストローク・荷重線図が得られる。
【００２６】
図７と図８に示す管体２の断面形状は、図３乃至図５に示すものが用いられるが、断面円形のものでもよい。
しかし、図７と図８に示すクラッシュボックス１も、図１と図２に示す例の如く、たとえば、ＳＰＣ２７０材の鋼板を深絞りすることで成形される。
管体２のサイドメンバー５への固定は、サイドメンバー５の側方から蓋板９を介して管体２の内面に固定したナットにボルトを通す手段、或いは溶接によってなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例のバンパ装置の断面図である。
【図２】図１の矢視ＩＩ−ＩＩより見た断面図である。
【図３】管体の第２変形例を示す断面図である。
【図４】管体の第３変形例を示す断面図である。
【図５】管体の第４変形例を示す断面図である。
【図６】ストローク・荷重の関係を示すグラフ図である。
【図７】管体の変形部をバンパリィンフォース側に配した例の断面図である。
【図８】管体の変形部を別の形状とした例の断面図である。
【符号の説明】
１　　クラッシュボックス
２　　管体
３　　底部
４　　フランジ
５　　サイドメンバー
６　　バンパリィンフォース
７，７−１　　変形（反転）部
【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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