(57)【要約】【課題】幅広い衝突状況に対応可能な衝撃吸収装置を提供する。【解決手段】衝撃吸収装置は、クラッシュボックス（20）と爆発ボルト（30）とコントロールユニットとによって構成される。クラッシュボックス（20）は、本体部材（21）と補強部材（23）とを備えている。補強部材（23）は、その一端が本体部材（21）に溶接される一方、その他端が爆発ボルト（30）によって本体部材（21）と締結される。コントロールユニットは、衝突時の自動車の減速割合が所定範囲の値である場合に、爆発ボルト（30）の火薬を爆発させて爆発ボルト（30）を破断させる。爆発ボルト（30）が破断すると、補強部材（23）の折り曲げ部（24）が本体部材（21）から切り離され、クラッシュボックス（20）の強度が低下する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（10）に設けられる衝撃吸収部材（20）を備え、車両（10）の衝突時に該衝撃吸収部材（20）が塑性変形することによって衝突のエネルギを吸収する衝撃吸収装置であって、
上記衝撃吸収部材（20）は、複数の部材を連結用部材（30）で互いに連結することによって形成され、
上記連結用部材（30）は、その内部に埋設されたガス発生剤が反応して高圧ガスが発生することによって破断するように構成される一方、
上記連結用部材（30）で連結されていた部材を切り離して上記衝撃吸収部材（20）の強度を調節するために、上記車両（10）の衝突時に上記連結用部材（30）のガス発生剤を反応させる反応開始手段（40）が設けられている
ことを特徴とする衝撃吸収装置。
【請求項２】
複数の締結部材によって車両（10）の車体（11）に取り付けられる衝撃吸収部材（20）を備え、車両（10）の衝突時に該衝撃吸収部材（20）が塑性変形することによって衝突のエネルギを吸収する衝撃吸収装置であって、
上記複数の締結部材の一部として上記衝撃吸収部材（20）と車体（11）を連結すると共に、その内部に埋設されたガス発生剤が反応して高圧ガスが発生することによって破断する連結用部材（30）と、
上記車両（10）の衝突時に上記連結用部材（30）を破断させるために該連結用部材（30）のガス発生剤を反応させる反応開始手段（40）とを備えている
ことを特徴とする衝撃吸収装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記反応開始手段（40）は、衝突時に車両（10）が受ける衝撃の大きさを表す物理量を計測するセンサ（41）を備え、該センサ（41）が計測した物理量の値が所定の下限値以上で所定の上限値以下の場合に上記連結用部材（30）のガス発生剤を反応させるように構成されている
ことを特徴とする衝撃吸収装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３において、
上記連結用部材は、ボルトの内部にガス発生剤を埋設することによって構成された爆発ボルト（30）である
ことを特徴とする衝撃吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車体に取り付けられて衝突のエネルギを吸収する衝撃吸収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の車両には、衝突時における車体本体の損傷を抑えるために、クラッシュボックス等の衝撃吸収部材が設けられている。例えば特許文献１に開示されているように、この種の衝撃吸収部材は、箱状や筒状に形成された金属製の部材であって、車両の車体本体とバンパとの間に設置される。車両の衝突時において、衝撃吸収部材は、衝突に伴う荷重を受けて塑性変形し、塑性変形することによって衝突のエネルギを吸収する。その結果、車両の衝突時に車体本体に作用する衝撃力が緩和され、車体本体の損傷が回避され或いは緩和される。
【０００３】
また、従来の車両では、車体本体の一部を衝突時に塑性変形して衝突のエネルギを吸収するための部分として予定しておき、衝突時の車速が高い場合には、車体本体の一部が塑性変形して衝突のエネルギを吸収することで、車室の変形を抑えることも行われている。
【特許文献１】特開２００７−０３０７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、衝撃吸収部材は、塑性変形することによって衝突のエネルギを吸収する。一方、衝撃吸収部材の強度は、衝撃吸収部材の材質や形状等によって決まるものであって、衝撃吸収部材を車両に設置した後は調節できないものである。このため、衝撃吸収部材が吸収できるエネルギを増やすためにその強度を高く設定すると、衝突時の車速が低い場合には衝撃吸収部材の変形量が少なく、衝突の衝撃を充分に吸収できなくなる。また、衝撃吸収部材の強度を低く設定すると、衝突時の車速が高い場合には衝突のエネルギを充分に吸収する前に衝撃吸収部材が変形しきってしまう。このように、従来の衝撃吸収部材は、衝撃吸収部材を車両に設置した後に強度を調節できないため、幅広い衝突状況に対応できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、幅広い衝突状況に対応可能な衝撃吸収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、車両（10）に設けられる衝撃吸収部材（20）を備え、車両（10）の衝突時に該衝撃吸収部材（20）が塑性変形することによって衝突のエネルギを吸収する衝撃吸収装置を対象とする。そして、上記衝撃吸収部材（20）は、複数の部材を連結用部材（30）で互いに連結することによって形成され、上記連結用部材（30）は、その内部に埋設されたガス発生剤が反応して高圧ガスが発生することによって破断するように構成される一方、上記連結用部材（30）で連結されていた部材を切り離して上記衝撃吸収部材（20）の強度を調節するために、上記車両（10）の衝突時に上記連結用部材（30）のガス発生剤を反応させる反応開始手段（40）が設けられるものである。
【０００７】
第１の発明において、衝撃吸収部材（20）は、複数の部材で構成されており、その部材の一部又は全部が連結用部材（30）で互いに連結される。連結用部材（30）には、ガス発生剤が埋設されている。このガス発生剤が反応すると、連結用部材（30）の内部で高圧ガスが発生し、連結用部材（30）が破断する。そして、連結用部材（30）が破断すると、連結用部材（30）によって連結されていた部材が切り離される。車両（10）の衝突時において、衝撃吸収部材（20）を構成する部材が連結用部材（30）で互いに連結された状態では、衝撃吸収部材（20）の強度が比較的高くなり、比較的大きな衝突のエネルギが衝撃吸収部材（20）によって確実に吸収される。一方、車両（10）の衝突時において、連結用部材（30）を破断させて衝撃吸収部材（20）を構成する部材を分離させると、衝撃吸収部材（20）の強度が比較的低くなり、衝突のエネルギが比較的小さくても衝撃吸収部材（20）が確実に塑性変形する。
【０００８】
第２の発明は、複数の締結部材によって車両（10）の車体（11）に取り付けられる衝撃吸収部材（20）を備え、車両（10）の衝突時に該衝撃吸収部材（20）が塑性変形することによって衝突のエネルギを吸収する衝撃吸収装置を対象とする。そして、上記複数の締結部材の一部として上記衝撃吸収部材（20）と車体（11）を連結すると共に、その内部に埋設されたガス発生剤が反応して高圧ガスが発生することによって破断する連結用部材（30）と、上記車両（10）の衝突時に上記連結用部材（30）を破断させるために該連結用部材（30）のガス発生剤を反応させる反応開始手段（40）とを備えるものである。
【０００９】
第２の発明において、衝撃吸収部材（20）を車体（11）に固定するための複数の締結部材は、その一部が連結用部材（30）となっている。例えば、衝撃吸収部材（20）が２つの締結部材で車体（11）に取り付けられている場合は、２つの締結部材のうちの１つが連結用部材（30）となる。連結用部材（30）には、ガス発生剤が埋設されている。このガス発生剤が反応すると、連結用部材（30）の内部で高圧ガスが発生し、連結用部材（30）が破断する。連結用部材（30）が破断すると、衝撃吸収部材（20）は、連結用部材（30）以外の締結部材だけによって車体（11）と連結される状態となる。車両（10）の衝突時において、連結用部材（30）を含む全ての締結部材によって衝撃吸収部材（20）が車体（11）に連結される状態では、衝撃吸収部材（20）の強度が比較的高くなり、比較的大きな衝突のエネルギが衝撃吸収部材（20）によって確実に吸収される。一方、車両（10）の衝突時において、連結用部材（30）が破断して連結用部材（30）以外の締結部材だけで衝撃吸収部材（20）が車体（11）に連結される状態になると、衝撃吸収部材（20）の強度が比較的低くなり、衝突のエネルギが比較的小さくても衝撃吸収部材（20）が確実に塑性変形する。
【００１０】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記反応開始手段（40）は、衝突時に車両（10）が受ける衝撃の大きさを表す物理量を計測するセンサ（41）を備え、該センサ（41）が計測した物理量の値が所定の下限値以上で所定の上限値以下の場合に上記連結用部材（30）のガス発生剤を反応させるように構成されるものである。
【００１１】
第３の発明において、反応開始手段（40）は、衝突の衝撃の大きさを表す物理量（例えば加速度など）を計測するセンサ（41）を備えている。この反応開始手段（40）は、計測した物理量が所定の範囲内になると、連結用部材（30）のガス発生剤を反応させて連結用部材（30）を破断させ、衝撃吸収部材（20）の強度を低下させる。また、この反応開始手段（40）は、計測した物理量が所定の範囲を上回ると、連結用部材（30）のガス発生剤を反応させずに衝撃吸収部材（20）の強度を高く保つ。つまり、反応開始手段（40）は、衝突時の衝撃がそれ程大きくない場合は、衝撃吸収部材（20）の強度を低下させて衝撃吸収部材（20）の塑性変形量を確保する一方、衝突時の衝撃がある程度以上に達した場合は、衝撃吸収部材（20）の強度を保って衝撃吸収部材（20）が吸収できるエネルギの量を確保する。
【００１２】
第４の発明は、上記第１，第２又は第３の発明において、上記連結用部材は、ボルトの内部にガス発生剤を埋設することによって構成された爆発ボルト（30）であるものである。
【００１３】
第４の発明では、連結用部材として爆発ボルト（30）が用いられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の衝撃吸収装置では、反応開始手段（40）によって連結用部材（30）を破断させるか否かを選択することによって、衝撃吸収部材（20）の強度を車両（10）の衝突時における衝撃の大きさに応じて調節することができる。従って、本発明によれば、衝撃吸収部材（20）を車両（10）に設置した後において衝撃吸収部材（20）の強度を変化させることができ、実際の衝突時の衝撃の大きさに応じて衝撃吸収部材（20）の強度を調節することで幅広い衝突状況に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態では、後述するクラッシュボックス（20）と爆発ボルト（30）とコントロールユニット（40）とが衝撃吸収装置を構成している。
【００１７】
図１に示すように、車両である自動車（10）の車体（11）には、車体（11）の前端へ向かって延びるフロントメンバ（12）が設けられている。図２に示すように、フロントメンバ（12）は、自動車（10）の右側と左側に１本ずつ設けられている。また、図示しないが、左右のフロントメンバ（12）の間には、エンジンが配置されている。
【００１８】
各フロントメンバ（12）の前端面には、クラッシュボックス（20）が取り付けられている。クラッシュボックス（20）は、金属板を折り曲げて形成された部材であって、衝突時に塑性変形して衝突のエネルギを吸収する衝撃吸収部材を構成している。各クラッシュボックス（20）の前端には、自動車（10）の幅方向へ延びるバンパフレーム（13）が取り付けられている。また、バンパフレーム（13）の前面には、バンパ（14）が取り付けられている。
【００１９】
クラッシュボックス（20）について、図３，図４を参照しながら説明する。クラッシュボックス（20）は、本体部材（21）と補強部材（23）とを備えている。
【００２０】
本体部材（21）は、金属板を折り曲げることによって成形された部材であって、その端面側から見た形状がコ字状となっている。この本体部材（21）は、その開口部がフロントメンバ（12）側（即ち、後側）を向く姿勢で設置されている。本体部材（21）には、図３，図４における右側の後端部と左側の後端部のそれぞれから外側方向へ突出した一対のフランジ部（22）が形成されている。この本体部材（21）は、図３，図４の右側に位置するフランジ部（22）だけが、ボルト（25）とナット（26）とによってフロントメンバ（12）に締結されている。
【００２１】
補強部材（23）は、概ね平板状に形成されており、図３，図４における本体部材（21）の右側の内壁から左側の内壁に亘って設けられている。図３，図４における補強部材（23）の右端部は、本体部材（21）に対して溶接等によって着脱不能に固定されている。図３，図４における補強部材（23）の左端部には、折り曲げ部（24）が形成されている。補強部材（23）の折り曲げ部（24）は、爆発ボルト（30）とナット（35）とによって本体部材（21）に締結されている。
【００２２】
連結用部材である爆発ボルト（30）について、図５(Ａ)を参照しながら説明する。爆発ボルト（30）は、一般的なボルトと同様に、外周面に雄ねじが刻まれた棒状の軸部（31）と、軸部（31）の一端に一体に形成された六角形断面の頭部（32）とを備えている。爆発ボルト（30）の軸部（31）には、頭部（32）と反対側の端部にナット（35）が噛み合わされている。
【００２３】
爆発ボルト（30）では、軸部（31）の内部に火薬室（33）が形成されている。この火薬室（33）には、ガス発生剤である火薬が充填されている。この火薬室（33）からは、火薬に点火するためのリード線（34）が爆発ボルト（30）の外部へ引き出されている。各爆発ボルト（30）のリード線（34）は、反応開始手段であるコントロールユニット（40）に接続されている（図２を参照）。
【００２４】
自動車（10）には、コントロールユニット（40）が設けられている（図２を参照）。コントロールユニット（40）は、自動車（10）の加速度を計測する加速度センサ（41）を備えている。加速度センサ（41）が計測する自動車（10）の加速度は、衝突時に自動車（10）が受ける衝撃の大きさを表す物理量である。
【００２５】
自動車（10）が衝突した時には、通常の運転中に制動を行う場合に比べ、自動車（10）が急激に減速する。また、自動車（10）の減速割合（即ち、負の加速度）が大きいほど、衝突に伴う衝撃が大きいと判断できる。そこで、コントロールユニット（40）は、加速度センサ（41）が計測した減速割合が所定の下限値以上で所定の上限値以下になると、自動車（10）は衝突したがそれに伴う衝撃はそれ程大きくないと判断して、爆発ボルト（30）へ点火用の信号を出力するように構成されている。
【００２６】
コントロールユニット（40）からの信号がリード線（34）を通じて爆発ボルト（30）へ伝えられると、爆発ボルト（30）の火薬室（33）に充填された火薬が燃焼する。その結果、爆発ボルト（30）は、図５(Ｂ)に示すように、軸部（31）の途中で破断する。爆発ボルト（30）が破断すると、クラッシュボックス（20）では補強部材（23）の折り曲げ部（24）が本体部材（21）から切り離される。
【００２７】
このように、自動車（10）は衝突したがそれに伴う衝撃はそれ程大きくない場合（例えば、衝突時の車速がそれ程高くない場合）には、コントロールユニット（40）からの信号によって爆発ボルト（30）が切断される。このため、クラッシュボックス（20）では、図６に示すように、補強部材（23）の折り曲げ部（24）が本体部材（21）から切り離され、クラッシュボックス（20）の強度が低下する。その結果、クラッシュボックス（20）は、衝突のエネルギがそれ程大きくなくても大きく塑性変形することとなり、フロントメンバ（12）に伝わる荷重が確実に低減される。
【００２８】
一方、自動車（10）は衝突してそれに伴う衝撃が比較的大きい場合（例えば、衝突時の車速が高い場合）には、コントロールユニット（40）から点火用の信号は出力されない。このため、クラッシュボックス（20）では、図７に示すように、補強部材（23）の折り曲げ部（24）と本体部材（21）とが爆発ボルト（30）で締結されたままの状態となり、クラッシュボックス（20）の強度が保たれる。その結果、クラッシュボックス（20）は、塑性変形することで比較的大きな衝突のエネルギを確実に吸収することとなり、フロントメンバ（12）に伝わる荷重が確実に低減される。
【００２９】
−実施形態１の効果−
本実施形態では、コントロールユニット（40）によって爆発ボルト（30）を破断させるか否かを選択することによって、クラッシュボックス（20）の強度を自動車（10）の衝突時における衝撃の大きさに応じて調節することができる。従って、本実施形態によれば、クラッシュボックス（20）を自動車（10）の車体（11）に取り付けた後においてクラッシュボックス（20）の強度を変化させることができ、実際の衝突時の衝撃の大きさに応じてクラッシュボックス（20）の強度を調節することで幅広い衝突状況に対応することが可能となる。
【００３０】
《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態の衝撃吸収装置は、上記実施形態１の衝撃吸収装置において、クラッシュボックス（20）の構成と、クラッシュボックス（20）のフロントメンバ（12）に対する固定構造とを変更したものである。ここでは、本実施形態の衝撃吸収装置について、上記実施形態１と異なる点を説明する。
【００３１】
図８に示すように、本実施形態のクラッシュボックス（20）では、補強部材（23）が省略されている。つまり、このクラッシュボックス（20）は、本体部材（21）だけによって構成されている。このクラッシュボックス（20）において、同図の右側に位置するフランジ部（22）は、上記実施形態１と同様に、ボルト（25）とナット（26）によってフロントメンバ（12）に締結されている。また、このクラッシュボックス（20）において、同図の左側に位置するフランジ部（22）は、爆発ボルト（30）とナット（35）によってフロントメンバ（12）に締結されている。本実施形態において、爆発ボルト（30）は、ボルト（25）と共に締結部材を構成している。
【００３２】
本実施形態のコントロールユニット（40）は、上記実施形態１と同様に構成されている。即ち、コントロールユニット（40）は、爆発ボルト（30）に対して点火用の信号を出力するか否かを、加速度センサ（41）の計測値に基づいて判断するように構成されている。
【００３３】
コントロールユニット（40）からの信号がリード線（34）を通じて爆発ボルト（30）へ伝えられると、爆発ボルト（30）の火薬室（33）に充填された火薬が燃焼し、爆発ボルト（30）が破断する。爆発ボルト（30）が破断すると、クラッシュボックス（20）は、片側のフランジ部（22）だけがボルト（25）とナット（26）でフロントメンバ（12）に固定された状態となる。
【００３４】
このように、自動車（10）は衝突したがそれに伴う衝撃はそれ程大きくない場合（例えば、衝突時の車速がそれ程高くない場合）には、コントロールユニット（40）からの信号によって爆発ボルト（30）が切断される。このため、クラッシュボックス（20）では、図９に示すように、同図の左側に位置するフランジ部（22）がフロントメンバ（12）から切り離され、クラッシュボックス（20）の強度が低下する。その結果、クラッシュボックス（20）は、衝突のエネルギがそれ程大きくなくても大きく塑性変形することとなり、フロントメンバ（12）に伝わる荷重が確実に低減される。
【００３５】
一方、自動車（10）は衝突してそれに伴う衝撃が比較的大きい場合（例えば、衝突時の車速が高い場合）には、コントロールユニット（40）から点火用の信号は出力されない。このため、クラッシュボックス（20）では、図１０に示すように、同図における左右両方のフランジ部（22）がフロントメンバ（12）と連結されたままの状態となり、クラッシュボックス（20）の強度が保たれる。その結果、クラッシュボックス（20）は、塑性変形することで比較的大きな衝突のエネルギを確実に吸収することとなり、フロントメンバ（12）に伝わる荷重が確実に低減される。
【００３６】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００３７】
−第１変形例−
上記の各実施形態の爆発ボルト（30）では、火薬をガス発生剤として用いて火薬の燃焼によって高圧ガスを発生させるようにしているが、このガス発生剤は、急激な反応（例えば、化学反応、蒸発、昇華など）によって高圧ガスを瞬間的に発生させることができるものであればよく、火薬に限定されるものではない。
【００３８】
−第２変形例−
上記の各実施形態において、クラッシュボックス（20）の本体部材（21）と補強部材（23）を連結するための部材は、埋設されたガス発生剤の反応によって破断して補強部材（23）のフランジ部（22）を本体部材（21）から切り離すことができるものであれば、爆発ボルト（30）には限定されない。例えば、埋設された火薬を爆発させると破断するリベットを用いて、補強部材（23）の折り曲げ部（24）を本体部材（21）に固定してもよい。
【００３９】
−第３変形例−
上記実施形態１では、フロントメンバ（12）に取り付けられるクラッシュボックス（20）の強度を変更できるように構成しているが、フロントメンバ（12）自体の強度を可変としてもよい。衝突時の車速が高い場合は、クラッシュボックス（20）とフロントメンバ（12）の両方が塑性変形することで衝突のエネルギを吸収し、車室の変形が抑えられる。そこで、フロントメンバ（12）を構成する複数の部材を爆発ボルト（30）で締結し、衝突時の衝撃の大きさに応じて爆発ボルト（30）を破断させることによって、フロントメンバ（12）の強度を衝撃の大きさに応じて調節してもよい。
【００４０】
−第４変形例−
上記の各実施形態のコントロールユニット（40）は、加速度センサを備えてその計測値（即ち、加速度）を“衝突時に車体（11）が受ける衝撃の大きさを示す物理量”として用いているが、加速度以外の物理量を“衝突時に車体（11）が受ける衝撃の大きさを示す物理量”として用いるように構成されていてもよい。
【００４１】
例えば、コントロールユニット（40）は、衝突に伴って車体（11）に作用する荷重の大きさを計測する力センサを備え、この力センサが計測した荷重の大きさを“衝突時に車体（11）が受ける衝撃の大きさを示す物理量”として用いるように構成されていてもよい。この場合、コントロールユニット（40）は、力センサの計測値が所定の範囲内になると、自動車（10）は衝突したが衝撃はそれ程大きくないと判断して爆発ボルト（30）へ点火用の信号を出力するように構成される。
【００４２】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように、本発明は、車両の車体に取り付けられて衝突のエネルギを吸収する衝撃吸収装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】自動車の前部をその一部を省略して示す概略側面図である。
【図２】自動車の前部の要部だけを図示する概略平面図である。
【図３】フロントメンバーに取り付けられた実施形態１のクラッシュボックスの概略平面図である。
【図４】フロントメンバーに取り付けられた実施形態１のクラッシュボックスを略水平面で切断した断面を示す概略断面図である。
【図５】爆発ボルトの構造を示す概略断面図であって、(Ａ)は火薬の爆発前の状態を示し、(Ｂ)は火薬の爆発後の状態を示す。
【図６】衝突時に爆発ボルトが破断した場合における変形後の実施形態１のクラッシュボックスを示す概略平面図である。
【図７】衝突時に爆発ボルトが破断しなかった場合における変形後の実施形態１のクラッシュボックスを示す概略平面図である。
【図８】フロントメンバーに取り付けられた実施形態２のクラッシュボックスの概略平面図である。
【図９】衝突時に爆発ボルトが破断した場合における変形後の実施形態２のクラッシュボックスを示す概略平面図である。
【図１０】衝突時に爆発ボルトが破断しなかった場合における変形後の実施形態２のクラッシュボックスを示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
10    自動車（車両）
20    クラッシュボックス（衝撃吸収部材）
30    爆発ボルト（連結用部材）
40    コントロールユニット（反応開始手段）
41    加速度センサ（センサ）
【図１】
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【図２】
2009067067.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009067067.tif 000006
【図５】
2009067067.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009067067.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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