JP2000079856A - 車両用緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スペース効率が良好となり、充分な衝撃エネル
ギの吸収能力を確保しつつ充分な軽量化を図り得る車両
用緩衝装置を提供する。 【解決手段】アルミニウム合金の押出成形材により角筒
状に形成された筒状基部１と、筒状基部１の内部空間に
配置された弾性発泡体２と、アルミニウム合金の押出成
形材により筒状基部１と一体に形成されて筒状基部１と
の間に空洞部３３を形成するとともに、衝撃入力方向に
沿って波打ち状に延びる一対の側壁３１、３１を有する
軽衝撃吸収部３とからなる。軽衝突時に機能する軽衝撃
吸収部３と重衝突時に機能する筒状基部１とを有する複
合構造に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両のバン
パやドアーのインパクトビーム、或いは車室を形成する
パネルボード等に好適に用いられる車両用緩衝装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般の車両には、衝突時の衝撃エネルギ
を吸収する緩衝装置としてバンパが装備されており、こ
のようなバンパとして例えば図６に示すものが知られて
いる。このバンパは、フロントサイドメンバ７１にねじ
止め等により取付けられた鉄製のクラッシュボックス７
２と、クラッシュボックス７２の外側に取付けられた鉄
製のバンパビーム７３と、バンパビーム７３の外側に取
付けられた樹脂製のバンパフェンダ７４とから構成され
ている。

【０００３】このバンパは、低速走行中等に発生する軽
衝突時には、柔軟な樹脂からなるバンパフェンダ７４が
ソフトに接触して弾性変形することにより衝撃エネルギ
を吸収する。このとき、バンパフェンダ７４は、衝突に
よりへこんでも復元する。また、高速走行中等に発生す
る重衝突時には、上記のバンパヘェンダ７４による衝撃
エネルギの吸収に加えて、鉄製のバンパビーム７３やク
ラッシュボックス７２が塑性変形して潰れることにより
大きな衝撃エネルギを吸収する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記バンパ
の場合、軽衝突時にはバンパフェンダ７４がソフトに接
触して弾性変形するため、相手側へのダメージを軽減す
ることができ、特に歩行者等の人員を保護することがで
きる。しかし、相手側へのダメージを少なくするために
は、バンパフェンダ７４の充分な弾性変形量が必要であ
り、その分バンパフェンダ７４の大きなスペースが必要
となる。

【０００５】また、重衝突時において衝撃エネルギを吸
収するバンパビーム７４やクラッシュボックス７２は、
潰れによる塑性変形エネルギが吸収されるという特性上
の理由から、一般に鉄製のものが用いられるため、重量
が嵩むという問題がある。本発明は上記問題に鑑み案出
されたものであり、スペース効率が良好となり、充分な
衝撃エネルギの吸収能力を確保しつつ充分な軽量化を図
り得る車両用緩衝装置を提供することを解決すべき課題
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、アルミニウム合金又は樹脂の押出成
形材により筒状に形成された筒状基部と、該筒状基部の
内部空間に配置された弾性発泡体と、アルミニウム合金
又は樹脂の押出成形材により形成され、前記筒状基部に
一体的に設けられて前記筒状基部との間に空洞部を形成
するとともに、衝撃入力方向に沿って波打ち状に延びる
側壁を有する軽衝撃吸収部と、から構成されているとい
う手段を採用している。

【０００７】この手段によれば、軽衝突時においては、
軽衝撃吸収部の側壁が折れ重なるように弾性変形するこ
とにより衝撃エネルギがソフトに吸収され、衝突相手側
へのダメージが小さく抑制される。この場合、軽衝撃吸
収部の側壁は、衝撃入力方向に沿って波打ち状に延びる
ように形成されており、かつ軽衝撃吸収部の内側には空
洞部が形成されていることから、側壁の充分な弾性変形
量が確保される。

【０００８】また、重衝突時においては、軽衝撃吸収部
の弾性変形及び塑性変形による衝撃エネルギの吸収に加
えて、筒状基部が塑性変形するのに伴って弾性発泡体が
圧縮されつつ弾性変形することによりその衝撃エネルギ
が効果的に吸収される。このとき、弾性発泡体が筒状基
部を弾性支持することにより筒状基部の剛性が高められ
るので、衝撃エネルギの吸収能力が向上する。この場
合、軽衝撃吸収部及び筒状基部がアルミニウム合金又は
樹脂により形成されるため、充分な軽量化を図ることが
できる。

【０００９】したがって、本発明の車両用緩衝装置は、
軽衝突時に機能する軽衝撃吸収部と重衝突時に機能する
筒状基部とを有する複合構造で構成されているため、ス
ペース効率が良好となり、充分な衝撃エネルギの吸収能
力を確保しつつ充分な軽量化を図ることができる。な
お、本発明における筒状基部は、押出成形により形成さ
れたアルミニウム合金製又は樹脂製のものが採用され
る。アルミニウム合金の材質としては、強度や耐蝕性、
比重等の点から、例えばＡ６０６３やＡ６０６１等のＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金が好適に採用され
る。押出成形法としては、一般的なアルミニウム合金の
成形方法に従い、熱間押出法が好適に採用される。ま
た、樹脂の材質としては、例えばＡＢＳ樹脂やＰＰ（ポ
リプロピレン）が好適に採用される。押出成形法として
は、一般的な樹脂の成形方法に従い、熱間押出法が好適
に採用される。

【００１０】この筒状基部は、その緩衝装置を取付ける
個所に応じて、断面形状が円筒形や角筒形あるいは異形
等のものを適宜選択することができる。また、請求項５
に記載されているように、筒状基部には、押出方向に延
設されてその内部空間を衝撃入力方向に対して前後に仕
切る少なくとも一つの仕切壁を設けることができる。こ
れにより、筒状基部の内部空間に配置される弾性発泡体
の密度をそれほど大きくしなくても剛性を高めることが
できるため、重量の増加を抑制することができる。

【００１１】そして、本発明における弾性発泡体は、必
ずしも筒状基部の内部空間の全域に配置されていなくと
もよく、その緩衝装置の設計上において、衝撃が入力す
る部分に部分的に配置してもよい。また、請求項５に記
載されているように、筒状基部に仕切壁が設けられてい
る場合には、仕切壁により仕切られて形成される少なく
とも一つの隔室内に弾性発泡体を配置することができ
る。

【００１２】この弾性発泡体は、圧縮弾性率が１００Ｍ
ｐａ程度のものが好適に用いられ、筒状基部の肉厚や強
度等との関係から、５０〜３００Ｍｐａの範囲で圧縮弾
性率を適宜設定することができる。この弾性発泡体は、
請求項３に記載されているように、ゴム及び樹脂の少な
くとも一方と発泡剤を主成分としてなる弾性発泡体形成
材料を発泡させることにより形成することができる。こ
の場合の発泡倍率は２〜１０倍程度とするのが好まし
い。

【００１３】ゴム材料としては、例えばアクリロニトリ
ル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）やスチレン−ブタジエン
ゴム（ＳＢＲ）等のジエン系ゴム、天然ゴム（ＮＲ）等
を好適に採用することができ、特にＮＢＲが好適であ
る。また、樹脂材料としては、例えばフェノール系やエ
ポキシ系、ウレタン系等を好適に採用することができ
る。

【００１４】また、発泡剤は、弾性発泡体形成材料が加
硫（架橋）のために加熱されたときに、分解して、二酸
化炭素や窒素ガス等の気体を放出することにより、弾性
発泡体が形成されるように添加されるものであって、従
来から公知のものが適宜採用され得るものであるが、具
体例としては、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウ
ム、炭酸水素アンモニウム等の無機系のものや、ジアゾ
アミン誘導体、アゾニトリル系、アゾジカルボン酸誘導
体、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の有機系の
ものを挙げることができる。

【００１５】なお、弾性発泡体形成材料には、上記主成
分の他、必要に応じて、加硫剤、架橋剤、可塑剤、充填
剤、難燃剤、加水分解防止剤等を適宜加えることができ
る。また、この弾性発泡体は、請求項４に記載されてい
るように、弾性発泡体形成材料を筒状基部の内部空間内
で発泡させることにより内部空間内に充填配置すること
ができる。これにより、弾性発泡体形成材料を筒状基部
の内部空間内で発泡させると同時に、その内部空間内に
弾性発泡体を充填配置することができるので、作業工数
を低減し簡略化することができる。

【００１６】そして、本発明における軽衝撃吸収部は、
押出成形により形成されたアルミニウム合金製又は樹脂
製のものが採用される。アルミニウム合金及び樹脂の材
質としては、上記筒状基部と同様のものを採用すること
ができる。この軽衝撃吸収部は、筒状基部と別体に形成
したものを、溶接や接着剤を用いて筒状基部に固着する
ようにしてもよい。この場合には、軽衝撃吸収部の押出
断面形状が複雑であったり、肉厚が薄い場合に有利とな
る。また、請求項２に記載されているように、軽衝撃吸
収部と筒状基部とを、一つの押出成形材により一体に形
成してもよい。この場合には、部品数を低減することが
できるので、作製上及びコスト的に有利となる。

【００１７】そして、本発明の軽衝撃吸収部は、筒状基
部に一体的に設けられて筒状基部との間に空洞部を形成
するとともに、衝撃入力方向に沿って波打ち状に延びる
側壁を有する。この側壁は、軽衝撃吸収部に衝撃が入力
したときに、波打ち状に延びる方向において圧縮されつ
つ弾性変形することにより衝撃エネルギを吸収するもの
である。この側壁は、軽衝撃吸収部と筒状基部との間に
形成される空洞部によって充分な弾性変形量が確保され
る。側壁の波打ち形状や肉厚等は、側壁を形成する材質
や目的とする衝撃エネルギ吸収量等を考慮して適宜設定
することができる。

【００１８】なお、空洞部には、請求項６に記載されて
いるように、筒状基部の内部空間に配置される弾性発泡
体よりも低密度の低密度弾性発泡体を配置することがで
きる。これにより、軽衝撃吸収部の衝撃エネルギ吸収量
を増大させることができる。この低密度弾性発泡体は、
前記弾性発泡体と同様の材料で形成することができ、例
えば前記弾性発泡体よりも発泡倍率を高くして形成した
ものを用いることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。図１は本実施形態の車両用緩衝装置の
取付け状態を示し、図２のＩ−Ｉ線矢視断面図であり、
図２はその車両用緩衝装置の取付け状態を一部断面で示
す平面図である。

【００２０】本実施形態の車両用緩衝装置は、車両のフ
ロント側のバンパとして用いられるものであって、図１
及び図２に示すように、車両の左右方向に延びる長尺状
で左右両端部が湾曲され、全体形状がコの字状となるよ
うに形成されている。この車両用緩衝装置は、アルミニ
ウム合金製の押出成形材により筒状に形成され内側に位
置する筒状基部１と、筒状基部１の内部空間に配置され
た弾性発泡体２と、筒状基部１と同じ押出成形材により
筒状基部１の外側に一体に形成された軽衝撃吸収部３と
を主要素として構成されている。

【００２１】筒状基部１は、Ａ６０６３−Ｔ５のＡｌ−
Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金を材質とする押出成形
材により角筒状に形成されている。この筒状基部１は、
車両の前方側に位置する前方壁１１と、前方壁１１と略
平行に配置され車両の後方側に位置する後方壁１２と、
前方壁１１及び後方壁１２の上端どうしを連結する上方
壁１３と、前方壁１１及び後方壁１２の下端どうしを連
結する下方壁１４と、後方壁１２の上下両端から上下方
向に延出し押出成形時に押出方向に沿って板状に形成さ
れた上下一対の取付部１５、１５とから構成されてい
る。取付部１５、１５は、フロント側の車体フレーム５
１に前方に向かって突設された左右一対のブラケット５
２、５３の先端部にボルト５５及びナット５６により固
定されている。

【００２２】弾性発泡体２は、ゴム材料としてのアクリ
ロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）１００重量部に
対して、樹脂材料としてのフェノールレジンを４０重量
部、発泡剤としての無機系発泡剤を３０重量部、加硫剤
としての硫黄を３０重量部、その他にカーボンブラッ
ク、加硫促進剤、発泡助剤、軟化剤等を適宜量配合して
なる弾性発泡体形成材料を発泡倍率約３倍で発泡させる
ことにより形成されている。

【００２３】この弾性発泡体２は、弾性発泡体形成材料
を筒状基部１の内部空間内で発泡させることにより形成
されており、発泡と同時にその内部空間の全域に充填配
置されている。なお、筒状基部１の内壁面には、弾性発
泡体形成材料を発泡させる前に予め接着剤が塗布されて
いることにより、形成される弾性発泡体２は筒状基部１
の内壁面に強固に固着されている。この弾性発泡体２の
圧縮弾性率は１００Ｍｐａ程度となるように設定されて
いる。

【００２４】軽衝撃吸収部３は、筒状基部１の上方壁１
３及び下方壁１４の前方端より前方側に波打ち状に延び
る上下一対の側壁３１、３１と、両側壁３１、３１の前
端どうしを連結し筒状基部１の前方壁１１と略平行に配
置された外側壁３２とからなり、断面形状が略コの字状
に形成されている。この軽衝撃吸収部３の内側には、筒
状基部１の前方壁１１とともに区画される空洞部３３が
形成されている。

【００２５】以上のように構成された本実施形態の車両
用緩衝装置は、車両の低速走行中等において軽衝突する
と、衝突相手側が軽衝撃吸収部３の外側壁３２に当接し
て図中の矢印ａ方向に衝撃が入力する。これにより、衝
撃入力方向に沿って波打ち状に延びる軽衝撃吸収部３の
両側壁３１、３１が折り重なるように弾性変形すること
により、その衝撃エネルギはソフトに吸収される。これ
により、衝突相手側へのダメージが小さく抑制される。
このとき、弾性変形する両側壁３１、３１が衝撃入力方
向に沿って波打ち状に延びるように形成されており、軽
衝撃吸収部３の内側には空洞部３３が形成されているた
め、両側壁３１、３１の充分な弾性変形量が確保されて
いる。

【００２６】また、車両の高速走行中等において重衝突
すると、軽衝撃吸収部３の弾性変形及び塑性変形による
衝撃エネルギの吸収に加えて、筒状基部１が塑性変形す
るのに伴って弾性発泡体２が圧縮されつつ弾性変形する
ことによりその衝撃エネルギが効果的に吸収される。こ
のとき、弾性発泡体２が筒状基部１を弾性支持すること
により筒状基部１の剛性が高められるので、衝撃エネル
ギの吸収能力が向上する。この場合、軽衝撃吸収部３及
び筒状基部１は、アルミニウム合金により形成されるた
め、充分な軽量化が図られている。

【００２７】以上のように、本実施形態の車両用緩衝装
置は、軽衝突時において、衝撃エネルギを弾性変形によ
りソフトに吸収する軽衝撃吸収部３を有するため、従来
の樹脂製バンパフェンダのような部材を必要としなくな
るので、構造を簡素化することができ、スペース効率が
良好となる。なお、敢えてバンパフェンダ等を取付ける
場合には、そのバンパフェンダ等のサイズを小さくする
ことができる。

【００２８】また、本実施形態の車両用緩衝装置は、筒
状基部１及び軽衝撃吸収部３が軽量なアルミニウム合金
で形成され、筒状基部１の内部空間に弾性発泡体２が配
置されているため、充分な衝撃エネルギの吸収能力を確
保しつつ充分な軽量化を図ることができる。また、筒状
基部１と軽衝撃吸収部３は、アルミニウム合金製の一つ
の押出成形材により一体に形成されているため、部品数
を低減することができることから、製造を簡略化し、低
コスト化することができる。

【００２９】そして、筒状基部１の内部空間に配置され
た弾性発泡体２は、弾性発泡体形成材料を筒状基部１の
内部空間内で発泡させることにより充填配置されている
ため、弾性発泡体形成材料の発泡と同時に、その内部空
間内へ弾性発泡体を配置することができるので、作業工
数を低減し簡略化することができる。なお、上記実施形
態では、筒状基部１と軽衝撃吸収部３は、一つの押出成
形材により一体に形成されているが、図３に示すよう
に、軽衝撃吸収部３ａを筒状基部１とは別体の押出成形
材で形成し、その軽衝撃吸収部３ａを溶接や接着剤を用
いて筒状基部１に固着するようにしてもよい。この場合
には、軽衝撃吸収部３ａの押出断面形状が複雑であった
り肉厚が薄い場合に、作製を有利に行うことができる。

【００３０】また、図４に示すように、軽衝撃吸収部３
の空洞部３３には、筒状基部１の内部空間に配置された
弾性発泡体２よりも低密度の低密度弾性発泡体２ａを配
置することができる。これにより、軽衝突時等におい
て、軽衝撃吸収部３の衝撃エネルギ吸収量を増大させる
ことができ、軽衝撃吸収部３による衝撃エネルギ吸収の
対応範囲を拡大させることが可能となる。

【００３１】また、図５に示す車両用緩衝装置は、筒状
基部１の内部空間内に、押出方向に延設されてその内部
空間を衝撃入力方向に対して前後に仕切る一つの仕切壁
１６を設けたものである。この車両用緩衝装置は、筒状
基部１の内部空間に配置される弾性発泡体２ｂ、２ｂの
密度をそれほど大きくしなくても剛性を高めることがで
きるため、重量の増加を抑制しつつ筒状基部１の衝撃エ
ネルギ吸収能力を向上させることができる。なお、筒状
基部１の内部空間に配置される弾性発泡体２ｂは、仕切
壁１６により仕切られて形成される少なくとも一つの隔
室内に配置される。また、場合によっては、複数個の仕
切壁１６を設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る車両用緩衝装置の取付
け状態を示し、図２のＩ−Ｉ線に相当する部分の断面図
である。

【図２】本発明の実施形態に係る車両用緩衝装置の取付
け状態を示す上方から見た断面図である。

【図３】本発明の他の実施形態に係る車両用緩衝装置の
断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係る車両用緩衝装置の
断面図である。

【図５】本発明の他の実施形態に係る車両用緩衝装置の
断面図である。

【図６】従来の車両用緩衝装置としてのバンパの取付け
状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…筒状基部 ２、２ｂ…弾性発泡体 ２ａ…
低密度弾性発泡体 ３、３ａ…軽衝撃吸収部 １１…前方壁 １２
…後方壁 １３…上方壁 １４…下方壁 １５…取付部
１６…仕切壁 ３１…側壁 ３２…外側壁 ３３…空洞部 ５１…車体フレーム ５２、５３…ブラケット
５５…ボルト ５６…ナット ７１…フロントサイドメンバ ７２…クラッシュボックス ７３…バンパビーム ７４…バンパフェンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前野 肇 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者 伊香賀 修治 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者 榎本 正敏 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内 (72)発明者 佐藤 昭一 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金又は樹脂の押出成形材
   により筒状に形成された筒状基部と、 該筒状基部の内部空間に配置された弾性発泡体と、 アルミニウム合金又は樹脂の押出成形材により形成さ
   れ、前記筒状基部に一体的に設けられて前記筒状基部と
   の間に空洞部を形成するとともに、衝撃入力方向に沿っ
   て波打ち状に延びる側壁を有する軽衝撃吸収部と、 から構成されていることを特徴とする車両用緩衝装置。
2. 【請求項２】 前記筒状基部及び前記軽衝撃吸収部は、
   一つの押出成形材により一体に形成されていることを特
   徴とする請求項１記載の車両用緩衝装置。
3. 【請求項３】 前記弾性発泡体は、ゴム及び樹脂の少な
   くとも一方と発泡剤を主成分としてなる弾性発泡体形成
   材料を発泡させることにより形成されていることを特徴
   とする請求項１又は２記載の車両用緩衝装置。
4. 【請求項４】 前記弾性発泡体は、弾性発泡体形成材料
   を前記内部空間内で発泡させることにより前記内部空間
   内に充填配置されていることを特徴とする請求項１〜３
   記載の車両用緩衝装置。
5. 【請求項５】 前記筒状基部は、押出方向に延設されて
   その内部空間を衝撃入力方向に対して前後に仕切る少な
   くとも一つの仕切壁を有し、前記弾性発泡体は、前記仕
   切壁により仕切られて形成される少なくとも一つの隔室
   内に配置されていることを特徴とする請求項１〜４記載
   の車両用緩衝装置。
6. 【請求項６】 前記空洞部には、前記弾性発泡体よりも
   低密度の低密度弾性発泡体が配置されていることを特徴
   とする請求項１〜５記載の車両用緩衝装置。