JP2000142276A - 車両用緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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】アルミニウム合金製の押出成形材により筒
状に形成され、押出方向に延設されてその内部空間を仕
切る仕切壁１１を有する筒状枠部材１と、仕切壁１１に
より仕切られた前隔室１２及び後隔室１３内に配置され
た弾性発泡体２とで構成する。

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】従来より、車両における衝撃エネルギの
吸収構造としては種々のものが採用されている。例え
ば、コントロールアーム等では、図２２に示すような圧
潰形の構造が採用されており、この構造のものは、ある
臨界荷重までは弾性体として強度・剛性部材の機能を果
たすが、それ以上の荷重が入力した場合には塑性体のよ
うにふるまい、衝突エネルギを有効に吸収する。

【０００３】また、リヤフレーム等では、図２３に示す
ような曲げ形の構造が採用されており、この構造のもの
は、曲げ変形によりクラッシュストロークと適度な反力
を得るものである。そして、フロントフレーム等では、
図２４に示すようなブローチ形の構造のものが採用され
ており、この構造のものは、内筒７１及び外筒７２の二
重構造で、過大荷重入力に対して、両内外筒７１、７２
が無理矢理に突っ込まれることにより、部材の塑性変形
及び摩擦熱に変換しようとする構造である。

【０００４】また、バンパ等では、図２５に示すような
ショックアブソーバ形の構造のものが採用されており、
この構造のものは、ばね部材７３等の弾性作用を利用
し、運動エネルギを熱エネルギに変換するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
衝撃エネルギ吸収構造のうち、圧潰形、曲げ形及びブロ
ーチ形のものは、金属部材の潰れによる塑性変形エネル
ギを吸収する構造のものである。この場合、金属部材は
その特性上の理由から主として鉄が用いられるため、重
量が嵩むという問題がある。

【０００６】また、上記従来のショックアブソーバ形の
場合には、塑性変形を伴わないので再使用が可能である
が、構成部品数が多くなり、構造も複雑になるため、重
量及びコストの上昇を回避できないという問題がある。
本発明は上記問題に鑑み案出されたものであり、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。

【０００７】

【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、アルミニウム合金製の押出成形材に
より筒状に形成され、押出方向に延設されてその内部空
間を仕切る少なくとも一つの仕切壁を有する筒状枠部材
と、前記仕切壁により仕切られた少なくとも一つの隔室
内に配置された弾性発泡体と、から構成されているとい
う手段を採用している。

【０００８】この手段によれば、車両用緩衝装置に大き
な衝撃が入力すると、アルミニウム合金製の筒状枠部材
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、弾性発泡体が筒状枠部材を弾性支
持することにより筒状枠部材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。また、筒状枠部材
には、その内部空間を仕切る仕切壁が設けられているこ
とから、弾性発泡体の密度をそれほど大きくしなくても
高剛性となるため、重量の増加が抑制される。

【０００９】したがって、本発明によれば、アルミニウ
ム合金製の筒状枠部材と弾性発泡体とを上記のように組
み合わせて構成されているため、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達成することがで
きる。なお、本発明における筒状枠部材は、押出成形に
より形成されたアルミニウム合金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。筒状
枠部材の形状は、断面が円筒形や角筒形あるいは異形
等、緩衝装置を取付ける個所に応じて適宜選択すること
ができる。

【００１０】また、筒状枠部材に設けられる仕切壁は、
押出方向に延設されて筒状枠部材の内部空間を仕切るよ
うに設けられる。この仕切壁には、請求項４に記載され
るように、仕切壁により仕切られる隔室どうしを連通す
るスリットを設けることができる。そして、本発明にお
ける弾性発泡体は、筒状枠部材の少なくとも一つの隔室
内に配置される。この弾性発泡体は、必ずしも一つの隔
室内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。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、筒状枠部材の肉厚や
強度等との関係から、５０〜２００Ｍｐａ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２に記載されるように、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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明
において、前記弾性発泡体は、弾性発泡体形成材料を前
記隔室内で発泡させることにより前記隔室内に充填配置
されているという手段を採用している。

【００１４】この手段によれば、弾性発泡体形成材料を
隔室内で発泡させると同時に、隔室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。なお、この場合、弾性発泡体を充填
配置する隔室の内壁面には、弾性発泡体形成材料を発泡
させる前に、接着剤を塗布しておくことにより、形成さ
れる弾性発泡体を隔室の内壁面により強固に接合させる
ことができる。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記仕切壁は、前記仕切壁により仕
切られる隔室どうしを連通するスリットを有し、前記弾
性発泡体は、一塊の弾性発泡体形成材料を前記スリット
に配置して発泡させることにより前記仕切壁の両側の隔
室に充填配置されているという手段を採用している。こ
の手段によれば、仕切壁により仕切られた両隔室に弾性
発泡体を充填配置する場合に、一塊の弾性発泡体形成材
料により両隔室に同時に弾性発泡体を充填配置すること
ができ、作業工数をより低減し簡略化することができ
る。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、各前記隔室には、弾性率の異なる弾性発泡
体が配置されているという手段を採用している。この手
段によれば、弾性率の異なる弾性発泡体を適宜組み合わ
せることにより、その緩衝装置に入力する衝撃に対して
の最適な剛性を設定することができる。請求項６記載の
発明は、請求項１記載の発明において、前記隔室のいず
れか一方には、発泡アルミニウム合金が配置されている
という手段を採用している。

【００１７】この手段によれば、発泡アルミニウム合金
は弾性発泡体よりも弾性率が高いので、その緩衝装置の
剛性を高く設定することができることにより、衝撃が入
力したときの最大変位量を抑制することができる。な
お、ここでいう発泡アルミニウム合金は、例えばアルミ
パウダ、ＴｉＨ２パウダをミキシング後押出成形するこ
とにより形成された多孔質体のものである。したがっ
て、筒状枠部材を構成するアルミニウム合金と比較して
軽量となり弾性率が低くなるが、他の隔室に配置される
弾性発泡体よりも弾性率が高い。

【００１８】

【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。 〔実施形態１〕図１は本実施形態に係る車両用緩衝装置
の取付け状態を示す断面図であり、図２は図１のII−II
線矢視断面図である。

【００１９】本実施形態の車両用緩衝装置は、車両のフ
ロント側のバンパに用いられるものであって、図１及び
図２に示すように、略円筒状に形成されその内部空間を
前隔室１２と後隔壁１３とに仕切る仕切壁１１を有する
筒状枠部材１と、前隔室１２及び後隔室１３内に充填配
置された弾性発泡体２と、を主要素として構成されてい
る。

【００２０】筒状枠部材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
形材により略円筒状に形成されている。この筒状枠部材
１は、押出方向に延設されてその内部空間を前隔室１２
と後隔壁１３とに仕切る一つの仕切壁１１を有する。こ
の仕切壁１１の中央部には、押出成形時に押出方向に沿
って形成されたスリット１１ａが設けられており、この
スリット１１ａによって前隔室１２と後隔壁１３は連通
されている。この筒状枠部材１の両端部は、後述の弾性
発泡体２が前隔室１２及び後隔壁１３内に充填配置され
た後、プレス機でプレスすることにより潰されており、
これにより前隔室１２及び後隔室１３の両端が封止され
ている。

【００２１】そして、筒状枠部材１の外周部の仕切壁１
１と対応する部分には、押出成形時に押出方向に沿って
板状に形成された一対の取付部１４、１４が設けられて
いる。この取付部１４、１４は、フロント側の車体フレ
ーム５１に前方に向かって突設された左右一対のブラケ
ット５２、５３の先端部にメカニカルリベット５５によ
り固定されている。この場合、メカニカルリベット５５
は、図２に示すように、鋼板プレス材５６にセルフピイ
アス方式により締結されている。なお、筒状枠部材１の
外側（車両前方側）には、樹脂製のバンパフェンダ５７
が車体フレーム５１にねじ止めされることにより取付け
られている。

【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（ＮＢＲ１００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、発泡剤としてのアゾジカルボンアミドを１５重量
部、加硫剤としての硫黄を２５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。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。

【００２３】この弾性発泡体２は、図３（ａ）に示すよ
うに、一塊の弾性発泡体形成材料２ａを仕切壁１１のス
リット１１ａに配置した状態で発泡させることにより形
成されており、図３（ｂ）に示すように、その発泡と同
時に前隔室１２及び後隔室１３内にそれぞれ充填配置さ
れている。なお、前隔室１２及び後隔室１３の内壁面に
は、弾性発泡体形成材料２ａ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は前隔室１２及び後隔室１３の内壁面に強固に固着さ
れている。

【００２４】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、車両のバンパが衝突してその緩衝装置に
衝撃が入力すると、アルミニウム合金製の筒状枠部材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、塑性変形する筒状枠部材１を弾
性発泡体２が弾性支持することにより筒状枠部材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。

【００２５】また、筒状枠部材１には、その内部空間を
衝撃入力方向に対して前後に仕切る仕切壁１１が設けら
れていることから、弾性発泡体２の密度をそれほど大き
くしなくても高剛性となるため、重量の増加が抑制され
る。以上のように、本実施形態の車両用緩衝装置によれ
ば、アルミニウム合金製の筒状枠部材１と弾性発泡体２
とを上記のように組み合わせて構成されているため、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
を達成することができる。

【００２６】そして、本実施形態では、筒状枠部材１の
両端部が潰され、前後隔室１２、１３の両端が封止され
ているため、衝撃が入力した際に、前後隔室１２、１３
内の弾性発泡体２が外部に流出するのを防止することが
できる。これにより、衝撃エネルギの吸収効率の低下を
防止することができる。また、本実施形態の場合、プレ
ス機でプレスするという簡易な方法を採用することがで
きる。

【００２７】そして、本実施形態の弾性発泡体２は、弾
性発泡体形成材料２ａを前隔室１２と後隔壁１３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
体形成材料を２ａを隔室内で発泡させると同時に、隔室
内に弾性発泡体２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。特に、本実施
形態では、筒状枠部材１の仕切壁１１にスリット１１ａ
が設けられ、そのスリット１１ａに一塊の弾性発泡体形
成材料２ａを配置して発泡させることにより、前隔室１
２及び後隔壁１３の両隔室に弾性発泡体２を充填配置す
るようにしているため、一塊の弾性発泡体形成材料２ａ
により両隔室に同時に弾性発泡体２を充填配置すること
ができ、作業工数をより低減し簡略化することができ
る。

【００２８】また、本実施形態の筒状枠部材１は、押出
成形材により形成されているため、押出成形時において
仕切壁１１を容易に設けることができる。また、本実施
形態の緩衝装置は、筒状枠部材１の取付部１４、１４が
車体フレーム５の鉄製のブラケット５１、５２に対して
メカニカルリベット６により固定するようにしているた
め、ブラケット５１、５２側の下穴処理が不要となり、
鉄製のブラケット５１、５２とアルミニウム合金製の筒
状枠部材１との締結を有利に行うことができる。なお、
このようなメカニカルジョイントとして、本実施形態の
セルフピイアス方式の他に、クランチ方式等も採用する
ことができる。

【００２９】なお、上記実施形態の緩衝装置は、筒状枠
部材１として円筒形状のものが用いられているが、図４
に示す緩衝装置のように、筒状枠部材１Ａを角筒形状に
形成することができる。また、この緩衝装置のように、
筒状枠部材１Ａの内部に形成された前隔室１２Ａ及び後
隔室１３Ａのいずれか一方に弾性発泡体２Ａを配置する
ようにしてもよく、この場合にも、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。

【００３０】また、他の実施形態として、図５に示す緩
衝装置は、筒状枠部材１Ｂに二つの仕切壁１１Ｂが設け
られていることにより、その内部空間が前隔室１２Ｂと
中央隔室１４Ｂと後隔室１３Ｂとに仕切られており、各
隔室１２Ｂ〜１４Ｂには弾性率の異なる弾性発泡体２Ｂ
が配置されている。このように、弾性率の異なる弾性発
泡体２Ｂを適宜組み合わせることにより、その緩衝装置
に入力する衝撃に対しての最適な剛性を設定することが
できる。

【００３１】また、他の実施形態として、図６に示す緩
衝装置は、筒状枠部材１Ｃの内部空間が一つの仕切壁１
１Ｃによって前隔室１２Ｃと後隔室１３Ｃとに仕切られ
ており、前隔室１２には弾性発泡体２Ｃが配置され、後
隔室１３Ｃには発泡アルミニウム合金３Ｃが配置されて
いるものである。この場合、発泡アルミニウム合金３Ｃ
は、弾性発泡体２Ｃよりも弾性率が高いので、その緩衝
装置の剛性を高く設定することができ、衝撃が入力した
ときの最大変位量を抑制することができる。

【００３２】なお、これらの緩衝装置は、上記実施形態
のように車両のバンパに好適に用いることができるが、
その他に、例えば車両ドアーのインパクトビームに、或
いは車室を形成するパネルボード等に衝撃エネルギを吸
収する緩衝装置として好適に用いることができる。 〔試験〕本発明の車両用緩衝装置の優れた効果を確認す
るため、落錘衝撃曲げ試験を行った。

【００３３】〔試験１〕本発明の緩衝装置に係る試験例
１として、図７に示すテストサンプルを用意した。試験
例１は、アルミニウム合金（Ａ６０６３−Ｔ１）製の押
出成形材により角筒状に形成されその内部空間を二つの
隔室１２Ｄ、１３Ｄに仕切る仕切壁１１Ｄを有する筒状
枠部材１Ｄと、筒状枠部材１Ｄの両端に固着されたアル
ミニウム合金製の支持板１５Ｄと、両隔室１２Ｄ、１３
Ｄに充填配置された弾性発泡体２Ｄとからなる。筒状枠
部材１Ｄは、厚さ：２ｍｍ、幅：４０ｍｍ、長さ：３０
０ｍｍのものである。また、弾性発泡体２Ｄは、上記実
施形態の弾性発泡体２と同じ材料で形成されたものであ
る。

【００３４】また、比較例１として、図８に示すテスト
サンプルを用意した。比較例１は、試験例１と同じ筒状
枠部材１Ｄ及び支持板１５Ｄからなり、弾性発泡体２Ｄ
を有しない点でのみ試験例１と異なるものである。これ
ら試験例１及び比較例１を、仕切壁１１Ｄが水平方向を
向くようにして支点間距離：２４０ｍｍの受け治具上に
それぞれセットし、落錘質量：２０．３４ｋｇｆ、落錘
高さ：２．５ｍ、落錘面Ｒ：６０ｍｍの条件で落錘衝撃
曲げ試験を行い、それぞれの変位量と吸収エネルギ量と
を測定したところ、図９に示す結果が得られた。

【００３５】図９からも明らかなように、試験例１の場
合には、変位量は２１．５６ｍｍ、吸収エネルギ量は９
３０．８３Ｊであった。これにより、エネルギ効率（吸
収エネルギ量（Ｊ）／変位量（ｍｍ））を求めると、４
３．１７ｍｍ／Ｊであった。一方、比較例１の場合に
は、変位量は２３．２６ｍｍ、吸収エネルギ量は６０
２．７９Ｊであった。これにより、エネルギ効率（吸収
エネルギ量（ｍｍ）／変位量（Ｊ））を求めると、２
５．９２ｍｍ／Ｊであった。

【００３６】以上のことから、弾性発泡体２Ｄを有する
試験例１は、弾性発泡体２Ｄを有しない比較例１に比べ
て、エネルギ効率が格段に大きいことがわかる。 〔試験２〕本発明の緩衝装置に係る試験例２として、図
１０に示すテストサンプルを用意した。試験例２は、ア
ルミニウム合金（Ａ６０６３−Ｔ５）製の押出成形材に
より角筒状に形成されその内部空間を二つの隔室１２
Ｅ、１３Ｅに仕切る仕切壁１１Ｅを有する筒状枠部材１
Ｅと、両隔室１２Ｅ、１３Ｅに充填配置された弾性発泡
体２Ｅとからなる。筒状枠部材１Ｅは、厚さ：２ｍｍ、
幅Ｗ：４０ｍｍ、長さ：３００ｍｍのものである。ま
た、弾性発泡体２Ｅは、上記実施形態の弾性発泡体２と
同じ材料で形成され、密度が０．３８ｇ／ｃｍ³ のもの
である。この試験例２の質量は４３４ｇである。

【００３７】また、比較例２として、図１１に示すテス
トサンプルを用意した。比較例２は、厚さ：２ｍｍの鉄
板（ＳＰＣＣ）により、幅Ｗ：４０ｍｍ、長さ：３００
ｍｍの大きさの角筒状に形成された筒状枠部材１Ｆのみ
からなるものである。従って、筒状枠部材１Ｆの内部空
間には、試験例２のような弾性発泡体２Ｅは配置されて
いない。この比較例２の質量は６６８ｇである。

【００３８】これら試験例２及び比較例２を、支点間距
離：２４０ｍｍの受け治具上にそれぞれセットし、試験
１の場合と同様に、落錘質量：２０．３４ｋｇｆ、落錘
高さ：２．５ｍ、落錘面Ｒ：６０ｍｍの条件で落錘衝撃
曲げ試験を行い、それぞれの変位量と吸収エネルギ量と
を測定して吸収エネルギ効率を求めた。その結果、試験
例２の場合には、変位量は２５．５０ｍｍ、吸収エネル
ギ量は５３７．２６Ｊ、エネルギ効率は２１．０７Ｊ／
ｍｍであった。一方、比較例２の場合には、変位量は１
６．５６ｍｍ、吸収エネルギ量は３３１．７８Ｊ、エネ
ルギ効率は２０．０４Ｊ／ｍｍであった。試験例２及び
比較例２のエネルギ効率と質量との関係を図１２は示
す。

【００３９】以上のことから、アルミニウム合金製の筒
状枠部材と弾性発泡体とからなる試験例２は、鉄製の筒
状枠部材のみからなる比較例２と同等のエネルギ効率が
得られることがわかる。また、試験例２の質量は、比較
例２の約２／３であることから、試験例２は、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
得ることがわかる。

【００４０】〔実施形態２〕図１３は本実施形態に係る
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
あり、図１４は図１３の XIV−XIV 線に沿う部分の断面
図である。本実施形態では、図１３及び図１４に示すよ
うに、車両のフロント側のバンパビームとして用いられ
る第１緩衝装置６と、第１緩衝装置６と車体フレーム４
１とに連結されてクラッシュボックスとして用いられる
４個の第２緩衝装置８、８、８、８と、車体フレーム４
１の左右両側に取付けられた一対の第３緩衝装置９、９
の３種類の車両用緩衝装置が採用されている。

【００４１】第１緩衝装置６は、図１３及び図１４に示
すように、角筒状に形成されその内部空間を上隔室６３
と中央隔室６４と下隔室６５とに仕切る二つの仕切壁６
２、６２を有する筒状枠部材６１と、中央隔室６４内の
両端部に充填配置された弾性発泡体６７、６７とから構
成されている。筒状枠部材６１は、Ａ６０６３−Ｔ５の
Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金を材質とする角
筒状の押出成形材により形成されている。筒状枠部材６
１の内部には、押出成形時において押出方向に沿って延
設された二つの仕切壁６２、６２が形成されている。こ
の二つの仕切壁６２、６２によって、筒状枠部材６１の
内部空間は上隔室６３と中央隔室６４と下隔室６５とに
仕切られている。この筒状枠部材６１は、両端部から中
央部に向かって次第に車両の前方側に突出するように湾
曲されている。

【００４２】弾性発泡体６７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、発泡剤としてのアゾジカルボンアミドを１５重量
部、加硫剤としての硫黄を２５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。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。

【００４３】この弾性発泡体６７は、弾性発泡体形成材
料を中央隔室６４内の両端部にそれぞれ配置した状態で
発泡させることにより形成されており、その発泡と同時
に中央隔室６４内の両端部にそれぞれ充填配置されてい
る。なお、発泡した弾性発泡体６７は、中央隔室６４の
内壁面に良好に密着して保持されるため、弾性発泡体６
７を中央隔室６４の内壁面に固着するための接着剤等は
使用されていない。

【００４４】以上のように構成されたバンパビームとし
て用いられる第１緩衝装置６は、車体フレーム４１の前
端部に、後述する４個の第２緩衝装置８、８、８、８を
介して取付けられている。そして、第２緩衝装置８は、
図１３〜図１５に示すように、角筒状に形成されその内
部空間を左隔室８３と右隔室８４とに仕切る一つの仕切
壁８２を有する筒状枠部材８１と、筒状枠部材８１の両
端にそれぞれ固着されたアルミニウム合金製の取付板８
５、８５と、左隔室８３及び右隔室８４内にそれぞれ充
填配置された弾性発泡体８７、８７とから構成されてい
る。

【００４５】筒状枠部材８１は、Ａ６０６３−Ｔ５のＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金を材質とする角筒
状の押出成形材により形成されている。筒状枠部材８１
の内部には、押出成形時において押出方向に沿って延設
された一つの仕切壁８２が形成されている。この仕切壁
８２によって、筒状枠部材８１の内部空間が左隔室８３
と右隔室８４とに仕切られている。なお、各筒状枠部材
８１の第１緩衝装置６に連結される側の端面は、第１緩
衝装置６の筒状枠部材６１の湾曲面と符合するように斜
めに切断して形成されている。

【００４６】取付板８５、８５は、筒状枠部材８１と同
質のアルミニウム合金により矩形板状に形成されてお
り、筒状枠部材８１の両端面にそれぞれ溶接により固着
されている。この取付板８５、８５の中央には、筒状枠
部材８１の両端の開口部形状と符合する大きさの角孔が
形成されている。弾性発泡体８７、８７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）１
００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、発泡剤としてのアゾジカルボンアミド
を１５重量部、加硫剤としての硫黄を２５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。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。

【００４７】この弾性発泡体８７、８７は、弾性発泡体
形成材料を左隔室８３及び右隔室８４内にそれぞれ配置
した状態で発泡させることにより形成されており、その
発泡と同時に左隔室８３及び右隔室８４内にそれぞれ充
填配置されている。なお、発泡した弾性発泡体８７、８
７は、上記弾性発泡体６７の場合と同様に、左隔室８３
及び右隔室８４の内壁面に良好に密着して保持されるた
め、この場合にも接着剤等は使用されていない。

【００４８】以上のように構成されたクラッシュボック
スとして用いられる４個の第２緩衝装置８、８、８、８
は、それぞれの一方の取付板８５が車体フレーム４１の
前壁部４２に溶接により固定されることによって車体フ
レーム４１の左右両側に２個づつ取付けられている。そ
して、それらの第２緩衝装置８の他方の各取付板８５
に、第１緩衝装置６の筒状枠部材６１の後方側面が溶接
により固定されることによって第１緩衝装置６が取付け
られている。

【００４９】そして、第３緩衝装置９、９は、図１３、
図１４及び図１６に示すように、角筒状に形成されその
内部空間を左隔室９３と右隔室９４とに仕切る一つの仕
切壁９２を有する筒状枠部材９１と、左隔室９３及び右
隔室９４内にそれぞれ充填配置された弾性発泡体９７、
９７とから構成されている。筒状枠部材９１は、Ａ６０
６３−Ｔ５のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金を
材質とする角筒状の押出成形材により形成されている。
筒状枠部材９１の内部には、押出成形時において押出方
向に沿って延設された一つの仕切壁９２が形成されてい
る。この仕切壁９２によって、筒状枠部材９１の内部空
間が左隔室９３と右隔室９４とに仕切られている。

【００５０】弾性発泡体９７、９７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、発泡剤としてのアゾジカルボンアミドを１
５重量部、加硫剤としての硫黄を２５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。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。

【００５１】この弾性発泡体９７、９７は、弾性発泡体
形成材料を左隔室９３及び右隔室９４内にそれぞれ配置
した状態で発泡させることにより形成されており、その
発泡と同時に左隔室９３及び右隔室９４内にそれぞれ充
填配置されている。なお、発泡した弾性発泡体９７、９
７は、上記弾性発泡体６７の場合と同様に、左隔室９３
及び右隔室９４の内壁面に良好に密着して保持されるた
め、この場合にも接着剤等は使用されていない。

【００５２】以上のように構成された一対の第３緩衝装
置９、９は、車体フレーム４１の上面の左右両側にそれ
ぞれ配設されたサイドフレーム４３、４４の部分に取付
けられている。この場合、各サイドフレーム４３、４４
は、左右方向に距離を隔てて配置された一対の帯状金属
板からなり、前壁部４２の後方面から後方に延びるよう
に設けられている。各第３緩衝装置９、９は、各サイド
フレーム４３、４４の間に収納された状態で、それぞれ
のサイドフレーム４３、４４及び前壁部４２に溶接され
て固定されている。

【００５３】以上のようにして、第１緩衝装置６、４個
の第２緩衝装置８、８、８、８及び一対の第３緩衝装置
９、９が取付けられた車両が、例えば低速走行（時速
ｋｍ程度）時に衝突して第１緩衝装置６に衝撃が入力
すると、第１緩衝装置６の筒状枠部材６１及び第２緩衝
装置８の筒状枠部材８１が塑性変形するのに伴って弾性
発泡体６７、８７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。

【００５４】このとき、塑性変形する筒状枠部材６１、
８１を弾性発泡体６７、８７が弾性支持することにより
筒状枠部材６１、８１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。また、筒状枠部材６１、
８１には、その内部空間を仕切る仕切壁６２、８２が設
けられていることから、弾性発泡体６７、８７の密度を
それほど大きくしなくても高剛性となるため、重量の増
加が抑制されている。よって、軽量でありかつ高い衝撃
エネルギの吸収能力を有する第１緩衝装置６及び第２緩
衝装置８により、衝突時の衝撃エネルギが効果的に吸収
される。

【００５５】また、車体フレーム４１のサイドフレーム
４３、４４には、それぞれ第３緩衝装置９、９が取付け
られていることにより、車体フレーム４１やサイドフレ
ーム４３、４４の剛性が高められているため、低速走行
時の衝突においては、車体フレーム４１やサイドフレー
ム４３、４４が変形したり潰れたりすることはほとんど
ない。よって、衝突後の修理は、上記のように変形した
り潰れた第１緩衝装置６及び第２緩衝装置８を交換する
のみでよいため、修理費用が低く抑制される。

【００５６】また、車両が高速走行時に衝突して大きな
衝撃が入力した場合でも、車体フレーム４１やサイドフ
レーム４３、４４は、第３緩衝装置９、９により剛性が
高められ衝撃エネルギの吸収能力が向上していることか
ら、変形して潰れる部分が低減し、搭乗員へのスペース
的な悪影響が抑制される。したがって、本実施形態の第
１緩衝装置６、第２緩衝装置８及び第３緩衝装置９は、
アルミニウム合金製の筒状枠部材６１、８１、９１と弾
性発泡体６７、８７、９７とを上記のように組み合わせ
て構成されているため、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達成することができる。

【００５７】また、本実施形態における各弾性発泡体６
７、８７、９７は、中央隔室６４や左隔室８３、９３或
いは右隔室８４、９４内で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ため、弾性発泡体６７、
８７、９７の形成と同時にそれぞれの隔室内に充填配置
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。

【００５８】また、本実施形態の各筒状枠部材６１、８
１、９１は、押出成形材により形成されているため、押
出成形時において仕切壁６２、８２、９２を容易に設け
ることができる。なお、本実施形態における各弾性発泡
体６７、８７、９７は、それらが充填配置される隔室の
内壁面に良好に密着して保持されるため、接着剤等を必
要としなくなり、これにより低コスト化を図ることがで
きる。

【００５９】〔試験〕本発明の車両用緩衝装置の優れた
効果を確認するため、上記実施形態２で採用した第１緩
衝装置６及び第２緩衝装置８についての圧縮特性を調べ
る試験を行った。 〔試験３〕上記実施形態２の第１緩衝装置６に係る試験
例３として、図１７に示すテストサンプルを用意した。
この試験例３は、アルミニウム合金（Ａ６０６３−Ｔ
１）製の押出成形材により角筒状に形成されその内部空
間を上隔室６３Ａと中央隔室６４Ａと下隔室６５Ａとに
仕切る二つの仕切壁６２Ａ、６２Ａを有する筒状枠部材
６１Ａと、中央隔室６４Ａに充填配置された弾性発泡体
６７Ａとからなる。筒状枠部材６１Ａは、厚さｔ：１．
２ｍｍ、幅Ｗ：１１５ｍｍ、高さＴ：６０ｍｍ、長さ：
６０ｍｍのものである。また、弾性発泡体６７Ａは、上
記実施形態２の弾性発泡体６７と同じ材料で形成された
ものである。この試験例３の総重量は２．８ｋｇであっ
た。

【００６０】また、比較例３として、図１８に示すテス
トサンプルを用意した。この比較例３は、試験例３と同
じ筒状枠部材６１Ａのみからなり、中央隔室６４Ａに弾
性発泡体６７Ａが配置されていない点でのみ試験例３と
異なるものである。この比較例３の総重量は１．９ｋｇ
であった。また、比較例４として、図１９に示すテスト
サンプルを用意した。この比較例４は、試験例３と同じ
材質のアルミニウム合金で形成された筒状枠部材６１Ｂ
のみからなり、その厚さｔが３ｍｍであること以外は試
験例３と同じ大きさに形成されているものである。な
お、この比較例４の中央隔室６４Ｂにも弾性発泡体６７
Ａは配置されていない。この比較例４の総重量は４．３
ｋｇであった。

【００６１】これら試験例３及び比較例３、４の圧縮特
性を調べるため、試験例３及び比較例３、４に対して図
１７〜図１９に示す矢印ａ方向から圧縮荷重を加えてい
き、それぞれの変位量（ｍｍ）とそのときの荷重（Ｋ
Ｎ）とを測定したところ、図２０に示す結果が得られ
た。図２０からも明らかなように、試験例３の場合は、
最大変位量が約４１ｍｍでそのときの最大荷重は２９０
ＫＮであった。そして、比較例３の場合は、最大変位量
が約４９ｍｍでそのときの最大荷重は１５０ＫＮであっ
た。また、比較例４の場合は、最大変位量が約４６ｍｍ
でそのときの最大荷重は２００ＫＮであった。

【００６２】以上のことから、弾性発泡体６７Ａが充填
配置されている試験例３は、弾性発泡体６７Ａを有しな
い比較例３、４に比べて最大変位量が少ないにもかかわ
らず、最大荷重が格段に大きいことがわかる。特に、試
験例３の最大荷重は、比較例３の約２倍となっている。
したがって、試験例３のように、アルミニウム合金製の
筒状枠部材６１Ａに弾性発泡体６７Ａを組合せることに
より、それほど重量が増加することなく衝撃エネルギの
吸収能力を大幅に向上できることがわかる。なお、比較
例４のように、総重量が試験例３を上回るほどに筒状枠
部材６１Ｂの厚さを大きくしても、試験例３ほどの衝撃
エネルギの吸収能力を得ることはできない。

【００６３】〔試験４〕上記実施形態２の第２緩衝装置
８に係る試験例４として、第２緩衝装置８と同様に構成
されたテストサンプルを用意した。即ち、この試験例４
は、アルミニウム合金により角筒状に形成されその内部
空間を左隔室と右隔室とに仕切る一つの仕切壁を有する
筒状枠部材と、筒状枠部材の両端にそれぞれ固着された
アルミニウム合金製の取付板と、左隔室及び右隔室内に
それぞれ充填配置された弾性発泡体とから構成されてい
る。ここでの筒状枠部材は、厚さ：２ｍｍ、幅：４０ｍ
ｍ、長さ：１２０ｍｍの大きさに形成されている。

【００６４】また、比較例５として、試験例４の筒状枠
部材及び取付板のみからなるテストサンプルを用意し
た。したがって、この比較例５の内部空間内には、試験
例４のような弾性発泡体は配置されていない。これら試
験例４及び比較例５の圧縮特性を調べるため、それぞれ
の試験例４及び比較例５に対して軸方向に圧縮荷重を加
えていき、それぞれの変位量（ｍｍ）とそのときの荷重
（ＫＮ）とを測定したところ、図２１に示す結果が得ら
れた。

【００６５】図２１からも明らかなように、試験例４の
荷重値は、変位量が約３〜７０ｍｍの範囲において、比
較例５の荷重値を大幅に上回っていることがわかる（図
２１の斜線の部分）。即ち、試験例４のように、アルミ
ニウム合金製の筒状枠部材に弾性発泡体を組合せること
により、衝撃エネルギの吸収能力を大幅に向上できるこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る車両用緩衝装置の取
付け状態を示す断面図である。

【図２】図１のII−II線矢視断面図である。

【図３】本発明の実施形態１において筒状枠部材の隔室
に弾性発泡体を充填配置する状態を示す説明図であり、
（ａ）は弾性発泡体形成材料を仕切壁のスリットに配置
した状態を示す断面図、（ｂ）は弾性発泡体形成材料が
発泡した状態を示す断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態に係る車両用緩衝装置の
断面を示す斜視図である。

【図５】本発明の他の実施形態に係る車両用緩衝装置の
断面を示す斜視図である。

【図６】本発明の他の実施形態に係る車両用緩衝装置の
断面を示す斜視図である。

【図７】試験１において用いられた試験例１の説明図で
あり、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその側面図であ
る。

【図８】試験１において用いられた比較例１の説明図で
あり、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその側面図であ
る。

【図９】試験１において測定された変位量と吸収エネル
ギ量との関係を示すグラフである。

【図１０】試験２において用いられた試験例２の断面形
状を示す断面図である。

【図１１】試験２において用いられた比較例２の断面形
状を示す断面図である。

【図１２】試験２において測定された質量と吸収エネル
ギ効率との関係を示すグラフである。

【図１３】本発明の実施形態２に係る車両用緩衝装置の
取付け状態を一部断面で示す平面図である。

【図１４】図１３の XIV−XIV 線に沿う部分の断面図で
ある。

【図１５】図１３のXV−XV線矢視断面図である。

【図１６】図１３の XVI−XVI 線に沿う部分の断面図で
ある。

【図１７】試験３において用いられた試験例３の断面図
である。

【図１８】試験３において用いられた比較例３の断面図
である。

【図１９】試験３において用いられた試験例４の断面図
である。

【図２０】試験３において測定された荷重と変位量との
関係を示すグラフである。

【図２１】試験４において測定された荷重と変位量との
関係を示すグラフである。

【図２２】従来の車両用緩衝装置に用いられる圧潰形の
構造を示す説明図である。

【図２３】従来の車両用緩衝装置に用いられる曲げ形の
構造を示す説明図である。

【図２４】従来の車両用緩衝装置に用いられるブローチ
形の構造を示す説明図である。

【図２５】従来の車両用緩衝装置に用いられるショック
アブソーバ形の構造を示す説明図である。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、６１、６１
Ａ、６１Ｂ、８１、９１…筒状枠部材 ２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、６７、６７Ａ、８
７、９７…弾性発泡体 ２ａ…弾性発泡体形成材料 ３Ｃ…発泡アルミニウ
ム合金 ６…第１緩衝装置 ８…第２緩衝装置 ９…第
３緩衝装置 １１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ、６
２、６２Ａ、８２、９２…仕切壁 １１ａ…スリッ
ト １２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ…前隔
室 １３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ…後隔
室 １４…取付部 １４Ｂ、６４、６４Ａ、６４Ｂ…中央隔室 １５Ｄ
…支持板 ４１、５１…車体フレーム ４２…前壁部 ４３、
４４…サイドフレーム ５２、５３…ブラケット ５５…メカニカルリベッ
ト ５６…鋼板プレス材 ５７…バンパフェンダ
６３、６３Ａ…上隔室 ６５、６５Ａ…下隔室 ７１…内筒 ７２…外筒
７３…ばね部材 ８５…取付板 ９３…左隔室 ９４…右隔室

───────────────────────────────────────────────────── 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】 アルミニウム合金製の押出成形材により
   筒状に形成され、押出方向に延設されてその内部空間を
   仕切る少なくとも一つの仕切壁を有する筒状枠部材と、 前記仕切壁により仕切られた少なくとも一つの隔室内に
   配置された弾性発泡体と、 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記載の車両用緩衝装置。
3. 【請求項３】 前記弾性発泡体は、弾性発泡体形成材料
   を前記隔室内で発泡させることにより前記隔室内に充填
   配置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】 前記仕切壁は、前記仕切壁により仕切ら
   れる隔室どうしを連通するスリットを有し、前記弾性発
   泡体は、一塊の弾性発泡体形成材料を前記スリットに配
   置して発泡させることにより前記仕切壁の両側の隔室に
   充填配置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。
5. 【請求項５】 各前記隔室には、弾性率の異なる弾性発
   泡体が配置されていることを特徴とする請求項１記載の
   車両用緩衝装置。
6. 【請求項６】 前記隔室のいずれか一方には、発泡アル
   ミニウム合金が配置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。