JP2002155980A - 衝撃吸収部材及びバンパ - Google Patents
衝撃吸収部材及びバンパInfo
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- B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性を低減することなく、塑性変形を開始
させるときの軸圧縮荷重を低減することができる衝撃吸
収部材及びバンパを提供する。 【解決手段】 クラッシュボックス１７は、中空構造を
有しており、軸圧縮荷重に対する塑性変形の起点となる
初期座屈変形部２３が予め設けられている。
させるときの軸圧縮荷重を低減することができる衝撃吸
収部材及びバンパを提供する。 【解決手段】 クラッシュボックス１７は、中空構造を
有しており、軸圧縮荷重に対する塑性変形の起点となる
初期座屈変形部２３が予め設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸圧縮荷重を塑性
変形で吸収して衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収部材
及びバンパに関するものである。
変形で吸収して衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収部材
及びバンパに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、中空構造を有し、軸圧縮荷重
を塑性変形で吸収して衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸
収部材として種々のものが知られている。一般に、こう
した衝撃吸収部材においては、図３に破線にて示される
ように、塑性変形（初期座屈変形）を開始させるため
に、初期の段階で著しく大きな軸圧縮荷重を加えること
が必要となっている。そして、一旦、塑性変形が開始さ
れると、衝撃吸収部材は比較的小さな軸圧縮荷重で蛇腹
状に連続的に座屈変形を繰り返しながら衝撃を吸収す
る。
を塑性変形で吸収して衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸
収部材として種々のものが知られている。一般に、こう
した衝撃吸収部材においては、図３に破線にて示される
ように、塑性変形（初期座屈変形）を開始させるため
に、初期の段階で著しく大きな軸圧縮荷重を加えること
が必要となっている。そして、一旦、塑性変形が開始さ
れると、衝撃吸収部材は比較的小さな軸圧縮荷重で蛇腹
状に連続的に座屈変形を繰り返しながら衝撃を吸収す
る。
【０００３】このような態様で衝撃吸収部材に加えられ
る軸圧縮荷重は、同衝撃吸収部材を介して外部へと伝達
される。従って、上述の初期の段階での大きな軸圧縮荷
重も衝撃吸収部材を介して外部へと伝達されることとな
る。このため、衝撃吸収部材に塑性変形（初期座屈変
形）を開始させるときの軸圧縮荷重を低減する必要性か
ら、例えば特開平５−６５０７６号公報、特開平７−１
４５８４２号公報、特開平７−１４５８４３号公報、特
開平８−２１６９１７号公報、特開平１１−２０８５１
８号公報等に記載されたものが知られている。
る軸圧縮荷重は、同衝撃吸収部材を介して外部へと伝達
される。従って、上述の初期の段階での大きな軸圧縮荷
重も衝撃吸収部材を介して外部へと伝達されることとな
る。このため、衝撃吸収部材に塑性変形（初期座屈変
形）を開始させるときの軸圧縮荷重を低減する必要性か
ら、例えば特開平５−６５０７６号公報、特開平７−１
４５８４２号公報、特開平７−１４５８４３号公報、特
開平８−２１６９１７号公報、特開平１１−２０８５１
８号公報等に記載されたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした公
報に記載された手法は、衝撃吸収部材に応力集中する形
状、すなわち脆弱部を設け、これを軸圧縮荷重に対する
塑性変形の起点とすることで、塑性変形を開始させると
きの軸圧縮荷重を低減するようにしている。従って、こ
うした公報に記載の衝撃吸収部材においては、 （１）加工が複雑で難しい。 （２）塑性変形を開始させるときの軸圧縮荷重の低減が
十分でない。 （３）意匠・構造等の制約を受けるために安定した塑性
変形の特性が得にくい。 （４）衝撃吸収部材に穴を空ける等することで、次段の
連続的な座屈変形の際に穴を起点として裂け等が生じ、
同段階での安定した塑性変形の特性が得にくい。 （５）溶接ビード等は、材料の機械的性質を低下させる
ため、衝撃吸収部材に引っ張り荷重が加わると破断しや
すくなる。 （６）多数の隔壁によって内部の隔成された中空体に対
してビード等を設ける加工は、型抜き等のために複雑で
難しい。 （７）切削等の機械加工は製造コストを増大する。 等のいずれか対応する問題があり、安定した十分な性能
の確保と効率的な生産性の確保との両立が難しい。
報に記載された手法は、衝撃吸収部材に応力集中する形
状、すなわち脆弱部を設け、これを軸圧縮荷重に対する
塑性変形の起点とすることで、塑性変形を開始させると
きの軸圧縮荷重を低減するようにしている。従って、こ
うした公報に記載の衝撃吸収部材においては、 （１）加工が複雑で難しい。 （２）塑性変形を開始させるときの軸圧縮荷重の低減が
十分でない。 （３）意匠・構造等の制約を受けるために安定した塑性
変形の特性が得にくい。 （４）衝撃吸収部材に穴を空ける等することで、次段の
連続的な座屈変形の際に穴を起点として裂け等が生じ、
同段階での安定した塑性変形の特性が得にくい。 （５）溶接ビード等は、材料の機械的性質を低下させる
ため、衝撃吸収部材に引っ張り荷重が加わると破断しや
すくなる。 （６）多数の隔壁によって内部の隔成された中空体に対
してビード等を設ける加工は、型抜き等のために複雑で
難しい。 （７）切削等の機械加工は製造コストを増大する。 等のいずれか対応する問題があり、安定した十分な性能
の確保と効率的な生産性の確保との両立が難しい。
【０００５】本発明の目的は、生産性を低減することな
く、塑性変形を開始させるときの軸圧縮荷重を低減する
ことができる衝撃吸収部材及びバンパを提供することに
ある。
く、塑性変形を開始させるときの軸圧縮荷重を低減する
ことができる衝撃吸収部材及びバンパを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、中空構造を有し、軸圧
縮荷重を塑性変形で吸収して衝撃エネルギーを吸収する
衝撃吸収部材において、軸圧縮荷重に対する塑性変形の
起点となる初期座屈変形部を予め設けたことを要旨とす
る。
めに、請求項１に記載の発明は、中空構造を有し、軸圧
縮荷重を塑性変形で吸収して衝撃エネルギーを吸収する
衝撃吸収部材において、軸圧縮荷重に対する塑性変形の
起点となる初期座屈変形部を予め設けたことを要旨とす
る。
【０００７】請求項２に記載の発明は、バンパリインホ
ースの各側に対で配設され、該バンパリインホースに一
端が固着されるとともにボディに他端が固着されて車両
の前後方向に伸びる中空のクラッシュボックスを備えた
バンパにおいて、前記クラッシュボックスには、軸圧縮
荷重に対する塑性変形の起点となる初期座屈変形部を予
め設けたことを要旨とする。
ースの各側に対で配設され、該バンパリインホースに一
端が固着されるとともにボディに他端が固着されて車両
の前後方向に伸びる中空のクラッシュボックスを備えた
バンパにおいて、前記クラッシュボックスには、軸圧縮
荷重に対する塑性変形の起点となる初期座屈変形部を予
め設けたことを要旨とする。
【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
のバンパにおいて、前記初期座屈変形部は、前記クラッ
シュボックスの前記バンパリインホース側に設けたこと
を要旨とする。
のバンパにおいて、前記初期座屈変形部は、前記クラッ
シュボックスの前記バンパリインホース側に設けたこと
を要旨とする。
【０００９】（作用）一般に、軸圧縮荷重を塑性変形で
吸収して衝撃エネルギーを吸収する中空構造を有する衝
撃吸収部材においては、塑性変形（初期座屈変形）を開
始させるために、初期の段階で著しく大きな軸圧縮荷重
を加えることが必要となっている。そして、一旦、塑性
変形が開始されると、衝撃吸収部材は比較的小さな軸圧
縮荷重で蛇腹状に連続的に座屈変形を繰り返しながら衝
撃を吸収する。
吸収して衝撃エネルギーを吸収する中空構造を有する衝
撃吸収部材においては、塑性変形（初期座屈変形）を開
始させるために、初期の段階で著しく大きな軸圧縮荷重
を加えることが必要となっている。そして、一旦、塑性
変形が開始されると、衝撃吸収部材は比較的小さな軸圧
縮荷重で蛇腹状に連続的に座屈変形を繰り返しながら衝
撃を吸収する。
【００１０】このような態様で衝撃吸収部材に加えられ
る軸圧縮荷重は、同衝撃吸収部材を介して外部へと伝達
される。請求項１に記載の発明によれば、軸圧縮荷重に
対する塑性変形の起点となる初期座屈変形部が予め設け
られている。従って、衝撃吸収部材に軸圧縮荷重が加え
られると、同衝撃吸収部材は上記初期座屈変形部を起点
として次段の座屈変形からその塑性変形を開始する。従
って、衝撃吸収部材に塑性変形を開始させるために必要
とされる初期の段階での軸圧縮荷重は低減される。そし
て、衝撃吸収部材を介して外部へと伝達される軸圧縮荷
重も低減される。
る軸圧縮荷重は、同衝撃吸収部材を介して外部へと伝達
される。請求項１に記載の発明によれば、軸圧縮荷重に
対する塑性変形の起点となる初期座屈変形部が予め設け
られている。従って、衝撃吸収部材に軸圧縮荷重が加え
られると、同衝撃吸収部材は上記初期座屈変形部を起点
として次段の座屈変形からその塑性変形を開始する。従
って、衝撃吸収部材に塑性変形を開始させるために必要
とされる初期の段階での軸圧縮荷重は低減される。そし
て、衝撃吸収部材を介して外部へと伝達される軸圧縮荷
重も低減される。
【００１１】また、このような軸圧縮荷重に対する塑性
変形の起点となる初期座屈変形部は、例えば中空体の素
材に対して静的な軸圧縮荷重を加えて予め塑性変形（初
期座屈変形）させるという極めて簡易な手法で形成が可
能である。従って、型抜き等を考慮する必要もなく、好
適な生産性の確保が可能で製造コストが削減される。加
えて、熱を加えたりする必要もないため材料の機械的性
質が低下することもなく、又、穴等をあける必要もない
ため裂け等も発生することはない。
変形の起点となる初期座屈変形部は、例えば中空体の素
材に対して静的な軸圧縮荷重を加えて予め塑性変形（初
期座屈変形）させるという極めて簡易な手法で形成が可
能である。従って、型抜き等を考慮する必要もなく、好
適な生産性の確保が可能で製造コストが削減される。加
えて、熱を加えたりする必要もないため材料の機械的性
質が低下することもなく、又、穴等をあける必要もない
ため裂け等も発生することはない。
【００１２】請求項２に記載の発明によれば、上記クラ
ッシュボックスには、軸圧縮荷重に対する塑性変形の起
点となる初期座屈変形部が予め設けられている。従っ
て、車両が衝突等をしてクラッシュボックスに軸圧縮荷
重が加えられると、同クラッシュボックスは上記初期座
屈変形部を起点として次段の座屈変形からその塑性変形
を開始する。従って、クラッシュボックスに塑性変形を
開始させるために必要とされる初期の段階での軸圧縮荷
重は低減される。そして、クラッシュボックスを介して
ボディへと伝達される軸圧縮荷重も低減され、乗員に伝
えられる衝撃も緩和される。
ッシュボックスには、軸圧縮荷重に対する塑性変形の起
点となる初期座屈変形部が予め設けられている。従っ
て、車両が衝突等をしてクラッシュボックスに軸圧縮荷
重が加えられると、同クラッシュボックスは上記初期座
屈変形部を起点として次段の座屈変形からその塑性変形
を開始する。従って、クラッシュボックスに塑性変形を
開始させるために必要とされる初期の段階での軸圧縮荷
重は低減される。そして、クラッシュボックスを介して
ボディへと伝達される軸圧縮荷重も低減され、乗員に伝
えられる衝撃も緩和される。
【００１３】また、このような軸圧縮荷重に対する塑性
変形の起点となる初期座屈変形部は、例えば中空体の素
材に対して軸圧縮荷重を加えて予め塑性変形（初期座屈
変形）させるという極めて簡易な手法で形成が可能であ
る。従って、型抜き等を考慮する必要もなく、好適な生
産性の確保が可能で製造コストが削減される。加えて、
熱を加えたりする必要もないため材料の機械的性質が低
下することもなく、又、穴等をあける必要もないため裂
け等も発生することはない。
変形の起点となる初期座屈変形部は、例えば中空体の素
材に対して軸圧縮荷重を加えて予め塑性変形（初期座屈
変形）させるという極めて簡易な手法で形成が可能であ
る。従って、型抜き等を考慮する必要もなく、好適な生
産性の確保が可能で製造コストが削減される。加えて、
熱を加えたりする必要もないため材料の機械的性質が低
下することもなく、又、穴等をあける必要もないため裂
け等も発生することはない。
【００１４】さらに、上記クラッシュボックスはバンパ
リインホースの各側に対で配設されている。従って、オ
フセット衝突等の場合には、衝撃が加えられたバンパリ
インホースの一側のクラッシュボックスにのみ軸圧縮荷
重が加えられることになる。このとき、当該クラッシュ
ボックスは上述の態様で塑性変形する。そして、このク
ラッシュボックスの塑性変形に伴うバンパリインホース
の一側への曲げ（モーメント）によって、同他側に配置
されたクラッシュボックスには、引っ張り荷重が印加さ
れる。このときのクラッシュボックスに印加された引っ
張り荷重は、予め形成された初期座屈変形部の伸びの範
囲で吸収される。従って、当該クラッシュボックスに印
加された引っ張り荷重による同クラッシュボックスとバ
ンパリインホースとの破断は抑制される。
リインホースの各側に対で配設されている。従って、オ
フセット衝突等の場合には、衝撃が加えられたバンパリ
インホースの一側のクラッシュボックスにのみ軸圧縮荷
重が加えられることになる。このとき、当該クラッシュ
ボックスは上述の態様で塑性変形する。そして、このク
ラッシュボックスの塑性変形に伴うバンパリインホース
の一側への曲げ（モーメント）によって、同他側に配置
されたクラッシュボックスには、引っ張り荷重が印加さ
れる。このときのクラッシュボックスに印加された引っ
張り荷重は、予め形成された初期座屈変形部の伸びの範
囲で吸収される。従って、当該クラッシュボックスに印
加された引っ張り荷重による同クラッシュボックスとバ
ンパリインホースとの破断は抑制される。
【００１５】請求項３に記載の発明によれば、上記初期
座屈変形部は、クラッシュボックスのバンパリインホー
ス側に設けられている。従って、車両が衝突等をしてク
ラッシュボックスに軸圧縮荷重が加えられると、同クラ
ッシュボックスは上記初期座屈変形部を起点としてバン
パリインホース側からボディに向かって順次、次段の塑
性変形を進行させる。従って、クラッシュボックスのボ
ディ側は、塑性変形に伴う衝撃吸収の最終段階とされる
ため、例えば衝突等の初期の段階でクラッシュボックス
のボディ側に大きな荷重が加わることはない。このた
め、衝突等の初期の段階でクラッシュボックスとボディ
との間が折れ曲がるなどして衝撃吸収の機能を果たさな
くなることも回避される。
座屈変形部は、クラッシュボックスのバンパリインホー
ス側に設けられている。従って、車両が衝突等をしてク
ラッシュボックスに軸圧縮荷重が加えられると、同クラ
ッシュボックスは上記初期座屈変形部を起点としてバン
パリインホース側からボディに向かって順次、次段の塑
性変形を進行させる。従って、クラッシュボックスのボ
ディ側は、塑性変形に伴う衝撃吸収の最終段階とされる
ため、例えば衝突等の初期の段階でクラッシュボックス
のボディ側に大きな荷重が加わることはない。このた
め、衝突等の初期の段階でクラッシュボックスとボディ
との間が折れ曲がるなどして衝撃吸収の機能を果たさな
くなることも回避される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車のフロント
部分に適用した一実施形態を図１〜図４に従って説明す
る。
部分に適用した一実施形態を図１〜図４に従って説明す
る。
【００１７】図２は、本実施形態が適用される自動車の
フロント部分を示す斜視図である。同図に示されるよう
に、このフロント部分にはバンパの骨格となるバンパフ
レーム１１、ラジエータサポート１２及びボディの一部
を構成するサイドメンバ１３が配設されている。
フロント部分を示す斜視図である。同図に示されるよう
に、このフロント部分にはバンパの骨格となるバンパフ
レーム１１、ラジエータサポート１２及びボディの一部
を構成するサイドメンバ１３が配設されている。
【００１８】上記バンパフレーム１１は、車両の幅方向
に伸びるバンパリインホース１６と、同バンパリインホ
ース１６の両端部にそれぞれ接合されて車両後方に軸線
が伸びる中空構造を有する対の衝撃吸収部材としてのク
ラッシュボックス１７とを備えている。そして、このク
ラッシュボックス１７の後端部には、ボルト締結用のブ
ラケット１８が設けられている。
に伸びるバンパリインホース１６と、同バンパリインホ
ース１６の両端部にそれぞれ接合されて車両後方に軸線
が伸びる中空構造を有する対の衝撃吸収部材としてのク
ラッシュボックス１７とを備えている。そして、このク
ラッシュボックス１７の後端部には、ボルト締結用のブ
ラケット１８が設けられている。
【００１９】上記ラジエータサポート１２は略四角枠状
に形成されてボディに固定されており、その両側部には
上記クラッシュボックス１７のブラケット１８に対応し
て幅方向に突出するブラケット１２ａが設けられてい
る。そして、各クラッシュボックス１７のブラケット１
８は、ラジエータサポート１２のブラケット１２ａに対
向するようになっている。
に形成されてボディに固定されており、その両側部には
上記クラッシュボックス１７のブラケット１８に対応し
て幅方向に突出するブラケット１２ａが設けられてい
る。そして、各クラッシュボックス１７のブラケット１
８は、ラジエータサポート１２のブラケット１２ａに対
向するようになっている。
【００２０】上記サイドメンバ１３は、上記クラッシュ
ボックス１７の軸線に略一致して軸線が伸びる略四角筒
状に形成されている。そして、このサイドメンバ１３の
前端部には、上記クラッシュボックス１７のブラケット
１８に対応してボルト締結用のブラケット１９が設けら
れている。従って、バンパフレーム１１は、クラッシュ
ボックス１７のブラケット１８が、ラジエータサポート
１２（ブラケット１２ａ）を介してサイドメンバ１３の
ブラケット１９に締結されることで、ボディに固定され
るようになっている。
ボックス１７の軸線に略一致して軸線が伸びる略四角筒
状に形成されている。そして、このサイドメンバ１３の
前端部には、上記クラッシュボックス１７のブラケット
１８に対応してボルト締結用のブラケット１９が設けら
れている。従って、バンパフレーム１１は、クラッシュ
ボックス１７のブラケット１８が、ラジエータサポート
１２（ブラケット１２ａ）を介してサイドメンバ１３の
ブラケット１９に締結されることで、ボディに固定され
るようになっている。
【００２１】ここで、車両の衝突等により前方から衝撃
が加えられると、この衝撃はバンパフレーム１１のクラ
ッシュボックス１７を介してボディ（サイドメンバ１
３）に伝達されるようになっている。そしてこの際、上
記クラッシュボックス１７は軸方向に座屈変形を繰り返
すことにより、ボディへと伝達される衝撃を緩衝するよ
うになっている。これにより、ボディ及び乗員に加えら
れる衝撃エネルギーが吸収される。
が加えられると、この衝撃はバンパフレーム１１のクラ
ッシュボックス１７を介してボディ（サイドメンバ１
３）に伝達されるようになっている。そしてこの際、上
記クラッシュボックス１７は軸方向に座屈変形を繰り返
すことにより、ボディへと伝達される衝撃を緩衝するよ
うになっている。これにより、ボディ及び乗員に加えら
れる衝撃エネルギーが吸収される。
【００２２】次に、上記クラッシュボックス１７の構造
について、図１に基づき更に詳述する。なお、図１
（ａ）は、このクラッシュボックス１７の正面図であ
り、図１（ｂ）は、同側面図であり、図１（ｃ）は、同
平面図であり、図１（ｄ）は、同斜視図である。図１
（ａ）に示されるように、このクラッシュボックス１７
は略四角筒状に形成されており、その内部には、互いに
直交する態様で軸線に略沿って伸びる第１隔壁２１及び
第２隔壁２２が設けられている。上記クラッシュボック
ス１７は、基本的には上記第１及び第２隔壁２１，２２
によって内部の隔成された略田の字の一定の断面を有す
る中空体となっている。そして、このクラッシュボック
ス１７の一側（図２においてバンパリインホース１６
側）には、軸圧縮荷重に対する塑性変形の起点となる初
期座屈変形部２３が予め設けられている。この初期座屈
変形部２３は、以下の態様で形成したものである。すな
わち、例えばアルミニウム合金材を押出し成形すること
で、略田の字の一定の断面を有する中空体を上記クラッ
シュボックス１７の素材として製造する。そして、この
中空体（素材）に対して静的な軸圧縮荷重を加えて塑性
変形（初期座屈変形）させる。この変形によって上記初
期座屈変形部２３を形成する。換言すると、この初期座
屈変形部２３は、中空体（素材）に対して著しく大きな
軸圧縮荷重を加えることで形成された初期の段階での塑
性変形部となっている。初期座屈変形部２３の形状は、
クラッシュボックス１７の各辺に隣接する稜線（角部）
にまでおよび且つ各辺の初期座屈変形部２３が形成され
ていない部位に軸方向において滑らかに連続する凹部や
凸部が複数個形成された形状を呈する。
について、図１に基づき更に詳述する。なお、図１
（ａ）は、このクラッシュボックス１７の正面図であ
り、図１（ｂ）は、同側面図であり、図１（ｃ）は、同
平面図であり、図１（ｄ）は、同斜視図である。図１
（ａ）に示されるように、このクラッシュボックス１７
は略四角筒状に形成されており、その内部には、互いに
直交する態様で軸線に略沿って伸びる第１隔壁２１及び
第２隔壁２２が設けられている。上記クラッシュボック
ス１７は、基本的には上記第１及び第２隔壁２１，２２
によって内部の隔成された略田の字の一定の断面を有す
る中空体となっている。そして、このクラッシュボック
ス１７の一側（図２においてバンパリインホース１６
側）には、軸圧縮荷重に対する塑性変形の起点となる初
期座屈変形部２３が予め設けられている。この初期座屈
変形部２３は、以下の態様で形成したものである。すな
わち、例えばアルミニウム合金材を押出し成形すること
で、略田の字の一定の断面を有する中空体を上記クラッ
シュボックス１７の素材として製造する。そして、この
中空体（素材）に対して静的な軸圧縮荷重を加えて塑性
変形（初期座屈変形）させる。この変形によって上記初
期座屈変形部２３を形成する。換言すると、この初期座
屈変形部２３は、中空体（素材）に対して著しく大きな
軸圧縮荷重を加えることで形成された初期の段階での塑
性変形部となっている。初期座屈変形部２３の形状は、
クラッシュボックス１７の各辺に隣接する稜線（角部）
にまでおよび且つ各辺の初期座屈変形部２３が形成され
ていない部位に軸方向において滑らかに連続する凹部や
凸部が複数個形成された形状を呈する。
【００２３】次に、このような形状を有するクラッシュ
ボックス１７の軸圧縮荷重に対する変形量（ストロー
ク）の特性について図３に基づき説明する。なお、図３
の実線は、クラッシュボックス１７の軸圧縮荷重と変形
量（ストローク）との関係を実験的に求めたグラフであ
る。既述のように、このクラッシュボックス１７には軸
圧縮荷重に対する塑性変形の起点となる初期座屈変形部
２３が予め設けられている。このため、クラッシュボッ
クス１７に軸圧縮荷重が加えられると、同クラッシュボ
ックス１７は上記初期座屈変形部２３を起点として次段
の座屈変形からその塑性変形を開始する。従って、クラ
ッシュボックス１７に塑性変形を開始させるために必要
とされる初期の段階での軸圧縮荷重は低減される。そし
て、図３に示されるように、初期の段階での軸圧縮荷重
のピーク値は抑制されている。このため、車両の衝突等
により前方から衝撃が加えられた初期の段階において
も、著しいピーク値を有する衝撃がクラッシュボックス
１７を介してボディ（サイドメンバ１３）に伝達される
ことはない。このため、ボディ及び乗員に加わる衝撃エ
ネルギーは緩和される。
ボックス１７の軸圧縮荷重に対する変形量（ストロー
ク）の特性について図３に基づき説明する。なお、図３
の実線は、クラッシュボックス１７の軸圧縮荷重と変形
量（ストローク）との関係を実験的に求めたグラフであ
る。既述のように、このクラッシュボックス１７には軸
圧縮荷重に対する塑性変形の起点となる初期座屈変形部
２３が予め設けられている。このため、クラッシュボッ
クス１７に軸圧縮荷重が加えられると、同クラッシュボ
ックス１７は上記初期座屈変形部２３を起点として次段
の座屈変形からその塑性変形を開始する。従って、クラ
ッシュボックス１７に塑性変形を開始させるために必要
とされる初期の段階での軸圧縮荷重は低減される。そし
て、図３に示されるように、初期の段階での軸圧縮荷重
のピーク値は抑制されている。このため、車両の衝突等
により前方から衝撃が加えられた初期の段階において
も、著しいピーク値を有する衝撃がクラッシュボックス
１７を介してボディ（サイドメンバ１３）に伝達される
ことはない。このため、ボディ及び乗員に加わる衝撃エ
ネルギーは緩和される。
【００２４】また、このような形状を有するクラッシュ
ボックス１７（バンパフレーム１１）を備えた車両に対
してオフセット衝突が発生した場合のバンパフレーム１
１の変形について図４に基づき説明する。同図に示され
るように、バンパフレーム１１の一側（図４の右側）に
偏る衝撃が、例えば対向車両３０の衝突等により前方か
ら加えられたとする。このとき、対応する側に配置され
たクラッシュボックス１７にのみ軸圧縮荷重が加えられ
ることになる。このとき、当該クラッシュボックス１７
は上述の態様で塑性変形する。そして、このクラッシュ
ボックス１７の塑性変形に伴うバンパリインホース１６
の一側への曲げ（モーメント）によって、同他側（図４
の左側）に配置されたクラッシュボックス１７には、引
っ張り荷重が印加される。このときのクラッシュボック
ス１７に印加された引っ張り荷重は、予め形成された初
期座屈変形部２３の伸びの範囲で吸収される。従って、
当該クラッシュボックス１７に印加された引っ張り荷重
による同クラッシュボックス１７とバンパリインホース
１６との破断は抑制される。
ボックス１７（バンパフレーム１１）を備えた車両に対
してオフセット衝突が発生した場合のバンパフレーム１
１の変形について図４に基づき説明する。同図に示され
るように、バンパフレーム１１の一側（図４の右側）に
偏る衝撃が、例えば対向車両３０の衝突等により前方か
ら加えられたとする。このとき、対応する側に配置され
たクラッシュボックス１７にのみ軸圧縮荷重が加えられ
ることになる。このとき、当該クラッシュボックス１７
は上述の態様で塑性変形する。そして、このクラッシュ
ボックス１７の塑性変形に伴うバンパリインホース１６
の一側への曲げ（モーメント）によって、同他側（図４
の左側）に配置されたクラッシュボックス１７には、引
っ張り荷重が印加される。このときのクラッシュボック
ス１７に印加された引っ張り荷重は、予め形成された初
期座屈変形部２３の伸びの範囲で吸収される。従って、
当該クラッシュボックス１７に印加された引っ張り荷重
による同クラッシュボックス１７とバンパリインホース
１６との破断は抑制される。
【００２５】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）本実施形態では、クラッシュボックス１７には軸
圧縮荷重に対する塑性変形の起点となる初期座屈変形部
２３が予め設けられている。このため、車両が衝突等を
してクラッシュボックス１７に軸圧縮荷重が加えられる
と、同クラッシュボックス１７は上記初期座屈変形部２
３を起点として次段の座屈変形からその塑性変形を開始
する。従って、クラッシュボックス１７に塑性変形を開
始させるために必要とされる初期の段階での軸圧縮荷重
を低減することができる。そして、車両の衝突等により
前方から衝撃が加えられた初期の段階においても、著し
いピーク値を有する衝撃がクラッシュボックス１７を介
してボディ（サイドメンバ１３）に伝達されることはな
い。このため、ボディ及び乗員に加わる衝撃エネルギー
を緩和することができる。
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）本実施形態では、クラッシュボックス１７には軸
圧縮荷重に対する塑性変形の起点となる初期座屈変形部
２３が予め設けられている。このため、車両が衝突等を
してクラッシュボックス１７に軸圧縮荷重が加えられる
と、同クラッシュボックス１７は上記初期座屈変形部２
３を起点として次段の座屈変形からその塑性変形を開始
する。従って、クラッシュボックス１７に塑性変形を開
始させるために必要とされる初期の段階での軸圧縮荷重
を低減することができる。そして、車両の衝突等により
前方から衝撃が加えられた初期の段階においても、著し
いピーク値を有する衝撃がクラッシュボックス１７を介
してボディ（サイドメンバ１３）に伝達されることはな
い。このため、ボディ及び乗員に加わる衝撃エネルギー
を緩和することができる。
【００２６】また、このような軸圧縮荷重に対する塑性
変形の起点となる初期座屈変形部２３は、例えば中空体
（素材）対して軸圧縮荷重を加えて予め塑性変形（初期
座屈変形）させるという極めて簡易な手法で形成が可能
である。従って、型抜き等を考慮する必要もなく、好適
な生産性の確保が可能で製造コストを削減することがで
きる。加えて、熱を加えたりする必要もないため材料の
機械的性質が低下することもなく、又、穴等をあける必
要もないためクラッシュボックスに裂け等も発生するこ
とはない。
変形の起点となる初期座屈変形部２３は、例えば中空体
（素材）対して軸圧縮荷重を加えて予め塑性変形（初期
座屈変形）させるという極めて簡易な手法で形成が可能
である。従って、型抜き等を考慮する必要もなく、好適
な生産性の確保が可能で製造コストを削減することがで
きる。加えて、熱を加えたりする必要もないため材料の
機械的性質が低下することもなく、又、穴等をあける必
要もないためクラッシュボックスに裂け等も発生するこ
とはない。
【００２７】（２）本実施形態では、クラッシュボック
ス１７はバンパリインホース１６の各側に対で配設され
ている。従って、オフセット衝突等の場合には、衝撃が
加えられたバンパリインホース１６の一側のクラッシュ
ボックス１７にのみ軸圧縮荷重が加えられることにな
る。このとき、当該クラッシュボックス１７は上述の態
様で塑性変形する。そして、このクラッシュボックス１
７の塑性変形に伴うバンパリインホース１６の一側への
曲げ（モーメント）によって、同他側に配置されたクラ
ッシュボックス１７には、引っ張り荷重が印加される。
このときのクラッシュボックス１７に印加された引っ張
り荷重は、予め形成された初期座屈変形部２３の伸びの
範囲で吸収される。従って、当該クラッシュボックス１
７に印加された引っ張り荷重による同クラッシュボック
ス１７とバンパリインホース１６との破断を抑制するこ
とができる。
ス１７はバンパリインホース１６の各側に対で配設され
ている。従って、オフセット衝突等の場合には、衝撃が
加えられたバンパリインホース１６の一側のクラッシュ
ボックス１７にのみ軸圧縮荷重が加えられることにな
る。このとき、当該クラッシュボックス１７は上述の態
様で塑性変形する。そして、このクラッシュボックス１
７の塑性変形に伴うバンパリインホース１６の一側への
曲げ（モーメント）によって、同他側に配置されたクラ
ッシュボックス１７には、引っ張り荷重が印加される。
このときのクラッシュボックス１７に印加された引っ張
り荷重は、予め形成された初期座屈変形部２３の伸びの
範囲で吸収される。従って、当該クラッシュボックス１
７に印加された引っ張り荷重による同クラッシュボック
ス１７とバンパリインホース１６との破断を抑制するこ
とができる。
【００２８】（３）本実施形態では、上記初期座屈変形
部２３は、クラッシュボックス１７のバンパリインホー
ス１６側に設けられている。従って、車両が衝突等をし
てクラッシュボックス１７に軸圧縮荷重が加えられる
と、同クラッシュボックス１７は上記初期座屈変形部２
３を起点としてバンパリインホース１６側からボディ
（サイドメンバ１３）に向かって順次、次段の塑性変形
を進行させる。従って、クラッシュボックス１７のボデ
ィ側は、塑性変形に伴う衝撃吸収の最終段階とされるた
め、例えば衝突等の初期の段階でクラッシュボックス１
７のボディ側に大きな荷重が加わることはない。このた
め、衝突等の初期の段階でクラッシュボックス１７とボ
ディとの間が折れ曲がるなどして衝撃吸収の機能を果た
さなくなることも回避することができる。
部２３は、クラッシュボックス１７のバンパリインホー
ス１６側に設けられている。従って、車両が衝突等をし
てクラッシュボックス１７に軸圧縮荷重が加えられる
と、同クラッシュボックス１７は上記初期座屈変形部２
３を起点としてバンパリインホース１６側からボディ
（サイドメンバ１３）に向かって順次、次段の塑性変形
を進行させる。従って、クラッシュボックス１７のボデ
ィ側は、塑性変形に伴う衝撃吸収の最終段階とされるた
め、例えば衝突等の初期の段階でクラッシュボックス１
７のボディ側に大きな荷重が加わることはない。このた
め、衝突等の初期の段階でクラッシュボックス１７とボ
ディとの間が折れ曲がるなどして衝撃吸収の機能を果た
さなくなることも回避することができる。
【００２９】なお、本発明の実施の形態は上記実施形態
に限定されるものではなく、次のように変更してもよ
い。 ・前記実施形態においては、略田の字の一定の断面を有
する中空体を製造し、これに初期座屈変形部２３を予め
設けてクラッシュボックス１７を製造した。これに対し
て、図５に示されるように、互いに平行で軸線に略沿っ
て伸びる第１隔壁３１及び第２隔壁３２によって内部の
隔成された略目の字の一定の断面を有する中空体を製造
し、これに同様の初期座屈変形部３３を予め設けてクラ
ッシュボックス３４を製造してもよい。初期座屈変形部
３３の形状は、前記実施形態と同様に、クラッシュボッ
クス３４の各辺に隣接する稜線（角部）にまでおよび且
つ各辺の初期座屈変形部３３が形成されていない部位に
軸方向において滑らかに連続する凹部や凸部が複数個形
成された形状を呈する。また、図６に示される略四角形
の一定の断面を有する中空体３６を製造し、これに同様
の初期座屈変形部を予め設けてクラッシュボックスを製
造してもよい。さらに、図７に示されるように、軸線に
略沿って伸びる隔壁３７ａによって内部の隔成された略
日の字の一定の断面を有する中空体３７を製造し、これ
に同様の初期座屈変形部を予め設けてクラッシュボック
スを製造してもよい。これに限らず、中空構造を有する
任意形状の断面を有する中空体を製造し、これに同様の
初期座屈変形部を予め設けてクラッシュボックスを製造
してもよい。これら各場合においても、前記実施形態と
同様の効果が得られるようになる。
に限定されるものではなく、次のように変更してもよ
い。 ・前記実施形態においては、略田の字の一定の断面を有
する中空体を製造し、これに初期座屈変形部２３を予め
設けてクラッシュボックス１７を製造した。これに対し
て、図５に示されるように、互いに平行で軸線に略沿っ
て伸びる第１隔壁３１及び第２隔壁３２によって内部の
隔成された略目の字の一定の断面を有する中空体を製造
し、これに同様の初期座屈変形部３３を予め設けてクラ
ッシュボックス３４を製造してもよい。初期座屈変形部
３３の形状は、前記実施形態と同様に、クラッシュボッ
クス３４の各辺に隣接する稜線（角部）にまでおよび且
つ各辺の初期座屈変形部３３が形成されていない部位に
軸方向において滑らかに連続する凹部や凸部が複数個形
成された形状を呈する。また、図６に示される略四角形
の一定の断面を有する中空体３６を製造し、これに同様
の初期座屈変形部を予め設けてクラッシュボックスを製
造してもよい。さらに、図７に示されるように、軸線に
略沿って伸びる隔壁３７ａによって内部の隔成された略
日の字の一定の断面を有する中空体３７を製造し、これ
に同様の初期座屈変形部を予め設けてクラッシュボック
スを製造してもよい。これに限らず、中空構造を有する
任意形状の断面を有する中空体を製造し、これに同様の
初期座屈変形部を予め設けてクラッシュボックスを製造
してもよい。これら各場合においても、前記実施形態と
同様の効果が得られるようになる。
【００３０】・前記実施形態においては、アルミニウム
合金材にて衝撃吸収部材としてのクラッシュボックス１
７を製造したが、その他の材料を採用してもよい。この
場合においても、前記実施形態と同様の効果が得られる
ようになる。
合金材にて衝撃吸収部材としてのクラッシュボックス１
７を製造したが、その他の材料を採用してもよい。この
場合においても、前記実施形態と同様の効果が得られる
ようになる。
【００３１】・前記実施形態においては、押出し成形に
より中空構造を有するクラッシュボックス１７の素材を
製造したが、例えば板金を筒状に屈曲若しくは接合する
などその他の製法を採用してもよい。この場合において
も、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。
より中空構造を有するクラッシュボックス１７の素材を
製造したが、例えば板金を筒状に屈曲若しくは接合する
などその他の製法を採用してもよい。この場合において
も、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。
【００３２】・前記実施形態においては、バンパフレー
ム１１とサイドメンバ１３とをラジエータサポート１２
を介して接続したが、これらバンパフレーム１１及びサ
イドメンバ１３を直結してもよい。
ム１１とサイドメンバ１３とをラジエータサポート１２
を介して接続したが、これらバンパフレーム１１及びサ
イドメンバ１３を直結してもよい。
【００３３】・前記実施形態においては、自動車のフロ
ント部分のバンパ（バンパフレーム１１）に本発明を適
用したが、リヤ部分のバンパに本発明を適用してもよ
い。この場合においても、前記実施形態と同様の効果が
得られるようになる。
ント部分のバンパ（バンパフレーム１１）に本発明を適
用したが、リヤ部分のバンパに本発明を適用してもよ
い。この場合においても、前記実施形態と同様の効果が
得られるようになる。
【００３４】・前記実施形態においては、自動車のバン
パ（バンパフレーム１１）に本発明を適用したが、例え
ば車両のサイドメンバ（フロント若しくはリヤ）等、そ
の他の部材に適用してもよい。また、自動車に限らず、
例えば建築材等に適用してもよい。これら各場合におい
ても、前記実施形態の（１）と同様の効果が得られるよ
うになる。
パ（バンパフレーム１１）に本発明を適用したが、例え
ば車両のサイドメンバ（フロント若しくはリヤ）等、そ
の他の部材に適用してもよい。また、自動車に限らず、
例えば建築材等に適用してもよい。これら各場合におい
ても、前記実施形態の（１）と同様の効果が得られるよ
うになる。
【００３５】次に、以上の実施形態から把握することが
できる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以
下に記載する。 （イ）軸圧縮荷重を塑性変形で吸収して衝撃エネルギー
を吸収する衝撃吸収部材の製造方法において、中空体に
軸圧縮荷重を加えて初期座屈変形部を形成することを特
徴とする衝撃吸収部材の製造方法。
できる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以
下に記載する。 （イ）軸圧縮荷重を塑性変形で吸収して衝撃エネルギー
を吸収する衝撃吸収部材の製造方法において、中空体に
軸圧縮荷重を加えて初期座屈変形部を形成することを特
徴とする衝撃吸収部材の製造方法。
【００３６】（ロ）上記（イ）において、前記中空体は
押出し成形することを特徴とする衝撃吸収部材の製造方
法。
押出し成形することを特徴とする衝撃吸収部材の製造方
法。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１又は２に
記載の発明では、生産性を低減することなく、塑性変形
を開始させるときの軸圧縮荷重を低減することができ
る。
記載の発明では、生産性を低減することなく、塑性変形
を開始させるときの軸圧縮荷重を低減することができ
る。
【００３８】請求項３に記載の発明では、衝突等の初期
の段階でクラッシュボックスとボディとの間が折れ曲が
るなどして衝撃吸収の機能を果たさなくなることを回避
することができる。
の段階でクラッシュボックスとボディとの間が折れ曲が
るなどして衝撃吸収の機能を果たさなくなることを回避
することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す三面図及び斜視図。
【図２】同実施形態が適用される自動車のフロント部分
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図３】同実施形態の軸圧縮荷重とストロークとの関係
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図４】同実施形態の作用を説明する説明図。
【図５】同実施形態の別例を示す三面図及び斜視図。
【図６】同実施形態の別例を示す正面図。
【図７】同実施形態の別例を示す正面図。
１３ ボディを構成するサイドメンバ １６ バンパリインホース １７，３４ 衝撃吸収部材としてのクラッシュボックス ２３，３３ 初期座屈変形部
フロントページの続き (74)上記１名の代理人 100068755 弁理士 恩田 博宣 （外１名） (72)発明者 五反田 光継 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 (72)発明者 羽田 真一 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 (72)発明者 森 一生 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 (72)発明者 森本 清仁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 梶原 一知 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 小西 雄三 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 酒井 誠二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 布野 和信 富山県新湊市奈呉の江12番地の３ アイシ ン軽金属 株式会社内 (72)発明者 安土 一成 富山県新湊市奈呉の江12番地の３ アイシ ン軽金属 株式会社内 Ｆターム(参考） 3J066 AA02 AA23 BA01 BB01 BC01 BD07 BF02 BG05
Claims (3)
- 【請求項１】 中空構造を有し、軸圧縮荷重を塑性変
形で吸収して衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収部材に
おいて、 軸圧縮荷重に対する塑性変形の起点となる初期座屈変形
部を予め設けたことを特徴とする衝撃吸収部材。 - 【請求項２】 バンパリインホースの各側に対で配設
され、該バンパリインホースに一端が固着されるととも
にボディに他端が固着されて車両の前後方向に伸びる中
空のクラッシュボックスを備えたバンパにおいて、 前記クラッシュボックスには、軸圧縮荷重に対する塑性
変形の起点となる初期座屈変形部を予め設けたことを特
徴とするバンパ。 - 【請求項３】 請求項１に記載のバンパにおいて、 前記初期座屈変形部は、前記クラッシュボックスの前記
バンパリインホース側に設けたことを特徴とするバン
パ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000354821A JP2002155980A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 衝撃吸収部材及びバンパ |
| EP01127650A EP1209039A3 (en) | 2000-11-21 | 2001-11-20 | Shock absorbing member and bumper comprising the same |
| US09/988,648 US20020060463A1 (en) | 2000-11-21 | 2001-11-20 | Shock absorbing member and bumper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000354821A JP2002155980A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 衝撃吸収部材及びバンパ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002155980A true JP2002155980A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18827338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000354821A Pending JP2002155980A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 衝撃吸収部材及びバンパ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020060463A1 (ja) |
| EP (1) | EP1209039A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002155980A (ja) |
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2000
- 2000-11-21 JP JP2000354821A patent/JP2002155980A/ja active Pending
-
2001
- 2001-11-20 US US09/988,648 patent/US20020060463A1/en not_active Abandoned
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