JP2004051084A - Impact absorber - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝撃エネルギーを塑性変形の変形エネルギーとして吸収する衝撃吸収体、例えば自動車等の車両の車体メンバ側部を構成するサイドメンバとしたり、自動車等のバンパに加えられた衝撃エネルギーを吸収して車体メンバへの前記衝撃エネルギーの伝達を防止又は抑制するバンパ支持型衝撃吸収体として利用しうる衝撃吸収体に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の車両では、衝突時における衝撃から乗員を保護するため、衝撃エネルギーを塑性変形の変形エネルギーとして吸収する衝撃吸収体が各所に使用される。例えば、車両のバンパ補強材を車体メンバに対して支持する管体からなるバンパ支持型衝撃吸収体に衝撃吸収体(以下、バンパ支持型衝撃吸収体)を利用する。
【0003】
衝撃吸収体として利用するバンパ支持型衝撃吸収体は、特許文献1や特許文献2に見られるように、軸方向(小管体及び大管体の並び方向、通常車両の前後方向に一致)から受けた衝撃エネルギーにより小管体を大管体に押し込むことにより塑性変形を引き起こし、衝撃エネルギーを塑性変形の変形エネルギーとして吸収する。衝撃吸収体を利用したバンパ支持型衝撃吸収体は、構造が簡素ながら衝撃エネルギーの吸収性能に優れており、車両重量の違いに応じて柔軟に設計を変更できる利点もある。
【0004】
また、乗員区画を保持する車体メンバとして、車両の車体メンバ側部を構成する管体からなるサイドメンバに前記衝撃吸収体(以下、サイドメンバ型衝撃吸収体)を利用する。サイドメンバに衝撃吸収体を利用した先行技術には、特許文献3〜7がある。
【0005】
特許文献3は、2つの筒状部材の端部を同軸で付き合わせ、両筒状部材の前記端部から内側に捲れ込む塑性変形(特許文献3図1参照)によって衝撃を吸収する。特許文献4は、上下2段に配列した複数の穴により対衝撃強度を長さ方向に変化させ、衝撃の程度に合わせて塑性変形する範囲を調節する。特許文献5は、比較的剛性の低い材料で構成し、内部にブラケットを断続的に架設している。特許文献6は、鏡面対称な多段筒体を接合している。そして、特許文献7は、細長い孔又は空隙を設けた衝撃吸収部材をサイドメンバの構造の一部として介在させる。
【0006】
【特許文献1】
特公昭47−045986号公報(2〜6頁、第1〜4図)
【特許文献2】
特開2001−204841号公報(2〜5頁、図2)
【特許文献3】
特開2001−241478号公報(2〜5頁、図2)
【特許文献4】
特許第2984434号公報(2〜3頁、図2)
【特許文献5】
特公昭51−021850号公報(1〜4頁、第4〜8図)
【特許文献6】
米国特許第3,998,485号明細書(3〜4頁、図2)
【特許文献7】
米国特許第6,312,028号明細書(6〜7頁、図2〜図1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記各先行技術に見られる各衝撃吸収体は、衝撃により塑性変形を引き起こして衝撃エネルギーを変形エネルギーとして吸収する働きを有する。この働きは、基本的に、バンパ支持型衝撃吸収体でもサイドメンバ型衝撃吸収体でも変わらない。これから、衝撃吸収体は、安定して塑性変形することが望ましく、とりわけ偏荷重が加わった場合でも屈曲せず、かつ塑性変形を正しく発生させる必要がある。
【0008】
特許文献1のバンパ支持型衝撃吸収体は、小管体及び大管体が並ぶ軸方向から衝撃が加わる場合、必要十分な吸収性能を発揮できる。しかし、小管体及び大管体の境界となる段差は、塑性変形しやすくなっているため、例えば小管体に軸方向斜めから衝撃が加わると、衝撃の軸直交方向成分fhによって小管体が傾倒し、小管体を大管体に没入することによる塑性変形が発生せず、衝撃エネルギーを吸収できなくなる問題がある。
【0009】
特許文献2のバンパ支持型衝撃吸収体は、小管体、中管体及び大管体からなる3段構成のバンパ支持型衝撃吸収体により、小管体の傾倒を中管体で防止又は抑制する。しかし、中管体による小管体の傾倒防止又は抑制の作用は、限定的(およそ軸方向30度まで)であり、より大きな角度の軸方向斜めからの衝撃に対して、依然として小管体の傾倒防止が十分に達成できない。
【0010】
また、特許文献3のサイドメンバ型衝撃吸収体は、小径の筒状部材の端縁を大径の筒状部材の端縁に設けた段差平面に当接させるため、筒状部材が並ぶ軸方向に衝撃が加われば、確かに段差平面を介して両筒状部材の端縁に塑性変形を引き起こすことができる。しかし、偏荷重の場合、小径の筒状部材が段差平面上で傾倒し、屈曲してしまう問題がある。
【0011】
このほか、特許文献4、特許文献5及び特許文献7に見られるサイドメンバ型衝撃吸収体は、安定した衝撃吸収性能を得にくく(特に、特許文献4の図4荷重特性参照)、特許文献6に見られるサイドメンバ型衝撃吸収体は特許文献3同様、偏荷重によって屈曲する可能性がある。
【0012】
そこで、バンパ支持型衝撃吸収体又はサイドメンバ型衝撃吸収体について、より大きな角度の軸方向斜めから衝撃が加えられても、なお大管体に対する小管体の没入が確保して、塑性変形による衝撃エネルギーの吸収が達成できることを課題として検討した。
【0013】
【課題を解決するための手段】
検討の結果、塑性加工可能な直管を部分的に縮径又は拡径して段差を介して繋がる小管体及び大管体を形成してなり、段差を介して繋がる小管体の折返縁及び大管体の折返縁は共に円弧角度90度超の円弧状断面で、段差は前記小管体の折返縁及び大管体の折返縁を結んだS字断面にした衝撃吸収体を開発した。
【0014】
本発明に言う「90度超」とは、小管体側面から段差への折れ曲がりである小管体の折返縁の円弧部分の角度範囲、又は大管体側面から段差への折れ曲がりである小管体の折返縁の円弧部分の角度範囲が、90度(直角)ではないことを意味する。
【0015】
ここで、車両のバンパ補強材を車体メンバに対して支持する直管を部分的に縮径又は拡径して段差を介して繋がる小管体及び大管体を形成すると、バンパ補強材を支持する構造要素を兼ねることのできる衝撃吸収体(以下、バンパ支持型衝撃吸収体)となる。また、車両の車体メンバ側部を構成する直管を部分的に縮径又は拡径して段差を介して繋がる小管体及び大管体を形成すると、車体メンバを構成する構造要素自体となる衝撃吸収体(以下、サイドメンバ型衝撃吸収体)となる。
【0016】
本発明の衝撃吸収体は、段差を1以上有する多段管体に適用できるが、小管体及び大管体からなる二段管体、又は小管体、中管体及び大管体からなる三段管体が好ましい。ここで、三段管体は、小管体及び中管体、中管体及び大管体の関係それぞれが二段管体の小管体及び大管体の関係に相当し、全体として衝撃吸収体を連結した構成である。
【0017】
本発明の衝撃吸収体は、塑性加工可能な直管を部分的に縮径又は拡径して小管体又は大管体を形成するため、小管体より大管体の肉厚が薄く、相対的に大管体の方が塑性変形しやすい。また、小管体及び大管体の間に介在する段差が、小管体が大管体に対して少し没入し、段差が内向きに捲れ込んだS字断面になっており、大管体に小管体を没入しやすい。
【0018】
これから、本発明の衝撃吸収体は、小管体がそのまま大管体に没入し、段差から大管体側面にかけて内向きに捲り込ませる塑性変形を起こし、衝撃エネルギーを前記塑性変形の変形エネルギーとして吸収する。
【0019】
小管体の折返縁及び大管体の折返縁の各円弧状断面の円弧角度は、90度を超えて360度未満の範囲で考えられる。具体的な円弧角度は、(1)小管体の外径と、大管体の内径との差、(2)小管体の折返縁の円弧状断面と大管体の折返縁の円弧状断面との半径(半径の定義は後述)の異同、によって決定する。より具体的な両側縁の円弧状断面の各円弧角度は、180度前後が好ましい。
【0020】
小管体がそのまま大管体に没入し、段差から大管体側面にかけて内向きに捲り込ませる塑性変形を確実に生起するには、小管体の折返縁の円弧状断面の半径を、大管体の折返縁の円弧状断面の半径より相対的に小さくしたS字断面の段差にする。ここで、厚みの異なる小管体側面及び大管体側面に連続する小管体の折返縁及び大管体の折返縁は、それぞれ厚みを変化しながら湾曲しているので、前記各円弧状断面の半径はそれぞれ板厚の中心線の半径とする。
【0021】
上記断面構造の段差は、相対的に急峻な折返となる小管体の折返縁を介した小管体側面の捲れ込みを抑制し、逆に相対的に緩やかな折返となる大管体の折返縁を介した大管体側面の捲れ込みを誘引する。これにより、小管体はそのまま大管体に没入し、大管体の折返縁から大管体側面にかけて内側に捲れ込む塑性変形を実現できる。
【0022】
本発明は、上述のように、段差の構造を工夫することにより、小管体を必ず大管体に向けて没入させる塑性変形を実現する。しかし、小管体に斜め方向からの衝撃(偏荷重)が印加された場合、大管体に対して小管体が傾倒し、小管体側面が大管体の折返縁に当たって小管体の前記没入が遮られる虞れもある。
【0023】
そこで、段差は小管体の折返縁及び大管体の折返縁を環状側面で結んだS字断面にするとよい。小管体の折返縁及び大管体の折返縁の各円弧状断面の半径は同じであっても、異なってもよい。すなわち、上述のように、小管体の折返縁の円弧状断面の半径を、大管体の折返縁の円弧状断面の半径より相対的に小さくした場合でも、環状側面が捲れ込みを引き起こす阻害要素にはならない。
【0024】
環状側面は、円弧角度が共に180度で等しい小管体の折返縁及び大管体の折返縁を結ぶS字断面の段差を形成した場合、小管体側面及び大管体側面に平行となる。しかし、小管体の折返縁及び大管体の折返縁の各円弧状断面の半径を異ならせて、環状側面を小管体から大管体に向けて徐変に縮径又は拡径する錐台側面にすると好ましい。より好ましくは、小管体の折返縁の円弧状断面の半径を、大管体の折返縁の円弧状断面の半径より相対的に小さくしたS字断面の段差を形成し、小管体に向かって開いた逆錐台形状の環状側面にする。
【0025】
小管体の折返縁及び大管体の折返縁を結ぶ環状側面は、斜め方向からの衝撃により小管体が傾倒する場合、傾倒軸となる小管体の折返縁を大管体の折返縁から遠ざけているので、早い段階で小管体側面を大管体の折返縁又は環状側面に当接させ、小管体が大きく傾倒することを防止する。そして、小管体が大管体に没入を始めた段階では、大管体の折返縁又は環状側面に小管体側面を摺接させながら傾倒を補正し、確実な小管体の大管体への没入を保証する。
【0026】
より積極的に小管体の傾倒防止を図るには、大管体への没入に際して小環体自身の傾倒を抑制又は防止する傾倒防止体を小管体の内面に固着するとよい。この傾倒防止体は、小管体の内径に等しい外径の小径環部と、大管体の内径に等しい外径の大径環部とからなり、小径環部は小管体の内面に固着し、段差を越えて小管体から大管体に突出させ、大径環部は前記小径環部が段差を越えた位置で大管体の内面に当接させることにより、軸方向斜めから小管体に加えられた衝撃に対し、小管体と一体となる傾倒防止体が大管体の内面を基礎として対抗し、小管体の傾倒を防止又は抑制する。
【0027】
ここで、「大管体の内面に当接する」とは、大管体に対して小管体が没入する際に、大径環部が大管体の内面に、継続的に又は断続的に、点接触、線接触又は面接触する場合を含む。また、大径環部が全体的に接する必要はなく、点接触であれば小環体の傾倒を防止したい方向に複数点接触点があればよく、線接触又は面接触の場合は、周方向に断続的に接すればよい。
【0028】
傾倒防止体が、大管体に没入する小環体自身の傾倒を抑制又は防止する機能を発揮するには、小管体が円滑に大管体に没入する必要がある。これから、傾倒防止体の適用と共に、小管体の折返縁の円弧状断面の半径を、大管体の折返縁の円弧状断面の半径より相対的に小さくしたS字断面の段差を形成することが望ましい。
【0029】
上記傾倒防止体を構成する小径環部及び大径環部は、それぞれ別部材で構成して連結してもよいし、衝撃吸収体を構成する有段管体同様、塑性変形可能な環体を部分的に縮径又は拡径して段差を介して一体成形してもよい。この場合、小径環部が小管体、大径環部が大管体に相当するが、傾倒防止体は塑性変形による衝撃吸収作用を必要としないので、小径環部及び大径環部を結ぶ段差には、上述までの構造的限定は必要ない。
【0030】
塑性変形可能な環体を部分的に縮径又は拡径して段差を介して一体成形した傾倒防止体は、小管体から大管体に突出する小径環部を大管体の内面に当接するまで拡径して大径環部を形成するとよい。すなわち、小径環部は相対的に長尺な管体状に構成し、この小径環部の端縁を大管体の内面に当接するまで拡径する。
【0031】
また、傾倒防止体は、小管体から大管体に突出する小径環部を大管体の内面に当接するまで拡径し、小管体に向けて折り返したカーリングとして大径環部を形成したり、小管体から大管体に突出する小径環部を大管体の内面に当接するまで拡径し、大管体の半径内向きに折り返したカーリングとして大径環部を形成してもよい。このように、大径環部をカーリングして形成することで、軸方向斜めから加えられる衝撃に対抗する構造強度を大径環部に与えることができる。
【0032】
更に、傾倒防止体は、大管体の内面に接面する筒状環を大径環部に設けるとよい。広い面積で大管体の内面に接面する筒状環は、軸方向斜めから加えられる衝撃による圧力(衝撃力/接面面積)を低下させ、小管体の傾倒を防止又は抑制する傾倒防止体の働きを強化する。この筒状環は、大管体の内面に接面することから、基本的には大管体の相似形状となる。上記カーリングは、筒状環の端縁に形成するとよい。
【0033】
本発明の傾倒防止体は、小管体の傾倒に対して大管体を基礎に対抗することができればよい。これから、小管体は、大管体への没入に際して小管体自身の傾倒を抑制又は防止する傾倒防止体を内面と一体に形成してなり、該傾倒防止体は小管体の折返縁を大管体の内面に向けて拡開して形成することもできる。
【0034】
上記傾倒防止体は、小管体の折返縁の円弧状断面の半径を、大管体の折返縁の円弧状断面の半径より相対的に小さくしたS字断面の段差の前記小管体の折返縁を、大管体の内面に向けて拡開して形成したり、小管体の折返縁及び大管体の折返縁を環状側面で結んだS字断面の段差の前記小管体の折返縁を、大管体の内面に向けて拡開して形成する。各傾倒防止体は、それぞれ大管体に対して小管体を確実に没入させながら、かつ小管体の折返縁を傾倒防止体として大管体の内面に摺接させることができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、バンパ支持型衝撃吸収体の実施形態について図を参照しながら説明する。図1は本発明のバンパ支持型衝撃吸収体105及びサイドメンバ型衝撃吸収体112の使用態様を表す斜視図、図2は小管体101に向けて折り返したカーリング102により大径環部103を形成した傾倒防止体104を取り付けた二段管体構成のバンパ支持型衝撃吸収体105の断面図、図3は同バンパ支持型衝撃吸収体105に軸方向の衝撃Fが加わり始めた段階を表した図2相当断面図、図4は同バンパ支持型衝撃吸収体105に軸方向斜めから衝撃Fが加わり始めた段階を表した図2相当断面図で、図5は同バンパ支持型衝撃吸収体105が軸方向の衝撃Fを吸収し終えた段階を表した図2相当断面図である。
【0036】
本例のバンパ支持型衝撃吸収体105は、図2に見られるように、塑性加工可能な直管体を部分的に縮径又は拡径して段差を介した小管体101及び大管体106を形成した二段管体からなる。本例は、小管体101及び大管体106を軸方向(図2中一点鎖線参照、以下同じ)に縮退し、小曲率半径断面の小管体の折返縁107と大曲率半径断面の大管体の折返縁108とを環状側面109で結んだS字断面の段差110を形成している。こうしたバンパ支持型衝撃吸収体105は、図1に見られるように、車体メンバ111を構成するサイドメンバ型衝撃吸収体112の前端それぞれに大管体106を接続し、小管体101,101にバンパ補強材113を架設する態様で使用される。
【0037】
本例の傾倒防止体104は、小管体101の内径に等しい外径の小径環部114と、大管体106の内径に等しい外径の大径環部103とからなる。大径環部103は、小管体101から大管体106に突出する小径環部114を大管体106の内面に当接するまで拡径し、小管体101に向けて折り返したカーリング102であり、段差110を越えた位置で大管体106の内面に前記カーリング102の端縁を当接させている。この傾倒防止体104は、小管体101の内面にスポット溶接(図2中スポット溶接痕115を図示)で固着している。
【0038】
小管体101に軸方向からの衝撃F(図3中白抜き矢印)が加わると、図3に見られるように、大管体106に対して小管体101が没入していき、段差110が有する環状側面109を延ばしながら、段差110を介して小管体101により大管体106を内側へ捲り込ませ(塑性変形:図3中黒塗り矢印)、衝撃Fの衝撃エネルギーを大管体106の変形エネルギーとして吸収する。ここで、環状側面109と大管体106とはそれぞれに塑性変形(延性)を伴うが、大部分の塑性変形は、大管体106が捲れ込む量に合わせて環状側面109が延びる態様で生じる。
【0039】
本例の場合、段差110を挟んだ小管体の折返縁107は相対的に半径の小さな円弧状断面、大管体の折返縁108は相対的に半径の大きな円弧状断面であるため、相対的に大管体の折返縁108が塑性変形しやすくなっており、小管体101が捲れることなく、大管体106のみが一方的に捲れ込んでいく。このように、衝撃Fの衝撃エネルギーを吸収する塑性変形は、専ら径の大きな大管体106の捲れ込みにより達成されるので、小管体101が捲れ込む同種バンパ支持型衝撃吸収体に比べ、吸収できる衝撃エネルギーの総量は多い。
【0040】
また、本例は、小管体の折返縁107と大管体の折返縁108とを環状側面109で結んだ段差110を形成していることから、小管体101が大管体106に没入する過程で延びる環状側面109が、小管体101及び大管体106の間に介在することになる。この小管体101及び大管体106の間に介在する環状側面109は、小管体101の傾倒を防止又は抑制する働きがあり、図3に見られるように、ある程度小管体101が大管体106に没入した段階では、もはや小管体101が傾倒する虞れはない。
【0041】
問題は、衝撃Fが最初から軸方向斜めから加わる場合である。軸方向斜めから加わる衝撃Fは、図4に見られるように、大管体106に対して小管体101を押し込んでいく軸方向成分fv(図4中下向き実線矢印)と、小管体101を傾倒させようとする軸直交成分fh(図4中右向き実線矢印)とに分解できる。
【0042】
傾倒防止体104は、前記軸直交成分fhを受けて傾倒しようとする小管体101に対し、軸直交成分fh上流側では小管体の折返縁107が大管体106の内面に接近することに対抗し(図4中右側における実線矢印及び破線矢印参照)、また軸直交成分fh下流側では小管体の折返縁107が大管体106の内面から離隔することに対抗する(図4中左側における実線矢印及び破線矢印参照)。
【0043】
上記各対抗は、大径環部103が大管体106の内面に当接し、傾倒防止体104が小管体101の傾倒方向に対して自由を制限されていることで実現している。すなわち、小管体101が傾倒するには、前記自由の制限を破壊する程度の負荷=傾倒防止体104全体を変形させるに足りる衝撃が加わらなければならない。傾倒防止体104は、小径環部114を小管体101に接面して固着しており、また大管体106に対しても大径環部103を構成するカーリング102を当接させているため、傾倒防止体104の変形には全体の変形を必要とする。
【0044】
更に、本例の傾倒防止体104は略円筒状であるため、小管体101に対する軸直交成分fhがどの方向から加わっても、傾倒防止体104の変形に必要な負荷は等しくできる。このように、小径環部114を小管体101の内面に固着し、大径環部103を大管体106の内面に当接させる傾倒防止体104を設けることにより、小管体101の傾倒(特に衝撃Fが加わり始めた初期段階の傾倒)は防止できる。
【0045】
そして、既述したように、小管体101がある程度大管体106に没入すれば、環状側面109が小管体101の傾倒を防止できるから、本発明のバンパ支持型衝撃吸収体105は、仮に最初から軸方向斜めの衝撃Fが加わっても、小管体101を傾倒させることなく、確実に大管体106に没入させて、衝撃Fの衝撃エネルギーを吸収できる。
【0046】
傾倒を防止された小管体101は、図5に見られるように、傾倒防止体104の大径環部103を構成するカーリング102がサイドメンバ型衝撃吸収体112の前端(図1参照、大管体106の端縁に一致)に当接するまで、大管体106に対して没入できる。バンパ支持型衝撃吸収体としてどれほどの衝撃Fの衝撃エネルギーを吸収できるかは、小管体の没入量で決定されるため、例えば、サイドメンバの前端に傾倒防止体が没入できる没入孔等を開孔しておけば、更に小管体の没入を図ることができる。この場合、大径環部が当接する基礎がなくなるため、前記没入孔に連続して大径環部が当接できるガイドを設けておくとよい。
【0047】
図6は大管体106の半径内向きに折り返したカーリング116及び大管体106の内面に接面する筒状環117により大径環部103を形成した別例の傾倒防止体118を取り付けた二段管体構成のバンパ支持型衝撃吸収体119の図2相当断面図であり、図7は同バンパ支持型衝撃吸収体119が軸方向の衝撃Fの衝撃エネルギーを吸収し終えた段階を表した図6相当断面図である。
【0048】
傾倒防止体は、小管体の傾倒に対抗するため、大管体の内面を基礎として衝撃Fの軸直交方向成分fhに対抗しうる大径環部を有する構造であればよい。本例の大径環部103は、図6に見られるように、小管体101から大管体106に突出する小径環部114を大管体106の内面に当接するまで拡径し、大管体106の内面に接面する筒状環117を形成した後、大管体106の半径内向きに折り返したカーリング116を形成した構造である。
【0049】
本例の大径環部103が、小管体101の傾倒防止を図る働きは、上述の例(図2以下参照)と変わりはない。大管体106の内面に広く接面する筒状環117は、小管体101の傾倒に対する対抗力を強化する働きを有する。本例は、更に筒状環117に続いて大管体106の半径方向内向きのカーリング116を形成しているので、大径環部103の構造強度が高く、よりよく小管体の傾倒を防止できる。
【0050】
ここで、筒状環117を含めて軸方向に幅のある大径環部103は、大管体106に没入する小管体101の小管体の折返縁107の変位を制限し、図7に見られるように、結果として小管体101の没入量を減少させる。この場合、筒状環に続くカーリングを省くことで、筒状環に至る大径環部平面が塑性変形できる余地を残し、例えば小管体の折返縁で前記大径環部103を圧潰して、小管体の没入量を稼ぐこともできる。
【0051】
図8は小管体の折返縁107と大管体の折返縁108とを結んでなる段差120の前記小管体の折返縁を大管体106の内面に向けて拡開して形成した別例の傾倒防止体121を設けた二段管体構成のバンパ支持型衝撃吸収体122の図2相当断面図であり、図9は同バンパ支持型衝撃吸収体122が軸方向の衝撃Fの衝撃エネルギーを吸収し終えた段階を表した図8相当断面図である。
【0052】
バンパ支持型衝撃吸収体と別体の傾倒防止体は、設計及び製造の自由度が高く好ましいが、大径環部と一体の小径環部を小管体に固着する組立工程を要求する。これに対し、図8に見られる傾倒防止体121は、小管体101と一体に大径環部103のみを成形するため、小径環部を小管体に固着する組立工程を必要としない利点がある。
【0053】
本例の傾倒防止体121は、小曲率半径断面の小管体の折返縁107と大曲率半径断面の大管体の折返縁108とを結んだ段差120を作り、前記小管体の折返縁107を大管体106の内面に向けて拡開して大管体106の内面に当接し、形成している。上述の各例に見られるような上方に開いた形状ではないが、小管体の折返縁107及び大管体の折返縁108を結ぶ環状側面が環状側面109に相当し、小管体101と一体に形成した傾倒防止体121と共に小管体101の傾倒防止を図ることができる。
【0054】
小管体101は、軸方向からの衝撃Fを受けて、小管体の折返縁107を大管体106の半径方向外向きに押し広げながら大管体106に没入していくため、前記小管体の折返縁107は大管体106に対して小管体101が没入していく過程で大管体106の内面に必ず摺接する。本例の傾倒防止体121は、小管体101から小管体の折返縁107にかけて緩やかな曲率で拡開しているので、小管体101が下端をサイドメンバ型衝撃吸収体112の前端(図1参照、大管体106の端縁に一致)に達すると、図9に見られるように、小管体の折返縁107から小管体101にかけて塑性変形して若干広がって没入を停止する。
【0055】
次に、サイドメンバ型衝撃吸収体の実施形態について図を参照しながら説明する。図10はサイドメンバ型衝撃吸収体112の軸方向断面図、図11は別例のサイドメンバ型衝撃吸収体112の軸方向断面図、図12は図10中A部拡大断面図で、図13は小管体201を大管体202に没入させる過程を表した図12相当断面図である。
【0056】
本例は、図1及び図10に見られるように、サイドメンバ型衝撃吸収体112を構成する小管体201の拡開した取付先端123,123間にクロスメンバ124を架設して車体メンバ111を構成し、このクロスメンバ124から各小管体201と同軸に突設したバンパ支持型衝撃吸収体105でバンパ補強材113を支持している。取付先端123を拡開するのは、クロスメンバ124とサイドメンバ型衝撃吸収体112との接合強度を高めるためであり、このほか図11に見られるように、後部を開放したクロスメンバ124に小管体201先端をそのまま差し込んで接合してもよい。
【0057】
本発明は、段差203の大管体の折返縁204から大管体側面205にかけて確実に塑性変形を引き起こすため、段差203は、図12に見られるように、前後する小管体201及び大管体202の両管体側面207,205から連続して形成した円弧角度180度の円弧状断面からなる小管体の折返縁206及び大管体の折返縁204を連結して形成している。
【0058】
特に、本例では、大管体の折返縁204の円弧状断面の半径を、小管体の折返縁206の円弧状断面の半径より約1.7倍大きくしている。この半径比に伴い、図12から明らかなように、小管体の折返縁206は相対的に急峻な折返となり、大管体の折返縁204は相対的に緩やかに大管体側面205と連続する構造になる。
【0059】
このような段差203を介して小管体201及び大管体202を連結することで、小管体201の外径は大管体202の内径よりも小さくなり、図13に見られるように、サイドメンバ型衝撃吸収体112の軸方向に衝撃Fが加われば、バンパ支持型衝撃吸収体105における衝撃吸収(本例では塑性変形による衝撃吸収)の後又は略同時に、小管体201が大管体202へ没入していく。
【0060】
この小管体の大管体への没入は、主として大管体の折返縁から大管体側面にかけての塑性変形に基づく(図13中太線矢印参照)。これは、直管を拡径して大管体202を形成する(又は直管を縮径して小管体201を形成する)ことで、大管体側面205の厚みは小管体側面207の厚みより小さくなり、相対的に小管体201よりも大管体202を塑性変形しやすくできるからである。この塑性変形は、大管体側面205を内側へ捲り込ませるように連続して生ずるので、安定して高い衝撃エネルギーの吸収を実現できる利点がある。
【0061】
衝撃Fが斜め方向から印加される場合に小管体201の傾倒を防止するには、小管体の折返縁206及び大管体の折返縁204を環状側面208で結ぶ段差203を形成するとよい。図14は小管体側面207及び大管体側面205に平行な円筒状環状側面208で小管体の折返縁206及び大管体の折返縁204を結んだサイドメンバ型衝撃吸収体112の図12相当断面図、図15は斜め方向からの衝撃Fを受けて小管体201が少し傾倒した状態を表した図14相当断面図で、図16は更に衝撃Fの印加が続き、傾倒を修正しながら小管体201が大管体202に没入していく状態を表した図14相当断面図である。
【0062】
本例のサイドメンバ型衝撃吸収体112は、図14に見られるように、相対的に半径の大きな大管体の折返縁204から小管体201の没入方向へ離隔して小管体の折返縁206を形成し、小管体の折返縁206及び大管体の折返縁204を円筒状環状側面208で結んだ段差203を形成している。
【0063】
小管体201は、環状側面208に小管体側面207を密着させていないので、衝撃Fがサイドメンバ型衝撃吸収体112の軸方向からずれた斜め方向から印加されると、図15に見られるように、前記小管体側面207は小管体の折返縁206を傾倒軸として環状側面208又は大管体の折返縁204に当接するまで傾倒するが、小管体側面207が環状側面208又は大管体の折返縁204に当接すると、小管体201の傾倒は規制される。
【0064】
そして、更に衝撃Fが印加されると、衝撃Fのサイドメンバ型衝撃吸収体112の軸直交方向成分fhは環状側面208に受け止められて小管体201の傾倒を進めることができず、図16に見られるように、衝撃Fのサイドメンバ型衝撃吸収体112の軸方向成分fvのみが小管体201を大管体202に没入させる運動に寄与する。
【0065】
小管体の傾倒は、小管体の折返縁を傾倒軸とするもので、小管体の折返縁から環状側面又は大管体の折返縁の円弧状断面への接線の範囲でしか許されない。よって、小管体201が大管体202に没入していく段階で、小管体201は小管体側面207を環状側面208又は大管体の折返縁204の円弧状断面に摺接しながら傾倒を暫時修正され、衝撃Fは段差203から大管体側面205を内側に捲り込ませる塑性変形にのみ寄与させることができる。
【0066】
上記環状側面208は、小管体側面207又は大管体側面205と平行でなくてもよい。図17は小管体201から大管体202に向けて縮径する円錐台状環状側面209を形成したサイドメンバ型衝撃吸収体112の図12相当断面図であり、図18は衝撃Fの印加を受けて小管体201が大管体202に没入していく状態を表した図17相当断面図である。
【0067】
環状側面は、小管体の傾倒を防止するものであり、直接的には傾倒する小管体側面に接触し、間接的には傾倒軸となる小管体の折返縁の円弧状断面を大管体の折返縁の円弧状断面から離隔して傾倒角度を規制することで、小管体の傾倒を防止する。これから、前記傾倒防止機能を発揮できれば環状側面の形状は自由であり、図17及び図18に見られるように、円錐台状環状側面209でも、妨げられずに小管体201を大管体202へ没入させることができる。
【0068】
【発明の効果】
本発明の衝撃吸収体は、段差形状の特定や、傾倒防止体の付設により、従来に比べてより大きな角度の軸方向斜めから衝撃が加えられても、なお大管体に対する小管体の没入が確保でき、衝撃エネルギーを塑性変形の変形エネルギーとして吸収する衝撃吸収性能を十分に発揮することができる。
【0069】
従来は、軸方向斜め約30度を限度として小管体が傾倒していたが、本発明のバンパ支持型衝撃吸収体では、軸直交方向成分fhが軸方向成分fvを超える軸方向斜め45度までの範囲で、大管体に対する小管体の没入が確保できる。傾倒防止体は、小管体の傾倒を簡素な構造で防止又は抑制できる効果がある。
【0070】
本発明は、車両のバンパ補強材を車体メンバに対して支持する管体からなるバンパ支持型衝撃吸収体や、車両の車体メンバ側部を構成する管体からなるサイドメンバ型衝撃吸収体を提供する。サイドメンバ型衝撃吸収体の場合、段差で屈曲し、車体や燃料タンクに接触する危険性を回避できるようになり、安全性向上の効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】バンパ支持型衝撃吸収体及びサイドメンバ型衝撃吸収体の使用態様を表す斜視図である。
【図2】小管体に向けたカーリングの大径環部を形成した傾倒防止体を取り付けたバンパ支持型衝撃吸収体の断面図である。
【図3】同バンパ支持型衝撃吸収体に軸方向の衝撃Fが加わり始めた段階を表した図2相当断面図である。
【図4】同バンパ支持型衝撃吸収体に軸方向斜めから衝撃Fが加わり始めた段階を表した図2相当断面図である。
【図5】同バンパ支持型衝撃吸収体が軸方向の衝撃Fを吸収し終えた段階を表した図2相当断面図である。
【図6】カーリング及び筒状環により大径環部を形成した傾倒防止体を取り付けたバンパ支持型衝撃吸収体の図2相当断面図である。
【図7】同バンパ支持型衝撃吸収体が軸方向の衝撃Fを吸収し終えた段階を表した図6相当断面図である。
【図8】小管体の折返縁を拡開して形成した傾倒防止体を設けたバンパ支持型衝撃吸収体の図2相当断面図である。
【図9】同バンパ支持型衝撃吸収体が軸方向の衝撃Fを吸収し終えた段階を表した図8相当断面図である。
【図10】サイドメンバ型衝撃吸収体の軸方向断面図である。
【図11】別例のサイドメンバ型衝撃吸収体の軸方向断面図である。
【図12】図10中A部拡大断面図である。
【図13】小管体を大管体に没入させる過程を表した図12相当断面図である。
【図14】円筒状環状側面で小管体の折返縁及び大管体の折返縁を結んだサイドメンバ型衝撃吸収体の図12相当断面図である。
【図15】斜め方向からの衝撃Fを受けて小管体が少し傾倒した状態を表した図14相当断面図である。
【図16】更に衝撃Fの印加が続き、傾倒を修正しながら小管体が大管体に没入していく状態を表した図14相当断面図である。
【図17】円錐台状環状側面を形成したサイドメンバ型衝撃吸収体の図12相当断面図である。
【図18】衝撃Fの印加を受けて小管体が大管体に没入していく状態を表した図17相当断面図である。
【符号の説明】
101 小管体
102 カーリング
103 大径環部
104 傾倒防止体
105 バンパ支持型衝撃吸収体
106 大管体
107 小管体の折返縁
108 大管体の折返縁
109 環状側面
110 段差
112 サイドメンバ型衝撃吸収体
114 小径環部
116 カーリング
117 筒状環
201 小管体
202 大管体
203 段差
204 大管体の折返縁
205 大管体側面
206 小管体の折返縁
207 小管体側面
208 環状側面
209 円錐台状環状側面
F 衝撃
fv 衝撃の軸方向成分
fh 衝撃の軸直交方向性分[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is a shock absorber that absorbs impact energy as deformation energy of plastic deformation, for example, a side member constituting a vehicle body member side portion of a vehicle such as an automobile, or absorbs impact energy applied to a bumper of an automobile or the like. The present invention relates to a shock absorber that can be used as a bumper-supported shock absorber to prevent or suppress transmission of the shock energy to a vehicle body member.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In vehicles such as automobiles, impact absorbers that absorb impact energy as deformation energy of plastic deformation are used in various places in order to protect an occupant from an impact at the time of a collision. For example, a shock absorber (hereinafter referred to as a bumper support shock absorber) is used as a bumper support type shock absorber composed of a tube body that supports a bumper reinforcement of a vehicle with respect to a vehicle body member.
[0003]
A bumper-supported shock absorber used as a shock absorber is, as seen in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, received in an axial direction (corresponding to a direction in which small pipes and large pipes are arranged, which is generally the front-rear direction of a vehicle). The small tubular body is pushed into the large tubular body by the impact energy, thereby causing plastic deformation and absorbing the impact energy as deformation energy of the plastic deformation. The bumper-supporting type shock absorber using the shock absorber has a simple structure and excellent shock energy absorption performance, and has an advantage that the design can be flexibly changed according to a difference in vehicle weight.
[0004]
In addition, as the vehicle body member that holds the occupant compartment, the above-described shock absorber (hereinafter, a side member type shock absorber) is used as a side member formed of a tube constituting a vehicle body member side portion of the vehicle. Prior arts using a shock absorber for a side member include Patent Documents 3 to 7.
[0005]
In Patent Literature 3, the ends of two cylindrical members are coaxially attached to each other, and impact is absorbed by plastic deformation (see FIG. 1 of Patent Literature 3) in which both ends of the cylindrical members are rolled inward from the ends. In Patent Literature 4, impact strength is changed in a length direction by a plurality of holes arranged in two upper and lower stages, and a range of plastic deformation is adjusted according to the degree of impact. In Patent Document 5, the bracket is made of a material having relatively low rigidity, and a bracket is intermittently installed inside. In Patent Document 6, a mirror-symmetric multi-stage cylindrical body is joined. In Patent Literature 7, a shock absorbing member having an elongated hole or a gap is interposed as a part of the structure of the side member.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 47-045986 (pages 2 to 6, FIG. 1 to FIG. 4)
[Patent Document 2]
JP 2001-204841 A (pages 2 to 5, FIG. 2)
[Patent Document 3]
JP 2001-241478 A (pages 2 to 5, FIG. 2)
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 2984434 (2 to 3 pages, FIG. 2)
[Patent Document 5]
JP-B-51-02850 (pages 1 to 4; FIGS. 4 to 8)
[Patent Document 6]
U.S. Pat. No. 3,998,485 (3-4 pages, FIG. 2)
[Patent Document 7]
US Pat. No. 6,312,028 (pages 6 to 7, FIGS. 2 to 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Each impact absorber found in each of the above prior arts has a function of causing a plastic deformation by an impact and absorbing impact energy as deformation energy. This operation is basically the same for the bumper-supported shock absorber and the side member-type shock absorber. For this reason, it is desirable that the shock absorber be plastically deformed stably. In particular, it is necessary that the shock absorber does not bend even when an eccentric load is applied and that the plastic deformation is correctly generated.
[0008]
The bumper-supported shock absorber of Patent Document 1 can exhibit necessary and sufficient absorption performance when an impact is applied from the axial direction in which the small pipes and the large pipes are arranged. However, since the step at the boundary between the small pipe and the large pipe is easily plastically deformed, for example, when an impact is applied to the small pipe obliquely in the axial direction, the small pipe is tilted due to the axial orthogonal component fh of the impact. However, there is a problem in that the plastic deformation due to the immersion of the small tube into the large tube does not occur, and the impact energy cannot be absorbed.
[0009]
The bumper-supported shock absorber of Patent Literature 2 prevents or suppresses the tilting of the small tube by the middle tube using a three-stage bumper-supported shock absorber composed of a small tube, a medium tube, and a large tube. However, the action of preventing or suppressing the tilting of the small tubular body by the middle tubular body is limited (up to approximately 30 degrees in the axial direction), and the tilting of the small tubular body is still prevented against the impact from a larger angle in the axial direction. Cannot be achieved sufficiently.
[0010]
Further, in the side member type shock absorber of Patent Document 3, the edge of the small-diameter tubular member is brought into contact with the step plane provided at the edge of the large-diameter tubular member, and therefore, the axial direction in which the tubular members are arranged. , It is possible to cause plastic deformation at the edges of both tubular members via the step plane. However, in the case of an unbalanced load, there is a problem that the small-diameter cylindrical member is inclined and bent on the step plane.
[0011]
In addition, the side member type shock absorbers disclosed in Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 7 have difficulty in obtaining a stable shock absorbing performance (in particular, see FIG. 4 load characteristics of Patent Document 4). The side member type shock absorber shown in JP-A-2003-157404 may be bent by an unbalanced load as in Patent Document 3.
[0012]
Therefore, even if an impact is applied to the bumper-supported shock absorber or the side member-type shock absorber obliquely at a larger angle in the axial direction, the small tube is still immersed in the large tube, and the impact due to plastic deformation is ensured. We considered that energy absorption could be achieved.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of the study, the small pipe or large pipe connected through the step is formed by partially reducing or expanding the diameter of the straight pipe that can be plastically processed, and the folded edge and large size of the small pipe connected through the step are formed. We have developed a shock absorber in which the folded edges of the tubes are both arc-shaped cross sections with an arc angle of more than 90 degrees, and the steps have an S-shaped cross section connecting the folded edges of the small and large tubes.
[0014]
The term “exceeding 90 degrees” referred to in the present invention refers to the angle range of the arc portion of the folded edge of the small tube which is bent from the side of the small tube to the step, or the folding of the small tube which is bent from the side of the large tube to the step. This means that the angle range of the arc portion of the edge is not 90 degrees (right angle).
[0015]
Here, when the straight pipe that supports the bumper reinforcement of the vehicle with respect to the vehicle body member is partially reduced or enlarged to form a small pipe and a large pipe that are connected via a step, the bumper reinforcement is supported. It is a shock absorber that can also serve as a structural element (hereinafter, bumper-supported shock absorber). In addition, when a small pipe and a large pipe connected to each other through a step by partially reducing or expanding the diameter of a straight pipe forming a side part of a vehicle body member of a vehicle, an impact which becomes a structural element forming the body member itself is obtained. It becomes an absorber (hereinafter, a side member type shock absorber).
[0016]
The shock absorber of the present invention can be applied to a multi-stage tube having one or more steps, but a two-stage tube consisting of a small tube and a large tube, or a three-stage tube consisting of a small tube, a medium tube, and a large tube The body is preferred. Here, in the three-stage tube, the relationship between the small tube and the middle tube, the relationship between the middle tube and the large tube respectively corresponds to the relationship between the small tube and the large tube of the two-stage tube, and as a whole, the shock absorber is used. It is a linked configuration.
[0017]
Since the shock absorber of the present invention forms a small pipe or a large pipe by partially reducing or expanding the diameter of a plastically processable straight pipe, the wall thickness of the large pipe is smaller than the small pipe, In addition, large pipes are more prone to plastic deformation. In addition, the step interposed between the small pipe and the large pipe has an S-shaped cross section in which the small pipe is slightly immersed in the large pipe and the step is rolled inward. Easy to immerse your body.
[0018]
From this, the shock absorber of the present invention causes plastic deformation in which the small pipe is immersed in the large pipe as it is and rolls inward from the step to the side of the large pipe, and absorbs impact energy as deformation energy of the plastic deformation. I do.
[0019]
The arc angle of each arc-shaped cross section of the folded edge of the small tubular body and the folded edge of the large tubular body is considered to be in a range of more than 90 degrees and less than 360 degrees. The specific arc angles are (1) the difference between the outer diameter of the small tube and the inner diameter of the large tube, (2) the arc-shaped cross section of the folded edge of the small tube and the arc-shaped cross section of the folded edge of the large tube. (The definition of the radius will be described later). More specifically, each arc angle of the arc-shaped cross section of both side edges is preferably about 180 degrees.
[0020]
To reliably generate plastic deformation in which the small pipe immerses into the large pipe and rolls inward from the step to the side of the large pipe, the radius of the arc-shaped cross section of the folded edge of the small pipe is determined by the large pipe Of the S-shaped cross section relatively smaller than the radius of the arc-shaped cross section of the folded edge. Here, since the folded edge of the small tube and the folded edge of the large tube that are continuous with the small tube side surface and the large tube side having different thicknesses are each curved while changing the thickness, the radius of each of the arc-shaped cross sections is Is the radius of the center line of the plate thickness.
[0021]
The step of the above cross-sectional structure suppresses the winding of the side surface of the small tubular body through the folded edge of the small tubular body that is relatively steeply folded, and conversely, the folded edge of the large tubular body that is relatively loosely folded. Induces the side of the large tube to be entangled. Thereby, the small tube is immersed in the large tube as it is, and plastic deformation can be realized in which the small tube is rolled inward from the folded edge of the large tube to the side surface of the large tube.
[0022]
As described above, the present invention realizes plastic deformation in which a small tube is always immersed toward a large tube by devising a structure of a step. However, when an impact (biased load) is applied to the small tube from an oblique direction, the small tube inclines with respect to the large tube, and the side surface of the small tube hits the folded edge of the large tube to prevent the immersion of the small tube. There is a possibility that it will be done.
[0023]
Therefore, the step is preferably an S-shaped cross section in which the folded edge of the small tubular body and the folded edge of the large tubular body are connected by an annular side surface. The radius of each arc-shaped cross section of the folded edge of the small tube and the folded edge of the large tube may be the same or different. That is, as described above, even when the radius of the arc-shaped cross section of the folded edge of the small tubular body is relatively smaller than the radius of the arc-shaped cross section of the folded edge of the large tubular body, the annular side surface causes the roll-up to be hindered. It does not become.
[0024]
The annular side surface is parallel to the small tube side surface and the large tube side surface when a step of an S-shaped cross section connecting the folded edge of the small tube body and the folded edge of the large tube body having the same arc angle of 180 degrees is formed. However, by changing the radius of each of the arc-shaped cross-sections of the folded edge of the small tube and the folded edge of the large tube, the frustoconical surface whose diameter gradually decreases or expands from the small tube toward the large tube. Is preferable. More preferably, the radius of the arc-shaped cross-section of the folded edge of the small tube is relatively smaller than the radius of the arc-shaped cross-section of the folded edge of the large tube to form a step having an S-shaped cross-section, and the step is opened toward the small tube. The shape is an inverted frustum-shaped annular side surface.
[0025]
The annular side surface connecting the folded edge of the small tubular body and the folded edge of the large tubular body should be separated from the folded edge of the large tubular body by turning the folded edge of the small tubular body, which becomes the tilt axis, when the small tubular body is inclined by an oblique impact. Therefore, the small tube side is brought into contact with the folded edge or the annular side surface of the large tube at an early stage to prevent the small tube from tilting greatly. At the stage when the small tube starts to sink into the large tube, the inclination is corrected while sliding the small tube side against the folded edge or annular side surface of the large tube, and the small tube is securely inserted into the large tube. Guarantee.
[0026]
In order to more positively prevent the tilting of the small tubular body, it is preferable to attach an anti-tilt body for suppressing or preventing the tilting of the small annular body itself when immersing in the large tubular body to the inner surface of the small tubular body. This tilting prevention body is composed of a small-diameter ring having an outer diameter equal to the inner diameter of the small tube and a large-diameter ring having an outer diameter equal to the inner diameter of the large tube, and the small-diameter ring is fixed to the inner surface of the small tube, By projecting from the small tubular body to the large tubular body beyond the step, the large-diameter annular portion is brought into contact with the inner surface of the large tubular body at a position where the small-diameter annular portion exceeds the step, so that the small-diameter annular portion is added to the small tubular body obliquely in the axial direction. An anti-tilt body integral with the small tube counters the received impact on the basis of the inner surface of the large tube to prevent or suppress the small tube from tilting.
[0027]
Here, `` abut on the inner surface of the large tube '' means that when the small tube is immersed in the large tube, the large-diameter ring portion is continuously or intermittently on the inner surface of the large tube. Including point contact, line contact or surface contact. In addition, the large-diameter ring portion does not need to contact the whole, and if there is a point contact, it is sufficient if there is a plurality of points of contact in the direction in which the small ring is desired to be tilted. Intermittently.
[0028]
In order for the anti-tilt body to exhibit the function of suppressing or preventing the tilting of the small ring itself immersed in the large pipe, the small pipe needs to be smoothly immersed in the large pipe. From this, it is possible to form a step having an S-shaped cross section in which the radius of the arc-shaped cross section of the folded edge of the small pipe is relatively smaller than the radius of the arc-shaped cross section of the folded edge of the large pipe together with the application of the anti-tilt body. desirable.
[0029]
The small-diameter ring portion and the large-diameter ring portion that constitute the above-described tilting prevention member may be formed by separate members and connected together, or a plastically deformable ring body, like the stepped pipe that constitutes the shock absorber. The diameter may be partially reduced or expanded to be integrally formed through a step. In this case, the small-diameter ring corresponds to the small pipe, and the large-diameter ring corresponds to the large pipe. However, since the tilting prevention body does not require the shock absorbing action by plastic deformation, a step connecting the small-diameter ring and the large-diameter ring is required. Does not require the structural limitation described above.
[0030]
An anti-tilt body in which a plastically deformable ring is partially reduced or expanded in diameter and integrally formed through a step makes a small-diameter ring projecting from the small tube into the large tube abut on the inner surface of the large tube. It is advisable to form a large-diameter ring portion by expanding the diameter to the maximum. That is, the small-diameter annular portion is formed in a relatively long tubular shape, and the diameter of the small-diameter annular portion is increased until it comes into contact with the inner surface of the large tubular body.
[0031]
In addition, the anti-tilt body expands a small-diameter ring portion protruding from the small tube to the large tube until it comes into contact with the inner surface of the large tube, and forms a large-diameter ring as curling turned toward the small tube. Alternatively, the small-diameter annular portion protruding from the small tubular body to the large tubular body may be enlarged until it comes into contact with the inner surface of the large tubular body, and the large-diameter annular portion may be formed as a curling which is turned inward in a radius of the large tubular body. Thus, by forming the large-diameter annular portion by curling, it is possible to give the large-diameter annular portion a structural strength against an impact applied obliquely in the axial direction.
[0032]
Furthermore, it is preferable that the large-diameter annular portion of the anti-tilt body be provided with a cylindrical ring that is in contact with the inner surface of the large tube. A tubular ring that contacts the inner surface of the large tube with a large area reduces the pressure (impact force / contact surface area) due to the impact applied obliquely in the axial direction, and prevents or suppresses the small tube from tilting. Strengthen the work of. Since this cylindrical ring is in contact with the inner surface of the large tube, it has a basically similar shape to the large tube. The curling may be formed at the edge of the cylindrical ring.
[0033]
The anti-tilt body of the present invention only needs to be able to counter the tilt of the small tubular body on the basis of the large tubular body. From this, the small tubular body is formed integrally with the inner surface of an anti-tilt body for suppressing or preventing the tilt of the small tubular body itself when immersed in the large tubular body, and the tilt-preventing body forms the folded edge of the small tubular body with the large tubular body. It can also be formed by expanding toward the inner surface of.
[0034]
The above-mentioned tilting prevention body is configured such that the radius of the arc-shaped cross section of the folded edge of the small tube is relatively smaller than the radius of the arc-shaped cross section of the folded edge of the large tube. , The folded edge of the small tube having an S-shaped cross section in which the folded edge of the small tube and the folded edge of the large tube are connected by an annular side surface, It is formed by expanding toward the inner surface of the tube. Each of the tilt-preventing members can make the folded edge of the small tube slidably contact the inner surface of the large tube as the tilt-preventing member, while ensuring that the small tube is immersed in the large tube.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a bumper-supported shock absorber will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a use mode of a bumper supporting
[0036]
As shown in FIG. 2, the bumper-supported
[0037]
The
[0038]
When an impact F (open arrow in FIG. 3) is applied to the small
[0039]
In the case of the present example, the folded
[0040]
Further, in this example, since the
[0041]
The problem is that the impact F is applied obliquely from the beginning. As shown in FIG. 4, the impact F applied obliquely in the axial direction causes an axial component fv (solid arrow pointing downward in FIG. 4) pushing the
[0042]
The
[0043]
The opposition is realized by the large-diameter
[0044]
Furthermore, since the
[0045]
As described above, if the small
[0046]
As shown in FIG. 5, the
[0047]
FIG. 6 shows another example of a
[0048]
In order to counter the tilting of the small tubular body, the tilt preventing body may have a structure having a large-diameter ring portion capable of resisting the component fh orthogonal to the axis of the impact F based on the inner surface of the large tubular body. As shown in FIG. 6, the large-diameter
[0049]
The function of the large-diameter
[0050]
Here, the large-diameter
[0051]
FIG. 8 shows another example in which the folded edge of the small tubular body of the
[0052]
Although the bumper-supporting type shock absorber and the tilting preventive body which are separate from each other are preferred because of their high degree of freedom in design and manufacture, they require an assembling step of fixing the small-diameter annular portion integral with the large-diameter annular portion to the small tubular body. On the other hand, the tilting prevention body 121 shown in FIG. 8 has an advantage that it does not require an assembling step of fixing the small-diameter annular portion to the small tubular body because only the large-diameter
[0053]
The anti-tilt body 121 of the present example forms a
[0054]
The small
[0055]
Next, an embodiment of a side member type shock absorber will be described with reference to the drawings. 10 is an axial sectional view of the side member
[0056]
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 10, a
[0057]
Since the present invention reliably causes plastic deformation from the folded
[0058]
In particular, in this example, the radius of the arc-shaped cross section of the folded
[0059]
By connecting the
[0060]
The immersion of the small tube into the large tube is based mainly on plastic deformation from the folded edge of the large tube to the side surface of the large tube (see a thick arrow in FIG. 13). This is because the diameter of the straight pipe is expanded to form the large pipe 202 (or the diameter of the straight pipe is reduced to form the small pipe 201). This is because the
[0061]
In order to prevent the
[0062]
As shown in FIG. 14, the side member
[0063]
Since the small
[0064]
Further, when the impact F is further applied, the component fh in the axis orthogonal direction of the side member
[0065]
The tilting of the small tubular body has the folding edge of the small tubular body as a tilt axis, and is allowed only in a range of a tangent from the folded edge of the small tubular body to the circular side surface or the arc-shaped cross section of the folded edge of the large tubular body. Therefore, at the stage where the
[0066]
The
[0067]
The annular side surface prevents the small tubular body from tilting, and directly contacts the tilting small tubular body side surface, and indirectly forms the arc-shaped cross section of the folded edge of the small tubular body as the tilting axis of the large tubular body. By restricting the tilt angle away from the arc-shaped cross section of the folded edge, the tilt of the small tubular body is prevented. From this, the shape of the annular side surface is free as long as the tilting prevention function can be exhibited, and as shown in FIGS. 17 and 18, even the frustoconical
[0068]
【The invention's effect】
According to the shock absorber of the present invention, even when an impact is applied from an oblique direction at a larger angle than in the past, the small pipe body can still be immersed in the large pipe body by specifying the step shape and attaching the tilt prevention body. As a result, it is possible to sufficiently exhibit the shock absorbing performance of absorbing the impact energy as the deformation energy of the plastic deformation.
[0069]
Conventionally, the small tubular body tilts up to about 30 degrees in the axial diagonal direction. However, in the bumper-supported shock absorber of the present invention, the axial orthogonal component fh is up to 45 degrees in the axial diagonal direction exceeding the axial component fv. Within the range, the immersion of the small tube into the large tube can be ensured. The tilting prevention body has an effect of preventing or suppressing the tilting of the small tubular body with a simple structure.
[0070]
The present invention provides a bumper-supporting-type shock absorber composed of a tube for supporting a vehicle bumper reinforcing material to a vehicle body member, and a side member-type shock absorber composed of a tube constituting a vehicle body member side portion of a vehicle. I do. In the case of the side member type shock absorber, it is possible to avoid the risk of being bent at the step and coming into contact with the vehicle body or the fuel tank, and an effect of improving safety is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a usage mode of a bumper-supported shock absorber and a side member type shock absorber.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a bumper-supported shock absorber to which an anti-tilt body formed with a large-diameter annular portion of curling toward a small tubular body is attached.
FIG. 3 is a sectional view corresponding to FIG. 2, showing a stage in which an impact F in the axial direction starts to be applied to the bumper-supported shock absorber.
FIG. 4 is a sectional view corresponding to FIG. 2, showing a stage in which an impact F starts to be applied to the bumper-supported shock absorber obliquely in the axial direction.
FIG. 5 is a sectional view corresponding to FIG. 2, showing a stage in which the bumper-supported shock absorber has completely absorbed an axial shock F;
FIG. 6 is a sectional view, corresponding to FIG. 2, of a bumper-supported shock absorber to which an anti-tilt body having a large-diameter ring formed by a curling and a tubular ring is attached.
FIG. 7 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6, illustrating a stage in which the bumper-supported shock absorber has completely absorbed the shock F in the axial direction.
FIG. 8 is a sectional view corresponding to FIG. 2 of a bumper-supported shock absorber provided with an anti-tilt body formed by expanding a folded edge of a small tubular body.
FIG. 9 is a sectional view corresponding to FIG. 8, illustrating a stage in which the bumper-supported shock absorber has completely absorbed the shock F in the axial direction.
FIG. 10 is an axial sectional view of a side member type shock absorber.
FIG. 11 is an axial sectional view of another example of a side member type shock absorber.
FIG. 12 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG. 10;
FIG. 13 is a sectional view corresponding to FIG. 12, showing a process of immersing the small tubular body into the large tubular body.
FIG. 14 is a sectional view corresponding to FIG. 12 of a side member type shock absorber in which a folded edge of a small tube and a folded edge of a large tube are connected by a cylindrical annular side surface.
FIG. 15 is a sectional view corresponding to FIG. 14, showing a state in which the small tubular body is slightly tilted by receiving an impact F from an oblique direction.
FIG. 16 is a sectional view corresponding to FIG. 14 showing a state in which the application of the impact F continues and the small tube is immersed in the large tube while correcting the tilt.
17 is a sectional view corresponding to FIG. 12 of a side member type shock absorber having a frustoconical annular side surface.
FIG. 18 is a sectional view corresponding to FIG. 17, showing a state in which a small tubular body is immersed in a large tubular body in response to application of an impact F;
[Explanation of symbols]
101 tubule
102 Curling
103 Large diameter ring
104 Anti-tilt body
105 Bumper supported shock absorber
106 Large tube
107 Folded edge of small tubular body
108 Folded edge of large pipe
109 Annular side
110 steps
112 Side member type shock absorber
114 Small diameter ring
116 Curling
117 Cylindrical ring
201 small tubular body
202 Large tube
203 steps
204 Folded edge of large pipe
205 Large tube side
206 Folded edge of tubule
207 Small tube side
208 Annular side
209 Frustoconical annular side surface
F impact
fv axial component of impact
fh Directional component of impact
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