JP2005343416A - 車両用エネルギ吸収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 衝突形態に応じて荷重特性を変更することができる車両用エネルギ吸収装置の提供。
【解決手段】 山型形状に突出する山型部２６を有する固定台２４の山型部２６に、その頂部２９を跨ぐ形状のエネルギ吸収部材３０を当接させるとともに、エネルギ吸収部材３０の頂部２９を跨ぐ部分にエネルギ吸収部材３０を拘束可能であって拘束をオンおよびオフ可能な拘束手段１００を設けてなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に設けられて衝突時に生じるエネルギを吸収する車両用エネルギ吸収装置に関する。

車両に設けられて衝突時に生じるエネルギを吸収する車両用エネルギ吸収装置に関する技術として、中空の角錐台形状のエネルギ吸収部材を用いたものがある。この車両用エネルギ吸収装置では、衝撃荷重によりエネルギ吸収部材が軸線方向に圧縮されると、エネルギ吸収部材の側壁すべてに略同一の変形を生じることになり、エネルギ吸収部材が中空の角錐台形状なしていることから、側壁はその長手方向で見て中央部分をエネルギ吸収部材の外側に突出させようと変形することになる。その結果、隣り合う側壁間に互いを引き離す方向に力が働くことになり、隣り合う側壁間の稜線に亀裂が生じてエネルギ吸収部材が引き裂かれ、その後、各側壁が圧壊座屈することで、エネルギを吸収するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−８０４３８号公報

しかしながら、上記の車両用エネルギ吸収装置では、衝突形態に拘わらずエネルギ吸収部材が一様に変形するため、衝突形態によっては荷重特性が適正でない場合があった。

したがって、本発明は、衝突形態に応じて荷重特性を変更することができる車両用エネルギ吸収装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、山型形状に突出する山型部（例えば実施形態における錐形部２６，４１、山型部５７）を有する固定台（例えば実施形態における固定台２４，３９，５５）の前記山型部に、該山型部の頂部を跨ぐ形状のエネルギ吸収部材（例えば実施形態におけるエネルギ吸収部材３０，４５，６１）を当接させ、該エネルギ吸収部材の前記頂部を跨ぐ部分に該エネルギ吸収部材を拘束可能であって該拘束をオンおよびオフ可能な拘束手段（例えば実施形態における拘束具１００，１３０，１５０）を設けてなることを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、衝突物が剛体か否かを判定する衝突形態判定手段（例えば実施形態における圧電フィルムセンサ１１７，画像検出装置１２０）と、該衝突形態判定手段の判定結果から衝突物が剛体である場合に前記拘束手段による前記エネルギ吸収部材の拘束をオンする一方、前記衝突形態判定手段の判定結果から衝突物が剛体でない場合に前記拘束手段による前記エネルギ吸収部材の拘束をオフする制御手段（例えば実施形態におけるコントローラ１１８）とを有することを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記拘束手段は、前記エネルギ吸収部材の外周部を囲むとともに少なくとも一カ所が分離された環状部材（例えば実施形態における拘束リング１０１，１３１，１５１）と、該環状部材の分離部分を結合および分離可能な結合切替手段（例えば実施形態におけるソレノイド１１３，１４３，１６３）とを有することを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、固定台の山型部の頂部を跨ぐ形状をなして固定台に当接させられるエネルギ吸収部材に荷重が加わる車両衝突時に、エネルギ吸収部材の頂部を跨ぐ部分に設けられた拘束手段でエネルギ吸収部材の拘束をオンすると、拘束されたエネルギ吸収部材を圧壊座屈させて高い荷重を発生させることになる。また、車両衝突時に、拘束手段でエネルギ吸収部材の拘束をオフすると、拘束されていないエネルギ吸収部材が山型部で例えば切り裂かれながら曲げられることになり、低い荷重を発生させることになる。したがって、衝突形態に応じて荷重特性を変更することができる。しかも、拘束手段でエネルギ吸収部材の拘束をオフしたときには、例えば切り裂かれながら曲げられることになり、変形の進行にともなう荷重変動を抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、エネルギ吸収部材に荷重が加わる車両衝突時に、衝突形態判定手段が衝突物が剛体であると判定した場合には、制御手段が拘束手段によるエネルギ吸収部材の拘束をオンすることになってエネルギ吸収部材を圧壊座屈させて高い荷重を発生させることになる。また、車両衝突時に、衝突形態判定手段が衝突物が剛体でないと判定した場合には、制御手段が拘束手段によるエネルギ吸収部材の拘束をオフすることになってエネルギ吸収部材は山型部で例えば切り裂かれながら曲げられることになり、低い荷重を発生させることになる。したがって、衝突形態が剛体への衝突であるか否かに応じて荷重特性を適正に変更することができる。

請求項３に係る発明によれば、拘束手段が、エネルギ吸収部材の外周部を囲むとともに少なくとも一カ所が分離された環状部材と、環状部材の分離部分を結合および分離可能な結合切替手段とを有する構成であるため、簡素な構成で確実に拘束のオンおよびオフができる。

本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置を図１〜図１０を参照して以下に説明する。

図１は車両１０の車体前部を概略的に示すもので、車体前部には車体骨格部材であるフロントサイドフレーム１１が車体前後方向に沿う状態で車幅方向に離間して一対設けられている。これらフロントサイドフレーム１１は、それぞれの先端側が、個別のブラケット１２を介して車幅方向に沿うフロントバンパビーム１３に連結されており、それぞれの基端側が、車幅方向に沿う車体骨格部材であるダッシュボードロアクロスメンバ１４と交差して、車体前後方向に沿う車体骨格部材であるフロアフレーム１５に個別に連結されている。

上記したブラケット１２は、図２に示すように、各フロントサイドフレーム１１の車体前後方向における前端部にそれぞれボルト１７によって取り付けられており、これらブラケット１２に上記したフロントバンパビーム１３が溶接により固定されている。ここで、このフロントバンパビーム１３は、鋼材からなるもので、長さ方向に直交する断面がほぼコ字状をなしている。そして、第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置１は、主要部分がこのフロントバンパビーム１３に設けられることになる。

つまり、フロントバンパビーム１３の車体前後方向における前側となる前板部２０は、略車幅方向に沿いかつ鉛直に沿っており、その前面２１に、例えば鋼材からなる固定台２４が溶接により固定されている。

固定台２４には、厚さ方向における一側に、テーパ面（スロープ）２５を有し山型形状具体的には切頭円錐形状に突出する錐形部（山型部）２６が形成されている。固定台２４は、錐形部２６に対し反対側の取付面２７においてフロントバンパビーム１３の前面２１に固定されることになり、この状態で錐形部２６はそのテーパ面２５が車体前側ほど小径となるように傾斜する。固定台２４の錐形部２６の頂部２９側には、この錐形部２６と同軸をなして車体前方に突出する円環状の位置決め嵌合部２８が形成されている。

そして、固定台２４の車両衝突時における主な荷重入力側である車体前側には、円筒状のエネルギ吸収部材３０が設けられている。このエネルギ吸収部材３０は、図４に示すように、軸線方向における一端部の外周面側に円周方向に等間隔をなして複数具体的には４カ所の切欠部３１が形成されており、これら切欠部３１が形成された一端部において固定台２４の錐形部２６のテーパ面２５に当接させられている。ここで、エネルギ吸収部材３０は、固定台２４の位置決め嵌合部２８を内周側に嵌合させるようにして錐形部２６に当接させられることになり、その結果、錐形部２６の頂部２９を跨ぐ形状をなし頂部２９を跨ぐ状態で錐形部２６のテーパ面２５に当接させられる。なお、このエネルギ吸収部材３０は、例えば合成樹脂材料等から形成されている。

そして、第１実施形態においては、図２に示すように、エネルギ吸収部材３０の頂部２９を跨ぐ部分つまり固定台２４への当接側の端部の外周部を囲むように、エネルギ吸収部材３０を拘束可能な拘束具（拘束手段）１００が設けられている。

この拘束具１００は、図３に示すように、エネルギ吸収部材３０の固定台２４への当接側の端部の外周部を内側に嵌合させる円環状の拘束リング（環状部材）１０１を有しており、この拘束リング１０１は、複数カ所、具体的には１８０度異なる二カ所で分離されており、二つの例えば金属製の半円状の分割体１０２，１０３で構成されている。

一方の分割体１０２は、円周方向の両端部の形状が、内径側に切欠部１０５が形成されることで外径側に円周方向に突出する突出部１０６が形成された形状をなしており、他方の分割体１０３は、円周方向の両端部の形状が、外径側に切欠部１０７が形成されることで内径側に円周方向に突出する突出部１０８が形成された形状をなしている。そして、これら分割体１０２，１０３が互いに突出部１０６，１０８を半径方向に重ね合わせることで、一つの円環状をなすようになっている。

このようにして重ね合わせられた一側の突出部１０６，１０８同士には、図５に示すように、拘束リング１０１の半径方向に沿って貫通する貫通穴１１０，１１１がそれぞれ同軸をなすように形成されており、他側の突出部１０６，１０８同士にも、拘束リング１０１の半径方向に沿って貫通する貫通穴１１０，１１１がそれぞれ同軸をなすように形成されている。

そして、突出部１０６を外径側に有する一方の分割体１０２の両突出部１０６の外周面には、それぞれソレノイド（結合切替手段）１１３が取り付けられている。各ソレノイド１１３は、ソレノイド本体１１４とソレノイド本体１１４で駆動されて突出量を切替可能なピン１１５とを有しており、一方の分割体１０２の各突出部１０６の外径側にそれぞれのソレノイド本体１１４において取り付けられて、取り付けられた突出部１０６の貫通穴１１０とこれと隣り合って同軸をなす他方の分割体１０３の突出部１０８の貫通穴１１１とにピン１１５を挿入することになる。これにより、分割体１０２，１０３同士が円環状をなして結合されることになる。また、両ソレノイド１１３のピン１１５をソレノイド本体１１４側に引き込むと、ピン１１５が他方の分割体１０３の貫通穴１１１から抜けることになり、分割体１０２，１０３同士が互いの結合が解除された分離状態となる。ここで、両ソレノイド１１３は非駆動時にはピン１１５を突出させて分割体１０２，１０３同士を結合させており、駆動されるとピン１１５を引き込んで分割体１０２，１０３同士を分離するようになっている。

このようにして分割体１０２，１０３同士が両ソレノイド１１３で結合された状態の拘束具１００が、内側にエネルギ吸収部材３０を嵌合させることでエネルギ吸収部材３０に固定されることになり、この状態ではエネルギ吸収部材３０が拘束具１００で拘束されることになる。また、この状態から両ソレノイド１１３のピン１１５がソレノイド本体１１４に引き込まれると拘束具１００が分離された状態となり、エネルギ吸収部材３０の拘束が解除される。

つまり、両ソレノイド１１３は拘束リング１０１の分離部分を結合および分離可能となっており、両ソレノイド１１３と拘束リング１０１とで構成される拘束具１００は、エネルギ吸収部材３０を拘束可能であってこの拘束をオンおよびオフ可能となっている。

なお、拘束リング１０１を二つの分割体１０２，１０３とするのではなく、少なくとも一カ所分離してこの分離部分をソレノイド１１３で結合および分離可能とすれば良いが、エネルギ吸収部材３０の拘束をより確実に解除可能とするために上記のように複数の分割体１０２，１０３に分割するのが良く、さらに解除を確実にするために三つ以上に分割して各分割部分にソレノイド１１３を設けても良い。

車両用エネルギ吸収装置１は、上記のような固定台２４、エネルギ吸収部材３０および拘束具１００の組が、図１に示すようにフロントバンパビーム１３の長さ方向つまり車幅方向に複数組、フロントバンパビーム１３の長さ方向のほぼ全体にわたるように並べられて構成されている。そして、車両用エネルギ吸収装置１は、各エネルギ吸収部材３０の車体前後方向前側の端部に、エネルギ吸収部材３０よりも十分に剛な板状のエネルギ吸収部材３２がこれらエネルギ吸収部材３０を連結させるように接着されており、隣り合うエネルギ部材３０同士の間に荷重が加わった場合でもこれらの隣り合うエネルギ吸収部材３０で十分にエネルギを吸収できるようになっている。このエネルギ吸収部材３２の車体前後方向前側に図２に示すフロントバンパフェース３５が設けられている。

また、フロントバンパフェース３５の内面には、衝突開始初期に衝突の形態および衝突の激しさ等を検出する圧電フィルムセンサ（衝突形態判定手段）１１７が貼付されている。この圧電フィルムセンサ１１７は、各位置の電荷の分布状態および電荷の変化状態等を総合的に見ることで、衝突の形態および衝突の激しさ等を検出可能となっている。

そして、上記したすべてのソレノイド１１３が、すべて図６に示すようにコントローラ（制御手段）１１８に接続されており、このコントローラ１１８ですべてのソレノイド１１３の駆動が制御される。コントローラ１１８には、上記した圧電フィルムセンサ１１７と、車体前方の障害物を検出するレーダ１１９と、車体前方の障害物の画像を検出する画像検出装置１２０とが接続されている。コントローラ１１８、圧電フィルムセンサ１１７、レーダ１１９および画像検出装置１２０も車両用エネルギ吸収装置１を構成している。

コントローラ１１８は、図７に示すように、例えばレーダ１１９、画像検出装置１２０および圧電フィルムセンサ１１７の検出データに基づき、前方障害物との衝突の有無を検出する（ステップＳ１）。そして、前方障害物との衝突を検出すると、例えば画像検出装置１２０および圧電フィルムセンサ１１７の検出結果から、衝突の形態を判定する（ステップＳ２）。

そして、コントローラ１１８は、ステップＳ２の判定結果から衝突物が剛体か否かを判定し（ステップＳ３）、衝突物が剛体であると判定した場合には、すべての拘束具１００のソレノイド１１３を駆動せず（ステップＳ４）、すべての拘束具１００の分割体１０２，１０３同士を結合状態に維持する（つまり拘束具１００によるエネルギ吸収部材３０の拘束をオンする）。その結果、フロントバンパフェース３５に入力された荷重がエネルギ吸収部材３２を介してエネルギ吸収部材３０に軸線方向に加わると、エネルギ吸収部材３０は、錐形部２６のテーパ面２５に押し付けられることになるが、拘束具１００がエネルギ吸収部材３０の錐形部２６側を外側で拘束しているため、エネルギ吸収部材３０は図８に示すように前端側から圧壊座屈することになり、図９に実線Ｘで示すように、高い荷重を発生させることになる。

他方、コントローラ１１８は、ステップＳ３で衝突物が剛体でないと判定した場合には、すべての拘束具１００のソレノイド１１３を駆動し（ステップＳ５）、すべての拘束具１００の分割体１０２，１０３同士を分離状態にする（つまり拘束具１００によるエネルギ吸収部材３０の拘束をオフする）。その結果、フロントバンパフェース３５に入力された荷重がエネルギ吸収部材３２を介してエネルギ吸収部材３０に軸線方向に加わると、エネルギ吸収部材３０は、錐形部２６のテーパ面２５に押し付けられることになり、エネルギ吸収部材３０のテーパ面２５への当接側には径を広げる方向の荷重が加わる。このとき、拘束具１００がエネルギ吸収部材３０を外側で拘束しないことから、エネルギ吸収部材３０には切欠部３１において切り裂きが発生する。そして、エネルギ吸収部材３０は、図１０に模式的に示すように、切り裂きを軸線方向に沿って進行させながら切り裂き後の分離された各片部３７をテーパ面２５で案内することで放射状にしかもテーパ面２５の傾斜方向に沿って曲げることになり、これらの切り裂きと曲げとがエネルギ吸収部材３０のほぼ全長にわたってほぼ一様に続くことになる。そして、これらの切り裂きと曲げとによって全体の荷重変形特性が、図９に一点鎖線Ｙで示すように、低い荷重を発生させ、しかも変形の進行にともなう荷重変動も小さくピーク荷重もない安定的な略矩形の荷重を発生させることになる。

以上に述べた第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置１によれば、固定台２４の錐形部２６の頂部２９を跨ぐ形状をなして固定台２４に当接させられるエネルギ吸収部材３０に荷重が加わる車両衝突時に、エネルギ吸収部材３０の頂部２９を跨ぐ部分に設けられた拘束具１００でエネルギ吸収部材３０の拘束をオンすると、拘束されたエネルギ吸収部材３０を圧壊座屈させて高い荷重を発生させることになる。また、車両衝突時に、拘束具１００でエネルギ吸収部材３０の拘束をオフすると、拘束されていないエネルギ吸収部材３０が錐形部２６で例えば切り裂かれながら曲げられることになり、低い荷重を発生させることになる。したがって、衝突形態に応じて荷重特性を変更することができる。

しかも、エネルギ吸収部材３０に荷重が加わる車両衝突時に、画像検出装置１２０および圧電フィルムセンサ１１７の検出結果から衝突物が剛体であると判定した場合には、コントローラ１１８が拘束具１００によるエネルギ吸収部材３０の拘束をオンすることになって筒状のエネルギ吸収部材３０を圧壊座屈させて高い荷重を発生させることになる。また、車両衝突時に、画像検出装置１２０および圧電フィルムセンサ１１７の検出結果から衝突物が剛体でないと判定した場合には、コントローラ１１８が拘束具１００によるエネルギ吸収部材３０の拘束をオフすることになって筒状のエネルギ吸収部材３０は錐形部２６で切り裂かれながら曲げられることになり、低い荷重を発生させることになる。したがって、衝突形態が剛体への衝突であるか否かに応じて荷重特性を適正に変更することができる。

さらに、拘束具１００が、エネルギ吸収部材３０の固定台２４への当接側の外周部を囲む二カ所が分離された拘束リング１０１と、拘束リング１０１の分離部分を結合および分離可能なソレノイド１１３とを有する構成であるため、簡素な構成で確実に拘束のオンおよびオフができる。

加えて、拘束具１００でエネルギ吸収部材３０の拘束をオフしたときには、変形の進行にともなう荷重変動を抑制した荷重変形特性を得ることができる。

また、拘束具１００でエネルギ吸収部材３０の拘束をオフしたときには、切り裂かれ曲げられたエネルギ吸収部材３０は錐形部２６に沿って外側に移動するため、潰れ残りをほとんど生じることがなくなる。したがって、エネルギ吸収効率を十分に高めることができることから、車体のショートノーズ化が可能となる。

さらに、エネルギ吸収部材３０は切欠部３１が形成された一端部において固定台２４の錐形部２６のテーパ面２５に当接させられるため、拘束具１００でエネルギ吸収部材３０の拘束をオフしたときには、車両衝突時にエネルギ吸収部材３０に荷重が加わると、このエネルギ吸収部材３０が切欠部３１において円滑に切り裂かれ始め、その後は、切り裂かれながら曲げられることになる。したがって、安定して切り裂きを開始させることができ、上記した荷重変形特性を安定的に得ることができる。

加えて、テーパ面２５の頂部２９側に突出形成された位置決め嵌合部２８を、エネルギ吸収部材３０の内側に嵌合させることでエネルギ吸収部材３０をテーパ面２５に対して位置決めすることができるため、拘束具１００でエネルギ吸収部材の拘束をオフしたときには、車両衝突時にエネルギ吸収部材３０を確実に切り裂いて変形させることができる。

本発明の第２実施形態の車両用エネルギ吸収装置を主に図１１〜図１３を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。

第２実施形態においても、車両用エネルギ吸収装置１は、その固定台３９がフロントバンパビーム１３の前面２１に固定されることになる。この固定台３９は、厚さ方向における一側であって車体前後方向前側に配置される部分に、平面状の複数具体的には四カ所の傾斜面（スロープ）４０が放射状に形成されて山型形状具体的には切頭四角錐形状をなす錐形部（山型部）４１が形成されている。そして、固定台３９の錐形部４１の頂部４２側には、角環状具体的には四角環状の位置決め嵌合部４３が突出形成されている。この固定台３９も、錐形部４１に対し反対側の取付面４４においてフロントバンパビーム１３の前面２１に固定されることになる。

また、車両用エネルギ吸収装置１は、固定台３９の車両衝突時における主な荷重入力側である車体前側となる位置に、角筒状具体的には四角筒状のエネルギ吸収部材４５が設けられることになる。このエネルギ吸収部材４５は、複数具体的には四つの板部４６〜４９が隣り合うもの同士が直交しつつ枠状に連結されて構成されている。板部４６〜４９の隣り合うもの同士の各境界位置には、それぞれ切欠部５１が形成されており、これら切欠部５１はエネルギ吸収部材４５の外周面側に形成されている。このエネルギ吸収部材４５は、これら切欠部５１が形成された一端部において固定台３９の錐形部４１の傾斜面４０に当接させられる。ここで、エネルギ吸収部材４５は、固定台３９の位置決め嵌合部４３を内周側に嵌合させるようにして傾斜面４０に当接させられることになり、その結果、錐形部４１の頂部４２を跨ぐ形状をなし頂部４２を跨ぐ状態で錐形部４１の傾斜面４０に当接させられる。

そして、第２実施形態においても、車両用エネルギ吸収装置１には、エネルギ吸収部材４５の頂部４２を跨ぐ部分つまり固定台３９への当接側の端部の外周部を囲むようにエネルギ吸収部材４５を拘束可能な拘束具（拘束手段）１３０が設けられている。

この拘束具１３０は、エネルギ吸収部材４５の固定台２４への当接側の端部の外周部を内側に嵌合させる四角環状の拘束リング（環状部材）１３１を有しており、この拘束リング１３１は、複数カ所、具体的には１８０度異なる二カ所で分離されて、二つのコ字状の分割体１３２，１３３で構成されている。

一方の分割体１３２は、両端部の形状が、内側に切欠部１３５が形成されることで外側に突出部１３６が形成された形状をなしており、他方の分割体１３３は、両端部の形状が、外側に切欠部１３７が形成されることで内側に突出部１３８が形成された形状をなしている。そして、これら分割体１３２，１３３が互いに突出部１３６，１３８を重ね合わせることで、一つの四角環状をなすようになっている。

このようにして重ね合わせられた一側の突出部１３６，１３８同士には、図１６に示すように、重なり方向に貫通する貫通穴１４０，１４１がそれぞれ同軸をなすように形成されており、他側の突出部１３６，１３８同士にも、重なり方向に貫通する貫通穴１４０，１４１がそれぞれ同軸をなすように形成されている。

そして、突出部１３６を外側に有する一方の分割体１３２の両突出部１３６の外面には、それぞれソレノイド（結合切替手段）１４３が取り付けられている。各ソレノイド１４３は、ソレノイド本体１４４とソレノイド本体１４４で駆動されて突出量を切替可能なピン１４５とを有しており、一方の分割体１３２の各突出部１３６の外側にそれぞれのソレノイド本体１４４において取り付けられて、取り付けられた突出部１３６の貫通穴１４０とこれと同軸をなして隣接する他方の分割体１３３の突出部１３８の貫通穴１４１とにピン１４５を挿入することになる。これにより、分割体１３２，１３３同士が四角環状をなして結合されることになる。また、両ソレノイド１４３のピン１４５をソレノイド本体１４４側に引き込むと、ピン１４５が他方の分割体１３３の貫通穴１４１から抜けることになり、分割体１３２，１３３同士が互いの結合が解除された分離状態となる。ここで、両ソレノイド１４３は非駆動時にはピン１４５を突出させて分割体１３２，１３３同士を結合させており、駆動されるとピン１４５を引き込んで分割体１３２，１３３同士を分離するようになっている。

よって、分割体１３２，１３３同士が両ソレノイド１４３で結合された状態の拘束具１３０が、内側にエネルギ吸収部材４５を嵌合させることでエネルギ吸収部材４５に固定されることになり、この状態ではエネルギ吸収部材４５が拘束具１３０で拘束されることになる。また、この状態から両ソレノイド１４３のピン１４５がソレノイド本体１４４に引き込まれると拘束具１３０が分離された状態となり、エネルギ吸収部材４５の拘束が解除される。

つまり、両ソレノイド１４３は拘束リング１３１の分離部分を結合および分離可能となっており、両ソレノイド１４３と拘束リング１３１とで構成される拘束具１３０が、エネルギ吸収部材４５を拘束可能であってこの拘束をオンおよびオフ可能となっている。

なお、第２実施形態においても拘束リング１３１を二つの分割体１３２，１３３とするのではなく、少なくとも一カ所分離してこの分離部分をソレノイド１４３で結合および分離可能すれば良いが、エネルギ吸収部材４５の拘束をより確実に解除可能とするために上記のように複数の分割体１３２，１３３に分割するのが良く、さらに解除を確実にするために三つ以上に分割して各分割部分にソレノイド１４３を設けても良い。

上記のような固定台３９、エネルギ吸収部材４５および拘束具１３０の組が、第１実施形態と同様にフロントバンパビーム１３の長さ方向つまり車幅方向に複数組、フロントバンパビーム１３の長さ方向のほぼ全体にわたるように並べられる。

そして、車両衝突時には、第１実施形態と同様、コントローラ１１８は、衝突物が剛体であると判定した場合に、すべての拘束具１３０のソレノイド１４３を駆動せず、すべての拘束具１３０の分割体１３２，１３３同士を結合状態に維持する。すると、入力された荷重がエネルギ吸収部材４５に軸線方向に加わり、エネルギ吸収部材４５が固定台３９の錐形部４１の各傾斜面４０に押し付けられることになるが、すべての拘束具１３０がエネルギ吸収部材４５を外側での拘束することになり、すべてのエネルギ吸収部材４５が圧壊座屈することになって高い荷重を発生させることになる。

他方、コントローラ１１８は、衝突物が剛体でないと判定した場合には、すべての拘束具１３０のソレノイド１４３を駆動し、拘束具１３０の分割体１３２，１３３同士を分離状態にする。すると、入力された荷重がエネルギ吸収部材４５に軸線方向に加わり、エネルギ吸収部材４５は、固定台３９の錐形部４１の各傾斜面４０に押し付けられることになる結果、エネルギ吸収部材４５の傾斜面４０への当接側には軸線方向に直交する外方向の荷重が加わり、切欠部５１において切り裂きが発生する。そして、エネルギ吸収部材４５は、切り裂きを軸線方向に沿って進行させながら切り裂き後の分離された各片部を傾斜面４０で案内しつつ放射状にしかも傾斜面４０の傾斜方向に沿って曲げることになり、これらの切り裂きと曲げとがエネルギ吸収部材４５のほぼ全長にわたってほぼ一様に続くことになる。そして、これらの切り裂きと曲げとによって全体の荷重変形特性が、低い荷重を発生させ、しかも変形の進行にともなう荷重変動も小さくピーク荷重もない安定的な略矩形の荷重を発生させることになる。

本発明の第３実施形態の車両用エネルギ吸収装置を主に図１４〜図１６を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。

第３実施形態においても、車両用エネルギ吸収装置１は、その固定台５５がフロントバンパビーム１３の前面２１に固定されることになる。この固定台５５は、一つのものがフロントバンパビーム１３のほぼ全長を覆うように車幅方向に長い形状をなしている。そして、この固定台５５の厚さ方向における一側であって車体前後方向前側に配置される部分に、二カ所の傾斜面５６が相反方向である上下に形成されることにより山型形状をなす山型部５７が固定台５５の全長にわたって形成されている。そして、この山型部５７の頂部５８側には、上下二カ所のリブ状部６０からなる位置決め嵌合部５９が固定台５５の全長にわたって形成されている。

そして、車両用エネルギ吸収装置１には、固定台５５の車両衝突時における主な荷重入力側である車体前側に、固定台５５とほぼ同長さで二股形状をなすエネルギ吸収部材６１が設けられている。このエネルギ吸収部材６１は、二つの板部（脚部）６２が同側で連結板部６３により連結されて断面コ字状に形成されている。このエネルギ吸収部材６１は、連結板部６３に対し反対側において固定台５５の傾斜面５６に当接させられる。ここで、エネルギ吸収部材６１は、固定台５５の位置決め嵌合部５９を内周側に嵌合させるようにして傾斜面５６に当接させられることになり、その結果、山型部５７の頂部５８を跨ぐ形状をなし頂部５８を跨ぐ状態で山型部５７の傾斜面５６に当接させられる。

そして、第３実施形態においても、車両用エネルギ吸収装置１には、エネルギ吸収部材６１の頂部５８を跨ぐ部分つまり固定台５５への当接側の端部の外周部を囲むように、エネルギ吸収部材６１を拘束可能な拘束具（拘束手段）１５０が設けられている（図１４〜図１６では片側のみ図示）。

この拘束具１５０は、エネルギ吸収部材６１の固定台５５への当接側の端部の外周部を内側に嵌合させる四角環状の拘束リング（環状部材）１５１を有しており、この拘束リング１５１は、複数カ所、具体的には１８０度異なる二カ所で分離されて、二つのコ字状の分割体１５２，１５３で構成されている。

図１６のように、一方の分割体１５２は、両端部の形状が、内側に切欠部１５５が形成されることで外側に突出部１５６が形成された形状をなしており、他方の分割体１５３は、両端部の形状が、外側に切欠部１５７が形成されることで内側に突出部１５８が形成された形状をなしている。そして、これら分割体１５２，１５３が互いに突出部１５６，１５８を重ね合わせることで、一つの四角環状をなすようになっている。

このようにして重ね合わせられた一側の突出部１５６，１５８同士には、重なり方向に貫通する貫通穴１６０，１６１がそれぞれ同軸をなすように形成されており、他側の突出部１５６，１５８同士にも、重なり方向に貫通する貫通穴１６０，１６１がそれぞれ同軸をなすように形成されている。

そして、突出部１５６を外側に有する一方の分割体１５２の両突出部１５６の外面には、それぞれソレノイド（結合切替手段）１６３が取り付けられている。各ソレノイド１６３は、ソレノイド本体１６４とソレノイド本体１６４で駆動されて突出量を切替可能なピン１６５とを有しており、一方の分割体１５２の各突出部１５６の外側にそれぞれのソレノイド本体１６４において取り付けられて、取り付けられた突出部１５６の貫通穴１６０とこれと同軸をなして隣接する他方の分割体１５３の突出部１５８の貫通穴１６１とにピン１６５を挿入することになる。これにより、分割体１５２，１５３同士が四角環状をなして結合されることになる。また、両ソレノイド１６３のピン１６５をソレノイド本体１６４側に引き込むと、ピン１６５が他方の分割体１５３の貫通穴１６１から抜けることになり、分割体１５２，１５３同士が互いの結合が解除された分離状態となる。ここで、両ソレノイド１６３は非駆動時にはピン１６５を突出させて分割体１５２，１５３同士を結合させており、駆動されるとピン１６５を引き込んで分割体１５２，１５３同士を分離するようになっている。

よって、分割体１５２，１５３同士が両ソレノイド１６３で結合された状態の拘束具１５０が、内側にエネルギ吸収部材６１を嵌合させることでエネルギ吸収部材６１に固定されることになり、この状態ではエネルギ吸収部材６１が拘束具１５０で拘束されることになる。また、この状態から両ソレノイド１６３のピン１６５がソレノイド本体１６４に引き込まれると拘束具１５０が分離された状態となり、エネルギ吸収部材６１の拘束が解除される。

つまり、両ソレノイド１６３は拘束リング１５１の分離部分を結合および分離可能となっており、両ソレノイド１６３と拘束リング１５１とで構成される拘束具１５０が、エネルギ吸収部材６１を拘束可能であってこの拘束をオンおよびオフ可能となっている。

なお、第３実施形態においても拘束リング１５１を二つの分割体１５２，１５３とするのではなく、少なくとも一カ所分離してこの分離部分をソレノイド１６３で結合および分離可能としても良い。

そして、車両衝突時には、第１実施形態と同様、コントローラ１１８は、衝突物が剛体であると判定した場合に、拘束具１５０の両ソレノイド１６３を駆動せず、拘束具１５０の分割体１５２，１５３同士を結合状態に維持する。すると、入力された荷重がエネルギ吸収部材６１に軸線方向に加わり、エネルギ吸収部材６１が山型部５７の各傾斜面５６に押し付けられることになるが、拘束具１５０がエネルギ吸収部材３０を外側で拘束することになり、エネルギ吸収部材３０が圧壊座屈することになって高い荷重を発生させることになる。

他方、コントローラ１１８は、衝突物が剛体でないと判定した場合には、拘束具１５０の両ソレノイド１６３を駆動し、拘束具１５０の分割体１５２，１５３同士を分離状態にする。すると、入力された荷重がエネルギ吸収部材６１に軸線方向に加わり、エネルギ吸収部材６１が山型部５７の各傾斜面５６に押し付けられることになる結果、エネルギ吸収部材６１の傾斜面５６への当接側の各板部６２には相反方向の荷重が加わり各板部６２をそれぞれ傾斜面５６で案内しつつ相反方向に曲げることになる。したがって、この場合も、圧壊座屈に比して、変形の進行にともなう荷重変動を抑制することができ、しかも曲げられたエネルギ吸収部材６１が山型部５７に沿って外側に移動することから潰れ残りの発生を防止してエネルギ吸収効率を十分に高めることができる。そして、これらの曲げによって全体の荷重変形特性が、低い荷重を発生させ、しかも変形の進行にともなう荷重変動も小さくピーク荷重もない安定的な略矩形の荷重を発生させることになる。

なお、第１〜第３実施形態においては、車両用エネルギ吸収装置１の主要部分がフロントバンパビーム１３に適用される例を説明したが、車両のいずれの部分にも適用可能である。例えば、フロントバンパビーム内に設けたり、フロントバンパビームがサイドフレームの先端部に対し上下にオフセットして設けられる場合にサイドフレームの先端部に設けたり、車幅方向に沿うリヤバンパビームの内または外に設けて後面衝突時のエネルギ吸収を行ったり、車体前後方向に沿うサイドシル内に設けて側面衝突時のエネルギ吸収を行ったり、上下方向に沿うピラー内に設けて側面衝突時のエネルギ吸収を行ったりすることができる。

ここで、第１〜第３実施形態のようにエネルギ吸収部材３０，４５，６１を合成樹脂材料で形成する以外にも、アルミニウム材や鋼材等で形成しても良い。いずれの場合でも、拘束具１００，１３０，１５０はエネルギ吸収部材３０，４５，６１を圧壊座屈させるように拘束可能な強度に設定されることになる。

固定台２４，３９，５５を鋼製の代わりに、合成樹脂材料で作ることで、エネルギ吸収部材３０，４５，６１よりも剛だがバンパビーム１３よりも柔らかな土台にすることができ、エネルギ吸収部材３０，４５，６１の変形完了時に固定台２４，３９，５５が粉々に潰れ、潰れ残りを無くすことができるようにもなる。
また、バンパフェース３５とエネルギ吸収部材３０，４５，６１とを一体化しても良い。

本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置が適用された車両の前部を概略的に示す平面図である。 本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置を示す側断面図である。 本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置を示す正面図である。 本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置におけるエネルギ吸収部材の背面図である。 本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置の要部を示す正断面図である。 本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置の制御系ブロック図である。 本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置のコントローラの制御内容を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置を示す圧壊座屈時の側断面図である。 本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置の荷重特性を示す特性線図である。 本発明の第１実施形態の車両用エネルギ吸収装置の切り裂き曲げ作動を概略的に示す正面図である。 本発明の第２実施形態の車両用エネルギ吸収装置を示す側断面図である。 本発明の第２実施形態の車両用エネルギ吸収装置を示す正面図である。 本発明の第２実施形態の車両用エネルギ吸収装置の要部を示す正断面図である。 本発明の第３実施形態の車両用エネルギ吸収装置を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施形態の車両用エネルギ吸収装置を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態の車両用エネルギ吸収装置の要部を示す正断面図である。

符号の説明

２６，４１ 錐形部（山型部）
２４，３９，５５ 固定台
２８，４３，５９ 位置決め嵌合部
２９，４２，５８ 頂部
３０，４５，６１ エネルギ吸収部材
３１，５１ 切欠部
５７ 山型部
１００，１３０，１５０ 拘束具（拘束手段）
１０１，１３１，１５１ 拘束リング（環状部材）
１１３，１４３，１６３ ソレノイド（結合切替手段）
１１７ 圧電フィルムセンサ（衝突形態判定手段）
１１８ コントローラ（制御手段）
１２０ 画像検出装置（衝突形態判定手段）

Claims (3)

1. 山型形状に突出する山型部を有する固定台の前記山型部に、該山型部の頂部を跨ぐ形状のエネルギ吸収部材を当接させ、該エネルギ吸収部材の前記頂部を跨ぐ部分に該エネルギ吸収部材を拘束可能であって該拘束をオンおよびオフ可能な拘束手段を設けてなることを特徴とする車両用エネルギ吸収装置。
2. 衝突物が剛体か否かを判定する衝突形態判定手段と、該衝突形態判定手段の判定結果から衝突物が剛体である場合に前記拘束手段による前記エネルギ吸収部材の拘束をオンする一方、前記衝突形態判定手段の判定結果から衝突物が剛体でない場合に前記拘束手段による前記エネルギ吸収部材の拘束をオフする制御手段とを有することを特徴とする請求項１記載の車両用エネルギ吸収装置。
3. 前記拘束手段は、前記エネルギ吸収部材の外周部を囲むとともに少なくとも一カ所が分離された環状部材と、該環状部材の分離部分を結合および分離可能な結合切替手段とを有することを特徴とする請求項１または２記載の車両用エネルギ吸収装置。
   

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