JP2009096452A - 車両の車体強度調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高荷重モードおよび低荷重モードの吸収可能エネルギーに大きな差を持たせ、衝突相手に応じて最適のエネルギー吸収特性を得る。
【解決手段】 圧壊強度可変装置１３が衝突荷重で座屈可能な少なくとも一対の座屈板２３Ａを備えており、一対の座屈板２３Ａに設けたナット部材２１Ａの逆ねじにアクチュエータロッド４２Ａの両端の逆ねじをそれぞれ螺合させたので、ロック機構４１でナット部材２１Ａの外側への移動を拘束して座屈板２３Ａの倒れを拘束にした高荷重モードでは、座屈板２３Ａを座屈させて吸収可能な衝突エネルギーを増加させることができる。またロック機構４１でナット部材２１Ａの外側への移動を許容して座屈板２３Ａの倒れを許容にした低荷重モードでは、アクチュエータロッド４２Ａからナット部材２１Ａを分離して座屈板２３Ａを倒すことで、吸収可能な衝突エネルギーを減少させることができる。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、バンパービームと車体フレームとの間に車体前後方向の衝突荷重を受けて圧壊する圧壊強度可変装置を配置し、前記圧壊強度可変装置の圧壊荷重を高荷重モードおよび低荷重モードに選択的に切換可能にした車両の車体強度調整装置に関する。

自動車のフロントサイドフレームの前端に取り付けられるバンパービームを、相互に平行に配置された前後一対のビーム部材と、両ビーム部材間に所定間隔で配置された複数の圧壊強度可変装置とで構成したものが、下記特許文献１により公知である。

前記圧壊強度可変装置は衝突の衝撃で座屈するように隣接して配置された形状記憶合金製の３枚の座屈板と、それらの座屈板を２枚のベース部材で一体に連結した状態および相互に分離した状態に切り換えるアクチュエータとを備えており、３枚の座屈板を２枚のベース部材で一体に連結した状態では座屈強度を高めて吸収可能な衝突エネルギーを増加させ、また３枚の座屈板を２枚のベース部材から分離した状態では座屈強度を低めて吸収可能な衝突エネルギーを減少させるようになっている。
特開２００６−８１０６号公報

ところで上記従来のものは、３枚の座屈板を２枚のベース板で一体に連結した状態（高荷重モード）では、それらの座屈板が波打つように変形して座屈し、３枚の座屈板を２枚のベース板から分離した状態（低荷重モード）では、それらの座屈板が単純な弧状に変形して座屈する違いはあるものの、３枚の座屈板の全体が座屈して衝突エネルギーを吸収することに変わりはなく、高荷重モードと低荷重モードとで衝突エネルギーを吸収効果に大きな差を持たせることが困難であった。特に、低荷重モードにおいて衝突相手に与える傷害を極力小さく抑える必要がある場合には、より小さい荷重で圧壊強度可変装置を圧壊することが要請されている。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、高荷重モードおよび低荷重モードの吸収可能エネルギーに大きな差を持たせ、衝突相手に応じて最適のエネルギー吸収特性を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、バンパービームと車体フレームとの間に車体前後方向の衝突荷重を受けて圧壊する圧壊強度可変装置を配置し、前記圧壊強度可変装置の圧壊荷重を高荷重モードおよび低荷重モードに選択的に切換可能にした車両の車体強度調整装置において、前記圧壊強度可変装置は、相互に対向するように配置されて車体前後方向に延び、前記バンパービームおよび前記車体フレーム間に作用する衝突荷重で座屈可能な少なくとも一対の座屈板と、前記一対の座屈板の車体前後方向一方の端部を回転自在に支持する支持部材と、前記支持部材の車体前後方向対して直交する方向への移動を拘束する状態と移動を許容する状態とを切換可能なロック機構とを備え、前記高荷重モードでは、前記ロック機構で前記支持部材の前記移動を拘束して前記座屈板の倒れを拘束し、前記低荷重モードでは、前記ロック機構で前記支持部材の前記移動を許容して前記座屈板の倒れを許容することを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ロック機構はアクチュエータにより作動することを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、一対の第１座屈板と一対の第２座屈板とが概ね四角柱を成すように配置されることを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記座屈板の前記支持部材と反対側の端部は折り曲げ部を介して折り曲げられており、前記低荷重モードでは前記折り曲げ部が塑性変形することを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記折り曲げ部に連なる前記座屈板にビードが形成されることを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項４または請求項５の構成に加えて、前記折り曲げ部の近傍の前記座屈板に強度調整孔が形成されることを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜請求項６の何れか１項の構成に加えて、前記座屈板に補強部材が重ね合わされることを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。

また請求項８に記載された発明によれば、請求項１〜請求項７の何れか１項の構成に加えて、前記一対の座屈板に囲まれた位置にボックス状の衝撃吸収部を備えることを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。

尚、実施の形態のフロントサイドフレーム１２は本発明の車体フレームに対応し、実施の形態のアクチュエータ収納ボックス１６は本発明の衝撃吸収部に対応し、実施の形態の第１、第２ナット部材２１Ａ，２１Ｂは本発明の支持部材に対応し、実施の形態の第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ｂは本発明の座屈板に対応し、実施の形態の形状記憶合金２６および補強板３４は本発明の補強部材に対応し、実施の形態のソレノイド４９は本発明のアクチュエータに対応する。

請求項１の構成によれば、バンパービームと車体フレームとの間に配置される圧壊強度可変装置が、相互に対向するように配置されて車体前後方向に延び、バンパービームおよび車体フレーム間に作用する衝突荷重で座屈可能な少なくとも一対の座屈板と、一対の座屈板の車体前後方向一方の端部を回転自在に支持する支持部材とを備えており、ロック機構で支持部材の車体前後方向に対して直交する方向への移動を拘束する状態と移動を許容する状態とを切り換えるので、ロック機構で支持部材の移動を拘束して座屈板の倒れを拘束した高荷重モードでは、衝突荷重による座屈板の座屈を可能にして吸収可能な衝突エネルギーを増加させることができ、またロック機構で支持部材の移動を許容して座屈板の倒れを許容した低荷重モードでは、衝突荷重で座屈板を座屈させずに倒すことで吸収可能な衝突エネルギーを減少させることができる。その結果、高荷重モードおよび低荷重モードの吸収可能エネルギーに大きな差を持たせ、衝突相手に応じて最適のエネルギー吸収特性を得ることができる。

また請求項２の構成によれば、ロック機構をアクチュエータにより作動させるので、高荷重モードおよび低荷重モードを自動的に切り換えることができる。

また請求項３の構成によれば、一対の第１座屈板と一対の第２座屈板とを概ね四角柱を成すように配置したので、車体強度調整装置の倒れを防止して衝突エネルギーを確実に吸収することができる。

また請求項４の構成によれば、座屈板の支持部材と反対側の端部を折り曲げ部を介して折り曲げためで、低荷重モードにおいて前記折り曲げ部を塑性変形させることで、小さい荷重で車体強度調整装置を圧壊させることができる。

また請求項５の構成によれば、座屈板に折り曲げ部に連なるビードを形成したので、ビードの形状や大きさを変化させるだけで前記折り曲げ部を塑性変形させる荷重をきめ細かく調整することができる。

また請求項６の構成によれば、座屈板の折り曲げ部の近傍に強度調整孔を形成したので、強度調整孔の大きさや数を変化させるだけで前記折り曲げ部を塑性変形させる荷重をきめ細かく調整することができる。

また請求項７の構成によれば、座屈板に補強部材を重ね合わせたので、座屈板と共に補強部材を座屈させて吸収可能なエネルギーの量を容易に調整することができる。

また請求項８の構成によれば、一対の座屈板に囲まれた位置にボックス状の衝撃吸収部を設けたので、座屈板に加えてボックス状の衝撃吸収部を座屈させることで、吸収可能な衝突エネルギーの総量を増加させることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図１７は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は車両の車体前部の平面図、図２は図１の２部拡大図、図３は圧壊強度可変装置の斜視図、図４は圧壊強度可変装置の分解斜視図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図５の６−６線断面図、図７は図５の７−７線断面図、図８は図５の８−８線断面図、図９は図８の９−９線断面図、図１０は図９の１０−１０線断面図、図１１はロック機構の斜視図、図１２は高荷重モードの作用説明図、図１３は低荷重モードの作用説明図、図１４はロック時およびアンロック時のアクチュエータシャフトの軸力を示すグラフ、図１５はロック時およびアンロック時の圧壊強度可変装置の発生荷重を示すグラフ、図１６は座屈板のビードの効果を示すグラフ、図１７は座屈板の強度調整孔の効果を示すグラフである。

図１に示すように、四輪の車両の車体前部に配置されたバンパービーム１１は、車幅方向に直線状に延びる本体部１１ａと、本体部１１ａの左右両端から車体後方に向けて傾斜する左右の傾斜部１１ｂ，１１ｂとを備える。車体の両側部に前後方向に配置されたフロントサイドフレーム１２，１２の先端とバンパービーム１１の左右の傾斜部１１ｂ，１１ｂとが、圧壊強度を変更可能な圧壊強度可変装置１３，１３により接続される。左右の圧壊強度可変装置１３，１３は実質的に同じ構造を有しているため、以下、左側の圧壊強度可変装置１３を例に取って構造を説明する。

図２〜図７に示すように、ボックス断面を有するフロントサイドフレーム１２の前端開口を閉塞する端板１２ａに圧壊強度可変装置１３の四角形の後部取付板１４が８本のボルト１５…で固定され、後部取付板１４の前面に四角枠状のアクチュエータ収納ボックス１６の後端が底板１７を挟んで固定される。アクチュエータ収納ボックス１６の底板１７の四つの辺に沿って４本のパイプ状の軸受け部１７ａ…が形成されており、相互に対向する上下２本の軸受け部１７ａ，１７ａにヒンジピン１８，１８を介して２枚の第１後部ヒンジ板１９Ａ，１９Ａの後端の各２個のピン孔１９ａ，１９ａが枢支されるとともに、相互に対向する左右２本の軸受け部１７ａ，１７ａにヒンジピン１８，１８を介して２枚の第２後部ヒンジ板１９Ｂ，１９Ｂの後端の各２個のピン孔１９ａ，１９ａが枢支される。第１、第２後部ヒンジ板１９Ａ，１９Ａ；１９Ｂ，１９Ｂは強固な厚板で構成されており、両者は類似した形状を有しているが、第１後部ヒンジ板１９Ａ，１９Ａの前後方向長さの方が、第２後部ヒンジ板１９Ｂ，１９Ｂの前後方向長さよりも若干長くなっている。

第１後部ヒンジ板１９Ａ，１９Ａと対を成す第１前部ヒンジ板２０Ａ，２０Ａは、その後端に各２個のピン孔２０ａ，２０ａを備えるとともに、第１後部ヒンジ板１９Ａ，１９Ａは、その前端に各２個のピン孔１９ｂ，１９ｂを備える。第１後部ヒンジ板１９Ａの２個のピン孔１９ｂ，１９ｂ間に第１ナット部材２１Ａが嵌合しており、第１ナット部材２１Ａの両端に形成されたピン孔２１ａ，２１ａに圧入された２本のヒンジピン２２，２２が、それぞれ第１後部ヒンジ板１９Ａのピン孔１９ｂ，１９ｂと、第１前部ヒンジ板２０Ａのピン孔２０ａ，２０ａとに嵌合する。これにより、第１前部ヒンジ板２０Ａは第１後部ヒンジ板１９Ａに対して折り曲げ可能であり、かつ第１ナット部材２１Ａは第１後部ヒンジ板１９Ａおよび第１前部ヒンジ板２０Ａの両方に対して相対回転自在である。

同様に、第２後部ヒンジ板１９Ｂ，１９Ｂと対を成す第２前部ヒンジ板２０Ｂ，２０Ｂは、その後端に各２個のピン孔２０ａ，２０ａを備えるとともに、第２後部ヒンジ板１９Ｂ，１９Ｂは、その前端に各２個のピン孔１９ｂ，１９ｂを備える。第２後部ヒンジ板１９Ｂの２個のピン孔１９ｂ，１９ｂ間に第２ナット部材２１Ｂが嵌合しており、第２ナット部材２１Ｂの両端に形成されたピン孔２１ａ，２１ａに圧入された２本のヒンジピン２２，２２が、それぞれ第２後部ヒンジ板１９Ｂのピン孔１９ｂ，１９ｂと、第２前部ヒンジ板２０Ｂのピン孔２０ａ，２０ａとに嵌合する。これにより、第２前部ヒンジ板２０Ｂは第２後部ヒンジ板１９Ｂに対して折り曲げ可能であり、かつ第２ナット部材２１Ｂは第２後部ヒンジ板１９Ｂおよび第２前部ヒンジ板２０Ｂの両方に対して相対回転自在である。

各第１前部ヒンジ板２０Ａの内面には、断面Ｌ字状の第１座屈板２３Ａと矩形状の補強板３４とが重ね合わされて３本のボルト２４…および３個のウエルドナット２５…で固定される。また各第２前部ヒンジ板２０Ｂの内面には、断面Ｌ字状の第２座屈板２３Ｂと厚板よりなる形状記憶合金２６とが重ね合わされて４本のボルト２７…および４個のナット３３…で固定され、そのうち２本のボルト２７，２７および２個のナット３３，３３で第２前部ヒンジ板２０Ｂ、前部第２座屈板２３Ｂおよび形状記憶合金２６が共締めされる。前記４本のボルト２７…は、形状形状記憶合金２６に形成した４個の長孔２６ａ…を貫通する。

各第１座屈板２３Ａの前面にはフランジ２３ａが折り曲げられて形成され、フランジ２３ａの折り曲げ部２３ｄの近傍に２個の強度調整孔２３ｂ，２３ｂが形成される。また各第１座屈板２３Ａには、外向きに突出し、かつフランジ２３ａに向かって幅広になる台形状のビード２３ｃが形成される。同様に、各第２座屈板２３Ｂの前面にはフランジ２３ａが折り曲げられて形成され、フランジ２３ａの折り曲げ部２３ｄの近傍に２個の強度調整孔２３ｂ，２３ｂが形成される。また各第２座屈板２３Ｂには、外向きに突出し、かつフランジ２３ａに向かって幅広になる三角形状のビード２３ｃが形成される。

四角形の前部取付板２８に４本のスタッドボルト２９…が植設されており、これらのスタッドボルト２９…は４個の第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂのフランジ２３ａ…および断面コ字状の取付ブラケット３０を貫通してナット３１…で締結されるそ。して前記取付ブラケット３０はバンパービーム１１の傾斜部１１ｂの上下壁に重ね合わされ、ボルト３２で締結される。

次に、図４〜図６および図８〜図１１を参照して第１、第２ナット部材２１Ａ，２１Ａ；２１Ｂ，２１Ｂのロック機構４１の構造を説明する。第１ナット部材２１Ａ，２１Ａのロック機構４１と、第２ナット部材２１Ｂ，２１Ｂのロック機構４１とは実質的に同一構造であるため、その一方の第１ナット部材２１Ａ，２１Ａのロック機構４１の構造を説明する。

図４〜図６から明らかなように、ロック機構４１は、相互に対向する一対の第１ナット部材２１Ａ，２１Ａの一定の距離に保持するロック状態と、一対の第１ナット部材２１Ａ，２１Ａを相互に離反可能に分離するアンロック状態とを切り換えるものである。第１ナット部材２１Ａ，２１Ａの中央には相互に逆ねじとなる雌ねじ２１ｂ，２１ｂが形成されており、第１アクチュエータロッド４２Ａの両端に形成した相互に逆ねじとなる雄ねじ４２ａ，４２ａが前記雌ねじ２１ｂ，２１ｂに浅く螺合する。雌ねじ２１ｂ，２１ｂおよび雄ねじ４２ａ，４２ａのピッチは粗く形成されており、かつ摺動面をフッソやモリブデンのような低摩擦材でコーティングすることにより、一対の第１ナット部材２１Ａ，２１Ａが相互に離間する方向に移動しようとしたときに、第１アクチュエータロッド４２Ａが第１ナット部材２１Ａ，２１Ａから受ける外力で自動的に回転するようになっている。

ロック機構４１は四角筒状のアクチュエータハウジング４４を備えており、その一端が底板１７および後部取付板１４に形成した四角形の支持孔１７ｂ，１４ａに前後摺動可能に嵌合保持される。アクチュエータハウジング４４を回転自在に貫通する第１アクチュエータロッド４２Ａにロックギヤ４５が固定されており、このロックギヤ４５の外周を囲むギヤハウジング４６がアクチュエータハウジング４４の内部に固定される。

ギヤハウジング４６の一部に設けた開口４６ａに一対の切欠き４６ｂ，４６ｂが形成されており、板状のロック部材４７の一対の支点突起４７ａ，４７ａが前記切欠き４６ｂ，４６ｂに揺動自在に係合する。支点突起４７ａ，４７ａを挟んで一方側にロックギヤ４５のギヤ歯間に係合可能な係合部４７ｂが一体に形成されており、支点突起４７ａ，４７ａを挟んで他方側にコイルばね４８を介してソレノイド４９の出力ロッド４９ａが対向する。ロック部材４７の係合部４７ｂは板ばね５０の弾発力でロックギヤ４５のギヤ歯間に係合する方向に付勢されているが、ソレノイド４９を励磁してコイルばね４８を介してロック部材４７の他端側を押圧することで、支点突起４７ａ，４７ａを中心としてロック部材４７を揺動させ、係合部４７ｂをロックギヤ４５のギヤ歯間から離脱させることができる。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

通常時、圧壊強度可変装置１３のロック機構４１は、そのソレノイド４９が消磁されて出力ロッド４９ａが後退しているため、ロック部材４７の係合部４７ｂが板ばね５０の弾発力でロックギヤ４５のギヤ歯とギヤハウジング４６の開口４６ａとの間に嵌合し、ロックギヤ４５が固設された第１アクチュエータロッド４２Ａを回転不能に拘束する。この状態で車両が正面衝突してバンパービーム１１に車体後方への衝突荷重が加わると、バンパービーム１１およびフロントサイドフレーム１２間に配置された圧壊強度可変装置１３の前部取付板２８および後部取付板１４が前後方向に圧縮される。

このとき、一対の第１座屈板２３Ａ，２３Ａは前方側が相互に接近するように僅かに傾斜して配置されているため、前方からの衝突荷重によって後端側（第１ナット部材２１Ａ，２１Ａ側）が相互に離反するように移動しようとする。すると一対の第１座屈板２３Ａ，２３Ａの後端に接続された一対の第１ナット部材２１Ａ，２１Ａも相互に離反しようとするため、その逆ねじよりなる雌ねじ２１ｂ，２１ｂに逆ねじよりなる雄ねじ４２ａ，４２ａを螺合させた第１アクチュエータロッド４２Ａが回転しようとするが、上述したようにロック機構４１によって第１アクチュエータロッド４２Ａの回転が拘束されているため、一対の第１ナット部材２１Ａ，２１Ａは相互に離反する方向に移動することができず、圧壊強度可変装置１３は大きな荷重を吸収し得る高荷重モードとなる。

前記高荷重モードでは一対の第１ナット部材２１Ａ，２１Ａは相互に離反する方向に移動することができないため、バンパービーム１１から入力された衝突荷重でフロントサイドフレーム１２との間に挟まれた圧壊強度可変装置１３が前後方向に圧縮されたとき、図１２に示すように、一対の第１座屈板２３Ａ，２３Ａが、その内面に重ね合わせた補強板３４，３４と共に外側に湾曲するように座屈して衝突エネルギーを吸収することができる。

以上、一対の第１座屈板２３Ａ，２３Ａの座屈による衝突エネルギーの吸収について説明したが、一対の第１座屈板２３Ａ，２３Ａに対して位相が９０°ずれた方向に配置された一対の第２座屈板２３Ｂ，２３Ｂも、同様の作用で外側に湾曲するように座屈して衝突エネルギーを吸収することができる。この第２座屈板２３Ｂ，２３Ｂは、その内面に重ね合わせた形状記憶合金２６，２６が一体に座屈することで、第１座屈板２３Ａ，２３Ａが吸収する衝突エネルギーに比べて、更に大きい衝突エネルギーを吸収することができる。形状記憶合金２６，２６は変形に対する荷重の関係の設定自由度が高いので、衝突エネルギーの吸収特性を任意に設定することができる。また形状記憶合金２６，２６は脆くて割れ易い形質があるが、長孔２６ａ…を介してボルト２７…で第２座屈板２３Ｂ，２３Ｂに固定されているため、第２座屈板２３Ｂ，２３Ｂに対して長孔２６ａ…の範囲で滑ることで割れを防止し、衝突エネルギーの吸収効果を充分に発揮させることができる。

尚、衝突荷重が極めて大きい場合には、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂに加えて、回転不能に拘束された第１、第２後部ヒンジ板１９Ａ，１９Ａ；１９Ｂ，１９Ｂも座屈することで、エネルギー吸収効果が更に高められる。また四角枠状のアクチュエータハウジング１６も衝突荷重により座屈し、衝突エネルギーの吸収に寄与することができる。更に、アクチュエータハウジング１６は、第１、第２後部ヒンジ板１９Ａ，１９Ａ；１９Ｂ，１９Ｂの倒れを防止する機能も発揮する。

上述した高荷重モードにおいて、衝突荷重によって第１、第２アクチュエータロッド４２Ａ，４２Ｂには比較的に大きい引張荷重と比較的に小さい回転トルクとが作用するが、前記引張荷重は第１、第２アクチュエータロッド４２Ａ，４２Ｂの内部応力として打ち消されるため、ロック機構４１が比較的に小さい回転トルクに耐えるだけの強度を備えていれば、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂの倒れを抑制して確実に座屈させることができる。その結果、ロック機構４１を小型軽量化してコストダウンを図るとともに、狭いスペースへの配置を可能にすることができる。また衝突時に比較的に小さい回転トルクしか伝達されないロック機構４１は破損し難いので、衝突後でも変形が許容範囲内であれば繰り返し機能・性能を満足することができ、コストダウンを図ることができる。

一方、車両に搭載されたレーダー装置やテレビカメラで検知した外部状況と、車速センサで検知した車速とから、衝撃を小さくする必要がある衝突が予測されると、ロック機構４１のソレノイド４９が励磁して出力ロッド４９ａが前進し、コイルばね４８を介してロック部材４７の他端側を押圧することで、ロック部材４７が支点突起４７ａ，４７ａを中心に揺動してロックギヤ４５のギヤ歯とギヤハウジング４６との間から係合部４７ｂが離脱するため、第１アクチュエータロッド４２Ａは拘束を解かれて自由に回転できるようになる。

その結果、図１３に示すように、前方からの衝突荷重によって一対の第１座屈板２３Ａ，２３Ａの後端側に設けた第１ナット部材２１Ａ，２１Ａが相互に離反するように移動しようとすると、その逆ねじよりなる雌ねじ２１ｂ，２１ｂに逆ねじよりなる雄ねじ４２ａ，４２ａを螺合させた第１アクチュエータロッド４２Ａは拘束を解除されているために自由に回転し、第１ナット部材２１Ａ，２１Ａは第１アクチュエータロッド４２Ａの両端から分離する。すると、下端を軸受け部１７ａ，１７ａにヒンジピン１８，１８で枢支され，上端をヒンジピン２２…で枢支された第１後部ヒンジ板１９Ａ，１９Ａは前記ヒンジピン１８，１８を中心に外側に倒れるように揺動するため、前記ヒンジピン１８，１８に下端を枢支された第１座屈板２３Ａ，２３Ａは座屈することなく外側に倒れるように揺動する。その際に、第１座屈板２３Ａ，２３Ａの前端の略直角に折り曲げた屈曲部が引き伸ばされるように塑性変形することで若干のエネルギー吸収効果を発揮するため、圧壊強度可変装置１３は小さな衝突エネルギーを吸収し得る低荷重モードとなる。

以上、一対の第１座屈板２３Ａ，２３Ａの倒れによる低荷重モードでの衝突エネルギーの吸収効果について説明したが、一対の第１座屈板２３Ａ，２３Ａに対して位相が９０°ずれた方向に配置された一対の第２座屈板２３Ｂ，２３Ｂも、同様の作用で外側に倒れて低荷重モードでの衝突エネルギーの吸収効果を発揮することができる。尚、高荷重モードでの衝突時にも第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂの屈曲部が引き伸ばされるように塑性変形することで若干のエネルギー吸収効果を発揮するが、高荷重モードでの衝突時のトータルの衝突エネルギーの吸収量に比べると、その比率は相対的に小さなものとなる。

また低荷重モードでの衝突時には第１、第２後部ヒンジ板１９Ａ，１９Ａ；１９Ｂ，１９Ｂが外側に倒れるため、第１、第２アクチュエータロッド４２Ａ，４２Ｂが後方に移動しようとするが、アクチュエータハウジング４４，４４が支持孔１４Ａ，１７ｂに手動自在に嵌合しているため、第１、第２アクチュエータロッド４２Ａ，４２Ｂはアクチュエータハウジング４４，４４と共に支障なく後方に移動することができる。

また一対の第１座屈板２３Ａ，２３Ａおよび一対の第２座屈板２３Ｂ，２３Ｂを９０°ずらして四角柱を成すように配置したので、圧壊強度可変装置１３の横倒れを防止して衝突エネルギーの確実な吸収を可能にすることができる。

図１４は、衝突荷重による圧壊強度可変装置１３の前後方向の変位（圧縮量）に対する第１アクチュエータロッド４２Ａ（あるいは第２アクチュエータロッド４２Ｂ）の軸力の変化を示すもので、ロック機構４１のロック時（高荷重モード）では変位の増加に伴って軸力が増加しているのに対し、ロック機構４１のアンロック時（低荷重モード）では変位の増加に関わらずに軸力がゼロに維持されることが分かる。

図１５は、衝突荷重による圧壊強度可変装置１３の前後方向の変位（圧縮量）に対する圧壊強度可変装置１３の発生荷重の変化を示すもので、ロック機構４１のロック時（高荷重モード）では変位の増加に伴って発生荷重が増加しているのに対し、ロック機構４１のアンロック時（低荷重モード）では変位の増加に関わらずに発生荷重がゼロに維持されることが分かる。尚、アンロック時においても、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂの屈曲部が引き伸ばされるように塑性変形するため、発生荷重が完全にゼロになることはなく、若干の荷重は発生する。

図１６は、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂのビード２３ｃ…の効果を示すグラフであって、衝突荷重による圧壊強度可変装置１３の前後方向の変位（圧縮量）に対する荷重が、ビード２３ｃ…を持つものの方が、ビード２３ｃ…を持たないものに比べて大きくなることを示している。その理由は、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂを単純に折り曲げただけでは、その折り曲げ部２３ｄが簡単に伸びてしまうために荷重が発生し難いが、ビード２３ｃ…を設けることで、その折り曲げ部２３ｄが簡単に伸びなくなるために荷重が発生し易いものと考えられる。

ビード２３ｃ…を持つ第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂの曲げ変形時の作用を更に説明すると、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂの曲げに伴い、ビード２３ｃ…の両側の部分（ビード２３ｃ…が存在しない部分）が引っ張られて伸び変形し、続いてビード２３ｃ…の部分が圧縮されて座屈することで、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂを単純なＬ字状に形成した場合に比べて、大きな荷重を発生させることができる。

図１７は、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂのフランジ２３ａ…に形成した強度調整孔２３ｂ…の効果を示すグラフであって、衝突荷重による圧壊強度可変装置１３の前後方向の変位（圧縮量）に対するピーク荷重が、強度調整孔２３ｂ…を設けたことで大幅に減少することを示している。

従って、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂのビード２３ｃ…や強度調整孔２３ｂ…の形状、寸法、数等を変化させることで、特に低荷重モードでの衝突時におけるエネルギー吸収特性をきめ細かく調整することができる。

次に、図１８に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、一対の第１ナット部材２１Ａ，２１Ａを連結するの第１アクチュエータロッド４２Ａの回転をロック機構４１で制御し、一対の第２ナット部材２１Ｂ，２１Ｂを連結する第２アクチュエータロッド４２Ｂの回転を別個のロック機構４１で制御しているが、第２の実施の形態では、２本のアクチュエータロッド４２Ａ，４２Ｂを相互に連動させて１個のロック機構４１だけで制御するものである。即ち、第１ナット部材２１Ａ，２１Ａを連結する第１アクチュエータロッド４２Ａに設けたウオーム５１と、第２ナット部材２１Ｂ，２１Ｂを連結するの第２アクチュエータロッド４２Ｂに設けたウオームホイール５２とを相互に噛合させ、第１アクチュエータロッド４２Ａだけにロック機構４１が設けられる。

従って、高荷重モードにおいてロック機構４１で第１アクチュエータロッド４２Ａの回転を拘束すれば、それにウオーム５１およびウオームホイール５２を介して連動する第２アクチュエータロッド４２Ｂの回転も拘束され、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂは共に座屈して大きなエネルギー衝撃吸収効果を発揮する。

一方、低荷重モードにおいてロック機構４１で第１アクチュエータロッド４２Ａの回転を許容すれば、第１、第２アクチュエータロッド４２Ａ，４２Ｂは共に回転可能な状態になり、一対の第１ナット部材２１Ａ，２１Ａおよび一対の第２ナット部材２１Ｂ，２１Ｂは全て拘束を解かれるため、第１、第２座屈板２３Ａ，２３Ａ；２３Ｂ，２３Ｂを座屈させずに倒すことで、低荷重で圧壊強度可変装置１３を圧壊させることができる。

この第２の実施の形態によれば、ロック機構４１の数を１個に減らして部品点数を削減することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではフロントバンパーのバンパービーム１１の圧壊強度可変装置１３について説明したが、本発明はリヤバンパーのバンパービームの圧壊強度可変装置１３に対しても適用することができる。

また実施の形態では第１座屈板２３Ａ，２３Ａおよび第２座屈板２３Ｂ，２３Ｂの二対を設けているが、何れか一対を設けるだけでも良い。

また実施の形態ではロック機構４１をソレノイド４９で作動させているが、エアバッグ装置等で使用される高圧ガスを発生するインフレータでロック機構４１を作動させることができる。

第１の実施の形態に係る車両の車体前部の平面図 図１の２部拡大図 圧壊強度可変装置の斜視図 圧壊強度可変装置の分解斜視図 図２の５−５線断面図 図５の６−６線断面図 図５の７−７線断面図 図５の８−８線断面図 図８の９−９線断面図 図９の１０−１０線断面図 ロック機構の斜視図 高荷重モードの作用説明図 低荷重モードの作用説明図 ロック時およびアンロック時のアクチュエータシャフトの軸力を示すグラフ ロック時およびアンロック時の圧壊強度可変装置の発生荷重を示すグラフ 座屈板のビードの効果を示すグラフ 座屈板の強度調整孔の効果を示すグラフ 第２の実施の形態に係る、前記図６に対応する図

符号の説明

１１ バンパービーム
１２ フロントサイドフレーム（車体フレーム）
１３ 圧壊強度可変装置
１６ アクチュエータ収納ボックス（衝撃吸収部）
２１Ａ 第１ナット部材（支持部材）
２１Ｂ 第２ナット部材（支持部材）
２３Ａ 第１座屈板（座屈板）
２３Ｂ 第２座屈板（座屈板）
２３ｂ 強度調整孔
２３ｃ ビード
２３ｄ 折り曲げ部
２６ 形状記憶合金（補強部材）
３４ 補強板（補強部材）
４１ ロック機構
４９ ソレノイド（アクチュエータ）

Claims (8)

1. バンパービーム（１１）と車体フレーム（１２）との間に車体前後方向の衝突荷重を受けて圧壊する圧壊強度可変装置（１３）を配置し、前記圧壊強度可変装置（１３）の圧壊荷重を高荷重モードおよび低荷重モードに選択的に切換可能にした車両の車体強度調整装置において、
   前記圧壊強度可変装置（１３）は、
   相互に対向するように配置されて車体前後方向に延び、前記バンパービーム（１１）および前記車体フレーム（１２）間に作用する衝突荷重で座屈可能な少なくとも一対の座屈板（２３Ａ，２３Ｂ）と、
   前記一対の座屈板（２３Ａ，２３Ｂ）の車体前後方向一方の端部を回転自在に支持する支持部材（２１Ａ，２１Ｂ）と、
   前記支持部材（２１Ａ，２１Ｂ）の車体前後方向対して直交する方向への移動を拘束する状態と移動を許容する状態とを切換可能なロック機構（４１）とを備え、
   前記高荷重モードでは、前記ロック機構（４１）で前記支持部材（２１Ａ，２１Ｂ）の前記移動を拘束して前記座屈板（２３Ａ，２３Ｂ）の倒れを拘束し、
   前記低荷重モードでは、前記ロック機構（４１）で前記支持部材（２１Ａ，２１Ｂ）の前記移動を許容して前記座屈板（２３Ａ，２３Ｂ）の倒れを許容することを特徴とする車両の車体強度調整装置。
2. 前記ロック機構（４１）はアクチュエータ（４９）により作動することを特徴とする、請求項１に記載の車両の車体強度調整装置。
3. 一対の第１座屈板（２３Ａ）と一対の第２座屈板（２３Ｂ）とが概ね四角柱を成すように配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両の車体強度調整装置。
4. 前記座屈板（２３Ａ，２３Ｂ）の前記支持部材（２１Ａ，２１Ｂ）と反対側の端部は折り曲げ部（２３ｄ）を介して折り曲げられており、前記低荷重モードでは前記折り曲げ部（２３ｄ）が塑性変形することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両の車体強度調整装置。
5. 前記折り曲げ部（２３ｄ）に連なる前記座屈板（２３Ａ，２３Ｂ）にビード（２３ｃ）が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の車両の車体強度調整装置。
6. 前記折り曲げ部（２３ｄ）の近傍の前記座屈板（２３Ａ，２３Ｂ）に強度調整孔（２３ｂ）が形成されることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の車両の車体強度調整装置。
7. 前記座屈板（２３Ａ，２３Ｂ）に補強部材（２６，３４）が重ね合わされることを特徴とする、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の車両の車体強度調整装置。
8. 前記一対の座屈板（２３Ａ，２３Ｂ）に囲まれた位置にボックス状の衝撃吸収部（１６）を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の車両の車体強度調整装置。

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