JP2010517849A - クラッシュボックス及び背部ストラップを有するエネルギー吸収体 - Google Patents

Abstract

エネルギー吸収体は、基礎フランジと、そのエネルギー吸収体上に実質的に連続的なフェイス面を形成する細長いクラッシュボックスとを有する。衝撃を受ける間にクラッシュボックスの側壁が許容を超えて拡がるのを防止するために、背部ストラップが、クラッシュボックスの背部を横切って取り付けられる。この背部ストラップは、エネルギー吸収体を成形する際に一体に成形することが可能であり、一方の端部にリビングヒンジを有し、成形後の組み立て時にさらなる二次的な操作を行う必要なしに折り曲げてスナップ接続で取り付けることができる自由端を有することができる。別の形態として、別個の壁を安定化する熱成形された要素が、エネルギー吸収体及びビームの間に挟み込まれる。

Description

本願は、「クラッシュボックス（crush box）及び背部ストラップ（back strap）を有するエネルギー吸収体（ENERGY ABSORBER WITH CRUSH BOXES AND BACK STRAPS）」なる表題で２００７年２月２日に出願された米国仮特許出願第６０／８８７，８５１号の、米国特許法第１１９条（ｅ）による利益を主張する。この仮出願の全内容は本願に援用される。

本発明は、エネルギー吸収機能を改善するための、クラッシュボックス及びクラッシュボックスの安定化用の背部ストラップを有するエネルギー吸収体に関する。

車両衝突時における（金属製のバンパビームの変形に先行する）エネルギー吸収作用を備えるために、金属製のバンパビームのフェイス（face）上にポリマー製のエネルギー吸収体が用いられる場合が多い。最近、多くのエネルギー吸収体は、適切且つ予測可能なエネルギー吸収を伴って局所において圧壊する（crush）ように構成される幾何学的形状の管状のクラッシュボックスを組み込むようになってきた。クラッシュボックスは、通常、４つの（又はそれより多い）比較的平面状の壁を有し、これらの壁は、予想される衝撃の方向に平行に延びて管状の形状を形成する。そして、クラッシュボックスは、この平面状の壁を結合してボックス形状の構造を形成する端壁を有する。壁は、すべて、相互に支持し合って、エネルギーの吸収を最大にするために（崩壊時に各壁に多数の屈曲を伴う）予測可能な圧壊型の崩壊を生起させる。クラッシュボックスは予想される衝撃の方向に垂直である横向きの方向に細長く延びる（elongated）ので、その側壁も細長く、早くに安定性を欠くようになるという点が問題である。具体的には、側壁が細長いので、隣接する側壁と端壁とによってもたらされる安定性が、特に細長い側壁の中央部において減少している。同時に、衝撃を受ける間における細長い側壁によるエネルギーの吸収は、次第になくなるが、それは、側壁が、特に隣接しあう側壁から離れた位置において、圧壊する代わりに外側に跳ね出し（kick outward）始めるからである。言い直すと、衝撃を受ける間に、（結合した端壁を備えたＣ形状の断面を形成する）クラッシュボックスの細長い側壁は、離れるように拡がる傾向を有する（すなわち、上部の側壁［top side wall］）は上方に曲がり、底部の側壁［bottom side wall］は下方に曲がる）。この結果、衝撃エネルギーの吸収が実質的に低下する。

しかし、クラッシュボックスを横向きの方向に（すなわちエネルギー吸収体が配置されるバンパビームの長さ方向に平行な方向に）細長くするいくつかの理由がある。例えば、エネルギー吸収体のフェイス（face）を横切るフェイシア（fascia）用の連続的な支持材を、そのフェイスの表面を途切れさせることなく設けることが望ましい。これは、隣り合うクラッシュボックスを離して配置する所では、（離して配置される）隣り合うクラッシュボックスの間に間隙が存在するため、不可能である。さらに、歩行者に衝突した場合を考慮して一層一様な表面を構成するように、エネルギー吸収体のフェイスを横断するさらに連続的な支持構造を設けることが望ましい。さらにまた、例えば、個別のクラッシュボックスの個数を低減すること（そして、共に製作する必要がある側壁及び補強リブの数を低減すること）によって、エネルギー吸収体の複雑さを低減するという要求もある。エネルギー吸収体の壁の数を低減することは、金型（tooling）を簡素化し、且つ、モールドにおける複雑な形状をした表面が減少するので成形性も向上させる。また、４つの側面に結合されるダイの突出部（protrusions in a die）（例えば、クラッシュボックスの内側の空洞を形成するダイの構成部分）は、冷却ラインを突出部内に向けて且つ突出部から外に通すことが難しいので、冷却することが困難である。

従って、上述の問題点を解決すると共に上述の利点を保持する、エネルギー吸収体及びそれに関わる方法が望まれる。具体的には、細長いクラッシュボックスを有するエネルギー吸収体が望まれるが、そのクラッシュボックスが衝撃を受ける間に許容を超えて「拡がり」、その結果、エネルギー吸収が許容を超えて低下するような傾向が抑えられるエネルギー吸収体が望まれる。

本発明の１つの態様において、車両用のエネルギー吸収物品が基礎フランジを有し、この基礎フランジは、車載されている位置にある時に長手方向及び鉛直方向に延びる当接表面を画定し、且つ、バンパビームのフェイス面に配置し得るように適合する。当該エネルギー吸収体は、さらに、前後方向において基礎フランジから延びて、前後方向における衝撃を受けた時のエネルギーを吸収するように構成される中空のクラッシュボックスを有する。このクラッシュボックスは、上部の水平方向の側壁及び底部の水平方向の側壁と、対向し合う鉛直方向の側壁とを有し、さらに、水平方向の側壁及び鉛直方向の側壁の外側の端部を結合して後方に開放した空洞を画定する端壁を有する。中空のクラッシュボックスにおける後方に開放した空洞の後部を横切って、少なくとも１つの背部ストラップが取り付けられる。この背部ストラップは、鉛直方向の側壁から離れた位置であり基礎フランジの近くで、上部の水平方向の側壁及び底部の水平方向の側壁の後端部を共に固定し、エネルギー吸収体に対して前後方向における衝撃を受けた際、上部の水平方向の側壁及び底部の水平方向の側壁の後端部が許容を超えて分離するのを防止する。

本発明のもう１つの態様においては、車両用のエネルギー吸収装置が、車両用の補強のビームと、そのビームの前面に当接するエネルギー吸収体であって前後方向における衝撃を受けた際のエネルギーを吸収するように構成される少なくとも１つの中空のクラッシュボックスを有するエネルギー吸収体とを備える。このクラッシュボックスはそれぞれ、上部の水平方向の側壁及び底部の水平方向の側壁と、対向し合う鉛直方向の側壁とを有し、且つ、水平方向の側壁及び鉛直方向の側壁の外側の端部を結合して後方に開放した空洞を画定する端壁を有する。さらなる壁を安定化する要素が、１つの中空のクラッシュボックスにおける後方に開放した空洞の後部を横切って延びる少なくとも１つの背部ストラップを画定する。エネルギー吸収体は、複数の固定具を有し、固定具は、安定化する要素を貫通してビームの中に延びて、上部の水平方向の側壁及び底部の水平方向の側壁の後端部を共に固定し、上部の水平方向の側壁及び底部の水平方向の側壁の後端部が、エネルギー吸収体に対して前後方向における衝撃を受ける間に、許容を超えて分離するのを防止する。

当業者は、本発明におけるこれらの、そして、他の、態様、目的及び特徴を、以下の明細書、特許請求の範囲及び添付の図面を検討することによって理解し且つ評価するであろう。

射出成形されたエネルギー吸収体をＢ字形の金属製の管状ビームのフェイス上に組み込んだバンパ装置の前方斜視図である。 図１のエネルギー吸収体の後面図である。 図２における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 図１における線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。 図２のエネルギー吸収体の後方の斜視図であって、複数の背部ストラップの一部のみがその固定位置にスナップ接続されている図である。 図５の部分斜視図である。 代替形態としての、真空成形されて打ち抜きされたエネルギー吸収体の部分斜視図であって、背部ストラップがまだ取り付けられていない成形したままの位置にある状態を示す図である。 図６と同じエネルギー吸収体の部分斜視図であって、背部ストラップが取り付けられて固定位置にある状態を示す図である。 さらに別の代替形態のエネルギー吸収体の部分断面図であって、背部ストラップがまだ取り付けられていない成形したままの位置にある状態を示す図である。 図７と同じエネルギー吸収体の部分断面図であって、背部ストラップが取り付けられて固定位置にある状態を示す図である。 １つのさらなる代替形態のエネルギー吸収体の部分断面図であって、分離型の背部ストラップが熱かしめされる突起によって取り付けられた状態を示す図である。 もう１つのさらなる代替形態のエネルギー吸収体の部分断面図であって、分離型の背部ストラップが接合フランジ（例えば熱溶接フランジ）によって取り付けられた状態を示す図である。 ２つのバンパ装置の力対衝突ストロークの関係を示すグラフであり、第一のバンパ装置は、図１に示すものと同様のものであり、且つ、エネルギー吸収体の側壁を固定する背部ストラップを有するものであり、第二のバンパ装置は図１に示すものと似ているが、背部ストラップを有さないものであるグラフである。 一体にモールド成形された背部ストラップを有する別のエネルギー吸収体の斜視図であって、背部ストラップが細長いクラッシュボックスの背部を例えば２つの（又はそれより多い）位置において横切って延びている図である。 図１１における線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿った断面図である。 図１１における線ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿った断面図である。 Ｂ字形のバンパビームと、熱成形されたエネルギー吸収体と、そのエネルギー吸収体をバンパビーム上に保持するホルダとを有するバンパ装置の端面図である。 図１４の上部部分の拡大図である。 図１５の分解図である。 図１４〜１６のホルダを示す斜視図である。 さらに別の実施形態の部分斜視図である。 図１８における線ＸＩＸに沿った断面図である。 図１９と同様の断面図であるが、断面の内部部品をより明瞭に示すために若干分解した図である。 図１８と同様の部分斜視図であるが、図１８から変更が加えられている図ある。

車両バンパ１５（図１参照）は、フェイス面１７を有するＢ字形をした金属製の補強のビーム１６と、美観を有するようにバンパ１５を覆うためのフェイシア１８と、フェイス面１７と係合し且つフェイシア１８を支持するエネルギー吸収体２０とを有する。このエネルギー吸収体２０は、３つの（あるいはそれより多くても少なくてもよい）細長いクラッシュボックス２１（業界では「クラッシュローブ（crush lobe）」と呼称されることも多い）から構成される。このクラッシュボックス２１は、ビーム１６のフェイスに沿って車の横方向に細長く、エネルギー吸収体２０上に実質的に連続したフェイス面を形成する。特に、中央のクラッシュボックス２１は対称で矩形に近い形状であるのに対して、外側のクラッシュボックス２１は僅かにくさび形の形状であり、外側の端部において前後の寸法がより狭くなる湾曲した外形を有する。その結果、このエネルギー吸収体は、現代の多くの車両バンパに見られる空気力学的な湾曲形状によく適合する。各クラッシュボックス２１は、４つの面をもつ矩形の箱のような幾何学的な管状形状を形成する複数の壁によって形成される。壁は平面とすることができ、又は強度増強のためにコルゲーション（corrugation）を有してもよい。特に上部の壁及び底部の壁は、当該技術分野で既知のように、コルゲーション又は波形を有するように製作されることが多い。

図示のエネルギー吸収体２０（図４参照）は基礎フランジ２２を有し、この基礎フランジ２２は、ビーム１６のフェイス面１７と嵌め合い係合する（matingly engage）ように構成される上部及び底部のオーバーラップフランジ部２２’を有する。このとき、クラッシュボックス２１は、基礎フランジ２２から前方方向に延びるように形成されている。図示のエネルギー吸収体２０は、ポリマー材料製であり、例えば真空成形のような熱成形法によって成形される。しかし、例えば射出成形法のような他の方法によっても製作可能であると考えられる。エネルギー吸収体は、他の多くの方法、例えば熱的成形法、圧縮成形法及び他の成形法によって成形可能であると考えられる。一体成形される複数の背部ストラップ２３が、一方の端部では、一体成形されるリビングヒンジ（living hinge）２４によって取り付けられ、その自由端では、フック２５及び開口２６によって機械的にスナップ接続で取り付けられる（snap-attached）、そのため、背部ストラップ２３は、組立時に、さらなる二次的な操作を必要とせず、折り曲げてスナップ接続する（snap）ことができる。図示の構成においては、フック２５の先端が内側に向いており、そのため、衝撃を受けた際に（すなわち、側壁が偏倚して互いに離れるように拡がる時に）、衝撃の力によって、フック２５の先端が（解放位置に向かって動くのではなく）より深く係合するように動かされる。また、開口２６に隣接する当接部２７が、フック２５を弾性的に偏倚させて確実に係合させ、フック２５が誤って解放されてしまうリスクを低減する。

ストラップ（２３）は、スナップ接続による取付によるものの代わりに、いくつかの別の異なる機構によって取り付けることができると考えられる。この取付機構として、例えば、熱かしめ、超音波溶接、振動溶接、他の接合法、ステープル止め（stapling）、フック装着、リベット、ファスナ、他の機械的取付法、及び／又は任意の他の取付技術が挙げられる。ストラップ２３は、別個の構成部品として（すなわち、リビングヒンジ２４を取り除いて）製作可能であると考えられる。この場合は、ストラップ２３の両端は、エネルギー吸収体２０に組み立てる際にクラッシュボックス２１の後部を横切って装着される。ストラップ２３は、任意の間隔で配置でき、且つ、エネルギー吸収体２０の特殊な機能上の要件に対して必要に応じて任意の形状にすることができると考えられる。また、ストラップは、図１１〜１３について以下に述べるように、例えば射出成形ダイにおけるスライド部（slide）を用いることによって、成形したままの状態においてクラッシュボックスの後部を横切るように一体に成形することが可能であることも考えられる。

図示のクラッシュボックス２１は、中央領域において約３インチの前後長さを有し、その端部近傍で約１と１／２インチ（１．５インチ）の前後長さを有する。クラッシュボックス２１の鉛直方向の高さは約４と１／２インチ（４．５インチ）である。エネルギー吸収体２０の長さは約４８〜５２インチであり、車両のフロントの空気力学的形状に合致するように弓状に形づくられている。クラッシュボックス２１は、横向きの方向に（すなわち、金属製のビーム１６の長さに平行に）少なくとも２〜３倍、さらに好ましくは約５〜１０倍又はそれ以上に伸ばされた長さを有する。図示の中央のクラッシュボックスの長さは約２０インチであるが、外側の２つのクラッシュボックスの長さは約１４インチである。

背部ストラップ２３は、それぞれ、結合されるクラッシュボックス２１の空洞を横切って延びており、十分な厚さ、大きさ及び幅を有しているので、鉛直方向に間隔を空けて水平方向に延びる側壁同士を、鉛直方向の側壁同士の内側で（inboard）固定することができる。それ故、背部ストラップ２３は、バンパ装置に対して前後方向における衝撃を受けた時に、水平方向の側壁が、許容を超えて分離し且つ拡がることを防止する。背部ストラップ２３の数及び位置は、クラッシュボックス２１の上部の側壁及び底部の側壁に所望されるレベルの安定性を実現するように設計される。図示のように、背部ストラップ２３は、その幅が約１／２インチ（０．５インチ）〜約１インチであり、エネルギー吸収体２０に沿って、約５インチぐらいごとに配置される。それは、背部ストラップ２３が接続している側壁の深さにほぼ等しい。しかし、背部ストラップ２３は、さらに間隔を広く、例えば６〜８インチごとに配置することも可能であり、あるいは、所望される場合は、背部ストラップ２３同士は、さらに近付けて配置することが可能であると考えられる。背部ストラップ２３及び基礎フランジ２２の厚さはほぼ同じであるが、特殊な設計により異なる構造が必要とされる場合は、これらを変更することが可能であるとも考えられる。

クラッシュボックス２１が、車の横方向に（すなわち、エネルギー吸収体の長さに平行な方向に）細長いことは、いくつかの理由から重要であると考えられる。細長いクラッシュボックスは成形が容易であり、それ故、製造のサイクル時間が短縮され、金型費及びリードタイムが低減し、全体の維持コスト及び製造コストが低減する。また、ストラップは、衝撃を受けた時にエネルギー吸収を大きく増大し且つエネルギー吸収効率を高め、薄い壁を有する熱成形されたエネルギー吸収体に、激しい衝撃が加わった際に求められるエネルギー吸収機能を付与する。また、ストラップは、調整が容易であり、必要に応じた配置が容易であり、リードタイム、金型費及び製造サイクル時間を低減する他の製造上の利点を有する。

上述に示すように、このエネルギー吸収体は、熱成形、射出成形、又は当該技術分野で知られる他の方法で成形され得る。エネルギー吸収体２０Ａを熱成形する場合（図６及び６Ａ参照）は、背部ストラップ２３Ａ、そしてまた、フック２５Ａを受け入れるための開口２６Ａは、クラッシュボックス２１Ａを成形するために熱成形を行う前（又は後）に原材料シートから打ち抜きされる。熱成形されるエネルギー吸収体においては、細長い側壁２８Ａ及び鉛直方向の側壁２９Ａは、熱成形工程において基礎フランジ（図５の符号２２参照）から引き伸ばされるので薄くなる。また、側壁２８Ａ及び２９Ａの厚さを一定にできるように、あるいは、側壁２８Ａ及び２９Ａの全長にわたって厚さを徐々に薄くするようにして成形できるように、側壁２８Ａ及び２９Ａにおける引き伸ばしの位置は熱成形工程によって調整可能であることも分かる。所望の壁厚さ及び形状を実現するように熱成形工程を制御することは既知であり、よって、当業者にこの工程を説明する必要はない。特に、エネルギー吸収体を射出成形又は圧縮成形する場合も、壁厚さ及び厚さ形状は金型の設計によって制御可能である。

図７及び７Ａのエネルギー吸収体２０Ｂは、一方の端部にフック２５Ｂをもつ背部ストラップ２３Ｂを有するように射出成形される。このフック２５Ｂは、クラッシュボックス２１Ｂの対応する側壁２８Ｂの溝２６Ｂにスナップ係合する。エネルギー吸収体２０Ｂは開口を必要としない点が注目される。さらに、背部ストラップ２３Ｂは、車両の衝突時に（衝突時に側壁同士が離れるように偏倚させられる場合に取付強度が増大するように係合する）フックの向きと、また組立時に補強のビームの前面に対向して位置決めされる背部ストラップとの両方によって、所定位置に保持される。

上述の背部ストラップ（２３）は、エネルギー吸収体の１つの成形部品として、一体に成形される。しかし、背部ストラップを、図８及び９に示すように別個に成形される部品とすることが可能であると考えられる。図８において、エネルギー吸収体２０Ｃは、クラッシュボックス２１Ｃと背部ストラップ２３Ｃとを有するが、この背部ストラップ２３Ｃは別個に成形される帯材である。背部ストラップ２３Ｃの端部３１Ｃ及び３２Ｃは、エネルギー吸収体２０Ａから延びる突起２５Ｃを受入れる開口２６Ｃを有している。突起２５Ｃは、（例えば「熱かしめ」方式によって）熱的に再成形されて、ストラップ２３Ｃをエネルギー吸収体に保持するマッシュルーム形のヘッド２７Ｃ’（すなわちリベット状ヘッド）を形成する。これによって、突起２５Ｃは、その組立体を、クラッシュボックスの側壁２８Ｃ同士を保持する背部ストラップと一緒に、確実に固定する。また、エネルギー吸収体２０Ｄ（図９参照）が、別個に製造される背部ストラップ２３Ｄをもつクラッシュボックス２１Ｄを有することができ、この背部ストラップ２３Ｄが、位置３５Ｄ及び３６Ｄにおいて、エネルギー吸収体における相手側（mating）の当接フランジ３３Ｄ及び３４Ｄに熱接合される端部３１Ｄ及び３２Ｄを有するような方式も考えられる。

図１０は、細長いクラッシュボックスを有する２つのエネルギー吸収体におけるエネルギーの吸収を比較するグラフである。曲線４０は、上述の図１の背部ストラップを有するエネルギー吸収体２０についてのものである。もう一方のエネルギー吸収体（１００）は、同様の細長いクラッシュボックスを有するが、背部ストラップを全く有さず、クラッシュボックスの側壁を安定化又は固定することがないものである。図に示すように、背部ストラップを有するエネルギー吸収体は、衝撃を受ける間にその側壁が離れて拡がることができないのでより著しく大きなエネルギー吸収を示す。こうして、側壁は、優れたエネルギー吸収をもたらすように圧壊して「ぐしゃぐしゃに変形する（crumple）」。しかも、それが、より確実に且つ変わらず起こる。

図１１は、複数の細長いクラッシュボックス２１Ｅと、各クラッシュボックス２１Ｅの長さに沿って配置されて一体成形された２つの背部ストラップ２３Ｅとを有するエネルギー吸収体２０Ｅを示す。背部ストラップ２３Ｅは、クラッシュボックスの上部及び底部の壁の後端部同士を固定し、それ故、上部及び底部の壁が早期に拡がるのを防止することによってクラッシュボックスの強度を大幅に高めている。また、これによって、車両が衝撃を受けた時／衝突した時に、一層変わらない衝撃エネルギーの吸収が促進される。成形部品に「目隠し」部分を作製するためのスライド部及びカムを備えた成形用ダイを作製することは、成形分野においてよく知られていることであると分かる。作製しない場合、この成形部品は、ダイロックされるであろう（すなわち、「ダイロック」の状態は、成形部品の取り外しに干渉する成形部品上の表面のために、成形部品をダイから取り外しできない状態であり、それ故、その成形部品が金型上に「ロックされる」状態である）。図示のエネルギー吸収体２０Ｅにおいては、背部ストラップ２３Ｅは端部４０Ｅ及び４１Ｅを有し、端部４０Ｅ及び４１Ｅは、成形される時に、エネルギー吸収体２０Ｅにおける隣接して連続する材料によって形成される。また、成形されたエネルギー吸収体２０Ｅは、基礎の壁／フランジ２２Ｅから延びる、上部のフランジ４２Ｅ及び底部のフランジ４３Ｅを有し、この上部のフランジ４２Ｅ及び底部のフランジ４３Ｅは、衝撃を受けている間、エネルギー吸収体２０Ｅをバンパビームのフェイス上に保持することを補助する。

図１４のバンパ装置は、Ｂ字形のバンパビーム１６と、エネルギー吸収体２０Ｆと、エネルギー吸収体２０Ｆをビーム１６のフェイス上に保持するための射出成形されたホルダ５０Ｆとを有する。図示のエネルギー吸収体２０Ｆは、真空成形法によって熱成形されるが、他の方法によっても製作可能であると考えられる。エネルギー吸収体２０Ｆは、基礎のフランジ２２Ｆと、フランジ２２Ｆから延びるクラッシュボックス２１Ｆと、外向きに形成される上部のフランジ５１Ｆ及び底部のフランジ５２Ｆとを有する。上部のフランジ５１Ｆ及び底部のフランジ５２Ｆはそれぞれ端部５３Ｆ及び端部５４Ｆを有する（端部５３Ｆ及び５４Ｆは平坦であってもよく、反対方向に曲げられていてもよい）。ホルダ５０Ｆは、安価な可撓性を有する部品であり、その上部に沿う第一チャネル部分５６Ｆと、その底部に沿う第二チャネル部分５７Ｆと、チャネル部分５６Ｆ及び５７Ｆ同士を所望の間隔をおいて保持する横断帯材５８Ｆとを有する。チャネル５６Ｆ及び５７Ｆは、それぞれ、複数の摩擦式のリテーナ５９Ｆ（当該分野では、その形状から、一般的に「クリスマスツリーファスナ」と呼称される）を有する。リテーナ５９Ｆは、ホルダ５０Ｆをビーム１６のフェイスに素早く取り付け得るように、Ｂ字形ビーム１６の穴５９Ｆ’と位置が合うように配置される。

上部のチャネル部分５６Ｆは、基礎のフランジ６０Ｆと、上方側のフランジ（upper flange）６１Ｆと、ポケット部６３Ｆを形成する下方側のフランジ（lower flange）６２Ｆとを有する。（底部のチャネル部分５７Ｆは同じ構成要素を有するので、上部のチャネル部分５７Ｆについてのみ説明する）。下方側のフランジ６２Ｆは、クラッシュボックスの壁がフランジ６２Ｆが設けられている部分を通過することができるように、必要に応じて切り目が入れられている。上方側のフランジ６１Ｆは、部分的にポケット部６３Ｆの上に延び、逆向きに形成される端部分６４Ｆを有する。上部のフランジ５１Ｆは、「ジッパーロック」の態様（図１６参照）でポケット部６３Ｆの中にスライドして入り込むような形状に形成される。この態様では、上部のフランジ５１Ｆは、端部分６４Ｆによって把持される（図１５参照）。

背部ストラップの代わりに、第二シートを、熱成形されるエネルギー吸収体５０Ｆの背部側に接合することができると考えられる。接合されたシートは、エネルギー吸収体のクラッシュボックスの上部の壁及び底部の壁を安定化するように作用するため、早期に拡がることを防止し、これによって、衝撃を受けた際の衝撃エネルギーの吸収をより予測可能なものとする。

図１８は、別の実施形態の部分斜視図である。この実施形態においては、バンパ１５Ｇが、金属製のＢ字形をした補強のビーム１６Ｇと、そのフェイス上の射出成形されたエネルギー吸収体２０Ｇと、ビーム１６Ｇ及びエネルギー吸収体２０Ｇの間に挟み込まれる熱成形された側壁を安定化する要素２３Ｇとを有する。エネルギー吸収体２０Ｇは、（その端部にかえり突起［barb］２５Ｇ’をもつ）取付用の突起２５Ｇを有し、その取付用の突起２５Ｇは、要素２３Ｇにおける相手側となる開口７０Ｇを貫通して延びて、ビーム１６Ｇのフェイスにおける上部及び底部における開口７１Ｇと噛み合い（interlocking）係合する。熱成形された要素２３Ｇは、エネルギー吸収体２０Ｇの対向する側壁２８Ｇ同士が衝撃を受けている間に離れて拡がらないように、それらの側壁２８Ｇを安定化し、それによって最適なエネルギーの吸収を可能にする。特に、要素２３Ｇがなければ、突起２５Ｇは衝撃によってスナップ接続が外れようとし、それによって、側壁２８Ｇが解放されて許容を超えて拡がり、衝撃を受けている間のエネルギー吸収を大きく低下させるであろう。本発明による構成の利点は、側壁を安定化する要素２３Ｇを、エネルギー吸収体２０Ｇ上に容易に取り付けることが可能であることであり、さらに、このとき、要素２３Ｇ及びエネルギー吸収体２０Ｇからなる組立体がビーム１６Ｇに嵌め込まれていることである。これによって、別個の固定具の使用が最小限にされ、また、組み立て時の手作業も低減されることにより、コストが大幅に低減される。

図示のビーム１６ＧはＢ字形形状であるが、エネルギー吸収体と熱成形された壁を安定化する要素とを用いる本発明の構成は、他のビーム形状、例えば単管ビーム、多重管ビーム及び開放した溝形ビームにも使用可能であることが分かる。

壁を安定化する要素２３Ｇは、種々の手段（例えば真空熱成形、射出成形、モールド成形、打ち抜き、スタンピング等）で製作でき、且つ、違う材料（例えばプラスチック、金属、複合材等）とすることができる。図示の要素２３Ｇは、真空熱成形されたものであり、開口７０Ｇ及び７１Ｇをその中にもつ上部及び底部のフランジ７５Ｇを有し、さらにクラッシュボックス２１Ｇを横切って延びるエリア部７６Ｇを有する。エリア部７６Ｇは、衝撃を受けている間に安定性を加えて、エネルギー吸収体２０Ｇをビーム１６Ｇのフェイス上に保持する補助をする。拡張されたエリア部７６Ｇは、クラッシュボックス２１Ｇの長さにわたってもよく、又は、分割されて一連の短いエリアにすることも可能である。要素２３Ｇは、ビーム１６Ｇの全長にわたって延びる（図１８参照）ことも可能であり、又は、特定のクラッシュボックス２１Ｇの長さに限定する（図２１参照）（すなわちビームの全長よりも大幅に短くする）ことが可能であると考えられる。

上述に示すように、図示のエネルギー吸収体２０Ｇ（図２０参照）は、かえり突起２５Ｇ’をもつ取付用の突起２５Ｇを有し、その取付用の突起２５Ｇは、要素２３Ｇの相手側となる開口７０Ｇを貫通して延び、ビーム１６Ｇのフェイスにおける上部及び底部の開口７１Ｇと噛み合い係合する。この突起（２５Ｇ）は、異なる構成にすることが可能であり、異なる方式で（例えば、摩擦嵌合、「クリスマスツリー」タイプの押し込みファスナ等によって）ビーム１６Ｇに保持することが可能であると考えられる。また、図示のエネルギー吸収体２０Ｇは複数の短い突起ピン（stud）（図２０においてフック２５Ｇ’に隣接して示される突起ピンを参照）を有する。この突起ピンは、壁を安定化する要素２３Ｇの相手側となる穴の中に延びて、その端末がその穴の中で終端する。この短い突起ピンは、ビーム１６Ｇの中に延びることなく安定性を追加するものとして、かえり突起付きの突起２５Ｇ同士の間において（エネルギー吸収体の付属フランジに沿って突起２５Ｇと同一線上に、又は若干ずらして）用いることができる。この短い突起ピンは、その意図する目的が衝撃を受ける間においてエネルギー吸収体の対応する壁を安定化することであるので、その相手側となる穴の中で隙間嵌めにより配置することができ、又は摩擦嵌めとすることもできる。図示のかえり突起２５Ｇ’は逆向きに戻るフック形状を有するが、かえり突起２５Ｇ’を任意の所望の形状にすることも可能であると考えられる。図示の要素２３Ｇは、基本的に、クラッシュボックス２１Ｇの全長に及ぶ１つの大きな背部ストラップを形成する。しかし、本発明の範囲は、単一の長い要素２３Ｇの代わりに１つ以上のより短い要素２３Ｇを使用することも含む。

エネルギー吸収体は、図示のエネルギー吸収体２０Ｇよりも遥かに精巧で複雑なものとなり得ると特に考えられるが、このことは、バンパ設計の分野における当業者には理解されるところであろう。例えば、多くのエネルギー吸収体は、車両の前面フェイシアを支持するように構成され、また、電気線及び／又はハードウェア（すなわちライト、グリル等）の保持のような機能を有するようにも構成される。また、エネルギー吸収体は、一般的に、例えば角での衝突、正面の支柱との衝突（front-on post impact）、正面のバンパ対バンパの衝突等のための特定の様々な位置において、それらに合わせたエネルギーの吸収を提供するように設計される。本発明の要素（２３Ｇ）は、非常に細長いために側壁２８Ｇの安定化を必要とする任意のクラッシュボックス２３Ｇに対しても、クラッシュボックスの位置、形状又は向きには関係なく、且つ、エネルギー吸収体の全体的な形状に関係なく、適合するように製作できる。それ故、それは、広範囲の設計に適応することができる。

以上述べた構造に対しては、本発明の概念から離れることなく変形及び変更を加え得ることが理解されるはずである。さらに、かかる概念は、以下の特許請求の範囲の言語による主張が明らかに他のことを記述している場合を除き、この特許請求の範囲にカバーされるように意図されていることが理解されるはずである。

排他的な所有権及び恩恵が主張される本発明の態様を、添付の特許請求の範囲のように画定する。

Claims (20)

1. エネルギー吸収体を備えた車両用のエネルギー吸収物品であって、
   前記エネルギー吸収体は、
   車載されている位置にある時に長手方向及び鉛直方向に延びる当接表面を画定する基礎フランジであって、バンパビームのフェイス面に配置されるようになった基礎フランジと、
   前後方向において前記基礎フランジから延び、前記前後方向における衝撃を受けた時にエネルギーを吸収するように構成される中空のクラッシュボックスであって、上部の水平方向の側壁及び底部の水平方向の側壁、並びに、対向し合う鉛直方向の側壁を有し、且つ、前記水平方向の側壁及び前記鉛直方向の側壁の外側の端部を結合して後方に開放した空洞を画定する端壁を有する、クラッシュボックスとを有し、
   前記エネルギー吸収体は、前記中空のクラッシュボックスの前記後方に開放した空洞の後部を横切って取り付けられる少なくとも１つの背部ストラップを有し、
   前記少なくとも１つの背部ストラップは、前記上部の水平方向の側壁及び前記底部の水平方向の側壁の後端部を共に、前記鉛直方向の側壁から離れた位置において前記基礎フランジの近くで固定し、前記エネルギー吸収体に対して前記前後方向における衝撃を受けた時に、前記上部の水平方向の側壁及び前記底部の水平方向の側壁における前記後端部が許容を超えて分離するのを防止する、
   車両用のエネルギー吸収物品。
2. 前記クラッシュボックスは、その高さの少なくとも５倍の長さを有する請求項１に記載の物品。
3. 前記クラッシュボックスは、その高さの少なくとも１０倍の長さを有する請求項２に記載の物品。
4. 前記背部ストラップは、前記エネルギー吸収体の材料における一体であり連続した部分として形成される請求項１に記載の物品。
5. 前記背部ストラップは、一方の端部に形成されたリビングヒンジを有する請求項１に記載の物品。
6. 前記背部ストラップは、前記エネルギー吸収体の前記クラッシュボックスにおける前記水平方向の側壁の１つに取り付けられる他方の端部を有する請求項５に記載の物品。
7. 前記他方の端部は、スナップ接続の取付構造を有する請求項６に記載の物品。
8. 前記少なくとも１つの背部ストラップは、間隔をあけて配置される少なくとも２つの背部ストラップを含む請求項１に記載の物品。
9. 前記エネルギー吸収体は、材料シートから熱成形工程によって製造され、前記水平方向の側壁及び前記鉛直方向の側壁は、引き伸ばされて前記基礎フランジよりも薄い厚さ寸法を有する請求項１に記載の物品。
10. 前記エネルギー吸収体は、さらにいくつかのクラッシュボックスを有する請求項１に記載の物品。
11. 前記クラッシュボックスの少なくとも１つが、湾曲形状を示す弓面状のフェイス面を有する請求項１０に記載の物品。
12. 前記背部ストラップは、前記クラッシュボックスの前記側壁の１つに機械的に取り付けられる少なくとも１つの端部を有する請求項１に記載の物品。
13. 前記少なくとも１つの端部は、スナップ接続の取付構造を有する請求項１２に記載の物品。
14. 前記背部ストラップの１つの端部と前記クラッシュボックスの相手側部分とは、フックと開口との嵌め合い接続構造を構成する請求項１３に記載の物品。
15. 前記背部ストラップは、接合材によって取り付けられる少なくとも１つの端部を有する請求項１に記載の物品。
16. 金属製の補強のビームを有し、且つ、前記補強のビームのフェイスに配置される請求項１に記載の物品を有するバンパ装置。
17. 前記補強のビーム及び前記エネルギー吸収体を覆うフェイシアを有する請求項１６に記載のバンパ装置。
18. 車両用の補強のビームと、
    前記ビームの前面に当接し、前後方向における衝撃を受けた時にエネルギーを吸収するように構成される少なくとも１つの中空のクラッシュボックスを有するエネルギー吸収体であって、前記クラッシュボックスがそれぞれ、上部の水平方向の側壁及び底部の水平方向の側壁、並びに、対向し合う鉛直方向の側壁を有し、且つ、前記水平方向の側壁及び前記鉛直方向の側壁の外側の端部を結合して後方に開放した空洞を画定する端壁を有する、エネルギー吸収体と、
    前記中空クラッシュボックスにおける前記後方に開放した空洞の後部を横切って延びる少なくとも１つの背部ストラップを画定する、さらなる壁を安定化する要素とを備え、
    前記エネルギー吸収体は、固定具を複数有し、
    前記固定具は、前記要素を貫通して前記ビームの中に延びて、前記上部の水平方向の側壁及び前記底部の水平方向の側壁の後端部を共に固定し、前記上部の水平方向の側壁及び前記底部の水平方向の側壁の前記後端部が、前記エネルギー吸収体に対して前記前後方向における衝撃を受ける間に許容を超えて分離するのを防止する、
    車両用のエネルギー吸収装置。
19. 前記エネルギー吸収体は射出成形され、前記さらなる要素は熱成形される請求項１８に記載の装置。
20. 車両用のエネルギー吸収物品を構成する方法であって、
    車載されている位置にある時に長手方向及び鉛直方向に延びる当接表面を画定し、バンパビームのフェイス面に係合するようになった基礎フランジと、前後方向において前記基礎フランジから延び、前記前後方向における衝撃を受けた時にエネルギーを吸収するように構成される中空のクラッシュボックスとを有するようにエネルギー吸収体を形成するステップであって、前記クラッシュボックスが、上部の水平方向の側壁及び底部の水平方向の側壁、並びに、対向し合う鉛直方向の側壁を有し、且つ、前記水平方向の側壁及び前記鉛直方向の側壁の外側の端部を結合して後方に開放した空洞を画定する端壁を有する、エネルギー吸収体を形成するステップと、
    少なくとも１つの背部ストラップを形成するステップと、
    前記中空のクラッシュボックスの前記後方に開放した空洞の後部を横切って、前記少なくとも１つの背部ストラップを取り付けるステップであって、前記少なくとも１つの背部ストラップを取り付けることによって、前記上部の水平方向の側壁及び前記底部の水平方向の側壁の後端部を共に、前記鉛直方向の側壁から内側の離れた位置において前記基礎フランジの近くで固定し、前記エネルギー吸収体に対して前後方向における衝撃を受けた時に、前記上部の水平方向の側壁及び前記底部の水平方向の側壁の前記後端部が許容を超えて分離するのを防止する、前記少なくとも１つの背部ストラップを取り付けるステップと
    を備える、車両用のエネルギー吸収物品を構成する方法。

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