JP2012116254A

JP2012116254A - 車両用衝撃吸収部材の取付構造

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Publication number: JP2012116254A
Application number: JP2010266038A
Authority: JP
Inventors: Mitsutoshi Kano; 光寿加納
Original assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Current assignee: Toyoda Iron Works Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: JP5544284B2

Abstract

【課題】スペーサを用いることなく応力集中が生じないように所定の取付強度を確保しつつ、簡単な構造で組付性に優れた安価な取付構造を提供する。
【解決手段】衝撃吸収部材１４Ｒおよび前記サイドメンバー１２Ｒの少なくとも一方は、その端部に一体に連続して設けられるとともに１８０°折り返されて、固定部材２２が貫通させられる部分に密着するように重ね合わされる折返し重合部２６を有し、折返し重合部２６は、筒形状の対称位置に複数設けられており、該対称位置の前記折返し重合部２６が設けられた部分に跨がって筒状部材が一体的に固設され、該筒状部材内を前記固定部材２２が挿通させられている。
【選択図】図２

Description

本発明は車両用衝撃吸収部材に係り、特に、サイドメンバーの端部に嵌合されて固定部材により一体的に固定される車両用衝撃吸収部材の取付構造の改良に関するものである。

少なくとも端部が筒形状を成している車両のサイドメンバーに対し、そのサイドメンバーから車両の前方または後方へ突き出すように筒形状の衝撃吸収部材を配設する際に、その衝撃吸収部材を前記サイドメンバーの前記端部に嵌合するとともに、その嵌合部分に固定部材を貫通させて両者を一体的に固定する車両用衝撃吸収部材の取付構造が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、サイドメンバーと衝撃吸収部材との間に筒状のスペーサが介在させられているとともに、固定部材によって一体的に共締め固定されるようになっており、その固定部材によって固定される部分の応力集中が緩和されて、衝撃吸収部材に加えられた圧縮荷重がサイドメンバーに適切に伝達されて受け止められる。また、特許文献２では、衝撃吸収部材（バンパステー３）にフック部６が設けられ、サイドメンバー２の内側に嵌合される取付基部５との間でサイドメンバー２の側面部７を挟むようになっており、高い取付強度が得られて、衝撃吸収部材に加えられた圧縮荷重がサイドメンバーに適切に伝達されて受け止められる。

特開２００４−２１７１７４号公報特開平１１−２０８３９２号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の取付構造では、筒状のスペーサを必要とするため、部品点数が増えるとともに組付工数が多くなり、組付性に改善の余地があるとともに、製造コストの増加を招く可能性がある。スペーサを省略すると、固定部材によってサイドメンバーに固定される部分に応力集中が生じ、例えば衝撃吸収部材の肉厚を薄くして軽量化を図る場合に破断し易くなって、所定の衝撃エネルギー吸収性能が得られなくなる恐れがある。一方、特許文献２に記載の取付構造では、高い取付強度が得られるものの、衝撃吸収部材の構造が複雑で製造コストが高くなるとともに、フック部と取付基部との間にサイドメンバーの一対の側面部を嵌め込む必要があるため、組付作業が必ずしも容易でないという問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、スペーサを用いることなく応力集中が生じないように所定の取付強度を確保しつつ、簡単な構造で組付性に優れた安価な取付構造を提供することにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、少なくとも端部が筒形状を成している車両のサイドメンバーに対し、そのサイドメンバーから車両の前方または後方へ突き出すように筒形状の衝撃吸収部材を配設する際に、その衝撃吸収部材を前記サイドメンバーの前記端部に嵌合するとともに、その嵌合部分に固定部材を貫通させて両者を一体的に固定する車両用衝撃吸収部材の取付構造において、前記衝撃吸収部材および前記サイドメンバーの少なくとも一方は、その端部に一体に連続して設けられるとともに１８０°折り返されて、前記固定部材が貫通させられる部分に密着するように重ね合わされる折返し重合部を有することを特徴とする。

第２発明は、第１発明の車両用衝撃吸収部材の取付構造において、(a) 前記折返し重合部は、前記筒形状の対称位置に複数設けられており、(b) その対称位置の前記折返し重合部が設けられた部分に跨がって筒状部材が一体的に固設され、その筒状部材内を前記固定部材が挿通させられていることを特徴とする。

このような車両用衝撃吸収部材の取付構造においては、衝撃吸収部材およびサイドメンバーの少なくとも一方が、その端部に一体に連続して設けられるとともに１８０°折り返されて固定部材が貫通させられる部分に密着するように重ね合わされる折返し重合部を備えているため、固定部材によって固定される部分の応力集中が緩和されて取付強度が向上し、衝撃吸収部材の肉厚を薄くして軽量化を図る場合でも所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られる。また、衝撃吸収部材およびサイドメンバーの少なくとも一方に折返し重合部を設ければ良いため、構造が簡単で安価に構成されるとともに、別途スペーサを設ける場合に比較して部品点数が少なく、製造コストが節減されるとともに組付性が向上する。更に、折返し重合部は１８０°折り返されており、その折り返された回曲部分側から嵌合されるため、引っ掛かりが抑制されて嵌合作業を容易に行うことができるとともに、折返し重合部は少なくとも固定部材によって固定される部分に設けられれば良いため、更なる軽量化が可能となる。

第２発明では、上記折返し重合部が筒形状の対称位置に複数設けられているとともに、その対称位置の折返し重合部が設けられた部分に跨がって筒状部材が一体的に固設され、その筒状部材内を固定部材が挿通させられているため、筒状部材を介してサイドメンバーおよび衝撃吸収部材の対称位置の側板部分が一体的に連結され、衝撃吸収部材の取付強度が一層向上するとともに、衝撃吸収部材に加えられた圧縮荷重が筒状部材にも伝達されて応力集中が緩和されるため、衝撃エネルギー吸収性能が一層安定する。

本発明の一実施例を説明する図で、(a) は具体的な配設態様の一例を示す概略平面図、(b) は右側の車両用衝撃吸収部材を拡大して示す平面図である。図１の車両用衝撃吸収部材の取付構造を説明する図で、(a) は斜視図、(b) は(a) のIIB 矢視方向から見た側面図、(c) は(b) におけるIIC −IIC 断面の拡大図である。本発明の他の実施例を説明する図で、何れも図２(c) に相当する断面図である。本発明の更に別の実施例を説明する図で、左右の側板部分に跨がって筒状部材が配設されている場合であり、図２(c) に相当する断面図である。本発明の更に別の実施例を説明する図で、(a) は斜視図、(b) は(a) のVB矢視方向から見た側面図である。

車両用衝撃吸収部材は、例えば車両の前後両方に配設されて前後のバンパービームを支持するように構成されるが、前側のみに配設されても良いし、後側のみに配設されても良く、車両の前後に配設される場合に何れか一方のみに本発明を適用するだけでも差し支えない。衝撃吸収部材はサイドメンバーから車両の前方または後方へ突き出すように配設されるが、厳密に車両の前方または後方へ突き出す必要はなく、車両の左右方向或いは上下方向へ傾斜する姿勢で配設されても良い。

サイドメンバーは、少なくとも衝撃吸収部材が嵌合される端部が筒形状を成していれば良く、サイドメンバー全体が筒形状を成していても良いし、端部以外は中実構造などでも良い。筒形状は、例えば断面が正方形や長方形の矩形が適当であるが、六角形等の五角形以上の多角形であっても良いし、菱形や平行四辺形、円形、楕円形、長円形でも良いなど、種々の態様が可能である。衝撃吸収部材は、そのサイドメンバーに嵌合されるように、少なくとも嵌合部分はサイドメンバーの端部と略同一断面の筒形状とされる。衝撃吸収部材は、軸方向から圧縮荷重が加えられた場合に例えば蛇腹状に圧壊させられることによって衝撃エネルギーを吸収するもので、軸方向の全長に亘って筒形状とされる。衝撃吸収部材は、押出成形により形成しても良いし、鋼板をプレス成形して得られる断面略コの字状の半割体を、一対組み合わせ接合して形成しても良い。

サイドメンバーと衝撃吸収部材との嵌合部分を貫通して両者を一体的に固定する固定部材は、例えばボルトおよびナットによる締結が適当であるが、リベットなどの他の固定手段を採用することもできる。

折返し重合部は、衝撃吸収部材およびサイドメンバーの少なくとも一方に設けられれば良く、衝撃吸収部材のみに設けても良いし、サイドメンバーのみに設けても良く、それ等の両方に設けても良い。折返し重合部は、衝撃吸収部材やサイドメンバーの端部に一体に連続して設けられるとともに、１８０°折り返されて固定部材が貫通させられる部分に密着するように重ね合わされるもので、この折返し重合部が設けられる部材（衝撃吸収部材やサイドメンバー）は、曲げ変形可能な板状金属にて構成される。

折返し重合部は、例えば外側に嵌合される部材の場合は内側へ折り返し、内側に嵌合される部材の場合は外側へ折り返すことにより、衝撃吸収部材とサイドメンバーとの間に挟まれるように設けられるが、外側に嵌合される部材の場合に外側へ折り返し、内側に嵌合される部材の場合に内側へ折り返すようにして設けることも可能である。何れの場合も、折返し重合部の存在で固定部材によって固定される部分の応力集中が緩和され、衝撃吸収部材の取付強度が高くなって所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようになる。

上記折返し重合部は、固定部材が貫通させられる部分（固定部位）に重ね合わされるように設けられるが、固定部位以外の部分にも、この折返し重合部を補強的に設けることも可能である。固定部位が複数ある場合、総ての固定部位に折返し重合部を設けることが望ましいが、複数の固定部位の一部に折返し重合を設けるだけでも差し支えない。

折返し重合部の先端を更に略９０°折り曲げてフランジ状のストッパを設け、他方の部材の端部に係合させられることにより、両者の嵌合深さが規定されるようにすることもできる。これにより、固定部材を貫通させる貫通穴等の位置合せが容易になり、組付作業性が一層向上する。

第２発明では、筒形状の対称位置に折返し重合部が複数設けられるが、この対称位置は、例えば互いに平行な平坦な一対の側板を有して筒形状が構成されている場合に、その一対の側板と平行な中心線を挟んで対称的な位置で、それ等の側板に対して垂直となる姿勢で筒状部材を設けることができる。サイドメンバーや衝撃吸収部材が円筒形状の場合、その中心に対して対称的な２位置に折返し重合部を設けることもできるなど、種々の態様が可能である。筒状部材は、折返し重合部が設けられた部分に固設されるが、必ずしも折返し重合部そのものに固設する必要はなく、折返し重合部そのものは、嵌合の内側の部材に設けられても良いし、嵌合の外側の部材に設けられても良い。筒状部材は、内側に嵌合される部材に一体的に固設される。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された車両用衝撃吸収部材の一例を説明する図で、(a) は車両のフロント側のバンパービーム１０の近傍を車両の上方から見た概略平面図であり、左右のサイドメンバー１２Ｒ、１２Ｌの前端部にはそれぞれ衝撃吸収部材としてクラッシュボックス１４Ｒ、１４Ｌが配設されており、バンパービーム１０は、その左右の両端部においてクラッシュボックス１４Ｒ、１４Ｌを介してサイドメンバー１２Ｒ、１２Ｌに取り付けられている。図１の(b) は、右側のクラッシュボックス１４Ｒを拡大して示す平面図である。そして、これ等のクラッシュボックス１４Ｒ、１４Ｌは、それぞれ車両前方から圧縮荷重が加えられた場合に軸方向に例えば蛇腹状に圧壊させられ、その時の変形で衝撃エネルギーを吸収し、サイドメンバー１２Ｒ、１２Ｌ等の車両の構造物に加えられる衝撃を緩和する。なお、バンパービーム１０は、バンパーのリインフォースメント（補強部材）および取付部材として機能するもので、合成樹脂等から成るバンパー本体１６が一体的に取り付けられるようになっている。

図２は、上記右側のクラッシュボックス１４Ｒをサイドメンバー１２Ｒに一体的に固定する取付構造を説明する図で、(a) は車両の斜め前上方から見た斜視図、(b) は(a) のIIB 矢視方向から見た側面図、(c) は(b) におけるIIC −IIC 断面の拡大図である。クラッシュボックス１４Ｒおよびサイドメンバー１２Ｒは、何れも断面が略正方形の角筒形状を成しており、サイドメンバー１２Ｒの先端部の内側にクラッシュボックス１４Ｒの端部が嵌合され、その嵌合部分２０のうち左右両側の互いに平行な平坦な一対の側板部分がそれぞれ複数のボルト２２によって一体的に固定されている。ボルト２２は、本実施例では左右の対称位置に上下方向に離間して２本ずつ配設されるようになっている。また、内側に嵌合されるクラッシュボックス１４Ｒの内壁面にはナット２４が溶接等により予め固設されており、サイドメンバー１２Ｒおよびクラッシュボックス１４Ｒの側板部分に設けられた貫通穴内を略垂直に貫通させられたボルト２２が、そのナット２４に螺合されることにより、それ等のサイドメンバー１２Ｒおよびクラッシュボックス１４Ｒの側板部分が互いに密着するように一体的に締結固定されている。ボルト２２は固定部材に相当する。

上記クラッシュボックス１４Ｒは、押出成形等によって角筒形状に形成された板状金属にて構成されており、その嵌合部分２０側の端部には折返し重合部２６が一体に設けられている。この折返し重合部２６は、四角筒形状のクラッシュボックス１４Ｒの端部に一体に連続して設けられた延長部分をへミング加工により外側へ１８０°折り返して、クラッシュボックス１４Ｒの本体部分の外壁面に密着するように重ね合わせたもので、上下左右の４箇所の側板部分にそれぞれ設けられている。左右両側の２箇所の折返し重合部２６は、前記ボルト２２が貫通させられる固定部位を含んでおり、そのボルト２２を挿通させる貫通穴が設けられ、ボルト２２がナット２４に螺合されることによりクラッシュボックス１４Ｒの本体部分とサイドメンバー１２Ｒとの間で挟圧される。これにより、ボルト２２によって固定される部分の応力集中が緩和されてクラッシュボックス１４Ｒの取付強度が向上し、そのクラッシュボックス１４Ｒの肉厚を薄くして軽量化を図る場合でも所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようになる。また、４箇所の折返し重合部２６が１８０°折り返された回曲部２８は、何れも半円弧形状を成しているため、クラッシュボックス１４Ｒをサイドメンバー１２Ｒの内側に嵌合する際に、引っ掛かりが抑制されて嵌合作業を容易に行うことができる。

上記４箇所の折返し重合部２６の先端にはまた、それぞれ略９０°外側へ折り曲げられたフランジ状のストッパ３０が設けられており、サイドメンバー１２Ｒの端部に係合させられることにより、両者の嵌合深さが規定される。本実施例では、ストッパ３０が略９０°曲げ変形させられた基端部分（曲げ開始部分）がサイドメンバー１２Ｒの開口端縁に係合させられて嵌合深さが規定されている。これにより、ボルト２２を挿通させる貫通穴の位置合せが容易になり、組付作業性が一層向上する。

このように、本実施例のクラッシュボックス１４Ｒの取付構造においては、サイドメンバー１２Ｒの内側に嵌合されるクラッシュボックス１４Ｒの端部に外側へ１８０°折り返された折返し重合部２６が設けられており、その折返し重合部２６が設けられた部分がボルト２２によってサイドメンバー１２Ｒに一体的に固定されるため、そのボルト２２によって固定される部分の応力集中が緩和されて取付強度が向上し、クラッシュボックス１４Ｒの肉厚を薄くして軽量化を図る場合でも所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られる。

また、クラッシュボックス１４Ｒの端部に折返し重合部２６を一体に設ければ良いため、構造が簡単で安価に構成されるとともに、別途スペーサを設ける場合に比較して部品点数が少なく、製造コストが節減されるとともに組付性が向上する。

また、折返し重合部２６は１８０°折り返されており、その折り返された回曲部２８側からサイドメンバー１２Ｒの内側に嵌合されるため、引っ掛かりが抑制されて嵌合作業を容易に行うことができる。

また、本実施例では折返し重合部２６の先端にフランジ状のストッパ３０が設けられ、サイドメンバー１２Ｒの開口端縁に係合させられることにより両者の嵌合深さが規定されるため、ボルト２２を挿通させる貫通穴の位置合せが容易になり、組付作業性が一層向上する。

なお、左側のクラッシュボックス１４Ｌの取付構造も、上記右側のクラッシュボックス１２Ｒの取付構造と同様に構成されており、同様の作用効果が得られる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図３の(a) 、(b) は、それぞれ折返し重合部の別の例を示す図で、前記図２(c) に相当する断面図であり、(a) は前記折返し重合部２６をクラッシュボックス１４Ｒに設ける代わりに、サイドメンバー１２Ｒ側に回曲部４４を介して折返し重合部４０が設けられている。折返し重合部４０は、四角筒形状のサイドメンバー１２Ｒの端部に一体に連続して設けられた延長部分を内側へ１８０°折り返してサイドメンバー１２Ｒの本体部分の内壁面に密着するように重ね合わせたもので、そのサイドメンバー１２Ｒの本体部分とクラッシュボックス１４Ｒとの間で挟圧される。また、折返し重合部４０の先端には、内側へ略９０°折り曲げられたフランジ状のストッパ４２が設けられており、クラッシュボックス１４Ｒの開口端縁に係合させられることにより、両者の嵌合深さが規定される。本実施例においても、実質的に前記第１実施例と同様の作用効果が得られる。

図３(b) は、前記折返し重合部２６に加えてサイドメンバー１２Ｒ側にも折返し重合部４０が設けられている場合である。本実施例においても前記第１実施例と同様の作用効果が得られる。特に、クラッシュボックス１４Ｒおよびサイドメンバー１２Ｒの双方に折返し重合部２６、４０が設けられているため、ボルト２２によって固定される部分の強度が一層高くなる。また、サイドメンバー１２Ｒの先端にも半円弧形状の回曲部４４が設けられるため、クラッシュボックス１４Ｒの先端の回曲部２８と相まって、クラッシュボックス１４Ｒをサイドメンバー１２Ｒの内側に嵌合する作業を一層容易に行うことができる。

図４は、前記第１実施例のクラッシュボックス１４Ｒの取付構造において、左右の側板部分の対称位置に配設される一対のボルト２２を、共通の単一の長尺のボルト５０に置き換えて、サイドメンバー１２Ｒの外側でナット５２で螺合することにより、クラッシュボックス１４Ｒがサイドメンバー１２Ｒに一体的に固定されるようになっている。その場合に、クラッシュボックス１４Ｒの本体部分の左右の側板部分のうちボルト５０が挿通させられる部分にはそれぞれ大径の開口５４が設けられ、その開口５４内に円筒形状の筒状部材５６の端部がそれぞれ挿入されて位置決めされるとともに、アーク溶接等によりそのクラッシュボックス１４Ｒの折返し重合部２６に一体的に固定されている。上記ボルト５０は、その筒状部材５６内を挿通させられるようになっており、ナット５２に螺合されることにより、クラッシュボックス１４Ｒおよびサイドメンバー１２Ｒの左右の側板部分が筒状部材５６を介して一体的に連結される。なお、図４は車両上側の固定部位（図２(b) における上側のボルト２２部分）の断面図であるが、下側の固定部位（図２(b) における下側のボルト２２部分）も同様に構成されている。

本実施例においても、サイドメンバー１２Ｒと筒状部材５６との間で折返し重合部２６が挟圧され、ボルト５０によって固定される部分の応力集中が緩和されるため、クラッシュボックス１４Ｒの肉厚を薄くして軽量化を図る場合でも所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるなど、前記第１実施例と同様の作用効果が得られる。また、左右の対称位置に設けられた折返し重合部２６に跨がって筒状部材５６が一体的に固設され、その筒状部材５６内をボルト５０が挿通させられているため、筒状部材５６を介してサイドメンバー１２Ｒおよびクラッシュボックス１４Ｒの対称位置の側板部分が一体的に連結され、クラッシュボックス１４Ｒの取付強度が一層向上するとともに、クラッシュボックス１４Ｒに加えられた圧縮荷重が筒状部材５６にも伝達されて応力集中が緩和されるため、衝撃エネルギー吸収性能が一層安定する。

なお、上記図４の実施例では、クラッシュボックス１４Ｒの本体部分の左右の側板部分に開口５４が設けられ、その開口５４内に筒状部材５６の端部が挿入されて折返し重合部２６に固定されていたが、そのような開口５４を設けることなく、クラッシュボックス１４Ｒの本体部分の側板部分の内壁面に筒状部材５６を固定するようにしても良い。

図５は、前記第１実施例において前記ボルト２２によりサイドメンバー１２Ｒとクラッシュボックス１４Ｒとが一体的に固定される部分にのみ折返し重合部６０が設けられている場合で、(a) および(b) はそれぞれ前記図２の(a) 、(b) に対応する図である。すなわち、本実施例では、左右の側板部分において上下に離間した２箇所がボルト２２によって固定されるようになっており、その２箇所（左右で計４箇所）に別々に折返し重合部６０が設けられている。また、その折返し重合部６０の先端には、それぞれフランジ状のストッパ６２が設けられている。

本実施例においても、ボルト２２によって固定される部分の応力集中が緩和されるため、クラッシュボックス１４Ｒの肉厚を薄くして軽量化を図る場合でも所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるなど、前記第１実施例と同様の作用効果が得られる。また、折返し重合部６０が、ボルト２２によって固定される部分のみに設けられているため、更なる軽量化が可能となる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２Ｒ、１２Ｌ：サイドメンバー１４Ｒ、１４Ｌ：クラッシュボックス（衝撃吸収部材）２０：嵌合部分２２、５０：ボルト（固定部材）２６、４０、６０：折返し重合部５６：筒状部材

Claims

少なくとも端部が筒形状を成している車両のサイドメンバーに対し、該サイドメンバーから車両の前方または後方へ突き出すように筒形状の衝撃吸収部材を配設する際に、該衝撃吸収部材を前記サイドメンバーの前記端部に嵌合するとともに、その嵌合部分に固定部材を貫通させて両者を一体的に固定する車両用衝撃吸収部材の取付構造において、
前記衝撃吸収部材および前記サイドメンバーの少なくとも一方は、その端部に一体に連続して設けられるとともに１８０°折り返されて、前記固定部材が貫通させられる部分に密着するように重ね合わされる折返し重合部を有する
ことを特徴とする車両用衝撃吸収部材の取付構造。
前記折返し重合部は、前記筒形状の対称位置に複数設けられており、
該対称位置の前記折返し重合部が設けられた部分に跨がって筒状部材が一体的に固設され、該筒状部材内を前記固定部材が挿通させられている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収部材の取付構造。