JP2013067324A

JP2013067324A - クラッシュボックス及び該クラッシュボックスが適用される車両用バンパ装置

Info

Publication number: JP2013067324A
Application number: JP2011208689A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Kaneko; 孝信金子; Kyoichi Kita; 恭一北; Tamaki Obayashi; 環大林; Kyosuke Matsui; 恭輔松井
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Keikinzoku Co Ltd
Current assignee: Aisin Keikinzoku Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-04-18
Also published as: US8757687B2; US20130076052A1; EP2572941A1; EP2572941B1; CN103112418A

Abstract

【課題】車両用バンパ装置のクラッシュボックスにて良好なＥＡ効率（衝撃エネルギー吸収効率）と良好なロバスト性の両立を図ること。
【解決手段】クラッシュボックス２０は、中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部２１と、この本体部２１の一端部に設けられていて本体部２１より車体側に配置される車体側取付部２２と、本体部２１の他端部に設けられていて本体部２１よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部２３を備えている。本体部２１におけるバンパ側取付部側部位２１ｂの縦断断面形状と、本体部２１における車体側取付部側部位２１ａの縦断断面形状が、共に多角形状である。本体部２１におけるバンパ側取付部側部位２１ｂの縦断断面形状が、本体部２１における車体側取付部側部位２１ａの縦断断面形状より角数が多い多角形状に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、クラッシュボックス及び該クラッシュボックスが適用される車両用バンパ装置に関する。

クラッシュボックスが適用される車両用バンパ装置は、例えば、下記特許文献１や下記特許文献２に示されていて、車体のサイドメンバにクラッシュボックス（例えば、車両の衝突時に圧壊して衝撃エネルギーを吸収するもの）を介してバンパ補強材が組付けられて支持されるように構成されている。

特開２００８−１２０３２４号公報特開２００９−６１８４５号公報

（発明が解決しようとする課題）
上記した特許文献１や特許文献２に記載されている車両用バンパ装置のクラッシュボックスにおいては、衝撃エネルギーの吸収荷重を安定して得ることが可能な構成が採用されている。しかし、特許文献１や特許文献２に記載されているクラッシュボックスでは、外乱や設計誤差などの不確定な変動に対して耐え得る構成（ロバスト性が確保された構成）に関する配慮がなされていない。

（課題を解決するための手段と作用効果）
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、
車体のサイドメンバとバンパ補強材との間に介在するクラッシュボックスであり、
前記クラッシュボックスは、中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部と、この本体部の一端部に設けられていて前記本体部より車体側に配置される車体側取付部と、前記本体部の他端部に設けられていて前記本体部よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部を備えていて、
前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状と、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状が、共に多角形状であり、前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状より角数が多い多角形状に形成されているクラッシュボックスに特徴がある。

また、本発明は、
車体のサイドメンバとバンパ補強材との間に介在するクラッシュボックスであり、
前記クラッシュボックスは、中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部と、この本体部の一端部に設けられていて前記本体部より車体側に配置される車体側取付部と、前記本体部の他端部に設けられていて前記本体部よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部を備えていて、
前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が円形形状であり、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状が多角形状であるクラッシュボックスに特徴がある。

上記した本発明において、前記サイドメンバの縦断断面形状が多角形状であり、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状と前記サイドメンバの縦断断面形状が同一の多角形状であることも可能である。また、上記した本発明において、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状と前記サイドメンバの縦断断面形状が四角形状であり、前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が八角形状であることも可能である。

上記した本発明のクラッシュボックスにおいては、クラッシュボックスの本体部にて、本体部における車体側取付部側部位（サイドメンバに近い根元部分）の縦断断面形状を多角形状として、例えば、根元での倒れに対して強くてロバスト性に優れた多角形状（例えば、四角形状や三角形状等の角数が少ない形状）を採用することができるとともに、本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状を車体側取付部側部位の多角形状に比して角数が多い多角形状または円形形状として、クラッシュボックスの圧壊時に得られる荷重（衝撃エネルギー吸収荷重）を高レベルで安定させることができる。したがって、本発明では、クラッシュボックスにて良好なＥＡ効率（衝撃エネルギー吸収効率）と良好なロバスト性の両立を図ることが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記クラッシュボックスの本体部は一体成形品であることも可能である。この場合には、クラッシュボックスの本体部を、角管または丸管（断面形状が四角または丸の筒状体）から、例えば、ハイドロフォーム工法にて、製作することができて、複数の板材からプレス加工と接合工程（溶接作業）等を経て本体部を製作する場合に比して、安価に製作することができ、コスト低減を図ることが可能である。

また、本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、
車体のサイドメンバにクラッシュボックスを介してバンパ補強材が組付けられて支持されている車両用バンパ装置であり、
前記クラッシュボックスは、中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部と、この本体部の一端部に設けられていて前記本体部より車体側に配置される車体側取付部と、前記本体部の他端部に設けられていて前記本体部よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部を備えていて、
前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状と、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状が、共に多角形状であり、前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状より角数が多い多角形状に形成されている車両用バンパ装置に特徴がある。

また、本発明は、
車体のサイドメンバにクラッシュボックスを介してバンパ補強材が組付けられて支持されている車両用バンパ装置であり、
前記クラッシュボックスは、中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部と、この本体部の一端部に設けられていて前記本体部より車体側に配置される車体側取付部と、前記本体部の他端部に設けられていて前記本体部よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部を備えていて、
前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が円形形状であり、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状が多角形状である車両用バンパ装置に特徴がある。

上記した本発明の車両用バンパ装置においては、上記した本発明のクラッシュボックスが適用されていて、クラッシュボックスにて上述した作用（ロバスト性と衝撃エネルギー吸収荷重に関する作用）が同様に得られる。したがって、本発明においても、クラッシュボックスにて良好なＥＡ効率（衝撃エネルギー吸収効率）と良好なロバスト性の両立を図ることが可能である。

本発明によるクラッシュボックスが適用される車両用バンパ装置の第１実施形態を示した平面図である。図１に示したクラッシュボックスの正面図である。図１に示したクラッシュボックスの右側面図である。図１に示したクラッシュボックスの前方斜視図である。本発明によるクラッシュボックスが適用される車両用バンパ装置の第２実施形態を示した平面図である。図５に示したクラッシュボックスの正面図である。図５に示したクラッシュボックスの右側面図である。図５に示したクラッシュボックスの前方斜視図である。クラッシュボックスの第３実施形態を示した斜視図である。クラッシュボックスの本体部が圧壊するときの荷重とストロークの関係を示した線図である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は本発明によるクラッシュボックスが適用される車両用バンパ装置の第１実施形態を示していて、この実施形態の車両用バンパ装置は、車両の前方に装備されるものである。この車両用バンパ装置では、車体のサイドメンバ１０（左右一対であるが図１では車両右側のものが示されている）にアルミ合金製のクラッシュボックス２０（左右一対であるが図１では車両右側のものが示されている）を介してアルミ合金製のバンパ補強材３０が組付けられて支持されている。なお、車体のサイドメンバ１０は、車両の側部に設けられていて、車両前後方向の剛性が他の部位の車両前後方向の剛性に比して十分に高められており、縦断断面形状が四角形状に形成されている。しかし、サイドメンバ１０の縦断断面形状は、四角形状に限定されるものではない。

クラッシュボックス２０は、車両前後方向の荷重によって圧壊して衝撃エネルギーを吸収するものであり、サイドメンバ１０の前方にて車両の前後方向に沿って配設されている。このクラッシュボックス２０は、その中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部２１を備えるとともに、本体部２１の後方（一端部）に設けられていて本体部２１より車体側に配置される車体側取付部２２と、本体部２１の前方（他端部）に設けられていて本体部２１よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部２３を備えている。

本体部２１は、後方部位（車体側取付部側部位）２１ａと、前方部位（バンパ側取付部側部位）２１ｂを備えていて、各部位２１ａ、２１ｂの縦断断面形状は共に多角形状に形成されている。後方部位２１ａの縦断断面形状は実質的に四角形状であるのに対して、前方部位２１ｂの縦断断面形状は実質的に八角形状であって、前方部位２１ｂの縦断断面形状が、後方部位２１ａの縦断断面形状より角数が多い多角形状に形成されている。なお、後方部位２１ａの車両前後方向の長さＬａは、前方部位２１ｂの車両前後方向の長さＬｂに比して短く設定されている。

また、この実施形態においては、後方部位２１ａの各角部（四隅）に相当する部位を押し潰した形状とすることにより、前方部位２１ｂは八角形状に形成されている。また、前方部位２１ｂの前端部には、左右一対のビード２１ｂ１と、上下一対のビード２１ｂ２がそれぞれ形成されていて、各ビード２１ｂ１、２１ｂ２にてクラッシュボックス２０での圧壊が開始するように構成されている。

車体側取付部２２は、環状のフランジ部２２ａを備えるとともに、円形の連結部２２ｂを備えている。環状のフランジ部２２ａは、クラッシュボックス２０をサイドメンバ１０に取付ける部位であり、図２と図４に示したように、４個の取付孔２２ａ１（図示省略の取付ボルト（クラッシュボックス２０をサイドメンバ１０に固定するためのもの）の軸部が挿通可能な孔）が設けられている。円形の連結部２２ｂは、環状のフランジ部２２ａと本体部２１の後方部位２１ａを連結する部位である。

バンパ側取付部２３は、円板状の取付部２３ａと、円形の連結部２３ｂを備えている。円板状の取付部２３ａは、クラッシュボックス２０にバンパ補強材３０を取付ける部位であり、図２〜図４に示したように、４個の取付孔２３ａ１（図示省略の取付ボルト（クラッシュボックス２０にバンパ補強材３０を取付けるためのもの）の軸部が挿通可能な孔）が設けられている。円形の連結部２３ｂは、円板状の取付部２３ａと本体部２１の前方部位２１ｂを連結する部位であり、車体側取付部２２における円形の連結部２２ｂより小径に形成されている。

バンパ補強材３０は、車幅方向に沿って配置されて左右一対のクラッシュボックス２０により支持されるものであり、断面形状が閉塞した形状の押し出し成形品から所定の形状（左右各端部が車両後方に向けて湾曲し中間部が直線状の形状）に成形されている。また、バンパ補強材３０は、クラッシュボックス２０のバンパ側取付部２３における各取付孔２３ａ１に対応する部位に４個のボルト挿通孔（図示省略）が設けられている。なお、バンパ補強材３０の断面形状および成形方法は、閉塞した断面形状および押し出し成形に限定されるものではなく、例えば、開断面形状であってもよく、プレス成形によるプレス成形品であってもよい。

ところで、この実施形態のクラッシュボックス２０においては、車体側取付部２２の環状のフランジ部２２ａと、バンパ側取付部２３の円板状の取付部２３ａを除いた部分（本体部２１の全部と車体側取付部２２の一部とバンパ側取付部２３の一部）が、角管または丸管（断面形状が四角または丸の筒状体）を素材として、例えば、ハイドロフォーム工法にて、一体成形されている。なお、車体側取付部２２の環状のフランジ部２２ａと、バンパ側取付部２３の円板状の取付部２３ａは、角管または丸管を素材とする一体成形品に対して接合固着（溶接）されて一体化されている。

上記のように構成した第１実施形態においては、クラッシュボックス２０の本体部２１にて、本体部２１における後方部位（サイドメンバ１０に近い根元部分）２１ａの縦断断面形状が四角形状（根元での倒れに対して強くてロバスト性に優れた多角形状）とされるとともに、本体部２１における前方部位２１ｂの縦断断面形状が八角形状とされていて、クラッシュボックス２０の圧壊時に得られる荷重（衝撃エネルギー吸収荷重）を高レベルで安定させること（図１０の実線参照）ができる。したがって、この実施形態では、クラッシュボックス２０にて良好なＥＡ効率（衝撃エネルギー吸収効率）と良好なロバスト性の両立を図ることが可能である。なお、図１０の実線は、前方部位（２１ｂ）の縦断断面形状が八角形状である場合の荷重とストローク（圧壊変形量）の関係を示した特性線図であり、図１０の破線は、前方部位（２１ｂ）の縦断断面形状が六角形状である場合の荷重とストロークの関係を示した特性線図であり、図１０の二点鎖線は、前方部位（２１ｂ）の縦断断面形状が四角形状である場合の荷重とストロークの関係を示した特性線図である。

また、この第１実施形態では、クラッシュボックス２０の本体部２１が一体成形品（角管または丸管を素材として、例えば、ハイドロフォーム工法にて、一体成形されているもの）である。このため、この実施形態では、クラッシュボックス２０の本体部２１を、複数の板材からプレス加工と接合工程（溶接作業）等を経て製作する場合に比して、安価に製作することができ、コスト低減を図ることが可能である。

図５〜図８は、本発明の第２実施形態を示していて、この実施形態では、クラッシュボックス２０におけるバンパ側取付部２３の形状が第１実施形態に比して小さく形成されている。なお、その他の構成は上記した第１実施形態の構成と実質的に同じであるため、同一部分に同一符号を付して説明は省略する。また、上記のように構成した第２実施形態においては、クラッシュボックス２０の本体部２１において、上記した第１実施形態の構成と実質的に同じ構成が採用されているため、上記した第１実施形態の作用効果と同等の作用効果を得ることが可能である。

図９は、本発明の第３実施形態を示していて、この実施形態では、クラッシュボックス２０におけるバンパ側取付部２３の形状が、クラッシュボックス２０の本体部２１における前方部位２１ｂを前方に延長した形状（八角形状）に形成されている。なお、その他の構成は上記した第１実施形態の構成と実質的に同じであるため、同一部分に同一符号を付して説明は省略する。また、上記のように構成した第３実施形態においては、クラッシュボックス２０の本体部２１において、上記した第１実施形態の構成と実質的に同じ構成が採用されているため、上記した第１実施形態の作用効果と同等の作用効果を得ることが可能である。

上記した各実施形態においては、クラッシュボックス２０の本体部２１における前方部位２１ｂの縦断断面形状が八角形状に形成されているが、本発明の実施に際しては、前方部位（２１ｂ）の縦断断面形状が、後方部位（２１ａ）の縦断断面形状より角数が多い多角形状に形成されておればよく、上記した各実施形態では、後方部位２１ａの縦断断面形状が四角形状であるため、前方部位（２１ｂ）の縦断断面形状は五角形状以上の多角形状に形成されておればよい。

また、上記した各実施形態においては、クラッシュボックス２０の本体部２１における後方部位２１ａの縦断断面形状が四角形状に形成されているが、本発明の実施に際しては、後方部位（２１ａ）の縦断断面形状をロバスト性に優れた三角形状として実施することも可能である。また、上記した各実施形態においては、クラッシュボックス２０の本体部２１における前方部位２１ｂの縦断断面形状を、後方部位２１ａの縦断断面形状より角数が多い多角形状に形成して実施したが、前方部位（２１ｂ）の縦断断面形状を円形形状（究極の多角形状ともいえる形状）に形成して実施することも可能である。

また、上記した各実施形態においては、クラッシュボックス２０の一体成形品に、車体側取付部２２の環状のフランジ部２２ａと、バンパ側取付部２３の円板状の取付部２３ａが接合固着（溶接）されて一体化されているが、本発明の実施に際しては、車体側取付部２２の環状のフランジ部２２ａと、バンパ側取付部２３の円板状の取付部２３ａに相当するものも、例えば、ハイドロフォーム工法にて、一体成形されるように設定して実施することも可能である。

また、上記した各実施形態においては、車両の前方に装備される車両用バンパ装置に本発明を実施したが、本発明は、車両の後方に装備される車両用バンパ装置にも同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。

１０…サイドメンバ、２０…クラッシュボックス、２１…本体部、２１ａ…後方部位（車体側取付部側部位）、２１ｂ…前方部位（バンパ側取付部側部位）、２２…車体側取付部、２２ａ…環状のフランジ部、２２ｂ…円形の連結部、２３…バンパ側取付部、２３ａ…円板状の取付部、２３ｂ…円形の連結部、３０…バンパ補強材

Claims

車体のサイドメンバとバンパ補強材との間に介在するクラッシュボックスであり、
前記クラッシュボックスは、中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部と、この本体部の一端部に設けられていて前記本体部より車体側に配置される車体側取付部と、前記本体部の他端部に設けられていて前記本体部よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部を備えていて、
前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状と、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状が、共に多角形状であり、前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状より角数が多い多角形状に形成されている
クラッシュボックス。
車体のサイドメンバとバンパ補強材との間に介在するクラッシュボックスであり、
前記クラッシュボックスは、中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部と、この本体部の一端部に設けられていて前記本体部より車体側に配置される車体側取付部と、前記本体部の他端部に設けられていて前記本体部よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部を備えていて、
前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が円形形状であり、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状が多角形状である
クラッシュボックス。
請求項１または２に記載のクラッシュボックスにおいて、
前記サイドメンバの縦断断面形状が多角形状であり、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状と前記サイドメンバの縦断断面形状が同一の多角形状である
クラッシュボックス。
請求項１に記載のクラッシュボックスにおいて、
前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状と前記サイドメンバの縦断断面形状が四角形状であり、
前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が八角形状である
クラッシュボックス。
請求項１乃至４の何れか一項に記載のクラッシュボックスにおいて、
前記クラッシュボックスの本体部は一体成形品であるクラッシュボックス。
車体のサイドメンバにクラッシュボックスを介してバンパ補強材が組付けられて支持されている車両用バンパ装置であり、
前記クラッシュボックスは、中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部と、この本体部の一端部に設けられていて前記本体部より車体側に配置される車体側取付部と、前記本体部の他端部に設けられていて前記本体部よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部を備えていて、
前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状と、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状が、共に多角形状であり、前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状より角数が多い多角形状に形成されている
車両用バンパ装置。
車体のサイドメンバにクラッシュボックスを介してバンパ補強材が組付けられて支持されている車両用バンパ装置であり、
前記クラッシュボックスは、中間部に設けられていて車両の前後方向に配置される筒状の本体部と、この本体部の一端部に設けられていて前記本体部より車体側に配置される車体側取付部と、前記本体部の他端部に設けられていて前記本体部よりバンパ補強材側に配置されるバンパ側取付部を備えていて、
前記本体部におけるバンパ側取付部側部位の縦断断面形状が円形形状であり、前記本体部における車体側取付部側部位の縦断断面形状が多角形状である
車両用バンパ装置。