JP2014004973A - Crash box for vehicle and bumper device for vehicle and impact absorption structure for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用クラッシュボックスと車両用バンパ装置と車両の衝撃吸収構造とに係り、特に、バンパリーンホースメントを介して入力される衝撃のエネルギーを有利に吸収し得るように改良された車両用クラッシュボックスと車両用バンパ装置と車両の衝撃吸収構造とに関するものである。 The present invention relates to a vehicular crash box, a vehicular bumper device, and an impact absorbing structure for a vehicle, and more particularly, an improved vehicle that can advantageously absorb energy of impact input via a bumper reinforcement. The present invention relates to a crash box for a vehicle, a bumper device for a vehicle, and a shock absorbing structure for the vehicle.
一般に、自動車等の車両には、その前部と後部とに、バンパ装置が設置されている。このバンパ装置は、例えば、特開2009−56945号公報等に示されるように、車両の前部や後部において、車幅方向に延びるように配置されるバンパリーンホースメントと、バンパリーンホースメントの両端部において、かかるバンパリーンホースメントと車両前後方向に延びる一対のサイドメンバとの間に、車両前後方向に延びるように介装される一対の筒状のクラッシュボックスとを含んで構成されている。また、多くのバンパ装置には、バンパリーンホースメントにおけるクラッシュボックスの配置側とは反対側を覆って位置するバンパカバーも含まれる。そして、そのようなバンパ装置にあっては、例えば、車両の衝突時に、バンパリーンホースメントを介して入力される衝撃荷重により、一対のクラッシュボックスが、軸方向において蛇腹状に連続的に塑性変形することによって、衝撃エネルギーを吸収し得るように構成されている。そうして、車体や乗員の保護等が図られるようになっているのである。 Generally, a bumper device is installed in a front part and a rear part of a vehicle such as an automobile. This bumper device includes, for example, a bumper reinforcement and a bumper reinforcement that are arranged to extend in the vehicle width direction at the front and rear parts of a vehicle, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-56945. At both ends, between the bumper reinforcement and the pair of side members extending in the vehicle front-rear direction, a pair of cylindrical crash boxes are provided so as to extend in the vehicle front-rear direction. . Many bumper devices also include a bumper cover that is located on the opposite side of the bumper reinforcement from the side where the crash box is disposed. In such a bumper device, for example, at the time of a vehicle collision, a pair of crash boxes are continuously plastically deformed in a bellows shape in the axial direction due to an impact load input via a bumper reinforcement. By doing so, it is configured to be able to absorb impact energy. In this way, the vehicle body and passengers can be protected.
ところが、そのような従来のバンパ装置を構成するクラッシュボックスは、通常、鉄等の金属材料を用いて形成されている。そのため、重量が大きいといった欠点を有していた。また、かかるクラッシュボックスの多くのものが、一定の軸直角方向断面積を有する角筒体にて構成されている。それ故、そのような従来のクラッシュボックスにあっては、衝撃荷重が、軸方向に対して交差する方向(傾斜する方向)から入力されたときに、横に押し倒されてしまう恐れがあった。そして、そのように横倒しとなったときには、十分な変形ストロークが確保できずに、衝撃エネルギーの吸収量が不充分になってしまう可能性があったのである。 However, a crush box constituting such a conventional bumper device is usually formed using a metal material such as iron. For this reason, there is a drawback that the weight is large. In addition, many of such crash boxes are composed of a rectangular tube having a constant cross-sectional area perpendicular to the axis. Therefore, in such a conventional crash box, when the impact load is input from the direction intersecting (inclining direction) with respect to the axial direction, there is a risk of being pushed sideways. And when it laid down like that, there was a possibility that a sufficient deformation stroke could not be secured and the amount of shock energy absorbed would be insufficient.
しかも、従来のクラッシュボックスにおいては、例えば、筒壁部の厚さ等のサイズや全体形状、或いは形成材料として使用される金属材料の種類等を複合的に変更することによって、塑性変形に対する強度が調節されるようになっていた。そのため、そのような従来のクラッシュボックスでは、衝撃吸収性特性のチューニングが複雑なものとなってしまうことが避けられなかった。 In addition, in the conventional crash box, for example, the strength against plastic deformation can be increased by changing the size and overall shape of the cylindrical wall portion or the like, or the type of metal material used as a forming material. It was supposed to be adjusted. Therefore, in such a conventional crash box, it is inevitable that the tuning of the shock absorption characteristic becomes complicated.
なお、クラッシュボックスの軽量化を図るには、金属製のクラッシュボックスを樹脂製に変更することが考えられる。しかしながら、樹脂製のクラッシュボックスは、金属製のクラッシュボックスよりも、塑性変形に対する強度が極端に小さい。それ故、クラッシュボックスを、単に、樹脂製としただけでは、従来の金属製のクラッシュボックスと同様な衝撃吸収量を確保できず、そのために、金属製のクラッシュボックスに比して、衝撃吸収性能が著しく低下してしまうといった問題が生ずるのである。 In order to reduce the weight of the crash box, it is conceivable to change the metal crash box to a resin. However, the resin crash box has an extremely low strength against plastic deformation than the metal crash box. Therefore, if the crash box is simply made of resin, it will not be able to secure the same amount of shock absorption as a conventional metal crash box. As a result, there is a problem that the remarkably decreases.
ここにおいて、本発明は、上記した事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、金属製のクラッシュボックスと同程度の衝撃吸収性能を効果的に確保しつつ、十分な軽量化を有利に達成することができ、しかも、衝撃吸収特性を容易にチューニング可能な車両用クラッシュボックスと、金属製のクラッシュボックスを有する従来のバンパ装置と同程度の衝撃吸収性能を効果的に確保しつつ、十分な軽量化が有利に実現できるだけでなく、衝撃吸収特性を容易にチューニングし得るバンパ装置と、従来の衝撃吸収性構造と同程度の衝撃吸収性能を効果的に確保しつつ、車両全体の軽量化を有利に達成でき、その上、衝撃吸収特性を容易にチューニング可能な車両の衝撃吸収構造とを、提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background of the above-mentioned circumstances, and the place to solve the problem is to effectively secure the same impact absorption performance as a metal crash box, Sufficient weight reduction can be achieved advantageously, and the impact absorption performance equivalent to that of a conventional bumper device with a crash box for vehicles that can easily tune shock absorption characteristics and a metal crash box is effective. In addition to ensuring a sufficient weight reduction, the bumper device that can easily tune the shock absorption characteristics and the shock absorption performance equivalent to the conventional shock absorption structure are effectively secured. On the other hand, an object of the present invention is to provide a shock absorbing structure for a vehicle that can advantageously achieve weight reduction of the entire vehicle and that can easily tune shock absorbing characteristics.
そして、本発明は、上記の課題の解決のために、車幅方向に延びるバンパリーンホースメントと、該バンパリーンホースメントに対して車両前後方向に間隔を隔てて位置するサイドメンバとの間に、車両前後方向に延びるように介装される筒状体からなり、該バンパリーンホースメントを介して入力される衝撃荷重により軸方向に塑性変形することによって、衝撃エネルギーを吸収する車両用クラッシュボックスであって、軸直角方向断面が六角形状を呈し、且つ該軸直角方向断面の面積が軸方向の一方側に向かって漸増する筒状セルの複数が、少なくとも一辺を共有して、互いに隣接配置されてなるハニカム構造を備えた筒状樹脂成形体からなると共に、該筒状樹脂成形体に対して、軸方向の塑性変形に対する強度を調節するための貫通孔が形成されて、構成されていることを特徴とする車両用クラッシュボックスを、その要旨とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a bumper reinforcement that extends in the vehicle width direction and a side member that is spaced from the bumper reinforcement in the vehicle front-rear direction. A crash box for a vehicle, which is made of a cylindrical body that is interposed so as to extend in the vehicle front-rear direction and absorbs impact energy by plastic deformation in the axial direction by an impact load input through the bumper reinforcement. A plurality of cylindrical cells having a hexagonal cross section in the direction perpendicular to the axis and the area of the cross section in the direction perpendicular to the axis gradually increasing toward one side in the axial direction share at least one side and are adjacent to each other. And a through hole for adjusting the strength against plastic deformation in the axial direction of the cylindrical resin molded body. Is formed, a vehicle crash box, characterized in that it is configured, it is an gist thereof.
また、本発明は、車幅方向に延びるバンパリーンホースメントと、該バンパリーンホースメントに対して車両前後方向に間隔を隔てて位置する一対のサイドメンバと該バンパリーンホースメントの両端部との間にそれぞれ介装される、前記した特徴を有する車両用クラッシュボックスとを含んで構成されていることを特徴とする車両用バンパ装置をも、その要旨とするものである。 The present invention also includes a bumper reinforcement that extends in the vehicle width direction, a pair of side members that are spaced from the bumper reinforcement in the vehicle front-rear direction, and both ends of the bumper reinforcement. A vehicle bumper device characterized in that it includes a vehicle crash box having the above-described characteristics, which are interposed between them, is also the gist thereof.
さらに、本発明は、車幅方向に延びるバンパリーンホースメントの両端部と、該バンパリーンホースメントに対して車両前後方向に間隔を隔てて位置する一対のサイドメンバとの間に、前記した特徴を有する車両用クラッシュボックスをそれぞれ介装して、該バンパリーンホースメントを介して入力される衝撃荷重により該車両用クラッシュボックスを軸方向に塑性変形させることによって、衝撃エネルギーを吸収するように構成したことを特徴とする車両の衝撃吸収構造をも、また、その要旨とするものである。 Furthermore, the present invention provides the above-described feature between the both end portions of the bumper reinforcement extending in the vehicle width direction and the pair of side members that are spaced from the bumper reinforcement in the vehicle front-rear direction. The vehicle crash box is interposed, and the vehicle crash box is plastically deformed in the axial direction by an impact load input via the bumper reinforcement, so that the impact energy is absorbed. The impact absorbing structure for a vehicle characterized by the above is also the gist thereof.
すなわち、本発明に従う車両用クラッシュボックスにあっては、筒状樹脂成形体にて構成されていることによって、十分な軽量化が達成され得る。また、筒状セルの複数が、少なくとも一辺を共有して、互いに隣接配置されてなるハニカム構造をもって、かかる筒状樹脂成形体が構成されているため、単純な筒体からなる樹脂成形体に比して、軸方向の塑性変形に対する強度が飛躍的に高められ得る。 That is, in the vehicle crash box according to the present invention, a sufficient weight reduction can be achieved by being constituted by the cylindrical resin molded body. In addition, since the cylindrical resin molded body is configured with a honeycomb structure in which a plurality of cylindrical cells share at least one side and are arranged adjacent to each other, compared to a resin molded body made of a simple cylindrical body. Thus, the strength against axial plastic deformation can be dramatically increased.
さらに、本発明に係る車両用クラッシュボックスにおいては、軸方向の塑性変形に対する強度を調節するための貫通孔が形成されている。このため、かかる車両用クラッシュボックスでは、筒状セルの厚さ等のサイズや、全体的な基本形状、或いは形成材料の種類等を、複合的に何等変更することなく、例えば、単に、貫通孔の大きさや形成位置を変えるだけで、軸方向の塑性変形に対する強度を調節することができる。 Furthermore, in the crash box for a vehicle according to the present invention, a through hole for adjusting the strength against plastic deformation in the axial direction is formed. For this reason, in such a crash box for a vehicle, for example, simply through-holes without changing the size such as the thickness of the cylindrical cell, the overall basic shape, or the type of the forming material in a complex manner. The strength against plastic deformation in the axial direction can be adjusted simply by changing the size and the forming position.
しかも、本発明に係る車両用クラッシュボックスにおいては、複数の筒状セルのそれぞれの軸直角方向断面積が、軸方向の一方側に漸増している。それによって、クラッシュボックスの全体が、軸方向一端側から他端側に向かって軸直角方向外方に広がる形状とされる。それ故、かかる車両用クラッシュボックスは、軸直角方向断面積が軸方向において一定の大きさとされた従来の車両用クラッシュボックスとは異なって、衝撃荷重がクラッシュボックスの軸方向と交差する方向から入力されたときに、容易に横倒しとなって、軸方向への塑性変形量が不充分なものとなってしまうことが、効果的に防止乃至は抑制され得る。 Moreover, in the vehicle crash box according to the present invention, the cross-sectional area in the direction perpendicular to the axis of each of the plurality of cylindrical cells gradually increases toward one side in the axial direction. Thereby, the entire crash box has a shape that extends outward in the direction perpendicular to the axis from one end side in the axial direction toward the other end side. Therefore, unlike a conventional vehicle crash box in which the cross-sectional area perpendicular to the axis is constant in the axial direction, such a vehicle crash box is input from the direction in which the impact load intersects the crash box axial direction. When this is done, it can be effectively prevented or suppressed that the battery is easily laid down and the amount of plastic deformation in the axial direction becomes insufficient.
従って、かくの如き本発明に従う車両用クラッシュボックスにあっては、金属製のクラッシュボックスと同程度の衝撃吸収性能を効果的に確保しつつ、十分な軽量化を有利に達成することができ、しかも、衝撃吸収特性を容易にチューニングできるのである。 Therefore, in the vehicle crash box according to the present invention as described above, it is possible to advantageously achieve a sufficient weight reduction while effectively ensuring the same level of shock absorption performance as a metal crash box, In addition, the shock absorption characteristics can be easily tuned.
そして、本発明に従う車両用バンパ装置においては、前述の如き優れた特徴を発揮する車両用クラッシュボックスを有していることによって、金属製のクラッシュボックスを有する従来のバンパ装置と同程度の衝撃吸収性能を効果的に確保しつつ、十分な軽量化が有利に実現でき、しかも、衝撃吸収特性を容易にチューニングできるのである。 The vehicle bumper device according to the present invention has the same crash absorption as the conventional bumper device having a metal crash box by having the vehicle crash box exhibiting the excellent characteristics as described above. A sufficient weight reduction can be advantageously realized while effectively securing the performance, and the shock absorption characteristics can be easily tuned.
また、本発明に従う車両の衝撃吸収構造にあっても、前述の如き優れた特徴を発揮する車両用クラッシュボックスを利用していることによって、従来の衝撃吸収構造と同程度の衝撃吸収性能を効果的に確保しつつ、車両全体の軽量化を有利に達成でき、その上、衝撃吸収特性を容易にチューニングできるのである。 Further, even in the shock absorbing structure for a vehicle according to the present invention, the impact absorbing performance equivalent to that of the conventional shock absorbing structure can be obtained by using the vehicle crash box that exhibits the excellent characteristics as described above. Thus, it is possible to advantageously reduce the weight of the entire vehicle while ensuring the safety of the vehicle, and to easily tune the shock absorption characteristics.
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。 Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、図1及び図2には、本発明に従う構造を有する車両用クラッシュボックスの一実施形態として、自動車の前部に設置されるバンパ装置を構成する自動車用クラッシュボックスが、その正面形態と軸直角方向断面形態とにおいて、それぞれ示されている。それらの図からも明らかなように、本実施形態の自動車用クラッシュボックス10(以下、単に、クラッシュボックス10と言う)は、ハニカム構造を有する筒状の樹脂成形体からなっている。
First, in FIG. 1 and FIG. 2, as an embodiment of a crash box for a vehicle having a structure according to the present invention, a crash box for an automobile constituting a bumper device installed at the front part of the automobile has a front form and a shaft. They are respectively shown in a cross-sectional form in a perpendicular direction. As is clear from these figures, the
そのような筒状樹脂成形体からなるクラッシュボックス10は、例えば、射出成形等の公知の樹脂成形手法を利用して形成されている。また、かかるクラッシュボックス10の形成材料は、樹脂材料であれば、特に限定されるものではなく、各種の樹脂材料の中から、クラッシュボックス10に要求される衝撃吸収特性を確保し得るもの等が、適宜に選択されて、使用される。なお、クラッシュボックス10の形成材料として、好適に使用され得る樹脂材料としては、例えば、ガラス繊維強化ポリプロピレン、ガラス繊維強化ポリアミド、カーボン強化ポリプロピレン等の複合樹脂材料が挙げられる。
The
そして、図1及び図2に示されるように、クラッシュボックス10は、六角形状の軸直角断面を有する、7個の筒状セル12,12,12,12,12,12,12が、相互に隣接位置して、一体化されていることによって、ハニカム構造を形成している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
より詳細には、ここでは、7個の筒状セル12a,12b,12c,12d,12e,12f,12gのうちの1個からなる中心筒状セル12aが中心に位置し、そして、その周りに、6個の周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gが、中心筒状セル12aの軸方向と一致させつつ、その周方向に1列に並んで隣接配置されている。
More specifically, here, a central
すなわち、1個の中心筒状セル12aと、6個の周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gとが、中心筒状セル12aの軸直角断面形状の六角形の六つの辺と、周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gのそれぞれにおける軸直角断面形状の六角形の一辺とを共有し、且つ周辺筒状セル12b〜12gのうちの周方向に隣り合うもの同士が、軸直角断面形状の六角形の一辺を共有して、7個の筒状セル12a,12b,12c,12d,12e,12f,12gが配置されているのである。
That is, one central
換言すれば、中心筒状セル12aと周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gとが、中心筒状セル12aの六つの筒壁部14,14,14,14,14,14と、周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gのそれぞれの一つの筒壁部14とを共有し、且つ周辺筒状セル12b〜12gのうちの周方向に隣り合うもの同士が、一つの筒壁部14を互いに共有する状態で、7個の筒状セル12a,12b,12c,12d,12e,12f,12gが配置されているのである。
In other words, the central
かくして、クラッシュボックス10が、筒状の周壁16と、かかる周壁16の内側に、1個の中心筒状セル12aと、その周りに並んで配置された6個の周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gとを区画形成する隔壁18とを備えた筒状のハニカム構造体として、構成されているのである。そして、ここでは、周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gの各筒壁部14のうち、中心筒状セル12aの六つの頂点から放射状に延びる六つの筒壁部14,14,14,14,14,14と、中心筒状セル12aの六つの筒壁部14,14,14,14,14,14とにて、隔壁18が構成されている。また、周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gの各筒壁部14のうち、中心筒状セル12aを外側から囲繞するように配置された筒壁部14の合計18個のものにて、周壁16が構成されている。
Thus, the
そして、かかるクラッシュボックス10にあっては、各筒状セル12a〜12gの六角形状を呈する軸直角方向断面の面積が、軸方向一端側から他端側に向かって徐々に増大している。即ち、ここでは、6個の周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gがそれぞれ有する筒壁部14のうち、周壁16を構成する全ての筒壁部14が、それら6個の周辺筒状セル12b,12c,12d,12e,12f,12gの各中心軸:Pとの間の距離を、軸方向一方側に向かって徐々に増大させるように、つまり、中心軸:Pに対して所定の傾斜角度をもって、それぞれ傾斜配置されている。また、中心筒状セル12aの六つの筒壁部14,14,14,14,14,14も、中心筒状セル12aの中心軸:Pとの間の距離を、軸方向一方側に向かって徐々に増大させるように、つまり、中心軸:Pに対して所定の傾斜角度をもって、それぞれ傾斜配置されているのである。
And in this
なお、周壁16を構成する筒壁部14の18個のものの各筒状セル12b〜12gの中心軸:Pに対する傾斜角度の大きさや、中心筒状セル12aの各筒壁部14の中心軸:Pに対する傾斜角度の大きさは、特に限定されるものではなく、クラッシュボックス10に要求される衝撃吸収特性を確保可能な範囲内において、適宜に変更され得るものである。そして、一般には、各筒壁部14と中心軸:Pとの傾斜角度が3〜20度程度の範囲内の値とされる。何故なら、かかる傾斜角度が3度よりも小さいと、例えば射出成形等の金型成形によってクラッシュボックス10を製造する際に、成形品をスムーズに型抜きすることが困難となり、それによって、クラッシュボックス10の成形性が低下する恐れがあるからであり、また、かかる傾斜角度が20度よりも大きいと、衝撃荷重が低下したり、クラッシュボックス10が大型化する可能性があるからである。
In addition, the central axis of each
また、筒状セル12の各筒壁部14の厚さも、何等限定されるものではなく、一般に望まれる塑性変形強度を有して、要求される衝撃吸収性が確保可能な範囲内において、形成材料として使用される樹脂材料の種類等も考慮しながら、適宜に決定されるところであるが、通常は、2〜4mm程度の厚さとされる。何故なら、各筒壁部14の厚さが2mmよりも薄いと、余りに薄いために、例えば射出成形等の金型成形によってクラッシュボックス10を製造する際に、金型の成形キャビティ内での溶融樹脂材料の流動性が低下し、それによって、クラッシュボックス10の成形性が低下する恐れがあるからであり、また、各筒壁部14の厚さが4mmよりも厚いと、クラッシュボックス10の全体の重量が増大したり、或いは金型成形によるクラッシュボックス10の成形時の冷却時間が増大して、クラッシュボックス10の成形サイクルが長くなってしまうといった問題が生ずる可能性があるからである。
Further, the thickness of each
そして、クラッシュボックス10においては、周壁16と全ての隔壁18、即ち、全ての筒状セル12a〜12gの筒壁部14の全部に、貫通孔20が、ここでは、それぞれ二つずつ形成されている。この貫通孔20は、各筒壁部14に対して、その幅方向(筒状セル12a〜12gの軸方向に対して直角な方向)の全幅に亘って真っ直ぐに延びる、長細い矩形のスリット形状を有している。そして、かかる貫通孔20の延出方向の両端部には、互いに隣接する二つの筒壁部14,14の間で形成される角部乃至は稜線が、貫通孔20の幅と同じ幅だけえぐられてなる切欠部22,22が、それぞれ設けられている。なお、本実施形態では、各筒壁部14に二つずつ設けられた貫通孔20が、互いに隣接する二つの筒壁部14,14の間において、軸方向に互い違いに配置されている。
In the
かくして、本実施形態のクラッシュボックス10では、全ての筒状セル12a〜12gの筒壁部14に対して、貫通孔20が、それぞれ、二つずつ形成されていることにより、各筒状セル12a〜12gの軸方向における各筒壁部14の塑性変形強度が、そのような貫通孔20を有しない場合に比して、所定量だけ小さくされている。そして、それによって、全ての筒壁部14、ひいてはクラッシュボックス10全体の軸方向における塑性変形強度が、所望の値にチューニングされているのである。
Thus, in the
しかも、各貫通孔20の幅方向の両端に、互いに隣接する二つの筒壁部14,14の間で形成される角部乃至は稜線の一部をカットしてなる切欠部22,22が、それぞれ設けられているため、各筒壁部14の幅方向両端を除く中間部分のみを貫通して、貫通孔20が形成される場合に比して、各貫通孔20の大きさや幅の増減量を可及的に抑えつつ、クラッシュボックス10全体の軸方向における塑性変形強度を、所望の値に、より容易に且つ確実にチューニングすることができるようになっているのである。
In addition, at both ends in the width direction of each through-
また、かかるクラッシュボックス10においては、軸方向両側の端部に、外フランジ部24,25が、それぞれ一体形成されている。それら2個の外フランジ部24,25は、何れも、周壁16の軸方向両端の外周面から、軸直角方向外方に所定高さで突出し、且つ周方向に連続して延びる環状の平板からなっている。また、そのような各外フランジ部24,25には、それぞれ、複数のボルト挿通孔26が、周方向に所定間隔を隔てて穿設されている。
In the
そして、かくの如き構造とされた本実施形態のクラッシュボックス10は、例えば、図3に示されるように、バンパリーンホースメント28と共に、バンパ装置30を構成して、自動車の前部に設置されるようになっている。なお、図3中、矢印:Fは、車両前側方向を、矢印:Rは、車両後側方向を、矢印:Wは、車幅方向を、それぞれ示している。
Then, the
すなわち、図3から明らかなように、クラッシュボックス10と共にバンパ装置30を構成するバンパリーンホースメント28は、従来と同様に、剛性の高い長手の金属部材からなっている。そして、かかるバンパリーンホースメント28の自動車への設置状態下で車両後方側に位置する面(後面)における長さ方向の一端側部位と他端側部位とに対して、それぞれ、クラッシュボックス10が、軸方向両端部のうち、軸直角方向断面の面積が小なる側の端部の端面と、かかる端部に設けられた外フランジ部24の端面とを当接させて、配置されている。また、そのような配置状態下で、各クラッシュボックス10の外フランジ部24に設けられた複数のボルト挿通孔26に挿通された取付ボルト32によって、各クラッシュボックス10が、バンパリーンホースメント28にボルト固定されている。
That is, as apparent from FIG. 3, the
かくして、クラッシュボックス10が、バンパリーンホースメント28の後面の長さ方向両端側部位に、それぞれ1個ずつ、バンパリーンホースメント28の長さ方向に対して直角な方向、即ち、バンパリーンホースメント28の自動車への設置状態下での車両後方側に向かって延出し、且つ、軸直角方向断面積が、車両後方側に向かうに従って次第に大きくなるように配置されて、固定されている。これにより、バンパ装置30が、バンパリーンホースメント28と2個のクラッシュボックス10,10との一体組付品として、構成されているのである。
Thus, one
そして、図3に示されるように、かくの如き構造とされたバンパ装置30は、自動車の下側の前部において、バンパリーンホースメント28を車幅方向に延びるように位置させると共に、2個のクラッシュボックス10,10を車両前後方向に延びるように位置させて、配置される。また、そのような配置状態下で、2個のクラッシュボックス10,10のそれぞれが、軸直角方向断面積が大なる側の端部の端面と、かかる端部に設けられた外フランジ部25の端面とを、車両前後方向に真っ直ぐに延びる一対のサイドメンバ34,34のそれぞれの前端面に当接させて、配置される。そして、そのような外フランジ部25に設けられた複数のボルト挿通孔26に挿通された取付ボルト32によって、2個のクラッシュボックス10,10が、一対のサイドメンバ34,34の前端面に、それぞれボルト固定される。
As shown in FIG. 3, the
かくして、車幅方向に延びるバンパリーンホースメント28の長さ方向の両端部と、かかるバンパリーンホースメント28よりも車両後方側において、所定間隔を隔てて車両前後方向に延びる一対のサイドメンバ34,34との間に、クラッシュボックス10が、それぞれ1個ずつ介装されるようになっている。そして、それら2個のクラッシュボックス10,10は、バンパリーンホースメント28の両端部と一対のサイドメンバ34,34との間において、車両前後方向に延出し、且つ、軸直角方向断面積が、車両後方側に向かうに従って次第に大きくなるように配置されて、自動車の前部に設置されるようになっているのである。
Thus, both ends in the longitudinal direction of the
従って、2個のクラッシュボックス10,10とバンパリーンホースメント28とを含むバンパ装置30が車両前部に設置された自動車が、例えば、衝突事故等を起こして、バンパリーンホースメント28に対して衝撃荷重が入力された際には、かかる衝撃荷重が、バンパリーンホースメント28を介して、2個のクラッシュボックス10,10に伝達されて、それら2個のクラッシュボックス10,10が、軸方向において蛇腹状に連続的に塑性変形し、それによって、衝撃エネルギーが吸収され得るようになっているのである。
Therefore, an automobile in which the
そして、本実施形態のクラッシュボックス10にあっては、特に、バンパリーンホースメント28と各サイドメンバ34との間において、車両前後方向に延出し、且つ、軸直角方向断面積が、車両前方側から後方側に向かうに従って次第に大きくなるように配置されている。それ故、図3に実線の白抜きの矢印で示されるように、バンパリーンホースメント28を介して各クラッシュボックス10に伝わる衝撃荷重の入力方向が、車両前後方向と一致する各クラッシュボックス10の軸方向:Pと平行な方向であるときは、言うまでもなく、各クラッシュボックス10が横倒しにならずに、安定して、軸方向に塑性変形するようになる。そして、図3に二点鎖線の矢印や破線の矢印で示されるように、バンパリーンホースメント28を介して各クラッシュボックス10に伝わる衝撃荷重の入力方向が、各クラッシュボックス10の軸方向:Pに対して、ある程度の角度をもって傾斜する方向であっても、各クラッシュボックス10の軸方向:Pに沿って衝撃荷重が入力する際と同様に、各クラッシュボックス10が横倒しとはならずに、安定して、軸方向に塑性変形するようになっているのである。
In the
以上の説明から明らかなように、本実施形態のクラッシュボックス10は、樹脂成形体にて構成されていることにより、金属製の従来品に比して、十分な軽量化が有利に実現され得る。
As is clear from the above description, the
また、かかるクラッシュボックス10は、金属材料に比して剛性乃至は強度の低い樹脂材料を用いて形成されているものの、ハニカム構造を有しているため、機械的強度、特に、軸方向の塑性変形強度が、金属製の従来品と同程度のレベルにおいて十分に確保され得る。
In addition, although the
さらに、本実施形態のクラッシュボックス10では、ハニカム構造を構成する複数の筒状セル12a〜12gの筒壁部14にスリット状の貫通孔20が設けられていることによって、クラッシュボックス10全体の、塑性変形強度が調節されている。それ故、かかるクラッシュボックス10においては、各筒状セル12a〜12gの厚さや形成材料の種類等の、クラッシュボックス10の基本設計に関わる要素を、何等複合的に変更することなく、例えば、後加工で変更可能な、単に、貫通孔20の大きさや、貫通孔20の筒状セル12a〜12gの筒壁部14に対する形成位置等を変更するだけで、クラッシュボックス10全体の塑性変形強度、ひいては衝撃吸収特性を容易にチューニングできるのである。
Furthermore, in the
また、かかるクラッシュボックス10にあっては、バンパリーンホースメント28と各サイドメンバ34との間に、筒状セル12a〜12gの全てが、車両前後方向に延出し、且つ、軸直角方向断面積が、車両前方側から後方側に向かうに従って次第に大きくなるように配置されている。そして、それにより、バンパリーンホースメント28を介して各クラッシュボックス10に伝わる衝撃荷重の入力方向が、各クラッシュボックス10の軸方向:Pに平行な方向であるときは勿論、かかる衝撃荷重の入力方向が、各クラッシュボックス10の軸方向:Pに対して所定の角度で傾斜する方向であっても、各クラッシュボックス10が横倒しとはならずに、安定して、軸方向に塑性変形するようになっている。それ故、そのようなクラッシュボックス10においては、衝撃荷重の入力時に、その入力方向に拘わらず、軸方向への塑性変形量が十分な量において安定的に確保されて、衝撃エネルギーが、十分に且つ安定的に吸収され得るのである。
In the
従って、かくの如き本実施形態のクラッシュボックス10によれば、金属製のクラッシュボックスと同程度の衝撃吸収性能を安定的且つ効果的に確保しつつ、十分な軽量化を有利に達成することができ、しかも、衝撃吸収特性を容易にチューニングすることも可能となるのである。
Therefore, according to the
ここにおいて、本発明に従う構造を有するクラッシュボックスの衝撃吸収特性(荷重−変位特性)と、従来構造を有するクラッシュボックスの衝撃吸収特性(荷重−変位特性)とを比較するために、本発明者によって実施された試験について、詳述する。 Here, in order to compare the impact absorption characteristics (load-displacement characteristics) of a crash box having a structure according to the present invention with the impact absorption characteristics (load-displacement characteristics) of a crash box having a conventional structure, the present inventor The conducted tests will be described in detail.
すなわち、先ず、本発明に従う構造を有するクラッシュボックスとして、図1及び図2に示される如き構造を有するクラッシュボックスを作製して、準備した。そして、これを供試品1とした。なお、この供試品1のクラッシュボックスは、ガラス繊維強化ポリプロピレンを用いた射出成形を行って作製した。また、供試品1のクラッシュボックスは、軸方向長さ:130mm、筒状セルの筒壁部の厚さ:2mm、筒状セルの軸方向一端部における筒壁部の幅:60mm、筒状セルの軸方向他端部における筒壁部の幅:70mm、筒状セルの中心軸:Pに対する筒壁部の傾斜角度:5〜10度、貫通孔の長さ:5mm、貫通孔の幅:30mmであった。 That is, first, as a crash box having a structure according to the present invention, a crash box having a structure as shown in FIGS. 1 and 2 was prepared and prepared. This was designated as Sample 1. In addition, the crush box of this sample 1 was produced by performing injection molding using glass fiber reinforced polypropylene. The crush box of the sample 1 has an axial length of 130 mm, a cylindrical wall thickness of the cylindrical cell: 2 mm, a cylindrical wall width at one axial end of the cylindrical cell: 60 mm, and a cylindrical shape. The width of the cylindrical wall portion at the other axial end of the cell: 70 mm, the central axis of the cylindrical cell: the inclination angle of the cylindrical wall portion with respect to P: 5 to 10 degrees, the length of the through hole: 5 mm, the width of the through hole: It was 30 mm.
一方、従来構造を有するクラッシュボックスとして、鉄製で、軸直角方向断面積が軸方向において一定な四角筒形状を有し、筒壁部には貫通孔が何等設けられていないクラッシュボックスを作製して、準備した。そして、これを供試品2とした。なお、供試品2のクラッシュボックスは、軸方向長さ:130mm、筒壁部の厚さ:2mm、筒壁部の幅:55mmであった。
On the other hand, as a crash box having a conventional structure, a crash box made of iron and having a square cylinder shape in which the cross-sectional area perpendicular to the axis is constant in the axial direction and no through-hole is provided in the cylinder wall portion is manufactured. ,Got ready. This was designated as
そして、供試品1のクラッシュボックスを、軸直角方向断面積が大なる側の端部において基台上に固定した状態下で、軸直角方向断面積が小なる側の端部に対して、重量が1500kgのインパクタを15km/hの速度で衝突させる衝突試験を公知の方法に従って実施した。その後、インパクタに設けられた加速度計による測定値に基づいて、従来手法により、供試品1のクラッシュボックスの荷重−変位特性を調べた。その結果を図4に示した。 And, in a state where the crush box of the specimen 1 is fixed on the base at the end portion on the side where the axial perpendicular direction cross-sectional area is large, with respect to the end portion on the side where the axial perpendicular direction cross-sectional area is small, A collision test in which an impactor weighing 1500 kg was collided at a speed of 15 km / h was performed according to a known method. Then, based on the measured value by the accelerometer provided in the impactor, the load-displacement characteristic of the crush box of the sample 1 was examined by a conventional method. The results are shown in FIG.
次に、供試品2のクラッシュボックスを、その軸方向一端部において基台上に固定した後、供試品1のクラッシュボックスに対して実施した衝突試験と同じ衝突試験を同一の条件で行った。その後、上記と同様にして、供試品2のクラッシュボックスの荷重−変位特性を調べた。その結果を図4に併せて示した。
Next, after fixing the crush box of the
図4から明らかなように、本発明に従う構造を有する供試品1のクラッシュボックスは、衝撃入力の初期段階において、小さな変位量で荷重値が急激に上昇し、その後、変位量の増加に拘わらず、荷重値が略一定の値で推移するといった、矩形波を描く理想的な荷重−変位特性(荷重−変位曲線)を有していることが認められる。そして、そのような供試品1の荷重−変位特性は、従来構造を有する鉄製の供試品2のクラッシュボックスの荷重−変位特性と類似したものであることも認められる。これらの結果から、本発明に従う構造を有するクラッシュボックスが、従来構造を有する鉄製のクラッシュボックスと同等の優れた衝撃吸収特性を確保し得るものであることが、明確に認識され得るのである。
As is clear from FIG. 4, in the crash box of the specimen 1 having the structure according to the present invention, in the initial stage of impact input, the load value increases rapidly with a small amount of displacement, and then the increase in the amount of displacement occurs. In other words, it is recognized that it has an ideal load-displacement characteristic (load-displacement curve) that draws a rectangular wave such that the load value changes at a substantially constant value. And it is also recognized that the load-displacement characteristic of such a specimen 1 is similar to the load-displacement characteristic of the crush box of the
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。 The specific configuration of the present invention has been described in detail above. However, this is merely an example, and the present invention is not limited by the above description.
例えば、前記実施形態では、クラッシュボックス10が、7個の筒状セル12a〜12gが互いに一体化されて構成されていた。しかしながら、クラッシュボックス10を構成する筒状セル12の個数は、何等、これに限定されるものではなく、クラッシュボックス10に要求される軸方向の塑性変形強度や衝撃吸収特性等に応じて、適宜に変更可能である。従って、例えば、図5及び図6に示されるように、4個の筒状セル12a,12b,12c,12dが、軸直角方向断面の六角形の幾つかの辺、つまり幾つかの筒壁部14を共有して、互いに隣接配置された状態で一体化されることにより、クラッシュボックス10が形成されていても良い。即ち、クラッシュボックス10を構成する筒状セル12の個数は、複数個であれば、幾つであっても良いのである。なお、図5及び図6に示されたクラッシュボックス10に関しては、図1及び図2に示された前記実施形態と同様な構造とされた部材及び部位について、図1及び図2と同一の符号を付すことにより、詳細な説明を省略した。
For example, in the embodiment, the
また、筒状セル12の筒壁部14に形成される貫通孔20の数も、適宜に変更可能である。例えば、図5及び図6に示されるように、各筒壁部14に、貫通孔20を1個だけ設けても良いし、或いは図示されてはいないものの、各筒壁部14に、貫通孔20を3個以上設けても良い。
Further, the number of through
さらに、かかる貫通孔20の大きさや形成位置も、例えば、要求される衝撃吸収特性や筒壁部14への形成個数等に応じて、適宜に変更可能である。例えば、図5及び図6に示されるように、各筒壁部14に、貫通孔20を1個だけ形成する場合には、図1及び図2に示されるように、各筒壁部14に、貫通孔20を2個ずつ形成する場合に比して、貫通孔20の大きさを大きくすることも可能である。
Further, the size and position of the through-
更にまた、貫通孔20は、必ずしも、筒状セル12の全ての筒壁部14に設ける必要はなく、筒状セル12の筒壁部14のうちの適宜に選択されたものに限って、貫通孔20を形成しても、何等差し支えない。
Furthermore, the through
また、クラッシュボックス10を、、車両前後方向において、図3に示される向きとは反対の向きで、バンパリーンホースメント28とサイドメンバ34との間に介装配置しても良い。即ち、クラッシュボックス10を、軸直角方向断面積が大なる側の端部を、バンパリーンホースメント28側に位置させる一方、軸直角方向断面積が小なる側の端部を、サイドメンバ34側に位置させて、車両前後方向に延びるように配置することも可能なのである。
Further, the
さらに、クラッシュボックス10のバンパリーンホースメント28やサイドメンバ34への取付構造は、例示したボルト固定以外の公知の取付構造も、適宜に採用可能である。
Furthermore, as the attachment structure of the
加えて、本発明は、自動車の前部に配置されるクラッシュボックスやバンパ装置と、自動車の前部における衝撃吸収構造の他、自動車の前部に配置されるクラッシュボックスやバンパ装置と、自動車の後部における衝撃吸収構造、或いは自動車以外の車両に配置されるクラッシュボックスやバンパ装置と、自動車以外の車両の衝撃吸収構造の何れに対しても、有利に適用され得ることは、勿論である。 In addition, the present invention provides a crash box and a bumper device arranged at the front of the automobile, a shock absorbing structure at the front of the automobile, a crash box and a bumper device arranged at the front of the automobile, Needless to say, the present invention can be advantageously applied to any of the shock absorbing structure at the rear, or the crash box or bumper device disposed in a vehicle other than the automobile, and the shock absorbing structure of a vehicle other than the automobile.
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。 In addition, although not enumerated one by one, the present invention can be carried out in a mode to which various changes, modifications, improvements, etc. are added based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that all are included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
10 クラッシュボックス 12a 中心筒状セル
12b〜12g 周辺筒状セル 14 筒壁部
20 貫通孔 22 切欠部
28 バンパリーンホースメント 30 バンパ装置
34 サイドメンバ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
軸直角方向断面が六角形状を呈し、且つ該軸直角方向断面の面積が軸方向の一方側に向かって漸増する筒状セルの複数が、少なくとも一辺を共有して、互いに隣接配置されてなるハニカム構造を備えた筒状樹脂成形体からなると共に、該筒状樹脂成形体に対して、軸方向の塑性変形に対する強度を調節するための貫通孔が形成されて、構成されていることを特徴とする車両用クラッシュボックス。 A tubular body interposed between a bumper reinforcement extending in the vehicle width direction and a side member positioned at a distance in the vehicle longitudinal direction with respect to the bumper reinforcement. A crash box for a vehicle that absorbs impact energy by plastic deformation in the axial direction by an impact load input via the bumper reinforcement.
A honeycomb in which a cross section perpendicular to the axis has a hexagonal shape, and a plurality of cylindrical cells in which the area of the cross section perpendicular to the axis increases gradually toward one side in the axial direction are arranged adjacent to each other sharing at least one side A cylindrical resin molded body having a structure, and a through-hole for adjusting the strength against plastic deformation in the axial direction is formed on the cylindrical resin molded body. Vehicle crash box.
2. The vehicle according to claim 1, between a both ends of a bumper reinforcement extending in the vehicle width direction and a pair of side members positioned at a distance in the vehicle front-rear direction with respect to the bumper reinforcement. Each of the crash boxes is interposed, and the vehicle crash box is plastically deformed in the axial direction by an impact load input via the bumper reinforcement, and is configured to absorb impact energy. Vehicle shock absorption structure.
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