JP2014141179A - 衝撃吸収部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の車幅方向一端端部に車両進行方向とは反対方向の荷重が作用したとき、前記荷重による衝撃を効率良く吸収できる、安価な衝撃吸収部材を提供する。
【解決手段】衝撃吸収部材10は、車両前後方向に延設されたサイドメンバSL(SR)と、サイドメンバSL(SR)の前方又は後方にて車幅方向に延設されたバンパーリインフォースメントBRとの間に設けられる。衝撃吸収部材10は、車両前後方向に延設されるとともにサイドメンバSL(SR)に支持され、車両前後方向に圧縮されることにより前記荷重による衝撃を吸収する衝撃吸収部20と、衝撃吸収部20のサイドメンバSL(SR)側の端部側から、バンパーリインフォースメントBR側且つ車幅方向外方へ向かって延設され、バンパーリインフォースメントBRの車幅方向端部側を補強するバンパー補強部30と、を備える。
【選択図】図2
【解決手段】衝撃吸収部材10は、車両前後方向に延設されたサイドメンバSL(SR)と、サイドメンバSL(SR)の前方又は後方にて車幅方向に延設されたバンパーリインフォースメントBRとの間に設けられる。衝撃吸収部材10は、車両前後方向に延設されるとともにサイドメンバSL(SR)に支持され、車両前後方向に圧縮されることにより前記荷重による衝撃を吸収する衝撃吸収部20と、衝撃吸収部20のサイドメンバSL(SR)側の端部側から、バンパーリインフォースメントBR側且つ車幅方向外方へ向かって延設され、バンパーリインフォースメントBRの車幅方向端部側を補強するバンパー補強部30と、を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、車両の衝突時に変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材に関する。
従来から、例えば下記特許文献1及び特許文献2に記載されているように、衝突時に変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材を備えた車両は知られている。この車両は、車両前後方向に延設されたサイドメンバと、サイドメンバの前方(又は後方)にて車幅方向に延設されたバンパーリインフォースメントとを備えている。衝撃吸収部材は車両前後方向に延設され、その後端部(又は前端部)がサイドメンバの前端部(又は後端部)に接続され、その前端部(又は後端部)はバンパーリインフォースメントの車幅方向端部よりも少し内側に位置する車幅方向中間部に接続されている。車両の前端(又は後端)に物体が衝突したとき、衝撃吸収部材がその軸線方向(車両前後方向)に圧縮されることにより、前記衝突による衝撃を吸収する。
また、特許文献2に記載されている車両は、サイドメンバの上方に位置するフロントピラーからバンパーリインフォースメントの車幅方向端部へ向かって延設されたアッパメンバをさらに備えている。アッパメンバは、サイドメンバと同様に、衝撃吸収部材を介してバンパーリインフォースメントの車幅方向端部に接続されている。すなわち、バンパーリインフォースメントは、その車幅方向中間部が衝撃吸収部材(内側衝撃吸収部材)を介してサイドメンバに支持されるのみならず、その車幅方向一端部が別の衝撃吸収部材(外側衝撃吸収部材)を介してアッパメンバに支持されている。
上記特許文献1に記載の車両によれば、バンパーリインフォースメントのうち車幅方向一端部(衝撃吸収部材よりも車幅方向外側の部分)は衝撃吸収部材で支持されていないため、それよりも内側の部分に比べて強度が低い。このため車両走行中に車幅方向一端側の狭い領域(例えば、スモールオーバーラップ衝突試験時のように、車両の前端部のうちの車幅方向中間部から車幅方向一端に亘る部分)に物体が衝突したとき、バンパーリインフォースメントの車幅方向一端部が折れ曲がる可能性がある。バンパーリインフォースメントの車幅方向一端部が折れ曲がった場合、折れ曲がった部分を介して衝撃吸収部材に作用する荷重の方向が衝撃吸収部材の軸線方向に対して傾斜し、衝撃吸収部材がその軸線方向に圧縮されないので、あまり衝撃が吸収されない。
一方、特許文献2に記載の車両によれば、バンパーリインフォースメントは、その車幅方向中間部が内側衝撃吸収部材を介してサイドメンバに支持されるのみならず、車幅方向一端部が外側衝撃吸収部材を介してアッパメンバに支持されている。そのため、車幅方向一端側の狭い領域に物体が衝突したとき、バンパーリインフォースメントの車幅方向一端部が折れ曲がることが抑制される。したがって、内側衝撃吸収部材及び外側衝撃吸収部材がそれらの軸線方向にそれぞれ圧縮されて衝撃が十分に吸収される。しかし、特許文献1に記載の車両に比べて車両前端部の構造が複雑であるだけでなく、部品点数が多い。また、アッパメンバがバンパーリインフォースメント付近まで延ばされている特殊なシャシー構造の車両にしか適用することができず、汎用性に乏しい。
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、車両の前端又は後端における車幅方向一端側の狭い領域に物体が衝突したとき、前記衝突による衝撃を効率良く吸収できる、安価な衝撃吸収部材を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両前後方向に延設されたサイドメンバ(SL,SR)と、前記サイドメンバの前方又は後方にて車幅方向に延設されたバンパーリインフォースメント(BR)との間に設けられる衝撃吸収部材(10)であって、車両前後方向に延設されるとともにサイドメンバに支持され、バンパーリインフォースメントに車両後方又は前方への荷重が加えられたとき車両前後方向に圧縮されることにより前記荷重による衝撃を吸収する衝撃吸収部(20)と、衝撃吸収部におけるサイドメンバ側の端部側から、バンパーリインフォースメント側且つ車幅方向外方へ向かって延設され、バンパーリインフォースメントの車幅方向端部側を支持してバンパーリインフォースメントの車幅方向端部側を補強するバンパー補強部と、を備えた、衝撃吸収部材としたことにある。なお、「衝撃吸収部におけるサイドメンバ側の端部側」は、衝撃吸収部におけるサイドメンバ側の端部、及び衝撃吸収部における前後方向中間部のうちサイドメンバ側に位置する部分を含む。また、「バンパーリインフォースメントの車幅方向端部側」とは、バンパーリインフォースメントにおけるサイドメンバの前方(又は後方)に位置する部分からバンパーリインフォースメントの車幅方向両端のうち前記サイドメンバに近い側の一端に亘る部分の少なくとも一部分を意味する。
この場合、バンパー補強部は、バンパー補強部の車両前後方向両端部のうちのサイドメンバ側の端部からバンパーリインフォース側の端部に向かうに従って、その車幅方向の長さが長くなるように形成されているとよい。
また、この場合、バンパー補強部は、衝撃吸収部におけるサイドメンバ側の端部側からバンパーリインフォースメント側且つ車幅方向外方へ向かって延設され、バンパーリインフォースメントの車幅方向端部側に接続される第1支持部(31)と、衝撃吸収部におけるサイドメンバ側の端部側からバンパーリインフォースメント側且つ前記第1支持部よりも車幅方向外方へ向かって延設され、バンパーリインフォースメントの車幅方向端部側に接続される第2支持部(32)と、を有するとよい。
本発明によれば、バンパーリインフォースメントの車幅方向端部側がバンパー補強部によって支持されているので、車両の前端(又は後端)における車幅方向一端側の狭い領域(サイドメンバの前方(又は後方)に位置する部分から車幅方向一端に亘る部分)に物体が衝突したとき、バンパーリインフォースメントの車幅方向一端部側の折れ曲がりを抑制することができる。このため衝撃吸収部にはその軸線方向に平行に荷重が作用し、衝撃吸収部がその軸線方向に圧縮される。よって、前記衝突による衝撃を効率良く吸収することができる。また、バンパー補強部は、衝撃吸収部におけるサイドメンバ側の端部側から、バンパーリインフォースメント側且つ車幅方向外方へ向かって延設されている。すなわち、バンパー補強部の延設方向はサイドメンバの延設方向に対して傾斜している。したがって、サイドメンバの前端(又は後端)には、車幅方向内方且つ後方(又は、車幅方向内方且つ前方)に前記衝突による荷重が作用する。衝撃吸収部によって効率良く前記衝突による衝撃を吸収するとともにサイドメンバの前端(又は後端)に車幅方向内方への荷重を作用させることにより、衝突時に車両本体が前記物体周りに回転するように進行することを抑制し、車両本体を衝突前の進行方向に略平行な方向に進行させることができる。これにより、乗員及び車両周辺に与える影響を極力小さくすることができる。また、上記特許文献2の車両のようなアッパメンバ及びアッパメンバに接続される衝撃吸収部材が不要であるので、車両の前端部の構造を簡略化するとともに部品点数を削減できる。さらに、バンパー補強部は衝撃吸収部から車幅方向外方に延びるように形成されており、特許文献2に示されるような特殊なシャシー構造の車両でない通常の車両に本発明の衝撃吸収部材を適用することができるので、汎用性が高い。
また、本発明の他の特徴は、衝撃吸収部とバンパー補強部とが押し出し加工により一体的に形成されていることにある。これによれば、衝撃吸収部とバンパー補強部とをそれぞれ別々に製造し、その後両者を接合して衝撃吸収部材を形成する場合に比べて、工程数を減らすことができる。したがって、衝撃吸収部材を安価に製造できる。
また、本発明の他の特徴は、衝撃吸収部とバンパー補強部とを接続する連結部(R8)をさらに有することにある。これによれば、バンパー補強部がそのサイドメンバ側の端部にて衝撃吸収部に支持されるのみならず、連結部を介して衝撃吸収部に支持される。したがって、バンパー補強部の強度を向上させることができる。また、衝撃吸収部とバンパー補強部とを一体的に成形する場合には、その成形性を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る衝撃吸収部材10について説明する。まず、衝撃吸収部材10が組み付けられる車両1の前部の構成について簡単に説明しておく。この車両1は、図1及び図2に示すように、車幅方向に間隔をおいて配置され、車両前後方向にそれぞれ延設された左右一対のサイドメンバSL,SRと、サイドメンバSL,SRの前方にて車両の車幅方向左端から右端に亘って延設されたバンパーリインフォースメントBRと、を備える。サイドメンバSL,SRは、車幅方向左端及び右端からの車幅方向の距離が車幅の1/4程度になるような位置にそれぞれ配置されている。バンパーリインフォースメントBRは、平面視において車幅方向内方側よりも車幅方向外方側が少し後方に位置するように車両前後方向に湾曲している。サイドメンバSL,SRは、それぞれ衝撃吸収部材10,10を介してバンパーリインフォースメントBRに接続されている。なお、本実施形態では、バンパーリインフォースメントBR及び衝撃吸収部材10,10は、車室の前方に設けられる部材として説明するが、本発明は、これらが車室の後方に設けられる場合にも適用可能である。また、図2では、車両1の前部における車幅方向左端部のみを示している。車両1の前部における車幅方向右端部は車幅方向左端部と対称であるので説明を省略する。
次に、衝撃吸収部材10について説明する。衝撃吸収部材10は、図2に示すように、衝撃吸収部20とバンパー補強部30を備える。衝撃吸収部20及びバンパー補強部30は、押し出し加工により一体的に形成される。押し出し加工における押し出し方向は、衝撃吸収部材10が車両に組み付けられたときの車両高さ方向に相当する。したがって、衝撃吸収部材10は、車両高さ方向に沿って同一断面を呈する。衝撃吸収部20は、車両前後方向に延設されている。衝撃吸収部20の後端部は、サイドメンバSLの前端に締結される。衝撃吸収部材10の前端部は、バンパーリインフォースメントBRの車幅方向中間部(サイドメンバSLの前方に位置する部分)に接続される。衝撃吸収部材10が車両1に組み付けられた状態では衝撃吸収部20の軸線方向が車両前後方向に一致している。衝撃吸収部20は、車両の前端部に物体OB(図3参照)が衝突したときにその軸線方向に圧縮されて、前記衝突による衝撃を吸収する。
衝撃吸収部20は、車両前後方向に延びる内壁部21及び外壁部22を備える。外壁部22は、内壁部21から見て車幅方向外方(図2において左方)に配置されている。内壁部21の後端位置と、外壁部22の後端位置は同一である。バンパーリインフォースメントBRは上記のように湾曲しているので、外壁部22の前端は、内壁部21の前端よりも少し後方に位置している。内壁部21の後端と外壁部22の後端とが車幅方向に延びる後壁部23により接続され、内壁部21の前端と外壁部22の前端とがバンパーリインフォースメントBRの後面に沿って延びる前壁部24により接続されている。後壁部23には、その前面から後面へ貫通する貫通孔が形成されている。また、内壁部21の前端には、バンパーリインフォースメントBRの後面に沿って車幅方向内方(図2において右方)へ延びるフランジ部25が形成されている。フランジ部25には、その前面から後面へ貫通する貫通孔が形成されている。
内壁部21、外壁部22、後壁部23及び前壁部24によって囲まれた空間SPには、リブR1乃至R7が形成されている。リブR1は、内壁部21の前後方向中央部から車幅方向外方へ延設され、外壁部22に接続されている。リブR2及びリブR3は、内壁部21、外壁部22、前壁部24及びリブR1によって囲まれた平面視略矩形の空間SP1の対角を接続するようにそれぞれ形成されている。リブR4は、リブR2とリブR3の交差部から車幅方向内方及び外方に延設され、内壁部21及び外壁部22に接続されている。空間SP1はリブR4によって2つの空間に分断されている。リブR4の前側の空間を空間SP11と呼び、リブR4の後側の空間を空間SP12と呼ぶ。
リブR5及びリブR6は、内壁部21、外壁部22、後壁部23及びリブR1によって囲まれた平面視略矩形の空間SP2の対角を接続するようにそれぞれ形成されている。リブR7は、リブR5とリブR6の交差部から車幅方向内方及び外方にそれぞれ延設され、内壁部21及び外壁部22に接続されている。空間SP2はリブR7によって2つの空間に分断されている。リブR7の前側の空間を空間SP21と呼び、リブR7の後側の空間を空間SP22と呼ぶ。
バンパー補強部30は、衝撃吸収部20の外壁部22の車幅方向外方側(図2において左側)に形成されている。バンパー補強部30の前端部は、バンパーリインフォースメントBRの車幅方向左端部に締結される。バンパー補強部30は、バンパーリインフォースメントBRの車幅方向左端部(サイドメンバSLの前方に位置する部分から左端に亘る部分のうちの少なくとも一部分)の後面を支持する。バンパー補強部30は、外壁部22の後端部から前方且つ車幅方向外方へ向かって延設された内壁部31及び外壁部32を備える。外壁部31は、内壁部31から見て車幅方向外方に配置されている。上記のようにバンパーリインフォースメントBRは湾曲しているので、外壁部32の前端は、内壁部31の前端よりも少し後方に位置している。内壁部31の前端と外壁部32の前端とがバンパーリインフォースメントBRの後面に沿って延びる前壁部33により接続されている。また、内壁部31の後端と外壁部32の後端とが前後方向の同一位置にて衝撃吸収部20の外壁部22の後端に接続されている。なお、内壁部31の後端と外壁部32の後端が外壁部22の後端ではなく、外壁部22の前後方向中間部(例えば、前後方向中央部よりも後端側に位置する部分)に接続されていてもよい。また、外壁部32の前端には、バンパーリインフォースメントBRの後面に沿って車幅方向外方へ延びるフランジ部34が形成されている。フランジ部34には、その前面から後面へ貫通する貫通孔が設けられている。また、リブR8が、外壁部22の前後方向中央部から車幅方向外方に延設され、内壁部31の前後方向中央部に接続されている。
フランジ部25に形成された貫通孔及びフランジ部34に形成された貫通孔にボルトB1が挿入され、このボルトB1によって、衝撃吸収部材10の前端部がバンパーリインフォースメントBRの後端面に締結される。また、後壁部23に形成された貫通孔にボルトB2が挿入され、このボルトB2によって、衝撃吸収部材10の後端部がサイドメンバSLに締結される。
図3に示すように、車両1の前端部であって、サイドメンバSLの前方に位置する部分から車幅方向左端に亘る部分に物体OBが衝突すると、物体OBは、バンパーリインフォースメントBR及び衝撃吸収部材10を変形させながら車室内側へ進入していく。このとき、バンパーリインフォースメントBRの車幅方向左端部の後面がバンパー補強部30によって支持されているので、バンパーリインフォースメントBRの車幅方向左端部の折れ曲がりを抑制することができる。したがって、衝撃吸収部20には、その軸線方向に荷重が作用する。すると、まず、衝撃吸収部20の内壁部21及び外壁部22のうち、前壁部24とリブR4の間に位置する部分がそれぞれ座屈する。空間SP1にはその対角を繋ぐようにリブR2及びリブR3が設けられているので、内壁部21及び外壁部22のうち、前壁部24とリブR4の間に位置する部分がほぼ同時に座屈する。すなわち、空間SP11は、その軸線方向に圧縮される。以降、空間SP12、空間SP21、空間SP22がこの順に、空間SP11と同様にそれらの軸線方向に圧縮される。したがって、衝撃吸収部材10によれば、物体OBの衝突による衝撃を効率良く吸収することができる。なお、衝撃吸収部20がその軸線方向に圧縮されていく過程で、バンパー補強部30も多少変形する。
また、バンパー補強部30は、衝撃吸収部20の後端部(サイドメンバSL側の端部)から、前方(バンパーリインフォースメントBR側)且つ車幅方向外方へ向かって延設されている。すなわち、バンパー補強部30の延設方向はサイドメンバSLの延設方向に対して傾斜している。したがって、サイドメンバSLの前端には、車幅方向内方且つ後方に前記衝突による荷重が作用する。衝撃吸収部20によって効率良く前記衝突による衝撃を吸収するとともにサイドメンバSLの前端に車幅方向内方への荷重を作用させることにより、衝突時に車両本体が物体OB周りに回転するように進行することを抑制し、車両本体を衝突前の進行方向に略平行な方向に進行させることができる。これにより、乗員及び車両周辺に与える影響を極力小さくすることができる。また、上記特許文献2の車両のようなアッパメンバ及びアッパメンバに接続される衝撃吸収部材が不要であるので、車両1の前部の構造を簡略化するとともに、部品点数を削減できる。さらに、バンパー補強部30は衝撃吸収部20から車幅方向外方に延びるように形成されており、特許文献2に示されるような特殊なシャシー構造の車両ではない通常の車両に本発明の衝撃吸収部材を適用することができるので、汎用性が高い。
また、衝撃吸収部材10を押し出し成形により一体的に形成したので、衝撃吸収部20とバンパー補強部30とをそれぞれ別々に製造し、その後両者を接合して衝撃吸収部材を形成する場合に比べて、工程数を減らすことができる。したがって、衝撃吸収部材10を安価に製造できる。
また、衝撃吸収部20とバンパー補強部30とがリブR8によって接続されている。すなわち、バンパー補強部30がその後端部にて衝撃吸収部20に支持されるのみならず、その前後方向中央部にてリブR8を介して衝撃吸収部20に支持される。よって、バンパー補強部30の強度を向上させることができる。また、衝撃吸収部20とバンパー補強部30とを押し出し成形により一体的に形成する際の成形性を向上させることができる。
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、バンパー補強部30は、中空状に形成されているが、中実状に形成されていてもよい。また、バンパー補強部30は、板状又は棒状に形成されていてもよい。
また、例えば、衝撃吸収部20の空間SP1及び空間SP2内に設けられるリブの構成は上記実施形態に限られない。例えば、図4Aに示すように、リブR4及びリブR7を省略してもよい。また、図4Bに示すように、リブR4のうち、リブR2とリブR3との交差部から内壁部21側へ延設される部分を省略するとともに、リブR7のうち、リブR5とリブR6との交差部から内壁部21側へ延設される部分を省略してもよい。また、図4Cに示すように、リブR4のうち、リブR2とリブR3との交差部から外壁部22側へ延設される部分を省略するとともに、リブR7のうち、リブR5とリブR6との交差部から外壁部22側へ延設される部分を省略してもよい。これによれば、押し出し工程で中空部を形成するために用いる中子を大きくでき、衝撃吸収部材10を加工し易い。
図4B又は図4CのようにリブR4及びリブR7の一部を省略した場合、衝撃吸収部20の内壁部21側の部分と外壁部22側の部分とで座屈強度に差が生じ、衝撃吸収部20に衝突による荷重が作用したとき、内壁部21の座屈位置と外壁部22の座屈位置とが前後方向にずれる虞がある。また、内壁部21が座屈するタイミングと外壁部22が座屈するタイミングとがずれる虞がある。そこで、例えば、リブR4及びリブR7のうち、内壁部21側に延設される部分を省略した場合、図4Dに示すように、外壁部22が平面視において波型を呈するように構成すると良い。具体的には、外壁部22における前壁部24とリブR1の間に位置する部分のうちの前側部分が車幅方向外方に突出し、外壁部22における前壁部24とリブR1の間に位置する部分のうちの後側部分が車幅方向内方に入り込むように構成するとともに、外壁部22における後壁部23とリブR1の間に位置する部分のうちの前側部分が車幅方向外方に突出し、外壁部22における後壁部23とリブR1の間に位置する部分のうちの後側部分が車幅方向内方に入り込むように構成すると良い。これによれば、外壁部22のうちの車幅方向外方に突出した部分及び車幅方向内方に入り込んだ部分の各頂点部にて座屈するため、内壁部21の座屈位置と外壁部22の座屈位置が前後方向に大きくずれることを防止できる。また、内壁部21が座屈するタイミングと外壁部22が座屈するタイミングとを揃えることができる。
また、図4Eに示すように、前壁部24の車幅方向中央部から後方へ延設され、リブR2とリブR3との交差部、リブR1、リブR5とリブR6との交差部、及び後壁部23に接続されるリブR9をさらに設けてもよい。これによれば、座屈強度を向上させることができる。また、図4Fに示すように、リブR9を設けるとともに、リブR4及びリブR7を省略してもよい。
1・・・車両、10・・・衝撃吸収部材、20・・・衝撃吸収部、25・・・フランジ部、30・・・バンパー補強部、34・・・フランジ部、BR・・・バンパーリインフォースメント、OB・・・物体、SL,SR・・・サイドメンバ
Claims (5)
- 車両前後方向に延設されたサイドメンバと、前記サイドメンバの前方又は後方にて車幅方向に延設されたバンパーリインフォースメントとの間に設けられる衝撃吸収部材であって、
車両前後方向に延設されるとともに前記サイドメンバに支持され、前記バンパーリインフォースメントに車両後方又は前方への荷重が加えられたとき車両前後方向に圧縮されることにより前記荷重による衝撃を吸収する衝撃吸収部と、
前記衝撃吸収部における前記サイドメンバ側の端部側から前記バンパーリインフォースメント側且つ車幅方向外方へ向かって延設され、前記バンパーリインフォースメントの車幅方向端部側を支持して前記バンパーリインフォースメントの車幅方向端部側を補強するバンパー補強部と、を備えた、衝撃吸収部材。 - 請求項1に記載の衝撃吸収部材において、
前記バンパー補強部は、前記バンパー補強部の車両前後方向両端部のうちの前記サイドメンバ側の端部から前記バンパーリインフォース側の端部に向かうに従って、その車幅方向の長さが長くなるように形成されている、衝撃吸収部材。 - 請求項2に記載の衝撃吸収部材において、
前記バンパー補強部は、
前記衝撃吸収部における前記サイドメンバ側の端部側から前記バンパーリインフォースメント側且つ車幅方向外方へ向かって延設され、前記バンパーリインフォースメントの車幅方向端部側に接続される第1支持部と、
前記衝撃吸収部における前記サイドメンバ側の端部側から前記バンパーリインフォースメント側且つ前記第1支持部よりも車幅方向外方へ向かって延設され、前記バンパーリインフォースメントの車幅方向端部側に接続される第2支持部と、を有する、衝撃吸収部材。 - 請求項1乃至3のうちのいずれか1つに記載の衝撃吸収部材において、
前記衝撃吸収部と前記バンパー補強部とが押し出し加工により一体的に形成されている、衝撃吸収部材。 - 請求項1乃至4のうちのいずれか1つに記載の衝撃吸収部材において、
前記衝撃吸収部と前記バンパー補強部とを接続する連結部をさらに有する、衝撃吸収部材。
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