JP2018047780A - 衝撃吸収部材及び衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃吸収性能を向上させた衝撃吸収部材を提供する。【解決手段】 衝撃吸収部材１０Ｒ（１０Ｌ）は、車両前後方向に延びる筒状に形成された本体部１１と、本体部１１の長手方向における一端部に設けられ、車両の骨格部材に取り付けられるフランジ部（１２）と、を備え、本体部１１の外周面に、本体部１１の長手方向における一端側から他端側へ向かう螺旋状の傾斜部１１１が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収部材及び衝撃吸収装置に関する。

下記特許文献１に記載されているように、車両の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、左右一対のサイドメンバを備えている。サイドメンバは、車両前後方向に延設されている。また、この車両は、前記左右一対のサイドメンバの前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を備えている。バンパーリインフォースメントは、左右一対の衝撃吸収部材を介して、前記左右一対のサイドメンバに取り付けられる。衝撃吸収部材は車両前後方向に延びる筒状に形成されている。衝撃吸収部材の後端部がサイドメンバの前端部に接続される。衝撃吸収部材の前端部に、バンパーリインフォースメントの車幅方向端部が接続される。車両の前端に物体が衝突したとき、バンパーリインフォースメント及び衝撃吸収部材が車両前後方向に圧縮されるように変形することにより、前記衝突による衝撃が吸収される。

特開２０１２−１６６６４５号公報

上記従来の衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を向上させるため（すなわち、衝撃吸収量を増大させるため）には、バンパーリインフォースメント及び衝撃吸収部材を構成する各壁部の厚さを増大させるとよい。また、バンパーリインフォースメント及び衝撃吸収部材の車両前後方向の寸法（すなわち圧縮ストローク）を増大させるとよい。しかし、これらによれば、バンパーリインフォースメント及び衝撃吸収部材の重量が増大してしまう。

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、衝撃吸収性能を向上させた衝撃吸収部材及び衝撃吸収装置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、車両前後方向に延びる筒状に形成された本体部（１１）と、本体部の長手方向における一端部に設けられ、前記車両の骨格部材（ＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌ）に取り付けられるフランジ部（１２）と、を備えた衝撃吸収部材（１０）であって、本体部の外周面に、本体部の長手方向における一端側から他端側へ向かう螺旋状の傾斜部（１１１）が設けられている、衝撃吸収部材（１０_Ｒ，１０_Ｌ）としたことにある。この場合、衝撃吸収部材は、複数の傾斜部を備えるとよい。

また、この場合、本体部の一端側の外径と他端側の外径とが異なるとよい。

本発明に係る衝撃吸収部材の本体部に車両前後方向の荷重が作用すると、その荷重の分力が、螺旋状に形成された傾斜部の各部における傾斜方向に沿って作用する。これにより、本体部が周方向にねじれる。従来の衝撃吸収部材は、車両前後方向に圧縮されることにより衝撃を吸収する。これに対し、本発明に係る衝撃吸収部材は、車両前後方向に圧縮されることにより衝撃を吸収するのに加えて、周方向にねじれることにより衝撃を吸収する。そのため、衝撃吸収部材の本体部の周壁部の厚さ及び／又は車両前後方向の寸法を増大させなくても、衝撃吸収部材の衝撃吸収量を増大させることができる。したがって、本発明によれば、衝撃吸収部材の重量を従来と同等に保持したまま、その衝撃吸収性能を向上させることができる。

また、本発明の他の特徴は、本体部の他端を閉じる蓋部（１３）を有し、蓋部が、車幅方向に延びるバンパーリインフォースメント（２０）に取り付けられる衝撃吸収部材としたことにある。

これによれば、衝撃吸収部材の本体部がねじれることにより、バンパーリインフォースメントを曲げる力（曲げモーメント）がバンパーリインフォースメントに作用する。従来の衝撃吸収部材が適用された車両のバンパーリインフォースメントは、車両前後方向に圧縮されることにより衝撃を吸収する。これに対し、本発明に係る衝撃吸収部材が適用された車両においては、バンパーリインフォースメントは、車両前後方向に圧縮されることにより衝撃を吸収するのに加えて、車両高さ方向に曲がることにより衝撃を吸収する。そのため、バンパーリインフォースメントの各壁部の厚さ及び／又は車両前後方向の寸法を増大させなくても、バンパーリインフォースメントの衝撃吸収量を増大させることができる。

また、本発明の他の特徴は、蓋部（１３）は、バンパーリインフォースメントに嵌合する嵌合部（１３１）を有する、衝撃吸収部材としたことにある。

これによれば、衝撃吸収部材がバンパーリインフォースメントに嵌合しているので、衝撃吸収部材がねじれることにより生じる曲げモーメントを確実にバンパーリインフォースメントに伝達できる。

なお、この場合、車幅方向に延びるバンパーリインフォースメントと、バンパーリインフォースメントの両端部にそれぞれ取り付けられた一対の衝撃吸収部材（１０_Ｒ，１０_Ｌ）と、を有する衝撃吸収装置であって、前記一対の衝撃吸収部材は、車両前後方向に延びる筒状に形成された本体部（１１）と、本体部の長手方向における一端部に設けられ、車両の骨格部材に取り付けられるフランジ部と、本体部の長手方向における他端部に設けられ、バンパーリインフォースメントに取り付けられる蓋部と、をそれぞれ備え、本体部の外周面に、本体部の長手方向における一端側から他端側へ向かう螺旋状の傾斜部が設けられていて、前記一対の衝撃吸収部材のうちの一方の衝撃吸収部材の傾斜部の螺旋の巻き方向と、他方の衝撃吸収部材の傾斜部の螺旋の巻き方向とが逆である、衝撃吸収装置（１）としてもよい。

本発明に係る衝撃吸収部材が適用された車両の平面図である。 本発明の衝撃吸収部材を含む衝撃吸収装置を分解して左斜め前方から見た斜視図である。 本発明の衝撃吸収部材を含む衝撃吸収装置を分解して右斜め後方から見た斜視図である。 右側の衝撃吸収部材を左斜め前方から見た斜視図である。 右側の衝撃吸収部材を右斜め後方から見た斜視図である。 傾斜部の傾斜角度及び傾斜部に作用する荷重を示す平面図である。 右側の衝撃吸収部材を前方から見た正面図である。 左側の衝撃吸収部材を前方から見た正面図である。 バンパーリインフォースメントに作用する曲げモーメントを示す正面図である。 ３つの傾斜部を備えた衝撃吸収部材の斜視図である。 ２つの傾斜部を備えた衝撃吸収部材の斜視図である。 円錐台状の本体部の外周面に溝状の傾斜部を有する衝撃吸収部材の斜視図である。 円柱状の本体部の外周面に溝状の傾斜部を有する衝撃吸収部材の斜視図である。

本発明の一実施形態に係る衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌについて説明する。まず、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌが適用された車両Ｖの概略について説明する。車両Ｖは、図１乃至図３に示すように、左右一対のサイドメンバＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌ、左右一対の衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌ、及びバンパーリインフォースメント２０を有する。なお、左右一対の衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌ及びバンパーリインフォースメント２０からなる部分が本発明の衝撃吸収装置１に相当する。

サイドメンバＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌは、車幅方向に間隔をおいて配置されている。サイドメンバＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌは、車両前後方向に延びる角筒状に形成されている。サイドメンバＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌの前端面にはフランジ部が設けられている。サイドメンバＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌのフランジ部に、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌがそれぞれ締結されている。そして、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌの前端に、バンパーリインフォースメント２０が取り付けられている。

つぎに、衝撃吸収部材１０_Ｒの構成について説明する。衝撃吸収部材１０_Ｒは、図４及び図５に示すように、本体部１１、フランジ部１２及び蓋部１３を有する。本体部１１は、車両前後方向に延びる筒状に形成されている。本体部１１は、円錐台状に形成されている。本体部１１の後端の外径は、前端の外径よりも大きい。本体部１１の外周面には、螺旋状の段差が形成されている。つまり、本体部１１は、その外周面側に設けられ、本体部１１の後端から前端へ向かう螺旋状の４つの傾斜部１１１を有する。傾斜部１１１は、本体部１１の径方向における外側へ張り出している。各傾斜部１１１の傾斜角度θ（図６参照）は一定である。言い換えれば、傾斜部１１１の螺旋のピッチは一定である。例えば、傾斜角度θは「４０°」である。

また、図７に示すように、前記４つの傾斜部１１１の螺旋の巻き方向は同一である。前記４つの傾斜部１１１は、本体部１１の周方向に９０°ずつずれている。また、各傾斜部１１１の端部であって、本体部１１の後端側の端部の位置と、本体部１１の前端側の端部の位置とは、本体部１１の周方向に２７０°だけずれている。つまり、各傾斜部１１１は、本体部１１の全周に亘って形成されているのではなく、本体部１１の全周の４分の３に亘って形成されている。

フランジ部１２は、本体部１１の後端から、本体部１１の径方向における外側へ張り出している（図４及び図５参照）。衝撃吸収部材１０_Ｒの前方から見て、フランジ部１２は矩形を呈する。フランジ部１２の角部には、車両前後方向に貫通する貫通孔Ｈ_１２がそれぞれ形成されている。

蓋部１３は、本体部１１の前端に設けられている。蓋部１３は、車両前後方向に垂直な板状に形成されている。衝撃吸収部材１０_Ｒの前方から見て、蓋部１３は略円形を呈する。蓋部１３によって本体部１１の前端が閉じられている。蓋部１３には、車両前後方向に貫通する４つの貫通孔Ｈ_１３が形成されている。これらの貫通孔Ｈ_１３は、本体部１１の周方向に沿って等間隔に配置されている。つまり、これらの貫通孔Ｈ_１３は、本体部１１の周方向に９０°ずつずれている。また、蓋部１３の前面には、４つの凸部１３１が形成されている。各凸部１３１は、本体部１１の周方向に隣り合う２つの貫通孔Ｈ_１３の間に設けられている。各凸部１３１は、本体部１１の径方向に延設されている。

衝撃吸収部材１０_Ｌの構成は、衝撃吸収部材１０_Ｒの構成と略同様である。ただし、図８に示すように、衝撃吸収部材１０_Ｌの各傾斜部１１１の螺旋の巻き方向が、衝撃吸収部材１０_Ｒの各傾斜部１１１の螺旋の巻き方向とは逆である。その他の構成は、衝撃吸収部材１０_Ｒの構成と同じなので、その説明を省略する。

バンパーリインフォースメント２０は、車幅方向に延設され、その車幅方向における後面の両端部が、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌを介して、サイドメンバＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌの前面に締結される。バンパーリインフォースメント２０は、図２及び図３に示すように、車幅方向に延びる角筒状に形成されている。バンパーリインフォースメント２０の車幅方向における中央部は、車両Ｖのバンパーカバーに沿うように湾曲形成されている。つまり、バンパーリインフォースメント２０の平面視において、バンパーリインフォースメント２０の車幅方向における中央部は、車幅方向における両端部よりも前方に位置している。バンパーリインフォースメント２０の車幅方向における両端部は、車幅方向に平行な直線状に延設されている。

バンパーリインフォースメント２０は、上壁部２１、下壁部２２、前壁部２３及び後壁部２４を有する。上壁部２１及び下壁部２２は、車両高さ方向に垂直な板状に形成されている。下壁部２２は、上壁部２１の下方に配置されている。前壁部２３及び後壁部２４は、上壁部２１及び下壁部２２に垂直な板状に形成されている。前壁部２３は、上壁部２１及び下壁部２２の前端同士を接続している。後壁部２４は、上壁部２１及び下壁部２２の後端同士を接続している。

図３に示すように、後壁部２４の右端部には、衝撃吸収部材１０_Ｒの４つの凸部１３１がそれぞれ挿入されて嵌合する４つの溝部Ｇ_２４Ｒが形成されている。また、後壁部２４の右端部には、衝撃吸収部材１０_Ｒの４つの貫通孔Ｈ_１３にそれぞれ対応した４つの貫通孔Ｈ_２４Ｒが形成されている。後壁部２４の左端部には、衝撃吸収部材１０_Ｌの４つの凸部１３１がそれぞれ挿入されて嵌合する４つの溝部Ｇ_２４Ｌが形成されている。また、後壁部２４の左端部には、衝撃吸収部材１０_Ｌの４つの貫通孔Ｈ_１３にそれぞれ対応した４つの貫通孔Ｈ_２４Ｌが形成されている。

衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌのフランジ部１２の貫通孔Ｈ_１２に図示しないボルトが挿入され、そのボルトがサイドメンバＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌのフランジ部に締結される。これにより、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_ＬがサイドメンバＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌにそれぞれ固定される。また、衝撃吸収部材１０_Ｒの各凸部１３１が、バンパーリインフォースメント２０の各溝部Ｇ_２４Ｒに挿入された状態で、貫通孔Ｈ_１３及び貫通孔Ｈ_２４Ｒに図示しないボルトが挿入され、前記ボルトの先端が図示しないナットに締結される。また、衝撃吸収部材１０_Ｌの各凸部１３１が、バンパーリインフォースメント２０の各溝部Ｇ_２４Ｌに挿入された状態で、貫通孔Ｈ_１３及び貫通孔Ｈ_２４Ｌに図示しないボルトが挿入され、前記ボルトの先端が図示しないナットに締結される。このようにして、バンパーリインフォースメント２０が衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌに固定される。

車両Ｖの前部に物体が衝突すると、バンパーリインフォースメント２０及び衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌに、車両後方への荷重ｆが作用する。これにより、バンパーリインフォースメント２０及び衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌが車両前後方向に圧縮される。さらに、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌに荷重ｆが作用すると、図６に示すように、荷重ｆの分力ｆ_１が、傾斜部１１１の各部における傾斜方向に沿って作用する。これにより、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌが本体部１１の周方向にねじれる。上記のように、衝撃吸収部材１０_Ｒの各傾斜部１１１の螺旋の巻き方向が、衝撃吸収部材１０_Ｌの各傾斜部１１１の螺旋の巻き方向とは逆であるので、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌのねじれの方向は逆である。このように衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌが互いに反対方向にねじれることにより、図９に示すように、バンパーリインフォースメント２０の中央部が車両高さ方向（図９の例では下方）へ押されるような曲げモーメントＭがバンパーリインフォースメント２０に作用して、バンパーリインフォースメント２０が曲がる。

従来の衝撃吸収部材は、車両前後方向に圧縮されることにより衝撃を吸収する。これに対し、本実施形態の衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌは、車両前後方向に圧縮されることにより衝撃を吸収するのに加えて、周方向にねじれることにより衝撃を吸収する。そのため、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌの本体部１１の周壁部の厚さ及び／又は車両前後方向の寸法を増大させなくても、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌの衝撃吸収量を増大させることができる。つまり、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌの重量を従来と同等に保持したまま、その衝撃吸収性能を向上させることができる。

また、従来の衝撃吸収部材が適用された車両のバンパーリインフォースメントは、車両前後方向に圧縮されることにより衝撃を吸収する。これに対し、本実施形態の衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌが適用された車両Ｖにおいては、バンパーリインフォースメント２０は、車両前後方向に圧縮されることにより衝撃を吸収するのに加えて、車両高さ方向に曲がることにより衝撃を吸収する。そのため、バンパーリインフォースメント２０の各壁部の厚さ及び／又は車両前後方向の寸法を増大させなくても、バンパーリインフォースメント２０の衝撃吸収量を増大させることができる。つまり、衝撃吸収装置１の重量を従来と同等に保持したまま、その衝撃吸収性能を向上させることができる。

また、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌの凸部１３１がバンパーリインフォースメント２０の溝部Ｇ_２４Ｒ，Ｇ_２４Ｌに嵌合している。したがって、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌがねじれることにより生じる曲げモーメントＭを確実にバンパーリインフォースメント２０に伝達できる。

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、衝撃吸収部材１０_Ｒ，１０_Ｌの本体部１１に設けられた傾斜部１１１の螺旋のピッチは一定であるが、前記螺旋のピッチは一定でなくてもよい。つまり、傾斜部１１１の一部の螺旋のピッチを他の部分の螺旋のピッチとは異ならせてもよい。また、例えば、本体部１１の後端から前端へ向かうに従って前記螺旋のピッチを徐々に大きく（又は小さく）設定してもよい。

また、上記実施形態では、本体部１１に４つの傾斜部１１１が設けられているが、傾斜部１１１の数は上記実施形態に限られない。例えば、図１０に示すように、３つの傾斜部が設けられていてもよいし、図１１に示すように２つの傾斜部が設けられていてもよい。また、上記実施形態では、傾斜部１１１が本体部１１の全周の４分の３に亘って形成されている。つまり、傾斜部１１１の螺旋の巻き数が「０．７５」である。しかし、傾斜部１１１の螺旋の巻き数は上記実施形態に限られず、傾斜角度θを上記実施形態よりも小さく設定して、傾斜部１１１の螺旋の巻き数を上記実施形態より大きく設定してもよい。逆に、傾斜部１１１の傾斜角度θを上記実施形態よりも大きく設定して、傾斜部１１１の螺旋の巻き数を上記実施形態より小さく設定してもよい。

また、上記実施形態では、本体部１１の前端の外径を後端の外径よりも小さく設定しているが、これに代えて、前端の外径を後端の外径よりも大きく設定してもよい。

また、図１２に示すように、円錐台状の本体部１１の外周面に溝状の傾斜部１１１が形成されていてもよい。また、図１３に示すように、円柱状の本体部１１の外周面に溝状の傾斜部１１１が形成されていても良い。

１・・・衝撃吸収装置、１０_Ｒ，１０_Ｌ・・・衝撃吸収部材、１１・・・本体部、１２・・・フランジ部、１３・・・蓋部、２０・・・バンパーリインフォースメント、２１・・・上壁部、２２・・・下壁部、２３・・・前壁部、２４・・・後壁部、１１１・・・傾斜部、１３１・・・凸部、Ｇ_２４Ｒ，Ｇ_２４Ｌ・・・溝部、ｆ・・・荷重、Ｈ_１２，Ｈ_１３，Ｈ_２４Ｒ，Ｈ_２４Ｌ・・・貫通孔、Ｒ・・・リブ、ＳＭ_Ｒ，ＳＭ_Ｌ・・・サイドメンバ、Ｖ・・・車両、θ・・・傾斜角度

Claims (6)

1. 車両前後方向に延びる筒状に形成された本体部と、
   前記本体部の長手方向における一端部に設けられ、車両の骨格部材に取り付けられるフランジ部と、を備えた衝撃吸収部材であって、
   前記本体部の外周面に、前記本体部の長手方向における一端側から他端側へ向かう螺旋状の傾斜部が設けられている、衝撃吸収部材。
2. 請求項１に記載の衝撃吸収部材において、
   複数の前記傾斜部を備える、衝撃吸収部材。
3. 請求項１又は２に記載の衝撃吸収部材において、
   前記本体部の一端側の外径と他端側の外径とが異なる、衝撃吸収部材。
4. 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、
   前記本体部の他端を閉じる蓋部を有し、
   前記蓋部が、車幅方向に延びるバンパーリインフォースメントに取り付けられる、衝撃吸収部材。
5. 請求項４に記載の衝撃吸収部材において、
   前記蓋部は、前記バンパーリインフォースメントに嵌合する嵌合部を有する、衝撃吸収部材。
6. 車幅方向に延びるバンパーリインフォースメントと、
   前記バンパーリインフォースメントの両端部にそれぞれ取り付けられた一対の衝撃吸収部材と、を有する衝撃吸収装置であって、
   前記一対の衝撃吸収部材は、
   車両前後方向に延びる筒状に形成された本体部と、
   前記本体部の長手方向における一端部に設けられ、車両の骨格部材に取り付けられるフランジ部と、
   前記本体部の長手方向における他端部に設けられ、前記バンパーリインフォースメントに取り付けられる蓋部と、
   をそれぞれ備え、
   前記本体部の外周面に、前記本体部の長手方向における一端側から他端側へ向かう螺旋状の傾斜部が設けられていて、
   前記一対の衝撃吸収部材のうちの一方の衝撃吸収部材の前記傾斜部の螺旋の巻き方向と、他方の衝撃吸収部材の前記傾斜部の螺旋の巻き方向とが逆である、衝撃吸収装置。

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