JP2019104333A - Crash box for vehicle - Google Patents

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crash box
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和樹 大竹
Kazuki Otake
和樹 大竹
幸平 久田
Kohei Hisada
幸平 久田
哲夫 塗木
Tetsuo Nuriki
哲夫 塗木
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Toyota Motor Corp
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Abstract

To prevent deforming of a crash box for a vehicle so as to fall inward in a vehicle width direction in an event of a head-on collision of the vehicle.SOLUTION: A vehicle crash box 30 has an outer side vertical wall part 42, an inner side vertical wall part 52 spaced apart from the outer side vertical wall part 42 in an inner side of vehicle width direction, and a bead 54 formed on the inner side vertical wall part 52 and extending in a longitudinal direction of the vehicle in a side view.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、車両用クラッシュボックスに関する。   The present invention relates to a crash box for a vehicle.

特許文献1には、車両の前後方向に延びるサイドフレームの端部と、車幅方向に延びるバンパーとの間にサイドフレームよりも剛性を低くしたクラッシュカン(クラッシュボックス)を設け、その座屈変形によって車両衝突初期の衝突エネルギーを吸収させる技術が開示されている。   In Patent Document 1, a crash can (crash box) having a rigidity lower than that of the side frame is provided between an end of the side frame extending in the front-rear direction of the vehicle and a bumper extending in the vehicle width direction. Discloses a technique for absorbing collision energy at the beginning of a vehicle collision.

この先行技術では、クラッシュカンは、略十字形状の断面を有し、その四つの突出部は車両の上下左右方向に向けた状態で車両の前後方向に延びるように配設されている。   In this prior art, the crush can has a substantially cruciform cross section, and the four projecting portions thereof are disposed to extend in the front-rear direction of the vehicle in a state of being directed in the up, down, left, and right directions of the vehicle.

特開2010―70038号公報JP, 2010-70038, A

車両前面衝突時に車両用クラッシュボックスに加わる応力は、車両幅方向内側の方が車両幅方向外側よりも大きいので、車両幅方向内側が先に屈曲する虞がある。そして、車両前面衝突時に車両幅方向内側が先に屈曲すると、車両用クラッシュボックスは車両幅方向内側に倒れるように変形するので、理想とされる軸方向に圧縮変形する場合と比較し、エネルギー吸収量が低減する。   The stress applied to the crash box for a vehicle at the time of a frontal collision of the vehicle is larger at the inner side in the vehicle width direction than at the outer side in the vehicle width direction, so the inner side in the vehicle width direction may be bent first. Then, if the vehicle width direction inner side is bent first at the time of a frontal collision of the vehicle, the vehicle crash box deforms so as to fall inward in the vehicle width direction, so energy absorption is achieved as compared with the case of compressive deformation in the ideal axial direction. The amount is reduced.

本発明は、上記事実を考慮し、車両前面衝突時に車両用クラッシュボックスが車両幅方向内側に倒れるように変形することを抑制することが目的である。   An object of the present invention is to suppress deformation such that a crash box for a vehicle falls inward in the vehicle width direction in the event of a frontal collision in consideration of the above fact.

請求項1の発明は、平坦面で構成された外側縦壁部と、前記外側縦壁部の車両幅方向内側に間隔をあけて配置された内側縦壁部と、前記内側縦壁部に形成され、側面視において車両前後方向に沿ったビードと、を備えた車両用クラッシュボックスである。   The invention according to claim 1 is formed on an outer side wall portion formed by a flat surface, an inner side wall portion spaced apart from the outer side wall portion in the vehicle width direction, and the inner side wall portion. A vehicle crash box provided with a bead extending in the longitudinal direction of the vehicle in a side view.

請求項1に記載の発明では、車両用クラッシュボックスは、車両前面衝突時に加わる応力が小さい外側縦壁部を平坦面とすることで座屈荷重を小さくし、車両前面衝突時に加わる力が大きい内側縦壁部にビードを形成することで座屈荷重を大きくしている。よって、車両前面衝突時に加わる力が大きい内側縦壁部が先に屈曲することが抑制され、車両幅方向内側に倒れるように変形することが抑制される。   In the first aspect of the invention, the crash box for the vehicle reduces the buckling load by making the outer longitudinal wall portion with small stress applied at the time of frontal collision of the vehicle flat, and the inner side where the force applied at frontal collision of the vehicle is large. The buckling load is increased by forming a bead on the vertical wall. Therefore, it is suppressed that the inner vertical wall which has a large force applied at the time of a front collision of the vehicle is bent first, and the deformation so as to fall inward in the vehicle width direction is suppressed.

請求項1に記載の発明によれば、車両前面衝突時に車両用クラッシュボックスが車両幅方向内側に倒れるように変形することを抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress deformation such that the crash box for a vehicle falls inward in the vehicle width direction at the time of a frontal collision of the vehicle.

本発明の一実施形態の車両用クラッシュボックスを備えた車両の前部の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a front portion of a vehicle provided with a vehicle crash box according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の車両用クラッシュボックスを備えた車両の前部を模式的に示す平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a top view which shows typically the front part of the vehicle provided with the crash box for vehicles of one Embodiment of this invention. 車両クラッシュボックスの図2のA−A断面における(A)は車両前面衝突時の圧縮荷重の分布を示す図であり、(B)は車両前面衝突時のモーメントの分布を示す図であり、(C)は車両前面衝突時の応力の分布を示す図である。(A) shows the distribution of the compressive load at the time of a front collision of the vehicle, and (B) shows the distribution of the moment at the time of a front collision of the vehicle. C) shows the distribution of stress at the time of a frontal collision of the vehicle.

<実施形態>
図1〜図3を用いて、本発明の一実施形態に係る車両用クラッシュボックスについて説明する。なお、各図において、矢印FRは車両前後方向前側を示し、矢印UPは車両上下方向上側を示し、矢印OUTは車両幅方向外側を示している。また、図1は車両幅方向右側を図示しているが、車両幅方向左側も左右対称である以外は同様の構造である。
Embodiment
A crash box for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 3. In each of the drawings, arrow FR indicates the front side in the longitudinal direction of the vehicle, arrow UP indicates the upper side in the vertical direction of the vehicle, and arrow OUT indicates the outer side in the vehicle width direction. Further, FIG. 1 illustrates the right side in the vehicle width direction, but the left side in the vehicle width direction is also symmetrical except that it is symmetrical.

[構造]
本実施形態の車両用クラッシュボックスの構造について説明する。
[Construction]
The structure of the vehicle crash box of the present embodiment will be described.

図2に示すように車両10の前端部には、バンパリインフォース12が、車両幅方向を長手方向として配置されている。バンパリインフォース12は、平面視において、車両幅方向の中央部分が車両前方側に膨出した(突き出た)ラウンド形状とされている。また、バンパリインフォース12の車両前方側には、図示しないフロントバンパカバーが取り付けられている。   As shown in FIG. 2, bumper reinforcement 12 is disposed at the front end of the vehicle 10 with the vehicle width direction as the longitudinal direction. The bumper reinforcement 12 has a round shape in which a central portion in the vehicle width direction bulges (projects) toward the vehicle front side in plan view. A front bumper cover (not shown) is attached to the vehicle front side of the bumper reinforcement 12.

車両10の車両幅方向の両側部には、左右一対の閉断面構造のサイドメンバ14が車両前後方向を長手方向として配置されている。サイドメンバ14の前端部は、バンパリインフォース12に対して車両後方側に所定距離だけ離間した位置(オフセットした位置)に配置されている。   At both side portions in the vehicle width direction of the vehicle 10, side members 14 having a pair of left and right closed cross-sectional structures are disposed with the longitudinal direction of the vehicle as a longitudinal direction. The front end portion of the side member 14 is disposed at a position (offset position) separated from the bumper reinforcement 12 by a predetermined distance on the vehicle rear side.

そして、サイドメンバ14の前端部とバンパリインフォース12の後面部との間に、左右一対の車両用クラッシュボックス30が設けられている。車両用クラッシュボックス30の前端部はバンパリインフォース12に接合され、後端部はサイドメンバ14の前端部に接合されている。   A pair of left and right vehicle crash boxes 30 is provided between the front end of the side member 14 and the rear surface of the bumper reinforcement 12. The front end of the vehicle crash box 30 is joined to the bumper reinforcement 12 and the rear end is joined to the front end of the side member 14.

なお、図2は、模式図であり、バンパリインフォース12が線画になっているので、車両用クラッシュボックス30との接合部位は、点(線)で接合されているように見えるが、実際は面で接合されている。   Note that FIG. 2 is a schematic view, and since the bumper reinforcement 12 is a line drawing, the joining portion with the crash box 30 for a vehicle appears to be joined at a point (line), but in reality it is It is joined.

図1及び図2に示すように、本実施形態の車両用クラッシュボックス30は、車両前後方向と直交する断面が略横U字形状の車両幅方向外側を構成する外側部40と、車両幅方向内側を構成する内側部50と、が接合されて構成されている。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the crash box 30 for a vehicle according to the present embodiment includes an outer portion 40 forming a vehicle width direction outer side having a substantially U-shaped cross section orthogonal to the vehicle longitudinal direction, and a vehicle width direction The inner part 50 which comprises an inner side is joined and comprised.

車両用クラッシュボックス30の車両幅方向両側面は、車両幅方向に間隔をあけて対向配置された外側縦壁部42及び内側縦壁部52で構成されている。車両幅方向外側を構成する外側縦壁部42は、車両上下方向の上端から下端までが平坦面で構成されている。   Both side surfaces in the vehicle width direction of the vehicle crash box 30 are configured by an outer side vertical wall portion 42 and an inner side vertical wall portion 52 opposed to each other with an interval in the vehicle width direction. The outer side vertical wall part 42 which comprises a vehicle width direction outer side is comprised by the flat surface from the upper end of a vehicle up-down direction to a lower end.

車両幅方向内側を構成する内側縦壁部52は、平面視において外側縦壁部42に対して車両前後方向後側に向けて車両幅方向内側に角度θ傾斜している。この内側縦壁部52には、車両幅方向内側に凸のビード54が、側面視において車両前後方向に沿って形成されている。   The inner vertical wall portion 52 constituting the inner side in the vehicle width direction is inclined at an angle θ inwardly in the vehicle width direction toward the rear side in the vehicle longitudinal direction with respect to the outer vertical wall portion 42 in plan view. A bead 54 convex inward in the vehicle width direction is formed on the inside vertical wall 52 along the vehicle longitudinal direction in a side view.

つまり、ビード54は、車両用クラッシュボックス30の外側縦壁部42には形成されておらず、内側縦壁部52のみに形成されている。   That is, the bead 54 is not formed on the outer longitudinal wall 42 of the crash box 30 for a vehicle, but is formed only on the inner longitudinal wall 52.

[作用及び効果]
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
[Action and effect]
Next, the operation and effects of the present embodiment will be described.

図2は、バンパリインフォース12の左右の車両用クラッシュボックス30の車両幅方向の中間部分に衝突荷重Fが入力される車両前面衝突を模式的に示している。また、図3(A)は、車両用クラッシュボックス30の図2のA−A断面における車両前面衝突時の圧縮荷重の分布を示す図であり、図3(B)はモーメントの分布を示す図であり、図3(C)は応力の分布を示す図である。   FIG. 2 schematically shows a front collision of a vehicle in which a collision load F is input to an intermediate portion in the vehicle width direction of the crash boxes 30 on the left and right of the bumper reinforcement 12. 3A is a view showing the distribution of the compressive load at the time of a front collision of the vehicle in the cross section A-A of FIG. 2 of the crash box 30 for a vehicle, and FIG. 3B is a view showing the distribution of the moment. FIG. 3C is a view showing the distribution of stress.

なお、図3における−方向は車両前後方向後側を示し、+方向は車両前後方向前側を示している。また、図3(B)における×印は、車両用クラッシュボックス30の図2のA−A断面における中立軸の位置を示している。   In addition,-direction in FIG. 3 shows the vehicle front-back direction rear side, and + direction has shown the vehicle front-back direction front side. In addition, the mark x in FIG. 3B indicates the position of the neutral axis in the cross section AA of FIG. 2 of the crash box 30 for a vehicle.

そして、これら図3(A)及び図3(B)に示すように、車両用クラッシュボックス30における車両幅方向外側は圧縮荷重と逆方向(+方向(車両前後方向前側))にモーメントが作用し、車両幅方向内側は圧縮荷重と同方向(−方向(車両前後方向後側))にモーメントが作用する。よって、図3(A)の圧縮荷重と図3(B)のモーメントとを合計した図3(C)に示す応力は、車両幅方向内側の方が車両幅方向外側よりも大きくなる。   Then, as shown in FIGS. 3A and 3B, a moment acts on the outer side in the vehicle width direction of the crash box 30 for the vehicle in the direction opposite to the compressive load (+ direction (front side in the vehicle longitudinal direction)). A moment acts on the inner side in the vehicle width direction in the same direction as the compression load (− direction (rear side in the vehicle longitudinal direction)). Therefore, the stress shown in FIG. 3C, which is the sum of the compressive load of FIG. 3A and the moment of FIG. 3B, is larger on the inner side in the vehicle width direction than on the outer side in the vehicle width direction.

図1及び図2に示すように、本実施形態の車両用クラッシュボックス30は、車両幅方向外側の外側縦壁部42はビードが形成されていない平坦面であり、車両幅方向内側の内側縦壁部52はビード54が形成されている。よって、車両用クラッシュボックス30は、車両前面衝突時に加わる応力が大きい内側縦壁部52の座屈荷重(座屈を開始する荷重)の方が、車両前面衝突時に加わる応力が小さい外側縦壁部42の座屈荷重よりも大きくなる。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the vehicle crash box 30 of the present embodiment, the outer longitudinal wall portion 42 on the outer side in the vehicle width direction is a flat surface on which no bead is formed, and the inner longitudinal inward in the vehicle width direction The wall 52 is formed with a bead 54. Therefore, in the crash box 30 for a vehicle, a buckling load (a load that starts buckling) of the inner longitudinal wall 52 having a large stress applied at the frontal collision of the vehicle has a smaller stress applied at the frontal collision of the vehicle. Larger than 42 buckling load.

したがって、車両用クラッシュボックス30は、車両前面衝突時に加わる応力が大きい内側縦壁部52が先に屈曲することが抑制され、内側縦壁部52と外側縦壁部42とが略同時に座屈を開始する。よって、車両幅方向内側に倒れるように変形することが抑制され、理想とされる軸方方向(本実施形態では車両前後方向)の圧縮変形(圧壊)に近くなる。よって、車両用クラッシュボックス30が車両幅方向内側に倒れるように変形する場合と比較し、車両前面衝突時における車両用クラッシュボックス30のエネルギー吸収量が向上する。   Therefore, in the crash box 30 for the vehicle, the inner longitudinal wall 52 having a large stress applied at the time of a frontal collision of the vehicle is restrained from being bent first, and the inner longitudinal wall 52 and the outer longitudinal wall 42 buckle substantially simultaneously. Start. Therefore, deformation in such a way as to fall inward in the vehicle width direction is suppressed, and it is close to compressive deformation (collapsing) in an ideal axial direction (in the present embodiment, the vehicle longitudinal direction). Therefore, the energy absorption amount of the crash box 30 at the time of a front collision of the vehicle is improved as compared with the case where the crash box 30 for vehicle is deformed so as to fall inward in the vehicle width direction.

また、車両前面衝突時にバンパリインフォース12に作用するモーメント荷重によるバンパリインフォース12の変形を、内側縦壁部52の傾斜と内側凸のビード54が受けて規制する。よって、車両前面衝突時におけるバンパリインフォース12の座屈が抑制されるので、バンパリインフォース12に入力される衝突荷重Fが車両用クラッシュボックス30に効果的に伝達される。   Further, the inclination of the inner vertical wall portion 52 and the inner convex bead 54 receive and regulate the deformation of the bumper reinforcement 12 due to the moment load acting on the bumper reinforcement 12 at the time of the frontal collision of the vehicle. Therefore, since the buckling of the bumper reinforcement 12 at the time of the frontal collision of the vehicle is suppressed, the collision load F input to the bumper reinforcement 12 is effectively transmitted to the crash box 30 for the vehicle.

このように、車両前面衝突時におけるバンパリインフォース12の座屈が抑制されることでバンパリインフォース12に入力される衝突荷重Fが車両用クラッシュボックス30に効果的に伝達されると共に、車両用クラッシュボックス30の車両幅方向内側に倒れるような変形が抑制され、理想とされる車両前後方向の圧縮変形に近くなるので、衝突荷重Fが車両用クラッシュボックス30で効果的に吸収される。   Thus, the collision load F input to the bumper reinforcement 12 is effectively transmitted to the vehicle crash box 30 by suppressing the buckling of the bumper reinforcement 12 at the time of a frontal collision of the vehicle, and the vehicle crash box Since the deformation that falls down inward in the vehicle width direction of 30 is suppressed and it becomes close to the ideal compressive deformation in the longitudinal direction of the vehicle, the collision load F is effectively absorbed by the crash box 30 for a vehicle.

<その他>
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。
<Others>
The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、上記実施形態では、車両用クラッシュボックス30の内側縦壁部52に形成されたビード54は一つであったが、これに限定されない。複数のビードが上下方向に間隔をあけて形成されていてもよい。   For example, although the bead 54 formed in the inner vertical wall part 52 of the crash box 30 for vehicles was one in the said embodiment, it is not limited to this. A plurality of beads may be formed at intervals in the vertical direction.

また、例えば、上記実施形態では、車両用クラッシュボックス30の内側縦壁部52に形成されたビード54は、車両幅方向内側に凸であったが、車両幅方向外側に凸であってもよい。   Further, for example, in the above embodiment, the bead 54 formed on the inner vertical wall portion 52 of the crash box 30 for vehicle is convex inward in the vehicle width direction, but may be convex outward in the vehicle width direction .

要は、車両用クラッシュボックス30が、車両前面衝突時に内側縦壁部52と外側縦壁部42とが略同時に座屈を開始するように、ビード54の形状や数によって内側縦壁部52の座屈荷重をコントールすればよい。   The point is that depending on the shape and number of the beads 54, the crash box 30 for the vehicle starts buckling at substantially the same time as the inner vertical wall 52 and the outer vertical wall 42 at the time of a frontal collision of the vehicle. It is sufficient to control the buckling load.

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。   Furthermore, the present invention can be implemented in various aspects without departing from the scope of the present invention.

30 車両用クラッシュボックス
42 外側縦壁部
52 内側縦壁部
54 ビード
30 Crash Box for Vehicles 42 Outer Vertical Wall 52 Inner Vertical Wall 54 Beads

Claims (1)

平坦面で構成された外側縦壁部と、
前記外側縦壁部の車両幅方向内側に間隔をあけて配置された内側縦壁部と、
前記内側縦壁部に形成され、側面視において車両前後方向に沿ったビードと、
を備えた車両用クラッシュボックス。
An outer longitudinal wall composed of a flat surface,
An inner longitudinal wall portion spaced at an inner side in the vehicle width direction of the outer longitudinal wall portion;
A bead formed on the inner longitudinal wall and extending in the longitudinal direction of the vehicle in a side view;
Crash box for vehicles with.
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