JP3681945B2 - 衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメント - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、自動車等の車両には、例えば車両衝突時など、車体に衝撃荷重が入力された際にそれを吸収する衝撃吸収機構が設けられている。例えば、特開平１１−２５５０４９号公報には、樹脂製レインフォースメントの車体への取付部に対応する部位にクラッシュボックスを設けて衝撃吸収を行うようにした衝撃吸収構造が開示されている。このレインフォースメントには補強リブが設けられている。上記クラッシュボックスは、箱体の内部を多数のリブで仕切って所謂ハニカム状の構造とされているので衝撃吸収効率は良好であるが、衝撃吸収構造全体としては、初期変位時の衝撃吸収は十分ではない。
【０００３】
また、特開平１０−７６８８９号公報には、１枚の鋼板をプレス成形して上下に離間し長手方向に延びる断面矩形状のバンパレインフォースメントを形成し、このバンパレインフォースメントの湾曲した側に車体への取付用のブラケットを設けた構成が開示されている。この先行技術では、このブラケット間の近傍を略まっすぐに繋ぐ連結プレートを設けることにより、衝撃吸収効果の向上を図るようにしている。
【０００４】
ところで、近年、自動車のバンパには、変位初期の段階での衝撃吸収と、この初期段階以降でのより大きな衝撃荷重の吸収の２段階の衝撃吸収特性を両立して得ることが求められている。前者の（初期段階の）衝撃吸収は、例えば歩行者との衝突を想定してその保護を図るためのエネルギ吸収に対応するものである。また、後者の衝撃吸収は、例えば車両が物体と衝突した場合を想定して車体の保護を図るためのエネルギ吸収に対応するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の先行技術では、いずれににおいても初期変位時の衝撃をレンフォースメントの撓みによって吸収するようになっており、狭いレンジの変位で吸収できる衝撃エネルギは限られたものとならざるを得ないので、十分な衝撃吸収効果が得られないのが実情であった。すなわち、従来のバンパでは、特に、変位初期段階での衝撃吸収を十分に行うことが困難であった。
【０００６】
また、バンパ等の衝撃吸収構造は、机上の設計で最適な構造を得ることが難しく、実際の衝突実験等の実地テストを繰り返し、試行錯誤しながら要求に応じた特性のものを得るのが実情であり、例えば、車両のデザインチェンジ等によってバンパなどの衝撃吸収構造に求められる仕様が変更されると、それに応じた設計・開発に多大の時間と費用が掛かるという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記諸問題に鑑みてなされたもので、変位初期の衝撃エネルギ吸収能力を高めて効率の良い衝撃吸収を行なうことができ、要求される衝撃吸収特性の変更にも比較的容易に対応できる衝撃吸収機構を組み込んで衝撃吸収を行うバンパレインフォースメントを提供することを、基本的な目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本願の請求項１の発明(以下、第１の発明という)に係る衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメントは、上下の壁部と両者の後縁部どうしを連結する縦壁とで断面形状が略コの字形をなして、その開口側が前方を向くように配置されるケース体と、所定間隔を有する受け部間に設けられ、該受け部間に入力される衝撃荷重を吸収するための衝撃吸収機構であって、入力された衝撃荷重を複数方向に分散して伝える分散伝達部と、該分散伝達部からの分散衝撃荷重をそれぞれ吸収する衝撃吸収部と、該衝撃吸収部をそれぞれ支える受止め部とを備え、上記衝撃荷重を複数方向に分散して吸収する衝撃吸収機構とを備え、上記ケース体の内側に上記衝撃吸収機構の少なくとも分散伝達部と衝撃吸収部とが収納され、上記分散伝達部の衝撃荷重入力側が、上記ケース体の上下の壁部によって支持されている、ことを特徴としたものである。
【０００９】
また、本願の請求項２に係る発明(以下、第２の発明という)は、上記第１の発明において、上記受止め部は、上記ケース体の上記縦壁と一体成形されていることを特徴としたものである。
【００１０】
更に、本願の請求項３に係る発明(以下、第３の発明という)は、上記第１又は第２の発明において、上記衝撃吸収部は上記分散伝達部に衝撃荷重が入力された後に衝撃吸収を行う衝撃吸収部材を有し、該衝撃吸収部材は上記ケース体と一体成形されていることを特徴としたものである。
【００１１】
また、更に、本願の請求項４に係る発明(以下、第４の発明という)は、上記第１〜第３の発明のいずれか一において、上記分散伝達部は複数の荷重伝達部材の中央側端部を連結して形成され、この連結部には上記各荷重伝達部材の中央側端部に設けた穴部を挿通して上下方向に延びる枢支軸が設けられ、該枢支軸の上下の端部は上記ケース体の上下の壁部に取り付けられていることを特徴としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、例えば自動車の車体前後に設けられる車両用バンパのバンパレインフォースメントの衝撃吸収機構に適用した場合を例に取って、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用バンパ（例えばフロントバンパ）の概略構成を示す斜視図及び平面説明図、図３はバンパレインフォースメントの斜視図、また、図４はこのバンパレインフォースメントに組み込まれた衝撃吸収機構の主要部を示す斜視図である。
【００１８】
これらの図に示されるように、本実施の形態に係る例えばフロントバンパとされたバンパ１は、ケース体Ｃｒを有するバンパレインフォースメント３と、その少なくとも前方および上方を覆うバンパフェイスＳｂとを備え、車両前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームＬｆの前端側に配置されている。
上記ケース体Ｃｒは、図５および図６にも詳しく示すように、上下の壁部Ｃ１,Ｃ２と両者の後縁部どうしを連結する縦壁Ｃ３とで断面形状が略コの字形をなしており、その開口側が前方を向くように配置される。尚、この代わりに、縦壁が前面に位置し開口が後方を向くように、断面略逆コの字形にケース体を形成しても良い。
【００１９】
そして、上記縦壁Ｃ３の所定箇所の背面側が、取付ブラケットＭｆを介して上記サイドフレームＬｆの前端部に固定されている。このサイドフレームＬｆの前端側と取付ブラケットＭｆとで、本願請求項に記載した「受け部」を構成している。この受け部Ｎは、サイドフレームＬｆの位置に対応して、所定間隔を隔てて左右一対に設けられることになる。
本実施の形態では、上記ケース体Ｃｒの内側に、上記バンパ１の受け部Ｎ間に入力される衝撃荷重Ｆ（図２及び図４参照）を吸収する衝撃吸収機構１０の少なくとも主要部が収納されている。
【００２０】
この衝撃吸収機構１０では、入力された衝撃荷重を複数方向（本実施の形態では２方向）に分散して伝える分散伝達部が設けられ、該分散伝達部は複数（２本）の荷重伝達部材１２の各一端（中央側端部）側を連結部Ｊ１で連結して形成されている。
図５から良く分かるように、上記連結部Ｊ１には、各荷重伝達部材１２の中央側端部に設けた穴部を挿通して上下方向に延びる枢支軸１４が設けられ、該枢支軸１４の上下の端部は上記ケースＣｒの上下の壁部Ｃ１,Ｃ２に取り付けられている。この枢支軸１４によって、各荷重伝達部材１２の中央側端部は、ガタ付くことなく水平面内で回動自在に支持されている。
【００２１】
上記連結部Ｊ１は、各荷重伝達部材１２の他端側よりも荷重入力側（前側）に位置している。従って、バンパ１の前方から衝撃荷重Ｆが入力された際には、バンパフェイスＳｂを介して、まず、この連結部Ｊ１に荷重が作用する。そして、この衝撃荷重Ｆは、その入力初期段階から上記各伝達部材１２に沿って略左方向に２分割されて伝達されることになる。
【００２２】
上記荷重伝達部材１２の他端側には、当該荷重伝達部材１２で伝達される分散衝撃荷重（分散された衝撃荷重）を吸収する衝撃吸収部としての衝撃吸収部材１６（第１衝撃吸収部材）が配設されている。この衝撃吸収部材１６は、その一端側が上記荷重伝達部材１２の他端側に一体的に結合されており、衝撃荷重Ｆの入力初期段階から、荷重伝達部材１２に沿った方向の分散衝撃荷重を吸収する。
上記荷重伝達部材１２の他端側と第１衝撃吸収部材１６の一端側とは、例えば、接着または溶接もしくは溶着により、或いは嵌合やネジ締結などの機械的な方法によって結合される。若しくは、各部材１２,１６の製作方法によっては、両者を一体成形することも可能である。
【００２３】
上記第１衝撃吸収部材１６の他端側には、該衝撃吸収部材１６を支える受止め部１８が位置している。該受止め部１８は、ケース体Ｃｒの少なくとも縦壁Ｃ３に（本実施の形態では、縦壁Ｃ３のみならず上下の壁部Ｃ１,Ｃ２にも）固定されており、縦壁Ｃ３を介して上述の受け部Ｎに（直接的には取付ブラケットＭｆに）支持されている。このように、上記受止め部１８が車体のサイドフレームＬｆに固定された取付ブラケットＭｆに固定されているので、衝撃荷重をしっかりと受止めることができる。
【００２４】
従って、荷重伝達部材１２からの分散衝撃荷重を受けた際には、第１衝撃吸収部材１６は、その後端側を上記受止め部１８で支えられた上で、圧縮変形および／または座屈変形しながら確実に衝撃吸収を行なうことができる。
上記第１衝撃吸収部材１６の他端側と受止め部１８とは、例えば、接着または溶接もしくは溶着により、或いは嵌合やネジ締結などの機械的な方法によって結合される。若しくは、各部材１６,１８の製作方法によっては、両者を一体成形することも可能である。
【００２５】
上記受止め部１８は、ケース体Ｃｒの製造方法によってはこれと一体形成することも可能であるし、或いは、別体に製作してケース体Ｃｒに結合するようにしても良い。この場合には、上述の例示された結合方法が採用される。尚、この受止め部１８を受け部Ｎに対して（具体的には取付ブラケットＭｆに対して）直接固定もしくは一体形成することも可能である。この場合には、ケース体Ｃｒの縦壁Ｃ３の対応部分に開口を設けておけばよい。
【００２６】
また、上記左右の受け部Ｎに対応する部位もしくはその近傍に（本実施の形態では、上記受止め部１８の側方でフロントサイドフレームＬｆの軸線の延長線に沿った位置に）、前後方向に略真っ直ぐ伸びる衝撃吸収部材（第２衝撃吸収部材）１７がそれぞれ設けられている。
この第２衝撃吸収部材１７（所謂、クラッシュカン）は、その前端部が荷重伝達部材１２の連結部Ｊ１よりも所定量だけ後方に位置している。従って、この第２衝撃吸収部材１７による衝撃吸収は、衝撃荷重Ｆが分散伝達部の連結部Ｊ１に入力され、初期変位に対応する衝撃力が上記第１衝撃吸収部材１６によって吸収された後に行なわれることになる。
【００２７】
この第２衝撃吸収部材１７は、ケース体Ｃｒの少なくとも縦壁Ｃ３に固定されており、縦壁Ｃ３を介して上述の受け部Ｎに（直接的には取付ブラケットＭｆに）支持されている。上記第２衝撃吸収部材１７の後端側と縦壁Ｃ３とは、例えば、接着または溶接もしくは溶着により、或いは嵌合やネジ締結などの機械的な方法によって結合される。若しくは、各部材１７,Ｃｒの製作方法によっては、両者を一体成形することも可能である。更には、上記第２衝撃吸収部材１７を、受け部Ｎに対して（具体的には取付ブラケットＭｆに対して）直接固定もしくは一体形成することも可能である。この場合には、ケース体Ｃｒの縦壁Ｃ３の対応部分に開口を設けておけばよい。
【００２８】
上記荷重伝達部材１２，第１及び第２の衝撃吸収部材１６及び１７，受止め部１８並びにケース体Ｃｒの材料としては、例えば、スチール（鉄鋼）やマグネシウムやアルミニウム若しくはそれらの合金等の金属、またはポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂もしくはナイロン樹脂等の合成樹脂を用いることができる。また、これら各部材を結合するに際しては、互いの結合面間にできるだけ隙間が生じることが無いように結合されることが好ましい。
【００２９】
上記荷重伝達部材１２は、特にその長手方向の荷重入力に対して、容易に曲ったり座屈変形したり、或いは折損すること無く衝撃荷重を伝達するもので、所定以上の高い強度および剛性を備えるように設定されている。その断面形状としては、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、種々の形状が考えられる。本実施の形態では、例えば図７（ａ）の断面形状を採用した。
また、上記各荷重伝達部材１２は、第１衝撃吸収部材１６側に向かうに連れて基本断面積が大きくなる末広がり状に設定されており、このような形状とすることにより、荷重入力側よりも荷重を吸収し受止める側の方が基本断面積が大きく安定している。従って、連結部Ｊ１に衝撃荷重Ｆが入力された際に、荷重伝達部材１２が上下方向に傾動あるいは回動するなどの不具合が生じることはなく、分散された衝撃荷重を確実に第１衝撃吸収部材１６に伝えることができる。
【００３０】
上記第１衝撃吸収部材１６は、全体形状が略直方体で一端が開口した箱状（平面視で略矩形状）に形成され、その内部には、好ましくはリブが設けられている。この第１衝撃吸収部材１６の全体形状の例を、例えば図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）〜（ｃ）に示す。尚、この第１衝撃吸収部材１６の構造としては、図８（ｂ）及び（ｃ）並びに図９（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、箱体内部に複数のリブを設け、かかるリブを互いに交差するように形成することがより好ましい。更には、箱体内部で多数のリブを例えば蜂の巣状に交差させて所謂ハニカム状の構造としても良い。
このように、第１衝撃吸収部材１６を、内部にリブを備えた箱状に形成したことにより、当該箱体及び／又はリブの形状や板厚等の設計諸元または材質などを変えることで、第１衝撃吸収部材１６単独で比較的容易に衝撃吸収特性を調整・変更することができる。
【００３１】
この第１衝撃吸収部材１６は、例えば、その開口側が受止め部１８に結合され、閉塞面側が荷重伝達部材１２に結合されているが、開口と閉塞面の向きを逆向きに設定しても良い。第１衝撃吸収部材１６を、受止め部１８と荷重伝達部材１２の何れに一体的に形成するかによって、（一体化する部材に閉塞面が向くように）向きを定めれば良い。
また、上記第２衝撃吸収部材１７(所謂、クラッシュカン)も、サイズは相違しても、その構造は第１衝撃吸収部材１６と同様である。この場合、その閉塞面側が受け部Ｎ１８に対向し、開口側が荷重入力側に対向するのが好ましい。この向きで配置することにより、逆向きの場合に比べて、レインフォースメント３のケース体Ｃｒに対して容易かつ堅固に第２衝撃吸収部材１７を固定することができる。
尚、上記ケース体Ｃｒを、縦壁Ｃ３が前面に位置し開口が後方を向くように（図５および図６とは逆向き）、断面略逆コの字形に配置し、縦壁Ｃ３と上下の壁部Ｃ１,Ｃ２で形成されるスペース内に、上記第２衝撃吸収部材１７或いはこれに加えて受止め部１８を収納した状態で、これらをケース体Ｃｒと一体的に形成することも可能である。
また、本実施の形態では、第１，第２の衝撃吸収部材１６，１７の構造として、図８（ｂ）及び図９（ｂ）で示される構造を採用した。
【００３２】
以上の構成において、左右の受け部Ｎ間の略中央部分にバンパ１の前方から衝撃荷重Ｆが入力されて来た場合には、衝撃荷重Ｆは、バンパフェイスＳｂを介してまず連結部Ｊ１に入力された後、２本の荷重伝達部材１２によって該伝達部材１２に沿った方向に分散（２分割）されて伝達され、各荷重伝達部材１２に結合された第１衝撃吸収部材１６により吸収される。この第１衝撃吸収部材１６単独での衝撃吸収は、該第１衝撃吸収部材１６が一定量以上変形して、第２衝撃吸収部材１７に荷重が作用するようになるまで行なわれる。図１０及び図１１は、この第１衝撃吸収部材１６のみによる入力初期段階の衝撃吸収態様（衝撃吸収に対応する前後方向の変形量Ｈ）を模式的に示したもので、第２の衝撃吸収部材１７の図示は省略されている。
【００３３】
すなわち、本実施の形態に係る衝撃吸収機構１０によれば、衝撃荷重Ｆの入力初期段階（つまり、変位初期段階）から、衝撃荷重Ｆを複数方向（２方向）に分散して伝えることができ、分散された衝撃荷重を各衝撃吸収部材１６で吸収できるので、変位初期段階から効率の良い衝撃吸収を行なうことができるのである。また、衝撃吸収機構１０に要求される衝撃吸収特性が変更された場合には、上記衝撃吸収部材１６のみを設計変更するだけで、比較的容易に対応することができる。
【００３４】
その後、第１衝撃吸収部材１６が一定量以上変形して、第２衝撃吸収部材１７にも荷重が作用するようになると、両衝撃吸収部材１６及び１７によって衝撃吸収が行なわれる。すなわち、第１衝撃吸収部材１６単独による荷重入力初期段階の衝撃吸収の後に、第１及び第２の両衝撃吸収部材１６及び１７による中期段階の衝撃吸収が行なわれる。この後、上記両衝撃吸収部材１６及び１７が所定量以上変形して限度に達すると、フロントサイドフレームＬｆ自体の変形による衝撃吸収が開始されることになる。
このように、上記第２衝撃吸収部材１７を設けたことにより、分散伝達部に衝撃荷重が入力され第１の衝撃吸収部材１６のみによって衝撃吸収を行なった後に、第２の衝撃吸収材１７による衝撃吸収を行うことができるので、衝撃荷重を初期段階とその後の中期段階とで異なる吸収特性で、効率良く吸収することができるのである。
【００３５】
図１２は本発明の第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構２０を示している。尚、以下の説明において、図１〜図１１で示した第１の実施の形態における場合と同様のものには同一の符号を付し、それ以上の説明は省略する。
この第２の実施の形態では、２本の荷重分散伝達部材１２の他端側に設けられた第１衝撃吸収部材１６を支持する左右の受止め部１８どうしが結合プレートＰｆで一体的に結合されており、この結合プレートＰｆと２本の荷重伝達部材１２が略三角形の各辺上にそれぞれ位置するように設定されている。
【００３６】
この受止め部結合プレートＰｆの断面形状としては、例えば、図１３（ａ）〜（ｃ）及び図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、種々の形状が適用可能である。本実施の形態では、例えば図１３（ａ）に示す断面形状を採用した。また、結合プレートＰｆの材料としては、例えば、スチール（鉄鋼）やマグネシウムやアルミニウム若しくはそれらの合金等の金属、またはポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂もしくはナイロン樹脂等の合成樹脂を用いることができる。また、この結合プレートＰｆと受止め部１８とは、例えば、接着または溶接もしくは溶着により、或いは嵌合やネジ締結などの機械的な方法によって結合される。若しくは、各部材Ｐｆ,１８の製作方法によっては、両者を一体成形することも可能である。
【００３７】
図１５及び図１６は、この第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構２０による入力初期段階の衝撃吸収態様を模式的に示したものである。
このように、左右の受止め部１８どうしを結合プレートＰｆで一体的に結合し、その結合プレートＰｆと２本の荷重伝達部材１２が略三角形の各辺上にそれぞれ位置するように設定（つまり、これら３つの部材で略三角形構造を形成）したことにより、受止め部１８間（特に、上記三角形の頂点部分）に衝撃荷重Ｆが加わった際に、受止め部１８が外側に移動して該受止め部１８の支持部（受け部Ｎ）に曲げ荷重が作用することを抑制できる。従って、この受け部Ｎを（つまり、フロントサイドフレームＬｆを）過度に強固なものとする必要が無くなる。
【００３８】
図１７は本発明の第３の実施の形態に係る衝撃吸収機構３０を示している。この第３の実施の形態では、第２の衝撃吸収部材１７による衝撃吸収をできるだけ大きくすることを目的として、初期段階での衝撃吸収を行う第１衝撃吸収部材１６及びそれを受ける受止め部１８を、第２衝撃吸収部材１７から完全に分離させ、しかも受け部Ｎよりも（具体的には、取付ブラケットＭｆよりも）内側に位置させている。
【００３９】
このような配置構造とすることにより、初期衝撃荷重が第１衝撃吸収部材１６で吸収された後、更に衝撃荷重が加えられて行くときに、初期衝撃荷重を吸収するための構造体Ｊ１,１２,１６,１８が、受け部Ｎに直接干渉することなく、受け部Ｎ間に対応するエンジンルーム内に押し込まれるようになる。換言すれば、両サイドの第２衝撃吸収部材１７は、初期衝撃荷重を吸収するための構造体Ｊ１,１２,１６,１８に直接的な干渉を受けることなく、中期段階の衝撃エネルギを十分に吸収することができるようになる。
【００４０】
尚、具体的には図示しなかったが、この第３の実施の形態とは逆に、上記受止め部１８を第２衝撃吸収部材１７の側面に一体的に設けらることもできる。この場合には、両者を一体的に構成することにより、衝撃吸収機構の構造を簡素化することが可能になる。
【００４１】
図１８は本発明の第４の実施の形態に係る衝撃吸収機構４０を示しいる。この第４の実施の形態では、例えば２本の荷重伝達部材１２の各一端側を連結する連結部Ｊ２に、受け部Ｎどうしを結ぶ直線に略平行となるように継手部材４１が配設されている。この継手部材４１は、枢支軸４４を介してその両端が左右の荷重伝達部材１２の先端側に、それぞれ回動自在に連結されている。
【００４２】
このように、荷重伝達部材１２の各一端側を連結する連結部Ｊ２に上記継手部材４１を配設したことにより、図１８に示すように、受け部Ｎ間の中央から外れた部位に衝撃荷重Ｆが入力された場合でも、上記継手部材４１を介して衝撃荷重Ｆを各荷重伝達部材１２に沿って伝えることができ、効率良く衝撃吸収を行うことができるのである。
【００４３】
次に、本発明の実施例に係る車両用バンパの衝撃吸収機構における衝撃吸収性能の向上を確かめるために行なった試験について説明する。
この試験は、同一車種の自動車に取り付けるフロントバンパのバンパレインフォースメントについて、樹脂製の従来品（比較例）と上記第１の実施の形態に即した本発明実施例として作製し、両者に静的な圧縮荷重を加えてその特性を調べたものである。
尚、上記本発明実施例では、衝撃吸収部材の構造としては、図８（ａ）及び図９（ａ）で示される形状で板厚が３［ｍｍ］の箱状の構造（桝目の数が２個の箱体構造）を採用した。また、材料としてはポリエチレン樹脂を用いた。
【００４４】
試験結果を図１９のグラフに示す。図１９において実線曲線が本発明実施例を、また、破線曲線が比較例をそれぞれ表わしている。尚、自動車用バンパとして目標とすべき荷重と変形量（荷重入力によるバンパフェイスの後退量）との関係が、このグラフにおいて実線の折れ線で示されている。この目標の折れ線グラフに示すように、一般に、変形量が３５［ｍｍ］前後までが歩行者保護ゾーン、変形量３５〜５０［ｍｍ］の範囲が軽衝突ゾーン、また、変形量５０〜８５［ｍｍ］の範囲が正面衝突ゾーンと称せられ、荷重と変形量の関係についてそれぞれ異なる特性が求められる。
【００４５】
本発明実施例の場合、変形量が約４５［ｍｍ］までは第１衝撃吸収部材単独の変形であり、変形量４５〜１００［ｍｍ］の範囲では第２衝撃吸収部材も変形している。更に、変形量が１００［ｍｍ］を越えると、フロントサイドフレームの変形も始まる。
図１９のグラフから明らかなように、本発明実施例の方が比較例に比べて目標の折れ線グラフに近付いており、特に、変形初期段階での荷重特性が大きく向上し、同一変形量に対する発生荷重が大幅に増していることが分かった。
【００４６】
尚、本発明は、以上の実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
本願の第１の発明に係る衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメントによれば、上記衝撃吸収機構を備えたことにより、衝撃荷重の入力初期段階（つまり、変位初期段階）から、衝撃荷重を複数方向に分散して伝えることができ、分散された衝撃荷重を各衝撃吸収部で吸収できるので、変位初期段階から効率の良い衝撃吸収を行なうバンパレインフォースメントを得ることができる。また、衝撃吸収機構に要求される衝撃吸収特性が変更された場合には、上記衝撃吸収部のみを設計変更するだけで、比較的容易に対応することができる。
【００４８】
また、本願の第２の発明によれば、基本的には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができる。特に、受止め部がケース体の縦壁と一体成形されていることにより、衝撃荷重をしっかりと受止めることができる。
【００４９】
更に、本願の第３の発明によれば、基本的には、上記第１又は第２の発明と同様の効果を奏することができる。特に、衝撃吸収部は分散伝達部に衝撃荷重が入力された後に衝撃吸収を行う衝撃吸収部材を有しているので、衝撃荷重を初期段階とその後の中期段階とで異なる吸収特性で効率良く吸収することが可能になる。また、上記衝撃吸収部材がケース体と一体成形されていることにより、衝撃荷重をしっかりと吸収することができる。
【００５０】
また、更に、本願の第４の発明によれば、基本的には、上記第１〜第３の発明のいずれか一と同様の効果を奏することができる。特に、上記分散伝達部は具体的には複数の荷重伝達部材の中央側端部を連結して形成され、この連結部には上記各荷重伝達部材の中央側端部に設けた穴部を挿通して上下方向に延びる枢支軸が設けられ、該枢支軸の上下の端部は上記ケース体の上下の壁部に取り付けられているので、各荷重伝達部材の中央側端部を、ガタ付くことなく水平面内で回動自在に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る車両用バンパの斜視図である。
【図２】 上記バンパの平面説明図である。
【図３】 上記バンパのバンパレインフォースメントの斜視図である。
【図４】 上記バンパレインフォースメントの衝撃吸収機構の主要部を示す斜視図である。
【図５】 図２のＹ５−Ｙ５線に沿った縦断面説明図である。
【図６】 図２のＹ６−Ｙ６線に沿った縦断面説明図である。
【図７】 上記衝撃吸収機構の荷重伝達部材の断面形状を例示する縦断面説明図である。
【図８】 上記衝撃吸収機構の衝撃吸収部材を例示する正面説明図である。
【図９】 上記図８の各衝撃吸収部材の矢印Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｃ方向からの各矢視図である。
【図１０】 上記衝撃吸収機構の衝撃荷重入力前の状態を模式的に示す平面説明図である。
【図１１】 上記衝撃吸収機構の衝撃荷重入力後の状態を模式的に示す平面説明図である。
【図１２】 本発明の第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構の斜視図である。
【図１３】 上記第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構の受止め部どうしの結合プレートの断面形状を例示する縦断面説明図である。
【図１４】 上記受止め部結合プレートの断面形状を例示する縦断面説明図である。
【図１５】 上記第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構の衝撃荷重入力前の状態を模式的に示す平面説明図である。
【図１６】 上記第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構の衝撃荷重入力後の状態を模式的に示す平面説明図である。
【図１７】 本発明の第３の実施の形態に係る衝撃吸収機構の平面説明図である。
【図１８】 本発明の第４の実施の形態に係る衝撃吸収機構の平面説明図である。
【図１９】 本発明の実施例の効果を従来品と比較して示す試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…バンパ
３…バンパレインフォースメント
１０，２０，３０，４０…衝撃吸収機構
１２…荷重伝達部材
１６…第１衝撃吸収部材
１７…第２衝撃吸収部材
１８…受止め部
４１…継手部材
Ｃｒ…バンパレインフォースメントのケース体
Ｆ…衝撃荷重
Ｊ１，Ｊ２…（荷重伝達部材の）連結部
Ｐｆ…（受止め部どうしの）結合プレート
【発明の属する技術分野】
この発明は、衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、自動車等の車両には、例えば車両衝突時など、車体に衝撃荷重が入力された際にそれを吸収する衝撃吸収機構が設けられている。例えば、特開平１１−２５５０４９号公報には、樹脂製レインフォースメントの車体への取付部に対応する部位にクラッシュボックスを設けて衝撃吸収を行うようにした衝撃吸収構造が開示されている。このレインフォースメントには補強リブが設けられている。上記クラッシュボックスは、箱体の内部を多数のリブで仕切って所謂ハニカム状の構造とされているので衝撃吸収効率は良好であるが、衝撃吸収構造全体としては、初期変位時の衝撃吸収は十分ではない。
【０００３】
また、特開平１０−７６８８９号公報には、１枚の鋼板をプレス成形して上下に離間し長手方向に延びる断面矩形状のバンパレインフォースメントを形成し、このバンパレインフォースメントの湾曲した側に車体への取付用のブラケットを設けた構成が開示されている。この先行技術では、このブラケット間の近傍を略まっすぐに繋ぐ連結プレートを設けることにより、衝撃吸収効果の向上を図るようにしている。
【０００４】
ところで、近年、自動車のバンパには、変位初期の段階での衝撃吸収と、この初期段階以降でのより大きな衝撃荷重の吸収の２段階の衝撃吸収特性を両立して得ることが求められている。前者の（初期段階の）衝撃吸収は、例えば歩行者との衝突を想定してその保護を図るためのエネルギ吸収に対応するものである。また、後者の衝撃吸収は、例えば車両が物体と衝突した場合を想定して車体の保護を図るためのエネルギ吸収に対応するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の先行技術では、いずれににおいても初期変位時の衝撃をレンフォースメントの撓みによって吸収するようになっており、狭いレンジの変位で吸収できる衝撃エネルギは限られたものとならざるを得ないので、十分な衝撃吸収効果が得られないのが実情であった。すなわち、従来のバンパでは、特に、変位初期段階での衝撃吸収を十分に行うことが困難であった。
【０００６】
また、バンパ等の衝撃吸収構造は、机上の設計で最適な構造を得ることが難しく、実際の衝突実験等の実地テストを繰り返し、試行錯誤しながら要求に応じた特性のものを得るのが実情であり、例えば、車両のデザインチェンジ等によってバンパなどの衝撃吸収構造に求められる仕様が変更されると、それに応じた設計・開発に多大の時間と費用が掛かるという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記諸問題に鑑みてなされたもので、変位初期の衝撃エネルギ吸収能力を高めて効率の良い衝撃吸収を行なうことができ、要求される衝撃吸収特性の変更にも比較的容易に対応できる衝撃吸収機構を組み込んで衝撃吸収を行うバンパレインフォースメントを提供することを、基本的な目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本願の請求項１の発明(以下、第１の発明という)に係る衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメントは、上下の壁部と両者の後縁部どうしを連結する縦壁とで断面形状が略コの字形をなして、その開口側が前方を向くように配置されるケース体と、所定間隔を有する受け部間に設けられ、該受け部間に入力される衝撃荷重を吸収するための衝撃吸収機構であって、入力された衝撃荷重を複数方向に分散して伝える分散伝達部と、該分散伝達部からの分散衝撃荷重をそれぞれ吸収する衝撃吸収部と、該衝撃吸収部をそれぞれ支える受止め部とを備え、上記衝撃荷重を複数方向に分散して吸収する衝撃吸収機構とを備え、上記ケース体の内側に上記衝撃吸収機構の少なくとも分散伝達部と衝撃吸収部とが収納され、上記分散伝達部の衝撃荷重入力側が、上記ケース体の上下の壁部によって支持されている、ことを特徴としたものである。
【０００９】
また、本願の請求項２に係る発明(以下、第２の発明という)は、上記第１の発明において、上記受止め部は、上記ケース体の上記縦壁と一体成形されていることを特徴としたものである。
【００１０】
更に、本願の請求項３に係る発明(以下、第３の発明という)は、上記第１又は第２の発明において、上記衝撃吸収部は上記分散伝達部に衝撃荷重が入力された後に衝撃吸収を行う衝撃吸収部材を有し、該衝撃吸収部材は上記ケース体と一体成形されていることを特徴としたものである。
【００１１】
また、更に、本願の請求項４に係る発明(以下、第４の発明という)は、上記第１〜第３の発明のいずれか一において、上記分散伝達部は複数の荷重伝達部材の中央側端部を連結して形成され、この連結部には上記各荷重伝達部材の中央側端部に設けた穴部を挿通して上下方向に延びる枢支軸が設けられ、該枢支軸の上下の端部は上記ケース体の上下の壁部に取り付けられていることを特徴としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、例えば自動車の車体前後に設けられる車両用バンパのバンパレインフォースメントの衝撃吸収機構に適用した場合を例に取って、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用バンパ（例えばフロントバンパ）の概略構成を示す斜視図及び平面説明図、図３はバンパレインフォースメントの斜視図、また、図４はこのバンパレインフォースメントに組み込まれた衝撃吸収機構の主要部を示す斜視図である。
【００１８】
これらの図に示されるように、本実施の形態に係る例えばフロントバンパとされたバンパ１は、ケース体Ｃｒを有するバンパレインフォースメント３と、その少なくとも前方および上方を覆うバンパフェイスＳｂとを備え、車両前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームＬｆの前端側に配置されている。
上記ケース体Ｃｒは、図５および図６にも詳しく示すように、上下の壁部Ｃ１,Ｃ２と両者の後縁部どうしを連結する縦壁Ｃ３とで断面形状が略コの字形をなしており、その開口側が前方を向くように配置される。尚、この代わりに、縦壁が前面に位置し開口が後方を向くように、断面略逆コの字形にケース体を形成しても良い。
【００１９】
そして、上記縦壁Ｃ３の所定箇所の背面側が、取付ブラケットＭｆを介して上記サイドフレームＬｆの前端部に固定されている。このサイドフレームＬｆの前端側と取付ブラケットＭｆとで、本願請求項に記載した「受け部」を構成している。この受け部Ｎは、サイドフレームＬｆの位置に対応して、所定間隔を隔てて左右一対に設けられることになる。
本実施の形態では、上記ケース体Ｃｒの内側に、上記バンパ１の受け部Ｎ間に入力される衝撃荷重Ｆ（図２及び図４参照）を吸収する衝撃吸収機構１０の少なくとも主要部が収納されている。
【００２０】
この衝撃吸収機構１０では、入力された衝撃荷重を複数方向（本実施の形態では２方向）に分散して伝える分散伝達部が設けられ、該分散伝達部は複数（２本）の荷重伝達部材１２の各一端（中央側端部）側を連結部Ｊ１で連結して形成されている。
図５から良く分かるように、上記連結部Ｊ１には、各荷重伝達部材１２の中央側端部に設けた穴部を挿通して上下方向に延びる枢支軸１４が設けられ、該枢支軸１４の上下の端部は上記ケースＣｒの上下の壁部Ｃ１,Ｃ２に取り付けられている。この枢支軸１４によって、各荷重伝達部材１２の中央側端部は、ガタ付くことなく水平面内で回動自在に支持されている。
【００２１】
上記連結部Ｊ１は、各荷重伝達部材１２の他端側よりも荷重入力側（前側）に位置している。従って、バンパ１の前方から衝撃荷重Ｆが入力された際には、バンパフェイスＳｂを介して、まず、この連結部Ｊ１に荷重が作用する。そして、この衝撃荷重Ｆは、その入力初期段階から上記各伝達部材１２に沿って略左方向に２分割されて伝達されることになる。
【００２２】
上記荷重伝達部材１２の他端側には、当該荷重伝達部材１２で伝達される分散衝撃荷重（分散された衝撃荷重）を吸収する衝撃吸収部としての衝撃吸収部材１６（第１衝撃吸収部材）が配設されている。この衝撃吸収部材１６は、その一端側が上記荷重伝達部材１２の他端側に一体的に結合されており、衝撃荷重Ｆの入力初期段階から、荷重伝達部材１２に沿った方向の分散衝撃荷重を吸収する。
上記荷重伝達部材１２の他端側と第１衝撃吸収部材１６の一端側とは、例えば、接着または溶接もしくは溶着により、或いは嵌合やネジ締結などの機械的な方法によって結合される。若しくは、各部材１２,１６の製作方法によっては、両者を一体成形することも可能である。
【００２３】
上記第１衝撃吸収部材１６の他端側には、該衝撃吸収部材１６を支える受止め部１８が位置している。該受止め部１８は、ケース体Ｃｒの少なくとも縦壁Ｃ３に（本実施の形態では、縦壁Ｃ３のみならず上下の壁部Ｃ１,Ｃ２にも）固定されており、縦壁Ｃ３を介して上述の受け部Ｎに（直接的には取付ブラケットＭｆに）支持されている。このように、上記受止め部１８が車体のサイドフレームＬｆに固定された取付ブラケットＭｆに固定されているので、衝撃荷重をしっかりと受止めることができる。
【００２４】
従って、荷重伝達部材１２からの分散衝撃荷重を受けた際には、第１衝撃吸収部材１６は、その後端側を上記受止め部１８で支えられた上で、圧縮変形および／または座屈変形しながら確実に衝撃吸収を行なうことができる。
上記第１衝撃吸収部材１６の他端側と受止め部１８とは、例えば、接着または溶接もしくは溶着により、或いは嵌合やネジ締結などの機械的な方法によって結合される。若しくは、各部材１６,１８の製作方法によっては、両者を一体成形することも可能である。
【００２５】
上記受止め部１８は、ケース体Ｃｒの製造方法によってはこれと一体形成することも可能であるし、或いは、別体に製作してケース体Ｃｒに結合するようにしても良い。この場合には、上述の例示された結合方法が採用される。尚、この受止め部１８を受け部Ｎに対して（具体的には取付ブラケットＭｆに対して）直接固定もしくは一体形成することも可能である。この場合には、ケース体Ｃｒの縦壁Ｃ３の対応部分に開口を設けておけばよい。
【００２６】
また、上記左右の受け部Ｎに対応する部位もしくはその近傍に（本実施の形態では、上記受止め部１８の側方でフロントサイドフレームＬｆの軸線の延長線に沿った位置に）、前後方向に略真っ直ぐ伸びる衝撃吸収部材（第２衝撃吸収部材）１７がそれぞれ設けられている。
この第２衝撃吸収部材１７（所謂、クラッシュカン）は、その前端部が荷重伝達部材１２の連結部Ｊ１よりも所定量だけ後方に位置している。従って、この第２衝撃吸収部材１７による衝撃吸収は、衝撃荷重Ｆが分散伝達部の連結部Ｊ１に入力され、初期変位に対応する衝撃力が上記第１衝撃吸収部材１６によって吸収された後に行なわれることになる。
【００２７】
この第２衝撃吸収部材１７は、ケース体Ｃｒの少なくとも縦壁Ｃ３に固定されており、縦壁Ｃ３を介して上述の受け部Ｎに（直接的には取付ブラケットＭｆに）支持されている。上記第２衝撃吸収部材１７の後端側と縦壁Ｃ３とは、例えば、接着または溶接もしくは溶着により、或いは嵌合やネジ締結などの機械的な方法によって結合される。若しくは、各部材１７,Ｃｒの製作方法によっては、両者を一体成形することも可能である。更には、上記第２衝撃吸収部材１７を、受け部Ｎに対して（具体的には取付ブラケットＭｆに対して）直接固定もしくは一体形成することも可能である。この場合には、ケース体Ｃｒの縦壁Ｃ３の対応部分に開口を設けておけばよい。
【００２８】
上記荷重伝達部材１２，第１及び第２の衝撃吸収部材１６及び１７，受止め部１８並びにケース体Ｃｒの材料としては、例えば、スチール（鉄鋼）やマグネシウムやアルミニウム若しくはそれらの合金等の金属、またはポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂もしくはナイロン樹脂等の合成樹脂を用いることができる。また、これら各部材を結合するに際しては、互いの結合面間にできるだけ隙間が生じることが無いように結合されることが好ましい。
【００２９】
上記荷重伝達部材１２は、特にその長手方向の荷重入力に対して、容易に曲ったり座屈変形したり、或いは折損すること無く衝撃荷重を伝達するもので、所定以上の高い強度および剛性を備えるように設定されている。その断面形状としては、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、種々の形状が考えられる。本実施の形態では、例えば図７（ａ）の断面形状を採用した。
また、上記各荷重伝達部材１２は、第１衝撃吸収部材１６側に向かうに連れて基本断面積が大きくなる末広がり状に設定されており、このような形状とすることにより、荷重入力側よりも荷重を吸収し受止める側の方が基本断面積が大きく安定している。従って、連結部Ｊ１に衝撃荷重Ｆが入力された際に、荷重伝達部材１２が上下方向に傾動あるいは回動するなどの不具合が生じることはなく、分散された衝撃荷重を確実に第１衝撃吸収部材１６に伝えることができる。
【００３０】
上記第１衝撃吸収部材１６は、全体形状が略直方体で一端が開口した箱状（平面視で略矩形状）に形成され、その内部には、好ましくはリブが設けられている。この第１衝撃吸収部材１６の全体形状の例を、例えば図８（ａ）〜（ｃ）及び図９（ａ）〜（ｃ）に示す。尚、この第１衝撃吸収部材１６の構造としては、図８（ｂ）及び（ｃ）並びに図９（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、箱体内部に複数のリブを設け、かかるリブを互いに交差するように形成することがより好ましい。更には、箱体内部で多数のリブを例えば蜂の巣状に交差させて所謂ハニカム状の構造としても良い。
このように、第１衝撃吸収部材１６を、内部にリブを備えた箱状に形成したことにより、当該箱体及び／又はリブの形状や板厚等の設計諸元または材質などを変えることで、第１衝撃吸収部材１６単独で比較的容易に衝撃吸収特性を調整・変更することができる。
【００３１】
この第１衝撃吸収部材１６は、例えば、その開口側が受止め部１８に結合され、閉塞面側が荷重伝達部材１２に結合されているが、開口と閉塞面の向きを逆向きに設定しても良い。第１衝撃吸収部材１６を、受止め部１８と荷重伝達部材１２の何れに一体的に形成するかによって、（一体化する部材に閉塞面が向くように）向きを定めれば良い。
また、上記第２衝撃吸収部材１７(所謂、クラッシュカン)も、サイズは相違しても、その構造は第１衝撃吸収部材１６と同様である。この場合、その閉塞面側が受け部Ｎ１８に対向し、開口側が荷重入力側に対向するのが好ましい。この向きで配置することにより、逆向きの場合に比べて、レインフォースメント３のケース体Ｃｒに対して容易かつ堅固に第２衝撃吸収部材１７を固定することができる。
尚、上記ケース体Ｃｒを、縦壁Ｃ３が前面に位置し開口が後方を向くように（図５および図６とは逆向き）、断面略逆コの字形に配置し、縦壁Ｃ３と上下の壁部Ｃ１,Ｃ２で形成されるスペース内に、上記第２衝撃吸収部材１７或いはこれに加えて受止め部１８を収納した状態で、これらをケース体Ｃｒと一体的に形成することも可能である。
また、本実施の形態では、第１，第２の衝撃吸収部材１６，１７の構造として、図８（ｂ）及び図９（ｂ）で示される構造を採用した。
【００３２】
以上の構成において、左右の受け部Ｎ間の略中央部分にバンパ１の前方から衝撃荷重Ｆが入力されて来た場合には、衝撃荷重Ｆは、バンパフェイスＳｂを介してまず連結部Ｊ１に入力された後、２本の荷重伝達部材１２によって該伝達部材１２に沿った方向に分散（２分割）されて伝達され、各荷重伝達部材１２に結合された第１衝撃吸収部材１６により吸収される。この第１衝撃吸収部材１６単独での衝撃吸収は、該第１衝撃吸収部材１６が一定量以上変形して、第２衝撃吸収部材１７に荷重が作用するようになるまで行なわれる。図１０及び図１１は、この第１衝撃吸収部材１６のみによる入力初期段階の衝撃吸収態様（衝撃吸収に対応する前後方向の変形量Ｈ）を模式的に示したもので、第２の衝撃吸収部材１７の図示は省略されている。
【００３３】
すなわち、本実施の形態に係る衝撃吸収機構１０によれば、衝撃荷重Ｆの入力初期段階（つまり、変位初期段階）から、衝撃荷重Ｆを複数方向（２方向）に分散して伝えることができ、分散された衝撃荷重を各衝撃吸収部材１６で吸収できるので、変位初期段階から効率の良い衝撃吸収を行なうことができるのである。また、衝撃吸収機構１０に要求される衝撃吸収特性が変更された場合には、上記衝撃吸収部材１６のみを設計変更するだけで、比較的容易に対応することができる。
【００３４】
その後、第１衝撃吸収部材１６が一定量以上変形して、第２衝撃吸収部材１７にも荷重が作用するようになると、両衝撃吸収部材１６及び１７によって衝撃吸収が行なわれる。すなわち、第１衝撃吸収部材１６単独による荷重入力初期段階の衝撃吸収の後に、第１及び第２の両衝撃吸収部材１６及び１７による中期段階の衝撃吸収が行なわれる。この後、上記両衝撃吸収部材１６及び１７が所定量以上変形して限度に達すると、フロントサイドフレームＬｆ自体の変形による衝撃吸収が開始されることになる。
このように、上記第２衝撃吸収部材１７を設けたことにより、分散伝達部に衝撃荷重が入力され第１の衝撃吸収部材１６のみによって衝撃吸収を行なった後に、第２の衝撃吸収材１７による衝撃吸収を行うことができるので、衝撃荷重を初期段階とその後の中期段階とで異なる吸収特性で、効率良く吸収することができるのである。
【００３５】
図１２は本発明の第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構２０を示している。尚、以下の説明において、図１〜図１１で示した第１の実施の形態における場合と同様のものには同一の符号を付し、それ以上の説明は省略する。
この第２の実施の形態では、２本の荷重分散伝達部材１２の他端側に設けられた第１衝撃吸収部材１６を支持する左右の受止め部１８どうしが結合プレートＰｆで一体的に結合されており、この結合プレートＰｆと２本の荷重伝達部材１２が略三角形の各辺上にそれぞれ位置するように設定されている。
【００３６】
この受止め部結合プレートＰｆの断面形状としては、例えば、図１３（ａ）〜（ｃ）及び図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、種々の形状が適用可能である。本実施の形態では、例えば図１３（ａ）に示す断面形状を採用した。また、結合プレートＰｆの材料としては、例えば、スチール（鉄鋼）やマグネシウムやアルミニウム若しくはそれらの合金等の金属、またはポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂もしくはナイロン樹脂等の合成樹脂を用いることができる。また、この結合プレートＰｆと受止め部１８とは、例えば、接着または溶接もしくは溶着により、或いは嵌合やネジ締結などの機械的な方法によって結合される。若しくは、各部材Ｐｆ,１８の製作方法によっては、両者を一体成形することも可能である。
【００３７】
図１５及び図１６は、この第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構２０による入力初期段階の衝撃吸収態様を模式的に示したものである。
このように、左右の受止め部１８どうしを結合プレートＰｆで一体的に結合し、その結合プレートＰｆと２本の荷重伝達部材１２が略三角形の各辺上にそれぞれ位置するように設定（つまり、これら３つの部材で略三角形構造を形成）したことにより、受止め部１８間（特に、上記三角形の頂点部分）に衝撃荷重Ｆが加わった際に、受止め部１８が外側に移動して該受止め部１８の支持部（受け部Ｎ）に曲げ荷重が作用することを抑制できる。従って、この受け部Ｎを（つまり、フロントサイドフレームＬｆを）過度に強固なものとする必要が無くなる。
【００３８】
図１７は本発明の第３の実施の形態に係る衝撃吸収機構３０を示している。この第３の実施の形態では、第２の衝撃吸収部材１７による衝撃吸収をできるだけ大きくすることを目的として、初期段階での衝撃吸収を行う第１衝撃吸収部材１６及びそれを受ける受止め部１８を、第２衝撃吸収部材１７から完全に分離させ、しかも受け部Ｎよりも（具体的には、取付ブラケットＭｆよりも）内側に位置させている。
【００３９】
このような配置構造とすることにより、初期衝撃荷重が第１衝撃吸収部材１６で吸収された後、更に衝撃荷重が加えられて行くときに、初期衝撃荷重を吸収するための構造体Ｊ１,１２,１６,１８が、受け部Ｎに直接干渉することなく、受け部Ｎ間に対応するエンジンルーム内に押し込まれるようになる。換言すれば、両サイドの第２衝撃吸収部材１７は、初期衝撃荷重を吸収するための構造体Ｊ１,１２,１６,１８に直接的な干渉を受けることなく、中期段階の衝撃エネルギを十分に吸収することができるようになる。
【００４０】
尚、具体的には図示しなかったが、この第３の実施の形態とは逆に、上記受止め部１８を第２衝撃吸収部材１７の側面に一体的に設けらることもできる。この場合には、両者を一体的に構成することにより、衝撃吸収機構の構造を簡素化することが可能になる。
【００４１】
図１８は本発明の第４の実施の形態に係る衝撃吸収機構４０を示しいる。この第４の実施の形態では、例えば２本の荷重伝達部材１２の各一端側を連結する連結部Ｊ２に、受け部Ｎどうしを結ぶ直線に略平行となるように継手部材４１が配設されている。この継手部材４１は、枢支軸４４を介してその両端が左右の荷重伝達部材１２の先端側に、それぞれ回動自在に連結されている。
【００４２】
このように、荷重伝達部材１２の各一端側を連結する連結部Ｊ２に上記継手部材４１を配設したことにより、図１８に示すように、受け部Ｎ間の中央から外れた部位に衝撃荷重Ｆが入力された場合でも、上記継手部材４１を介して衝撃荷重Ｆを各荷重伝達部材１２に沿って伝えることができ、効率良く衝撃吸収を行うことができるのである。
【００４３】
次に、本発明の実施例に係る車両用バンパの衝撃吸収機構における衝撃吸収性能の向上を確かめるために行なった試験について説明する。
この試験は、同一車種の自動車に取り付けるフロントバンパのバンパレインフォースメントについて、樹脂製の従来品（比較例）と上記第１の実施の形態に即した本発明実施例として作製し、両者に静的な圧縮荷重を加えてその特性を調べたものである。
尚、上記本発明実施例では、衝撃吸収部材の構造としては、図８（ａ）及び図９（ａ）で示される形状で板厚が３［ｍｍ］の箱状の構造（桝目の数が２個の箱体構造）を採用した。また、材料としてはポリエチレン樹脂を用いた。
【００４４】
試験結果を図１９のグラフに示す。図１９において実線曲線が本発明実施例を、また、破線曲線が比較例をそれぞれ表わしている。尚、自動車用バンパとして目標とすべき荷重と変形量（荷重入力によるバンパフェイスの後退量）との関係が、このグラフにおいて実線の折れ線で示されている。この目標の折れ線グラフに示すように、一般に、変形量が３５［ｍｍ］前後までが歩行者保護ゾーン、変形量３５〜５０［ｍｍ］の範囲が軽衝突ゾーン、また、変形量５０〜８５［ｍｍ］の範囲が正面衝突ゾーンと称せられ、荷重と変形量の関係についてそれぞれ異なる特性が求められる。
【００４５】
本発明実施例の場合、変形量が約４５［ｍｍ］までは第１衝撃吸収部材単独の変形であり、変形量４５〜１００［ｍｍ］の範囲では第２衝撃吸収部材も変形している。更に、変形量が１００［ｍｍ］を越えると、フロントサイドフレームの変形も始まる。
図１９のグラフから明らかなように、本発明実施例の方が比較例に比べて目標の折れ線グラフに近付いており、特に、変形初期段階での荷重特性が大きく向上し、同一変形量に対する発生荷重が大幅に増していることが分かった。
【００４６】
尚、本発明は、以上の実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
本願の第１の発明に係る衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメントによれば、上記衝撃吸収機構を備えたことにより、衝撃荷重の入力初期段階（つまり、変位初期段階）から、衝撃荷重を複数方向に分散して伝えることができ、分散された衝撃荷重を各衝撃吸収部で吸収できるので、変位初期段階から効率の良い衝撃吸収を行なうバンパレインフォースメントを得ることができる。また、衝撃吸収機構に要求される衝撃吸収特性が変更された場合には、上記衝撃吸収部のみを設計変更するだけで、比較的容易に対応することができる。
【００４８】
また、本願の第２の発明によれば、基本的には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができる。特に、受止め部がケース体の縦壁と一体成形されていることにより、衝撃荷重をしっかりと受止めることができる。
【００４９】
更に、本願の第３の発明によれば、基本的には、上記第１又は第２の発明と同様の効果を奏することができる。特に、衝撃吸収部は分散伝達部に衝撃荷重が入力された後に衝撃吸収を行う衝撃吸収部材を有しているので、衝撃荷重を初期段階とその後の中期段階とで異なる吸収特性で効率良く吸収することが可能になる。また、上記衝撃吸収部材がケース体と一体成形されていることにより、衝撃荷重をしっかりと吸収することができる。
【００５０】
また、更に、本願の第４の発明によれば、基本的には、上記第１〜第３の発明のいずれか一と同様の効果を奏することができる。特に、上記分散伝達部は具体的には複数の荷重伝達部材の中央側端部を連結して形成され、この連結部には上記各荷重伝達部材の中央側端部に設けた穴部を挿通して上下方向に延びる枢支軸が設けられ、該枢支軸の上下の端部は上記ケース体の上下の壁部に取り付けられているので、各荷重伝達部材の中央側端部を、ガタ付くことなく水平面内で回動自在に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る車両用バンパの斜視図である。
【図２】 上記バンパの平面説明図である。
【図３】 上記バンパのバンパレインフォースメントの斜視図である。
【図４】 上記バンパレインフォースメントの衝撃吸収機構の主要部を示す斜視図である。
【図５】 図２のＹ５−Ｙ５線に沿った縦断面説明図である。
【図６】 図２のＹ６−Ｙ６線に沿った縦断面説明図である。
【図７】 上記衝撃吸収機構の荷重伝達部材の断面形状を例示する縦断面説明図である。
【図８】 上記衝撃吸収機構の衝撃吸収部材を例示する正面説明図である。
【図９】 上記図８の各衝撃吸収部材の矢印Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｃ方向からの各矢視図である。
【図１０】 上記衝撃吸収機構の衝撃荷重入力前の状態を模式的に示す平面説明図である。
【図１１】 上記衝撃吸収機構の衝撃荷重入力後の状態を模式的に示す平面説明図である。
【図１２】 本発明の第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構の斜視図である。
【図１３】 上記第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構の受止め部どうしの結合プレートの断面形状を例示する縦断面説明図である。
【図１４】 上記受止め部結合プレートの断面形状を例示する縦断面説明図である。
【図１５】 上記第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構の衝撃荷重入力前の状態を模式的に示す平面説明図である。
【図１６】 上記第２の実施の形態に係る衝撃吸収機構の衝撃荷重入力後の状態を模式的に示す平面説明図である。
【図１７】 本発明の第３の実施の形態に係る衝撃吸収機構の平面説明図である。
【図１８】 本発明の第４の実施の形態に係る衝撃吸収機構の平面説明図である。
【図１９】 本発明の実施例の効果を従来品と比較して示す試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…バンパ
３…バンパレインフォースメント
１０，２０，３０，４０…衝撃吸収機構
１２…荷重伝達部材
１６…第１衝撃吸収部材
１７…第２衝撃吸収部材
１８…受止め部
４１…継手部材
Ｃｒ…バンパレインフォースメントのケース体
Ｆ…衝撃荷重
Ｊ１，Ｊ２…（荷重伝達部材の）連結部
Ｐｆ…（受止め部どうしの）結合プレート
Claims (4)
- 上下の壁部と両者の後縁部どうしを連結する縦壁とで断面形状が略コの字形をなして、その開口側が前方を向くように配置されるケース体と、
所定間隔を有する受け部間に設けられ、該受け部間に入力される衝撃荷重を吸収するための衝撃吸収機構であって、入力された衝撃荷重を複数方向に分散して伝える分散伝達部と、該分散伝達部からの分散衝撃荷重をそれぞれ吸収する衝撃吸収部と、該衝撃吸収部をそれぞれ支える受止め部とを備え、上記衝撃荷重を複数方向に分散して吸収する衝撃吸収機構と、を備え、
上記ケース体の内側に上記衝撃吸収機構の少なくとも分散伝達部と衝撃吸収部とが収納され、上記分散伝達部の衝撃荷重入力側が、上記ケース体の上下の壁部によって支持されている、
ことを特徴とする衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメント。 - 上記受止め部は、上記ケース体の上記縦壁と一体成形されていることを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメント。
- 上記衝撃吸収部は上記分散伝達部に衝撃荷重が入力された後に衝撃吸収を行う衝撃吸収部材を有し、該衝撃吸収部材は上記ケース体と一体成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメント。
- 上記分散伝達部は複数の荷重伝達部材の中央側端部を連結して形成され、この連結部には上記各荷重伝達部材の中央側端部に設けた穴部を挿通して上下方向に延びる枢支軸が設けられ、該枢支軸の上下の端部は上記ケース体の上下の壁部に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一に記載の衝撃吸収機構を備えたバンパレインフォースメント。
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