JP4979400B2 - Vehicle body strength adjusting device - Google Patents
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Description
本発明は、バンパービームと車体フレームとの間に、車体前後方向の衝突荷重を受けて圧壊する圧壊強度が可変な圧壊強度可変装置を配置した車両の車体強度調整装置に関する。 The present invention relates to a vehicle body strength adjusting device for a vehicle in which a crushing strength variable device is provided between a bumper beam and a vehicle body frame, and a crushing strength variable device that can be crushed by receiving a collision load in the longitudinal direction of the vehicle body.
自動車のフロントサイドフレームの前端に取り付けられるバンパービームを、相互に平行に配置された前後一対のビーム部材と、両ビーム部材間に所定間隔で配置された複数の圧壊強度可変装置とで構成したものが、下記特許文献1により公知である。
A bumper beam attached to the front end of the front side frame of an automobile is composed of a pair of front and rear beam members arranged in parallel to each other and a plurality of variable crushing strength devices arranged at predetermined intervals between both beam members. Is known from
前記圧壊強度可変装置は衝突の衝撃で座屈するように隣接して配置された複数の形状記憶合金製の座屈板と、それらの座屈板を一体に連結した状態および相互に分離した状態に切り換えるアクチュエータとを備えており、座屈板を一体に連結した状態では座屈強度を高めて吸収可能な衝突エネルギーを増加させることができ、また座屈板を相互に分離した状態では座屈強度を低めて吸収可能な衝突エネルギーを減少させることができる。
ところで、車両の衝突荷重を効果的に吸収するには座屈板の圧壊の開始から終了までの間、高い荷重を維持することが望ましい。しかしながら、鉄材やアルミニウム材で構成した座屈板では、その変形量の増加に伴って荷重が急激に高まってピークに達した後に漸減する特性を有しており、一定の高い荷重を維持することは困難である。また形状記憶合金で構成した座屈板では、その変位量の増加に伴って荷重が急激に高まってピークに達した後に急激に減少してボトムに達し、そこから漸増する特性を有しており、やはり一定の高い荷重を維持することは困難である。 By the way, in order to effectively absorb the collision load of the vehicle, it is desirable to maintain a high load from the start to the end of the buckling plate collapse. However, buckling plates made of iron or aluminum have the property that the load increases rapidly and reaches a peak as the amount of deformation increases, and then gradually decreases, maintaining a constant high load. It is difficult. In addition, the buckling plate made of shape memory alloy has the characteristic that the load suddenly increases with the increase of the displacement, reaches the peak, decreases rapidly, reaches the bottom, and gradually increases from there. Again, it is difficult to maintain a constant high load.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の衝突時に圧壊強度可変装置の座屈板の座屈による衝撃吸収効果を最大限に発揮させる。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and maximizes the impact absorption effect due to buckling of the buckling plate of the variable crushing strength device at the time of vehicle collision.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、バンパービームとその後方に存する車体フレームとの間に、車体前後方向の衝突荷重を受けて圧壊する圧壊強度が可変な圧壊強度可変装置を配置した車両の車体強度調整装置において、前記圧壊強度可変装置は、前記車体フレームの前部に固定されるブロック部材と、そのブロック部材の左右両側にそれぞれ配置されて前記車体フレームの前部に連結される左右一対のヒンジ板と、その両ヒンジ板にそれぞれ設けたロックピン支持部に係脱可能として前記ブロック部材に摺動可能に嵌合、支持される左右一対のロックピンと、前記バンパービームに結合した座屈板支持板の左右両端部と前記左右一対のヒンジ板との間にそれぞれ介装されて、前記ロックピンの前記ロックピン支持部への係合状態では前記衝突荷重により一体に座屈するように相互に重ね合わせられる左右各一対の第1座屈板および第2座屈板と、その左側の第1,第2座屈板の重合体及び右側の第1,第2座屈板の重合体間で左右から、また前記座屈板支持板及び前記ブロック部材間で前後からそれぞれ挟まれて左右の各第1,第2座屈板の左右方向の倒れに対抗する薄板よりなる倒れ防止板とを備え、前記第2座屈板は形状記憶合金で、また前記第1座屈板は形状記憶合金以外の材料でそれぞれ構成されると共に、それら第1、第2座屈板の車体前後方向の長さが異ならせて設定されることを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。
In order to achieve the above object, according to the invention described in
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記倒れ防止板の車体前後方向の中間部には、左右方向に延びる横断面三角状のリブが形成されることを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, a rib having a triangular cross section extending in the left-right direction is formed in the middle portion of the vehicle body front-rear direction of the fall prevention plate. A vehicle body strength adjusting device for a vehicle is proposed.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記第1座屈板に形成した固定爪を折り曲げて前記第2座屈板を一体に固定したことを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。
According to the invention described in claim 3, in addition to the configuration of
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜3の何れかの構成に加えて、前記圧壊強度可変装置を覆うブーツの開口を、前記圧壊強度可変装置を車体フレームに固定する固定部材にその外周を覆うように固定するとともに、前記圧壊強度可変装置から延びるハーネスを、前記固定部材に形成した開口を通して前記車体フレームの内部に導いたことを特徴とする車両の車体強度調整装置が提案される。According to the invention described in claim 4, in addition to the structure of any one of
尚、実施の形態のフロントサイドフレーム12は本発明の車体フレームに対応する。
The
請求項1の構成によれば、衝突荷重により一体に座屈するように重ね合わせた第1座屈板および第2座屈板のうち、第2座屈板を変形の初期を除く領域で変位量の増加に伴って荷重が増加する傾向を有する形状記憶合金で構成し、第1座屈板を変形の初期を除く領域で変位量の増加に伴って荷重が減少する傾向を有する形状記憶合金以外の材料で構成したので、衝突の過程において第1、第2座屈板の荷重の和を略一定の高い値に保ち、圧壊強度可変装置の衝撃吸収効果を最大限に発揮させることができる。しかも第1、第2座屈板の車体前後方向の長さを異ならせたので、第1座屈板が圧縮されて荷重を発生するタイミングと第2座屈板が圧縮されて荷重を発生するタイミングとを異ならせ、第1、第2座屈板の荷重の和をより精度良く一定の値に近づけることができる。 According to the configuration of the first aspect, of the first buckling plate and the second buckling plate that are overlapped so as to be integrally buckled by a collision load, the second buckling plate is displaced in a region excluding the initial stage of deformation. Other than the shape memory alloy, which is composed of a shape memory alloy having a tendency that the load increases with an increase in the thickness, and the first buckling plate has a tendency that the load decreases with an increase in the displacement amount in a region excluding the initial stage of deformation. Therefore, the sum of the loads of the first and second buckling plates can be maintained at a substantially constant high value in the course of the collision, and the impact absorbing effect of the variable crushing strength device can be maximized. Moreover, since the lengths of the first and second buckling plates in the longitudinal direction of the vehicle body are made different, the timing when the first buckling plate is compressed and the load is generated and the second buckling plate is compressed and the load is generated. By making the timing different, the sum of the loads of the first and second buckling plates can be brought closer to a constant value with higher accuracy.
また特に車両が正面衝突してバンパービームに車体後方への衝突荷重が加わる場合において、圧壊強度可変装置のロックピンがヒンジ板のロックピン支持部に係合した高荷重モードの状態では、相互に重ね合わされた第1、第2座屈板が前後方向に圧縮されて座屈することで、圧壊強度可変装置は大きな衝突エネルギーを吸収することができるが、ロックピンがヒンジ板のロックピン支持部から後退した低荷重モードの状態では、第1、第2座屈板は座屈することなく折り畳まれ、圧壊強度可変装置は小さな荷重で圧壊してバンパービームの後退を許容する。そして、その何れの場合にも、第1、第2倒れ防止板は前後方向の圧縮荷重を受けて座屈するが、元々第1、第2倒れ防止板は薄板で構成されていて、前後方向の荷重を受けると容易に座屈し、圧壊強度可変装置の前後方向のエネルギー吸収特性に影響を及ぼすことはなく、即ち、倒れ防止板によって圧壊強度可変装置が圧壊し難くなる虞はない。それに対し、車両の斜め衝突によってバンパービームに車体前後方向に対して傾斜した衝突荷重が加わった場合には、右側の第1、第2座屈板と左側の第1、第2座屈板とが座屈することなく左右方向に倒れて、高荷重モードの状態であっても殆どエネルギー吸収性能を発揮できなくなる可能性があるが、本発明では、前記倒れ防止板により、左右の第1、第2座屈板が倒れるのを抑制し、圧壊強度可変装置を前後方向に確実に圧壊してエネルギー吸収性能を効率的に発揮させることができる。Also, especially when the vehicle collides head-on and a collision load is applied to the bumper beam from the rear of the vehicle body, in the high load mode state where the lock pin of the crushing strength varying device is engaged with the lock pin support part of the hinge plate, When the superposed first and second buckling plates are compressed in the front-rear direction and buckled, the crushing strength variable device can absorb a large amount of collision energy, but the lock pin is separated from the lock pin support portion of the hinge plate. In the retreated low load mode, the first and second buckling plates are folded without buckling, and the crushing strength varying device crushes with a small load to allow the bumper beam to retreat. In either case, the first and second fall prevention plates are buckled by receiving a compressive load in the front-rear direction, but the first and second fall prevention plates are originally composed of thin plates, When a load is applied, it easily buckles and does not affect the energy absorption characteristics of the crushing strength varying device in the front-rear direction, that is, the collapse preventing plate does not cause the crushing strength varying device to be difficult to crush. On the other hand, when a collision load that is inclined with respect to the longitudinal direction of the vehicle body is applied to the bumper beam due to the oblique collision of the vehicle, the first and second buckling plates on the right side and the first and second buckling plates on the left side May fall in the left-right direction without buckling, and even if it is in a high load mode, the energy absorption performance may hardly be exhibited. 2 It is possible to suppress the buckling plate from collapsing, and to reliably collapse the variable crushing strength device in the front-rear direction so as to efficiently exhibit energy absorption performance.
また請求項2の構成によれば、倒れ防止板の車体前後方向の中間部には、左右方向に延びる横断面三角状のリブが形成されるので、倒れ防止板を設けても、第1,第2座屈板の座屈が開始される荷重を低下させ、荷重変動の少ない特性を得ることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the rib in the cross-sectional direction extending in the left-right direction is formed in the middle portion of the vehicle body longitudinal direction of the fall prevention plate, The load at which buckling of the second buckling plate is started can be reduced, and characteristics with little load fluctuation can be obtained.
また請求項3の構成によれば、第1座屈板に形成した固定爪を折り曲げて第2座屈板を一体に固定するので、加工が難しい形状記憶合金製の第2座屈板に特別の加工を施すことなく、第1、第2座屈板を一体化することができる。 Further, according to the third aspect of the present invention, since the second buckling plate is integrally fixed by bending the fixing claw formed on the first buckling plate, the second buckling plate made of shape memory alloy is difficult to process. The first and second buckling plates can be integrated without performing the above process.
また請求項4の構成によれば、圧壊強度可変装置に水や泥が付着するのをブーツで遮り、その耐久性を高めるとともに作動の確実性を保証することができる。また、ブーツに孔を形成してハーネスを引き出すことなくブーツの防水性が確保される上、ハーネスを車体フレームの内部に導いてハーネスを水や泥から保護することができる。According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent water and mud from adhering to the crushing strength varying device with the boot, thereby improving the durability and ensuring the reliability of the operation. Further, the waterproofness of the boot is ensured without forming a hole in the boot and pulling out the harness, and the harness can be guided to the inside of the vehicle body frame to protect the harness from water and mud.
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図13は本発明の第1の実施の形態を示すもので、図1は車両の車体前部の平面図、図2は図1の2部拡大図、図3は圧壊強度可変装置の斜視図、図4は圧壊強度可変装置の分解斜視図、図5は図2の5−5線断面図、図6は図5の6−6線断面図、図7は図2の7−7線断面図、図8は図2の8方向矢視図、図9は高荷重モードの作用説明図、図10は低荷重モードの作用説明図、図11は第1、第2倒れ防止板の作用説明図、図12は第1、第2座屈板の座屈時の作用説明図、図13は衝突時のバンパービームの伸び変形の作用説明図である。
1 to 13 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of a front part of a vehicle body of a vehicle, FIG. 2 is an enlarged view of
図1に示すように、四輪の車両の車体前部に配置されたバンパービーム11は、車幅方向に直線状に延びる本体部11aと、本体部11aの左右両端から車体後方に向けて傾斜する左右の傾斜部11b,11bとを備える。車体の両側部に前後方向に配置されたフロントサイドフレーム12,12の先端とバンパービーム11の左右の傾斜部11b,11bとが、圧壊強度を変更可能な圧壊強度可変装置13,13により接続される。左右の圧壊強度可変装置13,13は実質的に同じ構造を有しているため、以下、左側の圧壊強度可変装置13を例に取って構造を説明する。
As shown in FIG. 1, a
図2〜図7に示すように、ボックス断面を有するフロントサイドフレーム12の前端開口を閉塞する端板12aに圧壊強度可変装置13の取付板14が4本のボルト15…で固定され、取付板14の前面に円板状の厚板で構成される後部基板16が4本のボルト17…で固定される。後部基板16の前面にスペーサ板18と、ヒンジ支持板19と、ブロック部材20とが重ね合わされ、ブロック部材20の肉抜き孔20aの内部から後向きに挿入された4本のボルト21…が、ヒンジ支持板19およびスペーサ板18を貫通して後部基板16に締結される。
As shown in FIGS. 2 to 7, the
ブロック部材20の左右にそれぞれ配置されるヒンジ板22は、筒状に曲げられた一対のロックピン支持部22a,22aと、ロックピン支持部22a,22aから相互に離反するように延びる第1、第2ヒンジアーム22b,22cとを備える。第1ヒンジアーム22bの後端はヒンジ支持板19の外端の角部に溶接W1(図3参照)され、第2ヒンジアーム22cは鉄材製の第1座屈板24の外面に溶接W2(図3参照)される。第1座屈板24は中央部に座屈強度を調整するためのリブ24aを備えるとともに、外周部に4個の固定爪24b…を備える。形状記憶合金で第1座屈板24と概ね同寸法に形成した矩形状の第2座屈板25が、前記4個の固定爪24b…によって第1座屈板24の内面に重ね合わされるように固定される。
The
形状記憶合金製の第2座屈板25は加工が難しく溶接にも適さないため、第1、第2座屈板24,25をボルト止めや溶接で一体化するのは困難であるが、第1、第2座屈板24,25を、加工が容易な鉄材製の第1座屈板24に設けた固定爪24b…で一体化したので、加工コストを削減しながら第1、第2座屈板24,25を確実に一体化することができる。
Since the second
第1、第2座屈板24,25の前端の位置は揃っているが、第2座屈板25の後端は第1座屈板24の後端よりも僅かに後方にまで延びている(図2参照)。即ち、第1座屈板24の前後方向長さは、第2座屈板25の前後方向長さよりも僅かに短くなっている。
Although the positions of the front ends of the first and
ブロック部材20の前面の左右両側に、上下方向に延びる断面U字状の支持溝20b,20bが形成されており、各々の支持溝20bに円筒状のブッシュ26が固定される。ブッシュ26の内部には2本のロックピン27,27が摺動自在に支持されており、相対向するロックピン27,27の側面にそれぞれ形成されたラック27a,27aに共通のピニオン28が噛合する。ブロック部材20の肉抜き孔20aの前方に形成されたモータ支持孔20cに支持されたモータ29の回転軸29aの両端に前記ピニオン28が固定される。よって、モータ29によりピニオン28が回転すると、ピニオン28にラック27a,27aを駆動された2本のロックピン27,27が相互に接近・離反する方向に移動する。
通常、2本のロックピン27,27の先端のテーパー状の係合部27b,27bはブッシュ26の端部から突出しており、その先端の係合部27b,27bがヒンジ板22の一対のロックピン支持部22a,22aに圧入した受け部材51,51にそれぞれ係合する(図5および図6の実線参照)。そして、ロックピン27,27がモータ29により駆動されてブッシュ26の内部に引き込まれると、その先端の係合部27b,27bがヒンジ板22の一対の受け部材51,51から離脱する(図5および図6の鎖線参照)。
Usually, the tapered
2分割された第1モータ支持板30,30がブロック部材20のモータ支持孔20cの周囲にそれぞれ2本のボルト31,31で固定されるとともに、第2モータ支持板32がブロック部材20のモータ支持孔20cの周囲に4本のボルト33…で固定されており、モータ29は第1、第2モータ支持板30,30;32に挟まれるように支持される。
The two divided first
一方、ブロック部材20の前面に、左右一対の内側座屈板支持板34,34と、厚肉円板状の前部基板35を一体に備えた外側座屈板支持板36とが重ね合わされ、その内側座屈板支持板34,34及び外側座屈板支持板36間が8本のボルト37…,38…で一体に結合される。そして、各内側座屈板支持板34の左右方向外端を溝状の屈曲させた座屈板支持部34aが、重ね合わされた第1、第2座屈板24,25の前端に係合し、第1座屈板24に溶接W3(図3参照)される。
On the other hand, on the front surface of the
中間部に三角状のリブ39aが形成された第1倒れ防止板39は前後のフランジ39b,39cを備えており、前側のフランジ39bが前記ボルト37,37で内側座屈板支持板34および外側座屈板支持板36に共締めされるとともに、後側のフランジ39cが前記第1モータ支持板30のフランジ30aに2本のボルト40,40で固定される。また中間部に三角状のリブ41aが形成された第2倒れ防止板41は前後のフランジ41b,41cを備えており、前側のフランジ41bが前記ボルト38,38で内側座屈板支持板34および外側座屈板支持板36に共締めされるとともに、後側のフランジ41cが前記第2モータ支持板32に前記ボルト33,33で共締めされる。
The first fall-preventing
第1、第2倒れ防止板39,41は概ね台形状の部材であって、その上底に対応する前縁が内側座屈板支持板34および外側座屈板支持板36に固定され、その下底に対応する後縁がブロック部材20に固定され、その一対の斜辺に対応する左右の側縁が第2座屈板25の内面に僅かな隙間α(図2参照)を介して対向する。
The first and second
図2および図8から明らかなように、バンパービーム11と圧壊強度可変装置13とを接続する取付ブラケット42は、車体前後方向に延びる軸線Lに対して斜めに傾斜してバンパービーム11の傾斜部11bと平行な第1取付部42aと、圧壊強度可変装置13の前部基板35と平行な第2取付部42bと、車体前後方向に延びて第1、第2取付部42a,42bを連結する複数の薄肉のリブ42c…とを備える。バンパービーム11の傾斜部11bの後面には左右方向に長い4個の第1ボルト孔11c…が形成されており、これらの第1ボルト孔11c…と取付ブラケット42の第1取付部42aの第2ボルト孔42d…とが4本のボルト43…および4個のナット44…で締結される。そして取付ブラケット42の第2取付部42bと圧壊強度可変装置13の前部基板35とが2本のボルト45,45で締結される。
As apparent from FIGS. 2 and 8, the mounting
このように構成された圧壊強度可変装置13は、図1および図2に示すように、伸縮自在なゴム製のブーツ46内に収納された状態で、ブーツ46の後部開口46aが円形の後部基板16の外周に嵌合してバンド47で締結され、ブーツ46の前部開口46bが円形の前部基板35の外周に嵌合してバンド48で締結される。これにより圧壊強度可変装置13に水や泥が付着するのをブーツ46で遮り、その耐久性を高めるとともに作動の確実性を保証することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the crushing
図1〜図4から明らかなように、モータ29から延びるハーネス49は、第1モータ支持板30,30の開口30bを通過した後、ブロック部材20の開口20d、ヒンジ支持板19の開口19a、スペーサ板18の開口18aおよび後部基板16の開口16aに装着したグロメット52を通過し、更に取付板14の開口14aおよびフロントサイドフレーム12の端板12aの開口12bを通過してフロントサイドフレーム12の内部に導かれる。従って、ブーツ46に孔を形成してハーネス49を引き出す必要がなくなってブーツ46の防水性が確保されるだけでなく、ハーネス49を閉断面のフロントサイドフレーム12の内部に導くことにより、ハーネス49を水や泥から保護することができる。
As apparent from FIGS. 1 to 4, the
次に、上記構成を備えた本発明の第1の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
通常時、圧壊強度可変装置13のロックピン27,27はブッシュ26の両端から突出しており、従ってロックピン27,27の先端の係合部27b,27bはヒンジ板22の受け部材51,51に係合している(図5および図6の実線参照)。この状態で車両が正面衝突してバンパービーム11に車体後方への衝突荷重が加わると、バンパービーム11およびフロントサイドフレーム12間に配置された圧壊強度可変装置13の前部基板35および後部基板16が前後方向に圧縮される。
Normally, the lock pins 27 and 27 of the variable crushing
このとき、図9に示すように、ヒンジ板22のロックピン支持部22a,22aはロックピン27,27によって左右方向への移動が規制されており、かつロックピン27,27は強固なブロック部材20によって後方への移動が規制されているため、重ね合わされた第1、第2座屈板24,25が前後方向に圧縮されて座屈することで、圧壊強度可変装置13は大きな衝突エネルギーを吸収することができる(高荷重モード)。
At this time, as shown in FIG. 9, the lock
一方、車両に搭載されたレーダー装置やテレビカメラで検知した外部状況と、車速センサで検知した車速とから、衝撃を小さくする必要がある衝突が予測されると、モータ29が作動してピニオン28およびラック27a,27aを介して一対のロックピン27,27をブッシュ26の内部に後退させることで、ロックピン27,27の係合部27b,27bをヒンジ板22の受け部材51,51から離脱させる(図5および図6の鎖線参照)。その結果、ヒンジ板22のロックピン支持部22a,22aは左右方向への移動が可能になり、図10に示すように、第1、第2座屈板24,25は座屈することなく折り畳まれ、圧壊強度可変装置13は小さな荷重で圧壊してバンパービーム11の後退を許容する(低荷重モード)。
On the other hand, when a collision that requires a reduction in impact is predicted from the external situation detected by a radar device or a TV camera mounted on the vehicle and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, the
上述した高荷重モードおよび低荷重モードの何れの場合にも、第1、第2倒れ防止板39,41は前後方向の圧縮荷重を受けて座屈するが、元々第1、第2倒れ防止板39,41は薄板で構成されており、かつ中央部に三角形のリブ39a,41aが形成されているため、前後方向の荷重を受けると極めて容易に座屈し、圧壊強度可変装置13の前後方向のエネルギー吸収特性に影響を及ぼすことはない。従って、圧壊強度可変装置13を低荷重で圧壊させたい低荷重モードにおいても、第1、第2倒れ防止板39,41によって圧壊強度可変装置13が圧壊し難くなる虞はない。尚、図9および図10において第1、第2倒れ防止板39,41は図示を省略している。
In both the high load mode and the low load mode described above, the first and second
第1、第2倒れ防止板39,41が機能を発揮するのは、斜め衝突時によってバンパービーム11に車体前後方向に対して傾斜した衝突荷重が加わった場合である。斜め衝突時の衝突荷重は、バンパービーム11を車体後方に移動させる前後方向荷重と、バンパービーム11を車幅方向に移動させる左右方向荷重とに分解される。
The first and second
図11(A)に模式的に示すように、左右方向荷重が圧壊強度可変装置13に入力すると、前部基板35および後部基板16間に剪断力が作用するため、右側の第1、第2座屈板24,25と左側の第1、第2座屈板24,25とが座屈することなく左右方向に倒れてしまい、高荷重モードであっても殆どエネルギー吸収性能を発揮できなくなる可能性がある。
As schematically shown in FIG. 11A, when a lateral load is input to the crushing
しかしながら、図11(B)に示すように、本実施の形態では、相対向する左右の第2座屈板25,25に挟まれた台形状の空間に合計4枚の第1、第2倒れ防止板39,41が配置されているため、これらの第1、第2倒れ防止板39,41が、左右の第1、第2座屈板24,25が図11(A)の状態に倒れるのを抑制し、圧壊強度可変装置13を前後方向に確実に圧壊してエネルギー吸収性能を効率的に発揮させることができる。
However, as shown in FIG. 11B, in the present embodiment, a total of four first and second collapses in a trapezoidal space sandwiched between the left and right second buckling
また第1、第2倒れ防止板39,41に三角形状のリブ39a,41a(図7参照)を形成したので、座屈が開始される荷重を低下させ、荷重変動の少ない特性を得ることができる。尚、第1、第2倒れ防止板39,41と第2座屈板25との間には僅かな隙間α(図2参照)が存在するが、第1、第2座屈板24,25が僅かに倒れると第2座屈板25が第1、第2倒れ防止板39,41に接触するので支障はない。
In addition, since the
ところで、圧壊強度可変装置13が大きな荷重で圧壊する高荷重モードでは、座屈する第1、第2座屈板24,25が、圧壊の開始から終了までの間、一定の高い荷重を発生することが望ましい。
By the way, in the high load mode in which the variable crushing
図12の時間(変位量)および荷重の関係を示すグラフから明らかなように、一般的な鉄材よりなる第1座屈板24は、変位量の増加に伴って荷重が急激に高まってピークに達した後に漸減する特性を有している。それに対して、形状記憶合金よりなる第2座屈板25は、変位量の増加に伴って荷重が急激に高まってピークに達した後に急激に減少してボトムに達し、そこから漸増する特性を有している。従って、第1座屈板24および第2座屈板25を単独で使用しても、圧壊の開始から終了まで一定の高い荷重を発生することは不可能である。しかしながら、先ず時刻t1に第2座屈板25が変形を開始して時刻t2にピークに達したときに、第1座屈板24の変形が開始するように設定すると、時刻t2から時刻t3を経て時刻t4に至る間の第2座屈板25の荷重の減少・増加特性と、第1座屈板24の荷重の増加・減少特性とが上下対称な特性となるため、それらを足し合わせた特性を実線で示す理想的な特性、つまり圧壊の開始から終了まで一定の高い荷重を発生する特性とすることができる。
As is apparent from the graph showing the relationship between time (displacement) and load in FIG. 12, the first buckling
第1、第2座屈板24,25が変形を開始するタイミングの差は、次のようにして得ることができる。即ち、重ね合わされて固定爪24b…で一体化された第1、第2座屈板24,25の前後方向長さは、形状記憶合金製の第2座屈板25の方が鉄材製の第1座屈板24よりも僅かに長くなっているので、長い方の第2座屈板25が先に変形を開始し(時刻t1)、第2座屈板25が所定量圧縮された後に、短い方の第1座屈板24を第1座屈板25と共に変形させることができる(時刻t2)。
The difference in timing at which the first and second buckling
形状記憶合金製の第2座屈板25は鉄材に比べて加工が難しいため、単純な板形状としてコストを低減しているが、加工が容易な鉄材製の第1座屈板24の板厚を設定したり所定の形状のリブ24aを形成したりすることで、時刻t2以降に第2座屈板25が発生する荷重と上下対称な荷重を発生し得るように、第1座屈板24の荷重発生特性を調整することができる。
Since the second buckling
尚、実施の形態では第1座屈板24を鉄材製としているが、アルミニウム材等の他の材料を採用することができる。
In the embodiment, the first buckling
ところで、図13に示すように、車両が正面衝突してバンパービーム11に後向きの荷重が作用すると、取付ブラケット42の脆弱なリブ42c…が圧壊することで、本体部11aに対して後方に傾斜していた傾斜部11bの角度が本体部11aと略平行になるように変形するため、バンパービーム11の左右方向の寸法がβだけ伸びることになる。このとき、仮にバンパービーム11と圧壊強度可変装置13とが左右方向に相対移動不能に結合されていると、バンパービーム11が左右方向に伸びたことで圧壊強度可変装置13が車体外側に倒れてしまい、衝突荷重を効果的に吸収できなくなる可能性がある。
By the way, as shown in FIG. 13, when the vehicle collides head-on and a rearward load is applied to the
しかしながら、本実施の形態では、図8に示すように、バンパービーム11の傾斜部11bの後面に形成された第1ボルト孔11c…が左右方向に長い長孔とされているため、その第1ボルト孔11c…および取付ブラケット42の第2ボルト孔42d…を貫通するボルト43…に対して、バンパービーム11の傾斜部11bが車体外側にスライドすることができる。よって、正面衝突時にバンパービーム11が左右方向に伸びても圧壊強度可変装置13が車体外側に倒れるのを防止し、圧壊強度可変装置13の機能を確実に発揮させることができる。
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the first bolt holes 11 c formed on the rear surface of the
更に、低荷重モードにおいて前後方向に変形し易くなるため、第1、第2倒れ防止板39,41の圧縮強度を低下させることなく目標の荷重設定が可能となる。従って、左右方向の横倒れ強度の低下を防止することができる。
Furthermore, since it becomes easy to deform in the front-rear direction in the low load mode, it is possible to set a target load without reducing the compressive strength of the first and second
次に、図14に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第2座屈板25の変位量に対する荷重の特性は、図12で説明したもの以外に、その形状記憶合金の成分を変化させることで、種々に設定することができる。また鉄材製の第1座屈板14の変位量に対する荷重の特性も、その形状を変化させることで若干調整することができる。
The characteristics of the load with respect to the displacement amount of the second buckling
図12で説明した形状記憶合金製の第2座屈板25は、変位量の増加に伴って荷重が急激に高まってピークに達した後に急激に減少してボトムに達し、そこから漸増する特性を有している。一方、図14(A)に示す第2の実施の形態の第2座屈板25の特性は、変位量の増加に伴って荷重が急激に高まってピークに達してから僅かに減少した後、緩やかに増加する特性を有している。この場合には、第1の実施の形態とは逆に、鉄材製の第1座屈板24を形状記憶合金製の第2座屈板25よりも若干長く形成し、先ず時刻t1に第1座屈板24の圧縮を開始し、それに遅れて時刻t2に第2座屈板25の圧縮を開始することで、第1、第2座屈板24,25の荷重を足し合わせた特性(実線参照)を概ね一定の理想的な特性に近づけることができる。
The second buckling
また図14(B)に示す第3の実施の形態の第2座屈板25の特性は、変位量の増加に伴って荷重が急激に高まってから、増加率が減少して荷重が緩やかに増加する特性を有している。この場合には、鉄材製の第1座屈板24と形状記憶合金製の第2座屈板25とを同じ長さに形成し、時刻t1に第1座屈板24および第2座屈板25の圧縮を同時に開始することで、第1、第2座屈板24,25の荷重を足し合わせた特性(実線参照)を概ね一定の理想的な特性に近づけることができる。
In addition, the characteristic of the second buckling
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention .
11 バンパービーム
12 フロントサイドフレーム(車体フレーム)
13 圧壊強度可変装置
16 固定部材
16a 固定部材の開口
20 ブロック部材
22 ヒンジ板
22a ロックピン支持部
24 第1座屈板
24b 固定爪
25 第2座屈板
27 ロックピン
36 座屈板支持板
39 倒れ防止板
46 ブーツ
46a ブーツの開口
49 ハーネス
11
13 Crushing strength variable device
16 fixing members
16a fixing member opening
20 block members
22 hinge plate
22a Lock
27 lock pin
36 buckling plate support plate
39 fall prevention plate
46 boots
46a boot opening
49 harness
Claims (4)
前記圧壊強度可変装置(13)は、前記車体フレーム(12)の前部に固定されるブロック部材(20)と、そのブロック部材(20)の左右両側にそれぞれ配置されて前記車体フレーム(12)の前部に連結される左右一対のヒンジ板(22)と、その両ヒンジ板(22)にそれぞれ設けたロックピン支持部(22a)に係脱可能として前記ブロック部材(20)に摺動可能に嵌合、支持される左右一対のロックピン(27)と、前記バンパービーム(11)に結合した座屈板支持板(36)の左右両端部と前記左右一対のヒンジ板(22)との間にそれぞれ介装されて、前記ロックピン(27)の前記ロックピン支持部(22a)への係合状態では前記衝突荷重により一体に座屈するように相互に重ね合わせられる左右各一対の第1座屈板(24)および第2座屈板(25)と、その左側の第1,第2座屈板(24,25)の重合体及び右側の第1,第2座屈板(24,25)の重合体間で左右から、また前記座屈板支持板(36)及び前記ブロック部材(20)間で前後からそれぞれ挟まれて左右の各第1,第2座屈板(24,25)の左右方向の倒れに対抗する薄板よりなる倒れ防止板(39)とを備え、
前記第2座屈板(25)は形状記憶合金で、また前記第1座屈板(24)は形状記憶合金以外の材料でそれぞれ構成されると共に、それら第1、第2座屈板(24,25)の車体前後方向の長さが異ならせて設定されることを特徴とする車両の車体強度調整装置。 A vehicle body strength of a vehicle in which a crushing strength varying device (13) is provided between the bumper beam (11) and a vehicle body frame (12) located behind the bumper beam (11), and the crushing strength variable device (13) is variable. In the adjustment device,
The crushing strength varying device (13) includes a block member (20) fixed to the front portion of the vehicle body frame (12) and the left and right sides of the block member (20). A pair of left and right hinge plates (22) connected to the front portion of the door and a lock pin support portion (22a) provided on each of the hinge plates (22) are slidable on the block member (20). A pair of left and right lock pins (27) fitted to and supported by, a left and right end portions of a buckling plate support plate (36) coupled to the bumper beam (11), and a pair of left and right hinge plates (22). A pair of left and right first pins that are interposed between each other so that the lock pins (27) are overlapped with each other so as to be buckled together by the collision load when engaged with the lock pin support portion (22a). Buckling (24) and a second seat屈板(25), first the left, the first polymer and the right side of the second seat屈板(24, 25), a second seat屈板of (24, 25) Left and right of each of the left and right first and second buckling plates (24, 25) sandwiched between the polymers from the left and right and between the buckling plate support plate (36) and the block member (20) from the front and the rear. With a fall prevention plate (39) made of a thin plate that resists the fall of the direction ,
Said second seat屈板(25) is a shape memory alloy and said first seat屈板(24) are each configured of a material other than a shape memory alloy Rutotomoni, they first, second seat屈板(24 25) The vehicle body strength adjusting device for a vehicle is characterized in that the length in the longitudinal direction of the vehicle body is set differently .
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