JP5659185B2 - 車両用衝撃吸収部材 - Google Patents
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Description
本発明は車両用衝撃吸収部材に係り、特に、筒状体の一端部を車体側取付プレートに固定する構造の改良に関するものである。
(a) 平板状の複数の側壁を有する断面多角形状の中空の筒状体と、(b) その筒状体の軸方向の一端部に当接する状態で、ブラケットを介してその筒状体に一体的に固設される車体側取付プレートと、を有し、(c) その車体側取付プレートを介して車体側部材に固定され、前記筒状体の軸方向の他端部から衝撃荷重が加えられた際にその筒状体が軸方向に潰されることにより衝撃エネルギーを吸収する車両用衝撃吸収部材が知られている。特許文献1の図12(a) に記載の車両用衝撃吸収部材はその一例で、L字型に曲げられた複数のブラケットを用いて筒状体の複数の側壁を固定するようになっている。また、特許文献2の図5には、筒状体の外側に角筒形状の外側部材を嵌合して接合する技術が記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、複数のブラケットを用いて筒状体の複数の側壁を別々に固定しているため、十分な固定強度が得られず、圧縮変形後半部分の筒状体の変形が不安定になって所定の衝撃エネルギー吸収性能が得られない場合があった。特許文献2に記載の技術では、筒状体の全周が外側部材によって支持されているため、十分な固定強度が得られるが、その外側部材によって囲まれている部分では筒状体の変形が阻害されるため、適切な衝撃エネルギー吸収性能が得られる圧縮ストロークが短くなる。
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、圧縮変形後半まで筒状体が適切に変形させられ、十分な圧縮ストロークを確保しつつ所定の衝撃エネルギー吸収性能が最後まで安定して得られるようにすることにある。
かかる目的を達成するために、第1発明は、(a) 平板状の複数の側壁を有する断面多角形状の中空の筒状体と、(b) その筒状体の軸方向の一端部に当接する状態で、ブラケットを介してその筒状体に一体的に固設される車体側取付プレートと、を有し、(c) その車体側取付プレートを介して車体側部材に固定され、前記筒状体の軸方向の他端部から衝撃荷重が加えられた際にその筒状体が軸方向に潰されることにより衝撃エネルギーを吸収する車両用衝撃吸収部材において、(d) 前記ブラケットは、(d-1) 前記筒状体の軸方向に所定長さを有し、その筒状体の稜線部を挟んで隣接して位置する複数の側壁の各外側面に密着するように配置されて一体的に固定されるとともに、その筒状体の稜線部に対応して曲げられたコーナー部を備えている固定板部と、(d-2) その固定板部のうち前記筒状体の軸方向において前記一端部側に位置する端部から、その筒状体から離間する外側へ曲げられ、前記車体側取付プレートに一体的に固定される連結板部と、を有し、且つ、(d-3) 前記コーナー部には前記筒状体の軸方向における前記他端部側に向けて開口する切欠が設けられていることを特徴とする。
第2発明は、第1発明の車両用衝撃吸収部材において、(a) 前記固定板部は、前記筒状体の第1側壁に固定される第1固定板部と、その第1側壁の両側にそれぞれ稜線部を挟んで隣接して位置する一対の第2側壁および第3側壁に固定される一対の第2固定板部および第3固定板部とを有し、その第1固定板部と一対の第2固定板部および第3固定板部との間の一対のコーナー部にそれぞれ前記切欠が設けられており、(b) 前記連結板部は、前記第1固定板部から外側へ曲げられた第1連結板部と、前記一対の第2固定板部および第3固定板部からそれぞれ外側へ曲げられた一対の第2連結板部および第3連結板部とを有し、且つ、その第1連結板部と一対の第2連結板部および第3連結板部とは、それぞれ前記コーナー部から連続して設けられた接続部を介して一体に接続されていることを特徴とする。
第3発明は、第2発明の車両用衝撃吸収部材において、(a) 前記筒状体は、断面が直角四角形で、車両搭載状態で車両の上方側に略水平に配置される上部側壁および下方側に略水平に配置される下部側壁を有するとともに、それ等の上部側壁および下部側壁の左右の両側に一対の横側壁が上下に設けられており、(b) その筒状体の前記上部側壁および前記一対の横側壁の上側部分に跨がって前記固定板部が固定される第1ブラケットと、その筒状体の前記下部側壁および前記一対の横側壁の下側部分に跨がって前記固定板部が固定される第2ブラケットとを用いて、その筒状体が前記車体側取付プレートに固定されており、(c) 前記上部側壁および前記下部側壁がそれぞれ前記第1側壁で、前記一対の横側壁が前記一対の第2側壁および第3側壁であることを特徴とする。
このような車両用衝撃吸収部材においては、筒状体を車体側取付プレートに固設するブラケットが、その筒状体の稜線部を挟んで隣接して位置する複数の側壁に固定されるとともに、その稜線部に対応して曲げられたコーナー部を備えている固定板部を有し、その固定板部の端部に設けられた連結板部を介して車体側取付プレートに一体的に固定されるため、コーナー部の存在でブラケットの剛性が高くなり、筒状体の一端部を高い位置決め強度で車体側取付プレートに固定することができる。これにより、圧縮変形後半まで筒状体の姿勢が適切に維持され、その筒状体の圧潰による衝撃エネルギー吸収性能が最後まで安定して得られる。しかも、コーナー部には他端部側に向けて開口する切欠が設けられているため、その切欠が設けられた範囲では筒状体の変形が許容されるようになり、その切欠の長さを適当に定めることにより、所定の衝撃エネルギー吸収性能を維持しつつ十分な圧縮ストロークを確保することができる。
第2発明では、固定板部が第1固定板部および一対の第2固定板部、第3固定板部を有して構成されているとともに、連結板部が第1連結板部および一対の第2連結板部、第3連結板部を有して構成されているため、筒状体の互いに連続する3つの側壁を単一のブラケットで車体側取付プレートに固定することができる。これにより、筒状体を車体側取付プレートに固定するためのブラケットの数や工数が低減され、コストダウンを図ることができる。また、上記第1連結板部と一対の第2連結板部、第3連結板部とは、それぞれコーナー部から連続して設けられた接続部を介して一体に接続されているため、コーナー部の強度が十分に確保され、筒状体の一端部が一層適切に位置決め固定される。
第3発明は、筒状体の断面が直角四角形すなわち正方形または長方形で、上部側壁および下部側壁を有するとともに一対の横側壁が上下に設けられている場合であり、その上部側壁および一対の横側壁の上側部分に跨がって固定板部が固定される第1ブラケットと、下部側壁および一対の横側壁の下側部分に跨がって固定板部が固定される第2ブラケットとを用いて、その筒状体が車体側取付プレートに固定されている。すなわち、筒状体の4枚の側壁がそれぞれ第1ブラケットおよび第2ブラケットの少なくとも一方を介して車体側取付プレートに固定され、その中の一対の横側壁はそれぞれ第1ブラケットおよび第2ブラケットの両方に跨がって固定されるため、筒状体の一端部が全周に亘って高い位置決め強度で車体側取付プレートに固定され、その筒状体の圧潰による衝撃エネルギー吸収性能が最後まで安定して得られる。
本発明の車両用衝撃吸収部材は、例えばサイドメンバー等の車体側部材とバンパー部材との間に配設され、筒状体の他端部にも、バンパー部材に固定するための取付プレートが必要に応じて設けられる。バンパー部材は、バンパーの補強或いは取付部材として機能するバンパービームなどで、車両前側に取り付けられるバンパー部材にも車両後側に取り付けられるバンパー部材にも適用され得るが、何れか一方のみに適用するだけでも差し支えない。本発明の車両用衝撃吸収部材は、例えば筒状体の軸方向が車両の前後方向となる姿勢で配設されるが、必ずしも厳密に前後方向である必要はなく、バンパー部材の形状等により左右或いは上下方向へ傾斜する姿勢で配設することもできる。
断面多角形状の中空の筒状体は、断面が正方形或いは長方形の単純な直角四角形であっても良いし、五角形や六角形、八角形等の断面形状の筒状体を採用することもできる。また、総ての辺の長さおよび角度が等しい正多角形でも、辺の長さや角度が異なる多角形でも良いし、先細形状など長手方向において断面形状が変化していても良い。この筒状体は、一体に構成された角パイプ等を用いることができるが、単一の板材をプレスにより角筒形状に曲げ加工して両側部を溶接等により一体的に接合したものや、プレスにより曲げ加工された複数の板材を角筒形状に組み合わせて一体的に接合したものなど、種々の態様が可能である。
上記筒状体にはまた、軸方向に衝撃荷重が加えられた場合に例えば先端側(他端部側)から蛇腹状に圧潰するように、必要に応じてその先端側部分に応力集中部が設けられる。応力集中部は、蛇腹状に圧潰する際に起点となって変形する部分で、例えば筒状体の内側へ凹んだり外側へ突き出したりするビードなどで、筒状体の長手方向と直角に設けられる。スリット等の貫通穴を設けることにより、相対的にその貫通穴の周辺を応力集中部として変形の起点とすることもできる。このような応力集中部を、所定の間隔で長手方向に複数設けることもできる。
ブラケットは、筒状体の軸方向に所定長さを有してその筒状体の側壁に一体的に固定される固定板部を備えており、この固定板部によって筒状体が補強されるため、固定板部の長さ寸法(高さともいう)を変更することにより圧縮変形後半の衝撃エネルギーの吸収特性を調整することができる。この固定板部は、筒状体の稜線部に対応して曲げられたコーナー部を備えており、そのコーナー部の存在で筒状体の一端部が強固に位置決めされて車体側取付プレートに固定される。また、コーナー部には筒状体の他端部側に向けて開口する切欠が設けられ、この切欠によって筒状体が適切に圧縮変形させられるようになるのであり、切欠の長さ寸法は、所定の衝撃エネルギー吸収性能や圧縮ストロークが確保されるように適宜定められる。ブラケットの材質にもよるが、コーナー部が連結板部から例えば5mm〜15mm程度残っていれば、筒状体の一端部を車体側取付プレートに対して適切に位置決め固定できるため、適切に位置決め固定できる範囲で上記切欠をできるだけ長く設けるようにしても良く、それだけ圧縮ストロークを長くできる。
上記固定板部の高さ(車体側取付プレートから筒状体の他端部側へ向かう軸方向の距離)は、筒状体の潰れ残り量より大きいことが望ましく、筒状体の断面形状や板厚等によっても異なるが、例えば筒状体が鋼板の場合は筒状体の長さの20%以上、筒状体がアルミ合金の場合は筒状体の長さの30%以上が望ましい。
第2発明では、第1固定板部と一対の第2固定板部および第3固定板部とを有して固定板部が構成されており、筒状体の3つの側壁に固定されるが、第1発明では、稜線部を挟んで隣接して位置する一対の側壁に固定される一対の第1固定板部および第2固定板部とそれ等の間の1つのコーナー部のみで固定板部が構成されても良い。また、固定板部が、筒状体と同じ多角形断面でその筒状体の外側に嵌合される角筒形状を成しており、その一端部に連結板部が設けられるとともに、各コーナー部に切欠が設けられたものでも良い。
第2発明では、第1連結板部と一対の第2連結板部および第3連結板部とが、それぞれコーナー部から連続して設けられた接続部を介して一体に接続されているが、第1発明では、その第1連結板部と第2連結板部、第3連結板部とが分離して設けられても良い。また、第2発明では、第1固定板部および一対の第2固定板部、第3固定板部の各々に対応して第1連結板部および一対の第2連結板部、第3連結板部が設けられているが、第1発明では、第1固定板部、第2固定板部、および第3固定板部の一部、例えば一対の第2固定板部および第3固定板部に一対の第2連結板部および第3連結板部を設けるだけで、第1連結板部を省略することも可能である。
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、車両のフロント側のバンパービーム10の近傍を車両の上方から見た概略平面図であり、左右のサイドメンバー12L、12Rの前端部にはそれぞれ車両用衝撃吸収部材としてクラッシュボックス14L、14Rが配設されているとともに、バンパービーム10は、その左右の両端部においてクラッシュボックス14L、14Rに固定されている。図2は、右側のクラッシュボックス14Rを拡大して示す斜視図で、このクラッシュボックス14Rは、平板状の複数の側壁を有する断面多角形状の中空の筒状体20と、その筒状体20の軸方向の両端部にそれぞれ溶接等により一体的に固定された一対の取付プレート22、24とを備えている。そして、筒状体20の軸方向が車両の前後方向と略平行となる姿勢で、それ等の取付プレート22、24を介して図示しないボルト、或いは溶接等の固定手段によりサイドメンバー12R、バンパービーム10に固定されるようになっている。
図1は、車両のフロント側のバンパービーム10の近傍を車両の上方から見た概略平面図であり、左右のサイドメンバー12L、12Rの前端部にはそれぞれ車両用衝撃吸収部材としてクラッシュボックス14L、14Rが配設されているとともに、バンパービーム10は、その左右の両端部においてクラッシュボックス14L、14Rに固定されている。図2は、右側のクラッシュボックス14Rを拡大して示す斜視図で、このクラッシュボックス14Rは、平板状の複数の側壁を有する断面多角形状の中空の筒状体20と、その筒状体20の軸方向の両端部にそれぞれ溶接等により一体的に固定された一対の取付プレート22、24とを備えている。そして、筒状体20の軸方向が車両の前後方向と略平行となる姿勢で、それ等の取付プレート22、24を介して図示しないボルト、或いは溶接等の固定手段によりサイドメンバー12R、バンパービーム10に固定されるようになっている。
このようなクラッシュボックス14Rは、車両前方から衝撃が加えられて軸圧縮荷重を受けると、筒状体20が蛇腹状に圧壊させられ、この時の変形で衝撃エネルギーを吸収し、サイドメンバー12R等の車両の構造部材に加えられる衝撃を緩和する。この蛇腹状の圧壊は、筒状体20が多数箇所で連続的に座屈(折れ曲がり)することによって生じる現象で、通常はバンパービーム10側すなわち入力側から座屈が開始し、時間の経過と共に車体側へ進行する。本実施例では、筒状体20の先端部分に凹溝状に変形させられたビード26が設けられており、そのビード26が応力集中によって座屈させられることにより、蛇腹状に圧潰する際の起点となって圧縮変形が進行する。このビード26は、筒状体20の一つの側壁、すなわち車両内側に位置する横側壁34に軸方向と直角(上下方向)に設けられている。
バンパービーム10は、バンパーのリインフォースメント(補強部材)および取付部材として機能するもので、合成樹脂等から成るバンパー本体16が一体的に取り付けられるようになっている。バンパービーム10はバンパー部材に相当し、サイドメンバー12L、12Rは車体側部材に相当し、取付プレート22は車体側取付プレートに相当する。なお、左側のクラッシュボックス14Lは、右側のクラッシュボックス14Rと対称的に構成されており、同様の作用が得られるため、以下の説明では右側のクラッシュボックス14Rについて具体的に説明する。
図3は、図2における III−III 矢視断面、すなわち筒状体20の軸方向と直角な断面、を拡大して示す断面図で、図4は、図3におけるIV−IV矢視断面を拡大して示す断面図である。これ等の図から明らかなように、筒状体20は断面が正方形の中空の角筒形状を成しており、車両搭載状態で車両の上方側に略水平に配置される上部側壁30および下方側に略水平に配置される下部側壁32を有するとともに、それ等の上部側壁30および下部側壁32の左右の両側に一対の横側壁34、36が上下に設けられている。これ等の側壁30、32、34、36は、それぞれ円弧状(具体的には1/4円筒形状)に曲げられた稜線部31、33、35、37を介して一体に連結されており、本実施例では筒状体20として稜線部31、33、35、37が丸められたシームレスの角形パイプが用いられている。また、この筒状体20の一端部は、取付プレート22に略垂直に当接するように突き当てられた状態で、一対の第1ブラケット40および第2ブラケット42を介してその取付プレート22に一体的に固設されている。筒状体20の他端部は、取付プレート24に当接するように突き当てられた状態で、隅肉溶接等によりその取付プレート24に一体的に固設されている。
第1ブラケット40および第2ブラケット42は同一形状であり、以下の説明では第1ブラケット40について具体的に説明し、第2ブラケット42については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。図5および図6は、第1ブラケット40を異なる方向から見た斜視図で、上記筒状体20にスポット溶接やアーク溶接等の溶接手段で一体的に固定される固定板部44と、取付プレート22にスポット溶接やアーク溶接等の溶接手段で一体的に固定される連結板部46とを一体に備えている。固定板部44は、筒状体20の軸方向に所定長さ(例えば筒状体20の長さの1/2以下)を有する第1固定板部50、およびその両側に設けられた一対の第2固定板部52および第3固定板部54を備えているとともに、それ等の第1固定板部50、第2固定板部52、および第3固定板部54は、稜線部31、37に対応して円弧状に90°曲げられたコーナー部56、58を介して一体に連結されている。
上記第1固定板部50は、前記上部側壁30の外側面に密着するように配置されて一体的に固定され、第2固定板部52、第3固定板部54は、それぞれ横側壁34、36の外側面に密着するように配置されて一体的に固定される。第2固定板部52および第3固定板部54の幅寸法は、第1固定板部50の幅寸法の略半分で、それぞれ横側壁34、36の上側部分に固定される。上部側壁30は第1側壁に相当し、横側壁34、36はそれぞれ第2側壁、第3側壁に相当する。また、コーナー部56、58には、筒状体20の軸方向における他端部側、すなわち連結板部46と反対側に向けて開口する切欠60、62がスリット状に設けられている。上記コーナー部56、58の存在で第1ブラケット40の剛性が高くなり、筒状体20の一端部が適切に位置決めされて、衝撃エネルギー吸収性能が圧縮変形の後半まで適切に維持されるが、コーナー部56、58が固定板部44の先端まで設けられると筒状体20の変形が阻害されて圧縮ストロークが短くなるため、切欠60、62を設けることにより、筒状体20が適切に変形させられるようにして十分な圧縮ストロークを確保できるようにしたのである。
上記切欠60、62の長さ寸法は、圧縮変形の後半まで所定の衝撃エネルギー吸収性能が維持されるとともに十分な圧縮ストロークを確保できるように適宜定められ、例えばコーナー部56、58のストレート部分が2mm以上残るように、Rエンド高さ(コーナー部56、58を含めた固定板部44と連結板部46との間の曲げR部の高さで、取付プレート22から筒状体20の他端部側へ向かう軸方向の距離)+2mm以上残るように設けられる。切欠60、62の幅寸法については特に制限はないが、プレスによるトリム加工を考慮すると、展開状態で10mm程度以上が望ましい。固定板部44の高さ(取付プレート22から筒状体20の他端部側へ向かう軸方向の距離)は、例えばスポット溶接で筒状体20に固定する場合はRエンド高さ+13mm以上が望ましく、アーク溶接の場合はRエンド高さ+7mm以上が望ましい。また、ブラケット40、42の板厚は、筒状体20の根元部分を確実に位置決めする上で筒状体20の板厚の1.2倍以上が望ましく、本実施例では筒状体20の板厚が1.2mm、ブラケット40、42の板厚が2.0mmである。ブラケット40、42の板厚が厚くなると、根元部分の軸圧縮荷重が高くなるとともに重量が重くなるため、筒状体20の板厚の2倍程度以下が適当である。なお、本実施例の筒状体20およびブラケット40、42は、何れも引張強度が440MPaの鋼板製である。また、図2〜図4の「×」印は、スポット溶接の場合の溶接部位を例示したものである。
前記連結板部46は、固定板部44のうち筒状体20の軸方向において前記一端部側に位置する端部から、その筒状体20から離間する外側へ略直角に曲げられ、前記取付プレート22にスポット溶接やアーク溶接等の溶接手段で一体的に固定される部分である。具体的には、前記第1固定板部50から外側へ曲げられた第1連結板部64と、前記一対の第2固定板部52および第3固定板部54からそれぞれ外側へ曲げられた一対の第2連結板部66および第3連結板部68とを備えており、それ等の第1連結板部64、第2連結板部66、および第3連結板部68がそれぞれスポット溶接やアーク溶接等の溶接手段で取付プレート22に一体的に固設される。第2連結板部66および第3連結板部68の幅寸法は、第1連結板部64の幅寸法の略半分である。また、それ等の第1連結板部64と一対の第2連結板部66および第3連結板部68とは、それぞれ前記コーナー部56、58から連続して設けられた扇形状の接続部70、72を介して一体に接続されている。
前記第2ブラケット42は、下部側壁32および横側壁34、36を取付プレート22に一体的に固定するためのもので、第1固定板部50は、その下部側壁32の外側面に密着するように配置されてスポット溶接等の溶接手段により一体的に固定され、第2固定板部52、第3固定板部54は、それぞれ横側壁36、34の下側部分の外側面に密着するように配置されてスポット溶接等の溶接手段により一体的に固定される。第1連結板部64、第2連結板部66、および第3連結板部68が、それぞれスポット溶接等の溶接手段により取付プレート22に一体的に固設される点は、第1ブラケット40と同じである。
このように、本実施例の車両用衝撃吸収部材14R、14Lにおいては、筒状体20を取付プレート22に固設するために第1ブラケット40および第2ブラケット42が用いられ、第1ブラケット40は、筒状体20の稜線部31、37を挟んで隣接して位置する複数の側壁30、34、36に固定されるとともに、その稜線部31、37に対応して曲げられたコーナー部56、58を備えている固定板部44を有し、その固定板部44の端部に設けられた連結板部46が取付プレート22に一体的に固定される。また、第2ブラケット42は、筒状体20の稜線部33、35を挟んで隣接して位置する複数の側壁32、34、36に固定されるとともに、その稜線部33、35に対応して曲げられたコーナー部56、58を備えている固定板部44を有し、その固定板部44の端部に設けられた連結板部46が取付プレート22に一体的に固定される。その場合に、何れのブラケット40、42も、コーナー部56、58の存在で剛性が高くなり、板厚が1.2mmの筒状体20の一端部を取付プレート22に突き当てた状態で高い位置決め強度で固定することができる。
これにより、圧縮変形後半まで筒状体20の姿勢が適切に維持され、その筒状体20の圧潰による衝撃エネルギー吸収性能が最後まで安定して得られる。しかも、コーナー部56、58には他端部側に向けて開口する切欠60、62が設けられているため、その切欠60、62が設けられた範囲では筒状体20の変形が許容されるようになり、その切欠60、62の長さを適当に定めることにより、所定の衝撃エネルギー吸収性能を維持しつつ十分な圧縮ストロークを確保することができる。
また、固定板部44が第1固定板部50および一対の第2固定板部52、第3固定板部54を有して構成されているとともに、連結板部46が第1連結板部64および一対の第2連結板部66、第3連結板部68を有して構成されているため、筒状体20の互いに連続する3つの側壁30、34、36を単一の第1ブラケット40で取付プレート22に固定でき、筒状体20の互いに連続する3つの側壁32、34、36を単一の第2ブラケット42で取付プレート22に固定できる。これにより、筒状体20を取付プレート22に固定するためのブラケット40、42の数や工数が低減され、コストダウンを図ることができる。
また、上記第1連結板部64と一対の第2連結板部66、第3連結板部68とは、それぞれコーナー部56、58から連続して設けられた扇形状の接続部70、72を介して一体に接続されているため、コーナー部56、58の強度が十分に確保され、筒状体20の一端部が一層適切に位置決め固定される。
また、本実施例では、筒状体20の断面が正方形で、上部側壁30および下部側壁32を有するとともに一対の横側壁34、36が上下に設けられている場合であり、その上部側壁30および一対の横側壁34、36の上側部分に跨がって固定板部44が固定される第1ブラケット40と、下部側壁32および一対の横側壁34、36の下側部分に跨がって固定板部44が固定される第2ブラケット42とを用いて、その筒状体20が取付プレート22に固定されている。すなわち、筒状体20の4枚の側壁30、32、34、36がそれぞれ第1ブラケット40および第2ブラケット42の少なくとも一方を介して取付プレート22に固定され、その中の一対の横側壁34、36はそれぞれ第1ブラケット40および第2ブラケット42の両方に跨がって固定されるため、筒状体20の一端部が全周に亘って高い位置決め強度で取付プレート22に固定され、その筒状体20の圧潰による衝撃エネルギー吸収性能が最後まで安定して得られる。
因に、本発明品である前記実施例のクラッシュボックス14Rと、コーナー部56、58に切欠60、62が設けられていないブラケットを用いて筒状体20を取付プレート22に固設した比較品とを用意し、軸方向と垂直な平面を有する剛体壁を16km/hで衝突させて、圧縮ストロークに対する軸圧縮荷重および吸収エネルギーの変化特性を調べたところ、図7および図8に示す結果が得られた。筒状部20は長さ150mm、板厚1.2mmの鋼管で、ブラケット40、42の板厚は2.0mm、固定板部44の高さは55mm、本発明品において切欠60、62が設けられた残りのコーナー部56、58の高さは6.0mm(R部を含む)である。ブラケット40、42は比較品も含めてスポット溶接により筒状体20、取付プレート22に固設されている。
図7および図8の「切欠あり」(実線)は本発明品(クラッシュボックス14R)で、「切欠なし」(破線)は比較品であり、比較品(切欠なし)では圧縮ストロークが53mm付近から軸圧縮荷重が大きくなり、所望の衝撃エネルギー吸収性能が得られる前にサイドメンバー12R等に大きな衝撃荷重が作用して損傷する恐れがある。これに対し、本発明品(切欠あり)では圧縮ストロークが73mm程度になるまで軸圧縮荷重の上昇が抑えられ、衝撃エネルギー吸収性能が適切に得られるようになってサイドメンバー12R等の損傷が抑制される。なお、図8の吸収エネルギーは、図7の軸圧縮荷重の積分値に相当する。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図9および図10は、それぞれ前記図2および図3に対応する図で、図10は図9におけるX−X矢視断面の拡大図である。このクラッシュボックス80は、前記クラッシュボックス14Rに比較して筒状体82が一対の半割体84、86によって構成されている点が相違する。半割体84、86は、筒状体82を上下に略2分割した断面が角張ったU字形状の部材で、その開口側が対向するように重ね合わされた状態でアーク溶接等により一体的に接合されることにより、前記筒状体20と略同じ断面正方形の中空の筒状体82が得られる。この場合、一対の横側壁34、36の中間部分に段差88、90が生じるが、前記第1ブラケット40の一対の第2固定板部52、第3固定板部54は横側壁34、36の上側部分に固定され、第2ブラケット40の一対の第2固定板部52、第3固定板部54は横側壁36、34の下側部分に固定されるため、段差88、90の存在に拘らずその横側壁34、36に適切に溶接固定することができる。したがって、前記実施例と同様に一対の第1ブラケット40、第2ブラケット42を用いて筒状体82を取付プレート22に対して適切に固定することができる。
図11および図12は、それぞれ前記図2および図3に対応する図で、図12は図11における XII−XII 矢視断面の拡大図である。このクラッシュボックス100は、前記クラッシュボックス14Rに比較して筒状体20が4つのブラケット102、104、106、108を用いて取付プレート22に固定されている点が相違する。これ等のブラケット102、104、106、108は同一形状で、それぞれ前記筒状体20にスポット溶接等の溶接手段で一体的に固定される固定板部110と、取付プレート22にスポット溶接等の溶接手段で一体的に固定される連結板部112とを一体に備えている。固定板部110は、筒状体20の軸方向に所定長さを有する一対の第1固定板部114および第2固定板部116を備えているとともに、それ等の第1固定板部114と第2固定板部116との間には、前記稜線部31、33、35、37に対応して円弧状に90°曲げられたコーナー部118が設けられており、そのコーナー部118には前記切欠60、62と同様に他端部側に開口する切欠120が設けられている。
第1固定板部114および第2固定板部116は、前記側壁30、32、34、36の幅寸法の半分以下の幅寸法で、4つのブラケット102、104、106、108は、それぞれ筒状体20の4つの角部に配置され、稜線部31、33、35、37を挟んで両側に隣接して位置する一対の側壁30、32、34、36に第1固定板部114および第2固定板部116が互いに干渉することなく一体的に固設される。具体的には、ブラケット102の第1固定板部114および第2固定板部116は、稜線部31の両側に位置する上部側壁30および横側壁34にそれぞれ固設され、ブラケット104の第1固定板部114および第2固定板部116は、稜線部33の両側に位置する横側壁34および下部側壁32にそれぞれ固設され、ブラケット106の第1固定板部114および第2固定板部116は、稜線部35の両側に位置する下部側壁32および横側壁36にそれぞれ固設され、ブラケット108の第1固定板部114および第2固定板部116は、稜線部37の両側に位置する横側壁36および上部側壁30にそれぞれ固設される。
連結板部112は、固定板部110の一端部から外側へ略直角に曲げられ、取付プレート22にスポット溶接等の溶接手段で一体的に固定される部分で、第1固定板部114から外側へ曲げられた第1連結板部122と、第2固定板部116から外側へ曲げられた第2連結板部124とを備えており、それ等の第1連結板部122、第2連結板部124がそれぞれスポット溶接等の溶接手段で取付プレート22に一体的に固設される。また、それ等の第1連結板部122および第2連結板部124は、前記コーナー部118から連続して設けられた扇形状の接続部126を介して一体に接続されている。
本実施例では、筒状体24の一端部が4つのブラケット102、104、106、108を用いて取付プレート22に一体的に固設されるようになっており、前記実施例に比較してブラケットの数が多くなるが、筒状体20の一端部を取付プレート22に突き当てた状態で高い位置決め強度で固定することができる点は前記実施例と同じである。これにより、圧縮変形後半まで筒状体20の姿勢が適切に維持され、その筒状体20の圧潰による衝撃エネルギー吸収性能が最後まで安定して得られるとともに、切欠120の存在で筒状体20が適切に変形させられるようになり、所定の衝撃エネルギー吸収性能を維持しつつ十分な圧縮ストロークを確保することができるなど、前記実施例と同様の効果が得られる。
図13および図14は、それぞれ前記図2および図3に対応する図で、図14は図13における XIV−XIV 矢視断面の拡大図である。このクラッシュボックス130は、前記クラッシュボックス14Rに比較して筒状体20が単一のブラケット132を介して取付プレート22に固定されているとともに、取付プレート22の上端部が略直角に筒状体20側へ折り曲げられ、その折曲部134が筒状体20の上部側壁30にスポット溶接等の溶接手段で一体的に固設されている点が相違する。ブラケット132は、前記第2ブラケット42と同様に第1固定板部50、第2固定板部52、および第3固定板部54を備えており、それぞれ筒状体20の下部側壁32、横側壁36、34に溶接固定されるが、第2固定板部52および第3固定板部54の幅寸法は第1固定板部50と略同じで前記実施例よりも大きく、それぞれ横側壁36、34の幅全体に固定される。第2連結板部66および第3連結板部68も、第2固定板部52および第3固定板部54に合わせて幅寸法が大きくされている。
本実施例では、取付プレート22に折曲部134が設けられ、筒状体20の上部側壁30が直接取付プレート22に固定されるとともに、筒状体20の他の側壁32、34、36は単一のブラケット132を介して取付プレート22に固定されるため、筒状体20の一端部を取付プレート22に突き当てた状態で高い位置決め強度で固定することができるなど、前記実施例と同様の効果が得られる。加えて、単一のブラケット132を用いるだけで筒状体20を適切に固定できるため、部品点数が更に少なくなって製造コストを節減できる。
図15〜図17は、何れも前記図3に対応する断面図で、前記実施例に比較して筒状体の断面形状が相違する。図15のクラッシュボックス140は、断面が五角形の筒状体142を備えており、一対のブラケット144および146を介して取付プレート22に固設されている。ブラケット144および146は、基本的には前記ブラケット40、42と同じで、それぞれ3つの第1固定板部50、第2固定板部52、第3固定板部54を備えているとともに、それ等の間には切欠60、62が設けられたコーナー部56、58が介在しており、それぞれ筒状部142の3つの側壁に跨がって固設されている。
図16のクラッシュボックス150は、断面が八角形の筒状体152を備えており、3つのブラケット154、156、および158を介して取付プレート22に固設されている。ブラケット154、156、158は、基本的には前記ブラケット40、42と同じで、それぞれ3つの第1固定板部50、第2固定板部52、および第3固定板部54を備えているとともに、それ等の間には切欠60、62が設けられたコーナー部56、58が介在しており、それぞれ筒状部152の3つの側壁に跨がって固設されている。
図17のクラッシュボックス160は、断面が六角形の筒状体162を備えており、一対のブラケット164および166を介して取付プレート22に固設されている。ブラケット164および166は、基本的には前記ブラケット40、42と同じで、それぞれ3つの第1固定板部50、第2固定板部52、第3固定板部54を備えているとともに、それ等の間には切欠60、62が設けられたコーナー部56、58が介在しており、それぞれ筒状部162の3つの側壁に跨がって固設されている。
図18のクラッシュボックス170は、上記図17のクラッシュボックス160と同様に六角形の筒状体162を備えているが、3つのブラケット174、176、および178を介して取付プレート22に固設されている点が相違する。ブラケット174、176、178は、基本的には前記ブラケット40、42と同じで、それぞれ3つの第1固定板部50、第2固定板部52、および第3固定板部54を備えているとともに、それ等の間には切欠60、62が設けられたコーナー部56、58が介在しており、それぞれ筒状部162の3つの側壁に跨がって固設されている。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
12L、12R:サイドメンバー(車体側部材) 14L、14R、80、100、130、140、150、160、170:クラッシュボックス(車両用衝撃吸収部材) 20、82、142、152、162:筒状体 22:取付プレート(車体側取付プレート) 30:上部側壁 32:下部側壁 34、36:横側壁 31、33、35、37:稜線部 40:第1ブラケット 42:第2ブラケット 44、110:固定板部 46、112:連結板部 50:第1固定板部 52:第2固定板部 54:第3固定板部 56、58、118:コーナー部 60、62、120:切欠 64:第1連結板部 66:第2連結板部 68:第3連結板部 70、72:接続部 102、104、106、108、132、144、146、154、156、158、164、166、174、176、178:ブラケット
Claims (3)
- 平板状の複数の側壁を有する断面多角形状の中空の筒状体と、
該筒状体の軸方向の一端部に当接する状態で、ブラケットを介して該筒状体に一体的に固設される車体側取付プレートと、
を有し、該車体側取付プレートを介して車体側部材に固定され、前記筒状体の軸方向の他端部から衝撃荷重が加えられた際に該筒状体が軸方向に潰されることにより衝撃エネルギーを吸収する車両用衝撃吸収部材において、
前記ブラケットは、
前記筒状体の軸方向に所定長さを有し、該筒状体の稜線部を挟んで隣接して位置する複数の側壁の各外側面に密着するように配置されて一体的に固定されるとともに、該筒状体の稜線部に対応して曲げられたコーナー部を備えている固定板部と、
該固定板部のうち前記筒状体の軸方向において前記一端部側に位置する端部から、該筒状体から離間する外側へ曲げられ、前記車体側取付プレートに一体的に固定される連結板部と、
を有し、且つ、前記コーナー部には前記筒状体の軸方向における前記他端部側に向けて開口する切欠が設けられている
ことを特徴とする車両用衝撃吸収部材。 - 前記固定板部は、前記筒状体の第1側壁に固定される第1固定板部と、該第1側壁の両側にそれぞれ稜線部を挟んで隣接して位置する一対の第2側壁および第3側壁に固定される一対の第2固定板部および第3固定板部とを有し、該第1固定板部と該一対の第2固定板部および第3固定板部との間の一対のコーナー部にそれぞれ前記切欠が設けられており、
前記連結板部は、前記第1固定板部から外側へ曲げられた第1連結板部と、前記一対の第2固定板部および第3固定板部からそれぞれ外側へ曲げられた一対の第2連結板部および第3連結板部とを有し、且つ、その第1連結板部と一対の第2連結板部および第3連結板部とは、それぞれ前記コーナー部から連続して設けられた接続部を介して一体に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用衝撃吸収部材。 - 前記筒状体は、断面が直角四角形で、車両搭載状態で車両の上方側に略水平に配置される上部側壁および下方側に略水平に配置される下部側壁を有するとともに、該上部側壁および該下部側壁の左右の両側に一対の横側壁が上下に設けられており、
該筒状体の前記上部側壁および前記一対の横側壁の上側部分に跨がって前記固定板部が固定される第1ブラケットと、該筒状体の前記下部側壁および前記一対の横側壁の下側部分に跨がって前記固定板部が固定される第2ブラケットとを用いて、該筒状体が前記車体側取付プレートに固定されており、
前記上部側壁および前記下部側壁がそれぞれ前記第1側壁で、前記一対の横側壁が前記一対の第2側壁および第3側壁である
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用衝撃吸収部材。
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