WO2013150671A1

WO2013150671A1 - 車両用衝撃吸収部材

Info

Publication number: WO2013150671A1
Application number: PCT/JP2012/074098
Authority: WO
Inventors: 中西　誠
Original assignee: 豊田鉄工株式会社
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2013-10-10
Also published as: CN104284814A; US20150061307A1; JP2013216169A; EP2835286A4; EP2835286A1; CN104284814B; US9139146B2; JP5659185B2

Abstract

　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。　筒状体２０を取付プレート２２に固設するための第１ブラケット４０は、３つの側壁３０、３４、３６に跨がって固定されるとともにコーナー部５６、５８を備えている固定板部４４を有し、連結板部４６を介して取付プレート２２に固定される。その場合に、コーナー部５６、５８の存在で剛性が高くなり、筒状体２０を高い位置決め強度で固定できるため、圧縮変形後半まで筒状体２０の姿勢が適切に維持され、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。また、コーナー部５６、５８には切欠６０、６２が設けられているため、筒状体２０の変形が許容されるようになり、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できる。

Description

車両用衝撃吸収部材

　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。

国際公開ＷＯ２００７／０２９３６２号公報特開２００５－１５３５６７号公報

　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。

本発明の一実施例である車両用衝撃吸収部材を説明する図で、車両への配設態様の一例を示す概略平面図である。図１で用いられた車両用衝撃吸収部材を単独で示す斜視図である。図２における III－III 矢視断面を拡大して示す断面図である。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。図２に示される一対のブラケットの一方を単独で示す斜視図である。図５のブラケットを別の角度から見た斜視図である。切欠ありの本発明品および切欠なしの比較品について、圧縮ストロークに対する軸圧縮荷重の変化特性を調べた結果を示す図である。図７の試験結果に基づいて圧縮ストロークに対する吸収エネルギーの変化特性を求めた結果を示す図である。本発明の他の実施例を説明する図で、図２に対応する斜視図である。図９におけるＸ－Ｘ矢視断面を拡大して示す断面図である。本発明の更に別の実施例を説明する図で、図２に対応する斜視図である。図１１における XII－XII 矢視断面を拡大して示す断面図である。本発明の更に別の実施例を説明する図で、図２に対応する斜視図である。図１３における XIV－XIV 矢視断面を拡大して示す断面図である。本発明の更に別の実施例を説明する図で、図３に対応する断面図である。本発明の更に別の実施例を説明する図で、図３に対応する断面図である。本発明の更に別の実施例を説明する図で、図３に対応する断面図である。本発明の更に別の実施例を説明する図で、図３に対応する断面図である。

　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。

　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

　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。