WO2014077314A1 - 衝撃吸収機構 - Google Patents

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WO2014077314A1
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crushed
absorbing material
axial direction
wood
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PCT/JP2013/080780
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西村　拓也
三浦　寿久
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トヨタ車体株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/003—One-shot shock absorbers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members

Definitions

  • the present invention relates to an impact absorbing mechanism configured to receive a collision load at the time of a vehicle collision or the like and absorb the collision load.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-182769 discloses a technique related to an impact absorbing member configured to receive a collision load at the time of a vehicle front collision or the like and absorb the collision load.
  • An impact absorbing member 100 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-182769 is an impact absorbing member used in a crash box of a vehicle, and as shown in FIG. And the wood 105 filled in the hollow member 102.
  • the base end portion of the hollow member 102 is fixed to the front ends of the left and right side members 115 (see FIG. 12) of the vehicle, and the front end portions of these hollow members 102 are fixed to the back surface of the front bumper 117. Has been.
  • the impact absorbing member 100 In the case of the impact absorbing member 100 described above, after receiving the collision load, the hollow member 102 and the wood 105 are crushed in the axial direction, and then, when the collision load is released, the crushed wood 105 is slightly restored, and FIG. As shown in FIG. On the other hand, since the metal hollow member 102 hardly recovers from the collapsed state, the front end portion and the base end portion of the hollow member 102 are separated from the front bumper 117 and the side member 115, respectively, when the wood 105 expands in the axial direction. . As a result, the impact absorbing member 100 may come off between the front bumper 117 and the side member 115 after the frontal collision of the vehicle. If the shock absorbing member 100 is separated from between the front bumper 117 and the side member 115, the impact load absorption efficiency in the next collision is lowered when the next collision is continued from the first collision.
  • an impact absorbing mechanism that is installed between a vehicle load receiving member that directly receives a collision load and a vehicle skeleton member, and that reduces the collision load applied to the skeleton member.
  • the shock absorbing mechanism receives a collision load applied via the load receiving member in the axial direction, and is configured to be crushed in the axial direction, and is received in the cylindrical member and receives the collision load.
  • a load absorbing material configured to be crushed in the axial direction together with the tubular member, and capable of expanding in a restoring direction by a certain amount from a state crushed by releasing the collision load.
  • At least one of the pressing portion on the load receiving member side or the pressing portion on the skeleton member side that presses the load absorbing material in the axial direction when receiving the collision load is a part of the crushed load absorbing material There is a space to enter.
  • the crushed load absorbing material is at least a pressing portion on the load receiving member side or a pressing portion on the skeleton member side. It enters the space formed on one side. And it expand
  • the space is a recess into which a crushed load absorbing material is fitted. For this reason, it becomes difficult to remove
  • the pressing portion is provided with a pressing surface with which the end surface in the axial direction of the load-absorbing material before being crushed contacts, and a recess is formed in a part of the pressing surface.
  • the pressing portion is formed with a recess in which one end portion in the axial direction of the load absorbing material is accommodated.
  • the recess has a protrusion formed on the bottom surface or the inner surface of the recess. For this reason, when the load-absorbing material is crushed, one end portion in the axial direction of the load-absorbing material expands outward in the radial direction by the action of the protrusion, and fits tightly into the recess.
  • the pressing portion is provided with a pressing surface with which an end surface in the axial direction of the load absorbing material before being crushed is provided, and an opening is formed in a part of the pressing surface. Further, a part of the load absorbing material passes through the opening and enters the space. For this reason, a part of the crushed load absorbing material passes through the opening so as to fit into the opening, and the load absorbing material and the cylindrical member do not come off between the load receiving member and the skeleton member. In addition, since a part of the crushed load absorbing material passes through the opening and escapes into the space, the load absorbing material is not crushed to the extent that it cannot absorb the collision load. For this reason, the load absorbing material can absorb the collision load by being continuously crushed while the collision load is applied.
  • the pressing portion is formed with a space in which one end portion in the axial direction of the load absorbing material is stored, and the one end portion of the load absorbing material is stored in a part of the space in advance. And is connected to the pressing portion by a connecting mechanism. That is, since the pressing portion and one end portion of the load absorbing material are connected by the connecting mechanism, the load absorbing material and the cylindrical member do not come off between the load receiving member and the skeleton member. Moreover, since a part of the crushed load absorbing material escapes into the space, the load absorbing material is not crushed to the extent that it cannot absorb the collision load.
  • the load absorbing material is a wood housed in a cylindrical member such that the axial direction of the annual ring is along the axial direction of the cylindrical member. For this reason, a relatively large collision load can be effectively received.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III (A) -III (A) of FIG. It is a plane sectional view of the shock absorption mechanism concerning the modification of the present invention. It is a plane sectional view showing operation of the shock absorption mechanism of the present invention. It is a plane sectional view showing operation of the shock absorption mechanism of the present invention. It is a plane sectional view showing the shock absorption mechanism concerning the modification of the first embodiment of the present invention.
  • the shock absorbing mechanism according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the front, rear, left, right, and top and bottom shown in the figure correspond to the front, back, left, right, and top and bottom of the vehicle to which the shock absorbing mechanism is attached.
  • the shock absorbing mechanism 10 is a mechanism that receives a collision load F at the time of a vehicle front collision and absorbs the collision load F.
  • the impact absorbing mechanism 10 is attached to a crash box portion disposed between a bumper reinforcement 3 of a front bumper (not shown) and left and right side members 5 of the vehicle 2.
  • the bumper reinforcement 3 is sometimes called a load receiving member
  • the side member 5 is sometimes called a vehicle skeleton member.
  • the impact absorbing mechanism 10 includes a pressing plate portion 30 attached to the tip of the side member 5 and an impact absorbing portion 20 that absorbs the collision load F. Including.
  • the pressing plate portion 30 is a rectangular thick plate that supports the impact absorbing portion 20 at the tip of the side member 5 and receives a collision load F through the impact absorbing portion 20. .
  • the pressing plate portion 30 is fixed to the tip of the side member 5 so that the pressing surface 32 which is the surface of the pressing plate portion 30 is parallel to a virtual plane perpendicular to the vehicle longitudinal direction.
  • a plurality of linear grooves 34 extending in the vertical direction (two in FIG. 3A) are formed in the pressing surface 32 of the pressing plate portion 30 in the vehicle width direction.
  • the straight groove 34 is formed in a square cross section, and is continuously provided from the upper end to the lower end of the pressing plate portion 30.
  • the linear groove 34 is preferably formed on the pressing surface 32 of the thick plate-like pressing plate portion 30 by cutting or the like. Further, it is preferable that the opening side of the linear groove 34 is slightly narrowed. Further, as shown in FIG. 3B, a pair of protrusions 36 extending in the vertical direction can be provided on the pressing surface 32 of the pressing plate portion 30, and the linear groove 34 can be formed between the protrusions 36.
  • the base end portion of the shock absorbing portion 20 is fixed so as to straddle the plurality of linear grooves 34.
  • the impact absorbing portion 20 is fixed to the pressing surface 32 so as to protrude forward from the pressing surface 32 of the pressing plate portion 30, and the tip of the impact absorbing portion 20 is fixed to the back surface of the bumper reinforcement 3.
  • the shock absorber 20 includes a cylindrical member 23 and a wood 25 stored in the cylindrical member 23, and a collision load. F is configured to be received in the axial direction of the shock absorber 20. That is, the shock absorbing part 20 is fixed to the pressing surface 32 so that the axis of the shock absorbing part 20 is perpendicular to the pressing surface 32 of the pressing plate part 30.
  • the cylindrical member 23 of the impact absorbing portion 20 is, for example, an extruded product using an aluminum alloy, and a cross section perpendicular to the axis is formed in a regular hexagonal shape as shown in FIG.
  • the cylindrical member 23 can be formed into a quadrangular cross section, a regular pentagon, or the like.
  • the length dimension in the axial direction of the cylindrical member 23 is set to about 70 mm
  • the width dimension (diameter dimension of the hexagonal circumscribed circle) is set to about 28 mm
  • the wall thickness dimension is set to about 0.8 mm.
  • the wood 25 constituting the shock absorbing portion 20 has a cross-sectional shape (transverse cross-sectional shape) perpendicular to the axis of the cylindrical member 23.
  • the cross-sectional shape (hexagonal column shape) is equal to that of the cylindrical member 23, and is set to a length (about 70 mm) substantially equal to the axial length of the cylindrical member 23.
  • the wood 25 is formed in a hexagonal column shape so that the axial center direction of the annual ring 25k extends in the longitudinal direction (axial direction).
  • the axial direction of the annual ring 25k of the wood 25 substantially coincides with the axial direction of the tubular member 23 in a state where the wood 25 is stored in the tubular member 23. That is, the wood 25 is stored in the cylindrical member 23 so that the axial direction of the annual ring 25k is along the axial direction of the cylindrical member 23. For this reason, the intensity
  • cedar is preferably used as the wood 25, for example.
  • the width dimension of the wood 25 (diameter dimension of the hexagonal circumscribed circle) is set to a value (about 28 mm) at which the clearance between the outer peripheral surface of the wood 25 and the inner peripheral surface of the tubular member 23 is about 0.25 mm. Is set.
  • the left and right pressing plate portions 30 are fixed to the tips of the left and right side members 5, respectively.
  • the left and right impact absorbing portions 20 are fixed to the pressing surfaces 32 of the left and right pressing plate portions 30, respectively. That is, as shown in FIG. 3A, in a state where the impact absorbing portion 20 is disposed at the center of the pressing surface 32 of the pressing plate portion 30, the rear end surface of the cylindrical member 23 of the impact absorbing portion 20 and the wood 25 The rear end surface is brought into contact with the pressing surface 32 of the pressing plate portion 30. Further, as shown in FIG.
  • the rear end surface of the cylindrical member 23 is placed in a state where the rear end surface of the wood 25 of the impact absorbing portion 20 is in contact with the front end surface of the protrusion 36 of the pressing plate portion 30.
  • the pressing plate portion 30 is brought into contact with the pressing surface 32.
  • the rear-end part of the cylindrical member 23 is fixed to the press surface 32 of the press plate part 30 using bracket 23b etc.
  • the timber 25 is arrange
  • the front end surface of the left and right cylindrical members 23 and the front end surface of the wood 25 are brought into contact with the back surface of the bumper reinforcement 3, and the front end portion of the cylindrical member 23 is fixed to the back surface of the bumper reinforcement 3 with a bracket 23 x or the like.
  • the cylindrical member 23 is directly welded to the pressing surface 32 of the pressing plate portion 30 and the back surface of the bumper reinforcement 3. It is also possible to do.
  • the operation of the shock absorbing mechanism 10 will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B).
  • the collision load F is applied from the bumper reinforcement 3 to the tubular member 23 and the wood 25 of the impact absorbing portion 20 in the axial direction. That is, the impact absorbing portion 20 receives a pressing force equal to the collision load F from both sides in the axial direction by the bumper reinforcement 3 and the pressing surface 32 of the pressing plate portion 30 of the side member 5.
  • the collision load F exceeds the allowable value of the wood 25 or the like, the wood 25 and the cylindrical member 23 are crushed in the axial direction as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B).
  • the collision load F is absorbed by the wood 25 and the cylindrical member 23, and the collision load F applied to the side member 5 is reduced. At this time, a part of the crushed wood 25 is pushed into a linear groove 34 formed on the pressing surface 32 of the pressing plate portion 30.
  • the crushed wood 25 expands in a restoring direction by a certain amount.
  • the cylindrical member 23 made of aluminum hardly recovers from the collapsed state, the distal end portion and the proximal end portion of the cylindrical member 23 are respectively set to the bumper reinforcement 3 and the side member when the wood 25 swells in the axial direction. 5 away from the pressing plate portion 30. That is, the cylindrical member 23 is detached from the bumper reinforcement 3 and the pressing plate portion 30 of the side member 5.
  • a part of the crushed wood 25 is pushed into the linear groove 34 of the pressing surface 32 of the pressing plate 30, when the crushed wood 25 expands in the restoring direction, a part of the timber 25 becomes a linear groove 34. Fit tightly.
  • the shock absorbing portion 20 does not come off between the bumper reinforcement 3 and the pressing plate portion 30 of the side member 5. Therefore, even if the next collision continues from the first collision, the impact absorbing portion 20 can receive the collision load F of the next collision.
  • the wood 25 is sometimes called a load absorbing material
  • the pressing plate portion 30 is sometimes called a pressing portion.
  • the linear groove 34 of the pressing surface 32 may be referred to as a recess.
  • the impact absorbing mechanism 10 when the cylindrical member 23 and the wood 25 (load absorbing material) are crushed in response to the collision load F, the crushed wood 25 is compressed into the pressing plate portion 30 on the side member 5 side. It fits in the linear groove 34 (concave part) of the (pressing part). Then, when the collision load F is released and the wood 25 is crushed, the wood 25 fits into the linear groove 34 more firmly by expanding in a restoring direction by a certain amount. Therefore, after the collision load F is released, even if the connection between the tubular member 23, the bumper reinforcement 3 and the side member 5 is released due to the expansion of the wood 25, the wood 25 and the tubular shape are fitted into the straight groove 34.
  • the member 23 does not come off between the bumper reinforcement 3 and the side member 5. Further, in the process in which the wood 25 is crushed by receiving the collision load F, a part of the end face of the wood 25 is fitted into the linear groove 34 formed in the pressing surface 32, and therefore the wood 25 is also in the linear groove 34 having a relatively small width dimension. Can be maintained well.
  • linear grooves 34 concave portions
  • the linear grooves 34 can also be formed horizontally. It is. Further, the vertical and horizontal straight grooves 34 can be crossed in a lattice pattern. It is also possible to form a plurality of planar circular or planar polygonal recesses on the pressing surface 32 instead of the straight grooves 34.
  • a steel plate can be formed into a corrugated plate having a square cross section by press working, and the concave portion can be formed as a straight groove 34.
  • channel 34 in which a part of the crushed wood 25 fits in the press surface 32 of the press plate part 30 was shown.
  • FIGS. 5 (A) and 5 (B) it is also possible to form the recess 54 so as to accommodate one end of the wood 25 in the axial direction.
  • the projection 54t in the center of the recess 54, when the wood 25 is crushed, one end portion in the axial direction of the wood 25 is deformed radially outward by the action of the projection 54t and is firmly fitted in the recess 54.
  • the protrusion 54t may be formed at the center of the bottom surface of the recess 54 as shown in FIG.
  • the V-shaped groove 54v may be formed, and the protrusion 54t may be formed inside the V-shaped groove 54v.
  • the wood 25 is exemplified as the load absorbing material, but a metal foam or the like may be used instead of the wood 25.
  • the shock absorbing mechanism 70 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIGS. 4 (A) and 4 (B) in the state where the wood 25 constituting the impact absorbing portion 20 is completely crushed, even if the impact load F is further applied to the wood 25, the It is difficult to absorb the impact load F with the wood 25.
  • the wood 25 constituting the impact absorbing portion 20 is not completely crushed so that the wood 25 can absorb the impact load F while the impact load F is applied.
  • the purpose is to do.
  • the shock absorbing mechanism 70 according to the present embodiment the same members as those of the shock absorbing mechanism 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • a square opening 37 is formed at the center of the pressing plate portion 30 of the side member 5, and a space in which the crushed wood 25 can enter the back of the square opening 37. 38 is provided.
  • the square opening 37 is formed in a square cross section, similar to the wood 25 of the shock absorber 20.
  • the length of one side of the square constituting the cross section of the square opening 37 is set to 30 mm when the length of one side of the square constituting the cross section of the wood 25 is, for example, 40 mm.
  • the space 38 is also formed in a square shape in cross section, and the length of one side constituting the square of the space 38 is set to be larger than the length of one side of the square opening 37.
  • the wood 25 and the cylindrical member 23 constituting the shock absorbing portion 20 are arranged in the same phase with the square openings 37 and the spaces 38 of the pressure plate portion 30 aligned with the axis, and the pressure plate It is fixed to the pressing surface 32 of the part 30. Further, a part of the end surface of the impact absorbing portion 20 is fixed in a state of being in surface contact with a part of the pressing surface 32.
  • FIG. 8 to 10 are plan sectional views of the shock absorbing mechanism 70 according to the modified example. That is, in the shock absorbing mechanism 70 of FIG. 8, the timber 25 constituting the shock absorbing portion 20 and the base end portion of the cylindrical member 23 are inserted into the space 5 s formed inside the front end of the side member 5. Bolt holes 5b, 23c, and 25b penetrating in the left-right direction are formed at predetermined positions at the distal end portion of the side member 5 and the proximal end portion of the shock absorbing portion 20 (wood 25, cylindrical member 23).
  • a bolt B is passed through the bolt holes 5b, 23c, and 25b, and a nut N is tightened on the bolt B, whereby the side member 5 and the shock absorption housed inside the tip of the side member 5 are absorbed.
  • the base end part of the part 20 is connected.
  • the front end portion of the side member 5 is sometimes called a pressing portion, and the bolt B, the nut N, and the like are sometimes called a connection mechanism.
  • FIG. 8 shows an example in which the wood 25 and the cylindrical member 23 of the shock absorbing portion 20 are inserted inside the front end of the side member 5, but as shown in FIG. 23f may be connected to the front end flange portion 5f of the side member 5, and only the wood 25 may be inserted inside the front end of the side member 5.
  • a pressing plate portion 30 having a space 38 is fixed to the tip of the side member 5, and the base end portion of the shock absorbing portion 20 is accommodated in the space 38 of the pressing plate portion 30.
  • a configuration in which 20, 30 is connected by a bolt B and a nut N is also possible.

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Abstract

　本発明に係る衝撃吸収機構は、荷重受け部材（３）を介して加わった衝突荷重を軸方向で受けられるように構成されて、衝突荷重により軸方向に変形可能に構成された筒状部材（２３）と、その筒状部材（２３）に収納されて衝突荷重により筒状部材（２３）と共に潰れるように構成されており、衝突荷重の解除により潰れた状態から一定量だけ復元方向に膨張可能な荷重吸収材（２５）とを備える衝撃吸収機構（１０）であって、衝突荷重を受けたときに荷重吸収材（２５）を軸方向から押圧する骨格部材（５）側の押圧部（３０）には、潰れた荷重吸収材（２５）の一部が入り込む空間が形成されている。

Description

衝撃吸収機構
　本発明は、車両衝突時等の衝突荷重を受けてその衝突荷重を吸収できるように構成された衝撃吸収機構に関する。
　車両前方衝突時等の衝突荷重を受けてその衝突荷重を吸収できるように構成された衝撃吸収部材に関する技術が特開２００１－１８２７６９号公報に記載されている。特開２００１－１８２７６９号公報に記載された衝撃吸収部材１００は、車両のクラッシュボックス等に使用される衝撃吸収部材であって、図１１に示すように、角筒状の金属製中空部材１０２と、その中空部材１０２内に充填された木材１０５とを含む。衝撃吸収部材１００は、中空部材１０２の基端部が車両の左右のサイドメンバ１１５（図１２参照）の先端に固定されており、それらの中空部材１０２の先端部がフロントバンパ１１７の背面に固定されている。このため、例えば、車両が前方衝突することで、衝突荷重がフロントバンパ１１７を介して衝撃吸収部材１００に加わると、中空部材１０２と木材１０５とが軸方向に潰れることで、前記衝突荷重が吸収されて前記サイドメンバ１１５に加わる衝突荷重が軽減される。
　上記した衝撃吸収部材１００の場合、衝突荷重を受けて中空部材１０２と木材１０５とが軸方向に潰れた後、前記衝突荷重が解除されると、潰れた木材１０５が若干復元されて、図１２に示すように、軸方向に膨らむ。一方、金属製の中空部材１０２は潰れた状態からほとんど復元しないため、木材１０５が軸方向に膨らむことで、中空部材１０２の先端部と基端部とがそれぞれフロントバンパ１１７とサイドメンバ１１５から離れる。これにより、車両の前方衝突後に衝撃吸収部材１００がフロントバンパ１１７とサイドメンバ１１５との間から外れることがある。前記衝撃吸収部材１００がフロントバンパ１１７とサイドメンバ１１５との間から外れると、最初の衝突から引き続き次の衝突をした場合に、次の衝突における衝突荷重の吸収効率が低下する。
　従って、改良された衝撃吸収部材が求められている。
　本発明の一つの側面では、衝突荷重を直接的に受ける車両の荷重受け部材と車両の骨格部材との間に設置されて、前記骨格部材に加わる衝突荷重を軽減させる衝撃吸収機構が提供される。衝撃吸収機構は、前記荷重受け部材を介して加わった衝突荷重を軸方向で受け、軸方向に潰れるように構成された筒状部材と、前記筒状部材に収納されて前記衝突荷重を受けて前記筒状部材と共に軸方向に潰れるように構成されており、前記衝突荷重の解除により潰れた状態から一定量だけ復元方向に膨張可能な荷重吸収材とを備える。前記衝突荷重を受けたときに前記荷重吸収材を軸方向に押圧する前記荷重受け部材側の押圧部、もしくは前記骨格部材側の押圧部の少なくとも一方には、潰れた前記荷重吸収材の一部が入り込む空間が設けられている。
　本発明の１つの側面においては、衝突荷重を受けて筒状部材と荷重吸収材が潰れると、その潰れた荷重吸収材は、荷重受け部材側の押圧部、もしくは骨格部材側の押圧部の少なくとも一方に形成された空間に入り込む。そして、衝突荷重が解除されて荷重吸収材が潰れた状態から一定量だけ復元方向に膨張する。したがって、衝突荷重の解除後、荷重吸収材の膨張により筒状部材と荷重受け部材間、骨格部材間の接続等が外れても、その荷重吸収材が空間に入り込むことで荷重吸収材及び筒状部材が荷重受け部材と骨格部材との間から外れない。このため、引き続き次の衝突が起こった場合でもその衝突荷重を荷重吸収材等で受けることができる。
　本発明の他の側面においては、空間は、潰れた荷重吸収材が嵌る凹部である。このため、荷重吸収材及び筒状部材が荷重受け部材と骨格部材との間からより外れ難くなる。
　本発明の他の側面においては、押圧部には、潰れる前の荷重吸収材の軸方向における端面が当接する押圧面が設けられており、その押圧面の一部に凹部が形成されている。これにより、衝突荷重を受けて荷重吸収材が潰れる過程で、その荷重吸収材の端面の一部が押圧面に形成された凹部に嵌る。このため、比較的小さな凹部でも荷重吸収材を良好に保持できる。
　本発明の他の側面においては、押圧部には、荷重吸収材の軸方向における一端部が収納される凹部が形成されている。このように、荷重吸収材の軸方向における一端部が凹部に収納されているため、衝突荷重を受けて荷重吸収材が潰れる際に、その荷重吸収材が倒れ難い。
　本発明の他の側面においては、凹部には、凹部内の底面もしくは内側面に突起が形成されている。このため、荷重吸収材が潰れる際、荷重吸収材の軸方向における一端部が突起の働きで径方向外側に膨張し、前記凹部に堅く嵌る。
　本発明の他の側面においては、押圧部には、潰れる前の荷重吸収材の軸方向における端面が当接する押圧面が設けられて、その押圧面の一部に開口が形成されており、潰れた前記荷重吸収材の一部が前記開口を通過して前記空間に入り込むように構成されている。このため、潰れた荷重吸収材の一部が開口を通過することでその開口に嵌り、荷重吸収材及び筒状部材が荷重受け部材と骨格部材との間から外れることがない。また、潰れた荷重吸収材の一部が開口を通過して空間内に逃げるため、荷重吸収材が衝突荷重を吸収できない程度にまで潰れ切ることがない。このため、荷重吸収材は、衝突荷重が加わっている間、継続して潰れることで、前記衝突荷重を吸収できる。
　本発明の他の側面においては、押圧部には、荷重吸収材の軸方向における一端部が収納される空間が形成されており、前記荷重吸収材の一端部があらかじめ前記空間の一部に収納されて前記押圧部と連結機構により連結されている。即ち、押圧部と荷重吸収材の一端部とが連結機構により連結されているため、荷重吸収材及び筒状部材が荷重受け部材と骨格部材との間から外れない。また、潰れた荷重吸収材の一部が空間内に逃げるため、荷重吸収材が衝突荷重を吸収できない程度にまで潰れ切らない。
　本発明の他の側面においては、荷重吸収材は、年輪の軸心方向が筒状部材の軸方向に沿うように、その筒状部材に収納された木材である。このため、比較的大きな衝突荷重を効果的に受けられる。
本発明の第一実施形態に係る衝撃吸収機構を備える車両前部の模式平面図である。 本発明の第一実施形態に係る衝撃吸収機構を表す斜視図である。 本発明の図２のIII（Ａ）-III（Ａ）平断面図である。 本発明の変更例に係る衝撃吸収機構の平断面図である。 本発明の衝撃吸収機構の動作を表す平断面図である。 本発明の衝撃吸収機構の動作を表す平断面図である。 本発明の第一実施形態の変更例に係る衝撃吸収機構を表す平断面図である。 本発明の第一実施形態の変更例に係る衝撃吸収機構を表す平断面図である。 本発明の第一実施形態の変更例に係る衝撃吸収機構を表す平断面図である。 本発明の第二実施形態に係る衝撃吸収機構を表す平断面図である。 本発明の第二実施形態に係る前記衝撃吸収機構の動作を表す平断面図である。 本発明の第二実施形態の変更例に係る衝撃吸収機構を表す平断面図である。 本発明の第二実施形態の変更例に係る衝撃吸収機構を表す平断面図である。 本発明の第二実施形態の変更例に係る衝撃吸収機構を表す平断面図である。 従来の衝撃吸収機構を表す斜視図である。 従来の衝撃吸収機構の動作を表す平断面図である。
　以下、図１から図６に基づいて本発明の第一実施形態に係る衝撃吸収機構について説明する。ここで、図中に示す前後左右、及び上下は、衝撃吸収機構が取付けられる車両の前後左右、及び上下に対応している。
　本実施形態に係る衝撃吸収機構１０は、車両前方衝突時の衝突荷重Ｆを受けてその衝突荷重Ｆを吸収する機構である。衝撃吸収機構１０は、図１に示すように、フロントバンパ（図示省略）のバンパーリインフォース３と車両２の左右のサイドメンバ５との間に配置されるクラッシュボックスの部分に取付けられている。前記バンパーリインフォース３は荷重受け部材と呼ばれることもあり、前記サイドメンバ５は車両の骨格部材と呼ばれることもある。衝撃吸収機構１０は、図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、サイドメンバ５の先端に取付けられた押圧板部３０と、衝突荷重Ｆを吸収する衝撃吸収部２０とを含む。
　押圧板部３０は、図３（Ａ）等に示すように、サイドメンバ５の先端で衝撃吸収部２０を支えるとともに、前記衝撃吸収部２０を介して衝突荷重Ｆを受ける角形の厚板である。押圧板部３０は、その押圧板部３０の表面である押圧面３２が車両前後方向に対して直角な仮想平面と平行になるように、前記サイドメンバ５の先端に固定されている。押圧板部３０の押圧面３２には、図３（Ａ）に示すように、上下方向に延びる直線溝３４が車幅方向に複数本（図３（Ａ）では２本）形成されている。直線溝３４は、断面角形に形成されており、押圧板部３０の上端から下端まで連続して設けられている。ここで、前記直線溝３４は、厚板状の押圧板部３０の押圧面３２に切削加工等により形成するのが好ましい。また、直線溝３４の開口側を若干狭くするのが好ましい。また、図３（Ｂ）に示すように、押圧板部３０の押圧面３２に上下方向に延びる一対の突条３６を設け、突条３６間に直線溝３４を形成することも可能である。
　そして、押圧板部３０の押圧面３２の中央に、図２に示すように、衝撃吸収部２０の基端部が複数の直線溝３４を跨ぐように固定されている。衝撃吸収部２０は押圧板部３０の押圧面３２から前方に突出するようにその押圧面３２に固定されており、その衝撃吸収部２０の先端がバンパーリインフォース３の背面に固定されている。
　衝撃吸収部２０は、図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、筒状部材２３と、その筒状部材２３に収納される木材２５とを備えており、衝突荷重Ｆを衝撃吸収部２０の軸方向で受けられるように構成されている。即ち、衝撃吸収部２０は、その衝撃吸収部２０の軸心が押圧板部３０の押圧面３２に対して直角となるように、その押圧面３２に固定される。衝撃吸収部２０の筒状部材２３は、例えば、アルミ合金を使用した押出成形品であり、図２に示すように、軸心に対して直角な断面が正六角形状に形成されている。なお、筒状部材２３は断面四角形、又は正五角形等に成形することも可能である。ここで、筒状部材２３の軸方向における長さ寸法は約70mm、幅寸法（六角形の外接円の直径寸法）は約28mm、肉厚寸法は約0.8mm程度に設定されている。
　衝撃吸収部２０を構成する木材２５は、図２、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）等に示すように、筒状部材２３の軸心に対して直角な断面形状（横断面形状）と等しい横断面形状（六角柱形）に形成されており、その筒状部材２３の軸方向の長さとほぼ等しい長さ（約70mm）に設定されている。木材２５は、年輪２５ｋの軸心方向が長手方向（軸方向）に延びるように六角柱形に成形されている。このため、木材２５を筒状部材２３に収納した状態で、その木材２５の年輪２５ｋの軸心方向が筒状部材２３の軸方向とほぼ一致する。即ち、前記木材２５は年輪２５ｋの軸心方向が筒状部材２３の軸方向に沿うように、その筒状部材２３に収納される。このため、木材２５の軸心方向の強度が高くなり、その木材によって大きな衝突荷重Ｆを受けられる。前記木材２５としては、例えば、杉材が好適に使用される。ここで、木材２５の幅寸法（六角形の外接円の直径寸法）は、木材２５の外周面と筒状部材２３の内周面間のクリアランスが約0.25mm程度になる値（約28mm）に設定されている。
　衝撃吸収機構１０を取付ける場合には、先ず、左右の押圧板部３０をそれぞれ左右のサイドメンバ５の先端に固定する。次に、左右の衝撃吸収部２０をそれぞれ左右の押圧板部３０の押圧面３２に固定する。即ち、図３（Ａ）に示すように、衝撃吸収部２０を押圧板部３０の押圧面３２の中央に配置した状態で、その衝撃吸収部２０の筒状部材２３の後端面と木材２５の後端面とを押圧板部３０の押圧面３２に当接させる。また、図３（Ｂ）に示すように、衝撃吸収部２０の木材２５の後端面を押圧板部３０の突条３６の先端面に当接させた状態で、筒状部材２３の後端面を押圧板部３０の押圧面３２に当接させる。そして、この状態で、筒状部材２３の後端部を、図２に示すように、ブラケット２３ｂ等を利用して押圧板部３０の押圧面３２に固定する。これにより、木材２５は、押圧面３２に形成された直線溝３４を跨ぐように配置される。
　次に、左右の筒状部材２３の先端面と木材２５の先端面とをバンパーリインフォース３の背面に当接させ、筒状部材２３の先端部をブラケット２３ｘ等によりバンパーリインフォース３の背面に固定する。ここで、押圧板部３０、及びバンパーリインフォース３を、例えば、アルミ等で成形する場合には、筒状部材２３を直接的に押圧板部３０の押圧面３２、及びバンパーリインフォース３の背面に溶接することも可能である。
　次に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に基づいて、前記衝撃吸収機構１０の動作について説明する。車両２が前方衝突をし、衝突荷重Ｆがバンパーリインフォース３に加わると、その衝突荷重Ｆがバンパーリインフォース３から衝撃吸収部２０の筒状部材２３と木材２５に対して軸方向に加わる。即ち、衝撃吸収部２０は、バンパーリインフォース３とサイドメンバ５の押圧板部３０の押圧面３２とによって軸方向両側から衝突荷重Ｆと等しい押圧力を受ける。そして、衝突荷重Ｆが木材２５等の許容値を超えた段階で、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、木材２５と筒状部材２３とが軸方向に潰れる。これにより、衝突荷重Ｆが木材２５と筒状部材２３とにより吸収されて、サイドメンバ５に加わる衝突荷重Ｆが軽減される。このとき、潰れた木材２５の一部は押圧板部３０の押圧面３２に形成された直線溝３４に押し込まれる。
　そして、車両２の移動により衝突荷重Ｆが解除されると、潰れた木材２５が一定量だけ復元方向に膨張する。一方、アルミ製の筒状部材２３は、潰れた状態からほとんど復元しないため、木材２５が軸方向に膨らむことで、筒状部材２３の先端部と基端部とがそれぞれバンパーリインフォース３とサイドメンバ５の押圧板部３０から離れる。即ち、筒状部材２３は、バンパーリインフォース３とサイドメンバ５の押圧板部３０から外れる。しかし、潰れた木材２５の一部が押圧板部３０の押圧面３２の直線溝３４に押し込まれているため、潰れた木材２５が復元方向に膨張するとその木材２５の一部は直線溝３４と堅く嵌合する。これにより、衝突荷重Ｆが解除されても、衝撃吸収部２０がバンパーリインフォース３とサイドメンバ５の押圧板部３０との間から外れなくなる。したがって、最初の衝突から引き続き次の衝突が発生しても、次の衝突の衝突荷重Ｆを衝撃吸収部２０で受けられる。前記木材２５は荷重吸収材と呼ばれることもあり、押圧板部３０は押圧部と呼ばれることもある。さらに、押圧面３２の直線溝３４は凹部と呼ばれることもある。
　本実施形態に係る衝撃吸収機構１０によると、衝突荷重Ｆを受けて筒状部材２３と木材２５（荷重吸収材）が潰れると、その潰れた木材２５は、サイドメンバ５側の押圧板部３０（押圧部）の直線溝３４（凹部）に嵌る。そして、衝突荷重Ｆが解除されて木材２５が潰れた状態から一定量だけ復元方向に膨張することで、木材２５はさらに堅く直線溝３４に嵌る。したがって、衝突荷重Ｆの解除後、木材２５の膨張により筒状部材２３とバンパーリインフォース３、サイドメンバ５間の接続が外れても、その木材２５が直線溝３４に嵌ることで木材２５及び筒状部材２３がバンパーリインフォース３とサイドメンバ５との間から外れない。また、衝突荷重Ｆを受けて木材２５が潰れる過程で、その木材２５の端面の一部が押圧面３２に形成された直線溝３４に嵌るため、比較的幅寸法の小さな直線溝３４でも木材２５を良好に保持できる。
　本実施形態では、押圧板部３０（押圧部）の押圧面３２に複数の直線溝３４（凹部）を縦向きに形成する例を示したが、前記直線溝３４を横向きに形成することも可能である。さらに、縦横の直線溝３４を格子状に交差させることも可能である。また、直線溝３４の代わりに押圧面３２に複数の平面円形、あるいは平面多角形の凹部を形成することも可能である。
　さらに、本実施形態では、押圧板部３０の押圧面３２に切削加工により直線溝３４を形成する例を示した。しかし、例えば、鋼板をプレス加工により断面角形の波板状に形成し、その凹部を直線溝３４とすることも可能である。
　また、本実施形態では、押圧板部３０の押圧面３２に潰れた木材２５の一部が嵌る直線溝３４を形成する例を示した。しかし、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、木材２５の軸方向における一端部を収納できるように凹部５４を形成することも可能である。このとき、凹部５４の中央に突起５４ｔを形成することで、木材２５が潰れる際、その木材２５の軸方向における一端部が突起５４ｔの働きで径方向外側に変形し、前記凹部５４に堅く嵌る。ここで、前記突起５４ｔを、図５（Ａ）に示すように、凹部５４の底面中央に形成しても良いし、図５（Ｂ）に示すように、凹部５４の底面中央にリング状にＶ字溝５４ｖを形成し、そのＶ字溝５４ｖの内側に突起５４ｔを形成しても良い。このように、木材２５の軸方向における一端部が押圧板部３０の押圧面３２の凹部５４に収納されるため、衝突荷重Ｆを受けて木材２５が潰れる際に、その木材２５等が倒れ難い。
　また、図６に示すように、木材２５と共に筒状部材２３の一端部が嵌るような凹部６４を押圧板部３０の押圧面３２に形成することも可能である。
　さらに、本実施形態では、荷重吸収材として木材２５を例示したが、木材２５の代わりに金属系の発泡体等を使用することも可能である。
　また、押圧板部３０をサイドメンバ５側に設ける例を示したが、バンパーリインフォース３側に設けることも可能である。さらに、サイドメンバ５とバンパーリインフォース３との双方に押圧板部３０を設けることも可能である。
　さらに、押圧板部３０の押圧面３２に複数の凸部を形成し、凸部と凸部との間に潰れた木材２５が嵌るようにすることも可能である。
　以下、図７（Ａ）から図１０に基づいて本発明の第二実施形態に係る衝撃吸収機構７０について説明する。例えば、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、衝撃吸収部２０を構成する木材２５が完全に潰れ切った状態では、それ以上木材２５に対して衝撃荷重Ｆが加わっても、その衝撃荷重Ｆを前記木材２５で吸収することは難しい。本実施形態に係る衝撃吸収機構７０では、衝撃吸収部２０を構成する木材２５が完全に潰れ切らないようにして、衝撃荷重Ｆが加わっている間、木材２５が衝撃荷重Ｆを吸収できるようにすることを目的としている。ここで、本実施形態に係る衝撃吸収機構７０において、第一実施形態に係る衝撃吸収機構１０と同一の部材については同一符号を付して説明を省略する。
　衝撃吸収機構７０では、図７（Ａ）に示すように、サイドメンバ５の押圧板部３０の中央に角形開口３７が形成されており、その角形開口３７の奥に潰れた木材２５が入り込める空間３８が設けられている。角形開口３７は、衝撃吸収部２０の木材２５と同様に、断面正方形に形成されている。そして、角形開口３７の断面を構成する正方形の一辺の長さは、木材２５の断面を構成する正方形の一辺の長さを、例えば、40mmとした場合に、30mmに設定されている。また、前記空間３８は同じく断面正方形状に形成されており、その空間３８の正方形を構成する一辺の長さ寸法が角形開口３７の一辺の長さ寸法よりも大きな値に設定されている。さらに、衝撃吸収部２０を構成する木材２５、及び筒状部材２３は押圧板部３０の角形開口３７、及び空間３８と軸心を一致させた状態で、同位相となるように、その押圧板部３０の押圧面３２に固定されている。また、衝撃吸収部２０の端面の一部は押圧面３２の一部と面接触した状態で固定されている。
　これにより、衝突荷重Ｆがバンパーリインフォース３を介して衝撃吸収部２０の筒状部材２３と木材２５とに軸方向に加わると、図７（Ｂ）に示すように、筒状部材２３と木材２５とが軸方向に潰れるようになる。このとき、木材２５の一部は、押圧板部３０の角形開口３７を通過して空間３８に入り込むため、前記木材２５が衝撃荷重Ｆを吸収できない状態まで潰れ切ることがない。このため、衝突荷重Fが加わっている間、木材２５は衝撃荷重Ｆを吸収できる。さらに、潰れた木材２５が押圧板部３０の角形開口３７に嵌るため、衝撃荷重Ｆが解除されても、衝撃吸収部２０がバンパーリインフォース３とサイドメンバ５の押圧板部３０間から外れることがない。
　図８～図１０は変更例に係る衝撃吸収機構７０の平断面図を表している。即ち、図８の衝撃吸収機構７０では、衝撃吸収部２０を構成する木材２５、及び筒状部材２３の基端部がサイドメンバ５の先端内側に形成された空間５ｓに挿入されている。サイドメンバ５の先端部と、衝撃吸収部２０（木材２５、筒状部材２３）の基端部とには、所定位置に左右方向に貫通するボルト穴５ｂ、２３ｃ、２５ｂが形成されている。そして、前記ボルト穴５ｂ、２３ｃ、２５ｂに、例えば、ボルトＢが通され、そのボルトＢにナットＮが締め付けられることで、サイドメンバ５と、そのサイドメンバ５の先端内側に収納された衝撃吸収部２０の基端部とが連結される。サイドメンバ５の先端部は押圧部と呼ばれることもあり、ボルトＢ、ナットＮ等は連結機構と呼ばれることもある。
　上記構成により、衝撃荷重Ｆを受けて潰れた木材２５の一部はサイドメンバ５の空間５ｓ内に入り込むため、衝撃荷重Ｆを吸収できない状態まで潰れ切ることがなくなる。また、衝撃吸収部２０の基端部がボルトＢ、ナットＮによりサイドメンバ５の先端部に連結されているため、衝撃吸収部２０がバンパーリインフォース３とサイドメンバ５間から外れることがない。
　ここで、図８では、衝撃吸収部２０の木材２５と筒状部材２３とをサイドメンバ５の先端内側に挿入する例を示したが、図９に示すように、筒状部材２３のフランジ部２３ｆをサイドメンバ５の先端フランジ部５ｆに接続し、サイドメンバ５の先端内側に木材２５のみを挿入する構成でも良い。
　また、図１０に示すように、サイドメンバ５の先端に空間３８を有する押圧板部３０を固定し、その押圧板部３０の空間３８に衝撃吸収部２０の基端部を収納して、両者２０，３０をボルトＢ、ナットＮにより連結する構成でも可能である。

Claims (8)

  1. 衝突荷重を直接的に受ける車両の荷重受け部材と車両の骨格部材との間に設置されて、前記骨格部材に加わる衝突荷重を軽減させる機構であり、前記荷重受け部材を介して加わった衝突荷重を軸方向で受け、軸方向に潰れるように構成された筒状部材と、前記筒状部材に収納されて前記衝突荷重を受けて前記筒状部材と共に軸方向に潰れるように構成されており、前記衝突荷重の解除により潰れた状態から一定量だけ復元方向に膨張可能な荷重吸収材とを備える衝撃吸収機構であって、
    　前記衝突荷重を受けたときに前記荷重吸収材を軸方向から押圧する前記荷重受け部材側の押圧部、もしくは前記骨格部材側の押圧部の少なくとも一方には、潰れた前記荷重吸収材の一部が入り込む空間が設けられている衝撃吸収機構。
  2. 　前記空間は、潰れた前記荷重吸収材が嵌る凹部である、請求項１に記載の衝撃吸収機構。
  3. 　前記押圧部には、潰れる前の前記荷重吸収材の軸方向における端面が当接する押圧面が設けられており、その押圧面の一部に前記凹部が形成されている、請求項２に記載の衝撃吸収機構。
  4. 　前記押圧部には、前記荷重吸収材の軸方向における一端部が収納される凹部が形成されている、請求項２に記載の衝撃吸収機構。
  5. 　前記凹部には、凹部内の底面もしくは内側面に突起が形成されている、請求項４に記載の衝撃吸収機構。
  6. 　前記押圧部には、潰れる前の前記荷重吸収材の軸方向における端面が当接する押圧面が設けられて、その押圧面の一部に開口が形成されており、
    　潰れた前記荷重吸収材の一部が前記開口を通過して前記空間に入り込むように構成されている、請求項１に記載の衝撃吸収機構。
  7. 　前記押圧部には、前記荷重吸収材の軸方向における一端部が収納される空間が形成されており、前記荷重吸収材の一端部があらかじめ前記空間の一部に収納されて前記押圧部と連結機構により連結されている、請求項１に記載の衝撃吸収機構。
  8. 　前記荷重吸収材は、年輪の軸心方向が前記筒状部材の軸方向に沿うように、その筒状部材に収納された木材である、請求項１から７のいずれかに記載の衝撃吸収機構。
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