WO2014129002A1 - 車両用衝撃吸収部材 - Google Patents

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WO2014129002A1
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partition walls
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中西 誠
山田 豊
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豊田鉄工株式会社
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    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R19/34Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
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    • B60R19/24Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R2019/247Fastening of bumpers' side ends
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R19/24Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R2019/262Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means with means to adjust or regulate the amount of energy to be absorbed

Definitions

  • the present invention relates to an impact absorbing member for a vehicle, and more particularly to a technique for improving impact absorbing performance when an impact load is applied from diagonally forward or diagonally behind the vehicle.
  • a cylindrical shape with a closed cross section having a plurality of flat plate-like side walls is formed, and the pair of side walls on both the left and right sides separated in the vehicle width direction are recessed so as to be recessed inward.
  • the groove portion is provided in the axial direction of the cylindrical shape, and
  • ⁇ ⁇ is disposed between the vehicle body side member and the bumper member in a posture in which the axial direction is the front-rear direction of the vehicle, and receives the compression load to 2.
  • the shock absorbing member for a vehicle described in Patent Document 1 is an example thereof, and a pair of narrow side walls positioned above and below the cylindrical shape has wing-like flanges extending to the left and right sides substantially parallel to the narrow side walls. It is provided and is designed to suppress a lateral fall due to an impact load acting from an oblique lateral direction of the vehicle.
  • the crushing process at the time of the crash test was simulated by FEM analysis, and the deformation state was shown in 9 stages at regular time intervals.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a mechanism in which a lateral fall occurs due to the load F from the oblique lateral direction as described above. A moment load M is generated based on the load F, and the vehicle is laterally moved to the inside of the vehicle (left direction in FIG. 4). It becomes easy to fall down.
  • the present invention has been made against the background of the above circumstances, and its purpose is to improve the anti-falling performance when an impact load is applied from an oblique lateral direction of the vehicle, and to further improve the impact absorption performance. It is to ensure that it can be obtained stably.
  • the first invention has (a) a cylindrical shape with a closed cross section having a plurality of flat plate-like side walls, and both left and right sides separated in the vehicle width direction.
  • Each of the pair of side walls is provided with a recessed groove portion in the axial direction of the cylinder so as to be recessed inward, and (b) between the vehicle body side member and the bumper member in a posture in which the axial direction is the longitudinal direction of the vehicle.
  • An impact absorbing member for a vehicle that is disposed between and is crushed in a bellows shape in the axial direction by receiving a compressive load to absorb impact energy.
  • the second invention has (a) a cylindrical shape with a closed cross section, and the closed cross section has a longitudinal shape having a pair of parallel long sides separated in the vehicle width direction.
  • the pair of wide side walls constituting the side are provided with concave grooves in the cylindrical axial direction so as to be recessed inward, and (b) the vehicle body side member in a posture in which the axial direction is the longitudinal direction of the vehicle.
  • a pair of flat partition walls are integrally provided so as to connect the pair of wide side walls in a portion vertically spaced across the concave groove portion, and (d) the pair of partition walls are The distance between each other becomes narrower toward the inside of the vehicle in the vehicle width direction.
  • the upper partition wall is tilted downward, the lower side of the partition wall is characterized in that it is tilted upward.
  • the pair of flat partition walls are provided in the vertical direction so as to connect the side walls on both sides in the vehicle width direction, and the pair of partition walls are arranged in the vehicle width direction. Since the vehicle is inclined so that the distance between the two becomes narrower toward the inner side of the vehicle, the anti-falling performance against impact load applied from the oblique outer side of the vehicle is improved. As a result, even when an impact load is applied from an oblique lateral direction of the vehicle to generate a moment load M, the presence of the pair of partition walls suppresses the lateral collapse, and excellent shock absorption performance can be stably obtained. .
  • a pair of partition walls are provided vertically across the recessed groove portion, and both ends of the partition walls are connected to the wide side walls, respectively, so that the rollover performance is maintained without impairing the bellows-like crush characteristics of the recessed groove portion.
  • the impact absorption performance can be improved more stably.
  • the third invention is the case where the vehicle impact absorbing member is a metal extrusion-molded product, and the pair of partition walls are provided in parallel with the cylindrical axial direction, and the absolute value of the inclination angle ⁇ with respect to the horizontal direction. Since [ ⁇ ] is in the range of 0 ° ⁇ [ ⁇ ] ⁇ 20 °, the rollover resistance can be improved while ensuring the extrusion moldability. That is, in order to improve the rollover resistance, it is better that the absolute value [ ⁇ ] of the inclination angle ⁇ is large, but if the absolute value [ ⁇ ] of the inclination angle ⁇ exceeds 20 °, extrusion molding becomes difficult. It is desirable to set the inclination angle ⁇ within the range of 0 ° ⁇ [ ⁇ ] ⁇ 20 °.
  • the moment load M or the like acts on the pair of partition walls substantially evenly, so that the anti-falling performance is appropriately improved. Can be made.
  • the crushing process of the present product and the conventional product is simulated by FEM analysis, and the deformation state is shown in nine stages. is there. It is a figure which shows the other Example of this invention, and is sectional drawing corresponding to FIG.
  • the impact absorbing member for a vehicle can be applied to a mounting portion of a bumper member attached to the front side of the vehicle or a mounting portion of a bumper member attached to the rear side of the vehicle, but it may be applied to only one of them. Absent.
  • the shape of the bumper member in the longitudinal direction that is, the shape in plan view as viewed from above the vehicle, for example, is desirably a smoothly curved shape so that the central portion protrudes forward with respect to the front bumper. There may be various modes such as inclining backward or bending only at both ends.
  • the vehicle impact absorbing member is arranged in such a posture that the axial direction of the cylindrical shape is the front-rear direction of the vehicle. However, it is not necessarily strictly the front-rear direction, and it is inclined to the left-right or up-down direction depending on the shape of the bumper member. It is also possible to arrange in such a posture.
  • Such a main body can be integrally formed including a partition wall by extruding in the axial direction of a cylindrical shape using a metal material such as aluminum or aluminum alloy, but the cylindrical shape is divided into two parts.
  • a pair of half-broken bodies by pressing or the like with a thin plate material, and integrally welding the both side portions on the opening side of the pair of half-broken bodies in a state of overlapping or butting each other
  • a cylindrical shape and a pair of partition walls may be integrally fixed therein by welding or the like.
  • the absolute value [ ⁇ ] of the inclination angle ⁇ with respect to the horizontal direction of the pair of partition walls is in the range of 0 ° ⁇ [ ⁇ ] ⁇ 20 °, and in the range of about 5 ° ⁇ [ ⁇ ] ⁇ 15 °. More preferably, depending on the type of metal material for extrusion molding, the manufacturing method, the cylindrical cross-sectional shape, etc., the absolute value [ ⁇ ] of the inclination angle ⁇ exceeds 20 ° within the range where the pair of partition walls do not reach the inclined side walls. May be. That is, when inclined side walls are provided on both the upper and lower sides of the wide side wall, if the partition wall reaches the inclined side wall, the bellows-shaped axial crushing characteristic is inhibited.
  • the crash box 10 of FIG. 1 is used by being disposed between the side member 12R and the right end portion of the bumper beam 14, and corresponds to a vehicle impact absorbing member of the present invention.
  • the bumper beam 14 in FIG. 1 is a plan view showing the right half of the vehicle, and the left half is configured symmetrically with a center line in between.
  • the crash box 10 includes a main body 22 having a cylindrical shape with a closed octagonal cross section as shown in FIG. 2, and an axial direction of the main body 22 (direction of the axis a).
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an arrangement mode of the crash box 10.
  • 2 is a view showing a cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the crash box 10, and is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • the end edge on the side member 12R side that is, the mounting plate 24 side is perpendicular to the axis of the main body section 22, and the mounting plate 24 also extends over the entire circumference of the end edge. So as to be in close contact with each other and provided substantially at a right angle with respect to the axis a, and is fixed so as to be in close contact with the front end surface of the side member 12R.
  • the end of the bumper beam 14 side that is, the mounting plate 26 side, corresponds to the shape of the bumper beam 14, and moves toward the vehicle body side toward the end of the bumper beam 14.
  • inclined side walls 34 and 35 are provided at both ends in the longitudinal direction (long axis A direction) so as to constitute the short side of the basic shape and are connected to the inclined side walls 34 and 35 at right angles to the longitudinal direction.
  • a pair of narrow side walls 36 and 37 that are substantially horizontal and parallel to each other are provided.
  • a pair of recessed groove portions 32 and 33 that are recessed in a shape are provided over the entire axial length of the cylindrical main body portion 22 in parallel with the axis a.
  • the major axis A is the center line in the longitudinal direction of the longitudinal section, that is, the axis passing through the midpoint of the narrow side walls 36 and 37 at both upper and lower ends
  • the minor axis B is the center line in the width direction of the longitudinal section, that is, the left and right An axis that passes through the midpoint of the long sides on both sides.
  • the axis a is the intersection of the major axis A and the minor axis B.
  • the wide side walls 30 and 31 correspond to a pair of left and right side walls separated in the vehicle width direction.
  • a pair of wing-like flanges 38 and 39 are integrally provided on the outer sides of the pair of narrow side walls 36 and 37 in the vertical direction over the entire axial length of the cylindrical main body 22.
  • the wing-like flanges 38 and 39 slightly protrude outward in the vertical direction from the left and right end portions of the narrow side walls 36 and 37 in the cross section perpendicular to the axis of the main body 22 shown in FIG. They are provided so as to extend in opposite directions in parallel.
  • the width dimension (interval) to both ends (outer ends) of these wing-like flanges 38 and 39 is substantially the same as the width dimension (interval) to the outer surface of the tubular shape in the vehicle width direction, that is, the outer surfaces of the wide side walls 30 and 31. It is said that.
  • the main body portion 22 also has a pair of flat partition walls 40, so that the left and right wide side walls 30, 31 are connected to the inside of the cylindrical shape and vertically separated with the concave groove portions 32, 33 interposed therebetween. 42 is provided. These partition walls 40 and 42 are provided in parallel with the axis a in the axial direction of the main body 22 and over the entire length of the main body 22 in the axial direction. Further, in the cross section perpendicular to the axis of the main body 22 shown in FIG. 2, the intersections of the intermediate axes C and D and the long axis A passing through the midpoints of the wide side walls 30 and 31 divided vertically by the recessed grooves 32 and 33.
  • the absolute value [ ⁇ ] of the inclination angle ⁇ is equal to or less than the absolute value [ ⁇ ] of the maximum angle ⁇ that can be connected to the wide side walls 30 and 31, and both end portions are connected to the wide side walls 30 and 31. ing.
  • the absolute value [ ⁇ ] of the maximum angle ⁇ is 20 °
  • the absolute value [ ⁇ ] of the inclination angle ⁇ is 10 °.
  • the wing-like flanges 38 and 39 are integrally provided on the pair of narrow side walls 36 and 37, respectively, the anti-falling performance against the impact load from the oblique lateral direction is further improved, and the excellent impact is achieved. Absorption performance can be obtained more stably.
  • the crash box 10 of the present embodiment is integrally formed by extrusion molding of an aluminum alloy, but the pair of partition walls 40 and 42 are provided in parallel with the axis a of the main body 22 and are horizontal. Since the absolute value [ ⁇ ] of the inclination angle ⁇ with respect to the direction is in the range of 0 ° ⁇ [ ⁇ ] ⁇ 20 °, the rollover resistance can be improved while ensuring the extrusion moldability.
  • the pair of partition walls 40 and 42 are symmetrically inclined with respect to the horizontal direction and are provided symmetrically with the short axis B interposed therebetween, the moment load M or the like is approximately evenly applied to the pair of partition walls 40 and 42. Will be able to act, and the fall-resistant performance can be improved appropriately.
  • the pair of partition walls 40 and 42 are symmetrically inclined with respect to the horizontal direction and are provided symmetrically with respect to the short axis B.
  • the crash box of FIG. Like the box 60, it is also possible to provide a pair of partition walls 62 and 64 asymmetrically with respect to the horizontal direction.

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Abstract

 車両の斜め横方向から衝撃荷重が加えられた場合の耐横倒れ性能を向上させて、衝撃吸収性能が一層安定して得られるようにする。 一対の平板状の隔壁40、42が、車幅方向の両側の幅広側壁30、31を連結するように凹溝部32、33を挟んで上下に隔てて設けられているとともに、一対の隔壁40、42は車幅方向の車両内側へ向かうに従って相互の間隔が狭くなるように傾斜させられているため、車両の斜め外側から加えられる衝撃荷重に対する耐横倒れ性能が向上する。これにより、車両の斜め横方向から衝撃荷重が加えられてモーメント荷重Mが生じる場合でも、その一対の隔壁40、42の存在で横倒れが抑制されて優れた衝撃吸収性能が安定して得られるようになる。

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、車両の斜め前方或いは斜め後方から衝撃荷重を受けた場合の衝撃吸収性能を向上させる技術に関するものである。
 (a) 平板状の複数の側壁を有して構成されている閉断面の筒形状を成しているとともに、車幅方向に隔てた左右両側の一対の側壁にはそれぞれ内側へ凹むように凹溝部がその筒形状の軸方向に設けられており、(b) その軸方向が車両の前後方向となる姿勢で車体側部材とバンパー部材との間に配設され、圧縮荷重を受けることにより軸方向に蛇腹状に圧壊させられて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に記載の車両用衝撃吸収部材はその一例で、筒形状の上下に位置する一対の幅狭側壁には、それぞれその幅狭側壁と略平行に左右両側へ延び出すように翼状フランジが設けられ、車両の斜め横方向から作用する衝撃荷重による横倒れを抑制するようになっている。
特開2010-149771号公報
 しかしながら、このような翼状フランジを有する車両用衝撃吸収部材においても、オフセット衝突試験のバリア角度γ(図3参照)が大きくなると、図10の左欄に示すように横倒れが生じるようになり、衝撃吸収性能の更なる向上を図る上で未だ改善の余地があった。図10は、図3に示す衝突バリア50の衝突面52のバリア角度γ=β1、β2、β3、およびβ4の4水準(β1<β2<β3<β4)について、車速V1=16km/hの条件で衝突試験を行った時の圧壊過程をFEM解析によりシミュレートし、その変形状態を一定の時間間隔で9段階で示したもので、左欄に示す従来品の場合、γ=β1、β2では横倒れしなかったものの、γ=β3では第6段階で横倒れが開始した。また、γ=β4では第5段階で横倒れが開始した。図4は、このように斜め横方向からの荷重Fにより横倒れが生じるメカニズムを説明する図で、荷重Fに基づいてモーメント荷重Mが発生し、車両の内側(図4における左方向)へ横倒れし易くなる。
 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、車両の斜め横方向から衝撃荷重が加えられた場合の耐横倒れ性能を向上させて、衝撃吸収性能が一層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して構成されている閉断面の筒形状を成しているとともに、車幅方向に隔てた左右両側の一対の側壁にはそれぞれ内側へ凹むように凹溝部がその筒形状の軸方向に設けられており、(b) その軸方向が車両の前後方向となる姿勢で車体側部材とバンパー部材との間に配設され、圧縮荷重を受けることにより該軸方向に蛇腹状に圧壊させられて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、(c) 前記筒形状の内部には、前記一対の側壁を連結するように上下方向に隔てて一対の平板状の隔壁が一体的に設けられているとともに、(d) その一対の隔壁は前記車幅方向の車両内側へ向かうに従って相互の間隔が狭くなるように、上側の隔壁は下方へ傾斜させられ、下側の隔壁は上方へ傾斜させられていることを特徴とする。
 第2発明は、(a) 閉断面の筒形状を成しているとともに、その閉断面は互いに平行な一対の長辺を車幅方向に隔てて有する長手形状を成している一方、その長辺を構成している一対の幅広側壁には内側へ凹むように凹溝部がその筒形状の軸方向に設けられており、(b) その軸方向が車両の前後方向となる姿勢で車体側部材とバンパー部材との間に配設され、圧縮荷重を受けることによりその軸方向に蛇腹状に圧壊させられて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、(c) 前記筒形状の内部であって前記凹溝部を挟んで上下に隔てた部分には、前記一対の幅広側壁を連結するように一対の平板状の隔壁が一体的に設けられているとともに、(d) その一対の隔壁は前記車幅方向の車両内側へ向かうに従って相互の間隔が狭くなるように、上側の隔壁は下方へ傾斜させられ、下側の隔壁は上方へ傾斜させられていることを特徴とする。
 第3発明は、第1発明または第2発明の車両用衝撃吸収部材において、(a) 前記車両用衝撃吸収部材は金属の押出し成形品で、(b) 前記一対の隔壁は、それぞれ前記軸方向と平行に一体に設けられているとともに、その軸方向と直角な断面において水平方向に対する傾斜角度θの絶対値〔θ〕が何れも0°<〔θ〕≦20°の範囲内であることを特徴とする。
 第4発明は、第1発明~第3発明の何れかの車両用衝撃吸収部材において、前記一対の隔壁は、前記軸方向と直角な断面において水平方向に対して対称的に傾斜させられていることを特徴とする。
 第1発明の車両用衝撃吸収部材においては、一対の平板状の隔壁が車幅方向の両側の側壁を連結するように上下方向に隔てて設けられているとともに、その一対の隔壁は車幅方向の車両内側へ向かうに従って相互の間隔が狭くなるように傾斜させられているため、車両の斜め外側から加えられる衝撃荷重に対する耐横倒れ性能が向上する。これにより、車両の斜め横方向から衝撃荷重が加えられてモーメント荷重Mが生じる場合でも、その一対の隔壁の存在で横倒れが抑制されて優れた衝撃吸収性能が安定して得られるようになる。
 第2発明の車両用衝撃吸収部材は、筒形状の閉断面が互いに平行な一対の長辺を車幅方向に隔てて有する長手形状を成しているとともに、その長辺を構成している一対の幅広側壁に凹溝部が設けられている場合で、その凹溝部を挟んで上下に隔てた部分に第1発明と同様に一対の隔壁が設けられている。したがって、この第2発明の車両用衝撃吸収部材においても、実質的に第1発明と同様の作用効果が得られる。また、凹溝部を挟んで上下に隔てて一対の隔壁が設けられ、その隔壁の両端部がそれぞれ幅広側壁に連結されるため、凹溝部による蛇腹状の圧壊特性を損なうことなく耐横倒れ性能を向上させることができ、優れた衝撃吸収性能が一層安定して得られる。
 第3発明は、車両用衝撃吸収部材が金属の押出し成形品の場合で、上記一対の隔壁は、それぞれ筒形状の軸方向と平行に設けられているとともに、水平方向に対する傾斜角度θの絶対値〔θ〕が何れも0°<〔θ〕≦20°の範囲内であるため、押出し成形性を確保しつつ耐横倒れ性能を向上させることができる。すなわち、耐横倒れ性能を向上させるためには傾斜角度θの絶対値〔θ〕が大きい方が良いが、傾斜角度θの絶対値〔θ〕が20°を超えると押出し成形が難しくなるため、0°<〔θ〕≦20°の範囲内で傾斜角度θを設定することが望ましい。
 第4発明では、一対の隔壁が水平方向に対して対称的に傾斜させられているため、一対の隔壁に略均等にモーメント荷重M等が作用するようになり、耐横倒れ性能を適切に向上させることができる。
本発明の一実施例であるクラッシュボックス(車両用衝撃吸収部材)を説明する図で、配設態様の一例を示す概略平面図である。 図1のクラッシュボックスの軸方向と直角な断面形状を示す図で、図1におけるII-II矢視部分の断面図である。 車両の斜め横方向から衝撃荷重が加えられるオフセット衝突試験を説明する図である。 図3に示すオフセット衝突試験でクラッシュボックスに作用するモーメント荷重Mを説明する図である。 図3のオフセット衝突試験においてバリア角度γ=0°の場合に、圧壊過程をFEM解析によりシミュレートして得られた圧縮ストロークに対する軸圧壊荷重(実線)および吸収エネルギー(破線)の変化特性を、従来品と比較して示した図である。 バリア角度γ=β1の場合の圧縮ストロークに対する軸圧壊荷重および吸収エネルギーの変化特性を示した図で、図5に対応する図である。 バリア角度γ=β2の場合の圧縮ストロークに対する軸圧壊荷重および吸収エネルギーの変化特性を示した図で、図5に対応する図である。 バリア角度γ=β3の場合の圧縮ストロークに対する軸圧壊荷重および吸収エネルギーの変化特性を示した図で、図5に対応する図である。 バリア角度γ=β4の場合の圧縮ストロークに対する軸圧壊荷重および吸収エネルギーの変化特性を示した図で、図5に対応する図である。 図3のオフセット衝突試験においてバリア角度γ=β1、β2、β3、およびβ4の場合に、本発明品および従来品について圧壊過程をFEM解析によりシミュレートし、変形状態を9段階で示した図である。 本発明の他の実施例を示す図で、図2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、車両前側に取り付けられるバンパー部材の取付部にも車両後側に取り付けられるバンパー部材の取付部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。バンパー部材の長手方向の形状、すなわち車両の上方から見た平面視の形状は、例えば前側バンパーについては中央部が前方へ突き出すように滑らかに湾曲した形状とすることが望ましいが、略直線状であっても良いし、両端部のみ後方へ傾斜させたり湾曲させたりするなど、種々の態様が可能である。車両用衝撃吸収部材は、筒形状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。
 車両用衝撃吸収部材は、例えば筒形状を成す本体部と、その本体部の軸方向の両端に一体的に固設される一対の取付プレートとを有して構成され、本体部は、例えば(a) 前記筒形状の軸方向に対して直角な断面が、四角形以上の偶数角形の扁平な多角形状を成しているとともに、(b) その多角形断面において車幅方向に隔てた略垂直(車両上下方向)で互いに平行な2辺を構成している一対の側壁には、それぞれ内側へ凹む凹溝部が軸方向に設けられる構成とされるが、正方形等の単純な正多角形状であっても良いし、コーナー部など一部に円弧等の湾曲した側壁を備えていても良い。
 本体部の形状は、例えば扁平な八角形(長方形の4つの角部に平面取りを施した形状)を基本断面形状として、その断面の長軸方向が車両上下方向となる姿勢で、その長軸方向と略平行な一対の長辺の略中央部分に長軸に対して対称的に一対の凹溝部を設け、全体として8の字乃至瓢箪形状の断面形状とされるが、この本体部の形状は適宜設定できるし、凹溝部についても筒形状の軸心まわりに3本以上設けることもできるなど、種々の態様が可能である。凹溝部は、断面V字状やU字状、半円弧状、矩形状、台形状など種々の態様が可能である。また、特許文献1に記載のように、筒形状の上下に位置する略水平な一対の平坦な幅狭側壁に、それぞれその幅狭側壁と略平行に左右両側へ延び出すように翼状フランジを設けることもできる。一対の隔壁は、凹溝部を避けて配置することが望ましい。また、凹溝部や隔壁は、筒形状の長手方向の一部に設けるだけでも良いが、長手方向の全長に亘って設けることが望ましい。
 このような本体部は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料を用いて、筒形状の軸方向に押出し成形することにより、隔壁を含めて一体に成形することができるが、筒形状を2分割した一対の半割れ体を薄板材にてプレス加工等により形成し、該一対の半割れ体の開口側の両側部をそれぞれ重ね合わせた状態、或いは突き合わせた状態で一体的に溶接接合することによって筒形状とし、その内部に一対の隔壁を溶接接合などで一体的に固設しても良いなど、種々の態様が可能である。
 第3発明では、一対の隔壁の水平方向に対する傾斜角度θの絶対値〔θ〕が0°<〔θ〕≦20°の範囲内で、5°≦〔θ〕≦15°程度の範囲内が一層好ましいが、押出し成形の金属材料の種類や製造方法、筒形状の断面形状などによっては、傾斜角度θの絶対値〔θ〕が一対の隔壁が傾斜側壁に達しない範囲で20°を超えていても良い。すなわち、幅広側壁の上下の両側に傾斜側壁が設けられている場合に、隔壁がその傾斜側壁にまで達すると蛇腹状の軸圧壊特性を阻害するため、傾斜側壁に達する最大角度の絶対値を〔α〕とした場合、傾斜角度θの絶対値〔θ〕は、0°<〔θ〕≦〔α〕の範囲内で設定する。第3発明ではまた、一対の隔壁が筒形状の軸方向と平行に設けられるが、その軸方向に対して傾斜させて配置することも可能である。第4発明では、一対の隔壁が水平方向に対して対称的に傾斜させられるが、非対称すなわち上記傾斜角度θの絶対値〔θ〕が互いに異なっていても良い。
 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のクラッシュボックス10は、サイドメンバー12Rとバンパービーム14の右端部との間に配設されて使用されるもので、本発明の車両用衝撃吸収部材に相当する。図1のバンパービーム14は、車両の右側半分を示す平面図で、左側半分は中心線を挟んで対称的に構成される。クラッシュボックス10は、基本断面形状が図2に示すように扁平な八角形の閉断面の筒形状を成している本体部22と、その本体部22の軸方向(軸心aの方向)の両端部にそれぞれ一体的に溶接固定された一対の取付プレート24、26とを備えており、本体部22の軸心aが車両の前後方向と略平行となる姿勢でサイドメンバー12Rとバンパービーム14との間に配設され、取付プレート24、26を介して図示しないボルト等によりそれ等のサイドメンバー12R、バンパービーム14に一体的に固定される。図1は、クラッシュボックス10の配設態様を示す概略平面図である。また、図2は、クラッシュボックス10の軸方向と直角な断面形状を示す図で、図1におけるII-II矢視部分の断面図である。
 上記本体部22の軸方向の両端縁のうちサイドメンバー12R側すなわち取付プレート24側の端縁は、本体部22の軸心に対して直角で、取付プレート24もその端縁の全周に亘って密着するように軸心aに対して略直角に設けられており、サイドメンバー12Rの前端面に密着するように固設される。一方、バンパービーム14側すなわち取付プレート26側の端縁は、バンパービーム14の形状に対応して、バンパービーム14の端部に向かうに従って車体側へ後退するように、本体部22の軸心aに対して直角な方向から傾斜させられているとともに、取付プレート26もその端縁の全周に亘って密着するように本体部22の軸心aに対して傾斜するように設けられており、バンパービーム14に密着するように固設されている。そして、車両前方から衝撃が加えられて圧縮荷重を受けると、軸方向に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。
 上記本体部22は、図2に示すように、軸心aに対して直角な断面が、凹溝部32、33に隣接する2つの辺を直線で補間して得られる左右両側の一対の長辺を有する長手形状、すなわち上下に長い長方形の4つの角部に平面取りを施した八角形状を基本形状としており、全体として8の字形状乃至瓢箪形状の断面形状を成している。すなわち、その基本形状の長辺を構成している略垂直で互いに平行な一対の幅広側壁30、31と、その幅広側壁30、31の上下の両端からそれぞれ内側へ斜めに傾斜するように設けられた4箇所の傾斜側壁34、35と、基本形状の短辺を構成するように長手方向(長軸A方向)の両端に長手方向と直角に設けられて傾斜側壁34、35と接続している略水平で互いに平行な一対の幅狭側壁36、37とを備えている。そして、幅広側壁30、31の幅方向の中央部分、すなわち図2における上下方向の中央の略水平な短軸B部分には、長軸Aに対して対称的にそれぞれ筒形状の内側へV字状に凹む一対の凹溝部32、33が、軸心aと平行に筒形状の本体部22の軸方向の全長に亘って設けられている。長軸Aは、長手状断面の長手方向の中心線、すなわち上下両端の幅狭側壁36、37の中点を通る軸で、短軸Bは、長手状断面の幅方向の中心線、すなわち左右両側の長辺の中点を通る軸である。また、軸心aは、これ等の長軸Aと短軸Bとの交点である。上記幅広側壁30、31は、車幅方向に隔てた左右両側の一対の側壁に相当する。
 上記一対の幅狭側壁36、37の上下方向の外側には、それぞれ筒形状の本体部22の軸方向の全長に亘ってそれぞれ一対の翼状フランジ38、39が一体に設けられている。この翼状フランジ38、39は、図2に示す本体部22の軸直角断面において、幅狭側壁36、37の左右の両端部分から上下方向の外側へ僅かに突き出すとともに、幅狭側壁36、37と平行に互いに反対方向へ延び出すように設けられている。これらの翼状フランジ38、39の両端(外端)までの幅寸法(間隔)は、筒形状の車幅方向の外側面すなわち幅広側壁30、31の外面までの幅寸法(間隔)と略同じ寸法とされている。
 本体部22にはまた、筒形状の内部であって前記凹溝部32、33を挟んで上下に隔てた部分に、左右の幅広側壁30、31を連結するように一対の平板状の隔壁40、42が設けられている。これ等の隔壁40、42は、本体部22の軸方向において軸心aと平行で、且つ本体部22の軸方向の全長に亘って設けられている。また、図2に示す本体部22の軸直角断面において、凹溝部32、33によって上下に分断された幅広側壁30、31の各々の中点を通る中間軸C、Dと長軸Aとの交点b、cを通るように設けられているとともに、車幅方向の車両内側(図2における左方向)へ向かうに従って相互の間隔が狭くなるように、上側の隔壁40は下方へ傾斜させられ、下側の隔壁42は上方へ傾斜させられている。隔壁40、42の水平方向(中間軸C、D)に対する傾斜角度θの絶対値〔θ〕は互いに等しく、水平方向に対して対称的に傾斜させられており、隔壁40、42が短軸Bを挟んで対称的に設けられているとともに、その傾斜角度θは0°<〔θ〕≦20°の範囲内で定められている。また、傾斜角度θの絶対値〔θ〕は、幅広側壁30、31に連結できる最大角度αの絶対値〔α〕以下で、両端部が何れも幅広側壁30、31に連結されるようになっている。本実施例では最大角度αの絶対値〔α〕が20°で、傾斜角度θの絶対値〔θ〕は10°である。
 このような本体部22は、本実施例ではアルミニウム合金の押出し成形加工により一体に構成されており、前記翼状フランジ38、39や隔壁40、42と共に略一定の板厚寸法で一体成形されている。そして、このように構成されたクラッシュボックス10は、一対の幅広側壁30、31が車幅方向の両側に位置し、長軸Aが車両の上下方向と略平行になる姿勢で、前記サイドメンバー12Rとバンパービーム14との間に配設されて使用される。
 このようなクラッシュボックス10によれば、一対の平板状の隔壁40、42が、車幅方向の両側の幅広側壁30、31を連結するように凹溝部32、33を挟んで上下に隔てて設けられているとともに、その一対の隔壁40、42は車幅方向の車両内側へ向かうに従って相互の間隔が狭くなるように傾斜させられているため、車両の斜め外側から加えられる衝撃荷重に対する耐横倒れ性能が向上する。これにより、車両の斜め横方向から衝撃荷重が加えられてモーメント荷重M(図4参照)が生じる場合でも、その一対の隔壁40、42の存在で横倒れが抑制されて優れた衝撃吸収性能が安定して得られるようになる。特に、本実施例では一対の幅狭側壁36、37にそれぞれ翼状フランジ38、39が一体に設けられているため、斜め横方向からの衝撃荷重に対する耐横倒れ性能が一層向上し、優れた衝撃吸収性能が一層安定して得られる。
 また、凹溝部32、33を挟んで上下に隔てて一対の隔壁40、42が設けられ、その隔壁40、42の両端部がそれぞれ幅広側壁30、31に一体に連結されるため、凹溝部32、33による蛇腹状の圧壊特性を損なうことなく耐横倒れ性能を向上させることができ、優れた衝撃吸収性能が一層安定して得られる。
 また、本実施例のクラッシュボックス10はアルミニウム合金の押出し成形加工によって一体に成形されるが、一対の隔壁40、42は、それぞれ本体部22の軸心aと平行に設けられているとともに、水平方向に対する傾斜角度θの絶対値〔θ〕が何れも0°<〔θ〕≦20°の範囲内であるため、押出し成形性を確保しつつ耐横倒れ性能を向上させることができる。
 また、一対の隔壁40、42が水平方向に対して対称的に傾斜させられ、短軸Bを挟んで対称的に設けられているため、一対の隔壁40、42に略均等にモーメント荷重M等が作用するようになり、耐横倒れ性能を適切に向上させることができる。
 ここで、図4は、図3の衝突バリア50によるオフセット衝突試験で、傾斜した衝突面52により荷重Fが斜めに作用してクラッシュボックス10に車両の内側へ向かう内向き(図4における左まわり)のモーメント荷重Mが発生する場合で、車両の幅方向に延びる翼状フランジ38、39に加えて一対の隔壁40、42が設けられることにより、モーメント荷重Mによる横倒れが効果的に抑制される。
 また、図5~図9は、図3のオフセット衝突試験においてバリア角度γ=0°、β1、β2、β3、およびβ4(0°<β1<β2<β3<β4)の場合について、車速V1=16km/hの条件でオフセット衝突試験を行って圧壊過程をFEM解析によりシミュレートして得られた圧縮ストロークに対する軸圧壊荷重(実線)および吸収エネルギー(破線)の変化特性を、本発明品(隔壁有り)および従来品(隔壁無し)について比較して示した図である。また、図10は、バリア角度γ=β1、β2、β3、およびβ4の場合について、上記シミュレーション結果に基づいて本発明品および従来品の変形状態を一定の時間間隔で9段階で示した図である。このシミュレーション結果から、バリア角度γ=β2までは、本発明品、従来品共に横倒れしないが、バリア角度γがβ3以上になると耐横倒れ性能の性能差が明確に現れる。すなわち、バリア角度γ=β3では従来品のみに横倒れが発生し、図8における圧縮ストロークST1で横倒れが開始した。図10の従来品(左欄)におけるバリア角度γ=β3の欄の第6段階は、この横倒れ開始時である。バリア角度γ=β4では本発明品、従来品共に横倒れが発生するが、従来品は図9の圧縮ストロークST1で横倒れが開始するのに対し、本発明品は圧縮ストロークST1よりも大きい圧縮ストロークST2で横倒れが開始し、従来品よりも優れた耐横倒れ性能が得られることが分かる。図10のバリア角度γ=β4の従来品の欄の第5段階が横倒れ開始時で、本発明品の欄の第6段階が横倒れ開始時である。なお、図5~図9の吸収エネルギー(破線)の変化特性から明らかなように、本発明品は一対の隔壁40、42の存在による断面増加で、何れのバリア角度においても圧縮ストロークの全域で従来品よりも優れた衝撃吸収性能が安定して得られる。
 なお、前記実施例のクラッシュボックス10は、一対の隔壁40、42が水平方向に対して対称的に傾斜させられ、短軸Bを挟んで対称的に設けられていたが、例えば図11のクラッシュボックス60のように、一対の隔壁62、64を水平方向に対して非対称に設けることも可能である。この実施例では、上側の隔壁62の傾斜角度θの絶対値〔θ〕は最大角度αの絶対値〔α〕(=20°)と同じであるのに対し、下側の隔壁64の傾斜角度θの絶対値〔θ〕は最大角度αの絶対値〔α〕よりも小さく、〔θ〕=10°である。
 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。
 10、60:クラッシュボックス(車両用衝撃吸収部材)  12R:サイドメンバー(車体側部材) 14:バンパービーム(バンパー部材)  30、31:幅広側壁(一対の側壁)  32、33:凹溝部  40、42、62、64:隔壁  a:軸心  θ:傾斜角度

Claims (4)

  1.  平板状の複数の側壁を有して構成されている閉断面の筒形状を成しているとともに、車幅方向に隔てた左右両側の一対の側壁にはそれぞれ内側へ凹むように凹溝部が該筒形状の軸方向に設けられており、
     該軸方向が車両の前後方向となる姿勢で車体側部材とバンパー部材との間に配設され、圧縮荷重を受けることにより該軸方向に蛇腹状に圧壊させられて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、
     前記筒形状の内部には、前記一対の側壁を連結するように上下方向に隔てて一対の平板状の隔壁が一体的に設けられているとともに、
     該一対の隔壁は前記車幅方向の車両内側へ向かうに従って相互の間隔が狭くなるように、上側の隔壁は下方へ傾斜させられ、下側の隔壁は上方へ傾斜させられている
     ことを特徴とする車両用衝撃吸収部材。
  2.  閉断面の筒形状を成しているとともに、該閉断面は互いに平行な一対の長辺を車幅方向に隔てて有する長手形状を成している一方、該長辺を構成している一対の幅広側壁には内側へ凹むように凹溝部が該筒形状の軸方向に設けられており、
     該軸方向が車両の前後方向となる姿勢で車体側部材とバンパー部材との間に配設され、圧縮荷重を受けることにより該軸方向に蛇腹状に圧壊させられて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、
     前記筒形状の内部であって前記凹溝部を挟んで上下に隔てた部分には、前記一対の幅広側壁を連結するように一対の平板状の隔壁が一体的に設けられているとともに、
     該一対の隔壁は前記車幅方向の車両内側へ向かうに従って相互の間隔が狭くなるように、上側の隔壁は下方へ傾斜させられ、下側の隔壁は上方へ傾斜させられている
     ことを特徴とする車両用衝撃吸収部材。
  3.  前記車両用衝撃吸収部材は金属の押出し成形品で、
     前記一対の隔壁は、それぞれ前記軸方向と平行に一体に設けられているとともに、該軸方向と直角な断面において水平方向に対する傾斜角度θの絶対値〔θ〕が何れも0°<〔θ〕≦20°の範囲内である
     ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用衝撃吸収部材。
  4.  前記一対の隔壁は、前記軸方向と直角な断面において水平方向に対して対称的に傾斜させられている
     ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の車両用衝撃吸収部材。
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