JP2002012109A

JP2002012109A - 車両の衝撃吸収部材

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Publication number: JP2002012109A
Application number: JP2000200825A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mizukami; 浩一水上; Hiroshi Kayukawa; 宏粥川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2020-07-03
Also published as: JP3624803B2

Abstract

(57)【要約】【課題】重量増加及びコスト増加を招くことなく、エ
ネルギ吸収能力を確実に向上する。【解決手段】フロントサイドメンバ１０の前端部に連
結されたクラッシュボックス１２は、アルミニウムの押
出し成形品から成り、中空部２２を形成する外周壁部２
４と、この外周壁部２４の後端部に形成した座部２６
と、を有している。座部２６は、外周壁部２４の端部を
冷間鍛造することで成形しており、外周壁部２４の外側
へ向かう外側フランジ２６Ａと、外周壁部２４の内側へ
向かう内側フランジ２６Ｂとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の衝撃吸収部材
に係り、特に、自動車等の車両におけるサイドメンバ等
の車両骨格部材の先端に配設される車両の衝撃吸収部材
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両におけるサイドメ
ンバ等の車両骨格部材の先端に配設される車両の衝撃吸
収部材としては、その例が特表平６−５０３７８２号公
報、ＵＳＰ４１５２０１２に開示されている。

【０００３】図１０に示される如く、特表平６−５０３
７８２号公報の車両の衝撃吸収部材では、衝撃吸収部材
としてのアルミニウム押し出し成形部品７０が、鋳造部
品７２の形成された円筒状の収容部７４内に挿入されて
おり、収容部７４の前端部７４Ａにおいて溶接されてい
る。

【０００４】また、図１１に示される如く、ＵＳＰ４１
５２０１２の車両の衝撃吸収部材では、板厚の異なる複
数の衝撃吸収部材８０、８２、８４が連結され、車両骨
格部材としてのサイドメンバ８６の前端部に配設されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の車両の衝撃吸収部材では、軸方向に圧縮変形させたい
衝撃吸収部材の外周壁部に重合部９０（図１０参照）ま
たは連結フランジ９２（図１１参照）がある。この結
果、軸方向（図１０、図１１の矢印Ｆ方向）に荷重が作
用した場合に、重合部９０または連結フランジ９２が、
衝撃吸収部材における他の部位に比べて変形し難い、ま
たは、変形しない。このため、衝撃吸収部材が重合部９
０または連結フランジ９２との境を起点に座屈変形し易
く、エネルギー吸収能力が低下する。また、重合部９０
または連結フランジ９２により、衝撃吸収部材の重量増
加及びコスト増加を招いている。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、重量増加及び
コスト増加を招くことなく、エネルギ吸収能力を確実に
向上できる車両の衝撃吸収部材を得ることが目的であ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、車両骨格部材の端部に配設される車両の衝撃吸収部
材において、中空部を形成する外周壁部と、該外周壁部
と略直交する座部と、を有し、前記座部が、前記外周壁
部の外側へ向かう外側フランジと、前記外周壁部の内側
へ向かう内側フランジとを備えたことを特徴とする。

【０００８】従って、衝撃吸収部材の外周壁部と座部と
の間に従来構造のような重合部が存在しないため、重合
部を起点とする衝撃吸収部材の座屈変形を防止できると
共に、重合部により重量増加及びコスト増加を招くこと
もない。また、座部に形成した外周壁部の外側へ向かう
外側フランジと、外周壁部の内側へ向かう内側フランジ
とによって、外周壁部の端部において、荷重作用時に外
周壁部が倒れ難くなる。この結果、外周壁部の端部が座
屈変形するのを防止でき、外周壁部が軸方向に確実に圧
縮変形するため、エネルギ吸収能力を確実に向上でき
る。

【０００９】請求項２記載の本発明は、車両骨格部材の
端部に配設される車両の衝撃吸収部材において、押出し
成形品から成り、中空部を形成する外周壁部と、該外周
壁部の一部を鍛造成形した座部と、を有することを特徴
とする。

【００１０】従って、衝撃吸収部材の外周壁部と座部と
の間に従来構造のような重合部が存在しないため、重合
部を起点とする衝撃吸収部材の座屈変形を防止できると
共に、重合部により重量増加及びコスト増加を招くこと
もない。また、衝撃吸収部材を鋳造により成形する場合
に比べて、柔らかい材料を使えると共に、溶接熱等によ
る材料特性の変化もない。また、衝撃吸収部材の外周壁
部の板厚を自由に可変できるので、板厚の境となる部位
に従来構造のような連結フランジが形成されず、この連
結フランジに起因する座屈変形も発生しない。この結
果、衝撃吸収部材のエネルギ吸収能力を確実に向上でき
る。

【００１１】請求項３記載の本発明は、請求項１または
請求項２の何れかに記載の車両の衝撃吸収部材におい
て、前記外周壁部は、少なくとも２以上の異なる板厚か
らなることを特徴とする。

【００１２】従って、請求項１または請求項２の何れか
に記載の内容に加えて、外周壁部の板厚を変えることで
所望のエネルギー吸収特性が容易に得られる。

【００１３】請求項４記載の本発明は、請求項１〜３の
何れかに記載の車両の衝撃吸収部材において、前記座部
は、前記車両骨格部材側へ突出した突出壁を有すること
を特徴とする。

【００１４】従って、請求項１〜３の何れかに記載の内
容に加えて、突出壁により、高いエネルギー収部特性を
確保した上で、座部と車両骨格部材との間に別部品の組
付けが可能となる。

【００１５】請求項５記載の本発明は、請求項４に記載
の車両の衝撃吸収部材において、前記突出壁は、前記車
両骨格部材への取付け状態で、前記車両骨格部材との間
に間隙を有することを特徴とする。

【００１６】従って、請求項４に記載の内容に加えて、
座部と車両骨格部材との間に配設される別部品が、樹脂
部品等の圧縮変形し易い材料であっても、組付け時に前
記圧縮変形に応じて、間隙が狭くなることで別部品の取
付け剛性を確保できる。また、荷重入力時には、間隙が
無くなり、突出壁と車両骨格部材とが当接するため、荷
重を確実に伝達できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明における車両の衝撃吸収部
材の第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。

【００１８】なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢
印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示
す。

【００１９】図３に示される如く、本実施形態では、自
動車車体における前部の車幅方向両端下部近傍に車体前
後方向に沿って配設された車両骨格部材としての左右一
対のフロントサイドメンバ１０の先端部（前端部）に、
衝撃吸収部材としてのクラッシュボックス１２を介し
て、バンパリインフォースメント１４が取り付けられて
いる。なお、フロントサイドメンバ１０とクラッシュボ
ックス１２との連結部には、樹脂材で成形されたフロン
トエンドモジュール１６の取付部１６Ａが挟持されてい
る。

【００２０】フロントサイドメンバ１０は、断面矩形状
の閉断面構造とされており、前端部には、前端開口部を
閉塞する矩形板状の座部１０Ａが配設されており、この
座部１０Ａの四隅に形成された凸部には、取付孔１８が
延設されている。また、これらの取付孔１８と対向する
フロントエンドモジュール１６の取付部１６Ａの各部位
にも取付孔２０が形成されている。

【００２１】図２に示される如く、クラッシュボックス
１２は、アルミニウムの押出し成形品から成り、中空部
２２を形成する外周壁部２４と、この外周壁部２４の後
端部に形成した座部２６と、を有している。また、外周
壁部２４は矩形状の閉断面構造とされており、外周壁部
２４と略直交している座部２６は矩形板状とされ、その
四隅に形成された凸部には、取付孔２８が形成されてい
る。なお、クラッシュボックス１２は、マグネシウム等
の他の金属の押出し成形品としても良い。

【００２２】図３に示される如く、クラッシュボックス
１２の取付孔２８、フロントエンドモジュール１６の取
付孔２０、及びフロントサイドメンバ１０の取付孔１８
には、車両前方側から締結部材としてのボルト３０がそ
れぞれ挿入されており、各ボルト３０の螺子部には、車
両後方側からナット３２が螺合されている。

【００２３】図１に示される如く、クラッシュボックス
１２の座部２６は、外周壁部２４の後端部を、冷間鍛造
（金属が再結晶する温度より低い温度条件での鍛造）す
ることで成形しており、座部２６は、外周壁部２４の外
側へ向かう外側フランジ２６Ａと、外周壁部２４の内側
へ向かう内側フランジ２６Ｂとを備えている。

【００２４】また、座部２６には、フロントサイドメン
バ１０側、即ち車両後方側へ向けて突出壁２６Ｃが突出
形成されている。突出壁２６Ｃは、外周壁部２４と同じ
断面形状とされており、外周壁部２４の延長線上に配設
されている。

【００２５】また、突出壁２６Ｃは、フロントサイドメ
ンバ１０への取付け状態（図１に示す状態）で、フロン
トサイドメンバ１０との間に間隙４０が形成されてお
り、クラッシュボックス１２に前方（図１の矢印Ａ方
向）から所定値以上の荷重が作用した場合には、クラッ
シュボックス１２の座部２６とフロントサイドメンバ１
０の座部１０Ａとの間に挟持されたフロントエンドモジ
ュール１６の取付部１６Ａが潰れ、突出壁２６Ｃがフロ
ントサイドメンバ１０の座部１０Ａに当接するようにな
っている。

【００２６】なお、クラッシュボックス１２における外
周壁部２４の前端部２４Ａは、バンパリインフォースメ
ント１４の取付面１４Ａ（図３参照）に対応して平面視
において傾斜面となっている。

【００２７】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００２８】本実施形態では、クラッシュボックス１０
の外周壁部２４と座部２６との間に、図１０に示す従来
構造のような重合部９０が存在しないため、重合部を起
点とするクラッシュボックス１０の座屈変形を防止でき
ると共に、重合部により重量増加及びコスト増加を招く
こともない。

【００２９】また、本実施形態では、クラッシュボック
ス１０の座部２６に形成した外側フランジ２６Ａと内側
フランジ２６Ｂとによって、外周壁部２４における上下
左右の各壁部が、略前方（図１の矢印Ａ方向）から荷重
に対して倒れ難くなっている。即ち、座部２６によっ
て、外周壁部２４の後端部において、発生する曲げモー
メント（図１の矢印Ｓ１、Ｓ２）を抑制できるので、こ
の点においても、クラッシュボックス１０の座屈変形を
防止できる。この結果、外周壁部２４が軸方向に確実に
圧縮変形するため、エネルギーを効果的に吸収できる。

【００３０】また、本実施形態では、クラッシュボック
ス１２を鋳造により成形する場合に比べて、柔らかい材
料を使えると共に、別部材を溶接によって連結する場合
に比べて、溶接熱により材料のエネルギー吸収特性が低
下することもない。また、鍛造によりクラッシュボック
ス１２の外周壁部２４の板厚を自由に可変できるので、
板厚の境となる部位に図１１に示す従来構造のような連
結フランジ９２が形成されず、この連結フランジ９２に
起因する座屈変形も発生しない。この結果、クラッシュ
ボックス１２のエネルギ吸収能力を確実に向上できると
共に、板厚の調整も容易である。

【００３１】また、本実施形態では、クラッシュボック
ス１２における座部２６に形成した、突出壁２６Ｃによ
り、座部２６とフロントサイドメンバ１０との間にフロ
ントエンドモジュール１６の組付けが可能となる。

【００３２】また、本実施形態では、フロントサイドメ
ンバ１０への取付け状態（図１に示す状態）で、突出壁
２６Ｃとフロントサイドメンバ１０との間に間隙４０が
形成されているため、フロントエンドモジュール１６の
取付部１６Ａの厚さが、突出壁２６Ｃの高さよりも常に
大きく、締結の軸力確保の妨げにならない。一方、クラ
ッシュボックス１２に前方から所定値以上の荷重が作用
した場合には、クラッシュボックス１２の座部２６とフ
ロントサイドメンバ１０の座部１０Ａとの間に挟持され
たフロントエンドモジュール１６の取付部１６Ａが潰
れ、突出壁２６Ｃがフロントサイドメンバ１０の座部１
０Ａに当接する。この結果、荷重をフロントサイドメン
バ１０へ確実に伝達できる。

【００３３】次に、本発明における車両の衝撃吸収部材
の第２実施形態を図４に従って説明する。

【００３４】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００３５】図４に示される如く、本実施形態では、ク
ラッシュボックス１２の外周壁部２４は、２つの異なる
板厚Ｍ１、Ｍ２からなり、車体前部２４Ｂの板厚Ｍ１が
車体後部２４Ｃの板厚Ｍ２に比べて薄くなっている（Ｍ
１＜Ｍ２）。なお、車体前部２４Ｂと車体後部２４Ｃと
の境となる傾斜部２４Ｄの傾斜角度αは４５度に設定さ
れている。

【００３６】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００３７】本実施形態では、第１実施形態の作用に加
えて、外周壁部２４の板厚Ｍ１、Ｍ２及び、傾斜部２４
Ｄの前後方向の位置を変えることで、所望のエネルギー
吸収特性が容易に得られる。

【００３８】また、荷重が車体前方（図４の矢印Ａ方
向）から作用した場合に、板厚を薄くした外周壁部２４
の車体前部２４Ｂ側からクラッシュボックス１２を潰し
ていくことができる。この結果、車体前部２４Ｂに比べ
潰れ難い車体後部２４Ｃの近傍に周辺部品を配設する等
の構成とすることによって、損傷個所を低減でき修理ま
たは交換する部品を低減できる。

【００３９】なお、本実施形態では、板厚をＭ１、Ｍ２
の２種類としたが、図５に示される如く、板厚をＭ１、
Ｍ２、Ｍ３の３種類としても良く、更には、４種類以上
（図示省略）の板厚としても良い。また、図６に示され
る如く、外周壁部２４における、前後上下左右の各板
厚、例えば、車幅方向外側壁部２４Ｅの板厚Ｍ４、Ｍ５
と車幅方向内側壁部２４Ｆの板厚Ｍ６、Ｍ７とを異なら
せた構成としても良い。また、外周壁部２４における、
前後上下左右の一部、例えば、左右の壁部のみの板厚を
変えた構成としたも良い。更には、座部２６における外
側フランジ２６Ａの板厚Ｍ８と内側フランジ２６Ｂの板
厚Ｍ９を異ならせても良い。

【００４０】次に、本発明における車両の衝撃吸収部材
の第３実施形態を図７〜図９に従って説明する。

【００４１】なお、第２実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００４２】図７に示される如く、本実施形態では、外
周壁部２４における車体前部２４Ｂと車体後部２４Ｃと
の境となる傾斜部２４Ｄの傾斜角度αが小さく、なだら
かな板厚変化になっている。この結果、図８に示す比較
例のように、車体前部２４Ｂと車体後部２４Ｃとの境と
なる傾斜部２４Ｄの傾斜角度αを９０度とした場合、即
ち段差部２４Ｄを設けた構成の荷重特性と、本実施形態
の荷重特性を比較すると、図９のようになる。

【００４３】即ち、外周壁部２４に段差部２４Ｄ（図８
の構成）がある場合には、図９に二点鎖線で示すよう
に、クラッシュボックス１２が軸圧縮変形する際に、段
差部２４Ｄに起因するピーク値Ｐが発生する。一方、外
周壁部２４がなだらかに板厚変化にする（図７の構成）
場合には、図９に実線で示すように、クラッシュボック
ス１２が軸圧縮変形する際に、ピーク値が発生しないよ
うにできる。

【００４４】以上に於いては、本発明を特定の実施形態
について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に
限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかで
ある。例えば、上記各実施形態では、車両骨格部材とし
ての左右一対のフロントサイドメンバ１０に本発明の車
両の衝撃吸収部材を適用し例について説明したが、本発
明の車両の衝撃吸収部材は、フロントサイドメンバ以外
のリヤサイドメンバ、ロッカ、ピラー等の他の車両骨格
部材にも適用可能である。また、本実施形態では、フロ
ントサイドメンバ１０及びクラッシュボックス１２の断
面形状を矩形状としたが、フロントサイドメンバ１０及
びクラッシュボックス１２の断面形状は矩形状（四角
形）に限定されず、三角形、五角形、六角形等の多角
形、円形等の他の形状としても良い。

【００４５】

【発明の効果】請求項１記載の本発明は、車両骨格部材
の端部に配設される車両の衝撃吸収部材において、中空
部を形成する外周壁部と、外周壁部と略直交する座部
と、を有し、座部が、外周壁部の外側へ向かう外側フラ
ンジと、外周壁部の内側へ向かう内側フランジとを備え
たため、重量増加及びコスト増加を招くことなく、エネ
ルギ吸収能力を確実に向上できるという優れた効果を有
する。

【００４６】請求項２記載の本発明は、車両骨格部材の
端部に配設される車両の衝撃吸収部材において、押出し
成形品から成り、中空部を形成する外周壁部と、外周壁
部の一部を鍛造成形した座部と、を有するため、重量増
加及びコスト増加を招くことなく、エネルギ吸収能力を
確実に向上できるという優れた効果を有する。

【００４７】請求項３記載の本発明は、請求項１または
請求項２の何れかに記載の車両の衝撃吸収部材におい
て、外周壁部は、少なくとも２以上の異なる板厚からな
るため、請求項１または請求項２の何れかに記載の効果
に加えて、所望のエネルギー吸収特性が容易に得られる
という優れた効果を有する。

【００４８】請求項４記載の本発明は、請求項１〜３の
何れかに記載の車両の衝撃吸収部材において、座部は、
車両骨格部材側へ突出した突出壁を有するため、請求項
１〜３の何れかに記載の効果に加えて、座部と車両骨格
部材との間に別部品の組付けが可能となるという優れた
効果を有する。

【００４９】請求項５記載の本発明は、請求項４に記載
の車両の衝撃吸収部材において、突出壁は、車両骨格部
材への取付け状態で、車両骨格部材との間に間隙を有す
るため、請求項４に記載の効果に加えて、別部品の取付
け剛性を確保できると共に荷重を確実に伝達できるとい
う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の衝撃吸収部
材を示す平断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る車両の衝撃吸収部
材を示す車体斜め前方内側から見た斜視図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係る車両の衝撃吸収部
材が適用された車体前部を示す車体斜め前方から見た分
解斜視図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る車両の衝撃吸収部
材を示す平断面図である。

【図５】本発明の第２実施形態の変形例に係る車両の衝
撃吸収部材を示す平断面図である。

【図６】本発明の第２実施形態の他の変形例に係る車両
の衝撃吸収部材を示す平断面図である。

【図７】本発明の第３実施形態に係る車両の衝撃吸収部
材を示す平断面図である。

【図８】本発明の第３実施形態の比較例に係る車両の衝
撃吸収部材を示す平断面図である。

【図９】本発明の第３実施形態に係る車両の衝撃吸収部
材の荷重特性と比較例の荷重特性を示すグラフである。

【図１０】従来の車両の衝撃吸収部材を示す側断面図で
ある。

【図１１】従来の車両の衝撃吸収部材を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１０フロントサイドメンバ（車両骨格部材）１２クラッシュボックス（衝撃吸収部材）１４バンパリインフォースメント１６フロントエンドモジュール２２クラッシュボックスの中空部２４クラッシュボックスの外周壁部２６クラッシュボックスの座部２６Ａ座部の外側フランジ２６Ｂ座部の内側フランジ２６Ｃ座部の突出部４０間隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両骨格部材の端部に配設される車両の
衝撃吸収部材において、中空部を形成する外周壁部と、該外周壁部と略直交する
座部と、を有し、前記座部が、前記外周壁部の外側へ向かう外側フランジ
と、前記外周壁部の内側へ向かう内側フランジとを備え
たことを特徴とする車両の衝撃吸収部材。
【請求項２】車両骨格部材の端部に配設される車両の
衝撃吸収部材において、押出し成形品から成り、中空部を形成する外周壁部と、該外周壁部の一部を鍛造成形した座部と、を有することを特徴とする車両の衝撃吸収部材。
【請求項３】前記外周壁部は、少なくとも２以上の異
なる板厚からなることを特徴とする請求項１または請求
項２の何れかに記載の車両の衝撃吸収部材。
【請求項４】前記座部は、前記車両骨格部材側へ突出
した突出壁を有することを特徴とする請求項１〜３の何
れかに記載の車両の衝撃吸収部材。
【請求項５】前記突出壁は、前記車両骨格部材への取
付け状態で、前記車両骨格部材との間に間隙を有するこ
とを特徴とする請求項４に記載の車両の衝撃吸収部材。