JPH08276804A - 自動車用衝突エネルギ吸収部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 限られた構造部材の端面の面積にもかかわら
ず、受圧面積を大きくすることができる、自動車用衝突
エネルギ吸収部材を提供すること。 【構成】 自動車のフロントサイドメンバのような構造
部材（１２）に取り付ける衝突エネルギ吸収部材（１
０）である。衝突エネルギ吸収部材は、筒状の側壁（１
４）と、側壁（１４）の一端に設けられ、構造部材（１
２）に取り付けられる取付け面（１６）と、側壁（１
４）の他端に側壁（１４）を塞ぐように設けられた当接
面（１８）と、側壁（１４）に設けられ、軸線方向へ伸
びる複数のスリット（２０）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用衝突エネルギ吸
収部材に関し、特に、自動車のフロントサイドメンバま
たはリヤサイドメンバのような構造部材に取り付けるの
に適する衝突エネルギ吸収部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のボデーのフロントサイドメンバ
またはリヤサイドメンバのような構造部材に合成樹脂製
のバンパカバーを直接取り付ける場合、バンパカバーと
構造部材の端面との間にクラッシュボックスと呼称され
る衝突エネルギ吸収部材を配置することがある（特開平
6-171443号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記構造部材の端面の
面積が限られた大きさであるため、衝突エネルギ吸収部
材の寸法が限られることとなり、衝突エネルギ吸収部材
の受圧面積が小さい。そのため、バンパカバーから荷重
が加わったとき、バンパカバーに生ずる応力が大きくな
り、バンパカバーに大きな損傷を与えていた。

【０００４】本発明の目的は、限られた構造部材の端面
の面積にもかかわらず、受圧面積を大きくすることがで
きる、自動車用衝突エネルギ吸収部材を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、自動車の構造
部材に取り付ける衝突エネルギ吸収部材であって、筒状
の側壁と、該側壁の一端に設けられ、前記構造部材に取
り付けられる取付け面と、前記側壁の他端に前記側壁を
塞ぐように設けられた当接面と、前記側壁に設けられ、
軸線方向へ伸びる複数のスリットとを有する。

【０００６】本発明はまた、径の異なる筒状の複数のエ
ネルギ吸収体の互いに隣り合う径のものを環状の段部を
介して結合し、軸線方向へ先細の段付き形状に形成し
た、自動車の構造部材に取り付ける衝突エネルギ吸収部
材であって、最も径の小さな前記エネルギ吸収体に該エ
ネルギ吸収体を塞ぐように設けられ、前記構造部材の軸
線方向の端面に取り付けられる取付け面を有する。

【０００７】

【作用および効果】請求項１に記載の発明では、取付け
面を構造部材に取り付けて使用するとき、所定以上の衝
突荷重が当接面から加わると、複数のスリットが広げら
れ、側壁がその断面の面積を大きくするように変形し、
衝突エネルギを吸収する。

【０００８】衝突エネルギ吸収部材の側壁に設けた当接
面と側壁の変形によって生じた面とが受圧面積となるた
め、側壁の変形によって生じた分だけ受圧面積が大きく
なり、衝突荷重を大きな受圧面積で受けることができ
る。

【０００９】請求項２に記載の発明では、最も径の小さ
なエネルギ吸収体に設けた取付け面を構造部材の端面に
取り付けて使用するとき、最も径の大きなエネルギ吸収
体が自動車の前方または後方へ向けて構造部材から突出
する。所定以上の衝突荷重が最も径の大きなエネルギ吸
収体に加わると、その反力によって複数のエネルギ吸収
体がその径の小さな方から順次座屈してゆき、衝突エネ
ルギを吸収する。そして、全てのエネルギ吸収体が座屈
したとき、衝突エネルギ吸収部材は扁平な剛体となり、
実質的にその全体が受圧面積となる。

【００１０】衝突荷重を大きな受圧面積で受けることが
できる。特に、衝突エネルギ吸収部材の最も径の小さな
エネルギ吸収体の取付け面が構造部材の軸線方向の端面
に取り付けられるため、前記取付け面の面積が、限られ
た面積の構造部材の端面と同じ大きさであっても、受圧
面積は前記取付け面に比べて大きくなる。これによっ
て、衝突エネルギ吸収部材に取り付けられるバンパカバ
ーのような他部材に生ずる応力が小さくなる結果、この
他部材に損傷を及ぼす前に衝突エネルギ吸収部材が変形
し、衝突エネルギを十分に吸収できることとなる。

【００１１】エネルギ吸収部材が複数のエネルギ吸収体
からなり、軸線方向へ先細の段付き形状であるため、エ
ネルギ吸収の効率がよい。

【００１２】

【実施例】衝突エネルギ吸収部材１０は、第１の実施例
を示す図１を参照するに、自動車の構造部材１２に取り
付けるものであって、筒状の側壁１４と、側壁１４の一
端に設けられ、構造部材１２に取り付けられる取付け面
１６と、側壁１４の他端に側壁１４を塞ぐように設けら
れた当接面１８と、側壁１４に設けられ、軸線方向へ伸
びる複数のスリット２０とを有する。

【００１３】自動車の構造部材１２は、ボデーのフロン
トサイドメンバまたはリヤサイドメンバであり、衝突エ
ネルギ吸収部材１０は、構造部材１２がフロントサイド
メンバであるとき、その前端面に、構造部材１２がリヤ
サイドメンバであるとき、その後端面に取り付けられ
る。

【００１４】衝突エネルギ吸収部材１０の側壁１４は、
図示の実施例では、実質的に四角錐台状の筒であり、４
つの面のそれぞれに軸線方向へ伸びるビード２２とビー
ド２２に直交する、ビード２２より小さなビード２４と
を有する。各ビードは外方へ向けて凸状に形成されてい
る。ビード２２は、側壁１４の軸線方向の剛性を大きく
する機能を主として果たす。これに対して、ビード２４
は、所定以上の衝突荷重が加わったとき、側壁１４の変
形がこのビード２４の部位で起こるのを可能にする機能
を主として果たす。

【００１５】衝突エネルギ吸収部材１０の取付け面１６
は、側壁１４の一端から径方向の外方へ向けて張り出し
たフランジであり、一方、当接面１８は側壁１４の他端
を塞ぐように設けられている。取付け面１６は当接面１
８と同様に、側壁１４の一端を塞ぐ形態とすることがで
きるが、図示の構造にすることによって衝突エネルギ吸
収部材１０の受圧面積を最も大きくすることができ、好
ましい。取付け面１６は、複数、たとえば４つのボルト
穴２６を有し、このボルト穴２６を貫通するボルト（図
示せず）によって構造部材１２に取り付けられる。当接
面１８は、衝突荷重が加わるバンパカバーのような部材
（図示せず）に接触する。

【００１６】衝突エネルギ吸収部材１０の複数のスリッ
ト２０は、図示の実施例では、四角錐台の各隅部にあっ
て側壁１４の軸線方向へ伸びており、ビード２４に対応
する部分では、円形となっていてその他の部分より幅が
大きい。スリット２０は、側壁１４の変形を起こさせ易
くする。

【００１７】衝突エネルギ吸収部材１０は、たとえば1.
0 〜2.0mm の薄い鉄板を深絞り加工して得ることができ
る。このようにして得られた衝突エネルギ吸収部材１０
を、その取付け面１６によって構造部材１２に取り付
け、バンパカバーのような部材に当接面１８を突き当て
て使用する。

【００１８】バンパカバーのような部材から所定以上の
荷重Ｆが加わると、図２に示すように、衝突エネルギ吸
収部材１０は、スリット２０が広がるように、側壁１４
が径方向の外方Ａへ向けて変形する。その結果、受圧面
積は、当接面１８の面積と、当接面１８から外方へはみ
出した側壁１４の部分の面積と、取付け面１６の大きさ
によってはスリット２０からはみ出した取付け面１６の
部分の面積との合計の面積となる。したがって、衝突エ
ネルギ吸収部材１０が、図２のように変形した後、大き
くなった前記受圧面積で衝突荷重を受ける。

【００１９】衝突エネルギ吸収部材３０は、第２の実施
例を示す図３および図４を参照するに、径の異なる筒状
の複数のエネルギ吸収体、図示の実施例では、３つのエ
ネルギ吸収体３２、３４、３６の互いに隣り合う径のも
の３２、３４を環状の段部３３を介して、また互いに隣
り合う径のもの３４、３６を環状の段部３５を介して結
合し、軸線方向へ先細の段付き形状に形成したものであ
る。各エネルギ吸収体は、図示の実施例では、上下方向
の寸法に比べて横方向の寸法が大きい四角錐台形状であ
る。これは、衝突エネルギ吸収部材３０によって吸収す
べき衝突荷重が加わるバンパカバーのような部材がボデ
ーの横方向へ長尺であることを考慮したものである。各
エネルギ吸収体は、前記形状の他、上下方向の寸法と横
方向の寸法とが実質的に等しい四角錐台形状としたり、
円錐台形状としたりすることができる。

【００２０】衝突エネルギ吸収部材３０は、自動車の構
造部材１２に取り付けるもので、最も径の小さなエネル
ギ吸収体３２に該エネルギ吸収体３２を塞ぐように設け
られた取付け面３８を有する。衝突エネルギ吸収部材３
０は、たとえば1.0 〜2.0mmの薄い鉄板を深絞り加工に
よって形成することができる。取付け面３８は、たとえ
ば２本のボルト４０とナット４２とによって構造部材１
２の軸線方向の端面１３に取り付けられる。その結果、
最も径の大きなエネルギ吸収体３６は構造部材１２から
前方または後方へ突出し、バンパカバーのような部材に
当接することとなる。図示の実施例では、最も径の大き
なエネルギ吸収体３６に径方向の外方へ伸びるフランジ
３７が取り付けられ、当接面となっている。

【００２１】バンパカバーのような部材から所定以上の
衝突荷重が加わると、最初に、衝突エネルギ吸収部材３
０の最も径の小さいエネルギ吸収体３２が、構造部材１
２からの反力によって段部３３で曲げ変形し、またエネ
ルギ吸収体３２の全体が座屈変形する。エネルギ吸収体
３２が十分に変形すると、次に径の小さいエネルギ吸収
体３４が段部３５で曲げ変形し、またその全体が座屈変
形する。このように、順次変形してゆき、衝突エネルギ
吸収部材３０は、最終的には、図６に示すように、全体
が扁平な形状の剛体となる。

【００２２】図５に示すように、衝突エネルギ吸収部材
３０が変形する前には、衝突エネルギ吸収部材３０と構
造部材１２とは幅Ｂで接し、この幅Ｂに比例する受圧面
積を有していた。これに対し、衝突エネルギ３０が変形
した後には、衝突エネルギ吸収部材３０と構造部材１２
とは幅Ｂで接するが、衝突エネルギ吸収部材３０が扁平
な剛体となり、有効幅Ｃ（Ｃ＞Ｂ）を持つため、幅Ｃに
比例する大きな受圧面積を有することとなる。

【００２３】径の異なる筒状の複数のエネルギ吸収体の
うちの互いに隣り合う径のものを環状の段部を介して結
合し、軸線方向へ先細の段付き形状に形成する衝突エネ
ルギ吸収部材５０が、たとえば図７の（ａ）に示すよう
に、４つのエネルギ吸収体５２、５４、５６、５８によ
っていわば４段の形態とされ、各エネルギ吸収体の高さ
がＬである場合、衝突エネルギ吸収部材５０の全体の高
さは４Ｌとなる。そして、衝突エネルギ吸収部材５０が
十分に変形したとき、その当接面は物体６０の表面から
ほぼ間隔Ｌ／２をおいて位置することが実験的に確認さ
れている。したがって、間隔Ｌ／２はエネルギ吸収に機
能していない、ということができる。換言すると、（３
Ｌ＋Ｌ／２）だけがエネルギ吸収のために必要である。
そこで、図７の（ｂ）のように、Ｌ／２を各段のエネル
ギ吸収体に振り分けた衝突エネルギ吸収部材７０を作る
ようにすれば、衝突エネルギ吸収部材の無駄をなくして
有効にエネルギ吸収できる。いま、Ｌ／２を振り分けた
後の各エネルギ吸収体の高さをＬ₀ とすると、 ３Ｌ₀ ＋Ｌ₀ ／２＝４Ｌ の関係から、Ｌ₀ ＝８Ｌ／７となる。したがって、衝突
エネルギ吸収部材７０が４段である場合、各エネルギ吸
収体の高さを前記Ｌ₀ に設定することが好ましい。一般
に、ｎ段の衝突エネルギ吸収部材では、Ｌ₀ ＝２ｎＬ／
（２ｎ−１）とすることによって、各エネルギ吸収体の
高さがＬである場合のエネルギ吸収に機能しない無駄な
間隔Ｌ／２をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車用衝突エネルギ吸収部材の
実施例の斜視図である。

【図２】図１に示した衝突エネルギ吸収部材が変形した
後の状態を示す斜視図である。

【図３】本発明に係る自動車用衝突エネルギ吸収部材の
別の実施例の斜視図である。

【図４】図３に示した衝突エネルギ吸収部材と実質的に
同じ衝突エネルギ吸収部材の別の方向から見た斜視図で
ある。

【図５】図３に示した衝突エネルギ吸収部材の効果を示
す模式図である。

【図６】図３に示した衝突エネルギ吸収部材が変形した
状態を示す斜視図で、破線は凹凸形状を示している。

【図７】図３に示した衝突エネルギ吸収部材を模式的に
示すもので、（ａ）は無駄の間隔の生ずる態様を、
（ｂ）は（ａ）で生じた無駄の間隔を振り分けた理想的
な態様を示している。

【符号の説明】

１０、３０、５０、７０ 衝突エネルギ吸収部材 １２ 構造部材 １４ 側壁 １６、３８ 取付け面 １８、３７ 当接面 ２０ スリット ３２、３４、３６、５２、５４、５６、５８ エネルギ
吸収体 ３３、３５ 段部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の構造部材に取り付ける衝突エネ
   ルギ吸収部材であって、筒状の側壁と、該側壁の一端に
   設けられ、前記構造部材に取り付けられる取付け面と、
   前記側壁の他端に前記側壁を塞ぐように設けられた当接
   面と、前記側壁に設けられ、軸線方向へ伸びる複数のス
   リットとを有する、自動車用衝突エネルギ吸収部材。
2. 【請求項２】 径の異なる筒状の複数のエネルギ吸収体
   の互いに隣り合う径のものを環状の段部を介して結合
   し、軸線方向へ先細の段付き形状に形成した、自動車の
   構造部材に取り付ける衝突エネルギ吸収部材であって、
   最も径の小さな前記エネルギ吸収体に該エネルギ吸収体
   を塞ぐように設けられ、前記構造部材の軸線方向の端面
   に取り付けられる取付け面を有する、自動車用衝突エネ
   ルギ吸収部材。