JP4815387B2 - 衝撃吸収部材 - Google Patents

Description

本発明は、自動車におけるバンパー等の構成部材として好適な衝撃吸収部材に関する。

従来、自動車におけるバンパーの衝撃吸収部材として、図１１に示すように、受圧壁部７１と側壁部７３，７３とよりなる略コの字状横断面形状に形成された合成樹脂製衝撃吸収部材７０がある。前記側壁部７３，７３は、長手方向（図示の例では図面と垂直方向）と交差する方向Ｈ１（車両上下方向）に位置する両端部７２，７２から受圧壁部７１の後方へ向けて、かつ前記長手方向に沿って形成されている。前記側壁部７３，７３には、前記受圧壁部７１とは反対の端部側に取り付け部として働くフランジ部７５，７５が形成され、前記フランジ部７５，７５がバンパーリーンフォース（バンパービームとも称される）８１の前面にボルト等の取り付け部材８５で固定されることにより、前記衝撃吸収部材７０の取り付けが行われる。なお、前記バンパーリーンフォース８１に取り付けられた衝撃吸収部材７０は、合成樹脂製のバンパーフェイシア８７で覆われてバンパーの外観向上等が図られる。

前記衝撃吸収部材７０は、車両等との衝突によって前記受圧壁部７１が押圧されると、図１２に示すように、前記側壁部７３，７３が、前記受圧壁部７１の長手方向と交差する車両上下方向に変形し、前記側壁部７３，７３の変形によって衝撃を緩和する。

しかしながら、前記衝撃吸収部材７０においては、前記受圧壁部７１が押圧された際に、前記側壁部７３，７３が何れも車両上下方向に変形し、前記側壁部７３，７３のフランジ部７５，７５に上下方向の応力が加わることになる。しかも、前記側壁部７３，７３は変形方向が何れも同方向であるため、一側の側壁部の変形による応力が前記受圧壁部７１を介して他側の側壁部に伝播し、前記フランジ部７５，７５の負荷が一層大きくなってフランジ部７５，７５で破損し易くなる。

また、前記フランジ部７５，７５における破損を防ぐには、前記側壁部７３，７３の厚みをフランジ部７５，７５付近で大にすることが考えられるが、厚みを大にすると衝撃時に側壁部７３，７３の変形が損なわれて衝撃吸収性が低下するようになるため、衝撃吸収部材７０においては好ましい方法ではなかった。

なお、前記側壁部７３，７３を、予め凹凸に屈曲した形状とすることも提案されているが、この場合でも衝撃時には前記フランジ部７５，７５に上下方向の応力が加わり、負荷が大きくなる。

特表２００５−５１０３９３号公報

本発明は、前記の点に鑑みなされたものであって、取り付け部として働く部位において衝撃時に加わる応力を低減させることができる衝撃吸収部材の提供を目的とする。

請求項１の発明は、受圧壁部と、前記受圧壁部において長手方向と交差する方向の一端部側に、前記長手方向に沿って、かつ前記受圧壁部の後方へ向けて形成された側壁部と、前記受圧壁部において前記側壁部が形成された一端部側とは反対の端部側に、前記長手方向とは交差するようにして前記受圧壁部の後方へ向けて形成され、かつ前記長手方向に列状に配置された複数の縦リブと、を備え、前記側壁部と前記縦リブには、それぞれ前記受圧壁部とは反対の端部側にフランジ部が形成されていることを特徴とする衝撃吸収部材に係る。

請求項２の発明は、請求項１において前記縦リブには前記長手方向と交差する面に屈曲用溝が形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記側壁部が、前記受圧壁部から前記フランジ部側へ向かうにつれて板厚が薄くなっていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、衝撃によって受圧壁部が押圧された際に、受圧壁部の一側に形成されている側壁部は、側壁部と交差する方向、すなわち受圧壁部の長手方向と交差する方向に変形し、側壁部の端部側におけるフランジ部に受圧壁部の長手方向と交差する方向の応力が加わる。一方、側壁部とは反対側の縦リブは、縦リブと交差する方向、すなわち受圧壁部の長手方向に変形し、縦リブの端部側におけるフランジ部に受圧壁部の長手方向に沿う応力が加わる。このように、本発明の衝撃吸収部材は、衝撃によって受圧壁部が押圧された際に、互いに交差する方向に応力が発生するため、衝撃時の応力を分散させることができ、両側のフランジ部に加わる応力を低減させることができる。

請求項２の発明によれば、縦リブには長手方向と交差する面に屈曲用溝が形成されているため、衝撃時に縦リブが受圧壁部の長手方向と交差する面で屈曲し易くなり、縦リブが受圧壁部の長手方向へ確実に屈曲するようになる。

請求項３の発明によれば、側壁部の板厚をフランジ部側へ向かうにつれて薄くしているため、取り付け部として働くフランジ部の破損防止に加えて、衝撃吸収部材を一定荷重下で座屈変形させ易くでき、衝撃荷重を低くすることができる。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例に係る衝撃吸収部材の斜視図、図２は図１の２−２断面図、図３は第１実施例に係る衝撃吸収部材の取り付け状態を示す斜視図、図４は本発明の第２実施例に係る衝撃吸収部材の斜視図、図５は図４の５−５断面図、図６は第２実施例に係る衝撃吸収部材の取り付け状態を示す斜視図、図７は本発明の第３実施例に係る衝撃吸収部材の斜視図、図８は図７の８−８断面図、図９は第３実施例に係る衝撃吸収部材の取り付け状態を示す斜視図である。

図１から図３に示す本発明の第１実施例に係る衝撃吸収部材１０Ａは、自動車のバンパー用衝撃吸収部材であり、自動車の前部または後部におけるバンパーリーンフォース（バンパービームとも称される）６１の前面に取り付けられて、図８に示すバンパーフェイシア８７で外側が被覆されるものである。

前記衝撃吸収部材１０Ａは、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等の合成樹脂からなり、受圧壁部１１Ａ、側壁部２１Ａ、縦リブ３１Ａおよびフランジ部４１Ａ，５１Ａで構成される。前記衝撃吸収部材１０Ａは、側面形状を略コの字状とする横長形状をしている。前記衝撃吸収部材１０Ａの一例として、長さ１０００ｍｍ、上下高さ１００ｍｍ、前後奥行き６０ｍｍからなるポリプロピレンの射出成形品を挙げる。

前記受圧壁部１１Ａは、衝撃吸収部材１０Ａの前面壁に相当し、衝撃を受ける面である。本実施例の受圧壁部１１Ａは左右に長い略長方形の平板状からなる。前記受圧壁部１１Ａの例として、長さ１０００ｍｍ、上下高さ７０ｍｍ、板厚５ｍｍの場合を挙げる。

前記側壁部２１Ａは、前記受圧壁部１１Ａにおいて長手方向Ｌと交差する方向Ｈの一端部１２Ａ側に、前記長手方向Ｌに沿って、かつ前記受圧壁部１１Ａの後方へ向けて形成されている。前記側壁部２１Ａは板状からなり、本実施例では、前記受圧壁部１１Ａにおける上下一方の端部１２Ａから後方側へ屈曲して形成されている。前記側壁部２１Ａの例として板厚が３．５ｍｍ、前記側壁部２１Ａと前記受圧壁部１１Ａの間の角度θ１が１１０°の場合を挙げる。なお、前記側壁部２１Ａは、図示のように前記受圧壁部１１Ａにおける上下一方の端部１２Ａから屈曲して受圧壁部１１Ａの後方へ延設されたものに限られず、前記受圧壁部１１Ａの後面に立設されたものであってもよい。

前記縦リブ３１Ａは、前記受圧壁部１１Ａにおいて前記側壁部２１Ａが形成された一端部１２Ａ側とは反対の端部１３Ａ側に、前記長手方向Ｌとは交差するようにして前記受圧壁部１１Ａの後方へ向けて複数形成され、前記長手方向Ｌに列状に配置されている。前記縦リブ３１Ａ同士の間隔は、縦リブ３１Ａの寸法等に応じて適宜決定される。前記縦リブ３１Ａの例として、前記長手方向Ｌの厚み３ｍｍ、長手方向Ｌと交差する方向Ｈの幅（上下幅）１０ｍｍ、縦リブ３１Ａ同士の間隔２０ｍｍ、前記縦リブ３１Ａと前記受圧壁部１１Ａの間の角度θ２が１１０°の場合を挙げる。

前記フランジ部４１Ａは、前記側壁部２１Ａにおいて、前記受圧壁部１１Ａとは反対の端部２２Ａ側に形成されている。本実施例では、前記フランジ部４１Ａは、前記側壁部２１Ａにおいて前記受圧壁部１１Ａとは反対の端部２２Ａから略Ｌ字状に外方（下方）へ屈曲して形成され、取り付け部を構成している。前記取り付け部とされるフランジ部４１Ａは、前記受圧壁部１１Ａと略平行に形成されている。前記フランジ部４１Ａの例として、幅（長さ方向Ｌと交差する上下方向の幅）１５ｍｍ、厚み３ｍｍの場合を挙げる。

前記フランジ部５１Ａは、前記縦リブ３１Ａにおいて、前記受圧壁部１１Ａとは反対の端部３２Ａ側に形成されている。本実施例では、前記フランジ部５１Ａは、前記複数の縦リブ３１Ａにおける前記受圧壁部１１Ａとは反対の端部３２Ａを連結して前記受圧壁部１１Ａと略平行に形成され、取り付け部を構成している。前記取り付け部とされるフランジ部５１Ａの例として、幅（長さ方向Ｌと交差する上下方向の幅）１５ｍｍ、厚み３ｍｍの場合を挙げる。

前記衝撃吸収部材１０Ａは、前記側壁部２１Ａと縦リブ３１Ａの何れか一方を上側、他方を下側（本実施例では縦リブ３１Ａを上側、側壁部２１Ａを下側）にして、図３に示すように、前記フランジ部４１Ａ，５１Ａをバンパーリーンフォース６１の前面にボルト等の取り付け部品６５で固定することにより取り付けられる。

前記バンパーリーンフォース６１の前面に取り付けられた衝撃吸収部材１０Ａは、衝突等によって前記受圧壁部１１Ａが押圧されると、前記受圧壁部１１Ａにおける上下の一側、本実施例では下側に位置する側壁部２１Ａが、前記長手方向Ｌと交差する方向Ｈ（上下方向）に屈曲変形し、一方、前記側壁部２１Ａとは反対側、本実施例では上側に位置する縦リブ３１Ａが前記長手方向Ｌ（横方向）に屈曲変形して衝撃を吸収する。その際、前記側壁部２１Ａには、前記側壁部２１Ａの変形方向、すなわち長手方向Ｌと交差する上下方向の応力が発生し、一方、前記側壁部２１Ａとは反対側の縦リブ３１Ａには、前記縦リブ３１Ａの変形方向、すなわち長手方向Ｌに沿う横方向の応力が発生し、前記側壁部２１Ａと縦リブ３１Ａとで発生する応力の方向が異なる。そのため、衝撃による応力が分散し、前記側壁部２１Ａ側のフランジ部４１Ａと前記縦リブ３１Ａ側のフランジ部５１Ａとに加わる応力を低減することができる。

図４から図６に第２実施例の衝撃吸収部材１０Ｂを示す。第２実施例の衝撃吸収部材１０Ｂは、受圧壁部１１Ｂ、側壁部２１Ｂ、縦リブ３１Ｂおよびフランジ部４１Ｂ，５１Ｂで構成され、前記縦リブ３１Ｂに屈曲用溝３３Ｂが形成されている点を除き、他の構成は第１実施例の衝撃吸収部材１０Ａと同様である。第２実施例の衝撃吸収部材１０Ｂにおける各構成部を示す符号において、数字に付記されている「Ｂ」は第２実施例であることを示す。

前記屈曲用溝３３Ｂは、前記受圧壁部１１Ｂが押圧された際に前記縦リブ３１Ｂを受圧壁部１１Ｂの長手方向Ｌへ屈曲変形し易くするためのものであり、前記縦リブ３１Ｂのそれぞれにおいて、前記長手方向Ｌと交差する面３４Ｂに形成されている。屈曲用溝３３Ｂの例として、溝幅２ｍｍ、深さ１ｍｍの場合を挙げる。前記長手方向Ｌと交差する面３４Ｂは、前記縦リブ３１Ｂにおいて前記長手方向Ｌに位置する面である。前記屈曲用溝３３Ｂは、前記衝撃吸収部材１０Ｂをバンパーリーンフォース６１の前面に取り付けた際の上下方向に形成されている。前記屈曲用溝３３Ｂの数は、前記縦リブ３１Ｂのそれぞれにおいて１つに限られない。また、前記屈曲用溝３３Ｂが形成される面３４Ｂは、前記受圧壁部１１Ｂの片面あるいは両面としてもよい。さらに、前記衝撃吸収部材１０Ｂにおいて、前記受圧壁部１１Ｂの長手方向Ｌの中央位置から一側半分と他側半分とで前記屈曲用溝３３Ｂの形成される面３４Ｂを反対にしてもよい。また、前記屈曲用溝３３Ｂが形成される面３４Ｂは、前記縦リブ３１Ｂの片面あるいは両面としてもよい。

なお、第２実施例の衝撃吸収部材１０Ｂにおいて他の構成部の説明は、前記第１実施例の説明において、符号「Ａ」を符号「Ｂ」と読み替えることにより理解することができるため、省略する。

前記衝撃吸収部材１０Ｂは、前記側壁部２１Ｂと縦リブ３１Ｂの何れか一方を上側、他方を下側（本実施例では縦リブ３１Ｂを上側、側壁部２１Ｂを下側）にして、図６に示すように、前記フランジ部４１Ｂ，５１Ｂをバンパーリーンフォース６１の前面にボルト等の取り付け部品６５で固定することにより取り付けられる。

前記バンパーリーンフォース６１の前面に取り付けられた衝撃吸収部材１０Ｂは、衝突等によって前記受圧壁部１１Ｂが押圧されると、前記受圧壁部１１Ｂにおける上下の一側、図示の例では下側に位置する側壁部２１Ｂが、前記長手方向Ｌと交差する方向Ｈ（上下方向）に屈曲変形し、一方、前記側壁部２１Ｂとは反対側、図示の例では上側に位置する縦リブ３１Ｂが前記長手方向Ｌ（横方向）に屈曲変形して衝撃を吸収する。前記縦リブ３１Ｂは、前記受圧壁部１１Ｂの長手方向Ｌと交差する面３４Ｂに屈曲用溝３３Ｂが形成されているため、衝撃時に確実に前記長手方向Ｌへ屈曲し、他の方向へ屈曲したり、変形が妨げられたりするのが防止される。

前記衝撃吸収部材１０Ｂの衝撃時、前記側壁部２１Ｂには、前記側壁部２１Ｂの変形方向、すなわち長手方向Ｌと交差する上下方向の応力が発生し、一方、前記側壁部２１Ｂとは反対側の縦リブ３１Ｂには、前記縦リブ３１Ｂの変形方向、すなわち長手方向Ｌに沿う横方向の応力が発生し、前記側壁部２１Ｂと縦リブ３１Ｂとで発生する応力の方向が異なる。そのため、衝撃による応力が分散し、前記側壁部２１Ｂ側のフランジ部４１Ｂと前記縦リブ３１Ｂ側のフランジ部５１Ａとに加わる応力を低減することができる。

図７から図９に第３実施例の衝撃吸収部材１０Ｃを示す。第３実施例の衝撃吸収部材１０Ｃは、受圧壁部１１Ｃ、側壁部２１Ｃ、縦リブ３１Ｃおよびフランジ部４１Ｃ，５１Ｃで構成され、前記側壁部２１Ｃが、前記受圧壁部１１Ｃから前記フランジ部４１Ｃ側へ向かうにつれて板厚が薄くなっている点を除き、他の構成は第１実施例の衝撃吸収部材１０Ａと同様である。第３実施例の衝撃吸収部材１０Ｃにおける各構成部を示す符号において、数字に付記されている「Ｃ」は第３実施例であることを示す。

前記側壁部２１Ｃの例として、板厚が、前記受圧壁部１１Ｃ側で４．５ｍｍ、前記受圧壁部１１Ｃとは反対側のフランジ部４１Ｃに近い側で２．５ｍｍと徐変（徐々に薄くなるように変化）した例を示す。このように、前記側壁部２１Ｃの板厚を受圧壁部１１Ｃ側からフランジ部４１Ｃ側へ向かうにつれて徐々に薄くすることにより、取り付け部とされるフランジ部４１Ｃの破損防止に加えて、前記衝撃吸収部材１０Ｃを一定荷重下で座屈変形させ易くでき、衝撃荷重を低くすることができる。図１０には、側壁部の板厚を３．５ｍｍの一定とした衝撃吸収部材と、側壁部の板厚を受圧壁部側で４．５ｍｍ、反対側のフランジ部に近い側で２．５ｍｍと徐変させた第３実施例の衝撃吸収部材１０Ｃに対して、荷重−変位量の測定結果を示す。図１０から理解されるように、側壁部の板厚が一定の衝撃吸収部材よりも側壁部の板厚が受圧壁部側からフランジ部側へ向かうにつれて徐変している第３実施例の衝撃吸収部材１０Ｃは、初期荷重立ち上がり後、変形量に対する荷重の増加が少ない。

なお、第３実施例の衝撃吸収部材１０Ｃにおいて他の構成部の説明は、前記第１実施例の説明において、符号「Ａ」を符号「Ｃ」と読み替えることにより理解することができるため、省略する。

本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。例えば、前記側壁部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃには、前記受圧壁部１１Ｂの長手方向Ｌに沿う屈曲用溝を形成して、衝撃時に前記側壁部２１Ｂを長手方向Ｌと交差する方向へ変形し易くしてもよい。また、前記第２実施例の側壁部２１Ｂを第３実施例の側壁部２１Ｃのように、受圧壁部側からフランジ部側へ向かうにつれて板厚を薄くしてもよい。また、本発明の衝撃吸収部材は、自動車のバンパー用に限定されず、他の装置等の衝撃吸収部材としても使用することができる。

本発明の第１実施例に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図１の２−２断面図である。 第１実施例に係る衝撃吸収部材の取り付け状態を示す斜視図である。 本発明の第２実施例に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図４の５−５断面図である。 第２実施例に係る衝撃吸収部材の取り付け状態を示す斜視図である。 本発明の第２実施例に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図４の５−５断面図である。 第２実施例に係る衝撃吸収部材の取り付け状態を示す斜視図である。 荷重−変位量の測定結果を示すグラフである。 従来の衝撃吸収部材の取り付け状態を示す断面図である。 従来の衝撃吸収部材における衝撃時の変形を示す断面図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 衝撃吸収部材
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 受圧壁部
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 側壁部
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ 縦リブ
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ フランジ部

Claims (3)

1. 受圧壁部と、
   前記受圧壁部において長手方向と交差する方向の一端部側に、前記長手方向に沿って、かつ前記受圧壁部の後方へ向けて形成された側壁部と、
   前記受圧壁部において前記側壁部が形成された一端部側とは反対の端部側に、前記長手方向とは交差するように前記受圧壁部の後方へ向けて形成され、かつ前記長手方向に列状に配置された複数の縦リブと、
   を備え、
   前記側壁部と前記縦リブには、それぞれ前記受圧壁部とは反対の端部側にフランジ部が形成されており、
   隣り合う前記縦リブの間には貫通空間が画成されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
2. 前記縦リブには前記長手方向と交差する面に屈曲用溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収部材。
3. 前記側壁部は、前記受圧壁部から前記フランジ部側へ向かうにつれて板厚が薄くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の衝撃吸収部材。

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