JP5027851B2 - 車両用衝撃吸収部材 - Google Patents

Description

本発明は車両用衝撃吸収部材に係り、特に、非対称形状のテーパ部を有する場合に衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようにする技術に関するものである。

平板状の複数の側壁を有する断面多角形状の中空の筒状体を備えているとともに、その筒状体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、その軸方向に圧縮荷重を受けて蛇腹状に圧壊させられることにより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に記載の装置はその一例で、断面が略八角形の筒状体を備えているとともに、その筒状体は、上下に２分割した一対の半割体にて構成されており、筒形状を成すようにその一対の半割体の両側端縁部をそれぞれ重ね合わせた状態で、スポット溶接により軸方向に所定の間隔で断続的に接合したものである。この車両用衝撃吸収部材にはまた、軸方向においてスポット溶接による接合点と互い違いとなる位置に応力集中部が設けられ、蛇腹状に圧壊する際の塑性変形の起点となって円滑に圧壊するようになっている。この応力集中部は、軸方向と直角な方向に内側へ凹むように形成された凹溝で、多角形状の隣接する２つの稜線に跨がって形成されている。

特開２００６−１２３８８７号公報

ところで、このような車両用衝撃吸収部材の一種に、前記バンパー部材および車体側部材の大きさや上下方向の位置関係等により、互いに反対側に位置して相対面する一対の側壁の少なくとも一方が軸方向において傾斜している非対称形状のテーパ部を備えているものがある。例えば、車体側部材に比較してバンパー部材の上下寸法が小さい場合、上方に位置して車両の前後方向に延びる略水平な上部側壁に対し、下方に位置している下部側壁がバンパー部材側へ向かうに従って上方へ傾斜させられることがある。

しかしながら、このようなテーパ部を有する場合、荷重の伝わり方がアンバランスになって蛇腹状に圧壊させられる際の挙動が不安定になり、衝撃エネルギーの吸収性能が損なわれることがあった。圧壊の際の挙動を安定化させる上で応力集中部を設けることが効果的であるが、特許文献１では応力集中部が多角形状の稜線部分を含んで設けられているため、衝撃エネルギー吸収性能に対する影響が大きく、所望の衝撃エネルギー吸収性能を確保するために板厚を厚くする必要があるとともに、その衝撃エネルギー吸収性能を確保しつつ圧壊挙動を安定化させるための応力集中部の位置や大きさ、形状等のチューニングが難しい。

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、筒状体が非対称形状のテーパ部を有する場合に所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるように圧壊挙動を安定化させることで、且つ、そのための応力集中部のチューニングを容易に行なうことができ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、平板状の複数の側壁を有する断面多角形状の中空の筒状体を備えており、その筒状体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、その軸方向に圧縮荷重を受けて蛇腹状に圧壊させられることにより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、(a) 前記筒状体は、平板状の第１側壁部分において一対の側端縁部が所定の幅寸法で互いに重ね合わされ、その側端縁部が軸方向に沿って一体的に接合されることにより前記断面多角形状の閉断面とされているとともに、(b) 前記第１側壁、およびその第１側壁に対面する反対側の第２側壁は、前記軸方向においてその第２側壁がその第１側壁よりもその軸方向に対して大きく傾斜させられた非対称形状のテーパ部を備えており、(c) その第１側壁における前記側端縁部の重ね合わせ部分には、前記蛇腹状に圧壊する際の塑性変形の起点となる応力集中部が前記断面多角形状の稜線に達することがないように設けられている一方、(d) 前記第１側壁における前記一対の側端縁部は、溶接手段により前記軸方向に所定の間隔で断続的に接合されているとともに、(e) 前記応力集中部は、前記溶接手段により断続的に接合された接合点と接合点との間に設けられていることを特徴とする。

第２発明は、第１発明の車両用衝撃吸収部材において、(a) 前記テーパ部では、前記車体側部材側から前記バンパー部材側へ向かうに従って前記第１側壁と前記第２側壁とが接近するように少なくとも第２側壁が前記軸方向に対して傾斜させられている一方、(b) 前記第１側壁における前記一対の側端縁部を接合する前記溶接手段はスポット溶接であり、(c) 前記応力集中部は、前記スポット溶接による多数の接合点の中、少なくとも前記バンパー部材側の端部に最も近い位置の第１接合点と２番目の第２接合点との間に設け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) 前記筒状体は、前記軸方向と平行に略対称的に２分割した一対の半割体にて構成されており、筒形状を成すようにその一対の半割体の両側端縁部をそれぞれ重ね合わせてスポット溶接により一体的に接合したもので、(b) そのスポット溶接により接合される前記一対の半割体の両側端縁部によって構成される２箇所の側壁が前記第１側壁および前記第２側壁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、(a) 前記筒状体は、上方に位置して車両の前後方向に延びる略水平な上部側壁と、下方に位置しているとともに前記軸方向の全長に亘って前記バンパー部材側へ向かうに従って前記上部側壁に接近するように上方へ傾斜している下部側壁とを備えており、(b) 前記上部側壁が前記第１側壁で前記下部側壁が前記第２側壁であり、それ等の上部側壁および下部側壁の全体が前記テーパ部を構成していることを特徴とする。

このような車両用衝撃吸収部材においては、第１側壁における一対の側端縁部の重ね合わせ部分に応力集中部が断面多角形状の稜線に達することがないように設けられているため、多角形状の稜線を含んで応力集中部を設ける場合や１枚の板材で構成されている側壁部分に応力集中部を設ける場合に比較して、衝撃エネルギー吸収性能に対する影響が小さく、所望の衝撃エネルギー吸収性能を確保しつつ圧壊挙動を安定化させるための応力集中部の位置や大きさ、形状等のチューニングを容易に行なうことができる。また、非対称形状のテーパ部を構成している第１側壁および第２側壁のうち、第１側壁は比較的傾斜が小さいか０（軸方向と平行）で圧縮荷重が大きく作用するため、その第１側壁側に設けられた応力集中部のチューニングにより、圧壊挙動を適切に変化させることができる。これにより、荷重の伝わり方がアンバランスになって圧壊挙動が不安定になり易いテーパ部を有する場合でも、応力集中部のチューニングにより圧壊挙動を容易に安定化させ、所望の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようにすることができる。

第２発明は、車体側部材側からバンパー部材側へ向かうに従って第１側壁と第２側壁とが接近するように少なくとも第２側壁が傾斜しているテーパ部を備えている場合で、その第１側壁の一対の側端縁部がスポット溶接により軸方向に所定の間隔で断続的に接合されているとともに、前記応力集中部は、そのスポット溶接による多数の接合点の中、少なくともバンパー部材側の端部に最も近い位置の第１接合点と２番目の第２接合点との間に設けられているため、衝突初期においてその応力集中部が塑性変形させられることにより、蛇腹状の圧壊が低荷重からスムーズに開始され、衝突初期から所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようになる。

第３発明は、前記筒状体が軸方向と平行に略対称的に２分割された一対の半割体にて構成されており、その一対の半割体の両側端縁部をそれぞれ重ね合わせてスポット溶接により一体的に接合したもので、そのスポット溶接により接合される一対の半割体の両側端縁部によって構成される２箇所の側壁が前記第１側壁および前記第２側壁の場合であり、一方の第１側壁に設けられた応力集中部を適当にチューニングすることにより、所望の衝撃エネルギー吸収性能が得られるように圧壊挙動を容易に安定化させることができる。

第４発明は、略水平な上部側壁と、軸方向の全長に亘ってバンパー部材側へ向かうに従って上部側壁に接近するように上方へ傾斜している下部側壁とを備えており、それ等の上部側壁および下部側壁がそれぞれ前記第１側壁、第２側壁で、その上部側壁および下部側壁の全体が前記テーパ部を構成している場合であり、上部側壁および下部側壁の荷重の伝わり方がアンバランスであっても、圧縮荷重が大きく作用する上部側壁に設けられた応力集中部のチューニングを適当に行なうことにより、圧壊挙動を安定化させて所望の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようにすることができる。

本発明の一実施例である車両用衝撃吸収部材を説明する図で、(a) は車両への配設態様の一例を示す概略平面図、(b) は(a) の右側の車両用衝撃吸収部材を拡大して示す平面図である。 図１の(a) におけるII−II断面部分の拡大図である。 図１の車両用衝撃吸収部材を説明する図で、(a) は筒状体の斜視図、(b) は筒状体を切欠（応力集中部）部分で切断した断面図である。 切欠ありの本発明品および切欠なしの比較品について、落錘試験により圧縮ストロークに対する軸圧縮荷重および吸収エネルギーの変化特性を調べた結果を示す図である。

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。

また、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。本発明の車両用衝撃吸収部材は、例えば筒状体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。

本発明の車両用衝撃吸収部材は、筒状体の他に、例えばその筒状体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を有して構成され、筒状体は、例えば(a) 前記筒状体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。

このような筒状体は、例えば筒状体を軸方向と略平行に２分割した断面が略コの字形状或いはＭ字形状等の一対の半割体を薄板材にてプレス加工等により形成し、該一対の半割体の開口側の両側端縁部をそれぞれ重ね合わせた状態で一体的に接合することによって筒形状とすることができる。１枚の薄板材を所定の断面多角形状となるように曲げ加工して、その両側端縁部を互いに重ね合わせて一体的に接合しても良い。

筒状体とするために側端縁部を重ね合わせて接合する溶接手段としては、スポット溶接が適当であるが、アーク溶接等の他の溶接手段を採用することもでき、軸方向において所定の間隔を隔てて断続的に接合すれば良い。スポット溶接等による断続的な接合点の間隔は一定であっても良いが、軸方向において例えば連続的に増加させたり減少させたりすることもできる。

側端縁部の重ね合わせ部分に設けられる応力集中部は、例えば一対の側端縁部の何れか一方の側端縁から筒状体の軸方向に対して略直角な方向に設けられる切欠が適当であるが、凹溝や貫通穴などを設けることもできる。切欠は、Ｕ字形やコの字形等のスリット状のものが望ましいが、比較的小さいＶ字形などでも良い。貫通穴は、単純な円穴や楕円穴、長方形や長円等の長穴など種々の形状を採用できる。

上記応力集中部は、例えば一対の側端縁部のうち筒状体の内側に位置する側端縁部に設けられるが、筒状体の外側に位置する側端縁部に設けることも可能である。一対の側端縁部の両方に応力集中部を設けることも可能である。その場合に、切欠や貫通穴が重なって設けられると、筒状体が開口状態になり、筒状体の内部に水等が侵入する恐れがあるが、必要に応じて低強度のシール部材等で開口を塞ぐことで水等の侵入を防止することができる。このような応力集中部は、側端縁部の重ね合わせ部分に設けられるが、平板状の側壁の範囲内、すなわち多角形状の稜線に到達しない範囲であれば、重ね合わせ部分を超えて応力集中部を設けることもできる。

第２発明は、車体側部材側からバンパー部材側へ向かうに従って第１側壁と第２側壁とが接近するように少なくとも第２側壁が傾斜しているテーパ部を備えている場合であるが、第１発明の実施に際しては、バンパー部材側から車体側部材側へ向かうに従って第１側壁と第２側壁とが接近するテーパ形状であっても良い。このテーパ部は、筒状体の全長がテーパ形状であっても良いし、バンパー部材側の一部がテーパ形状であっても良い。また、軸方向に対して非対称形状であるが、この軸方向は圧縮荷重が加えられる方向で、通常は略水平な車両の前後方向である。

第２発明では、少なくともバンパー部材側の端部に最も近い位置の第１接合点と２番目の第２接合点との間に応力集中部が設けられれば良く、軸方向において多数の接合点の中間に位置する部分にそれぞれ応力集中部を設けることも可能である。多数の接合点の中間位置の一部のみに応力集中部を設けるなど、種々の態様が可能である。

第３発明のように一対の半割体の両側端縁部によって構成される２箇所の側壁が第１側壁および第２側壁とされる場合、第１側壁側のみに応力集中部を設けるだけでも良いが、第１側壁側および第２側壁側の両方に応力集中部を設けることも可能である。

第４発明は、略水平な上部側壁に対し、下部側壁はバンパー部材側へ向かうに従って上部側壁に接近するように上方へ傾斜させられており、それ等の側壁間で荷重伝達のアンバランスが生じ、圧壊挙動が不安定になる原因となるため、圧縮荷重が大きく作用する上部側壁に応力集中部が設けられるが、他の発明の実施に際しては、逆に下部側壁が略水平で、上部側壁がバンパー部材側へ向かうに従って下部側壁に接近するように下方へ傾斜させられている場合であっても良い。その場合は、下部側壁が第１側壁となり、その下部側壁において一対の側端縁部が重ね合わされて一体的に接合されるようにするとともに、その側端縁部に応力集中部を設ければ良い。左右の側壁等の他の側壁についても同様で、荷重伝達のアンバランスが生じる一対の側壁部分に本発明は適用される。

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は、本発明の一実施例である車両用衝撃吸収部材を説明する図で、(a) は車両のフロント側のバンパービーム１０の近傍を車両の上方から見た概略平面図であり、左右のサイドメンバー１２Ｌ、１２Ｒの前端部にはそれぞれ車両用衝撃吸収部材としてクラッシュボックス１４Ｌ、１４Ｒが配設されているとともに、バンパービーム１０は、その左右の両端部においてクラッシュボックス１４Ｌ、１４Ｒに固定されている。図１の(b) は、右側のクラッシュボックス１４Ｒを拡大して示す平面図で、このクラッシュボックス１４Ｒは、平板状の複数の側壁を有する断面多角形状の中空の筒状体２０と、その筒状体２０の軸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２２、２４とを備えている。そして、筒状体２０の軸方向が車両の前後方向と略平行となる姿勢で、それ等の取付プレート２２、２４を介して図示しないボルト等によりサイドメンバー１２Ｒ、バンパービーム１０に固定されるようになっている。

このようなクラッシュボックス１４Ｒは、車両前方から衝撃が加えられて軸圧縮荷重を受けると、筒状体２０が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。この蛇腹状の圧壊は、筒状体２０が多数箇所で連続的に座屈（「く」の字状の折れ曲がり）することによって生じる現象で、通常はバンパービーム１０側すなわち入力側から座屈が開始し、時間の経過と共に車体側へ進行する。バンパービーム１０は、バンパーのリインフォースメント（補強部材）および取付部材として機能するもので、合成樹脂等から成るバンパー本体１６が一体的に取り付けられるようになっている。バンパービーム１０はバンパー部材に相当し、サイドメンバー１２Ｌ、１２Ｒは車体側部材に相当する。なお、左側のクラッシュボックス１４Ｌは、右側のクラッシュボックス１４Ｒと対称的に構成されており、同様の作用が得られるため、以下の説明では右側のクラッシュボックス１４Ｒについて具体的に説明する。

図２は、図１の(a) におけるII−II断面部分の拡大図である。また、図３は、クラッシュボックス１４Ｒを単独で示す図で、(a) は車両の斜め前方から見た斜視図、(b) は筒状体２０を軸方向に対して直角に切断した断面図（車両の前方側から見た断面図）である。筒状体２０は、軸方向に対して直角な断面が上下方向に長い扁平な多角形状（実施例では八角形）を成しているとともに、その多角形断面において互いに平行な２辺を構成している幅広の一対の左右の側壁３０、３２には、その中央部分にそれぞれ内側へ凹む凹溝３４、３６が軸方向（厳密には、図２に示すように上下方向に僅かに傾斜している）に設けられている。また、図２から明らかなように、バンパービーム１０はサイドメンバー１２Ｒに比較して上下寸法が小さいため、その寸法差に適合するように、筒状体２０の上方に位置して車両の前後方向に延びる上部側壁３８は略水平であるのに対し、下方に位置している下部側壁４０は、バンパービーム１０側へ向かうに従って上部側壁３８に接近するように上方へ傾斜している。すなわち、筒状体２０は、サイドメンバー１２Ｒ側の端部からバンパービーム１０側の端部へ向かうに従って、略水平な上部側壁３８に対して下部側壁４０が上方へ傾斜するテーパ形状を成しており、図２に示す側面視において略水平な軸方向に対して上部側壁３８および下部側壁４０が軸方向の全長に亘って非対称形状のテーパ部を構成している。本実施例では、略水平な上部側壁３８が第１側壁で、その上部側壁３８よりも軸方向（水平方向）に対する傾斜が大きい下部側壁４０が第２側壁である。

そして、このような筒状体２０は、図３から明らかなように、軸方向と略平行に略対称的に左右に２分割した断面が略Ｍ字形状の一対の半割体２６および２８にて構成されている。一対の半割体２６、２８は、それぞれ薄板材にプレスによる曲げ加工等が施されることによって形成されるとともに、それ等の一対の半割体２６、２８の開口側の両側端縁部２６ａおよび２８ａ、２６ｂおよび２８ｂをそれぞれ所定の幅寸法で重ね合わせて一体的に接合することにより、断面多角形状の閉断面とされている。一対の側端縁部２６ａおよび２８ａによって前記上部側壁３８が構成されている一方、一対の側端縁部２６ｂおよび２８ｂによって前記下部側壁４０が構成されており、何れもスポット溶接により軸方向に所定の間隔を隔てて断続的に接合されている。図１の(b) および図３の(a) に「○」印で示す接合点Ｐａ１〜ＰａＸ、Ｐｂ１〜ＰｂＸ（Ｐｂ３〜Ｐｂｎは図示せず）は、このスポット溶接による接合位置で、本実施例では略等間隔で接合されている。接合点Ｐａ１は、バンパービーム１０に最も近い第１接合点で、接合点Ｐａ２は、前から２番目に位置する第２接合点である。本実施例では接合数Ｘ＝６で、上部側壁３８、下部側壁４０は何れも軸方向において略同じ位置の６箇所にスポット溶接が施されて接合されているが、この接合数Ｘや接合間隔は、筒状体２０の長さ寸法等に応じて適宜設定される。

上記一対の側端縁部２６ａおよび２８ａによって構成されている上部側壁３８には、蛇腹状に圧壊する際の塑性変形の起点となる応力集中部４２が断面多角形状の稜線に達することがないように設けられている。この応力集中部４２は、上部側壁３８の内側に位置する側端縁部２６ａに設けられたスリット状の切欠で、前記接合点Ｐａ１とＰａ２との間の中間位置に、側端縁部２６ａの側端縁から軸方向に対して略直角な方向にＵ字形状に形成されている。応力集中部４２はまた、接合点Ｐａ１〜ＰａＸを結ぶ接合線を横切るように設けられている。本実施例では、比較的荷重が高くなる上部側壁３８のみに応力集中部４２が設けられているが、必要に応じて下部側壁４０にも同様な応力集中部を設けることも可能である。

このような応力集中部４２が設けられることにより、前後の接合点Ｐａ１およびＰａ２に比較して局部的に強度が低くなるため、軸圧縮荷重が加えられた場合、応力集中部４２付近が「く」の字形状に折れ曲がるように塑性変形させられ、この塑性変形を起点として蛇腹状の圧壊が低荷重からスムーズに開始されるようになる。接合点Ｐａ１〜ＰａＸ、Ｐｂ１〜ＰｂＸ付近は比較的強度が高いため、蛇腹状の圧壊は、軸方向においてそれ等の接合点Ｐａ１〜ＰａＸ、Ｐｂ１〜ＰｂＸの間の中間位置がバンパービーム１０側から順番に「く」の字形状に折れ曲がることによって進行する。これは、応力集中部４２が設けられた前側部分の座屈（圧壊）による衝撃により、サイドメンバー１２Ｒ側へ連鎖的に進行するのであるが、必要に応じて接合点Ｐａ２〜ＰａＸの間の中間位置にも応力集中部（切欠など）を設けることにより、座屈の進行を早くしたり安定化させたりすることもできる。下部側壁４０の接合点Ｐｂ１〜ＰｂＸの間の中間位置に応力集中部（切欠など）を設けることも可能である。また、本実施例では略水平な上部側壁３８に対して下部側壁４０がバンパービーム１０側へ向かうに従って上方へ傾斜させられた非対称のテーパ形状とされているため、それ等の側壁３８、４０間で荷重伝達のアンバランスが生じ、圧壊挙動が不安定になり易いが、上部側壁３８に設けられる応力集中部４２の位置や大きさ、形状等をそれぞれ適当にチューニング（調整）することにより、所望の衝撃エネルギー吸収性能を確保しつつ圧壊挙動が安定して行なわれるようにすることができる。

このように、本実施例のクラッシュボックス１４Ｒによれば、平板状の上部側壁３８に位置する側端縁部２６ａおよび２８ａの重ね合わせ部分に、応力集中部４２が断面多角形状の稜線に達することがないように設けられているため、多角形状の稜線を含んで応力集中部を設けたり１枚の板材で構成されている側壁部分（例えば左右の側壁３０、３２など）に応力集中部を設けたりする場合に比較して、衝撃エネルギー吸収性能（筒状体２０の軸方向圧壊強度）に対する影響が小さく、所望の衝撃エネルギー吸収性能を確保しつつ圧壊挙動を安定化させるための応力集中部４２の形状や大きさ等のチューニングを容易に行なうことができる。また、非対称形状のテーパ部を構成している上部側壁３８および下部側壁４０のうち、上部側壁３８は軸方向に対する傾斜が略０で圧縮荷重が大きく作用するため、その上部側壁３８側に設けられた応力集中部４２のチューニングにより、圧壊挙動を適切に変化させることができる。これにより、荷重の伝わり方がアンバランスになって圧壊挙動が不安定になり易い非対称テーパ形状の筒状体２０においても、応力集中部４２のチューニングにより圧壊挙動を容易に安定化させ、所望の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようにすることができる。

また、本実施例は、サイドメンバー１２Ｒ側からバンパービーム１０側へ向かうに従って上部側壁３８と下部側壁４０とが接近するように下部側壁４０が上方へ傾斜している一方、上部側壁３８側の側端縁部２６ａおよび２８ａがスポット溶接により軸方向に所定の間隔で断続的に接合されているとともに、応力集中部４２は、そのスポット溶接による多数の接合点Ｐａ１〜ＰａＸの中バンパービーム１０に最も近い位置の第１接合点Ｐａ１と２番目の第２接合点Ｐａ２との間に設けられているため、衝突初期においてその応力集中部４２が塑性変形させられることにより、蛇腹状の圧壊が低荷重からスムーズに開始され、衝突初期から所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようになる。

また、本実施例では、筒状体２０が軸方向と平行に略対称的に２分割された一対の半割体２６、２８にて構成されており、その一対の半割体２６、２８の両側端縁部２６ａおよび２８ａ、２６ｂおよび２８ｂをそれぞれ重ね合わせてスポット溶接により一体的に接合したもので、そのスポット溶接により接合される両側端縁部２６ａおよび２８ａ、２６ｂおよび２８ｂによって構成される上部側壁３８、下部側壁４０がそれぞれ第１側壁、第２側壁であり、比較的荷重が高くなる上部側壁３８側に設けられた応力集中部４２を適当にチューニングすることにより、所望の衝撃エネルギー吸収性能が得られるように圧壊挙動を容易に安定化させることができる。

また、本実施例の筒状体２０は、略水平な上部側壁３８と、軸方向の全長に亘ってバンパービーム１０側へ向かうに従って上部側壁３８に接近するように上方へ傾斜している下部側壁４０とを有する非対称のテーパ形状で、それ等の上部側壁３８および下部側壁４０の全体がテーパ部を構成している場合であり、上部側壁３８および下部側壁４０の荷重の伝わり方がアンバランスであっても、圧縮荷重が大きく作用する上部側壁３８に設けられた応力集中部４２のチューニングを適当に行なうことにより、圧壊挙動を容易に安定化させて所望の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようにすることができる。

因に、本実施例のクラッシュボックス１４Ｒ、および応力集中部４２を設けていない比較品について、以下の試験条件で自由落下による落錘試験を行い、圧縮ストロークに対する軸圧縮荷重および吸収エネルギーの変化特性を調べたところ、図４に示す結果が得られた。
《試験条件》
・錘体重量：１１００ｋｇ
・落錘高さ：１．１１ｍ
・衝突速度：１７ｋｍ／ｈ

図４の「切欠あり」（実線）は本発明品（クラッシュボックス１４Ｒ）で、「切欠なし」（破線）は比較品であり、比較品（切欠なし）は衝突初期の軸圧縮荷重、特に第２の荷重ピーク値が低くなっており、第３の荷重ピーク値との差が大きくなって繰り返し座屈の波形が不安定化している。このような場合、その後の繰り返し座屈の不安定化を引き起してエネルギー吸収量の低下を招く。これに対し、本発明品（切欠あり）では第２の荷重ピーク値と第３の荷重ピーク値とが略等しくなって波形が安定化する。また、エネルギー吸収量も、切欠を設けない比較品に比べて向上している。なお、図４の(b) の吸収エネルギーは、(a) の軸圧縮荷重の積分値に相当する。

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：バンパービーム（バンパー部材） １２Ｌ、１２Ｒ：サイドメンバー（車体側部材） １４Ｌ、１４Ｒ：クラッシュボックス（車両用衝撃吸収部材） ２０：筒状体（テーパ部） ２６、２８：半割体 ２６ａ、２６ｂ、２８ａ、２８ｂ：側端縁部 ３８：上部側壁（第１側壁） ４０：下部側壁（第２側壁） ４２：応力集中部 Ｐａ１：第１接合点 Ｐｂ１：第２接合点

Claims (4)

1. 平板状の複数の側壁を有する断面多角形状の中空の筒状体を備えており、該筒状体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、該軸方向に圧縮荷重を受けて蛇腹状に圧壊させられることにより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、
   前記筒状体は、平板状の第１側壁部分において一対の側端縁部が所定の幅寸法で互いに重ね合わされ、該側端縁部が前記軸方向に沿って一体的に接合されることにより前記断面多角形状の閉断面とされているとともに、
   前記第１側壁、および該第１側壁に対面する反対側の第２側壁は、前記軸方向において該第２側壁が該第１側壁よりも該軸方向に対して大きく傾斜させられた非対称形状のテーパ部を備えており、
   該第１側壁における前記側端縁部の重ね合わせ部分には、前記蛇腹状に圧壊する際の塑性変形の起点となる応力集中部が前記断面多角形状の稜線に達することがないように設けられている一方、
   前記第１側壁における前記一対の側端縁部は、溶接手段により前記軸方向に所定の間隔で断続的に接合されているとともに、
   前記応力集中部は、前記溶接手段により断続的に接合された接合点と接合点との間に設けられている
   ことを特徴とする車両用衝撃吸収部材。
2. 前記テーパ部では、前記車体側部材側から前記バンパー部材側へ向かうに従って前記第１側壁と前記第２側壁とが接近するように少なくとも該第２側壁が前記軸方向に対して傾斜させられている一方、
   前記第１側壁における前記一対の側端縁部を接合する前記溶接手段はスポット溶接であり、
   前記応力集中部は、前記スポット溶接による多数の接合点の中、少なくとも前記バンパー部材側の端部に最も近い位置の第１接合点と２番目の第２接合点との間に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用衝撃吸収部材。
3. 前記筒状体は、前記軸方向と平行に略対称的に２分割した一対の半割体にて構成されており、筒形状を成すように該一対の半割体の両側端縁部をそれぞれ重ね合わせてスポット溶接により一体的に接合したもので、
   該スポット溶接により接合される前記一対の半割体の両側端縁部によって構成される２箇所の側壁が前記第１側壁および前記第２側壁である
   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. 前記筒状体は、上方に位置して車両の前後方向に延びる略水平な上部側壁と、下方に位置しているとともに前記軸方向の全長に亘って前記バンパー部材側へ向かうに従って前記上部側壁に接近するように上方へ傾斜している下部側壁とを備えており、
   前記上部側壁が前記第１側壁で前記下部側壁が前記第２側壁であり、該上部側壁および該下部側壁の全体が前記テーパ部を構成している
   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。

Images