特許 6034729 車両用衝撃吸収機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6034729

(24)【登録日】2016年11月4日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】車両用衝撃吸収機構

(51)【国際特許分類】

   B60R 19/18 20060101AFI20161121BHJP

【ＦＩ】

   B60R19/18 Q

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-51236(P2013-51236)

(22)【出願日】2013年3月14日

(65)【公開番号】特開2014-177159(P2014-177159A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2015年11月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(72)【発明者】

【氏名】森栄 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】林 誠次

【審査官】 田合 弘幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３２２８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０６３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１０８８１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ １９／１８

Ｂ６０Ｒ １９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車幅方向に延在するバンパビームと、
前記バンパビームの車両前後方向の前側に配設され、中空部を有する衝撃吸収コア材と、
を備え、
前記バンパビームには、車両前後方向の前側に、複数の凸状部が設けられ、
前記各凸状部の車幅方向の左右端部には、前記複数の凸状部同士を接続する補強プレートが設けられることを特徴とする車両用衝撃吸収機構。

【請求項2】

請求項１記載の車両用衝撃吸収機構において、
前記凸状部は、車両前後方向に延び、それぞれが上下に配置された２つの壁部と、前記２つの壁部のそれぞれの車両前後方向の前端に連接された前端部とによって構成されることを特徴とする車両用衝撃吸収機構。

【請求項3】

請求項２記載の車両用衝撃吸収機構において、
前記衝撃吸収コア材の車両前後方向の後方側は、前記壁部に沿って形成されることを特徴とする車両用衝撃吸収機構。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の車両用衝撃吸収機構において、
前記バンパビームの車両前後方向の後方側には、車両前後方向に沿って延設する骨格部材が設けられることを特徴とする車両用衝撃吸収機構。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の車両用衝撃吸収機構において、
前記衝撃吸収コア材には、カバー部材が設けられることを特徴とする車両用衝撃吸収機構。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の車両用衝撃吸収機構において、
前記バンパビームは複合材からなり、前記衝撃吸収コア材はアルミニウム合金からなることを特徴とする車両用衝撃吸収機構。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の車両用衝撃吸収機構において、
前記衝撃吸収コア材は、ハニカム形状を有することを特徴とする車両用衝撃吸収機構。

【請求項8】

請求項４乃至請求項７のいずれか１項記載の車両用衝撃吸収機構において、
前記骨格部材は、金属材料で形成されることを特徴とする車両用衝撃吸収機構。

【請求項9】

請求項８記載の車両用衝撃吸収機構において、
前記金属材料は、アルミニウム合金であることを特徴とする車両用衝撃吸収機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に付与される衝撃荷重を吸収することが可能な車両用衝撃吸収機構に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、車両前後方向に延在するフロントサイドメンバ（骨格部材）と、ＣＦＲＰからなり長手方向の一端がフロントサイドメンバの前端に結合されたクラッシュボックス（衝撃吸収部材）とを備えた衝撃吸収構造が開示されている。

【0003】

クラッシュボックスには補強部が設けられ、この補強部における衝撃荷重入力側の縁部を長手方向に対して直線状に傾斜させることで補強幅の徐減構造が構成され、クラッシュボックス（衝撃吸収部材）とフロントサイドメンバ（骨格部材）との結合部における折れを抑制することができるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１９５０６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されたクラッシュボックス（衝撃吸収部材）では、ＣＦＲＰのみで構成されているため、衝撃荷重が付与されたときに高い強度を発揮するが変形量は少なく、限界を超えると一気に破壊してしまうため、衝撃荷重を長く継続して吸収することが困難である。

【0006】

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、衝撃荷重をより長く継続して吸収することが可能な車両用衝撃吸収機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するために、本発明は、車幅方向に延在するバンパビームと、前記バンパビームの車両前後方向の前側に配設され、中空部を有する衝撃吸収コア材と、を備え、前記バンパビームには、車両前後方向の前側に、複数の凸状部が設けられ、前記各凸状部の車幅方向の左右端部には、前記複数の凸状部同士を接続する補強プレートが設けられることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、車両用衝撃吸収機構に対して衝撃荷重が付与された際、バンパビームに設けられた凸状部によって弾性域内での剛性・強度が高められてその変形が抑制されるため、先ず、バンパビームの前側に配設された衝撃吸収コア材が選択的に塑性変形して衝撃荷重を吸収する。衝撃吸収コア材がある程度塑性変形した後、続いて、バンパビームが弾性域内で弾性変形して衝撃荷重を吸収する。このように本発明では、前半の衝撃吸収コア材による塑性変形と後半のバンパビームによる弾性変形とによって、衝撃荷重をより長く継続して吸収することができる。この結果、本発明では、衝撃吸収コア材とバンパビームとの複合的な作用で、短い変位量で大きな衝撃荷重量を吸収することができる。また、軽衝突の場合には、バンパビームが塑性変形することがなく、衝撃吸収コア材が塑性変形するのみであるため、衝撃吸収コア材を交換するだけでよく、修理コストを安価にすることができる。
さらに、本発明によれば、バンパビームの左右両端部に補強プレートを設けることにより、衝撃荷重が付与された場合であっても、凸状部同士の開きや倒れ等の変形を抑制して凸状部同士を拘束することができる。この結果、本発明では、バンパビームが弾性変形可能な弾性域の必要な範囲内でバンパビームが弾性変形することを好適にサポートすることができる。

【0009】

また、本発明は、前記凸状部が、車両前後方向に延び、それぞれが上下に配置された２つの壁部と、前記２つの壁部のそれぞれの車両前後方向の前端に連接された前端部とによって構成されることを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、バンパビームの凸状部を２つの壁部と、２つの壁部を連接する前端部とによって構成することにより、バンパビームがより座屈しにくい構成とすることができる。本発明では、２つの壁部によって衝撃荷重を吸収することができるため、例えば、衝撃吸収コア材で吸収することができなかった衝撃荷重を、バンパビームの２つの壁部によって好適に吸収することができる。

【0011】

さらに、本発明は、前記衝撃吸収コア材の車両前後方向の後方側が、前記壁部に沿って形成されることを特徴とする。

【0012】

本発明によれば、衝撃吸収コア材の後方部（後方側）が壁部に倣った形状とすることで、後方部が隣接する凸状部間に差し込まれる形状、又は、後方部が分岐して凸状部を跨ぐ形状とすることができる。この結果、本発明では、衝撃吸収コア材をバンパビームに組み付ける際、衝撃吸収コア材をバンパビームに対して容易に位置決めすることができると共に、衝撃吸収コア材がバンパビームから脱落することを防止することができる。さらに、衝撃荷重が付与された際、衝撃吸収コア材からバンパビームの凸状部に対して衝撃荷重を確実に伝達することができると共に、凸状部における衝撃荷重の吸収性能を確実に発揮させることができる。

【0013】

さらにまた、本発明は、前記バンパビームの車両前後方向の後方側に、車両前後方向に沿って延設する骨格部材が設けられることを特徴とする。

【0014】

本発明によれば、バンパビームの後方に設けられた骨格部材に対して、バンパビームに付与される衝撃荷重を吸収する機能を発揮させることができる。

【0017】

さらにまた、本発明は、前記衝撃吸収コア材に、カバー部材が設けられることを特徴とする。

【0018】

本発明によれば、衝撃吸収コア材にカバー部材を設けることで、局部的な衝撃荷重の入力に対して衝撃吸収コア材に対する衝撃荷重の入力を平準化してバンパビームに伝達することができる。このため、衝撃吸収コア材の潰れ残りを抑制して十分に衝撃荷重を吸収することができる。さらに、カバー部材をバンパビームに係止することで、衝撃吸収コア材のバンパビームからの脱落を防止し、組付作業性の向上と衝撃荷重を確実に吸収することができる。

【0019】

さらにまた、本発明は、前記バンパビームが複合材からなり、前記衝撃吸収コア材がアルミニウム合金からなることを特徴とする。

【0020】

本発明によれば、軽量且つ衝撃荷重の吸収性に優れた中空部を有するアルミニウム合金（発泡性アルミニウムも含む）からなる衝撃吸収コア材と、軽量な複合材（例えば、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等）からなるバンパビームとによって、変位量が短くても大きな衝撃荷重量を吸収することができる。

【0021】

さらにまた、本発明は、前記衝撃吸収コア材が、ハニカム形状を有することを特徴とする。

【0022】

本発明によれば、衝撃吸収コア材をハニカム形状とすることにより、さらに軽量化を図ると共に、塑性変形し易くすることができる。

【0023】

さらにまた、本発明は、前記骨格部材が、金属材料で形成されることを特徴とする。

【0024】

本発明によれば、例えば、車体のフロントサイドフレームの前端部とバンパビームとの間を連結する骨格部材を金属材料とすることにより、衝撃荷重によってバンパビームの弾性変形が進行していく際、骨格部材との締結部近傍における応力集中でバンパビームが破壊に至る前、骨格部材が塑性変形することでバンパビームが破壊されることを回避することができる。

【0025】

さらにまた、本発明は、前記金属材料が、アルミニウム合金であることを特徴とする。

【0026】

本発明によれば、骨格部材をアルミニウム製合金とすることで、軽量且つ変形容易な部材とすることができる。このため、衝撃荷重が大きく、バンパビームが破壊に至るほどの変位に到達する前、骨格部材が優先的に圧潰して衝撃荷重を吸収することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明では、

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施形態に係る車両用衝撃吸収機構の斜視図である。

【図2】図１に示す車両用衝撃吸収機構の分解斜視図である。

【図3】図１の矢印Ｚ方向からみた斜視図である。

【図4】図１に示す車両用衝撃吸収機構の一部破断正面図である。

【図5】図１に示す車両用衝撃吸収機構の平面図である。

【図6】図１に示す車両用衝撃吸収機構の右側面図である。

【図7】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った縦断面図である。

【図8】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、第１〜第３変形例に係る凸状部が設けられたバンパビーム及び衝撃吸収コア材の縦断面図である。

【図9】（ａ）、（ｂ）は、衝撃吸収コア材がバンパビームの凸状部を跨いで連結される状態を示す縦断面図である。

【図10】（ａ）〜（ｅ）は、衝撃荷重が付与されることにより、２つの凸状部の間に差し込まれた衝撃吸収コア材が、バンパビームの弾性変形領域まで追従して塑性変形した状態を示す断面図である。

【図11】（ａ）は、補強プレートが無い比較例において、衝撃荷重が付与されて凸状部が変形する状態を示した説明図、（ｂ）は、補強プレートが設けられた本実施形態において、衝撃荷重が付与されても凸状部が拘束される状態を示した説明図である。

【図12】本実施形態に係る車両用衝撃吸収機構と比較例において、衝撃荷重と変位量との関係を示す特性図である。

【図13】（ａ）〜（ｄ）は、車両用衝撃吸収機構に対して衝撃荷重が付与された際の変形状態を経時的に示したものである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両用衝撃吸収機構の斜視図、図２は、図１の分解斜視図、図３は、図１の矢印Ｚ方向からみた斜視図、図４は、図１の一部破断正面図、図５は、図１の平面図、図６は、図１の右側面図、図７は、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った縦断面図である。なお、各図中に矢印で示される、「前後」及び「上下」は、車体の前後方向及び上下方向を示し、「左右」は、運転席から見た左右方向（車幅方向）をそれぞれ示している。

【0030】

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る車両用衝撃吸収機構１０は、図示しない車両の車体前部に設けられるフロントバンパに適用されたものである。この車両用衝撃吸収機構１０は、車幅方向に延在するバンパビーム１２と、バンパビーム１２の車両前後方向の前側（前面）に固定される衝撃吸収コア材１４とを含む。バンパビーム１２は、例えば、ＣＦＲＰ(Carbon Fiber Reinforced Plastic)やＧＦＲＰ(Glass Fiber Reinforced Plastic)等の複合材によって形成される。また、衝撃吸収コア材１４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によって形成される。

【0031】

さらに、車両用衝撃吸収機構１０は、バンパビーム１２の車幅方向に沿った左右両端部でバンパビーム１２の車両前後方向の後方側（後面）に固定される一対のエクステンション部材（骨格部材）１６と、バンパビーム１２の車幅方向に沿った左右両端部でバンパビーム１２の前側（前面）に固定される一対の補強プレート１８とを備えて構成されている。なお、車両用衝撃吸収機構１０は、フロントバンパに限定されるものではなく、リヤバンパにも適用することができる。

【0032】

バンパビーム１２には、車両前後方向の前側（前面）に、少なくとも１以上の凸状部２０が設けられている。本実施形態では、軸方向（車幅方向）と直交する縦断面が略コ字を呈し（図７参照）、車両前方に向かって突出する２つの凸状部２０が車幅方向に沿って平行に延在するように設けられている。

【0033】

また、２つの凸状部２０は、バンパビーム１２の後方に位置する縦壁２１を介して車両上下方向に沿って連続し、上部側及び下部側の凸状部２０と縦壁２１との間で車両後方側に窪んだ断面矩形状の凹部２２が形成される。凹部２２は、バンパビーム１２の前面に車幅方向に沿って延在するように設けられる。なお、２つの凸状部２０は、それぞれ車両前方に向かって突出した同一断面形状で構成されているが、後記するようにそれぞれ異なる断面形状で構成されてもよい。

【0034】

凸状部２０は、図７に示される縦断面において、車両前後方向に延び、それぞれが所定間隔離間して上下に配置された２つの壁部２４と、２つの壁部２４のそれぞれの車両前後方向の前端に連接された前端部２６とを有する。

【0035】

ここで、バンパビーム１２に設けられた凸状部２０の変形例を、図８及び図９に基づいて説明する。なお、図８及び図９では、バンパビーム１２及び衝撃吸収コア材１４が簡略化された断面形状で図示されていると共に、エクステンション部材１６の図示を省略している。

【0036】

図８（ａ）は、第１変形例に係る凸状部が設けられたバンパビーム及び衝撃吸収コア材の縦断面図である。このバンパビーム１２ａは、単一の凸状部２０ａを有し、前面にやや幅広に形成された単一の前端部２６ａと、前端部２６ａの上端及び下端から車両後方に向かって相互に対向する離間距離が徐々に増大するように延在する２つの壁部２４ａと、壁部２４ａの後端から上下方向に屈曲する後端フランジ部２８とによって構成されている。

【0037】

図８（ｂ）は、第２変形例に係る凸状部が設けられたバンパビーム及び衝撃吸収コア材の縦断面図である。このバンパビーム１２ｂは、同一形状からなる２つの凸状部２０ｂを有し、前面にやや幅狭に形成された２つの前端部２６ｂと、前端部２６ｂの上端及び下端から車両後方に向かって相互に対向する離間距離が徐々に減少するように延在する２つの壁部２４ｂと、壁部２４ｂを連接する縦壁２１とによって構成されている。

【0038】

図８（ｃ）は、第３変形例に係る凸状部が設けられたバンパビーム及び衝撃吸収コア材の縦断面図である。このバンパビーム１２ｃは、異なる形状からなる２つの凸状部２０ｃ、２０ｄを有し、２つの凸状部２０ｃ、２０ｄが縦壁２１を介して上下方向に連続して設けられている。

【0039】

２つの凸状部２０ｃ、２０ｄのうちの上部側の凸状部２０ｃは、前面にやや幅狭なフランジ状からなる前端部２６ｃと、前端部２６ｃの下端から後方に延在する単一の壁部２４ｃとから構成される。下部側の凸状部２０ｄは、前面にやや幅狭に形成された単一の前端部２６ｄと、前端部２６ｄの上端及び下端から車両後方に向かって相互に対向する離間距離が徐々に増大するように延在する２つの壁部２４ｃと、下側の壁部２４ｃの後端から下方側に向かって略Ｌ字状に屈曲する後方フランジ部２８とによって構成されている。

【0040】

なお、バンパビーム１２の車幅方向に沿った左右両端側の上端部及び下部部には、一対のエクステンション部材１６を取り付けるための取付フランジ３０が設けられている。

【0041】

衝撃吸収コア材１４は、断面正六角形の複数の貫通孔（中空部）が車両前後方向に沿って貫通して形成されるハニカム形状３２（図４参照）を有するコア本体３４と、コア本体３４の略全面を被覆すると共に、収納空間部内に収納されるコア本体３４を保持してバンパビーム１２に固定するカバー部材３６とを備える。カバー部材３６は、例えば、ＣＦＲＰで形成され、後端側が開口した箱状の部材である（図７参照）。カバー部材３６の四隅角部には、ねじ部材を介してバンパビーム１２の前端部２６にカバー部材３６を締結する取付フランジ３８（図２参照）が設けられる。

【0042】

衝撃吸収コア材１４を構成するコア本体３４の車両前後方向の後方部（後方側）３４ａは、バンパビーム１２の凸状部２０を構成する２つの壁部２４に沿って形成される。すなわち、本実施形態では、図７に示されるように、コア本体３４の後方部３４ａが、相互に対向する２つの壁部２４の間に形成された凹部２２内に差し込まれて(嵌挿されて)、２つの壁部２４間の間で後方部３４ａが挟持されるように設けられる。コア本体３４の後方部３４ａは、凹部２２に略対応する凸形状からなり、コア本体３４の後方部３４ａの上下方向に沿った肉厚が、２つの壁部２４内壁の上下方向に沿った離間距離よりも若干大きく設定されている。

【0043】

本実施形態では、衝撃吸収コア材１４のコア本体３４の後方部３４ａが、凸状部２０の相互に対向する２つの壁部２４の間に差し込まれて挟持される構成を採用しているが、これに限定されるものではない。

【0044】

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、衝撃吸収コア材がバンパビームの凸状部を跨いで連結される状態を示す縦断面図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示されるように、コア本体３４の後方部３４ａを上部側と下部側で２つに分岐して構成し、この２つの分岐部４０が単一の凸状部２０ａ（２０ｄ）を間にして上下方向で跨いで挟持するようにするとよい。なお、図９（ａ）に示される凸状部２０ａは、図８（ａ）に示される第１変形例に係る凸状部２０ａを用い、図９（ｂ）に示される凸状部２０ｄは、図８（ｃ）に示される第３変形例に係る下部側の凸状部２０ｄを用いているため、その詳細な説明を省略する。

【0045】

図１０（ａ）〜（ｅ）は、衝撃荷重が付与されることにより、２つの凸状部の間に差し込まれた衝撃吸収コア材が、バンパビームの弾性変形領域まで追従して塑性変形した状態を示す断面図である。

【0046】

さらに、図７に示されるコア本体３４は、後方部３４ａ全体が２つの壁部２４で形成される凹部２２内に差し込まれ、後方部３４ａが凹部２２の縦壁２１と当接するように構成されているのに対し、例えば、図１０（ａ）に示されるように、コア本体３４の後方部３４ａを凹部２２の途中まで差し込んで、後方部３４ａと凹部２２の縦壁２１との間で空間部４２が形成されるようにしてもよい。なお、空間部４２を設けることがなく、コア本体３４の後方部３４ａと凹部２２の縦壁２１とを予め当接するまで差し込むようにしてもよい。

【0047】

この場合、車両用衝撃吸収機構１０に対して衝撃荷重が付与されて衝撃吸収コア材１４が押圧された際、図１０（ｂ）に示されるように、コア本体３４が空間部４２に沿って車両後方に押圧されてコア本体３４の後端面３４ｂと凹部２２の縦壁２１とが当接する。さらに、図１０（ｃ）に示されるように、衝撃荷重によって衝撃吸収コア材１４がバンパビーム１２の前端部２６と略面一となるまで塑性変形した後、図１０（ｄ）に示されるように、バンパビーム１２及び衝撃吸収コア材１４の両方にそれぞれ付与される衝撃荷重によって、バンパビーム１２が弾性変形領域内で弾性変形すると同時に、衝撃吸収コア材１４がさらに塑性変形する。最後に、図１０（ｅ）に示されるように、弾性変形領域内で弾性変形したバンパビーム１２がスプリングバックの作用により寸法αだけ戻って原形状に復帰する。このように図１０（ａ）〜（ｅ）に示される実施形態では、衝撃荷重が付与された際、衝撃吸収コア材１４の塑性変形量を、バンパビーム１２の弾性変形領域まで追従（持続）させることができる（図１０（ｄ）参照）。このため、その追従（持続）した分だけ衝撃吸収コア材１４による衝撃荷重の吸収量（衝撃吸収コア材１４の塑性変形量）を増大させることができる利点がある。

【0048】

図２に示されるように、エクステンション部材１６は、金属材料、好適には、アルミニウム合金によって形成される。エクステンション部材１６は、内部に隔壁４４を有する中空の直方体からなるエクステンション本体４６と、エクステンション本体４６の軸方向（車両前後方向）に沿った前端に接合される前部プレート４８と、エクステンション本体４６の軸方向に沿った後端に接合される後部プレート５０とから構成される。

【0049】

エクステンション本体４６の内部には、隔壁４４を間にして軸方向に貫通する上部側中空部５２ａと下部側中空部５２ｂとが設けられる。また、前部プレート４８には、表裏両面を貫通する矩形状の開口部５４が形成されると共に、バンパビーム１２の取付フランジ３０にねじ締結するためのねじ孔が形成される。開口部５４を間にした上下方向には、断面Ｖ字状に屈曲する一対の屈曲部５６が設けられ、この一対の屈曲部５６間にエクステンション本体４６の前端が位置決めされて接合される。

【0050】

さらに、後部プレート５０には、車両前方に向かって突出し且つ車幅方向に沿って延在する一対の横リブ５８が設けられる。この横リブ５８は、エクステンション本体４６の後端に対して後部プレート５０を接合する際の位置決めとなるものである。前部プレート４８及び後部プレート５０は、例えば、ＭＩＧ溶接等の溶接手段を介してエクステンション本体４６の前端及び後端の全周にわたって接合される。

【0051】

バンパビーム１２の車幅方向に沿った左右両端部の前面には、上下方向に連続する２つの凸状部２０同士を接続する一対の補強プレート１８が締結される。一対の補強プレート１８は、断面ハット状からなり、それぞれ同一形状に形成される。各補強プレート１８は、上部側の凸状部２０の前端部２６に締結される上部フランジ部６０ａと、下部側の凸状部２０の前端部２６に締結される下部フランジ部６０ｂと、上部フランジ部６０ａと下部フランジ部６０ｂとを連結する連結部６２とを有する。

【0052】

図１１（ａ）は、補強プレートが無い比較例において、衝撃荷重が付与されて凸状部が変形する状態を示した説明図、図１１（ｂ）は、補強プレートが設けられた本実施形態において、衝撃荷重が付与されても凸状部が拘束される状態を示した説明図である。

【0053】

補強プレート１８が無い比較例では、図１１（ａ）に示されるように、衝撃荷重（曲げモーメント）がバンパビーム１２に付与されると、上下方向で連続する２つの凸状部２０間の離間距離が増大して外側に開く開き変形や、２つの凸状部間の離間距離が減少して内側に倒れる倒れ変形等が発生する（図１１（ａ）中の破線参照）。この結果、補強プレート１８が無い比較例では、衝撃荷重が付与されて２つの凸状部２０が弾性変形することでバンパビーム１２の左右両端部側に応力が集中する。

【0054】

これに対して、２つの凸状部同士を接続する補強プレート１８が設けられた本実施形態では、衝撃荷重（曲げモーメント）がバンパビーム１２に付与された際、補強プレート１８によって２つの凸状部２０が原形状に拘束されるため、バンパビーム１２全体が弾性変形することができる。この結果、補強プレート１８により、バンパビームの左右両端部側に応力が集中することを好適に回避し、バンパビーム１２が弾性変形可能な弾性域の必要な範囲内でバンパビーム１２が弾性変形することを好適にサポートすることができる。

【0055】

本実施形態に係る車両用衝撃吸収機構１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

【0056】

図１２は、本実施形態に係る車両用衝撃吸収機構と比較例とにおいて、衝撃荷重と変位量との関係を示す特性図、図１３（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る車両用衝撃吸収機構に対して衝撃荷重が付与された際の変形状態を経時的に示したものである。なお、図１２中では、本実施形態に係る車両用衝撃吸収機構１０の特性曲線を実線で示し、ＣＦＲＰのみで形成された図示しない衝撃吸収部材に係る比較例の特性曲線を破線で示している。また、図１３（ａ）は、衝撃荷重が付与されていない原形状を示したものである。さらに、図１２中の横軸は、変位量の他に時間（時刻ｔ）をも便宜的に示している。

【0057】

例えば、車両の衝突等により車両用衝撃吸収機構１０に対して衝撃荷重が付与された際、バンパビーム１２に設けられた凸状部２０によって変形が抑制されるため、先ず、バンパビーム１２の前側に配設された衝撃吸収コア材１４が塑性変形して衝撃荷重を吸収しカバー部材１６によって衝撃吸収コア材１４が全体的に潰れる（図１３（ｂ）参照）。衝撃吸収コア材１４の塑性変形の進行に伴って増加する荷重により、徐々にバンパビーム１２の弾性変形が進行して衝撃荷重を吸収する（図１３（ｃ）参照）。さらに、バンパビーム１２が弾性域内での弾性変形を維持したまま、バンパビーム１２の車幅方向の左右両端部に設けられた一対のエクステンション部材１６が塑性変形して衝撃荷重を吸収する（図１３（ｄ）参照）。

【0058】

例えば、図１２中に実線で示される車両用衝撃吸収機構１０の特性曲線において、時刻ｔよりも前の範囲では、衝撃吸収コア材１４が塑性変形して衝撃荷重を吸収する状態を示している。また、図１２中の時刻ｔよりも後の範囲では、バンパビーム１２が弾性域内で弾性変形して衝撃荷重を吸収すると共に、バンパビーム１２が弾性域内での弾性変形を維持したまま、一対のエクステンション部材１６が塑性変形して衝撃荷重を吸収する状態を示している。

【0059】

本実施形態に係る車両用衝撃吸収機構１０では、時刻ｔよりも前の範囲において、比較的低い衝撃荷重を吸収することができるのに対し、時刻ｔよりも後の範囲では、凸状部２０によってバンパビーム１２の剛性・強度が増大しているため、時刻ｔよりも前の範囲と比較して高い衝撃荷重（ピーク値）を吸収することができる。

【0060】

これに対し、破線で示される比較例では、初期段階で比較的高い衝撃荷重を吸収することができるが、その変位量が増大するにつれて、その後に吸収される衝撃荷重が急減する。この結果、比較例では、長い時間にわたって充分な衝撃荷重量を吸収することができない。

【0061】

このように本実施形態では、衝撃吸収コア材１４による塑性変形（時刻ｔよりも前の範囲）とバンパビーム１２による弾性変形（時刻ｔの後の範囲）とによって、衝撃荷重をより長く継続して吸収することができる。この結果、本実施形態では、衝撃吸収コア材１４とバンパビーム１２との複合的な作用で、短い変位量で大きな衝撃荷重量を吸収することができる。また、軽衝突の場合には、バンパビーム１２が弾性変形することがなく、衝撃吸収コア材１４が塑性変形するのみであるため、衝撃吸収コア材１４を新たなものと交換するだけでよく、修理コストを安価にすることができる。

【0062】

また、本実施形態では、バンパビーム１２の凸状部２０を２つの壁部２４と、２つの壁部２４を連接する前端部２６とによって構成することにより、バンパビーム１２がより座屈しにくい構造とすることができる。本実施形態では、２つの壁部２４によって衝撃荷重を吸収することができるため、例えば、衝撃吸収コア材１４で吸収することができなかった衝撃荷重を、バンパビーム１２の２つの壁部２４によって好適に吸収することができる。

【0063】

さらに、本実施形態では、衝撃吸収コア材１４の後方部３４ａ（後方側）が壁部２４に倣った形状とすることで、後方部３４ａが隣接する凸状部２０間に差し込まれる形状（図７及び図１０参照）、又は、後方部３４ａの分岐部４０が凸状部２０を跨ぐ形状（図９参照）とすることができる。この結果、本実施形態では、衝撃吸収コア材１４をバンパビーム１２に組み付ける際、衝撃吸収コア材１４をバンパビーム１２に対して容易に位置決めすることができると共に、衝撃吸収コア材１４がバンパビーム１２から脱落することを防止することができる。さらに、衝撃荷重が付与された際、衝撃吸収コア材１４からバンパビーム１２の凸状部２０に対して衝撃荷重を確実に伝達することができると共に、凸状部２０における衝撃荷重の吸収性能を確実に発揮させることができる。

【0064】

さらにまた、本実施形態では、バンパビーム１２の後方に設けられた一対のエクステンション部材１６に対して、バンパビーム１２に付与される衝撃荷重を吸収する機能を発揮させることができる。

【0065】

さらにまた、本実施形態では、バンパビーム１２の左右両端部に補強プレート１８を設けることにより、衝撃荷重が付与された場合であっても、凸状部２０同士の開きや倒れ等の変形を抑制して凸状部２０同士を好適に拘束することができる。この結果、本実施形態では、バンパビーム１２が弾性変形可能な弾性域の必要な範囲内でバンパビーム１２が弾性変形することを好適にサポートすることができる。

【0066】

さらにまた、本実施形態では、衝撃吸収コア材１４にコア本体３４を被覆するカバー部材３６を設けることで、局部的な衝撃荷重の入力に対して衝撃吸収コア材１４に対する衝撃荷重の入力を平準化してバンパビーム１２に伝達することができる。このため、衝撃吸収コア材１４の潰れ残りを抑制して十分に衝撃荷重を吸収することができる。さらに、カバー部材３６を取付フランジ３８バンパビーム１２にねじ締結することで、衝撃吸収コア材１４のバンパビーム１２からの脱落を防止し、組付作業性の向上と衝撃荷重を確実に吸収することができる。

【0067】

さらにまた、本実施形態では、軽量且つ衝撃荷重の吸収性に優れたアルミニウム合金（発泡性アルミニウムも含む）からなる衝撃吸収コア材１４と、軽量な複合材（例えば、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等）からなるバンパビーム１２とによって、変位量が短くても大きな衝撃荷重量を吸収することができる。

【0068】

さらにまた、本実施形態では、衝撃吸収コア材１４のコア本体３４を車両前後方向に沿って貫通するハニカム形状３２（図４参照）とすることにより、さらに軽量化を図ると共に、塑性変形し易くすることができる。また、ハニカム形状とすることで、衡激吸収性能を高めることができる。

【0069】

さらにまた、本実施形態では、例えば、図示しない車体のフロントサイドフレームの前端部とバンパビーム１２との間を連結する一対のエクステンション部材１６（骨格部材）を金属材料とすることにより、衝撃荷重によってバンパビーム１２の弾性変形が進行していく際、エクステンション部材１６との締結部近傍における応力集中でバンパビーム１２が破壊に至る前、一対のエクステンション部材１６が塑性変形することでバンパビーム１２が破壊されることを回避することができる。

【0070】

さらにまた、本実施形態では、一対のエクステンション部材１６をアルミニウム製合金とすることで、軽量且つ変形容易な部材とすることができる。このため、衝撃荷重が大きく、バンパビーム１２が破壊に至るほどの変位に到達する前、一対のエクステンション部材１６が優先的に圧潰して衝撃荷重を吸収することができる。

【符号の説明】

【0071】

１０ 車両用衝撃吸収機構
１２ バンパビーム
１４ 衝撃吸収コア材
１６ エクステンション部材（骨格部材）
１８ 補強プレート
２０、２０ａ〜２０ｄ 凸状部
２４ 壁部
２６ 前端部
３２ ハニカム形状
３４ コア本体
３４ａ 後方部（後方側）
３６ カバー部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】