特許 7073304 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】

(24)【登録日】2022-05-13

(45)【発行日】2022-05-23

(54)【発明の名称】衝撃吸収機構

(51)【国際特許分類】

   B60R 19/34 20060101AFI20220516BHJP

   B60R 19/03 20060101ALI20220516BHJP

   F16F 7/00 20060101ALI20220516BHJP

   F16F 7/12 20060101ALI20220516BHJP

【ＦＩ】

B60R19/34

B60R19/03 Z

F16F7/00 A

F16F7/00 K

F16F7/12

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019102724

(22)【出願日】2019-05-31

(65)【公開番号】P2020196307

(43)【公開日】2020-12-10

【審査請求日】2021-06-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 豪軌

(72)【発明者】

【氏名】水谷 義輝

(72)【発明者】

【氏名】三浦 寿久

(72)【発明者】

【氏名】西村 拓也

【審査官】諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－７５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１３７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１５８４４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３２１６３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１５５７０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ １９／００－１９／５６

Ｆ１６Ｆ ７／００－ ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に加わる衝突荷重を軽減するための衝撃吸収機構であって、
衝突荷重を受ける荷重受け部材と前記衝突荷重が前記荷重受け部材から伝達される被伝達部材の間に設けられ、
部材軸方向の一方の端部が前記荷重受け部材と前記被伝達部材のうち一方の部材の内部空間に挿入された木製の柱状の衝撃吸収材と、
前記一方の部材に連結され、衝突時に前記衝撃吸収材を押圧する第１の連結材と、
を具備し、
衝突時に前記衝撃吸収材が前記第１の連結材に押し分けられ、前記第１の連結材から見て前記衝撃吸収材の部材軸直交方向の側方にある空間に進入し、
前記部材軸直交方向に沿った前記第１の連結材の幅を２Ｄ_１、前記荷重受け部材と前記被伝達部材のうち他方の部材側に面した前記第１の連結材の平面部または凹面部の幅を２Ｃ_１として、
前記第１の連結材の前記部材軸方向に沿った断面の中心を通る前記部材軸方向の断面中心線と、前記衝撃吸収材の前記第１の連結材に近い方の側面との間の距離Ｘ_１が、
Ｘ_１≦｛Ｄ_１－（１－ε）Ｃ_１｝／ε
により定められ、
εは、前記衝撃吸収材を前記部材軸直交方向に圧縮した際の応力とひずみの関係を示す応力－ひずみ分布において、前記衝撃吸収材の弾性変形域を超えて前記衝撃吸収材の剛性が低下した後、前記衝撃吸収材の剛性が再度上昇するひずみ硬化域に対応するひずみの値であることを特徴とする衝撃吸収機構。

【請求項2】

車両に加わる衝突荷重を軽減するための衝撃吸収機構であって、
衝突荷重を受ける荷重受け部材と前記衝突荷重が前記荷重受け部材から伝達される被伝達部材の間に設けられ、
部材軸方向の一方の端部が前記荷重受け部材と前記被伝達部材のうち一方の部材の内部空間に挿入された木製の柱状の衝撃吸収材と、
前記一方の部材に連結され、衝突時に前記衝撃吸収材を押圧する複数の第１の連結材と、
を具備し、
衝突時に前記衝撃吸収材が前記第１の連結材に押し分けられ、前記第１の連結材から見て前記衝撃吸収材の部材軸直交方向の側方にある空間に進入し、
前記部材軸直交方向に沿った前記第１の連結材の幅を２Ｄ_１、前記荷重受け部材と前記被伝達部材のうち他方の部材側に面した前記第１の連結材の平面部または凹面部の幅を２Ｃ_１として、
前記第１の連結材の前記部材軸方向に沿った断面の中心を通る前記部材軸方向の断面中心線と、隣り合う前記第１の連結材の間を二等分する前記部材軸方向の線分との間の距離Ｘ_１が、
Ｘ_１≦｛Ｄ_１－（１－ε）Ｃ_１｝／ε
により定められ、
εは、前記衝撃吸収材を前記部材軸直交方向に圧縮した際の応力とひずみの関係を示す応力－ひずみ分布において、前記衝撃吸収材の弾性変形域を超えて前記衝撃吸収材の剛性が低下した後、衝撃吸収材の剛性が再度上昇するひずみ硬化域に対応するひずみの値であることを特徴とする衝撃吸収機構。

【請求項3】

前記第１の連結材の前記断面が略円形であり、前記距離Ｘ_１が、Ｃ_１＝０として
Ｘ_１≦Ｄ_１／ε
により定められることを特徴とする請求項１または請求項２記載の衝撃吸収機構。

【請求項4】

前記第１の連結材が、前記衝撃吸収材の端面に突き当てられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の衝撃吸収機構。

【請求項5】

前記第１の連結材が、前記衝撃吸収材を貫通することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の衝撃吸収機構。

【請求項6】

前記衝撃吸収材の前記部材軸方向の他方の端部は、前記他方の部材の内部空間に挿入され、
前記他方の部材に連結され、衝突時に前記衝撃吸収材を押圧する複数の第２の連結材を更に具備し、
前記第１、第２の連結材は、前記部材軸方向から見た時に異なる位置に配置され、
衝突時に前記衝撃吸収材が前記第２の連結材に押し分けられ、前記第２の連結材から見て前記部材軸直交方向の側方にある空間に進入し、
前記部材軸直交方向に沿った前記第２の連結材の幅を２Ｄ_２、前記一方の部材側に面した前記第２の連結材の平面部または凹面部の幅を２Ｃ_２として、
前記第２の連結材の前記部材軸方向に沿った断面の中心を通る前記部材軸方向の断面中心線と、隣り合う前記第２の連結材の間を二等分する前記部材軸方向の線分との間の距離Ｘ_２が、
Ｘ_２≦｛Ｄ_２－（１－ε）Ｃ_２｝／ε
により定められることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の衝撃吸収機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に加わる衝撃を吸収する衝撃吸収機構に関する。

【背景技術】

【0002】

車両の衝突時の衝突荷重を受けてその衝撃を吸収できるように構成された衝撃吸収機構に関する技術が、特許文献１、２に記載されている。

【0003】

特許文献１、２には、車両前方衝突時にバンパーリインフォースがサイドメンバ側に押された際に、バンパーリインフォースとサイドメンバの間に設けた木材がボルト等の連結材に押されて部材軸方向に圧縮するか、または当該木材に部材軸方向のせん断が生じることで衝撃が吸収される衝撃吸収機構について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第2014/077314号

【文献】特開2017-7598号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

これらの衝撃吸収機構では木材に部材軸方向の圧縮やせん断が生じる際に衝撃が吸収されるが、このような衝撃吸収機構では、より効果的に衝撃を吸収し、車両の衝突時の被害を軽減できる工夫が求められている。

【0006】

本発明は前述した問題点に鑑みてなされたものであり、より効果的に衝撃吸収を行うことのできる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】

前述した目的を達成するための第１の発明は、車両に加わる衝突荷重を軽減するための衝撃吸収機構であって、衝突荷重を受ける荷重受け部材と前記衝突荷重が前記荷重受け部材から伝達される被伝達部材の間に設けられ、部材軸方向の一方の端部が前記荷重受け部材と前記被伝達部材のうち一方の部材の内部空間に挿入された木製の柱状の衝撃吸収材と、前記一方の部材に連結され、衝突時に前記衝撃吸収材を押圧する第１の連結材と、を具備し、衝突時に前記衝撃吸収材が前記第１の連結材に押し分けられ、前記第１の連結材から見て前記衝撃吸収材の部材軸直交方向の側方にある空間に進入し、前記部材軸直交方向に沿った前記第１の連結材の幅を２Ｄ_１、前記荷重受け部材と前記被伝達部材のうち他方の部材側に面した前記第１の連結材の平面部または凹面部の幅を２Ｃ_１として、前記第１の連結材の前記部材軸方向に沿った断面の中心を通る前記部材軸方向の断面中心線と、前記衝撃吸収材の前記第１の連結材に近い方の側面との間の距離Ｘ_１が、Ｘ_１≦｛Ｄ_１－（１－ε）Ｃ_１｝／εにより定められ、εは、前記衝撃吸収材を前記部材軸直交方向に圧縮した際の応力とひずみの関係を示す応力－ひずみ分布において、前記衝撃吸収材の弾性変形域を超えて前記衝撃吸収材の剛性が低下した後、前記衝撃吸収材の剛性が再度上昇するひずみ硬化域に対応するひずみの値であることを特徴とする衝撃吸収機構である。

【0008】

第２の発明は、車両に加わる衝突荷重を軽減するための衝撃吸収機構であって、衝突荷重を受ける荷重受け部材と前記衝突荷重が前記荷重受け部材から伝達される被伝達部材の間に設けられ、部材軸方向の一方の端部が前記荷重受け部材と前記被伝達部材のうち一方の部材の内部空間に挿入された木製の柱状の衝撃吸収材と、前記一方の部材に連結され、衝突時に前記衝撃吸収材を押圧する複数の第１の連結材と、を具備し、衝突時に前記衝撃吸収材が前記第１の連結材に押し分けられ、前記第１の連結材から見て前記衝撃吸収材の部材軸直交方向の側方にある空間に進入し、前記部材軸直交方向に沿った前記第１の連結材の幅を２Ｄ_１、前記荷重受け部材と前記被伝達部材のうち他方の部材側に面した前記第１の連結材の平面部または凹面部の幅を２Ｃ_１として、前記第１の連結材の前記部材軸方向に沿った断面の中心を通る前記部材軸方向の断面中心線と、隣り合う前記第１の連結材の間を二等分する前記部材軸方向の線分との間の距離Ｘ_１が、Ｘ_１≦｛Ｄ_１－（１－ε）Ｃ_１｝／εにより定められ、εは、前記衝撃吸収材を前記部材軸直交方向に圧縮した際の応力とひずみの関係を示す応力－ひずみ分布において、前記衝撃吸収材の弾性変形域を超えて前記衝撃吸収材の剛性が低下した後、衝撃吸収材の剛性が再度上昇するひずみ硬化域に対応するひずみの値であることを特徴とする衝撃吸収機構である。

【0009】

本発明では、上記の連結材と衝撃吸収材の側面との間の距離（第１の発明）や、隣り合う連結材間の距離（第２の発明）を、衝撃吸収材の圧縮時の上記したひずみの値εに基づき定める所定値以下とする。こうしてこれらの距離を狭めることにより、衝突時に連結材によって押し分けられた衝撃吸収材の通り道が狭くなり、部材軸直交方向に発生する圧縮により衝撃吸収材が硬化して高い衝撃吸収効果が得られ、連結材の位置を適切に設定するだけの簡易な構成にて効果的に衝撃吸収を行うことが可能になる。

【0010】

前記第１の連結材の前記断面が略円形であり、前記距離Ｘ_１が、Ｃ_１＝０としてＸ_１≦Ｄ_１／εにより定められることも望ましい。
連結材に通常のボルトのような断面円形の部材を用いる場合、Ｃ_１＝０とし、前記の距離Ｘ_１をＤ_１／ε以下とすればよい。連結材の断面を円形とすることにより衝撃吸収材の押し分けが生じやすく、上記した衝撃吸収効果を発揮させやすくなる。

【0011】

前記第１の連結材は、例えば前記衝撃吸収材の端面に突き当てられる。あるいは、前記第１の連結材が、前記衝撃吸収材を貫通してもよい。
前者の場合、衝撃吸収材に孔を空ける必要が無く簡易な構成となる。後者の場合、連結材により衝撃吸収材を好適に保持できる。

【0012】

前記衝撃吸収材の前記部材軸方向の他方の端部は、前記他方の部材の内部空間に挿入され、前記他方の部材に連結され、衝突時に前記衝撃吸収材を押圧する複数の第２の連結材を更に具備し、前記第１、第２の連結材は、前記部材軸方向から見た時に異なる位置に配置され、衝突時に前記衝撃吸収材が前記第２の連結材に押し分けられ、前記第２の連結材から見て前記部材軸直交方向の側方にある空間に進入し、前記部材軸直交方向に沿った前記第２の連結材の幅を２Ｄ_２、前記一方の部材側に面した前記第２の連結材の平面部または凹面部の幅を２Ｃ_２として、前記第２の連結材の前記部材軸方向に沿った断面の中心を通る前記部材軸方向の断面中心線と、隣り合う前記第２の連結材の間を二等分する前記部材軸方向の線分との間の距離Ｘ_２が、Ｘ_２≦｛Ｄ_２－（１－ε）Ｃ_２｝／εにより定められることも望ましい。
この場合、衝撃吸収材の部材軸方向のせん断による衝撃吸収が可能になるが、この場合も、衝突時に連結材によって押し分けられる衝撃吸収材の通り道を上記のように狭くすることで、部材軸直交方向に発生する圧縮によって衝撃吸収材が硬化し、高い衝撃吸収効果が得られる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、より効果的に衝撃吸収を行うことのできる衝撃吸収機構を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】衝撃吸収機構２の配置を示す概略図。

【図2】衝撃吸収機構２を示す図。

【図3】応力－ひずみ分布の概略を示す図。

【図4】衝突荷重が加わった状態の衝撃吸収機構２を示す図。

【図5】バンパーリインフォース１１の変位と衝撃吸収材１の圧縮によって吸収される荷重の関係を示す図。

【図6】平面部５と凹面部６の例。

【図7】衝撃吸収機構２’を示す図。

【図8】衝撃吸収機構２ａを示す図。

【図9】衝突荷重が加わった状態の衝撃吸収機構２ａを示す図。

【図10】衝撃吸収機構２ｂを示す図。

【図11】衝撃吸収機構２ｃを示す図。

【図12】衝突荷重が加わった状態の衝撃吸収機構２ｃを示す図。

【図13】衝撃吸収機構２ｃ’を示す図。

【図14】衝撃吸収機構２ｄを示す図。

【図15】衝突荷重が加わった状態の衝撃吸収機構２ｄを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0016】

［第１の実施形態］
図１は本発明の実施形態に係る衝撃吸収機構２の配置を示す概略図である。衝撃吸収機構２は車両１０に設けられ、衝突時に車両１０に加わる衝撃を吸収して衝突荷重を軽減するためのものである。衝撃吸収機構２は、フロントバンパー（不図示）のバンパーリインフォース１１と車両１０のサイドメンバ９の間に配置される。

【0017】

図１の左右は車両前後方向に対応し、図１の上下は車両幅方向に対応する。以下、「前」というときは車両１０の前側を指し、図１の左側に対応する。「後」は車両１０の後側を指し、図１の右側に対応する。

【0018】

バンパーリインフォース１１は車両前方衝突時の衝突荷重を受ける荷重受け部材であり、車両１０の前部で車両幅方向に延びるように配置される。

【0019】

サイドメンバ９はバンパーリインフォース１１で受けた衝突荷重が伝達される被伝達部材である。サイドメンバ９は車両幅方向の左右に配置され、各サイドメンバ９とバンパーリインフォース１１の間に衝撃吸収機構２が設けられる。

【0020】

図２は衝撃吸収機構２を示す図である。図２（ａ）は衝撃吸収機構２の水平方向の断面を示す図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の線ａ－ａに沿った鉛直方向の断面を示す図である。

【0021】

図２に示すように、衝撃吸収機構２は、衝撃吸収材１、ボルト３等を有する。

【0022】

衝撃吸収材１は木製の柱状部材であり、部材軸方向を車両前後方向（図２（ａ）、（ｂ）の左右方向に対応する）として、部材軸方向の両端部がそれぞれバンパーリインフォース１１側、サイドメンバ９側となるように配置される。本実施形態では衝撃吸収材１の部材軸方向が木材の年輪の軸心方向（木材の繊維方向）に対応しているが、これに限ることはない。

【0023】

衝撃吸収材１の前端部はバンパーリインフォース１１に当接し、ブラケット１３によりバンパーリインフォース１１に固定される。

【0024】

サイドメンバ９の前端部は筒状となっており、衝撃吸収材１の後端部（一方の端部）はサイドメンバ９（一方の部材）の筒状部分の内部空間に挿入される。

【0025】

ボルト３は金属製の頭付ボルトであり、衝撃吸収材１の後方で衝撃吸収材１の後端面に突き当てて配置される。ボルト３はサイドメンバ９の前端部に連結される棒状の連結材であり、衝突時に衝撃吸収材１を前方に押圧する。ボルト３は長手方向を鉛直方向（図２（ｂ）の上下方向に対応する）に合わせて配置され、車両幅方向に複数本設けられる。車両幅方向は図２（ａ）の上下方向に対応し、衝撃吸収材１の部材軸方向と直交する部材軸直交方向である。図の例ではボルト３が２本配置されるが、その本数は特に限定されず、１本のみでもよい。

【0026】

ここで、衝撃吸収材１の部材軸方向から見た時（図２（ａ）の矢印参照）に、ボルト３とバンパーリインフォース１１（他方の部材）の間では、ボルト３と重複する位置にサイドメンバ９に連結された他のボルト３等が存在せず、このボルト３が衝撃吸収に大きく寄与することとなる。

【0027】

ボルト３の軸部はサイドメンバ９の下面からサイドメンバ９を貫通し、軸部の先端がナット４によってサイドメンバ９の上面に固定される。これによりボルト３がサイドメンバ９の前端部に連結固定される。

【0028】

ボルト３の軸部の車両幅方向の中央部には、バンパーリインフォース１１側に面した平面部５が形成される。本実施形態では、衝撃吸収材１の部材軸方向に沿ったボルト３の断面（以下、単に断面ということがある）が略正六角形状となっており、平面部５はその一辺に対応する。平面部５の両側には部材軸方向に対して傾斜した傾斜面が形成される。平面部５はボルト３の軸部を加工して形成されるが、これに限ることはない。例えば平面部５を有する別部品をボルトの軸部に別途取付けてもよい。

【0029】

衝撃吸収機構２では、車両幅方向に沿ったボルト３の幅（最大幅）を２Ｄ_１、平面部５の幅を２Ｃ_１とした時に、ボルト３の断面中心を通る部材軸方向の断面中心線Ｌと、衝撃吸収材１の当該ボルト３に近い方の側面との間の距離Ｘ_１を｛Ｄ_１－（１－ε）Ｃ_１｝／ε以下とする。なお、本実施形態では衝撃吸収材１の当該側面がサイドメンバ９の内面に接する。

【0030】

ここで、εは衝撃吸収材１を車両幅方向に圧縮した際のひずみによって定める値である。ひずみとは、図３（ａ）に示すように、圧縮による衝撃吸収材１の幅の減少分の元の幅に対する割合をいうものとする。

【0031】

図３（ｂ）は、木材（衝撃吸収材１）を車両幅方向に圧縮した際の応力とひずみの関係を示す応力－ひずみ分布の概略を示す図である。図に示すように、木材の弾性変形域では応力の上昇に伴いひずみが直線状に増加する関係となり、弾性変形域におけるひずみの最大値ε_０に達した後は、木材の剛性が低下し、応力がほぼ一定の状態でひずみが進行する。この領域を高原域とし、高原域のひずみの最大値ε_１に達した後は、木材が硬化して剛性が再度上昇するひずみ硬化域となる（例えば、棚橋、大岡、伊津野、鈴木「木材のめり込み降伏メカニズムと均等めり込み弾塑性変位の定式化」、日本建築学会構造系論文集、Vol.76、No.662、pp.811－819や劉、則元、師岡「木材の横圧縮大変形(II)応力-ひずみ繰返し図」、木材研究・資料、No.31、44－55などの文献参照）。

【0032】

本実施形態では前記のεを上記のε_１以上とし、ひずみ硬化域に対応する値とする。例えば図３（ｂ）のεで示すようなひずみ硬化域中のひずみの値や、ε’で示すように応力が上昇してもひずみがほぼ増加しなくなる最大ひずみの値を用いる。これらの値は、例えば図２等に示す衝撃吸収機構２の使用状態を反映した条件下で前記の文献で示されたような圧縮試験を予め行うことによって得られる。あるいは木材の種類に応じて公知の値を用いたりすることも可能である。

【0033】

図４は衝突荷重が加わった状態の衝撃吸収機構２を示す図である。図４（ａ）は衝撃吸収機構２の水平方向の断面を示し、図４（ｂ）はボルト３付近の拡大図を示す。

【0034】

衝撃吸収機構２では、図４（ａ）の矢印Ａに示す方向に衝突荷重が加わりバンパーリインフォース１１がサイドメンバ９側に押されると、ボルト３が衝撃吸収材１を前方に押圧し、ボルト３の平面部５に当たる部分では衝撃吸収材１が部材軸方向に圧縮されて木材が硬化し、圧縮部１５ａが形成される。一方、平面部５の両側の傾斜面に当たる部分では、衝撃吸収材１が図４（ｂ）の矢印Ｂに示すように押し分けられ、ボルト３から見て車両幅方向の側方にある空間からサイドメンバ９内へと進入する。

【0035】

この時、ボルト３で押し分けられた衝撃吸収材１がボルト３とサイドメンバ９との間の狭い空間を通り、当該空間において車両幅方向に圧縮され、木材が硬化して圧縮部１５が形成される。

【0036】

図４（ｂ）を参照して、衝撃吸収材１のうちボルト３で押し分けられてボルト３とサイドメンバ９との間を通る部分について考えると、ボルト３で押し分けられる前にボルト３の平面部５と衝撃吸収材１の側面との間の幅（Ｘ_１－Ｃ_１）の範囲にある衝撃吸収材１が、ボルト３とサイドメンバ９の間を通るときに車両幅方向に圧縮され、幅（Ｘ_１－Ｄ_１）となる。

【0037】

この時、車両幅方向の圧縮による衝撃吸収材１の幅の減少分（Ｄ_１－Ｃ_１）の元の幅（Ｘ_１－Ｃ_１）に対する割合（Ｄ_１－Ｃ_１）／（Ｘ_１－Ｃ_１）がε以上であれば、車両幅方向の圧縮により木材が硬化して高い衝撃吸収効果が得られる。

【0038】

すなわち、前記の距離Ｘ_１について下式（１）が成り立てば、衝撃吸収材１が車両幅方向に充分に圧縮され、ひずみ硬化現象が生じて衝突荷重が吸収される。
Ｘ_１≦｛Ｄ_１－（１－ε）Ｃ_１｝／ε…（１）

【0039】

図５は、上記の衝突過程におけるバンパーリインフォース１１の変位と衝撃吸収材１の圧縮によって吸収される荷重の関係を、縦軸を荷重、横軸をバンパーリインフォース１１のサイドメンバ９側への変位として示した図である。

【0040】

実線１９は本実施形態のように距離Ｘ_１を｛Ｄ_１－（１－ε）Ｃ_１｝／ε以下とした場合であり、本実施形態では前記の圧縮部１５ａに加え、衝撃吸収材１がボルト３で押し分けられてボルト３とサイドメンバ９との間の狭い空間に進入し、この時衝撃吸収材１が車両幅方向に圧縮されて圧縮部１５が形成されることにより、衝突直後から大きな荷重を安定して受け止めることができる。

【0041】

一方、点線１７は距離Ｘ_１が｛Ｄ_１－（１－ε）Ｃ_１｝／εより大きい場合であり、ボルト３で押し分けられてボルト３とサイドメンバ９との間に進入した衝撃吸収材１が充分に圧縮されず、実線１９の例に比べて低荷重で変位が進む。衝撃吸収材１の衝撃吸収量は変位による荷重の積分値で表され、実線１９で示す衝撃吸収機構２では、点線１７で示す例と比較して衝撃吸収量が大幅に増加する。

【0042】

以上説明したように、第１の実施形態では、ボルト３と衝撃吸収材１の側面との間の距離Ｘ_１を、式（１）のように衝撃吸収材の車両幅方向の圧縮時の前記したひずみの値εに基づき定める所定値以下とする。こうしてこれらの間隔を狭めることにより、衝突時にボルト３によって押し分けられた衝撃吸収材１の通り道が狭くなり、車両幅方向に発生する圧縮によって衝撃吸収材１が硬化し高い衝撃吸収効果が得られる。本実施形態ではボルト３の位置を適切に設定するだけの簡易な構成にて効果的に衝撃吸収を行うことが可能になり、工程やコストが増加することも無い。

【0043】

しかしながら本発明はこれに限らない。例えば本実施形態では金属製のボルト３を連結材として用いているが、連結材はサイドメンバ９に連結されたものであればよく、ボルトに限らずピン等でもよい。その材質も金属に限らず、セラミックなどでもよい。

【0044】

また連結材の断面形状も特に限定されない。例えば図６（ａ）に示すように円の一部を直線で切り欠いた形状としてもよく、この場合、直線部分が平面部５となる。その他、断面を五角形としたり、七角形以上の多角形状としてその直線部分を平面部５とすることなども可能である。

【0045】

あるいは、平面部５の代わりに凹面部を設けてもよく、例えば図６（ｂ）のように円の一部を円弧で切り取った断面形状として凹面部６を設けることができる。また凹面部６は円弧状に限らず、例えば図６（ｃ）のように円の一部を楔形に切り取った断面形状とし、直線によって楔状に形成された凹面部６を設けてもよい。この場合、図６（ｂ）で例示するように前記した幅２Ｃ_１を凹面部６の幅とすればよい。

【0046】

さらに、図７（ａ）の衝撃吸収機構２’に示すように、衝撃吸収材１を被覆材１ａで被覆してもよい。衝撃吸収機構２’では、衝撃吸収材１の全面が樹脂などの被覆材１ａにより被覆され、衝撃吸収材１が外界から保護される。この場合も、図７（ｂ）に示すように前記の距離Ｘ_１をボルト３の断面中心線Ｌとボルト３に近い方の衝撃吸収材１の側面との間の距離とし、前記の式（１）によりボルト３の位置を設定することができる。

【0047】

以下、本発明の別の例について、第２～第５の実施形態として説明する。各実施形態はそれまでに説明した実施形態と異なる点について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また、第１の実施形態も含め、各実施形態で説明する構成は必要に応じて組み合わせることができる。

【0048】

［第２の実施形態］
図８は本発明の第２の実施形態に係る衝撃吸収機構２ａを示す図である。衝撃吸収機構２ａは、ボルト３ａの断面が略円形であり、前記の平面部５や凹面部６を有していない点で第１の実施形態と主に異なる。

【0049】

図９は衝突荷重が加わった状態の衝撃吸収機構２ａを示す図である。図９（ａ）は衝撃吸収機構２ａの水平方向の断面を示し、図９（ｂ）はボルト３ａ付近の拡大図を示す。

【0050】

衝撃吸収機構２ａでは、図９（ａ）の矢印Ａに示す方向に衝突荷重が加わりバンパーリインフォース１１がサイドメンバ９側に押されると、ボルト３ａが衝撃吸収材１を前方に押圧し、衝撃吸収材１がボルト３ａの断面中心線Ｌの両側で図９（ｂ）の矢印Ｂに示すように押し分けられ、ボルト３ａから見て車両幅方向の側方にある空間からサイドメンバ９内に進入する。

【0051】

この時、ボルト３ａで押し分けられた衝撃吸収材１がボルト３ａとサイドメンバ９との間の狭い空間を通り、当該空間において車両幅方向に圧縮され、木材が硬化して圧縮部１５が形成される。

【0052】

図９（ｂ）を参照して、衝撃吸収材１のうちボルト３ａで押し分けられてボルト３ａとサイドメンバ９との間を通る部分について考えると、ボルト３ａで押し分けられる前にボルト３ａの断面中心線Ｌと衝撃吸収材１の側面との間の幅Ｘ_１の範囲にある衝撃吸収材１が、ボルト３ａとサイドメンバ９の間を通るときに車両幅方向に圧縮され、幅（Ｘ_１－Ｄ_１）となる。

【0053】

この時、車両幅方向の圧縮による衝撃吸収材１の幅の減少分Ｄ_１の元の幅Ｘ_１に対する割合Ｄ_１／Ｘ_１がε以上であれば、車両幅方向の圧縮により木材が硬化して高い衝撃吸収効果が得られる。

【0054】

すなわち、前記の距離Ｘ_１について下式（２）が成り立てば、衝撃吸収材１が車両幅方向に充分に圧縮され、ひずみ硬化現象が生じて衝突荷重が吸収され、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態ではボルト３ａの断面が円形なので、衝撃吸収材１を容易に押し分けることができ、上記の衝撃吸収効果を発揮させやすい。
Ｘ_１≦Ｄ_１／ε…（２）

【0055】

なお、式（２）は、前記の式（１）においてＣ_１＝０としたものに等しい。すなわち、前記の式（１）は、Ｃ_１＝０として、本実施形態のようにボルト３ａに平面部５や凹面部６が存在しない（Ｃ_１＝０）場合にも適用できる式となっている。

【0056】

［第３の実施形態］
図１０は本発明の第３の実施形態に係る衝撃吸収機構２ｂを示す図である。衝撃吸収機構２ｂは、ボルト３ａが衝撃吸収材１を貫通するように設けられる点で第２の実施形態と主に異なる。

【0057】

このようにボルト３ａが衝撃吸収材１を貫通する場合でも、前記の式（２）によりボルト３ａの位置を定めることで第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、ボルト３ａが衝撃吸収材１を貫通することで、ボルト３ａにより衝撃吸収材１を好適に保持できる。一方、第２の実施形態のようにボルト３ａを衝撃吸収材１の端面に突き当てる場合、衝撃吸収材１に孔を空ける必要が無く簡易な構成となる。

【0058】

なお、ボルト３ａに代えて第１の実施形態のような平面部５を有するボルト３を衝撃吸収材１を貫通するように配置してもよく、この場合は前記の式（１）によりボルト３の位置を定めればよい。

【0059】

［第４の実施形態］
図１１は本発明の第４の実施形態に係る衝撃吸収機構２ｃを示す図である。この衝撃吸収機構２ｃは、ボルト３ａの断面中心線Ｌと、隣り合うボルト３ａの間を二等分する部材軸方向の線分Ｌａとの間の距離Ｘ_１を前記の式（２）により定める点で第２の実施形態と主に異なる。

【0060】

図１２は衝突荷重が加わった状態の衝撃吸収機構２ｃを示す図である。図１２（ａ）は衝撃吸収機構２ｃの水平方向の断面を示し、図１２（ｂ）はボルト３ａ付近の拡大図を示す。

【0061】

衝撃吸収機構２ｃでは、図１２（ａ）の矢印Ａに示す方向に衝突荷重が加わりバンパーリインフォース１１がサイドメンバ９側に押されると、各ボルト３ａが衝撃吸収材１を前方に押圧し、衝撃吸収材１が各ボルト３ａの断面中心線Ｌの両側で図１２（ｂ）の矢印Ｂに示すように押し分けられ、各ボルト３ａから見て車両幅方向の側方にある空間からサイドメンバ９内に進入する。

【0062】

この時、ボルト３ａで押し分けられた衝撃吸収材１が両ボルト３ａの間の狭い空間を通り、当該空間において車両幅方向に圧縮され、木材が硬化して圧縮部１５が形成される。

【0063】

図１２（ｂ）を参照して、衝撃吸収材１のうちボルト３ａで押し分けられて両ボルト３ａの間を通る部分について考えると、ボルト３ａで押し分けられる前に両ボルト３ａの断面中心線Ｌの間の幅２Ｘ_１の範囲にある衝撃吸収材１が、両ボルト３ａの間を通るときに車両幅方向に圧縮され、幅（２Ｘ_１－２Ｄ_１）となる。

【0064】

この時、車両幅方向の圧縮による衝撃吸収材１の幅の減少分２Ｄ_１の元の幅２Ｘ_１に対する比２Ｄ_１／２Ｘ_１がε以上であれば、車両幅方向の圧縮により木材が硬化して高い衝撃吸収効果が得られる。

【0065】

すなわち、前記の距離Ｘ_１について下式（２’）が成り立てば、衝撃吸収材１が車両幅方向に充分に圧縮され、ひずみ硬化現象が生じて衝突荷重が吸収され、第１の実施形態と同様の効果が得られる。この式（２’）は、前記の式（２）と同じ式である。
Ｘ_１≦Ｄ_１／ε…（２’）

【0066】

これは、図１３の衝撃吸収機構２ｃ’に示すように平面部５を有するボルト３を用いる場合も同様であり、この場合は、前記の式（１）によりボルト３の位置を定めればよい。

【0067】

なお、ボルト間の距離をこのように設定すると同時に、ボルトと衝撃吸収材１の側面との間の距離についても第１、第２の実施形態で説明したように定めることで、ボルト間、およびボルトとサイドメンバ９の間で衝撃吸収材１が圧縮されることによる衝撃吸収効果を同時に生じさせることも可能である。

【0068】

［第５の実施形態］
図１４は本発明の第５の実施形態の衝撃吸収機構２ｄを示す図である。図１４（ａ）は衝撃吸収機構２ｄの水平方向の断面を示す図であり、図１４（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図１４（ａ）の線ｂ－ｂ、ｃ－ｃに沿った鉛直方向の断面を示す図である。

【0069】

この衝撃吸収機構２ｄは、衝撃吸収材１のせん断による衝撃吸収を行う点で第１の実施形態と主に異なる。すなわち、衝撃吸収機構２ｄでは、衝撃吸収材１の前端部（他方の端部）が筒状のバンパーリインフォース１１ａの後壁に設けられた開口１１０からバンパーリインフォース１１ａ（他方の部材）の内部空間に挿入される。

【0070】

衝撃吸収機構２ｄは、第１の実施形態の衝撃吸収機構２の構成に加え、バンパーリインフォース１１ａに連結されるボルト３を有する。当該ボルト３の軸部はバンパーリインフォース１１ａの下面からバンパーリインフォース１１ａを貫通し、軸部の先端がナット４によってバンパーリインフォース１１ａの上面に固定される。ボルト３は衝撃吸収材１の前端面に突き当てて配置され、サイドメンバ９側に面した平面部５を有する。

【0071】

ここで、部材軸方向から見た時（図１４（ａ）の矢印参照）に、衝撃吸収材１の前端部のボルト３と後端部のボルト３は異なる位置に配置される。また部材軸方向から見た時に、衝撃吸収材１の前端部のボルト３とサイドメンバ９の間では、前端部のボルト３と重複する位置にバンパーリインフォース１１ａに連結された他のボルト３等が存在しない。

【0072】

バンパーリインフォース１１ａの前壁において衝撃吸収材１の後端部のボルト３と車両幅方向に対応する位置には開口１１１が形成される。

【0073】

衝撃吸収材１の後端部のボルト３は、ボルト３の断面中心線Ｌと、ボルト３に近い方の衝撃吸収材１の側面との間の距離Ｘ_１が、第１の実施形態と同様に定められる。

【0074】

一方、衝撃吸収材１の前端部のボルト３は、ボルト３の断面中心線Ｌと、隣り合うボルト３の間を二等分する部材軸方向の線分Ｌａとの距離Ｘ_２を、図１３等で説明したものと同様、式（１）により｛Ｄ_２－（１－ε）Ｃ_２｝／ε以下となるように定める。ここで、衝撃吸収材１の前端部のボルト３の幅が２Ｄ_２であり、その平面部５の幅が２Ｄ_２である。

【0075】

衝撃吸収機構２ｄでは、図１５の矢印Ａに示す方向に衝突荷重が加わりバンパーリインフォース１１ａがサイドメンバ９側に押されると、前端部のボルト３が衝撃吸収材１を後方に押圧し、後端部のボルト３が衝撃吸収材１を前方に押圧することで、前端部のボルト３と後端部のボルト３の車両幅方向の間で衝撃吸収材１のせん断が誘発される。

【0076】

せん断が誘発されると、前端部のボルト３と車両幅方向に対応する位置の衝撃吸収材１－１の後端部はサイドメンバ９内に進入する。衝撃吸収材１－１の前端部は前端部のボルト３で押し分けられ、前端部のボルト３間の狭い空間で車両幅方向の圧縮部１５が形成される。

【0077】

一方、後端部のボルト３と車両幅方向において対応する位置の衝撃吸収材１－２の前端部は、開口１１１に向かってバンパーリインフォース１１ａ内に進入する。衝撃吸収材１－２の後端部は後端部のボルト３で押し分けられ、ボルト３とサイドメンバ９の間の狭い空間で車両幅方向の圧縮部１５が形成される。

【0078】

第５の実施形態でも、後端部のボルト３を衝撃吸収材１の側面に近づけて配置し、前端部の隣り合う２本のボルト３を近づけて配置する構成とすることにより、圧縮部１５の形成により高い衝撃吸収効果が得られる。これは断面円形のボルト３ａを用いた場合も同様であり、この場合、前端部のボルト３ａの位置は前記の式（２’）すなわち式（２）により定めればよい。

【0079】

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0080】

例えば前記の各実施形態では車両１０のバンパーリインフォースとサイドメンバの間に衝撃吸収機構を設置しているが、衝撃吸収機構は車両１０において衝突時の荷重を受ける荷重受け部材と当該荷重が伝達される被伝達部材の間に設ければよく、上記のバンパーリインフォースとサイドメンバの間に設けるものに限らない。例えば車両側突時の衝突荷重を軽減することを目的として、車両側部のボディー本体と車両内部のバッテリーケース等の間に設けてもよい。また車両１０の種類も特に限定されない。

【符号の説明】

【0081】

１、１－１、１－２：衝撃吸収材
２、２’、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｃ’、２ｄ：衝撃吸収機構
３、３ａ：ボルト
４：ナット
５：平面部
６：凹面部
９：サイドメンバ
１０：車両
１１、１１ａ：バンパーリインフォース
１５、１５ａ：圧縮部
Ｌ：断面中心線
Ｌａ：線分
Ｘ_１、Ｘ_２：距離

【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】

【図14】

【図15】