JP5522191B2 - 車両の衝撃吸収構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の衝撃吸収構造に関する。

従来、一般に、車両前部においては、バンパリンインホースとサイドメンバとの間に金属製で中空筒状の衝撃吸収部材（クラッシュボックス）が介装されている。この種の車両の衝撃吸収構造では、衝撃吸収部材が軸方向に潰れることで衝突時の衝撃荷重を吸収することができる。このような衝撃吸収構造は、例えば、特許文献１に開示されている。

衝撃吸収性能は、衝撃吸収部材の変位に対する反力としての圧縮荷重によって指標される。そして、車両の衝撃吸収構造では、歩行者等の衝突対照を保護する観点から、急激に力が加わることで衝突初期に一時的に圧縮荷重が跳ね上がるのは好ましくなく、圧縮荷重が衝突開始時からできるだけ一定に保たれることが望ましい。

そこで、衝突開始時の圧縮荷重の跳ね上がりを防ぐために、特許文献１では、次の構成とされている。すなわち、図１２に示されるように、衝撃吸収部材３１１は中空四角筒状であり、その後側の端面は、軸方向に直交して平坦であり、平板状の第２のプレート３１３で塞がれて、該第２のプレート３１３を介してサイドメンバ３２１に対して全面で接地している。一方、前側の端面は、軸方向に直交する平坦面の一部が斜めに欠けた形状とされて、屈曲した板状の第１のプレート３１５で塞がれている。そして、第１のプレート３１５を介し、端面の一部（接触面部３１１ａ）のみがバンパリインホースと連結され、傾斜面部３１１ｂはバンパリインホースから離反した状態とされている。特許文献１によれば、衝撃吸収部材３１１の前側の端部にバンパリインホース３２３から離反した傾斜面部３１１ｂを設け、バンパリインホースから衝撃吸収部材への衝突荷重の伝達面積を小さくさせることで、衝突初期の圧縮荷重が特に大きくなるのを防ぎ、更に衝撃吸収部材の先端から潰れるように生じる変形が順に後方へと安定して進行するとされている。

一方、特許文献２では、中空筒状の衝撃吸収部材を、その前後の端面でバンパリインホース又はサイドメンバに対して全面で接地させているが、その内部に柱状の木材を嵌め込むことにより、衝突初期の圧縮荷重の跳ね上がりを抑制するとともに、その後の圧縮荷重の変動を抑制することができるとされている。

特開２００５−２７１８５８号公報 特開２００１−１８２７６９号公報

木材は、空洞化した細胞壁が一方向に整列しており、細孔が一方向に整列する多孔質であるとともに、該一方向に繊維補強されている。そのため、繊維方向を圧縮方向に一致させると、細孔が軸方向に順番に潰れる。したがって、衝撃吸収部材を中空筒体のみで構成する場合に比べて、木材を用いることで圧縮荷重の変動を小さく抑えることができ、衝撃吸収効率に優れた衝撃吸収部材を得ることができる。しかし、ブロック状の木材で衝撃を吸収する場合、中空筒体に比べて断面積が大きいため、急激に力が加わり木材が潰れ始める衝突初期に圧縮荷重が跳ね上がりやすい。そのため、圧縮荷重は、衝突初期に一時的に高くなり、ある程度下がった後に安定して推移する。

一方、中空筒体のみの衝撃吸収部材でも、軸方向に真っ直ぐ蛇腹状に潰すことができれば、ある程度衝撃を吸収することができる。しかし、荷重の重心がずれると座屈して中折れし、その機能を的確に発揮することができない。そのため、特許文献１では、衝撃吸収部材３１１の前側の端部にバンパリインホースから離反した傾斜面部３１１ｂを形成することで、衝撃荷重がバンパリインホース３２３から衝撃吸収部材３１１に直接的に伝達される面積を小さくしてはいるものの、傾斜面部３１１ｂまで第１のプレート３１５を延ばすことで、第１のプレート３１５を介して傾斜面部３１１ｂを含む端面全体に均等に衝撃荷重が作用する構成となっている。したがって、このような中空筒状の衝撃吸収部材の構成を、木材からなる衝撃吸収部材に適用したとしても、特に、ブロック状の木材を用いる場合は中空筒体よりも断面積が大きいため、傾斜面部までもが第１のプレート３１５を介して荷重を受けることで衝突初期に圧縮荷重が跳ね上がりやすい。つまり、衝撃吸収部材の前側の端面の全体に衝撃加重が作用する以上、バンパリインホースに全面接地させる場合と実質的な差異はなく、衝突開始時の圧縮荷重の跳ね上がりを低減することはできない。

そこで、本発明は、衝突開始時に圧縮荷重が跳ね上がるのを抑え、圧縮荷重の変動がより小さい車両の衝撃吸収構造を提供することを目的とする。

本発明は、バンパ部材と、車両骨格部材との間に、車両衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける衝撃吸収部材を備えた車両の衝撃吸収構造であって、前記衝撃吸収部材は、柱状の木材であり、その繊維方向が軸方向と平行であり、前記衝撃吸収部材の一方の端面は、前記バンパ部材又は前記車両骨格部材の一方にその一部分のみが連接されており、前記衝撃吸収部材の他方の端面は、前記バンパ部材又は前記車両骨格部材の他方にその全体を支持可能に連接されており、前記衝撃吸収部材は、衝突開始時は、前記一方の端面が一部分のみで圧縮荷重を受けて局所的に圧縮変形し、該局所的な圧縮変形を経て最終的には前記一方の端面が全体で圧縮荷重を受けることを特徴とする車両の衝撃吸収構造である。ここで、前記バンパ部材又は前記車両骨格部材の一方に対して衝撃吸収部材の“一方の端面の一部分” が連接されていることにおいて、一方の端面とは、柱状の衝撃吸収部材の一方の端が一平面で構成されている場合はその一平面のことであり、柱状の衝撃吸収部材の一方の端が二平面以上の面にカットされている場合は、その二平面以上の全ての面を併せて一方の端面とする概念である。また、連接していることは、直接的に連なって接続している場合と、間接的に連なって接続している場合の双方を含む。また、衝撃吸収部材が衝撃を軸方向の圧縮荷重として受けることは、軸方向と圧縮方向とがちょうど一致する場合だけでなく、若干ずれている場合も含む。また、衝撃吸収部材を構成する木材の繊維方向が軸方向と平行であるとは、ちょうど平行である場合だけでなく、若干ずれた略平行な状態も含む。

かかる構成の車両の衝撃吸収構造によれば、バンパ部材に衝撃が加わると、木材からなる衝撃吸収部材が軸方向に圧縮変形して衝撃を吸収する。その際、先ず、衝突開始時には、衝撃吸収部材において、バンパ部材又は車両骨格部材にその一部分のみが連接している一方の端面の、その連接している一部分に圧縮荷重が集中する。その結果、衝撃吸収部材は、圧縮荷重の集中した一方の端面の一部分から軸方向に局所的に圧縮変形する。そのため、軸方向に直交する断面の一部分のみで衝撃を吸収する。このように衝撃吸収部材が局所的に圧縮変形するのは、木材が、元来、繊維と直交する方向（横方向）に比べて繊維方向（縦方向）の結合が極端に強く、柱状の木材を、その繊維方向に押圧する場合、端面の一部分のみを押圧すると、その一部分だけが軸方向に圧縮変形するためである。そして、衝撃吸収部材は、局所的な圧縮変形を経た後、最終的には、全体で圧縮荷重を受けて軸方向に直交する断面の全体で効率よく衝撃を吸収する。本発明の衝撃吸収構造によれば、このように、圧縮荷重が跳ね上がりやすい衝突開始時に衝撃吸収部材が局所的に圧縮変形することで、その後の全体が圧縮変形する際と同程度にまで圧縮荷重を下げて圧縮荷重の変動をより小さくすることができる。

前記衝撃吸収部材の前記一方の端面は、前記バンパ部材又は前記車両骨格部材の一方に当接する接続面部と、前記バンパ部材又は前記車両骨格部材の一方から離間した離間面部とを備えているのが好ましい。この場合、衝撃吸収部材の一方の端面をバンパ部材又は車両骨格部材とを直接的に連結するため、少ない部品点数での連結が可能である。

また、前記衝撃吸収部材の前記一方の端面は、介装物を介して前記バンパ部材又は前記車両骨格部材の一方に連接されており、前記介装物は、前記衝撃吸収部材よりも剛性の高い衝撃伝達部を有し、該衝撃伝達部が前記衝撃吸収部材の前記一方の端面の一部分のみと重複して配されているのも好ましい。この場合、衝撃吸収部材の一方の端面を単純形状とすることが可能であり、加工が容易になるのと同時に、裁断加工時の木材の割れを低減し得る。特に、衝撃吸収部材の一方の端面が、軸方向に直交する一平面のみで形成されている場合、つまり、繊維方向に直交する裁断面で形成されている場合、木材を裁断加工する際だけでなく圧縮変形する際にも割れにくく、衝撃吸収性能を安定させることができる。

本発明の車両の衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部材は、前記一方の端面が前記バンパ部材に連接されており、前記他方の端面が前記車両骨格部材に連接されているのが好ましい。この場合、衝撃吸収部材の衝撃が入力されるバンパ部材側の端面とは反対側の基端側の端面が、その全体で車両骨格部材に連接しており、圧縮変形時に衝撃吸収部材が転倒しにくい。したがって、より確実に衝撃吸収部材を軸方向に圧縮変形させることができ、衝撃吸収性能をより的確に発揮させやすい。

本発明によれば、初期の圧縮荷重が跳ね上がるのを抑え、圧縮荷重の変動をより小さい車両の衝撃吸収構造を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る車両の衝撃吸収構造を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図２に示される衝撃吸収部材のＩＩＩ−ＩＩＩ断面に対応する衝撃吸収構造全体の断面図であり、（Ａ）は衝突前の態様を示し、（Ｂ）は衝突初期における衝撃吸収態様を示し、（Ｃ）は最終的な衝撃吸収態様を示す。 本発明の実施形態２に係る車両の衝撃吸収構造を模式的に示す平面図である。 本発明の実施形態２に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図５に示される衝撃吸収部材のＶＩ−ＶＩ断面に対応する衝撃吸収構造全体の断面図であり、（Ａ）は衝突前の態様を示し、（Ｂ）は衝突初期における衝撃吸収態様を示し、（Ｃ）は最終的な衝撃吸収態様を示す。 本発明の実施形態３に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図７に示される衝撃吸収部材のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面に対応する衝撃吸収構造全体の断面図であり、（Ａ）は衝突前の態様を示し、（Ｂ）は衝突初期における衝撃吸収態様を示し、（Ｃ）は最終的な衝撃吸収態様を示す。 本発明の実施形態４に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図９に示される衝撃吸収部材のＸ−Ｘ断面に対応する衝撃吸収構造全体の断面図であり、（Ａ）は衝突前の態様を示し、（Ｂ）は衝突初期における衝撃吸収態様を示し、（Ｃ）は最終的な衝撃吸収態様を示す。 本発明の実施形態３の変更例１に係る衝撃吸収構造を図８（Ａ）に対応して示す断面図である。 従来の衝撃吸収構造を一部断面で示す平面図である。 試験１の衝撃吸収性能試験方法を示す模式図である。 実施例１の衝撃吸収構造について衝撃吸収部材の変位と反力としての圧縮荷重との関係を示すグラフである。 比較例１の衝撃吸収構造について衝撃吸収部材の変位と反力としての圧縮荷重との関係を示すグラフである。 試験２の衝撃吸収性能試験方法を示す模式図である。 実施例２の衝撃吸収構造について衝撃吸収部材の変位と反力としての圧縮荷重との関係を示すグラフである。 比較例２の衝撃吸収構造について衝撃吸収部材の変位と反力としての圧縮荷重との関係を示すグラフである。

＜実施形態１＞
図１〜図３を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態の車両の衝撃吸収構造では、バンパリインホース１１とサイドメンバ１３との間に衝撃吸収部材２１が配されている。先ず、この衝撃吸収構造の構成について説明する。なお、図中に矢印で示されるＦ，Ｒは車両の前方，後方を示し、Ｃは車両の幅方向（車幅方向）を示す。

バンパリインホース１１は、アルミニウム合金の押出材や鉄鋼等からなる筒状の剛体であり、車体の前部において車幅方向に沿って配設されている。その長手方向の中央は車幅方向に沿って真っ直ぐに延びており、両端は後方へ傾斜している。このバンパリインホース１１が本発明のバンパ部材に相当する。本実施形態では、バンパリインホース１１の車幅方向に沿って真っ直ぐに延びている部分１１ａの後方に衝撃吸収部材２１が配されている。

サイドメンバ１３は、鉄鋼等からなる筒状の剛体であり、車両前後方向に沿って、幅方向に離間して対で配され、車両の骨格を構成する。

衝撃吸収部材２１は、柱状の木材Ｗからなる。木材Ｗは、その繊維方向が軸方向と平行になるように製材されている。木材Ｗの種類は特に限定されず、例えば、スギ、ヒノキ、マツ等の針葉樹や、ケヤキやブナ等の広葉樹を用いることができる。比重が高い木材は強度に優れ、比重が低い木材は気孔率が高いため、クラッシュストローク（圧縮による変位量）が長くなる特徴がある。この点を考慮し、車両の設置位置に合わせて適宜の比重の木材を選択するのが望ましい。比重が０．２〜０．４の木材を用いると、クラッシュストロークを十分に確保しつつ、ある程度の強度を有することで、衝撃エネルギーの吸収量をより高めることができ好ましい。比重が０．２〜０．４の木材としては、例えば、スギ、ヒノキ、マツ等が挙げられる。

本実施形態の衝撃吸収部材２１は、図２、図３（Ａ）に示されるように、軸方向に直交する平断面が正四角形の四角柱において、その軸方向の一方の端部が一部斜めに欠かれた形状である。衝撃吸収部材２１の一方の端面２３は、軸方向に直交する四角形の面からなる接触面部２３ａと、軸方向に対して斜めに傾いた四角形の面からなる離間面部２３ｂとで構成されている。衝撃吸収部材２１の他方の端面２５は、軸方向に直交する正四角形の一平面で構成されている。

衝撃吸収部材２１の外側には、中空四角筒状の枠体３１が嵌っている。言い換えれば、衝撃吸収部材２１は枠体３１に収容されている。枠体３１は、衝撃吸収部材２１を支持することができ、且つ、車両の衝突時に衝撃吸収部材２１とともに軸方向に潰れることができるものであり、例えば、アルミニウムや銅、鉄などの金属からなる。

衝撃吸収部材２１は、接触面部２３ａと離間面部２３ｂとを有する一方の端面２３がバンパリインホース１１側に、他方の端面２５がサイドメンバ１３側となるように配されている。衝撃吸収部材２１のバンパリインホース１１側の端面２３は、バンパリインホース１１の平らな後面に対して接触面部２３ａのみが接触した状態で保持され、離間面部２３ｂはバンパリインホース１１から離れた状態となっている。衝撃吸収部材２１のバンパリインホース１１に対する固定方法は特に限定されない。例えば、枠体３１を溶接や接着等によってバンパリインホース１１に固定することができる。この他、取付金具を介して枠体３１をバンパリインホース１１にビス止めしたりすることによって、バンパリインホース１１に対して衝撃吸収部材２１を固定することもできる。

衝撃吸収部材２１は、サイドメンバ１３と同軸で配されている。衝撃吸収部材２１のサイドメンバ１３側の端面２５とサイドメンバ１３との間には、支持プレート２７が介装されており、衝撃吸収部材２１の端面２５は、その全体が支持プレート２７に当接した状態で保持されている。支持プレート２７は、車両衝突時に容易に変形せずに衝撃吸収部材２１の荷重を受け止めることのできる剛体であり、鋼板等からなる。支持プレート２７は、衝撃吸収部材２１の端面２５よりも面積の大きい平板状であり、図３（Ａ）に示されるように、中央は衝撃吸収部材２１の他方の端面２５全体を覆う支持部２７ａを構成し、その全周にサイドメンバ１３との接続部２７ｂとしての余白を残している。支持プレート２７に対する衝撃吸収部材２１の固定方法は特に限定されないが、例えば、枠体３１を溶接や接着等によって支持プレート２７に接合することによって固定するができる。この他、取付金具を介して枠体３１を支持プレート２７にビス止めしたりすることによって、支持プレート２７に対して衝撃吸収部材２１を固定することもできる。そして、支持プレート２７とサイドメンバ１３との連結方法も特に限定されないが、支持プレート２７の接続部２７ｂとサイドメンバ１３の先端に設けられたフランジ１３ｆを突き合わせて締結、あるいは溶接又は接着により接合することができる。

次に、この衝撃吸収構造の衝撃吸収機構について説明する。車両の前方衝突時、図１に白抜き矢印で示されるように、バンパリインホース１１に前方からの衝撃が加わると、より剛性の高いバンパリインホース１１とサイドメンバ１３とに挟まれた衝撃吸収部材２１が潰れることで衝撃を吸収する。その際、図３（Ａ）に示されるように、衝突開始時は、衝撃吸収部材２１には、バンパリインホース１１側の端面２３において、衝突前からバンパリインホース１１と接触している接触面部２３ａに圧縮荷重が集中する。すると、衝撃吸収部材２１は、圧縮荷重が集中した接触面部２３ａから軸方向に潰れ、軸方向に直交する断面の一部分のみで衝撃を吸収する。これは、衝撃吸収部材２１が木材Ｗからなり、その繊維方向が軸方向（荷重方向）と平行になっているためである。というのも、木材Ｗは、元来、空洞化した細胞壁が一方向に整列しており、細孔が一方向に整列する多孔質であるとともに、該一方向に繊維補強されている。そのため、繊維方向と軸方向とが平行なとき、軸方向の一方の端面２３が、その一部分（接触面部２３ａ）のみで圧縮荷重を受けると、その圧縮荷重を受けた部分（接触面部２３ａ）から繊維方向（軸方向）に順に細孔が潰れて部分的に緻密化するのである。図３（Ｂ）には、緻密化部分に網掛けを付して模式的に示す。このように、衝撃吸収部材２１は、衝突開始時に、先ず、集中的に圧縮荷重を受けた接触面部２３ａから局所的に圧縮変形するため、圧縮変形が進むに従いバンパリインホース１１から離れていた離間面部２３ｂもバンパリインホース１１に接触し、図３（Ｃ）に示されるように端面２３全体で衝撃を受けるようになる。そうして、衝撃吸収部材２１の軸方向に直交する断面における圧縮変形領域が徐々に増え、最終的には軸方向に直交する断面全体が圧縮変形する。

このような衝撃吸収構造によれば、衝突開始時は、軸方向に直交する断面の一部のみで衝撃を吸収し、最終的には、全体で衝撃を吸収するため、衝撃吸収部材２１の圧縮荷重が衝突開始時に跳ね上がるのを防ぐことができ、圧縮荷重の変動を小さく抑えながらも、効率よく衝撃を吸収することができる。

＜実施形態２＞
図４〜図６を参照しながら本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態は、図４に示されるように、衝撃吸収部材４１がバンパリインホース１１の両端の後方へ傾斜している部分１１ｂの後方に配されている点が実施形態１とは相違している。以下、相違点を中心に説明し、実施形態１と同様の構成については図中に同じ符号で示し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態の衝撃吸収部材４１も柱状の木材Ｗからなる。その形状は、図５に示されるように、軸方向に直交する平断面が正四角形の四角柱において、バンパリインホース１１側の端面４３が軸方向に対して傾斜した二平面からなる山型となっている。バンパリインホース１１側の端面４３を構成する二平面のうち、一方がバンパリインホース１１に対して接触状態で配される接触面部４３ａを構成し、バンパリインホース１１から離間して配される離間面部４３ｂを構成する。なお、衝撃吸収部材４１のサイドメンバ１３側の端面４５は本実施形態でも軸方向に直交する一平面で構成されており、サイドメンバ１３への接続形態は実施形態１と同様である。

このように、衝撃吸収部材４１の軸方向に対して接触面部４３ａが傾斜している場合でも、その基本的な衝撃吸収機構は実施形態１と同様である。すなわち、衝撃吸収部材４１は、図６（Ａ）に示されるように、衝突開始時にはバンパリインホース１１と接触している接触面部４３ａで集中的に圧縮荷重を受け、その圧縮荷重が集中した部分（接触面部４３ａ）から軸方向に順次圧縮変形し、軸方向に直交する断面の一部分のみで衝撃を吸収する。そして、圧縮変形が進むに従い、圧縮変形領域が増え、最終的には軸方向に直交する断面が圧縮変形して全体で衝撃を吸収する。

＜実施形態３＞
図７、図８を参照しながら本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態は、衝撃吸収部材５１がバンパリインホース１１の車幅方向に沿って真っ直ぐに延びている部分１１ａの後方に配されている点は上記実施形態１と同様であるが、衝撃吸収部材５１とバンパリインホース１１との間にブラケット６１が介在している点が相違している。以下、相違点を中心に説明し、実施形態１と同様の構成については図中に同じ符号で示し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態の衝撃吸収部材５１も柱状の木材Ｗからなる。その形状は、図７に示されるように、軸方向に直交する平断面が正四角形の四角柱であり、バンパリインホース１１側の端面５３が軸方向に直交する一平面で構成されている。また、サイドメンバ１３側の端面５５も軸方向に直交する一平面で構成されており、そのサイドメンバ１３への接続形態は実施形態１と同様である。

バンパリインホース１１側の端面５３とバンパリインホース１１とは、両者の間に介装されたブラケット６１を介して連結されている。ブラケット６１は、図示されている本体部は、車両衝突時に容易に変形しない剛体であり、鋼材等からなる。このブラケット６１が本発明の介装物に相当し、図示されている部分が衝撃伝達部に相当する。本実施形態のブラケット６１の形状は、扁平な直方体であり、図８（Ａ）に示されるように、相対する一面６３がバンパリインホース１１に連結されており、他面６５が衝撃吸収部材５１のバンパリインホース１１側の端面５３と接触している。ブラケット６１は、衝撃吸収部材５１のバンパリインホース１１側の端面５３に対し、その一部分にだけ重複するように配されている。したがって、衝撃吸収部材５１の端面５３には、ブラケット６１と接触している接触面部５３ａと接触していない離間面部５３ｂとが形成されている。ブラケット６１のバンパリインホース１１に対する固定方法は特に限定されないが、例えば、溶接や接着により接合したり、ビス止めしたりして固定することができる。また、ブラケット６１に対する衝撃吸収部材５１の固定方法も特に限定されず、例えば、枠体３１をブラケット６１に対して溶接や接着により接合したり、ビス止めしたりして固定することができる。

このような衝撃吸収構造でも、基本的な衝撃吸収機構は上記実施形態と同様であり、衝撃吸収部材５１は、衝突開始時には、圧縮荷重の集中するバンパリインホース１１側の端面５３の一部分（接触面部５３ａ）から局所的に変形して軸方向に直交する断面の一部分のみで衝撃を吸収し、最終的には、端面５３の全体で圧縮荷重を受けて直交する断面の全体で衝撃を吸収する。すなわち、衝突開始時には、バンパリインホース１１に衝撃が加わると、衝撃がブラケット６１を通じて衝撃吸収部材５１に衝撃が伝達される。このとき、衝撃吸収部材５１は、バンパリインホース１１側の端面５３のうちブラケット６１に接触している接触面部５３ａにのみで圧縮荷重を受け、その圧縮荷重を受けた部分から軸方向に順次圧縮変形する。そのため、図８（Ｂ）に示されるように、ブラケット６１が衝撃吸収部材５１に対して接触面部５３ａから軸方向にめり込む。そして、ブラケット６１の厚み全体が衝撃吸収部材５１にめり込むと、図８（Ｃ）に示されるように、バンパリインホース１１が衝撃吸収部材５１に当接し、バンパリインホース１１とブラケット６１とでバンパリインホース１１側の端面５３全体が押される。そのため、衝撃吸収部材５１は、軸方向に直交する断面全体が圧縮変形する。

このように、衝撃吸収部材５１の形状が単純な四角柱であって、両端面が繊維方向に直交する一平面からなる場合、その木材Ｗの裁断加工が容易であるとともに、繊維方向に対して斜めに裁断する場合に比べて加工時に割れ等の不具合が生じにくい。また、圧縮変形時にも割れにくく、衝撃吸収性能を安定して発揮することができる。

＜実施形態４＞
図９、図１０を参照しながら、本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態では、実施形態３のように単純な四角柱形状の木材Ｗからなる衝撃吸収部材５１を用い、該衝撃吸収部材５１を実施形態２のように衝撃吸収部材５１がバンパリインホース１１の両端の後方へ傾斜している部分１１ｂの後方を配している。

本実施形態でも、バンパリインホース１１と衝撃吸収部材５１との間に剛体からなるブラケット７１が介装されている。ブラケット７１は、バンパリインホース１１側の面７３はバンパリインホース１１に沿って傾斜しており、この面７３に対向して衝撃吸収部材５１との当接面７５が設定されている。そして、衝撃吸収部材５１に対する当接面７５は、衝撃吸収部材５１の端面５３の一部分にのみ当接している。

本実施形態のブラケット７１は、衝撃吸収部材５１との当接面７５に沿って衝撃吸収部材５１の端面５３を覆う保護カバー７７を付帯している。保護カバー７７は、ブラケット７１の衝撃吸収部材５１に対する当接面７５から張り出し、衝撃吸収部材５１の端面５３のブラケット７１とは接触していない離間面部５３ｂを覆う。保護カバー７７は、車両の通常使用時において衝撃吸収部材５１を保護するものであり、車両衝突時に衝撃吸収部材５１を変形させない程度に柔らかいもの、あるいは脆弱なものである。例えば、アルミ等の柔らかい金属製の薄板で構成することができる。この場合、車両衝突時には、図１０（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、柔らかい保護カバー７７からは衝撃吸収部材５１に衝撃が伝達されず、衝撃吸収部材５１の端面５３は、始めはブラケット７１により部分的に押され、その後ブラケット７１とバンパリインホース１１と押される。したがって、本実施形態の衝撃吸収構造も、実施形態３と同様の作用機能を発揮する。

なお、保護カバー７７は、例えば、樹脂板等で形成し、ブラケット７１が衝撃吸収部材５１にめり込み始めて衝撃吸収部材５１に強く押し当てられることで破断してブラケット７１から分離するようなものとしてもよい。

＜その他の実施形態＞
実施形態３または実施形態４のように、バンパリインホース１１と衝撃吸収部材５１との間にブラケット６１（７１）を介装する場合において、図１１に示されるように、離間面部５３ｂを傾斜させてもよい。この場合、ブラケット６１が衝撃吸収部材５１に完全にめり込んだ後に１１が衝撃吸収部材５１に当接する際、徐々に当接面積が増えるため、圧縮荷重の変動をよりなだらかにしやすい。

また、ブラケット６１は、衝撃吸収部材５１の端面５３の一部に対して重複していれば、端面５３からはみ出さない大きさとしてもよい。ただし、衝撃吸収部材５１からブラケット６１がはみ出している場合は、ブラケット６１のバンパリインホース１１に対する接触面積が大きいため、衝撃吸収部材５１を介してサイドメンバ１３に支持されているバンパリインホース１１がぐらつき難く、安定して連結されるため好ましい。

なお、上記各実施形態では、衝撃吸収部材のバンパリインホース１１側の端面が、その一部分でバンパリインホース１１に連接する構成を示したが、衝撃吸収部材を反転させてサイドメンバ１３側の端面が、その一部分でサイドメンバ１３に連接する構成としてもよい。

以下に、本発明の衝撃吸収構造による衝撃吸収性能を評価した結果について説明する。各試験では、衝撃吸収部材として、スギを繊維方向が軸方向と平行になるように四角柱状に製材したものを用い、これをアルミニウム（Ａ５０５２）製の四角筒状の枠体に収容して試験に供した。

（試験１）
試験１では、図１３に示されるように、模擬バンパ部材１１１として、厚み３５ｍｍのアルミニウムＡ５０５２製中空四角筒体の左右の両端部が内側へ１０°傾斜した剛体バンパリインホースを用意した。そして、この模擬バンパ１１１の端部の傾斜部１１１ｂに対して衝撃吸収部材４１，４１を配したときの衝撃吸収性能を評価した。衝撃吸収部材は、実施例１と比較例１とで、模擬バンパ１１１側の面の形状の異なるものをそれぞれ対で用意した。

［実施例１］
実施例１では、衝撃吸収部材として、図５に示される衝撃吸収部材４１と同じ形状の具体的な試料を用いた。実施例１の衝撃吸収部材は、１４．７ｍｍ角×軸方向長さ７０ｍｍの角材を、長さを変えずに軸方向の一端を山切りカットして模擬バンパ１１１への接触面部４３ａと離間面部４３ｂとを形成したものである。接触面部４３ａは１０°傾斜しており、離間面部４３ｂは１５°傾斜している。

［比較例１］
実施例１の衝撃吸収部材としては、１４．７ｍｍ角×軸方向長さ７０ｍｍの角材を、長さを変えずに軸方向の一端を１０°傾斜するように斜めカットして、端面全体で模擬バンパ部材１１１に接触する衝撃吸収部材を用意した。

用意した衝撃吸収部材を、それぞれ、肉厚０．５ｍｍで外寸１６ｍｍ角の四角筒状の枠体に収容した。そして、図１３に示されるように、剛体からなる平らな試験台Ｓに実施例１または比較例１の対の衝撃吸収部材４１，４１を離間して立設し、その上に左右対称になるように模擬バンパ１１１を載置して接着固定して模擬バンパ１１１の両斜面部１１１ｂを衝撃吸収部材で支持させた。そして、株式会社島津製作所製の圧縮試験機（オートグラフＡＧ−１００ｋＮＥ型）を用い、模擬バンパ１１１の中央を２ｍｍ／ｍｉｎの速度で衝撃吸収部材の軸方向と平行に押圧した。すると、両衝撃吸収部材が軸方向に真っ直ぐに圧縮変形した。このときの変位と圧縮荷重の関係を測定した。その結果を、実施例１については図１４に、比較例１については図１５に示す。

その結果から明らかなように、模擬バンパに対して端面全体が接触した状態で接続されている比較例１では、圧縮し始めた直後に一端圧縮荷重が高まった後に少し下がって、その後は多少の上下はあるものの概ね安定した（図１５）。それに対し、模擬バンパに対して一部分のみで接触した状態で接続されている実施例１では、圧縮し始めた直後に一時的に圧縮荷重が高まることはなく、圧縮開始直後からこれ以上圧縮できなくなるまで圧縮荷重が極めて安定していた（図１４）。

（試験２）
試験２では、バンパ部材の車幅方向に真っ直ぐに延びる部分に衝撃吸収部材を配したときの衝撃吸収性能を評価した。図１６に示されるように、模擬バンパ部材２１１として、厚み３５ｍｍのアルミニウムＡ５０５２製のストレートなブロックからなる剛体バンパリインホースを用意した。また、衝撃吸収部材として、実施例２と比較例２とで共通して、図７に示される衝撃吸収部材５１と同じ形状の具体的な試料を用意した。用意した衝撃吸収部材は、２９．４ｍｍ角×軸方向長さ７０ｍｍの角材であり、肉厚０．８ｍｍで外寸３１．６ｍｍ角の四角筒状枠体に収容して試験に供した。

［実施例２］
実施例２では、図１６に示されるように、模擬バンパ２１１と衝撃吸収部材との間に介装する模擬ブラケットとして、アルミニウムＡ５０５２製のロの字型剛体リング２１３を用意した。なお、模擬ブラケットの形状をロの字型としたのは、バンパ部材と衝撃吸収部材との間にブラケットを介装した衝撃吸収構造の衝撃吸収性能を評価するにあたり、圧縮試験機に負荷される荷重の重心がずれることで、試験機が試験を中止するのを回避するためである。ロの字型剛体リング２１３の寸法は、内寸２４ｍｍ角、外寸３３ｍｍ角、厚み３ｍｍである。平らな試験台Ｓに衝撃吸収部材を立設し、衝撃吸収部材の上に、互いに軸芯が一致するようにロの字型剛体リング２１３を載置した。それにより、衝撃吸収部材の端面において、四周の各辺が２．７ｍｍ幅でロの字型剛体リング２１３と接触している状態となった。さらに、その上に模擬バンパ部材２１１を載置した。そして、ＩＭＡＴＥＫ社製衝撃圧縮試験機（ＩＭ１０Ｔ−２０ＨＶ）を用い、模擬バンパ２１１の中央を５．４１ｍ／ｓｅｃの速度で衝撃吸収部材の軸方向と平行に押圧した。すると、衝撃吸収部材が真っ直ぐに圧縮変形した。このときの変位と圧縮荷重の関係を測定した。その結果を、図１７に示す。

［比較例２］
比較例２では、模擬ブラケットとして、ロの字型剛体リングに替えて、３３ｍｍ角、厚み３ｍｍの中央に穴のないアルミニウムＡ５０５２製の剛体厚板を用い、衝撃吸収部材の端面全体がアルミニウムＡ５０５２製の剛体厚板と接触している状態として、実施例２と同様に試験した。すると、比較例２衝撃吸収部材が真っ直ぐに圧縮変形した。このときの変位と圧縮荷重の関係を測定した結果を図１８に示す。

その結果から明らかなように、模擬ブラケットが衝撃吸収部材の端面全体に接触した状態で配されている比較例２では、圧縮し始めた直後に一端急激に圧縮荷重が高まった後に急激に下がって安定した（図１８）。それに対し、模擬ブラケットが衝撃吸収部材の端面の一部のみに接触した状態で配されている実施例２では、圧縮し始めた直後に一時的に圧縮荷重が高まることはなく、圧縮開始直後からこれ以上圧縮できなくなるまで圧縮荷重が非常に安定していた（図１７）。

１１ バンパリインホース
１３ サイドメンバ
２１ 衝撃吸収部材
２３ （バンパリインホース側の）端面
２３ａ 接触面部
２３ｂ 離間面部
２５ （サイドメンバ側の）端面
２７ 支持プレート
４１ 衝撃吸収部材
４３ （バンパリインホース側の）端面
４３ａ 接触面部
４５ （サイドメンバ側の）端面
５１ 衝撃吸収部材
５３ （バンパリインホース側の）端面
５３ａ 接触面部
５３ｂ 離間面部
５５ （サイドメンバ側の）端面
６１ ブラケット
７１ ブラケット
Ｗ 木材

Claims (1)

1. バンパ部材と車両骨格部材との間に、車両衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける衝撃吸収部材を備えた車両の衝撃吸収構造であって、
   前記衝撃吸収部材が柱状の木材であり、その繊維方向が軸方向と平行であり、
   前記衝撃吸収部材の一方の端面が前記バンパ部材又は前記車両骨格部材の一方にその一部分のみで面接触を介して連接されており、
   前記衝撃吸収部材の他方の端面が前記バンパ部材又は前記車両骨格部材の他方にその全体で面接触を介して支持可能に連接されており、
   前記衝撃吸収部材が、衝突開始時には前記一方の端面の一部分のみで圧縮荷重を受けて局所的に圧縮変形し、該局所的な圧縮変形を経て最終的には前記一方の端面の全体で圧縮荷重を受け、
   前記衝撃吸収部材の前記一方の端面が軸方向に直交する一平面のみで形成され、介装物を介して前記バンパ部材又は前記車両骨格部材の一方に連接されており、
   前記介装物が前記衝撃吸収部材よりも剛性の高い衝撃伝達部を有し、この衝撃伝達部が前記衝撃吸収部材の前記一方の端面の一部分のみと重複して配されていることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
   

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