JP6510982B2 - 衝撃吸収要素 - Google Patents

Description

本発明は、車両内の衝撃エネルギーを吸収する管状本体を有する衝撃吸収要素であって、衝撃吸収要素が二重ハニカム形断面を有する形式の衝撃吸収要素を出発点としている。

バンパが自動車の本体（車体）を構成するプラスチックフェアリングと自動車のフレームとの間で自動車のフロント及びリヤに横方向に配置されている。低速での前からの衝突又は後からの衝突の際に自動車構造体の損傷を回避するため、衝撃吸収要素が組み込まれている。衝撃吸収要素は、一般に、長方形であってスチール（鋼）、アルミニウム又はプラスチックで作られた薄肉要素である。これら衝撃吸収要素は、プレス加工板金シェルから接合によって又は一体品の状態で、例えば押し出しアルミニウム異形材として製造可能である。

車両長手方向キャリヤとバンパクロスメンバとの間に配置された衝撃吸収要素は、衝突の結果として生じる運動エネルギーを吸収し、かかる運動エネルギーは、変形エネルギーに変換される。これは、臨界荷重レベルを超えた場合に、長手方向キャリヤが永続的に損傷する状況を回避するようになっている。この場合、衝撃吸収要素は、典型的には、車両構造体及びその要望に合わせて構成される。さらに、衝撃吸収要素は、法上の規則の種々の要件並びに互いに異なる車重及び材料の硬度に適合しなければならない。したがって、衝撃吸収要素は、車両の形式に従って製造される。この場合、衝撃吸収要素は、できるだけ多くのエネルギーを吸収することができるが、それと同時に、車両にとって大きすぎる追加の重量とはならないようにすることが望ましい。

衝撃吸収要素は、先行技術で知られている。国際公開第２０１２／０４０８２６（Ａ１）号パンフレットは、断面が１０個の面を持つ多角形から成るスケール変更可能な衝撃吸収要素を記載している。この場合、記載されている衝撃吸収要素は、中心線に関して対称に構成される。この場合、主として星形の実施形態が記載されている。円形の線に沿って案内される上述の１０個の面を持つ多角形は、長方形の断面を有する従来慣例的に用いられている衝撃吸収要素と比較して、或る程度の改良を可能にしている。

国際公開第２０１２／０４０８２６（Ａ１）号パンフレット

本発明の目的は、重量が同一の状態で機能が先行技術で知られている衝撃吸収要素と比較して向上した衝撃吸収要素を提案することにある。

この目的は、車両内の衝撃エネルギーを吸収する管状本体を有する衝撃吸収要素が二重ハニカム形断面を有すると共に１０個の面で構成された多角形線として構成されているという特徴によって達成される。有利には、衝撃吸収要素の全高の約１／２の相互離隔距離を置いたところに位置するハニカム箇所が構成され、ハニカム箇所は、幅を備えている。

ハニカム箇所の構成が１０個の面を持つ多角形の特に有利な一実施形態であることが示されている。特定の形状の結果として、衝撃のエネルギーは、特に適切な仕方で吸収され、衝撃吸収要素は、高いエネルギー吸収性能を示す。

特に有利な一実施形態は、１０個の面を持つ多角形の改造によって提供され、衝撃吸収要素の幅は、両方のハニカムに関し、同じ大きさである。ハニカムのサイズが２つのハニカムについて同一であるよう選択されるということにより、吸収エネルギーの対称導入を保証することができる。通常の車両では最大エネルギー量がこのようにしてバンパと車両フレームとの間で吸収される。

衝撃吸収要素の全高は、有利には、幅よりも大きい。

さらに、衝撃吸収要素の端面が幅の約０．３３倍の幅を有することが有利である。

また、２つのハニカム相互間に設けられたくびれ部が幅の約１／３の隙間を有することが有利である。

個々の場合において規定される衝撃要件に対する最適の適合を達成するため、高さ及び幅の調節性は、開始値の少なくとも±５０％の範囲内にあることが必要不可欠である。

製造技術上の理由で、くびれ部及びハニカム箇所の半径又はアールは、少なくとも、衝撃吸収要素のシェル材料の厚さに対応していることが有利である。

別の特に有利な実施形態では、幅を有するくびれ部は、事実上ゼロの幅まで狭められる。

言及する全ての実施形態に関し、衝撃吸収要素がこれらハニカム箇所のところで座屈したり折り畳み状態になったりすることができるようにするためには予防手段も切り込みも設けられるべきでないことが特に重要である。衝撃吸収要素は、その二重ハニカム構造の結果として、追加の折り畳み補助手段なしで、先行技術においては通例である変形挙動を上回る変形挙動を呈する。

以下において、添付の図面を参照して本発明を例示的に説明する。

例示の実施形態の略図である。 衝撃吸収要素の側面図である。 衝撃吸収要素の断面図である。

図１は、衝撃吸収要素の配置場所を示している。衝撃吸収要素１は、バンパクロスメンバ３と連結板５との間に位置している。連結板５は、吸収要素を図示していない車両長手方向キャリヤに締結するためのフランジとして役立つ。

図２は、軸線Ｘ‐Ｘに沿う衝撃吸収要素の側面図である。この場合、この例示の実施形態では、衝撃吸収要素１は、円錐形にテーパした長手方向輪郭を有している。この例示の実施形態では、一例として、３°という角度が指定されており、コンポーネントは、バンパの方向に円錐形にこの角度でテーパしている。この場合、衝撃吸収要素のテーパ付けは、衝撃吸収要素の外側部分領域の減少によって行われる。これは、図面に記載されたコンポーネントの最も上側及び最も下側の部分領域である。これとは対照的に、外形が示された衝撃吸収要素の中央の領域は、平行に延びている。

衝撃吸収要素の最適化のため、コンポーネントの別の部分領域を円錐形にテーパさせることも又可能である。これは、コンポーネントの全高及び全幅並びに形態の全てが長手方向広がりにわたって変化するのが良いことを意味している。たった１つの平面が軸線Ｘ‐Ｘに沿ってバンパの方向に円錐形にテーパしている輪郭も又、一実施形態として想定できる。しかしながら、円錐形輪郭は、本発明を実施することを目的としては不要である。

以下において説明するパラメータは、コンポーネントの断面箇所のところで構成される例示のパラメータである。最も単純な場合、コンポーネントは、その全長にわたって同一の断面を保持する。しかしながら、個々の長さと幅の比が長さ全体にわたって変化する実施形態も又想定できる。

本発明に関する一実施形態が図３に示されている。図３は、衝撃吸収要素の長手方向輪郭に対して垂直の断面を示している。これは、１０個の面を持つ多角形であることが理解できる。１０個の面を持つ多角形の外形は、くびれ部２のところで互いに接触状態にあるハニカム１Ａ，１Ｂの形態に構成されている。衝撃吸収要素は、幅ａ１及び全高ｂ１を有している。この場合、最適エネルギーを達成するため、全高ｂ１は、幅ａ１よりも常に大きい。

選択した実施形態では、２つのハニカム１Ａ，１Ｂは、同一サイズのものである。したがって、幅ａ１とａ２は、許容差を別にして同一である。この実施例では、符号ａ３，ａ４で示されている図面の頂部及び底部のところに配置された端面４も又、同一である。この場合、全幅に対する面ａ３の幅は、幅ａ１の約１／３、即ち、０．３３であり、幅ａ１の０．２倍の許容差が与えられている。例示の実施形態は、対称構造のものなので幅ａ４にもかかる設定が適用可能である。この例示の実施形態におけるくびれ部２の隙間ａ５は、同様に、衝撃吸収要素全体の幅ａ１の０．３３倍である。この場合、隙間ａ５の許容差は、全幅ａ１の±０．１倍の範囲にあるよう選択される。

ハニカム箇所６は、相互の離隔距離ｂ２のところに垂直に位置している。離隔距離ｂ２は、衝撃吸収要素の全高にわたって定められ、第１の実施形態では、全高ｂ１の０．５倍であり、許容差は、全高ｂ１の０．２倍である。全高ｂ１に対する離隔距離ｂ２の位置は、この例示の実施形態では、対称であるように選択される。

説明している例示の実施形態は、パラメータａ１〜ａ５及びｂ１，ｂ２の変形例としてそれぞれの車両の要件に適合可能な最適衝撃吸収要素を示している。衝撃吸収要素の材料の厚さは、符号ｓで指定されている。ハニカム箇所及びくびれ部のところの半径は、同様に、それぞれの車両の要件に適合している。この場合、湾曲したアルミニウム異形材の使用を仮定すると、半径は、厚さｓに対応した半径に制限されるが、厚さｓの最高１０倍までの半径又はそれどころかそれよりも大きな半径で生じさせることができる。

しかしながら、比較的大きな半径が用いられる場合、平べったい形態のものではないプラトー（平坦域）状の構造がハニカム箇所６のところに作られる。

別の実施形態では、２つのハニカム１Ａ，１Ｂは、互いに異なる寸法のものである。

しかしながら、いわば設計例が互いに連結された２つの個々の要素であるようになるまでくびれ部の大きさを劇的に増大させることが可能である。

先行技術で知られているように、衝撃吸収要素を製作するために、個々のアルミニウム部品は、一体品の状態に又は適当な仕方で多数個の部品の状態に互いに溶接される。

本発明の衝撃吸収要素は又、接合プロセスなしで、押し出しアルミニウム異形材から製作可能である。この製作方法により、ハニカム箇所は、半径に関する制限をもはや受けず、かかるハニカム箇所を一箇所（一点）までテーパするよう製作できる。

１ 衝撃吸収要素
２ くびれ部
３ バンパ
４ 端面
５ 連結板
６ ハニカム箇所
ａ１〜ａ５ 幅
ｂ１ 高さ
ｂ２ ハニカム箇所の離隔距離

Claims (13)

1. バンパー用の衝撃吸収要素であって、
   連結要素から前記バンパーまで軸に沿って延びる管状本体を備え、
   前記管状本体が前記軸に直交する面に沿って横断面形状を有し、さらに、くびれ部（２）でハニカム状第２区分（１Ｂ）に接合されたハニカム状第１区分（１Ａ）を有し、前記くびれ部（２）が幅（ａ５）を有し、
   前記横断面形状が凹状十角形を形成し、該凹状十角形が長手方向の全高（ｂ１）を有し、
   前記第１区分（１Ａ）及び第２区分（２Ｂ）が、一対のハニカムポイント（６）を有し、
   前記ハニカム状第１区分（１Ａ）が前記衝撃吸収要素の頂面（４）を形成し、前記ハニカム状第２区分（１Ｂ）が前記衝撃吸収要素の底面（４）を形成し、前記頂面（４）が幅（ａ３）を有し、前記底面（４）が幅（ａ４）を有し、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）が互いに反対側に配置され間に幅（ａ１）を規定し、前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）が互いに反対側に配置され間に幅（ａ２）を規定し、衝撃吸収要素はさらに、
   前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）と前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）との間の距離（ｂ２）を有し、前記ハニカムポイント（６）の各々は、前記第１区分（１Ａ）および第２区分（１Ｂ）において同じ側に配置されており、
   前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）と前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）との間の距離（ｂ２）が、前記全高（ｂ１）に０．２を乗じた値を±の許容差とした、前記全高（ｂ１）に０．５を乗じた値に等しい、
   ことを特徴とする衝撃吸収要素。
2. 前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）に０．５を乗じた値を±の許容差として、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）が、前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）が等しい、
   請求項１に記載の衝撃吸収要素。
3. 前記凹状十角形が長手方向の全高（ｂ１）が、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）より大きく、且つ、前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）より大きい、
   請求項１に記載の衝撃吸収要素。
4. 前記頂面（４）の幅（ａ３）が、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）の０．５倍を±の許容差として、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）の約３分の１に等しく、
   前記底面（４）の幅（ａ４）が、前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）の０．５倍を±の許容差として、前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）の約３分の１に等しい、
   請求項１に記載の衝撃吸収要素。
5. 前記頂面（４）の幅（ａ３）が、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）の０．２倍を±の許容差として、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）の約３分の１に等しく、
   前記底面（４）の幅（ａ４）が、前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）の０．２倍を±の許容差として、前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）の約３分の１に等しい、
   請求項４に記載の衝撃吸収要素。
6. 前記くびれ部（２）の幅（ａ５）が、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）または前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）の０．５倍を±の許容差として、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）、または、前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）の約３分の１に等しい、
   請求項１に記載の衝撃吸収要素。
7. 前記くびれ部（２）の幅（ａ５）が、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）または前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）の０．１倍を±の許容差として、前記第１区分（１Ａ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ１）、または、前記第２区分（１Ｂ）のハニカムポイント（６）の間の幅（ａ２）の少なくとも一方の約３分の１に等しい、
   請求項６に記載の衝撃吸収要素。
8. 前記管状本体の横断面形状が、その全長の少なくとも一部分にわたって円錐状にテーパしている、
   請求項１に記載の衝撃吸収要素。
9. 前記管状本体の横断面形状の前記凹状十角形の全ての面が、円錐状にテーパしている輪郭を有している、
   請求項８に記載の衝撃吸収要素。
10. 厚さ（Ｓ）を有する前記シェル材料から形成された管状本体を備え、
    前記くびれ部（２）が、前記シェル材料の厚さ（Ｓ）の１から１０倍の半径を有し、
    前記ハニカムポイント（６）が、前記シェル材料の厚さ（Ｓ）の１から１０倍の半径を有している、
    請求項１に記載の衝撃吸収要素。
11. 前記管状本体が、アルミニウム材料から形成されている、
    請求項１に記載の衝撃吸収要素。
12. 前記管状本体が、押出しアルミニウム材料から形成されている、
    請求項１に記載の衝撃吸収要素。
13. 前記くびれ部が、前記幅（ａ５）に沿って開いている、
    請求項１に記載の衝撃吸収要素。

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