JP2002054672A - 移動体用緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期にわたり、障害物との衝突時における衝
撃エネルギーの吸収量の確保を確実に図れる移動体用緩
衝装置を提供することにある。 【解決手段】 外部衝撃が入力する頂端ａより被衝撃体
に連結される取付け端ｂまで連続する側壁面１１を周方
向に複数有した中空多面柱状の基体７と、側壁面に同面
の長手方向に沿って所定幅ｐで順次形成される貫通穴１
３と、取付け端ｂ側の複数の側壁面１１に当接され同当
接部に形成された溶接穴１３の位置で側壁面１１に溶接
され、且つ、被衝撃体に結合される取付け部ｗ２を形成
した取付け枠１４とを具備し、基体７の取付け端ｂより
頂端ａ側に向かい少なくとも所定幅ｐを上回る領域より
貫通穴１３を排除し剛性強化部Ａを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の衝突時
に、被衝撃体である移動体に加わる衝突エネルギーを吸
収し、移動体及び対向物体が受ける衝撃を低減させるこ
とのできる移動体用緩衝装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体、例えば、トラックは走行時に障
害物と衝突したり他車両より側突を受けることがあり、
このような場合における乗員や積載物の保護、あるいは
対向車両の保護を図るため、車両の外周壁構成部材の支
持には緩衝装置を使用する場合がある。例えば、車両の
バンパーや側方からの物体の巻き込み防止用のサイドガ
イドバーは車両の基部を成すサイドフレームやクロスメ
ンバに緩衝装置を介して取り付けられ、これらバンパー
やサイドガイドバーを介して入力した衝撃力で緩衝装置
自体が塑性変形を伴う崩壊により衝撃エネルギーを吸収
し、衝撃低減を図るようにしている。

【０００３】例えば、実公平２−４９４０２号公報に開
示される緩衝装置は、中空多面柱状の基体の各側壁面に
複数の貫通穴を基体長手方向に沿って順次形成し、互い
に隣あう各側壁面間に位置するコーナー部にも基体長手
方向に沿って切欠き穴を順次形成している。これら貫通
穴や切欠き穴により連続的座屈変形による衝撃吸収を可
能として衝撃エネルギーの吸収量の確保を図る機能を発
揮できるようにしている。しかも、頂端側の切欠き穴を
取付け端側より大きくして比較的早期に座屈変形を生じ
させ、衝突時の最大加減速度を効果的に低減させ、乗員
や積載物の保護を確実に図れるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、緩衝装置は
中空多面柱状の基体の頂端に重量物であるバンパー等の
衝撃入力部材を取付け、基体の取付け端に取付け板部を
延出形成し、同部を車体側のサイドフレームやクロスメ
ンバ等に一体結合する。このような緩衝装置はその基体
の頂端にバンパーを取り付けた状態で上下振動を繰り返
すことより、長期にわたり曲げ応力を集中して受け、特
に、基体の取付け端近傍部分は、上下振動するバンパー
より比較的大きな曲げ応力を長期にわたり受けることな
る。このため、緩衝装置が長期使用により経時劣化し、
剛性低下した場合において、障害物と衝突すると、基体
の取付け端近傍部分が剛性低下により屈曲し、頂端側よ
り取付け端に向けて各貫通穴の位置での座屈変形が発生
せず、連続的座屈変形による衝撃エネルギーの吸収量の
確保を図るという機能を発揮できない状態に陥る。

【０００５】更に、緩衝装置の取付け端に取付け板部を
延出形成するのに代えて、取付け端に多角形の取付け板
を当接して溶着した構造を採るものがあるが、この場
合、特に溶接部の早期劣化により、障害物と衝突した際
に、溶接部での屈曲変形が最初に発生してしまい、連続
的座屈変形による衝撃エネルギーの吸収量の確保を図る
という機能を発揮できない状態に陥る。本発明は、上述
の課題に基づき、基体の取付け端側の剛性を長期にわた
り確保できるようにして、長期にわたり、障害物との衝
突時における衝撃エネルギーの吸収量の確保を確実に図
れる移動体用緩衝装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、外部衝撃が入力する頂端より
被衝撃体に連結される取付け端まで連続する側壁面を周
方向に複数有した中空多面柱状の基体と、上記側壁面に
同面の長手方向に沿って所定幅で順次形成される貫通穴
と、上記取付け端側の複数の側壁面に当接され同当接部
に形成された溶接穴の位置で上記側壁面に溶接され、且
つ、上記被衝撃体に結合される取付け部を形成した取付
け枠とを具備し、上記基体の取付け端より頂端側に向か
い少なくとも上記所定幅を上回る領域には上記貫通穴を
排除し剛性強化部を形成したことにある。基体の取付け
端側の複数の側壁面に取付け枠の当接部を当接し、当接
部に形成した溶接穴の位置で側壁面と溶接し、更に、基
体の取付け端側の順次形成される貫通穴の所定幅を上回
る領域より貫通穴を排除し剛性強化部を形成したことよ
り、剛性強化部自体の剛性を強化でき、しかも、頂端よ
り剛性強化部側に伝達された衝撃加重が溶接穴の溶接部
位を経るのに加えて、側壁面と取付け枠の当接部をも経
て取付け枠に伝達され、その上で取付け枠の取付け部と
結合される被衝撃体に伝達される。このため、基体の剛
性強化部自体及び剛性強化部と取付け枠との結合部分が
耐久性を長期にわたり確保でき、長期使用後での障害物
との衝突時であっても、基体の根本側である剛性強化部
の屈曲変形を防止して、基体の連続的座屈変形による衝
撃エネルギーの吸収量の確保を図れ、乗員や積載物の保
護を長期にわたり確実に図れる。

【０００７】請求項２の発明は、上記貫通穴が上記側壁
面の両側に位置する各コーナー部に向けて長く形成さ
れ、側壁面の長手方向に沿って所定幅のピッチで順次形
成される長穴であるとしている。この場合、各長穴と各
コーナー部との間隔が比較的小さくなり応力集中が生じ
座屈変形が発生し易くなり、比較的剛性の低い頂端側よ
り比較的剛性の高い剛性強化部に向かって配備される各
貫通穴と対向する応力集中部で順次確実に座屈変形が生
じ段階的座屈変形による衝撃吸収機能が安定化する。好
ましくは、互いに隣あう上記各側壁面間に位置するコー
ナー部に上記頂端より上記根本部に向かって漸次小さく
なる切欠き穴を順次形成したとしても良い。この場合、
基体の頂端側の剛性を取付け端側より確実に小さくで
き、比較的剛性の低い頂端側で座屈変形を開始させ、順
次比較的剛性の高い取付け端が座屈変形を生じるように
でき、連続的座屈変形による衝撃エネルギーの吸収量の
確保を図れ、乗員や積載物の保護を長期にわたり確実に
図れる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１、図２には本発明の一実施形
態としての移動体用緩衝装置を示し、同移動体用緩衝装
置は移動体としてのトラック１に装着される。トラック
１はその基体を成す前後に長い一対のサイドフレーム２
を備え、その先端部にクロスメンバ３を一体結合し、ク
ロスメンバ３の左右位置において左右一対の緩衝装置４
を介しバンパー５を取付けている。しかも、一対のサイ
ドフレーム２の左右側面には複数の緩衝装置４’を介し
て車体側方からの物体の巻き込みを防止するためのサイ
ドガイドバー９を取り付けている。なお、サイドガイド
バー９の取付け用の複数の緩衝装置４’は、バンパー５
の取付け用の緩衝装置４と比較し、その全長が相違する
以外は同一構成を成すことより、ここでは主に、バンパ
ー取付け用の緩衝装置４を説明する。

【０００９】バンパー５は車幅方向Ｙに向け延びる湾曲
バー状部材を本体５０１とし、その本体５０１の裏面に
連結ブラケット５０２を一体結合し、その連結ブラケッ
ト５０２の後部を嵌着し（図３参照）相互に加硫接着さ
れる弾性枠体６とを備える。弾性枠体６は左右一対の肉
厚部６０１と、これら肉厚部６０１を互いに結合する中
央連結部６０２を有し、これらは一体成形されている。
左右一対の緩衝装置４は同一構成を採り、それぞれの先
端が肉厚部６０１に、根本側である取付け端がクロスメ
ンバ３に連結される。

【００１０】図１、図３に示すように、緩衝装置４は全
体としては車体前方に延びる中空角錘柱状の基体７とそ
の頂端ａに溶接される４角板状の頂部プレート８と、取
付け端ｂに溶接される取付け枠１４とを有する。基体７
は所定厚の鋼板をプレス加工により角錘柱状に成形し、
図示しない突合せ端を互いに溶接たもので、頂端ａより
取付け端ｂまで連続する縦長の４つの側壁面１１と、互
いに隣合う各側壁面１１間に位置する４つのコーナー部
１２とを備える。図４（ａ）に示すように，頂部プレー
ト８は鋼板を４角板状にプレス成形したもので、その４
角にボルト穴ｈ０を形成され、この穴に嵌挿された図示
しないボルトによって肉厚部６０１内の図示しない芯金
に螺着される。

【００１１】基体７の周方向に配備された４つの側壁面
１１には各面の長手方向（図３では左右方向）に延びる
側壁面中心線Ｌ１に沿って所定ピッチｐで貫通穴１３が
順次形成される。図３、図６（ａ）に示すように，各貫
通穴１３は各側壁面１１の両側に位置する両コーナー部
１２に向けて長く形成され、中央がくびれた長穴状に形
成される。貫通穴１３の穴長手方向（図６（ａ）では上
下方向）の端縁ｇと各コーナー部１２との間の非穴部分
の間隔、すなわち側壁面中心線Ｌ１と直交方向での間隔
Ｂ１は比較的小さくなり、図６（ａ）、図７に示すよう
に、これと隣合う側壁面１１にも同様の貫通穴１３が形
成され、同貫通穴の端縁ｇとコーナー部１２との間の非
穴部分の間隔Ｂ１も同様に小さくなる。

【００１２】このように側壁面中心線Ｌ１と直交方向に
長い貫通穴１３を４つの各側壁面１１にすべて形成し、
貫通穴１３とコーナー部１２との間の非穴部分に応力が
集中し、これら応力集中部で座屈変形が生じ易く成るよ
うにしている。更に、各貫通穴１３は基体７の頂端ａ側
の対向部に外向（図６（ｂ）において上方）に屈曲して
延出する頂端縁１３１を形成し、取付け端ｂ側の対向部
に内向（図６（ｂ）において下方）に屈曲して延出する
基端縁１３２を形成し、側壁面１１の直交視において図
６（ａ）、（ｂ）に示すように頂端縁１３１と基端縁１
３２との隙間が所定隙間ｔ１を保持するように形成され
る。このため、貫通穴１３の端縁ｇとコーナー部１２と
の間の非穴部分で座屈変形が生じた際に、頂端ａ側の頂
端縁１３１を基端縁１３２の外側にガイドでき（図６
（ｂ）に示す矢視ｊ参照）、入力荷重を順次確実に取付
け端ｂ側に伝達でき、連続的座屈を容易化している。

【００１３】更に、図３に示すように、基体７の４つの
コーナー部１２には、各貫通穴１３間のピッチｐを１／
２ずらせた、隣合う貫通穴１３との中間位置に、切欠き
穴１５を順次形成している。しかも、切欠き穴１５は屈
曲した開口を有し、コーナー部１２の折り曲げ加工前に
ドリル加工により形成される。更に、切欠き穴１５は側
壁面中心線Ｌ１方向の頂端ａより取付け端ｂ側に向かっ
て漸次小さくなるように形成され、ここでは４つの大き
さの異なる切欠き穴１５が各コーナー部１２にそれぞれ
形成される。なお、頂端ａに最も近い切欠き穴１５は頂
端ａに対して所定幅ｉを保って形成される。しかも、頂
端ａに最も近い貫通穴１３は頂端ａに対しピッチｐとほ
ぼ等しい頂端間隔ｐ’を保って形成される。このため、
基体７の頂端ａの近傍より、少なくとも、所定幅ｉのネ
ック部ｎには切欠き穴１５及び貫通穴１３を形成しない
ので、同部の剛性強化を図っている。

【００１４】一方、取付け端ｂと対向する根本近くの貫
通穴１３は取付け端ｂに対しピッチｐより大きな根本間
隔ｐａを保って形成されている。すなわち、取付け端ｂ
側の４つの側壁面１１には頂端ａの方向に向かい根本間
隔ｐａの領域において貫通穴１３を形成しない。しか
も、コーナー部１２の切欠き穴１５も形成しない。これ
によって剛性強化を図った剛性強化部Ａを形成してい
る。しかも、剛性強化部Ａの取付け端ｂ側の部位には取
付け枠１４が取付けられる。

【００１５】図３，図５に示すように、取付け枠１４は
Ｌ型縦断面のアングル材を４つ矩形枠状に組み合わせ、
互いの突合せ端を相互に溶着して形成される。剛性強化
部Ａの各側壁面１１と対向する取付け枠１４の各当接片
部ｗ１は剛性強化部Ａの重合域ｆ（図３参照）にその取
付け端ｂより所定幅で当接し、２つの長穴ｈ１を形成さ
れ、同長穴ｈ１の位置で剛性強化部Ａの側壁面１１に溶
接される。更に、当接片部ｗ１より屈曲して外方に延出
する取付け片部ｗ２はクロスメンバ３（図３参照）に重
ねられ、複数形成されたボルト穴ｈ２（図４（ｂ）参
照）に挿通される図示しないボルトでクロスメンバ３に
締結される。

【００１６】このようなバンパー取付け用の緩衝装置４
は、車両の走行時に、路面反力を受けて振動し、特に、
先端側の頂部プレート８に締結された重量が比較的大き
なバンパー５は上下振動を受けて大きく変位し、バンパ
ー５を支持する基体７のネック部ｎには曲げ応力が集中
して加わり、同時に根本である剛性強化部Ａにも大きな
曲げ応力が集中して加わる。この場合、ネック部ｎや剛
性強化部Ａより切欠き穴１５及び貫通穴１３を排除した
ため、同部の剛性強化が十分に図られており、長期にわ
たり基体７の剛性を十分に確保できる。

【００１７】このようなバンパー取付け用の緩衝装置４
を装備するトラックが障害物と衝突し、バンパー５が衝
撃を受けると、その衝撃は緩衝装置４の基部７の長手方
向に加わるが、その際、剛性強化部Ａが十分に剛性強化
されていることより、この部位での屈曲変位は生じず、
最も剛性の小さな頂部ａ側の４つの各側壁面１１にそれ
ぞれ配備された貫通穴１３の端縁ｇとコーナー部１２と
の間の非穴部分で、比較的早期に座屈変形を生じさせ
る。この際、コーナー部１２の切欠き穴１５の内、頂端
ａ近傍のものを最も大きな開口としたことより、頂端ａ
近傍の貫通穴１３の近傍での剛性が比較的低減され、同
部での早期の座屈変形をより容易化することができた。

【００１８】このように、衝突時の最大減速度を効果的
に低減させ、乗員や積載物の保護を確実に図れる。しか
も、この初期座屈により吸収されない衝撃エネルギは、
順次、段階的に、頂部ａ側より取付け端ｂ側に向けて順
次配置される４つの各側壁面１１にそれぞれ配備された
貫通穴１３の近傍域での連続的座屈変形によって順次吸
収され、緩衝部材４の崩壊が完了する。このように、緩
衝部材４はその崩壊により、バンパー５が受けた衝撃エ
ネルギーの吸収量の確保を図るという機能を十分に発揮
でき、トラックの乗員や積載物の保護、及び対向物体の
保護をも長期にわたり確実に図れる。

【００１９】上述のところにおいて、バンパー取付け用
の緩衝装置４を説明したが、サイドガイドバー９の取付
け用の緩衝装置４’もサイドガイドバー９からの衝撃を
受けた際に同様の作用効果を発揮できる。更に、移動体
としてトラックを説明したがその他のバスやトラクタ等
の各種の車両及びその他の移動体の緩衝装置にも同様に
本発明を適用でき、各移動体の外壁構成部材が受けた衝
撃を本発明の適用された緩衝装置によって受けることで
同様の作用効果を得ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明は、基体
の剛性強化部自体の剛性を強化でき、しかも、衝撃荷重
が溶接穴の溶接部位を経るのに加えて、側壁面と取付け
枠の当接部をも経て取付け枠に伝達されるため、基体の
剛性強化部自体及び剛性強化部と取付け枠との結合部分
が耐久性を長期にわたり確保でき、長期使用後での障害
物との衝突時であっても、基体の根本側である剛性強化
部の屈曲変形を防止して、基体の連続的座屈変形による
衝撃エネルギーの吸収量の確保を図れ、乗員や積載物の
保護を長期にわたり確実に図れる。

【００２１】請求項２の発明は、上記貫通穴が長穴であ
るため、各長穴と各コーナー部との間隔が比較的小さく
なり応力集中が生じ座屈変形が発生し易くなり、比較的
剛性の低い頂端側より比較的剛性の高い剛性強化部に向
かって配備される各貫通穴と対向する応力集中部で順次
確実に座屈変形が生じ段階的座屈変形による衝撃吸収機
能が安定化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態として移動体用緩衝装置を
取り付けたトラックの概略切欠平面図である。

【図２】図１のトラックの全体概略平面図である。

【図３】図１の移動体用緩衝装置が用いる緩衝装置の側
面図である。

【図４】図３の緩衝装置の部分図であり、（ａ）は頂部
プレートの平面図を、（ｂ）は取付け枠の底面図を示
す。

【図５】図３の緩衝装置が用いる取付け枠の斜視図であ
る。

【図６】図１の緩衝装置の貫通穴を示し、（ａ）は貫通
穴の拡大平面図を、（ｂ）は貫通穴近傍の基体側壁の拡
大断面図を示す。

【図７】図１の緩衝装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ トラック ２ サイドフレーム ３ クロスメンバ ４、４’ 緩衝装置 ５ バンパー ７ 基体 １１ 側壁面 １２ コーナー部 １３ 貫通穴 １４ 取付け枠 ａ 頂端 ｂ 取付け端 ｐ 所定幅 ｗ２ 取付け部 Ａ 剛性強化部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林田 興明 東京都大田区下丸子四丁目21番１号・三菱 自動車エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3J066 AA02 AA23 BA03 BB01 BC01 BF02 BG05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部衝撃が入力する頂端より被衝撃体に連
   結される取付け端まで連続する側壁面を周方向に複数有
   した中空多面柱状の基体と、上記側壁面に同面の長手方
   向に沿って所定幅で順次形成される貫通穴と、上記取付
   け端側の複数の側壁面に当接され同当接部に形成された
   溶接穴の位置で上記側壁面に溶接され、且つ、上記被衝
   撃体に結合される取付け部を形成した取付け枠とを具備
   し、 上記基体の取付け端より頂端側に向かい少なくとも上記
   所定幅を上回る領域には上記貫通穴を排除し剛性強化部
   を形成したことを特徴とする移動体用緩衝装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の移動体用緩衝装置におい
   て、 上記貫通穴が上記側壁面の両側に位置する各コーナー部
   に向けて長く形成され、同側壁面の長手方向に沿って所
   定幅のピッチで順次形成される長穴であることを特徴と
   する移動体用緩衝装置。