WO2022181462A1 - 衝撃吸収装置 - Google Patents

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WO2022181462A1
WO2022181462A1 PCT/JP2022/006535 JP2022006535W WO2022181462A1 WO 2022181462 A1 WO2022181462 A1 WO 2022181462A1 JP 2022006535 W JP2022006535 W JP 2022006535W WO 2022181462 A1 WO2022181462 A1 WO 2022181462A1
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absorbing member
impact
shock absorbing
shock
state
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征幸 山▲崎▼
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株式会社ダイセル
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Publication date
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    • F16F7/12Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/125Units with a telescopic-like action as one member moves into, or out of a second member

Definitions

  • the present invention relates to a shock absorbing device.
  • a plastically deformable crash can (also called a crash box) is provided as an impact absorbing device in a bumper of an automobile between a frame (also called a chassis) forming the frame of the vehicle and the bumper beam.
  • the crash can In the event of a vehicle collision, the crash can is buckled and deformed in the longitudinal direction of the vehicle due to the impact load and is crushed, thereby absorbing the energy of the vehicle collision and suppressing deformation of the frame.
  • Patent Document 1 discloses a collision energy adaptive disintegration device.
  • the adaptive collapsing device for collision energy disclosed in Patent Document 1 is configured to collapse the collision energy by causing the deformable member to be tapered and deformed by the collision energy.
  • the adaptive collapsing device for collision energy changes the number of plates constituting the tapered surface that deforms the deformable member by an actuator device, and adjusts the taper of the deformable member to make the collapse amount of collision energy variable.
  • the strength of the impact absorbing device is high.
  • the frame deforms together with the shock absorbing device to absorb the shock.
  • the strength of the shock absorbing device is high, a large impact load is required for the deformation of the shock absorbing device. It may happen that the absorber cannot deform sufficiently to absorb the impact energy sufficiently.
  • the technology of the present disclosure has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a technology that can change the strength of an impact absorbing device for absorbing collision energy of a vehicle.
  • the technique of the present disclosure is a shock absorbing device, which includes a first shock absorbing member provided between a frame that forms the framework of a vehicle and an outer structure positioned outside the frame in the vehicle. a first impact absorbing member installed so as to deform preferentially over the frame in an impact situation in which the outer structure is displaced or deformed toward the frame due to an impact load on the outer structure; a second shock absorbing member provided between the frame and the outer structure; a switching part capable of switching between the installed state of 1 and a second installed state in which the second shock absorbing member deforms together with the first shock absorbing member by receiving the shock load in the impact situation. It is characterized by having
  • the installation state of the second impact absorption member is divided into a first installation state in which the second impact absorption member receives the impact load and a second installation state in which the second impact absorption member receives the impact load.
  • the shock absorbing device can switch the strength against the shock load.
  • large collision energy can be absorbed by deforming the second shock absorbing member in the second installation state together with the first shock absorbing member.
  • the second shock absorbing member 2 is placed in the first installation state, and only the first shock absorbing member is deformed to absorb the collision energy.
  • only the first impact absorbing member absorbs the impact of a light collision, suppressing the transmission of the impact to the frame, thereby improving the repairability of the vehicle.
  • the shock absorbing device of the present disclosure includes a base portion provided on the frame so as to fix the first shock absorbing member, and a receiving portion opened to the base portion, wherein the first shock absorbing member is A receiving portion that receives the second shock absorbing member in the installed state of 1 and allows the second shock absorbing member to move toward the frame, thereby causing the second shock absorbing member to pass the shock load. and an abutting portion provided on the base portion that abuts on the second impact absorbing member in the second installation state in the impact condition, and the frame side of the second impact absorbing member. and a contact portion that allows the second shock absorbing member to receive the shock load by restricting the movement of the second shock absorbing member.
  • the contact portion is formed as a part of the base portion so as to surround the receiving portion, and the switching portion is adapted to provide the second impact absorbing portion with respect to the receiving portion.
  • the first installation state and the second installation state may be switched by displacing the member.
  • the switching portion displaces the contact portion with respect to the receiving portion and moves the contact portion to the first position where the second shock absorbing member enters the receiving portion.
  • the second shock absorbing member is placed in the first installation state, and by arranging the contact portion in the second position that prevents the second shock absorbing member from entering the receiving portion.
  • the second shock absorbing member may be switched to the second installation state.
  • the outer shape of the cross section of the second shock absorbing member which is perpendicular to the direction from the outer structure side to the frame side, is the edge of the frame side. It is smaller than the cross-sectional size of the receiving portion at the portion, gradually increases toward the outer structure side, and becomes larger than the cross-sectional size of the receiving portion at the end portion on the outer structure side.
  • the base portion abuts against the second impact absorbing member in the first installation state in the impact situation, and receives the load of the second impact absorbing member.
  • a weakened portion may be formed which, when broken, opens the receiving portion.
  • the end portion of the second shock absorbing member facing the base portion is such that the second shock absorbing member is at least in the first installation state in the shock receiving state. It may include an abutment area that sometimes abuts the fragile portion and a non-abutment area that does not abut the base portion.
  • both the first shock absorbing member and the second shock absorbing member are formed in a tubular shape extending from the frame side to the outer structure side,
  • the second shock absorbing member may be installed inside the first shock absorbing member.
  • a projection projecting toward the first shock absorbing member is formed on the outer peripheral surface of the second shock absorbing member, and the projection extends from the first shock absorbing member.
  • the second shock absorbing member may be held by the first shock absorbing member by engaging with the inner peripheral surface.
  • the protrusion when the second shock absorbing member is in the second installation state in the shock receiving state, the protrusion is arranged such that the first shock absorbing member is attached to the second shock absorbing member.
  • the first shock absorbing member may be guided to buckle along.
  • the shock absorbing device of the present disclosure when the second shock absorbing member is in the second installation state in the shock receiving state, the timing at which the first shock absorbing member starts to deform and the second shock absorbing member
  • the first shock absorbing member and the second shock absorbing member may be installed so that the deformation of the member starts at different timings.
  • the end portion of the first shock absorbing member on the side of the outer structure is closer to the outer structure than the end portion of the second shock absorbing member on the side of the outer structure. can be located on the side.
  • the second impact absorbing member extends such that one end is connected to the frame and the other end is connected to the outer structure, 2.
  • One of the frame-side connecting portion, which is the connecting portion between the shock absorbing member and the frame, and the outer connecting portion, which is the connecting portion between the second shock absorbing member and the outer structure, is connected by the switching portion.
  • the switching unit releases the connection of one of the frame side connection portion and the outer connection portion.
  • the second shock absorbing member parries the shock load, and when the second shock absorbing member is in the second installed state in the state of receiving the shock, the frame side connecting portion and the outer connecting portion are connected to each other. The connection of both parts may be maintained so that the second shock absorbing member receives the shock load.
  • FIG. 1 is a top view showing a mounting state of a shock absorbing device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the impact absorbing device according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a top view schematically showing the impact absorbing device according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a base portion according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is a front view showing the relationship between the second shock absorbing member and the switching portion when the second shock absorbing member is in the first installation state in a non-collision state in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a front view showing the relationship between the second shock absorbing member and the switching portion when the second shock absorbing member is in the second installation state in a non-collision state in the first embodiment.
  • FIG. FIG. 7 is a front view showing the relationship between the second shock absorbing member and the base portion when the second shock absorbing member is in the first installation state in a non-collision state in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a front view showing the relationship between the second shock absorbing member and the base when the second shock absorbing member is in the second installation state in a non-collision state in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the state of the shock absorbing device when the second shock absorbing member is in the first installation state in the non-collision state in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the second installation state in the non-collision state in the first embodiment.
  • 11 is a functional block diagram of a control unit according to the first embodiment;
  • FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in the impact situation in the first embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the second installation state in the impact situation in the first embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in a non-collision situation in Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 15 is a perspective view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in a non-collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 16 is a front view of a base portion according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 17 is a perspective view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in a collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 1.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing the state of the shock absorbing device when the second shock absorbing member is in the first installation state in the non-collision state in the second embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing the state of the shock absorbing device when the second shock absorbing member is in the second installation state in the non-collision state in the second embodiment.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in the impact situation in the second embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the second installation state in the impact situation in the second embodiment.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in a non-collision situation in Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 23 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in a collision situation in Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 24 is a perspective view showing the state of the shock absorbing device when the second shock absorbing member is in the first installation state in a non-collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in a non-collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 26 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the second installed state in a non-collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 27 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in a collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the second installation state in a collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 29 is a top view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in a non-collision situation in Embodiment 3.
  • FIG. 30 is a top view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the second installation state in the non-collision state in Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 31 is a top view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the first installation state in a collision situation in Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 32 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device when the second impact absorbing member is in the second installed state in the collision situation in the third embodiment.
  • FIG. 1 is a top view showing a mounting state of the shock absorbing device 100 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 1 shows the state of the shock absorbing device 100 before the vehicle collides (hereinafter referred to as non-collision state).
  • the front, rear, left, and right directions in the following description are the front, rear, left, and right directions of the vehicle.
  • the arrows in FIG. 1 represent the front, rear, left, and right directions of the vehicle.
  • symbol 300 shows a bumper beam.
  • Bumper beam 300 is installed inside a front bumper provided at the front end portion (front surface) of the vehicle.
  • Bumper beam 300 is an example of an "outer structure" according to this disclosure.
  • Bumper beam 300 is positioned outside side frame 200 in the vehicle and extends in the left-right direction (the width direction of the vehicle).
  • the strength of bumper beam 300 is set lower than the strength of side frame 200 . As shown in FIG.
  • an impact absorbing device 100 is installed between a side frame 200 and a bumper beam 300.
  • the shock absorbing devices 100 are installed one by one on the left and right so as to connect the left and right side frames 200 to the bumper beam 300, respectively.
  • the impact absorbing device 100 receives an impact load from the front via the bumper beam 300 when the vehicle collides head-on (frontal). At this time, the shock absorbing device 100 deforms preferentially to the side frame 200 and absorbs the collision energy, thereby suppressing deformation of the frame.
  • the direction from the bumper beam 300 side to the side frame 200 side (backward in this example) is referred to as the load direction.
  • the load direction is the direction in which the load acts on the impact absorbing device 100 when the vehicle collides.
  • the place where the impact absorbing device according to the present disclosure is installed is not limited to the inside of the front bumper.
  • the shock absorbing device can be installed between the frame of the vehicle and an outer structure positioned outside the frame in the vehicle.
  • the impact absorbing device may be installed inside a rear bumper provided at the rear end portion (rear surface) of the vehicle.
  • the impact absorbing device absorbs impact energy by receiving an impact load from the rear and deforming preferentially to the frame when the vehicle has a rear-end collision.
  • the impact absorbing device may be installed between the frame and the fender, with the fender provided on the side of the vehicle as the outer structure. In this case, the impact absorbing device absorbs impact energy by receiving an impact load from the rear and deforming preferentially to the frame in the event of a side collision (side collision) of the vehicle.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the impact absorbing device 100.
  • FIG. FIG. 3 is a top view schematically showing the impact absorbing device 100.
  • FIG. FIGS. 2 and 3 illustrate a state in which the second shock absorbing member indicated by reference numeral 2 is in a first installation state, which will be described later, in a non-collision state. 2 and 3, each configuration of the impact absorbing device 100 is illustrated in a simplified manner.
  • the shock absorbing device 100 includes a first shock absorbing member 1, a second shock absorbing member 2, a switching section 3, a control section 4, and a base section 5. As shown in FIGS.
  • both the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 are members provided between the side frame 200 and the bumper beam 300, and the bumper beam 300 is mounted from the side frame 200 side. It is formed in a tubular shape so as to extend to the side (that is, to extend in the front-rear direction).
  • a second shock absorbing member 2 is installed inside the first shock absorbing member 1 .
  • the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 are arranged coaxially.
  • the first shock absorbing member 1 is a metallic member including a first tubular main body portion 11 having a rectangular tubular shape and a first cover wall portion 12 closing one end (front end) of the tubular main body. is. As shown in FIG. 3, the front surface of the first cover wall portion 12, that is, the front end portion of the first shock absorbing member 1 is fixed to the bumper beam 300. As shown in FIG.
  • the base portion 5 is a metal member provided on the side frame 200 so as to fix the other end (rear end) of the first cylindrical body portion 11 .
  • the base portion 5 is formed in a plate shape and fixed to the front end surface of the side frame 200 . As shown in FIG.
  • the front end of the first shock absorbing member 1 is fixed to the bumper beam 300, and the rear end of the first shock absorbing member 1 is fixed to the base portion 5 provided on the side frame 200.
  • the side frame 200 and the bumper beam 300 are connected by the first shock absorbing member 1 .
  • the strength of the first shock absorbing member 1 is set lower than the strength of the side frame 200 .
  • the base portion 5 is formed as a separate member from the side frame 200 , but the base portion according to the present disclosure may be formed as part of the side frame 200 .
  • the second shock absorbing member 2 includes a second cylindrical main body portion 21 made of a square cylindrical metal, a second lid wall portion 22 closing one end (front end) of the second cylindrical main body portion 21, a second 2 a projecting portion 23 projecting radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical body portion 21 near the front end portion thereof.
  • the strength of the second tubular body portion 21 is set lower than the strength of the side frame 200 .
  • the projecting portion 23 is an elastic member made of a resin material.
  • the outer peripheral portion of the projecting portion 23 is formed in an arc shape centered on the central axis A2 of the second cylindrical main body portion 21 .
  • the first cylindrical body portion 11 of the first shock absorbing member 1 is formed with a concave portion 13 that is concave radially outward.
  • the second shock absorbing member 2 is held by the first shock absorbing member 1 by engaging the protrusion 23 of the second shock absorbing member 2 with the recess 13 of the first shock absorbing member 1 .
  • the protrusion 23 is fitted in the recess 13 and is rotatable around the central axis A1.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the base portion 5.
  • the base portion 5 has a receiving portion 6 which is a hole having a rectangular cross section.
  • the cross section perpendicular to the load direction of the receiving portion 6 is similar to the outer shape of the cross section perpendicular to the load direction in the second cylindrical main body portion 21 of the second shock absorbing member 2, and the cross section of the second cylindrical main body portion 21 is similar to the outer shape of the cross section perpendicular to the load direction. is larger than the outline of The receiving portion 6 communicates with the internal space 210 of the side frame 200 .
  • the base portion 5 is provided with a hole forming portion 7 .
  • the hole forming portion 7 is a part of the base portion 5 and is a portion that surrounds the receiving portion 6 to define the receiving portion 6 .
  • the hole forming portion 7 corresponds to an example of the "contact portion" in the present disclosure.
  • FIG. 5 is a front view showing the relationship between the second shock absorbing member 2 and the switching portion 3 when the second shock absorbing member 2 is in the first installation state in a non-collision situation.
  • 6 is a front view showing the relationship between the second shock absorbing member 2 and the switching portion 3 when the second shock absorbing member 2 is in the second installation state in a non-collision state.
  • 5 and 6 show the second shock absorbing member 2 and the switching portion 3 viewed from the bumper beam 300 side along the load direction. 5 and 6, illustration of the first impact absorbing member 1 and the protrusion 23 is omitted.
  • the switching unit 3 is a device that switches the installation state of the second shock absorbing member 2 between the first installation state shown in FIG. 5 and the second installation state shown in FIG.
  • the switching unit 3 of the present example rotates the second shock absorbing member 2 in the first installed state by 90° in the first rotation direction R1 about the central axis A2, thereby changing the second shock absorbing member 2 to the second position. is installed.
  • the switching unit 3 rotates the second shock absorbing member 2 in the second installed state by 90° about the central axis A2 in the second rotating direction R2 opposite to the first rotating direction R1, thereby switching the second shock absorbing member 2 to the second shock absorbing member 2.
  • the impact absorbing member 2 is placed in the first installation state. As shown in FIGS.
  • the switching section 3 includes a support plate 31, a rotating stage 32, an actuator 33, and a transmission section .
  • the support plate 31 is a plate-like member fixed to the base portion 5 so as to overlap the front surface of the base portion 5 .
  • the rotary stage 32 is rotatable about the central axis A1 with respect to the support plate 31 .
  • a through hole 311 through which the second shock absorbing member 2 is inserted is formed in the support plate 31 .
  • the first cylindrical main body 11 is arranged so as to allow the movement of the second shock absorbing member 2 in the load direction with respect to the support plate 31 and the rotation of the second shock absorbing member 2 with respect to the support plate 31 about the central axis A2. Its size and shape are set.
  • the rotary stage 32 is a member that is superimposed on the front surface of the support plate 31 and supported by the support plate 31 so as to be rotatable around the central axis A2 of the second shock absorbing member 2.
  • a through hole 321 through which the second shock absorbing member 2 is inserted is formed in the rotary stage 32 .
  • the through hole 321 is formed so as to allow the movement of the second impact absorbing member 2 in the load direction with respect to the rotating stage 32 and to restrict the rotation of the second impact absorbing member 2 with respect to the rotating stage 32 about the central axis A1.
  • its size and shape are set. Relative rotation of the second impact absorbing member 2 with respect to the support plate 31 is permitted, and relative rotation of the second impact absorbing member 2 with respect to the rotating stage 32 is restricted. It is rotatable around the axis A1.
  • the actuator 33 includes a driving portion 331 and a piston 332 held by the driving portion 331.
  • the drive unit 331 is an electric actuator driven by a solenoid, and is driven under the control of the control unit 4 to move the piston 332 forward and backward.
  • the drive method of the drive unit 331 is not limited to a solenoid.
  • the drive unit 331 may be driven by a motor. Further, the drive unit 331 may move the piston 332 using the combustion energy of gunpowder, like the technique disclosed in US Patent Application Publication No. 2003/0167959.
  • the transmission unit 34 is a link mechanism that connects the rotary stage 32 and the actuator 33 , and converts the forward/backward movement of the piston 332 into rotary motion and transmits the rotary motion to the rotary stage 32 , thereby rotating the rotary stage 32 .
  • Transmission portion 34 includes a rotor 341 and a rod 342 .
  • the rotor 341 is a rotating member that is rotatably provided around a rotating shaft 341a parallel to the load direction and extends in a direction perpendicular to the rotating shaft 341a.
  • the rod 342 is a rod-shaped member that connects the rotation stage 32 and the rotor 341 .
  • a piston 332 is connected to one end of the rotor 341, and one end of a rod 342 is rotatably connected to the other end of the rotor 341 on the opposite side across the rotating shaft 341a. there is The other end of rod 342 is rotatably connected to rotation stage 32 .
  • the second impact absorbing member 2 When the piston 332 is in the first state shown in FIG. 5, the second impact absorbing member 2 is in the first installed state.
  • the second impact absorbing member 2 is in the second installation state when the piston 332 is in the second state in which the piston 332 protrudes more than the first state as shown in FIG.
  • the drive unit 331 drives the piston 332 from the first state to the second state, so that the movement of the piston 332 is transmitted to the rotation stage 32 via the transmission unit 34, and the rotation stage 32 is the center. It rotates about the axis A2 by 90 degrees in the first rotation direction R1, and the second shock absorbing member 2 is placed in the second installation state.
  • the piston 332 changes from the second state to the first state, so that the rotation stage 32 rotates about the central axis A2 by 90 degrees in the second rotation direction R2, thereby absorbing the second impact.
  • the member 2 is in the first installation state.
  • FIG. 7 is a front view showing the relationship between the second shock absorbing member 2 and the base portion 5 when the second shock absorbing member 2 is in the first installation state in a non-collision situation.
  • 8 is a front view showing the relationship between the second shock absorbing member 2 and the base portion 5 when the second shock absorbing member 2 is in the second installation state in a non-collision state.
  • 7 and 8 show the second shock absorbing member 2 and the base portion 5 viewed from the bumper beam 300 side along the load direction. 7 and 8, illustration of the first shock absorbing member 1 and the switching portion 3 is omitted.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100 when the second impact absorbing member 2 is in the first installation state in a non-collision situation.
  • FIG. 9 a cross section corresponding to the AA cross section of FIG. 7 is illustrated.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100 when the second impact absorbing member 2 is in the second installation state in a non-collision situation.
  • FIG. 10 shows a cross section corresponding to the BB cross section of FIG. 9 and 10, illustration of the switching unit 3 is omitted.
  • the second impact absorbing member 2 (more specifically, the second cylindrical body portion 21) in the first installed state is, when viewed from the bumper beam 300 side along the load direction, It is in a state of being accommodated inside the receiving portion 6 without overlapping the hole forming portion 7 . That is, the second shock absorbing member 2 does not overlap the hole forming portion 7 in the load direction. Therefore, as shown in FIG. 9, when the second shock absorbing member 2 in the first installation state is moved in the load direction, the second shock absorbing member 2 is received by the receiving portion 6 and the side frame 200 is moved. It is possible to enter the internal space 210 . Thus, when the second shock absorbing member 2 is in the first installation state, the movement of the second shock absorbing member 2 in the load direction is permitted.
  • the second impact absorbing member 2 does not fit inside the receiving portion 6 when viewed along the load direction, and a part of it is a hole. It is in a state of overlapping with the forming portion 7 . That is, the second shock absorbing member 2 is displaced from the receiving portion 6, the second shock absorbing member 2 is positioned in front of the hole forming portion 7 in the load direction, and the second shock absorbing member 2 At least a portion of (the second cylindrical main body portion 21 ) overlaps the hole forming portion 7 . Therefore, as shown in FIG.
  • the control unit 4 predicts the impact load that the vehicle receives, and controls the switching unit 3 based on the prediction result to cause the switching unit 3 to switch the installation state of the second shock absorbing member 2 .
  • FIG. 11 is a functional block diagram of the control section 4. As shown in FIG.
  • the control unit 4 includes an information acquisition unit 41 , a determination unit 42 and a switching control unit 43 .
  • the information acquisition unit 41 acquires information necessary for predicting the impact load from various sensors provided in the vehicle while the vehicle is running. Specifically, the information acquisition unit 41 acquires running information indicating the running state of the vehicle from a vehicle speed sensor, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, or the like. The information acquisition unit 41 also acquires operation information indicating how the vehicle is operated from an accelerator sensor, a throttle sensor, a brake sensor, a steering sensor, and the like. The information acquisition unit 41 also acquires obstacle information, which is information indicating the state of an obstacle such as an oncoming vehicle, from an in-vehicle camera, a millimeter wave radar, or the like.
  • the determination unit 42 determines which of the first installation state and the second installation state is appropriate for the installation state of the second shock absorbing member 2. More specifically, based on the travel information, the driving information, and the obstacle information, the determination unit 42 calculates the magnitude of the impact load that the vehicle is expected to receive when the vehicle is in motion and collides. Then, an appropriate installation state of the second impact absorbing member 2 is determined based on the calculated impact load (hereinafter referred to as predicted impact load). When the magnitude of the predicted impact load is relatively small, that is, when a light collision is predicted, the determination unit 42 determines that the first installation state is appropriate, and determines that the magnitude of the predicted impact load is relatively large.
  • the determination unit 42 determines that the first installation state is appropriate, and determines that the magnitude of the predicted impact load is equal to or greater than the predetermined value. , it is determined that the second installation state is appropriate.
  • the predetermined value (hereinafter referred to as the predetermined impact value) is determined mainly based on the strength of the side frame 200 , the first impact absorbing member 1 and the second impact absorbing member 2 .
  • the first shock absorbing member 1 among the first shock absorbing member 1, the second shock absorbing member 2, and the side frame 200 is the predetermined shock value if the magnitude of the shock load is less than the predetermined shock value.
  • the magnitude of the impact load exceeds the predetermined impact value, the deformation of the first impact absorbing member 1 alone cannot fully absorb the impact energy. Determined.
  • a collision with less than a predetermined impact value can be said to be a light collision.
  • the method of determining the predetermined impact value described above is an example, and is not intended to limit the content of the present disclosure.
  • the switching control unit 43 controls the driving unit 331 of the actuator 33 based on the determination result of the determination unit 42, thereby switching the installation state of the second shock absorbing member 2 between the first installation state and the second installation state. let me switch. Specifically, when the determination unit 42 determines that the first installation state is appropriate, the switching control unit 43 drives the driving unit 331 of the actuator 33 so that the piston 332 is in the first state. Thus, the second shock absorbing member 2 is placed in the first installation state. On the contrary, when the determination unit 42 determines that the second installation state is appropriate, the switching control unit 43 drives the driving unit 331 of the actuator 33 so that the piston 332 is in the second state. , the second impact absorbing member 2 is placed in the second installation state.
  • the processes of the information acquisition unit 41, the determination unit 42, and the switching control unit 43 are continuously and repeatedly executed at all times while the vehicle is running. For example, when the vehicle is traveling at a low speed and the magnitude of the predicted impact load is less than the predetermined impact value, the second impact absorbing member 2 is maintained in the first installation state, and the vehicle is moving. When the magnitude of the predicted impact load becomes equal to or greater than the predetermined impact value due to acceleration to high speed, the second impact absorbing member 2 switches to the second installation state.
  • the processing of the control unit 4 is not limited to this. In other words, it is not necessary to continuously perform the above processing while the vehicle is running.
  • the second shock absorbing member 2 is set to the first installation state, and based on the information from the information acquisition unit 41, at the stage (before the collision) when the determination unit 42 determines that the collision cannot be avoided, Whether to maintain the first installation state or switch to the second installation state may be selected according to the magnitude of the predicted impact load.
  • the control unit 4 includes a CPU (Central Processing Unit) and memory.
  • the control unit 4 may be a digital circuit or an analog circuit. Note that the control unit 4 is not an essential component of the impact absorbing device according to the present disclosure.
  • an ECU (Engine Control Unit) provided in the vehicle may function as the control section 4 .
  • the control unit 4 may be configured to include the sensor described above.
  • the controller 4 may have a speed sensor.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100 when the second impact absorbing member 2 is in the first installation state in the impact condition.
  • FIG. 12 a section corresponding to FIG. 9 is shown.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100 when the second impact absorbing member 2 is in the second installation state in the impact condition.
  • a section corresponding to FIG. 10 is illustrated.
  • the absorption of collision energy in a collision with a relatively small impact load (hereinafter referred to as a light collision) will be explained.
  • the impact load here is of a magnitude that can deform only the first impact absorbing member 1 .
  • a slight impact that does not deform even the first impact absorbing member 1 is excluded.
  • the switching unit 3 sets the second shock absorbing member 2 to the first installation state in the non-impact state, resulting in the state shown in FIG.
  • the front end of the first impact absorbing member 1 is fixed to the bumper beam 300 . Therefore, when the vehicle collides and receives an impact, the bumper beam 300 is displaced or deformed toward the side frame 200 , so that an impact load in the load direction acts on the first impact absorbing member 1 . At this time, the rear end portion of the first shock absorbing member 1 is fixed to the base portion 5 provided on the side frame 200 . Therefore, the first impact absorbing member 1 receives the impact load from the bumper beam 300 without passing it. The impact load also acts on the side frames 200 via the first impact absorbing member 1 .
  • the strength of the first shock absorbing member 1 is set lower than the strength of the side frame 200 so that the first shock absorbing member 1 deforms preferentially over the side frame 200 .
  • the first impact absorbing member 1 undergoes buckling deformation so as to be crushed by the side frame 200 and the bumper beam 300 .
  • the collision energy of the collision is absorbed only by the deformation of the first shock absorbing member 1, and the deformation of the side frames 200 is suppressed.
  • the bumper beam 300 In an impact condition, the bumper beam 300 is displaced or deformed toward the side frame 200, so that the second impact absorbing member 2 provided between the side frame 200 and the bumper beam 300 is also impacted in the load direction. A load acts.
  • the receiving portion 6 can receive the second shock absorbing member 2.
  • the second impact absorbing member 2 that has received the impact load in the load direction is received by the receiving portion 6 and enters the internal space 210 of the side frame 200 . Since the movement of the second shock absorbing member 2 in the load direction is permitted, the second shock absorbing member 2 parries the shock load and avoids deformation.
  • the shock absorbing device 100 deforms only the first shock absorbing member 1 out of the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 in the case of a light collision with relatively small collision energy. absorbs collision energy and suppresses deformation of the side frame 200 . Therefore, it is sufficient to replace only the tip portion from the base portion 5 (that is, the part outside (front side) of the side frame 200), and the side frame 200 is not substantially affected.
  • the impact load here is of a magnitude that can deform at least the first impact absorbing member 1 and the second impact absorbing member 2 collectively.
  • the state shown in FIG. 10 is obtained by the switching unit 3 setting the second shock absorbing member 2 to the second installed state in the non-impact state.
  • the first impact absorbing member 1 undergoes buckling deformation so as to be crushed by the side frame 200 and the bumper beam 300, as in the case of a light collision. As a result, the impact energy of the collision is absorbed by the deformation of the first impact absorbing member 1 .
  • the second shock absorbing member 2 when the second shock absorbing member 2 is in the second installed state, if the second shock absorbing member 2 is to be moved in the direction of load, the hole forming portion 7 will move to the second position. It comes into contact with the impact absorbing member 2 . Therefore, the second impact absorbing member 2 that receives the impact load in the load direction is received by the hole forming portion 7 . Since the movement of the second shock absorbing member 2 in the load direction is restricted, the second shock absorbing member 2 receives the shock load without receiving the shock load.
  • the strength of the shock absorbing device 100 when the second shock absorbing member 2 is in the second installed state is the sum of the strengths of the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 .
  • the strength of the impact absorbing device 100 at this time is set to be equal to or lower than the strength of the side frames 200 . That is, when the second shock absorbing member 2 is in the second installed state, the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 are deformed prior to the side frame 200 . Also, when the impact load is greater, the side frame 200 is also deformed to absorb the impact as a whole. Therefore, although FIG. 13 shows a state in which the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 are buckled, depending on the magnitude of the collision load, the side frame 200 may also be deformed to absorb the shock. can be absorbed.
  • the shock absorbing device 100 absorbs the collision energy by deforming at least both the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 in the case of a heavy collision with relatively large collision energy. .
  • the side frames 200 may also be deformed to absorb the excess collision energy to absorb the shock.
  • the shock absorbing device 100 includes the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 provided between the side frame 200 and the bumper beam 300, and the switching portion 3. .
  • the first impact absorbing member 1 is installed so as to deform preferentially over the side frame 200 in an impact situation.
  • the switching unit 3 switches the installation state of the second impact absorption member 2 between the first installation state in which the second impact absorption member 2 receives the impact load in the impact condition and the second impact absorption member 2 in the impact condition. can be switched to a second installed state in which it deforms together with the first shock absorbing member by receiving an impact load.
  • the impact absorbing device 100 has a high strength so that it can absorb the large collision energy.
  • the strength of the impact absorbing device 100 is high, a large impact load is required for deformation of the impact absorbing device 100, and as a result, the impact absorbing device 100 cannot be sufficiently deformed. It may happen that the collision energy cannot be sufficiently absorbed without As a result, there is a concern that the side frame 200 will be deformed and that an impact will be transmitted to the occupant. Therefore, at the time of a light collision, the strength of the shock absorbing device 100 should be low so that even a small collision energy can be absorbed by the deformation of the shock absorbing device 100, from the viewpoint of vehicle repairability and occupant protection. is preferred.
  • the impact absorbing device 100 has two installation states of the second impact absorption member 2: the first installation state where the second impact absorption member 2 receives the impact load, and the second installation state where the second impact absorption member 2 receives the impact load. and a second installation state of receiving.
  • the shock absorbing device 100 can switch the strength against the shock load.
  • the second shock absorbing member 2 is placed in the second installation state in advance to increase the strength, so that relatively large collision energy can be absorbed.
  • the strength of the second shock absorbing member 2 is lowered by placing it in the first installation state, so that relatively small collision energy can be absorbed and transmission of the shock to the side frames 200 can be suppressed.
  • the deformation of the side frames 200 can be suppressed while the passenger is surely protected from the impact of the collision, and the repairability of the vehicle can be improved.
  • the impact absorbing device 100 includes a base portion 5 provided on the side frame 200 so as to fix the first impact absorbing member 1, a receiving portion 6 opened in the base portion 5, a base portion 5 and a hole forming portion 7 provided in the.
  • the receiving portion 6 receives the second impact absorbing member 2 in the first installation state in an impact condition, and allows the movement of the second impact absorbing member 2 toward the side frame 200 side.
  • the hole forming portion 7 abuts on the second impact absorbing member 2 in the second installation state in the impact condition, and restricts the movement of the second impact absorbing member 2 toward the side frame 200 side.
  • the second shock absorbing member 2 when the second shock absorbing member 2 is in the first installed state, the second shock absorbing member 2 can receive the shock load, and the second shock absorbing member 2 is in the second installed state. In some cases, the impact load can be received by the second impact absorbing member 2 .
  • the first shock absorbing member 1 since the first shock absorbing member 1 is fixed to the base portion 5, the fixing strength of the first shock absorbing member 1 is ensured, and when an impact load acts from a direction deviating from the load direction, Even so, the first shock absorbing member 1 can be suitably deformed.
  • the hole forming portion 7 is formed as part of the base portion 5 so as to surround the receiving portion 6 .
  • the switching portion 3 switches between the first installation state in which the receiving portion 6 can receive the second shock absorbing member 2 and the hole forming portion 7. and a second installation state in which movement of the second shock absorbing member 2 toward the side frame 200 is restricted.
  • the installation state of the second shock absorbing member 2 can be switched between the first installation state and the second installation state.
  • the installation state is switched by rotating the second shock absorbing member 2 with respect to the receiving portion 6, but the present disclosure is not limited to rotation.
  • the setting state of the second impact absorbing member 2 may be switched by the switching portion 3 moving the second impact absorbing member 2 parallel to the receiving portion 6 . That is, the switching section 3 may switch the installation state of the second shock absorbing member 2 by displacing the second shock absorbing member 2 with respect to the receiving section 6 .
  • the term "displacement” refers to a change in position, and includes translation and rotation.
  • both the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 are formed in a cylindrical shape extending from the side frame 200 side to the bumper beam 300 side.
  • a second shock absorbing member 2 is installed inside one shock absorbing member 1 . According to this, by installing the second shock absorbing member 2 inside the first shock absorbing member 1, it is possible to contribute to space saving.
  • the present disclosure is not limited to this, and the first shock absorbing member and the second shock absorbing member may be installed in parallel.
  • the protrusion 23 protruding toward the first shock absorbing member 1 is formed on the outer peripheral surface of the second shock absorbing member 2, and the protrusion 23 is the first shock absorbing member.
  • the second shock absorbing member 2 is held by the first shock absorbing member 1 by engaging with the inner peripheral surface of the absorbing member 1 . Thereby, the holding strength of the second shock absorbing member 2 can be ensured.
  • the protrusion 23 causes the first impact absorbing member 1 to move along the second impact absorbing member 2 .
  • the first impact absorbing member 1 is guided so as to buckle.
  • the deformation of the first shock absorbing member 1 along the load direction is maintained, so that the collision energy can be appropriately absorbed by the first shock absorbing member 1 .
  • the protrusion is not an essential configuration of the present disclosure.
  • the rear end portion of the second impact absorbing member 2 abuts on the hole forming portion 7 formed in the base portion 5 when in the second installed state.
  • d1 the distance from the base portion 5 to the front end of the first shock absorbing member 1
  • d2 the distance from the base portion 5 to the front end of the second shock absorbing member 2
  • the first impact near the bumper beam 300 first occurs.
  • Deformation of the absorbing member 1 is started, and then deformation of the second impact absorbing member 2 is started. That is, the timing at which the deformation of the first shock absorbing member 1 starts differs from the timing at which the deformation of the second shock absorbing member 2 starts.
  • the deformation of a material requires a large load at the start of the deformation, and once the deformation has started, the deformation does not require a large load to continue.
  • the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 are installed so that the timing of starting deformation of the first shock absorbing member 1 and the timing of starting deformation of the second shock absorbing member 2 coincide.
  • a large impact load is required to start deformation of the first impact absorbing member 1 and the second impact absorbing member 2 at the same time.
  • the shock absorbing device 100 the timing at which the deformation of the first shock absorbing member 1 starts and the timing at which the deformation of the second shock absorbing member 2 starts are different. Deformation of the second shock absorbing member 2 is easily started.
  • the first shock absorbing member 1 is configured to start deforming before the second shock absorbing member 2. It may be configured to start deformation first. In other words, the timing at which deformation of the first shock absorbing member 1 starts and the timing at which the deformation of the second shock absorbing member 2 starts need only be different.
  • the present disclosure is not limited to this, and the first shock absorbing member and the second shock absorbing member may be configured to start deforming at the same time.
  • the switching unit of the present disclosure is not limited to the above aspect.
  • the elastic force of a spring or the like by using the elastic force of a spring or the like, the second shock absorbing member is urged to be in the first installation state or the second installation state during normal operation, and it becomes necessary to switch the installation state.
  • a solenoid or the like may be used to temporarily switch the installation state, and then return to the original installation state by the elastic force described above.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100A when the second impact absorbing member 2 is in the first installation state in a non-collision situation in Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 14 the second shock absorbing member 2A of the shock absorbing device 100A according to Modification 1 of Embodiment 1 protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the second cylindrical main body 21 near the front end.
  • a protruding portion 24 protruding radially outward from the outer peripheral surface near the center of the second cylindrical main body portion 21 is provided.
  • the first shock absorbing member 1A of the shock absorbing device 100A has recesses 14 that engage with the protrusions 24 in addition to the recesses 13 that engage with the protrusions 23 .
  • the projection 23 is fitted into the recess 13 and the projection 24 is fitted into the recess 14 , so that the second shock absorbing member 2 is held by the first shock absorbing member 1 . Thereby, the holding strength of the second shock absorbing member 2 can be increased.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the state of the impact absorbing device 100B when the second impact absorbing member 2B is in the first installation state in a non-collision situation in Modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 15 shows only the second shock absorbing member 2B and the base portion 5B.
  • 16 is a front view of a base portion 5B according to Modification 2 of Embodiment 1.
  • the receiving portion 6 is not opened in the base portion 5B of the impact absorbing device 100B in the non-collision state.
  • 16 is the contour line of the rear end portion of the second shock absorbing member 2B (that is, the rear end portion of the second cylindrical main body portion 21) in the first installed state.
  • the portion on L1 of the base portion 5B that is, the portion that abuts on the second cylindrical body portion 21 of the second shock absorbing member 2B in a collision situation is formed as a fragile portion 51 that is easily broken. It is A portion of the fragile portion 51 is formed as a thin portion 511 that is thinner than other portions. This makes it easier for the fragile portion 51 to break. Since the fragile portion 51 is formed on the contour projection line L1, the fracturing of the fragile portion 51 forms the receiving portion 6 capable of receiving the second shock absorbing member 2B in the first installed state. It's like FIG.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the state of the impact absorbing device 100B when the second impact absorbing member 2B is in the first installed state in a collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 17 shows only the second shock absorbing member 2B and the base portion 5B.
  • the second impact absorbing member 2B is pressed toward the side frame 200 by an impact load in the direction of load, so that the second impact absorbing member 2B and the fragile portion 51 of the base portion 5B come into contact with each other.
  • the fragile portion 51 is broken by receiving the load of the second shock absorbing member 2B, and the receiving portion 6 is opened.
  • the second impact absorbing member 2 ⁇ /b>B that receives the impact load in the load direction is received by the receiving portion 6 and enters the internal space 210 of the side frame 200 . Since the second shock absorbing member 2B is allowed to move in the load direction, the second shock absorbing member 2B parries the shock load and avoids deformation.
  • the rear end portion of the second cylindrical main body portion 21, which is the end portion of the second impact absorbing member 2B on the side facing the base portion 5B, is subjected to the second impact in the impact situation. It includes a contact region 25 that contacts the fragile portion 51 and a non-contact region 26 that does not contact the fragile portion 51 when the absorbing member 2B is at least in the first installed state.
  • the non-contact area 26 is formed by cutting out a portion of the rear end portion of the second cylindrical body portion 21 in an arch shape. According to this, the load from the second shock absorbing member 2B concentrates on the contact portion between the contact region 25 and the fragile portion 51, so that the fragile portion 51 is easily broken.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing the state of the shock absorbing device 100C when the second shock absorbing member 2 is in the first installation state in the non-collision state in the second embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100C when the second impact absorbing member 2 is in the second installation state in the non-collision state in the second embodiment.
  • the shock absorbing device 100C according to the second embodiment will be described with a focus on the differences from the shock absorbing device 100 according to the first embodiment, and the detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals to the same configurations. .
  • the impact absorbing device 100C includes a switching portion 3C provided on the base portion 5 and a piston 8 held by the switching portion 3C.
  • the switching unit 3 ⁇ /b>C is an electric actuator that moves the piston 8 back and forth by being driven under the control of the control unit 4 .
  • the switching portion 3C is arranged in the internal space 210 of the side frame 200 and attached to the rear surface of the base portion 5 .
  • the switching portion 3C changes the installation state of the second shock absorbing member 2 by displacing the piston 8 with respect to the second shock absorbing member 2 instead of displacing the second shock absorbing member 2 with respect to the receiving portion 6. It is different from the switching section 3 of the impact absorbing device 100 according to the first embodiment in terms of switching.
  • the piston 8 When the piston 8 is at the first position shown in FIG. 18, the second impact absorbing member 2 is in the first installation state. 19, the second impact absorbing member 2 is in the second installation state by the piston 8 being at the second position protruding from the first position.
  • the piston 8 corresponds to an example of the "contact portion" according to the present disclosure.
  • the second shock absorbing member 2 when the second shock absorbing member 2 is in the first installation state, the second shock absorbing member 2 is positioned in front of the hole forming portion 7 in the load direction, and is positioned near the hole forming portion 7. They are in a non-overlapping state. Furthermore, the piston 8 located at the first position in the load direction does not overlap the second impact absorbing member 2 . Therefore, as shown in FIG. 18, when the second shock absorbing member 2 in the first installed state is moved in the load direction, the second shock absorbing member 2 is received by the receiving portion 6 and the side frame 200 is moved. It is possible to enter the internal space 210 . Thus, when the second shock absorbing member 2 is in the first installation state, the movement of the second shock absorbing member 2 in the load direction is permitted.
  • the second shock absorbing member 2 in the second installation state, is positioned in front of the piston 8 in the load direction, and the piston 8 at the second position is the second shock absorbing member. It is in a state of overlapping with the absorbent member 2 . Therefore, when the second shock absorbing member 2 in the second installed state is moved in the load direction, the piston 8 comes into contact with the second shock absorbing member 2, causing the second shock absorbing member 2 to move against the piston 8. It will be accepted. Thereby, when the second shock absorbing member 2 is in the second installed state, the movement of the second shock absorbing member 2 in the load direction is restricted.
  • the control unit 4 predicts the impact load that the vehicle receives, and controls the switching unit 3C based on the prediction result.
  • the installation state of the second shock absorbing member 2 is switched.
  • the control unit 4 controls the switching unit 3C so that the second shock absorbing member 2 is in the first installation state during a light collision and the second shock absorbing member 2 is in the second installation state during a heavy collision.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100C when the second impact absorbing member 2 is in the first installation state in the impact situation in the second embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100C when the second impact absorbing member 2 is in the second installed state in the impact condition in the second embodiment. Note that the behavior of the first impact absorbing member 1 in the impact situation is the same as in the first embodiment, so a detailed description will be omitted.
  • the receiving portion 6 can receive the second shock absorbing member 2. As shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 20 , the second impact absorbing member 2 that has received the impact load in the load direction is received by the receiving portion 6 and enters the internal space 210 of the side frame 200 . Since the movement of the second shock absorbing member 2 in the load direction is permitted, the second shock absorbing member 2 parries the shock load and avoids deformation.
  • the shock absorbing device 100C deforms only the first shock absorbing member 1 out of the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 in the case of a light collision in which the collision energy is relatively small, thereby reducing the impact on the collision. It absorbs energy and suppresses deformation of the side frame 200. - ⁇
  • the shock absorbing device 100C absorbs the collision energy by deforming at least both the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2 in the case of a heavy collision with relatively large collision energy. However, if the collision energy still cannot be absorbed, the side frames 200 are also deformed to absorb the collision energy.
  • the switching unit 3C displaces the piston 8 with respect to the second impact absorbing member 2, and changes the installation state of the second impact absorbing member 2 to the first installation state. state and a second installation state.
  • the first installation state is a state in which the piston 8 is arranged at the first position where the second shock absorbing member 2 is inserted into the receiving portion 6 .
  • the second installation state is a state in which the piston 8 is arranged at a second position that prevents the second shock absorbing member 2 from entering the receiving portion 6 .
  • the shock absorbing device 100C according to the second embodiment can switch the strength against the shock load of the shock absorbing device 100C by switching the installation state of the second shock absorbing member 2 .
  • the impact absorbing device 100C according to the second embodiment while reliably protecting the occupant from the impact of a collision, deformation of the side frames 200 is suppressed in the case of a light collision, thereby reducing the impact on the vehicle. can improve the repairability of
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100D when the second impact absorbing member 2D is in the first installation state in a non-collision situation in Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100D when the second impact absorbing member 2D is in the first installation state in a collision situation in Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100D when the second impact absorbing member 2D is in the first installation state in a collision situation in Modification 1 of Embodiment 2.
  • the second cylindrical main body portion 21 of the second impact absorbing member 2D is formed in a tapered shape so that the width gradually widens from the side frame 200 side toward the bumper beam 300 side. It is More specifically, the outer shape of the cross section of the second cylindrical body portion 21 of the second impact absorbing member 2D, which is perpendicular to the load direction, is received at the rear end portion, which is the end portion on the side frame 200 side. It is smaller than the cross-sectional size of the portion 6 . The outer shape of the cross section perpendicular to the load direction gradually increases toward the bumper beam 300 side, and is larger than the size of the cross section of the receiving portion 6 at the front end face, which is the end portion on the bumper beam 300 side.
  • the second shock absorbing member 2D when the second shock absorbing member 2D is in the first installation state in a collision situation, the second shock absorbing member 2D receiving the shock load in the load direction is received by the receiving portion 6. to enter the internal space 210 of the side frame 200 .
  • the second cylindrical main body portion 21 comes into contact with the inner wall of the receiving portion 6 during the movement of the second shock absorbing member 2D in the load direction, thereby causing the second shock absorbing member 2D to move in the load direction.
  • the deformation of the first impact absorbing member 1 alone may not be enough to absorb the collision energy. In this case, there is concern that the first shock absorbing member 1 will be completely crushed and the bumper beam 300 will collide with the side frame 200 across the first shock absorbing member 1 (so-called bottoming out).
  • the impact absorbing device 100D since the resistance generated by the contact of the second impact absorbing member 2D with the inner wall of the receiving portion 6 serves as a brake, bottoming out can be prevented.
  • FIG. 24 is a perspective view showing the state of the impact absorbing device 100E when the second impact absorbing member 2E is in the first installation state in a non-collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 24 shows only the second shock absorbing member 2E and the base portion 5E.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100E when the second impact absorbing member 2E is in the first installation state in a non-collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100E when the second impact absorbing member 2E is in the second installed state in a non-collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 27 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100E when the second impact absorbing member 2E is in the first installation state in a collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 28 is a cross-sectional view showing a state of the impact absorbing device 100E when the second impact absorbing member 2E is in the second installation state in a collision situation in Modified Example 2 of Embodiment 2.
  • the first impact absorbing member 1E is installed inside the second impact absorbing member 2E.
  • the first shock absorbing member 1E is a member made of metal.
  • the first impact absorbing member 1E includes a first cylindrical main body portion 11 having a rectangular tube shape extending from the side frame 200 side to the bumper beam 300 side, and one end portion of the first cylindrical main body portion 11 ( and a protruding portion 15 protruding radially outward from the outer peripheral surface of the first tubular main body 11 near the front end.
  • the front surface of the first lid wall portion 12, that is, the front end portion of the first shock absorbing member 1E is fixed to the bumper beam 300, and the rear end portion is fixed to the base portion 5E provided on the side frame 200, thereby A frame 200 and a bumper beam 300 are connected by a first shock absorbing member 1E.
  • the second impact absorbing member 2E is a metal member having a substantially U-shaped cross section and a pair of body portions 27, 27 extending from the side frame 200 side to the bumper beam 300 side. , and a beam 28 connecting the rear ends of the pair of body portions 27 , 27 .
  • the base portion 5E is formed with a pair of receiving portions 6E, 6E, which are through holes in which the pair of main body portions 27, 27 are respectively received.
  • the pair of body portions 27, 27 are connected via the beam 28 in the internal space 210 of the side frame 200 while being inserted into the pair of receiving portions 6E, 6E. Front ends of the pair of body portions 27, 27 are connected to the projecting portion 15 of the first impact absorbing member 1E. Note that the projecting portion 15 may be arranged with a distance from the body portion 27 .
  • the shock absorbing device 100E deforms only the first shock absorbing member 1E out of the first shock absorbing member 1E and the second shock absorbing member 2E, thereby reducing the impact of the collision. It absorbs energy and suppresses deformation of the side frame 200. - ⁇ As shown in FIG.
  • the shock absorbing device 100E absorbs the collision energy by deforming at least both the first shock absorbing member 1E and the second shock absorbing member 2E in the case of a heavy collision with relatively large collision energy. However, if the collision energy still cannot be absorbed, the side frames 200 are also deformed to absorb the collision energy.
  • the shock absorbing device 100E by switching the installation state of the second shock absorbing member 2E between the first installation state and the second installation state, the impact load of the shock absorbing device 100E You can switch the intensity for As a result, as in the above-described embodiment, it is possible to reliably protect the occupant from the impact of a collision, while suppressing deformation of the side frames 200 in the case of a light collision, thereby improving the repairability of the vehicle.
  • the technology of the present disclosure may be such that the first shock absorbing member is installed inside the second shock absorbing member.
  • FIG. 29 is a top view showing the state of the impact absorbing device 100F when the second impact absorbing member 2F is in the first installation state in a non-collision state in Embodiment 3.
  • FIG. 30 is a top view showing the state of the impact absorbing device 100F when the second impact absorbing member 2F is in the first installation state in the non-collision state in the third embodiment.
  • FIG. 31 is a top view showing the state of the impact absorbing device 100F when the second impact absorbing member 2F is in the first installation state in the collision situation in the third embodiment.
  • FIG. 29 is a top view showing the state of the impact absorbing device 100F when the second impact absorbing member 2F is in the first installation state in a non-collision state in Embodiment 3.
  • FIG. 30 is a top view showing the state of the impact absorbing device 100F when the second impact absorbing member 2F is in the first installation state in the non-collision state in the third embodiment.
  • FIG. 31 is a top view showing
  • FIG 32 is a cross-sectional view showing the state of the impact absorbing device 100F when the second impact absorbing member 2F is in the second installed state in the collision situation in the third embodiment.
  • the shock absorbing device 100F according to the third embodiment will be described with a focus on differences from the shock absorbing device 100 according to the first embodiment, and the detailed description will be omitted by assigning the same reference numerals to the same configurations. .
  • an impact absorbing device 100F includes a pair of left and right second impact absorbing members 2F, 2F.
  • the number of the second shock absorbing members 2F is not limited to this, and may be one or three or more.
  • the second impact absorbing member 2F is a rod-shaped or plate-shaped member made of metal, one end of which is connected to the side frame 200 via the base portion 5F.
  • the second impact absorbing member 2F extends from the side frame 200 side to the bumper beam 300 side so as to be inclined with respect to the load direction.
  • the other end of the second impact absorbing member 2F is not connected to the bumper beam 300 in the first installation state shown in FIG.
  • connection portion C2 A connection portion with the beam 300 is referred to as an outer connection portion C2.
  • the second shock absorbing member 2F is installed in the second installation state shown in FIG. 30 during normal running of the vehicle.
  • Two switching portions 3F are provided corresponding to each of the pair of second impact absorbing members 2F, 2F.
  • the switching portion 3F puts the second impact absorbing member 2F in the first installation state by releasing the connection at the outer connection portion C2 as shown in FIG. 29, and maintains the connection at the outer connection portion C2 as shown in FIG. By doing so, the second impact absorbing member 2F is maintained in the second installation state.
  • the switching portion 3F is provided on the bumper beam 300 and includes a driving portion 35 and a connecting member 36. As shown in FIG.
  • the drive unit 35 is an electric actuator driven by a solenoid.
  • the connecting member 36 connects the second impact absorbing member 2F and the bumper beam 300 by engaging with the second impact absorbing member 2F.
  • the driving portion 35 is driven under the control of the control portion 4 to move the connecting member 36, thereby releasing the engagement between the connecting member 36 and the second impact absorbing member 2F as shown in FIG.
  • the state is switched between the disengaged state and the engaged state in which the connecting member 36 and the second shock absorbing member 2F are engaged as shown in FIG.
  • the connecting member 36 changes from the engaged state to the disengaged state, the connection at the outer connection portion C2 is released, and the installed state of the second shock absorbing member 2F changes from the second installed state to the first installed state. .
  • the control unit 4 predicts the impact load that the vehicle receives, and controls the driving unit 35 of the switching unit 3F based on the prediction result, thereby applying the second impact to the switching unit 3F.
  • the installation state of the absorbing member 2F is switched.
  • the switching unit 3F maintains the installation state of the second shock absorbing member 2F in the second installation state during normal running, and maintains the second installation state when a collision is detected and a heavy collision is predicted. Then, when a light collision is predicted, the state is switched to the first installation state.
  • the switching unit 3F maintains the installation state of the second shock absorbing member 2F in the first installation state during normal running, and switches to the second installation state when a collision is detected and a heavy collision is predicted. It may be configured as
  • FIG. 31 is a top view showing the state of the impact absorbing device 100F when the second impact absorbing member 2F is in the first installation state in the impact situation in the third embodiment.
  • FIG. 32 is a top view showing the state of the impact absorbing device 100F when the second impact absorbing member 2F is in the second installation state in the impact situation in the third embodiment. Note that the behavior of the first impact absorbing member 1 in the impact situation is the same as in the first embodiment, so a detailed description will be omitted.
  • the second shock absorbing member 2F when the second shock absorbing member 2F is in the first installation state, the second shock absorbing member 2F is connected to the frame side by releasing the connection at the outer connection portion C2. Only the portion C1 is in a connected state. Therefore, the second impact absorbing member 2F that receives the impact load in the load direction changes its posture so as to fall toward the side frame 200 with the outer connection portion C2 as a fulcrum while being slightly bent. As a result, the second impact absorbing member 2F parries the impact load and avoids buckling deformation. As a result, as shown in FIG.
  • the impact absorbing device 100F uses the first impact absorbing member 1 out of the first impact absorbing member 1 and the second impact absorbing member 2F. By buckling deformation of the chisels, collision energy is absorbed and deformation of the side frames 200 is suppressed.
  • the second shock absorbing member 2F when the second shock absorbing member 2F is in the second installed state, the connection at the outer connection portion C2 is maintained, so that the second shock absorbing member 2F is placed on the frame side. They are in a connected state at both the connection portion C1 and the outer connection portion C2. According to this, since the change in posture of the second shock absorbing member 2F is restricted, the second shock absorbing member 2F receives the shock load without passing the shock load. Therefore, as shown in FIG. 32 , the second impact absorbing member 2F undergoes buckling deformation so as to be crushed by the side frame 200 and the bumper beam 300 .
  • the shock absorbing device 100F absorbs the collision energy by buckling deformation of at least both the first shock absorbing member 1 and the second shock absorbing member 2F in the case of a heavy collision with relatively large collision energy. .
  • the side frames 200 are also deformed to absorb the collision energy.
  • the outer connection portion C2 can be disconnected by the switching portion 3F, and the second impact absorbing member 2F is in the first installation state in the impact condition.
  • the switching portion 3F disconnects the outer connecting portion C2
  • the second shock absorbing member 2F parries the impact load.
  • the second impact-absorbing member 2F is maintained by maintaining the connection of both the frame-side connection portion C1 and the outer connection portion C2. is configured to receive the impact load.
  • the shock absorbing device 100F according to the third embodiment can switch the strength against the shock load of the shock absorbing device 100F by switching the installation state of the second shock absorbing member 2F.
  • the impact absorbing device 100F according to the third embodiment while reliably protecting the occupant from the impact of a collision, deformation of the side frames 200 is suppressed in the case of a light collision, Improve vehicle repairability.
  • connection state of the outer connection portion C2 can be switched between the frame side connection portion C1 and the outer connection portion C2, but the present disclosure is not limited to this.
  • the connection state of the frame side connection portion may be switchable. Further, by predicting the degree of collision and selecting a drive unit to be operated from among the plurality of drive units 35, the degree of impact absorption in the case of a heavy collision may be adjusted in multiple stages.

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Abstract

車両の骨格を形成するフレームと車両においてフレームよりも外側に位置する外側構造物との間に設けられた第1衝撃吸収部材であって、外側構造物に対する衝撃荷重によって外側構造物がフレームの側へ変位又は変形する被衝撃状況においてフレームよりも優先して変形するように設置された第1衝撃吸収部材と、フレームと外側構造物との間に設けられた第2衝撃吸収部材と、第2衝撃吸収部材の設置状態を、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材が衝撃荷重を受け流す第1の設置状態と、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材が衝撃荷重を受け止めることで第1衝撃吸収部材と共に変形する第2の設置状態とに切り替え可能な、切り替え部と、を備える。

Description

衝撃吸収装置
 本発明は、衝撃吸収装置に関する。
 従来、自動車のバンパー内において、車両の骨格を形成するフレーム(シャシーとも呼ばれる)とバンパービームとの間には、塑性変形可能なクラッシュカン(クラッシュボックスとも呼ばれる)が衝撃吸収装置として設けられている。車両の衝突時には、衝撃荷重によってクラッシュカンが車両の前後方向に座屈変形し、圧潰することで、車両の衝突によるエネルギーが吸収され、フレームの変形が抑制される。
 これに関連して、特許文献1には、衝突エネルギーの適応崩壊装置が開示されている。特許文献1に開示の衝突エネルギーの適応崩壊装置は、衝突エネルギーによって変形部材を先細りに変形させることで衝突エネルギーを崩壊するように構成されている。衝突エネルギーの適応崩壊装置は、変形部材を変形させるテーパ面を構成するプレートの枚数をアクチュエータ装置によって変更し、変形部材の先細りを調節することで、衝突エネルギーの崩壊量を可変としている。
特表2013-505169号公報
 ここで、車両が高速度で衝突した場合など、衝突エネルギーが比較的大きい場合であっても乗員をより確実に保護するためには、大きな衝突エネルギーを吸収できるようにしておく必要がある。そのためには、衝撃吸収装置の強度が高い方が好ましい。この場合では、衝撃吸収装置と共にフレームが変形して衝撃を吸収する。一方で、車両が低速度で衝突した場合など、衝突エネルギーが比較的小さい軽衝突時においては、衝撃吸収装置の強度が高いと、衝撃吸収装置の変形に大きな衝撃荷重が必要となる結果、衝撃吸収装置が十分に変形できずに衝突エネルギーを十分に吸収できないことが起こり得る。その結果、フレームが変形することや、乗員に衝撃が伝わることが懸念される。軽衝突時においてもフレームに影響が及ぶと、バンパービームと衝撃吸収装置のみの交換では対応できないため、リペアビリティ(修理性)の観点で不便であった。また、その場合、事故歴ありとして、車両価値が低下するという不利益もある。そのため、衝突エネルギーが比較的小さい場合においては、小さな衝突エネルギーでも衝撃吸収装置が変形するように、衝撃吸収装置の強度が小さくできるよう調整可能な状態である方が好ましい。
 本開示の技術は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の衝突エネルギーを吸収するための衝撃吸収装置において、その強度を変更できる技術を提供することである。
 上記課題を解決するために、本開示の技術は、以下の構成を採用した。即ち、本開示の技術は、衝撃吸収装置であって、車両の骨格を形成するフレームと前記車両において前記フレームよりも外側に位置する外側構造物との間に設けられた第1衝撃吸収部材であって、前記外側構造物に対する衝撃荷重によって前記外側構造物が前記フレームの側へ変位又は変形する被衝撃状況において前記フレームよりも優先して変形するように設置された第1衝撃吸収部材と、前記フレームと前記外側構造物との間に設けられた第2衝撃吸収部材と、前記第2衝撃吸収部材の設置状態を、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記衝撃荷重を受け流す第1の設置状態と、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記衝撃荷重を受け止めることで前記第1衝撃吸収部材と共に変形する第2の設置状態とに切り替え可能な、切り替え部と、を備えることを特徴とする。
 本開示の衝撃吸収装置は、第2衝撃吸収部材の設置状態を、第2衝撃吸収部材が衝撃荷重を受け流す第1の設置状態と、第2衝撃吸収部材が衝撃荷重を受け止める第2の設置状態とに、切り替えることができる。これにより、衝撃吸収装置は、衝撃荷重に対する強度を切り替えることができる。これによれば、衝突エネルギーが比較的大きい衝突時においては、第2衝撃吸収部材を第2の設置状態にして第1衝撃吸収部材とともに変形させることで、大きな衝突エネルギーを吸収できる。一方で、衝突エネルギーが比較的小さい軽衝突においては、第2衝撃吸収部材2を第1の設置状態にして第1衝撃吸収部材のみを変形させて衝突エネルギーを吸収する。つまり、重衝突時の衝撃を吸収しつつも、軽衝突のときには第1衝撃吸収部材のみで衝撃を吸収し、フレームへの衝撃伝達を抑制して、車両のリペアビリティを向上できる。
 更に、本開示の衝撃吸収装置は、前記第1衝撃吸収部材を固定するように前記フレームに設けられたベース部と、前記ベース部に開口した受入部であって、前記被衝撃状況において前記第1の設置状態にある前記第2衝撃吸収部材を受け入れ、前記第2衝撃吸収部材の前記フレームの側への移動を許容することで前記第2衝撃吸収部材に前記衝撃荷重を受け流させる受入部と、前記ベース部に設けられた当接部であって、前記被衝撃状況において前記第2の設置状態にある前記第2衝撃吸収部材に当接し、前記第2衝撃吸収部材の前記フレームの側への移動を規制することで前記第2衝撃吸収部材に前記衝撃荷重を受け止めさせる当接部と、を備えてもよい。
 また、上記の衝撃吸収装置において、前記当接部は、前記受入部を取り囲むように前記ベース部の一部として形成されており、前記切り替え部は、前記受入部に対して前記第2衝撃吸収部材を変位させることで、前記第1の設置状態と前記第2の設置状態とを切り替えてもよい。
 また、上記の衝撃吸収装置において、前記切り替え部は、前記受入部に対して前記当接部を変位させ、前記受入部に対して前記第2衝撃吸収部材を進入させる第1の位置に前記当接部を配置することで前記第2衝撃吸収部材を前記第1の設置状態と、前記受入部に対する前記第2衝撃吸収部材の進入を妨げる第2の位置に前記当接部を配置することで前記第2衝撃吸収部材を前記第2の設置状態とに切り替えてもよい。
 また、本開示の衝撃吸収装置において、前記第2衝撃吸収部材の断面であって、前記外側構造物の側から前記フレームの側へ向かう方向に直交する断面の外形は、前記フレームの側の端部においては前記受入部の断面の大きさよりも小さく、前記外側構造物の側へ向かうに従って徐々に大きくなり、前記外側構造物の側の端部においては前記受入部の断面の大きさよりも大きくなっていてもよい。
 また、本開示の衝撃吸収装置において、前記ベース部には、前記被衝撃状況において前記第1の設置状態にある前記第2衝撃吸収部材に当接し、前記第2衝撃吸収部材による荷重を受けて破断することで前記受入部を開口させる、脆弱部が形成されていてもよい。
 また、本開示の衝撃吸収装置において、前記第2衝撃吸収部材において前記ベース部に対向する側の端部は、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が少なくとも前記第1の設置状態にあるときに前記脆弱部に当接する当接領域と、前記ベース部に当接しない非当接領域と、を含んでもよい。
 また、本開示の衝撃吸収装置において、前記第1衝撃吸収部材及び前記第2衝撃吸収部材は、共に、前記フレームの側から前記外側構造物の側へ延びる筒状に形成されており、
 前記第1衝撃吸収部材の内側に前記第2衝撃吸収部材が設置されていてもよい。
 また、本開示の衝撃吸収装置において、前記第2衝撃吸収部材の外周面には、前記第1衝撃吸収部材に向かって突出した突起部が形成され、前記突起部が前記第1衝撃吸収部材の内周面と係合することで、前記第2衝撃吸収部材が前記第1衝撃吸収部材に保持されていてもよい。
 また、上記の衝撃吸収装置において、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記第2の設置状態にあるとき、前記突起部は、前記第1衝撃吸収部材が前記第2衝撃吸収部材に沿って座屈するように、前記第1衝撃吸収部材を案内してもよい。
 また、本開示の衝撃吸収装置において、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記第2の設置状態にあるとき、前記第1衝撃吸収部材の変形が開始するタイミングと前記第2衝撃吸収部材の変形が開始するタイミングが異なるように、前記第1衝撃吸収部材及び前記第2衝撃吸収部材が設置されていてもよい。
 また、上記の衝撃吸収装置において、前記第1衝撃吸収部材における前記外側構造物の側の端部は、前記第2衝撃吸収部材における前記外側構造物の側の端部よりも前記外側構造物の側に位置してもよい。
 また、本開示の衝撃吸収装置において、前記第2衝撃吸収部材は、一端部が前記フレームに接続されると共に他端部が前記外側構造物に接続されるように延在しており、前記第2衝撃吸収部材と前記フレームとの接続部分であるフレーム側接続部と前記第2衝撃吸収部材と前記外側構造物との接続部分である外側接続部のうちの一方は、前記切り替え部によって接続を解除可能であり、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記第1の設置状態にあるときは、前記切り替え部によって前記フレーム側接続部と前記外側接続部のうちの一方の接続が解除されることで、前記第2衝撃吸収部材が前記衝撃荷重を受け流し、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記第2の設置状態にあるときは、前記フレーム側接続部と前記外側接続部の両方の接続が維持されることで、前記第2衝撃吸収部材が前記衝撃荷重を受け止めてもよい。
 本開示によれば、車両の衝突エネルギーを吸収するための衝撃吸収装置において、その強度を変更することができる。
図1は、実施形態1に係る衝撃吸収装置の取付状態を示す上面図である。 図2は、実施形態1に係る衝撃吸収装置を模式的に示す斜視図である。 図3は、実施形態1に係る衝撃吸収装置を模式的に示す上面図である。 図4は、実施形態1に係るベース部を示す斜視図である。 図5は、実施形態1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの第2衝撃吸収部材と切り替え部との関係を示す正面図である。 図6は、実施形態1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にあるときの第2衝撃吸収部材と切り替え部との関係を示す正面図である。 図7は、実施形態1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの第2衝撃吸収部材とベース部との関係を示す正面図である。 図8は、実施形態1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にあるときの第2衝撃吸収部材とベース部との関係を示す正面図である。 図9は、実施形態1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図10は、実施形態1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図11は、実施形態1に係る制御部の機能ブロック図である。 図12は、実施形態1において、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にある場合の衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図13は、実施形態1において、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にある場合の衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図14は、実施形態1の変形例1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図15は、実施形態1の変形例2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す斜視図である。 図16は、実施形態1の変形例2に係るベース部の正面図である。 図17は、実施形態1の変形例2において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す斜視図である。 図18は、実施形態2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図19は、実施形態2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図20は、実施形態2において、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にある場合の衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図21は、実施形態2において、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にある場合の衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図22は、実施形態2の変形例1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図23は、実施形態2の変形例1において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図24は、実施形態2の変形例2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す斜視図である。 図25は、実施形態2の変形例2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図26は、実施形態2の変形例2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図27は、実施形態2の変形例2において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図28は、実施形態2の変形例2において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。 図29は、実施形態3において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す上面図である。 図30は、実施形態3において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す上面図である。 図31は、実施形態3において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す上面図である。 図32は、実施形態3において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材が第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置の状態を示す断面図である。
 以下に、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。なお、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、請求の範囲によってのみ限定される。
 <実施形態1>
 以下、実施形態1として、本開示の衝撃吸収装置を車両のフロントバンパーに適用した態様について説明する。図1は、実施形態1に係る衝撃吸収装置100の取付状態を示す上面図である。図1では、車両が衝突する前の状況(以下、未衝突状況)での衝撃吸収装置100の状態が図示されている。以下の説明における前後左右の向きは、特に記載が無ければ車両における前後左右の向きとする。図1における矢印は、車両における前後左右の向きを表している。図1における符号200は、車両の骨格を形成するフレームであって、前後方向に延びるサイドフレームを示す。サイドフレーム200は、左右に一つずつ一定の間隔を空けて配置されている。サイドフレーム200は、その内部が中空に形成されている。また、符号300は、バンパービームを示す。バンパービーム300は、車両のフロントエンド部(前面)に設けられたフロントバンパーの内部に設置される。バンパービーム300は、本開示に係る「外側構造物」の一例である。バンパービーム300は、車両においてサイドフレーム200よりも外側に位置し、左右方向(車両の幅方向)に延在している。バンパービーム300の強度は、サイドフレーム200の強度よりも低く設定されている。図1に示すように、本実施形態に係る衝撃吸収装置100は、サイドフレーム200とバンパービーム300との間に設置されている。衝撃吸収装置100は、左右のサイドフレーム200の夫々とバンパービーム300とを接続するように、左右に一つずつ設置されている。衝撃吸収装置100は、車両の正面(前面)衝突時に、バンパービーム300を介して前方からの衝撃荷重を受ける。このとき、衝撃吸収装置100がサイドフレーム200に優先して変形し、衝突エネルギーを吸収することで、フレームの変形が抑制される。ここで、図1に示すように、バンパービーム300側からサイドフレーム200側へ向かう方向(本例では、後ろ向き)を、荷重方向と称する。荷重方向は、即ち、車両衝突時に衝撃吸収装置100に対して荷重が作用する方向である。
 なお、本開示に係る衝撃吸収装置が設置される箇所は、フロントバンパーの内部に限定されない。衝撃吸収装置は、車両のフレームと車両においてフレームよりも外側に位置する外側構造物の間に設置することができる。例えば、衝撃吸収装置は、車両のリアエンド部(後面)に設けられたリアバンパーの内部に設置されてもよい。その場合、衝撃吸収装置は、車両の後面衝突時に、後方からの衝撃荷重を受けてフレームに優先して変形することで、衝突エネルギーを吸収する。また、衝撃吸収装置は、車両の側面に設けられたフェンダーを外側構造物として、フレームとフェンダーとの間に設置されてもよい。その場合、衝撃吸収装置は、車両の側面衝突(側突)時に、後方からの衝撃荷重を受けてフレームに優先して変形することで、衝突エネルギーを吸収する。
 図2は、衝撃吸収装置100を模式的に示す斜視図である。図3は、衝撃吸収装置100を模式的に示す上面図である。図2及び図3では、未衝突状況において符号2で示す第2衝撃吸収部材が後述する第1の設置状態にある状態が図示されている。また、図2及び図3では、衝撃吸収装置100の各構成を簡略化して図示している。図2及び図3に示すように、衝撃吸収装置100は、第1衝撃吸収部材1、第2衝撃吸収部材2、切り替え部3、制御部4、及びベース部5を備える。
 図3に示すように、第1衝撃吸収部材1及び第2衝撃吸収部材2は、共に、サイドフレーム200とバンパービーム300との間に設けられた部材であり、サイドフレーム200側からバンパービーム300側へ延びるように(つまり、前後方向に延びるように)筒状に形成されている。そして、第1衝撃吸収部材1の内側に第2衝撃吸収部材2が設置されている。第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2は同軸に配置されている。
 第1衝撃吸収部材1は、角筒状の第1筒状本体部11と、筒状本体部の一端部(前端部)を閉塞する第1蓋壁部12と、を含む、金属製の部材である。図3に示すように、第1蓋壁部12の前面、即ち第1衝撃吸収部材1の前端部は、バンパービーム300に固定されている。ベース部5は、第1筒状本体部11の他端部(後端部)を固定するようにサイドフレーム200に設けられた金属製の部材である。ベース部5は、板状に形成されており、サイドフレーム200の前端面に固定されている。図3に示すように、第1衝撃吸収部材1の前端部がバンパービーム300に固定され、第1衝撃吸収部材1の後端部がサイドフレーム200に設けられたベース部5に固定されることで、サイドフレーム200とバンパービーム300とが第1衝撃吸収部材1によって接続されている。第1衝撃吸収部材1の強度は、サイドフレーム200の強度よりも低く設定されている。なお、本例では、ベース部5はサイドフレーム200とは別部材として形成されているが、本開示に係るベース部はサイドフレーム200の一部として形成されてもよい。第2衝撃吸収部材2は、角筒状の金属製の第2筒状本体部21と、第2筒状本体部21の一端部(前端部)を閉塞する第2蓋壁部22と、第2筒状本体部21の前端部付近の外周面から径方向の外側に突出した突起部23と、を含む。第2筒状本体部21の強度は、サイドフレーム200の強度よりも低く設定されている。突起部23は、樹脂材料により形成された弾性部材である。突起部23の外周部は、第2筒状本体部21の中心軸A2上に中心を有する円弧状に形成されている。ここで、図3に示すように、第1衝撃吸収部材1の第1筒状本体部11には、径方向外側に凹んだ凹部13が形成されている。第2衝撃吸収部材2の突起部23と第1衝撃吸収部材1の凹部13とが係合することで、第2衝撃吸収部材2が第1衝撃吸収部材1に保持されている。なお、突起部23は、凹部13に嵌った状態で中心軸A1回りに回転可能な状態となっている。
 図4は、ベース部5を示す斜視図である。図4に示すように、ベース部5には、矩形断面を有する孔である受入部6が開口している。受入部6の荷重方向に直交する断面は、第2衝撃吸収部材2の第2筒状本体部21における荷重方向に直交する断面の外形と相似であり、第2筒状本体部21の該断面の外形よりも大きくなっている。受入部6は、サイドフレーム200の内部空間210に連通している。また、ベース部5には、孔形成部7が設けられている。孔形成部7は、ベース部5の一部であって、受入部6を取り囲むことで受入部6を画定する部分である。本実施形態では、孔形成部7が本開示における「当接部」の一例に相当する。
 図5は、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときの第2衝撃吸収部材2と切り替え部3との関係を示す正面図である。また、図6は、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときの第2衝撃吸収部材2と切り替え部3との関係を示す正面図である。図5及び図6では、第2衝撃吸収部材2及び切り替え部3をバンパービーム300側から荷重方向に沿って見た状態が図示されている。なお、図5及び図6では、第1衝撃吸収部材1及び突起部23の図示を省略している。
 切り替え部3は、第2衝撃吸収部材2の設置状態を、図5に示す第1の設置状態と図6に示す第2の設置状態とに切り替える装置である。本例の切り替え部3は、第1の設置状態にある第2衝撃吸収部材2を中心軸A2回りに第1の回転方向R1へ90°回転させることで、第2衝撃吸収部材2を第2の設置状態とする。切り替え部3は、第2の設置状態にある第2衝撃吸収部材2を中心軸A2回りに第1の回転方向R1とは反対の第2の回転方向R2へ90°回転させることで、第2衝撃吸収部材2を第1の設置状態とする。図3、図5、及び図6に示すように、切り替え部3は、支持板31、回転ステージ32、アクチュエータ33、及び伝達部34を含む。図3に示すように、支持板31は、ベース部5の前面に重なるようにしてベース部5に固定された板状の部材である。また、回転ステージ32は、支持板31に対して中心軸A1回りに回転可能となっている。支持板31には、第2衝撃吸収部材2が挿通される貫通孔311が形成されている。第1筒状本体部11は、第2衝撃吸収部材2の支持板31に対する荷重方向への移動及び第2衝撃吸収部材2の支持板31に対する中心軸A2回りの回転が許容されるように、その大きさ及び形状が設定されている。
 図3に示すように、回転ステージ32は、支持板31の前面に重ねられ、第2衝撃吸収部材2の中心軸A2回りに回転可能となるように支持板31に支持された部材である。回転ステージ32には、第2衝撃吸収部材2が挿通される貫通孔321が形成されている。貫通孔321は、第2衝撃吸収部材2の回転ステージ32に対する荷重方向への移動が許容され、且つ、第2衝撃吸収部材2の回転ステージ32に対する中心軸A1回りの回転が規制されるように、その大きさ及び形状が設定されている。第2衝撃吸収部材2の支持板31に対する相対回転が許容され、第2衝撃吸収部材2の回転ステージ32に対する相対回転が規制されていることから、第2衝撃吸収部材2が回転ステージ32と共に中心軸A1回りに回転可能となっている。
 図5及び図6に示すように、アクチュエータ33は、駆動部331と駆動部331に保持されたピストン332とを含む。駆動部331は、ソレノイドにより駆動する電動アクチュエータであり、制御部4の制御に応じて駆動することで、ピストン332を進退移動させる。駆動部331の駆動方式はソレノイドに限定されない。駆動部331は、モータによって駆動してもよい。また、駆動部331は、米国特許出願公開第2003/0167959号明細書に開示の技術のように、火薬の燃焼エネルギーを利用してピストン332を動かしてもよい。伝達部34は、回転ステージ32とアクチュエータ33とを接続するリンク機構であって、ピストン332の進退運動を回転運動に変換して回転ステージ32に伝達することで、回転ステージ32を回転させる。伝達部34は、回転子341とロッド342とを含む。回転子341は、荷重方向と平行な回転軸341a回りに回転可能に設けられ、回転軸341aに直交する方向に延びる回転部材である。ロッド342は、回転ステージ32と回転子341とを接続する棒状部材である。回転子341の一端部には、ピストン332が接続されており、該一端部に対して回転軸341aを挟んで反対側の他端部には、ロッド342の一端部が回転可能に接続されている。ロッド342の他端部は、回転ステージ32に回転可能に接続されている。
 ピストン332が図5に示す第1状態にあることで、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態となる。また、ピストン332が図6に示すように第1状態よりも突出した第2状態にあることで、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態となる。具体的には、駆動部331の駆動により、ピストン332が第1状態から第2状態になることで、ピストン332の動きが伝達部34を介して回転ステージ32に伝達され、回転ステージ32が中心軸A2回りに第1の回転方向R1へ90°回転し、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態となる。反対に、駆動部331の駆動により、ピストン332が第2状態から第1状態になることで、回転ステージ32が中心軸A2回りに第2の回転方向R2へ90°回転し、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態となる。
 図7は、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときの第2衝撃吸収部材2とベース部5との関係を示す正面図である。また、図8は、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときの第2衝撃吸収部材2とベース部5との関係を示す正面図である。図7及び図8では、第2衝撃吸収部材2及びベース部5をバンパービーム300側から荷重方向に沿って見た状態が図示されている。なお、図7及び図8では、第1衝撃吸収部材1及び切り替え部3の図示を省略している。また、図9は、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100の状態を示す断面図である。図9では、図7のA-A断面に対応する断面が図示されている。また、図10は、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100の状態を示す断面図である。図10では、図8のB-B断面に対応する断面が図示されている。なお、図9及び図10では、切り替え部3の図示を省略している。
 図7に示すように、第1の設置状態の第2衝撃吸収部材2(より詳細には、第2筒状本体部21)は、バンパービーム300側から荷重方向に沿って見たときに、孔形成部7に重ならず受入部6の内側に収まる状態となっている。つまり、荷重方向において第2衝撃吸収部材2が孔形成部7に重ならない状態となっている。そのため、図9に示すように、第1の設置状態にある第2衝撃吸収部材2を荷重方向へ移動させようとすると、第2衝撃吸収部材2が受入部6に受け入れられ、サイドフレーム200の内部空間210に進入することが可能となっている。これにより、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2の荷重方向への移動が許容されている。これに対して、図8に示すように、第2の設置状態では、荷重方向に沿って見たときに、第2衝撃吸収部材2が受入部6の内側に収まらず、その一部が孔形成部7に重なる状態となっている。つまり、第2衝撃吸収部材2が受入部6に対してずれており、荷重方向において、第2衝撃吸収部材2が孔形成部7の手前に位置しており、且つ、第2衝撃吸収部材2(第2筒状本体部21)の少なくとも一部が孔形成部7に重なっている。そのため、図10に示すように、第2の設置状態にある第2衝撃吸収部材2を荷重方向へ移動させようとすると、孔形成部7が第2衝撃吸収部材2に当接することで、第2衝撃吸収部材2が孔形成部7に受け止められることとなる。これにより、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2の荷重方向への移動が規制されている。
 制御部4は、車両が受ける衝撃荷重を予測し、予測結果に基づいて切り替え部3を制御することで、切り替え部3に第2衝撃吸収部材2の設置状態の切り替えを実行させる。図11は、制御部4の機能ブロック図である。制御部4は、情報取得部41、判定部42、及び切替制御部43を含む。
 情報取得部41は、車両の走行中に、衝撃荷重を予測するために必要な情報を、車両に備えられた各種のセンサから取得する。具体的には、情報取得部41は、車速度センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等から、車両の走行状態を示す走行情報を取得する。また、情報取得部41は、アクセルセンサ、スロットルセンサ、ブレーキセンサ、ステアリングセンサ等から、車両がどのように運転操作されているのかを示す操作情報を取得する。また、情報取得部41は、車載カメラ、ミリ波レーダ等から、対向車等の障害物の状態を示す情報である障害物情報を取得する。
 判定部42は、情報取得部41が取得した情報に基づいて、第2衝撃吸収部材2の設置状態が第1の設置状態と第2の設置状態の何れが適切であるかを判定する。より具体的には、判定部42は、走行情報、運転情報、障害物情報に基づき、走行中の車両が衝突した場合に想定される、車両が受ける衝撃荷重の大きさを算出する。そして、算出した衝撃荷重(以下、予測衝撃荷重)に基づき、第2衝撃吸収部材2の適切な設置状態を判定する。判定部42は、予測衝撃荷重の大きさが比較的小さい場合、つまり軽衝突が予測される場合には第1の設置状態が適切であると判定し、予測衝撃荷重の大きさが比較的大きい場合、つまり重衝突が予測される場合には第2の設置状態が適切であると判定する。具体的には、判定部42は、予測衝撃荷重の大きさが所定値未満であった場合には、第1の設置状態が適切であると判定し、予測衝撃荷重の大きさが所定値以上であった場合には、第2の設置状態が適切であると判定する。ここで、上記の所定値(以下、所定衝撃値)は、主に、サイドフレーム200、第1衝撃吸収部材1、及び第2衝撃吸収部材2の強度に基づいて定められる。本例では、所定衝撃値は、衝撃荷重の大きさが該所定衝撃値未満であったなら第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2とサイドフレーム200のうち第1衝撃吸収部材1のみの変形で衝突エネルギーを吸収し切ることができ、衝撃荷重の大きさが該所定衝撃値以上となると、第1衝撃吸収部材1のみの変形では衝突エネルギーを吸収し切ることができないような値として定められる。つまり、所定衝撃値未満の衝突は、軽衝突といえる。但し、上記の衝撃所定値の定め方は一例であり、本開示の内容を限定する趣旨ではない。
 切替制御部43は、判定部42の判定結果に基づいてアクチュエータ33の駆動部331を制御することで、第2衝撃吸収部材2の設置状態を第1の設置状態と第2の設置状態とに切り替えさせる。具体的には、切替制御部43は、第1の設置状態が適切であると判定部42が判定した場合には、ピストン332が第1状態となるようにアクチュエータ33の駆動部331を駆動させることで、第2衝撃吸収部材2を第1の設置状態とする。反対に、切替制御部43は、第2の設置状態が適切であると判定部42が判定した場合には、ピストン332が第2状態となるようにアクチュエータ33の駆動部331を駆動させることで、第2衝撃吸収部材2を第2の設置状態とする。情報取得部41、判定部42、切替制御部43の処理は、車両の走行中に常時、連続して繰り返し実行される。例えば、車両の走行中、車両が低速度であるために予測衝撃荷重の大きさが所定衝撃値未満である場合には、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態に維持され、車両が加速して高速度となったため予測衝撃荷重の大きさが所定衝撃値以上となった場合には、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態に切り替わる。但し、制御部4の処理はこれに限定されない。つまり、車両の走行中に上記処理を連続して行う必要はない。例えば、平常走行時は第2衝撃吸収部材2を第1の設置状態としておき、情報取得部41からの情報で、判定部42が衝突を回避できないと判断した段階(衝突前の段階)で、予測衝撃荷重の大きさに応じて、第1の設置状態を維持するか第2の設置状態に切り替えるかを選択してもよい。
 制御部4は、CPU(Central Processing Unit)やメモリを含んで構成される。制御部4は、デジタル回路やアナログ回路であってもよい。なお、制御部4は、本開示に係る衝撃吸収装置の必須の構成ではない。例えば、車両に備えられたECU(Engine Control Unit)が制御部4として機能してもよい。また、制御部4が上述のセンサを含んで構成されてもよい。例えば、制御部4が速度センサを備えてもよい。
 [衝撃吸収]
 以下、衝撃吸収装置100による車両衝突時の衝突エネルギーの吸収について説明する。以下の説明では、車両が正面衝突した場合において、バンパービーム300に対する衝撃荷重によってバンパービーム300がサイドフレーム200側へ(即ち荷重方向へ)変位又は変形した状況(以下、被衝撃状況)を想定したものである。被衝撃状況では、バンパービーム300がサイドフレーム200側へ変位又は変形することで、荷重方向への衝撃荷重が衝撃吸収装置100に作用する。
 図12は、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にある場合の衝撃吸収装置100の状態を示す断面図である。図12では、図9に対応する断面が図示されている。図13は、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にある場合の衝撃吸収装置100の状態を示す断面図である。図13では、図10に対応する断面が図示されている。
 まず、衝撃荷重が比較的小さい衝突(以下、軽衝突)における衝突エネルギーの吸収について説明する。なお、ここでの衝撃荷重は、第1衝撃吸収部材1のみを変形させ得る大きさであるものとする。ただし、第1衝撃吸収部材1さえも変形しない程度の軽微な衝撃は除外する。上述のように、軽衝突の場合、未衝撃状況の段階で切り替え部3が第2衝撃吸収部材2を第1の設置状態とすることで、図9に示す状態となっている。
 図9に示すように、第1衝撃吸収部材1は、その前端部がバンパービーム300に固定されている。そのため、車両が衝突した被衝撃状況では、バンパービーム300がサイドフレーム200側へ変位又は変形することで、荷重方向への衝撃荷重が第1衝撃吸収部材1に作用する。このとき、第1衝撃吸収部材1は、その後端部がサイドフレーム200に設けられたベース部5に固定されている。そのため、第1衝撃吸収部材1は、バンパービーム300から受ける衝撃荷重を受け流せず、衝撃荷重を受け止めることとなる。また、衝撃荷重は、第1衝撃吸収部材1を介してサイドフレーム200にも作用する。ここで、第1衝撃吸収部材1の強度は、サイドフレーム200の強度よりも低く設定されており、第1衝撃吸収部材1がサイドフレーム200に優先して変形するようになっている。その結果、図12に示すように、第1衝撃吸収部材1は、サイドフレーム200とバンパービーム300とによって挟み潰されるように座屈変形する。これにより、衝突の衝突エネルギーが第1衝撃吸収部材1の変形のみにより吸収され、サイドフレーム200の変形が抑制される。
 被衝撃状況では、バンパービーム300がサイドフレーム200側へ変位又は変形することで、サイドフレーム200とバンパービーム300との間に設けられた第2衝撃吸収部材2に対しても荷重方向への衝撃荷重が作用することとなる。これに対して、図9に示すように、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときは、受入部6が第2衝撃吸収部材2を受け入れ可能となっている。そのため、図12に示すように、荷重方向への衝撃荷重を受けた第2衝撃吸収部材2は、受入部6に受け入れられてサイドフレーム200の内部空間210に進入する。第2衝撃吸収部材2の荷重方向への移動が許容されるため、第2衝撃吸収部材2は衝撃荷重を受け流し、変形を回避する。
 以上のように、衝撃吸収装置100は、衝突エネルギーが比較的小さな軽衝突の場合には、第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2のうち第1衝撃吸収部材1のみを変形させることで衝突エネルギーを吸収し、サイドフレーム200の変形を抑制する。そのため、ベース部5から先端部分(即ち、サイドフレーム200よりも外側(前側)の部品)のみを交換すればよく、サイドフレーム200には実質的な影響は及んでいない。
 次に、衝撃荷重が比較的大きい衝突(以下、重衝突)における衝突エネルギーの吸収について説明する。なお、ここでの衝撃荷重は、少なくとも第1衝撃吸収部材1及び第2衝撃吸収部材2をまとめて変形させ得る大きさであるものとする。上述のように、重衝突の場合、未衝撃状況の段階で切り替え部3が第2衝撃吸収部材2を第2の設置状態とすることで、図10に示す状態となっている。
 図13に示すように、第1衝撃吸収部材1は、軽衝突時と同様に、サイドフレーム200とバンパービーム300とによって挟み潰されるように座屈変形する。これにより、衝突の衝突エネルギーが第1衝撃吸収部材1の変形により吸収される。
 ここで、図10に示すように、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2を荷重方向へ移動させようとすると、孔形成部7が第2衝撃吸収部材2に当接することとなる。そのため、荷重方向への衝撃荷重を受けた第2衝撃吸収部材2は、孔形成部7に受け止められる。第2衝撃吸収部材2の荷重方向への移動が規制されるため、第2衝撃吸収部材2は衝撃荷重を受け流せず、衝撃荷重を受け止めることとなる。ここで、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100の強度は、第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2の強度を合わせたものとなる。このときの衝撃吸収装置100の強度は、サイドフレーム200の強度と同じかそれよりも低くなるように設定されている。つまり、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときには、第1衝撃吸収部材1及び第2衝撃吸収部材2がサイドフレーム200に優先して変形する。また、衝撃荷重がさらに大きい場合は、サイドフレーム200も変形させて全体で衝撃を吸収する。そのため、図13では第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2が座屈変形している状態が示されているが、衝突荷重の大きさによってはサイドフレーム200も変形させて、衝撃を吸収することができる。
 以上のように、衝撃吸収装置100は、衝突エネルギーが比較的大きな重衝突の場合には、少なくとも第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2の両方を変形させることで衝突エネルギーを吸収する。しかし、衝撃吸収装置100のみで衝突エネルギーを吸収し切れない場合には、余剰の衝突エネルギーを吸収するためにサイドフレーム200も変形させて衝撃を吸収する場合もある。
 [作用・効果]
 以上のように、本実施形態に係る衝撃吸収装置100は、サイドフレーム200とバンパービーム300との間に設けられた第1衝撃吸収部材1及び第2衝撃吸収部材2と切り替え部3とを備える。また、第1衝撃吸収部材1は、被衝撃状況においてサイドフレーム200よりも優先して変形するように設置されている。そして、切り替え部3は、第2衝撃吸収部材2の設置状態を、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2が衝撃荷重を受け流す第1の設置状態と、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2が衝撃荷重を受け止めることで第1衝撃吸収部材と共に変形する第2の設置状態とに切り替え可能である。
 ここで、衝突エネルギーが比較的大きい重衝突時であっても乗員をより確実に保護するためには、大きな衝突エネルギーを吸収できるように衝撃吸収装置100の強度が高い方が好ましい。一方で、衝突エネルギーが比較的小さい軽衝突時においては、衝撃吸収装置100の強度が高いと、衝撃吸収装置100の変形に大きな衝撃荷重が必要となる結果、衝撃吸収装置100が十分に変形できずに衝突エネルギーを十分に吸収できないことが起こり得る。その結果、サイドフレーム200が変形することや、乗員に衝撃が伝わることが懸念される。そのため、軽衝突時においては、小さな衝突エネルギーでも衝撃吸収装置100の変形により吸収できるように、衝撃吸収装置100の強度が低い方が、車両のリペアビリティ(修理性)の観点や乗員保護の観点で好ましい。
 これに対して、衝撃吸収装置100は、第2衝撃吸収部材2の設置状態を、第2衝撃吸収部材2が衝撃荷重を受け流す第1の設置状態と、第2衝撃吸収部材2が衝撃荷重を受け止める第2の設置状態とに、切り替えることができる。これにより、衝撃吸収装置100は、衝撃荷重に対する強度を切り替えることができる。これによれば、重衝突時においては第2衝撃吸収部材2を予め第2の設置状態にして強度を高めることで、比較的大きな衝突エネルギーを吸収できる。反対に、軽衝突時においては第2衝撃吸収部材2を第1の設置状態にして強度を下げることで、比較的小さな衝突エネルギーを吸収し、サイドフレーム200への衝撃伝達を抑制できる。その結果、衝突による衝撃から乗員を確実に保護しつつもサイドフレーム200の変形を抑制し、車両のリペアビリティを向上できる。
 更に、本実施形態に係る衝撃吸収装置100は、第1衝撃吸収部材1を固定するようにサイドフレーム200に設けられたベース部5と、ベース部5に開口した受入部6と、ベース部5に設けられた孔形成部7と、を備える。また、受入部6は、被衝撃状況において第1の設置状態にある第2衝撃吸収部材2を受け入れ、第2衝撃吸収部材2のサイドフレーム200側への移動を許容する。そして、孔形成部7は、被衝撃状況において第2の設置状態にある第2衝撃吸収部材2に当接し、第2衝撃吸収部材2のサイドフレーム200側への移動を規制する。これにより、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときは第2衝撃吸収部材2に衝撃荷重を受け流させることができ、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときは第2衝撃吸収部材2に衝撃荷重を受け止めさせることができる。また、第1衝撃吸収部材1がベース部5に固定されていることから、第1衝撃吸収部材1の固定強度が確保されており、荷重方向に対して逸れた方向から衝撃荷重が作用した場合であっても第1衝撃吸収部材1を好適に変形させることができる。
 更に、本実施形態に係る衝撃吸収装置100では、孔形成部7は、受入部6を取り囲むようにベース部5の一部として形成されている。そして、切り替え部3は、受入部6に対して第2衝撃吸収部材2を回転させることで、受入部6が第2衝撃吸収部材2を受け入れ可能な第1の設置状態と、孔形成部7が第2衝撃吸収部材2のサイドフレーム200側への移動を規制する第2の設置状態と、を切り替える。これにより、第2衝撃吸収部材2の設置状態を第1の設置状態と第2の設置状態とで切り替えることができる。なお、本例では、第2衝撃吸収部材2を受入部6に対して回転させることで設置状態を切り替えたが、本開示は回転に限定されない。例えば、切り替え部3が第2衝撃吸収部材2を受入部6に対して平行移動させることで第2衝撃吸収部材2の設置状態を切り替えてもよい。つまり、切り替え部3は、第2衝撃吸収部材2を受入部6に対して変位させることで第2衝撃吸収部材2の設置状態を切り替えてもよい。なお、本明細書において、変位とは、位置の変化のことを指し、平行移動や回転を含むものとする。
 また、本実施形態に係る衝撃吸収装置100では、第1衝撃吸収部材1及び第2衝撃吸収部材2は、共に、サイドフレーム200側からバンパービーム300側へ延びる筒状に形成されており、第1衝撃吸収部材1の内側に第2衝撃吸収部材2が設置されている。これによると、第1衝撃吸収部材1の内側に第2衝撃吸収部材2を設置することで、省スペース化に資することができる。但し、本開示はこれに限定されず、第1衝撃吸収部材と第2衝撃吸収部材とが並列に設置されていてもよい。
 また、本実施形態に係る衝撃吸収装置100では、第2衝撃吸収部材2の外周面には、第1衝撃吸収部材1に向かって突出した突起部23が形成され、突起部23が第1衝撃吸収部材1の内周面と係合することで、第2衝撃吸収部材2が第1衝撃吸収部材1に保持されている。これにより、第2衝撃吸収部材2の保持強度を確保することができる。
 そして、図13に示すように、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるとき、突起部23は、第1衝撃吸収部材1が第2衝撃吸収部材2に沿って座屈するように、第1衝撃吸収部材1を案内する。これにより、第1衝撃吸収部材1が荷重方向に沿って変形することが維持されるため、第1衝撃吸収部材1による衝突エネルギーの吸収を適切に行うことができる。なお、突起部は、本開示の必須の構成ではない。
 ここで、図10に示すように、第2の設置状態にあるとき、第2衝撃吸収部材2の後端部は、ベース部5に形成された孔形成部7に当接している。このとき、ベース部5から第1衝撃吸収部材1の前端部までの距離をd1とし、ベース部5から第2衝撃吸収部材2の前端部までの距離をd2とすると、図10に示すように、d1>d2となっている。つまり、第1衝撃吸収部材1におけるバンパービーム300側の端部が第2衝撃吸収部材2におけるバンパービーム300側の端部よりもバンパービーム300側に位置している。これによると、衝撃荷重によりバンパービーム300がサイドフレーム200側へ変位又は変形する被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるとき、まず、バンパービーム300に近い第1衝撃吸収部材1の変形が開始され、次に、第2衝撃吸収部材2の変形が開始される。つまり、第1衝撃吸収部材1の変形が開始するタイミングと第2衝撃吸収部材2の変形が開始するタイミングとが異なったものとなる。一般に、材料の変形は、その開始のタイミングで大きな荷重を必要とし、変形が開始してしまえば変形の継続に大きな荷重を要しない。そのため、仮に、第1衝撃吸収部材1の変形の開始のタイミングと第2衝撃吸収部材2の変形の開始のタイミングとが同時になるように第1衝撃吸収部材1及び第2衝撃吸収部材2が設置された場合、第1衝撃吸収部材1及び第2衝撃吸収部材2の変形を同時に開始させるためには大きな衝撃荷重が必要となる。これに対して、衝撃吸収装置100では、第1衝撃吸収部材1の変形が開始するタイミングと第2衝撃吸収部材2の変形が開始するタイミングとを異ならせることで、第1衝撃吸収部材1及び第2衝撃吸収部材2の変形が開始され易くなっている。その結果、衝突エネルギーをより確実に吸収することができ、サイドフレーム200の変形の抑制及び乗員の保護をより確実に行うことができる。なお、本例では、第1衝撃吸収部材1が第2衝撃吸収部材2よりも先に変形を開始するように構成されているが、第2衝撃吸収部材2が第1衝撃吸収部材1よりも先に変形を開始するように構成されてもよい。つまり、第1衝撃吸収部材1の変形の開始のタイミングと第2衝撃吸収部材2の開始のタイミングとが異なっていればよい。但し、本開示はこれに限定されず、第1衝撃吸収部材と第2衝撃吸収部材とが同時に変形を開始するように構成されても構わない。
 また、本開示の切り替え部は、上述の態様に限定されない。例えば、スプリング等の弾性力を利用し、平常運転時は第1の設置状態又は第2の設置状態となるように第2衝撃吸収部材を付勢しておき、設置状態の切り替えが必要になった場合にはソレノイド等を利用し、設置状態を一時的に切り替え、その後、上記の弾性力により元の設置状態に戻るように構成されてもよい。
 [実施形態1の変形例]
 以下、実施形態1の変形例について、衝撃吸収装置100との相違点を中心に説明し、同様の構成については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。
 [実施形態1の変形例1]
 図14は、実施形態1の変形例1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Aの状態を示す断面図である。図14に示すように、実施形態1の変形例1に係る衝撃吸収装置100Aの第2衝撃吸収部材2Aは、第2筒状本体部21の前端部付近の外周面から径方向の外側に突出した突起部23の他に、第2筒状本体部21の中央付近の外周面から径方向の外側に突出した突起部24を有する。また、衝撃吸収装置100Aの第1衝撃吸収部材1Aは、突起部23と係合する凹部13の他に、突起部24と係合する凹部14を有する。突起部23が凹部13に嵌り、突起部24が凹部14に嵌ることで、第2衝撃吸収部材2が第1衝撃吸収部材1に保持されている。これにより、第2衝撃吸収部材2の保持強度を高めることができる。
 [実施形態1の変形例2]
 図15は、実施形態1の変形例2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2Bが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Bの状態を示す斜視図である。図15では、第2衝撃吸収部材2Bとベース部5Bのみ図示している。図16は、実施形態1の変形例2に係るベース部5Bの正面図である。図15に示すように、衝撃吸収装置100Bのベース部5Bには、未衝突状況においては受入部6が開口していない。ここで、図16の符号L1は、第1の設置状態にある第2衝撃吸収部材2Bの後端部(即ち、第2筒状本体部21の後端部)の輪郭線をベース部5Bに投影した線(輪郭投影線)である。図16に示すように、ベース部5BにおけるL1上の部位、即ち、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Bの第2筒状本体部21と当接する部位は、破断し易い脆弱部51として形成されている。脆弱部51は、その一部が、他の部位よりも薄肉な薄肉部511として形成されている。これにより、脆弱部51が破断し易くなっている。脆弱部51が輪郭投影線L1上に形成されていることから、脆弱部51が破断することで、第1の設置状態にある第2衝撃吸収部材2Bを受け入れ可能な受入部6が形成されるようになっている。図17は、実施形態1の変形例2において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Bが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Bの状態を示す斜視図である。図17では、第2衝撃吸収部材2Bとベース部5Bのみ図示している。被衝突状況では、荷重方向への衝撃荷重により第2衝撃吸収部材2Bがサイドフレーム200側へ押し付けられることで、第2衝撃吸収部材2Bとベース部5Bの脆弱部51とが当接する。そして、図17に示すように、脆弱部51は、第2衝撃吸収部材2Bによる荷重を受けることで破断し、受入部6を開口させる。これにより、荷重方向への衝撃荷重を受けた第2衝撃吸収部材2Bは、受入部6に受け入れられてサイドフレーム200の内部空間210に進入する。第2衝撃吸収部材2Bの荷重方向への移動が許容されているため、第2衝撃吸収部材2Bは衝撃荷重を受け流し、変形を回避する。
 ここで、図15に示すように、第2衝撃吸収部材2Bにおいてベース部5Bに対向する側の端部である、第2筒状本体部21の後端部は、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2Bが少なくとも第1の設置状態にあるときに脆弱部51に当接する当接領域25と、脆弱部51に当接しない非当接領域26と、を含んでいる。非当接領域26は、第2筒状本体部21の後端部の一部がアーチ状に切り欠かれることで形成されている。これによると、第2衝撃吸収部材2Bによる荷重が当接領域25と脆弱部51との当接部分に集中するため、脆弱部51が破断し易くなる。
 <実施形態2>
 図18は、実施形態2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Cの状態を示す断面図である。また、図19は、実施形態2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Cの状態を示す断面図である。以下、実施形態2に係る衝撃吸収装置100Cについて、実施形態1に係る衝撃吸収装置100との相違点を中心に説明し、同様の構成については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。
 図18及び図19に示すように、衝撃吸収装置100Cは、ベース部5に設けられた切り替え部3Cと切り替え部3Cに保持されたピストン8とを備える。切り替え部3Cは、制御部4の制御に応じて駆動することで、ピストン8を進退移動させる電動アクチュエータである。切り替え部3Cは、サイドフレーム200の内部空間210に配置され、ベース部5の後面に取り付けられている。切り替え部3Cは、受入部6に対して第2衝撃吸収部材2を変位させるのではなく、第2衝撃吸収部材2に対してピストン8を変位させることで第2衝撃吸収部材2の設置状態を切り替える点で、実施形態1に係る衝撃吸収装置100の切り替え部3と相違する。ピストン8が図18に示す第1の位置にあることで、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態となる。また、ピストン8が図19に示すように第1の位置よりも突出した第2の位置にあることで、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態となる。本実施形態では、ピストン8が、本開示に係る「当接部」の一例に相当する。
 図18に示すように、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときは、荷重方向において、第2衝撃吸収部材2が孔形成部7の手前に位置し、孔形成部7に重ならない状態となっている。更に、荷重方向において第1の位置にあるピストン8が第2衝撃吸収部材2に重ならない状態となっている。そのため、図18に示すように、第1の設置状態にある第2衝撃吸収部材2を荷重方向へ移動させようとすると、第2衝撃吸収部材2が受入部6に受け入れられ、サイドフレーム200の内部空間210に進入することが可能となっている。これにより、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2の荷重方向への移動が許容されている。これに対して、図19に示すように、第2の設置状態では、荷重方向において、第2衝撃吸収部材2がピストン8の手前に位置し、第2の位置にあるピストン8が第2衝撃吸収部材2に重なる状態となっている。そのため、第2の設置状態にある第2衝撃吸収部材2を荷重方向へ移動させようとすると、ピストン8が第2衝撃吸収部材2に当接することで、第2衝撃吸収部材2がピストン8に受け止められることとなる。これにより、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2の荷重方向への移動が規制される。
 実施形態2に係る衝撃吸収装置100Cでは、実施形態1と同様に、制御部4が、車両が受ける衝撃荷重を予測し、予測結果に基づいて切り替え部3Cを制御することで、切り替え部3Cに第2衝撃吸収部材2の設置状態の切り替えを実行させる。制御部4は、軽衝突時に第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態となり、重衝突時に第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態となるように、切り替え部3Cを制御する。
 以下、被衝撃状況における衝撃吸収装置100Cによる車両衝突時の衝突エネルギーの吸収について説明する。図20は、実施形態2において、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にある場合の衝撃吸収装置100Cの状態を示す断面図である。図21は、実施形態2において、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にある場合の衝撃吸収装置100Cの状態を示す断面図である。なお、被衝撃状況における第1衝撃吸収部材1の挙動は実施形態1と同様であるため、詳細な説明は割愛する。
 まず、図20に示すように、第2衝撃吸収部材2が第1の設置状態にあるときは、受入部6が第2衝撃吸収部材2を受け入れ可能となっている。そのため、図20に示すように、荷重方向への衝撃荷重を受けた第2衝撃吸収部材2は、受入部6に受け入れられてサイドフレーム200の内部空間210に進入する。第2衝撃吸収部材2の荷重方向への移動が許容されるため、第2衝撃吸収部材2は衝撃荷重を受け流し、変形を回避する。これにより、衝撃吸収装置100Cは、衝突エネルギーが比較的小さな軽衝突の場合には、第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2のうち第1衝撃吸収部材1のみを変形させることで衝突エネルギーを吸収し、サイドフレーム200の変形を抑制する。
 次に、図21に示すように、第2衝撃吸収部材2が第2の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2を荷重方向へ移動させようとすると、ピストン8が第2衝撃吸収部材2に当接することとなる。そのため、荷重方向への衝撃荷重を受けた第2衝撃吸収部材2は、ピストン8に受け止められる。第2衝撃吸収部材2の荷重方向への移動が規制されるため、第2衝撃吸収部材2は衝撃荷重を受け流せず、衝撃荷重を受け止めることとなる。その結果、図21に示すように、第2衝撃吸収部材2は、ピストン8とバンパービーム300とによって挟み潰されるように座屈変形する。これにより、衝撃吸収装置100Cは、衝突エネルギーが比較的大きな重衝突の場合には、少なくとも第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2の両方を変形させることで衝突エネルギーを吸収する。但し、それでも衝突エネルギーを吸収しきれない場合は、サイドフレーム200も変形させて衝突エネルギーを吸収する。
 以上のように、本実施形態に係る衝撃吸収装置100Cでは、切り替え部3Cは、第2衝撃吸収部材2に対してピストン8を変位させ、第2衝撃吸収部材2の設置状態を第1の設置状態と第2の設置状態とに切り替える。本実施形態では、第1の設置状態とは、受入部6に対して第2衝撃吸収部材2を進入させる第1の位置にピストン8が配置された状態である。一方、第2の設置状態とは、受入部6に対する第2衝撃吸収部材2の進入を妨げる第2の位置にピストン8が配置された状態とである。
 実施形態2に係る衝撃吸収装置100Cは、第2衝撃吸収部材2の設置状態を切り替えることで、衝撃吸収装置100Cの衝撃荷重に対する強度を切り替えることができる。その結果、実施形態2に係る衝撃吸収装置100Cによると、実施形態1と同様に、衝突による衝撃から乗員を確実に保護しつつも軽衝突の場合にはサイドフレーム200の変形を抑制し、車両のリペアビリティを向上できる。
 [実施形態2の変形例]
 以下、実施形態2の変形例について、衝撃吸収装置100Cとの相違点を中心に説明し、同様の構成については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。
 [実施形態2の変形例1]
 図22は、実施形態2の変形例1において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2Dが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Dの状態を示す断面図である。図23は、実施形態2の変形例1において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Dが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Dの状態を示す断面図である。
 図22に示すように、衝撃吸収装置100Dでは、第2衝撃吸収部材2Dの第2筒状本体部21がサイドフレーム200側からバンパービーム300側へ向かうに従って徐々に拡幅するようにテーパ状に形成されている。より詳細には、第2衝撃吸収部材2Dの第2筒状本体部21の断面であって、荷重方向に直交する断面の外形は、サイドフレーム200側の端部である後端部においては受入部6の断面の大きさよりも小さくなっている。荷重方向に直交する断面の外形は、バンパービーム300側へ向かうに従って徐々に大きくなり、バンパービーム300側の端部である前端面においては受入部6の断面の大きさよりも大きくなっている。
 図23に示すように、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Dが第1の設置状態にあるときには、荷重方向への衝撃荷重を受けた第2衝撃吸収部材2Dは、受入部6に受け入れられてサイドフレーム200の内部空間210に進入する。このとき、第2衝撃吸収部材2Dの荷重方向への移動の途中で、第2筒状本体部21が受入部6の内壁に当接することで、第2衝撃吸収部材2Dの荷重方向への移動に対する抵抗が生じる。第2筒状本体部21の断面の外形はバンパービーム300側へ向かうに従って徐々に大きくなることから、第2衝撃吸収部材2Dの荷重方向への移動量が大きくなるに従って抵抗も大きくなる。第2衝撃吸収部材2Dが第1の設置状態にあるときにおいて衝撃荷重が予期していたものよりも大きいと、第1衝撃吸収部材1の変形のみでは衝突エネルギーを吸収し切れないことがある。この場合、第1衝撃吸収部材1が完全に潰れ、バンパービーム300が第1衝撃吸収部材1を挟んでサイドフレーム200に激突すること(いわゆる底突き)が懸念される。これに対して、衝撃吸収装置100Dによると、第2衝撃吸収部材2Dが受入部6の内壁に当接することによる抵抗力がブレーキとなるため、底突きを防止することができる。
 [実施形態2の変形例2]
 図24は、実施形態2の変形例2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2Eが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Eの状態を示す斜視図である。図24では、第2衝撃吸収部材2E及びベース部5Eのみ図示している。図25は、実施形態2の変形例2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2Eが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Eの状態を示す断面図である。図26は、実施形態2の変形例2において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2Eが第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Eの状態を示す断面図である。図27は、実施形態2の変形例2において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Eが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Eの状態を示す断面図である。図28は、実施形態2の変形例2において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Eが第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Eの状態を示す断面図である。
 図24~図28に示すように、衝撃吸収装置100Eでは、第2衝撃吸収部材2Eの内側に第1衝撃吸収部材1Eが設置されている。第1衝撃吸収部材1Eは、金属製の部材である。図25に示すように、第1衝撃吸収部材1Eは、サイドフレーム200側からバンパービーム300側へ延びる角筒状の第1筒状本体部11と、第1筒状本体部11の一端部(前端部)を閉塞する第1蓋壁部12と、第1筒状本体部11の前端部付近の外周面から径方向の外側に突出した突出部15と、を含む。第1蓋壁部12の前面、即ち第1衝撃吸収部材1Eの前端部は、バンパービーム300に固定され、後端部がサイドフレーム200に設けられたベース部5Eに固定されることで、サイドフレーム200とバンパービーム300とが第1衝撃吸収部材1Eによって接続されている。図24に示すように、第2衝撃吸収部材2Eは、金属製の部材であり、略コ字状の断面を有しサイドフレーム200側からバンパービーム300側へ延びる一対の本体部27,27と、一対の本体部27,27の後端部同士を接続するビーム28と、を含む。ベース部5Eには、一対の本体部27,27の夫々が受け入られた貫通孔である一対の受入部6E,6Eが形成されている。一対の本体部27,27は、一対の受入部6E,6Eに挿通された状態で、サイドフレーム200の内部空間210においてビーム28を介して繋がっている。また、一対の本体部27,27の前端部は、第1衝撃吸収部材1Eの突出部15に接続されている。なお、突出部15は、本体部27と距離を置いて配置されていてもよい。
 図25に示すように、第2衝撃吸収部材2Eが第1の設置状態にあるときでは、荷重方向において、第1の位置にあるピストン8が第2衝撃吸収部材2Eに重ならない状態となっている。そのため、第2衝撃吸収部材2Eが第1の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2Eの荷重方向への移動が許容されている。これに対して、図26に示すように、第2の設置状態では、荷重方向において、第2衝撃吸収部材2Eがピストン8の手前に位置し、第2の位置にあるピストン8が第2衝撃吸収部材2Eに重なる状態となっている。そのため、第2衝撃吸収部材2Eが第2の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2Eの荷重方向への移動が規制される。
 図27に示すように、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Eが第1の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2Eの荷重方向への移動が許容されるため、第2衝撃吸収部材2Eは衝撃荷重を受け流し、変形を回避する。これにより、衝撃吸収装置100Eは、衝突エネルギーが比較的小さな軽衝突の場合には、第1衝撃吸収部材1Eと第2衝撃吸収部材2Eのうち第1衝撃吸収部材1Eのみを変形させることで衝突エネルギーを吸収し、サイドフレーム200の変形を抑制する。図28に示すように、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Eが第2の設置状態にあるときは、第2衝撃吸収部材2Eの荷重方向への移動が規制されるため、第2衝撃吸収部材2Eは、衝撃荷重を受け止め、座屈変形する。これにより、衝撃吸収装置100Eは、衝突エネルギーが比較的大きな重衝突の場合には、少なくとも第1衝撃吸収部材1Eと第2衝撃吸収部材2Eの両方を変形させることで衝突エネルギーを吸収する。但し、それでも衝突エネルギーを吸収しきれない場合は、サイドフレーム200も変形させて衝突エネルギーを吸収する。
 実施形態2の変形例2に係る衝撃吸収装置100Eにおいても、第2衝撃吸収部材2Eの設置状態を第1の設置状態と第2の設置状態とに切り替えることで、衝撃吸収装置100Eの衝撃荷重に対する強度を切り替えることができる。その結果、上述の実施形態と同様に、衝突による衝撃から乗員を確実に保護しつつも、軽衝突の場合にはサイドフレーム200の変形を抑制し、車両のリペアビリティを向上できる。つまり、本開示の技術は、第2衝撃吸収部材の内側に第1衝撃吸収部材が設置されてもよい。
 <実施形態3>
 図29は、実施形態3において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2Fが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Fの状態を示す上面図である。また、図30は、実施形態3において、未衝突状況において第2衝撃吸収部材2Fが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Fの状態を示す上面図である。図31は、実施形態3において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Fが第1の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Fの状態を示す上面図である。図32は、実施形態3において、被衝突状況において第2衝撃吸収部材2Fが第2の設置状態にあるときの衝撃吸収装置100Fの状態を示す断面図である。以下、実施形態3に係る衝撃吸収装置100Fについて、実施形態1に係る衝撃吸収装置100との相違点を中心に説明し、同様の構成については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。
 図29に示すように、実施形態3に係る衝撃吸収装置100Fは、左右一対の第2衝撃吸収部材2F,2Fを備える。なお、第2衝撃吸収部材2Fの数はこれに限定されず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。第2衝撃吸収部材2Fは、その一端部がベース部5Fを介してサイドフレーム200に接続された、金属製の棒状又は板状部材である。第2衝撃吸収部材2Fは、荷重方向に対して傾斜するようにサイドフレーム200側からバンパービーム300側へ延在している。第2衝撃吸収部材2Fの他端部は、図29に示す第1の設置状態においてはバンパービーム300には接続されておらず、図30に示す第2の設置状態においては切り替え部3Fによってバンパービーム300に接続されている。ここで、第2衝撃吸収部材2Fとサイドフレーム200(より詳細には、サイドフレーム200に設けられたベース部5F)との接続部分をフレーム側接続部C1とし、第2衝撃吸収部材2Fとバンパービーム300との接続部分を外側接続部C2とする。
 第2衝撃吸収部材2Fは、車両の平常走行時は、図30に示す第2の設置状態で設置されている。切り替え部3Fは、一対の第2衝撃吸収部材2F,2Fの夫々に対応して2つ設けられている。切り替え部3Fは、図29に示すように外側接続部C2における接続を解除することで第2衝撃吸収部材2Fを第1の設置状態とし、図30に示すように外側接続部C2における接続を維持することで第2衝撃吸収部材2Fを第2の設置状態に維持する。切り替え部3Fは、バンパービーム300に設けられており、駆動部35と接続部材36とを含む。駆動部35は、ソレノイドにより駆動する電動アクチュエータである。接続部材36は、第2衝撃吸収部材2Fに係合することで第2衝撃吸収部材2Fとバンパービーム300とを接続する。駆動部35は、制御部4の制御に応じて駆動し、接続部材36を移動させることで、図29に示すように接続部材36と第2衝撃吸収部材2Fとの係合が解除された係合解除状態と、図30に示すように接続部材36と第2衝撃吸収部材2Fとが係合した係合状態と、に状態を切り替える。接続部材36が係合状態から係合解除状態となることで、外側接続部C2における接続が解除され、第2衝撃吸収部材2Fの設置状態が第2の設置状態から第1の設置状態となる。反対に、接続部材36が係合解除状態から係合状態となることで、外側接続部C2の接続状態が形成され、第2衝撃吸収部材2Fの設置状態が第1の設置状態から第2の設置状態となる。
 実施形態3に係る衝撃吸収装置100Fでは、制御部4が、車両が受ける衝撃荷重を予測し、予測結果に基づいて切り替え部3Fの駆動部35を制御することで、切り替え部3Fに第2衝撃吸収部材2Fの設置状態の切り替えを実行させる。切り替え部3Fは、平常走行時には第2衝撃吸収部材2Fの設置状態を第2の設置状態に維持しており、衝突が検知され、重衝突が予測された場合には第2の設置状態を維持し、軽衝突が予測された場合には第1の設置状態へと切り替える。但し、本開示はこれに限定されない。切り替え部3Fは、平常走行時には第2衝撃吸収部材2Fの設置状態を第1の設置状態に維持し、衝突が検知され、重衝突が予測された場合には、第2の設置状態へと切り替えるように構成されてもよい。
 以下、被衝撃状況における衝撃吸収装置100Fによる車両衝突時の衝突エネルギーの吸収について説明する。図31は、実施形態3において、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2Fが第1の設置状態にある場合の衝撃吸収装置100Fの状態を示す上面図である。図32は、実施形態3において、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2Fが第2の設置状態にある場合の衝撃吸収装置100Fの状態を示す上面図である。なお、被衝撃状況における第1衝撃吸収部材1の挙動は実施形態1と同様であるため、詳細な説明は割愛する。
 まず、図31に示すように、第2衝撃吸収部材2Fが第1の設置状態にあるときは、外側接続部C2における接続が解除されることで、第2衝撃吸収部材2Fは、フレーム側接続部C1のみにおいて接続された状態となっている。そのため、荷重方向への衝撃荷重を受けた第2衝撃吸収部材2Fは、若干撓みながらも外側接続部C2を支点としてサイドフレーム200側へ倒れるように姿勢を変化させる。これにより、第2衝撃吸収部材2Fは衝撃荷重を受け流し、座屈変形を回避する。その結果、図31に示すように、衝突エネルギーが比較的小さな軽衝突の場合には、衝撃吸収装置100Fは、第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2Fのうち第1衝撃吸収部材1のみを座屈変形させることで衝突エネルギーを吸収し、サイドフレーム200の変形を抑制する。
 次に、図32に示すように、第2衝撃吸収部材2Fが第2の設置状態にあるときは、外側接続部C2における接続が維持されることで、第2衝撃吸収部材2Fは、フレーム側接続部C1と外側接続部C2の両方において接続された状態となっている。これによると、第2衝撃吸収部材2Fの姿勢変化が規制されるため、第2衝撃吸収部材2Fは衝撃荷重を受け流せず、衝撃荷重を受け止めることとなる。そのため、図32に示すように、第2衝撃吸収部材2Fは、サイドフレーム200とバンパービーム300とによって挟み潰されるように座屈変形する。その結果、衝撃吸収装置100Fは、衝突エネルギーが比較的大きな重衝突の場合には、少なくとも第1衝撃吸収部材1と第2衝撃吸収部材2Fの両方を座屈変形させることで衝突エネルギーを吸収する。但し、それでも衝突エネルギーを吸収できない場合は、サイドフレーム200も変形させて衝突エネルギーを吸収する。
 以上のように、本実施形態に係る衝撃吸収装置100Fでは、外側接続部C2が切り替え部3Fによって接続を解除可能であり、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2Fが第1の設置状態にあるときは、切り替え部3Fによって外側接続部C2の接続が解除されることで、第2衝撃吸収部材2Fが衝撃荷重を受け流す。他方、被衝撃状況において第2衝撃吸収部材2Fが第2の設置状態にあるときは、フレーム側接続部C1と外側接続部C2の両方の接続が維持されることで、第2衝撃吸収部材2Fが前記衝撃荷重を受け止めるように構成されている。
 実施形態3に係る衝撃吸収装置100Fは、第2衝撃吸収部材2Fの設置状態を切り替えることで、衝撃吸収装置100Fの衝撃荷重に対する強度を切り替えることができる。その結果、実施形態3に係る衝撃吸収装置100Fによると、実施形態1と同様に、衝突による衝撃から乗員を確実に保護しつつも、軽衝突の場合にはサイドフレーム200の変形を抑制し、車両のリペアビリティを向上できる。
 なお、上述の例では、フレーム側接続部C1と外側接続部C2のうち、外側接続部C2の接続状態を切り替え可能としたが、本開示はこれに限定されない。フレーム側接続部と外側接続部のうち、フレーム側接続部の接続状態が切り替え可能であってもよい。また、衝突の程度を予測して、複数の駆動部35のうちから作動させる駆動部を選択することで、重衝突の場合の衝撃吸収の程度を多段階に調整してもよい。
 <その他>
 以上、本開示に係る衝撃吸収装置の実施形態について説明したが、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。
1・・・・第1衝撃吸収部材
2・・・・第2衝撃吸収部材
3・・・・切り替え部
4・・・・制御部
5・・・・ベース部
6・・・・受入部
7・・・・孔形成部(当接部の一例)
8・・・・ピストン(当接部の一例)
100・・衝撃吸収装置
200・・サイドフレーム(フレームの一例)
300・・バンパービーム(外側構造物の一例)
 

Claims (13)

  1.  車両の骨格を形成するフレームと前記車両において前記フレームよりも外側に位置する外側構造物との間に設けられた第1衝撃吸収部材であって、前記外側構造物に対する衝撃荷重によって前記外側構造物が前記フレームの側へ変位又は変形する被衝撃状況において前記フレームよりも優先して変形するように設置された第1衝撃吸収部材と、
     前記フレームと前記外側構造物との間に設けられた第2衝撃吸収部材と、
     前記第2衝撃吸収部材の設置状態を、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記衝撃荷重を受け流す第1の設置状態と、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記衝撃荷重を受け止めることで前記第1衝撃吸収部材と共に変形する第2の設置状態とに切り替え可能な、切り替え部と、
     を備える、
     衝撃吸収装置。
  2.  前記第1衝撃吸収部材を固定するように前記フレームに設けられたベース部と、
     前記ベース部に開口した受入部であって、前記被衝撃状況において前記第1の設置状態にある前記第2衝撃吸収部材を受け入れ、前記第2衝撃吸収部材の前記フレームの側への移動を許容することで前記第2衝撃吸収部材に前記衝撃荷重を受け流させる受入部と、
     前記ベース部に設けられた当接部であって、前記被衝撃状況において前記第2の設置状態にある前記第2衝撃吸収部材に当接し、前記第2衝撃吸収部材の前記フレームの側への移動を規制することで前記第2衝撃吸収部材に前記衝撃荷重を受け止めさせる当接部と、を備える、
     請求項1に記載の衝撃吸収装置。
  3.  前記当接部は、前記受入部を取り囲むように前記ベース部の一部として形成されており、
     前記切り替え部は、前記受入部に対して前記第2衝撃吸収部材を変位させることで、前記第1の設置状態と前記第2の設置状態とを切り替える、
     請求項2に記載の衝撃吸収装置。
  4.  前記切り替え部は、前記受入部に対して前記当接部を変位させ、前記受入部に対して前記第2衝撃吸収部材を進入させる第1の位置に前記当接部を配置することで前記第2衝撃吸収部材を前記第1の設置状態と、前記受入部に対する前記第2衝撃吸収部材の進入を妨げる第2の位置に前記当接部を配置することで前記第2衝撃吸収部材を前記第2の設置状態とに切り替える、
     請求項2に記載の衝撃吸収装置。
  5.  前記第2衝撃吸収部材の断面であって、前記外側構造物の側から前記フレームの側へ向かう方向に直交する断面の外形は、前記フレームの側の端部においては前記受入部の断面の大きさよりも小さく、前記外側構造物の側へ向かうに従って徐々に大きくなり、前記外側構造物の側の端部においては前記受入部の断面の大きさよりも大きくなっている、
     請求項2から4の何れか一項に記載の衝撃吸収装置。
  6.  前記ベース部には、前記被衝撃状況において前記第1の設置状態にある前記第2衝撃吸収部材に当接し、前記第2衝撃吸収部材による荷重を受けて破断することで前記受入部を開口させる、脆弱部が形成されている、
     請求項2から5の何れか一項に記載の衝撃吸収装置。
  7.  前記第2衝撃吸収部材において前記ベース部に対向する側の端部は、前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が少なくとも前記第1の設置状態にあるときに前記脆弱部に当接する当接領域と、前記ベース部に当接しない非当接領域と、を含む、
     請求項6に記載の衝撃吸収装置。
  8.  前記第1衝撃吸収部材及び前記第2衝撃吸収部材は、共に、前記フレームの側から前記外側構造物の側へ延びる筒状に形成されており、
     前記第1衝撃吸収部材の内側に前記第2衝撃吸収部材が設置されている、
     請求項1から7の何れか一項に記載の衝撃吸収装置。
  9.  前記第2衝撃吸収部材の外周面には、前記第1衝撃吸収部材に向かって突出した突起部が形成され、
     前記突起部が前記第1衝撃吸収部材の内周面と係合することで、前記第2衝撃吸収部材が前記第1衝撃吸収部材に保持されている、
     請求項8に記載の衝撃吸収装置。
  10.  前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記第2の設置状態にあるとき、前記突起部は、前記第1衝撃吸収部材が前記第2衝撃吸収部材に沿って座屈するように、前記第1衝撃吸収部材を案内する、
     請求項9に記載の衝撃吸収装置。
  11.  前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記第2の設置状態にあるとき、前記第1衝撃吸収部材の変形が開始するタイミングと前記第2衝撃吸収部材の変形が開始するタイミングが異なるように、前記第1衝撃吸収部材及び前記第2衝撃吸収部材が設置されている、
     請求項1から10の何れか一項に記載の衝撃吸収装置。
  12.  前記第1衝撃吸収部材における前記外側構造物の側の端部は、前記第2衝撃吸収部材における前記外側構造物の側の端部よりも前記外側構造物の側に位置する、
     請求項11に記載の衝撃吸収装置。
  13.  前記第2衝撃吸収部材は、一端部が前記フレームに接続されると共に他端部が前記外側構造物に接続されるように延在しており、
     前記第2衝撃吸収部材と前記フレームとの接続部分であるフレーム側接続部と前記第2衝撃吸収部材と前記外側構造物との接続部分である外側接続部のうちの一方は、前記切り替え部によって接続を解除可能であり、
     前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記第1の設置状態にあるときは、前記切り替え部によって前記フレーム側接続部と前記外側接続部のうちの一方の接続が解除されることで、前記第2衝撃吸収部材が前記衝撃荷重を受け流し、
     前記被衝撃状況において前記第2衝撃吸収部材が前記第2の設置状態にあるときは、前記フレーム側接続部と前記外側接続部の両方の接続が維持されることで、前記第2衝撃吸収部材が前記衝撃荷重を受け止める、
     請求項1に記載の衝撃吸収装置。
     
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