冲击能量吸收部件的制作方法

1.本公开涉及吸收受到了载荷时的冲击能量的冲击能量吸收部件。


背景技术：

2.例如汽车为了保护碰撞时的车体及搭乘者，在车体的前部及后部分别具备保险杠加强件。保险杠加强件需要针对在汽车与障碍物碰撞时施加的过大的载荷不可逆地吸收冲击能量。作为这样的保险杠加强件的支承构造，已知有将保险杠加强件经由冲击能量吸收部件而支承于前纵梁的结构。在车辆经由保险杠加强件而受到过大的载荷的情况下，该冲击能量吸收部件通过伴随着粉碎的破坏而吸收冲击能量的一部分。
3.作为这样的冲击能量吸收部件，例如已知有专利文献1所公开的碰撞盒。如图11所示，专利文献1所公开的碰撞盒90具备能量吸收体91、与能量吸收体91一体的前凸缘92及未图示的后凸缘。碰撞盒90由纤维强化复合材料构成。能量吸收体91是以车辆前后方向为轴向的矩形筒状，并具有封闭截面构造。能量吸收体91具有顶壁91a、底壁91b及左右一对侧壁91c。右侧的侧壁91c将顶壁91a及底壁91b的车宽方向的右侧的端部相连，左侧的侧壁91c将顶壁91a及底壁91b的车宽方向的左侧的端部相连。能量吸收体91在从与轴向正交的方向观察的剖视下是大致矩形。
4.碰撞盒90的前凸缘92具有：从能量吸收体91的前端向上下左右伸出的前壁92a；从前壁92a的上端向前方延伸突出的上壁92b以及从前壁92a的下端向前方延伸突出的下壁92c。
5.能量吸收体91的前壁92a与能量吸收体91的前端一起抵靠于保险杠加强件94的后壁94a。碰撞盒90的上壁92b通过粘合接合于保险杠加强件94的上壁94b。碰撞盒90的下壁92c通过粘合接合于保险杠加强件94的下壁94c。
6.另外，在保险杠加强件94的后壁94a设置有矩形筒状的限制部件95。碰撞盒90在限制部件95进入到能量吸收体91的内侧的状态下固定于保险杠加强件94的后壁94a。该限制部件95构成为在基于前凸缘92的能量吸收体91相对于保险杠加强件94的接合解除、即分离的情况下，限制能量吸收体91相对于该保险杠加强件94的位置偏移。
7.专利文献1：日本特开2015
‑
196463号公报
8.然而，在专利文献1所公开的碰撞盒90中，在正面碰撞时，存在碰撞盒90与保险杠加强件94的接合部被破坏而使碰撞盒90与保险杠加强件94分离的担忧。


技术实现要素：

9.本公开的目的在于提供即使通过紧固部件紧固于保险杠加强件也能够适当地进行能量吸收的冲击能量吸收部件。
10.用于实现上述目的的冲击能量吸收部件配置在与载荷相对于沿车宽方向延伸的保险杠加强件的输入侧相反的一侧，冲击能量吸收部件通过在纤维构造体中使基质材料复合化而构成。冲击能量吸收部件具备：能量吸收部，其是具有沿车辆前后方向延伸的轴线的
筒状，并构成为通过受到上述载荷而被破坏从而吸收伴随着上述载荷的输入而产生的冲击能量；和安装部，其一体地设置在上述能量吸收部的轴向上的与上述保险杠加强件对置的一侧。通过紧固部件将上述安装部紧固于上述保险杠加强件，所述紧固部件贯通上述安装部及上述保险杠加强件的壁，并且具有沿与上述能量吸收部的轴向交叉的方向延伸的轴线。在上述车辆前后方向中的从上述保险杠加强件朝向上述冲击能量吸收部件的方向观察该冲击能量吸收部件的情况下，上述安装部与上述能量吸收部处于上述能量吸收部不与上述紧固部件重叠的位置关系。
附图说明
11.图1是表示车体前部构造的主要构成要素的立体图。
12.图2是表示冲击能量吸收部件的立体图。
13.图3是表示车体前部构造的剖视图。
14.图4是在从保险杠加强件朝向冲击能量吸收部件的方向观察冲击能量吸收部件的图。
15.图5是对冲击能量吸收部件的作用进行说明图。
16.图6是表示比较例的图。
17.图7是表示其他例的冲击能量吸收部件的剖视图。
18.图8是表示另一冲击能量吸收部件的俯视图。
19.图9是表示又一冲击能量吸收部件的剖视图。
20.图10是表示另一其他冲击能量吸收部件的剖视图。
21.图11是表示背景技术的剖视图。
具体实施方式
22.以下，根据图1～图6对将车辆具备的冲击能量吸收部件具体化的一实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”是指以车辆的驾驶员朝向车辆前方(前进方向)的状态为基准的情况下的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”。左右方向与车宽方向一致。另外，将前后方向记载为车辆前后方向。
23.如图1所示，作为车辆的汽车的车体前部构造10具备分别位于车宽方向的两侧的两个前纵梁11。各前纵梁11是沿车辆前后方向延伸的长条状。在各前纵梁11的前端安装有冲击能量吸收部件20。另外，车体前部构造10具备架设于左侧及右侧的冲击能量吸收部件20的前端的保险杠加强件12。保险杠加强件12具有沿车宽方向延伸的长边。在车体前部构造10中，左侧及右侧的前纵梁11分别经由冲击能量吸收部件20而接合于保险杠加强件12。
24.如图3所示，保险杠加强件12在与长边方向正交的剖视下具备具有封闭截面的构造。另外，保险杠加强件12例如由铝等金属材料或者cfrp等纤维强化复合材料形成。保险杠加强件12具有：上壁12a；下壁12b；连接上壁12a及下壁12b在车辆前后方向的前侧的端部的前壁12c；以及连接上壁12a及下壁12b在车辆前后方向的后侧的端部的后壁12d。上壁12a与下壁12b在上下方向上对置，前壁12c与后壁12d在车辆前后方向上对置。
25.接下来，关于冲击能量吸收部件20进行说明。
26.冲击能量吸收部件20具备能量吸收部21、和设置于能量吸收部21中的与保险杠加
强件12对置的一侧的作为安装部的上部安装部22及下部安装部23。另外，冲击能量吸收部件20在能量吸收部21的后端具备一体的安装凸缘24。通过安装凸缘24紧固于前纵梁11的前端，从而冲击能量吸收部件20接合于前纵梁11。进而，冲击能量吸收部件20配置在与载荷相对于保险杠加强件12的输入侧相反的一侧。
27.冲击能量吸收部件20通过使基质材料的一个例子亦即基质树脂浸渍在作为强化基材的纤维构造体中而构成。此外，基质材料除基质树脂以外还可以是陶瓷。作为基质树脂，例如，使用环氧树脂。纤维构造体由强化纤维制造。作为强化纤维，可以使用有机纤维或无机纤维，也可以使用不同种类的有机纤维、不同种类的无机纤维、或者将有机纤维与无机纤维混织而得到的混织纤维。作为有机纤维，例如，可举出丙烯酸纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、芳纶纤维、聚对苯撑苯并双恶唑纤维、超高分子量聚乙烯纤维，作为无机纤维，例如，可举出碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维。在本实施方式中，由碳纤维形成纤维构造体。
28.如图2及图3所示，能量吸收部21是具有沿车辆前后方向延伸的轴线n的矩形筒状。在以下的说明中，将轴线n延伸的方向定义为能量吸收部21的轴向。另外，能量吸收部21具有封闭截面构造。能量吸收部21具有：在上下方向上对置的顶板21a及底板21b；连接顶板21a及底板21b在车宽方向的右侧的端部的右侧的侧板21c；以及连接顶板21a及底板21b在车宽方向的左侧的端部的左侧的侧板21c。冲击能量吸收部件20中的能量吸收部21是具有沿轴向延伸的长边的部位。另外，能量吸收部21由顶板21a、底板21b及一对侧板21c构成。进而，能量吸收部21受到通过碰撞施加的载荷而被破坏，由此吸收伴随着载荷的输入而产生的冲击能量。
29.冲击能量吸收部件20具备由能量吸收部21与上部安装部22的连结部形成的上部连结部26。上部连结部26从顶板21a中的作为靠保险杠加强件12端的前端向下方延伸设置。上部连结部26被设置为在车宽方向上将一对侧板21c中的靠顶板21a的前端部彼此相连。
30.上部安装部22从上部连结部26的下端沿着能量吸收部21的轴向朝向保险杠加强件12延伸突出。换句话说，上部安装部22从上部连结部26的下端向前方延伸突出。上部安装部22是矩形。在上部安装部22形成有一对贯通孔22a。一对贯通孔22a形成在比车宽方向上的上部安装部22的两端靠内侧。另外，上部安装部22位于比能量吸收部21的顶板21a靠下方。
31.上部安装部22紧固于保险杠加强件12的上壁12a。贯通上部安装部22的贯通孔22a的螺栓30的轴部30b贯通保险杠加强件12的上壁12a，并在保险杠加强件12的内部旋合于螺母31。因此，螺栓30的轴部30b的轴线沿与能量吸收部21的轴向正交的方向延伸。螺栓30及螺母31构成用于将上部安装部22紧固于保险杠加强件12的紧固部件。
32.将通过顶板21a的内表面21f并且沿能量吸收部21的轴向延伸的面定义为上部假想面m1。将沿着上下方向的从上部安装部22的上表面22b到上部假想面m1的距离设为上侧分离距离k1。另外，将沿着上下方向的从上部安装部22的上表面22b到螺栓30的头部30a的距离定义为上侧突出长度l1。上侧分离距离k1比上侧突出长度l1长，顶板21a位于比螺栓30的头部30a靠上方。因此，通过调节上部连结部26在上下方向的尺寸，从而使顶板21a位于比螺栓30的头部30a靠上方。
33.冲击能量吸收部件20具备由能量吸收部21与下部安装部23的连结部形成的下部连结部27。下部连结部27从底板21b中的作为靠保险杠加强件12端的前端向下方延伸设置。
下部安装部23从下部连结部27的下端沿着能量吸收部21的轴向朝向保险杠加强件12延伸突出。换句话说，下部安装部23从下部连结部27的下端向前方延伸突出。下部安装部23是矩形。在下部安装部23形成有一对贯通孔23a。下部安装部23位于比能量吸收部21的底板21b靠下方。
34.下部安装部23紧固于保险杠加强件12的下壁12b。贯通下部安装部23的贯通孔23a的螺栓30的轴部30b贯通保险杠加强件12的下壁12b，并在保险杠加强件12的内部旋合于螺母31。因此，螺栓30的轴部30b的轴线沿与能量吸收部21的轴向正交的方向延伸。螺栓30及螺母31构成用于将下部安装部23紧固于保险杠加强件12的紧固部件。
35.将通过底板21b的外表面21g并且沿能量吸收部21的轴向延伸的面定义为下部假想面m2。将沿着上下方向的从下壁12b的上表面12e到下部假想面m2的距离定义为下侧分离距离k2。另外，将沿着上下方向的从下壁12b的上表面12e到螺栓30的轴部30b的距离设为下侧突出长度l2。下侧分离距离k2比下侧突出长度l2长，底板21b位于比螺栓30的轴部30b靠上方。因此，通过调节下部连结部27在上下方向的尺寸，从而使底板21b位于比螺栓30的轴部30b靠上方。
36.如图4所示，在车辆前后方向中的从保险杠加强件12朝向冲击能量吸收部件20的方向观察冲击能量吸收部件20的情况下，上部安装部22及下部安装部23与能量吸收部21处于能量吸收部21不与各螺栓30重叠的位置关系。在本实施方式中，以将上部安装部22紧固的螺栓30比顶板21a靠下侧、且位于比一对侧板21c靠内侧的方式，设定上部安装部22与能量吸收部21的位置，并且也设定贯通孔22a的位置。
37.同样地，以对下部安装部23进行紧固的螺栓30位于比底板21b靠下侧的方式，设定下部安装部23与能量吸收部21的位置。换言之，如图3的双点划线所示，在假定使将上部安装部22及下部安装部23紧固的螺栓30的位置沿着载荷的输入方向移动时，以该移动的螺栓30不与能量吸收部21接触的方式设定能量吸收部21的顶板21a、底板21b以及侧板21c的位置。
38.接下来，对冲击能量吸收部件20的作用进行说明。
39.若对应用了车体前部构造10的汽车产生正面碰撞，则从保险杠加强件12向冲击能量吸收部件20输入载荷。在正面碰撞的情况下，载荷的输入方向是车辆前后方向中的从前向后的方向。于是，保险杠加强件12及能量吸收部21从前方被压缩变形(粉碎破坏)，伴随着该压缩变形，碰撞能量的一部分被吸收。
40.此外，在通过背景技术进行说明的以往的碰撞盒90中，为了提高接合强度，考虑通过螺栓与螺母将碰撞盒90的上壁92b及下壁92c与保险杠加强件的上壁94b及下壁94c进行紧固。但是，在这样的构造中，在正面碰撞时，当保险杠加强件94朝向能量吸收体91变形时，存在如下担忧：螺栓与能量吸收体91的顶壁91a、底壁91b碰撞而使顶壁91a、底壁91b破裂，无法发挥基于能量吸收体91的破坏的能量吸收。
41.图6是在车辆前后方向的从保险杠加强件12朝向冲击能量吸收部件20的方向观察冲击能量吸收部件20的情况下，螺栓30的轴部30b处于与能量吸收部21重叠的位置的比较例。在该比较例中，当产生了正面碰撞时，存在沿着输入方向朝下游移动的螺栓30与能量吸收部21的顶板21a及底板21b接触的担忧。
42.但是，在本实施方式中，如图5所示，在车辆前后方向中的从保险杠加强件12观察
冲击能量吸收部件20的情况下，换句话说，从载荷的输入方向的上游侧观察冲击能量吸收部件20的情况下，螺栓30处于不与能量吸收部21重叠的位置。因此，在能量吸收部21的顶板21a、底板21b及侧板21c压缩变形并且螺栓30朝向能量吸收部21移动的过程中，避免了螺栓30与顶板21a、底板21b及侧板21c碰撞。因此，顶板21a、底板21b及侧板21c分别通过被输入载荷而被粉碎破坏。
43.根据上述实施方式，能够得到以下的效果。
44.(1)在冲击能量吸收部件20中，上部安装部22及下部安装部23与能量吸收部21在车辆前后方向中的从保险杠加强件12朝向冲击能量吸收部件20的方向观察冲击能量吸收部件20时，处于螺栓30与能量吸收部21不重叠的位置关系。因此，在正面碰撞时，在螺栓30的移动目的地不存在能量吸收部21，避免了螺栓30与能量吸收部21碰撞。其结果为，能量吸收部21通过被输入载荷而被粉碎破坏，能够通过能量吸收部21适当地吸收碰撞能量。
45.(2)上部安装部22通过螺栓30及螺母31紧固于保险杠加强件12的上壁12a，下部安装部23通过螺栓30及螺母31紧固于保险杠加强件12的下壁12b。因此，在小面积重叠正面碰撞时、倾斜碰撞时，允许保险杠加强件12以上部安装部22及下部安装部23的紧固部为中心的转动，能够抑制冲击能量吸收部件20折曲，从而能够抑制基于冲击能量吸收部件20的能量吸收效率的降低。
46.(3)能量吸收部21具有封闭截面构造，绕能量吸收部21的轴线没有接缝。因此，在对能量吸收部21输入了冲击载荷时，能量吸收部21不会从接缝开裂，能够消除伴随着能量吸收部21的破裂的能量吸收效率的降低。
47.(4)能量吸收部21的顶板21a位于比上部安装部22靠上方，并位于比保险杠加强件12的上壁12a靠上方。因此，在正面碰撞时，比保险杠加强件12靠上方的部件易与顶板21a碰撞，能够通过顶板21a吸收该碰撞时的冲击能量。
48.(5)能量吸收部21的底板21b位于比下部安装部23靠上方，并位于比保险杠加强件12的下壁12b靠上方。换句话说，底板21b在能量吸收部21的轴向上，与保险杠加强件12重叠。因此，能够在能量吸收部21的下方确保车辆部件的配置空间。
49.此外，本实施方式能够如以下那样进行变更而实施。本实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内相互组合来实施。
50.如图7所示，在冲击能量吸收部件20中，也可以是上部连结部26从能量吸收部21的顶板21a的前端向上方延伸突出，上部安装部22从该上部连结部26的上端向前方延伸突出。另外，在冲击能量吸收部件20中，也可以是下部连结部27从能量吸收部21的底板21b的前端向上方延伸突出，下部安装部23从该下部连结部27的上端向前方延伸突出。上部安装部22紧固于保险杠加强件12的上壁12a，下部安装部23紧固于保险杠加强件12的下壁12b。进而，上部安装部22位于比顶板21a靠上方，并且下部安装部23位于比底板21b靠上方。
51.如图8所示，也可以将上部安装部22及下部安装部23沿车宽方向延长直至上部安装部22及下部安装部23在车宽方向的两端部位于比能量吸收部21靠车宽方向的外侧。另外，在能量吸收部21的轴向上在不与各侧板21c重叠的位置形成贯通孔22a、23a。进而，在车辆前后方向中的从保险杠加强件12朝向能量吸收部21的方向观察冲击能量吸收部件20的情况下，配置成能量吸收部21的侧板21c不与各螺栓30重叠。
52.如图9所示，在冲击能量吸收部件20中，也可以是上部连结部26从能量吸收部21的
顶板21a的前端向上方延伸突出，上部安装部22从该上部连结部26的上端向前方延伸突。另外，在冲击能量吸收部件20中，也可以是下部连结部27从能量吸收部21的底板21b的前端向下方延伸突出，下部安装部23从该下部连结部27的下端向前方延伸突出。进而，上部安装部22紧固于保险杠加强件12的上壁12a，下部安装部23紧固于保险杠加强件12的下壁12b。在该情况下，上部安装部22位于比顶板21a靠上方，下部安装部23位于比底板21b靠下方。
53.如图10所示，在冲击能量吸收部件20中，也可以是上部连结部26从能量吸收部21的顶板21a的前端向下方延伸突出，上部安装部22从该上部连结部26的下端向前方延伸突出。另外，在冲击能量吸收部件20中，也可以是下部连结部27从能量吸收部21的底板21b的前端向上方延伸突出，下部安装部23从该下部连结部27的上端向前方延伸突出。进而，上部安装部22紧固于保险杠加强件12的上壁12a，下部安装部23紧固于保险杠加强件12的下壁12b。在该情况下，上部安装部22位于比顶板21a靠下方，下部安装部23位于比底板21b靠上方。
54.冲击能量吸收部件20也可以具有从位于靠车宽方向的端部的一个侧板21c的前端朝向车宽方向的端部延伸突出的连结部，并具备从该连结部的延出端向前方延伸突出的安装部。该安装部通过螺栓30及螺母31紧固于保险杠加强件12的车宽方向的端部。在该情况下，螺栓30的轴部30b的轴线沿车宽方向延伸，并与能量吸收部21的轴向交叉。而且，在车辆前后方向中的从保险杠加强件12朝向能量吸收部21的方向观察冲击能量吸收部件20的情况下，配置成能量吸收部21的侧板21c不与紧固于安装部的螺栓30重叠。此外，能量吸收部21的另一侧板21c具有从前端朝向车宽方向的内侧延伸突出的前板，该前板通过螺栓30及螺母31紧固于保险杠加强件12的后壁12d。
55.冲击能量吸收部件20并不局限于设置在车宽方向的两侧，也可以在车宽方向的中央部仅设置一个，还可以设置在除车宽方向的两侧以外的部位。
56.能量吸收部21也可以是除矩形筒以外的形状，可以是五边筒状、六边筒状、八边筒状。
57.冲击能量吸收部件20也可以在车体后部构造中设置在保险杠加强件与后纵梁之间。
58.车辆也可以是除汽车以外的车辆，例如，也可以是工业车辆。
59.载荷的输入方向不仅是车辆前后方向，也存在倾斜碰撞时的倾斜的情况，但即使是该情况，也由于处于螺栓30与能量吸收部21不重叠的位置关系，因此在螺栓30的移动目的地不存在能量吸收部21，避免了螺栓30与能量吸收部21碰撞。其结果为，能量吸收部21通过被输入载荷而被粉碎破坏，能够通过能量吸收部21适当地吸收碰撞能量。