(57)【要約】      （修正有）【課題】車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に、衝突エネルギーの吸収効果を向上するとともに、車体に生じた振動を吸収する制振材として機能する自動車用衝突エネルギー吸収部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】自動車用衝突エネルギー吸収部品１は、車体の前部又は後部に設けられ、車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に、衝突エネルギーを吸収するものであって、軸圧壊して衝突エネルギーを吸収し、天板部とこれに続く縦壁部を有する筒状部材３と、筒状部材３の少なくとも天板部と縦壁部の外面に塗布又は貼付された樹脂９とを有し、塗布又は貼付された樹脂９は、加熱された後の厚みが８ｍｍ以下で閉断面空間の周壁部であって少なくとも当該一部を形成し、かつ１０ＭＰａ以上の接着強度で外面に接着されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収する自動車用衝突エネルギー吸収部品であって、
軸圧壊して衝突エネルギーを吸収し、天板部とこれに続く縦壁部を有する筒状部材と、
該筒状部材の少なくとも天板部と縦壁部の外面に塗布又は貼付された樹脂とを有し、
該塗布又は貼付された樹脂は、加熱された後の厚みが8mm以下で閉断面空間の周壁部であって少なくとも当該一部を形成し、かつ10MPa以上の接着強度で前記外面に接着されていることを特徴とする自動車用衝突エネルギー吸収部品。
【請求項２】
前記樹脂が前記外面から離脱するのを防止するために該樹脂の表面を覆うとともに前記縦壁部の外面に接合された離脱防止部材を有し、
前記樹脂は、10MPa以上の接着強度で前記離脱防止部材とも接着されていることを特徴とする請求項１記載の自動車用衝突エネルギー吸収部品。
【請求項３】
車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収し、天板部とこれに続く縦壁部を有する筒状部材を有してなる自動車用衝突エネルギー吸収部品を製造する自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法であって、
前記筒状部材の外面に8mm以下の厚みで樹脂を塗布又は貼付する工程と、
該樹脂を塗布又は貼付した前記筒状部材を所定の条件で加熱処理して前記樹脂を前記筒状部材の外面に10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を備えたことを特徴とする自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の自動車用衝突エネルギー吸収部品を製造する自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法であって、
前記筒状部材の外面に8mm以下の厚みで樹脂を塗布又は貼付する工程と、
前記外面に塗布又は貼付した前記樹脂が該外面から離脱するのを防止する離脱防止部材を前記樹脂の表面を覆うように配設して前記縦壁部の外面に接合する工程と、
前記樹脂を塗布又は貼付した前記筒状部材を所定の条件で加熱処理し、前記樹脂を前記筒状部材の外面及び前記離脱防止部材のそれぞれに10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を備えたことを特徴とする自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法。
【請求項５】
請求項２に記載の自動車用衝突エネルギー吸収部品を製造する自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法であって、
前記筒状部材の天板部とこれに続く縦壁部の外面から樹脂の離脱を防止する離脱防止部材に8mm以下の厚みで該樹脂を塗布又は貼付する工程と、
該樹脂を塗布又は貼付した離脱防止部材における樹脂を前記筒状部材の外面に当接するように配設して該離脱防止部材を前記縦壁部の外面に接合する工程と、
該離脱防止部材を外面に接合した前記筒状部材を所定の条件で加熱処理し、前記樹脂を前記外面及び前記離脱防止部材のそれぞれに10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を備えたことを特徴とする自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用衝突エネルギー吸収部品、該自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法に関し、特に、車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に、軸圧壊して衝突エネルギーを吸収する自動車用衝突エネルギー吸収部品、該自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の衝突エネルギー吸収性能を向上させる技術として、自動車部品の形状・構造・材料等の最適化など多くの技術が存在する。さらに、近年では、閉断面構造を有する自動車部品の内部に樹脂（発泡樹脂など）を発泡させて充填することで、該自動車部品の衝突エネルギー吸収性能の向上と軽量化を両立させる技術が数多く提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、サイドシル、フロアメンバー、ピラー等のハット断面部品の天板方向を揃えフランジを重ねて内部に閉鎖空間を形成した構造の自動車用構造部材において、その内部に発泡充填材を充填することにより、重量増を抑制しつつ該自動車用構造部材の曲げ強度、ねじり剛性を向上させ、車体の剛性及び衝突安全性を向上させる技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ハット断面部品を対向させてフランジ部を合わせたピラー等の閉断面構造の内部空間内に高剛性発泡体を充填するに際し、該高剛性発泡体の充填および発泡による圧縮反力により高剛性発泡体を固定し、振動音の伝達を抑制する防振性の向上を図るとともに、強度、剛性、衝突エネルギー吸収性能を向上させる技術が開示されている。
【０００５】
特許文献３は、複数の繊維層を積層したＣＦＲＰ製の補強材を熱硬化性接着剤で金属部材の表面に接着したものであり、接着後に金属部材と補強材の線膨張係数差によって熱硬化性接着剤に生じる残留剪断応力を緩和させるために、補強材の本体部から端縁に向けて徐々に厚さが減少する残留剪断応力緩和部からなる構造を有した金属−ＣＦＲＰ複合材が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献４には、軸方向からの入力荷重により入力端側から逐次圧壊を起こす筒状断面のＦＲＰ製エネルギー吸収部とこれに連なりＦＲＰで形成されて車体部品と接合される支持部と、からなるフロントサイドメンバーで前記エネルギー吸収部はフロントサイドメンバーの長手とそれに直角な方向とに等分に強化繊維が配向され、前記支持部は等方性を持って強化繊維が配向された一体成形が可能な自動車部品が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２４０１３４号公報
【特許文献２】特開２０００−３１８０７５号公報
【特許文献３】特開２０１７−６１０６８号公報
【特許文献４】特開２００５−２７１８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に開示されている技術によれば、自動車部品の内部に発泡充填材又は発泡体を充填することにより、該自動車部品の曲げ変形に対する強度や衝突エネルギー吸収性能、さらには捻り変形に対する剛性を向上することができ、当該自動車部品の変形を抑制することが可能であるとされている。
【０００９】
しかしながら、フロントサイドメンバーやクラッシュボックスのように、自動車の前方又は後方から衝突荷重が入力して軸圧壊する際に、蛇腹状に座屈変形して衝突エネルギーを吸収する自動車部品に対しては、該自動車部品の内部に発泡充填材や発泡体を充填する技術を適用したとしても、単に自動車部品の内部に充填しただけであり、自動車部品と発泡充填材や発泡材との接着力が不足する。その結果、衝突時に部品の接合部の隙間などから部品内部の発泡充填材や発泡材が噴出して、衝突エネルギーの吸収性能を向上させることが困難であるという課題があった。
【００１０】
また特許文献３、特許文献４に開示されている技術によれば、金属表面にＣＦＲＰを接着することで、曲げ耐力を向上することが可能であったり、ＣＦＲＰそのものの配向性を考慮して部品を一体製造することで、部品組立工数の低減や締結部品の削減による重量増加の削減が可能であったりするとされている。
【００１１】
しかしながら、ＣＦＲＰを変形が伴う軸圧壊部品へ適用しても、ＣＦＲＰは強度が高い反面、延性が著しく低いため、衝突の最も初期の耐荷重のみが向上するが、蛇腹状の変形が開始した途端にＣＦＲＰの折れ・破断等の破壊が発生し、衝突エネルギー吸収性能は向上しない課題があった。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、フロントサイドメンバーやクラッシュボックスのような車体の前方又は後方から衝突荷重が入力して軸圧壊する際に、外面に樹脂を塗布して衝突エネルギーの吸収効果を向上するとともに、車体に生じた振動を吸収する制振材として機能することができる自動車用衝突エネルギー吸収部品、該自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品は、車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収するものであって、軸圧壊して衝突エネルギーを吸収し、天板部とこれに続く縦壁部を有する筒状部材と、該筒状部材の少なくとも天板部と縦壁部の外面に塗布又は貼付された樹脂とを有し、該塗布又は貼付された樹脂は、加熱された後の厚みが8mm以下で閉断面空間の周壁部であって少なくとも当該一部を形成し、かつ10MPa以上の接着強度で前記外面に接着されていることを特徴とするものである。
【００１４】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記樹脂が前記外面から離脱するのを防止するために該樹脂の表面を覆うとともに前記縦壁部の外面に接合された離脱防止部材を有し、前記樹脂は、10MPa以上の接着強度で前記離脱防止部材とも接着されていることを特徴とするものである。
【００１５】
（３）本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法は、車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収し、天板部とこれに続く縦壁部を有する筒状部材を有してなる自動車用衝突エネルギー吸収部品を製造するものであって、前記筒状部材の外面に8mm以下の厚みで樹脂を塗布又は貼付する工程と、該樹脂を塗布又は貼付した前記筒状部材を所定の条件で加熱処理して前記樹脂を前記筒状部材の外面に10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
（４）本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法は、上記（２）に記載の自動車用衝突エネルギー吸収部品を製造するものであって、前記筒状部材の外面に8mm以下の厚みで樹脂を塗布又は貼付する工程と、前記外面に塗布又は貼付した前記樹脂が該外面から離脱するのを防止する離脱防止部材を前記樹脂の表面を覆うように配設して前記縦壁部の外面に接合する工程と、前記樹脂を塗布又は貼付した前記筒状部材を所定の条件で加熱処理し、前記樹脂を前記筒状部材の外面及び前記離脱防止部材のそれぞれに10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
（５）本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法は、上記（２）に記載の自動車用衝突エネルギー吸収部品を製造するものであって、前記筒状部材の天板部とこれに続く縦壁部の外面から樹脂の離脱を防止する離脱防止部材に8mm以下の厚みで該樹脂を塗布又は貼付する工程と、該樹脂を塗布又は貼付した離脱防止部材における樹脂を前記筒状部材の外面に当接するように配設して該離脱防止部材を前記縦壁部の外面に接合する工程と、該離脱防止部材を外面に接合した前記筒状部材を所定の条件で加熱処理し、前記樹脂を前記外面及び前記離脱防止部材のそれぞれに10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収する筒状部材が圧縮変形する過程において、該筒状部材の座屈耐力を向上させるとともに、該筒状部材の変形抵抗を低下させることなく蛇腹状に座屈変形を発生させることができ、かつ、前記筒状部材の前記座屈変形における曲げ部の破断を防止することができ、衝突エネルギーの吸収性能を向上させることができる。
さらに、本発明によれば、自動車エンジンからの振動や自動車走行時に各方向から車体に入力する振動を吸収し、制振性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品を示す断面図である。
【図３】鋼板の引張強度レベルと、鋼板の破断限界曲げ半径と板厚との比、との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の他の態様を示す断面図である（その１）。
【図５】本発明の実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の他の態様を示す断面図である（その２）。
【図６】本発明の実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の他の態様を示す断面図である。
【図９】実施例における軸圧壊試験方法を説明する図である。
【図１０】実施例における打撃振動試験方法を説明する図である。
【図１１】実施例における打撃振動試験方法による振動特性評価において固有振動数算出の対象とした振動モードを示す図である。
【図１２】実施例において発明例として用いた試験体の構造を示す図である（その１）。
【図１３】実施例において発明例として用いた試験体の構造を示す図である（その２）。
【図１４】実施例において発明例として用いた試験体の構造を示す図である（その３）。
【図１５】実施例において発明例として用いた試験体の構造を示す図である（その４）。
【図１６】実施例において比較例として用いた試験体の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態１及び２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品、該自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法について、図１〜図８に基づいて以下に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
［実施の形態１］
＜自動車用衝突エネルギー吸収部品＞
本発明の実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１は、図１及び図２に例示するように、車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に筒状部材３の長手方向に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収するものであって、アウタ部品５とインナ部品７とが接合して筒状に形成された筒状部材３と、筒状部材３の外面に塗布された樹脂９と、を備えたものである。
【００２２】
筒状部材３は、軸圧壊して衝突エネルギーを吸収し、天板部とこれに続く縦壁部を有するものであり、例えば図１に示すように、金属板からなるハット断面形状のアウタ部品５と、金属板からなる平板状のインナ部品７とが接合して筒状に形成され、その内部に閉断面空間を有するものである。
ここで、閉断面空間とは、筒状部材３の軸方向に交差する方向における筒状部材３の周壁部の断面形状が閉断面であり、図１に示す筒状部材３においては、その軸方向に沿って連続する閉断面により形成された空間のことをいう。このような閉断面空間は、ハット断面形状のアウタ部品５と平板状のインナ部品７とを接合することにより形成され、アウタ部品５とインナ部品７との接合は、例えばスポット溶接を適用することができる。
【００２３】
このような閉断面空間を有する筒状部材３は、車体前部の左右位置において車体前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するフロントサイドメンバーや、該車体骨格の前端又は後端に設けられるクラッシュボックスといった閉断面構造を有する自動車部品に用いることができて、該自動車部品は、筒状部材３の軸方向（長手方向）が車体の前後方向と一致するように該車体に配設される。
【００２４】
また、自動車部品として用いられる筒状部材３に用いられる金属板の種類としては、冷延鋼板、熱延鋼板、ステンレス鋼板、亜鉛系めっき鋼板、亜鉛合金系めっき鋼板、アルミ合金系めっき鋼板、アルミニウム合金板、が例示できる。
【００２５】
樹脂９は、図１及び図２に示すように、筒状部材３を構成するアウタ部品５の外面に8mm以下の厚みで塗布されたものである。そして、樹脂９は、アウタ部品５と10MPa以上の接着強度で接着されている。
【００２６】
本実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１における樹脂９の種類については、熱可塑系樹脂、熱硬化系樹脂又はエラストマー系樹脂が挙げられる。
熱可塑系樹脂としては、ビニル系（酢酸ビニル、塩化ビニル等）、アクリル系、ポリアミド系、ポリスチレン系、シアノアクリレート系のものが例示できる。
熱硬化系樹脂としては、エポキシ系、ウレタン系、エステル系、フェノール系、メラミン系、ユリア系のものが例示できる。
エラストマー系樹脂としては、ニトリルゴム系、スチレンブタジエンゴム系、変性シリコン系、ブチルゴム系、ウレタンゴム系、アクリルゴム系のものが例示できる。
【００２７】
自動車用衝突エネルギー吸収部品１の軽量化の観点からは、樹脂９としては発泡樹脂が好ましい。なお、樹脂９として発泡樹脂を用いた場合、その発泡倍率は特に制限はない。
【００２８】
なお、樹脂９と筒状部材３の接着強度は、金属板と樹脂との界面に作用する最大せん断応力又は平均せん断応力とすることができ、該最大せん断応力又は平均せん断応力は、例えば、金属板（鋼板など）と樹脂とを接着した２層角柱の衝突解析により求めることができる。
【００２９】
また、樹脂９と筒状部材３の接着強度は、接着後の樹脂９と筒状部材３の一部を切り出し、該切り出した樹脂９と筒状部材３とを引張試験機に設置して、一方は樹脂９を、他方は筒状部材３を挟んで、引っ張って求めたものとしてもよい。
あるいは、接着後の筒状部材３と樹脂９の一部を切り出して引張試験機に設置し、一方は樹脂９を挟み、他方は金属板製の筒状部材３を折り曲げて形成した掴み部（図示なし）を掴んで引っ張る、若しくは、筒状部材３に掴み部品を接合して、該掴み部品を引張試験機で掴んで引っ張る方法により測定したものを、樹脂９と筒状部材３の接着強度としてもよい。
【００３０】
上記のとおり、本実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１は、筒状部材３の外面に樹脂９が塗布されたものであるが、本発明は、8mm以下の厚みの板状の樹脂が筒状部材の外面に接着剤を用いて貼付されたものであってもよい。
さらには、ラミネート鋼板におけるラミネート並みに、100μm程度の厚みのフィルム状の樹脂が筒状部材の外面に貼付されたものであってもよい。
そして、板状の樹脂又はフィルム状の樹脂と筒状部材の外面との接着強度が10MPa以上必要である。
【００３１】
＜自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法＞
次に、本実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法について、説明する。
本実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法は、図１及び図２に例示するように、車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に衝突エネルギーを吸収する筒状部材３を有してなる自動車用衝突エネルギー吸収部品１を製造する方法であって、筒状部材３の外面に樹脂９を塗布する工程と、樹脂９を塗布した筒状部材３を加熱処理して接着強度を向上する工程と、を含むものである。
【００３２】
筒状部材３の外面に樹脂９を塗布する工程においては、金属板からなるハット断面形状のアウタ部品５と、金属板からなる平板状のインナ部品７とが接合して筒状部材３を形成した後に、筒状部材３の外面に8mm以下の厚みで樹脂９を塗布する、あるいは、アウタ部品５及びインナ部品７における筒状部材３の外面に相当する部位に8mm以下の厚みで樹脂を塗布した後に、アウタ部品５とインナ部品７とを接合して筒状部材３を形成する、のいずれであってもよい。
【００３３】
樹脂９を塗布する具体的な方法としては、スプレーノズルを用いて樹脂９を噴霧して筒状部材の外面に塗布する方法や、ハケなどを用いて筒状部材３の外面に樹脂９を塗布する方法、さらには、樹脂９を含んだ塗料が貯留された貯槽に筒状部材３を浸漬させて筒状部材３の外面に樹脂９を塗布する方法、が挙げられる。なお、樹脂による重量増を考慮して、筒状部材３の周壁部の一部のみに樹脂を塗布した。
【００３４】
加熱処理する工程においては、樹脂９を塗布した筒状部材３を所定の条件で加熱処理して樹脂９を筒状部材３の外面に10MPa以上の接着強度で接着する。このとき、樹脂９と筒状部材３とは、樹脂９自体の加熱・溶融・固化による接着能、あるいは、接着剤により接着することができる。
【００３５】
樹脂９自体の接着能により接着する場合においては、筒状部材３の外面に樹脂９を塗布した後に加熱処理を行い、塗布した樹脂９の種類に応じて、10MPa以上の接着強度となるように加熱処理の温度及び時間を適宜調整すればよい。
これに対し、接着剤を用いて接着する場合においては、樹脂９と筒状部材３の外面とを接着剤を介して接着した後に加熱処理を行い、当該接着剤の接着強度が10MPa以上となるように加熱処理の温度及び時間を適宜調整すればよい。また、本発明において加熱処理を行う工程は、例えば、筒状部材３の外面に塗料を塗装して焼付処理をする工程を兼ねたものであってもよい。
【００３６】
なお、樹脂９と筒状部材３の外面との接着強度は、前述のとおり、金属板（鋼板など）と樹脂とを接着した２層角柱の衝突実験や、引張試験機を用いた測定により求めることができる。
【００３７】
上記のとおり、本実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法は、樹脂９を筒状部材３の外面に塗布するものであったが、本発明は、8mm以下の厚みの板状の樹脂を筒状部材の外面に接着剤を用いて貼付するものであってもよい。
さらには、ラミネート鋼板におけるラミネートと同様に、100μm程度の厚みのフィルム状の樹脂を筒状部材の外面に貼付するものであってもよい。
そして、加熱処理する工程において、板状の樹脂又はフィルム状の樹脂と筒状部材の外面との接着強度が10MPa以上となるようにすればよい。
【００３８】
次に、本実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１が軸圧壊する過程において衝突エネルギーの吸収性能が向上する理由について、以下に説明する。
【００３９】
鋼板等の金属板で形成された筒状部材を有する従来の自動車用衝突エネルギー吸収部品は、該自動車用衝突エネルギー吸収部品の軸方向先端に衝突荷重を入力し、該筒状部材が座屈耐力を越えて軸圧壊する過程において、該筒状部材は蛇腹状に座屈変形を繰り返し発生させることで衝突エネルギーを吸収する。
【００４０】
この過程において、筒状部材が割れずに座屈変形すれば衝突エネルギーは最も吸収されやすいが、筒状部材が蛇腹状に座屈変形した蛇腹形状の曲がり部分の先端に割れが発生すると、衝突エネルギーの吸収が不足して、本来の能力を発揮できなくなる。
この筒状部材の座屈変形に伴う蛇腹形状の曲がり部分は、金属板固有の小さな曲げ半径となるため、曲がりの面に応力が集中して割れが発生しやすい。
【００４１】
また、筒状部材の形状において、衝突エネルギーを吸収する能力が高い部位は天板部と縦壁部をつなぐ部分であるが、筒状部材をプレス成形する際に、最も加工を受けやすく加工硬化する部位でもある。その結果、加工硬化による延性の低下により、天板部と縦壁部をつなぐ蛇腹形状の曲がり部分の先端に割れが発生しやすい。
【００４２】
特に、近年、衝突特性と軽量化の両立を目的として自動車部品に採用されている高強度鋼板は、従来の強度の鋼板に比較して延性が小さいため、表１及び図３に示す鋼板引張強度レベルと鋼板の破断限界曲げ半径R/板厚tの関係（下記の参考文献１参照）によれば、同じ板厚の場合、鋼板の引張強度TSが大きいほど大きな曲げ半径で破断が発生しやすい。
そのため、高強度鋼板を用いた自動車用衝突エネルギー吸収部品が蛇腹状に座屈変形すると、鋼板強度の増加に伴って蛇腹形状の曲がり先端に割れが発生しやすくなる。
（参考文献１）長谷川浩平、金子真次郎、瀬戸一洋、「キャビン周りの車体部品の軽量化に貢献する高強度冷間圧延・合金化溶融亜鉛めっき（GA）鋼板」、JFE技報、No.30（2012年8月）、p.6-12．
【００４３】
【表１】
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【００４４】
その結果、自動車用衝突エネルギー吸収部品への高強度鋼板の適用にあたり、鋼板のさらなる高強度化の進展を阻害する要因であった。
そこで、本発明では、筒状部材の蛇腹形状の曲がり部分が、上述した金属板固有の小さな曲げ半径となることに着目し、当該曲げ半径を大きくできれば、衝突時の座屈変形に伴う蛇腹形状の曲がり先端の割れを防止できることを発想したわけである。
【００４５】
すなわち、軸圧壊衝突初期において金属板製の筒状部材３が座屈変形した際に、凸状に変形した曲げ部において、金属板と金属板との間に介在する物を挟んで圧縮することにより、凸状の曲げ部の曲げＲを大きく保持できるわけである。
しかし、金属板と金属板との間に介在する物を追加すると、部品の重量増につながるため、できる限り軽量なものがよい。
【００４６】
そこで、本発明では、筒状部材の外面に樹脂を接着して、金属板と金属板との間に樹脂を挟むこととし、これにより、樹脂が介在して凸状の曲げ部の曲げＲを金属板固有の破断限界曲げ半径より大きくすることができ、筒状部材の蛇腹形状の曲がり部分に割れが発生することが防止される。その結果、衝突エネルギーの吸収性能が低下することを抑止できる。
【００４７】
しかしながら、自動車用衝突エネルギー吸収部品の筒状部材の外面に塗布された樹脂と筒状部材の外面との接着強度が小さいと、前記自動車用衝突エネルギー吸収部品の軸方向先端に衝突荷重が入力して座屈変形が開始した直後から軸圧壊変形の終了に至るまでの過程において、前記筒状部材の外面に塗布された樹脂が筒状部材から剥離して離脱してしまう。その結果、座屈変形において金属板製筒状部材に割れが発生し、衝突エネルギー吸収性能を向上させることができなくなってしまう。
【００４８】
これに対し、本実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１においては、筒状部材３の外面に塗布されて10MPa以上の接着強度で接着されている樹脂９は、軸圧壊の過程において筒状部材３の外面から剥離して脱離することなく筒状部材３とともに圧縮変形する。
【００４９】
これにより、筒状部材３の座屈耐力を向上させるとともに、筒状部材３の変形抵抗を低下させることなく筒状部材３に蛇腹状に繰り返し座屈変形を発生させることでき、その結果、衝突エネルギーの吸収性能を向上させることができる。
【００５０】
さらに、樹脂９を塗布し加熱した後の厚みを8mm以下にすることで、軸圧壊衝突初期において金属板製の筒状部材３が座屈変形した際に、凹状に変形した曲げ部においては金属板と金属板との間に樹脂が挟まれる。これにより、凹状の曲げ部の曲げＲが金属板固有の破断限界曲げ半径より小さくなることを防ぐことができ、金属板に破断が発生することが防止される。その結果、衝突エネルギーの吸収性能が低下することを抑止できる。
【００５１】
なお、従来のように、筒状部材３の閉断面空間の全体を樹脂で覆う必要はない。これは、上記の理由により、衝突時の座屈変形に伴う蛇腹形状の曲がり部分の先端に樹脂を存在させればよいためである。従って、座屈変形に伴って樹脂を存在させるには、衝突エネルギーを吸収する能力が高い部位である筒状部材３の天板部と縦壁部をつなぐ部位は樹脂を接着させることが必須である。
【００５２】
そのため、図４に示す自動車用衝突エネルギー吸収部品１５のように、アウタ部品５のパンチ肩Ｒ部５ｂに樹脂１７を塗布したものであっても、軸方向に衝突荷重が入力した際の衝突エネルギーの吸収性能が低下することを抑止し、かつ座屈耐力を向上させることができる。
【００５３】
もっとも、図５に示すように、筒状部材３の外面の全面に樹脂１３を塗布して閉断面空間の周壁部の全部を形成した自動車用衝突エネルギー吸収部品１１においても、筒状部材３の座屈耐力の向上と破断を防止する効果が得られる。
【００５４】
さらに、本実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１においては、筒状部材３の外面に塗布した樹脂９は、振動を吸収する制振材としても機能する。
例えば、軸圧壊させて衝突エネルギーを吸収する部品であるフロントサイドメンバーとして自動車用衝突エネルギー吸収部品１を用いる場合においては、該フロントサイドメンバーに搭載される自動車エンジンの振動を樹脂９が吸収することが可能となり、制振性が向上する。
この点に関しては、後述する実施例にて実証する。
【００５５】
なお、上記の説明において、筒状部材３は、ハット断面形状のアウタ部品５と平板状のインナ部品７とをスポット溶接等により接合して形成されたものである。もっとも、筒状部材３はこれに限定するものではなく、例えば、ハット断面形状やコ字断面形状の部材同士を接合して筒状に形成したものであってもよいし、円筒部材または円筒部材の断面を多角形に成形したものや、複数の部材をフランジ面で合わせて多角形としたものであってもよい。
【００５６】
さらに、上記の説明は、筒状部材３の外面に樹脂９が塗布された自動車用衝突エネルギー吸収部品１についてのものであったが、筒状部材の外面に板状又はフィルム状の樹脂が貼付され、その接着強度が10MPa以上のものであっても、本実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１と同様の作用効果が得られる。
【００５７】
［実施の形態２］
＜自動車用衝突エネルギー吸収部品＞
前述の実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１において、さらに、筒状部材３の外面と樹脂９との接着強度を10MPa以上に確実に確保するために、軸圧壊する過程において筒状部材３の外面に接着した樹脂９が離脱して衝突エネルギーの吸収性能が向上しない場合がないように、樹脂９の離脱を防止する手段を検討した。
【００５８】
そこで、本発明の実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品２１は、図６及び図７に示すように、軸圧壊して衝突エネルギーを吸収し、天板部とこれに続く縦壁部を有する筒状部材３と、筒状部材３の外面に塗布された樹脂９とを有し、樹脂９は、8mm以下の厚みで塗布されて、かつ10MPa以上の接着強度で前記外面に接着され、さらに、樹脂９が外面から離脱するのを防止するために樹脂９の表面を覆うとともに、筒状部材３の縦壁部５ｃの外面に接合された離脱防止部材２３を有し、樹脂９は、10MPa以上の接着強度で離脱防止部材２３とも接着されているものである。
【００５９】
離脱防止部材２３は、金属板製（例えば、鋼板製）であり、図７に示すように、筒状部材３の外面の一部であるアウタ部品５に塗布された樹脂９を覆うとともに、アウタ部品５の縦壁部５ｃの外面に、例えばスポット溶接等により接合されている。また、離脱防止部材２３の役目は樹脂９の離脱防止であり、金属板の強度が低くて、板厚が薄いものでもよい。
なお、樹脂９は少なくとも天板部５ａと縦壁部５ｃをつなぐ部分（パンチ肩Ｒ部５ｂ）に必要とされ、しかも、できるだけ軽量化したいので、樹脂９の縦壁高さを短くしたいことから、離脱防止部材２３はアウタ部品５の縦壁部５ｃに接合させるようにした。
【００６０】
また、樹脂９と筒状部材３及び離脱防止部材２３の接着強度は、前述の実施の形態１と同様に、金属板（鋼板など）と樹脂とを接着した２層角柱の衝突解析により求めてもよいし、接着後の樹脂と筒状部材及び離脱防止部材の一部を切り出して引張試験機により測定して求めてもよい。
【００６１】
上記のとおり、本実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品２１は、筒状部材３の外面に樹脂９が塗布されたものであるが、本発明は、8mm以下の厚みの板状の樹脂が筒状部材の外面に接着剤を用いて貼付されたものであってもよい。
さらには、ラミネート鋼板におけるラミネート並みに、100μm程度の厚みのフィルム状の樹脂が筒状部材の外面に貼付されたものであってもよい。
そして、板状の樹脂又はフィルム状の樹脂と筒状部材の外面との接着強度が10MPa以上であればよい。
【００６２】
＜自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法＞
次に、本実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法について、説明する。
本実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法の一態様は、図６及び図７に示すように、車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に衝突エネルギーを吸収し、天板部とこれに続く縦壁部を有する筒状部材３を有してなる自動車用衝突エネルギー吸収部品２１を製造する方法であって、筒状部材３の外面に8mm以下の厚みで樹脂９を塗布する工程と、樹脂９の表面に離脱防止部材２３を貼り付けるとともに離脱防止部材２３を筒状部材３の外面に接合する工程と、樹脂９を塗布した筒状部材３を所定の条件で加熱処理し、樹脂９を筒状部材３の外面及び離脱防止部材２３のそれぞれと10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を備えたものである。
【００６３】
筒状部材３の外面に樹脂９を塗布する工程においては、金属板からなるハット断面形状のアウタ部品５と、金属板からなる平板状のインナ部品７とを接合して筒状部材３を形成した後に、筒状部材３の外面に8mm以下の厚みとなるように樹脂９を塗布する。
このとき、液体状の樹脂９を筒状部材３の外面に8mm以下で塗布するものや、8mm以下の厚みの板状の樹脂９を筒状部材３の外面に接着剤を用いて接着するもののいずれであってもよい。
【００６４】
離脱防止部材２３を筒状部材３の外面に接合する工程においては、離脱防止部材２３を筒状部材３の外面に塗布した樹脂に貼付または接着剤を用いて接着し、アウタ部品５の縦壁部５ｃの外面にスポット溶接等により接合する。
【００６５】
そして、加熱処理する工程においては、樹脂９を塗布するとともに離脱防止部材２３を配設した筒状部材３を所定の条件で加熱処理し、樹脂９と筒状部材３の外面及び離脱防止部材２３のそれぞれと10MPa以上の接着強度で接着する。
【００６６】
あるいは、接着剤を用いて樹脂９を筒状部材３の外面に接着する場合においては、樹脂９を筒状部材３の外面に接着した後に加熱処理を行い、当該接着剤の接着強度が10MPa以上となるように加熱処理の温度及び時間を適宜調整すればよい。また、本発明において加熱処理を行う工程は、例えば、筒状部材３の外面を塗料で塗装して焼付処理をする工程を兼ねたものであってもよい。
【００６７】
なお、樹脂９と筒状部材３の外面との接着強度は、前述のとおり、金属板（鋼板など）と樹脂とを接着した２層角柱の衝突解析や、引張試験機を用いた測定により求めることができる。
【００６８】
上記の説明において、本実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法は、筒状部材３の外面に樹脂９を塗布した後に、離脱防止部材２３を筒状部材３の外部に配設して樹脂９の表面に貼付するととともに筒状部材３の外面に接合するものであったが、樹脂９の塗布と離脱防止部材２３の配設は上記の順番に限定されるものではない。
【００６９】
すなわち、本実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品２１の製造方法の他の態様として、筒状部材３の外面から樹脂９が離脱するのを防止する離脱防止部材２３に8mm以下の厚みで樹脂９を塗布又は貼付する工程と、樹脂９を塗布又は貼付した離脱防止部材２３における樹脂９を筒状部材３の外面に当接するとともに離脱防止部材２３を筒状部材３の外面に接合する工程と、所定の条件で加熱処理することで樹脂９を筒状部材３の外面と離脱防止部材２３のそれぞれと10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を備えたものであってもよい。
【００７０】
本実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品２１においては、前述の実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１と同様、筒状部材３が蛇腹状に座屈変形して軸圧壊する過程において樹脂９が筒状部材３の外面から離脱することを防止する。これにより、本実施の形態に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品２１は、筒状部材３が座屈変形した際に該座屈変形部分の外側に樹脂９が挟み込まれて破断限界曲げ半径以下となることを効果的に防止することで、軸圧壊初期における筒状部材３の破断を防止でき、衝突エネルギー吸収性能をさらに向上させるができる。
【００７１】
なお、自動車用衝突エネルギー吸収部品２１は、アウタ部品５の天板部５ａを跨いでパンチ肩Ｒ部５ｂを含むように樹脂９が塗布されたものであるが、本発明は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す自動車用衝突エネルギー吸収部品２５、２６のように、アウタ部品５のパンチ肩Ｒ部５ｂにのみ樹脂２７を塗布したものであってもよい。
【００７２】
このように、アウタ部品５のパンチ肩Ｒ部５ｂのみに樹脂２７を塗布して10MPa以上の接着強度でアウタ部品５と離脱防止部材２３とに接着したものであっても、軸圧壊衝突初期において樹脂２７がアウタ部品５から離脱するのが防止されて座屈耐力が向上し、衝突エネルギーの吸収性能を向上させることができる。
さらに、アウタ部品５のプレス成形過程において加工硬化が進行したパンチ肩Ｒ部５ｂが軸圧壊過程において座屈変形したときに、該座屈変形の曲げ部の内側に樹脂２７が挟み込まれて破断限界曲げ半径以下に曲げられるのを防ぐことで、破断が生じるのを防止することができる。
【００７３】
さらに、本実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品２１においても、筒状部材３の外面に塗布した樹脂９は、振動を吸収する制振材としても機能する。
【００７４】
例えば、軸圧壊させて衝突エネルギーを吸収する部品であるフロントサイドメンバーとして自動車用衝突エネルギー吸収部品２１を用いる場合においては、該フロントサイドメンバーに搭載される自動車エンジンの振動を樹脂９が吸収することが可能となり、制振性が向上する。
【００７５】
さらに、上記の説明は、筒状部材３の外面に樹脂９が塗布された自動車用衝突エネルギー吸収部品２１についてのものであったが、筒状部材の外面に板状又はフィルム状の樹脂が貼付され、その接着強度が10MPa以上のものであっても、本実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品２１と同様の作用効果が得られる。
【実施例】
【００７６】
本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の効果を確認するための実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
【００７７】
本実施例では、本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品を試験体とし、軸圧壊試験による衝突エネルギーの吸収特性の評価と、打撃振動試験における周波数応答関数の測定と固有振動数の算出による制振特性の評価を行った。
【００７８】
軸圧壊試験においては、図９に示すように、筒状部材３を有する試験体３１の軸方向に試験速度17.8m/sで荷重を入力して試験体長（試験体３１の軸方向長さL0）を200mmから120mmまで80mm軸圧壊変形させたときの荷重とストローク（軸圧壊変形量）の関係を示す荷重−ストローク曲線を測定するとともに、高速度カメラによる撮影を行い変形状態と筒状部材における破断発生の有無を観察した。さらに、測定した荷重−ストローク曲線から、ストロークが0〜80mmまでの吸収エネルギーを求めた。
【００７９】
一方、打撃振動試験においては、図１０に示すように、吊り下げた試験体３１に加速度センサー（小野測器製：NP-3211）を離脱防止部材２３の天板部のエッジ付近に取り付け、インパクトハンマ（小野測器製：GK-3100）で試験体３１の離脱防止部材２３の縦壁部における加速度センサー取付部と逆側を打撃加振し、加振力と試験体３１に発生した加速度をFFTアナライザ（小野測器製：CF-7200A）に取り込み、周波数応答関数を算出した。ここで、周波数応答関数は、５回の打撃による平均化処理とカーブフィットにより算出した。そして、算出した周波数応答関数により振動モード解析を行い、同一モードにおける固有振動数を求めた。図１１に、対象とした振動モードを示す。
【００８０】
図１２〜図１４に、発明例とした試験体の構造及び形状を示す。
【００８１】
図１２は、前述した本発明の実施の形態２に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品２１（図６及び図７）を試験体３１としたものである。
試験体３１は、アウタ部品５とインナ部品７とがスポット溶接により接合された筒状部材３を有し、アウタ部品５における天板部５ａ、パンチ肩Ｒ部５ｂ及び縦壁部５ｃの外面に塗布又は貼付された樹脂９を覆うように離脱防止部材２３がアウタ部品５の縦壁部５ｃの外面に接合されている。
【００８２】
図１３は、本発明の実施の形態２の他の態様に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品２５（図８（ａ））を試験体３３としたものである。
試験体３３は、試験体３１と同様に、アウタ部品５とインナ部品７とがスポット溶接により接合された筒状部材３を有し、アウタ部品５のパンチ肩Ｒ部５ｂに樹脂２７が塗布又は貼付され、樹脂２７の表面を覆うように離脱防止部材２３が配設されてアウタ部品５の縦壁部５ｃの外面に接合されている。
【００８３】
図１４は、前述した本発明の実施の形態１に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１（図１及び図２）を試験体３５としたものである。試験体３５は、アウタ部品５とインナ部品７とがスポット溶接により接合された筒状部材３を有しアウタ部品５における天板部５ａ、パンチ肩Ｒ部５ｂ及び縦壁部５ｃの外面に樹脂９が塗布又は貼付されている。
【００８４】
図１２〜図１４に示す試験体３１、試験体３３及び試験体３５に用いられるアウタ部品５及びインナ部品７は、いずれも同一形状・寸法であり、これらの試験体長L0は200mmとした。
【００８５】
そして、試験体３１、試験体３３及び試験体３５において、樹脂９及び樹脂２７は、エポキシ系又はウレタン系の発泡樹脂とした。そして、塗布又は貼付する樹脂９又は樹脂２７の厚みを0.1mm、1mm（図１５（ｃ））、3mm（図１５（ｂ））又は8mm（図１５（ａ））以下とし、アウタ部品５の外面と樹脂９又は樹脂２７との接着強度を本発明の範囲内（10MPa以上）とした。なお、本実施例における接着強度は、筒状部材に用いた金属板と樹脂とを接着した２層角柱の衝突解析を行い、該衝突解析により求めた金属板と樹脂との界面に作用する最大せん断応力又は平均せん断応力とした。
【００８６】
さらに、本実施例では、発明例の筒状部材３及び離脱防止部材２３と同一形状・同一寸法であって樹脂が塗布又は貼付されていない試験体４１（図１６）を用いたものと、樹脂９又は樹脂２７の接着強度が本発明の範囲よりも小さい10.0MPa未満の試験体３１、試験体３３又は試験体３５を用いたもの比較例とし、発明例と同様に軸圧壊試験及びインパルス打撃試験を行った。
表２に、発明例及び比較例とした試験体の構造、樹脂の種類及び接着強度の各条件を示す。なお、表２における樹脂塗布の範囲について、「アウタＲＦ」は、アウタ部品５の天板部５ａと縦壁部５ｃの一部を、「パンチ肩Ｒ」は、アウタ部品５のパンチ肩Ｒ部５ｂを示すものである。
【００８７】
【表２】
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【００８８】
発明例１〜発明例７は、樹脂の接着強度が本発明の範囲内（10MPa以上）のものであり、発明例１〜発明例５及び発明例７は、離脱防止部材２３が設けられた試験体３１又は試験体３３を用いたもの、発明例６は、離脱防止部材が設けられていない試験体３５を用いたものである。
一方、比較例１〜比較例４は、樹脂が塗布又は貼付されていないものであり、比較例５〜比較例７は、樹脂の接着強度が本発明の範囲外（10MPa未満）のものである。
【００８９】
試験体の構造と試験体重量、さらに、軸圧壊試験を行ったときの吸収エネルギーの結果と、打撃振動試験により求めた固有振動数の結果を前掲した表２に示す。表２に示す試験体重量は、樹脂９又は樹脂２７が塗布されている試験体３１又は試験体３３においてはアウタ部品５、インナ部品７、離脱防止部材２３及び樹脂９若しくは樹脂２７の各重量の総和であり、樹脂が塗布又は貼付されていない試験体４１においてはアウタ部品５、インナ部品７及び離脱防止部材２３の各重量の総和である。
【００９０】
比較例１は、樹脂が塗布されていない試験体４１（図１６）を用いたものであり、試験体重量は1.09kgであった。吸収エネルギーは、6.5kJであった。さらに、固有振動数は、145Hzであった。
【００９１】
比較例２は、比較例１と同様に樹脂が塗布されていない試験体４１において、アウタ部品５の板厚を1.2mmから1.4mmに変更したものであり、試験体重量は1.20kgであった。吸収エネルギーは、7.0kJであり、固有振動数は、165Hzであった。
【００９２】
比較例３は、比較例１と同一形状の試験体４１において、アウタ部品５を980MPa級の高強度鋼板としたものであり、試験体重量は1.09kgであった。吸収エネルギーは8.1kJであり、比較例１よりも増加したが、筒状部材３に破断が発生した。また、固有振動数は、145Hzであった。
【００９３】
比較例４は、比較例１と同一形状の試験体４１において、アウタ部品５を1180MPa級の高強度鋼板としたものであり、試験体重量は1.10kgであった。吸収エネルギーは8.5kJであり、比較例３よりもさらに増加したが、筒状部材３に破断が発生した。また、固有振動数は、145Hzであった。
【００９４】
比較例５は、本発明に係る試験体３１と同一形状であるが、厚み1mmの樹脂９とアウタ部品５及び離脱防止部材２３とを接着せずに接着強度を0MPaとしたものである。試験体重量は、1.18kgであった。さらに、吸収エネルギーは8.8kJであり、筒状部材３に破断が発生した。また、固有振動数は、265Hzであった。
【００９５】
比較例６は、アウタ部品５のパンチ肩Ｒ部５ｂのみに厚み3mmの樹脂２７が塗布された本発明に係る試験体３３と同一形状であるが、樹脂２７とアウタ部品５及び離脱防止部材２３との接着強度を本発明の範囲外である4.0MPaとしたものである。試験体重量は、1.14kgであった。さらに、吸収エネルギーは7.7kJであり、筒状部材３に破断が発生した。また、固有振動数は、290Hzであった。
【００９６】
比較例７は、本発明に係る試験体３１と同一形状であるが、樹脂９とアウタ部品５及び離脱防止部材２３との接着強度を本発明の範囲外である9.0MPaとしたものである。試験体重量は、1.29kgであった。さらに、吸収エネルギーは8.6kJであり、筒状部材３に破断が発生した。また、固有振動数は、298Hzであった。
【００９７】
比較例８は、本発明に係る試験体３５と同一形状であるが、樹脂９とアウタ部品５との接着強度を本発明の範囲外である4.0MPaとしたものである。試験体重量は、0.98kgであった。さらに、吸収エネルギーは、8.9kJであり、筒状部材３に破断が発生した。また、固有振動数は、275Hzであった。
【００９８】
比較例９は、本発明に係る試験体３１と同一形状であるが、樹脂９の厚みを本発明の範囲外である9mmとしたものである。試験体重量は、1.41kgであり、単位重量あたりの吸収エネルギーは、8.9kJであった。また、固有振動数は、285Hzであった。
【００９９】
発明例１は、アウタ部品５を鋼板強度590MPa級の鋼板とし、樹脂９の厚みが8mm、接着強度が本発明の範囲内（10.0MPa以上）の11.9MPaである試験体３１（図１５（ａ））用いたものである。
発明例１における試験体重量は1.35kgであり、樹脂を塗布又は貼付していない同一材質の比較例１における試験体重量（＝1.09kg）よりも増加した。
発明例１における吸収エネルギーは、13.0kJであり、比較例１における吸収エネルギー6.5kJに比べて大幅に向上し、筒状部材３に破断は発生しなかった。その上、アウタ部品５を1180MPa級の高強度鋼板とした試験体４１を用いた比較例４における吸収エネルギー（＝8.5kJ）と比較しても、吸収エネルギーは大幅に向上した。
さらに、吸収エネルギーを試験体重量で除した単位重量当りの吸収エネルギーは9.6kJ/kgであり、比較例１（＝6.0kJ/kg）及び比較例４（＝7.7kJ/kg）よりも向上した。
また、発明例１における固有振動数は、460Hzであり、比較例１（＝145Hz）よりも大幅に上昇した。
【０１００】
発明例２は、アウタ部品５を鋼板強度590MPa級の鋼板とし、樹脂９の厚みを1mmとした試験体３１（図１５（ｃ））を用いたものである。発明例２における吸収エネルギーは9.6kJであり、発明例１に比べて低いものの、比較例１における吸収エネルギー（＝6.5kJ）に比べて大幅に向上し、筒状部材３に破断は発生しなかった。
また、発明例２における試験体重量は1.18kgであり、発明例１における試験体重量1.35kgよりも軽量となった。
さらに、発明例２における単位重量当たりの吸収エネルギーは8.1kJ/kgであり、比較例１（＝6.0kJ/kg）よりも向上した。
また、発明例２における固有振動数は、340Hzであり、比較例１（＝145Hz）よりも大幅に上昇した。
【０１０１】
発明例３は、発明例２と同一形状の試験体３１において、アウタ部品５を鋼板強度1180MPa級の高強度鋼板としたものである。発明例３における吸収エネルギーは12.4kJであり、発明例１に比べてやや低いものの、比較例１よりも大幅に向上し、筒状部材３に破断は発生しなかった。
また、発明例３における試験体重量は1.18kgであり、発明例１よりも軽量であった。
さらに、発明例３における単位重量当たりの吸収エネルギーは10.5kJ/kgであり、発明例１（＝9.6kJ/kg）及び比較例１（＝6.0kJ/kg）よりも向上した。
なお、比較例４では50mm軸圧壊時に筒状部材３に破断が発生したが、発明例３では筒状部材３に破断は発生しなかった。これは、樹脂９をアウタ部品５に塗布して10MPa以上の接着強度で接着したことにより、蛇腹状の座屈変形の曲げ半径が破断限界曲げ半径以下とならなかったためである。
また、発明例３における固有振動数は、340Hzであり、アウタ部品５に同一素材の鋼板を用い、かつ樹脂が塗布されていない比較例４（＝145Hz）よりも大幅に上昇した。
【０１０２】
発明例４は、アウタ部品５を鋼板強度590MPa級の鋼板とし、樹脂９がアウタ部品５のパンチ肩Ｒ部５ｂのみに厚み3mmで塗布された試験体３３を用いたものである。発明例４における吸収エネルギーは9.1kJであり、比較例１における吸収エネルギー6.5kJに比べて大幅に向上した。
また、発明例４における試験体重量は1.14kgであり、発明例１よりも軽量であった。
さらに、発明例４における単位重量当たりの吸収エネルギーは8.0kJ/kgであり、比較例１（＝6.0kJ/kg）よりも向上し、筒状部材３に破断は発生しなかった。
また、発明例４における固有振動数は、370Hzであり、アウタ部品５のパンチ肩Ｒ部５ｂのみに塗布された樹脂１７の接着強度が本発明の範囲外である比較例６における固有振動数290Hzよりも大幅に上昇した。
【０１０３】
発明例５は、発明例１と同一形状の試験体３１において、樹脂９の厚みを3mmとしたものである（図１５（ｂ））。発明例５における吸収エネルギーは9.8kJであり、発明例１に比べて低いものの、比較例１よりも大幅に向上し、筒状部材３に破断は発生しなかった。
また、発明例５における試験体重量は1.22kgであり、発明例１よりも軽量となった。
さらに、発明例５における単位重量当たりの吸収エネルギーは8.0kJ/kgであり、接着強度が本発明の範囲外（＝9.0MPa）である試験体３１を用いた比較例７における単位重量当たりの吸収エネルギー6.7kJ/kgよりも向上した。
また、発明例５における固有振動数は、370Hzであり、比較例７における固有振動数298Hzよりも向上した。
【０１０４】
発明例６は、離脱防止部材を設けずに、厚み1mmの樹脂９をアウタ部品５に塗布した試験体３５を用いたものであり、試験体重量は0.98kgであった。
発明例６における吸収エネルギーは11.3kJ、単位重量あたりの吸収エネルギーは11.5kJ/kgであり、発明例１と同等以上のエネルギー吸収性能であり、筒状部材３に破断は発生しなかった。
【０１０５】
発明例７は、発明例１と同一形状の試験体３１において、樹脂９の厚みを通常のラミネート鋼板におけるラミネートと同程度である0.1mmとしたものであり、試験体重量は1.11kgであった。
発明例７における吸収エネルギーは11.8kJ、単位重量あたりの吸収エネルギーは10.6kJ/kgであり、発明例１と同等以上のエネルギー吸収性能であり、筒状部材３に破断は発生しなかった。
【０１０６】
以上より、本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品によれば、軸方向に衝突荷重が入力して軸圧壊する場合において、重量の増加を抑えつつ衝突エネルギーの吸収性能を効率良く向上でき、かつ、打撃を加えたときの固有振動数が上昇して制振性を向上できることが示された。
【０１０７】
なお、固有振動数が上昇することにより制振性が向上する理由は、以下のとおりである。
上述するフロントサイドメンバーのような衝突部材である筒状部材３の固有振動数が、当該部材に搭載されるエンジンの振動の周波数範囲に入ると、共振して振動が大きくなる。
例えば、エンジンが通常走行の高回転域である4000rpmで回転すると、クランクシャフトは同じ回転数で回り、４サイクルエンジンでは一気筒当たり２回転に１回爆発するため１分間に2000回（１秒間に33.3回）振動し、振動の周波数は４気筒エンジンで133Hz、６気筒エンジンで200Hz、８気筒エンジンで267Hzとなる。
従って、本発明の約300Hz以上の固有振動数であれば、上記の共振を確実に防ぐことができて制振性が向上するわけである。
【符号の説明】
【０１０８】
１  自動車用衝突エネルギー吸収部品
３  筒状部材
５  アウタ部品
５ａ  天板部
５ｂ  パンチ肩Ｒ部
５ｃ  縦壁部
７  インナ部品
９  樹脂
１１  自動車用衝突エネルギー吸収部品
１３  樹脂
１５  自動車用衝突エネルギー吸収部品
１７  樹脂
２１  自動車用衝突エネルギー吸収部品
２３  離脱防止部材
２５  自動車用衝突エネルギー吸収部品
２６  自動車用衝突エネルギー吸収部品
２７  樹脂
３１  試験体（発明例）
３３  試験体（発明例）
３５  試験体（発明例）
４１  試験体（比較例）
【図１】
2020192870.tif 000005
【図２】
2020192870.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月28日(2020.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収する自動車用衝突エネルギー吸収部品であって、
軸圧壊して衝突エネルギーを吸収し、天板部とこれに続く縦壁部を有する筒状部材と、
該筒状部材の少なくとも天板部と縦壁部の外面に塗布又は貼付された樹脂とを有し、
該塗布又は貼付された樹脂は、加熱された後の厚みが8mm以下で閉断面空間の周壁部であって少なくとも当該一部を形成し、かつ10MPa以上の接着強度で前記外面に接着されており、
前記樹脂が前記外面から離脱するのを防止するために該樹脂の表面を覆うとともに前記縦壁部の外面に接合された離脱防止部材を有し、
前記樹脂は、10MPa以上の接着強度で前記離脱防止部材とも接着されている、自動車用衝突エネルギー吸収部品。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車用衝突エネルギー吸収部品を製造する自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法であって、
前記筒状部材の外面に8mm以下の厚みで樹脂を塗布又は貼付する工程と、
前記外面に塗布又は貼付した前記樹脂が該外面から離脱するのを防止する離脱防止部材を前記樹脂の表面を覆うように配設して前記縦壁部の外面に接合する工程と、
前記樹脂を塗布又は貼付した前記筒状部材を所定の条件で加熱処理し、前記樹脂を前記筒状部材の外面及び前記離脱防止部材のそれぞれに10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を含む、自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の自動車用衝突エネルギー吸収部品を製造する自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法であって、
前記筒状部材の天板部とこれに続く縦壁部の外面から樹脂の離脱を防止する離脱防止部材に8mm以下の厚みで該樹脂を塗布又は貼付する工程と、
該樹脂を塗布又は貼付した離脱防止部材における樹脂を前記筒状部材の外面に当接するように配設して該離脱防止部材を前記縦壁部の外面に接合する工程と、
該離脱防止部材を外面に接合した前記筒状部材を所定の条件で加熱処理し、前記樹脂を前記外面及び前記離脱防止部材のそれぞれに10MPa以上の接着強度で接着する工程と、を含む、自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法。