(57)【要約】【課題】部品に負荷される特定方向の外部荷重のエネルギーを効率よく吸収するとともに、部品の軽量化をはかることができるエネルギー吸収締結構造を提供する。【解決手段】逐次破壊可能な材料からなる部品を締結部材によりベース部材に締結する締結構造であり、部品に負荷される特定方向の外部荷重のエネルギーを、締結構造を介して吸収するエネルギー吸収締結構造であって、前記特定方向における締結部材による締結部の領域内において、部品に、外部荷重の入力側部位における厚みよりもその反対側部位における厚みの方が小さくなる厚み変更部を設けたことを特徴とするエネルギー吸収締結構造。【選択図】図１
2014119063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
逐次破壊可能な材料からなる部品を締結部材によりベース部材に締結する締結構造であり、前記部品に負荷される特定方向の外部荷重のエネルギーを、前記締結構造を介して吸収するエネルギー吸収締結構造であって、前記特定方向における前記締結部材による締結部の領域内において、前記部品に、前記外部荷重の入力側部位における厚みよりもその反対側部位における厚みの方が小さくなる厚み変更部を設けたことを特徴とするエネルギー吸収締結構造。
【請求項２】
前記部品が、樹脂を含む材料から構成されている、請求項１に記載のエネルギー吸収締結構造。
【請求項３】
前記部品が、熱可塑性樹脂を含む材料から構成されている、請求項１または２に記載のエネルギー吸収締結構造。
【請求項４】
前記締結部において、前記締結部材の周囲にカラーが嵌合されている、請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー吸収締結構造。
【請求項５】
前記部品の前記厚みが小さい部位に、前記ベース部材に向けて立設されたリブが設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載のエネルギー吸収締結構造。
【請求項６】
前記締結部材がボルトからなる、請求項１〜５のいずれかに記載のエネルギー吸収締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品締結構造を介して部品に負荷される特定方向の外部荷重のエネルギーを効率よく吸収できるようにしたエネルギー吸収締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品を締結部材によりベース部材に締結する構造においては、大きな外部荷重が負荷された際、締結部から破壊されることが多い。また、この性質を利用して、締結部を介して、あるいはその周辺部を介して、外部荷重のエネルギーを吸収できるようにしておくことが要求されることもある。
【０００３】
例えば図５、図６に、一般的な部品の締結部を示すように、部品２１のある部位２２(肉厚一定の部位であることが多い)に、締結用の孔２３が設けられ、該孔２３に挿入されたボルト等からなる締結部材２４により、部品２１がベース部材２５に締結される構造が一般的な構造である。このような締結構造を有する場合、特定方向に、例えば図の矢印方向に、外部荷重Ｆが負荷されたとき、孔２３の内面の外部荷重負荷側にベアリング荷重がかかり、このベアリング荷重があるレベルを超えると、とくに部品２１の外部荷重負荷側の部位２６から破壊が進行していくことが多い。
【０００４】
上記のような破壊が進行していく過程で、外部荷重Ｆのエネルギーが吸収されていくことになり、とくに部品２１が逐次破壊可能な材料(例えば、逐次破壊可能な樹脂)から構成されている場合、外部荷重負荷側の部位２６における局部的な逐次破壊により、部品２１全体の破壊に至る前に、安定的にエネルギーを吸収していくことが可能になる。
【０００５】
ところが、上記のような逐次破壊のメカニズムを考える場合、部品２１の外部荷重負荷側の部位２６とは反対側に位置する部位２７は、逐次破壊によるエネルギーの吸収には実質的に寄与していないと考えられる。とくに、外部荷重Ｆが特定方向からのみ負荷される場合、あるいはその特定方向の反対方向から荷重が負荷されることがあってもその荷重が特定方向から負荷される外部荷重Ｆに比べてはるかに小さい場合、反対側に位置するその部位２７は、上記のような逐次破壊によるエネルギーの吸収には殆ど寄与しないと考えられる。
【０００６】
締結部を介して、あるいはその周辺部を介して、外部荷重のエネルギーを吸収することが求められる場合にあって、上記のようなエネルギーの吸収には殆ど寄与しない部位２７は、エネルギー吸収の観点からは、過剰仕様の部位、換言すれば無駄肉を有する部位となる。もちろん、部品２１全体や締結部の形態の保持や強度、剛性の確保等の面からは、ある程度の肉厚構造が必要とされる場合もあるが、締結部を介して、あるいはその周辺部を介して、外部荷重のエネルギーを吸収する点からみれば、無駄肉を有する部位であることが多い。このような無駄肉を有すると考えられる部位は、明らかに部品２１の軽量化を阻害している。
【０００７】
なお、特許文献１には、締結部の周囲部に同心円状にリブを形成しておく構造が開示されているが、この特許文献１に開示された構造は、締結具からの軸方向荷重を荷重軽減体によって軽減するようにした構造であり、締結部自体の補強や上記のような逐次破壊によるエネルギーの吸収には殆ど寄与しないと考えられる。
【０００８】
また、特許文献２は、樹脂筐体の締結部にエネルギー吸収可能なブッシュを埋設する構造が開示されているが、この特許文献２に開示された構造では、上述したような締結部周辺部の無駄肉に関する問題はそのまま残るとともに、ブッシュ埋設のために製造工程が複雑化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−２００９７９号公報
【特許文献２】特開２００５−１６３８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、逐次破壊可能な材料からなる部品の締結部あるいはその周辺部の簡単な構造改良により、部品に負荷される特定方向の外部荷重のエネルギーを効率よく吸収できるようにし、併せて、部品の無駄肉を極力削減して部品の軽量化をはかることができるようにしたエネルギー吸収締結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係るエネルギー吸収締結構造は、逐次破壊可能な材料からなる部品を締結部材によりベース部材に締結する締結構造であり、前記部品に負荷される特定方向の外部荷重のエネルギーを、前記締結構造を介して吸収するエネルギー吸収締結構造であって、前記特定方向における前記締結部材による締結部の領域内において、前記部品に、前記外部荷重の入力側部位における厚みよりもその反対側部位における厚みの方が小さくなる厚み変更部を設けたことを特徴とするものからなる。
【００１２】
このような本発明に係るエネルギー吸収締結構造においては、締結部の領域内において、部品に、上記外部荷重の入力側部位における厚みよりもその反対側部位(反外部荷重入力側部位と言う場合もある。)における厚みの方が小さくなる厚み変更部が設けられ、この反外部荷重入力側部位の無駄肉が削減されている。外部荷重の入力側部位においては、従来構造と同様、十分な肉厚が確保されているので、特定方向から負荷される外部荷重のエネルギーが、部品の構成材料である逐次破壊可能な材料の特性（つまり、逐次破壊特性）によって、安定して効率よく吸収されることになる。一方、この逐次破壊に寄与しない部品の反外部荷重入力側部位では厚みが小さくされているので、部品全体の軽量化が可能となる。すなわち、逐次破壊を伴った良好なエネルギー吸収性能が維持されつつ、同時に部品全体の軽量化が可能となる。
【００１３】
上記本発明に係るエネルギー吸収締結構造においては、締結される部品が、逐次破壊可能な材料から構成されていればよく、そのような材料として、とくに樹脂を含む材料を例示でき、中でも熱可塑性樹脂を含む材料を例示できる。このような逐次破壊可能な材料としての樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、スチレン系樹脂の他や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチレンメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ＰＰＥ、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、変性ＰＳＵ、ポリエーテルスルホン、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、更にポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系等の熱可塑エラストマー等が挙げられ、これらの共重合体、変性体、および２種類以上ブレンドした樹脂などであってもよい。とりわけ、高伸度の観点からはＰＣ樹脂やＡＢＳ樹脂およびそれらのブレンド材が、高強度の観点からはポリアミド樹脂およびそれらのブレンド材がより好ましく用いられる。
【００１４】
また、本発明に係るエネルギー吸収締結構造においては、上記締結部において、上記締結部材の周囲にカラーが嵌合されている構造を採用することができる。カラーを介して締結することにより、締結部材のネジ部等が部品の孔内面に直接接触することが回避され、また、外部荷重が伝達される際に荷重を均等に分散させることが可能になるので、微小部位に過大な局部荷重が負荷されることが防止され、その状態を通してより円滑なエネルギー吸収が可能となる。
【００１５】
また、上記部品の厚みが小さい反外部荷重入力側部位に、上記ベース部材に向けて立設されたリブが設けられている構造とすることもできる。すなわち、厚みを小さくした分、その部位の強度、剛性が低下するおそれがあるので、この部分にあるレベル以上の強度、剛性を発現させたい場合には、ベース部材に向けて立設されたリブを適切に付加し(軽量化効果を損なわない程度に負荷し)、該リブを介してその部分を補強するようにした構造である。
【００１６】
なお、上記締結部材の種類としてはとくに限定されないが、代表的にはボルトを使用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
このように、本発明に係るエネルギー吸収締結構造によれば、逐次破壊可能な材料、とくに樹脂材料からなる部品の締結部あるいはその周辺部の簡単な構造改良により、部品の軽量化をはかりつつ、締結部において外部荷重のエネルギーを効率よく吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施態様に係るエネルギー吸収締結構造の概略断面図である。
【図２】図１のエネルギー吸収締結構造の概略平面図である。
【図３】本発明の別の実施態様に係るエネルギー吸収締結構造の概略断面図である。
【図４】図３のエネルギー吸収締結構造の概略平面図である。
【図５】従来の一般的な締結部の構造を示す概略断面図である。
【図６】図５の締結部構造の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１、図２は、本発明の一実施態様に係るエネルギー吸収締結構造を示している。図において、１は、逐次破壊可能な材料、とくに熱可塑性樹脂からなる部品を示しており、該部品１は、締結部材としてのボルト２によりベース部材３に締結される。この締結構造において、本実施態様では、部品１には、特定方向の外部荷重Ｆが負荷される。この特定方向の外部荷重Ｆのエネルギーが、上記締結構造を介して吸収されるようになっている。このエネルギー吸収締結構造においては、外部荷重Ｆが負荷される上記特定方向(図の矢印Ｆの方向)におけるボルト２による締結部の領域内において、部品１に、上記外部荷重Ｆの入力側部位４における厚みＴよりもその反対側部位５における厚みｔの方が小さくなる厚み変更部６が設けられている。
【００２０】
上記実施態様に係るエネルギー吸収締結構造においては、外部荷重Ｆが負荷される特定方向におけるボルト２による締結部の領域内において、部品１に、上記外部荷重Ｆの入力側部位４における厚みＴよりもその反対側の反外部荷重入力側部位５における厚みｔの方が小さくなる厚み変更部６が設けられているので、まず、この反外部荷重入力側部位５の、特定方向の外部荷重Ｆのエネルギー吸収の観点からは無駄肉と考えられる肉厚が削減される。外部荷重Ｆの入力側部位４においては、従来構造と同様、十分な肉厚が確保されているので、特定方向から負荷される外部荷重Ｆのエネルギーが、部品１の構成材料である熱可塑性樹脂の逐次破壊特性によって、安定して効率よく吸収されることになる。この逐次破壊に寄与しない部品１の上記反外部荷重入力側部位５では厚みが小さくされているので、部品１全体の軽量化が可能となっている。したがって、逐次破壊を伴った良好なエネルギー吸収性能が維持されつつ、同時に部品１全体の軽量化が可能となる。
【００２１】
図３、図４は、本発明の別の実施態様に係るエネルギー吸収締結構造を示している。本実施態様においては、図１、図２に示した実施態様同様、部品１１が、締結部材としてのボルト１２によりベース部材１３に締結され、部品１１には、特定方向の外部荷重Ｆが負荷される。この特定方向の外部荷重Ｆのエネルギーが、上記締結構造を介して吸収されるようになっているが、このエネルギー吸収締結構造においては、外部荷重Ｆが負荷される上記特定方向(図の矢印Ｆの方向)におけるボルト１２による締結部の領域内において、部品１１に、上記外部荷重Ｆの入力側部位１４における厚みＴよりもその反対側の反外部荷重入力側部位１５における厚みｔの方が小さくなる厚み変更部１６が設けられている。
【００２２】
そして、本実施態様においては、上記部品１１の厚みが小さい反外部荷重入力側部位１５に、ベース部材１３に向けて立設されたリブ１７が設けられている。また、上記ボルト１２の周囲にカラー１８が嵌合されており、カラー１８を介して締結されている。
【００２３】
このように、厚みが小さい反外部荷重入力側部位１５にリブ１７を付加することで、厚みが小さい部位１５の強度、剛性の低下を適切に防止でき、部品１１の必要な部位を適切に補強して部品１１全体としての機械特性を確保することができる。また、ボルト１２周囲にカラー１８を嵌合しておくことで、するおそれがあるので、この部分にあるレベル以上の強度、剛性を発現させたい場合には、ボルト１２のネジ部等が部品１１の孔内面に直接接触することが回避され、かつ、外部荷重Ｆが部品１１内を伝達される際に荷重を均等に分散させることが可能になり、過大な局部荷重が負荷されることが防止されて、より円滑なエネルギー吸収が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係るエネルギー吸収締結構造は、外部荷重のエネルギー吸収が求められるあらゆる分野の締結部に適用可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１、１１  部品
２、１２  締結部材としてのボルト
３、１３  ベース部材
４、１４  外部荷重入力側部位
５、１５  反外部荷重入力側部位
６、１６  厚み変更部
１７  リブ
１８  カラー
Ｆ  外部荷重
Ｔ  外部荷重入力側部位の厚み
ｔ  反外部荷重入力側部位の厚み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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