(57)【要約】【課題】衝撃荷重に対するエネルギー吸収効率を高めることができる衝撃エネルギー吸収部材を提供する。【解決手段】底辺部が多角形状をなす角錐台状の突起部２を複数備え、該各突起部２は、前記底辺部の各底辺４ａから放射状に延びる連結片５により隣接する突起部２に連結され、前記各突起部２は放射状をなすように配置されている衝撃エネルギー吸収部材１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底辺部が多角形状をなす角錐状又は角錐台状の突起部を複数備え、
前記各突起部は、前記底辺部の各底辺から放射状に延びる連結片により隣接する突起部に連結され、前記各突起部は放射状をなすように配置されている
ことを特徴とする衝撃エネルギー吸収部材。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃エネルギー吸収部材において、
該衝撃エネルギー吸収部材は、前記各突起部の頂点又は頂面を起点にして前記角錐状又は角錐台状の各側片が放射状をなすよう延び、かつ該各側片を起点に前記連結片が放射状をなすよう延びる展開形状を有し、
前記各側片，各連結片を曲げ加工することにより形成されたものである
ことを特徴とする衝撃エネルギー吸収部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の衝撃エネルギー吸収部材において、
前記各突起部の連結片に囲まれた部分には、該各突起部より高さの低い第２の突起部が一体に形成されている
ことを特徴とする衝撃エネルギー吸収部材。
【請求項４】
請求項３に記載の衝撃エネルギー吸収部材において、
前記突起部は、前記角錐状又は角錐台状の稜線から突出し、前記第２の突起部に対向するよう形成された突出部を有する
ことを特徴とする衝撃エネルギー吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両衝突時の衝撃力を吸収するようにした衝撃エネルギー吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の衝撃エネルギー吸収部材として、例えば、特許文献１，２には、天板と、該天板に続いて形成された一対の脚壁とを有する断面コ字状の樹脂成形体１２をジグザクになるよう連続形成した構造のものが開示されている。この衝撃エネルギー吸収部材は、例えば自動車の天井部，ピラー部に配設することにより、車両衝突時に乗員が天井部やピラー部に衝突した場合の衝撃力を吸収することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７３７５号公報
【特許文献２】特開２０００−２１１４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記従来の衝撃エネルギー吸収部材は、天板に加わる衝撃荷重を、一対の脚壁が曲げ変形又は座屈変形することにより吸収する構造を採用しているが、構造上前記曲げ変形又は座屈変形が安定しない場合があり、安定したエネルギー吸収効果が得られないという懸念があり、この点での改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、前記従来の実情に鑑みてなされたもので、衝撃荷重に対するエネルギー吸収効率を高めることができる衝撃エネルギー吸収部材を提供することを課題している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、底辺部が多角形状をなす角錐状又は角錐台状の突起部を複数備え、前記各突起部は、前記底辺部の各底辺から放射状に延びる連結片により隣接する突起部に連結され、前記各突起部は放射状をなすように配置されていることを特徴とする衝撃エネルギー吸収部材である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の衝撃エネルギー吸収部材において、
該衝撃エネルギー吸収部材は、前記各突起部の頂点又は頂面を起点にして前記角錐状又は角錐台状の各側片が放射状をなすよう延び、かつ該各側片を起点に前記連結片が放射状をなすよう延びる展開形状を有し、前記各側片，各連結片を曲げ加工することにより形成されたものであることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の衝撃エネルギー吸収部材において、
前記各突起部の連結片に囲まれた部分には、該各突起部より高さの低い第２の突起部が一体に形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の衝撃エネルギー吸収部材において、
前記突起部は、前記角錐状又は角錐台状の稜線から突出し、前記第２の突起部に対向するよう形成された突出部を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明に係る衝撃エネルギー吸収部材によれば、角錐状又は角錐台状の突起部を複数備え、該各突起部を、底辺部の各底辺から放射状に延びる連結片により隣接する突起部に連結し、前記各突起部を、放射状をなすように配置した。
【００１１】
このように構成したので、突起部に加わる衝撃荷重は、角錐又は角錐台の側片に伝わることで該各側片が座屈変形し、続いて各側片から各連結片に伝わることで曲げ変形が誘発されることとなり、さらに各連結片を介して各突起部に放射状に伝わることとなる。このように衝撃荷重を広い範囲に分散させて伝達することができ、安定したエネルギー吸収効果を得ることができ、エネルギー吸収効率を高めることができる。このようにエネルギー吸収効率を高めることができることから、衝撃エネルギー吸収部材の板厚を薄くすることが可能となり、それだけ軽量化，低コスト化を図ることができる。
【００１２】
請求項２の発明では、前記各突起部の頂点又は頂面を起点にして放射状をなすよう延びる各側片及び該各側片を起点にして放射状をなすように延びる連結片を曲げ加工することにより衝撃エネルギー吸収部材を形成したので、プレス加工により金属プレートから展開形状を打ち抜くとともに前記側片及び連結片を曲げ加工することにより容易に、かつ低コストで衝撃エネルギー吸収部材を製造できる。
【００１３】
また、前記各側片，各連結片を曲げ加工することで突起部を形成したので、突起部の曲面に対する追随性が高いことから、例えば取付け基材に曲面があった場合にも容易に取り付けることができる。さらに各側片を起点として連結片を放射状に展開させたので、連結片への曲げ変形を誘発させ易くなる。
【００１４】
請求項３の発明では、前記各突起部の連結片に囲まれた部分に、突起部より高さの低い第２の突起部を形成したので、衝撃荷重を、前記突起部と、前記第２の突起部との２段階で吸収することができ、エネルギー吸収効率をより一層高めることができる。
【００１５】
請求項４の発明では、前記角錐状又は角錐台状の稜線から突出し、かつ前記第２の突起部に対向するように突出部を形成したので、衝撃荷重を、前記突起部の突出部より上の部分と、該突出部，前記突起部の突出部より下の部分及び第２の突起部とで段階的に吸収することができ、エネルギー吸収効率をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係る衝撃エネルギー吸収部材の斜視図である。
【図２】前記衝撃エネルギー吸収部材の平面図である。
【図３】前記衝撃エネルギー吸収部材の断面図（図２のIII-III線断面図）である。
【図４】前記衝撃エネルギー吸収部材の突起部の拡大平面図である。
【図５】前記衝撃エネルギー吸収部材の展開図である。
【図６】本発明の実施例２に係る衝撃エネルギー吸収部材の斜視図である。
【図７】前記衝撃エネルギー吸収部材の断面図である。
【図８】前記衝撃エネルギー吸収部材の展開図である。
【図９】前記実施例２に係る衝撃エネルギー吸収部材のエネルギー吸収効果を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１ないし図４は、本発明の実施例１に係る衝撃エネルギー吸収部材を説明するための図である。本実施例では、自動車の天井部に配設される衝撃エネルギー吸収部材を例に説明する。
【００１９】
図において、１は自動車の天井部に配設された衝撃エネルギー吸収部材を示している。この衝撃エネルギー吸収部材１は、角錐台状をなす多数の突起部２を隣接する突起部２に一体的に連結するとともに、該各突起部２を放射状をなすよう配置した構造を有し、詳細には、以下の構造となっている。
【００２０】
図４に示すように、前記各突起部２は、正六角形状をなす頂面３と、該頂面３の各側辺３ａに続くよう下方に折り曲げられた６つの側片４とを備えている。
【００２１】
前記各突起部２の底辺部は頂面３と相似形の六角形状をなしており、該底辺部の各底辺４ａには、連結片５が一体に屈曲形成されており、各連結片５により前記各突起部２は隣接する突起部と一体に連結されている。これにより各突起部２は、何れか１つの突起部２′を起点に放射状をなすよう配置されている（図２参照）。
【００２２】
前記衝撃エネルギー吸収部材１は、図５にその展開状態を示すように、前記各突起部２の頂面３を起点にして前記各側片４が放射状をなすよう延び、さらに該各側片４に続く連結片５により隣接する突起部２が放射状をなすように連結されている。前記各突起部２は、一枚の金属プレートからプレス加工により前記展開形状を打ち抜くとともに、前記各側片４及び各連結片５を側辺３ａ，底辺４ａにて曲げ加工することにより形成されたものである。
【００２３】
そして前記衝撃エネルギー吸収部材１は、図３に示すように、自動車の天井部７内に配設されたルーフリインホース８に固定されており、また該ルーフリインホース８の車内側には内装部材９が所定隙間をあけて各頂面３と対向するよう配置されている。
【００２４】
前記衝撃エネルギー吸収部材１の連結片５は、ルーフリインホース８に、溶接により又は接着剤により固定されている。この場合、固定すべき連結片５の数，及び固定すべき連結片５の位置を適宜設定することにより、衝撃エネルギーの吸収性能を調整することが可能である。例えば、全ての連結片５を固定した場合には、エネルギー吸収部材１の曲げ剛性，ねじり剛性、ひいては耐座屈荷重が最大値となる。一方、固定すべき連結片５の数を少なくした場合には、圧縮荷重によりエネルギー吸収部材１は座屈変形しつつ、元の展開状態に戻ろうとする曲げ変形に変化することから、耐圧縮荷重が減少するとともに、エネルギー吸収部材１の曲げ，ねじり剛性も減少することとなる。
【００２５】
このように連結片５のルーフリインホース８への固定数，固定位置を適宜設定することにより、エネルギー吸収部材１の縦方向，横方向，斜め方向の全て方向における圧縮荷重に対するエネルギー吸収特性，曲げ及びねじり剛性を任意に設定することが可能となる。
【００２６】
図３に示すように、車両衝突時に、車室内の乗員が内装部材９に衝突することにより圧縮荷重Ｐが内装部材９を介して衝撃エネルギー吸収部材１に加わると、圧縮荷重Ｐは、頂面３から各側片４に伝わることで該各側片４が二点鎖線で示すように座屈変形することにより、また各側片４から各連結片５に伝わることで曲げ変形が誘発されることにより、さらに各連結片５を介して各突起部２に放射状に伝わることにより吸収される。このようにして車両衝突時における乗員への影響を抑制できる。
【００２７】
このように本実施例によれば、六角形状の頂面３と該頂面３に続いて延びる各側片４とを有する各突起部２を、該各側片４の底辺４ａ同士を連結する連結片５により一体的に連結することにより放射状をなすよう配置したので、前述のように、頂面３に加わる圧縮荷重Ｐは、該頂面３から各側片４に伝わることで該各側片４が座屈変形し、続いて各側片４から各連結片５に伝わることで曲げ変形が誘発され、さらに各連結片５を介して各突起部２に放射状に伝わることにより吸収され、乗員への影響が抑制される。
【００２８】
このように圧縮荷重Ｐを広い範囲に分散させて伝達することができ、安定したエネルギー吸収効果を得ることができ、かつエネルギー吸収効率を高めることができる。またエネルギー吸収効率を高めることができるので、衝撃エネルギー吸収部材１の板厚を薄くすることが可能となり、それだけ軽量化，低コスト化を図ることができる。
【００２９】
本実施例では、前記衝撃エネルギー吸収部材１を、各突起部２の頂面３を起点に各側片４が放射状をなすよう延び、かつ該各側片４を起点に連結片５が放射状をなすよう延びる展開形状を有するものとしたので、１枚の金属プレートから前記展開形状を容易に打ち抜くことができ、各側片４，各連結片５を曲げ加工することにより衝撃エネルギー吸収部材１を低コストで容易に形成することができる。また絞り加工が不要であるので、設備費等にかかるコストの低減が可能となる。
【００３０】
前記各側片４，各連結片５を曲げ加工することで突起部２を形成したので、該突起部２は曲面に対する追随性が高く、ルーフリインホース８が曲面をなしている場合でも前記衝撃エネルギー吸収部材１を容易に取り付けることができる。さらに頂面３及び各側片４を起点として放射状に展開させたので、連結片５に曲げ変形を誘発させ易くなる。
【００３１】
なお、前記実施例では、衝撃エネルギー吸収部材１を自動車の天井部に配設した場合を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。例えば、自動車のピラー部，インストルメントパネル，コンソールボックス，あるいはバンパ等に該衝撃エネルギー吸収部材を配設してもよく、要は車両衝突時に乗員や歩行者への衝撃力を吸収すべき部位であれば何れの部位に配設してよく、この場合にも前記実施例と同様の効果が得られる。
【実施例２】
【００３２】
図６ないし図８は、本発明の実施例２に係る衝撃エネルギー吸収部材を説明するための図である。図中、図１〜図５と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３３】
本実施例の衝撃エネルギー吸収部材１は、角錐台状をなす多数の突起部２を一体的に連結するとともに、放射状をなすよう配置した構造を有し、基本的な構造は前記実施例１と略同一であることから、異なる部分についてのみ説明する。
【００３４】
前記各突起部２の連結片５に囲まれた三角形状部分には、該突起部２より高さ及び径が小さい三角錐台状の第２の突起部１２が一体に形成されている。
【００３５】
この第２の突起部１２は、前記各連結片５に続いて上方に起立して延びる３つの側片１３と、各側片１３を一体に連結する頂面１４とを有する。前記第２の突起部１２の頂面１４の高さは、前記突起部２の頂面３までの高さの略１／２程度の高さに設定されている。
【００３６】
また前記各突起部２の角錐台の稜線部には、より具体的には、隣り合う側片４，４間には、外方に突出する三角錐状の突出部１５が一体に形成されている。この各突出部１５の下面は、前記突起部２の頂面３と、前記第２の突起部１２の頂面１４との間に位置し、かつ該第２の突起部１２の頂面１４に所定隙間をあけて当接可能に対向している。
【００３７】
本実施例では、最も高所に位置する突起部２と、上下方向中途部に位置する突出部１５と、最も低所に位置する第２の突起部１２とを設けたので、圧縮荷重Ｐを３段階で吸収することができる。即ち、圧縮荷重Ｐが加わると、突起部２が座屈変形しつつ、曲げ荷重を受け、続いて突起部２の各突出部１５が左右に広がりつつ、第２の突起部１２の頂面１４に当接し、さらに圧縮荷重Ｐが加わると、前記突出部１５が座屈変形しつつ第２の突起部１２を座屈変形させることとなる。
【００３８】
即ち、図９に示すように、まず突起部２の上部が座屈変形することにより圧縮荷重Ｐの一部Ｐ１が吸収され、続いて突起部２の突出部１５より下部及び第２の突起部１２が座屈変形することにより前記圧縮荷重Ｐの残りの一部Ｐ２が吸収され、全体として前記圧縮荷重Ｐが吸収されることとなる。
【００３９】
このように本実施例では、多様な変形モードが時間経過とともに絡み合うことで初期から後期にいたる圧縮荷重を確実に吸収することができ、エネルギー吸収効率を大幅に向上できる。このため単位質量当たりのエネルギー吸収効率が大幅に向上することとなり、エネルギー吸収部材の板厚をより薄くすることが可能となり、軽量化，低コスト化をより一層促進することができる。
【００４０】
ここで本発明では、前記突出部１５は必ずしも設けなくてもよく、このようにしたのが請求項３の発明である。前記突出部１５を設けない場合は、前記圧縮荷重Ｐを、まず突起部２の上部の座屈変形で吸収し、続いて突起部２の下部及び第２の突起部１２の座屈変形で２段階に吸収することができる。
【００４１】
なお、前記実施例では、各突起部２が頂面３を有する角錐台である場合を説明したが、本発明に係る突起部は頂点を有する角錐で構成しても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１  衝撃エネルギー吸収部材
２  突起部
３  頂面
４  側片
５  連結片
１２  第２の突起部
１５  突出部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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