(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、
前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、
を備え、
前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられ、
前記カバー部材が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、前記カバー部材の複数の開口部が互いに少なくとも部分的に重畳し、
前記カバー部材には、前記衝突荷重の入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部と前記入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部とが交互に設けられ、
前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられ、
前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部にそれぞれ設けられる開口部の寸法は、前記第２のテーパ部の曲げ剛性が前記第２のテーパ部に対して前記入力側へ併設された前記第１のテーパ部の曲げ剛性より大きくなるように設定される、
エネルギ吸収構造体。
【請求項２】
衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、
前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、
を備え、
前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられ、
前記カバー部材が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、前記カバー部材の複数の開口部が互いに少なくとも部分的に重畳し、
前記カバー部材には、前記衝突荷重の入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部と前記入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部とが交互に設けられ、
前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられ、
前記カバー部材には、複数の前記第１のテーパ部が設けられ、
前記複数の第１のテーパ部にそれぞれ設けられる開口部の寸法は、前記複数の第１のテーパ部のうち前記カバー部材の前記入力側の端部に近い位置に設けられる前記第１のテーパ部ほど曲げ剛性が小さくなるように設定される、
エネルギ吸収構造体。
【請求項３】
衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、
前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、
を備え、
前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられ、
前記カバー部材が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、前記カバー部材の複数の開口部が互いに少なくとも部分的に重畳し、
前記カバー部材には、前記衝突荷重の入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部と前記入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部とが交互に設けられ、
前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられ、
前記カバー部材の前記入力側の端部は略円筒形状を有し、
前記カバー部材の前記入力側の端部の周面には、前記カバー部材の開口部が設けられる、
エネルギ吸収構造体。
【請求項４】
衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、
前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、
前記エネルギ吸収部材の前記衝突荷重の入力側とは反対側の端部を保持する保持部材と、
を備え、
前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられ、
前記保持部材には、前記エネルギ吸収部材の内部空間に対応する位置に開口部が設けられる、
エネルギ吸収構造体。
【請求項５】
前記カバー部材が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、前記カバー部材の複数の開口部が互いに少なくとも部分的に重畳する、
請求項４に記載のエネルギ吸収構造体。
【請求項６】
前記カバー部材には、前記衝突荷重の入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部と前記入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部とが交互に設けられ、
前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられる、
請求項５に記載のエネルギ吸収構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギ吸収構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、衝突発生時に圧壊し、衝突エネルギを吸収するエネルギ吸収部材が備えられている。エネルギ吸収部材の代表的な例として、フロントバンパビームとフロントフレームとの間に配置されるクラッシュボックスが挙げられる。従来、鋼板等の金属材料により構成されたエネルギ吸収部材が用いられていたが、近年、車体の軽量化のために、炭素繊維等の強化繊維が混合された繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製の筒状のエネルギ吸収部材が実用化されている。
【０００３】
係る繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材は、衝突荷重の入力時に、圧縮されることによって軸方向に圧壊する。例えば、衝突荷重が入力されると、エネルギ吸収部材の先端側から局部破壊が生じ、破壊が生じる範囲が後端側へ広がるように、逐次破壊が進展する。ここで、逐次破壊の進展において、エネルギ吸収部材の破壊された部分（以下、潰れかすとも呼ぶ）がエネルギ吸収部材の近傍に溜まり得る。エネルギ吸収部材の近傍に潰れかすが溜まることにより、エネルギ吸収部材の軸方向の圧縮変形が一部阻害され得るので、エネルギ吸収部材の圧壊ストローク量が想定されるよりも少なくなり得る。その場合、エネルギ吸収部材の潰れ残りが増加するので、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量が想定されるよりも小さくなる。そこで、潰れかすがエネルギ吸収部材の近傍に溜まることによる圧壊ストローク量の低下を抑制するための技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、エネルギ吸収部材の圧壊ストローク量を増加させるために、繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材の荷重入力側と反対側の端部に接合されたベース部材とエネルギ吸収部材との接合部分に、潰れかすをエネルギ吸収部材の内部空間から外部へ排出するための排出部を設ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３７１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材は鋼板製のクラッシュボックスに比べて破損しやすいため、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を車両に用いる場合、耐チッピング性や耐候性等に考慮する必要がある。具体的には、車輪によって跳ね上げられる小石や雨水等によるエネルギ吸収部材の破損を防ぐことが望まれる。その対策として、エネルギ吸収部材の外周面をカバー部材で覆うことが考えられる。このようなカバー部材は、衝突荷重の入力時には、エネルギ吸収部材の圧壊とともに軸方向に圧壊する。
【０００７】
しかし、エネルギ吸収部材の外周面をカバー部材で覆う場合、潰れかすがカバー部材とエネルギ吸収部材との間の空間に溜まり得る。そして、カバー部材とエネルギ吸収部材との間の空間に溜まった潰れかすによって、エネルギ吸収部材の軸方向の圧縮変形が一部阻害され得るので、エネルギ吸収部材の圧壊ストローク量が想定されるよりも少なくなり得る。それにより、エネルギ吸収部材の潰れ残りが増加するので、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量が想定されるよりも小さくなる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量の低下を抑制することが可能な、新規かつ改良されたエネルギ吸収構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、を備え、前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられ、前記カバー部材が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、前記カバー部材の複数の開口部が互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材には、前記衝突荷重の入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部と前記入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部とが交互に設けられ、前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられ、前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部にそれぞれ設けられる開口部の寸法は、前記第２のテーパ部の曲げ剛性が前記第２のテーパ部に対して前記入力側へ併設された前記第１のテーパ部の曲げ剛性より大きくなるように設定される、エネルギ吸収構造体が提供される。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、を備え、前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられ、前記カバー部材が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、前記カバー部材の複数の開口部が互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材には、前記衝突荷重の入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部と前記入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部とが交互に設けられ、前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられ、前記カバー部材には、複数の前記第１のテーパ部が設けられ、前記複数の第１のテーパ部にそれぞれ設けられる開口部の寸法は、前記複数の第１のテーパ部のうち前記カバー部材の前記入力側の端部に近い位置に設けられる前記第１のテーパ部ほど曲げ剛性が小さくなるように設定される、エネルギ吸収構造体が提供される。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、を備え、前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられ、前記カバー部材が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、前記カバー部材の複数の開口部が互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材には、前記衝突荷重の入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部と前記入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部とが交互に設けられ、前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられ、前記カバー部材の前記入力側の端部は略円筒形状を有し、前記カバー部材の前記入力側の端部の周面には、前記カバー部材の開口部が設けられる、エネルギ吸収構造体が提供される。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、前記エネルギ吸収部材の前記衝突荷重の入力側とは反対側の端部を保持する保持部材と、を備え、前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられ、前記保持部材には、前記エネルギ吸収部材の内部空間に対応する位置に開口部が設けられる、エネルギ吸収構造体が提供される。また、前記カバー部材が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、前記カバー部材の複数の開口部が互いに少なくとも部分的に重畳してもよい。また、前記カバー部材には、前記衝突荷重の入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部と前記入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部とが交互に設けられ、前記第１のテーパ部及び前記第２のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るエネルギ吸収構造体の一例を示す断面図である。
【図２】同実施形態に係るカバー部材の一例を示す側面図である。
【図３】同実施形態に係るカバー部材の一例を示す正面図である。
【図４】同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の逐次破壊の進展の様子を示す模式図である。
【図５】同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の逐次破壊の進展の様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。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構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
＜１．エネルギ吸収構造体＞
まず、図１を参照して、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１０について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１０の一例を示す断面図である。図１は、エネルギ吸収構造体１０が、車両のフロントバンパビーム３０とフロントフレーム５０との間に取り付けられた様子を示す断面図である。図１は、エネルギ吸収構造体１０が保持されている様子を車両の上方側から見た図である。以下の説明においては、エネルギ吸収構造体１０のフロントバンパビーム３０側を先端側といい、フロントフレーム５０側を後端側という場合がある。
【００２１】
エネルギ吸収構造体１０は、エネルギ吸収部材１００と、固定部材３００と、保持部材５００と、カバー部材７００とを備える。エネルギ吸収部材１００は、先端側が固定部材３００に固定され、後端側が保持部材５００によって保持されている。固定部材３００は、フロントバンパビーム３０に接合されている。また、保持部材５００は、フロントフレーム５０の先端側に接合されている。エネルギ吸収構造体１０は、フロントバンパビーム３０とフロントフレーム５０との間に配置され、フロントバンパビーム３０に固定された先端側が、衝突荷重の入力側となっている。
【００２２】
（１−１．エネルギ吸収部材）
エネルギ吸収部材１００は、車両が、先行車両や障害物その他の対象物に衝突したときに衝突荷重を受けて圧壊し、衝突エネルギを吸収する。また、エネルギ吸収部材１００は、衝突荷重が大きい場合には、衝突荷重をフロントフレーム５０に効率的に伝達する役割も担う。係るエネルギ吸収部材１００は、繊維強化樹脂により形成される筒状の部材である。本実施形態では、エネルギ吸収部材１００は、熱硬化性樹脂と炭素繊維とを用いた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）を用いて形成される複数層の複合材料であり、高強度、かつ、軽量化を実現可能になっている。
【００２３】
本実施形態において、エネルギ吸収部材１００は円筒形状を有する。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１００は、衝突荷重の入力時に荷重（圧潰荷重）を受け、先端側から逐次破壊しながら潰れる。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１００は、鋼板製のクラッシュボックスに比べて、小さい間隔で座屈あるいは逐次破壊が生じるために、荷重変動の少ない安定した衝撃エネルギ吸収を実現することができる。また、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１００は、潰れ残りが比較的少なく、単位重量当たりの衝撃エネルギ吸収量が大きいという特性を有する。係る繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１００は、例えば、繊維材料及び熱可塑性樹脂を用いた組紐及び縦紐によって構成される組み物とし得る。
【００２４】
エネルギ吸収部材１００を構成する繊維強化樹脂に使用される強化繊維は、特に限定されない。例えば、炭素繊維や、ガラス繊維等のセラミックス繊維、アラミド繊維等の有機繊維、さらにはこれらを組み合わせた強化繊維を使用することができる。中でも、高い機械特性を有することや、強度設計の行いやすさ等の観点から、炭素繊維を含むことが好ましい。
【００２５】
また、エネルギ吸収部材１００を構成する繊維強化樹脂のマトリックス樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂の場合、その主材としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂などが例示される。熱硬化性樹脂は、このうちの１種類、あるいは２種類以上の混合物であってもよい。これらの熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂に採用する場合、熱硬化性樹脂に対して適切な硬化剤や反応促進剤が添加されてもよい。
【００２６】
熱可塑性樹脂の場合、その主材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル系樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂などが例示される。
【００２７】
熱可塑性樹脂は、このうちの１種類、あるいは２種類以上の混合物であってもよい。混合物の場合には相溶化剤が併用されてもよい。さらに、難燃剤として臭素系難燃剤、シリコン系難燃剤、赤燐などが加えられてもよい。比較的大量生産することが求められる自動車用の部材には、成形のしやすさ、量産性の観点から、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
【００２８】
また、円筒形状を有するエネルギ吸収部材１００は、軸方向が、車両の前後方向に沿うように配置される。係るエネルギ吸収部材１００の寸法は、車両の大きさや、得ようとする荷重特性、エネルギ吸収部材１００の重量等によって適宜設計することができる。例えば、エネルギ吸収部材１００の軸方向長さは１３０〜２００ｍｍであり、内側空間の直径は４０〜７０ｍｍであり、厚さは３ｍｍである。
【００２９】
エネルギ吸収部材１００は、先端側に、外周が端部に向かって縮径する縮径部１０２を有する。係る縮径部１０２により、エネルギ吸収部材１００の先端側が押圧されたときに、エネルギ吸収部材１００を構成する複数の層間で剥離が生じやすくなる。これにより、エネルギ吸収部材１００の先端側の破壊のきっかけが与えられ、エネルギ吸収部材１００の先端側から後端側への逐次破壊の進展を生じさせ易くすることができる。
【００３０】
（１−２．固定部材）
固定部材３００は、フロントバンパビーム３０に接合され、エネルギ吸収構造体１０の先端側が固定される部材である。固定部材３００は、例えばバンパステーとも称される。固定部材３００は、例えば鋼板等に代表される金属材料やアルミニウム等からなる。車両の衝突発生時において、固定部材３００は、フロントバンパビーム３０が受けた衝撃を、エネルギ吸収構造体１０に伝達する。
【００３１】
図１に示したエネルギ吸収構造体１０では、エネルギ吸収部材１００の先端側の端部は、固定部材３００に対して、接着剤等により固定されている。エネルギ吸収部材１００と固定部材３００との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。なお、エネルギ吸収部材１００が保持部材５００によって強固に保持されている場合、エネルギ吸収部材１００の先端側の端部は、固定部材３００に接合されていなくてもよい。
【００３２】
（１−３．保持部材）
保持部材５００は、フロントフレーム５０の先端側に取り付けられ、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部を保持する。保持部材５００は、例えば鋼板等に代表される金属材料やアルミニウム等からなるプレート状の部材である。図１に示すエネルギ吸収構造体１０では、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部は、保持部材５００に対して、接着剤等により固定されている。エネルギ吸収部材１００と保持部材５００との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。
【００３３】
また、保持部材５００には、エネルギ吸収部材１００の内部空間に対応する位置に、開口部５０２が設けられる。係る開口部５０２は、エネルギ吸収部材１００の圧壊時に、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかすの少なくとも一部を、エネルギ吸収部材１００の外部に排出する通路である。したがって、破壊された潰れかすがエネルギ吸収部材１００の内部空間に溜まることによるエネルギ吸収部材１００の潰れ残りの増大が抑制される。なお、開口部５０２の代わりに、フロントフレーム５０側に突出する凹部が設けられてもよい。
【００３４】
（１−４．カバー部材）
カバー部材７００は、エネルギ吸収部材１００の外周面を覆う筒状の部材である。係るカバー部材７００は、車輪によって跳ね上げられた小石等の異物がエネルギ吸収部材１００に衝突したり、エネルギ吸収部材１００に雨水等が付着したりすることを防ぎ、エネルギ吸収部材１００を保護している。本実施形態では、カバー部材７００は薄板の鋼板により構成されているが、アルミニウム等の軽金属板や樹脂により構成されていてもよい。
【００３５】
また、カバー部材７００は、衝突荷重の入力時にエネルギ吸収部材１００の圧壊とともに軸方向に圧壊する。本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１０は、主としてエネルギ吸収部材１００により衝突荷重を担い、カバー部材７００が担う衝突荷重は小さくされている。したがって、カバー部材７００の構成材料にかかわらず、エネルギ吸収構造体１０の圧壊時において、比較的安定した荷重特性が得られるようになっている。
【００３６】
カバー部材７００の先端側の端部は固定部材３００に接合されている。また、カバー部材７００の後端側の端部は保持部材５００に接合されている。カバー部材７００と固定部材３００及び保持部材５００とは、溶接や接着剤による接合等、種々の方法により接合され得る。車両の牽引時等において、フロントバンパビーム３０が前方へ引っ張られるときに、エネルギ吸収構造体１０に引っ張り力が掛かる。本実施例では、カバー部材７００が固定部材３００及び保持部材５００に接合されるので、車両の牽引時等にエネルギ吸収構造体１０に掛かる引っ張り力の一部をカバー部材７００で受けることができる。ゆえに、車両の牽引時等におけるエネルギ吸収部材１００の変形や破損を抑制することができる。
【００３７】
カバー部材７００の周面には、複数の開口部７０２が設けられる。係る複数の開口部７０２は、衝突荷重によりカバー部材７００が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、カバー部材７００の内部と外部とを連通する。具体的には、カバー部材７００が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、複数の開口部７０２が互いに少なくとも部分的に重畳する。本実施形態では、カバー部材７００が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳した複数の開口部７０２によってカバー部材７００の内部と外部とが連通されるので、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかすの少なくとも一部を、衝突荷重の入力時に、カバー部材７００の外部に排出することができる。
【００３８】
それにより、エネルギ吸収部材１００の圧壊時に、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかすがカバー部材７００とエネルギ吸収部材１００との間の空間に溜まることを抑制することができる。従って、カバー部材７００とエネルギ吸収部材１００との間の空間に溜まった潰れかすによってエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形が一部阻害されることを抑制できる。ゆえに、エネルギ吸収部材１００の圧壊ストローク量の低下を抑制することができる。それにより、エネルギ吸収部材１００の潰れ残りの増加が抑制されるので、エネルギ吸収部材１００の圧壊におけるエネルギ吸収量の低下を抑制することが可能である。なお、衝突荷重の入力時における、エネルギ吸収構造体１０の逐次破壊の進展の様子の詳細については、後述する。
【００３９】
図２及び図３は、本実施形態に係るカバー部材７００の一例をそれぞれ示す側面図及び正面図である。図２に示したように、カバー部材７００の先端側の端部７０４は、略円筒形状を有する。また、カバー部材７００には、先端側から後端側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部７０６ａ、７０６ｂと先端側から後端側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部７０８ａ、７０８ｂとが設けられる。以下、第１のテーパ部７０６ａ、７０６ｂをそれぞれ区別しないときは、第１のテーパ部７０６とも呼ぶ。また、第２のテーパ部７０８ａ、７０８ｂをそれぞれ区別しないときは、第２のテーパ部７０８とも呼ぶ。
【００４０】
第１のテーパ部７０６と第２のテーパ部７０８とは、端部７０４より後方に位置し、交互に設けられる。それにより、荷重入力時に、互いに併設される第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８が重なり合うようにカバー部材７００が座屈し得るので、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８にそれぞれ設けられた開口部７０２を互いに少なくとも部分的に重畳させることが可能である。本実施形態では、例えば、図２に示したように、カバー部材７００には、先端側から順に、端部７０４、第１のテーパ部７０６ａ、第２のテーパ部７０８ａ、第１のテーパ部７０６ｂ及び第２のテーパ部７０８ｂが連設される。本実施形態では、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８はそれぞれ２つ設けられるが、本発明の技術的範囲は、係る例に限定されず、例えば、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８はそれぞれ１つ又は３つ以上設けられてもよい。
【００４１】
端部７０４、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８には、開口部７０２がそれぞれ設けられる。例えば、図２に示したように、開口部７０２は、カバー部材７００の側面側から見て軸方向に列をなすように配置される。また、図３に示したように、開口部７０２は、カバー部材７００の周方向に間隔をあけて複数設けられてもよい。本実施形態において、開口部７０２は略円形状を有するが、本発明の技術的範囲は、係る例に限定されず、例えば、開口部７０２は略楕円形状や、略矩形状や、それらの組み合わせの形状を有してもよい。また、開口部７０２の配置は、係る例に限定されず、例えば、端部７０４、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８のそれぞれに設けられる開口部７０２の数は図面に示した数以外の数であってもよく、開口部７０２のカバー部材７００の周方向及び軸方向における間隔は図面に示した例に限定されない。
【００４２】
第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８にそれぞれ設けられる開口部７０２の寸法は、第２のテーパ部７０８の曲げ剛性が当該第２のテーパ部７０８に対して先端側へ併設された第１のテーパ部７０６の曲げ剛性より大きくなるように設定される。ここで、第１のテーパ部７０６又は第２のテーパ部７０８に設けられる開口部７０２の内径が小さいほど、当該開口部７０２を通る周方向の断面における第１のテーパ部７０６又は第２のテーパ部７０８の断面二次モーメントは大きくなるので、曲げ剛性が大きくなる。本実施形態では、例えば、第２のテーパ部７０８ａ（７０８ｂ）の開口部７０２の内径を第１のテーパ部７０６ａ（７０６ｂ）の開口部７０２の内径より小さくすることにより、第２のテーパ部７０８ａ（７０８ｂ）の曲げ剛性が、第１のテーパ部７０６ａ（７０６ｂ）の曲げ剛性より大きくなるように設定される。
【００４３】
それにより、衝突荷重の入力時に、第２のテーパ部７０８と比較して、当該第２のテーパ部７０８に対して先端側へ併設された第１のテーパ部７０６が優先的に座屈しやすくなる。それにより、第１のテーパ部７０６の内周面が当該第１のテーパ部７０６に対して後端側へ併設された第２のテーパ部７０８の内周面と重なり合うように、当該第１のテーパ部７０６を座屈させることができる。ゆえに、カバー部材７００を圧壊時に蛇腹状に座屈させることが可能となる。
【００４４】
第１のテーパ部７０６にそれぞれ設けられる開口部７０２の寸法は、第１のテーパ部７０６のうち端部７０４に近い位置に設けられる第１のテーパ部７０６ほど曲げ剛性が小さくなるように設定される。本実施形態では、例えば、第１のテーパ部７０６ｂと比較して端部７０４に近い位置に設けられる第１のテーパ部７０６ａの開口部７０２の内径を第１のテーパ部７０６ｂの開口部７０２の内径より大きくすることにより、第１のテーパ部７０６ａの曲げ剛性は、第１のテーパ部７０６ｂの曲げ剛性より小さくなるように設定される。
【００４５】
それにより、衝突荷重の入力時に、複数の第１のテーパ部７０６のうち先端側に設けられる第１のテーパ部７０６が優先的に座屈しやすくなる。ゆえに、カバー部材７００の圧壊において、一部の第１のテーパ部７０６が座屈しないまま残ることを抑制することができる。従って、カバー部材７００を圧壊時に蛇腹状に座屈させ易くなる。
【００４６】
＜２．エネルギ吸収構造体の圧壊作用＞
ここまで、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１０の構成について説明した。続いて、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１０の逐次破壊の進展の様子について説明する。図４及び図５は、エネルギ吸収構造体１０の逐次破壊の進展の様子を示す模式図である。
【００４７】
車両の衝突が発生し、エネルギ吸収構造体１０に衝突荷重が入力されると、エネルギ吸収部材１００及びカバー部材７００が圧縮され、軸方向に圧壊し始める。圧壊の初期においては、図４に示したように、エネルギ吸収部材１００は、先端側が内巻き及び外巻きに開きながら破壊される。
【００４８】
カバー部材７００は、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８が設けられる範囲のうち先端側の部分から座屈し始める。具体的には、圧壊の初期において、カバー部材７００の第１のテーパ部７０６ａが座屈する。第１のテーパ部７０６ａは、図４に示したように、第１のテーパ部７０６ａの内周面が第１のテーパ部７０６ａに対して後端側へ併設された第２のテーパ部７０８ａの内周面と重なり合うように座屈する。また、当該座屈が生じることにより、第１のテーパ部７０６ａの外周面は、端部７０４の外周面と対向する。
【００４９】
よって、図４に示したように、カバー部材７００の端部７０４、第１のテーパ部７０６ａ及び第２のテーパ部７０８ａにそれぞれ設けられた開口部７０２が互いに少なくとも部分的に重畳する。それにより、端部７０４、第１のテーパ部７０６ａ及び第２のテーパ部７０８ａにそれぞれ設けられた開口部７０２によりカバー部材７００の内部と外部とが連通される。ゆえに、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかす１０４ａの先端側の部分が、端部７０４、第１のテーパ部７０６ａ及び第２のテーパ部７０８ａにそれぞれ設けられた開口部７０２を介して、カバー部材７００の外部に排出される。なお、端部７０４は、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８と比較して、座屈しにくくなるように設計されているので、カバー部材７００の圧壊において、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８が優先して座屈し得る。
【００５０】
本実施形態では、第２のテーパ部７０８の曲げ剛性が当該第２のテーパ部７０８に対して先端側へ併設された第１のテーパ部７０６の曲げ剛性より大きくなるように設定される。それにより、カバー部材７００の圧壊において、第２のテーパ部７０８ａと比較して、第１のテーパ部７０６ａが優先的に座屈しやすくなることによって、上述の第１のテーパ部７０６ａの座屈が実現される。
【００５１】
そして、エネルギ吸収部材１００における破壊が生じる範囲が後端側へ広がるように、逐次破壊が進展する。図５は、図４に示した状態からエネルギ吸収構造体１０の逐次破壊がさらに進展した状態を示す。
【００５２】
カバー部材７００の第１のテーパ部７０６ａの曲げ剛性は、第１のテーパ部７０６ｂの曲げ剛性より小さくなるように設計されているので、第１のテーパ部７０６ａは、第１のテーパ部７０６ｂと比較して優先的に座屈しやすい。ゆえに、第１のテーパ部７０６ａが座屈した後に第１のテーパ部７０６ｂが座屈する。第１のテーパ部７０６ｂは、図５に示したように、第１のテーパ部７０６ｂの内周面が第１のテーパ部７０６ｂに対して後端側へ併設された第２のテーパ部７０８ｂの内周面と重なり合うように座屈する。また、当該座屈が生じることにより、第１のテーパ部７０６ｂの外周面は、第２のテーパ部７０８ａの外周面と対向する。
【００５３】
よって、図５に示したように、カバー部材７００の端部７０４、第１のテーパ部７０６ａ、第２のテーパ部７０８ａ、第１のテーパ部７０６ｂ及び第２のテーパ部７０８ｂにそれぞれ設けられた開口部７０２が互いに少なくとも部分的に重畳する。それにより、端部７０４、第１のテーパ部７０６ａ、第２のテーパ部７０８ａ、第１のテーパ部７０６ｂ及び第２のテーパ部７０８ｂにそれぞれ設けられた開口部７０２によりカバー部材７００の内部と外部とが連通される。ゆえに、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかす１０４ａの先端側の部分が、端部７０４、第１のテーパ部７０６ａ、第２のテーパ部７０８ａ、第１のテーパ部７０６ｂ及び第２のテーパ部７０８ｂにそれぞれ設けられた開口部７０２を介して、カバー部材７００の外部に排出される。
【００５４】
本実施形態では、カバー部材７００は、図５に示したように、蛇腹状に座屈することにより、カバー部材７００に設けられた複数の開口部７０２が互いに少なくとも部分的に重畳する。それにより、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかす１０４ａの少なくとも一部を、衝突荷重の入力時に、カバー部材７００の外部に排出することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、エネルギ吸収部材１００の後端側を保持する保持部材５００の中央に開口部５０２が設けられている。それにより、図５に示したように、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかす１０４ｂの先端側の部分が、開口部５０２を介して、エネルギ吸収部材１００内部から外部へ排出される。ゆえに、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかす１０４ｂがエネルギ吸収部材１００の内部に詰まりにくく、エネルギ吸収部材１００の潰れ残りが少なくなっている。従って、エネルギ吸収部材１００の圧壊ストローク量が少なくなることを防いで、大きなエネルギ吸収量を得ることができる。
【００５６】
＜３．むすび＞
上述した実施形態によれば、エネルギ吸収構造体１０は、エネルギ吸収部材１００の外周面を覆い、衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材７００を備える。カバー部材７００の周面には、複数の開口部７０２が設けられる。係る複数の開口部７０２は、衝突荷重によりカバー部材７００が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、カバー部材７００の内部と外部とを連通する。それにより、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかすの少なくとも一部を、衝突荷重の入力時に、カバー部材７００の外部に排出することができる。
【００５７】
それにより、エネルギ吸収部材１００の圧壊時に、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかすがカバー部材７００とエネルギ吸収部材１００との間の空間に溜まることを抑制することができる。従って、カバー部材７００とエネルギ吸収部材１００との間の空間に溜まった潰れかすによってエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形が一部阻害されることを抑制できる。ゆえに、エネルギ吸収部材１００の圧壊ストローク量の低下を抑制することができる。それにより、エネルギ吸収部材１００の潰れ残りの増加が抑制されるので、エネルギ吸収部材１００の圧壊におけるエネルギ吸収量の低下を抑制することが可能である。
【００５８】
また、上述した実施形態によれば、カバー部材７００には、先端側から後端側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第１のテーパ部７０６と先端側から後端側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第２のテーパ部７０８とが交互に設けられる。第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８には、開口部７０２がそれぞれ設けられる。それにより、荷重入力時に、互いに併設される第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８が重なり合うようにカバー部材７００が座屈し得るので、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８にそれぞれ設けられた開口部７０２を互いに少なくとも部分的に重畳させることが可能である。
【００５９】
また、上述した実施形態によれば、第１のテーパ部７０６及び第２のテーパ部７０８にそれぞれ設けられる開口部７０２の寸法は、第２のテーパ部７０８の曲げ剛性が当該第２のテーパ部７０８に対して先端側へ併設された第１のテーパ部７０６の曲げ剛性より大きくなるように設定される。それにより、衝突荷重の入力時に、第２のテーパ部７０８と比較して、当該第２のテーパ部７０８に対して先端側へ併設された第１のテーパ部７０６が優先的に座屈しやすくなる。それにより、第１のテーパ部７０６の内周面が当該第１のテーパ部７０６に対して後端側へ併設された第２のテーパ部７０８の内周面と重なり合うように、当該第１のテーパ部７０６を座屈させることができる。ゆえに、カバー部材７００を圧壊時に蛇腹状に座屈させることが可能となる。
【００６０】
また、上述した実施形態によれば、第１のテーパ部７０６にそれぞれ設けられる開口部７０２の寸法は、第１のテーパ部７０６のうち端部７０４に近い位置に設けられる第１のテーパ部７０６ほど曲げ剛性が小さくなるように設定される。それにより、衝突荷重の入力時に、複数の第１のテーパ部７０６のうち先端側に設けられる第１のテーパ部７０６が優先的に座屈しやすくなる。ゆえに、カバー部材７００の圧壊において、一部の第１のテーパ部７０６が座屈しないまま残ることを抑制することができる。従って、カバー部材７００を圧壊時に蛇腹状に座屈させ易くなる。
【００６１】
また、上述した実施形態によれば、保持部材５００には、エネルギ吸収部材１００の内部空間に対応する位置に、開口部５０２が設けられる。それにより、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかす１０４ｂの少なくとも一部が、開口部５０２を介して、エネルギ吸収部材１００内部から外部へ排出され得る。ゆえに、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１００の潰れかす１０４ｂをエネルギ吸収部材１００の内部に詰まりにくくすることにより、エネルギ吸収部材１００の潰れ残りの増加が抑制される。従って、エネルギ吸収部材１００の圧壊ストローク量が少なくなることを防いで、大きなエネルギ吸収量を得ることができる。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６３】
また、上記では、エネルギ吸収構造体が、フロントバンパビームとフロントフレームとの間に配置される例について説明したが、エネルギ吸収構造体は、車両の後方に設けられてもよく、例えば、リアバンパビームとリアフレームの間に配置され、車両の後方からの衝突荷重を受けて衝突エネルギを吸収し得る。
【符号の説明】
【００６４】
１０  エネルギ吸収構造体
３０  フロントバンパビーム
５０  フロントフレーム
１００  エネルギ吸収部材
１０２  縮径部
３００  固定部材
５００  保持部材
５０２  開口部
７００  エネルギ吸収部材
７０２  開口部
７０４  端部
７０６ａ、７０６ｂ  第１のテーパ部
７０８ａ、７０８ｂ  第２のテーパ部
【図１】
0006543139.tif 000002
【図２】
0006543139.tif 000003
【図３】
0006543139.tif 000004
【図４】
0006543139.tif 000005
【図５】
0006543139.tif 000006