JP6534584B2 - Energy absorbing structure - Google Patents
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Description
本発明は、車両の衝突発生時に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を含むエネルギ吸収構造体に関する。 The present invention relates to an energy absorbing structure including an energy absorbing member made of fiber reinforced resin which is crushed at a collision occurrence of a vehicle to absorb collision energy.
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)製のエネルギ吸収部材が実用化されている。 The vehicle is provided with an energy absorbing member that crushes when a collision occurs and absorbs collision energy. A typical example of the energy absorbing member is a crash box disposed between the front bumper beam and the front frame. Conventionally, an energy absorbing member made of a metal material such as a steel plate has been used, but in recent years, an energy made of fiber reinforced resin (FRP) mixed with reinforcing fibers such as carbon fibers for weight reduction of a vehicle body Absorbent members are in practical use.
係る繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材においては、衝突荷重の入力時に、筒状のエネルギ吸収部材が圧縮されるにつれてエネルギ吸収部材の逐次破壊が進展する。特許文献1には、エネルギ吸収部材の逐次破壊が進展する過程で、破壊により開いたエネルギ吸収部材を別の筒状部材によって拘束することにより、エネルギ吸収部材の破壊に対して抵抗が付与されて圧壊荷重が増大することが記載されている。これにより、より多くのエネルギ吸収部材が破断し、エネルギ吸収量を増大させることができる。 In the fiber-reinforced resin energy absorbing member, the sequential destruction of the energy absorbing member progresses as the cylindrical energy absorbing member is compressed when the collision load is input. In Patent Document 1, in the process of progressive destruction of the energy absorbing member, resistance to destruction of the energy absorbing member is given by restraining the energy absorbing member opened by the destruction by another cylindrical member. It is stated that the crushing load is increased. As a result, more energy absorbing members can be broken and energy absorption can be increased.
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をカバーで覆うことが考えられるが、係るカバーに、破壊されるエネルギ吸収部材を拘束して、圧壊荷重を増大させる機能を持たせることができれば効率的である。 Here, since the energy absorbing member made of fiber reinforced resin is more easily damaged than a crush box made of steel plate, when using an energy absorbing member made of fiber reinforced resin in a vehicle, it is necessary to consider chipping resistance, weather resistance, etc. There is. Specifically, it is desirable to prevent damage to the energy absorbing member due to pebbles, rain water, etc. that are bounced up by the wheels. As a countermeasure, it is conceivable to cover the outer periphery of the energy absorbing member with a cover, but it is efficient if such a cover can have the function of restraining the energy absorbing member to be broken and increasing the crushing load. .
しかし、破壊されたエネルギ吸収部材を確実に拘束できるようにカバーの剛性を高め過ぎると、カバーを圧壊させるために必要な荷重が大きくなってしまう。また、カバーが鋼板等からなる場合には、カバーの剛性を高くすると、座屈による圧壊荷重の変動が現れて、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材の特徴でもある安定的な荷重特性が失われるおそれもある。 However, if the rigidity of the cover is increased too much so that the broken energy absorbing member can be reliably restrained, the load required to crush the cover increases. In addition, when the cover is made of steel plate etc., if the rigidity of the cover is increased, fluctuation of crushing load appears due to buckling, and the stable load characteristic which is also a feature of the fiber reinforced resin energy absorbing member is lost There is also a fear.
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、カバーによって耐チッピング性や耐候性を向上させるとともに、外巻きに破壊された繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を拘束して、エネルギ吸収部材による安定的な荷重特性を実現可能な、エネルギ吸収構造体を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to improve chipping resistance and weatherability by a cover, and to make a fiber reinforced resin broken into an outer winding. It is an object of the present invention to provide an energy absorbing structure capable of realizing stable load characteristics by the energy absorbing member by restraining the energy absorbing member.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、荷重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、エネルギ吸収部材の外周を覆う筒状のカバー本体部と、カバー本体部における荷重入力側の端部に連結されて車両のバンパビーム又はバンパビームに固定された部材に固定された筒状の接続カバー部と、カバー本体部と接続カバー部とを接続する連結部と、を備え、荷重入力時に、連結部が変形して、接続カバー部とカバー本体部の先端部とが周方向に重なるようにした、エネルギ吸収構造体が提供される。 To solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a fiber-reinforced resin cylindrical energy absorbing member that crushes in the axial direction and absorbs collision energy when a load is input, and the outer periphery of the energy absorbing member A cylindrical cover main body to cover, a cylindrical connection cover connected to the load input side end of the cover main body and fixed to a bumper beam or a member fixed to the bumper beam of the vehicle, and connection to the cover main body An energy absorbing structure is provided, comprising: a connecting portion that connects with the cover portion, wherein the connecting portion is deformed at the time of load input so that the connection cover portion and the tip end portion of the cover main body portion overlap in the circumferential direction. Be done.
接続カバー部の形状は、カバー本体部の荷重入力側の端部領域の形状と相似形をなしてもよい。 The shape of the connection cover may be similar to the shape of the end region of the cover main body on the load input side.
カバー本体部における少なくとも荷重入力側の端部領域、及び、接続カバー部における少なくともカバー本体部側の端部領域の形状が、荷重入力側に向かって縮径するテーパ形状であってもよい。 The shape of at least the end region of the cover main body on the load input side and the end region of the connection cover portion at least on the cover main body side may be tapered so as to decrease in diameter toward the load input side.
接続カバー部のカバー本体部側の端部の直径が、カバー本体部の接続カバー部側の端部の直径よりも大きくてもよい。 The diameter of the end on the cover main body side of the connection cover may be larger than the diameter of the end on the connection cover side of the cover main body.
連結部の剛性が、カバー本体部及び接続カバー部の剛性よりも小さくてもよい。 The rigidity of the connecting portion may be smaller than the rigidity of the cover body portion and the connection cover portion.
連結部が、軟鋼材からなってもよい。 The connection part may be made of mild steel.
連結部が、薄肉部又は開口部を有してもよい。 The connection portion may have a thin portion or an opening.
以上説明したように本発明によれば、カバーによって耐チッピング性や耐候性を向上させるとともに、外巻きに破壊された繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を拘束して、エネルギ吸収部材による安定的な荷重特性を実現することができる。 As described above, according to the present invention, while the chipping resistance and the weatherability are improved by the cover, the energy absorbing member made of fiber reinforced resin broken in the outer winding is restrained, and the energy absorbing member is stabilized by the energy absorbing member. Load characteristics can be realized.
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。また、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複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。 The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals and redundant description will be omitted. Further, in the present specification and the drawings, a plurality of components having substantially the same functional configuration may be distinguished by attaching different alphabets to the same reference numerals. However, when it is not necessary to distinguish each of a plurality of components having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals will be given.
<1.エネルギ吸収構造体>
図1は、本発明の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体100の一例を示す。図1は、エネルギ吸収構造体100が、車両のフロントバンパビーム2とフロントフレーム4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100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100のフロントバンパビーム2側を先端側といい、フロントフレーム4側を後端側という場合がある。
<1. Energy absorbing structure>
FIG. 1 shows an example of an
エネルギ吸収構造体100は、エネルギ吸収部材10と、カバー30と、保持部材40とを備える。エネルギ吸収部材10は、後端側が保持部材40によって保持され、カバー30によって外周が覆われている。カバー30は、先端側がフロントバンパビーム2に接合され、後端側が保持部材40に接合されている。保持部材40は、フロントフレーム4の先端側に接合されている。エネルギ吸収構造体100は、フロントバンパビーム2とフロントフレーム4との間に配置され、フロントバンパビーム2に固定された先端側が、衝突荷重の入力側となっている。
The
(1−1.エネルギ吸収部材)
エネルギ吸収部材10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10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4に効率的に伝達する役割も担う。係るエネルギ吸収部材10は、繊維強化樹脂により形成される。本実施形態では、エネルギ吸収部材10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。
(1-1. Energy absorbing member)
When the vehicle collides with a preceding vehicle or an obstacle or other object, the
本実施形態において、エネルギ吸収部材10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10は、衝突荷重の入力時に先端側から逐次破壊しながら潰れることによって圧壊荷重が発現する。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材10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10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10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。
In the present embodiment, the
エネルギ吸収部材10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。
The reinforcing fiber used for the fiber reinforced resin which comprises the
また、エネルギ吸収部材10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。
Moreover, the matrix resin of the fiber reinforced resin which comprises the
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。 In the case of a thermoplastic resin, examples of the main material include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl chloride resin, ABS resin, polystyrene resin, AS resin, polyamide resins such as nylon 6, nylon 66, and polyacetal resin Thermoplastic resins such as polycarbonate resin, polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, PPS (polyphenylene sulfide) resin, fluorine resin, polyetherimide resin, polyether ketone resin, polyimide resin, polyether sulfone resin, aromatic polyamide resin Are illustrated.
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。熱可塑性樹脂が混合物である場合には、さらに相溶化剤が併用されてもよい。さらに、熱可塑性樹脂には、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。 The thermoplastic resin may be one or a mixture of two or more of these. When the thermoplastic resin is a mixture, a compatibilizer may be further used in combination. Furthermore, a brominated flame retardant, a silicon flame retardant, red phosphorus etc. may be added to a thermoplastic resin as a flame retardant. It is preferable to use a thermoplastic resin as a member for automobiles required to be mass-produced relatively from the viewpoint of easiness of molding and mass productivity.
また、円筒形状を有するエネルギ吸収部材10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10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10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10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。
Further, the
エネルギ吸収部材10は、先端側に、端部に向かって縮径するテーパ部12を有する。係るテーパ部12により、エネルギ吸収部材10の先端側が押圧されたときに、エネルギ吸収部材10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10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10を容易に逐次破壊させることができる。
The
本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100の例では、エネルギ吸収部材10の後端側が後述する保持部材40に接合されている一方、エネルギ吸収部材10の先端側は他のいずれの部材にも接合されていない。すなわち、エネルギ吸収部材10は、後端側のみが保持部材40に接合されて保持されている。
In the example of the
(1−2.保持部材)
保持部材40は、フロントフレーム4の先端に取り付けられ、エネルギ吸収部材10の後端部を保持する。保持部材40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。係る保持部材40は、エネルギ吸収部材10の軸方向に立ち上がる保持部47を有し、当該保持部47の内周面に対してエネルギ吸収部材10の外周面が接着剤等によって接合されている。エネルギ吸収部材10と保持部47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。
(1-2. Holding member)
The holding
エネルギ吸収部材10の後端部のみを保持して、車両の走行中の振動にも耐えられるようにするには、保持部47とエネルギ吸収部材10との接合面の軸方向の長さを、例えば7.0mm以上とすることができる。ただし、係る接合面の軸方向の長さが長すぎると、エネルギ吸収部材10の潰れ残りが増えるおそれがある。したがって、係る接合面の軸方向の長さを8.0〜15.0mmの範囲内とすることがより好ましく、10.0〜13.0mmの範囲内とすることがさらに好ましい。なお、保持部47がエネルギ吸収部材10の内周面側に配置され、保持部47の外周面に対してエネルギ吸収部材10の内周面が接合されていてもよい。
In order to hold only the rear end portion of the
また、保持部材40は、エネルギ吸収部材10の内側空間に対応する位置に、開口部43を有する。開口部43は、エネルギ吸収部材10の圧壊時に、内巻きに破壊された繊維強化樹脂を、エネルギ吸収部材10の外部に排出する通路である。したがって、破壊された繊維強化樹脂がエネルギ吸収部材10の内側空間に詰まることによるエネルギ吸収部材10の潰れ残りが抑制される。なお、開口部43の代わりに、フロントフレーム4側に突出する凹部が設けられてもよい。
The holding
(1−3.カバー)
カバー30は、中空の筒状に形成され、エネルギ吸収部材10の外周を覆うように配置されている。係るカバー30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10に衝突したり、エネルギ吸収部材10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10を保護している。本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100は、主としてエネルギ吸収部材10により衝突荷重を担い、カバー30が担う衝突荷重は小さくされている。したがって、カバー30の構成材料にかかわらず、エネルギ吸収構造体100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。本実施形態では、カバー30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。
(1-3. Cover)
The
カバー30は、カバー本体部32と、接続カバー部36と、連結部34とを備える。エネルギ吸収部材10は、主としてカバー本体部32の内周側に位置している。図1に示した例では、カバー本体部32の先端面の位置とエネルギ吸収部材10の先端面の位置とが一致しているが、これらの先端の位置は異なっていてもよい。カバー本体部32は、中空の円筒形状を有するとともに、その先端部には、先端側に向かうにつれて縮径するテーパ部32aが設けられている。図1に示したテーパ部32aは、エネルギ吸収部材10に設けられたテーパ部32aのテーパ角と同じテーパ角となっているが、これらは異なっていてもよい。
The
カバー本体部32の内周面とエネルギ吸収部材10の外周面との間には、間隙が設けられる。係る間隙は、例えば2.0mm以上とすることができる。係る間隙が小さすぎると、車両の振動等によってエネルギ吸収部材10に応力がかかり、エネルギ吸収部材10が破損するおそれがある。また、係る間隙が小さすぎると、エネルギ吸収構造体100の圧壊時に、初期の段階で想定外の位置からエネルギ吸収部材10の圧壊が開始され、所望の荷重特性が得られなくなるおそれがある。
A gap is provided between the inner peripheral surface of the cover
また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100は、圧壊時において、接続カバー部36がカバー本体部32の先端部の外周部に配置されて、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材10が拘束されるように構成されたものである。そのため、カバー本体部32のテーパ部32aの内周面とエネルギ吸収部材10の外周面との間の間隙が大きすぎると、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材10が拘束されなくなるおそれがある。したがって、テーパ部32aの内周面とエネルギ吸収部材10の外周面との間の間隙を、2.0〜5.0mmの範囲内とすることがより好ましく、2.5〜4.0mmの範囲内とすることがさらに好ましい。
Further, in the
接続カバー部36は、先端がフロントバンパビーム2に接合され、後端が連結部34を介してカバー本体部32に接合される。接続カバー部36は、フロントバンパビーム2に直接接合されるのではなく、バンパステー等の、フロントバンパビーム2に固定された部材に接合されてもよい。接続カバー部36は、先端側に向かうにつれて縮径するテーパ形状をなす。係る接続カバー部36は、カバー本体部32の先端側の端部領域に設けられたテーパ部32aの形状と相似形をなす。
The
連結部34は、カバー本体部32の先端と接続カバー部36の後端とを接続する。本実施形態では、カバー本体部32の先端部にテーパ部32aが設けられ、接続カバー部36はテーパ部32aと相似形をなすテーパ形状を有しているため、カバー本体部32の先端部の直径は、接続カバー部36の後端部の直径よりも小さい。連結部34は、カバー本体部32の先端と、接続カバー部36の後端との隙間に配置される。なお、接続カバー部36のテーパ角と、カバー本体部32のテーパ部32aのテーパ角とは同一でなくてもよい。
The
連結部34は、カバー本体部32及び接続カバー部36に比べて、衝突荷重の入力時に圧壊しやすくなっている。具体的に、本実施形態では、連結部34が軟鋼材を用いて構成され、カバー本体部32及び接続カバー部36に比べて強度が低くなっている。また、図2に示すように、連結部34には複数の開口部35が設けられ、剛性がさらに低下されている。係る連結部34は、接続カバー部36に対して外周部全周において接合される一方、カバー本体部32に対して内周部の一部のみにおいて接合される。
The connecting
なお、連結部34を圧壊しやすくするための構成は、図2の例に限られない。例えば、図3に示すように、カバー本体部32の先端と接続カバー部36の後端とが、周方向において部分的に設けられた架設部34aによって連結されてもよい。係る構成によっても、連結部34の剛性を低下させることができる。また、軟鋼材を用いる代わりに、板厚を薄くした薄板により連結部34を構成してもよい。また、開口部35の代わりに薄板部としてもよい。
In addition, the structure for making it easy to crush the
ただし、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100は、フロントバンパビーム2とフロントフレーム4とがカバー30のみで接続されている。そのため、連結部34を圧壊しやすくする際には、車両の牽引時等にエネルギ吸収構造体100に作用する引張力に耐え得るように、所定程度の剛性を確保する必要がある。
However, in the
係る連結部34は、車両の衝突時に、エネルギ吸収構造体100に荷重が入力された際に最初に圧壊し、これにより、接続カバー部36の少なくとも一部がエネルギ吸収部材10の先端部の外周部に配置される。したがって、エネルギ吸収部材10よりも圧壊荷重が小さいカバー本体部32が補強され、エネルギ吸収部材10の逐次破壊が開始されるときに、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材10を拘束し、圧壊荷重を増大させることができる。
The connecting
本実施形態では、カバー30における、軸方向に直交する横断面形状は、円形状を有するが、係る横断面形状は特に限定されない。例えば、カバー30の横断面形状が多角形であれば、角部分で荷重を担いやすく、斜め方向からの衝突荷重の入力時に、エネルギ吸収構造体100が倒れることをより防ぎやすくなる。ただし、カバー30の横断面形状を多角形にすると、カバー30の圧壊荷重を増大させることにもなるため、エネルギ吸収部材10の圧壊荷重とのバランスや、得ようとする圧壊特性を考慮して、横断面形状を設定してもよい。
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the
<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100の構成について説明した。次に、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100の逐次圧壊の様子について説明する。図4〜図6は、エネルギ吸収構造体100の逐次破壊の様子を示す模式図である。図4は、圧壊初期において逐次破壊が進行する様子を左から右にかけて順次に示している。図5及び図6は、逐次破壊の中期から後期の様子を示している。
<2. Crushing action of energy absorbing structure>
So far, the configuration of the
車両の衝突が発生し、エネルギ吸収構造体100に衝突荷重が入力されると、エネルギ吸収構造体100が圧縮され、圧壊し始める。圧壊の初期には、図4に示すように、主として、カバー30の連結部34が圧壊し始める。図4では、軸方向に対して斜めの方向から衝突荷重が入力される例が示されている。この場合、衝突荷重は斜め方向から入力されるものの、連結部34が先に圧壊することによって、接続カバー部36が傾けられる一方、カバー本体部32の傾きが抑制される。
When a collision of a vehicle occurs and a collision load is input to the
また、衝突荷重の入力が続くと、連結部34が破壊されて、接続カバー部36が、カバー本体部32の先端部の外周部に配置されるようになる。これにより、比較的剛性の低い材料からなるカバー30であっても、カバー本体部32の先端部は接続カバー部36によって補強された状態になる。すなわち、エネルギ吸収部材10の先端側の外周部では、カバー本体部32及び接続カバー部36が重なり、剛性が高められた状態になる。なお、接続カバー部36がカバー本体部32の先端部に重なるまでの期間には、エネルギ吸収部材10の圧壊は未だ開始されていないことから、係る期間の圧壊荷重は小さい値で推移する。
Further, when the input of the collision load continues, the
カバー本体部32の先端部と接続カバー部36とが重なった後、さらに逐次破壊が進展すると、図5に示すように、エネルギ吸収部材10がフロントバンパビーム2により圧縮され、エネルギ吸収部材10の先端側が内巻き及び外巻きに開きながら破壊され始める。これにより、圧壊荷重が上昇し始める。このとき、カバー本体部32も座屈し始めるが、カバー本体部32の先端部は、接続カバー部36が外周部に配置され補強されているため、当該先端部は大きく変形することがない。したがって、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材10は、カバー本体部32の先端部及び接続カバー部36によって確実に拘束される。
After the distal end portion of the cover
その後も、エネルギ吸収構造体100の衝突荷重の入力が続くと、図6に示すように、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材10がカバー本体部32の先端部及び接続カバー部36によって拘束された状態で、エネルギ吸収部材10の逐次破壊が進展する。そのため、エネルギ吸収部材10は内巻きに破壊される。これにより、より大きい圧壊荷重を発現させたまま、圧壊荷重を安定的に推移させることができる。
Thereafter, when the input of the collision load of the
本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100は、車両の衝突発生後、最初にカバー30の連結部34が圧壊して、接続カバー部36がカバー本体部32の先端部の外周部に配置される。その後は、接続カバー部36によって補強されたカバー本体部32の先端部によって、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材10が拘束されて逐次破壊が進展するため、圧壊荷重を増大させることができる。
In the
なお、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100では、エネルギ吸収部材10の後端部を保持する保持部材40の中央に開口部43が設けられているため、内巻きに破壊されるエネルギ吸収部材10がエネルギ吸収部材10の内部に詰まりにくく、エネルギ吸収部材10の潰れ残りが少なくなっている。したがって、エネルギ吸収部材10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。
In the
このように、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100は、外巻きに破壊されるエネルギ吸収部材10を拘束するための部材を別途用いることなく、剛性が低いカバー30を圧壊の進行に合わせて重ねることによって補強し、エネルギ吸収部材10を拘束することができる。これにより、部品点数を増やすことなく、エネルギ吸収構造体100の圧壊荷重を増大させ、エネルギ吸収量を増大させることができる。また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100は、圧壊荷重の小さいカバー30を用いるために、エネルギ吸収部材10による圧壊荷重が支配的になって、安定した荷重特性を得ることができる。
As described above, the
また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100は、車両の衝突後の初期の段階では主として連結部34が圧壊し、次いで、エネルギ吸収部材10及びカバー本体部32が圧壊し始めることから、圧壊荷重の上昇速度の変位点が現れることになる。これにより、衝突を検知するためのセンサによる衝突検出精度を向上させることができる。したがって、例えば、エアバッグの展開要否の判定を容易にすることができる。具体的には、例えば、車両が小さい衝撃の衝突を生じた場合に、センサによって検知される荷重が上昇し始めたとしても、荷重の上昇速度が大きくなるような変化が現れなければ、エアバッグを展開させないように制御しやすくなる。
Further, in the
<3.変形例>
次に、これまでに説明した本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100の変形例の幾つかを説明する。
<3. Modified example>
Next, some of the modifications of the
(3−1.第1の変形例)
図7は、第1の変形例に係るエネルギ吸収構造体100Aを示す断面図である。図7に示したエネルギ吸収構造体100Aにおいて、カバー30Aのカバー本体部32Aは、先端側に向けて縮径するテーパ形状を有する。また、接続カバー部36も同様に先端側に向けて縮径するテーパ形状を有し、接続カバー部36は、カバー本体部32Aの先端部の形状と相似形を有する。接続カバー部36のテーパ角と、カバー本体部32Aの先端部のテーパ角とは同一でなくてもよい。
(3-1. First Modification)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an
第1の変形例に係るエネルギ吸収構造体100Aにおいても、接続カバー部36とカバー本体部32Aとは、連結部34により連結されている。係る連結部34は、上記の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体100の場合と同様に、衝突荷重の入力時に最初に圧壊する。そのため、圧壊の初期において、接続カバー部36はカバー本体部32Aの先端部の外周部に配置され、比較的剛性の低いカバー本体部32Aが補強される。
Also in the
第1の変形例に係るエネルギ吸収構造体100Aによっても、上記の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体100と同様の効果を得ることができる。また、第1の変形例に係るエネルギ吸収構造体100Aは、カバー本体部32Aが、先端側に向けて縮径するテーパ形状を有する。これにより、軸方向に対して斜めの方向から衝突荷重が入力された場合であっても、カバー本体部32Aの壁面で荷重を受けやすくなり、エネルギ吸収構造体100Aが倒れるおそれを低減することができる。したがって、エネルギ吸収部材10を軸方向に効率的に圧壊させて、エネルギ吸収量が小さくなることを防ぐことができる。
Also by the
(3−2.第2の変形例)
図8は、第2の変形例に係るエネルギ吸収構造体100Bを示す断面図である。図8に示したエネルギ吸収構造体100Bにおいて、カバー30Bのカバー本体部32Bは、軸方向の中央部の直径が最も大きく、当該中央部から先端側及び後端側に向けてそれぞれ縮径する。接続カバー部36は、先端側に向けて縮径するテーパ形状を有し、接続カバー部36は、カバー本体部32Bの先端部の形状と相似形を有する。接続カバー部36のテーパ角と、カバー本体部32Bの先端部のテーパ角とは同一でなくてもよい。
(3-2. Second Modified Example)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an
第2の変形例に係るエネルギ吸収構造体100Bにおいても、接続カバー部36とカバー本体部32Bとは、連結部34により連結されている。係る連結部34は、上記の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体100の場合と同様に、衝突荷重の入力時に最初に圧壊する。そのため、圧壊の初期において、接続カバー部36はカバー本体部32Bの先端部の外周部に配置され、比較的剛性の低いカバー本体部32Bが補強される。
Also in the
第2の変形例に係るエネルギ吸収構造体100Bによっても、上記の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体100と同様の効果を得ることができる。また、第2の変形例に係るエネルギ吸収構造体100Bは、カバー本体部32Bが、先端側及び後端側に向けてそれぞれ縮径するテーパ形状を有する。これにより、軸方向に対して斜めの方向から衝突荷重が入力された場合であっても、荷重入力方向に沿ったカバー本体部32Bの壁面で荷重を受けやすくなり、エネルギ吸収構造体100Bが倒れるおそれを低減することができる。したがって、エネルギ吸収部材10を軸方向に効率的に圧壊させて、エネルギ吸収量が小さくなることを防ぐことができる。
Also by the
<4.まとめ>
以上説明したように、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100,100A,100Bは、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材10の外周を覆う筒状のカバー30,30A,30Bを備えている。これにより、車輪によって跳ね上げられる小石や雨水等からエネルギ吸収部材10が保護され、エネルギ吸収部材10の耐チッピング性や耐候性を向上させることができる。
<4. Summary>
As explained above, energy absorption structure 100,100A, 100B which concerns on this embodiment is provided with
また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100,100A,100Bでは、カバー30,30A,30Bが、カバー本体部32,32A,32Bと接続カバー部36とを有し、接続カバー部36がカバー本体部32,32A,32Bの先端部と相似形を有する。衝突荷重の入力時には、カバー本体部32,32A,32Bと接続カバー部36とを連結する連結部34が最初に圧壊して、接続カバー部36とカバー本体部32,32A,32Bの先端部の外周部とが周方向に重なる。これにより、カバー本体部32,32A,32Bの剛性が小さい場合であっても、部品点数を増やすことなく、外巻きに破壊されるエネルギ吸収部材10を確実に拘束することができる。したがって、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100,100A,100Bは、衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。
Moreover, in
また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100,100A,100Bでは、エネルギ吸収部材10の後端部を保持する保持部材40における、エネルギ吸収部材10の内部空間に対応する位置に開口部43あるいは凹部を有している。これにより、エネルギ吸収部材10の内側空間に、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材10が詰まることによる潰れ残りを低減することができる。したがって、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体100,100A,100Bは、衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。
Further, in the
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、各種の変更例また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。また、上記の実施形態及び各変形例を互いに組み合わせた態様も、当然に本発明の技術的範囲に属する。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that those skilled in the art to which the present invention belongs can conceive of various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also fall within the technical scope of the present invention. Moreover, the aspect which combined said embodiment and each modification mutually also belongs to the technical scope of this invention naturally.
例えば、上記の実施の形態で示したカバー30,30A,30Bの形状は一例であって、衝突荷重の入力時に、最初に連結部が変形して、接続カバー部とカバー本体部の先端部とが周方向に重なるものであれば、上記の例に限定されない。そのようなカバーであれば、圧壊の初期に、接続カバー部によってカバー本体部が補強され、外巻きに破壊されるエネルギ吸収部材10を確実に拘束することができる。
For example, the shapes of the
2 フロントバンパビーム
4 フロントフレーム
10 エネルギ吸収部材
12 テーパ部
30,30A,30B カバー
32,32A,32B カバー本体部
34 連結部
36 接続カバー部
40 保持部材
43 開口部
47 保持部
100,100A,100B エネルギ吸収構造体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記エネルギ吸収部材の外周を覆う筒状のカバー本体部と、
前記カバー本体部における荷重入力側の端部に連結されて車両のバンパビーム又は前記バンパビームに固定された部材に固定された筒状の接続カバー部と、
前記カバー本体部と前記接続カバー部とを接続する連結部と、を備え、
前記カバー本体部における少なくとも荷重入力側の端部領域、及び、前記接続カバー部における少なくとも前記カバー本体部側の端部領域の形状が、前記荷重入力側に向かって縮径するテーパ形状であり、
荷重入力時に、前記連結部が変形して、前記接続カバー部と前記カバー本体部の先端部とが周方向に重なるようにした、エネルギ吸収構造体。 A tubular energy absorbing member made of fiber reinforced resin that axially crushes to absorb collision energy when a load is input;
A cylindrical cover main body covering an outer periphery of the energy absorbing member;
A cylindrical connection cover portion connected to an end portion on a load input side of the cover main body portion and fixed to a bumper beam of a vehicle or a member fixed to the bumper beam;
And a connecting portion connecting the cover main body portion and the connection cover portion,
The shape of at least an end region on the load input side of the cover main body portion and an end region on the cover main body side of the connection cover portion is a tapered shape which reduces in diameter toward the load input side,
The energy absorption structure, wherein the connection portion is deformed at the time of load input, and the connection cover portion and the tip end portion of the cover main body portion are circumferentially overlapped.
前記エネルギ吸収部材の外周を覆う筒状のカバー本体部と、
前記カバー本体部における荷重入力側の端部に連結されて車両のバンパビーム又は前記バンパビームに固定された部材に固定された筒状の接続カバー部と、
前記カバー本体部と前記接続カバー部とを接続する連結部と、を備え、
前記接続カバー部の前記カバー本体部側の端部の直径が、前記カバー本体部の前記接続カバー部側の端部の直径よりも大きく、
荷重入力時に、前記連結部が変形して、前記接続カバー部と前記カバー本体部の先端部とが周方向に重なるようにした、エネルギ吸収構造体。 A tubular energy absorbing member made of fiber reinforced resin that axially crushes to absorb collision energy when a load is input;
A cylindrical cover main body covering an outer periphery of the energy absorbing member;
A cylindrical connection cover portion connected to an end portion on a load input side of the cover main body portion and fixed to a bumper beam of a vehicle or a member fixed to the bumper beam;
And a connecting portion connecting the cover main body portion and the connection cover portion,
The diameter of the end on the cover main body side of the connection cover portion is larger than the diameter of the end on the connection cover side of the cover main body,
The energy absorption structure, wherein the connection portion is deformed at the time of load input, and the connection cover portion and the tip end portion of the cover main body portion are circumferentially overlapped.
前記エネルギ吸収部材の外周を覆う筒状のカバー本体部と、
前記カバー本体部における荷重入力側の端部に連結されて車両のバンパビーム又は前記バンパビームに固定された部材に固定された筒状の接続カバー部と、
前記カバー本体部と前記接続カバー部とを接続する連結部と、を備え、
前記連結部の剛性が、前記カバー本体部及び前記接続カバー部の剛性よりも小さく、
荷重入力時に、前記連結部が変形して、前記接続カバー部と前記カバー本体部の先端部とが周方向に重なるようにした、エネルギ吸収構造体。 A tubular energy absorbing member made of fiber reinforced resin that axially crushes to absorb collision energy when a load is input;
A cylindrical cover main body covering an outer periphery of the energy absorbing member;
A cylindrical connection cover portion connected to an end portion on a load input side of the cover main body portion and fixed to a bumper beam of a vehicle or a member fixed to the bumper beam;
And a connecting portion connecting the cover main body portion and the connection cover portion,
The rigidity of the connecting portion is smaller than the rigidity of the cover body portion and the connection cover portion,
The energy absorption structure, wherein the connection portion is deformed at the time of load input, and the connection cover portion and the tip end portion of the cover main body portion are circumferentially overlapped.
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