JP2000142461A - ハイブリッド型衝撃吸収用構造部材 - Google Patents
ハイブリッド型衝撃吸収用構造部材Info
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- JP2000142461A JP2000142461A JP10312976A JP31297698A JP2000142461A JP 2000142461 A JP2000142461 A JP 2000142461A JP 10312976 A JP10312976 A JP 10312976A JP 31297698 A JP31297698 A JP 31297698A JP 2000142461 A JP2000142461 A JP 2000142461A
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- absorbing member
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Abstract
(57)【要約】
【課題】限られた空間内で剛性を確保し、軽量かつ高エ
ネルギ吸収性を持った衝撃吸収用構造部材を提供する。 【解決手段】薄肉金属板よりなる金属強度部材２の内部
又は外部に、ＦＲＰなどの複合材料よりなるエネルギ吸
収部材３を金属強度部材２に対して空間を設けて固定
し、金属強度部材２が座屈変形へと移行した際に、エネ
ルギ吸収部材３にプログレッシブクラッシングを発生さ
せて衝撃エネルギを吸収するようにした。
ネルギ吸収性を持った衝撃吸収用構造部材を提供する。 【解決手段】薄肉金属板よりなる金属強度部材２の内部
又は外部に、ＦＲＰなどの複合材料よりなるエネルギ吸
収部材３を金属強度部材２に対して空間を設けて固定
し、金属強度部材２が座屈変形へと移行した際に、エネ
ルギ吸収部材３にプログレッシブクラッシングを発生さ
せて衝撃エネルギを吸収するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車体など
衝撃をうけたときに、これを吸収して安全性を確保する
ために有効なハイブリッド型衝撃吸収用構造部材に関す
るものである。
衝撃をうけたときに、これを吸収して安全性を確保する
ために有効なハイブリッド型衝撃吸収用構造部材に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車などに用いられるエネルギ吸収部
材を兼ねた構造部材は、鋼板を溶接などして作製される
薄肉断面部材が使用されている。
材を兼ねた構造部材は、鋼板を溶接などして作製される
薄肉断面部材が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】自動車の衝突安全性の
向上と軽量化の両立のためには、構造部材に強度が確保
された上で軽量かつ高エネルギ吸収性が要求されるが、
従来の構造部材では、エネルギ吸収量を増大させるため
には、鋼板の板厚の増加、材料の高強度化、断面形状の
変化などで対処しており、その結果、重量増加につなが
りやすいという問題があった。
向上と軽量化の両立のためには、構造部材に強度が確保
された上で軽量かつ高エネルギ吸収性が要求されるが、
従来の構造部材では、エネルギ吸収量を増大させるため
には、鋼板の板厚の増加、材料の高強度化、断面形状の
変化などで対処しており、その結果、重量増加につなが
りやすいという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、限られた空間において剛
性を確保し、軽量かつ高エネルギ吸収性を持った衝撃吸
収用構造部材を提供することである。
性を確保し、軽量かつ高エネルギ吸収性を持った衝撃吸
収用構造部材を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、薄肉金属板よりなる任意形状の金属強度部
材の内部又は外部に、複合材料よりなる任意形状のエネ
ルギ吸収部材を前記外枠強度部材に対して空間を設けて
固定し、前記金属強度部材が座屈変形へと移行した際
に、前記エネルギ吸収部材にプログレッシブクラッシン
グを発生させて衝撃エネルギを吸収するようにしたこと
を特徴とするものである。
め本発明は、薄肉金属板よりなる任意形状の金属強度部
材の内部又は外部に、複合材料よりなる任意形状のエネ
ルギ吸収部材を前記外枠強度部材に対して空間を設けて
固定し、前記金属強度部材が座屈変形へと移行した際
に、前記エネルギ吸収部材にプログレッシブクラッシン
グを発生させて衝撃エネルギを吸収するようにしたこと
を特徴とするものである。
【０００６】前記複合材料よりなるエネルギ吸収部材は
ＦＲＰであることを特徴とするものである。
ＦＲＰであることを特徴とするものである。
【０００７】前記金属強度部材とエネルギ吸収部材との
空間に発泡樹脂を充填したことを特徴とするものであ
る。
空間に発泡樹脂を充填したことを特徴とするものであ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１において、１は衝撃吸収用構造
部材の一実施形態を示す側面図であり、２は鋼板あるい
はアルミニウムなどの薄肉金属板よりなる金属強度部材
である。この金属強度部材２の断面形状は図２および図
３で示すように片ハット形の他に円形、四角形、片ハッ
ト形、両ハット形など任意である。
基づいて説明する。図１において、１は衝撃吸収用構造
部材の一実施形態を示す側面図であり、２は鋼板あるい
はアルミニウムなどの薄肉金属板よりなる金属強度部材
である。この金属強度部材２の断面形状は図２および図
３で示すように片ハット形の他に円形、四角形、片ハッ
ト形、両ハット形など任意である。
【０００９】本発明は、図２及び図３で示すように、前
記金属強度部材２の内部に、複合材料よりなるエネルギ
吸収部材３を前記金属強度部材２に対して空間を設けて
固定したものである。また、図５及び図６で示すよう
に、前記金属強度部材２の外部に、複合材料よりなるエ
ネルギ吸収部材３を前記金属強度部材２に対して空間を
設けて固定しても良い。
記金属強度部材２の内部に、複合材料よりなるエネルギ
吸収部材３を前記金属強度部材２に対して空間を設けて
固定したものである。また、図５及び図６で示すよう
に、前記金属強度部材２の外部に、複合材料よりなるエ
ネルギ吸収部材３を前記金属強度部材２に対して空間を
設けて固定しても良い。
【００１０】前記複合材料よりなるエネルギ吸収部材３
はＦＲＰが適当であるが、これに限定されるものではな
くエネルギ吸収に適当な複合材料であれば良い。また、
エネルギ吸収部材３の断面形状は図２で示す円形、図３
で示すＨ形の他に四角形など任意の形状である。
はＦＲＰが適当であるが、これに限定されるものではな
くエネルギ吸収に適当な複合材料であれば良い。また、
エネルギ吸収部材３の断面形状は図２で示す円形、図３
で示すＨ形の他に四角形など任意の形状である。
【００１１】このエネルギ吸収部材３は前記のように金
属強度部材２に対して空間を設けて固定することが本発
明の必須要件である。これは、エネルギ吸収部材３を金
属強度部材２に密着させて固定した場合は、金属強度部
材２とエネルギ吸収部材３のそれぞれの変形領域が確保
できないため、目標とするハイブリッド型衝撃吸収用構
造部材にはなり難いからである。
属強度部材２に対して空間を設けて固定することが本発
明の必須要件である。これは、エネルギ吸収部材３を金
属強度部材２に密着させて固定した場合は、金属強度部
材２とエネルギ吸収部材３のそれぞれの変形領域が確保
できないため、目標とするハイブリッド型衝撃吸収用構
造部材にはなり難いからである。
【００１２】前記エネルギ吸収部材３を金属強度部材２
に対して空間を設けて固定するには図示省略している
が、軸線方向の適当な間隔で針金のような弱体の支え部
材によって支持させても良いし、図示のように、金属強
度部材２とエネルギ吸収部材３との空間に発泡樹脂４を
充填しても良い。
に対して空間を設けて固定するには図示省略している
が、軸線方向の適当な間隔で針金のような弱体の支え部
材によって支持させても良いし、図示のように、金属強
度部材２とエネルギ吸収部材３との空間に発泡樹脂４を
充填しても良い。
【００１３】本発明は上記の通りの構造であるから、薄
肉金属板よりなる金属強度部材２は溶接が可能であり、
また、剛性も確保できる。この金属強度部材２が最大荷
重を発生し、図４で示すように、座屈変形５へと移行し
た際にはエネルギ吸収部材３にプログレッシブクラッシ
ング６が発生し、これによって金属強度部材２の平均荷
重の低下をはエネルギ吸収部材３が補うため、前記金属
強度部材２の板厚に対して、高いエネルギ吸収量が得ら
れるものである。尚、金属強度部材２には、圧潰挙動を
コントロールするため、必要に応じてトリガなどを設定
し、エネルギ吸収部材３にはプログレッシブクラッシン
グ６を発生させるためのトリガを設定しておくと有効で
ある。
肉金属板よりなる金属強度部材２は溶接が可能であり、
また、剛性も確保できる。この金属強度部材２が最大荷
重を発生し、図４で示すように、座屈変形５へと移行し
た際にはエネルギ吸収部材３にプログレッシブクラッシ
ング６が発生し、これによって金属強度部材２の平均荷
重の低下をはエネルギ吸収部材３が補うため、前記金属
強度部材２の板厚に対して、高いエネルギ吸収量が得ら
れるものである。尚、金属強度部材２には、圧潰挙動を
コントロールするため、必要に応じてトリガなどを設定
し、エネルギ吸収部材３にはプログレッシブクラッシン
グ６を発生させるためのトリガを設定しておくと有効で
ある。
【００１４】前記エネルギ吸収部材３のプログレッシブ
クラッシング６は、図４に示すように荷重Ｆによってエ
ネルギ吸収部材３が荷重Ｆの進行方向に内外両側または
そのどちらかへへカール状に変形して行く形態であり、
このカール状の変形によってエネルギを吸収するもので
ある。
クラッシング６は、図４に示すように荷重Ｆによってエ
ネルギ吸収部材３が荷重Ｆの進行方向に内外両側または
そのどちらかへへカール状に変形して行く形態であり、
このカール状の変形によってエネルギを吸収するもので
ある。
【００１５】前記金属強度部材２およびエネルギ吸収部
材３の間には空間を有しており、直接の接触を防いでい
るため、金属強度部材２とエネルギ吸収部材３のそれぞ
れの変形領域を確保することができ、この空間に発泡樹
脂４を充填したものにおいては金属強度部材２およびエ
ナルギ吸収部材３の変形挙動をコントロールする効果を
発揮する。
材３の間には空間を有しており、直接の接触を防いでい
るため、金属強度部材２とエネルギ吸収部材３のそれぞ
れの変形領域を確保することができ、この空間に発泡樹
脂４を充填したものにおいては金属強度部材２およびエ
ナルギ吸収部材３の変形挙動をコントロールする効果を
発揮する。
【００１６】また、軸圧縮時だけでなく、曲げに対して
も、金属強度部材２の断面形状を充填材の発泡ウレタン
樹脂４およびエネルギ吸収部材３が維持する方向に作用
するため、局部的な変形が生じ難くなり、高いエネルギ
吸収量が期待できる。
も、金属強度部材２の断面形状を充填材の発泡ウレタン
樹脂４およびエネルギ吸収部材３が維持する方向に作用
するため、局部的な変形が生じ難くなり、高いエネルギ
吸収量が期待できる。
【００１７】本発明によるハイブリッド型衝撃吸収用構
造部材の試験結果を下記する。試験体形状は、鋼板外枠
は外径６０ｍｍ、板厚１．６ｍｍ、長さ２００ｍｍの円
管、エネルギ吸収部材はＦＲＰで、内径３５ｍｍ、板厚
２．５ｍｍ、長さ２００ｍｍ、充填材は、発泡率５０倍
のウレタンフォームとした。
造部材の試験結果を下記する。試験体形状は、鋼板外枠
は外径６０ｍｍ、板厚１．６ｍｍ、長さ２００ｍｍの円
管、エネルギ吸収部材はＦＲＰで、内径３５ｍｍ、板厚
２．５ｍｍ、長さ２００ｍｍ、充填材は、発泡率５０倍
のウレタンフォームとした。
【００１８】 ［静的試験結果］ 変位（ｍｍ） ２０ 平均荷重（ＫＮ） エネルギ（Ｊ） 本発明部材 ８６ １７１０ 金属強度部材のみ ４５ ７００ 変位（ｍｍ） ４０ 平均荷重（ＫＮ） エネルギ（Ｊ） 本発明部材 ９３ ３７３８ 金属強度部材のみ ４２ １６７９ 変位（ｍｍ） ６０ 平均荷重（ＫＮ） エネルギ（Ｊ） 本発明部材 ９６ ５７３８ 金属強度部材のみ ４３ ２５６２
【００１９】 ［動的試験結果］（４５ｋｍ／ｈ） 変位（ｍｍ） ２０ 平均荷重（ＫＮ） エネルギ（Ｊ） 本発明部材（外） ９２ １８４６ 本発明部材（内外）１０１ ２０１８ 金属強度部材のみ ６２ １２３０ 変位（ｍｍ） ４０ 平均荷重（ＫＮ） エネルギ（Ｊ） 本発明部材（外） １０６ ４２４６ 本発明部材（内外）１１１ ４４３５ 金属強度部材のみ ６５ ２６１４ 変位（ｍｍ） ６０ 平均荷重（ＫＮ） エネルギ（Ｊ） 本発明部材（外） １０９ ６５６３ 本発明部材（内外）１１３ ６７９４ 金属強度部材のみ ６４ ３８４０ 上記（外）は充填材をエネルギ吸収部材の外側のみ充填
し、（内外）は充填材をエネルギ吸収部材の内側、外側
に充填したものである。上記の試験結果の通り本発明は
好結果が得られた。
し、（内外）は充填材をエネルギ吸収部材の内側、外側
に充填したものである。上記の試験結果の通り本発明は
好結果が得られた。
【００２０】尚、上記実施の形態では、金属強度部材２
の空間内に１つのエネルギ吸収部材３を固定したもので
あるが、必要に応じて複数個のエネルギ吸収部材３を固
定することも可能である。また、本発明のハイブリッド
型衝撃吸収用構造部材は自動車の車体の適用のみに限定
されるものではなく、衝撃の吸収を必要とする構造物で
ある例えば、船舶、航空機、列車等にも適用することが
できる。
の空間内に１つのエネルギ吸収部材３を固定したもので
あるが、必要に応じて複数個のエネルギ吸収部材３を固
定することも可能である。また、本発明のハイブリッド
型衝撃吸収用構造部材は自動車の車体の適用のみに限定
されるものではなく、衝撃の吸収を必要とする構造物で
ある例えば、船舶、航空機、列車等にも適用することが
できる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によると、エネルギ
吸収効率の優れた複合材料の特性を生かし、剛性を確保
すると共に、軽量かつ高エネルギ吸収性を持ったハイブ
リッド型衝撃吸収用構造部材を提供することができる。
吸収効率の優れた複合材料の特性を生かし、剛性を確保
すると共に、軽量かつ高エネルギ吸収性を持ったハイブ
リッド型衝撃吸収用構造部材を提供することができる。
【図１】本発明のハイブリッド型衝撃吸収用構造部材の
一例を示す側面図
一例を示す側面図
【図２】円形のエネルギ吸収部材を金蔵強度部材の内部
に用いた例の図１のＡ−Ａ線断面図
に用いた例の図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】Ｈ形のエネルギ吸収部材を用いた図１のＡ−Ａ
線断面図
線断面図
【図４】金属強度部材の座屈変形時のエネルギ吸収部材
のプログレッシブクラッシングが発生した状態の要部断
面図
のプログレッシブクラッシングが発生した状態の要部断
面図
【図５】本発明のハイブリッド型衝撃吸収用構造部材の
他の例を示す側面図
他の例を示す側面図
【図６】円形のエネルギ吸収部材を金属強度部材の外部
に用いた例の図１のＡ−Ａ線断面図
に用いた例の図１のＡ−Ａ線断面図
１ ハイブリッド型衝撃吸収用構造部材 ２ 金属強度部材 ３ エネルギ吸収部材 ４ 発泡樹脂 ５ 座屈変形 ６ プログレッシブクラッシング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松川 不二夫 茨城県つくば市谷田部5998−４ Ｆターム(参考） 3J066 AA02 AA23 BA04 BB01 BC01 BD05 BF02 BG04
Claims (3)
- 【請求項１】 薄肉金属板よりなる任意形状の金属強度
部材の内部又は外部に、複合材料よりなる任意形状のエ
ネルギ吸収部材を前記外枠強度部材に対して空間を設け
て固定し、前記金属強度部材が座屈変形へと移行した際
に、前記エネルギ吸収部材にプログレッシブクラッシン
グを発生させて衝撃エネルギを吸収するようにしたこと
を特徴とするハイブリッド型衝撃吸収用構造部材。 - 【請求項２】 前記複合材料よりなるエネルギ吸収部材
はＦＲＰであることを特徴とする請求項１に記載のハイ
ブリッド型衝撃吸収用構造部材。 - 【請求項３】 前記金属強度部材とエネルギ吸収部材と
の空間に発泡ウレタン樹脂を充填したことを特徴とする
請求項１または請求項２に記載のハイブリッド型衝撃吸
収用構造部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10312976A JP2000142461A (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | ハイブリッド型衝撃吸収用構造部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10312976A JP2000142461A (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | ハイブリッド型衝撃吸収用構造部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000142461A true JP2000142461A (ja) | 2000-05-23 |
Family
ID=18035753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10312976A Pending JP2000142461A (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | ハイブリッド型衝撃吸収用構造部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000142461A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006214524A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Honda Motor Co Ltd | エネルギ吸収構造体 |
| JP2006220245A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Honda Motor Co Ltd | エネルギ吸収構造体 |
| EP1775201A3 (de) * | 2005-10-17 | 2007-05-30 | ArvinMeritor GmbH | Verbundbauteil, insbesondere Fahrzeugpaneel |
| CN108819889A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-16 | 颜涛 | 一种连接汽车防撞梁与车架纵梁的六棱柱形吸能装置 |
-
1998
- 1998-11-04 JP JP10312976A patent/JP2000142461A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006214524A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Honda Motor Co Ltd | エネルギ吸収構造体 |
| JP4664694B2 (ja) * | 2005-02-03 | 2011-04-06 | 本田技研工業株式会社 | エネルギ吸収構造体 |
| JP2006220245A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Honda Motor Co Ltd | エネルギ吸収構造体 |
| JP4598556B2 (ja) * | 2005-02-14 | 2010-12-15 | 本田技研工業株式会社 | バンパビーム |
| EP1775201A3 (de) * | 2005-10-17 | 2007-05-30 | ArvinMeritor GmbH | Verbundbauteil, insbesondere Fahrzeugpaneel |
| CN108819889A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-16 | 颜涛 | 一种连接汽车防撞梁与车架纵梁的六棱柱形吸能装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051014 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080729 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090203 |