JP2001080439A - エネルギ吸収部材 - Google Patents

エネルギ吸収部材

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JP2001080439A
JP2001080439A JP26440299A JP26440299A JP2001080439A JP 2001080439 A JP2001080439 A JP 2001080439A JP 26440299 A JP26440299 A JP 26440299A JP 26440299 A JP26440299 A JP 26440299A JP 2001080439 A JP2001080439 A JP 2001080439A
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side wall
impact
energy absorbing
load
deformation
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JP26440299A
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Toshihiro Suekuni
智弘 末國
Kazuyoshi Ban
和義 伴
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Mitsubishi Motors Corp
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Mitsubishi Motors Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エネルギ吸収特性にばらつきがなく、常に安
定した緩衝能力を発揮できるエネルギ吸収部材を提供す
る。 【解決手段】 エネルギ吸収部材は中空の角錐台形状を
なす構造体4を有しており、衝撃の入力に対して構造体
4の側壁16が変形することで衝撃エネルギを吸収す
る。側壁16はその荷重作用線(X−X)に対し、基底
近傍の部位に折れ点を有しており、衝撃の入力に対し
て、常に外側方向に初期変形を生じる。側壁16は、衝
撃の入力に対して常に一定のパターンで変形を生じ、そ
の際、理想的な荷重吸収特性を示すので、常に安定した
エネルギ吸収能力が発揮される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車体と内装材との
間にて衝撃エネルギを吸収して緩衝作用をなすエネルギ
吸収部材に関する。
【0002】
【関連する背景技術】この種のエネルギ吸収部材として
は例えば、実開平7−13533号公報に記載された衝
撃緩衝部材が挙げられる。この公知の緩衝部材は、ドア
インナパネルとドアライニングとの間に介装され、側突
時の衝撃荷重により変形することで衝撃エネルギを吸収
する。具体的には、公知の緩衝部材はドアインナパネル
の内面に向けて一端が開口した中空函形の構造体を有し
ており、この構造体の側壁は全て一端開口に対して傾斜
したものとなっている。このような構造体によれば、そ
の荷重の入力方向に対して側壁がそれぞれ略一定の向
き、つまり、その傾斜の方向に座屈する傾向にあるた
め、単に荷重方向に立設されたリブだけの構造体に比べ
て衝撃緩衝値の設定が容易であると考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した公知の緩衝部
材の場合、構造体における側壁の座屈方向に関して一定
の規則性は認められるものの、その際、側壁は複雑な変
形を生じるため、側壁毎に変形ストロークや分担荷重に
ばらつきが大きい。すなわち、座屈に際して全ての側壁
が常に一様な変形を示す場合には、その変形ストローク
や荷重が一定しており、構造体全体として常に一定の緩
衝作用を発揮できると考えられる。しかしながら、通
常、衝撃の入力に対する側壁の変形パターンは特に一定
しておらず、その都度、側壁毎に不規則な変形を示す。
このような状況にあっては、構造体全体としての荷重吸
収特性に安定性を欠くため、安定して所望の緩衝作用を
発揮することができない。
【0004】本発明は上述した事情に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、衝撃の入力に対して
常に安定したエネルギ吸収能力を発揮することができる
エネルギ吸収部材を提供することにある。
【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、本発明のエネルギ吸収部材は、衝撃の入力に対して
構造体の側壁に常に一定の座屈モードで変形を生じさせ
る。具体的には、側壁に対する荷重の作用線に対して、
その基底近傍の部位に折れ点を設定し、この部位に初期
変形として構造体の外側に突出した屈曲を生じさせるも
のとしている。
【0006】本発明のエネルギ吸収部材によれば、構造
体に対して衝撃が入力され、その側壁に荷重が加えられ
ると、最初に上述した側壁の基底近傍の部位がその外側
方向に変位する。このような側壁の変形は、当該部位を
構造体の外側に突出させ、そして、この部位にて側壁を
屈曲させる(初期変形)。次に側壁はその屈曲した部位
と構造体の天井との間に二次的な座屈を生じ、このよう
な座屈は前記した屈曲部位とは逆の向き、つまり、構造
体の内側に凸となる屈曲を生じる。このとき、側壁はつ
づら折りに変形した状態にあり、この状態で側壁の分担
荷重はピークに達する。
【0007】この後、更に構造体が押し潰される過程に
て、上述した初期変形及び二次変形による側壁の屈曲位
置が何れも基底から遠ざかる方向に変位し、このとき側
壁は波状にローリング(うねり)を生じながら連続的に
変形する。この間、構造体はその分担荷重を略一定に保
持しているので、その変形ストロークが最大に達するま
での間、安定して高い荷重吸収特性を維持することがで
きる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のエネルギ吸収部材は、上
述のように車両のボデー部材とその内装材との間に介装
され、これらの間にて衝撃エネルギを吸収し、その衝撃
を緩和するべく機能するものである。図1を参照する
と、一実施例のエネルギ吸収部材はベース2を有してお
り、このベース2に多数の構造体4が規則的に分布して
形成されている。但し、構造体4の個数及びその配列に
関して特に限定はなく、適宜、そのパターンを変更して
もよい。
【0009】また、図2に示されるように、本実施例の
エネルギ吸収部材は通常、そのベース2をボデー部材6
の内面に宛った状態で配置され、一方、構造体4の天井
8を内装材10の内面に当接させている。なお、この配
置にもまた限定はなく、ベース2が内装材10の内面に
宛って配置されていてもよい。より詳しくは、一実施例
の構造体4は中空の角錐台状をなしており、その基底は
全面が開口している。但し、構造体4の外形は特に限定
されておらず、その他の多角錐台や円錐台であってもよ
いし、複数種類の角錐台や円錐台が混在していてもよ
い。なお、図から明らかなように、構造体4の側面(錘
面)は一様な平面ではなく、その基底近傍に折れ曲がり
を有しているが、この点に関しては後述する。
【0010】図3に示されるように、実施例のエネルギ
吸収部材の成形には、例えば一組の成形型が用いられ
る。具体的には、個々の構造体4はキャビティ型12及
びコア型14の間にて形成される。ここで、図示のよう
に側壁16の基底近傍の部位とその他の部位とでは、そ
れぞれベース2との間になす角α1,α2が互いに異なっ
ている。すなわち、側壁16はその基底近傍の部位の方
が、その他の部位よりもベース2を含む平面に対する勾
配が大きく設定されている(α1<α2)。
【0011】なお、図4に示されるように、構造体4の
角(斜稜)に対応するキャビティ型12のコーナ部分1
8は、所定の曲率Rを有している。これに対し、コア型
14のコーナ部分20はエッジ状をなしており、図示の
型合わせ状態にて、これらコーナ部分18,20間には
最小間隔tcが確保されている。一方、構造体4の側壁
16本体に対応する部分は互いに平行に延びており、そ
の最小間隔twは上述の間隔tcよりも大きい。従っ
て、これらキャビティ型12及びコア型14により成形
された構造体4において、隣り合う側壁16を相互に繋
ぐ角の厚みtcは、個々の側壁16本体の厚みtwより
も薄く形成される。
【0012】次に、図5〜図10を参照して、衝撃入力
時における構造体4の変形について説明する。図5に示
されるように、エネルギ吸収部材に対して衝撃が入力さ
れると、その衝撃は個々の構造体4により分担される。
構造体4に対する衝撃の入力は、そのまま側壁16に対
する圧縮荷重として作用する。
【0013】このとき、図示の縦断面でみて、側壁16
はその両端を通る荷重の作用線(X−X)に対し、予め
基底近傍の部位に折れ点が設定されている。なお、図示
のように折れ点は、側壁16の外面を凸とする方向に設
定されている。また、その基底から折れ点位置までの距
離H0は、構造体4の高さHに対して1/2〜1/3程
度に設定されていることが好ましい。
【0014】このため、側壁16に対して圧縮荷重が作
用すると、図5中、2点鎖線で示されるように、最初に
この部位がその外側方向に変位する。このような変位
は、構造体4を全体的に膨らませようとするので、隣り
合う側壁16間には、互いにその側縁を引き離す力が働
く。このとき、上述のように構造体4の四隅は薄肉化さ
れているので、図6に示されるように構造体4の四隅に
亀裂が生じて、隣り合う側壁16同士が引き裂かれる。
このような側壁16の引き裂きに伴い、図7に示される
ように、側壁16はその基底近傍の部位を構造体4の外
側に突出させながら屈曲する(初期変形)。
【0015】更に、図8に示されるように、側壁16は
その屈曲した部位と天井8との間の部位に二次的な座屈
を生じ、この部位を構造体4の内側に落ち込ませる。そ
して、このような座屈が進むと、図9に示されるよう
に、側壁16は構造体4の内側に凸となる屈曲を生じ、
これにより構造体4は全体的に潰れる。この後、図10
に示されているように、構造体4が更に押し潰される過
程にて、上述の二次変形による側壁16の落ち込みが増
大すると、その分、初期変形により生じた屈曲部位がベ
ース2に対して相対的に盛り上がり、これら側壁16の
屈曲位置が何れも基底から遠ざかる方向に変位する。こ
の結果、側壁16は図示のように波状のローリング(う
ねり)を生じながら連続的に変形する。
【0016】図11を参照すると、上述した構造体4の
変形に伴う荷重吸収特性が示されている。図示のよう
に、衝撃の入力と同時に構造体4の負担荷重は大きく立
ち上がっており、この荷重が所定値f1に達した時点で
側壁16同士が引き裂かれ(せん断)、このとき側壁1
6に上述の初期変形が生じる(図7参照)。この後、負
担荷重は一旦落ち込むものの、側壁16の二次的な変形
に伴って上昇し、そして、所定の座屈荷重f2に達した
時点で側壁16に上述した座屈が生じる(図8参照)。
【0017】このとき、構造体4の負担荷重はピークに
達しているが、この後、構造体4が更に押し潰される過
程で上述した側壁16の連続的な変形(ローリング)を
生じている間、その負担荷重はピーク値f2のレベルに
保持されている。上述した構造体4の変形により吸収さ
れる全衝撃エネルギは、図11中、ハッチングを施した
領域で表される。この変形の間、上述のように負担荷重
が一定の高いレベルに保持されていれば、所定の変形ス
トローク内でエネルギ吸収量を極大化することができ
る。
【0018】一方、上述した側壁16の変形パターン
は、その折れ点の設定により全ての構造体4について確
実に達成される。従って、本実施例のエネルギ吸収部材
は、個々の構造体4毎にエネルギ吸収特性のばらつきが
なく、常に安定した緩衝能力を発揮することができる。
なお、本実施例の構造体4は、その側壁16の本体部分
よりも角の厚みが薄く設定されているので(tw>t
c)、側壁16の変形に加えて、そのせん断でもエネル
ギを吸収可能である点で更に有利である。なお、構造体
4の成形に際して、そのキャビティ型12のコーナ部1
8をすみ肉状に面取りしてもよい。
【0019】また、本実施例では、隣り合う側壁16同
士がそれぞれ独立に変形可能であるので、上述した初期
変形及び二次変形の達成もより確実である点で更に有利
である。ただし、特に本実施例のような薄肉部を形成し
ていなくても、構造体4のエネルギ吸収特性が極端に損
なわれることはなく、薄肉部の形成は本発明において任
意である。
【0020】本発明は上述した一実施例に制約されるこ
となく、種々に変形して実施可能である。例えば、側壁
16の折れ点に関しては、図12に示されるように側壁
16を全体的に外側に凸として曲成することで設定され
ていてもよいし、また、構造体4の外形を主に円錐台状
とした場合でも、図13に示されるように側壁16を全
体的に外側に凸として曲成することで、その折れ点の設
定が可能である。なお、構造体4の外形を円錐台状とし
ていれば、衝撃の入力方向に関わらず、その変形パター
ンは常に一定である。
【0021】その他、上述した実施例のエネルギ吸収部
材では、ベース2の一方の面のみに構造体4を突出して
形成しているが、その両面に構造体4が突出して形成さ
れていてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のエネルギ
吸収部材によれば、衝撃の入力に対して常に一定の変形
パターンを示すことにより、安定して好適な緩衝能力を
発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例のエネルギ吸収部材の斜視図である。
【図2】構造体の縦断面を含む斜視図である。
【図3】成形型による構造体の成形を説明するための図
である。
【図4】図3中、IV−IV線に沿う断面図である。
【図5】側壁の折れ点(オフセット)を説明するための
図である。
【図6】構造体の側壁が引き裂かれたときの状態を示す
図である。
【図7】側壁の初期変形を示した断面図である。
【図8】側壁の二次的な変形が生じたときの状態を示す
断面図である。
【図9】側壁の屈曲により構造体が潰れたときの状態を
示す断面図である。
【図10】側壁の連続的な変形を説明するための断面図
である。
【図11】構造体の荷重吸収特性を示した図である。
【図12】折れ点の設定に関する変形例を示した斜視図
である。
【図13】構造体の変形例を示した斜視図である。
【符号の説明】
4 構造体 6 ボデー部材 10 内装材 16 側壁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両のボデー部材とその内面に沿って配
    設される内装材との間に介装され、これらボデー部材及
    び内装材の一方に沿う基底からその他方に向けて延びる
    側壁を有した中空の構造体から成り、衝撃の入力に対し
    て少なくとも前記側壁が変形することによりその衝撃エ
    ネルギを吸収可能なエネルギ吸収部材において、 前記側壁は、その初期変形として前記基底近傍の部位を
    前記構造体の外側に屈曲させるべく、前記衝撃による荷
    重の作用線に対して外方に折れ点を有していることを特
    徴とするエネルギ吸収部材。
JP26440299A 1999-09-17 1999-09-17 エネルギ吸収部材 Pending JP2001080439A (ja)

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