JP2012154475A - Impact energy absorber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両の衝突の際に、衝撃荷重を変形によって吸収する衝撃エネルギー吸収体に関する。 The present invention relates to an impact energy absorber that absorbs an impact load by deformation at the time of a vehicle collision, for example.
特許文献1には、隣接する中空金属球を接着または接合することによって形成される中空金属球の集合体の側面を、複数のスリット部を有する金属薄板によって覆った衝撃エネルギー吸収体が記載されている。
上記従来の衝撃エネルギー吸収体では、複数のスリット部を有する金属薄板は、衝撃荷重が作用して圧潰する際の中空金属球の径方向への拡がり挙動を許容する。このため、ストロークに対して比較的プラトーな荷重が発生するプラトー領域のストロークを増大させることができ、衝撃エネルギーを、車体に損傷を与えない荷重以下のプラトー領域で吸収することができる。 In the conventional impact energy absorber described above, the metal thin plate having a plurality of slit portions allows the hollow metal sphere to expand in the radial direction when the impact load acts to crush. For this reason, the stroke of the plateau region where a relatively plateau load is generated with respect to the stroke can be increased, and the impact energy can be absorbed in the plateau region below the load that does not damage the vehicle body.
しかし、上記従来の衝撃エネルギー吸収体は、中空金属球の集合体の側面を複数のスリット部を有する金属薄板によって覆ったものであるため、所望の支持剛性を得ることができず、例えばバンパなどを衝撃エネルギー吸収体によって車体側に支持することが難しい。 However, since the above conventional impact energy absorber is obtained by covering the side surface of the assembly of hollow metal spheres with a thin metal plate having a plurality of slit portions, a desired support rigidity cannot be obtained. Is difficult to support on the vehicle body side by the impact energy absorber.
そこで、本発明は、支持剛性を確保しつつ、衝撃荷重が加わった際のプラトー領域のストロークを増大させることが可能な衝撃エネルギー吸収体の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an impact energy absorber capable of increasing the stroke of a plateau region when an impact load is applied while ensuring support rigidity.
上記目的を達成すべく、本発明の衝撃エネルギー吸収体は、金属筒状体と金属バルク体とを備える。金属筒状体は、所定方向に沿って直線状に延び、所定方向と直交する金属筒状体の断面形状は、所定方向に沿って一様な凹凸形状に設定される。金属バルク体は、金属筒状体の内側に配置されるとともに複数の空隙が内在する。金属バルク体の外周面は、金属筒状体の内周面に沿った凹凸形状を有し、金属筒状体の内周面に近接又は接触する。 In order to achieve the above object, the impact energy absorber of the present invention comprises a metal cylindrical body and a metal bulk body. The metal cylindrical body extends linearly along a predetermined direction, and the cross-sectional shape of the metal cylindrical body orthogonal to the predetermined direction is set to a uniform uneven shape along the predetermined direction. The metal bulk body is disposed inside the metal cylindrical body and has a plurality of voids. The outer peripheral surface of the metal bulk body has a concavo-convex shape along the inner peripheral surface of the metal cylindrical body, and is close to or in contact with the inner peripheral surface of the metal cylindrical body.
上記構成の衝撃エネルギー吸収体は、金属筒状体の所定方向に沿って衝撃荷重が作用するように配置される。衝撃エネルギー吸収体に衝撃荷重が負荷されると、金属バルク体は、荷重の作用方向(所定方向)に押し潰され、所定方向と交叉する外側方向へ拡がろうとして金属筒状体の内周面を押圧する。金属筒状体の断面形状は、所定方向に沿って一様な凹凸形状に設定されているので、金属筒状体の内周面に所定方向と交叉する方向の押圧力が作用すると、凹状部分である凹部が外側に押し出され、凹凸形状が緩和された円筒形状に近づくように金属筒状体が変形して、金属筒状体の筒内の断面積が増大する。このため、金属バルク体の圧潰時の拡がり挙動は、凹凸形状の緩和による金属筒状体の筒内の断面積の増大によって許容される。また、このような凹凸形状の緩和による断面積の増大は、金属筒状体自体の伸びによって断面積を増大させる場合に比べて、低い押圧力によって効率良く発生する。従って、ストロークに対して比較的プラトーな荷重が発生するプラトー領域のストロークを増大させることができ、衝撃エネルギーを、車体に損傷を与えない荷重以下のプラトー領域で吸収することができる。 The impact energy absorber having the above configuration is arranged so that an impact load acts along a predetermined direction of the metal cylindrical body. When an impact load is applied to the impact energy absorber, the metal bulk body is crushed in the direction of load application (predetermined direction) and tries to spread outward in the direction intersecting with the predetermined direction. Press the surface. Since the cross-sectional shape of the metal cylindrical body is set to a uniform uneven shape along a predetermined direction, when a pressing force in a direction crossing the predetermined direction acts on the inner peripheral surface of the metal cylindrical body, the concave portion The metal cylindrical body is deformed so that the concave portion is pushed out and approaches the cylindrical shape in which the uneven shape is relaxed, and the cross-sectional area in the cylinder of the metal cylindrical body increases. For this reason, the expansion behavior at the time of crushing of a metal bulk body is permitted by the increase in the cross-sectional area in the cylinder of the metal cylinder due to the relief of the uneven shape. In addition, such an increase in the cross-sectional area due to the relief of the concavo-convex shape is more efficiently generated with a lower pressing force than in the case where the cross-sectional area is increased by the elongation of the metal cylindrical body itself. Therefore, the stroke of the plateau region where a relatively plateau load is generated with respect to the stroke can be increased, and impact energy can be absorbed in the plateau region below the load that does not damage the vehicle body.
また、金属筒状体の強度は、衝撃エネルギー吸収体への衝撃荷重の負荷による金属バルク体の圧潰を阻止しない範囲内で任意に設定可能であるので、金属筒状体を所望の強度に設定することによって、衝撃エネルギー吸収体の支持剛性を確保することができる。 Moreover, the strength of the metal cylindrical body can be set arbitrarily within a range that does not prevent the collapse of the metal bulk body due to the impact load applied to the impact energy absorber, so the metal cylindrical body is set to a desired strength. By doing so, the support rigidity of the impact energy absorber can be ensured.
本発明によれば、衝撃エネルギー吸収体の支持剛性を確保しつつ、衝撃荷重が加わった際のプラトー領域のストロークを増大させることができる。 According to the present invention, it is possible to increase the stroke of the plateau region when an impact load is applied while ensuring the support rigidity of the impact energy absorber.
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、本実施形態の衝撃エネルギー吸収体1は、金属筒状体3と金属バルク体2とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the impact energy absorber 1 of this embodiment includes a metal
金属筒状体3は、両端が開口する薄肉の筒形状であり、筒形状の一端から他端に向かう軸方向(所定方向)4に沿って直線状に延び、例えばステンレスなどの金属によって形成される。金属筒状体3の軸方向4と直交する断面形状は、軸方向4に沿って一様な凹凸形状に設定されている。本実施形態の断面形状は、4個の凹部3aと4個の凸部3bとが交互に連続する略十字形に設定されている。4個の凸部3bは、金属筒状体3の中心部から互いに直交する4方向に突出して延びる。凹部3aは、隣り合う凸部3bの間に位置し、隣り合う凸部3bの先端同士を直線的に結ぶ面よりも金属筒状体3の中心部に向かって湾曲する。なお、金属筒状体3の材質や寸法は、衝撃エネルギー吸収体1への衝撃荷重の負荷による金属バルク体2の圧潰を阻止しない範囲において、所望の支持剛性が確保されるように設定される。
The metal
金属バルク体2は、隣接する中空金属球を接着又は接合することによって柱状に形成された複数の中空金属球の集合体であり、多数の空隙を内在している。中空金属球は、例えば、鉄製又は鉄をベースとした合金製であり、その直径は1〜10mm程度、肉厚は0.05〜0.2mm程度であり、隣接する中空金属球同士は、樹脂接着剤や低融点接着剤や固相拡散接合等によって接着又は接合されている。金属バルク体2の外周面2cは、金属筒状体3の内周面3cに沿った凹部2a及び凸部2bを有し、金属筒状体3の内周面3cに接触している。なお、中空金属球の材質や寸法は、衝撃エネルギー吸収体1に要求されるエネルギー吸収性能に応じて決定され、特に上記に限定されるものではない。
The
衝撃エネルギー吸収体1は、金属筒状体3の軸方向4に沿って衝撃荷重(圧縮荷重)が作用するように配置される。図3及び図4は、衝撃エネルギー吸収体1によってフロントバンパ11を車体側に支持する例である。衝撃エネルギー吸収体1の前端と後端とは、フロントバンパ11の後面と車体側のフロントサイドメンバ12の前面とにそれぞれ接合され、衝撃エネルギー吸収体1は、車両の前後方向に延びている。また、衝撃エネルギー吸収体1は、金属筒状体3の断面形状が凹凸形状から後述の円筒形状へ変形可能となるようにフランジ13によって支持されている。
The
車両の衝突などにより、衝撃エネルギー吸収体1に衝撃荷重が負荷されると、金属バルク体(中空金属球)2は、荷重の作用方向に押し潰され、外側(荷重の作用方向と略直交する方向)へ拡がろうとして、金属筒状体3の内周面3cを押圧し、金属筒状体3の筒内の断面積を増大しようとする。例えば、金属筒状体を凹凸形状を有さない断面形状(円筒形状など)とした場合、断面積を増大させるためには金属筒状体自体を伸長させる必要がある。しかし、金属筒状体自体の伸長には限界があり、且つ伸長に必要な押圧力も過大となるため、金属バルク体の外側への拡がり挙動が拘束される。このため、右肩上がりに荷重が増加するスタックアップが早期に発生し、ストロークに対して比較的プラトーな荷重が発生するプラトー領域のストロークが短くなる傾向を示す。
When an impact load is applied to the impact energy absorber 1 due to a vehicle collision or the like, the metal bulk body (hollow metal sphere) 2 is crushed in the acting direction of the load, and is outside (substantially orthogonal to the acting direction of the load). The inner
これに対して、本実施形態の金属筒状体3の断面形状は、軸方向に沿って一様な凹凸形状に設定されている。圧潰して外側に拡がる金属バルク体2が、金属筒状体3の内周面3cを押圧すると、断面形状に設定された4個の凹部3aが金属筒状体3の外側方向に押し出されて凹凸形状が緩和され、金属筒状体3と同一の周長を有する円筒形状に近づくように金属筒状体3が変形する。その結果、金属筒状体3の筒内の断面積が増大し、金属バルク体2の圧潰時の拡がり挙動が許容される。また、このような凹凸形状の緩和による断面積の増大は、上述のように、金属筒状体自体の伸びによって断面積を増大させる場合に比べて、低い押圧力によって効率良く発生する。従って、金属筒状体3の断面形状が凹凸形状から円筒形状に向かって低い押圧力によって変形している間はスタックアップの発生が遅れるので、プラトー領域のストロークを増大させることができ、衝撃エネルギーを、車体に損傷を与えない荷重以下のプラトー領域で吸収することができる。
On the other hand, the cross-sectional shape of the metal
また、金属筒状体3の強度は、衝撃エネルギー吸収体1への衝撃荷重の負荷による金属バルク体2の圧潰を阻止しない範囲内で任意に設定可能である。従って、金属筒状体3を所望の強度に設定することによって、衝撃エネルギー吸収体1の支持剛性を確保することができ、フロントバンパ11を衝撃エネルギー吸収体1によって車体側に支持することができる。
In addition, the strength of the metal
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。 As mentioned above, although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described, the present invention is not limited by the discussion and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, it is needless to say that other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.
例えば、本実施形態では、金属筒状体3は4個の凹部3aを有しているが、少なくとも1つ以上の凹部を有していればよい。また、金属筒状体3の断面形状に設定された凹凸形状は、本実施形態の形状に限定されるものではなく、凹凸形状を緩和して円形状に近づけられる形状であればよい。
For example, in the present embodiment, the metal
また、本実施例では、金属バルク体2の外周面2cは、金属筒状体3の内周面3cに接触していたが、金属筒状体3の内周面3cに近接していてもよい。
In the present embodiment, the outer
また、金属バルク体2は、中空金属球の集合体に限定されるものではなく、発泡アルミなどであってもよい。また、金属バルク体2に代えて、接着又は接合されない独立の複数の中空金属球等を金属筒状体3の筒内に充填してもよい。
Moreover, the
1 衝撃エネルギー吸収体
2 金属バルク体
2c 金属バルク体の外周面
3 金属筒状体
3a 金属筒状体の凹部
3b 金属筒状体の凸部
3c 金属筒状体の内周面
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記金属筒状体の内側に配置されるとともに複数の空隙が内在する金属バルク体と、を備え、
前記所定方向と直交する前記金属筒状体の断面形状は、前記所定方向に沿って一様な凹凸形状に設定され、
前記金属バルク体の外周面は、前記金属筒状体の内周面に沿った凹凸形状を有し、該金属筒状体の内周面に近接又は接触する
ことを特徴とする衝撃エネルギー吸収体。 A metal cylinder extending linearly along a predetermined direction;
A metal bulk body disposed inside the metal cylindrical body and including a plurality of voids,
The cross-sectional shape of the metal cylindrical body perpendicular to the predetermined direction is set to a uniform uneven shape along the predetermined direction,
The outer peripheral surface of the metal bulk body has a concavo-convex shape along the inner peripheral surface of the metal cylindrical body, and is close to or in contact with the inner peripheral surface of the metal cylindrical body. .
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