JP2013132943A - 車両の衝撃吸収部材 - Google Patents

Abstract

【課題】柱状の木材と、該木材に外嵌された金属製の中空筒状の枠体とを備え、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける車両の衝撃吸収部材において、圧縮変形時に枠体が木材に食い込むのを抑制し、木材本来の機能を的確に発揮させる。
【解決手段】枠体３１は正四角筒状であり、枠体３１の（正四角形の一辺の長さ／厚み）比が９〜１２である。または、枠体は、正Ｎ角筒状（Ｎ≧５）又は正円筒状、或いは（長径／短径）比が３以下の楕円筒状である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の衝撃吸収部材に関し、詳しくは、柱状の木材と、該木材に外嵌された金属製の中空筒状の枠体とを備え、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける車両の衝撃吸収部材に関する。

この種の車両の衝撃吸収部材は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１の衝撃吸収部材では、アルミニウム製中空材からなる枠体に木材が略ぴったりとあるいは若干きつく嵌め込まれている。具体的実施例では、軸方向に直交する平断面が４０ｍｍ角の正四角形であり、軸方向長さが１２０ｍｍ、厚みが２ｍｍの枠体に木材が嵌装されている。この特許文献１では、このような枠体に木材を嵌め込むことにより衝撃を受けて衝撃吸収部材が変位するのに伴う反力としての圧縮荷重の変動を抑制することができるとされている。更に、木材の繊維方向を枠体の軸方向に一致させることで、衝撃エネルギーの吸収量の増加が図られている。

特開２００１−１８２７６９号公報

たしかに、木材は、本来多孔質であるとともに繊維が一方向に揃っているので、繊維方向を圧縮方向に一致させ、真っ直ぐに圧縮することができれば、木材を枠体に嵌装する単純な構成にて圧縮荷重の変動を効果的に抑制しながら衝撃エネルギーの吸収量を向上させることができるはずである。ところが、特許文献１の実施例に準じて従来の衝撃吸収部材を軸方向に圧縮してみると、実際には圧縮荷重の変動を有効に抑制することができなかった。この衝撃吸収部材では、枠体が内側と外側とに交互に大きく折れ曲がりながら蛇腹状に座屈変形していた。そして、内側に折れ曲がった枠体が木材に食い込むことで、局所的に木材の繊維の変形方向が傾斜し、圧縮荷重の変動を招いていた。つまり、枠体が木材に食い込むことで、木材の本来の特徴が最大限には活かされなかった。

そこで、本発明者は、衝撃吸収部材の構成を複雑化させることなく、枠体が木材に食い込むのを抑制することで木材本来の特徴を最大限に活かすことはできないかと鋭意検討した。そして、軸方向に直交する平断面が正四角形の中空筒状の枠体を木材に外嵌した従来の衝撃吸収部材において、枠体の厚みが正四角形の一辺の長さと特定のバランスである場合にのみ、枠体が外側にのみ膨らみながら座屈し、枠体が木材に食い込みにくいことを見出した。また、軸方向に直交する断面形状を正四角形よりも正円形に近づけると、枠体の厚みに関係なく、枠体が外側にのみ膨らみながら座屈し、枠体が木材に食い込みにくいことを見出した。更に、軸方向に直交する断面形状を特定の（長径／短径）比の楕円形とした場合にも、枠体の厚みに関係なく、枠体が外側にのみ膨らみながら座屈し、木材に食い込みにくいことを見出した。

本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものであり、本発明は、柱状の木材と、該木材に外嵌された金属製の中空筒状の枠体とを備え、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける車両の衝撃吸収部材において、圧縮変形時に枠体が木材に食い込むのを抑制し、木材本来の機能を的確に発揮させることを目的とする。

第１の発明は、柱状の木材と、該木材に外嵌された金属製の中空筒状の枠体とを備え、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける車両の衝撃吸収部材であって、前記枠体は正四角筒状であり、前記枠体の（正四角形の一辺の外寸／厚み）比が９〜１２であることを特徴とする車両の衝撃吸収部材である。

第２の発明は、柱状の木材と、該木材に外嵌された金属製の中空筒状の枠体とを備え、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける車両の衝撃吸収部材であって、前記枠体は正Ｎ角筒状（Ｎ≧５）又は正円筒状であることを特徴とする車両の衝撃吸収部材前記枠体は楕円筒状であり、該楕円形の内寸の（長径／短径）比が３以下であることを特徴とする車両の衝撃吸収部材である。

本発明の衝撃吸収部材によれば、その原理は必ずしも明らかではないが、軸方向の圧縮荷重を受けると枠体が外側に膨らんで座屈するのを繰り返しながら潰れるため、木材に食い込みにくい。そのため、木材の本来の特徴を最大限に活かすことができ、圧縮荷重の安定した車両の衝撃吸収部材を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図１に示される衝撃吸収部材の軸方向に直交する平断面図である。 図１に示される衝撃吸収部材のＩＩＩ−ＩＩＩ断面に対応して枠体の変形態様を模式的に示す図であり、（ａ）は（正四角形の一辺の外寸／厚み）比が９〜１２の場合（実施形態１）を示し、（ｂ）は、（正四角形の一辺の外寸／厚み）比が９〜１２を外れている場合の変形態様の一例を示している。 本発明の実施形態２に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 本発明の実施形態３に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 本発明の実施形態４に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図６に示される衝撃吸収部材の軸方向に直交する平断面図である。 試験例１に係るグラフであり、スギの角材について、変位と反力としての圧縮荷重との関係を示すグラフである。 試験例２に係るグラフであり、Ｎｏ．１の衝撃吸収部材について、衝撃吸収部材の変位と反力としての圧縮荷重との関係を示すグラフである。 試験例２のＮｏ．１の衝撃吸収部材について、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例２に係るグラフであり、Ｎｏ．２の衝撃吸収部材について、衝撃吸収部材の変位と反力としての圧縮荷重との関係を示すグラフである。 試験例２のＮｏ．２の衝撃吸収部材について、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例３の枠体Ａについて、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例３の枠体Ｂについて、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例３の枠体Ｃについて、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例３の枠体Ｄについて、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例４の枠体Ｋについて、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例５の枠体Ｓについて、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例５の枠体Ｖについて、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例６のＮｏ．３の衝撃吸収部材について、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例６のＮｏ．４の衝撃吸収部材について、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例６のＮｏ．５の衝撃吸収部材について、（Ａ）は圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真であり、（Ｂ）は衝撃吸収部材の変位と反力としての圧縮荷重との関係を示すグラフである。 試験例６のＮｏ．６の衝撃吸収部材について、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例６のＮｏ．７の衝撃吸収部材について、圧縮途中の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例６のＮｏ．８の衝撃吸収部材について、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例７のＮｏ．１１の衝撃吸収部材について、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。 試験例７のＮｏ．１２の衝撃吸収部材について、圧縮後の外観を斜め方向から見た状態として示す写真である。

本発明の衝撃吸収部材は、自動車等の車両に設置されて衝突時の衝撃エネルギーを吸収するための部材である。車両における設置場所は、乗員や歩行者等を保護するために衝突エネルギーを吸収すべき場所であれば特に限定されない。例えば、フェンダパネルとボディパネルとの間、バンパリインホースとサイドメンバとの間、ドアパネルとドアトリムとの間、ピラーとピラートリムとの間、天井パネルとルーフライナとの間、フロアパネルとカーペットとの間などに設置することができる。以下、本発明に係る衝撃吸収部材の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。

＜実施形態１＞
本実施形態の衝撃吸収部材１１は、図１に示されるように、軸方向に直交する平断面が正四角形の四角柱状の木材２１と、木材２１に外嵌された金属製の枠体３１とからなり、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受けるものである。

木材２１は、その繊維方向が圧縮荷重（軸方向）と平行になるように四角柱状に製材されている。木材２１の種類は特に限定されず、例えば、スギ、ヒノキ、マツ等の針葉樹や、ケヤキやブナ等の広葉樹を用いることができる。比重が大きい木材は強度に優れ、比重が小さい木材は気孔率が高いため、クラッシュストローク（圧縮による変位量）が長くなる特徴がある。この点を考慮し、車両の設置位置に合わせて適宜の比重の木材を選択するのが望ましい。比重が０．２〜０．４の木材を用いると、クラッシュストロークを十分に確保しつつ、ある程度の強度を有することで、衝撃エネルギーの吸収量をより高めることができ好ましい。比重が０．２〜０．４の木材としては、例えば、スギ、ヒノキ、マツ等が挙げられる。

枠体３１は、正四角筒状、すなわち軸方向に直交する平断面が正四角形の中空筒状である。の厚みが均一な中空筒状である。枠体３１は、木材２１を支持することができるとともに、軸方向の圧縮荷重を受けて木材２１とともに変形することのできるものであり、例えば、アルミニウムや銅、鉄などの金属からなる。枠体３１は、木材２１の外側に隙間無く嵌っており、木材２１の外周面全体を過不足無く覆っている。

枠体３１の厚みＴは均一であり、枠体３１の（正四角形の一辺の外寸Ｌ／厚みＴ）比が９〜１２である（図２参照）。ここで、正四角形の一辺の外寸Ｌとは、枠体３１の軸方向に直交する平断面形状の正四角形の外寸における一辺の外寸である。

衝撃吸収部材１１は、木材２１の軸方向（繊維方向）と車両の衝突方向とが平行になるように設置される。衝突に伴って衝撃吸収部材１１に軸方向の圧縮荷重が作用すると、木材２１を囲う枠体３１は座屈しながら軸方向に押し潰され、木材２１は枠体３１により転倒が抑制されて軸方向にそのまま圧縮変形する。このとき、その原理は必ずしも明らかではないが、枠体３１は、図３（ａ）に模式的に示されるように、外側にのみ繰り返し膨らみながら座屈変形する。かかる衝撃吸収部材１１によれば、軸方向の圧縮荷重が作用すると、木材２１を囲う枠体３１が軸方向を変えることなく潰れるため、木材２１が転倒することなく繊維方向に沿って真っ直ぐ圧縮変形する。その際、枠体３１が、内側には入り込まずに外側に膨らみながら潰れるため、木材２１に食い込みにくく、木材本来の特徴を最大限に活かすことができる。すなわち、枠体の食い込みにより木材の繊維が部分的に傾倒することによる圧縮荷重の変動を引き起こしにくい。したがって、反力としての圧縮荷重の変動を小さく抑えることが可能である。また、枠体が木材に食い込む場合、木材は、繊維が傾倒させられることで割れやすく、その挙動はそのたび毎に異なるため圧縮荷重の推移のばらつきが大きい。しかし、本実施形態の衝撃吸収部材によれば、木材２1に枠体３1が食い込みにくいことで、圧縮荷重の挙動のばらつきを小さくすることができる。つまり、衝撃吸収性能のばらつきを小さくすることができる。

なお、枠体３１の（正四角形の一辺の外寸Ｌ／厚みＴ）比が９〜１２を外れる場合は、枠体３１が軸方向に潰れるとしても、図３（ｂ）に示されるように、枠体３１が内側と外側との双方に折れ曲がりながら蛇腹変形する。したがって、枠体３１に木材２１が隙間無く嵌っていると枠体３１が木材２１に食い込みやすい。これに対し、本実施形態の衝撃吸収部材１１は、上述のとおり枠体３１が内側には入り込まずに潰れるため、枠体３１と木材２１との間に隙間が無くても枠体３１が木材２１へ食い込みにくい。もちろん、本実施形態では、枠体３１と木材２１との間に隙間を形成されていても構わないし、木材２１の形状が必ずしも正四角柱状でなくてもよい。ただし、枠体３１に木材２１が内接していると、枠体３１に対する木材２１の位置決めが容易であり好ましい。また、枠体３１に木材２１が隙間無く嵌っていると、衝撃吸収部材１１の強度を平断面の面積に対して効率よく高め、ひいては衝撃吸収量を効率よく高めることができるためより好ましい。

＜実施形態２＞
本実施形態の衝撃吸収部材１２は、図４に示されるように、軸方向に直交する平断面が正Ｎ角形（Ｎ≧５）の柱状の木材２２と、木材２２に外嵌された金属製の枠体３２とからなり、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受けるものである。なお、図４には、Ｎ＝６の場合、すなわち、軸方向に直交する平断面が正六角形の衝撃吸収部材１２が示されている。木材２２及び枠体３２の材質は、上記実施形態１の木材２１及び枠体３１と同様であり、形状のみが異なる。

枠体３２は、軸方向に直交する平断面が木材２２と同じ正Ｎ角形の中空筒状である。枠体３２は、木材２２を支持することができるとともに、軸方向の圧縮荷重を受けて木材２２とともに変形することのできるものであり、木材２２の外側に隙間無く嵌って、木材２２の外周面全体を過不足無く覆っている。枠体３２の厚みは均一であり、木材２２とともに変形可能な範囲で適宜設定される。外寸とのバランスは特に規定されない。

衝撃吸収部材１２に軸方向の圧縮荷重が作用すると、その原理は必ずしも明らかではないが、枠体３２は外側にのみ繰り返し膨らみながら軸方向に押し潰される。同時に、木材２２は枠体３２により転倒が抑制されて軸方向にそのまま圧縮変形する。かかる衝撃吸収部材１２によれば、軸方向の圧縮荷重が作用すると、木材２１を囲う枠体３２が軸方向を変えることなく潰れるため、木材２２が転倒することなく繊維方向に沿って真っ直ぐ圧縮変形する。その際、枠体３２が、内側には入り込まずに外側に膨らみながら潰れるため、木材２２に食い込みにくく、木材本来の特徴を最大限に活かすことができ、反力としての圧縮荷重の変動を小さく抑えることが可能である。また、枠体３２と木材２２とが互いに干渉しにくいので、圧縮荷重の挙動のばらつきを小さくすることができる。すなわち、衝撃吸収性能のばらつきを小さくすることができる。

＜実施形態３＞
本実施形態の衝撃吸収部材１３は、図５に示されるように、軸方向に直交する平断面が正円形の柱状の木材２３と、木材２３に外嵌された金属製の枠体３３とからなり、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受けるものである。木材２３及び枠体３３の材質は、上記実施形態１の木材２１及び枠体３１と同様であり、形状のみが異なる。

枠体３３は、正円筒状、すなわち軸方向に直交する平断面が正円形の中空筒状である。枠体３３は、木材２３を支持することができるとともに、軸方向の圧縮荷重を受けて木材２３とともに変形することのできるものであり、木材２３の外側に隙間無く嵌って、木材２３の外周面全体を過不足無く覆っている。枠体３３の厚みは均一であり、木材２３とともに変形可能な範囲で適宜設定される。外寸とのバランスは特に規定されない。

衝撃吸収部材１３に軸方向の圧縮荷重が作用すると、その原理は必ずしも明らかではないが、木材２３を囲う枠体３３は外側にのみ繰り返し膨らみながら軸方向に押し潰される。同時に、木材２３は枠体３３により転倒が抑制されて軸方向にそのまま圧縮変形する。かかる衝撃吸収部材１３によれば、軸方向の圧縮荷重が作用すると、木材２３を囲う枠体３３が軸方向を変えることなく潰れるため、木材２３が転倒することなく繊維方向に沿って真っ直ぐ圧縮変形する。その際、枠体３３が、内側には折れ曲がらずに外側に折れ曲がりながら潰れるため、木材２３に食い込みにくく、木材本来の特徴を最大限に活かすことができ、反力としての圧縮荷重の変動を小さく抑えることが可能である。また、枠体３３と木材２３とが互いに干渉しにくいので、圧縮荷重の挙動のばらつきを小さくすることができる。すなわち、衝撃吸収性能のばらつきを小さくすることができる。

＜実施形態４＞
本実施形態の衝撃吸収部材１４、図６示されるように、軸方向に直交する平断面が楕円形の柱状の木材２４と、木材２４に外嵌された金属製の枠体３４とからなり、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受けるものである。木材２４及び枠体３４の材質は、上記実施形態１の木材２１及び枠体３１と同様であり、形状のみが異なる。

枠体３４は、楕円筒状、すなわち軸方向に直交する平断面が楕円形の中空筒状である。枠体３４の軸方向に直交する平断面形状の楕円形の内寸は、（長径ａ／短径ｂ）比が３以下である（図７参照）。ここで、（長径ａ／短径ｂ）比が１の場合に平断面形状は正円形となるので、正確には、１＜（長径ａ／短径ｂ）比≦３である。枠体３４は、木材２４を支持することができるとともに、軸方向の圧縮荷重を受けて木材２３とともに変形することのできるものであり、木材２３の外側に隙間無く嵌って、木材２３の外周面全体を過不足無く覆っている。枠体３４の厚みは均一であり、木材２４とともに変形可能な範囲で適宜設定される。

衝撃吸収部材１４に軸方向の圧縮荷重が作用すると、木材２４を囲う枠体３４は、その原理は必ずしも明らかではないが、外側にのみ繰り返し膨らみながら軸方向に押し潰され、同時に木材２４は圧縮変形する。その際、枠体３４が、内側には折れ曲がらずに外側に折れ曲がりながら潰れるため、木材２４に食い込みにくく、木材本来の特徴が的確に発揮され、反力としての圧縮荷重の変動を小さく抑えることが可能である。また、枠体３４と木材２４とが互いに干渉しにくいので、圧縮荷重の挙動のばらつきを小さくすることができる。すなわち、衝撃吸収性能のばらつきを小さくすることができる。

[試験１]
試験１は、木材本来の衝撃吸収性能を確認することを目的とした。繊維方向が軸方向（圧縮方向）と平行になるように製材された、軸方向に直交する平断面が正四角形のスギの角材（４０×４０×軸方向長さ７０ｍｍ）を用意し、枠体が外嵌されていない状態で株式会社島津製作所製の圧縮試験機（オートグラフＡＧ−１００ＫＮＥ型）へ設置し、２ｍｍ／ｍｉｎの条件で軸方向に圧縮した場合の、変位と圧縮荷重（反力）との関係を測定した。その結果を図８に示す。

図８から明らかなように、木材をその繊維方向に沿って圧縮すると、圧縮荷重は極めて安定的に推移し、高い衝撃吸収性能を発揮することが確認された。

[試験２]
試験２では、上記実施形態１と同様に、軸方向の平断面形状が正四角形の木材の外側に中空筒状の枠体を嵌装してなるＮｏ．１、２の衝撃吸収部材を用意した。木材としてスギの角材を用い、枠体にはアルミニウム（Ａ５０５２）の押出成形品を用いた。各衝撃吸収部材の寸法については表１に示す。なお、表１中の正四角形の一辺の外寸Ｌ及び枠体の厚みＴは、図３に示されるＬ及びＴに対応している。

次いで、Ｎｏ．１の衝撃吸収部材について、上記試験１と同様に軸方向に圧縮し、変位と圧縮荷重（反力）との関係を測定した。また、枠体のみを同様に圧縮して変位と圧縮荷重（反力）との関係も測定した。そして、木材に枠体が嵌装された衝撃吸収部材の結果から、枠体のみの結果を差し引き、衝撃吸収部材における木材の変位と圧縮荷重（反力）との関係を求めた。その結果を図９に示す。また、図１０に、圧縮後の衝撃吸収部材の状態を写真で示す。Ｎｏ．２の衝撃吸収部材についてもＮｏ．１と同様に衝撃吸収部材における木材の変位と圧縮荷重（反力）との関係を求め、その結果を同様に図１１、１２に示す。

各衝撃吸収部材における木材の変位と圧縮荷重（反力）との関係を示す図９と図１１のグラフを比較すると明らかなように、（正四角形の一辺の外寸Ｌ／厚みＴ）比が２０のＮｏ．１に比べ、（正四角形の一辺の外寸Ｌ／厚みＴ）比が１０のＮｏ．２では、木材の圧力荷重の変動が極めて小さかった。そして、Ｎｏ．２の衝撃吸収部材における木材の圧力荷重は、木材のみを圧縮した試験１の結果と同様に安定していた。そこで、各衝撃吸収部材の変形形態に注目したところ、いずれも中の木材は倒れることなく圧縮変形していたが、枠体の変形の態様は異なっていた。Ｎｏ．１の衝撃吸収部材では、枠体が、隣接する面が交互に内側と外側とに折れ曲がりながら、潰れていた（図１０参照）。その結果、内側に折れ曲がった枠体が木材に食い込んでいた。これに対し、Ｎｏ．２の衝撃吸収部材では、枠体が、全周が外側に拡がるように膨らむ変形を繰り返しながら潰れていた（図１２参照）。そして、Ｎｏ．２の衝撃吸収部材では、枠体が内側に入り込むことなく潰れており、枠体は木材に食い込んでいなかった。これらの結果から、軸方向に直交する平断面が正四角形の衝撃吸収部材では、（正四角形の一辺の外寸Ｌ／厚みＴ）比が特定の値をとる場合にのみ、枠体が外側にのみ膨らみながら圧縮し、木材へ食い込まないことが明らかとなった。その結果、木材本来の機能を的確に発揮させることができ、圧力荷重を安定させられることが明らかとなった。

[試験３]
そこで、試験３では、軸方向の平断面形状が正四角形の中空筒状の枠体を試料とし、試験２と同様に上記試験１と同様に圧縮し、変形の形態を観察した。図１３〜１６に、圧縮後の衝撃吸収部材の状態を写真で示す。なお、試験３では、アルミニウム（Ａ５０５２）を押出成形して得たＡ〜Ｄの枠体を試料とした。Ａ〜Ｄの枠体は、それぞれ正四角形の一辺の外寸Ｌは２０ｍｍであり、軸方向の長さは７０ｍｍとした。厚みのみが異なっている。各枠体の寸法を表２に示すとともに、その圧縮変形の形態を併記する。なお、表２においては、圧縮変形の形態について、試験２のＮｏ．１のように内側にも外側にも折れ曲がりながら潰れていた場合には×、Ｎｏ．２のように外側にのみ膨らみながら潰れていた場合には○と記した。

表２の結果から明らかなように、枠体の（正四角形の一辺の外寸Ｌ／厚みＴ）比を９〜１２とすれば、枠体が、全周が外側に拡がるように膨らむ変形を繰り返しながら潰れ、内側には入り込まないことが明らかとなった（図１４、１５参照）。一方、枠体の（正四角形の一辺の外寸Ｌ／厚みＴ）比が９〜１２を外れると、隣接する面が交互に内側と外側とに折れ曲がりながら潰れており、枠体の一部が内方に入り込んでいた（図１３、１６参照）。

[試験４]
試験４では、試験３と同様に、軸方向の平断面形状が正四角形の中空筒状の枠体を試料とし、試験３と同様に圧縮し、変形の形態を観察した。この試験４では、表３に示される、正四角形の一辺の外寸Ｌや軸方向の長さも異なるＥ〜Ｋの枠体を試験に供した。なお、試験４では、アルミニウム（Ａ６０６３）を押出成形して各試料を得た。表３に、試験３と同様に圧縮変形の形態を併記する。

表３に示される結果から、正四角形の一辺の外寸Ｌや軸方向長さを変更しても、（正四角形の一辺の外寸Ｌ／厚みＴ）比９〜１２でありさえすれば、枠体が、全周が外側に拡がるように膨らむ変形を繰り返しながら潰れ、内側には入り込まないことが確認された。図１７に、代表して、枠体Ｋの圧縮後の状態を写真で示す。

[試験５]
試験５では、表４に示される軸方向の平断面形状が長方形の中空筒状の枠体を試料とし、試験３、４と同様に圧縮し、変形の形態を観察した。その結果を、試験３、４と同様に表４に併記する。なお、試験５では、アルミニウム（Ａ６０６３）を押出成形して各試料を得た。表４に示される短辺の外寸、長辺の外寸とは、軸方向に直交する平断面形状の長方形の外寸における短辺、長辺の長さである。

表４から明らかなように、試験５においては、枠体の（長方形の短辺の外寸／厚み）比を９〜１２としても、外側にのみ膨らみながら潰れる変形とはならず、内側と外側とに折れ曲がりながら潰れていた。図１８、１９に、代表して、枠体Ｓ、Ｖの圧縮後の状態を写真で示す。この結果から、軸方向の断面が四角形の場合、少なくとも正四角形の場合には、枠体の厚みに対する辺の外寸の比を９〜１２とすることで外側にのみ膨らみながら潰れるようにすることができることが明らかとなった。

[試験６]
試験６では、上記実施形態３又は４と同様に、軸方向の平断面形状が円形の木材の外側に中空筒状の枠体を嵌装してなるＮｏ．３〜８の衝撃吸収部材を用意した。木材としてスギの製材を用い、枠体にはアルミニウム（Ａ５０５２）の押出成形品を用いた。各衝撃吸収部材の寸法については表５に示す。なお、表５中の長径ａ及び短径ｂは、図７に示されるａ及びｂに対応している。次いで、Ｎｏ．３〜８の各衝撃吸収部材について、上記試験２と同様に圧縮し、変形の形態を観察した。図２０〜２５に圧縮後の各衝撃吸収部材の状態を写真で示す。また、圧縮変形の形態について、表５に併記する。表５では、外側にのみ膨らみながら潰れていた場合には○と記し、その他の場合は注釈を付す。

Ｎｏ．３〜６の結果から、衝撃吸収部材の軸方向に直交する平断面が円形の場合、正円形に限らず、楕円形でも枠体の厚みに関係なく全周が外側に拡がるように膨らむ変形を繰り返しながら潰れ、内側には入り込まないことが明らかとなった。なお、軸方向に直交する平断面が楕円形で枠体が肉薄のＮｏ．５の衝撃吸収部材は、図２２（Ａ）に示されるように、軸がずれて斜めに潰れたものの、枠体は内方へは入り込まず外方に膨らみながら潰れ、木材へ食い込まなかった。そのため、木材の繊維が不規則に傾くことはなく、図２２（Ｂ）に示されるように、圧縮荷重が安定的に推移した。また、Ｎｏ．５〜８の結果から、軸方向に直交する断面が楕円形の場合、その楕円形が平らになりすぎると、衝撃吸収部材全体が座屈しやすくなることも明らかとなり、楕円形の（長径ａ／短径ｂ）比を３以下とすることがわかった。

試験２〜６の結果、衝撃吸収部材の軸方向に直交する平断面形状が四角形から円形に近づくほど、枠体の厚みや平断面形状の平たさに関係なく外側にのみ膨らみながら潰れやすくなることが推察された。そこで、次の試験７では、軸方向に直交する平断面形状が四角形よりも円形に近い多角形の場合について、変形の態様を調べた。

[試験７]
試験７では、上記実施形態２に例示されるような衝撃吸収部材の軸方向に直交する平断面形状が多角形のＮｏ．９〜１２の衝撃吸収部材を用意した。木材としてスギの製材を用い、枠体にはアルミニウム（Ａ５０５２）の押出成形品を用いた。各衝撃吸収部材の形状及び寸法については表６に示す。次いで、Ｎｏ．９〜１２の各衝撃吸収部材について、上記試験７と同様に圧縮し、変形の形態を観察した。圧縮変形の形態について、表６に併記する。表６では、外側にのみ膨らみながら潰れていた場合には○と記す。

Ｎｏ．９〜１１の結果から、軸方向に直交する平断面形状が正六角形の場合には、枠体は、厚みに関係なく全周が外側に拡がるように膨らむ変形を繰り返しながら潰れ、内側には入り込まないことが明らかとなった。図２６に、代表して、Ｎｏ．１１の衝撃吸収部材の圧縮後の状態を写真で示す。また、軸方向に直交する平断面形状が正八角形の場合にも、枠体が全周が外側に拡がるように膨らむ変形を繰り返しながら潰れ、内側には入り込まないことが確認された（図２７参照）。これにより、軸方向に直交する平断面形状を正Ｎ角形（Ｎ≧５）とすることがわかった。

１１，１２，１３，１４ 衝撃吸収部材
２１，２２，２３，２４ 木材
３１，３２，３３，３４ 枠体

Claims (3)

1. 柱状の木材と、該木材に外嵌された金属製の中空筒状の枠体とを備え、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける車両の衝撃吸収部材であって、
   前記枠体は正四角筒状であり、前記枠体の（正四角形の一辺の外寸／厚み）比が９〜１２であることを特徴とする車両の衝撃吸収部材。
2. 柱状の木材と、該木材に外嵌された金属製の中空筒状の枠体とを備え、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける車両の衝撃吸収部材であって、
   前記枠体は正Ｎ角筒状（Ｎ≧５）又は正円筒状であることを特徴とする車両の衝撃吸収部材。
3. 柱状の木材と、該木材に外嵌された金属製の中空筒状の枠体とを備え、衝突時の衝撃を軸方向の圧縮荷重として受ける車両の衝撃吸収部材であって、
   前記枠体は楕円筒状であり、該楕円形の内寸の（長径／短径）比が３以下であることを特徴とする車両の衝撃吸収部材。