JP2014070708A

JP2014070708A - 筒型のエネルギ吸収部材

Info

Publication number: JP2014070708A
Application number: JP2012218963A
Authority: JP
Inventors: Yoshibumi Taoka; 義文田岡
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-09-30
Filing date: 2012-09-30
Publication date: 2014-04-21

Abstract

【課題】構造が簡易であって、適切なエネルギ吸収性能を長いストロークで安定的に得ることが可能な筒型のエネルギ吸収部材を提供する。
【解決手段】第１および第２のスリット形成領域Ｓ１，Ｓ２と、これら第１および第２のスリット形成領域Ｓ１，Ｓ２どうしの間に位置するスリット非形成領域１５とが、周壁部１の軸長方向に並ぶようにして設けられ、第１および第２のスリット形成領域Ｓ１，Ｓ２のそれぞれは、複数のスリット２が周壁部１の周方向に間隔を隔てて設けられていることにより、複数のスリット２間が複数の細板部１０とされた構成を有し、第１のスリット形成領域Ｓ１の各細板部１０と、第２のスリット形成領域Ｓ２の細板部１０とは、軸長方向に対して互いに異なる方向に傾斜している。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば自動車などの車両に組み込むことにより、各種の衝撃を吸収する用途に好適な筒型のエネルギ吸収部材に関する。

この種の筒型のエネルギ吸収部材の具体例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献には、２種類のエネルギ吸収部材が記載されており、そのうちの１つは、ハニカム構造をもつものであり、他の１つは、筒状体の周壁部に軸長方向に延びた複数のスリットを形成したものである。

しかしながら、前記前者のハニカム構造をもつものでは、その構造が複雑であり、製造コストが高くなる。また、衝撃を受けて圧縮変形する際に、多くの潰れ残りが生じる。
これに対し、前記後者は、筒状体の周壁部に複数のスリットを設けた構造であるため、前者と比較すると、その製造コストはかなり廉価にすることができる。ところが、後者は、変形を生じさせるための初期荷重が高く、また衝撃荷重を受けた後においてある程度変形すると、その後は変形が急激に進行する。したがって、高いエネルギ吸収性能を長いストロークで発揮させる上で改善すべき余地がある。なお、後者は、筒状体の途中箇所に中折れ部を形成したものであるが、このような中折れ部をなくした場合であっても、基本的には、中折れ部を設けていた場合と同様な特性である。また、変形を生じさせるための初期荷重はさらに高くなる。（このような点の詳細は、本発明との対比例として、後述する）。

特許第４０８７６６３２号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、適切なエネルギ吸収性能を長いストロークで安定的に得ることが可能な筒型のエネルギ吸収部材を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される筒型のエネルギ吸収部材は、第１および第２のスリット形成領域と、これら第１および第２のスリット形成領域どうしの間に位置するスリット非形成領域とが、周壁部の軸長方向に並ぶようにして設けられ、前記第１および第２のスリット形成領域のそれぞれは、複数のスリットが前記周壁部の周方向に間隔を隔てて設けられていることにより、前記複数のスリット間が複数の細板部とされた構成を有し、前記第１のスリット形成領域の各細板部と、前記第２のスリット形成領域の各細板部とは、軸長方向に対して互いに異なる方向に傾斜していることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、第１および第２のスリット形成領域に形成された各細板部は軸長方向に対して傾斜しているために、エネルギ吸収部材が軸長方向の荷重（衝撃荷重）を受けた際には、各細板部に曲げモーメントを生じさせることができる。一方、第１および第２のスリッ
ト形成領域どうしは、細板部の傾斜方向が異なる構成とされているために、各細板部の変形時において、スリット非形成部を回転させることができる。その回転抵抗もエネルギ吸収に利用可能となる。その後、細板部どうしが絡み合うことなどに起因してスリット非形成部の回転が止まると、各細板部は座屈変形に移る。この座屈変形においてもエネルギ吸収機能が継続する。
このようなことから、本発明によれば、単なる座屈変形のみを生じさせていた従来のものと比較すると、高いエネルギ吸収性能を長いストロークで発揮させることが可能となる。
加えて、本発明によれば、エネルギ吸収部材を潰れ残りが少なくなるように変形させることができるために、エネルギ吸収部材の全体または略全体をエネルギ吸収に効率良く利用できる。
また、各細板部の傾斜角度を変えれば、エネルギ吸収特性も変わる。また、細板部の幅を変えることによってもエネルギ吸収特性は変わる。したがって、様々なエネルギ吸収特性をもつエネルギ吸収部材が要望される場合に、そのような要望に対して容易かつ的確に対応することが可能となる。
本発明によれば、安定したエネルギ吸収特性が得られる結果、エネルギ吸収効率も高まるので、エネルギ吸収部材の重量軽減、およびこれに基づくコスト低減をも図ることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る筒型のエネルギ吸収部材の一例を示す斜視図である。（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す筒型のエネルギ吸収部材の作用説明図である。図１に示す筒型のエネルギ吸収部材の製作に用いられる部材の一例を示す斜視図である。本発明の他の例を示す説明図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示すエネルギ吸収部材Ａは、アルミニウムその他の金属製であり、全体の概略形状は円筒状である。
ただし、周壁部１には、第１および第２のスリット形成領域Ｓ１，Ｓ２と、これら第１および第２のスリット形成領域Ｓ１，Ｓ２どうしの間に位置するスリット非形成領域１５とは、周壁部１の軸長方向（本実施形態では、上下方向）に並ぶようにして設けられている。

第１および第２のスリット形成領域Ｓ１，Ｓ２のそれぞれは、複数のスリット２が周方向に間隔を隔てて並んで設けられた構成を有している。このことにより、複数のスリット２によって挟まれた部分が、複数の細板部１０となっている。複数のスリット２および細板部１０は、周壁部１の軸長方向に対し、適当な角度で傾斜している。ただし、第１および第２のスリット形成領域Ｓ１，Ｓ２どうしは、細板部１０の傾斜方向が互いに異なるように形成されている。

本実施形態のエネルギ吸収部材Ａは、図３に示すような筒状部材Ｂから製造されたものである。この筒状部材Ｂは、その周壁部１ｂに、上下方向に直線状に延びる複数のスリット２ｂおよび細板部１０ｂを、スリット非形成領域１５を挟んで上下２段に設けたもので
ある。この筒状部材Ｂのスリット非形成領域１５を、矢印Ｎ１方向に回転させて捩じり変形させると、図１に示したエネルギ吸収部材Ａが得られる。

次に、エネルギ吸収部材Ａの作用について説明する。

まず、エネルギ吸収部材Ａにおいては、各細板部１０が傾斜しているために、軸長方向の圧縮荷重Ｐを受けると、各細板部１０に座屈荷重に加え、曲げモーメントが発生する。一方、第１および第２のスリット形成領域Ｓ１，Ｓ２どうしは、細板部１０の傾斜方向が異なる。このようなことから、図２（ａ），（ｂ）に示すように、各細板部１０は倒れ込みながら、スリット非形成領域１５を矢印Ｎ１０に示す方向に回転させる。したがって、各細板部１０の変形動作を整然としたかたちで行なわせることができる。また、スリット非形成領域１５の回転抵抗もエネルギ吸収に有効となる。その後、細板部１０の倒れ込み角度が大きくなると、これらは互いに干渉するが、荷重がさらに加わると、スリット非形成領域１５は回転を続け、各細板部１０は、絡み合いながらさらに変形する。
各細板部１０の変形とスリット非形成領域１５の回転が止まると、その後はスリット非形成領域１５、およびスリットが形成されていない上下両端近傍部分の座屈が開始され、図２（ｃ）のように圧縮された形態となる。この変形が終了するまで、圧縮エネルギの吸収は継続することとなる。

前記したような動作により、高いエネルギ吸収性能を長いストロークで安定的に発揮させ得ることとなる。
また、エネルギ吸収部材Ａは、構成が簡素であり、廉価に製造することが可能である。エネルギ吸収部材Ａは、筒状部材Ｂに捩じり変形を加えることにより製造されているために、その製造も容易である。また、捩じり変形量を変更することによって、各細板部１０の傾斜角度を容易に変更することができる。たとえば、細板部１０の傾斜角度を大きくすれば、より大きな曲げモーメントが得られ、スリット非形成領域１５を一層回転させ易くできる。したがって、低荷重で変形可能なエネルギ吸収部材を得ることもできる。

図４は、本発明の他の実施形態を示している。
同図に示すエネルギ吸収部材Ａ１においては、スリット非形成領域１５を挟んで計４つのスリット形成領域Ｓ３が設けられている。このように多くのスリット形成領域Ｓ３が設けられている場合には、１つのスリット非形成領域１５を挟んで隣り合う２つのスリット形成領域Ｓ３のうち、一方が本発明でいう第１のスリット形成領域に相当し、他方が体２のスリット形成領域に相当することとなり、やはり本発明の技術的範囲に包摂される。

前記したエネルギ吸収部材Ａ１によれば、圧縮荷重を受けた際に変形する部分の体積を効率良く増大させることができるために、エネルギが大きい衝撃吸収用途に適したものとなる。
なお、エネルギ吸収部材Ａ１を製造する場合には、同図に示すような筒状部材Ｂ１をまず製造しておき、矢印Ｎａで示すように、この筒状部材Ｂ１の２箇所を捩じり変形させればよい。筒状部材Ｂ１の各スリット２ｂおよび細板部１０ｂは、図３の筒状部材Ｂと同様に、非傾斜状である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るエネルギ吸収部材の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

上述した実施形態では、筒状部材Ｂ，Ｂ１を捩じることにより傾斜した細板部１０を形成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、エネルギ吸収部材の原材料品となる筒状部材に、複数のスリットを斜めに形成する手段を採用してもよい。このような手段であっても、斜めに傾斜した細板部が形成される。

Ａ，Ａ１エネルギ吸収部材（筒型のエネルギ吸収部材）
Ｓ１，Ｓ２第１および第２のスリット形成領域
１周壁部
２スリット
１０細板部
１５スリット非形成領域

Claims

第１および第２のスリット形成領域と、これら第１および第２のスリット形成領域どうしの間に位置するスリット非形成領域とが、周壁部の軸長方向に並ぶようにして設けられ、
前記第１および第２のスリット形成領域のそれぞれは、複数のスリットが前記周壁部の周方向に間隔を隔てて設けられていることにより、前記複数のスリット間が複数の細板部とされた構成を有し、
前記第１のスリット形成領域の各細板部と、前記第２のスリット形成領域の各細板部とは、軸長方向に対して互いに異なる方向に傾斜していることを特徴とする、筒型のエネルギ吸収部材。