JP2016094945A - エネルギー吸収部材 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを調節できるエネルギー吸収部材を提供する。【解決手段】筒状に形成され、座屈することによって筒状の中心軸１４の軸方向に加わった衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材１１Ａは、板状部材に複数の膨出部１５が隣接又は近接した状態で形成される。エネルギー吸収部材１１を構成する板状部材には、筒状の内方に向かって突出する膨出部１５と前記筒状の外方に向かって突出する膨出部１５とが混在して形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のバンパの構成部品等のエネルギー吸収部材に関する。

従来から、自動車には、衝突時に外部から加わる衝撃がボディに伝わるのを防ぐ機構が設けられる。このため、従来、自動車のフロントサイドメンバ前端やバンパステーに、アルミニウム、スチール等の板状部材の板面に複数の正面視略円形の凸部を設けて筒状に形成し、軸方向を前後方向に沿って設けたエネルギー吸収部材が知られている。

このエネルギー吸収部材は、筒状の軸方向に加わった力に対して座屈することで自動車が他の自動車等に衝突した際の衝突エネルギーを吸収する。ここで、座屈時にエネルギー吸収部材が筒状の軸方向に対して折れ曲がってしまうとエネルギー吸収効率が悪くなる。更に、エネルギー吸収部材は強度が確保されていることが望ましい。一般的なものは、プレスや、押出し等の工法で多角形化するなどして、軸抗力の向上に様々な工夫をしているが、筒状の部材が座屈変形する強度及び挙動は、壁の長さ、板厚、材質によって受動的に決まってしまうため、これらの最適化に配慮されたものが主流である。

また、エネルギー吸収総量を上げようとすると、衝突初期の軸抗力が上がってしまう傾向にあり、これが乗員への障害値を低減する上での足枷となってしまっていた。また、軽衝突においてメインフレームを損壊させ、補修費用増加を招いていた。従って、こうしたエネルギー吸収部材には、衝突初期は低く且つ、ストロークの全長に渡って十分な抗力を発揮し続けるような特性が求められる。

そこで、従来、筒状の部材の任意の場所に、破壊変形されやすい構成を設けることで、衝突時のエネルギー吸収の度合いを調節する構成が知られている。具体的には、筒状のエネルギー吸収部材に、軸方向に対して直交方向に沿って長い凹溝状に形成された、他の箇所よりも板厚の薄い「脆弱部」としてのクラッシュビードを複数設け、外部からの衝撃に対しクラッシュビードの破壊変形が起こり易くなるように構成することで、エネルギー吸収部材の座屈の方向や度合いを調節する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１４６２号公報

しかし、特許文献１に記載の発明は、クラッシュビードが設けられた箇所以外の箇所は、単なる筒状のエネルギー吸収部材の構成と変わりはない。そのため、エネルギー吸収部材のエネルギー吸収効率を本質的に向上させることは難しい。そして、特許文献１に記載の発明においては、エネルギー吸収効率を向上させるためには、エネルギー吸収部材の形状や構造、エネルギー吸収部材が取り付けられる自動車のスペック等を考慮して、クラッシュビードの大きさや配設位置等を個別に調節して製造しなければならない。そのため、規格品として製造する場合にはエネルギー吸収の度合いを調節できず、クラッシュビードの大きさや配設位置を個別に調節する場合には製造コストの高騰や製造効率の低下を招くという問題がある。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節でき、製造コスト高騰を抑止でき、良好な製造効率を得ることができるエネルギー吸収部材を提供することを課題としている。

かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、筒状に形成され、座屈することによって前記筒状の軸方向に加わった衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材であって、板状部材に複数の膨出部が隣接又は近接した状態で形成され、前記板状部材には、前記筒状の内方に向かって突出する前記膨出部と前記筒状の外方に向かって突出する前記膨出部とが混在して形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記板状部材は複数の側面部からなる角筒状に形成され、少なくとも一つの前記側面部には、前記角筒状の内方に向かって突出する前記膨出部と前記角筒状の外方に向かって突出する前記膨出部とが混在して形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記板状部材には、複数の前記膨出部が一直線状に配列されたものを一つの列として、該列が複数形成され、それぞれの前記列には、前記筒状の内方に向かって突出された前記膨出部のみ、又は、前記筒状の外方に向かって突出された前記膨出部のみが形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記板状部材には、前記筒状の外方に向かって突出された前記膨出部のみが形成されている前記列と、前記筒状の内方に向かって突出された前記膨出部のみが形成されている前記列とが交互に形成されたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の構成に加え、前記列は、前記筒状の前記軸方向に対して略直交する方向に沿って形成されたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、それぞれの前記膨出部は、外形が同一形状の正面視多角形に形成されたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の構成に加え、それぞれの前記膨出部の前記外形は、正面視正六角形に形成されたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一つに記載の構成に加え、前記エネルギー吸収部材を構成する前記板状部材の略全面にわたって、前記膨出部が隙間なく隣接して形成されたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の何れか一つに記載の構成に加え、自動車の車体強度部材と車幅方向に沿うバンパ補強部材との間に配設されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、板状部材に複数の膨出部が隣接又は近接した状態で形成されていることにより、膨出部の形状や大きさを調節することで、エネルギー吸収部材が衝撃を受けた際の座屈状態や座屈強度が適切な状態になるように自在に調節できる。また、膨出部が隣接又は近接した状態で形成されていることにより、外部からの衝撃に対し、膨出部によって衝撃に対する高い抗力を奏すると共に、膨出部同士の境界において座屈が容易になる。このため、板状部材を所望の箇所で座屈させ、かつ、高いエネルギー吸収効率で衝撃を吸収させることができる。更に、板状部材には、筒状の内方に向かって突出する膨出部と筒状の外方に向かって突出する膨出部とが混在して形成されていることにより、エネルギー吸収部材が座屈した際に膨出部同士が干渉し合ってしまい、エネルギー吸収部材部材が軸方向に対して折れ曲がって座屈することを抑止できる。これにより、エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節できるエネルギー吸収部材を提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、角筒状に形成された板状部材の少なくとも一つの側面部には、角筒状の内方に向かって突出する膨出部と角筒状の外方に向かって突出する膨出部とが混在して形成されていることにより、エネルギー吸収部材の少なくとも一つの側面部において、衝撃エネルギーに対して高い抗力を奏させると共に板状部材を所望の箇所で座屈させ、高いエネルギー吸収効率で衝撃を吸収させることができる。また、側面部ごとに、板状部材の座屈の状態や衝撃エネルギーの吸収量に変化を持たせることもできる。そのため、エネルギー吸収部材の配設場所や配設状態や衝撃エネルギーの加わり方などを反映させつつ、エネルギー吸収部材を、軸方向に沿って一層均等に座屈させることができる。これにより、一層エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節できるエネルギー吸収部材を提供できる。

請求項３に記載の発明によれば、板状部材に形成された、複数の膨出部が一直線状に配列された列のそれぞれには、筒状の内方に向かって突出された膨出部のみ、又は、筒状の外方に向かって突出された膨出部のみが形成されていることにより、膨出部が配列された列を基準にエネルギー吸収部材の座屈の位置や座屈の方向を調節できる。即ち、エネルギー吸収部材における座屈の位置や座屈の方向を、膨出部が配列された列や列同士の境界の位置の設定によって調整することができるため、エネルギー吸収部材の設計や製造が容易になり、高いエネルギー吸収効率を容易に得ることが可能になる。これにより、設計や製造を簡易に行えて、一層高いエネルギー吸収効率で衝撃を吸収しうるエネルギー吸収部材を提供できる。

請求項４に記載の発明によれば、筒状の外方に向かって突出された膨出部のみが形成されている列と、筒状の内方に向かって突出された膨出部のみが形成されている列とが交互に形成されたことにより、エネルギー吸収部材が座屈した際に、膨出部同士が干渉し合って座屈に支障をきたす事態を確実に防止しつつ、膨出部が配列された列同士の境界を確実に座屈させることで、エネルギー吸収部材を、軸方向に対して均等に座屈させることができる。これにより、一層エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節できるエネルギー吸収部材を提供できる。

請求項５に記載の発明によれば、膨出部が配列された列は筒状の軸方向に対して略直交する方向に沿って形成されたことにより、軸方向に加わった衝撃エネルギーにより、膨出部の配列された列又は列同士の境界を基準に、膨出部同士が座屈の支障となることなく、板状部材を座屈させることができる。そして、膨出部の配列された列又は列同士の境界を基準に座屈させれば、おのずと板状部材は軸方向に沿って均等に座屈しながら衝撃エネルギーを吸収する。これにより、一層エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節できるエネルギー吸収部材を提供できる。

請求項６に記載の発明によれば、それぞれの膨出部は、外形が同一形状の正面視多角形に形成されたことにより、エネルギー吸収部材の板面方向に向けて外部から加わった衝撃に対する高い抗力を維持できる。また、エネルギー吸収部材の座屈時に、筒状の軸方向に対する折れ曲がりが起きにくくなる。更に、それぞれの膨出部は同一形状なので、製造が容易である。これにより、エネルギー吸収効率が高いエネルギー吸収部材を容易に形成できる。

請求項７に記載の発明によれば、膨出部は、外形が正面視略六角形に形成されたことにより、板状部材に膨出部を密集させて、ハニカム構造を容易に形成できる。そのため、エネルギー吸収部材の板面方向に加わった衝撃に対し、非常に高い抗力を持たせることができる。これにより、エネルギー吸収効率が高いエネルギー吸収部材を一層容易に提供できる。

請求項８に記載の発明によれば、エネルギー吸収部材は、略全面にわたって、膨出部が隙間なく隣接して形成されたことにより、エネルギー吸収部材の略全面に渡り、衝撃に対する抗力が高く、エネルギー吸収効率の調整が容易に形成できる。これにより、エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節できるエネルギー吸収部材を一層容易に提供できる。

請求項９に記載の発明によれば、車両衝突時にバンパに作用する衝撃力をエネルギー吸収部材により有効に吸収させることができ、車体強度部材に伝達される衝撃力を極力低減できる。

この発明の実施の形態１のエネルギー吸収部材の全体形状を示す図である。である。 同実施の形態に係るエネルギー吸収部材の部分拡大図である。 同実施の形態に係るエネルギー吸収部材のＡ−Ａ断面図である。である。 同実施の形態に係るエネルギー吸収部材のＢ−Ｂ断面図である。 この発明の実施の形態１のエネルギー吸収部材が適用される自動車の部分拡大図である。 この発明の実施の形態２のエネルギー吸収部材の全体形状を示す図である。 同実施の形態に係るエネルギー吸収部材のＣ−Ｃ断面図である。である。 同実施の形態に係るエネルギー吸収部材のＤ−Ｄ断面図である。 この発明の実施の形態３のエネルギー吸収部材の全体形状を示す図である。 同実施の形態に係るエネルギー吸収部材のＥ−Ｅ断面図である。である。 同実施の形態に係るエネルギー吸収部材のＦ−Ｆ断面図である。 この発明に係るエネルギー吸収部材、及び従来のエネルギー吸収部材のエネルギー吸収状態の実験結果を示す図である。 この発明に係るエネルギー吸収部材、及び従来のエネルギー吸収部材のエネルギー吸収状態の実験結果を示す図である。

［発明の実施の形態１］
図１乃至図５に、この発明の実施の形態１を示す。

まず構成を説明すると、図１に示す、この実施の形態１のエネルギー吸収部材１１Ａは、図５に示す、自動車１００のバンパの衝撃吸収用に用いられている。具体的には、このエネルギー吸収部材１１Ａは、図５に示す通り、自動車１００のエンジンルーム１０１の側部の下方に車両前後方向に延びる「車体強度部材」としてのサイドメンバ１０２とバンパ表皮１０３の内部に車幅方向に沿って延びるバンパ補強部材１０４との間に、車両前後方向に沿って配設されている。

なお、図５においては、エネルギー吸収部材１１Ａを自動車１００のフロント側のサイドメンバ１０２とバンパ補強部材１０４との間に設ける構成を示しているが、エネルギー吸収部材１１Ａはリア側のサイドメンバ（図示せず）とバンパ補強部材（図示せず）との間に設けてもよい。

エネルギー吸収部材１１Ａは、剛性が高く、塑性変形することで外部から加わった運動エネルギーを吸収できる、「板状部材」としての金属の板材によって形成されている。この実施の形態１では、エネルギー吸収部材１１Ａは、厚さ約１．２〜２．０ミリメートルの鋼板によって形成される。ただし、エネルギー吸収部材１１Ａを構成する「板状部材」は、剛性と運動エネルギーの吸収特性の良好な性質を有するもの（塑性材）であれば、どのような材料で形成することもできる。例えば、鋼板、アルミメッキ鋼板、アルミニウム板と樹脂フィルム材とをラミネート構造にしたもの等、アルミニウム以外の金属、樹脂、およびそれらの合板等にて形成することもできる。

エネルギー吸収部材１１Ａは、図１に示す通り、角筒形に形成されている。具体的には、エネルギー吸収部材１１Ａは、平板形状の板材が３つの平行な折り線、即ち図１及び図４に示す折り線２０（１），２０（２），２０（３）で略直角に折り曲げられて四角筒形に形成され、両側部をスポット溶接等で接合して折り線２０（４）を形成している。但し、エネルギー吸収部材１１Ａは、これ以外のどのような製造方法で製造されていてもよい。これにより、エネルギー吸収部材１１Ａは、４つの側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）を有する四角筒状の「板状部材」としての板材を備え、これらの側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）に囲まれた内側が中空であり、両端に開口部１３，１３が形成されたものとなっている。

エネルギー吸収部材１１Ａは、図示せぬボルト等によって図５に示すサイドメンバ１０２とバンパ補強部材１０４に固着されている。これにより、中心軸１４が自動車１００の前後方向に向くように配設される。

なお、エネルギー吸収部材１１Ａは、四角筒形に限らず、平面視（即ち開口部１３側から見た状態）で円形の筒状、五角形の筒状、六角形の筒状など、多角形の筒状であってもよい。また、エネルギー吸収部材１１Ａの内部が、軸方向に延びる仕切り部材によって仕切られていてもよい。更に、エネルギー吸収部材１１Ａは、どのような構成でサイドメンバ１０２及びバンパ補強部材１０４に固着されていてもよい。

ただし、エネルギー吸収部材１１は、剛性と運動エネルギーの吸収特性の良好な性質を有するものであれば、四角筒状等の筒状に限らず、どのような形状、構造にすることもできる。例えば、両端に板材が設けられて内部空間が密閉された形状であってもよいし、内部にウレタン等の材料が充填されて四角筒形や円筒形等に形成された構成とすることもできる。

図１に示す通り、エネルギー吸収部材１１Ａの側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）において、板面の略全面には、プレス加工により、複数の膨出部１５が形成されている。

エネルギー吸収部材１１Ａの膨出部１５は正面視多角形である。この実施の形態１においては、図２に示す通り、それぞれの膨出部１５は、全て同一形状に形成されている。即ち、それぞれの膨出部１５は外形が正面視正六角形の同一形状であって、膨出の大きさが同一である。

図２に示す通り、膨出部１５の三組の対向する角を結ぶ線上には、図３及び図４に示す通り、膨出部１５の突出方向に向けて傾斜する稜線１６が形成されている。図３及び図４に示す通り、これら稜線１６は膨出部１５の突出方向に湾曲する曲線を形成し、稜線１６の交点１７は、膨出方向の最高点となっている。膨出部１５の二つの稜線１６，１６と外形の一辺１８で囲まれた面は平面を形成する。

膨出部１５は、自動車１００の衝突時に受ける衝突エネルギーの吸収が良好な形状及び大きさに形成されている。この実施の形態１においては、膨出部１５の外形の一辺が１２ミリメートル、高さが３ミリメートルに形成されている。ただし、膨出部１５は、衝突エネルギーの吸収状態が良好であればどのような外形や高さに形成されていてもよい。

膨出部１５は、エネルギー吸収部材１１Ａが座屈する際に、筒状の軸方向、つまり図１に示す中心軸１４に沿う方向、に対して折れ曲がりにくい態様で配設されている。具体的には、図１に示す通り、エネルギー吸収部材１１Ａの全域にわたって配設されている。

全ての隣り合う膨出部１５は、互いに隙間なく隣接しており、いわゆるハニカム構造を形成する。但し、全ての隣り合う膨出部１５が、一定の間隙部を有して近接する構成（つまり、隣り合う膨出部１５の外形の一辺１８同士の間に、板材本来の平面部分が任意の幅だけ残存している構成）であってもよい。

そして、この実施の形態１において、エネルギー吸収部材１１Ａのそれぞれの側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）において、膨出部１５は、中心軸１４に略直交する方向を一つの列として、複数列配列された構成となっている。具体的には、図１に示すように、中心軸１４に略直交する方向に膨出部１５（１），１５（２），１５（３）が配列された第一の列１９（１）が形成され、第一の列１９（１）の直下に膨出部１５（４），１５（５），１５（６），１５（７）が配列された第二の列１９（２）が形成され、以下同様に第三の列１９（３）、第四の列１９（４）・・・がｎ列（ｎ≧１）形成されている。

エネルギー吸収部材１１Ａのそれぞれの側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）において、それぞれの列、例えば第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）は、それぞれ、エネルギー吸収部材１１Ａの四角筒状の外方に向かって突出された膨出部１５のみが形成された列と、四角筒状の内方に向かって突出された膨出部１５のみが形成された列とが、交互に形成されている。例えば、図１において、第一の列１９（１）を形成する膨出部１５（１），１５（２），１５（３）は、全て、エネルギー吸収部材１１Ａの四角筒状の内方に向かって突出されており、第二の列１９（２）を形成する膨出部１５（４），１５（５），１５（６），１５（７）は、全て、エネルギー吸収部材１１Ａの四角筒状の外方に向かって突出されている。同様に、第三の列１９（３）を形成する膨出部１５は全てエネルギー吸収部材１１Ａの四角筒状の内側に向かって突出し、第四の列１９（４）を形成する膨出部１５は全てエネルギー吸収部材１１Ａの四角筒状の外方に向かって突出し、これらの構成が第ｎの列１９（ｎ）まで繰り返される。

なお、この実施の形態１においては、それぞれの側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）において、対向面同士の膨出部１５の同一列は突出方向が同じであり、隣接面の膨出部１５の同一列は突出方向が反対であるように構成されている。例えば図４においては、側面部１２（１）の第一の列１９（１）、側面部１２（３）の第一の列１９（２１）を形成する膨出部１５は、エネルギー吸収部材１１Ａの四角筒状の内側に向けて突出し、側面部１２（２）の第一の列１９（１１）、側面部１２（４）の第一の列１９（３１）を形成する膨出部１５は、エネルギー吸収部材１１Ａの四角筒状の外側に向けて突出するように構成されている。但し、全ての面の同一列に配列された膨出部１５は、全て突出方向が同一であるように構成されていてもよい。

次に、このエネルギー吸収部材１１Ａの作用について説明する。

自動車１００の前方からバンパ表皮１０３に衝撃荷重が作用すると、この衝撃荷重がバンパ補強部材１０４を介してエネルギー吸収部材１１Ａに伝達される。すると、エネルギー吸収部材１１Ａはサイドメンバ１０２よりも座屈荷重が小さく設定されているため、中心軸１４の方向に座屈し、サイドメンバ１０２への荷重の伝達を抑制することができる。

ここで、エネルギー吸収部材１１Ａは、それぞれの側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）の略全面にわたって膨出部１５が複数設けられているため、衝突初期の軸抗力を低減させることができる。即ち、それぞれの膨出部１５が正面視略六角形で、それぞれの頂点部分と稜線１６の交点１７とが略三角形を形成し、かつ、複数の膨出部１５がハニカム構造を形成しているため、側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）の面方向に沿って加わった力に対して高い抗力を奏する。また、膨出部１５の外周部が座屈時の基準位置になる（つまり、エネルギー吸収部材１１Ａは、側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）の面方向に沿って加わった力に対し、一辺１８の部分から座屈が起こり易いように構成されている）ため、全体が平板状に形成されたエネルギー吸収部材の場合と違い、膨出部１５の大きさや配設位置等を調節することで、エネルギー吸収の度合いを、エネルギー吸収部材１１Ａの壁の長さ、板厚、材質のみに依存せずに調節することができる。

また、膨出部１５はエネルギー吸収部材１１Ａの略全面に設けられているので、エネルギー吸収部材１１Ａの全面において、高いエネルギー吸収効率を得ることができ、かつ、側面部１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）の全てにわたりほぼ等しい強度を有する。

また、エネルギー吸収部材１１Ａは、膨出部１５の中央部分に比べて、隣接する複数の膨出部１５の境界部分が座屈しやすいので、膨出部１５の一辺１８にあたる部分が折れ曲がる形で座屈が進行することになる。そして、座屈する地点（すなわち、エネルギー吸収部材１１Ａの座屈の数）が多いほど、衝撃エネルギーの吸収量が多くなる。従って、この実施の形態１のエネルギー吸収部材１１Ａは、従来のクラッシュビードが設けられたエネルギー吸収部材（特許文献１参照）に比べ、高いエネルギー吸収効率で衝突エネルギーを吸収する。

さらに、エネルギー吸収部材１１Ａには、中心軸１４に略直交する方向に、膨出部１５が、第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）を形成しているため、中心軸１４に沿って加わった衝撃エネルギーにより、エネルギー吸収部材１１Ａは、第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）を基準に座屈する。このとき、第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）が蛇腹状に折れ曲がる場合が多くなるが、その場合、隣り合う列の膨出部１５（例えば第一の列１９（１）の膨出部１５（１）〜１５（３）の突出方向と第二の列の膨出部１５（４）〜１５（７））の突出方向が、外方と内方とが交互に形成されているため、エネルギー吸収部材１１Ａが座屈した際に、隣り合う列の膨出部１５同士が干渉しあって座屈を妨げることがない。そのため、エネルギー吸収部材１１Ａは、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）を基準に蛇腹状に座屈する。

このように、エネルギー吸収部材１１Ａは、衝撃が加わった際、エネルギー吸収部材１１Ａは、中心軸１４に対して折れ曲がることが抑制されつつ、座屈前の中心軸１４の軸方向に均等に座屈して、高いエネルギー吸収効率を得ることができる。

以上、この実施の形態１においては、エネルギー吸収部材１１Ａを構成する板材に複数の膨出部１５が隣接又は近接した状態で形成されていることにより、膨出部１５の形状や大きさを調節することで、エネルギー吸収部材１１Ａが衝撃を受けた際の座屈状態や座屈強度が適切な状態になるように自在に調節できる。また、膨出部１５が隣接又は近接した状態で形成されていることにより、外部からの衝撃に対し、膨出部１５によって衝撃に対する高い抗力を奏すると共に、膨出部１５，１５同士の境界において座屈が容易になる。このため、板状部材を所望の箇所で座屈させ、かつ、高いエネルギー吸収効率で衝撃を吸収させることができる。更に、エネルギー吸収部材１１Ａには、四角筒状の内方に向かって突出する膨出部１５と四角筒状の外方に向かって突出する膨出部１５とが混在して形成されていることにより、エネルギー吸収部材１１Ａが座屈した際に膨出部１５同士が干渉し合ってしまい、エネルギー吸収部材１１Ａが中心軸１４の軸方向に対して折れ曲がって座屈することを抑止できる。これにより、エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節できるエネルギー吸収部材１１Ａを提供できる。

この実施の形態１においては、四角筒状に形成されたエネルギー吸収部材１１Ａの少なくとも一つの側面部には、四角筒状の内方に向かって突出する膨出部１５（例えば膨出部１５（１））と四角筒状の外方に向かって突出する膨出部１５（例えば膨出部１５（４））とが混在して形成されていることにより、エネルギー吸収部材１１Ａの少なくとも一つの側面部例えば側面部１２（１）において、衝撃エネルギーに対して高い抗力を奏させると共にエネルギー吸収部材１１Ａを所望の箇所で座屈させ、高いエネルギー吸収効率で衝撃を吸収させることができる。また、側面部１２（１）〜１２（４）ごとに、エネルギー吸収部材１１Ａの座屈の状態や衝撃エネルギーの吸収量に変化を持たせることもできる。そのため、エネルギー吸収部材１１Ａの配設場所や配設状態や衝撃エネルギーの加わり方などを反映させつつ、エネルギー吸収部材１１Ａを、中心軸１４の軸方向に沿って一層均等に座屈させることができる。これにより、一層エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節できるエネルギー吸収部材１１Ａを提供できる。

この実施の形態１においては、エネルギー吸収部材１１Ａに形成された、複数の膨出部１５が一直線状に配列された第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）のそれぞれには、四角筒状の内方に向かって突出された膨出部１５のみ、又は、四角筒状の外方に向かって突出された膨出部１５のみが形成されていることにより、膨出部１５が配列された列を基準にエネルギー吸収部材１１Ａの座屈の位置や座屈の方向を調節できる。即ち、エネルギー吸収部材１１Ａにおける座屈の位置や座屈の方向を、膨出部１５が配列された第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）や第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）同士の境界の位置の設定によって調整することができるため、エネルギー吸収部材１１Ａの設計や製造が容易になり、高いエネルギー吸収効率を容易に得ることが可能になる。これにより、設計や製造を簡易に行えて、一層高いエネルギー吸収効率で衝撃を吸収しうるエネルギー吸収部材１１Ａを提供できる。

この実施の形態１においては、四角筒状の外方に向かって突出された膨出部１５のみが形成されている列、例えば第二の列１９（２）、第四の列１９（４）と、四角筒状の内方に向かって突出された膨出部１５のみが形成されている列、例えば第一の列１９（１）、第三の列１９（３）とが交互に形成されたことにより、エネルギー吸収部材１１Ａが座屈した際に、膨出部１５同士が干渉し合って座屈に支障をきたす事態を確実に防止しつつ、膨出部１５が配列された第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）同士の境界を確実に座屈させることで、エネルギー吸収部材を１１、中心軸１４の軸方向に対して均等に座屈させることができる。これにより、一層エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節できるエネルギー吸収部材１１Ａを提供できる。

この実施の形態１においては、膨出部１５が配列された第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）は四角筒状の中心軸１４の軸方向に対して略直交する方向に沿って形成されたことにより、中心軸１４の軸方向に加わった衝撃エネルギーにより、膨出部１５の配列された第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）又は第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）同士の境界を基準に、膨出部１５同士が座屈の支障となることなく、板状部材を座屈させることができる。そして、膨出部１５の配列された第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）又は第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）同士の境界を基準に座屈させれば、おのずとエネルギー吸収部材１１Ａは中心軸１４の軸方向に沿って均等に座屈しながら衝撃エネルギーを吸収する。これにより、一層エネルギー吸収効率が高く、エネルギー吸収の度合いを自在に調節できるエネルギー吸収部材１１Ａを提供できる。

なお、この実施の形態１においては、側面部１２（１）〜１２（４）のそれぞれに、中心軸１４の軸方向に略直交する方向に膨出部１５を配列した列を形成し、この列ごとに、四角筒状の内方に向かって突出する膨出部１５のみ、四角筒状の外方に向かって突出する膨出部１５のみを交互に配列する構成としたが、このような構成が、側面部１２（１）〜１２（４）のうちの一部の面にのみ形成されている態様としてもよい。

［発明の実施の形態２］
図６乃至図８に、この発明の実施の形態２を示す。

この実施の形態２のエネルギー吸収部材１１Ｂにおいては、第一の列１９（１）、第二の列（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）に配列された膨出部１５の突出方向が実施の形態１と相違する。

即ち、図６に全体図を示す、実施の形態２のエネルギー吸収部材１１Ｂは、図７に示すように、第一の列１９（１）及び第二の列１９（２）を形成する膨出部１５は全てエネルギー吸収部材１１の四角筒状の内方に向かって突出し、第三の列１９（３）及び第四の列１９（４）を形成する膨出部１５は全てエネルギー吸収部材１１の四角筒状の外方に向かって突出し・・・というように、２列ごとに、膨出部１５が外方と内方に交互に突出する構成を備えている。その他の構成は、実施の形態１と同じである。

このように構成することで、エネルギー吸収部材１１Ｂを、配設する自動車１００の部位や形状、大きさに応じた強度やエネルギー吸収量に構成することができる。

なお、配設する自動車１００の部位や形状、大きさによっては、エネルギー吸収部材１１Ｂに替えて、エネルギー吸収部材を、３列ごとに、あるいは４列以上の列ごとに、膨出部１５が外方と内方に交互に突出する構成とすることもできる。

［発明の実施の形態３］
図９乃至図１１に、この発明の実施の形態３を示す。

この実施の形態３のエネルギー吸収部材１１Ｃにおいても、第一の列１９（１）、第二の列１９（２）・・・第ｎの列１９（ｎ）に配列された膨出部１５の突出方向が実施の形態１及び２と相違する。

即ち、図９に全体図を示す、実施の形態３のエネルギー吸収部材１１Ｃは、図１０に示すように、側面部１２（３）において第一の列１９（３１）乃至第三の列１９（３３）を形成する膨出部１５、第六の列１９（３６）及び第七の列１９（３７）を形成する膨出部１５、第九の列１９（３９）を形成する膨出部１５は全てエネルギー吸収部材１１の四角筒状の外方に向かって突出し、第四及び第五の列１９（３４），１９（３５）、及び第八の列１９（３８）は全てエネルギー吸収部材１１の四角筒状の内方に向かって突出する構成を備えている。即ち、エネルギー吸収部材１１の四角筒状の外方に向かって突出する膨出部１５が配列された列は３列ごと、２列ごと、１列ごとと変化する構成となっている。その他の構成は実施の形態１及び２と同じである。

このように構成することで、エネルギー吸収部材１１Ｃを、配設する自動車１００の部位や形状、大きさに応じた強度やエネルギー吸収量に構成することができる。

なお、配設する自動車１００の部位や形状、大きさによっては、エネルギー吸収部材１１Ｃの列の配列態様をさらに変化させ、異なる規則や、不規則な列態様とすることもできる。

なお、上記各実施の形態では、エネルギー吸収部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは自動車１００のサイドメンバ１０２とバンパ補強部材１０４との間に設ける構成としたが、これらエネルギー吸収部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを車体の他の部位に設けることもできる。また、エネルギー吸収部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを、自動車以外のものに適用することもできる。

上記各実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記各実施の形態に限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。

［実施例］
ここで、図１２及び図１３に、この発明に係るエネルギー吸収部材のエネルギー吸収状態の実験結果を示す。この実施例においては、本発明の代表例として、実施の形態１におけるエネルギー吸収部材１１Ａによる実験の結果を示す。なお、図１２において縦軸は反力（単位ｋＮ）、横軸はストローク（単位ｍｍ）であり、図１３において縦軸は吸収ＥＡ量（単位Ｊ）、横軸はストローク（単位ｍｍ）である。即ち、図１２は、エネルギー吸収部材の座屈に伴う長さの縮小と反力との関係を示したものであり、図１３は、エネルギー吸収部材の座屈に伴う長さの縮小と吸収されたエネルギー量との関係を示したものである。

同図において、符号１１０は、本発明のエネルギー吸収部材１１Ａについて、一端を固定部材に取り付け、他端側から７００ｋｇの剛体を１．３mの高さから自由落下させ、初速１８．２ｋｍ／ｈで軸圧潰させたときの反力の変化、及び吸収エネルギーの変化の状態を示している。なお、実験で用いたこの実施の形態１のエネルギー吸収部材１１Ａは、ＳＰＣ４４０Ｗ／１．８ｔ及び１．６ｔ（ＹＰ：３５５ＭＰａ，ＴＳ：４８３ＭＰａ，Ｅｌ：３３％）の鋼材によって形成されている。また、このエネルギー吸収部材１１Ａの一辺の長さは８０ｍｍである。

図１２及び図１３には、更に、比較例としてのエネルギー吸収部材のエネルギー吸収状態の実験結果を示す。

符号１２０は、第１の比較例としてのエネルギー吸収部材（図示せず）の実験結果である。当該エネルギー吸収部材の材質、形状、直径はこの実施の形態１のエネルギー吸収部材１１Ａと同じだが、膨出部１５のない平板で形成された点が相違する。

符号１３０は、第２の比較例としてのエネルギー吸収部材（図示せず）の実験結果である。当該エネルギー吸収部材の材質、形状、直径はこの実施の形態１のエネルギー吸収部材１１Ａと同じだが、膨出部１５に替えて、特許文献１に記載されたエネルギー吸収部材と同様にクラッシュビードが設けられたものである点が相違する。

第１及び第２の比較例に対する実験内容は、この実施の形態１のエネルギー吸収部材１１Ａに対する実験内容と同じである。

図１２の符号１１０の線に示す通り、実施の形態１のエネルギー吸収部材１１Ａが座屈したときは、初期抗力のピーク値（符号１１１に示す縦軸方向の位置）は低くなっている。一方、ピーク値の後の反力の値は、初期抗力とほぼ同等の値を示している。そして、図１３において符号１１０が示す通り、本発明のエネルギー吸収部材１１Ａの吸収エネルギー総量（符号１１０の線と横軸との間の面積の値に等しい）は、大きな値を示している。

即ち、本願発明のエネルギー吸収部材１１は、初期抗力を小さく押さえつつ、吸収エネルギー総量を大きくすることができることが判る。

これに対し、図１２の符号１２０の線に示す通り、第一の比較例のエネルギー吸収部材が座屈したときは、初期抗力のピーク値１２１の値が大きく、その後の抗力の値が急激に小さくなっている。また、図１３の符号１２０の線に示す通り、第一の比較例の吸収エネルギー総量は、最も小さいものとなっている。

即ち、第一の比較例のエネルギー吸収部材は、初期抗力が非常に大きく、吸収エネルギー総量が小さいものであることが判る。

また、図１２の符号１３０の線に示す通り、第二の比較例のエネルギー吸収部材が座屈したときは、初期抗力のピーク値１３１の値は本発明の初期抗力のピーク値と同等だが、その後の抗力の値は急激に小さくなっている。また、図１３の符号１３０の線に示す通り、第二の比較例のエネルギー吸収量は、第一の比較例とほぼ同等の小さいものとなっている。

即ち、第二の比較例のエネルギー吸収部材は、初期抗力は比較的小さく押さえられるものの、吸収エネルギー総量が小さいものであることが判る。

以上により、本発明のエネルギー吸収部材１１は、初期抗力が小さく、吸収エネルギー総量の大きい、エネルギー吸収部材としての性能が高いものであることが確認された。

１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ・・・エネルギー吸収部材
１２（１），１２（２），１２（３），１２（４）・・・側面部
１４・・・中心軸（軸）
１５，１５（１），１５（２），１５（３），１５（４），１５（５），１５（６），１５（７），１５（８），１５（９）・・・膨出部
１９，１９（１），１９（２），１９（３），１９（４），１９（ｎ）・・・列
１００・・・自動車
１０２・・・サイドメンバ（車体強度部材）
１０４・・・バンパ補強部材

Claims (9)

1. 筒状に形成され、座屈することによって前記筒状の軸方向に加わった衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材であって、
   板状部材に複数の膨出部が隣接又は近接した状態で形成され、
   前記板状部材には、前記筒状の内方に向かって突出する前記膨出部と前記筒状の外方に向かって突出する前記膨出部とが混在して形成されていることを特徴とするエネルギー吸収部材。
2. 前記板状部材は複数の側面部からなる角筒状に形成され、
   少なくとも一つの前記側面部には、前記角筒状の内方に向かって突出する前記膨出部と前記角筒状の外方に向かって突出する前記膨出部とが混在して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収部材。
3. 前記板状部材には、複数の前記膨出部が一直線状に配列されたものを一つの列として、該列が複数形成され、
   それぞれの前記列には、前記筒状の内方に向かって突出された前記膨出部のみ、又は、前記筒状の外方に向かって突出された前記膨出部のみが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギー吸収部材。
4. 前記板状部材には、前記筒状の外方に向かって突出された前記膨出部のみが形成されている前記列と、前記筒状の内方に向かって突出された前記膨出部のみが形成されている前記列とが交互に形成されたことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー吸収部材。
5. 前記列は、前記筒状の前記軸方向に対して略直交する方向に沿って形成されたことを特徴とする請求項３又は４に記載のエネルギー吸収部材。
6. それぞれの前記膨出部は、外形が同一形状の正面視多角形に形成されたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載のエネルギー吸収部材。
7. それぞれの前記膨出部の前記外形は、正面視正六角形に形成されたことを特徴とする請求項６に記載のエネルギー吸収部材。
8. 前記エネルギー吸収部材を構成する前記板状部材の略全面にわたって、前記膨出部が隙間なく隣接して形成されたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つに記載のエネルギー吸収部材。
9. 自動車の車体強度部材と車幅方向に沿うバンパ補強部材との間に配設されることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一つに記載のエネルギー吸収部材。

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