JP2017048804A - Energy absorbing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エネルギ吸収構造体に関する。 The present invention relates to an energy absorbing structure.
車両には、衝突発生時に圧壊し、衝突エネルギを吸収するエネルギ吸収部材が備えられている。エネルギ吸収部材の代表的な例として、フロントバンパビームとフロントフレームとの間に配置されるクラッシュボックスが挙げられる。従来、鋼板等の金属材料により構成されたエネルギ吸収部材が用いられていたが、近年、車体の軽量化のために、炭素繊維等の強化繊維が混合された繊維強化樹脂(FRP)製の筒状のエネルギ吸収部材が実用化されている。 The vehicle is provided with an energy absorbing member that is crushed when a collision occurs and absorbs the collision energy. A typical example of the energy absorbing member is a crush box disposed between the front bumper beam and the front frame. Conventionally, an energy absorbing member made of a metal material such as a steel plate has been used. In recent years, a fiber reinforced resin (FRP) tube in which reinforcing fibers such as carbon fibers are mixed to reduce the weight of the vehicle body. Shaped energy absorbing members have been put into practical use.
係る繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材は、衝突荷重の入力時に、圧縮されることによって軸方向に圧壊する。例えば、衝突荷重が入力されると、エネルギ吸収部材の先端側から局部破壊が生じ、破壊が生じる範囲が後端側へ広がるように、逐次破壊が進展する。ここで、逐次破壊の進展において、エネルギ吸収部材の破壊された部分(以下、潰れかすとも呼ぶ)がエネルギ吸収部材の近傍に溜まり得る。エネルギ吸収部材の近傍に潰れかすが溜まることにより、エネルギ吸収部材の軸方向の圧縮変形が一部阻害され得るので、エネルギ吸収部材の圧壊ストローク量が想定されるよりも少なくなり得る。その場合、エネルギ吸収部材の潰れ残りが増加するので、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量が想定されるよりも小さくなる。そこで、潰れかすがエネルギ吸収部材の近傍に溜まることによる圧壊ストローク量の低下を抑制するための技術が提案されている。 The fiber-reinforced resin energy absorbing member is compressed in the axial direction by being compressed when a collision load is input. For example, when a collision load is input, local breakage occurs from the front end side of the energy absorbing member, and the breakage progresses sequentially so that the range in which the breakage occurs extends to the rear end side. Here, in the progress of the sequential destruction, the destroyed part of the energy absorbing member (hereinafter also referred to as “crushed residue”) can accumulate in the vicinity of the energy absorbing member. Since crushing debris accumulates in the vicinity of the energy absorbing member, the compression deformation in the axial direction of the energy absorbing member can be partially inhibited, so that the amount of crushing stroke of the energy absorbing member can be smaller than expected. In that case, since the remaining crushing of the energy absorbing member increases, the energy absorption amount in the crushing of the energy absorbing member becomes smaller than expected. In view of this, a technique has been proposed for suppressing a reduction in the amount of crushing stroke caused by crushing residue accumulated in the vicinity of the energy absorbing member.
例えば、特許文献1には、エネルギ吸収部材の圧壊ストローク量を増加させるために、繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材の荷重入力側と反対側の端部に接合されたベース部材とエネルギ吸収部材との接合部分に、潰れかすをエネルギ吸収部材の内部空間から外部へ排出するための排出部を設ける技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, in order to increase the amount of crushing stroke of an energy absorbing member, a base member and energy bonded to the end of the cylindrical energy absorbing member made of fiber reinforced resin opposite to the load input side are disclosed. A technique is disclosed in which a discharge portion for discharging the crushed residue from the internal space of the energy absorbing member to the outside is provided at the joint portion with the absorbing member.
ここで、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材は鋼板製のクラッシュボックスに比べて破損しやすいため、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を車両に用いる場合、耐チッピング性や耐候性等に考慮する必要がある。具体的には、車輪によって跳ね上げられる小石や雨水等によるエネルギ吸収部材の破損を防ぐことが望まれる。その対策として、エネルギ吸収部材の外周面をカバー部材で覆うことが考えられる。このようなカバー部材は、衝突荷重の入力時には、エネルギ吸収部材の圧壊とともに軸方向に圧壊する。 Here, since the energy absorbing member made of fiber reinforced resin is more easily damaged than the crash box made of steel plate, when using the energy absorbing member made of fiber reinforced resin for a vehicle, it is necessary to consider chipping resistance, weather resistance, etc. There is. Specifically, it is desired to prevent the energy absorbing member from being damaged by pebbles or rainwater splashed by the wheels. As a countermeasure, it is conceivable to cover the outer peripheral surface of the energy absorbing member with a cover member. Such a cover member is crushed in the axial direction when the energy absorbing member is crushed when a collision load is input.
しかし、エネルギ吸収部材の外周面をカバー部材で覆う場合、潰れかすがカバー部材とエネルギ吸収部材との間の空間に溜まり得る。そして、カバー部材とエネルギ吸収部材との間の空間に溜まった潰れかすによって、エネルギ吸収部材の軸方向の圧縮変形が一部阻害され得るので、エネルギ吸収部材の圧壊ストローク量が想定されるよりも少なくなり得る。それにより、エネルギ吸収部材の潰れ残りが増加するので、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量が想定されるよりも小さくなる。 However, when the outer peripheral surface of the energy absorbing member is covered with the cover member, crushing debris can accumulate in the space between the cover member and the energy absorbing member. And since the compressive deformation in the axial direction of the energy absorbing member can be partially inhibited by the crush accumulated in the space between the cover member and the energy absorbing member, the amount of crushing stroke of the energy absorbing member is assumed rather than Can be less. Thereby, since the remaining crush of the energy absorbing member increases, the energy absorption amount in the crushing of the energy absorbing member becomes smaller than expected.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量の低下を抑制することが可能な、新規かつ改良されたエネルギ吸収構造体を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a new and improved that can suppress a decrease in the amount of energy absorption in the collapse of the energy absorbing member. It is to provide an energy absorbing structure.
上記課題を解決するために、衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、を備え、前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられる、エネルギ吸収構造体が提供される。 In order to solve the above-mentioned problem, a cylindrical energy absorbing member made of fiber reinforced resin that absorbs collision energy by collapsing in the axial direction when a collision load is input, and an outer peripheral surface of the energy absorbing member are covered, and the collision load A cylindrical cover member that is crushed in the axial direction at the time of input, and the cover member is at least partially overlapped with each other in a state in which the cover member is crushed by the collision load, An energy absorbing structure is provided in which a plurality of openings are provided to communicate the interior and exterior of the member.
前記カバー部材が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、前記カバー部材の複数の開口部が互いに少なくとも部分的に重畳してもよい。 A plurality of openings of the cover member may overlap each other at least partially by buckling in a bellows shape when the cover member is crushed.
前記カバー部材には、前記衝突荷重の入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第1のテーパ部と前記入力側から前記入力側とは反対側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第2のテーパ部とが交互に設けられ、前記第1のテーパ部及び前記第2のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられてもよい。 The cover member has a first tapered portion having a cross-sectional shape that expands from the input side of the collision load toward the side opposite to the input side, and is reduced as it goes from the input side to the side opposite to the input side. The second taper portion having a cross-sectional shape may be alternately provided, and the opening portion of the cover member may be provided in each of the first taper portion and the second taper portion.
前記第1のテーパ部及び前記第2のテーパ部にそれぞれ設けられる開口部の寸法は、前記第2のテーパ部の曲げ剛性が前記第2のテーパ部に対して前記入力側へ併設された前記第1のテーパ部の曲げ剛性より大きくなるように設定されてもよい。 The dimension of the opening provided in each of the first taper and the second taper is such that the bending stiffness of the second taper is provided on the input side with respect to the second taper. You may set so that it may become larger than the bending rigidity of a 1st taper part.
前記カバー部材には、複数の前記第1のテーパ部が設けられ、前記複数の第1のテーパ部にそれぞれ設けられる開口部の寸法は、前記複数の第1のテーパ部のうち前記カバー部材の前記入力側の端部に近い位置に設けられる前記第1のテーパ部ほど曲げ剛性が小さくなるように設定されてもよい。 The cover member is provided with a plurality of the first taper portions, and the dimensions of the openings provided in the plurality of first taper portions are the dimensions of the cover member of the plurality of first taper portions. The first taper portion provided at a position near the input-side end portion may be set such that the bending rigidity becomes smaller.
前記カバー部材の前記入力側の端部は略円筒形状を有し、前記カバー部材の前記入力側の端部の周面には、前記カバー部材の開口部が設けられてもよい。 The input side end of the cover member may have a substantially cylindrical shape, and an opening of the cover member may be provided on a peripheral surface of the input side end of the cover member.
前記エネルギ吸収部材の前記衝突荷重の入力側とは反対側の端部を保持する保持部材を備え、前記保持部材には、前記エネルギ吸収部材の内部空間に対応する位置に開口部が設けられてもよい。 A holding member that holds an end of the energy absorbing member opposite to the input side of the collision load, and the holding member has an opening at a position corresponding to the internal space of the energy absorbing member; Also good.
以上説明したように本発明によれば、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量の低下を抑制することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in energy absorption amount due to the collapse of the energy absorbing member.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
<1.エネルギ吸収構造体>
まず、図1を参照して、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体10について説明する。
<1. Energy absorbing structure>
First, with reference to FIG. 1, the
図1は、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体10の一例を示す断面図である。図1は、エネルギ吸収構造体10が、車両のフロントバンパビーム30とフロントフレーム50との間に取り付けられた様子を示す断面図である。図1は、エネルギ吸収構造体10が保持されている様子を車両の上方側から見た図である。以下の説明においては、エネルギ吸収構造体10のフロントバンパビーム30側を先端側といい、フロントフレーム50側を後端側という場合がある。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an
エネルギ吸収構造体10は、エネルギ吸収部材100と、固定部材300と、保持部材500と、カバー部材700とを備える。エネルギ吸収部材100は、先端側が固定部材300に固定され、後端側が保持部材500によって保持されている。固定部材300は、フロントバンパビーム30に接合されている。また、保持部材500は、フロントフレーム50の先端側に接合されている。エネルギ吸収構造体10は、フロントバンパビーム30とフロントフレーム50との間に配置され、フロントバンパビーム30に固定された先端側が、衝突荷重の入力側となっている。
The
(1−1.エネルギ吸収部材)
エネルギ吸収部材100は、車両が、先行車両や障害物その他の対象物に衝突したときに衝突荷重を受けて圧壊し、衝突エネルギを吸収する。また、エネルギ吸収部材100は、衝突荷重が大きい場合には、衝突荷重をフロントフレーム50に効率的に伝達する役割も担う。係るエネルギ吸収部材100は、繊維強化樹脂により形成される筒状の部材である。本実施形態では、エネルギ吸収部材100は、熱硬化性樹脂と炭素繊維とを用いた炭素繊維強化樹脂(CFRP)を用いて形成される複数層の複合材料であり、高強度、かつ、軽量化を実現可能になっている。
(1-1. Energy absorbing member)
The
本実施形態において、エネルギ吸収部材100は円筒形状を有する。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材100は、衝突荷重の入力時に荷重(圧潰荷重)を受け、先端側から逐次破壊しながら潰れる。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材100は、鋼板製のクラッシュボックスに比べて、小さい間隔で座屈あるいは逐次破壊が生じるために、荷重変動の少ない安定した衝撃エネルギ吸収を実現することができる。また、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材100は、潰れ残りが比較的少なく、単位重量当たりの衝撃エネルギ吸収量が大きいという特性を有する。係る繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材100は、例えば、繊維材料及び熱可塑性樹脂を用いた組紐及び縦紐によって構成される組み物とし得る。
In the present embodiment, the
エネルギ吸収部材100を構成する繊維強化樹脂に使用される強化繊維は、特に限定されない。例えば、炭素繊維や、ガラス繊維等のセラミックス繊維、アラミド繊維等の有機繊維、さらにはこれらを組み合わせた強化繊維を使用することができる。中でも、高い機械特性を有することや、強度設計の行いやすさ等の観点から、炭素繊維を含むことが好ましい。
The reinforcing fiber used for the fiber reinforced resin constituting the
また、エネルギ吸収部材100を構成する繊維強化樹脂のマトリックス樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂の場合、その主材としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂などが例示される。熱硬化性樹脂は、このうちの1種類、あるいは2種類以上の混合物であってもよい。これらの熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂に採用する場合、熱硬化性樹脂に対して適切な硬化剤や反応促進剤が添加されてもよい。
Further, the matrix resin of the fiber reinforced resin constituting the
熱可塑性樹脂の場合、その主材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、AS樹脂、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル系樹脂、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂などが例示される。 In the case of a thermoplastic resin, the main materials include, for example, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl chloride resins, ABS resins, polystyrene resins, AS resins, polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66, and polyacetal resins. , Polycarbonate resins, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and other thermoplastic polyester resins, PPS (polyphenylene sulfide) resins, fluororesins, polyetherimide resins, polyetherketone resins, polyimide resins, polyethersulfone resins, aromatic polyamide resins Etc. are exemplified.
熱可塑性樹脂は、このうちの1種類、あるいは2種類以上の混合物であってもよい。混合物の場合には相溶化剤が併用されてもよい。さらに、難燃剤として臭素系難燃剤、シリコン系難燃剤、赤燐などが加えられてもよい。比較的大量生産することが求められる自動車用の部材には、成形のしやすさ、量産性の観点から、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。 The thermoplastic resin may be one of these, or a mixture of two or more. In the case of a mixture, a compatibilizer may be used in combination. Furthermore, brominated flame retardants, silicon-based flame retardants, red phosphorus, and the like may be added as flame retardants. It is preferable to use a thermoplastic resin for automobile parts that are required to be relatively mass-produced from the viewpoint of ease of molding and mass productivity.
また、円筒形状を有するエネルギ吸収部材100は、軸方向が、車両の前後方向に沿うように配置される。係るエネルギ吸収部材100の寸法は、車両の大きさや、得ようとする荷重特性、エネルギ吸収部材100の重量等によって適宜設計することができる。例えば、エネルギ吸収部材100の軸方向長さは130〜200mmであり、内側空間の直径は40〜70mmであり、厚さは3mmである。
Further, the
エネルギ吸収部材100は、先端側に、外周が端部に向かって縮径する縮径部102を有する。係る縮径部102により、エネルギ吸収部材100の先端側が押圧されたときに、エネルギ吸収部材100を構成する複数の層間で剥離が生じやすくなる。これにより、エネルギ吸収部材100の先端側の破壊のきっかけが与えられ、エネルギ吸収部材100の先端側から後端側への逐次破壊の進展を生じさせ易くすることができる。
The
(1−2.固定部材)
固定部材300は、フロントバンパビーム30に接合され、エネルギ吸収構造体10の先端側が固定される部材である。固定部材300は、例えばバンパステーとも称される。固定部材300は、例えば鋼板等に代表される金属材料やアルミニウム等からなる。車両の衝突発生時において、固定部材300は、フロントバンパビーム30が受けた衝撃を、エネルギ吸収構造体10に伝達する。
(1-2. Fixing member)
The fixing
図1に示したエネルギ吸収構造体10では、エネルギ吸収部材100の先端側の端部は、固定部材300に対して、接着剤等により固定されている。エネルギ吸収部材100と固定部材300との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。なお、エネルギ吸収部材100が保持部材500によって強固に保持されている場合、エネルギ吸収部材100の先端側の端部は、固定部材300に接合されていなくてもよい。
In the
(1−3.保持部材)
保持部材500は、フロントフレーム50の先端側に取り付けられ、エネルギ吸収部材100の後端側の端部を保持する。保持部材500は、例えば鋼板等に代表される金属材料やアルミニウム等からなるプレート状の部材である。図1に示すエネルギ吸収構造体10では、エネルギ吸収部材100の後端側の端部は、保持部材500に対して、接着剤等により固定されている。エネルギ吸収部材100と保持部材500との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。
(1-3. Holding member)
The holding
また、保持部材500には、エネルギ吸収部材100の内部空間に対応する位置に、開口部502が設けられる。係る開口部502は、エネルギ吸収部材100の圧壊時に、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかすの少なくとも一部を、エネルギ吸収部材100の外部に排出する通路である。したがって、破壊された潰れかすがエネルギ吸収部材100の内部空間に溜まることによるエネルギ吸収部材100の潰れ残りの増大が抑制される。なお、開口部502の代わりに、フロントフレーム50側に突出する凹部が設けられてもよい。
Further, the holding
(1−4.カバー部材)
カバー部材700は、エネルギ吸収部材100の外周面を覆う筒状の部材である。係るカバー部材700は、車輪によって跳ね上げられた小石等の異物がエネルギ吸収部材100に衝突したり、エネルギ吸収部材100に雨水等が付着したりすることを防ぎ、エネルギ吸収部材100を保護している。本実施形態では、カバー部材700は薄板の鋼板により構成されているが、アルミニウム等の軽金属板や樹脂により構成されていてもよい。
(1-4. Cover member)
The
また、カバー部材700は、衝突荷重の入力時にエネルギ吸収部材100の圧壊とともに軸方向に圧壊する。本実施形態に係るエネルギ吸収構造体10は、主としてエネルギ吸収部材100により衝突荷重を担い、カバー部材700が担う衝突荷重は小さくされている。したがって、カバー部材700の構成材料にかかわらず、エネルギ吸収構造体10の圧壊時において、比較的安定した荷重特性が得られるようになっている。
Further, the
カバー部材700の先端側の端部は固定部材300に接合されている。また、カバー部材700の後端側の端部は保持部材500に接合されている。カバー部材700と固定部材300及び保持部材500とは、溶接や接着剤による接合等、種々の方法により接合され得る。車両の牽引時等において、フロントバンパビーム30が前方へ引っ張られるときに、エネルギ吸収構造体10に引っ張り力が掛かる。本実施例では、カバー部材700が固定部材300及び保持部材500に接合されるので、車両の牽引時等にエネルギ吸収構造体10に掛かる引っ張り力の一部をカバー部材700で受けることができる。ゆえに、車両の牽引時等におけるエネルギ吸収部材100の変形や破損を抑制することができる。
The end of the
カバー部材700の周面には、複数の開口部702が設けられる。係る複数の開口部702は、衝突荷重によりカバー部材700が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、カバー部材700の内部と外部とを連通する。具体的には、カバー部材700が圧壊時に蛇腹状に座屈することにより、複数の開口部702が互いに少なくとも部分的に重畳する。本実施形態では、カバー部材700が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳した複数の開口部702によってカバー部材700の内部と外部とが連通されるので、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかすの少なくとも一部を、衝突荷重の入力時に、カバー部材700の外部に排出することができる。
A plurality of
それにより、エネルギ吸収部材100の圧壊時に、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかすがカバー部材700とエネルギ吸収部材100との間の空間に溜まることを抑制することができる。従って、カバー部材700とエネルギ吸収部材100との間の空間に溜まった潰れかすによってエネルギ吸収部材100の軸方向の圧縮変形が一部阻害されることを抑制できる。ゆえに、エネルギ吸収部材100の圧壊ストローク量の低下を抑制することができる。それにより、エネルギ吸収部材100の潰れ残りの増加が抑制されるので、エネルギ吸収部材100の圧壊におけるエネルギ吸収量の低下を抑制することが可能である。なお、衝突荷重の入力時における、エネルギ吸収構造体10の逐次破壊の進展の様子の詳細については、後述する。
Thereby, when the
図2及び図3は、本実施形態に係るカバー部材700の一例をそれぞれ示す側面図及び正面図である。図2に示したように、カバー部材700の先端側の端部704は、略円筒形状を有する。また、カバー部材700には、先端側から後端側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第1のテーパ部706a、706bと先端側から後端側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第2のテーパ部708a、708bとが設けられる。以下、第1のテーパ部706a、706bをそれぞれ区別しないときは、第1のテーパ部706とも呼ぶ。また、第2のテーパ部708a、708bをそれぞれ区別しないときは、第2のテーパ部708とも呼ぶ。
2 and 3 are a side view and a front view, respectively, showing an example of the
第1のテーパ部706と第2のテーパ部708とは、端部704より後方に位置し、交互に設けられる。それにより、荷重入力時に、互いに併設される第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708が重なり合うようにカバー部材700が座屈し得るので、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708にそれぞれ設けられた開口部702を互いに少なくとも部分的に重畳させることが可能である。本実施形態では、例えば、図2に示したように、カバー部材700には、先端側から順に、端部704、第1のテーパ部706a、第2のテーパ部708a、第1のテーパ部706b及び第2のテーパ部708bが連設される。本実施形態では、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708はそれぞれ2つ設けられるが、本発明の技術的範囲は、係る例に限定されず、例えば、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708はそれぞれ1つ又は3つ以上設けられてもよい。
The first tapered portion 706 and the second tapered portion 708 are located behind the
端部704、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708には、開口部702がそれぞれ設けられる。例えば、図2に示したように、開口部702は、カバー部材700の側面側から見て軸方向に列をなすように配置される。また、図3に示したように、開口部702は、カバー部材700の周方向に間隔をあけて複数設けられてもよい。本実施形態において、開口部702は略円形状を有するが、本発明の技術的範囲は、係る例に限定されず、例えば、開口部702は略楕円形状や、略矩形状や、それらの組み合わせの形状を有してもよい。また、開口部702の配置は、係る例に限定されず、例えば、端部704、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708のそれぞれに設けられる開口部702の数は図面に示した数以外の数であってもよく、開口部702のカバー部材700の周方向及び軸方向における間隔は図面に示した例に限定されない。
An
第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708にそれぞれ設けられる開口部702の寸法は、第2のテーパ部708の曲げ剛性が当該第2のテーパ部708に対して先端側へ併設された第1のテーパ部706の曲げ剛性より大きくなるように設定される。ここで、第1のテーパ部706又は第2のテーパ部708に設けられる開口部702の内径が小さいほど、当該開口部702を通る周方向の断面における第1のテーパ部706又は第2のテーパ部708の断面二次モーメントは大きくなるので、曲げ剛性が大きくなる。本実施形態では、例えば、第2のテーパ部708a(708b)の開口部702の内径を第1のテーパ部706a(706b)の開口部702の内径より小さくすることにより、第2のテーパ部708a(708b)の曲げ剛性が、第1のテーパ部706a(706b)の曲げ剛性より大きくなるように設定される。
The dimensions of the
それにより、衝突荷重の入力時に、第2のテーパ部708と比較して、当該第2のテーパ部708に対して先端側へ併設された第1のテーパ部706が優先的に座屈しやすくなる。それにより、第1のテーパ部706の内周面が当該第1のテーパ部706に対して後端側へ併設された第2のテーパ部708の内周面と重なり合うように、当該第1のテーパ部706を座屈させることができる。ゆえに、カバー部材700を圧壊時に蛇腹状に座屈させることが可能となる。
As a result, when the collision load is input, the first taper portion 706 provided on the front end side with respect to the second taper portion 708 is likely to buckle preferentially compared to the second taper portion 708. . Accordingly, the first tapered portion 706 is overlapped with the inner peripheral surface of the second tapered portion 708 provided on the rear end side with respect to the first tapered portion 706. The tapered portion 706 can be buckled. Therefore, the
第1のテーパ部706にそれぞれ設けられる開口部702の寸法は、第1のテーパ部706のうち端部704に近い位置に設けられる第1のテーパ部706ほど曲げ剛性が小さくなるように設定される。本実施形態では、例えば、第1のテーパ部706bと比較して端部704に近い位置に設けられる第1のテーパ部706aの開口部702の内径を第1のテーパ部706bの開口部702の内径より大きくすることにより、第1のテーパ部706aの曲げ剛性は、第1のテーパ部706bの曲げ剛性より小さくなるように設定される。
The size of the
それにより、衝突荷重の入力時に、複数の第1のテーパ部706のうち先端側に設けられる第1のテーパ部706が優先的に座屈しやすくなる。ゆえに、カバー部材700の圧壊において、一部の第1のテーパ部706が座屈しないまま残ることを抑制することができる。従って、カバー部材700を圧壊時に蛇腹状に座屈させ易くなる。
Accordingly, the first tapered portion 706 provided on the distal end side among the plurality of first tapered portions 706 is likely to buckle preferentially when a collision load is input. Therefore, when the
<2.エネルギ吸収構造体の圧壊作用>
ここまで、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体10の構成について説明した。続いて、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体10の逐次破壊の進展の様子について説明する。図4及び図5は、エネルギ吸収構造体10の逐次破壊の進展の様子を示す模式図である。
<2. Crushing action of energy absorbing structure>
So far, the configuration of the
車両の衝突が発生し、エネルギ吸収構造体10に衝突荷重が入力されると、エネルギ吸収部材100及びカバー部材700が圧縮され、軸方向に圧壊し始める。圧壊の初期においては、図4に示したように、エネルギ吸収部材100は、先端側が内巻き及び外巻きに開きながら破壊される。
When a vehicle collision occurs and a collision load is input to the
カバー部材700は、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708が設けられる範囲のうち先端側の部分から座屈し始める。具体的には、圧壊の初期において、カバー部材700の第1のテーパ部706aが座屈する。第1のテーパ部706aは、図4に示したように、第1のテーパ部706aの内周面が第1のテーパ部706aに対して後端側へ併設された第2のテーパ部708aの内周面と重なり合うように座屈する。また、当該座屈が生じることにより、第1のテーパ部706aの外周面は、端部704の外周面と対向する。
The
よって、図4に示したように、カバー部材700の端部704、第1のテーパ部706a及び第2のテーパ部708aにそれぞれ設けられた開口部702が互いに少なくとも部分的に重畳する。それにより、端部704、第1のテーパ部706a及び第2のテーパ部708aにそれぞれ設けられた開口部702によりカバー部材700の内部と外部とが連通される。ゆえに、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかす104aの先端側の部分が、端部704、第1のテーパ部706a及び第2のテーパ部708aにそれぞれ設けられた開口部702を介して、カバー部材700の外部に排出される。なお、端部704は、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708と比較して、座屈しにくくなるように設計されているので、カバー部材700の圧壊において、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708が優先して座屈し得る。
Therefore, as shown in FIG. 4, the
本実施形態では、第2のテーパ部708の曲げ剛性が当該第2のテーパ部708に対して先端側へ併設された第1のテーパ部706の曲げ剛性より大きくなるように設定される。それにより、カバー部材700の圧壊において、第2のテーパ部708aと比較して、第1のテーパ部706aが優先的に座屈しやすくなることによって、上述の第1のテーパ部706aの座屈が実現される。
In the present embodiment, the bending stiffness of the second taper portion 708 is set to be larger than the bending stiffness of the first taper portion 706 provided side by side with respect to the second taper portion 708. Thereby, in the crushing of the
そして、エネルギ吸収部材100における破壊が生じる範囲が後端側へ広がるように、逐次破壊が進展する。図5は、図4に示した状態からエネルギ吸収構造体10の逐次破壊がさらに進展した状態を示す。
And destruction progresses sequentially so that the range which destruction in
カバー部材700の第1のテーパ部706aの曲げ剛性は、第1のテーパ部706bの曲げ剛性より小さくなるように設計されているので、第1のテーパ部706aは、第1のテーパ部706bと比較して優先的に座屈しやすい。ゆえに、第1のテーパ部706aが座屈した後に第1のテーパ部706bが座屈する。第1のテーパ部706bは、図5に示したように、第1のテーパ部706bの内周面が第1のテーパ部706bに対して後端側へ併設された第2のテーパ部708bの内周面と重なり合うように座屈する。また、当該座屈が生じることにより、第1のテーパ部706bの外周面は、第2のテーパ部708aの外周面と対向する。
Since the bending stiffness of the
よって、図5に示したように、カバー部材700の端部704、第1のテーパ部706a、第2のテーパ部708a、第1のテーパ部706b及び第2のテーパ部708bにそれぞれ設けられた開口部702が互いに少なくとも部分的に重畳する。それにより、端部704、第1のテーパ部706a、第2のテーパ部708a、第1のテーパ部706b及び第2のテーパ部708bにそれぞれ設けられた開口部702によりカバー部材700の内部と外部とが連通される。ゆえに、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかす104aの先端側の部分が、端部704、第1のテーパ部706a、第2のテーパ部708a、第1のテーパ部706b及び第2のテーパ部708bにそれぞれ設けられた開口部702を介して、カバー部材700の外部に排出される。
Therefore, as shown in FIG. 5, the
本実施形態では、カバー部材700は、図5に示したように、蛇腹状に座屈することにより、カバー部材700に設けられた複数の開口部702が互いに少なくとも部分的に重畳する。それにより、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかす104aの少なくとも一部を、衝突荷重の入力時に、カバー部材700の外部に排出することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
なお、本実施形態では、エネルギ吸収部材100の後端側を保持する保持部材500の中央に開口部502が設けられている。それにより、図5に示したように、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかす104bの先端側の部分が、開口部502を介して、エネルギ吸収部材100内部から外部へ排出される。ゆえに、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかす104bがエネルギ吸収部材100の内部に詰まりにくく、エネルギ吸収部材100の潰れ残りが少なくなっている。従って、エネルギ吸収部材100の圧壊ストローク量が少なくなることを防いで、大きなエネルギ吸収量を得ることができる。
In the present embodiment, an
<3.むすび>
上述した実施形態によれば、エネルギ吸収構造体10は、エネルギ吸収部材100の外周面を覆い、衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材700を備える。カバー部材700の周面には、複数の開口部702が設けられる。係る複数の開口部702は、衝突荷重によりカバー部材700が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、カバー部材700の内部と外部とを連通する。それにより、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかすの少なくとも一部を、衝突荷重の入力時に、カバー部材700の外部に排出することができる。
<3. Conclusion>
According to the embodiment described above, the
それにより、エネルギ吸収部材100の圧壊時に、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかすがカバー部材700とエネルギ吸収部材100との間の空間に溜まることを抑制することができる。従って、カバー部材700とエネルギ吸収部材100との間の空間に溜まった潰れかすによってエネルギ吸収部材100の軸方向の圧縮変形が一部阻害されることを抑制できる。ゆえに、エネルギ吸収部材100の圧壊ストローク量の低下を抑制することができる。それにより、エネルギ吸収部材100の潰れ残りの増加が抑制されるので、エネルギ吸収部材100の圧壊におけるエネルギ吸収量の低下を抑制することが可能である。
Thereby, when the
また、上述した実施形態によれば、カバー部材700には、先端側から後端側へ向かうにつれて拡大する断面形状を有する第1のテーパ部706と先端側から後端側へ向かうにつれて縮小する断面形状を有する第2のテーパ部708とが交互に設けられる。第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708には、開口部702がそれぞれ設けられる。それにより、荷重入力時に、互いに併設される第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708が重なり合うようにカバー部材700が座屈し得るので、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708にそれぞれ設けられた開口部702を互いに少なくとも部分的に重畳させることが可能である。
Further, according to the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態によれば、第1のテーパ部706及び第2のテーパ部708にそれぞれ設けられる開口部702の寸法は、第2のテーパ部708の曲げ剛性が当該第2のテーパ部708に対して先端側へ併設された第1のテーパ部706の曲げ剛性より大きくなるように設定される。それにより、衝突荷重の入力時に、第2のテーパ部708と比較して、当該第2のテーパ部708に対して先端側へ併設された第1のテーパ部706が優先的に座屈しやすくなる。それにより、第1のテーパ部706の内周面が当該第1のテーパ部706に対して後端側へ併設された第2のテーパ部708の内周面と重なり合うように、当該第1のテーパ部706を座屈させることができる。ゆえに、カバー部材700を圧壊時に蛇腹状に座屈させることが可能となる。
In addition, according to the above-described embodiment, the dimensions of the
また、上述した実施形態によれば、第1のテーパ部706にそれぞれ設けられる開口部702の寸法は、第1のテーパ部706のうち端部704に近い位置に設けられる第1のテーパ部706ほど曲げ剛性が小さくなるように設定される。それにより、衝突荷重の入力時に、複数の第1のテーパ部706のうち先端側に設けられる第1のテーパ部706が優先的に座屈しやすくなる。ゆえに、カバー部材700の圧壊において、一部の第1のテーパ部706が座屈しないまま残ることを抑制することができる。従って、カバー部材700を圧壊時に蛇腹状に座屈させ易くなる。
Further, according to the above-described embodiment, the size of the
また、上述した実施形態によれば、保持部材500には、エネルギ吸収部材100の内部空間に対応する位置に、開口部502が設けられる。それにより、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかす104bの少なくとも一部が、開口部502を介して、エネルギ吸収部材100内部から外部へ排出され得る。ゆえに、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材100の潰れかす104bをエネルギ吸収部材100の内部に詰まりにくくすることにより、エネルギ吸収部材100の潰れ残りの増加が抑制される。従って、エネルギ吸収部材100の圧壊ストローク量が少なくなることを防いで、大きなエネルギ吸収量を得ることができる。
Further, according to the above-described embodiment, the holding
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
また、上記では、エネルギ吸収構造体が、フロントバンパビームとフロントフレームとの間に配置される例について説明したが、エネルギ吸収構造体は、車両の後方に設けられてもよく、例えば、リアバンパビームとリアフレームの間に配置され、車両の後方からの衝突荷重を受けて衝突エネルギを吸収し得る。 In the above description, the example in which the energy absorbing structure is disposed between the front bumper beam and the front frame has been described. However, the energy absorbing structure may be provided at the rear of the vehicle, for example, the rear bumper beam. It is arranged between the rear frame and the rear frame, and can absorb the collision energy by receiving a collision load from the rear of the vehicle.
10 エネルギ吸収構造体
30 フロントバンパビーム
50 フロントフレーム
100 エネルギ吸収部材
102 縮径部
300 固定部材
500 保持部材
502 開口部
700 エネルギ吸収部材
702 開口部
704 端部
706a、706b 第1のテーパ部
708a、708b 第2のテーパ部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記エネルギ吸収部材の外周面を覆い、前記衝突荷重の入力時に軸方向に圧壊する筒状のカバー部材と、
を備え、
前記カバー部材の周面には、前記衝突荷重により前記カバー部材が圧壊した状態において、互いに少なくとも部分的に重畳し、前記カバー部材の内部と外部とを連通する複数の開口部が設けられる、
エネルギ吸収構造体。 A cylindrical energy absorbing member made of fiber reinforced resin that crushes in the axial direction when absorbing a collision load and absorbs collision energy;
A cylindrical cover member that covers the outer peripheral surface of the energy absorbing member and is crushed in the axial direction when the collision load is input;
With
On the peripheral surface of the cover member, in a state where the cover member is crushed by the collision load, there are provided a plurality of openings that at least partially overlap each other and communicate between the inside and the outside of the cover member.
Energy absorbing structure.
前記第1のテーパ部及び前記第2のテーパ部には、前記カバー部材の開口部がそれぞれ設けられる、
請求項2に記載のエネルギ吸収構造体。 The cover member has a first tapered portion having a cross-sectional shape that expands from the input side of the collision load toward the side opposite to the input side, and is reduced as it goes from the input side to the side opposite to the input side. Second taper portions having a cross-sectional shape to be alternately provided,
The first taper portion and the second taper portion are provided with openings of the cover member, respectively.
The energy absorbing structure according to claim 2.
前記複数の第1のテーパ部にそれぞれ設けられる開口部の寸法は、前記複数の第1のテーパ部のうち前記カバー部材の前記入力側の端部に近い位置に設けられる前記第1のテーパ部ほど曲げ剛性が小さくなるように設定される、
請求項3又は4に記載のエネルギ吸収構造体。 The cover member is provided with a plurality of the first tapered portions,
The dimension of the opening provided in each of the plurality of first taper portions is the first taper portion provided at a position near the input side end of the cover member among the plurality of first taper portions. It is set so that the bending stiffness becomes smaller,
The energy absorption structure according to claim 3 or 4.
前記カバー部材の前記入力側の端部の周面には、前記カバー部材の開口部が設けられる、
請求項3〜5のいずれか一項に記載のエネルギ吸収構造体。 The input side end of the cover member has a substantially cylindrical shape,
An opening of the cover member is provided on the peripheral surface of the input side end of the cover member.
The energy absorption structure according to any one of claims 3 to 5.
前記保持部材には、前記エネルギ吸収部材の内部空間に対応する位置に開口部が設けられる、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のエネルギ吸収構造体。 A holding member that holds an end of the energy absorbing member opposite to the input side of the collision load;
The holding member is provided with an opening at a position corresponding to the internal space of the energy absorbing member.
The energy absorption structure according to any one of claims 1 to 6.
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