JP2017053365A

JP2017053365A - エネルギ吸収構造体

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Publication number: JP2017053365A
Application number: JP2015175436A
Authority: JP
Inventors: 池田　聡; Satoshi Ikeda; 聡池田; 航加藤; Ko Kato; 勇長澤; Isamu Nagasawa; 秀基沼内; Hideki Numauchi
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2035-09-07
Also published as: JP6560568B2

Abstract

【課題】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。【解決手段】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、前記カバー部材の少なくとも前記衝突荷重の入力側とは反対側の端部の内周面側に設けられ、前記カバー部材の軸方向に延在するリブと、を備えるエネルギ吸収構造体が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギ吸収構造体に関する。

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。

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。ここで、衝突荷重の入力時において、エネルギ吸収部材やエネルギ吸収部材の周囲の部材には外力による様々な変形が生じ得るので、エネルギ吸収部材の姿勢が傾く場合がある。エネルギ吸収部材の姿勢が傾くと、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材の軸方向の傾きが大きくなるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材の軸方向の圧縮変形に費やされる割合が低下し得る。それにより、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量が低下し得る。そこで、エネルギ吸収部材の姿勢が傾くことを防止するための技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、複数個束ねられた円筒からなるエネルギ吸収部材において、円筒根元部での倒れを防止して各円筒に安定して軸方向の圧縮変形を生じさせるために、円筒基端部とその取付け面部との接合部近傍に、円筒の基端部が曲がるのを防止する曲げ防止手段を設ける技術が開示されている。

特開２０１０−１１１２３９号公報

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、衝突荷重の一部を受け、エネルギ吸収部材の圧壊とともに軸方向に圧壊する。

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、衝突荷重の入力によるカバー部材の圧壊の過程の初期に、カバー部材全体が圧壊する以前にカバー部材の衝突荷重の入力側とは反対側の端部において曲げ変形が生じ得る。そのような場合、カバー部材及びエネルギ吸収部材を含むエネルギ吸収構造体の姿勢が傾き得る。それにより、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材の軸方向の傾きが大きくなるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材の軸方向の圧縮変形に費やされる割合が低下し得る。ゆえに、エネルギ吸収部材の圧壊におけるエネルギ吸収量が低下し得る。

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。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、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、前記カバー部材の少なくとも前記衝突荷重の入力側とは反対側の端部の内周面側に設けられ、前記カバー部材の軸方向に延在するリブと、を備えるエネルギ吸収構造体が提供される。

前記カバー部材は、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してもよい。

前記カバー部材の断面は、多角形であってもよい。

前記リブは、前記エネルギ吸収部材の前記入力側とは反対側の端部の外周面に近接してもよい。

前記リブを第１のリブとした場合に、前記エネルギ吸収部材の前記入力側とは反対側の端部の少なくとも内周面側又は外周面側のいずれか一方には、前記エネルギ吸収部材の軸方向に延在する第２のリブが設けられてもよい。

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。

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。

本発明の実施形態に係るエネルギ吸収構造体の一例を示す断面図である。図１に示したエネルギ吸収構造体の軸方向に略垂直な断面を示す断面図である。同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の逐次破壊の進展の様子を示す模式図である。同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の逐次破壊の進展の様子を示す模式図である。同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の圧壊における圧壊ストロークと圧壊荷重の関係の一例を示す説明図である。第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体の一例を示す断面図である。第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体の一例を示す断面図である。第３の変形例に係るエネルギ吸収構造体の一例を示す断面図である。第４の変形例に係るエネルギ吸収構造体の一例を示す断面図である。

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。

＜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。

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。

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、リブ９００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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

（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。

また、カバー部材７００は、衝突荷重の入力時には、衝突荷重の一部を受け、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。

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。

図２は、図１に示したエネルギ吸収構造体１０の軸方向に略垂直なＡ−Ａ断面を示す断面図である。図２に示したように、カバー部材７００の断面は、多角形であってもよい。それにより、荷重を担いやすい角部分がカバー部材７００に設けられるので、衝突荷重の入力時において、カバー部材７００の圧壊におけるエネルギ吸収量を増大することが可能である。なお、カバー部材７００の断面は、係る例に限定されず、他の形状であってもよく、例えば、他の数の角部を有する多角形や略円形や略楕円形等であってもよい。

（１−５．リブ）
リブ９００は、圧壊の初期におけるカバー部材７００の後端側の端部における曲げ変形を抑制するために設けられる部材である。リブ９００は、例えば、鉄鋼材、アルミニウム等の金属材料や樹脂等により構成される。図１に示したように、リブ９００は、カバー部材７００の少なくとも後端側の端部の内周面側に設けられ、カバー部材７００の軸方向に延在する。具体的には、リブ９００は、カバー部材７００の後端側の端部の内周面及び保持部材５００の先端側の面に当接し、カバー部材７００の後端側の端部の内周面及び保持部材５００の先端側の面の少なくとも一方と溶接や接着剤によって接合される。なお、リブ９００は、カバー部材７００又は保持部材５００と一体として形成されてもよい。また、リブ９００は、カバー部材７００の内周面側において、後端側の端部から先端側の端部にかけて延設されてもよい。

また、本実施形態では、図１及び図２に示したように、カバー部材７００の軸方向に略垂直な断面におけるリブ９００の断面形状は、先端側から後端側へ向かうにつれて拡大する。それにより、リブ９００は、衝突荷重の入力時において、先端側から座屈し易くなる。ゆえに、リブ９００の潰れ残りの発生を抑制し、大きなエネルギ吸収量を得ることが可能となる。

図２に示したように、リブ９００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。例えば、複数のリブ９００は、周方向に互いに均等な間隔をあけて設けられる。それにより、カバー部材７００の周方向における強度のばらつきを低減させることが可能である。なお、リブ９００の配置及び数は、係る例に限定されず、図面に示した配置及び数と異なってもよい。

本実施形態では、カバー部材７００の軸方向に延在するリブ９００がカバー部材７００の少なくとも後端側の端部の内周面側に設けられるので、カバー部材７００の後端側の端部の曲げ剛性を増大させることができる。それにより、衝突荷重の入力によるカバー部材７００の圧壊の過程の初期に、カバー部材７００全体が圧壊する以前にカバー部材７００の後端側の端部において曲げ変形が生じることを抑制することができる。ゆえに、エネルギ吸収構造体１０の圧壊時において、エネルギ吸収構造体１０の姿勢が傾くことを抑制し得る。よって、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材１００の軸方向の傾きの増大を抑制することができるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形に費やされる割合の低下を抑制し得る。従って、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。

＜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３及び図４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。

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３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。

本実施形態では、カバー部材７００の後端側の端部の内周面側にはリブ９００が設けられるので、カバー部材７００の後端側の端部の曲げ剛性が先端側の部分と比較して大きい。ゆえに、圧壊の初期において、図３に示したように、カバー部材７００は、後端側の端部において曲げ変形を生ずることなく、先端側の部分から座屈し始める。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４は、図３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。エネルギ吸収構造体１０の逐次破壊が進展すると、図４に示したように、リブ９００の先端側の端部が固定部材３００と接し、リブ９００へ固定部材３００を介して荷重が伝わり始める。荷重を受けたリブ９００は、先端側の端部から座屈し始める。

図５は、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１０の圧壊における圧壊ストロークと圧壊荷重の関係の一例を示す説明図である。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が圧壊し始めることに伴って、圧壊ストローク量がＳｔ１となるまでの間、エネルギ吸収構造体１０の圧壊荷重が上昇する。その後、一例として図３に示したエネルギ吸収部材１００及びカバー部材７００の圧壊が進展する状態が、圧壊ストローク量がＳｔ２となるまでの間、継続する。図５に示したように、圧壊ストローク量がＳｔ１からＳｔ２となるまでの間において、圧壊荷重は略一定である。そして、圧壊ストローク量がＳｔ２を超えると、図４に示したように、リブ９００が座屈し始め、圧壊荷重は上昇する。

本実施形態では、カバー部材７００の軸方向に略垂直な断面におけるリブ９００の断面形状は、先端側から後端側へ向かうにつれて拡大する。ゆえに、圧壊ストローク量がＳｔ２を超えると、圧壊荷重は、リブ９００の座屈が生じる軸方向の位置における軸方向に略垂直な断面の形状に応じて上昇する。このように、エネルギ吸収構造体１０が受ける圧壊荷重の特性は、リブ９００の形状に依存するので、リブ９００の形状は、所望の圧壊荷重の特性が得られるような形状に適宜設定され得る。

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、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。

＜３．変形例＞
上記では、本発明の実施形態に係るエネルギ吸収構造体１０について説明した。続いて、各変形例に係るエネルギ吸収構造体の構成について説明する。

（３−１．第１の変形例）
図６は、第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体１２の一例を示す断面図である。第１の変形例では、上述の実施形態と比較して、カバー部材の形状が異なる。具体的には、図６に示したように、第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体１２において、カバー部材７０２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。

それにより、カバー部材７０２のうち先端側の端部に近い部分ほど、周方向の断面における断面二次モーメントは小さくなる。ゆえに、カバー部材７０２のうち先端側の端部に近い部分ほど、曲げ剛性が小さくなる。よって、衝突荷重の入力時に、カバー部材７０２のうち先端側の端部に近い部分ほど優先的に座屈しやすくなる。従って、カバー部材７０２の圧壊において、カバー部材７０２の一部が座屈しないまま残ることを抑制することができる。ゆえに、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することができるので、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。

また、カバー部材７０２が先端側から後端側へ向かうにつれて拡大する多角形の断面形状を有することにより、エネルギ吸収構造体１２に対して、車両前後方向に対する斜め方向から衝突荷重が入力された場合に、荷重入力方向との成す角度が小さいカバー部材７０２の壁面に荷重の一部を担わせやすくなる。ゆえに、車両の衝突発生時に、エネルギ吸収構造体１２の姿勢が傾くことを抑制し得る。よって、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材１００の軸方向の傾きの増大を抑制することができるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形に費やされる割合の低下を抑制し得る。従って、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。

（３−２．第２の変形例）
図７は、第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体１４の一例を示す断面図である。第２の変形例では、第１の変形例と比較して、リブがエネルギ吸収部材１００に近接する点が異なる。具体的には、図７に示したように、第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体１４において、リブ９０２は、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部の外周面に近接する。

衝突荷重の入力時において、エネルギ吸収部材１００の後端部において曲げ変形を生じさせるような力が掛かった場合に、エネルギ吸収部材１００の外周面をリブ９０２により支えることができる。それにより、エネルギ吸収構造体１０の圧壊時において、エネルギ吸収部材１００の姿勢が傾くことを抑制し得る。よって、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材１００の軸方向の傾きの増大を抑制することができるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形に費やされる割合の低下を抑制し得る。従って、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。

リブ９０２とエネルギ吸収部材１００の外周面との間には、所定の寸法の隙間が設けられることが好ましい。車両に衝突荷重が入力されない通常時において、走行路面と車輪との間で生じる振動や、車両内部から生じる振動等がエネルギ吸収構造体１０に伝わり得る。このような振動に伴い、エネルギ吸収部材１００とリブ９０２とが擦れ合うことによりエネルギ吸収部材１００が破損することを抑制するために、当該隙間の寸法が適宜設定される。

（３−３．第３の変形例）
図８は、第３の変形例に係るエネルギ吸収構造体１６の一例を示す断面図である。第３の変形例では、第１の変形例と比較して、第２のリブが設けられる点が異なる。上述の実施形態又は第１の変形例に係るリブ９００を第１のリブとした場合に、第２のリブは、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部の少なくとも内周面側又は外周面側のいずれか一方に設けられ、エネルギ吸収部材１００の軸方向に延在する。具体的には、図８に示したように、第３の変形例に係るエネルギ吸収構造体１６において、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部の内周面側に、エネルギ吸収部材１００の軸方向に延在する第２のリブ９１０が設けられる。第２のリブ９１０は、例えば、鉄鋼材、アルミニウム等の金属材料や樹脂等により構成され、保持部材５００の先端側の面と溶接や接着剤によって接合される。なお、第２のリブ９１０は、保持部材５００と一体として形成されてもよい。また、第２のリブ９１０は、エネルギ吸収部材１００の内周面側において、後端側の端部から先端側の端部にかけて延設されてもよい。

衝突荷重の入力時において、エネルギ吸収部材１００の後端部において曲げ変形を生じさせるような力が掛かった場合に、エネルギ吸収部材１００の内周面を第２のリブ９１０により支えることができる。それにより、エネルギ吸収構造体１０の圧壊時において、エネルギ吸収部材１００の姿勢が傾くことを抑制し得る。よって、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材１００の軸方向の傾きの増大を抑制することができるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形に費やされる割合の低下を抑制し得る。従って、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。

第２のリブ９１０とエネルギ吸収部材１００の内周面との間には、所定の寸法の隙間が設けられることが好ましい。車両に衝突荷重が入力されない通常時において、エネルギ吸収構造体１０に伝わり得る振動に伴い、エネルギ吸収部材１００と第２のリブ９１０とが擦れ合うことによりエネルギ吸収部材１００が破損することを抑制するために、当該隙間の寸法が適宜設定される。

（３−４．第４の変形例）
図９は、第４の変形例に係るエネルギ吸収構造体１８の一例を示す断面図である。第４の変形例では、第３の変形例と比較して、第２のリブの配置が異なる。具体的には、図９に示したように、第４の変形例に係るエネルギ吸収構造体１８において、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部の外周面側に、エネルギ吸収部材１００の軸方向に延在する第２のリブ９１２が設けられる。なお、第２のリブ９１２は、エネルギ吸収部材１００の外周面側において、後端側の端部から先端側の端部にかけて延設されてもよい。

衝突荷重の入力時において、エネルギ吸収部材１００の後端部において曲げ変形を生じさせるような力が掛かった場合に、エネルギ吸収部材１００の外周面を第２のリブ９１２により支えることができる。それにより、エネルギ吸収構造体１０の圧壊時において、エネルギ吸収部材１００の姿勢が傾くことを抑制し得る。よって、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材１００の軸方向の傾きの増大を抑制することができるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形に費やされる割合の低下を抑制し得る。従って、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。

第２のリブ９１２とエネルギ吸収部材１００の外周面との間には、所定の寸法の隙間が設けられることが好ましい。車両に衝突荷重が入力されない通常時において、エネルギ吸収構造体１０に伝わり得る振動に伴い、エネルギ吸収部材１００と第２のリブ９１２とが擦れ合うことによりエネルギ吸収部材１００が破損することを抑制するために、当該隙間の寸法が適宜設定される。

なお、第２〜第４の変形例では、カバー部材７０２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例を図面において示したが、カバー部材７０２の形状は係る例に限定されない。

また、第３の変形例及び第４の変形例において、第２のリブが、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部の内周面側又は外周面側のいずれか一方に設けられる例について説明したが、第２のリブは、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部の内周面側及び外周面側の双方に設けられてもよい。

＜４．むすび＞
以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、リブ９００は、カバー部材７００の少なくとも後端側の端部の内周面側に設けられ、カバー部材７００の軸方向に延在する。よって、カバー部材７００の後端側の端部の曲げ剛性を増大させることができる。それにより、衝突荷重の入力によるカバー部材７００の圧壊の過程の初期に、カバー部材７００全体が圧壊する以前にカバー部材７００の後端側の端部において曲げ変形が生じることを抑制することができる。ゆえに、エネルギ吸収構造体１０の圧壊時において、エネルギ吸収構造体１０の姿勢が傾くことを抑制し得る。よって、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材１００の軸方向の傾きの増大を抑制することができるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形に費やされる割合の低下を抑制し得る。従って、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。

また、ある実施形態によれば、カバー部材７００の断面は、多角形であってもよい。それにより、荷重を担いやすい角部分がカバー部材７００に設けられるので、衝突荷重の入力時において、カバー部材７００の圧壊におけるエネルギ吸収量を増大することが可能である。

また、ある実施形態によれば、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、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。

また、ある変形例によれば、カバー部材７０２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。それにより、カバー部材７０２のうち先端側の端部に近い部分ほど、周方向の断面における断面二次モーメントは小さくなる。ゆえに、カバー部材７０２のうち先端側の端部に近い部分ほど、曲げ剛性が小さくなる。よって、衝突荷重の入力時に、カバー部材７０２のうち先端側の端部に近い部分ほど優先的に座屈しやすくなる。従って、カバー部材７０２の圧壊において、カバー部材７０２の一部が座屈しないまま残ることを抑制することができる。ゆえに、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することができるので、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。

また、ある変形例によれば、リブ９０２は、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部の外周面に近接する。ゆえに、衝突荷重の入力時において、エネルギ吸収部材１００の後端部において曲げ変形を生じさせるような力が掛かった場合に、エネルギ吸収部材１００の外周面をリブ９０２により支えることができる。それにより、エネルギ吸収構造体１０の圧壊時において、エネルギ吸収部材１００の姿勢が傾くことを抑制し得る。よって、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材１００の軸方向の傾きの増大を抑制することができるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形に費やされる割合の低下を抑制し得る。従って、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。

また、ある変形例によれば、エネルギ吸収部材１００の後端側の端部の少なくとも内周面側又は外周面側のいずれか一方には、エネルギ吸収部材１００の軸方向に延在する第２のリブが設けられる。ゆえに、突荷重の入力時において、エネルギ吸収部材１００の後端部において曲げ変形を生じさせるような力が掛かった場合に、エネルギ吸収部材１００の内周面又は外周面を第２のリブにより支えることができる。それにより、エネルギ吸収構造体１０の圧壊時において、エネルギ吸収部材１００の姿勢が傾くことを抑制し得る。よって、衝突荷重の入力方向に対するエネルギ吸収部材１００の軸方向の傾きの増大を抑制することができるので、衝突荷重のうちエネルギ吸収部材１００の軸方向の圧縮変形に費やされる割合の低下を抑制し得る。従って、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。

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。

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。

１０、１２、１４、１６、１８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、７０２カバー部材
９００、９０２リブ
９１０、９１２第２のリブ

Claims

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、
前記カバー部材の少なくとも前記衝突荷重の入力側とは反対側の端部の内周面側に設けられ、前記カバー部材の軸方向に延在するリブと、
を備えるエネルギ吸収構造体。
前記カバー部材は、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、請求項１に記載のエネルギ吸収構造体。
前記カバー部材の断面は、多角形である、請求項１又は２に記載のエネルギ吸収構造体。
前記リブは、前記エネルギ吸収部材の前記入力側とは反対側の端部の外周面に近接する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエネルギ吸収構造体。
前記リブを第１のリブとした場合に、前記エネルギ吸収部材の前記入力側とは反対側の端部の少なくとも内周面側又は外周面側のいずれか一方には、前記エネルギ吸収部材の軸方向に延在する第２のリブが設けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエネルギ吸収構造体。
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る、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のエネルギ吸収構造体。