JP2017106611A - 車両用衝撃エネルギー吸収構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】正面のみならず、斜めから衝撃を加えた際にも荷重が同レベルの矩形波となる特性を得ることができる車両用衝撃エネルギー吸収構造体を提供する。【解決手段】車両部材に固定するための固定部と、衝突方向に向かって凸状に湾曲して膨出する先端部と、該先端部から固定部に向かって延び該先端部と固定部を接続する筒状の胴体部とを有し、胴体部は、先端部側から固定部側に向かう方向に沿って拡径されており、かつ、内部に、少なくとも胴体部を補強するためのリブが設けられていることを特徴とする車両用衝撃エネルギー吸収構造体。【選択図】図１

Description

本発明は車両用衝撃エネルギー吸収構造体に関し、特に、正面衝突だけでなく、微小ラップ衝突など、あらゆる衝突方向に対して、同等の衝突時特性を有する車両用衝撃エネルギー吸収構造体に関するものである。

人と車両、とくに自動車との接触や車同士の正面衝突、側面衝突、後面衝突に備えて、車両の各部位には衝撃エネルギー吸収構造体を設けておくことが望ましい。このような車両用衝撃エネルギー吸収構造体においては、十分にエネルギーを吸収することが求められる一方で、歩行者や乗員へ及ぼされる衝撃荷重が大きすぎると、人に傷害を発生させるおそれがあるため、衝撃荷重をある荷重以下に抑えつつエネルギー吸収量を確保するために、荷重を略一定に保つ（衝突時の荷重−変位線図を矩形波にする）ことが望ましい。

このような中、再現可能な衝撃エネルギー吸収特性と最適な構造結合性を有し、しかも安価に製造可能な繊維複合衝撃吸収構造体（特許文献１）、あるいは、低コスト構造で衝突時に狙い通りのエネルギー吸収特性（即ち、荷重入力方向への変形が進んでも依然としてエネルギー吸収量が高い特性）を得ることができる車両の衝撃吸収構造体（特許文献２）、あるいは、後面衝突時における衝突荷重を車体後部で効率良く分散支持することのできる車体後部構造（特許文献３）、あるいは、最初に加わる衝撃荷重から以降に加わる衝撃荷重まで所望の状態で効率よく吸収でき、その吸収動作全体を通して大きな衝撃エネルギーを効果的に吸収することが可能な、自動車用として好適な衝撃吸収構造体（特許文献４）、あるいは、微小ラップのオフセット衝突時を含む種々の衝突状況下で、所定の衝撃エネルギー吸収性能が安定して得られるようにしたクラッシュボックス（特許文献５）が提案されている。

特開２００３−２６２２４６号公報 特開２００５−２９７６２３号公報 特開２００９−１２６７６号公報 特開２０１２−８７８４９号公報 特開２０１５−８０９９８号公報

しかしながら、上述のように、衝突時、衝撃荷重をある荷重以下に抑えつつエネルギー吸収量を確保するために衝撃荷重を一定に保つことは、現状では難しく、特に正面のみならず、斜めから衝撃を加えた際にも衝撃荷重が同レベルの矩形波となる荷重特性を得ることは難しい。

例えば、特許文献１では、最適に再現可能な衝撃吸収特性を持つ繊維複合衝撃吸収構造体が提案されているものの、斜め衝突に対しては特に記載されておらず、衝突時の荷重−変位線図を矩形波にすることはできないと考えられる。特許文献２においても、変形が進んでも高いエネルギー吸収特性を得ることができるものの、斜め衝突に関する記載はない。特許文献３では、衝撃荷重を車体後部で効率良く分散支持できるので、ある程度の斜め衝突に対する特性は正面衝突に対する特性と同程度の特性が得られると考えられるが、車両上下方向には対策されておらず、車両上下斜め方向からの衝突に対する特性は正面衝突に対する特性とは異なるものと考えられる。特許文献４では、大きな衝撃エネルギーを効果的に吸収できるが、斜め衝突については何も対策されていない。特許文献５では、微小ラップのオフセット衝突に対して所定のエネルギー吸収性能が安定して得られると考えられるが、特許文献３の場合と同様、車両上下方向には対策がされておらず、正面衝突と車両上下斜め方向からの衝突時特性は異なるものと考えられる。

以上のように、従来の技術では、正面のみならず、斜めから衝撃を加えた際にも荷重が同レベルの矩形波となる特性を得ることができないという問題があった。

そこで、本発明の課題は、正面のみならず、斜めから衝撃を加えた際にも荷重が同レベルの矩形波となる特性を得ることができる車両用衝撃エネルギー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、本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体は、車両部材に固定するための固定部(例えば、車両部材に少なくとも１つの締結具により締結するための固定部)と、衝突方向に向かって凸状に湾曲して膨出する先端部と、該先端部から前記固定部に向かって延び該先端部と前記固定部を接続する筒状の胴体部とを有し、前記胴体部は、前記先端部側から前記固定部側に向かう方向に沿って拡径されており、かつ、内部に、少なくとも前記胴体部を補強するためのリブが設けられていることを特徴とするものからなる。

このような本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体においては、構造体の先端部が衝突方向に向かって凸状に湾曲して膨出する形状、つまり、ある曲率をもって凸状に湾曲膨出する形状に形成されているので、湾曲膨出の形状を適切に設定しておくことで、衝突方向(衝突角度)が多少変化しても、どの角度から衝突しても略同じ形状部位に対する衝突と略同じ状態となるようにすることが可能になる。また、その先端部に続く筒状の胴体部が、固定部側に向かう方向に沿って拡径されている形状に形成されているので、この胴体部は先端部側から固定部側に向かう方向に沿って構造体の中心軸に対し傾斜する形状に形成され、先端部に対し正面から衝撃が加えられた際にも斜めから衝撃が加えられた際にも先端部からの伝達荷重が胴体部によって同様に効率よく受け持たれることが可能になる。そして、内部に、少なくともこの胴体部を補強するためのリブが設けられているので、先端部から伝達される荷重を受け持つ胴体部は、リブを介して所望の強度を有することが可能であり、衝撃エネルギー吸収にとって好適な荷重―変位特性を持つことが可能になる。すなわち、先端部の特定の構造により、どの角度からの衝突時にも略同じ形態で衝撃荷重が入力され、入力され伝達されようとする衝撃荷重が、胴体部の特定の構造により、先端部におけるどの角度からの衝突時にも略同じ形態で効率よく受け持たれることが可能になり、構造体全体として、先端部におけるどの角度からの衝突時にも略同じ荷重―変位特性を発現することが可能になる。換言すれば、先端部におけるどの角度からの衝突時にも略同じ衝撃エネルギー吸収性能を発揮することが可能になる。

上記本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体においては、上記先端部は、車両用衝撃エネルギー吸収構造体の中心軸に沿う方向に見て、先端に位置し中心軸に沿う方向に凸状に湾曲して膨出する１段目先端部と、該１段目先端部と上記胴体部の間に位置し径方向外側に向かって凸状に湾曲して膨出する２段目先端部とを有している構造とすることもできる。このような２段型の湾曲膨出した、あるいは３段以上の複数段の形態で湾曲膨出した先端部に構成することにより、正面から衝撃が加えられる場合に対してより広範囲の角度で斜めから衝撃が加えられる場合に対応できるようになり、換言すればより広範囲の角度からの衝突に対しても同様に対応できるようになり、いずれの角度からの衝突に対しても同等の衝撃エネルギー吸収性能を発揮することが可能になる。

上記のような先端部における湾曲形状としては、例えば、曲率が０．５°／ｍｍ以下とされていることが好ましい。このような特定範囲の曲率を有することにより、その先端部は、どの角度からの衝突に対しても、より容易に同等の形態で衝撃荷重を受けることができるようになり、構造体全体としてより容易に、いずれの角度からの衝突に対しても同等の衝撃エネルギー吸収性能を発揮することが可能になる。なお、上記先端部における湾曲形状の曲率は、例えば、車両用衝撃エネルギー吸収構造体の中心軸上に基準点を設定し、その基準点を回転中心として設定することが可能である。

上記先端部における湾曲形状の少なくとも一部は、球体または楕円球体の一部を形成する形状に形成することができる。湾曲形状の少なくとも一部を球体または楕円球体の一部に形成することで、より容易に、いずれの角度からの衝突に対しても同等の衝撃エネルギー吸収性能を発揮することが可能になる。勿論、必要に応じて、あるいは、周囲から限定される構造体設置用スペース等に応じて、他の湾曲形状を採用することも可能である。

本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体においては、先端部から胴体部へ円滑に荷重が伝達されることが好ましく、そのために、上記先端部と上記胴体部との接続部が曲面形状に形成されていることが好ましい。円滑な荷重伝達を介して、円滑な衝撃エネルギー吸収が可能になる。また、この先端部と胴体部との接続部では、先端部と胴体部の径が一致するように両部が接続されていることが好ましい。両部の径が一致するとは、内径あるいは外径のどちらかが一致する場合、あるいは両方が一致する場合の両方を指す。また、先端部の曲率を有する部分の端部と胴体部の傾斜部が略平行になった部分を先端部と胴体部の境界とすることもできる。

また、本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体においては、上記胴体部の全体形状としては、先端部側から固定部側に向かう方向に沿って拡径されている限り特に限定されないが、例えば、錐台の母線形状に形成されていることが好ましい。錐台の形状としては、円錐台や楕円錐台を挙げることができる。胴体部をこのような錐台の母線形状に形成することにより、先端部からのより円滑な荷重伝達、構造体全体としてのより優れた衝撃エネルギー吸収性能が可能になるとともに、成形性等の向上が可能になる。

胴体部の傾斜度合、とくに、胴体部の車両用衝撃エネルギー吸収構造体の中心軸に対する傾斜角としては、とくに限定されないが、先端部からの伝達荷重を効率良く受け止めさせること、構造体全体として優れた衝撃エネルギー吸収性能を発揮させることを考慮すれば、例えば、１０°〜４５°の範囲にあることが好ましい。

また、本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体においては、少なくとも胴体部を補強するための上記リブは、車両用衝撃エネルギー吸収構造体の中心軸に対し放射状に延びる複数のリブから構成されていることが好ましい。このような構造では、衝突方向に向かって凸状に湾曲して膨出する先端部が車両前方または後方に向かうように車両用衝撃エネルギー吸収構造体が設置される場合には、複数のリブは車両前方または後方から見て放射状に配置され、それらリブによって胴体部が補強されることになり、構造体全体にとって、設置姿勢まで考慮した上での、優れた衝撃エネルギー吸収性能の発揮が可能になる。

また、本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体においては、各部の肉厚が、上記先端部から上記固定部に向けて増加するとともに、固定部で最大肉厚となっている構造の採用も好ましい。このように構成しておけば、先端部から入力される衝撃荷重による構造体の変位や変形の度合を、先端部側から固定部側に向けて徐々に小さくするように設計することも可能になり、構造体全体としての衝撃エネルギー吸収性能の向上が可能になる。

また、本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体においては、構造体全体が一体成形されてなることが好ましい。このような全体一体成形構造では、構成部材端における応力集中やいずれかの局部における破壊の起点等が生じにくいので、構造体全体として安定した衝撃エネルギー吸収性能の発現が可能になる。

また、本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体においては、その全体が、あるいは少なくとも一部が、熱可塑性樹脂組成物により構成されている構造、熱硬化性樹脂組成物により構成されている構造、繊維強化複合材料により構成されている構造、のいずれも採り得る。さらには、少なくとも一部が金属により構成されている構造、これら２種以上の材質の組み合わせにより構成されている構造、についても採用可能である。とくに、繊維強化複合材料により構成されている構造では、より容易に望ましい耐荷重方向の設計が可能であり、より優れた衝撃エネルギー吸収性能の設計が可能である。繊維強化複合材料の強化繊維としては、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等、さらにはこれらの組み合わせの採用が可能であり、目標とする強度設計等のしやすさの面からは、炭素繊維の使用が好ましい。繊維強化複合材料のマトリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂組成物、熱硬化性樹脂や熱硬化性樹脂組成物のいずれも使用可能であり、量産に対応するためには、熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂組成物の使用が好ましい。

本発明の車両用衝撃エネルギー吸収構造体によれば、正面のみならず、斜めから衝撃を加えた際にも同等レベルの荷重特性、例えば同等レベルの矩形波の特性を得ることができるので、正面衝突だけでなく、斜め衝突や微小ラップ衝突など、あらゆる衝突方向に対して、同等の衝撃エネルギー吸収特性を発現することが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体を示しており、図１（Ａ）は構造体の概略斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）とは異なる角度から見た構造体の概略斜視図、図１（Ｃ）は構造体の概略底面図、図１（Ｄ）は構造体の概略縦断面図、図１（Ｅ）は構造体の概略透視斜視図である。 図１（Ｄ）に示した本発明の第１実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体の寸法例を示す概略縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体を示しており、図３（Ａ）は構造体の概略斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）とは異なる角度から見た構造体の概略斜視図、図３（Ｃ）は構造体の概略底面図、図３（Ｄ）は構造体の概略縦断面図、図３（Ｅ）は構造体の概略透視斜視図である。 図３（Ｄ）に示した本発明の第２実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体の寸法例を示す概略縦断面図である。 本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体の自動車への取り付け例を示す自動車前部の概略構成図である。 本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体の衝突方向を示しており、図６（Ａ）は正面方向からの衝突を示す概略構成図、図６（Ｂ）は斜め方向からの衝突を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体を用いた実施例１における衝突解析結果のグラフである。 本発明の第２実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体を用いた実施例２における衝突解析結果のグラフである。 比較例１で用いた車両用衝撃エネルギー吸収構造体の概略斜視図（図９（Ａ））及び概略底面図（図９（Ｂ））である。 比較例１における衝突解析結果のグラフである。 比較例２で用いた車両用衝撃エネルギー吸収構造体の概略斜視図（図１１（Ａ））及び概略底面図（図１１（Ｂ））である。 比較例２における衝突解析結果のグラフである。 比較例３で用いた車両用衝撃エネルギー吸収構造体の概略透視斜視図（図１３（Ａ））及び概略底面図（図１３（Ｂ））である。 比較例３における衝突解析結果のグラフである。 比較例４で用いた車両用衝撃エネルギー吸収構造体の概略透視斜視図（図１５（Ａ））及び概略底面図（図１５（Ｂ））である。 比較例４における衝突解析結果のグラフである。 比較例５で用いた車両用衝撃エネルギー吸収構造体の概略透視斜視図（図１７（Ａ））及び概略底面図（図１７（Ｂ））である。 比較例５における衝突解析結果のグラフである。 比較例６で用いた車両用衝撃エネルギー吸収構造体の概略透視斜視図（図１９（Ａ））及び概略底面図（図１９（Ｂ））である。 比較例６における衝突解析結果のグラフである。 比較例７で用いた車両用衝撃エネルギー吸収構造体の概略透視斜視図（図２１（Ａ））及び概略底面図（図２１（Ｂ））である。 比較例７における衝突解析結果のグラフである。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体を示している。図１において、１は車両用衝撃エネルギー吸収構造体全体を示しており、車両用衝撃エネルギー吸収構造体１は、本構造体１を車両部材(図示略)へ締結により固定するための固定部２、固定部２から衝突方向７（図１（Ｄ）に図示）に向かって順番に胴体部３、先端部４を有している。固定部２は、締結具が入る締結用穴２ａとその穴２ａが空けられる板形状部２ｂからなり、他の車両部材に簡便に取り付けることができるようになっている。ただし、本構造体１を別の方法で車両部材へ締結等により固定できるのであれば、本固定部２が別の構成であってもよい。先端部４は、衝突方向７に向かって凸状に湾曲して（本実施形態では球体の一部を形成するように湾曲して）膨出しており、胴体部３は、円錐台の母線形状の筒状に形成されて先端部４と固定部２を接続している。円錐台の母線形状に形成された胴体部３は、先端部４側から固定部２側に向かう方向に沿ってテーパー状に拡径されている。

構造体１の内部には、少なくとも胴体部３を補強するためのリブ６が設けられており、本実施形態では、複数のリブ６が、車両用衝撃エネルギー吸収構造体１の中心軸５（図１（Ｄ）に図示）に対し放射状に延設されている。また、本実施形態では、複数のリブ６は、図１（Ｅ）に示すように、先端部４の内部にまで延びている。胴体部３は、後述の図５に示すような車両への設置(搭載)姿勢において、車両前方または後方から見て放射状に延びる複数のリブ６により補強されているが、少なくともリブ６は十字状になっていることが好ましく、リブ６の配置は、成形の可否と軽量化効果のバランスから決定することが望ましい。少なくとも十字状にリブ６が入っていることにより、あらゆる方向から衝突した場合に、リブ６がある位置・無い位置のいずれの場所に衝突しても差は少なく、どの方向からの衝突にも対応できることになる。

図２に、上記第１実施形態における好ましい寸法例を示す。図２に示すように、先端部高さ２０〜６０ｍｍ、胴体部高さ５０〜１４０ｍｍ、胴体部最小内径２０〜１００ｍｍ、胴体部最大内径５０〜１５０ｍｍ、胴体部傾斜角１０〜４５°、先端部曲率としては断面にて０．５°／ｍｍ以下の楕円もしくは円を例示することができる。

本衝撃エネルギー構造体１に対して衝撃荷重が加わる際、先端部４が上記のような曲率を有するため、衝突角度が１０〜４５°の範囲内であれば、どの角度から衝突しても同じ形状に対する衝突と同じ形態となる。また、胴体部３も固定部２に向かって１０〜４５°の拡径方向の傾斜角度を有しており、さらに内部には少なくとも胴体部３を補強するためのリブ６が設けられており、これによって斜めから衝突した場合に、リブ６がエネルギーを吸収する効果を発揮できる。内部のリブ６は、先端部４から固定部２に至るまで全てに設置されていることでエネルギーを吸収する効果は大きくなるが、一部にリブ６がなくても構わない。

図３は、本発明の第２実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体１１を示している。本実施形態においても、上記第１実施形態と同様、車両用衝撃エネルギー吸収構造体１１は、固定部１２、固定部１２から衝突方向１７（図３（Ｄ）に図示）に向かって順番に胴体部１３、先端部１４を有しており、複数のリブ１６が、車両用衝撃エネルギー吸収構造体１１の中心軸１５（図３（Ｄ）に図示）に対し放射状かつ十字状に胴体部１３の内部から先端部１４の内部にまで延設されている。固定部１２は、締結具が入る締結用穴１２ａとその穴１２ａが空けられる板形状部１２ｂからなり、他の車両部材に簡便に取り付けることができるようになっている。そして、本実施形態においては、図３（Ｄ）に示すように、上記第１実施形態に比べ、先端部１４が１段目先端部１４ａと２段目先端部１４ｂに分かれている。

図４に、上記第２実施形態における好ましい寸法例を示す。図４に示すように、１段目先端部高さ５〜２０ｍｍ、２段目先端部高さ１５〜４０ｍｍ、胴体部高さ５０〜１４０ｍｍ、胴体部最小内径２０〜１００ｍｍ、胴体部最大内径５０〜１５０ｍｍ、胴体部傾斜角１０〜４５°、先端部曲率としては断面にて構造体１１の中心軸１５を基準点として０．５°／ｍｍ以下の楕円もしくは円を例示することができる。径方向外側に向かって凸状に湾曲して膨出する２段目先端部１４ｂは第１実施形態のように無くても構わないが、特に車両幅方向に制約がある中で設計する場合かつ斜め衝突に対応する必要がある場合、図３（Ｄ）に示したように径方向外側に向かって凸状に湾曲して膨出することで、容易に、斜め衝突時も正面衝突時も荷重が同レベルの矩形波を得ることができるようになる。

図５は、本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体の自動車への取り付け例を示しており、車両用衝撃エネルギー吸収構造体２１が自動車車体２２の前部に正面衝突方向２３に対向するように取り付けられた例を示している。本衝撃エネルギー吸収構造体２１は、自動車のサイドメンバの車両前端とバンパレインフォース間に設置されることが好ましいが、自動車の前面からの衝突に対してだけでなく、側面、後面、上面など、あらゆる方向からの衝突に対してエネルギーを吸収するのに有効であるため、設置場所もこれに限らない。

図６は、上述の第２実施形態と同等の車両用衝撃エネルギー吸収構造体３１を設けた場合の該構造体３１と衝突方向３２、３３の関係を例示しており、図６（Ａ）は正面方向からの衝突（衝突方向角度を０°とする。）を、図６（Ｂ）は斜め方向からの衝突を、それぞれ例示している。このように、本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体は、正面からの衝突に対してだけでなく、斜め方向からの衝突に対してエネルギーを吸収するのに有効である。

本発明による効果を実証するため、以下のとおり実施例および比較例による衝撃解析を実施した。なお、本発明はこれら実施例等によって何ら制限されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、図１に示した本発明の第１実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体１を用いた。その固定部は８１ｍｍ×８１ｍｍ、高さは１２０ｍｍの寸法である。また、先端部から固定部に向けて３．５ｍｍから５．０ｍｍに増加する肉厚分布を有している。

車両用衝撃エネルギー吸収構造体を定盤上に設置し、４つの締結用穴にボルトによる固定を想定した拘束条件を適用し、重量６００ｋｇのインパクタを４．８５ｍ／ｓの速度で衝突させるシミュレーションを有限要素法で実施し、車両用衝撃エネルギー吸収構造体を潰した際の反力の推移を計算することにより、横軸をインパクタ変位（単位：ｍｍ）、縦軸を反力（単位：ｋＮ）とする変位―反力線図を得る。この変位―反力線図における特性線の下部部分の積分値が、吸収される衝撃エネルギー相当値となる。なお、衝突方向角度は正面衝突と斜め衝突を想定し、０°、１０°、１５°の３ケースを実施した。

使用する樹脂は、東レ（株）製８２０７Ｘ０１Ｂ（弾性率：１．８ＧＰａ、強度：１３５ＭＰａ）を用いた。

（実施例２）
実施例２では、図３に示した本発明の第２実施形態に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体１１を用いた。その固定部と高さは実施例１と同一の寸法、使用する樹脂も実施例１と同一の材料であるが、先端部が２段となっている形状とした。

（比較例１）
実施例１と同一形状、同一材料であるが、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両用衝撃エネルギー吸収構造体４１（４２は固定部）の内部に補強構造を有していない形状とした。

（比較例２）
実施例２と同一形状、同一材料であるが、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両用衝撃エネルギー吸収構造体５１（５２は固定部）の内部に補強構造を有していない形状とした。

（比較例３）
実施例１、実施例２と同一材料であるが、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両用衝撃エネルギー吸収構造体６１（６２は固定部、６３はリブ）の先端部を衝突方向に向かって凸状に膨出させず平坦な形状とした。

（比較例４）
実施例１、実施例２と同一材料であるが、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両用衝撃エネルギー吸収構造体７１（７２は固定部、７３はリブ）の胴体部が錐台の母線形状でなく、径が一定の筒形状とした。

（比較例５）
実施例１、実施例２と同一材料であるが、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両用衝撃エネルギー吸収構造体８１（８２は固定部）の内部の補強構造が一方向に伸びるリブ８３から構成される形状とした。

（比較例６）
実施例１と同一形状、同一材料であるが、図１９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両用衝撃エネルギー吸収構造体９１（９２は固定部、９３はリブ）の各部の肉厚が一定である形状とした。

（比較例７）
実施例１と同一形状、同一材料であるが、図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両用衝撃エネルギー吸収構造体１０１（１０２は固定部、１０３はリブ）の各部の肉厚が先端部から固定部に向けて減少する形状とした。

実施例１〜２、比較例１〜７の解析結果を図７（実施例１）、図８（実施例２）、図１０（比較例１）、図１２（比較例２）、図１４（比較例３）、図１６（比較例４）、図１８（比較例５）、図２０（比較例６）、図２２（比較例７）に、それぞれ示す。これらの結果より、本発明の範囲では正面のみならず斜めから衝撃を加えた際にも急な衝撃荷重低下がないように安定的に推移させることができ、それにより、充分なエネルギー吸収量を確保できることが示された。

本発明に係る車両用衝撃エネルギー吸収構造体は、衝撃吸収が望まれる車両のあらゆる部位に適用可能である。

１、１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１ 車両用衝撃エネルギー吸収構造体
２、１２、４２、５２、６２、７２、８２、９２、１０２ 固定部
２ａ、１２ａ 締結用穴
２ｂ、１２ｂ 板形状部
３、１３ 胴体部
４、１４ 先端部
１４ａ １段目先端部
１４ｂ ２段目先端部
５、１５ 中心軸
６、１６、６３、７３、８３、９３、１０３ リブ
７、１７、２３、３２、３３ 衝突方向
２２ 自動車車体

Claims (13)

1. 車両部材に固定するための固定部と、衝突方向に向かって凸状に湾曲して膨出する先端部と、該先端部から前記固定部に向かって延び該先端部と前記固定部を接続する筒状の胴体部とを有し、前記胴体部は、前記先端部側から前記固定部側に向かう方向に沿って拡径されており、かつ、内部に、少なくとも前記胴体部を補強するためのリブが設けられていることを特徴とする車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
2. 前記先端部は、車両用衝撃エネルギー吸収構造体の中心軸に沿う方向に見て、先端に位置し中心軸に沿う方向に凸状に湾曲して膨出する１段目先端部と、該１段目先端部と前記胴体部の間に位置し径方向外側に向かって凸状に湾曲して膨出する２段目先端部とを有している、請求項１に記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
3. 前記先端部における湾曲形状の曲率が０．５°／ｍｍ以下とされている、請求項１または２に記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
4. 前記先端部における湾曲形状の少なくとも一部は、球体または楕円球体の一部を形成する形状に形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
5. 前記先端部と前記胴体部との接続部が曲面形状に形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
6. 前記胴体部が錐台の母線形状に形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
7. 前記胴体部の車両用衝撃エネルギー吸収構造体の中心軸に対する傾斜角が１０°〜４５°の範囲にある、請求項１〜６のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
8. 前記リブは、車両用衝撃エネルギー吸収構造体の中心軸に対し放射状に延びる複数のリブから構成されている、請求項１〜７のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
9. 各部の肉厚が、前記先端部から前記固定部に向けて増加するとともに、前記固定部で最大肉厚となっている、請求項１〜８のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
10. 構造体全体が一体成形されてなる、請求項１〜９のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
11. 熱可塑性樹脂組成物により構成されている、請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
12. 熱硬化性樹脂組成物により構成されている、請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。
13. 繊維強化複合材料により構成されている、請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用衝撃エネルギー吸収構造体。

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