JP2020180658A - 衝撃吸収構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑制しつつ要求圧縮強度を調整できる衝撃吸収構造体を提供すること。【解決手段】衝撃吸収構造体の繊維構造体２１は多層織物であり、かつ複数の繊維層を積層方向に結合する層間結合糸２６を備え、当該層間結合糸２６は撚糸である。繊維構造体２１において、層間結合糸２６は荷重入力方向Ｚに並ぶとともに、荷重入力方向Ｚに直交し、かつ繊維構造体２１の面に沿う方向に延びている。繊維構造体２１は、荷重に対する第１〜第３部位２３〜２５の要求圧縮強度を発現させるために、第１〜第３部位２３〜２５の層間結合糸２６の撚り数が異なるように設定されている。【選択図】図５

Description

本発明は、繊維構造体にマトリックス材料を含浸させて構成され、衝撃を受けた際の衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収構造体に関する。

例えば、バンパと車体のサイドメンバとの間には、衝撃吸収構造体が配置されており、この衝撃吸収構造体は、車両がパンパ側から過大な衝撃を受けた場合に、破壊することにより衝撃エネルギーを吸収する。衝撃吸収構造体は、荷重が加わる方向の先端から荷重入力方向に沿った所定位置に至るまでの範囲では、荷重に対する強度である要求圧縮強度を小さくし、荷重によって破壊されやすくしている。また、荷重が加わる方向に沿って、厚さを大きくした段差部を複数設けることで、要求圧縮強度を徐々に大きくし、運転席側へ過大な荷重が加わらないようにしている。このような複数の段差部を有する衝撃吸収構造体としては、繊維構造体にマトリックス樹脂を含浸させて構成された繊維強化複合材が知られている。

例えば、特許文献１の衝撃吸収構造体において、繊維構造体は、シート状の繊維層を複数積み重ねて構成されている。また、特許文献１に開示の繊維構造体は、先端部では、シート状の繊維層を複数積み重ねて一様な厚さとし、要求圧縮強度を小さくするとともに、基端部側ほど、シート状の繊維層の端部を階段状にずらして積み重ねることで、要求圧縮強度を大きくしている。

米国特許第６４０６０８８号明細書

複数の段差部を有する衝撃吸収構造体を製造する方法としては、繊維層をずらして積み重ねる方法以外にも多層織りがある。多層織りによって形成された繊維構造体は、経糸を複数本配列した経糸層と、緯糸を複数本配列した緯糸層とを積層方向に複数有するとともに、経糸でもある層間結合糸によって複数の経糸層と複数の緯糸層とが積層方向に結合されている。

しかし、多層織物製の繊維構造体を有する衝撃吸収構造体において、複数の段差部を設けるには、緯入れされる緯糸の本数を異ならせ必要がある。緯入れする緯糸の本数を増やすには、多層織りを行う織機において綜絖枠を増やす必要があり、製造コストが嵩む。

また、複数の段差部を設けるために、経糸層の数を異ならせる方法もあるが、経糸層の数を異ならせるには、製織された繊維構造体から経糸を切断し、経糸層を減らして厚さを薄くする必要があり、経糸の切断工程を必要とし、製造コストが嵩む。

本発明の目的は、製造コストを抑制しつつ要求圧縮強度を調整できる衝撃吸収構造体を提供することにある。

上記問題点を解決するための衝撃吸収構造体は、繊維構造体にマトリックス材料を含浸させて構成され、衝撃を受けた際の衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収構造体であって、前記繊維構造体は、前記衝撃吸収構造体に対し荷重が加わる荷重入力方向に延びる荷重方向糸を有する多層織物であり、かつ複数の繊維層を積層方向に結合する層間結合糸を備え、当該層間結合糸は撚糸であり、前記繊維構造体において、前記層間結合糸は、前記荷重入力方向に並ぶとともに前記荷重入力方向に直交する方向に延びており、前記繊維構造体は、荷重が最初に加わる先端面を備えた第１部位を有するとともに、前記荷重入力方向に沿って前記第１部位に連続する第２部位を有し、荷重に対する前記第１部位及び前記第２部位の要求圧縮強度を発現させるために、前記第１部位の前記層間結合糸の撚り数と前記第２部位の前記層間結合糸の撚り数とが異なるように設定されていることを要旨とする。

これによれば、衝撃吸収構造体は、第１部位及び第２部位の要求圧縮強度を調整して、衝撃吸収構造体としての機能を発揮させるようにしている。つまり、衝撃吸収構造体が衝撃を受けた際には、荷重が最初に加わる第１部位で衝撃エネルギーを吸収させ、第２部位により、衝撃が荷重入力方向の奥側にまで及ばないようにしている。層間結合糸を構成する撚糸は、撚り数が一定の値までは、撚り数が大きくなるほど、伸び率が大きくなる。層間結合糸の伸び率が大きいほど、荷重を受けた際の衝撃吸収構造体の割けを抑制しやすく、割けが抑制されるほど、要求圧縮強度を高めることができる。したがって、第１部位と第２部位とで、層間結合糸の撚り数を異ならせつつ、要求圧縮強度が発現されるように撚り数を設定することで、第１部位及び第２部位に求められる要求圧縮強度に調整することができる。よって、第１部位及び第２部位に求められる要求圧縮強度に調整するために、繊維層の積層方向への数を異ならせたり、繊維構造体を構成する糸の切除を行ったりする必要がなく、衝撃吸収構造体の製造コストを抑制しつつ、要求圧縮強度を所望する値に調整できる。

また、衝撃吸収構造体について、前記第１部位の前記繊維層の数と前記第２部位の前記繊維層の数は同じであり、かつ前記荷重入力方向に直交する前記第１部位の断面積と、前記荷重入力方向に直交する前記第２部位の断面積は同じであり、前記第２部位の前記要求圧縮強度が、前記第１部位の前記要求圧縮強度よりも大きくなるように、前記第２部位を構成する前記層間結合糸の撚り数が、前記第１部位を構成する前記層間結合糸の撚り数よりも大きく設定されていてもよい。

これによれば、繊維層及び断面積を同じとした第１部位と第２部位であっても、層間結合糸の撚り数を調整するだけで、第１部位と第２部位の要求圧縮強度を所望する値に調整できる。

また、衝撃吸収構造体について、前記第１部位の前記繊維層の数と前記第２部位の前記繊維層の数は同じであり、かつ前記荷重入力方向に直交する前記第１部位の断面積は、前記荷重入力方向に直交する前記第２部位の断面積より大きく、前記第１部位の前記要求圧縮強度と前記第２部位の前記要求圧縮強度とが揃うように、前記第１部位を構成する前記層間結合糸の撚り数が、前記第２部位を構成する前記層間結合糸の撚り数よりも少なく設定されていてもよい。

これによれば、第１部位と第２部位とで断面積が異なる衝撃吸収構造体であっても、層間結合糸の撚り数を調整することで、第１部位と第２部位の要求圧縮強度を合わせることができる。

本発明によれば、製造コストを抑制しつつ要求圧縮強度を調整できる。

実施形態のフロントバンパの支持状態を示す模式平面図。 衝撃吸収構造体を示す斜視図。 撚糸を模式的に示す図。 繊維構造体を模式的に示す図。 衝撃吸収構造体における層間結合糸を模式的に示す図。 撚り数と要求圧縮強度との関係を示すグラフ。 別例の衝撃吸収構造体を模式的に示す斜視図。 別例の衝撃吸収構造体を模式的に示す平面図。

以下、衝撃吸収構造体を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、車体を構成する左右一対のフロントサイドメンバ１１には、衝撃吸収構造体２０が、それぞれ車両前後方向の後端において固定されている。両衝撃吸収構造体２０の車両前後方向における前端にはフロントバンパ１２が固定されている。

図２に示すように、衝撃吸収構造体２０は繊維強化複合材製である。衝撃吸収構造体２０は、四角筒状の繊維構造体２１にマトリックス材料の一例であるマトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂１９を含浸させて構成されたものである。衝撃吸収構造体２０は、過大な衝撃を受けた場合に、破壊することにより衝撃エネルギーを吸収する。以下、衝撃吸収構造体２０に対し荷重が加わる方向を荷重入力方向Ｚとする。荷重入力方向Ｚは、繊維構造体２１の軸線Ｌの延びる方向に一致する。熱硬化性樹脂１９としては、例えば、エポキシ樹脂が使用される。

図５に示すように、繊維構造体２１は、荷重が最初に加わることとなる荷重入力方向Ｚの一端面に先端面２１ａを有し、先端面２１ａと反対側の端面に基端面２１ｂを有する。繊維構造体２１の先端面２１ａは、フロントバンパ１２が固定される衝撃吸収構造体２０の前端を構成し、繊維構造体２１の基端面２１ｂは、フロントサイドメンバ１１が固定される衝撃吸収構造体２０の後端を構成する。繊維構造体２１は先端面２１ａを備える四角筒状の第１部位２３と、荷重入力方向Ｚに沿って第１部位２３に連続する四角筒状の第２部位２４と、荷重入力方向Ｚに沿って第２部位２４に連続する四角筒状の第３部位２５とを有する。荷重入力方向Ｚにおける第３部位２５の他端に基端面２１ｂが設けられている。

荷重入力方向Ｚに沿った第１〜第３部位２３〜２５の寸法は、それぞれ異なっており、第２部位２４が最も短く、第３部位２５が最も長い。なお、荷重入力方向Ｚに沿った第１部位２３と第２部位２４の境界、及び荷重入力方向Ｚに沿った第２部位２４と第３部位２５の境界は、後述する層間結合糸２６の撚り数が変化する位置である。

図２に示すように、第１部位２３、第２部位２４、及び第３部位２５は、厚さが同じであり、荷重入力方向Ｚに沿って一定の厚さである。
そして、荷重入力方向Ｚに直交する第１部位２３の断面積、荷重入力方向Ｚに直交する第２部位２４の断面積、及び荷重入力方向Ｚに直交する第３部位２５の断面積は、ほぼ同じである。なお、第１〜第３部位２３〜２５の断面積がほぼ同じであるとは、断面積同士の差が予め設定された閾値以下にあることを示し、第１〜第３部位２３〜２５の断面積が同じであることは当然であり、繊維構造体２１の製造誤差や、繊維の太さによって生じる誤差等によって、第１〜第３部位２３〜２５の断面積が若干異なることも意味する。

第１〜第３部位２３〜２５において、荷重入力方向Ｚに加える荷重を徐々に大きくしていき、第１〜第３部位２３〜２５が圧縮して破壊されるときの荷重を要求圧縮強度とする。この要求圧縮強度は、第１〜第３部位２３〜２５が耐えることのできる荷重の最大値でもある。そして、第１部位２３は、衝撃を受けた際に破壊の起点となる部位である。このため、第１部位２３の要求圧縮強度は、第２部位２４の要求圧縮強度及び第３部位２５の要求圧縮強度より小さく、第１部位２３は破壊されやすい部位である。

第２部位２４及び第３部位２５は、衝撃を受けた際に、破壊の進行を徐々に抑制していき、運転席側に過大な荷重が及ぶことを抑制する部位である。このため、第２部位２４の要求圧縮強度は、第１部位２３の要求圧縮強度より大きく設定され、第３部位２５の圧縮要求強度は、第２部位２４の要求圧縮強度より大きく設定されている。

図４に示すように、繊維構造体２１は、多層織物製である。繊維構造体２１は、荷重入力方向Ｚに直交し、かつ繊維構造体２１の面に沿う方向へ、複数本の緯糸２７ａが互いに平行に並んで形成された緯糸層を５つ備える。以下、５つの緯糸層を第１〜第５緯糸層３１〜３５とする。また、繊維構造体２１は、複数本の経糸２８ａが荷重入力方向Ｚへ互いに平行に並んで形成された経糸層を４つ備える。以下、４つの経糸層を第１〜第４経糸層４１〜４４とする。

また、繊維構造体２１は、第１〜第５緯糸層３１〜３５と第１〜第４経糸層４１〜４４とを積層方向Ｘに結合する複数本の層間結合糸２６を有する。
なお、緯糸２７ａ、経糸２８ａ、及び層間結合糸２６は、強化繊維を束ねた繊維束である。緯糸２７ａ、経糸２８ａ、及び層間結合糸２６を構成する強化繊維としては、有機繊維又は無機繊維を使用してもよいし、異なる種類の有機繊維、異なる種類の無機繊維、又は有機繊維と無機繊維を混繊した混繊繊維を使用してもよい。有機繊維としては、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等が挙げられ、無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。

そして、繊維構造体２１は、第１〜第５緯糸層３１〜３５及び第１〜第４経糸層４１〜４４が積み重ねられて構成されている。なお、繊維構造体２１において、第１〜第５緯糸層３１〜３５及び第１〜第４経糸層４１〜４４が積み重なる方向を積層方向Ｘとする。また、本実施形態では、各緯糸２７ａは、荷重入力方向Ｚに延びる荷重方向糸として機能する。

繊維構造体２１において、第１緯糸層３１と第２緯糸層３２は積層方向Ｘに重なり合い、第２緯糸層３２と第３緯糸層３３は積層方向Ｘに重なり合う。また、繊維構造体２１において、第３緯糸層３３と第４緯糸層３４は積層方向Ｘに重なり合い、第４緯糸層３４と第５緯糸層３５は積層方向Ｘに重なり合う。また、繊維構造体２１において、第１経糸層４１は、積層方向Ｘにおける第１緯糸層３１と第２緯糸層３２の間に位置し、第２経糸層４２は、積層方向Ｘにおける第２緯糸層３２と第３緯糸層３３の間に位置する。繊維構造体２１において、第３経糸層４３は、積層方向Ｘにおける第３緯糸層３３と第４緯糸層３４の間に位置し、第４経糸層４４は、積層方向Ｘにおける第４緯糸層３４と第５緯糸層３５の間に位置する。

次に、層間結合糸２６について説明する。層間結合糸２６は、撚糸によって製造されている。
図３に示すように、層間結合糸２６（撚糸）は、強化繊維２６ａの束を下撚りによって一方向に撚った後、下撚りした複数本の強化繊維２６ａの束を合わせて下撚りと逆方向に上撚りすることで形成されている。そして、層間結合糸２６において、下撚りにおいて撚った数と、上撚りにおいて撚った数との差を、撚り数とする。

層間結合糸２６において、撚り数が一定の値までは、撚り数が大きくなるほど、伸び率が大きくなり、破断ひずみが大きくなる。しかし、層間結合糸２６の撚り数が一定の値より大きくなると、伸び率が小さくなり、破断ひずみが小さくなる。

繊維構造体２１において、層間結合糸２６は、荷重入力方向Ｚに並ぶとともに、荷重入力方向Ｚに直交する方向に延びている。層間結合糸２６は繊維構造体２１の形状保持用である。図４に示すように、複数本の層間結合糸２６は、各経糸２８ａと略平行に配列されるとともに、繊維構造体２１を構成する最上層の第１緯糸層３１の緯糸２７ａの外面を通って折り返すように配置されている。また、各層間結合糸２６は、繊維構造体２１を積層方向Ｘに貫通し、最下層の第５緯糸層３５の緯糸２７ａの外面を通って折り返すように配置されている。

荷重入力方向Ｚに隣り合う層間結合糸２６同士は、第１緯糸層３１又は第５緯糸層３５で折り返される緯糸２７ａの位置が、荷重入力方向Ｚに直交し、かつ繊維構造体２１の面に沿う方向にずれている。そして、層間結合糸２６が各緯糸２７ａに係合することで、第１〜第５緯糸層３１〜３５が積層方向Ｘに結合され、積層方向Ｘに隣り合う緯糸層同士の間に経糸層が結合されている。また、層間結合糸２６によって、第１〜第５緯糸層３１〜３５と第１〜第４経糸層４１〜４４が積層方向Ｘに結合されている。

上記第１部位２３、第２部位２４、及び第３部位２５は、いずれも第１〜第５緯糸層３１〜３５及び第１〜第４経糸層４１〜４４を備え、繊維層の数は同じである。このため、第１〜第３部位２３〜２５の積層方向Ｘへの寸法である厚さはほぼ同じであり、上記したように、第１〜第３部位２３〜２５の断面積もほぼ同じである。

厚さ及び断面積がほぼ同じである第１〜第３部位２３〜２５であっても要求圧縮強度が異なる。要求圧縮強度の違いは、第１部位２３を構成する層間結合糸２６と、第２部位２４を構成する層間結合糸２６と、第３部位２５を構成する層間結合糸２６とで撚り数を異ならせることで発現させている。つまり、第１〜第３部位２３〜２５を構成する層間結合糸２６の撚り数によって、第１〜第３部位２３〜２５の要求圧縮強度を所望する値に調整している。

衝撃吸収構造体２０においては、第１〜第３部位２３〜２５のいずれにおいても、荷重が加わると荷重入力方向Ｚに圧縮されつつ、荷重入力方向Ｚへ直交する方向へ割けようとする。このとき、荷重入力方向Ｚに直交する方向へ延びる層間結合糸２６の突っ張りにより、第１〜第３部位２３〜２５が、荷重入力方向Ｚに直交する方向へ割けることが抑制される。

上記したように、層間結合糸２６の撚り数が大きくなるほど、一定の撚り数までは、層間結合糸２６の伸び率が大きくなり、突っ張り力が大きくなる。このため、層間結合糸２６の撚り数が大きくなるほど、層間結合糸２６の突っ張りによって第１〜第３部位２３〜２５の割けを抑制する機能が高められる。そして、第１〜第３部位２３〜２５の割けを抑制する機能が高められることにより、要求圧縮強度も高められる。

上記したように、第１部位２３、第２部位２４及び第３部位２５のうち、第１部位２３の要求圧縮強度が最も小さい。図５に示すように、第１部位２３を構成する層間結合糸２６を第１層間結合糸２６１とすると、この第１層間結合糸２６１の撚り数を最も小さくすることで第１部位２３の割けを抑制する機能を抑え、第１部位２３の要求圧縮強度を最も小さくしている。また、第２部位２４を構成する層間結合糸２６を第２層間結合糸２６２とすると、この第２層間結合糸２６２の撚り数を、第１層間結合糸２６１の撚り数より大きくすることで第２部位２４の割けを抑制する機能を第１部位２３より高め、第２部位２４の要求圧縮強度を第１部位２３より大きくしている。

さらに、第３部位２５を構成する層間結合糸２６を第３層間結合糸２６３とする。この第３層間結合糸２６３の撚り数を、第２層間結合糸２６２の撚り数より大きくし、第１〜第３部位２３〜２５の中で最も大きくすることで第３部位２５の割けを抑制する機能を最も高くし、第３部位２５の要求圧縮強度を最も大きくしている。

図６に、層間結合糸２６の撚り数と、要求圧縮強度との相関関係を示す。横軸は撚り数に対応し、縦軸は要求圧縮強度に対応する。図６のグラフに示すように、一定の値までは、層間結合糸２６の撚り数が大きくなるほど要求圧縮強度が大きくなっている。そして、一定の値から撚り数が大きくなるほど、要求圧縮強度が小さくなっている。

本実施形態では、第１部位２３の要求圧縮強度が得られるように、第１層間結合糸２６１の撚り数Ｎ１を設定している。なお、第１層間結合糸２６１の撚り数Ｎ１はゼロである。そして、第２部位２４の要求圧縮強度が得られるように、第２層間結合糸２６２の撚り数Ｎ２を設定している。第３部位２５の要求圧縮強度が得られるように第３層間結合糸２６３の撚り数Ｎ３を設定している。本実施形態では、第３層間結合糸２６３の撚り数Ｎ３としては、要求圧縮強度の最大値を得られる撚り数を設定している。つまり、繊維構造体２１は、第１部位２３、第２部位２４、及び第３部位２５の要求圧縮強度を発現させるために、第１層間結合糸２６１の撚り数Ｎ１と、第２層間結合糸２６２の撚り数Ｎ２と、第３層間結合糸２６３の撚り数Ｎ３とが異なるように設定されている。

したがって、衝撃吸収構造体２０は、荷重入力方向Ｚに沿ういずれの位置でも同じ繊維層の数であり、厚さがほぼ同じでありながら、荷重入力方向Ｚの位置によって要求圧縮強度が異なっている。なお、第１部位２３と第２部位２４の境界、及び第２部位２４と第３部位２５の境界は、層間結合糸２６の撚り数が変化する位置である。

次に、衝撃吸収構造体２０の作用を記載する。
車両の前方から衝撃が加わった場合、フロントバンパ１２を介して衝撃吸収構造体２０に荷重が加わる。衝撃吸収構造体２０は、第１部位２３に局部破壊を生じさせて衝撃エネルギーを吸収する。その後、第２部位２４及び第３部位２５で破壊の進行を抑制する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）衝撃吸収構造体２０において、第１〜第３部位２３〜２５を構成する第１〜第３層間結合糸２６１〜２６３の撚り数を異ならせつつ、所望する値に設定することで、第１〜第３部位２３〜２５に求められる要求圧縮強度に調整するようにした。よって、衝撃吸収構造体２０の第１〜第３部位２３〜２５に求められる要求圧縮強度に調整するために、繊維構造体２１の積層方向Ｘへの寸法を異ならせるべく織機の設備追加をしたり、製織された繊維構造体２１の加工を行ったりすることなく、衝撃吸収構造体２０の製造コストを抑制しつつ、要求圧縮強度を所望する値に調整できる。

（２）第１〜第３部位２３〜２５の要求圧縮強度の調整は、層間結合糸２６の撚り数を調整することで行われ、緯糸２７ａ及び経糸２８ａは撚っていない。このため、緯糸２７ａ及び経糸２８ａを撚ることに伴う繊維構造体２１の強度低下を招くことなく、第１〜第３部位２３〜２５の要求圧縮強度を調整できる。

（３）第１〜第３部位２３〜２５の要求圧縮強度の調整は、層間結合糸２６の撚り数を調整することで行われる。層間結合糸２６の撚り数の調整は簡単に行うことができるため、第１〜第３部位２３〜２５の要求圧縮強度の調整を簡単に行うことができる。

（４）第１〜第３部位２３〜２５は、層間結合糸２６の撚り数の違いによって区分けされているだけであり、第１〜第３部位２３〜２５の厚さはほぼ同じであり、断面積もほぼ同じである。そして、荷重入力方向Ｚのいずれの位置でも断面積がほぼ同じとなる繊維構造体２１は製造が容易である。したがって、層間結合糸２６の撚り数を調整して第１〜第３部位２３〜２５の要求圧縮強度を異ならせつつも、厚さのほぼ同じ繊維構造体２１を製造して得られる衝撃吸収構造体２０は、製造が容易である。

（５）繊維構造体２１は四角筒状であり、繊維構造体２１の厚さは荷重入力方向Ｚ及び、荷重入力方向Ｚに直交する方向のいずれも同じである。そして、第１〜第３層間結合糸２６１〜２６３の撚り数を異ならせつつ所望の値に設定することで、第１〜第３部位２３〜２５の要求圧縮強度を所望する値に調整できる。したがって、荷重入力方向Ｚ及び荷重入力方向Ｚに直交する方向に同じ形状の衝撃吸収構造体２０であっても要求圧縮強度を異ならせることができる。その結果として、層間結合糸２６の撚り数を調整することで、衝撃吸収構造体２０の形状を問わずに要求圧縮強度を調整することができ、衝撃吸収構造体２０の配置の自由度や使用の自由度を高めることができる。

本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 図７又は図８に示すように、衝撃吸収構造体２０の繊維構造体５１は、荷重入力方向Ｚの先端から基端に向けて徐々に寸法が漸増する形状である。繊維構造体５１は、荷重入力方向Ｚの両端部のうち、荷重が最初に加わる四角枠状の端面に先端面５１ａを有し、先端面５１ａと反対側の端面に四角枠状の基端面５１ｂを有する。繊維構造体５１は、先端面５１ａを有する四角筒状の第１部位５３と、荷重入力方向Ｚに沿って第１部位５３に連続する四角筒状の第２部位５４と、荷重入力方向Ｚに沿って第２部位５４に連続する四角筒状の第３部位５５と、を有する。第１部位５３、第２部位５４、及び第３部位５５は、厚さが同じであり、荷重入力方向Ｚに沿って一定の厚さである。

そして、第１部位５３、第２部位５４、及び第３部位５５は、荷重入力方向Ｚに直交する方向への寸法が荷重入力方向Ｚに漸増する。このため、荷重入力方向Ｚに直交する第１部位５３の断面積、荷重入力方向Ｚに直交する第２部位５４の断面積、及び荷重入力方向Ｚに直交する第３部位５５の断面積は異なり、第１部位５３の断面積が最も小さく、第２部位５４の断面積は、第１部位５３より大きい。第３部位５５の断面積が最も大きく、第２部位５４の断面積より大きい。

その一方で、第１層間結合糸２６１の撚り数Ｎ１は最も大きく設定されており、第３層間結合糸２６３の撚り数Ｎ３は最も小さく設定されている。そして、第２層間結合糸２６２の撚り数Ｎ２は、第１層間結合糸２６１の撚り数Ｎ１より大きく設定されており、かつ第３層間結合糸２６３の撚り数Ｎ３より小さく設定されている。そして、衝撃吸収構造体２０においては、第１部位５３と、第２部位５４と、第３部位５５とで、断面積の大きさと、層間結合糸２６の撚り数を調整することで、要求圧縮荷重が揃えられている。つまり、荷重に対する第１部位５３、第２部位５４、及び第３部位５５の要求圧縮強度を発現させるために、第１層間結合糸２６１の撚り数Ｎ１と、第２層間結合糸２６２の撚り数Ｎ２と、第３層間結合糸２６３の撚り数Ｎ３とが異なるように設定されている。

したがって、第１部位５３と第２部位５４と第３部位５５とで断面積が異なる衝撃吸収構造体２０であっても、層間結合糸２６の撚り数を異ならせつつ所望する値に調整することで、第１〜第３部位５３〜５５の要求圧縮強度を合わせることができる。

○ 第１部位２３，５３と、第２部位２４，５４と、第３部位２５，５５とにおいて、荷重入力方向Ｚへの各部位の寸法を変更してもよい。
○ 衝撃吸収構造体２０において、層間結合糸２６の撚り数を異ならせた部位は、第１部位２３，５３と第２部位２４，５４のみで構成されていてもよいし、撚り数を異ならせた部位は４つ以上であってもよい。

○ 実施形態では、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂１９を用いたが、その他の種類の樹脂を用いてもよい。
○ マトリックス材料はマトリックス樹脂以外にもセラミックでもよい。

○ 実施形態において、積層する繊維層の数は任意に変更してもよい。
○ 繊維構造体２１，５１の形状は筒状でなくてもよく、荷重入力方向Ｚに荷重方向糸が延びる柱状や板状であってもよい。

○ 繊維構造体２１，５１の形状は四角筒状でなくてもよく、円筒状や三角筒状であってもよい。
○ 繊維構造体２１，５１の形状は筒状でなくてもよく、中実な四角柱状や三角柱状であってもよい。

○ 衝撃吸収構造体２０は、車体後部構造において、リアバンパとリアサイドメンバとの間に設けられていてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（１）前記マトリックス材料は樹脂である。
（２）前記繊維構造体は筒状であり、前記繊維構造体２１の厚さは同じである。

Ｘ…積層方向、Ｚ…荷重入力方向、１９…マトリックス材料としての熱硬化性樹脂、２０…衝撃吸収構造体、２１，５１…繊維構造体、２１ａ，５１ａ…先端面、２３，５３…第１部位、２４，５４…第２部位、２６…層間結合糸、２７ａ…荷重方向糸としての緯糸、３１〜３５…繊維層としての第１〜第５緯糸層、４１〜４４…繊維層としての第１〜第４経糸層、２６１…第１層間結合糸、２６２…第２層間結合糸、２６３…第３層間結合糸。

Claims (3)

1. 繊維構造体にマトリックス材料を含浸させて構成され、衝撃を受けた際の衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収構造体であって、
   前記繊維構造体は、前記衝撃吸収構造体に対し荷重が加わる荷重入力方向に延びる荷重方向糸を有する多層織物であり、かつ複数の繊維層を積層方向に結合する層間結合糸を備え、当該層間結合糸は撚糸であり、
   前記繊維構造体において、前記層間結合糸は、前記荷重入力方向に並ぶとともに前記荷重入力方向に直交する方向に延びており、
   前記繊維構造体は、荷重が最初に加わる先端面を備えた第１部位を有するとともに、前記荷重入力方向に沿って前記第１部位に連続する第２部位を有し、
   荷重に対する前記第１部位及び前記第２部位の要求圧縮強度を発現させるために、前記第１部位の前記層間結合糸の撚り数と前記第２部位の前記層間結合糸の撚り数とが異なるように設定されていることを特徴とする衝撃吸収構造体。
2. 前記第１部位の前記繊維層の数と前記第２部位の前記繊維層の数は同じであり、かつ前記荷重入力方向に直交する前記第１部位の断面積と、前記荷重入力方向に直交する前記第２部位の断面積は同じであり、前記第２部位の前記要求圧縮強度が、前記第１部位の前記要求圧縮強度よりも大きくなるように、前記第２部位を構成する前記層間結合糸の撚り数が、前記第１部位を構成する前記層間結合糸の撚り数よりも大きく設定されている請求項１に記載の衝撃吸収構造体。
3. 前記第１部位の前記繊維層の数と前記第２部位の前記繊維層の数は同じであり、かつ前記荷重入力方向に直交する前記第１部位の断面積は、前記荷重入力方向に直交する前記第２部位の断面積より大きく、前記第１部位の前記要求圧縮強度と前記第２部位の前記要求圧縮強度とが揃うように、前記第１部位を構成する前記層間結合糸の撚り数が、前記第２部位を構成する前記層間結合糸の撚り数よりも少なく設定されている請求項１に記載の衝撃吸収構造体。