JP2975443B2 - エネルギ−吸収部材 - Google Patents
エネルギ−吸収部材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエネルギー吸収部材に係
り、例えば自動車に装備されるバンパの衝撃吸収部材と
して好適な筒状繊維構造体に関するものである。
り、例えば自動車に装備されるバンパの衝撃吸収部材と
して好適な筒状繊維構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車には衝突時における車体及び搭乗
者の保護のため、一般に車体の前後に衝突時の衝撃エネ
ルギーを吸収するバンパが取り付けられている。バンパ
は自動車が障害物と衝突した際に加わる大きな負荷に対
して非可逆的にエネルギーを吸収する必要がある。そし
て、吸収エネルギーを大きくするため、従来からバンパ
本体を支持する支持部材の材質や構造の改良が種々なさ
れている。
者の保護のため、一般に車体の前後に衝突時の衝撃エネ
ルギーを吸収するバンパが取り付けられている。バンパ
は自動車が障害物と衝突した際に加わる大きな負荷に対
して非可逆的にエネルギーを吸収する必要がある。そし
て、吸収エネルギーを大きくするため、従来からバンパ
本体を支持する支持部材の材質や構造の改良が種々なさ
れている。
【０００３】例えば、１９８８年２月１８日公開のドイ
ツ特許（３６２６１５０）には、図６に示すように楕円
環状の減衰成形体２１を介してバンパ２２を車体のステ
イ２３に取り付けたものが開示されている。減衰成形体
２１は周方向に繊維が配列されたＦＲＰ（繊維強化プラ
スチック）により形成され、楕円形の長手側面がバンパ
２２及びステイ２３にそれぞれ接触するように取り付け
られている。
ツ特許（３６２６１５０）には、図６に示すように楕円
環状の減衰成形体２１を介してバンパ２２を車体のステ
イ２３に取り付けたものが開示されている。減衰成形体
２１は周方向に繊維が配列されたＦＲＰ（繊維強化プラ
スチック）により形成され、楕円形の長手側面がバンパ
２２及びステイ２３にそれぞれ接触するように取り付け
られている。
【０００４】又、特開昭５７−１２４１４２号公報には
バンパに使用するエネルギー吸収用構造材として、図８
に示すように繊維複合材料（例えばエポキシ樹脂含浸ガ
ラス繊維）製の条帯２４からなる網状組織で円筒状に形
成された構造体２５が提案されている。構造体２５は筒
の軸方向に圧縮負荷が加わる状態で使用され、構造体２
５に軸方向の荷重が作用すると網状組織の対向する結節
点２６において層間剥離を起こし、剪断降伏が繊維とマ
トリックスとの界面で生ずることによりエネルギーを段
階的に吸収するようになっている。又、各結節点２６は
約１０層の繊維複合材料製の条帯２４で形成されてい
る。
バンパに使用するエネルギー吸収用構造材として、図８
に示すように繊維複合材料（例えばエポキシ樹脂含浸ガ
ラス繊維）製の条帯２４からなる網状組織で円筒状に形
成された構造体２５が提案されている。構造体２５は筒
の軸方向に圧縮負荷が加わる状態で使用され、構造体２
５に軸方向の荷重が作用すると網状組織の対向する結節
点２６において層間剥離を起こし、剪断降伏が繊維とマ
トリックスとの界面で生ずることによりエネルギーを段
階的に吸収するようになっている。又、各結節点２６は
約１０層の繊維複合材料製の条帯２４で形成されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記ドイツ特許には周
方向に繊維が配列されたＦＲＰ製の減衰成形体２１をエ
ネルギー吸収部材として使用することは開示されている
が、その部材に荷重が加わった際に発生する応力、その
変動、吸収エネルギー等については全く触れられていな
い。周方向に長繊維が配列されたＦＲＰ製の環状構造体
の製法としては、フィラメントに樹脂を含浸（付着）さ
せながらマンドレル（芯材）に多層に巻き付けた後、加
熱硬化するフィラメントワインディング（ＦＷ）法が一
般に用いられる。ＦＷ法で作製した均質な構造体をその
側面からの荷重で圧縮していくと、破壊のきっかけがな
いため、圧縮エネルギーが蓄積され、耐えきれなくなる
と一挙に繊維の層間剥離を起こして破壊し、変形応力が
突発的に激減する。圧縮の初期段階ではこの激しい応力
変動を繰り返して層間剥離が進行し、次第に応力が低下
する傾向をとる。更に変形が大きくなり、繊維の破断限
界を越えると応力は更に減衰する。この圧縮変形過程で
発生する応力と変形量の積（具体的には圧縮荷重−変位
量曲線と変位量を表す軸との間の面積）がそのときの吸
収エネルギーとなる。バンパ支持部材などでは、こうし
たエネルギー吸収能の他に衝撃を小さくする能力も要求
されるので、応力の最大値を一定以下の低いレベルに抑
える必要があり、応力変動の激しい場合には全体として
のエネルギー吸収量が小さくなる。従って、衝撃を小さ
く、しかも変形時のエネルギー吸収量を大きくするとい
う要求を満たすためには、圧縮荷重−変位量曲線をでき
るだけ低いレベルで一定に保つことが重要なポイントと
なる。
方向に繊維が配列されたＦＲＰ製の減衰成形体２１をエ
ネルギー吸収部材として使用することは開示されている
が、その部材に荷重が加わった際に発生する応力、その
変動、吸収エネルギー等については全く触れられていな
い。周方向に長繊維が配列されたＦＲＰ製の環状構造体
の製法としては、フィラメントに樹脂を含浸（付着）さ
せながらマンドレル（芯材）に多層に巻き付けた後、加
熱硬化するフィラメントワインディング（ＦＷ）法が一
般に用いられる。ＦＷ法で作製した均質な構造体をその
側面からの荷重で圧縮していくと、破壊のきっかけがな
いため、圧縮エネルギーが蓄積され、耐えきれなくなる
と一挙に繊維の層間剥離を起こして破壊し、変形応力が
突発的に激減する。圧縮の初期段階ではこの激しい応力
変動を繰り返して層間剥離が進行し、次第に応力が低下
する傾向をとる。更に変形が大きくなり、繊維の破断限
界を越えると応力は更に減衰する。この圧縮変形過程で
発生する応力と変形量の積（具体的には圧縮荷重−変位
量曲線と変位量を表す軸との間の面積）がそのときの吸
収エネルギーとなる。バンパ支持部材などでは、こうし
たエネルギー吸収能の他に衝撃を小さくする能力も要求
されるので、応力の最大値を一定以下の低いレベルに抑
える必要があり、応力変動の激しい場合には全体として
のエネルギー吸収量が小さくなる。従って、衝撃を小さ
く、しかも変形時のエネルギー吸収量を大きくするとい
う要求を満たすためには、圧縮荷重−変位量曲線をでき
るだけ低いレベルで一定に保つことが重要なポイントと
なる。
【０００６】ドイツ特許に開示されたものと同様に周方
向にガラス繊維が配列されたＦＲＰ製で厚さが一定な楕
円環状の構造体を作製し、楕円形の長手方向側面からの
荷重で圧縮した時の荷重と変位量の関係を測定したとこ
ろ図７に示すような結果が得られた。この場合は最初に
剥離の始まる点で荷重の突発的な変化が発生し、その変
動が非常に激しいため、荷重の最大値を一定以下の低い
レベルに抑えると、エネルギー吸収量が小さくなり、バ
ンパのエネルギー吸収部材としては不十分である。
向にガラス繊維が配列されたＦＲＰ製で厚さが一定な楕
円環状の構造体を作製し、楕円形の長手方向側面からの
荷重で圧縮した時の荷重と変位量の関係を測定したとこ
ろ図７に示すような結果が得られた。この場合は最初に
剥離の始まる点で荷重の突発的な変化が発生し、その変
動が非常に激しいため、荷重の最大値を一定以下の低い
レベルに抑えると、エネルギー吸収量が小さくなり、バ
ンパのエネルギー吸収部材としては不十分である。
【０００７】一方、特開昭５７−１２４１４２号公報に
開示された筒状のエネルギー吸収用構造材は、筒の軸方
向に圧縮荷重が加わる場合はその機能が発揮されるが、
斜め方向からの荷重に対してはほとんど対応できない。
又、前記のように吸収エネルギーを大きくするには変位
量が増加しても荷重が一定レベルに保たれることが重要
であるが、このエネルギー吸収用構造材は変位量の増加
に伴って荷重が次第に減衰し、エネルギー吸収量が大き
くなり難いという問題がある。
開示された筒状のエネルギー吸収用構造材は、筒の軸方
向に圧縮荷重が加わる場合はその機能が発揮されるが、
斜め方向からの荷重に対してはほとんど対応できない。
又、前記のように吸収エネルギーを大きくするには変位
量が増加しても荷重が一定レベルに保たれることが重要
であるが、このエネルギー吸収用構造材は変位量の増加
に伴って荷重が次第に減衰し、エネルギー吸収量が大き
くなり難いという問題がある。
【０００８】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は衝突変形時にある一定以上の応
力を発生せず、一定量の変形に対して吸収するエネルギ
ーが大きく、しかも斜め方向からの荷重に対しても高い
衝撃吸収能力を持ち、金属に比較して軽量化されたエネ
ルギー吸収部材を提供することにある。
のであって、その目的は衝突変形時にある一定以上の応
力を発生せず、一定量の変形に対して吸収するエネルギ
ーが大きく、しかも斜め方向からの荷重に対しても高い
衝撃吸収能力を持ち、金属に比較して軽量化されたエネ
ルギー吸収部材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明のエネルギー吸収部材は、断面円環状をなす
ように繊維が周方向に巻き付けられるとともに、該繊維
が樹脂により結束硬化された繊維強化複合材料で筒状に
形成され、前記筒状の内周面に該繊維の連続性を保った
まま軸方向に延びる溝状の凹部を設け、側面から圧縮荷
重を受けた際に前記凹部に応力を集中させるようにした
ことを特徴とする。
めに本発明のエネルギー吸収部材は、断面円環状をなす
ように繊維が周方向に巻き付けられるとともに、該繊維
が樹脂により結束硬化された繊維強化複合材料で筒状に
形成され、前記筒状の内周面に該繊維の連続性を保った
まま軸方向に延びる溝状の凹部を設け、側面から圧縮荷
重を受けた際に前記凹部に応力を集中させるようにした
ことを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明のエネルギー吸収部竿は筒部の側面から
圧縮荷重を受けるように取り付けられる。圧縮荷重によ
りエネルギー吸収部材に生じる変形は、内側で圧縮、外
側で伸長となる。筒部が均一でなく、内周面に軸方向に
延びる凹部が存在するため、エネルギー吸収部材に圧縮
荷重が作用した際に、そこの応力集中が生じて当該部分
から繊維の層間剥離が起こる。従って、破壊のきっかけ
が無いために圧縮エネルギーが蓄積され耐えきれなくな
った時点で一挙に繊維の層間剥離を起こすことによる突
発的な応力変化はなくなる。又、凹部を設ける位置及び
数により圧縮荷重に対する変形挙動をコントロールする
ことが可能となる。
圧縮荷重を受けるように取り付けられる。圧縮荷重によ
りエネルギー吸収部材に生じる変形は、内側で圧縮、外
側で伸長となる。筒部が均一でなく、内周面に軸方向に
延びる凹部が存在するため、エネルギー吸収部材に圧縮
荷重が作用した際に、そこの応力集中が生じて当該部分
から繊維の層間剥離が起こる。従って、破壊のきっかけ
が無いために圧縮エネルギーが蓄積され耐えきれなくな
った時点で一挙に繊維の層間剥離を起こすことによる突
発的な応力変化はなくなる。又、凹部を設ける位置及び
数により圧縮荷重に対する変形挙動をコントロールする
ことが可能となる。
【００１１】
（実施例１）以下、本発明を具体化した第１実施例を図
１〜図３に従って説明する。図１に示すようにエネルギ
ー吸収部材１は外径が一定な円筒状に形成され、その内
周面に軸方向に延びる楔状の（曲率半径が小さい）凹部
２が９０°の位相差で４個形成されている。エネルギー
吸収部材１は合成樹脂を無端状の長繊維（フィラメン
ト）で補強したＦＲＰで形成され、フィラメントが周方
向に巻き付けられた状態に形成されている。この実施例
ではフィラメントとしてガラス繊維を、合成樹脂として
エポキシ樹脂をそれぞれ使用した。
１〜図３に従って説明する。図１に示すようにエネルギ
ー吸収部材１は外径が一定な円筒状に形成され、その内
周面に軸方向に延びる楔状の（曲率半径が小さい）凹部
２が９０°の位相差で４個形成されている。エネルギー
吸収部材１は合成樹脂を無端状の長繊維（フィラメン
ト）で補強したＦＲＰで形成され、フィラメントが周方
向に巻き付けられた状態に形成されている。この実施例
ではフィラメントとしてガラス繊維を、合成樹脂として
エポキシ樹脂をそれぞれ使用した。
【００１２】エネルギー吸収部材１の作製にはフィラメ
ントに樹脂を付着しながらマンドレル上に巻き付けた
後、樹脂を加熱硬化させるフィラメントワインディング
（ＦＷ）法を採用した。マンドレル３は図３に示すよう
に、金属製円筒３ａの外周にその長手方向に沿って４本
の細い円形断面のロッド３ｂが等間隔で固着された構造
となっている。そして、このマンドレル３を使用してガ
ラス繊維のフィラメントをマンドレル３の周囲に、回転
軸に対してほぼ直角に、樹脂を付着しながら多層に重ね
て巻付けた後、樹脂を加熱硬化させる。その後、マンド
レル３を取り外すと、内面に軸方向に沿って楔状の凹部
２が固定された状態でエネルギー吸収部材１が形成され
る。このようにして作製されたエネルギー吸収部材１は
凹部２と対応する位置においても繊維切断を起こしてい
ない。
ントに樹脂を付着しながらマンドレル上に巻き付けた
後、樹脂を加熱硬化させるフィラメントワインディング
（ＦＷ）法を採用した。マンドレル３は図３に示すよう
に、金属製円筒３ａの外周にその長手方向に沿って４本
の細い円形断面のロッド３ｂが等間隔で固着された構造
となっている。そして、このマンドレル３を使用してガ
ラス繊維のフィラメントをマンドレル３の周囲に、回転
軸に対してほぼ直角に、樹脂を付着しながら多層に重ね
て巻付けた後、樹脂を加熱硬化させる。その後、マンド
レル３を取り外すと、内面に軸方向に沿って楔状の凹部
２が固定された状態でエネルギー吸収部材１が形成され
る。このようにして作製されたエネルギー吸収部材１は
凹部２と対応する位置においても繊維切断を起こしてい
ない。
【００１３】前記のように構成されたエネルギー吸収部
材１は、図２（ａ）に示すように凹部２とエネルギー吸
収部材１の中心とを結ぶ線と、圧縮荷重Ｐの作用方向と
のなす角度が０°及び±９０°となる状態、あるいは図
２（ｂ）に示すように前記角度が±４５°となる状態に
配置されて使用される。繊維を周方向に巻き付けた均質
な円筒を側面から圧縮すると、破壊のきっかけがないた
め圧縮エネルギーが蓄積され、耐えきれなくなった時点
で一挙に層間剥離を起こして破壊し、変形応力が激減す
る。このような変形応力の突発的な変化は、発生する応
力の大きさに比較して吸収エネルギーが小さくなるため
好ましくない。これに対して円筒の内面に楔状の凹部が
存在すると、そこに応力集中が生じて当該部分から繊維
の層間剥離が起こり、最初の剥離が比較的低い荷重レベ
ルで誘発され、初期のエネルギー蓄積が抑制される。し
かも、凹部２と対応する位置においても繊維切断を起こ
していないので、繊維損傷を起こすような加工によって
凹部２が形成された場合に発生するであろう圧縮変形時
の強度低下も吸収エネルギーの減少も、共にほとんどみ
られない。従って、前記のように構成されたエネルギー
吸収部材１に圧縮荷重が作用すると、突発的な応力変化
が起こらず、バンパ支持部材として使用した場合、衝突
時の衝撃が緩和されるためバンパ用エネルギー吸収部材
として好ましい。又、材質が比重約２近辺のＦＲＰであ
るため、金属のそれに比してはるかに小さく、軽量化が
図れる。
材１は、図２（ａ）に示すように凹部２とエネルギー吸
収部材１の中心とを結ぶ線と、圧縮荷重Ｐの作用方向と
のなす角度が０°及び±９０°となる状態、あるいは図
２（ｂ）に示すように前記角度が±４５°となる状態に
配置されて使用される。繊維を周方向に巻き付けた均質
な円筒を側面から圧縮すると、破壊のきっかけがないた
め圧縮エネルギーが蓄積され、耐えきれなくなった時点
で一挙に層間剥離を起こして破壊し、変形応力が激減す
る。このような変形応力の突発的な変化は、発生する応
力の大きさに比較して吸収エネルギーが小さくなるため
好ましくない。これに対して円筒の内面に楔状の凹部が
存在すると、そこに応力集中が生じて当該部分から繊維
の層間剥離が起こり、最初の剥離が比較的低い荷重レベ
ルで誘発され、初期のエネルギー蓄積が抑制される。し
かも、凹部２と対応する位置においても繊維切断を起こ
していないので、繊維損傷を起こすような加工によって
凹部２が形成された場合に発生するであろう圧縮変形時
の強度低下も吸収エネルギーの減少も、共にほとんどみ
られない。従って、前記のように構成されたエネルギー
吸収部材１に圧縮荷重が作用すると、突発的な応力変化
が起こらず、バンパ支持部材として使用した場合、衝突
時の衝撃が緩和されるためバンパ用エネルギー吸収部材
として好ましい。又、材質が比重約２近辺のＦＲＰであ
るため、金属のそれに比してはるかに小さく、軽量化が
図れる。
【００１４】繊維材料は一般に引張りには強く、圧縮に
は弱い傾向にあるため、使用時に圧縮変形を受ける円筒
の内側に楔状の凹部２を設けることにより、僅かなくぼ
みでも充分な効果を発揮する。又、筒状体の周方向にフ
ィラメントが巻き付けられた構造体の作製が容易なＦＷ
法を使用する場合、内側のほうが凹部を形成し易い。一
般に、圧縮荷重に対して圧縮方向に平行な部位の変形が
大きく破壊し易いが、必ずしも破壊部位は安定せず、材
料のばらつきによって異常な部位から破壊することも多
い。これに対して、圧縮荷重の方向に対して０°及び９
０°の方向の位置に楔状凹部が存在すると破壊部位及び
破壊状態が安定し、常に吸収エネルギーの量が一定に保
たれる。
は弱い傾向にあるため、使用時に圧縮変形を受ける円筒
の内側に楔状の凹部２を設けることにより、僅かなくぼ
みでも充分な効果を発揮する。又、筒状体の周方向にフ
ィラメントが巻き付けられた構造体の作製が容易なＦＷ
法を使用する場合、内側のほうが凹部を形成し易い。一
般に、圧縮荷重に対して圧縮方向に平行な部位の変形が
大きく破壊し易いが、必ずしも破壊部位は安定せず、材
料のばらつきによって異常な部位から破壊することも多
い。これに対して、圧縮荷重の方向に対して０°及び９
０°の方向の位置に楔状凹部が存在すると破壊部位及び
破壊状態が安定し、常に吸収エネルギーの量が一定に保
たれる。
【００１５】又、断面円環状の均質な筒状体を側面から
圧縮する場合、圧縮方向に対して斜め４５°方向付近の
部位ではほとんど層間剥離が発生せず、エネルギー吸収
に寄与しない。図２（ｂ）に示すように圧縮方向に対し
て斜め４５°方向の部位に楔状の凹部２が位置するよう
に配置すると、通常ほとんどエネルギー吸収に寄与しな
い当該部位付近においても層間剥離が起こり、吸収エネ
ルギーの増大を図ることができる。
圧縮する場合、圧縮方向に対して斜め４５°方向付近の
部位ではほとんど層間剥離が発生せず、エネルギー吸収
に寄与しない。図２（ｂ）に示すように圧縮方向に対し
て斜め４５°方向の部位に楔状の凹部２が位置するよう
に配置すると、通常ほとんどエネルギー吸収に寄与しな
い当該部位付近においても層間剥離が起こり、吸収エネ
ルギーの増大を図ることができる。
【００１６】（実施例２）次に第２実施例を図４，図５
に従って説明する。この実施例のエネルギー吸収部材１
は円環状の筒部が複数組み合わされた構造となっている
点が前記各実施例と大きく異なっている。エネルギー吸
収部材１は２個の円筒部４が間隔をあけて平行に配列さ
れ、その外側に楕円筒部５が両円筒部４に外接する状態
で一体に形成されている。両円筒部４はその内面に軸方
向に延びる楔状の凹部２を１個有し、両円筒の凹部２が
互いに対応するように形成されている。このエネルギー
吸収部材１はまず円筒部４に相当する円筒を、外周にロ
ッド３ｂが１本固着されたマンドレル３を使用して前記
実施例と同様にしてＦＷ法で作製した後、２個の円筒を
所定間隔で平行に配列し、その外周部に樹脂が付着した
ガラス繊維をＦＷ方式で巻き付け、樹脂を加熱硬化する
ことにより作製される。
に従って説明する。この実施例のエネルギー吸収部材１
は円環状の筒部が複数組み合わされた構造となっている
点が前記各実施例と大きく異なっている。エネルギー吸
収部材１は２個の円筒部４が間隔をあけて平行に配列さ
れ、その外側に楕円筒部５が両円筒部４に外接する状態
で一体に形成されている。両円筒部４はその内面に軸方
向に延びる楔状の凹部２を１個有し、両円筒の凹部２が
互いに対応するように形成されている。このエネルギー
吸収部材１はまず円筒部４に相当する円筒を、外周にロ
ッド３ｂが１本固着されたマンドレル３を使用して前記
実施例と同様にしてＦＷ法で作製した後、２個の円筒を
所定間隔で平行に配列し、その外周部に樹脂が付着した
ガラス繊維をＦＷ方式で巻き付け、樹脂を加熱硬化する
ことにより作製される。
【００１７】このエネルギー吸収部材１に対して、その
側面から圧縮荷重を作用させた場合の荷重と変位量との
関係を測定した結果を図５（ｂ）に示す。又、比較のた
め同じ形状で楔状の凹部２のない構造体についての測定
結果を図５（ａ）に示す。楔状の凹部２がない場合は円
筒部４の円弧のいろいろな部位から曲げ破壊が起こり、
場合によっては楕円筒部５との異常な接触によって荷重
の変動が発生する。これに対して楔状の凹部２が存在す
る場合は圧縮による変形時における円筒部４の破壊部位
が安定し、圧縮荷重−変位量曲線も極めて安定した。す
なわち、エネルギー吸収量と最大荷重との比が大きくな
り、圧縮変形時における最大荷重を一定以下の低いレベ
ルに抑えてもエネルギー吸収量を大きくできる。又、複
数の試料について測定を行った結果、試料間のばらつき
も減少した。従って、このエネルギー吸収部材１はバン
パ用のエネルギー吸収部材として好ましい。
側面から圧縮荷重を作用させた場合の荷重と変位量との
関係を測定した結果を図５（ｂ）に示す。又、比較のた
め同じ形状で楔状の凹部２のない構造体についての測定
結果を図５（ａ）に示す。楔状の凹部２がない場合は円
筒部４の円弧のいろいろな部位から曲げ破壊が起こり、
場合によっては楕円筒部５との異常な接触によって荷重
の変動が発生する。これに対して楔状の凹部２が存在す
る場合は圧縮による変形時における円筒部４の破壊部位
が安定し、圧縮荷重−変位量曲線も極めて安定した。す
なわち、エネルギー吸収量と最大荷重との比が大きくな
り、圧縮変形時における最大荷重を一定以下の低いレベ
ルに抑えてもエネルギー吸収量を大きくできる。又、複
数の試料について測定を行った結果、試料間のばらつき
も減少した。従って、このエネルギー吸収部材１はバン
パ用のエネルギー吸収部材として好ましい。
【００１８】なお、本発明は前記両実施例に限定される
ものではなく、例えば、エネルギー吸収部材１の筒部の
断面形状としては円形、楕円形に限らず曲率の異なる円
弧の組み合わせ等実質的に円環状であればよく、又、楔
状の凹部２の数を変更したり楔状の凹部２の位置を圧縮
荷重の方向に対して０°、±４５°、±９０°以外の位
置にしたりしてもよい。凹部２を設ける位置や数を変え
ることにより、圧縮荷重に対する変形挙動をコントロー
ルすることが可能となる。又、素材のＦＲＰを構成する
樹脂はエポキシ樹脂に限らずフェノール樹脂、不飽和ポ
リエステルなどの熱硬化性樹脂を使用したり、強化繊維
としてガラス繊維に代えてカーボン繊維、アラミド繊維
等の高弾性、高強度の物性をもった各種の機能繊維が用
いられるが、自動車のバンパ用途では、耐熱性などの点
からコスト的にガラス繊維が好適である。又、第２実施
例のように複数の円筒部を組み合わせた構造の場合、円
筒部の数を増やしたり円筒部の径を違えてもよい。
ものではなく、例えば、エネルギー吸収部材１の筒部の
断面形状としては円形、楕円形に限らず曲率の異なる円
弧の組み合わせ等実質的に円環状であればよく、又、楔
状の凹部２の数を変更したり楔状の凹部２の位置を圧縮
荷重の方向に対して０°、±４５°、±９０°以外の位
置にしたりしてもよい。凹部２を設ける位置や数を変え
ることにより、圧縮荷重に対する変形挙動をコントロー
ルすることが可能となる。又、素材のＦＲＰを構成する
樹脂はエポキシ樹脂に限らずフェノール樹脂、不飽和ポ
リエステルなどの熱硬化性樹脂を使用したり、強化繊維
としてガラス繊維に代えてカーボン繊維、アラミド繊維
等の高弾性、高強度の物性をもった各種の機能繊維が用
いられるが、自動車のバンパ用途では、耐熱性などの点
からコスト的にガラス繊維が好適である。又、第２実施
例のように複数の円筒部を組み合わせた構造の場合、円
筒部の数を増やしたり円筒部の径を違えてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、筒
状に形成されたエネルギー吸収部材の内周面に繊維の連
続性を保ったまま軸方向に延びる溝状の凹部が存在する
ため、圧縮変形を受けた際に当該部分に応力集中が生
じ、繊維の層間剥離が当該部分から確実に発生して突発
的な応力変化が起きず、エネルギー吸収が安定して行わ
れる。又、凹部を設ける位置により圧縮荷重に対する変
形挙動をコントロールすることが可能となる。
状に形成されたエネルギー吸収部材の内周面に繊維の連
続性を保ったまま軸方向に延びる溝状の凹部が存在する
ため、圧縮変形を受けた際に当該部分に応力集中が生
じ、繊維の層間剥離が当該部分から確実に発生して突発
的な応力変化が起きず、エネルギー吸収が安定して行わ
れる。又、凹部を設ける位置により圧縮荷重に対する変
形挙動をコントロールすることが可能となる。
【図１】第１実施例のエネルギー吸収部材の概略斜視図
である。
である。
【図２】エネルギー吸収部材に対する圧縮荷重の作用方
向と凹部の位置関係を示す図である。
向と凹部の位置関係を示す図である。
【図３】エネルギー吸収部材の作製に使用するマンドレ
ルの概略斜視図である。
ルの概略斜視図である。
【図４】第２実施例のエネルギー吸収部材の概略斜視図
である。
である。
【図５】（ａ）は比較試料の圧縮荷重−変位量曲線、
（ｂ）は第２実施例のエネルギー吸収部材の圧縮荷重−
変位量曲線である。
（ｂ）は第２実施例のエネルギー吸収部材の圧縮荷重−
変位量曲線である。
【図６】従来のバンパ支持部材によるバンパ支持状態を
示す概略平面図である。
示す概略平面図である。
【図７】従来のバンパ支持部材の圧縮荷重−変位量曲線
である。
である。
【図８】従来のエネルギー吸収用構造材を示す概略斜視
図である。
図である。
１…エネルギー吸収部材、２…凹部、３…マンドレル、
４…円筒部。
４…円筒部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 裕志 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (72)発明者 近藤 利郎 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (72)発明者 多田 直弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭53−2836（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−1169（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−38821（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60R 19/00 - 19/56
Claims (1)
- 【請求項１】 断面円環状をなすように繊維が周方向に
巻き付けられるとともに、該繊維が樹脂により結束硬化
された繊維強化複合材料で筒状に形成され、前記筒状の
内周面に該繊維の連続性を保ったまま軸方向に延びる溝
状の凹部を設け、側面から圧縮荷重を受けた際に前記凹
部に応力を集中させるようにしたエネルギー吸収部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3073279A JP2975443B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | エネルギ−吸収部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3073279A JP2975443B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | エネルギ−吸収部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0532144A JPH0532144A (ja) | 1993-02-09 |
| JP2975443B2 true JP2975443B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=13513548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3073279A Expired - Fee Related JP2975443B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | エネルギ−吸収部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2975443B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009058129A1 (de) * | 2009-12-12 | 2011-06-16 | Borgwarner Inc., Auburn Hills | Endlamelle für ein Lamellenpaket, reibschlüssig arbeitende Einrichtung mit einer solchen Endlamelle und Verfahren zur Herstellung einer solchen Endlamelle |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5738821A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-03 | Toray Ind Inc | Production of amido-containing copolyester |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP3073279A patent/JP2975443B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0532144A (ja) | 1993-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |