JP3845419B2 - Impact energy absorber - Google Patents
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Description
本発明は、自動車のボディに加わる外力のエネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収材に関する。 The present invention relates to an impact energy absorbing material that absorbs energy of external force applied to the body of an automobile.
自動車の安全性を確保するため、アウタパネルやインナパネル等のボディパネルの補強が行われてきた。ボディパネルを補強するには、パネルの板厚を厚くすればよいが、板厚を厚くした分だけ車体の重量が増す傾向にあり、材料費が嵩み生産コストが高くなり、自動車の完成後は燃費も悪くなる。そのため、ボディパネルはパネルの曲率や板厚等を考慮しながら、パネルの強度ができるだけに強くなるように、設計上配慮されている。
しかし、自動車のボディは車種毎に形状やボディの板厚等が異なったり、自動車の付属部品が配設されているためパネルで補強できないこともある。そのため、ボディを強化しつつその軽量化を満たすためには、何らかの補強部材が必要となる。また、設計上充分にボディが強化されているものであっても、重量がさらに重くならないようにして、簡単な方法でさらにボディを強化したいような場合もある。
一方、自動車のボディに一定以上の外力が加わった場合、ボディパネルに塑性変形が生じる。このようなときに、その外力のエネルギーを吸収できるような吸収材があれば、その外力による自動車の乗員の負担や、他の構成部品の破損を軽くすることができる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、自動車の重量をさほど大きくすることなく、ボディに加わった外力のエネルギーを吸収することができる衝撃エネルギー吸収材を提供することを目的とする。
However, there are cases where the body of an automobile has a different shape, thickness of the body, etc. depending on the type of vehicle, or because the accessory parts of the automobile are arranged, the panel cannot be reinforced. Therefore, in order to satisfy the weight reduction while strengthening the body, some kind of reinforcing member is required. In addition, even if the body is sufficiently strengthened by design, there is a case where it is desired to further strengthen the body by a simple method so that the weight is not further increased.
On the other hand, when an external force exceeding a certain level is applied to the body of the automobile, plastic deformation occurs in the body panel. In such a case, if there is an absorbent material that can absorb the energy of the external force, the burden on the vehicle occupant and damage to other components due to the external force can be reduced.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an impact energy absorbing material that can absorb the energy of an external force applied to the body without significantly increasing the weight of the automobile.
上記目的を達成するために、硬質アルミニウム板材を2層に重ね、その表裏両面に、クラフト紙からなる内層材、外層材を重ね合わせてパイプを形成し、その周囲に凹凸部を螺旋状に形成し、このフレキシブル性のパイプを、横断面形状が四角形に形成してなり、このフレキシブルパイプを自動車のボディに取付け、外力がフレキシブルパイプの横断面に加わったときに、初期状態で高い荷重に対して上記横断面の変形量が少なく、一定以上の荷重がかかると上記横断面の変形量が急激に大きくなるように塑性変形させて外力のエネルギーを吸収するようにした。 In order to achieve the above purpose, hard aluminum plate material is layered in two layers, and on both the front and back surfaces, inner layer material and outer layer material made of kraft paper are layered to form a pipe, and uneven portions are formed in a spiral around the pipe. However, when this flexible pipe is formed into a quadrangular cross section, this flexible pipe is attached to the body of an automobile and an external force is applied to the cross section of the flexible pipe. Thus, the amount of deformation of the cross section is small, and when a load of a certain level or more is applied, the deformation of the cross section is plastically deformed so that the amount of external force is absorbed.
以上述べたように、本発明によれば、硬質アルミニウム板材を2層に重ね、その表裏両面に、クラフト紙からなる内層材、外層材を重ね合わせてパイプを形成し、その周囲に凹凸部を螺旋状に形成し、このフレキシブル性のパイプを、横断面形状が四角形に形成してなり、このフレキシブルパイプを自動車のボディに取付け、自動車の重量をさほど大きくすることなく、ボディに加わった外力のエネルギーを吸収することができ、その外力による乗員の負担や、他の構成部品の破損を軽減することができる。 As described above, according to the present invention, two layers of hard aluminum plate materials are stacked, and pipes are formed by stacking inner layer materials and outer layer materials made of kraft paper on both front and back surfaces, and uneven portions are formed around them. This flexible pipe has a rectangular cross-sectional shape and is attached to the body of an automobile so that the external force applied to the body can be increased without increasing the weight of the automobile. Energy can be absorbed, and the burden on the occupant due to the external force and damage to other components can be reduced.
以下、本発明の実施の形態による衝撃エネルギー吸収材について、図面を参照しながら説明する。
図1〜図3は、本発明に係る衝撃エネルギー吸収材1を示す。このエネルギー吸収材1は、断面が実質的に四角形のフレキシブル性を有するパイプである。四角形状については、正方形及び長方形のいずれの形状のものも使用でき、本実施の形態では、図2に示すように正方形のものを使用している。パイプの口径についても、使用状態に適合した種々の大きさのものがある。
Hereinafter, impact energy absorbing materials according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an impact
図4は、図3におけるエネルギー吸収材1の矢視X部の拡大図である。図に示すように、エネルギー吸収材1の表面形状は、外側から順に外層材2、中間層材3及び内層材4の3層からなる重合体である。このうち、外層材2、内層材4はクラフト紙を用い、中間層材3は硬質アルミニウムを使用する。そして、これらの層材2〜4に、エネルギー吸収材1の軸方向に連続した波状をなして凹部5及び凸部6を形成させ、この凹凸部5,6は、図1及び図3に示すように、螺旋状に形成されている。表1にエネルギー吸収材1として好ましい形状の詳細を示す。
FIG. 4 is an enlarged view of an X portion of the
次に、この衝撃エネルギー吸収材1の特性について説明する。
図5のAは、本実施の形態による矩形の衝撃エネルギー吸収材1を示し、図5のBは、比較例の、断面が円形の衝撃エネルギー吸収材10である。円形のエネルギー吸収材10は、断面が真円のフレキシブル性を有するパイプであり、外径が矩形エネルギー吸収材1の1辺の外部幅と同じであり、軸方向長さ、その他中間層材等の肉厚、螺旋形状のピッチや巻数も同じである。
Next, the characteristics of the impact
5A shows a rectangular impact
これらエネルギー吸収材1,10を圧縮試験機により、直径165mmの半球11の先端で圧縮し、図2における内径の長さLを計測した。圧縮速度は100mm/minである。その結果を図6に示す。図において、実線aは矩形のエネルギー吸収材1の試験結果を示し、実線bは、円形のエネルギー吸収材を示す。図から明らかなように、矩形のエネルギー吸収材1は、円形のものと比較して、初期状態から高い荷重に対して変形量が少なく、変形の初期段階で外力からのエネルギーを吸収する。そして、一定以上の荷重がかかると、変形量が急激に大きくなる。他方の円形のエネルギー吸収材10は、荷重と変形量が比例するリニア的線図になる。
These
表2はタイプの異なるエネルギー吸収材の形状の詳細を示し、これらのエネルギー吸収材について、上記試験を行った結果、タイプ1は底付(内部幅の長さLが0になる)するときの荷重が約220Kgfであり、タイプ2は460Kgfであった。タイプ2は、硬質アルミニウム板材として、厚さ0.1mmで幅35mmの硬質アルミニウム板材を2層に重ねて用いたものである。
Table 2 shows the details of the shapes of the energy absorbing materials of different types. As a result of the above test for these energy absorbing materials,
衝撃エネルギー吸収材1の強度については、角部に丸みを設けることで、荷重に対する変形量を変えることができ、丸みの半径が大きくなるほど、荷重に対する変形量が大きくなる。さらに、材料の厚さ、幅、凸部のピッチを変えることで、チューニングが可能である。
About the intensity | strength of the impact
このエネルギー吸収材1は、自動車のボディに外力が加わったときに、その外力のエネルギーを吸収するものである。エネルギー吸収材1の配置場所としては、図7に示すように、自動車11のフロントピラー12、センタピラー13、フロント及びリアドアのショルダー部14,15、腰部16,17、フロントルーフレール18、サイドルーフレール19、リヤヘッダーレール20等に、またスライディグルーフが取付けられているような場合はそのスライディグルーフ21回りに配置できる。
The
エネルギー吸収材1は、矩形であるので接着剤で容易にパネルに直付けすることができる。また、エネルギー吸収材1はフレキシブル性を有するので、配設場所に多少の湾曲があっても、それに対応して取付けができる。
このように本発明の実施の形態によるエネルギー吸収材は、自動車11のボディに外力が加わったときは、エネルギー吸収材1が変形することにより、外力のエネルギーを吸収し、他の部位にかかる負担や衝撃を軽減することができる。特に、断面が円形のものと比較して、大きな初期荷重を受けても、小さい変形量で衝撃を和らげることができる。
また、多少の湾曲があっても取付けることができるなど汎用性があり、取付けの作業性がよい。表1に示すように重量も軽く、車体の重量負担になることはない。
Since the
As described above, when the external force is applied to the body of the
In addition, it has versatility such that it can be mounted even if there is some curvature, and the mounting workability is good. As shown in Table 1, the weight is light, and the weight of the vehicle body is not burdened.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。 The embodiment of the present invention has been described above. Of course, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば以上の実施の形態によれば、図7に示すような位置にエネルギー吸収材1を配置したが、エネルギー吸収材1の取付位置はそれらの場所に限らず、例えばエンジンルームのエプロンサイドパネルや、フロントパネル等にも配置でき、同様な効果を有する。
また、エネルギー吸収材1については、これをフレキシブルにするのに、凹凸部5,6を螺旋状に形成したが、凹凸部を環状に並べてフレキシブル性を有するようにしてもよい。
エネルギー吸収材1を各部に取付けるにあたっては接着剤で取付ける方法のみでなく、エネルギー吸収材1にクリップを取付けてパネルに取付けてもよいし、クリップバンドによって取付けてもよい。
For example, according to the above embodiment, the
Moreover, about the
When attaching the
1 衝撃エネルギー吸収材
2 外層材
3 中間層材
4 内層材
5 凹部
6 凸部
11 自動車
DESCRIPTION OF
Claims (12)
The impact energy absorber according to any one of claims 1 to 4, wherein the body is around a sliding roof.
Priority Applications (1)
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JP2004073658A JP3845419B2 (en) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | Impact energy absorber |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004073658A JP3845419B2 (en) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | Impact energy absorber |
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2004
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