JP4389848B2 - Load energy absorber - Google Patents

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Description

本発明は、荷重エネルギーを吸収する荷重エネルギー吸収材に関する。   The present invention relates to a load energy absorbing material that absorbs load energy.

車両の衝突時における衝撃を緩和するバンパ装置を構成する荷重エネルギー吸収材は、バンパ装置を構成するバンパレインンフォースに加えられた衝撃荷重のエネルギーを吸収する。このような荷重エネルギー吸収材の軽量化のため、荷重エネルギー吸収材を繊維強化樹脂で形成するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   The load energy absorbing material constituting the bumper device that reduces the impact at the time of the collision of the vehicle absorbs the energy of the impact load applied to the bumper reinforcement forming the bumper device. In order to reduce the weight of such a load energy absorbing material, one in which the load energy absorbing material is formed of a fiber reinforced resin is known (for example, see Patent Document 1).

特許文献1には、筒形状の荷重エネルギー吸収材が開示されている。筒形状の荷重エネルギー吸収材は、レジントランスファー成形(樹脂注入成形)によって形成される。つまり、荷重エネルギー吸収材は、繊維製の薄い素材をプレス加工によって筒形状に成形し、型内の繊維製の筒形状の素材に樹脂を含浸させる。   Patent Document 1 discloses a cylindrical load energy absorbing material. The cylindrical load energy absorbing material is formed by resin transfer molding (resin injection molding). That is, the load energy absorbing material is formed by pressing a thin fiber material into a cylindrical shape by press working, and impregnating the resin into the fiber cylindrical material in the mold.

しかし、筒形状(閉じ断面形状)の荷重エネルギー吸収材の形成では、筒の内面を形成するための型(中子)も用いて筒形状に形成する必要がある。そのため、型(中子)を用いるレジントランスファー成形では、型(中子)を用いないレジントランスファー成形に比べて、型(中子)を扱う工程が入るために成形時の工数が多くなるという問題がある。   However, in the formation of a cylindrical (closed cross-section) load energy absorbing material, it is necessary to form a cylindrical shape using a mold (core) for forming the inner surface of the cylinder. Therefore, in resin transfer molding using a mold (core), compared to resin transfer molding that does not use a mold (core), there is a problem that the number of man-hours for molding increases because of the process for handling the mold (core). There is.

特許文献1には、横断面形状がコ字形状(溝が1つある開き断面形状)の荷重エネルギー吸収材が開示されている。このような開き断面形状の荷重エネルギー吸収材は、筒形状の荷重エネルギー吸収材に比べて製作容易である。   Patent Document 1 discloses a load energy absorbing material having a U-shaped cross section (an open cross section having one groove). Such an open cross-section load energy absorbing material is easier to manufacture than a cylindrical load energy absorbing material.

荷重エネルギー吸収材としては、長手方向に延びる2つの溝を有する開き断面形状のものも考えられる。このような開き断面形状の荷重エネルギー吸収材は、コ字形状(溝が1つある開き断面形状)の荷重エネルギー吸収材に比べて、溝深さを小さくできることから溝側壁が挫屈するおそれが少なく、横断面形状の保持機能に優れる。つまり、複数の溝を有する開き断面形状の荷重エネルギー吸収材は、コ字形状の荷重エネルギー吸収材に比べて、荷重エネルギーの吸収能力に優れる。   As the load energy absorbing material, an open cross-sectional shape having two grooves extending in the longitudinal direction is also conceivable. Such a load energy absorbing material having an open cross-sectional shape can reduce the groove depth and less likely to bend the side wall of the groove as compared with a U-shaped load energy absorbing material (open cross-sectional shape having one groove). Excellent in holding function of cross-sectional shape. That is, a load energy absorbing material having an open cross-sectional shape having a plurality of grooves is superior in load energy absorption capability compared to a U-shaped load energy absorbing material.

これらの開き断面形状の荷重エネルギー吸収材は、その端部をバンパレインンフォースにネジ止めして結合される。通常、ネジ止めは、2箇所で行われる。
特開平6−307479号公報
These load energy absorbing materials having an open cross-sectional shape are joined by screwing their ends to the bumper reinforcement. Usually, screwing is performed in two places.
JP-A-6-307479

2つの溝を有する開き断面形状の荷重エネルギー吸収材では、溝の長さ方向に対して斜交する方向の荷重が荷重エネルギー吸収材に加えられると、荷重エネルギー吸収材に捻れが生じ易い。荷重エネルギー吸収材に捻れが生じることによって荷重エネルギー吸収材に応力集中が起こった場合には、この応力集中部分で破損(割れ)が発生することがある。この破損は、荷重エネルギー吸収材の端部(溝の端部付近)に生じやすく、このような破損が発生すると、この破損を境とした2つの断面部分に別々のネジ止め部分から力の伝達(衝撃荷重の伝達)が行われる。   In a load energy absorbing material having an open cross-sectional shape having two grooves, if a load in a direction oblique to the length direction of the groove is applied to the load energy absorbing material, the load energy absorbing material is likely to be twisted. When stress concentration occurs in the load energy absorbing material due to twisting of the load energy absorbing material, breakage (cracking) may occur at the stress concentration portion. This breakage is likely to occur at the end of the load energy absorbing material (near the end of the groove). When such breakage occurs, force is transmitted from two screwed parts to the two cross-sections with the break as a boundary. (Transmission of impact load) is performed.

別々のネジ止め部分が外側の2つの溝に対応する部分にあるとすると、2つの断面部分が別々に捻れ変形しようとする。別々の捻れにより初期の破損が助長され、2つの溝の間の部分において初期破損部位からエネルギー吸収材の長手方向に割れが走る。割れが助長されると、荷重エネルギー吸収材は、2つの溝がある1つの横断面形状の構造ではなく、1つの溝をそれぞれ有する2つの横断面形状の構造になってしまう。2つの溝を有する1つの横断面形状に比べ、溝を1つのみ有する横断面形状は、挫屈し易い形状である。つまり、2つの溝の間の部分において割れが入った構造は、挫屈が起きやすい不安定な構造である。   Assuming that the separate screwed portions are in the portions corresponding to the two outer grooves, the two cross-sectional portions try to twist and deform separately. The initial breakage is promoted by the separate twist, and a crack runs in the longitudinal direction of the energy absorbing material from the initial breakage site at the portion between the two grooves. When cracking is promoted, the load energy absorbing material becomes a structure having two cross-sectional shapes each having one groove, not a structure having one cross-sectional shape having two grooves. Compared to one cross-sectional shape having two grooves, a cross-sectional shape having only one groove is a shape that is easily buckled. That is, a structure in which a crack is formed in a portion between two grooves is an unstable structure in which buckling is likely to occur.

2つの溝の間の部分において割れが入らなければ挫屈は起こらず、荷重エネルギー吸収材は逐次破壊するのであるが、2つの溝の間の部分において割れが入った場合には、荷重エネルギー吸収材が途中で折れてしまう等の意図しない破壊挙動を起こすことがある。途中で折れてしまう等の破壊挙動では、荷重エネルギー吸収能力が低く、不安定破壊となってしまう。従って、不安定破壊が起きる原因である初期破損の助長(割れが走ること)の防止が望まれる。   If there is no crack in the part between the two grooves, buckling will not occur and the load energy absorbing material will break sequentially, but if there is a crack in the part between the two grooves, the load energy absorption Unintentional fracture behavior, such as the material breaking in the middle, may occur. In fracture behavior such as breaking in the middle, load energy absorption capability is low and unstable fracture occurs. Therefore, it is desired to prevent the initial breakage (cracking) that causes the unstable breakage.

本発明は、横断面形状が開き断面形状である荷重エネルギー吸収材における初期の破損の助長を防止することを目的とする。   An object of the present invention is to prevent early damage in a load energy absorbing material having an open cross-sectional shape and a cross-sectional shape.

本発明は、横断面形状が開き断面形状である梁部と、前記梁部の端部に設けられた取り付け部とを有し、前記梁部の横断面に対して垂直な方向の荷重の荷重エネルギーを吸収する荷重エネルギー吸収材を対象とし、請求項1の発明は、前記荷重エネルギー吸収材の取り付け対象と前記取り付け部とを固定する位置が、前記梁部の横断面形状を複数に区分けした各区分け横断面形状部に関する剪断中心であることを特徴とする。   The present invention has a beam portion whose cross-sectional shape is an open cross-sectional shape, and a mounting portion provided at an end portion of the beam portion, and is loaded with a load in a direction perpendicular to the cross-section of the beam portion. A load energy absorbing material that absorbs energy is targeted, and the invention according to claim 1 divides the cross-sectional shape of the beam portion into a plurality of positions for fixing the mounting target of the load energy absorbing material and the mounting portion. It is a shear center regarding each section cross-sectional shape part, It is characterized by the above-mentioned.

取り付け対象に加えられた荷重は、固定位置を介して荷重エネルギー吸収材に伝達される。この荷重により荷重エネルギー吸収材に初期破損が生じたと仮定し、この初期破損の位置を境にして梁部の横断面形状を区分けした複数の各区分け横断面形状部に関する剪断中心は、計算によって求めることができる。剪断中心は、荷重が加えられた場合にも荷重エネルギー吸収材に回転変形(捻れ変形)が生じない位置である。このようにして求められた剪断中心に固定位置が設けられるので、初期破損が助長されることはない。   The load applied to the attachment target is transmitted to the load energy absorbing material through the fixed position. Assuming that this load caused initial breakage in the load energy absorber, the shear center for each of the plurality of cross-sectional shape sections obtained by dividing the cross-sectional shape of the beam section from the position of the initial breakage is obtained by calculation. be able to. The shear center is a position where no rotational deformation (twist deformation) occurs in the load energy absorbing material even when a load is applied. Since a fixed position is provided at the shear center thus obtained, initial breakage is not promoted.

好適な例では、前記梁部は、並列に設けられた溝を少なくとも2つ有し、各溝を形成する溝形成壁の横断面形状が前記区分け横断面形状部又は前記区分け横断面形状部の一部である。   In a preferred example, the beam portion has at least two grooves provided in parallel, and the cross-sectional shape of the groove forming wall forming each groove is the segmented cross-sectional shape portion or the segmented cross-sectional shape portion. It is a part.

複数の溝を有する開き断面形状の荷重エネルギー吸収材は、荷重エネルギーの吸収能力に優れている。荷重エネルギーの吸収能力に優れた開き断面形状の荷重エネルギー吸収材は、本発明の適用対象として好適である。   A load energy absorbing material having an open cross-sectional shape having a plurality of grooves has an excellent ability to absorb load energy. A load energy absorbing material having an open cross-sectional shape excellent in load energy absorption capability is suitable as an application target of the present invention.

好適な例では、前記溝は、第1の溝と第2の溝とからなり、前記梁部は、前記第1の溝を含む第1の区分け横断面形状部と、前記第2の溝を含む第2の区分け横断面形状部とからなり、前記第1の区分け横断面形状部と前記第2の区分け横断面形状部とに関するそれぞれの剪断中心で固定手段が固定される。   In a preferred example, the groove includes a first groove and a second groove, and the beam portion includes a first sectioned cross-sectional shape portion including the first groove, and the second groove. The fixing means is fixed at the respective shear centers with respect to the first divided cross-sectional shape portion and the second divided cross-sectional shape portion.

2つの溝を並列に有する開き断面形状の荷重エネルギー吸収材では、荷重応力集中部分の特定が容易であり、区分けする複数の2つの区分け横断面形状部を適正に特定することができる。   In the load energy absorbing material having an open cross-sectional shape having two grooves in parallel, it is easy to specify a load stress concentration portion, and it is possible to appropriately specify a plurality of two divided cross-sectional shape portions to be divided.

好適な例では、前記荷重エネルギー吸収材は、繊維強化樹脂製である。
繊維強化樹脂は、硬くて脆く、塑性変形せずに破壊(割れ発生)してゆく。このような性質を持つ繊維強化樹脂製の荷重エネルギー吸収材は、本発明の適用対象として好適である。
In a preferred example, the load energy absorbing material is made of fiber reinforced resin.
The fiber reinforced resin is hard and brittle and breaks (breaks) without plastic deformation. A load energy absorbing material made of fiber reinforced resin having such properties is suitable as an application target of the present invention.

好適な例では、前記取り付け対象は、車両の衝突時における衝撃を緩和するためのバンパ装置を構成するバンパレインフォースであり、前記バンパレインフォースに固定された前記荷重エネルギー吸収材と前記バンパレインフォースとは、前記バンパ装置を構成する。   In a preferred example, the attachment object is a bumper reinforcement that constitutes a bumper device for mitigating an impact at the time of a vehicle collision. The load energy absorbing material fixed to the bumper reinforcement and the bumper reinforcement Constitutes the bumper device.

バンパ装置を構成する荷重エネルギー吸収材は、本発明の適用対象として好適である。   The load energy absorbing material constituting the bumper device is suitable as an application target of the present invention.

本発明は、横断面形状が開き断面形状である荷重エネルギー吸収材における初期の破損の助長を防止できるという優れた効果を奏する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an excellent effect that it is possible to prevent the initial damage from being promoted in a load energy absorbing material having an open cross-sectional shape and a cross-sectional shape.

以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。
図1(a)に示すように、バンパレインフォース11の両端部には繊維強化樹脂製の荷重エネルギー吸収材12,13がボルト14,14Aとナット15,15Aとによって締め付け結合されている。荷重エネルギー吸収材12,13は、同じ構成であるので、以下においては荷重エネルギー吸収材12についてのみ説明する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1A, load energy absorbing materials 12, 13 made of fiber reinforced resin are fastened to both ends of the bumper reinforcement 11 by bolts 14, 14A and nuts 15, 15A. Since the load energy absorbers 12 and 13 have the same configuration, only the load energy absorber 12 will be described below.

図1(b),(c)に示すように、荷重エネルギー吸収材12は、梁部16と、梁部16の一方の端部161に一体形成された取り付け部17とからなる。取り付け部17は、梁部16の長手方向に対して直交する平板形状に形成されており、取り付け部17には一対のネジ通し孔171,172が貫設されている。ボルト14は、ネジ通し孔171に通されてナット15に螺合されており、ボルト14Aは、ネジ通し孔172に通されてナット15Aに螺合されている。ボルト14とナット15との締め付け、及びボルト14Aとナット15Aとの締め付けにより、荷重エネルギー吸収材12がバンパレインフォース11に締め付け固定されている。荷重エネルギー吸収材12は、梁部16の横断面に対して垂直な方向の荷重の荷重エネルギーを吸収する。   As shown in FIGS. 1B and 1C, the load energy absorbing material 12 includes a beam portion 16 and an attachment portion 17 integrally formed with one end portion 161 of the beam portion 16. The attachment portion 17 is formed in a flat plate shape orthogonal to the longitudinal direction of the beam portion 16, and a pair of screw-through holes 171 and 172 are provided through the attachment portion 17. The bolt 14 is passed through the screw through hole 171 and screwed into the nut 15, and the bolt 14 </ b> A is passed through the screw through hole 172 and screwed into the nut 15 </ b> A. The load energy absorbing member 12 is fastened and fixed to the bumper reinforcement 11 by fastening the bolt 14 and the nut 15 and fastening the bolt 14A and the nut 15A. The load energy absorbing member 12 absorbs load energy of a load in a direction perpendicular to the cross section of the beam portion 16.

梁部16の横断面形状は、並列に設けられた第1の溝18と第2の溝19とを有する開き断面形状である。平板形状の取り付け部17は、溝18,19の底(平面形状)を形成する平板形状の底壁181,191の端部と、溝18,19の側面を形成する平板形状の側壁182,183,192,193の端部とに溝18,19の外側から連なっている。つまり、取り付け部17は、底壁181,191の端部と側壁182,183,192,193の端部とから溝18,19の外側へ張り出している。ネジ通し孔171は、第1の溝18の底壁181と取り付け部17との連結部173に近い位置に形成されており、ネジ通し孔172は、第2の溝19の底壁191と取り付け部17との連結部174に近い位置に形成されている。底壁181及び側壁182,183は、溝18を形成する溝形成壁を構成し、底壁191及び側壁192,193は、溝19を形成する溝形成壁を構成する。   The cross-sectional shape of the beam portion 16 is an open cross-sectional shape having a first groove 18 and a second groove 19 provided in parallel. The flat plate-shaped attachment portion 17 includes flat plate-shaped side walls 182 and 183 that form side surfaces of the grooves 18 and 19 and end portions of the flat plate-shaped bottom walls 181 and 191 that form the bottoms (planar shapes) of the grooves 18 and 19. , 192, 193 are connected to the end portions of the grooves 18, 19 from the outside. In other words, the mounting portion 17 projects from the ends of the bottom walls 181 and 191 and the ends of the side walls 182, 183, 192 and 193 to the outside of the grooves 18 and 19. The screw through hole 171 is formed at a position close to the connecting portion 173 between the bottom wall 181 of the first groove 18 and the attachment portion 17, and the screw through hole 172 is attached to the bottom wall 191 of the second groove 19. It is formed at a position close to the connecting portion 174 with the portion 17. The bottom wall 181 and the side walls 182 and 183 constitute a groove forming wall that forms the groove 18, and the bottom wall 191 and the side walls 192 and 193 constitute a groove forming wall that forms the groove 19.

荷重エネルギー吸収材12の取り付け対象であるバンパレインフォース11に加えられた荷重は、ボルト14,14A及びナット15,15Aを介して荷重エネルギー吸収材12に伝達される。例えば図1(a),(c)に矢印Rで示す方向の衝撃荷重がバンパレインフォース11に掛かる場合がある。これは、被衝突物の下にバンパレインフォース11が潜り込むような場合である。矢印Rで示す方向の衝撃荷重がバンパレインフォース11に掛かる場合、荷重エネルギー吸収材12を捻る力が働き、梁部16と取り付け部17との連結部における特定箇所Q〔図1(c)に図示〕に荷重応力(荷重に対する応力)が集中する。従って、荷重エネルギー吸収材12が破壊するほどの大きさの衝撃荷重が掛かった場合には、特定箇所Qに先ず割れが生じるものと予想される。   The load applied to the bumper reinforcement 11 to which the load energy absorbing material 12 is attached is transmitted to the load energy absorbing material 12 through the bolts 14 and 14A and the nuts 15 and 15A. For example, an impact load in the direction indicated by an arrow R in FIGS. 1A and 1C may be applied to the bumper reinforcement 11. This is a case where the bumper reinforcement 11 is under the collision object. When an impact load in the direction indicated by the arrow R is applied to the bumper reinforcement 11, a force that twists the load energy absorbing material 12 works, and a specific point Q in the connection portion between the beam portion 16 and the attachment portion 17 [in FIG. Load stress (stress with respect to load) concentrates on the drawing. Therefore, when an impact load of such a magnitude that the load energy absorbing material 12 is broken is applied, it is expected that a crack is first generated in the specific portion Q.

図1(b)に示すように、荷重応力が集中すると見なした特定箇所Qを境として、荷重エネルギー吸収材12の横断面形状を第1の区分け横断面形状部G1と第2の区分け横断面形状部G2とに区分けした場合、ネジ通し孔171の形成位置は、第1の区分け横断面形状部G1に関する剪断中心C1に設けられている。つまり、溝18,19の方向(梁部16の長手方向)に見た場合、剪断中心C1は、ネジ通し孔171内にある。又、ネジ通し孔172は、第2の区分け横断面形状部G2に関する剪断中心C2に設けられており、溝18,19の方向(梁部16の長手方向)に見た場合、剪断中心C2は、ネジ通し孔172内にある。   As shown in FIG. 1 (b), the cross-sectional shape of the load energy absorbing material 12 is divided into the first section cross-sectional shape portion G1 and the second section crossing at a specific location Q where load stress is considered to be concentrated. When divided into the surface shape portion G2, the formation position of the screw through hole 171 is provided at the shear center C1 related to the first section cross-sectional shape portion G1. That is, when viewed in the direction of the grooves 18 and 19 (longitudinal direction of the beam portion 16), the shear center C1 is in the screw hole 171. The screw through hole 172 is provided at the shear center C2 with respect to the second sectioned cross-sectional shape portion G2, and when viewed in the direction of the grooves 18 and 19 (longitudinal direction of the beam portion 16), the shear center C2 is , In the threaded hole 172.

ボルト14及びナット15は、第1の溝18に対応する第1の区分け横断面形状部G1に関する剪断中心C1に設けられた第1の固定手段を構成する。ボルト14A及びナット15Aは、第2の溝19に対応する第2の区分け横断面形状部G2に関する剪断中心C2に設けられた第2の固定手段を構成する。つまり、バンパレインフォース11に取り付け部17を固定するための第1の固定手段(ボルト14及びナット15)は、荷重エネルギー吸収材12の横断面形状を複数に区分けした各区分け横断面形状部G1,G2のうちの第1の区分け横断面形状部G1に関する剪断中心C1に設けられている。又、バンパレインフォース11に取り付け部17を固定するための第2の固定手段(ボルト14A及びナット15A)は、第2の区分け横断面形状部G2に関する剪断中心C2に設けられている。   The bolt 14 and the nut 15 constitute a first fixing means provided at the shear center C <b> 1 related to the first section cross-sectional shape portion G <b> 1 corresponding to the first groove 18. The bolt 14 </ b> A and the nut 15 </ b> A constitute second fixing means provided at the shear center C <b> 2 related to the second section cross-sectional shape portion G <b> 2 corresponding to the second groove 19. That is, the first fixing means (bolt 14 and nut 15) for fixing the attachment portion 17 to the bumper reinforcement 11 is divided into a plurality of divided cross-sectional shape portions G1 obtained by dividing the cross-sectional shape of the load energy absorbing material 12 into a plurality of portions. , G2 is provided at the shear center C1 related to the first section cross-sectional shape part G1. The second fixing means (bolt 14A and nut 15A) for fixing the attachment portion 17 to the bumper reinforcement 11 is provided at the shear center C2 related to the second sectioned cross-sectional shape portion G2.

なお、第1の区分け横断面形状部G1に関する剪断中心C1、及び第2の区分け横断面形状部G2に関する剪断中心C2は、例えば、「軽構造の理論とその応用(上)、林毅編、財団法人日本科学技術連盟、1966年9月14日、P.85〜86、例題3」に記載のように、計算によって求めることができる。   The shear center C1 related to the first section cross-sectional shape portion G1 and the shear center C2 related to the second section cross-section shape portion G2 are, for example, “theory of light structure and its application (above), apple edition, It can be obtained by calculation as described in Japan Federation of Science and Technology, September 14, 1966, P. 85-86, Example 3.

図2(a),(b)は、梁部16の端部161に平板形状の取り付け部21を一体形成した荷重エネルギー吸収材20を示す。平板形状の取り付け部21は、溝18,19の底壁181,191の端部と、溝18,19の側壁182,183,192,193の端部とに溝18,19の内側から連なっている。ネジ通し孔211,212は、溝18,19に対応する取り付け部21の部分に形成されており、ネジ通し孔211,212に通されたボルト14,14Aとナット15,15Aとの締め付けにより、取り付け部21がバンパレインフォースに締め付け固定されるようになっている。ネジ通し孔211,212は、本実施形態におけるネジ通し孔171,172の場合とは異なり、剪断中心C1,C2から大きく離れた位置にある。   2A and 2B show a load energy absorbing member 20 in which a flat plate-like attachment portion 21 is integrally formed at the end portion 161 of the beam portion 16. The flat plate-shaped attachment portion 21 is connected to the end portions of the bottom walls 181 and 191 of the grooves 18 and 19 and the end portions of the side walls 182, 183, 192 and 193 of the grooves 18 and 19 from the inside of the grooves 18 and 19. Yes. The screw through holes 211 and 212 are formed in the portion of the mounting portion 21 corresponding to the grooves 18 and 19, and by tightening the bolts 14 and 14A and the nuts 15 and 15A passed through the screw through holes 211 and 212, The attachment portion 21 is fastened and fixed to the bumper reinforcement. Unlike the screw through holes 171 and 172 in the present embodiment, the screw through holes 211 and 212 are at positions far away from the shear centers C1 and C2.

荷重エネルギー吸収材20においても、矢印Rの方向の衝撃荷重が掛かると、荷重応力が特定箇所Qに集中し、荷重エネルギー吸収材12が破壊するほどの大きさの衝撃荷重が掛かった場合には、特定箇所Qに先ず割れが生じるものと予想される。荷重応力が集中すると見なした荷重エネルギー吸収材20の特定箇所Qに割れ(初期破損)が生じた場合、バンパレインフォースに引き続き加えられる荷重の作用により、第1の区分け横断面形状部G1には荷重が主としてボルト14及びナット15を経由して伝わる。又、バンパレインフォースに引き続き加えられる荷重の作用により、第2の区分け横断面形状部G2には荷重が主としてボルト14A及びナット15Aを経由して伝わる。   Also in the load energy absorbing material 20, when an impact load in the direction of the arrow R is applied, the load stress is concentrated on the specific portion Q, and when the impact load is large enough to cause the load energy absorbing material 12 to break. First, it is expected that a crack will first occur in the specific portion Q. When a crack (initial breakage) occurs in a specific portion Q of the load energy absorbing material 20 that the load stress is considered to be concentrated on, the first sectioned cross-sectional shape portion G1 is caused by the action of the load applied to the bumper reinforcement. The load is transmitted mainly via the bolt 14 and the nut 15. Further, due to the action of the load continuously applied to the bumper reinforcement, the load is transmitted mainly to the second sectioned cross-sectional shape portion G2 via the bolt 14A and the nut 15A.

ネジ通し孔211は、剪断中心C1から大きく離れた位置にあるため、ボルト14及びナット15を経由して第1の区分け横断面形状部G1に伝わる荷重は、第1の区分け横断面形状部G1を捻り変形しようとする。又、ネジ通し孔212は、剪断中心C2から大きく離れた位置にあるため、ボルト14A及びナット15Aを経由して第2の区分け横断面形状部G2に伝わる荷重は、第2の区分け横断面形状部G2を捻り変形しようとする。つまり、荷重エネルギー吸収材20の第1の区分け横断面形状部G1と第2の区分け横断面形状部G2とは、別々に捻り変形しようとするため、荷重エネルギー吸収材20の特定箇所Qにおける割れ(初期破損)が助長されてしまう。荷重エネルギー吸収材20は、衝撃荷重を緩和する(荷重エネルギー吸収能力を高める)ために先端側(取り付け部21側)から順次破壊してゆくのが望ましい。しかし、荷重エネルギー吸収材20の特定箇所Qにおける割れ(初期破損)が助長されてしまうと、荷重エネルギー吸収材20の先端側から順次破壊させてゆくことができず、荷重エネルギー吸収材20の荷重エネルギー吸収能力が極端に低下してしまう。   Since the screw through hole 211 is located at a position far away from the shearing center C1, the load transmitted to the first section cross section G1 through the bolt 14 and the nut 15 is the first section cross section G1. Try to twist and deform. Further, since the screw through hole 212 is located at a position far away from the shear center C2, the load transmitted to the second section cross section G2 via the bolt 14A and the nut 15A is the second section cross section. The part G2 is torsionally deformed. That is, the first segmented cross-sectional shape part G1 and the second segmented cross-sectional shape part G2 of the load energy absorbing material 20 are torsionally deformed separately, and therefore the load energy absorbing material 20 is cracked at a specific location Q. (Initial damage) is encouraged. It is desirable that the load energy absorbing material 20 is sequentially broken from the tip end side (attachment portion 21 side) in order to reduce the impact load (increase the load energy absorption capability). However, if a crack (initial breakage) at a specific point Q of the load energy absorbing material 20 is promoted, the load energy absorbing material 20 cannot be broken sequentially from the front end side, and the load of the load energy absorbing material 20 is reduced. Energy absorption capacity will be extremely reduced.

第1の実施形態では以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の荷重エネルギー吸収材12では、ネジ通し孔171,172が剪断中心C1,C2に設けられているため、荷重エネルギー吸収材20の第1の区分け横断面形状部G1と第2の区分け横断面形状部G2とが別々に捻り作用を受けるおそれがなくなる。つまり、荷重エネルギー吸収材12の特定箇所Qにおける割れ(初期破損)が助長されることはなく、荷重エネルギー吸収材12の荷重エネルギー吸収能力が低下することはない。
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the load energy absorbing material 12 of the present embodiment, since the screw through holes 171 and 172 are provided at the shear centers C1 and C2, the first section cross-sectional shape part G1 of the load energy absorbing material 20 and the first There is no possibility that the two sectioned cross-sectional shape portions G2 are separately subjected to the twisting action. That is, the crack (initial breakage) at the specific location Q of the load energy absorbing material 12 is not promoted, and the load energy absorbing ability of the load energy absorbing material 12 is not reduced.

(2)2つの溝18,19を並列に有する荷重エネルギー吸収材12では、初期破損(割れ)が最も生じやすい荷重応力集中部(特定箇所Q)の特定が容易である。従って、初期破損(割れ)の発生後における初期破損を境として分割された横断面形状部に一致すると予想される2つの区分け横断面形状部G1,G2は、適正に特定される。   (2) In the load energy absorbing material 12 having the two grooves 18 and 19 in parallel, it is easy to identify the load stress concentration portion (specific location Q) where initial breakage (cracking) is most likely to occur. Therefore, the two divided cross-sectional shape portions G1 and G2 that are expected to coincide with the cross-sectional shape portion divided by the initial breakage after the occurrence of the initial breakage (cracking) are appropriately identified.

(3)荷重エネルギー吸収材12側に圧縮荷重が掛かると共に、他の荷重エネルギー吸収材13側には引っ張り荷重が掛かるという場合がある。第1の溝18に対応するボルト14とナット15との組と、第2の溝19に対応するボルト14Aとナット15Aとの組という2組の固定手段によってバンパレインフォース11に荷重エネルギー吸収材12,13を固定する構成は、別の荷重エネルギー吸収材13とバンパレインフォース11との解離を防止する上で有利である。   (3) In some cases, a compressive load is applied to the load energy absorbing material 12 side, and a tensile load is applied to the other load energy absorbing material 13 side. The load energy absorbing material is applied to the bumper reinforcement 11 by two sets of fixing means, that is, a set of a bolt 14 and a nut 15 corresponding to the first groove 18 and a set of a bolt 14A and a nut 15A corresponding to the second groove 19. The configuration in which the members 12 and 13 are fixed is advantageous in preventing dissociation between the separate load energy absorber 13 and the bumper reinforcement 11.

(4)2つの溝18,19を有する荷重エネルギー吸収材12に比べ、溝が1つしかない荷重エネルギー吸収材では、溝の深さを大きくする必要があり、溝の深さ方向における側壁の長さが長くなる。溝の深さ方向における溝の側壁の長さが大きいと、溝の側壁が挫屈し易くなり、荷重エネルギー吸収能力が悪くなる。並列に設けられた2つの溝18,19を有する荷重エネルギー吸収材12では、溝18,19が浅く、溝18,19の側壁182,183,192,193が挫屈し難い。つまり、並列に設けられた2つの溝18,19を有する荷重エネルギー吸収材12は、荷重エネルギー吸収能力に優れており、荷重エネルギー吸収能力に優れた開き断面形状の荷重エネルギー吸収材12は、本発明の適用対象として好適である。   (4) Compared with the load energy absorbing material 12 having two grooves 18 and 19, in the load energy absorbing material having only one groove, the depth of the groove needs to be increased. Length increases. If the length of the side wall of the groove in the depth direction of the groove is large, the side wall of the groove tends to bend and the load energy absorption capability is deteriorated. In the load energy absorbing material 12 having two grooves 18 and 19 provided in parallel, the grooves 18 and 19 are shallow, and the side walls 182, 183, 192, and 193 of the grooves 18 and 19 are not easily buckled. That is, the load energy absorbing material 12 having the two grooves 18 and 19 provided in parallel is excellent in load energy absorbing capacity, and the load energy absorbing material 12 having an open cross-sectional shape excellent in load energy absorbing capacity is It is suitable as an application object of the invention.

(5)ネジ通し孔171,172は、剪断中心C1,C2に設けられている。ネジ通し孔171を剪断中心C1に設ければ、ボルト14及びナット15からなる固定手段が剪断中心C1の位置に確実に配置される。ネジ通し孔172を剪断中心C2に設ければ、ボルト14A及びナット15Aからなる固定手段が剪断中心C2の位置に確実に配置される。ボルト14,14A及びナット15,15Aからなる固定手段は、バンパレインフォース11と荷重エネルギー吸収材12とを連結して固定する手段として簡便であり、しかも剪断中心に確実に配置する上で好適な固定手段である。   (5) The screw through holes 171 and 172 are provided at the shear centers C1 and C2. If the screw hole 171 is provided at the shearing center C1, the fixing means including the bolt 14 and the nut 15 is reliably arranged at the position of the shearing center C1. If the screw through hole 172 is provided at the shear center C2, the fixing means including the bolt 14A and the nut 15A is surely arranged at the position of the shear center C2. The fixing means including the bolts 14 and 14A and the nuts 15 and 15A is simple as a means for connecting and fixing the bumper reinforcement 11 and the load energy absorbing material 12, and is suitable for reliably arranging at the shear center. It is a fixing means.

(6)繊維強化樹脂は、金属に比べて軽量であって、高弾性、高強度の優れた材料である。しかも、繊維強化樹脂は、脆性の材料(硬くて脆い材料)であって、塑性変形せずに破壊(割れ発生)してゆく。従って、繊維強化樹脂は、荷重エネルギー吸収材の材質として好適である。このような性質を持つ繊維強化樹脂製の荷重エネルギー吸収材12は、本発明の適用対象として好適である。   (6) The fiber reinforced resin is lighter than metal and is an excellent material having high elasticity and high strength. Moreover, the fiber reinforced resin is a brittle material (hard and brittle material), and breaks (breaks) without plastic deformation. Accordingly, the fiber reinforced resin is suitable as a material for the load energy absorbing material. The load energy absorbing material 12 made of fiber reinforced resin having such properties is suitable as an application target of the present invention.

本発明では以下のような実施形態も可能である。
・3つ以上の溝が並列に設けられた開き横断面形状の荷重エネルギー吸収材に本発明を適用してもよい。
In the present invention, the following embodiments are also possible.
-You may apply this invention to the load energy absorption material of the open cross-sectional shape in which the 3 or more groove | channel was provided in parallel.

・特定箇所Q(荷重応力集中部)における繊維密度を他部位よりも小さくしたり、あるいは特定箇所Qには繊維を配設しないようにして、破損起点特定部としてもよい。
・凹みや貫通孔を破損起点特定部としてもよい。
-It is good also as a breakage origin specific part by making fiber density in the specific location Q (load stress concentration part) smaller than another site, or not arrange | positioning a fiber in the specific location Q. FIG.
-It is good also considering a dent and a through-hole as a breakage origin specific part.

・取り付け部17と梁部16とを接着剤を用いて連結してもよい。
・溝の底の面形状を曲面(凹面)形状にしてもよい。
・溝の側面の面形状を曲面形状にしてもよい。
-You may connect the attachment part 17 and the beam part 16 using an adhesive agent.
-The surface shape of the bottom of the groove may be a curved surface (concave surface).
-The surface shape of the side surface of the groove may be a curved surface shape.

・荷重エネルギー吸収材の材質として、繊維強化樹脂以外に、例えば脆性の材料であるCMC(セラミック基複合材料)を用いてもよい。
・荷重エネルギー吸収材の取り付け対象と荷重エネルギー吸収材の取り付け部とをリベット締結によって固定してもよい。
As a material of the load energy absorbing material, for example, CMC (ceramic matrix composite material) which is a brittle material may be used in addition to the fiber reinforced resin.
-You may fix the attachment object of a load energy absorption material, and the attachment part of a load energy absorption material by rivet fastening.

前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
〔1〕前記取り付け対象に前記取り付け部を固定する手段は、前記取り付け対象に前記取り付け部を締め付け固定するためのボルトとナットとからなり、前記ボルトを通すために前記取り付け部に設けられるネジ通し孔は、前記剪断中心に設けられている請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の荷重エネルギー吸収材。
The technical idea that can be grasped from the embodiment described above will be described below.
[1] The means for fixing the attachment part to the attachment object includes a bolt and a nut for fastening and fixing the attachment part to the attachment object, and a screw thread provided in the attachment part for passing the bolt. The load energy absorbing material according to any one of claims 1 to 5, wherein a hole is provided at the shear center.

ボルト及びナットからなる固定手段は、取り付け対象と荷重エネルギー吸収材とを連結して固定する手段として簡便であり、しかも剪断中心に的確に配置する上で好適な固定手段である。   The fixing means including a bolt and a nut is simple as a means for connecting and fixing the object to be attached and the load energy absorbing material, and is a preferable fixing means for accurately arranging at the shearing center.

第1の実施形態を示し、(a)は、バンパレインフォースと荷重エネルギー吸収材との平面図。(b)は、図1(a)のA−A線断面図。(c)は、荷重エネルギー吸収材の斜視図。1A is a plan view of a bumper reinforcement and a load energy absorbing material according to a first embodiment. (B) is the sectional view on the AA line of Fig.1 (a). (C) is a perspective view of a load energy absorber. 第1の実施形態の荷重エネルギー吸収材と比較するための荷重エネルギー吸収材を示し、(a)は、斜視図。(b)は、断面図。The load energy absorption material for comparing with the load energy absorption material of 1st Embodiment is shown, (a) is a perspective view. (B) is sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

11…取り付け対象としてのバンパレインフォース。12,13…荷重エネルギー吸収材。14…第1の固定手段を構成するボルト。15…第1の固定手段を構成するナット。14A…第2の固定手段を構成するボルト。15A…第2の固定手段を構成するナット。16…梁部。161…端部。17…取り付け部。18…第1の溝。181…溝形成壁を構成する底壁。182,183…溝形成壁を構成する側壁。19…第2の溝。191…溝形成壁を構成する底壁。192,193…溝形成壁を構成する側壁。G1…第1の区分け横断面形状部。G2…第2の区分け横断面形状部。C1,C2…剪断中心。   11 ... Bumper reinforcement as a mounting target. 12, 13 ... Load energy absorbing material. 14: A bolt constituting the first fixing means. 15 ... Nuts constituting the first fixing means. 14A: A bolt constituting the second fixing means. 15A ... Nuts constituting the second fixing means. 16: Beam part. 161: end. 17: A mounting portion. 18 ... 1st groove | channel. 181: A bottom wall constituting a groove forming wall. 182, 183... Sidewalls constituting the groove forming wall. 19: Second groove. 191: A bottom wall constituting a groove forming wall. 192, 193 ... Side walls constituting the groove forming wall. G1: First section cross-sectional shape portion. G2: Second section cross-sectional shape part. C1, C2 ... shear center.

Claims (5)

横断面形状が開き断面形状である梁部と、前記梁部の端部に設けられた取り付け部とを有し、前記梁部の横断面に対して垂直な方向の荷重の荷重エネルギーを吸収する荷重エネルギー吸収材において、
前記荷重エネルギー吸収材の取り付け対象と前記取り付け部とを固定する位置が、前記梁部の横断面形状を複数に区分けした各区分け横断面形状部に関する剪断中心であることを特徴とする荷重エネルギー吸収材。
It has a beam part whose cross-sectional shape is an open cross-sectional shape, and a mounting part provided at an end of the beam part, and absorbs load energy in a direction perpendicular to the cross-section of the beam part. In load energy absorbing material,
The load energy absorbing method, wherein the load energy absorbing material is attached to the attachment portion at a position where the position of fixing the attachment portion is a shear center with respect to each divided cross-sectional shape portion obtained by dividing the cross-sectional shape of the beam portion into a plurality of portions. Wood.
前記梁部は、並列に設けられた溝を少なくとも2つ有し、各溝を形成する溝形成壁の横断面形状が前記区分け横断面形状部又は前記区分け横断面形状部の一部であることを特徴とする請求項1に記載の荷重エネルギー吸収材。   The beam portion has at least two grooves provided in parallel, and the cross-sectional shape of the groove-forming wall forming each groove is the segmented cross-sectional shape portion or a part of the segmented cross-sectional shape portion. The load energy absorbing material according to claim 1. 前記溝は、第1の溝と第2の溝とからなり、前記梁部は、前記第1の溝を含む第1の区分け横断面形状部と、前記第2の溝を含む第2の区分け横断面形状部とからなり、前記第1の区分け横断面形状部と前記第2の区分け横断面形状部とに関するそれぞれの剪断中心で固定手段が固定されることを特徴とする請求項2に記載の荷重エネルギー吸収材。   The groove includes a first groove and a second groove, and the beam portion includes a first section cross-sectional shape portion including the first groove and a second section including the second groove. The fixing means is fixed at each shearing center with respect to the first sectioned cross-sectional shape part and the second sectioned cross-sectional shape part. Load energy absorber. 前記荷重エネルギー吸収材は、繊維強化樹脂製であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の荷重エネルギー吸収材。   The load energy absorbing material according to any one of claims 1 to 3, wherein the load energy absorbing material is made of a fiber reinforced resin. 前記取り付け対象は、車両の衝突時における衝撃を緩和するためのバンパ装置を構成するバンパレインフォースであり、前記バンパレインフォースに固定された前記荷重エネルギー吸収材と前記バンパレインフォースとは、前記バンパ装置を構成する請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の荷重エネルギー吸収材。   The attachment object is a bumper reinforcement that constitutes a bumper device for reducing an impact at the time of a vehicle collision. The load energy absorbing material fixed to the bumper reinforcement and the bumper reinforcement are the bumper The load energy absorbing material according to any one of claims 1 to 4, constituting the device.
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