JP4420830B2 - 衝撃吸収部材 - Google Patents
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Description
図1、図2に本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材の概略図を示す。図1は衝撃吸収部材の概略斜視図であり、図2は、図1における(a)平面図、(b)正面図、(c)底面図、(d)側面図、である。
上記の2種類の部材は、それぞれ、シート状部材を積層して形成された部材からなっており、この部材が基材を囲み形成したものである。このような部材としては、例えば、薄いシート形状の部材であるシート状部材を積層して形成される、繊維強化ゴム(FRR)、繊維強化金属(FRM)、繊維強化セラミックス(FRC)、繊維強化プラスチック(FRP)等の繊維強化材、鉄、アルミ、樹脂等が例示できる。
図1、図2に示すように、本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材200は、この部材のうち物性の異なる2以上の材料を、衝撃吸収部材の長手方向に対して交互に配置して、交互配置構造を形成する。すなわち、物性の異なる部材を交互に配置することで交互配置構造を形成し、この交互配置構造を有する部材を、衝撃を直接受けることにより圧縮応力が発生する圧縮部位210及び、この圧縮部位210の両端側に連続する一対の側方部位220に適用することにより衝撃吸収部材200を形成している。
曲げ変形を受ける自動車の衝撃吸収部材に荷重が加わったときの概念図を図3、図4に示す。図3は、従来の衝撃吸収部材100に荷重が加わったときの概念図であり、図4は、図3におけるB付近の拡大図である。また、図5は、交互配置構造を適用した本発明に係る衝撃吸収部材200に荷重が加わったときの概念図である。
本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材200は、衝撃吸収部材の圧縮部位210及び側方部位220に交互配置構造を適用したものであり、例えば、図10に示すような自動車50のセンターピラーに適用することができる。図11は、図10におけるA付近の拡大図であり、側面衝突時に曲げ変形を受けるセンターピラー10が設けられている。なお、図11では、自動車50の側面部の構造部材に対して本発明を適用したが、自動車50の構造部材であれば他の箇所にも制限なく適用可能であり、例えば、フロントピラーやリアピラーに本発明の衝撃吸収部材200が使用されてもよい。また、その他の適用例としては、例えば、自動2輪、自転車、航空機、電車等の乗物の構造部材や、建築の構造部材等に使用されてもよい。
実施例1では、図14に示すように、交互配置構造の側方部位220における配置深さをH3(圧縮部位210から引張部位230側に3/4の位置まで配置)としたものを使用した。具体的には、圧縮部位210から引張部位230側に37.5mmの位置まで適用したものである(図13)。これは、衝撃吸収部材200の中立軸330を超える範囲である。
比較例1では、図14に示すように、交互配置構造の側方部位220における配置深さをH2(圧縮部位210から引張部位230側に2/4の位置まで配置)としたものを使用した。具体的には、圧縮部位210から引張部位230側に25.0mmの位置まで適用したものである(図13)。これは、衝撃吸収部材200の中立軸330の位置までの範囲である。
比較例2では、図14に示すように、交互配置構造の側方部位220における配置深さをH1(圧縮部位210から引張部位230側に1/4の位置まで配置)としたものを使用した。具体的には、圧縮部位210から引張部位230側に12.5mmの位置まで適用したものである(図13)。これは、衝撃吸収部材200の中立軸330の位置に及ばない範囲である。
図16に配置深さが異なる実施例1、比較例1及び比較例2について三点曲げによる試験結果の荷重変位曲線を示すグラフを示した。図16によると、(3)に示される配置深さが3/4である中立軸330を超えている実施例1は、他の(2)又は(1)に示されるような配置深さが2/4又は1/4である中立軸330を超えて配置されていない比較例1及び比較例2に比べて、エネルギー吸収量が高いことがわかる。なお、エネルギー吸収量は、荷重と変位の積により算出される。
50 自動車
100 従来の衝撃吸収部材
101 衝撃吸収部材
102 衝撃吸収部材
200 本発明の実施形態に係る衝撃吸収部材
210 圧縮部位
220 側方部位
230 引張部位
310 高荷重領域
320 低荷重領域
330 中立軸
700 支点
Claims (5)
- 長手方向と短手方向とを有し、曲げ変形を行うことにより衝撃を吸収する中空の衝撃吸収部材であって、
前記衝撃吸収部材は、衝撃を直接受けることにより圧縮応力が発生する圧縮部位と、この圧縮部位に対向し引張応力が発生する引張部位と、これら圧縮部位と引張部位との両端側を連結する一対の側方部位とを有し、且つシート状の繊維強化プラスチック材を積層して中空に成形されたものであり、
前記圧縮部位及び両側方部位には、最大荷重が異なる2以上の部材が前記長手方向に交互に配置され、
前記2以上の部材は、それぞれシート状の繊維強化プラスチック材を積層して形成されたものであり、
前記2以上の部材のうち一の部材は、前記圧縮部位から両側方部位にかけてその先端部が少なくとも中立軸より前記引張部位側に配置されている衝撃吸収部材。 - 前記一の部材の最大荷重は、他の部材の最大荷重より小さい請求項1記載の衝撃吸収部材。
- 前記一の部材の積層数は、他の部材の積層数より少ない請求項1又は2記載の衝撃吸収部材。
- 前記一の部材の積層厚みは、他の部材の積層厚みより薄い請求項1から3いずれか記載の衝撃吸収部材。
- 前記引張部位は、他の部材を形成するシート状の繊維強化プラスチック材を積層して形成されたものである請求項1から4いずれか記載の衝撃吸収部材。
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