JP5962724B2 - エネルギー吸収部材 - Google Patents

Description

本発明は、繊維構造体に樹脂を含浸させて構成され、衝撃荷重を受けた際の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材に関する。

例えば、バンパーと車体フレームの間には、エネルギー吸収部材が配置されており、このエネルギー吸収部材は、過大な衝撃荷重を受けた場合に、破壊することにより衝撃エネルギーを吸収する。エネルギー吸収部材としては、優れたエネルギー吸収能力を有する繊維強化複合材料が知られている。また、エネルギー吸収部材は、過大な衝撃荷重を受けた際の破壊の起点となるトリガ部を有している。

例えば、図５に示すように、特許文献１に開示の衝撃吸収複合材構造８０は、補強繊維の層を複数積層した繊維積層体に樹脂を含浸させて構成されている。衝撃吸収複合材構造８０は、荷重が加わる方向（以下、荷重方向と記載する）における先端部から、荷重方向に沿って所定位置に至るまでの範囲では、繊維積層体の層間結合力を向上させないようにし、トリガ部８２を設けている。一方、荷重方向に沿った所定位置から先はニードリング８３によって層間結合力を向上させた層間補強領域８１としている。このような衝撃吸収複合材構造８０では、過大な衝撃荷重を受けた場合、層間補強領域８１に先立ってトリガ部８２に局部破壊を生じさせてエネルギーを吸収し、層間補強領域８１で破壊の進行を抑制する。

特開２００４−３２４８１４号公報

ところが、特許文献１の衝撃吸収複合材構造８０において、樹脂を含浸させる前の繊維積層体の状態では、トリガ部８２が先端から荷重方向に裂けたり、撓んだりしやすい。このため、繊維積層体を樹脂含浸させるため、例えば、繊維積層体を金型内に封入する作業を行う最中、図５に示すように、トリガ部８２が先端から裂けたり、トリガ部８２全体が撓んだりして取り扱いが非常に悪く、衝撃吸収複合材構造８０の生産性が低下してしまう虞がある。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、生産性の低下を抑制することができるエネルギー吸収部材を提供することにある。

上記問題点を解決するためのエネルギー吸収部材は、繊維構造体に樹脂を含浸させて構成され、衝撃荷重を受けた際の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材であって、前記繊維構造体は、荷重が加わる方向に延びる荷重方向糸を複数配列してなる繊維層を複数有するとともに、複数の前記繊維層は前記荷重が加わる方向と直交する方向に積層されており、前記繊維構造体は、荷重が最初に加わる第１端面側に位置し、衝撃荷重を受けた際に破壊の起点となるトリガ部と、荷重が加わる方向において、前記トリガ部よりも前記第１端面とは反対側の第２端面側に位置して破壊の進行を抑制し、かつ織組織によって前記トリガ部よりも層間結合力が高められた本体部と、荷重が加わる方向において、前記トリガ部より前記第１端面側に位置し、かつ織組織によって前記トリガ部よりも層間結合力が高められた形状保持部と、を有することを要旨とする。

これによれば、繊維構造体において、トリガ部より第１端面側では形状保持部によって繊維層同士の結合が強化され、形状保持部が無い場合に生じる繊維層同士の裂けが抑制され、また、撓みにくくなる。よって、繊維構造体に樹脂を含浸させるため、繊維積層体を金型内に封入する作業を行う最中、トリガ部より第１端面側で繊維層同士が裂けたり、トリガ部が撓んだりすることが抑制でき、繊維構造体の取り扱いが容易となる。

また、エネルギー吸収部材について、前記形状保持部では、積層方向に隣り合う前記繊維層同士が前記荷重方向糸を交絡糸で挟み込むことで結合され、前記トリガ部では、前記交絡糸により前記繊維層同士を積層方向に結合していない部位が存在する。

これによれば、形状保持部では、繊維層同士の層間結合力を高め、トリガ部では繊維層同士の層間結合力を低くすることができる。
また、エネルギー吸収部材について、前記形状保持部は組紐組織で形成され、前記形状保持部は、前記荷重方向糸と交差する方向に配列され、かつ前記繊維層を貫通する貫通糸を含み、積層方向に隣り合う前記繊維層同士が前記貫通糸によって結合され、前記トリガ部では、前記貫通糸により前記繊維層同士を積層方向に結合していない部位が存在する。

これによれば、組紐組織は、３次元ブレイディング装置によって製造することができ、形状保持部、トリガ部、及び本体部を含む繊維構造体を簡単に製造することができる。
また、エネルギー吸収部材について、前記繊維層は織物で構成され、前記形状保持部では、積層方向一端側の前記繊維層の表面に沿って配設された抜け止め糸と、積層された前記繊維層を積層方向に貫通し、かつ前記抜け止め糸の外を通って折り返された面内糸とで前記繊維層同士が結合され、前記トリガ部では、前記面内糸及び抜け止め糸による前記繊維層同士の結合がなされていない。

これによれば、形状保持部では、繊維層同士が面内糸及び抜け止め糸によって結合される一方で、トリガ部では、繊維層同士が面内糸及び抜け止め糸によって結合されていない。そして、繊維層を積層した状態で、面内糸と抜け止め糸を用いた繊維層同士の結合を行えば形状保持部を形成でき、面内糸と抜け止め糸を用いた繊維層同士の結合を行わなければトリガ部を形成できる。よって、形状保持部及びトリガ部を有する繊維構造体を簡単に製造することができる。

本発明によれば、エネルギー吸収部材の生産性の低下を抑制することができる。

（ａ）は第１の実施形態のエネルギー吸収部材を示す斜視図、（ｂ）は形状保持部及び本体部を示す平断面図、（ｃ）はトリガ部を示す平断面図。 （ａ）は第２の実施形態のエネルギー吸収部材を示す斜視図、（ｂ）は形状保持部及び本体部を示す平断面図、（ｃ）はトリガ部を示す平断面図。 （ａ）は第３の実施形態のエネルギー吸収部材を示す斜視図、（ｂ）は形状保持部及び本体部を示す平断面図、（ｃ）はトリガ部を示す平断面図。 第３の実施形態におけるトリガ部の別例を示す平断面図。 背景技術を示す図。

（第１の実施形態）
以下、エネルギー吸収部材を具体化した第１の実施形態を図１にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、エネルギー吸収部材１０は繊維強化複合材料であり、筒状の繊維構造体１１にマトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂（図示せず）を含浸させて構成されたものである。エネルギー吸収部材１０は、筒体の軸方向に沿って過大な衝撃荷重を受けた場合に、破壊することによりエネルギーを吸収する。以下、エネルギー吸収部材１０に対し荷重が加わる方向（筒体の軸方向）を荷重方向Ｚとする。なお、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が使用される。

繊維構造体１１は、荷重方向Ｚの両端部のうち、荷重が最初に加わる端面に第１端面１１ａを有し、第１端面１１ａと反対側の端面に第２端面１１ｂを有する。また、繊維構造体１１は、荷重方向Ｚの途中にトリガ部２３を有する。トリガ部２３は、荷重方向Ｚにおける第２端面１１ｂよりも第１端面１１ａに近い位置に設けられている。そして、トリガ部２３は、衝撃荷重を受けた際に破壊の起点となる部位である。また、繊維構造体１１は、第１端面１１ａを含んだ形状保持部２２を有するとともに、第２端面１１ｂを含んだ本体部２４を有する。

本体部２４は、荷重方向Ｚにおいて、トリガ部２３よりも第２端面１１ｂ側に位置し、衝撃荷重を受けた際に、破壊の進行を抑制する。また、形状保持部２２は、荷重方向Ｚにおいて、トリガ部２３より第１端面１１ａ側に位置し、かつ織組織によってトリガ部２３よりも層間結合力が高められた部位である。

そして、トリガ部２３は、荷重方向Ｚにおいて、形状保持部２２と本体部２４の間に配置されている。荷重方向Ｚに沿った長さでは、本体部２４が最も長く、その次に、トリガ部２３が長い。そして、荷重方向Ｚに沿った長さでは、形状保持部２２が最も短い。

図１（ｂ）に示すように、繊維構造体１１は、荷重方向Ｚ全体に延びる荷重方向糸１２を複数配列して形成された繊維層１３を複数有し、それら複数の繊維層１３は荷重方向Ｚに直交する方向（積層方向Ｘ）に積層されている。そして、筒状の繊維構造体１１では、複数の繊維層１３は、荷重方向Ｚに延びる中心軸を中心とした同心円状に積層されている。本実施形態では、繊維構造体１１は、繊維層１３を５つ有しており、積層方向Ｘの一端（外端）に位置する繊維層１３を第１繊維層１３ａ（１３）とし、以下、積層方向Ｘに沿って他端（内端）に向けて順に、第２繊維層１３ｂ（１３）、第３繊維層１３ｃ（１３）、第４繊維層１３ｄ（１３）、第５繊維層１３ｅ（１３）とする。

形状保持部２２及び本体部２４では、積層方向Ｘに隣り合う２つの繊維層１３（第１繊維層１３ａと第２繊維層１３ｂ、第２繊維層１３ｂと第３繊維層１３ｃ、第３繊維層１３ｃと第４繊維層１３ｄ、第４繊維層１３ｄと第５繊維層１３ｅ）は、交絡糸としての第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂによって互いに結合されている。

第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂは、積層方向Ｘに隣り合う２つの繊維層１３を貫通し、かつ各繊維層１３の荷重方向糸１２に沿って折り返されている。一方向への第１交絡糸１４ａと第２交絡糸１４ｂの進行方向を見ると、積層方向Ｘに隣り合う２つ荷重方向糸１２に対し、第１交絡糸１４ａは、一方の荷重方向糸１２に沿って折り返され、第２交絡糸１４ｂは、他方の荷重方向糸１２に沿って折り返されている。よって、第１交絡糸１４ａと第２交絡糸１４ｂは、積層方向Ｘに隣り合う２つの荷重方向糸１２を相反する方向から挟むように各荷重方向糸１２に交絡している。

そして、形状保持部２２と本体部２４において、５つの繊維層１３は、第１交絡糸１４ａと第２交絡糸１４ｂの荷重方向糸１２に対する交絡によって、積層方向Ｘに隣り合う繊維層１３同士が互いに結合され、積層方向Ｘへの層間結合力が高められている。形状保持部２２と、本体部２４は同じ構造であり、層間結合力も同じである。なお、形状保持部２２は、荷重方向Ｚの第１端面１１ａから１層だけ設けられている。

図１（ｃ）に示すように、トリガ部２３は、形状保持部２２及び本体部２４と同じ５つの繊維層１３と、第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂとを含む。しかし、トリガ部２３は、形状保持部２２及び本体部２４に比べて層間結合力が低くなっている。トリガ部２３では、積層方向Ｘに隣り合う第１繊維層１３ａと第２繊維層１３ｂが第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂによって結合されるとともに、第４繊維層１３ｄと第５繊維層１３ｅが第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂによって結合されている。

その一方で、トリガ部２３では、第２繊維層１３ｂと第３繊維層１３ｃ、及び第３繊維層１３ｃと第４繊維層１３ｄとは、第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂが各層の荷重方向糸１２には交絡していない。すなわち、第３繊維層１３ｃの荷重方向糸１２に対しては、第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂが交絡しておらず、トリガ部２３には、繊維層１３同士を積層方向に結合していない部位が存在する。すなわち、５つの繊維層１３のうち、積層方向Ｘの両側の２つだけで層間結合力が高められている。

よって、５つの繊維層１３の全てが、隣り合う繊維層１３同士で層間結合力が高められた形状保持部２２及び本体部２４と比べると、トリガ部２３では層間結合力が低くなっている。したがって、繊維構造体１１において、形状保持部２２では、第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂを用いて複数の繊維層１３を結合することで、織組織によってトリガ部２３よりも層間結合力が高められている。

なお、荷重方向糸１２、第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂは全て同種の材質製の無撚りの繊維束で構成されている。この実施形態では荷重方向糸１２及び各交絡糸１４ａ，１４ｂには炭素繊維からなる無撚りの繊維束が使用されている。炭素繊維束は細い繊維が数百〜数万本束ねられて１本の繊維束が構成されており、要求性能に適した繊維の本数の繊維束が選択される。

そして、形状保持部２２、トリガ部２３、及び本体部２４を有する繊維構造体１１を強化繊維としたエネルギー吸収部材１０においては、荷重方向Ｚに沿って第１端面１１ａに過大な衝撃荷重を受けた場合、トリガ部２３に局部破壊を生じさせてエネルギーを吸収する。その後、本体部２４で破壊の進行を抑制する。

次に、エネルギー吸収部材１０の製造方法を作用とともに説明する。
まず、形状保持部２２、トリガ部２３、及び本体部２４を有する繊維構造体１１を製造する。次に、繊維構造体１１に、熱硬化性樹脂を含浸硬化させる。樹脂の含浸硬化はＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）法で行われる。具体的には、凹凸で構成された金型に繊維構造体１１を封入し、金型内に熱硬化性樹脂を注入し、熱硬化性樹脂を硬化させると、エネルギー吸収部材１０が製造される。

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）トリガ部２３を有するエネルギー吸収部材１０において、トリガ部２３よりも繊維構造体１１の第１端面１１ａ側に形状保持部２２を設けた。形状保持部２２は、積層方向Ｘに隣り合う繊維層１３同士を第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂで結合して構成されており、ほつれにくい構造である。よって、エネルギー吸収部材１０の製造のため、繊維構造体１１を金型内に封入する際、形状保持部２２によって、繊維構造体１１の第１端面１１ａ側で繊維層１３同士の間が裂けたり、撓んだりすることを抑制することができる。その結果、金型に繊維構造体１１を封入する際の、繊維構造体１１の取り扱いが容易となりエネルギー吸収部材１０の生産性の低下が抑制できる。

（２）繊維構造体１１に形状保持部２２を設けることで、トリガ部２３より繊維構造体１１の第１端面１１ａ側での裂けや撓みを抑制することができ、トリガ部２３での積層方向Ｘや、荷重方向糸１２の配列方向での荷重方向糸１２の偏りを抑制することができる。このため、製造されたエネルギー吸収部材１０においても、荷重方向糸１２の偏りや、荷重方向糸１２の偏りを原因とした樹脂密度のばらつきの発生を抑制することができる。

（３）形状保持部２２は、第１端面１１ａから１層だけ設けられており、第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂを用いて形成できる最小領域に設けられている。よって、形状保持部２２によって、繊維構造体１１の第１端面１１ａ側の層間結合力が過度に高まることを抑えつつ、形状を保持できる。

（４）形状保持部２２及び本体部２４と、トリガ部２３とは、繊維構造体１１の織組織を異ならせて機能を異ならせている。このため、例えば、同じ織組織の繊維構造体を製造した後、その繊維構造体の荷重方向Ｚの先端に接着剤を塗布して形状保持部を形成したり、繊維構造体の厚みを薄くなるように加工してトリガ部や形状保持部を形成する場合と比べると、繊維構造体１１の製造が容易である。

（５）形状保持部２２と本体部２４は、同じ織組織を有し、層間結合力が同じである。よって、形状保持部２２と、トリガ部２３と、本体部２４の全てを異なる織組織で形成する場合と比べて、繊維構造体１１の製造、ひいてはエネルギー吸収部材１０の製造を簡単にすることができる。

（第２の実施形態）
次に、エネルギー吸収部材を具体化した第２の実施形態を図２にしたがって説明する。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

図２（ａ）に示すように、第２の実施形態のエネルギー吸収部材３０は、第１の実施形態のエネルギー吸収部材１０と同様に、筒状の繊維構造体３１を有し、その繊維構造体３１は、荷重方向Ｚに沿って並設された形状保持部３２と、トリガ部３３と、本体部３４とを有する。第２の実施形態の繊維構造体３１は、形状保持部３２及び本体部３４での層間結合力を高める方法が、第１の実施形態と異なる。繊維構造体３１は、３次元ブレイディング装置によって製造されている。また、繊維構造体３１は、荷重方向Ｚの一端面に第１端面３１ａを有し、他端面に第２端面３１ｂを有する。

図２（ｂ）に示すように、繊維構造体３１は組紐組織である。形状保持部３２及び本体部３４では、複数の荷重方向糸３５を配列して形成された複数の繊維層３６と、繊維層３６を貫通するように組織された第１貫通糸３７ａ及び第２貫通糸３７ｂとを有する。なお、荷重方向糸３５、第１貫通糸３７ａ、及び第２貫通糸３７ｂは、炭素繊維からなる無撚りの繊維束である。各繊維層３６において、積層方向Ｘに直交し、かつ荷重方向糸３５が配列された方向を配列方向Ｙとする。

繊維構造体３１において、積層方向Ｘの一端（外端）の繊維層３６を第１繊維層３６ａ（３６）とし、以下、積層方向Ｘに沿って他端（内端）に向けて順に、第２繊維層３６ｂ（３６）、第３繊維層３６ｃ（３６）、第４繊維層３６ｄ（３６）とする。繊維構造体３１において、形状保持部３２と本体部３４では、第１貫通糸３７ａは、積層方向Ｘに隣り合う２つの繊維層３６（第１繊維層３６ａと第２繊維層３６ｂ、第２繊維層３６ｂと第３繊維層３６ｃ、第３繊維層３６ｃと第４繊維層３６ｄ）を貫通し、かつ貫通した各繊維層３６の荷重方向糸３５に沿って折り返されている。

具体的には、隣り合う２つの繊維層３６において、第１貫通糸３７ａは一方の繊維層３６の荷重方向糸３５に沿って折り返された後、他方の繊維層３６において配列方向Ｙに沿って１本の荷重方向糸３５を飛ばした次の荷重方向糸３５に向かうように延びている。そして、第１貫通糸３７ａは、２つの繊維層３６を貫通し、他方の繊維層３６の荷重方向糸３５に沿って折り返されている。よって、第１貫通糸３７ａは、積層方向Ｘに隣り合う２つの繊維層３６を、配列方向Ｙに異なる荷重方向糸３５を介して相反する方向から挟むように各荷重方向糸３５に沿って折り返されている。そして、第１貫通糸３７ａは、隣り合う２つの繊維層３６を結合している。

一方、第２貫通糸３７ｂは、積層方向一端の第１繊維層３６ａと、積層方向他端の第４繊維層３６ｄのみを貫通して折り返すように組織されている。そして、各繊維層３６の各荷重方向糸３５を第１貫通糸３７ａと第２貫通糸３７ｂで挟み込み、積層方向Ｘに隣り合う繊維層３６同士の層間結合力を高めている。形状保持部３２と、本体部３４は同じ構造であり、層間結合力も同じである。なお、形状保持部３２は、荷重方向Ｚの第１端面３１ａから１層だけ設けられている。

一方、図２（ｃ）に示すように、トリガ部３３では、４つの繊維層３６それぞれを第２貫通糸３７ｂが貫通して折り返すように組織されている。そして、第１貫通糸３７ａは、第１繊維層３６ａと第２繊維層３６ｂを貫通し、各繊維層３６の荷重方向糸３５に沿って折り返すように組織されるとともに、第３繊維層３６ｃと第４繊維層３６ｄを貫通し、各繊維層３６の荷重方向糸３５に沿って折り返すように組織されている。

よって、トリガ部３３では、第１貫通糸３７ａは、第２繊維層３６ｂと第３繊維層３６ｃを跨るように貫通しておらず、第２繊維層３６ｂと第３繊維層３６ｃは、第１貫通糸３７ａによって結合されていない。すなわち、トリガ部３３では、第１貫通糸３７ａによる積層方向への結合がされず、繊維層３６同士を積層方向に結合していない部位が存在する。したがって、トリガ部３３では、４つの繊維層３６のうち、積層方向Ｘの両側の２層だけで層間結合力が高められており、４つの繊維層３６の全てが、隣り合う繊維層３６同士で結合された形状保持部３２及び本体部３４に比べて、トリガ部３３の層間結合力が低くなっている。よって、繊維構造体３１において、形状保持部３２及び本体部３４では、第１貫通糸３７ａ及び第２貫通糸３７ｂを用いて複数の繊維層３６を結合することで、織組織によってトリガ部３３よりも層間結合力が高められている。

そして、本実施形態のエネルギー吸収部材３０は、三次元ブレイディング装置によって製造された繊維構造体３１に、熱硬化性樹脂を含浸硬化させて製造され、樹脂の含浸硬化はＲＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）法で行われる。

従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（６）第２の実施形態のエネルギー吸収部材３０は、繊維構造体３１を三次元ブレイディング装置により製造でき、筒状のエネルギー吸収部材３０を容易に製造することができる。

（第３の実施形態）
次に、エネルギー吸収部材を具体化した第３の実施形態を図３にしたがって説明する。なお、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、第３の実施形態のエネルギー吸収部材４０は、第１の実施形態のエネルギー吸収部材１０と同様に、筒状の繊維構造体４１を有し、その繊維構造体４１は、荷重方向Ｚに沿って並設された形状保持部４２と、トリガ部４３と、本体部４４とを有する。また、繊維構造体４１は、荷重方向Ｚの一端面に第１端面４１ａを有し、他端面に第２端面４１ｂを有する。

図３（ｂ）に示すように、第３の実施形態の繊維構造体４１は、複数の繊維層４６を積層して有する。繊維層４６は、複数の荷重方向糸としての経糸４５ａと、複数の緯糸４５ｂとを一本ずつ交互に組み合わせた平織り（織物）によって形成されている。なお、本実施形態では、繊維層４６を平織りとしたが、平織り以外にも、朱子織りや綾織りで形成されていてもよい。

各繊維層４６において、積層方向Ｘに直交し、かつ経糸４５ａが配列された方向を配列方向Ｙとする。また、繊維構造体４１において、積層方向Ｘの一端（外端）に位置する繊維層４６を第１繊維層４６ａ（４６）とし、以下、積層方向Ｘに沿って他端（内端）に向けて順に、第２繊維層４６ｂ（４６）、第３繊維層４６ｃ（４６）、第４繊維層４６ｄ（４６）とする。

繊維構造体４１において、形状保持部４２及び本体部４４は、複数の繊維層４６を、複数の面内糸４７及び抜け止め糸４８で結合している。なお、面内糸４７及び抜け止め糸４８に加え、上述の経糸４５ａ、緯糸４５ｂは炭素繊維からなる無撚りの繊維束である。

積層方向一端の第１繊維層４６ａの表面には、複数の抜け止め糸４８が、経糸４５ａの配列方向Ｙに間隔を空けて設けられている。複数の面内糸４７のそれぞれは、積層方向他端の第４繊維層４６ｄの表面から、４つの繊維層４６の積層体内に挿入され、４つの繊維層４６を積層方向Ｘに貫通した後、第１繊維層４６ａの表面で抜け止め糸４８の外側を通って折り返されている。さらに、面内糸４７は、第１繊維層４６ａの表面から、４つの繊維層４６の積層体内に挿入され、４つの繊維層４６を積層方向Ｘに貫通した後、第４繊維層４６ｄの表面に引き出されている。そして、面内糸４７は、第１繊維層４６ａ及び第４繊維層４６ｄの表面で繰り返し折り返され、面内糸４７により、４つの繊維層４６が複数箇所で結合されている。

一方、図３（ｃ）に示すように、繊維構造体４１において、トリガ部４３は、繊維層４６を積層しただけの構成であり、繊維層４６同士が面内糸４７及び抜け止め糸４８によって結合されていない。したがって、トリガ部４３では、形状保持部４２及び本体部４４に比べて層間結合力が低くなっている。すなわち、形状保持部４２及び本体部４４は、織組織によってトリガ部４３よりも層間結合力が高められている。

従って、第３の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（７）第３の実施形態のエネルギー吸収部材４０において、形状保持部４２及び本体部４４では、繊維層４６同士が面内糸４７及び抜け止め糸４８によって結合されているのに対し、トリガ部４３では、繊維層４６同士が面内糸４７及び抜け止め糸４８によって結合されていない。このため、繊維構造体４１の製造の際、４つの繊維層４６を、形状保持部４２及び本体部４４でのみ、面内糸４７及び抜け止め糸４８によって結合すればよい。したがって、形状保持部４２、トリガ部４３、及び本体部４４を有する繊維構造体４１を簡単に製造することができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第１の実施形態及び第２の実施形態において、トリガ部２３，３３においても、全ての繊維層で、第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂや、第１貫通糸３７ａ及び第２貫通糸３７ｂにより積層方向Ｘの結合を行う。この場合、トリガ部２３，３３での第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂによる交絡回数や、第１貫通糸３７ａ及び第２貫通糸３７ｂによる貫通回数を、形状保持部や本体部での交絡回数や貫通回数よりも少なくしてトリガ部での層間結合力を形状保持部及び本体部より低くする。

又は、トリガ部２３，３３での第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂの太さや、第１貫通糸３７ａ及び第２貫通糸３７ｂの太さを、形状保持部及び本体部での太さより細くしてトリガ部での層間結合力を形状保持部及び本体部より低くする。

○ 第３の実施形態において、トリガ部４３にも、面内糸４７及び抜け止め糸４８を用いる。この場合、図４に示すように、トリガ部４３での面内糸４７及び抜け止め糸４８の使用本数を、形状保持部４２及び本体部４４での使用本数より少なくし、トリガ部４３での層間結合力を、形状保持部４２及び本体部４４の層間結合力より低くする。

又は、図示しないが、トリガ部４３でも面内糸４７及び抜け止め糸４８を使用する場合、トリガ部４３で使用する面内糸４７の太さを、形状保持部４２及び本体部４４より細くする。そして、使用する面内糸４７及び抜け止め糸４８の本数がトリガ部４３と、形状保持部４２及び本体部４４とで同じであっても、太さの差によって、トリガ部４３での層間結合力を、形状保持部４２及び本体部４４の層間結合力より低くしてもよい。

○ 第２の実施形態の形状保持部３２において、第１貫通糸３７ａ及び第２貫通糸３７ｂによる繊維層３６の結合の仕方は適宜変更してもよい。また、第１貫通糸３７ａと第２貫通糸３７ｂの２種類の貫通糸を使わず、１種類の貫通糸だけで繊維層３６同士を結合してもよい。

○ 第１の実施形態の形状保持部２２において、第１交絡糸１４ａ及び第２交絡糸１４ｂが交絡する繊維層１３は３層以上であってもよく、この場合、挟み込む荷重方向糸１２は、積層方向Ｘに隣り合う３本以上となる。

○ 各実施形態において、形状保持部２２，３２，４２の層間結合力は、トリガ部２３，３３，４３の層間結合力より高ければ、本体部２４，３４，４４の層間結合力より低くてもよいし、高くてもよい。

○ 各実施形態において、形状保持部２２，３２，４２の層間結合力がトリガ部２３，３３，４３の層間結合力より高ければ、形状保持部２２，３２，４２と本体部２４，３４，４４とで織組織が異なっていてもよい。

○ 各実施形態では、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いたが、その他の種類の樹脂を用いてもよい。
○ 各実施形態において、積層する繊維層１３，３６，４６の数は任意に変更してもよい。

○ 荷重方向糸１２，３５、第１交絡糸１４ａ、第２交絡糸１４ｂ、第１貫通糸３７ａ、第２貫通糸３７ｂ、経糸４５ａ、緯糸４５ｂ、面内糸４７、及び抜け止め糸４８は、炭素繊維に限らない。例えば、各糸は、エネルギー吸収部材１０，３０，４０に要求される物性に対応して適宜変更してもよい。使用できる糸としては、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、ガラス繊維やセラミック繊維等が挙げられる。

○ 繊維構造体１１，３１，４１の形状は筒状でなくてもよく、荷重方向Ｚに荷重方向糸が延びる柱状や板状であってもよい。
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。

（イ）前記樹脂は熱硬化性樹脂であるエネルギー吸収部材。

Ｘ…積層方向、１０，３０，４０…エネルギー吸収部材、１１，３１，４１…繊維構造体、１１ａ，３１ａ，４１ａ…第１端面、１１ｂ，３１ｂ，４１ｂ…第２端面、１２，３５…荷重方向糸、１３，３６，４６…繊維層、１４ａ…交絡糸としての第１交絡糸、１４ｂ…交絡糸としての第２交絡糸、２３，３３，４３…トリガ部、２２，３２，４２…形状保持部、２４，３４，４４…本体部、３７ａ…第１貫通糸、３７ｂ…第２貫通糸、４５ａ…荷重方向糸としての経糸、４７…面内糸、４８…抜け止め糸。

Claims (4)

1. 繊維構造体に樹脂を含浸させて構成され、衝撃荷重を受けた際の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材であって、
   前記繊維構造体は、荷重が加わる方向に延びる荷重方向糸を複数配列してなる繊維層を複数有するとともに、複数の前記繊維層は前記荷重が加わる方向と直交する方向に積層されており、
   前記繊維構造体は、荷重が最初に加わる第１端面側に位置し、衝撃荷重を受けた際に破壊の起点となるトリガ部と、
   荷重が加わる方向において、前記トリガ部よりも前記第１端面とは反対側の第２端面側に位置して破壊の進行を抑制し、かつ織組織によって前記トリガ部よりも層間結合力が高められた本体部と、
   荷重が加わる方向において、前記トリガ部より前記第１端面側に位置し、かつ織組織によって前記トリガ部よりも層間結合力が高められた形状保持部と、を有するエネルギー吸収部材。
2. 前記形状保持部では、積層方向に隣り合う前記繊維層同士が前記荷重方向糸を交絡糸で挟み込むことで結合され、前記トリガ部では、前記交絡糸により前記繊維層同士を積層方向に結合していない部位が存在する請求項１に記載のエネルギー吸収部材。
3. 前記形状保持部は組紐組織で形成され、前記形状保持部は、前記荷重方向糸と交差する方向に配列され、かつ前記繊維層を貫通する貫通糸を含み、積層方向に隣り合う前記繊維層同士が前記貫通糸によって結合され、前記トリガ部では、前記貫通糸により前記繊維層同士を積層方向に結合していない部位が存在する請求項１に記載のエネルギー吸収部材。
4. 前記繊維層は織物で構成され、前記形状保持部では、積層方向一端側の前記繊維層の表面に沿って配設された抜け止め糸と、積層された前記繊維層を積層方向に貫通し、かつ前記抜け止め糸の外を通って折り返された面内糸とで前記繊維層同士が結合され、前記トリガ部では、前記面内糸及び抜け止め糸による前記繊維層同士の結合がなされていない請求項１に記載のエネルギー吸収部材。