JP6521290B2 - エネルギ吸収部材の保持構造 - Google Patents
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Description
本発明は、車両の衝突発生時に圧壊して衝突エネルギを吸収するエネルギ吸収部材を保持するためのエネルギ吸収部材の保持構造に関する。
車両には、衝突発生時に圧壊し、衝突エネルギを吸収するエネルギ吸収部材が備えられている。エネルギ吸収部材の代表的な例として、バンパビームとフロントフレームとの間に配置されるクラッシュボックスが挙げられる。従来、エネルギ吸収部材は、鉄等の金属材料により構成されていたが、近年、車体の軽量化のために、炭素繊維等の強化繊維が混合された繊維強化樹脂（ＦＲＰ）によりエネルギ吸収部材を構成することが検討されている。
繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を車体前面のエネルギ吸収に使用する場合、エネルギ吸収部材の端部は、バンパビームやフロントフレーム等に取り付けられる他の部材に対して接合される。例えば、特許文献１には、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収体の一端が取付ベースに固定され、当該取付ベースが、自動車のバンパ、バンパリインフォースメント、フロントサイドメンバ等に取り付けられることが記載されている。また、特許文献２には、繊維強化樹脂製の中空成形体の端部に押圧部材や他の部材が取り付けられ、バンパレインフォースメントやフロントサイドメンバに取り付けられることが記載されている。
ここで、エネルギ吸収部材の端部に取り付けられる保持部材は、鉄等の繊維強化樹脂よりも硬い材料によって形成されており、これらの保持部材と繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材とは、接着剤によって接合されることが一般的である。筒状のエネルギ吸収部材と保持部材との接着面積を多くするには、保持部材に、エネルギ吸収部材の軸方向に延びる立上り部を設け、当該立上り部とエネルギ吸収部材の内周面又は外周面とを接合することが考えられる。かかる立上り部は、例えば、プレス成形や溶接等によって設けることができる。
しかしながら、プレス成形や溶接等によって立上り部を設ける場合に、立上り部が立ち上がる根元部分の形状を精度よく加工することは困難であり、立上り部の根元部分には立上り曲面が形成される。そのため、エネルギ吸収部材に対して衝突荷重が入力されたときに、立上り曲面に接触するエネルギ吸収部材の端部の角部分に応力が集中しやすい。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材は、衝突荷重が入力されると想定される先端側から順次圧壊することが予定されているが、エネルギ吸収部材の後端側の接合部分において上述のような応力集中が生じると、エネルギ吸収部材が後端側から潰れるおそれがある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車両の衝突発生時に、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材が、衝突荷重の入力が予定されていない後端側から潰れることを抑制可能な、エネルギ吸収部材の保持構造を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、衝突荷重入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、前記エネルギ吸収部材のうちの荷重入力予定側とは反対側の端部に当接する当接部と、前記当接部から前記荷重入力予定側に立ち上げられ、少なくとも一部が接着剤により前記エネルギ吸収部材の内周面又は外周面に接合される立上り部と、を備え、前記端部における前記立上り部と前記エネルギ吸収部材との間の距離が、前記荷重入力予定側の前記立上り部と前記エネルギ吸収部材との間の距離よりも大きい、エネルギ吸収部材の保持構造が提供される。
前記荷重入力予定側の前記立上り部は、対向する前記エネルギ吸収部材の前記内周面又は前記外周面と相似形をなしてもよい。
前記端部における前記立上り部と前記エネルギ吸収部材との間の距離が相対的に大きい間隙は、余剰の接着剤を保持してもよい。
前記立上り部は前記当接部と一体成形されてなり、前記立上り部が前記当接部から立ち上がる部分である立上り曲面部が前記エネルギ吸収部材の前記端部と当接しない位置に設けられてもよい。
前記立上り部は、前記当接部に接合されてなり、前記エネルギ吸収部材の前記端部と前記当接部との当接位置から離れた位置で、前記立上り部と前記当接部とが接合されてもよい。
以上説明したように本発明によれば、車両の衝突発生時に、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材が、衝突荷重の入力が予定されていない後端側から潰れることを抑制することができる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるエネルギ吸収部材の保持構造１００の一例を示す。図１は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製のエネルギ吸収部材１０が車両に取り付けられ、保持される様子を車両の上方側から見た断面図である。図１において、上方が車両の前方側であり、下方が車両の後方側である。以下の説明において、車両の前方側を先端側といい、車両の後方側を後端側という場合がある。
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるエネルギ吸収部材の保持構造１００の一例を示す。図１は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製のエネルギ吸収部材１０が車両に取り付けられ、保持される様子を車両の上方側から見た断面図である。図１において、上方が車両の前方側であり、下方が車両の後方側である。以下の説明において、車両の前方側を先端側といい、車両の後方側を後端側という場合がある。
図１において、エネルギ吸収部材１０は、先端側が第１の保持部材２０によって保持され、後端側が第２の保持部材４０によって保持されている。第１の保持部材２０は、車両の衝突時に、衝突荷重を受け得る部位の近傍に固定されている。本実施形態では、第１の保持部材２０はバンパビーム２に接合されている。また、第２の保持部材４０は、フロントフレーム４の先端側に接合されている。エネルギ吸収部材１０は、バンパビーム２とフロントフレーム４との間に配置され、バンパビーム２に接続された先端側が、荷重入力予定側である。
（１−１．エネルギ吸収部材）
エネルギ吸収部材１０は、車両が、先行車両や障害物その他の対象物に衝突したときに衝突荷重を受けて圧壊し、衝突エネルギを吸収する部材である。また、エネルギ吸収部材１０は、衝突荷重が大きい場合には、荷重をフロントフレーム４に適切に伝達する役割も担う。かかるエネルギ吸収部材１０は、繊維強化樹脂により形成される。本実施形態では、エネルギ吸収部材１０は、熱硬化性樹脂と炭素繊維とを用いた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）により形成され、高強度、かつ、軽量化を実現可能になっている。
エネルギ吸収部材１０は、車両が、先行車両や障害物その他の対象物に衝突したときに衝突荷重を受けて圧壊し、衝突エネルギを吸収する部材である。また、エネルギ吸収部材１０は、衝突荷重が大きい場合には、荷重をフロントフレーム４に適切に伝達する役割も担う。かかるエネルギ吸収部材１０は、繊維強化樹脂により形成される。本実施形態では、エネルギ吸収部材１０は、熱硬化性樹脂と炭素繊維とを用いた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）により形成され、高強度、かつ、軽量化を実現可能になっている。
ＦＲＰ製のエネルギ吸収部材１０は、衝突時に、連続的に破壊されながら潰れることにより荷重が発現し、荷重変動の少ない安定した衝撃エネルギ吸収を実現することができる。また、ＦＲＰ製のエネルギ吸収部材１０は、潰れ残りが少なく、単位重量当たりの衝撃エネルギ吸収量が大きいという特性を有する。かかるＦＲＰ製のエネルギ吸収部材１０は、例えば、組紐と縦紐とによって構成される組み物を用いた複合材料としてもよい。
エネルギ吸収部材１０を構成する繊維強化樹脂に使用される強化繊維は、特に限定されない。例えば、炭素繊維やガラス繊維等のセラミックス繊維、アラミド繊維等の有機繊維、さらにはこれらを組み合わせた強化繊維を使用することができる。中でも、高い機械特性や強度設計の行いやすさ等の観点から、炭素繊維を含むことが好ましい。
また、エネルギ吸収部材１０を構成する繊維強化樹脂のマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂の場合、その主材としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂などが例示され、このうちの１種類、あるいは２種類以上の混合物を使用してもよい。これらの熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂に採用する場合、熱硬化性樹脂に適切な硬化剤や反応促進剤を添加することが可能である。
熱可塑性樹脂の場合、その主材としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂などが例示され、このうちの１種類、あるいは２種類以上の混合物を使用してもよい。これら熱可塑性樹脂は単独でも、混合物でも、また共重合体であってもよい。混合物の場合には相溶化剤を併用してもよい。さらに、難燃剤として臭素系難燃剤、シリコン系難燃剤、赤燐などを加えてもよい。比較的大量生産することが求められる自動車用の部材には、成形のしやすさ、量産性の面から、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
この場合、使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、芳香族ポリアミド等の樹脂が挙げられる。中でも可塑性マトリックス樹脂がポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン及びフェノキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
また、エネルギ吸収部材１０は中空の筒形状をなし、軸方向が、車両の前後方向に沿うように配置される。エネルギ吸収部材１０の先端側の端部は、端部に向けて縮径するテーパ部１２を有している。かかるテーパ形状を有することにより、エネルギ吸収部材１０が衝突荷重を受けたときに、エネルギ吸収部材１０の先端が内側空間に向けて潰れながら進展しやすくなる。かかるエネルギ吸収部材１０の寸法は、車両の大きさや、得ようとする衝撃エネルギ吸収量、エネルギ吸収部材１０の重量等によって適宜設計可能である。例えば、エネルギ吸収部材１０の軸方向長さは１３０〜２００ｍｍであり、内側空間の直径は４０〜７０ｍｍであり、厚さは３ｍｍである。
（１−２．第１の保持部材）
エネルギ吸収部材１０の先端側の端部は、第１の保持部材２０に対して、接着剤等により接合される。第１の保持部材２０は、鉄等に代表される金属からなる。第１の保持部材２０は、第１の当接部２１と、第１の当接部２１からエネルギ吸収部材１０側に立ち上げられた第１の立上り部２２とを有する。第１の当接部２１には、エネルギ吸収部材１０の先端側の端部が当接する。第１の立上り部２２は、円筒形状を有し、エネルギ吸収部材１０の先端側の端部の外周部に配置される。第１の立上り部２２は、エネルギ吸収部材１０の圧壊の初期において、エネルギ吸収部材１０の先端側の端部が外側に拡がりながら潰れることを抑制する。これにより、エネルギ吸収部材１０が衝突荷重を受けたときに、エネルギ吸収部材１０は内側空間に向けて潰れながら進展しやすくなる。
エネルギ吸収部材１０の先端側の端部は、第１の保持部材２０に対して、接着剤等により接合される。第１の保持部材２０は、鉄等に代表される金属からなる。第１の保持部材２０は、第１の当接部２１と、第１の当接部２１からエネルギ吸収部材１０側に立ち上げられた第１の立上り部２２とを有する。第１の当接部２１には、エネルギ吸収部材１０の先端側の端部が当接する。第１の立上り部２２は、円筒形状を有し、エネルギ吸収部材１０の先端側の端部の外周部に配置される。第１の立上り部２２は、エネルギ吸収部材１０の圧壊の初期において、エネルギ吸収部材１０の先端側の端部が外側に拡がりながら潰れることを抑制する。これにより、エネルギ吸収部材１０が衝突荷重を受けたときに、エネルギ吸収部材１０は内側空間に向けて潰れながら進展しやすくなる。
第１の立上り部２２の高さＨ1は、例えば５〜２０ｍｍとすることができる。ただし、第１の立上り部２２の高さＨ1が低いと、エネルギ吸収部材１０が外側に拡がることを防ぐことができない場合がある。また、第１の立上り部２２の高さＨ1が高すぎると、エネルギ吸収部材１０の圧壊時において、第１の当接部２１と第２の当接部４１との間に形成される間隔が大きくなって、エネルギ吸収部材１０の潰れ残り量を増加させることになる。したがって、第１の立上り部２２の高さＨ1は、８〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。
（１−３．第２の保持部材）
第２の保持部材４０は、鉄等に代表される金属からなる。第２の保持部材４０は、第２の当接部４１と、第２の当接部４１からエネルギ吸収部材１０側に立ち上げられた第２の立上り部４２とを有する。第２の当接部４１には、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が当接する。第２の立上り部４２は、全体として円筒形状を有し、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部の内側空間に配置される。エネルギ吸収部材１０の後端側の端部は、その内周面が第２の立上り部４２に対して接着剤により接合されている。エネルギ吸収部材１０を製造する際には、型等によって形状が定められる内周面の形状精度が比較的高い。したがって、エネルギ吸収部材１０の内周面に第２の保持部材４０を接合することによって、保持状態の安定性を高めることができる。
第２の保持部材４０は、鉄等に代表される金属からなる。第２の保持部材４０は、第２の当接部４１と、第２の当接部４１からエネルギ吸収部材１０側に立ち上げられた第２の立上り部４２とを有する。第２の当接部４１には、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が当接する。第２の立上り部４２は、全体として円筒形状を有し、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部の内側空間に配置される。エネルギ吸収部材１０の後端側の端部は、その内周面が第２の立上り部４２に対して接着剤により接合されている。エネルギ吸収部材１０を製造する際には、型等によって形状が定められる内周面の形状精度が比較的高い。したがって、エネルギ吸収部材１０の内周面に第２の保持部材４０を接合することによって、保持状態の安定性を高めることができる。
また、第２の立上り部４２が、エネルギ吸収部材１０の内側に設けられていることから、エネルギ吸収部材１０が内側空間に向けて潰れながら進展したときに、エネルギ吸収部材１０の外周部に設けられた第１の立上り部２２との干渉を避けることができる。したがって、エネルギ吸収部材１０の圧壊時に、第１の保持部材２０の第１の当接部２１と、第２の保持部材４０の第２の当接部４１との距離が極力近づけられ、エネルギ吸収部材１０の潰れ残り量を低減することができる。
図２は、第２の保持部材４０とエネルギ吸収部材１０との接合部分の断面図を示す。本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００では、第２の保持部材４０の第２の立上り部４２が、エネルギ吸収部材１０に近接して軸方向に延びる第１の部分４２ａと、第２の保持部材４０の中心に向かって突出する第２の部分４２ｂとを有する。第２の部分４２ｂは、第２の当接部４１から立ち上げられた根元部分に設けられ、第１の部分４２ａは、第２の部分４２ｂから連続して、先端側に向けて設けられている。
本実施形態では、第２の保持部材４０は一枚の板材をプレス成形することにより形成され、第２の当接部４１と第２の立上り部４２とが一体成形されている。したがって、第２の当接部４１から第２の立上り部４２が立ち上がる根元部分には、所定の曲率半径を有する立上り曲面部Ｒが形成される。第２の部分４２ｂとエネルギ吸収部材１０の内周面との距離Ｈ２は、第１の部分４２ａとエネルギ吸収部材１０の内周面との距離Ｈ１よりも大きくなっている。
第１の部分４２ａは、対向するエネルギ吸収部材１０の内周面と相似形をなし、第１の部分４２ａとエネルギ吸収部材１０の内周面との間の距離Ｈ１が略一定になっている。かかる第１の部分４２ａが、主としてエネルギ吸収部材１０を保持する機能を有する。したがって、エネルギ吸収部材１０の配置位置ずれを少なくし、かつ、エネルギ吸収部材１０を安定的に保持させるためには、距離Ｈ１は、０．１〜１．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。
第１の部分４２ａの軸方向長さＬ１は、例えば５〜２０ｍｍとすることができる。第１の部分４２ａの軸方向長さＬ１が短いと、エネルギ吸収部材１０の接合強度が低下し、フロントバンパに発生するモーメントに耐えられないおそれがある。また、第１の部分４２ａの軸方向長さＬ１が長すぎると、第２の立上り部４２の高さが高くなって、エネルギ吸収部材１０の圧壊時に、第１の当接部２１と第２の当接部４１との距離を近づけることができず、エネルギ吸収部材１０の潰れ残り量を増加させることになる。したがって、第１の部分４２ａの軸方向長さＬ１は、８〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。
第２の部分４２ｂは、第２の当接部４１と第１の部分４２ａとの間に形成され、第２の立上り部４２の立上り曲面部Ｒを含む湾曲状をなして、第１の部分４２ａにつながっている。上述のとおり、第２の部分４２ｂとエネルギ吸収部材１０の内周面との距離Ｈ２は、第１の部分４２ａとエネルギ吸収部材１０の内周面との距離Ｈ１よりも大きくなっており、第２の部分４２ｂとエネルギ吸収部材１０との間に容量部４２ｃが形成される。
第２の立上り部４２の立上り曲面部Ｒは、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部と当接しない位置に設けられる。すなわち、第２の当接部４１は、エネルギ吸収部材１０の外側の位置から、少なくともエネルギ吸収部材１０の内周面の延長線上の位置まで存在し、当該位置から第２の立上り部４２が立ち上げられる。したがって、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部は、第２の当接部４１の平坦面に当接して保持される。これにより、衝突荷重の入力時に、第２の当接部４１がエネルギ吸収部材１０の後端側の端部を面で受けることができ、当該端部の一部に応力集中することが避けられ、エネルギ吸収部材１０の後端側からの圧壊が抑制される。
第２の部分４２ｂによって形成された容量部４２ｃは、エネルギ吸収部材１０と第２の保持部材４０とを接合する接着剤５０のうち、余剰の接着剤を保持する機能を有する。したがって、余剰の接着剤がエネルギ吸収部材１０の外部にはみ出すことによる外観の低下を防ぐことができる。
図３は、エネルギ吸収部材１０を第２の保持部材４０に接合する様子を示している。図３に示した例では、第２の保持部材４０における第２の立上り部４２の第１の部分４２ａの外周面に所定量の接着剤が塗布され、第２の立上り部４２がエネルギ吸収部材１０の内側空間に挿入される。これにより、図２に示したように、第１の部分４２ａの外周面とエネルギ吸収部材１０の内周面とが接着剤で接合されるとともに、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部に付着した接着剤によって、当該後端側の端部と第２の当接部４１とが接合される。
また、余剰の接着剤は、第２の部分４２ｂの外周面とエネルギ吸収部材１０の外周面との間の容量部４２ｃに保持される。したがって、接着剤が、エネルギ吸収部材１０の外部にはみ出すことが抑制される。
容量部４２ｃの容積は、エネルギ吸収部材１０と第２の保持部材４０との接合時に塗布する接着剤の量を考慮して適宜設定することができる。容量部４２ｃの容積が小さすぎると、余剰の接着剤を容量部４２ｃに保持しきれず、接着剤が外部にはみ出すおそれがある。また、容量部４２ｃの容積が大きすぎると、第２の立上り部４２の高さが高くなりすぎたり、あるいは、第２の部分４２ｂの中央への突出幅が大きくなって成形性が低下したりするおそれがある。
また、第２の部分４２ｂの軸方向長さＬ２は、例えば５〜２０ｍｍとすることができる。第２の部分４２ｂの軸方向長さＬ２が短いと、容量部４２ｃの容積を確保しづらくなったり、第２の部分４２ｂの中央への突出幅が大きくなって成形性が低下したりするおそれがある。また、第２の部分４２ｂの軸方向長さＬ２が長すぎると、第２の立上り部４２の高さが高くなって、エネルギ吸収部材１０の圧壊時に、第１の当接部２１と第２の当接部４１との距離を近づけることができず、エネルギ吸収部材１０の潰れ残り量を増加させることになる。したがって、第２の部分４２ｂの軸方向長さＬ２は、８〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。
また、第２の保持部材４０は、第２の部分４２ｂの内側部分に開口部４４を有する。かかる開口部４４は、エネルギ吸収部材１０の圧壊時に、潰れたＦＲＰ材料をエネルギ吸収部材１０の外部に排出する通路である。したがって、潰れたＦＲＰ材料がエネルギ吸収部材１０の内側空間に詰まることによるエネルギ吸収部材１０の潰れ残りの発生が抑制される。なお、開口部４４の代わりに、凹部が設けられてもよい。
（１−４．対比例）
次に、本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００の作用の理解を容易にするために、対比例について説明する。図４は、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が第２の保持部材９０の第２の立上り部９２の立上り曲面部Ｒに当接している例を示している。図４に示した例では、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部を第２の保持部材９０の当接部９１に突き当てようとすると、後端側の端部の内周側の縁が第２の保持部材９０の立上り曲面部Ｒに当接する。
次に、本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００の作用の理解を容易にするために、対比例について説明する。図４は、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が第２の保持部材９０の第２の立上り部９２の立上り曲面部Ｒに当接している例を示している。図４に示した例では、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部を第２の保持部材９０の当接部９１に突き当てようとすると、後端側の端部の内周側の縁が第２の保持部材９０の立上り曲面部Ｒに当接する。
したがって、衝突荷重が入力されると、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部と第２の保持部材９０の立上り曲面部Ｒとの接触部Ｐに応力が集中し、エネルギ吸収部材１０が後端側から圧壊しやすくなる。また、第２の立上り部９２とエネルギ吸収部材１０との間の距離は略一定であるため、接着剤の量によっては、接着剤が外部にはみ出して、外観が低下しやすくなる。
また、図５は、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が第２の保持部材９０の立上り曲面部Ｒに当接していないものの、第２の立上り部９２はエネルギ吸収部材１０の軸方向に沿って延在し、第２の立上り部９２とエネルギ吸収部材１０との距離が略一定となっている例を示している。すなわち、図５に示した例では、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が第２の保持部材４０の立上り曲面部Ｒに当接することを避けるために、立上り曲面部Ｒよりも外側の位置において、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が第２の保持部材９０の当接部９１に当接している。
しかしながら、第２の立上り部９２とエネルギ吸収部材１０との距離がほぼ一定であることから、第２の立上り部９２とエネルギ吸収部材１０との間の間隙Ｓは比較的大きくなりやすく、接合安定性が低下しやすい。
また、図６は、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が第２の保持部材９０の立上り曲面部Ｒに接触しないように、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部を第２の保持部材９０の当接部９１に突き当てないようにした例を示している。すなわち、図６に示した例では、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部の位置を、第２の立上り部９２の立上り曲面部Ｒまで進入させずに、エネルギ吸収部材１０と第２の立上り部９２とが接合されている。
かかる例では、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部と当接部９１との間に間隙Ｓが生じ、衝突荷重が入力されたときに、せん断力によってエネルギ吸収部材１０が第２の立上り部９２から剥離し、後端側に移動する。その結果、図４に示した例と同様に、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部の内側の縁が立上り曲面部Ｒに当接し、応力集中が発生する。したがって、エネルギ吸収部材１０が後端側から潰れやすくなる。また、接着剤の量によっては、接着剤が外部にはみ出し、外観が低下しやすくなる。
これに対して、本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００では、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が、立上り曲面部Ｒには当接せずに、平坦な第２の当接部４１に当接する。したがって、衝突荷重の入力時に、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部の一部に応力集中することが避けられる。また、第２の立上り部４２のうち、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部に位置する第２の部分４２ｂとエネルギ吸収部材１０との距離Ｈ２が、先端側に位置する第１の部分４２ａとエネルギ吸収部材１０との距離Ｈ１よりも大きくなっている。したがって、第１の部分４２ａにおいてエネルギ吸収部材１０の接合安定性が確保されるとともに、第２の部分４２ｂにおいて余剰の接着剤を保持することができる。
以上のように、本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００によれば、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部を保持する第２の保持部材４０がエネルギ吸収部材１０側に立ち上げられた第２の立上り部４２を有し、かかる第２の立上り部４２にエネルギ吸収部材１０が接合されて保持されている。かかる第２の立上り部４２の立上り曲面部Ｒは、エネルギ吸収部材１０の端部が当接しない位置に設けられている。したがって、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が局所的に第２の保持部材４０に当接することがなく、衝突荷重の入力時に、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部に局所的に応力集中することが避けられる。これにより、エネルギ吸収部材１０が後端側から潰れることが抑制される。
また、本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００によれば、第２の立上り部４２のうち、後端側の端部側の第２の部分４２ｂとエネルギ吸収部材１０との距離Ｈ２は、先端側の第１の部分４２ａとエネルギ吸収部材１０との距離Ｈ１よりも大きくなっている。したがって、第２の部分４２ｂとエネルギ吸収部材１０との間に容量部４２ｃが形成され、第２の保持部材４０とエネルギ吸収部材１０との接合時における余剰の接着剤が保持される。これにより、接着剤の外部へのはみ出しが抑制され、外観の低下を防ぐことができる。
また、本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００によれば、第１の保持部材２０の第１の立上り部２２がエネルギ吸収部材１０の外周部に配置され、第２の保持部材４０の第２の立上り部４２がエネルギ吸収部材１０の内側空間に配置されている。これにより、エネルギ吸収部材１０の圧壊時におけるエネルギ吸収部材１０の潰れ残りが低減され、衝撃エネルギ吸収量を増加させることができる。
また、本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００では、車両の衝突時において、エネルギ吸収部材１０の大部分がエネルギ吸収部材１０の内側空間に向かって潰れながら進展する。したがって、エネルギ吸収部材１０の破片や粉塵が外部に飛散しにくくなる。これにより、車両の修理交換作業時に作業者が怪我をしたり、エネルギ吸収部材１０周辺の電気製品の故障を招いたりするおそれが低減される。
また、本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００では、第２の保持部材４０に、エネルギ吸収部材１０の内側空間に向かって潰されたＦＲＰ材料を収容する開口部４４を有する。したがって、圧壊したエネルギ吸収部材１０が内部空間に詰まって、第１の立上り部２２を有する第１の保持部材２０及び第２の立上り部４２を有する第２の保持部材４０が当接する前にエネルギ吸収部材１０の圧壊が限界となるおそれが低減される。これにより、エネルギ吸収部材１０の潰れ残りをより効果的に低減することができる。
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００について説明する。第１の実施の形態では、第２の保持部材４０がプレス成形により形成され、第２の当接部４１と第２の立上り部４２とが一体成形されていたが、本実施形態では、第２の当接部と第２の立上り部とは別体となっており、第２の立上り部が溶接によって第２の当接部に接合されている。
次に、本発明の第２の実施の形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００について説明する。第１の実施の形態では、第２の保持部材４０がプレス成形により形成され、第２の当接部４１と第２の立上り部４２とが一体成形されていたが、本実施形態では、第２の当接部と第２の立上り部とは別体となっており、第２の立上り部が溶接によって第２の当接部に接合されている。
図７は、本実施形態にかかるエネルギ吸収部材１０の保持構造１００を示す断面図である。本実施形態において、第２の保持部材６０は、中央に開口部６４を有するプレート状の第２の当接部６１と、開口部６４の周囲において第２の当接部６１に接合され、先端側に立ち上がる第２の立上り部６２とを備える。第２の立上り部６２と第２の当接部６１との接合は、例えば隅肉溶接等の溶接により行われる。
第２の立上り部６２は、第２の当接部６１側に位置する第２の部分６２ｂと、第２の部分６２ｂに連続し先端側に延びる第１の部分６２ａとを有する。第２の部分６２ｂの直径は第１の部分６２ａの直径よりも小さくなっており、第２の部分６２ｂとエネルギ吸収部材１０との距離Ｈ２が、第１の部分６２ａとエネルギ吸収部材１０との距離Ｈ１よりも大きくなっている。
かかる第２の保持部材６０においても、エネルギ吸収部材１０と第２の保持部材６０との主たる接合機能は、第２の立上り部６２の第１の部分６２ａが担い、第２の部分６２ｂとエネルギ吸収部材１０との間に形成される容量部６２ｃには、余剰の接着剤が保持される。したがって、接合安定性が確保されつつ、接着剤のはみ出しによる外観の低下を抑制することができる。また、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が、第２の当接部６１に対して局所的に当接することがないため、衝突荷重の入力時において、エネルギ吸収部材１０の一部に応力が集中して、エネルギ吸収部材１０の後端側から潰れることを防ぐことができる。
なお、第２の立上り部は、エネルギ吸収部材の後端側の端部の外周部に配置されてもよい。例えば、図８に示すように、エネルギ吸収部材１０の外周部において、第２の当接部７１から第２の立上り部７２を先端側に向けて立ち上げ、第２の立上り部７２とエネルギ吸収部材１０の外周面とを接合してもよい。
図８に示す第２の保持部材７０においても、エネルギ吸収部材１０と第２の保持部材７０との主たる接合機能は、第２の立上り部７２の第１の部分７２ａが担い、第２の部分７２ｂとエネルギ吸収部材１０との間に形成される容量部７２ｃには、余剰の接着剤が保持される。したがって、接合安定性が確保されつつ、接着剤のはみ出しによる外観の低下を抑制することができる。また、エネルギ吸収部材１０の後端側の端部が、第２の当接部７１に対して局所的に当接することがないため、衝突荷重の入力時において、エネルギ吸収部材１０の一部に応力が集中して、エネルギ吸収部材１０の後端側から潰れることを防ぐことができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、上記の各実施形態を互いに組み合わせた態様も、当然に本発明の技術的範囲に属する。
２ バンパビーム
４ フロントフレーム
１０ エネルギ吸収部材
２０ 第１の保持部材
４０，６０，７０ 第２の保持部材
４１，６１，７１ 第２の当接部
４２，６２，７２ 第２の立上り部
４２ａ，６２ａ，７２ａ 第１の部分
４２ｂ，６２ｂ，７２ｂ 第２の部分
４２ｃ，６２ｃ，７２ｃ 容量部
４４，６４，７４ 開口部
５０ 接着剤
１００ エネルギ吸収部材の保持構造
Ｒ 立上り曲面部
Ｓ 間隙
４ フロントフレーム
１０ エネルギ吸収部材
２０ 第１の保持部材
４０，６０，７０ 第２の保持部材
４１，６１，７１ 第２の当接部
４２，６２，７２ 第２の立上り部
４２ａ，６２ａ，７２ａ 第１の部分
４２ｂ，６２ｂ，７２ｂ 第２の部分
４２ｃ，６２ｃ，７２ｃ 容量部
４４，６４，７４ 開口部
５０ 接着剤
１００ エネルギ吸収部材の保持構造
Ｒ 立上り曲面部
Ｓ 間隙
Claims (5)
- 衝突荷重入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、
前記エネルギ吸収部材のうちの荷重入力予定側とは反対側の端部に当接する当接部と、
前記当接部から前記荷重入力予定側に立ち上げられ、少なくとも一部が接着剤により前記エネルギ吸収部材の内周面又は外周面に接合される立上り部と、を備え、
前記端部における前記立上り部と前記エネルギ吸収部材との間の距離が、前記荷重入力予定側の前記立上り部と前記エネルギ吸収部材との間の距離よりも大きい、エネルギ吸収部材の保持構造。 - 前記荷重入力予定側の前記立上り部は、対向する前記エネルギ吸収部材の前記内周面又は前記外周面と相似形をなす、請求項１に記載のエネルギ吸収部材の保持構造。
- 前記端部における前記立上り部と前記エネルギ吸収部材との間の距離が相対的に大きい間隙は、余剰の接着剤を保持する、請求項１又は２に記載のエネルギ吸収部材の保持構造。
- 前記立上り部は前記当接部と一体成形されてなり、前記立上り部が前記当接部から立ち上がる部分である立上り曲面部が前記エネルギ吸収部材の前記端部と当接しない位置に設けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエネルギ吸収部材の保持構造。
- 前記立上り部は、前記当接部に接合されてなり、前記エネルギ吸収部材の前記端部と前記当接部との当接位置から離れた位置で、前記立上り部と前記当接部とが接合される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエネルギ吸収部材の保持構造。
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