JP6601868B2 - エネルギ吸収構造体 - Google Patents

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繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を含むエネルギ吸収構造体に関する。

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、フロント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、鋼板等の金属材料により構成されたエネルギ吸収部材が用いられていたが、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）製のエネルギ吸収部材が実用化されている。

係る繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材においては、衝突荷重の入力時に、筒状のエネルギ吸収部材が圧縮されるにつれてエネルギ吸収部材の逐次破壊が進展する。特許文献１には、エネルギ吸収部材の逐次破壊が進展する過程で、破壊により開いたエネルギ吸収部材を別の筒状部材によって拘束することにより、エネルギ吸収部材の破壊に対して抵抗が付与されて圧壊荷重が増大することが記載されている。これにより、より多くのエネルギ吸収部材が破断し、エネルギ吸収量を増大させることができる。

特開平７−２２４８７４号公報

ここで、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材は鋼板製のクラッシュボックスに比べて破損しやすいため、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を車両に用いる場合、耐チッピング性や耐候性等に考慮する必要がある。具体的には、車輪によって跳ね上げられる小石や雨水等によるエネルギ吸収部材の破損を防ぐことが望まれる。その対策として、エネルギ吸収部材の外周をカバーで覆うことが考えられるが、係るカバーに、破壊されるエネルギ吸収部材を拘束して、圧壊荷重を増大させる機能を持たせることができれば効率的である。

ただし、カバーとエネルギ吸収部材との間隔が狭すぎると、破壊されるエネルギ吸収部材を拘束することはできるものの、カバーがエネルギ吸収部材と干渉し、想定外の位置からエネルギ吸収部材が破壊されるおそれがある。一方、カバーとエネルギ吸収部材との間隔が広すぎると、破壊されたエネルギ吸収部材を拘束することが困難となって、圧壊荷重を増大させることができなくなる。

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、エネルギ吸収部材の耐チッピング性及び耐候性を得るためのカバーによって、破壊されるエネルギ吸収部材を拘束し、所望の荷重特性を実現可能な、エネルギ吸収構造体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、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外周を覆う筒状のカバーと、を備え、前記カバーが軸方向の所定の位置に縮径部を有するとともに、前記縮径部と前記エネルギ吸収部材との間に間隙を設けた、エネルギ吸収構造体が提供される。

前記縮径部が、前記軸方向に沿って所定の長さを有する面により構成されてもよい。

前記カバーの両端側は、それぞれ端部に向かって断面積が拡大するテーパ部とされてもよい。

前記カバーの横断面形状が多角形であってもよい。

前記カバーにおける荷重入力側の端部が車両のフロントバンパビーム又は前記フロントバンパビームに連結された固定部材に固定される一方、前記エネルギ吸収部材における荷重入力側の端部は前記フロントバンパビーム又は前記固定部材から離間してもよい。

前記カバーにおける前記縮径部よりも荷重入力側の部分の剛性が、前記荷重入力側とは反対側の部分の剛性よりも小さくてもよい。

前記カバーにおける前記荷重入力側の部分に、周方向に沿って形成されたビード部又は薄肉部、あるいは、開口部を備えてもよい。

所望の荷重特性に応じて前記縮径部の軸方向の位置が設定されてもよい。

以上説明したように本発明によれば、エネルギ吸収部材の耐チッピング性及び耐候性を得るためのカバーによって、破壊されるエネルギ吸収部材が拘束され、所望の荷重特性を実現することができる。

本発明の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体を示す断面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の圧壊初期の様子を示す断面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の逐次破壊が進展する様子を示す断面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の逐次破壊が進展する様子を示す断面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の荷重特性の例を示す説明図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の縮径部の位置をずらした例を示す断面図である。 縮径部の位置をずらしたエネルギ吸収構造体の荷重特性の例を示す説明図である。 第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体を示す断面図である。 第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体の荷重特性の例を示す説明図である。 第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体を示す断面図である。 縮径部の形態を異ならせたエネルギ吸収構造体を示す断面図である。

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．エネルギ吸収構造体＞
図１は、本発明の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体１００の一例を示す。図１は、エネルギ吸収構造体１００が、車両のフロントバンパビーム２とフロントフレーム４との間に取り付けられた様子を示す断面図である。図１は、エネルギ吸収構造体１００が保持されている様子を車両の上方側から見た図である。以下の説明においては、エネルギ吸収構造体１００のフロントバンパビーム２側を先端側といい、フロントフレーム４側を後端側という場合がある。

エネルギ吸収構造体１００は、エネルギ吸収部材１０と、固定部材２０と、カバー３０と、保持部材４０とを備える。エネルギ吸収部材１０は、先端側が固定部材２０に固定され、後端側が保持部材４０によって保持されている。固定部材２０は、フロントバンパビーム２に接合されている。また、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。エネルギ吸収構造体１００は、フロントバンパビーム２とフロントフレーム４との間に配置され、フロントバンパビーム２に固定された先端側が、衝突荷重の入力側となっている。

（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。また、エネルギ吸収部材１０は、衝突荷重が大きい場合には、衝突荷重をフロントフレーム４に効率的に伝達する役割も担う。係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）を用いて形成される複数層の複合材料であり、高強度、かつ、軽量化を実現可能になっている。

本実施形態において、エネルギ吸収部材１０は円筒形状を有する。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０は、衝突荷重の入力時に先端側から逐次破壊しながら潰れることによって圧壊荷重が発現する。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０は、鋼板製のクラッシュボックスに比べて、小さい間隔で座屈あるいは逐次破壊が生じるために、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、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０は、潰れ残りが比較的少なく、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。係る繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０は、例えば、繊維材料及び熱可塑性樹脂を用いた組紐及び縦紐によって構成される組み物とし得る。

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、高い機械特性を有することや、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る。熱硬化性樹脂は、このうちの１種類、あるいは２種類以上の混合物であってもよい。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、熱硬化性樹脂に対して適切な硬化剤や反応促進剤が添加されてもよい。

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、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、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熱可塑性ポリエステル系樹脂、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、ポリエーテルスルフォン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂などが例示される。

熱可塑性樹脂は、このうちの１種類、あるいは２種類以上の混合物であってもよい。熱可塑性樹脂が混合物である場合には、さらに相溶化剤が併用されてもよい。さらに、熱可塑性樹脂には、難燃剤として臭素系難燃剤、シリコン系難燃剤、赤燐などが加えられてもよい。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、量産性の観点から、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。

また、円筒形状を有するエネルギ吸収部材１０は、軸方向が、車両の前後方向に沿うように配置される。係るエネルギ吸収部材１０の寸法は、車両の大きさや、得ようとする荷重特性、エネルギ吸収部材１０の重量等によって適宜設計することができる。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。

エネルギ吸収部材１０は、先端側に、端部に向かって縮径するテーパ部１２を有する。係るテーパ部１２により、エネルギ吸収部材１０の先端側が押圧されたときに、エネルギ吸収部材１０を構成する複数の層間で剥離が生じやすくなる。これにより、エネルギ吸収部材１０の先端側の破壊のきっかけが与えられ、エネルギ吸収部材１０を容易に逐次破壊させることができる。

（１−２．固定部材）
固定部材２０は、フロントバンパビーム２に接合され、エネルギ吸収構造体１００の先端側が固定される部材である。固定部材２０は、例えばバンパステーとも称される。固定部材２０は、例えば鋼板等に代表される金属材料やアルミニウム等からなる。車両の衝突発生時において、固定部材２０は、フロントバンパビーム２が受けた衝撃を、エネルギ吸収構造体１００に伝達する。

図１に示すエネルギ吸収構造体１００では、エネルギ吸収部材１０の先端側の端部は、固定部材２０に対して、接着剤等により固定されている。エネルギ吸収部材１０と固定部材２０との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。なお、エネルギ吸収部材１０が保持部材４０によって強固に保持されている場合、エネルギ吸収部材１０の先端部は、固定部材２０に接合されていなくてもよい。

（１−３．保持部材）
保持部材４０は、フロントフレーム４の先端に取り付けられ、エネルギ吸収部材１０の後端側を保持する。保持部材４０は、例えば鋼板等に代表される金属材料やアルミニウム等からなるプレート状の部材である。係る保持部材４０は、エネルギ吸収部材１０の軸方向に立ち上がる保持部４７を有し、当該保持部４７の内周面に対してエネルギ吸収部材１０の外周面が接着剤等によって接合されている。エネルギ吸収部材１０と保持部４７との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。なお、保持部４７がエネルギ吸収部材１０の内周面側に配置され、保持部４７の外周面に対してエネルギ吸収部材１０の内周面が接合されていてもよい。

また、保持部材４０は、エネルギ吸収部材１０の内側空間に対応する位置に、開口部４３を有する。係る開口部４３は、エネルギ吸収部材１０の圧壊時に、内巻きに破壊された繊維強化樹脂を、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、破壊された繊維強化樹脂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の潰れ残りが抑制される。なお、開口部４３の代わりに、フロントフレーム４側に突出する凹部が設けられてもよい。

（１−４．カバー）
カバー３０は、中空の筒状に形成され、エネルギ吸収部材１０の外周を覆うように配置されている。係るカバー３０は、車輪によって跳ね上げられた小石等の異物がエネルギ吸収部材１０に衝突したり、エネルギ吸収部材１０に雨水等が付着したりすることを防ぎ、エネルギ吸収部材１０を保護している。本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００は、主としてエネルギ吸収部材１０により衝突荷重を担い、カバー３０が担う衝突荷重は小さくされている。したがって、カバー３０の構成材料にかかわらず、エネルギ吸収構造体１００の圧壊時において、比較的安定した荷重特性が得られるようになっている。

本実施形態では、カバー３０は薄板の鋼板により構成されているが、アルミニウム等の軽金属板や樹脂により構成されていてもよい。ただし、後述するように、カバー３０は、衝突荷重の入力時に先端側から逐次破壊され、縮径部３３において外巻きに開いて破壊されるエネルギ吸収部材１０を拘束することができるように、所定程度の剛性と靱性とを有する。

カバー３０は、先端部に向かって断面積が拡大する第１のテーパ部３１ａと、後端部に向かって断面積が拡大する第２のテーパ部３１ｂと、第１のテーパ部３１ａ及び第２のテーパ部３１ｂの間に設けられた縮径部３３とを有する。第１のテーパ部３１ａの端部は固定部材２０に接合されている。また、第２のテーパ部３１ｂの端部は保持部材４０に接合されている。カバー３０と固定部材２０及び保持部材４０とは、溶接や接着剤による接合等、種々の方法により接合し得る。

カバー３０が第１のテーパ部３１ａ及び第２のテーパ部３１ｂを有することにより、エネルギ吸収構造体１００に対して、車両前後方向に対する斜め方向から衝突荷重が入力された場合に、荷重入力方向との成す角度が小さいカバー３０の壁面に荷重の一部を担わせやすくなる。したがって、車両の衝突発生時に、エネルギ吸収構造体１００やエネルギ吸収部材１０が倒れてしまい、衝突エネルギを吸収できなくことを抑制することができる。

カバー３０における、軸方向に直交する横断面形状は、円形あるいは多角形等、特に限定されない。カバー３０の横断面形状が多角形であれば、角部分が荷重を担いやすく、斜め方向からの衝突荷重の入力時に、エネルギ吸収構造体１００が倒れることをより防ぎやすくなる。ただし、カバー３０の横断面形状を多角形にすると、カバー３０の圧壊荷重を増大させることにもなるため、エネルギ吸収部材１０の圧壊荷重とのバランスや、得ようとする圧壊特性を考慮して、横断面形状を設定することが好ましい。

縮径部３３は、カバー３０の両端部に比べて小さい断面積を有する部分であり、エネルギ吸収部材１０に対して最も近接する部分となっている。縮径部３３は、軸方向に沿って所定の長さを有し、縮径部３３の軸方向のいずれの位置においても同じ断面積となっている。すなわち、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００では、縮径部３３は、軸方向に所定長さを有する筒形状となっている。係る縮径部３３は、エネルギ吸収構造体１００の圧壊時に、一旦外巻きに開いて破壊されるエネルギ吸収部材１０を拘束し、圧壊の途中からエネルギ吸収部材１０を内巻きに破壊させる。これにより、エネルギ吸収部材１０が担う圧壊荷重が増大し、エネルギ吸収量を増大させることができる。

係る縮径部３３とエネルギ吸収部材１０との間には、１０ｍｍ以下の間隙Ｓ１が設けられている。縮径部３３とエネルギ吸収部材１０とが接していると、車両の振動等によってエネルギ吸収部材１０に応力がかかり、エネルギ吸収部材１０が破損するおそれがある。また、縮径部３３とエネルギ吸収部材１０とが接していると、エネルギ吸収構造体１００の圧壊時に、初期の段階で縮径部３３とエネルギ吸収部材１０との接触位置からエネルギ吸収部材１０の圧壊が開始されて、所望の荷重特性が得られなくなるおそれがある。

一方、縮径部３３とエネルギ吸収部材１０との間隔が広すぎると、エネルギ吸収構造体１００の圧壊時に、外巻きに破壊されるエネルギ吸収部材１０を拘束できないおそれがある。したがって、縮径部３３とエネルギ吸収部材１０との間隔を、１．０〜１０．０ｍｍの範囲内の値とすることが好ましく、２．０〜９．０ｍｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。

また、エネルギ吸収部材１０を先端側から安定的に逐次圧壊させるためには、カバー３０についても先端側から圧壊するようになっていることが望ましい。そのため、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００では、第１のテーパ部３１ａの剛性が、第２のテーパ部３１ｂの剛性よりも小さくされている。例えば、第１のテーパ部３１ａの厚さを第２のテーパ部３１ｂの厚さよりも薄くすることによって、第１のテーパ部３１ａの剛性が第２のテーパ部３１ｂの剛性よりも小さくされる。その結果、エネルギ吸収構造体１００の圧壊時に、第１のテーパ部３１ａが座屈して縮径部３３の外周面側に配置され、縮径部３３と相俟って外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０を確実に拘束することができる。

＜２．エネルギ吸収構造体の圧壊作用＞
ここまで、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００の構成について説明した。次に、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００の逐次圧壊の様子、及び、荷重特性について説明する。図２〜図４は、エネルギ吸収構造体１００の逐次破壊の様子を示す模式図である。図５は、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００の荷重特性を示す説明図である。

車両の衝突が発生し、エネルギ吸収構造体１００に衝突荷重が入力されると、エネルギ吸収構造体１００が圧縮され、圧壊し始める。これに伴って、エネルギ吸収構造体１００の圧壊荷重が上昇し始める（図５のストローク領域Ｓｔ０〜Ｓｔ１）。

圧壊の初期においては、図２に示すように、エネルギ吸収部材１０は、先端側が内巻き及び外巻きに開きながら破壊される。また、カバー３０の第１のテーパ部３１ａも座屈し始める。このとき、エネルギ吸収構造体１００の先端側では、第１のテーパ部３１ａとエネルギ吸収部材１０との間隔が開いているため、エネルギ吸収部材１０が強く拘束されることがないまま逐次破壊が進展する。したがって、エネルギ吸収構造体１００の圧壊荷重は、圧壊の初期において所定のレベルまで上昇した後は、安定的に推移する（図５のストローク領域Ｓｔ１〜Ｓｔ２）。

エネルギ吸収構造体１００の逐次破壊がさらに進展すると、破壊されるエネルギ吸収部材１０とカバー３０との間隔が小さくなるため、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０がカバー３０によって拘束され始める。これに伴って、エネルギ吸収構造体１００の圧壊荷重が再び上昇し始める。以降、図３に示すように、逐次破壊の進展に伴って、破壊されたエネルギ吸収部材１０の大部分が、エネルギ吸収部材１０の内側空間に向けられるまでの間、圧壊荷重は所定のレベルまで上昇する（図５のストローク領域Ｓｔ２〜Ｓｔ３）。

その後、図４に示すように、エネルギ吸収部材１０の先端側の外周部がカバー３０によって拘束された状態で逐次破壊が進展するため、エネルギ吸収部材１０は内巻きに破壊される。また、圧壊の後期においては、カバー３０の第２のテーパ部３１ｂも座屈し始める。これにより、圧壊の初期に比べて大きい圧壊荷重で安定的に推移する（図５のストローク量Ｓｔ３以降）。このように、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００は、逐次破壊の途中から圧壊荷重を増大させて、エネルギ吸収量を増大させることができる。

なお、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００では、エネルギ吸収部材１０の後端側を保持する保持部材４０の中央に開口部４３が設けられているため、内巻きに破壊されるエネルギ吸収部材１０がエネルギ吸収部材１０の内部に詰まりにくく、エネルギ吸収部材１０の潰れ残りが少なくなっている。したがって、エネルギ吸収部材１０の圧壊ストローク量が少なくなることを防いで、大きなエネルギ吸収量を得ることができる。

＜３．圧壊荷重上昇タイミング＞
外巻きに破壊したエネルギ吸収部材１０がカバー３０によって拘束され、圧壊荷重が上昇し始める時期は、カバー３０の縮径部３３の軸方向位置によって調節することができる。図１に示したエネルギ吸収構造体１００では、縮径部３３は、エネルギ吸収構造体１００の軸方向の中央部に設けられている。したがって、エネルギ吸収構造体１００の圧壊の中期において、外巻きに開いて破壊されたエネルギ吸収部材１０がカバー３０によって拘束され、圧壊荷重が上昇し始めている。

図６は、図１に示したエネルギ吸収構造体１００に対して、カバー３０における縮径部３３の軸方向の位置を先端側にずらしたエネルギ吸収構造体１００Ａの例を示している。また、図７は、図６に示したエネルギ吸収構造体１００Ａの荷重特性を示す説明図である。係るエネルギ吸収構造体１００Ａでは、図１に示したエネルギ吸収構造体１００に比べて、圧壊ストローク量がより小さい領域で圧壊荷重が上昇し始めている（ストローク量Ｓｔ２→Ｓｔ２´、Ｓｔ３→Ｓｔ３´）。したがって、図６に示したエネルギ吸収構造体１００Ａでは、衝突時に、より早い段階で大きい圧壊荷重が発現するようになる。このように、縮径部３３の軸方向位置を適宜調節することにより、所望の荷重特性を得ることができる。

＜４．変形例＞
次に、これまでに説明した本実施形態に係るエネルギ構造体の変形例の幾つかを説明する。

（４−１．第１の変形例）
図８は、第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体２００を示す断面図である。図９は、第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体２００の荷重特性を示す説明図である。図８に示したエネルギ吸収構造体２００において、エネルギ吸収部材１０は、後端側が保持部材４０に保持される一方、先端部が固定部材２０に接合されていない。これにより、エネルギ吸収部材１０の先端部と固定部材２０との間に間隙Ｓ２が形成されている。したがって、車両の衝突時においては、まず、カバー３０のみが圧壊し始める。さらに、カバー３０の圧壊が進み、所定の圧壊ストローク量に到達したところで、エネルギ吸収部材１０が圧縮され、逐次破壊され始める。

カバー３０のみの圧壊荷重はエネルギ吸収部材１０と比較して相対的に小さいことから、エネルギ吸収構造体２００の圧壊の初期において、固定部材２０がエネルギ吸収部材１０に当接するまでの期間の圧壊荷重の上昇速度は小さい（図９のストローク領域Ｓｔ１０〜Ｓｔ１１）。一方、固定部材２０がエネルギ吸収部材１０に当接して、エネルギ吸収部材１０が圧縮され始めると、圧壊荷重の上昇速度が大きくなる（図９のストローク領域Ｓｔ１１〜Ｓｔ１２）。

このように、車両の衝突後の初期の段階で、圧壊荷重の上昇速度の変位点が現れるようにすることで、衝突を検知するためのセンサによる衝突検出精度を向上させることができる。これにより、例えば、エアバッグの展開要否の判定を容易にすることができる。具体的には、例えば、車両が小さい衝撃の衝突を生じた場合に、センサによって検知される荷重が上昇し始めたとしても、荷重の上昇速度が大きくなるような変化が現れなければ、エアバッグを展開させないように制御しやすくなる。

エネルギ吸収部材１０が圧縮され始めて以降（図９のストローク領域Ｓｔ１１以降）、エネルギ吸収構造体２００は、図５に示した荷重特性と同様の挙動を示すことになる。すなわち、エネルギ吸収構造体２００の逐次破壊の途中で、外巻きに開きながら破壊されたエネルギ吸収部材１０がカバー３０によって拘束され、圧壊荷重がさらに増大する。したがって、第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体２００は、衝突エネルギの吸収量を増大させつつ、センサによる衝突検出精度を向上させることができる。

（４−２．第２の変形例）
図１０は、第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体３００を示す断面図である。図１０に示したエネルギ吸収構造体３００において、カバー３３０の第１のテーパ部３３１ａには、ビード部３３５が設けられている。ビード部３３５は、第１のテーパ部３３１ａの周方向に沿って延在する溝状部である。ビード部３３５は、第１のテーパ部３３１ａの全周にわたって設けられてもよく、断続的に設けられてもよい。ビード部３３５は、エネルギ吸収構造体３００に対して衝突荷重が入力されたときに、カバー３３０を先端側から圧壊させるきっかけとなる部分である。

図１に示したエネルギ吸収構造体１００は、カバー３０の第１のテーパ部３１ａの厚さを第２のテーパ部３１ｂの厚さよりも薄くすることによって、第１のテーパ部３１ａの剛性が第２のテーパ部３１ｂの剛性よりも小さくされ、カバー３０が先端側から圧壊するよう構成されていた。これに対して、第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体３００は、第１のテーパ部３３１ａにビード部３３５を設けることによって、衝突荷重の入力時に、ビード部３３５をきっかけとしてカバー３３０が第１のテーパ部３３１ａから圧壊し始めるように構成されている。

なお、ビード部３３５の代わりに、開口部や薄肉部が形成されていてもよい。

第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体３００によっても、車両の衝突時に、エネルギ吸収部材１０を先端側から確実に逐次圧壊させることができる。したがって、第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体３００は、所望の荷重特性を確実に実現し、衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。

＜５．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）は、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０の外周を覆う筒状のカバー３０（３３０）を備えている。これにより、車輪によって跳ね上げられる小石や雨水等からエネルギ吸収部材１０が保護され、エネルギ吸収部材１０の耐チッピング性や耐候性を向上させることができる。

また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）では、カバー３０（３３０）の中央部に、エネルギ吸収部材１０の外周面との間に１０ｍｍ以下の間隙を有する縮径部３３が設けられている。これにより、エネルギ吸収構造体１００の逐次圧壊の途中で、外巻きに開きながら破壊されるエネルギ吸収部材１０がカバー３０（３３０）によって拘束され、エネルギ吸収構造体１００（２００，３００）の圧壊荷重を増大させることができる。したがって、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）は、衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。

また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）において、カバー３０（３３０）における縮径部３３の軸方向の位置を適宜調節することによって、発現する荷重特性を変えることができる。したがって、衝撃エネルギ吸収のコンセプトに応じて所望の荷重特性を得ることができる。

また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）において、カバー３０（３３０）は、それぞれ両端部に向かって断面積が拡大する第１のテーパ部３１ａ（３３１ａ）及び第２のテーパ部３１ｂを備えている。これにより、衝突荷重が、エネルギ吸収構造体１００（２００，３００）の軸方向に対して斜め方向から入力されたときに、エネルギ吸収構造体１００（２００，３００）あるいはエネルギ吸収部材１０が倒れにくくなっている。したがって、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）は、所望の荷重特性が得られなくなるおそれを低減することができる。

また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）では、エネルギ吸収部材１０の後端部を保持する保持部材４０における、エネルギ吸収部材１０の内部空間に対応する位置に開口部４３あるいは凹部を有している。これにより、エネルギ吸収部材１０の内側空間に、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０が詰まることによる潰れ残りを低減することができる。したがって、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）は、衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。

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、本発明は係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、上記の実施形態及び各変形例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。

例えば、上記の実施形態においては、車両のフロント側に取り付けられるエネルギ吸収構造体を例に採って説明したが、本発明は上記実施形態の例に限られない。エネルギ吸収構造体は、車両のリア側に取り付けられるものであってもよい。リア側に取り付けられるエネルギ吸収構造体に本発明を適用した場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記の実施形態においては、縮径部３３が、軸方向のいずれの位置においても同じ断面積を有する筒状の縮径部３３となっていたが、本発明は上記実施形態の例に限られない。例えば、縮径部の横断面積が、軸方向の位置によって異なっていてもよい。具体的には、図１１に示すように、縦断面が曲線となる縮径部４３３であってもよい。係る形態の縮径部を有するカバー４３０を備える場合であっても、エネルギ吸収構造体４００の逐次破壊の途中で、外巻きに破壊されるエネルギ吸収部材１０が拘束され、圧壊荷重を上昇させることができる。

２ フロントバンパビーム
４ フロントフレーム
１０ エネルギ吸収部材
１２ テーパ部
２０ 固定部材
３０，３３０，４３０ カバー
３１ａ，３３１ａ 第１のテーパ部
３１ｂ 第２のテーパ部
３３，４３３ 縮径部
４０ 保持部材
４３ 開口部
４７ 保持部
１００，１００Ａ，２００，３００，４００ エネルギ吸収構造体
３３５ ビード部

Claims (7)

1. 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外周を覆う筒状のカバーと、を備え、
   前記カバーが軸方向の所定の位置に縮径部を有するとともに、前記縮径部と前記エネルギ吸収部材との間に間隙を設け、
   前記カバーの両端側は、前記縮径部からそれぞれ端部に向かって断面積が拡大するテーパ部とされる、エネルギ吸収構造体。
2. 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外周を覆う筒状のカバーと、を備え、
   前記カバーが軸方向の所定の位置に縮径部を有するとともに、前記縮径部と前記エネルギ吸収部材との間に間隙を設け、
   前記カバーにおける前記縮径部よりも荷重入力側の部分の剛性が、前記荷重入力側とは反対側の部分の剛性よりも小さい、エネルギ吸収構造体。
3. 前記カバーにおける前記荷重入力側の部分に、周方向に沿って形成されたビード部又は薄肉部、あるいは、開口部を備える、請求項２に記載のエネルギ吸収構造体。
4. 前記縮径部が、前記軸方向に沿って所定の長さを有する面により構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエネルギ吸収構造体。
5. 前記カバーの横断面形状が多角形である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエネルギ吸収構造体。
6. 前記カバーにおける荷重入力側の端部が車両のフロントバンパビーム又は前記フロントバンパビームに連結された固定部材に固定される一方、前記エネルギ吸収部材における荷重入力側の端部は前記フロントバンパビーム又は前記固定部材から離間する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエネルギ吸収構造体。
7. 所望の荷重特性に応じて前記縮径部の軸方向の位置が設定される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のエネルギ吸収構造体。

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