JP6601869B2 - エネルギ吸収構造体 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
固定部材20は、エネルギ吸収構造体100を固定するための部材であり、カバー30の先端部とフロントバンパビーム2とにそれぞれ接合される。固定部材20とカバー30とは一体成形されていてもよい。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。固定部材20は、カバー30を圧壊するために必要な荷重よりもさらに小さい荷重で圧壊するように構成される。したがって、圧壊荷重の大きさは、固定部材20、カバー30、エネルギ吸収部材10の順に大きくなる。
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の逐次圧壊の様子について説明する。図3〜図6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。
次に、これまでに説明した本実施形態に係るエネルギ吸収部材100の変形例の幾つかを説明する。
図7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7に示したエネルギ吸収構造体200において、固定部材220は、周方向に沿って配置されたビード部225を備える。図7に示したビード部225は、固定部材220の外周方向に向かって突出する形状を有する。固定部材220が係るビード部225を有することにより、ビード部225が脆弱部分となって、衝突荷重の入力時に、固定部材220を容易に座屈させることができる。
図8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8に示したエネルギ吸収構造体300において、固定部材320は、複数の開口部325を有する。例えば、開口部325は、等間隔で複数設けられる。固定部材320が係る開口部325を有することにより、開口部325が脆弱部分となって、衝突荷重の入力時に、固定部材320を容易に座屈させることができる。第2の変形例では、開口部325が、カバー30よりも先に固定部材20を圧壊させる機能を担っている。
図9及び図10は、第3の変形例に係るエネルギ吸収構造体400,500を示す断面図である。第3の変形例に係るエネルギ吸収構造体400,500では、エネルギ吸収部材10の外周を覆う筒状のカバー430,530が錘形を有する。図9に示すエネルギ吸収構造体400のカバー430は、横断面の外形が後端側に向かって拡大する錘形を有する。また、図10に示すエネルギ吸収構造体500のカバー530は、横断面の外形が先端側に向かって拡大する錘形を有する。
図11は、第4の変形例に係るエネルギ吸収構造体600を示す断面図である。第4の変形例に係るエネルギ吸収構造体600では、固定部材620が、後端側に向かって拡径するテーパ形状を有する。係る固定部材620は、図12に示すように、衝突荷重の入力時に、カバー630よりも先に圧壊し始め、カバー630の内側であって、エネルギ吸収部材10の先端の外周部に配置される。そして、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材10が圧壊した固定部材620によって拘束され、圧壊荷重が増大する。
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(200,300,400,500,600)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(430,530,630)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。
4 フロントフレーム
10 エネルギ吸収部材
12 テーパ部
20,220,320,620 固定部材
30,430,530,630 カバー
40 保持部材
43 開口部
47 保持部
100,100A,200,300,400,500,600 エネルギ吸収構造体
225 ビード部
325 開口部
Claims (6)
- 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、
前記カバーにおける荷重入力側の端部と車両のバンパビームとの間に設けられ、軸方向に沿う横断面の外形が前記軸方向の一方側に向かって拡大するテーパ形状を有する固定部材と、を備え、
前記固定部材は、前記荷重入力時に前記カバーよりも先に圧壊するよう構成され、圧壊時には少なくとも一部が前記エネルギ吸収部材の外周部に配置される、エネルギ吸収構造体。 - 前記固定部材の剛性が、前記カバーの剛性よりも小さい、請求項1に記載のエネルギ吸収構造体。
- 前記固定部材に、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1に記載のエネルギ吸収構造体。
- 前記固定部材が、荷重入力側に向かって拡径するテーパ形状を有する、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。
- 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。
- 前記エネルギ吸収部材における荷重入力側の端部は、前記バンパビーム及び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。
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