JP2000272448A

JP2000272448A - 衝撃エネルギー吸収材

Info

Publication number: JP2000272448A
Application number: JP2000064966A
Authority: JP
Inventors: Kunio Otsuka; 邦夫大塚
Original assignee: OOTSUKA KK
Current assignee: OOTSUKA KK
Priority date: 2000-01-01
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車の重量をさほど大きくすることなく、
ボディに加わった外力のエネルギーを効率よく吸収する
こと。【解決手段】衝撃エネルギー吸収材１は金属薄板例え
ば鉄箔、硬質アルミ箔の外側及び内側にクラフト紙を重
ね合わせた重合体からなり、断面形状が四角形で表裏面
に凹凸部を螺旋状に設けたフレキシブルパイプである。
このエネルギー吸収材を自動車ボディの室内側パネル面
に沿わせて、接着剤で取付ける。外力がエネルギー吸収
材１に加わったときに、塑性変形して外力のエネルギー
を吸収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のボディに
加わる外力のエネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収
材に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の安全性を確保するため、アウタ
パネルやインナパネル等のボディパネルの補強が行われ
てきた。ボディパネルを補強するには、パネルの板厚を
厚くすればよいが、板厚を厚くした分だけ車体の重量が
増す傾向にあり、材料費が嵩み生産コストが高くなった
り、自動車の完成後は燃費も悪くなる。そのため、ボデ
ィパネルはパネルの曲率や板厚等を考慮して、パネルの
強度が充分に強くなるように、設計上配慮されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、自動車のボデ
ィは車種毎に形状やボディの板厚等が異なったり、自動
車の付属部品が配設されてパネルで補強できないことも
ある。そのため、ボディを強化しつつその軽量化を満た
すと、その全ての部位を強化させるのは困難であり、何
らかの補強部材が必要となる。また、設計上充分にボデ
ィが強化されているものであっても、重量がさほど重く
ならないようにして、簡単な方法でさらにボディを強化
したいような場合もある。一方、自動車のボディに一定
以上の外力が加わった場合、ボディパネルに塑性変形が
生じる。このようなときに、その外力のエネルギーを吸
収できるような吸収材があれば、その外力による自動車
の乗員の負担や、他の構成部品の破損を軽くすることが
できる。本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、自
動車の重量をさほど大きくすることなく、ボディに加わ
った外力のエネルギーを吸収することができる衝撃エネ
ルギー吸収材を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の衝撃エネルギー吸収材は、横断面形状が四
角形で周囲に凹凸部を設けたフレキシブルパイプを、自
動車のボディに取付け、外力がパイプに加わったとき
に、塑性変形させて外力のエネルギーを吸収するように
した。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
衝撃エネルギー吸収材について、図面を参照しながら説
明する。図１〜図３は、本発明に係る衝撃エネルギー吸
収材１を示す。このエネルギー吸収材１は、断面が実質
的に四角形のフレキシブル性を有するパイプである。四
角形状については、正方形及び長方形のいずれの形状の
ものも使用でき、本実施の形態では、図２に示すように
正方形のものを使用している。パイプの口径について
も、使用状態に適合した種々の大きさのものがある。

【０００６】図４は、図３におけるエネルギー吸収材１
の矢視Ｘ部の拡大図である。図に示すように、エネルギ
ー吸収材１の表面形状は、外側から順に外層材２、中間
層材３及び内層材４の３層からなる重合体である。この
うち、外層材２、内層材４はクラフト紙を用い、中間層
材３は金属薄板例えば鉄箔、硬質アルミ箔を使用する。
そして、これらの層材２〜４に、エネルギー吸収材１の
軸方向に連続した波状をなして凹部５及び凸部６を形成
させ、この凹凸部５，６は、図１及び図３に示すよう
に、螺旋状に形成されている。表１にエネルギー吸収材
１として好ましい形状の詳細を示す。

【０００７】

【表１】

【０００８】次に、この衝撃エネルギー吸収材１の特性
について説明する。図５のＡは、本実施の形態による矩
形の衝撃エネルギー吸収材１を示し、図５のＢは、比較
例の断面が円形の衝撃エネルギー吸収材１０である。円
形のエネルギー吸収材１０は、断面が真円のフレキシブ
ル性を有するパイプであり、外径が矩形エネルギー吸収
材１の１辺の外部幅と同じであり、軸方向長さ、その他
中間層材等の肉厚、螺旋形状のピッチや巻数も同じであ
る。

【０００９】これらエネルギー吸収材１，１０を圧縮試
験機により、直径１６５ｍｍの半球１１の先端で圧縮
し、図２における内径の長さＬを計測した。圧縮速度は
１００ｍｍ／ｍｉｎである。その結果を図６に示す。図
において、実線ａは矩形のエネルギー吸収材１の試験結
果を示し、実線ｂは、円形のエネルギー吸収材を示す。
図から明らかなように、矩形のエネルギー吸収材１は、
円形のものと比較して、初期状態から高い荷重に対して
変形量が少なく、変形の初期段階で外力からのエネルギ
ーを吸収する。そして、一定以上の荷重がかかると、変
形量が急激に大きくなる。他方の円形のエネルギー吸収
材１０は、荷重と変形量が比例するリニア的線図にな
る。

【００１０】表２はタイプの異なるエネルギー吸収材の
形状の詳細を示し、これらのエネルギー吸収材につい
て、上記試験を行った結果、タイプ１は底付（内部幅の
長さＬが０になる）するときの荷重が約２２０Ｋｇｆで
あり、タイプ２は４６０Ｋｇｆであった。

【００１１】

【表２】

【００１２】衝撃エネルギー吸収材１の強度について
は、角部に丸みを設けることで、荷重に対する変形量を
変えることができ、丸みの半径が大きくなるほど、荷重
に対する変形量が大きくなる。さらに、材料の厚さ、
幅、凸部のピッチを変えることで、チューニングが可能
である。

【００１３】このエネルギー吸収材１は、自動車のボデ
ィに外力が加わったときに、その外力のエネルギーを吸
収するものである。エネルギー吸収材１の配置場所とし
ては、図７に示すように、自動車１１のフロントピラー
１２、センタピラー１３、フロント及びリアドアのショ
ルダー部１４，１５、腰部１６，１７、フロントルーフ
レール１８、サイドルーフレール１９、リヤヘッダーレ
ール２０等に、またスライデングルーフが取付けられて
いるような場合はそのスライデングルーフ回り２１に配
置できる。

【００１４】エネルギー吸収材１は、矩形であるので接
着剤で容易にパネルに直付けすることができる。また、
エネルギー吸収材１はフレキシブル性を有するので、配
設場所に多少の湾曲があっても、それに対応して取付け
ができる。このように本発明の実施の形態によるエネル
ギー吸収材は、自動車１１のボディに外力が加わったと
きは、エネルギー吸収材１が変形することにより、外力
のエネルギーを吸収し、他の部位にかかる負担や衝撃を
軽減することができる。特に、断面が円形のものと比較
して、大きな初期荷重を受けても、小さい変形量で衝撃
を和らげることができる。また、多少の湾曲があっても
取付けることができるなど汎用性があり、取付けの作業
性がよい。表１に示すように重量も軽く、車体の重量負
担になることはない。

【００１５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。

【００１６】例えば以上の実施の形態によれば、図７に
示すような位置にエネルギー吸収材１を配置したが、エ
ネルギー吸収材１の取付位置はそれらの場所に限らず、
例えばエンジンルームのエプロンサイドパネルや、フロ
ントパネル等にも配置でき、同様な効果を有する。ま
た、エネルギー吸収材１については、これをフレキシブ
ルにするのに、凹凸部５，６を螺旋状に形成したが、凹
凸部を環状に並べてフレキシブル性を有するようにして
もよい。エネルギー吸収材１を各部に付けるにあたって
は接着剤で取付ける方法のみでなく、エネルギー吸収材
１にクリップを取付けてパネルに取付けてもよいし、ク
リップバンドによって取付けてもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、自
動車の重量をさほど大きくすることなく、ボディに加わ
った外力のエネルギーを吸収することができ、その外力
による乗員の負担や、他の構成部品の破損を軽減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衝撃エネルギー吸収材の１つの実施の
形態を示す斜視図である。

【図２】同正面図である。

【図３】同部分破断側面図である。

【図４】図３の矢視Ｘ部の拡大断面図である。

【図５】Ａは、本発明の一実施の形態による衝撃エネル
ギー吸収材の特性試験概略図である。Ｂは同比較例の衝
撃エネルギー吸収材の特性試験概略図である。

【図６】特性試験の結果を示す概略グラフである。

【図７】本実施の形態による衝撃エネルギー吸収材を配
設する場所を示した自動車の斜視図である。

【符号の説明】

１衝撃エネルギー吸収材２外層材３中間層材４内層材５凹部６凸部１１自動車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 25/04 Ｂ６２Ｄ 25/04 Ｂ 25/06 25/06 ＡＦ１６Ｆ 7/12 Ｆ１６Ｆ 7/12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】横断面形状が四角形で周囲に凹凸部を設
けたフレキシブルパイプを、自動車のボディに取付け、
外力がパイプに加わったときに、塑性変形させて外力の
エネルギーを吸収するようにしたことを特徴とする衝撃
エネルギー吸収材。
【請求項２】上記フレキシブルパイプの凹凸部を螺旋
状に設けたことを特徴とする請求項１に記載の衝撃エネ
ルギー吸収材。
【請求項３】上記フレキシブルパイプの凹凸部を環状
に並べたことを特徴とする請求項１に記載の衝撃エネル
ギー吸収材。
【請求項４】上記フレキシブルパイプを湾曲させて配
設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記
載の衝撃エネルギー吸収材。
【請求項５】上記フレキシブルパイプを、内層材及び
外層材を重ね合わせて形成したことを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１に記載の衝撃エネルギー吸収材。
【請求項６】上記フレキシブルパイプを接着剤または
締結部材で上記ボディに取付けたことを特徴とする請求
項１〜５のうちいずれか１に記載の衝撃エネルギー吸収
材。
【請求項７】上記ボディがフロントピラーであること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の衝撃エ
ネルギー吸収材。
【請求項８】上記ボディがセンタピラーであることを
特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の衝撃エネ
ルギー吸収材。
【請求項９】上記ボディがフロントドアのショルダー
部であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に
記載の衝撃エネルギー吸収材。
【請求項１０】上記ボディがリアドアのショルダー部
であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記
載の衝撃エネルギー吸収材。
【請求項１１】上記ボディがフロントルーフレールで
あることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載
の衝撃エネルギー吸収材。
【請求項１２】上記ボディがサイドルーフレールであ
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の
衝撃エネルギー吸収材。
【請求項１３】上記ボディがリヤヘッダルーフである
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の衝
撃エネルギー吸収材。
【請求項１４】上記ボディがスライディングルーフ周
りであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に
記載の衝撃エネルギー吸収材。