JPH08219215A - 安定取付型エネルギー吸収体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 荷重の作用端側にトリガを有するエネルギー
吸収体とほぼ同様なエネルギー吸収量を有すると共に、
安定状態で構造物に取り付けられ、かつ構造物側への加
害性が低減され得る安定取付型エネルギー吸収体を提供
する。 【構成】 繊維強化複合材料からなり、荷重の作用端側
にトリガ２８を形成する本体３と、トリガ２８を埋める
衝撃吸収部２とから本発明のエネルギー吸収体１が形成
される。衝撃吸収部２は、繊維強化複合材料より低強度
の材料からなり、荷重の作用端側に広面積な平坦面３０
を形成する。平坦面３０が構造物に当接することにより
エネルギー吸収体１は構造物側に安定支持され、かつ加
害性が低減する。また、衝撃吸収部２は低強度なため、
衝撃吸収部２のない従来のトリガ付きのエネルギー吸収
体とエネルギー吸収量においてほとんど差が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝突時等におけるエネ
ルギーを吸収して衝撃力を緩和すべく車両や構造物等の
衝撃作用部位に配置されるエネルギー吸収体に係り、特
に取り付けがやり易く、かつトリガの機能を低下させな
い安定取付型エネルギー吸収体に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車等の車両においては、衝
突時等における衝突エネルギーを吸収するためのエネル
ギー吸収体が従来より装備されている。このエネルギー
吸収体には各種形状のものがあるが図２０に示すエルネ
ギー吸収体１ｆが一般的に使用されている。このエネル
ギー吸収体１ｆは繊維強化複合材からなる中空円筒体状
の本体３ｆからなり、本体３ｆの荷重の作用端側にはテ
ーパ部１７が形成される。このテーパ部１７は衝突時に
おける衝撃力を緩和するもので「トリガ」と一般的に言
われる（以下、このテーパ部１７をトリガ１７と言
う）。図２１は図２０のエネルギー吸収体１ｆの衝突時
における圧縮破壊（以下、圧潰と言う）の状態を示すも
のであり、圧潰することにより大きなエネルギーを吸収
することが出来る。すなわち、エネルギー吸収体１ｆは
衝撃体１９からの衝撃力をトリガ１７で緩和すると共に
破片１８を形成し、エネルギー吸収を行う。図２２はエ
ネルギー吸収体１ｆのような形状のエネルギー吸収体に
おけるエネルギー吸収量を示す線図であり、例えば「Ｅ
ｎｅｒｇｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｍｐｏ
ｓｉｔｅ Ｔｕｂｅｓ，Ｊ．Ｃｏｍｐ．Ｍａｔ．Ｖｏ
ｌ．１６，（Ｎｏｖ．１９８２），Ｐ５２１」に示され
ているものである。すなわち、図２２は横軸に変位δを
とり、縦軸に圧縮荷重Ｐをとったものでハッチングで示
される面積がエネルギー吸収量を示す。図示のように、
エネルギー吸収体１ｆの場合には最大荷重Ｐｍａｘまで
の立上りが比較的緩慢であり、その後における荷重がほ
ぼ安定し、平均荷重Ｐｍｅａｎ及びエネルギー吸収量の
高いことが分かる。

【０００３】「トリガ」の形状としては前記のトリガ１
７の他に図２３に示すＶ型のトリガ２０もある。このエ
ネルギー吸収体１ｇも前記のものと同様な効果を有す
る。また、エネルギー吸収体としては前記以外にも各種
のものがある。例えば、図２４に示すエネルギー吸収体
１ｈはベベルトリガ２１を本体３ｈの端面に形成するも
のであり、図２５は同じくベベルトリガ２２を有するエ
ネルギー吸収体１ｉの一部を示す。また、図２６はチュ
ーリップトリガ２３を角形状の本体３ｊの端面に有する
エネルギー吸収体１ｊを示す。これ等は「Ｃｒａｓｈ
Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｏｍｐ
ｏｓｉｔｅ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒ
ｅｓ，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｉｍｐａｃｔ Ｅｎｇｎｇ Ｖｏ
ｌ．７，Ｎｏ．２，ｐｐ．１６７−１８０，（１９８
８）」と「Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｒｉｇｇｅｒ ｇｅ
ｏｍｅｔｒｙ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉ
ｏｎ ｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｔｕｂｅｓ．Ｐｒｏ
ｃ．５ｔｈ ｉｎｔ．Ｃｏｎｆ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
Ｍａｔ．ＩＣＣＭ−５，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉ
ｆｏｒｎｉａ，ｐｐ．１１８３−１１９９（１９８
５）」に記載されている。前記のように、これ等のエネ
ルギー吸収体１ｈ，１ｉ，１ｊはすべてトリガを形成し
圧潰が安定的に行われるようにしている。

【０００４】更に、エネルギー吸収体に関する公知技術
としては特開平５−３３２３８５号公報，特開平５−３
３２３８６号公報，特開平６−１２３３２２号公報およ
び特開平６−１２３３２３号公報に開示するものがあ
る。特開平５−３３２３８５号公報に示すエネルギー吸
収体１ｋは図２７に示す形状のものからなり、本体３ｋ
の一端にはＶ溝状のトリガ２４が形成される。本体３ｋ
は図に明示されていないが軸線方向の肉厚が変化し、エ
ネルギー吸収を制御している。また、図２８に示すよう
に特開平５−３３２３８６号公報のエネルギー吸収体１
ｌはテーパ状のトリガ２５と軸線方向の肉厚が２段に変
化する本体３ｌを有するものからなる。また、図２９は
特開平６−１２３３２２号公報に開示されるエネルギー
吸収体１ｍであり、角度θのテーパ状のトリガ２６と先
端側から下端側に向かって肉厚が増加する本体３ｍを有
するものからなる。また、図３０は特開平６−１２３３
２３号公報のエネルギー吸収体１ｎを示すもので角度θ
のテーパ状のトリガ２７と肉厚が２段に変化する本体３
ｎを有するものからなる。以上のものは本体３ｋ，３
ｌ，３ｍ，３ｎの肉厚を変化させることによりエネルギ
ー吸収を制御し、かつ斜め圧縮能力を向上させる特徴を
有するものであるが、前記したようにすべてトリガ２
４，２５，２６，２７を有するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図２０，図２３，図２
４乃至図３０に示した各種のエネルギー吸収体１ｆ，１
ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｌ，１ｍ，１ｎはそれ
ぞれ特徴を有するものであるが、次のような問題点があ
る。すなわち、これ等のエネルギー吸収体１ｆ等を車両
等の構造物の間に取り付ける場合、それぞれのトリガが
構造物に接触する。すなわち、図２６のエネルギー吸収
体１ｊは点接触となり、図２０のエネルギー吸収体１ｆ
と図２３，図２４，図２５のエネルギー吸収体１ｇ，１
ｈ，１ｉは線接触となる。また、図２７乃至図３０のエ
ネルギー吸収体１ｋ，１ｌ，１ｍ，１ｎは小面積の面接
触となる。そのため、これ等のエネルギー吸収体１ｆ等
は構造物に対して安定状態で取り付けることが出来な
い。また、トリガの側を構造物に取り付けないでその反
対側の下端面のみを構造物に取り付けて使用することも
可能であるが、トリガ側が尖っているため衝撃物に対す
る加害性が大となり危険でもある。トリガの尖端を平坦
にすることにより以上の問題点は解決されるが、エネル
ギー吸収体としての機能が低減する。

【０００６】本発明は、トリガの有する機能を損なうこ
となく前記問題点を解決するもので、構造物に安定して
取り付けられると共に、衝撃物側への加害性を低減し得
る安定取付型エネルギー吸収体を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、荷重の作用端側に形成されるトリガを
埋める衝撃吸収部を有するエネルギー吸収体であって、
前記衝撃吸収部は前記エネルギー吸収体の本体側を形成
する繊維強化複合材料よりも低強度な材料からなり、か
つ荷重の作用端側がほぼ平坦に形成されてなる安定取付
型エネルギー吸収体を構成するものである。更に具体的
に、前記衝撃吸収部が、接着材又は充填材からなり、前
記接着材が樹脂接着剤からなり、前記充填材が発泡剤で
あり、前記衝撃吸収部の荷重の作用端側が、中空体状の
前記エネルギー吸収体の本体の横断面積よりも広面積の
平坦面に形成されることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】トリガの部分が低強度の衝撃吸収部により埋め
られ、かつ衝撃吸収部の荷重の作用端側が広面積のほぼ
平坦面に形成される。衝撃吸収部はエネルギー吸収体の
本体（トリガを含む）に較べて低強度のため、エネルギ
ー吸収体の圧潰時における荷重−変位曲線は衝撃吸収部
のない場合とほとんど同様である。すなわち、トリガの
機能の低下がほとんど生じない。一方、衝撃吸収部は前
記したように広面積な平坦面を形成するため衝撃物側へ
の加害性が低減する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明の最も一般的な実施例を示す軸断面
図、図２は図１のエネルギー吸収体の衝撃時におけるト
リガまわりの破壊状態を示す拡大一部軸断面図、図３乃
至図６は本発明の他の実施例を示す部分軸断面図、図７
は本発明のエネルギー吸収体を製作するための円筒型枠
の斜視図、図８は図７の円筒型枠によるエネルギー吸収
体の製造工程を説明するための軸断面図、図９は角形状
のエネルギー吸収体を製作するための角型枠の斜視図、
図１０は角型枠による角形状のエネルギー吸収体の製造
工程を説明するための部分斜視図、図１１乃至図１５は
図８に示したエネルギー吸収体のそれ以後の製造工程を
説明するための部分軸断面図、図１６および図１７はエ
ネルギー吸収体の他の製造方法を説明するための部分軸
断面図、図１８はエネルギー吸収体の他の実施例を示す
部分軸断面図、図１９は図１８のエネルギー吸収体の使
用時の状態を示す部分軸断面図である。

【００１０】図１に示すように、エネルギー吸収体１
は、円筒中空体状の本体３と、荷重の作用端側に形成さ
れるテーパ状のトリガ２８のテーパ部を埋める衝撃吸収
部２からなる。本体３は構造物に取り付けるための底面
２９を有し、繊維強化複合材料から形成される。一方、
衝撃吸収部２には図示のように荷重の作用端側に平坦面
３０を形成する。なお、この平坦面３０は本体３の横断
面積とほぼ等しく、比較的広面積のものからなる。衝撃
吸収部２の材料は前記繊維強化複合材料に較べて低強度
（例えば、数十分の一の強度）のものからなり、例え
ば、樹脂の接着剤や発泡剤が使用される。接着剤として
は瞬間接着剤でもよく、樹脂は熱可塑性のものでも熱硬
化性のものでもよい。また、発泡剤も特に内容を限定す
るものではない。

【００１１】図２は図１に示したエネルギー吸収体１の
トリガ２８側の端面に衝撃物６側が押圧され、エネルギ
ー吸収体１が始期の圧潰状態に達した場合の変化を示
す。衝撃吸収部２は、前記したように比較的広面積の平
坦面３０を有するため、衝撃物６側をトリガ２８の尖端
で集中的に押圧することはなく、加害性が低下する。ま
た、前記したように衝撃吸収部２は本体３側に較べて数
十分の一程度の低強度なものからなるため衝撃吸収部２
の無い状態におけるエネルギー吸収線図（図２２に示
す）とほとんど変らないエネルギー吸収特性を発揮す
る。すなわち、衝撃吸収部２があってもエネルギー吸収
時の減速度はほとんど変らない。圧潰初期において、図
示のように衝撃吸収部２はトリガ２８との境界面でせん
断破壊部４が生じ、トリガ２８の尖端に圧潰部５が生じ
る。このせん断破壊部４と圧潰部５によりエネルギー吸
収を行う。

【００１２】衝撃吸収部は繊維複合材で形成してもよ
い。図３はその一例を示し、図１に示した本体３とほぼ
同一形状の本体３ａのテーパ状のトリガ２８ａに前記実
施例と同様に衝撃吸収部２ａを形成したものである。こ
の衝撃吸収部２ａは長繊維複合材である９０°繊維をフ
ィラメントワインディング法等によりトリガ２８ａに固
着し平坦面３０ａを形成したものである。なお、長繊維
複合材の替りに短繊維複合材を充填材として用いてもよ
い。

【００１３】図４は別のエネルギー吸収体１ｂを示すも
ので、トリガ３１がＶ溝から形成され、このＶ溝が衝撃
吸収部２ｂにより埋められたものである。衝撃吸収部２
ｂとしては前記実施例の繊維が例えば使用される。ま
た、前記実施例と同様に平坦面３０ｂが形成される。

【００１４】図５および図６は更に別のエネルギー吸収
体１ｃおよび１ｄを示すものである。これ等の本体３
ｃ，３ｄは前記実施例と同様のものからなり、テーパ状
のトリガ２８ｃ，２８ｄが形成される。衝撃吸収部２
ｃ，２ｄはその材料等については前記実施例と同様のも
のが使用されるが、前記実施例よりも広面積な平坦面３
０ｃ，３０ｄが形成される形状のものからなる。広面積
の平坦面３０ｃ，３０ｄは構造物に取り付ける際にフラ
ンジ面として機能し、取り付けをより容易にする効果を
上げることが出来る。なお、この平坦面３０ｃ，３０ｄ
のトリガ２８ｃ，２８ｄと干渉しない部位に取付用の穴
（図略）等を設けてもよい。本実施例の衝撃吸収部２
ｃ，２ｄは、本体３ｃ，３ｄの肉厚が比較的薄い場合に
効果的である。

【００１５】次に、前記したエネルギー吸収体１等を製
作する方法について説明する。図７は図１に示したエネ
ルギー吸収体１を製作するための円筒型枠３２であり、
外型７とこれと同心円状に配置される内型８からなる。
また、図９は図１０に示した角形状のエネルギー吸収体
の本体３ｅを製作するための角型枠３５を示し、角状の
外型９とこれと同心に配置される内型１０からなる。な
お、角形状の本体３ｅは図２６に示した本体３ｊとほぼ
同一形状のものである。なお、以下の製造方法は図７の
円筒型枠３２を用いた場合についてのみ説明する。ま
ず、図８に示すように、外型７と内型８間の空隙部内に
エネルギー吸収体１の本体３が形成される。この場合、
トリガ２８の上方側には空間部３３が形成される。図１
１に示すように、外型７と内型８間の前記空間部３３内
に例えば樹脂供給具３６内の樹脂１１が注入される。図
１２に示すように、樹脂１１は中央部が最も低い凹面３
４を形成し、トリガ２８に付着してトリガ２８のテーパ
部を埋める。なお、この場合、凹面３４の中心部をトリ
ガ２８の尖端部１３よりも高い位置に形成する。樹脂１
１が硬化してトリガ２８に固着した後、図１３に示すよ
うに外型７および内型８を脱型する。次に、図１４に示
すように、尖端部１３と一致するライン１２まで樹脂１
１を機械加工により切削し、図１５に示すように平坦面
３０を形成する。なお、平坦面３０はポリシング加工す
ることが望ましい。以上により、図１に示した衝撃吸収
部２を有するエネルギー吸収体１が形成される。なお、
前記した他のエネルギー吸収体１ａ等も前記とほぼ同様
な製造方法により製作することが出来る。

【００１６】図１６は機械加工によらないでエネルギー
吸収体１の衝撃吸収部２を製作する方法を示す。図１１
に示した方法により樹脂１１を注入した後、外型７と内
型８間に下面が平坦な中型１４を挿し込み、樹脂１１の
表面を押圧し、その平坦面３０をトリガ２８の尖端部１
３とほぼ一致する位置に形成する。この状態で加熱炉等
により保温し、樹脂１１が硬化した後、外型７，内型８
および中型１４を脱型することにより図１７に示す衝撃
吸収部２が形成される。平坦面３０の平面度をそれ程期
待しないエネルギー吸収体の場合はこの製造方法が製造
コスト上からも望ましい。

【００１７】図１８は最もラフな衝撃吸収部２の製造方
法を示す。この製造方法によるエネルギー吸収体の衝撃
吸収部２は図１３に示した状態のままのものである。す
なわち、衝撃吸収部２の表面は凹面３４のままの状態に
保持される。図１９はこの場合における使用時の状態を
示すものである。構造物１６の下面に衝撃吸収部２の凹
面３４が吸着し吸着面１５を形成する。これにより、構
造物への取り付け性が向上し、かつ衝撃物への加害性が
低下する。

【００１８】以上の説明のように、各種のエネルギー吸
収体とその製造方法について説明したが、本発明は以上
の実施例のものに限定するものではない。本発明は各種
形状のトリガを低強度な衝撃吸収部により埋め又は被覆
し、その荷重作用端面をほぼ平坦にする点に特徴を有す
るものであり、前記以外の各種の形状のものが採用され
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 １）エネルギー吸収体のトリガの部分を低強度な衝撃吸
収部で埋め、かつその荷重の作用端面を平坦にする構造
を採用することにより、エネルギー吸収時の減速度をほ
とんど変えることはなく、衝撃エネルギーを吸収する。 ２）平坦面が形成されるため構造物の取り付け性が向上
する。 ３）平坦面により構造物側と広面積で接着するため衝撃
物側への加害性が低減する。 ４）任意の形状のトリガを有するエネルギー吸収体に適
用される。また、衝撃吸収部の製作は容易であり、安価
に実施出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の最も一般的な実施例を示す軸断面図。

【図２】図１のエネルギー吸収体の衝撃時における圧潰
初期のトリガまわりの破壊状態を示す拡大一部軸断面
図。

【図３】衝撃吸収部として繊維複合材を用いた本発明の
他の実施例の部分軸断面図。

【図４】Ｖ型のトリガを有し衝撃吸収部として繊維複合
材を用いた本発明の他の実施例の部分軸断面図。

【図５】広面積の平坦面な衝撃吸収部を有する本発明の
他の実施例の部分軸断面図。

【図６】広面積の平坦面な衝撃吸収部を有する本発明の
他の実施例の部分軸断面図。

【図７】円筒型の本発明のエネルギー吸収体を製作する
ための円筒型枠を示す斜視図。

【図８】図７の円筒型枠によるエネルギー吸収体の製造
工程を説明するための軸断面図。

【図９】角形状のエネルギー吸収体を製作するための角
型枠を示す斜視図。

【図１０】図９の角型枠による角形状のエネルギー吸収
体の製造工程を説明するための部分斜視図。

【図１１】図１に示したエネルギー吸収体の製造方法を
説明するための部分軸断面図。

【図１２】図１に示したエネルギー吸収体の製造方法を
説明するための部分軸断面図。

【図１３】図１に示したエネルギー吸収体の製造方法を
説明するための部分軸断面図。

【図１４】図１に示したエネルギー吸収体の製造方法を
説明するための部分軸断面図。

【図１５】前記製造方法により製作されたエネルギー吸
収体を示す部分軸断面図。

【図１６】機械加工によらないエネルギー吸収体の製造
方法を説明するための部分軸断面図。

【図１７】図１６に示した製造方法によるエネルギー吸
収体を示す部分軸断面図。

【図１８】本発明のエネルギー吸収体の他の製造方法を
説明するための部分軸断面図。

【図１９】図１８のエネルギー吸収体の使用時の状態を
示す部分軸断面図。

【図２０】従来の一般的なエネルギー吸収体の軸断面
図。

【図２１】従来のエネルギー吸収体の圧潰時における変
形状態を示す軸断面図。

【図２２】エネルギー吸収体によるエネルギー吸収量を
示す線図。

【図２３】従来のエネルギー吸収体のトリガの部分を示
す部分軸断面図。

【図２４】ベベル型のトリガを有する従来の角形状のエ
ネルギー吸収体を示す斜視図。

【図２５】ベベル型のトリガを有する従来のエネルギー
吸収体を示す部分軸断面図。

【図２６】チューリップ型のトリガを有する従来の角形
状のエネルギー吸収体を示す斜視図。

【図２７】Ｖ溝状のトリガを有する公知技術のエネルギ
ー吸収体を示す斜視図。

【図２８】テーパ状のトリガと軸線方向の肉厚の変化す
る本体を有する公知技術のエネルギー吸収体を示す斜視
図。

【図２９】軸線方向の肉厚が変化し、テーパ状のトリガ
を有する公知技術のエネルギー吸収体を示す軸断面図。

【図３０】軸線方向の肉厚が２段に変化する本体とテー
パ状のトリガを有する公知技術のエネルギー吸収体を示
す軸断面図。

【符号の説明】

１ エネルギー吸収体 １ａ エネルギー吸収体 １ｂ エネルギー吸収体 １ｃ エネルギー吸収体 １ｄ エネルギー吸収体 ２ 衝撃吸収部 ２ａ 衝撃吸収部 ２ｂ 衝撃吸収部 ２ｃ 衝撃吸収部 ２ｄ 衝撃吸収部 ３ 本体 ３ａ 本体 ３ｂ 本体 ３ｃ 本体 ３ｄ 本体 ３ｅ 本体 ４ せん断破壊部 ５ 圧潰部 ６ 衝撃物 ７ 外型 ８ 内型 ９ 外型 １０ 内型 １１ 樹脂 １２ ライン １３ 尖端部 １４ 中型 １５ 吸着面 １６ 構造物 ２８ トリガ ２８ａ トリガ ２８ｃ トリガ ２８ｄ トリガ ２９ 底面 ３０ 平坦面 ３０ａ 平坦面 ３０ｂ 平坦面 ３０ｃ 平坦面 ３０ｄ 平坦面 ３１ トリガ ３２ 円筒型枠 ３３ 空間部 ３４ 凹面 ３５ 角型枠 ３６ 樹脂供給具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷重の作用端側に形成されるトリガを埋
   める衝撃吸収部を有するエネルギー吸収体であって、前
   記衝撃吸収部は前記エネルギー吸収体の本体側を形成す
   る繊維強化複合材料よりも低強度な材料からなり、かつ
   荷重の作用端側がほぼ平坦に形成されることを特徴とす
   る安定取付型エネルギー吸収体。
2. 【請求項２】 前記衝撃吸収部が、接着材又は充填材か
   らなる請求項１の安定取付型エネルギー吸収体。
3. 【請求項３】 前記接着材が樹脂接着剤からなり、前記
   充填材が発泡剤である請求項２の安定取付型エネルギー
   吸収体。
4. 【請求項４】 前記衝撃吸収部の荷重の作用端側が、中
   空体状の前記エネルギー吸収体の本体の横断面積よりも
   広面積の平坦面に形成されてなる請求項１の安定取付型
   エネルギー吸収体。