JPH1029482A - 衝撃エネルギー吸収材 - Google Patents

衝撃エネルギー吸収材

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JPH1029482A
JPH1029482A JP8184643A JP18464396A JPH1029482A JP H1029482 A JPH1029482 A JP H1029482A JP 8184643 A JP8184643 A JP 8184643A JP 18464396 A JP18464396 A JP 18464396A JP H1029482 A JPH1029482 A JP H1029482A
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energy absorbing
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Kunio Otsuka
邦夫 大塚
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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アウタパ
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、本発明のうち請求項１に記載の発明は、断面形状が
四角形のフレキシブルパイプを、自動車ボディのアウタ
パネルとインナパネルの間に配設するとともに、パイプ
面を上記両パネルの面方向に向けて装着し、外力がパイ
プに加わったときに、塑性変形して外力のエネルギーを
吸収させることを特徴とする。また、請求項２に記載の
発明は、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を、自動
車ボディのアウタパネルとインナパネルの間に配設する
とともに、パイプ面を上記両パネルの面方向に向けて接
着剤または締結部材で装着し、外力がパイプに加わった
ときに、塑性変形して外力のエネルギーを吸収させるこ
とを特徴とする。
【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２，４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している。そ
して、これらの層材２〜４が軸方向に連続して波状に凹
部５及び凸部６を形成し、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。
図に示すように、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になるのに）するときの荷重が約２２０Ｋｇ
ｆ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】図８は、実際にエネルギー吸収材１をイン
ナパネルであるフロントピラーレール１２、センタピラ
ーレール１３及びサイドルーフレール１９に取付けてい
る状態を示す。各エネルギー吸収材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。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取付けができる。この後、
自動車１１のアウタパネルであるサイドボディパネル２
２に各レール１２，１３，１９を溶接で固定することに
より、エネルギー吸収材１は各部位に配設される。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、取付けが容易で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の取付け位置はレール１２，１３，
１９等のインナパネル側に取付けたが、ボディパネル２
２のアウタパネル側に取付けてもよい。また、エネルギ
ー吸収材１の取付方法については接着剤で取付けたが、
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、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】本発明の実施の形態による衝撃エネルギー吸収
材の斜視図である。
【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。
【図８】同自動車のサイドボディの分解斜視図である。
【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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 断面形状が四角形のフレキシブルパイプ
    を、自動車ボディのアウタパネルとインナパネルの間に
    配設するとともに、パイプ面を上記両パネルの面方向に
    向けて装着してなり、外力がパイプに加わったときに、
    塑性変形して外力のエネルギーを吸収させることを特徴
    とする衝撃エネルギー吸収材。
  2. 【請求項２】 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
    を、自動車ボディのアウタパネルとインナパネルの間に
    配設するとともに、パイプ面を上記両パネルの面方向に
    向けて接着剤または締結部材で装着してなり、外力がパ
    イプに加わったときに、塑性変形して外力のエネルギー
    を吸収させることを特徴とする衝撃エネルギー吸収材。
  3. 【請求項３】 上記フレキシブルパイプの角部に丸みを
    設けてなる請求項２に記載の衝撃エネルギー吸収材。
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