JPH1111239A - エネルギー吸収構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エネルギー吸収量を増加し、且つ生産性を向
上する。 【解決手段】 バンパーリインフォースメント１２を構
成する樹脂シート２４、２６、２８には車両前方側へ向
けて複数の凸部３０が形成されており、樹脂シート２
４、２６、２８の凸部３０の形成パターンは同じになっ
ている。樹脂シート２４、２６、２８の凸部３０の４方
の側壁３０Ａは、車両後方へ向けてテーパ状に広がって
おり、各凸部３０は台形状となっている。互いに重なり
合う凸部３０は、凸部３０の軸線３４上に同軸且つエネ
ルギー吸収方向（車両前後方向）に重なり合っている。
また、凸部３０の４方の側壁３０Ａの車両前後方向中間
部には、段差部３０Ｂが形成されている。段差部３０Ｂ
には後方の凸部３０の頂面３０Ｃが当接しており、重な
り合った前後の凸部３０によって空気室３６が形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエネルギー吸収構造
体に係り、特に、車両のバンパリインフォースメント等
として使用されるエネルギー吸収構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両のバンパリインフ
ォースメントには、エネルギー吸収構造体が使用されて
おり、このエネルギー吸収構造体の一例が、実開平６−
５５８９３号に示されている。

【０００３】図８に示される如く、このエネルギー吸収
構造体では、バンパのフェース部１００の内側に、バン
パリインフォースメントとしての第１コア部材１０２と
第２のコア部材１０４とを備えており、これらの第１コ
ア部材１０２、第２のコア部材１０４及びフェース部１
００はそれぞれ熱可塑性にプラスチック材で構成されて
いる。また、第１コア部材１０２、第２のコア部材１０
４及びフェース部１００の各々には複数のリブ１００
Ａ、１０２Ａ、１０２Ｂ、１０４Ａが形成されており、
これらのリブ１００Ａ、１０２Ａ、１０２Ｂ、１０４Ａ
どうしを熱溶着手段により接合し、閉断面形態からなる
複数のセルが形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このエ
ネルギー吸収構造体では、閉断面形態からなる複数のセ
ルが、衝突時の圧縮荷重によって座屈するため、その荷
重特性は、セルの座屈直前にピーク荷重が発生し、その
後急激に下がる特性となる。この結果、エネルギー吸収
量が小さくなる傾向にある。また、このエネルギー吸収
構造体では、複数のリブを形成するために、かなり成形
性の良い樹脂材料を使用すると共に、成形圧もかなり高
くする必要があるので、生産性が良くない。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、エネルギー吸
収量を増加でき、且つ生産性を向上できるエネルギー吸
収構造体を得ることが目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、樹脂製のシート材を複数枚重ね合せて構成されるエ
ネルギー吸収構造体において、前記複数のシート材は、
テーパ状の側壁を有する凸部を備え、同軸且つ同方向に
重なり合う一方の凸部の側壁の内側に、該凸部の内部に
挿入される他方の凸部が当接することを特徴としてい
る。

【０００７】従って、凸部が軸線方向から衝撃を受ける
と、同軸且つ同方向に重なり合う一方の凸部が他方の凸
部内に進入する。このため、進入された凸部の側壁部が
塑性変形し、この変形が凸部の進入に対し抵抗として作
用し、衝撃が吸収される。また、シート材には、側壁が
テーパ状になった凸部を形成するだけで良いので成形型
から抜き易く生産性を向上できる。

【０００８】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
エネルギー吸収構造体において、前記重なり合う凸部に
よって空気室が形成されていることを特徴としている。

【０００９】従って、重なり合う二つの凸部の間の空気
室に閉じ込められた空気が一方の凸部の進入によって圧
縮され、空気室内の圧力が上昇し、この圧力上昇が凸部
の進入に対し抵抗として作用し、衝撃が吸収される。

【００１０】請求項３記載の本発明は、請求項１または
請求項２記載のエネルギー吸収構造体において、前記複
数のシート材の各凸部の形成パターンが互いに同一であ
ることを特徴としている。

【００１１】従って、請求項１記載の内容に加えて、シ
ート材を成形するための成形型が一種類で良くコストを
低減できる。

【００１２】請求項４記載の本発明は、請求項２または
請求項３記載のエネルギー吸収構造体において、前記空
気室の周囲の壁部に１箇所以上のオリフィスを設けたこ
とを特徴としている。

【００１３】従って、請求項２または請求項３記載の内
容に加えて、一方の凸部の進入によって、空気室内の圧
力が上昇し、オリフィスからから空気室内の空気が抵抗
を持って排出されるため、これによっても衝撃を吸収で
きる。

【００１４】請求項５記載の本発明は、請求項２または
請求項３記載のエネルギー吸収構造体において、前記空
気室の周囲の壁部に１箇所以上の薄肉部を設けたことを
特徴としている。

【００１５】従って、請求項２または請求項３記載の内
容に加えて、一方の凸部の進入によって、空気室内の圧
力が上昇し、薄肉部が破裂する抵抗によっても衝撃を吸
収できる。

【００１６】請求項６記載の本発明は、請求項１〜５の
いずれかに記載のエネルギー吸収構造体において、前記
重なり合う一方の凸部の側壁に、該凸部の内部に挿入さ
れる他方の凸部の頂面が当接する段差部を設けたことを
特徴としている。

【００１７】従って、請求項１〜５のいずれかに記載の
内容に加えて、段差部によって重なり合う凸部間の位置
決めが容易にできると共に、段差部が凸部の進入時に塑
性変形することよっても衝撃を吸収できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のエネルギー吸収構造体の
第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。

【００１９】なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢
印ＵＰは車両上方方向を示す。図４に示される如く、本
第１実施形態のエネルギー吸収構造体はフロントバンパ
１０のバンパーリインフォースメント１２に適用されて
いる。このバンパーリインフォースメント１２は左右一
対のバンパアーム１４を介して、車体１６の前部に設け
られた左右一対のフロントサイドメンバ１８の前端部に
取付けられている。また、バンパーリインフォースメン
ト１２の前部には、バンパーリインフォースメント１２
を覆うバンパーカバー２０が配設されている。

【００２０】図３に示される如く、バンパーリインフォ
ースメント１２は、長尺矩形状の５枚の樹脂シート２
２、２４、２６、２８、２９を車両前後方向に重ね合せ
て形成されている。５枚の樹脂シート２２、２４、２
６、２８、２９のうち、中間部に配設されるシート材と
しての３枚の樹脂シート２４、２６、２８には、車両前
方側へ向けて複数の凸部３０が形成されている。これら
の凸部３０は、車両前方から見て略正方形のものと、車
幅方向に沿って延設された長尺状のものとの２種類があ
り、バンパアームへの固定部３２を除いた全面に形成さ
れている。なお、各樹脂シート２４、２６、２８の凸部
３０の形成パターンは同じになっている。

【００２１】図２に示される如く、各樹脂シート２４、
２６、２８の凸部３０の４方の側壁３０Ａは、車両後方
へ向けてテーパ状に広がっており、各凸部３０は台形状
となっている。また、各樹脂シート２４、２６、２８の
互いに重なり合う凸部３０は、凸部３０の軸線３４上に
配設されている。

【００２２】図１に示される如く、各樹脂シート２４、
２６、２８は溶着、接着等によって互いに結合されてお
り、各樹脂シート２４、２６、２８の同軸上にある凸部
３０はエネルギー吸収方向（車両前後方向）に重なり合
っている。また、凸部３０の４方の側壁３０Ａの車両前
後方向中間部には、段差部３０Ｂが形成されている。段
差部３０Ｂには、凸部３０の内部に車両後方側から挿入
される別の凸部３０の頂面３０Ｃが当接しており、重な
り合った前後の凸部３０によって空気室３６が形成され
ている。なお、樹脂シート２８の凸部３０と樹脂シート
２９とによっても空気室３７が形成されている。

【００２３】５枚の樹脂シート２２、２４、２６、２
８、２９のうち、前後外側部に配設された樹脂シート２
２、２９は、樹脂シート２４、２３に溶着、接着等によ
って結合されており、挟持された樹脂シート２４、２
６、２８の口開き等の変形を防止するようになってい
る。

【００２４】次に、本第１実施形態の作用を説明する。
本第１実施形態のエネルギー吸収構造体では、衝突によ
りフロントバンパ１０のバンパーリインフォースメント
１２に車両前後方向の荷重が作用し、各樹脂シート２
４、２６、２８に形成された凸部３０が軸線方向（車両
前後方向）から衝撃を受けると、衝撃が小さい場合に
は、各樹脂シート２４、２６、２８の弾性変形により衝
突エネルギーを吸収する。この場合、衝撃による入力荷
重が各樹脂シート２４、２６、２８の弾性領域内であれ
ば、各樹脂シート２４、２６、２８は入力荷重が無くな
れば復元するため、修理の必要が無い。

【００２５】一方、衝撃が大きく、衝撃による入力荷重
が各樹脂シート２４、２６、２８の弾性領域を越えた場
合には、互いに結合された前後の凸部３０の側壁３０Ａ
が剪断力を受け剥離するため、この剥離によって衝撃が
吸収される。次に、テーパ状とされた側壁３０Ａによ
り、前方の凸部３０の側壁３０Ａが、後方の凸部３０の
側壁３０Ａの進入に対して抵抗するため、こてによって
も衝撃が吸収される。

【００２６】また、この時、空気室３６、３７に閉じ込
められた空気が後方の凸部３０の進入によって圧縮さ
れ、空気室３６、３７内の圧力が上昇するため、この圧
力上昇も凸部３０の進入に対し抵抗として作用し、衝撃
が吸収される。さらに、前側凸部３０に後方の凸部３０
が進入すると、図５に示される如く、凸部３０の側壁３
０Ａ及び段差部３０Ｂが破断するため、この破断が凸部
３０の進入に対し抵抗として働き、大きな衝撃も吸収す
る。

【００２７】従って、本第１実施形態のエネルギー吸収
構造体では、衝突時のエネルギーを安定的に、且つ長時
間に渡って吸収できる。

【００２８】また、本第１実施形態のエネルギー吸収構
造体では、樹脂シート２４、２６、２８に凸部３０を形
成すれば良いため、成形型から抜き易い。この結果、特
殊な成形型を必要とせず容易に成形できる。また、各樹
脂シート２４、２６、２８の凸部３０の形成パターンを
同じにしたため、各樹脂シート２４、２６、２８を成形
するための成形型が一種類で良くコストを低減できる。

【００２９】また、本第１実施形態のエネルギー吸収構
造体では、凸部３０の４方の側壁３０Ａの車両前後方向
中間部に段差部３０Ｂを形成し、この段差部３０Ｂに後
方の凸部３０の頂面３０Ｃを当接させているため、段差
部３０Ｂによって前後の凸部３０間の位置決めが容易に
でき、組付作業性が向上する。

【００３０】また、本第１実施形態のエネルギー吸収構
造体では、エネルギー吸収構造体のエネルギー吸収量の
チューニングを、各樹脂シート２４、２６、２８の厚
さ、枚数、及び凸部３０の数、凸部３０の形状、即ち、
縦長、横長、高さ（軸線３４方向の長さ）等を変更する
ことで、容易に行うことができる。

【００３１】なお、本第１実施形態では、３枚の樹脂シ
ート２４、２６、２８の前後外側部にそれぞれ樹脂シー
ト２２、２９を配設したが、これらの樹脂シート２２、
２９を除いた構成としても良い。また、樹脂シート２
４、２６、２８は３枚に限定されず、２枚でも４枚以上
でも良い。また、凸部３０の形状も車両前方から見て矩
形状に限定されず、三角形、多角形、円形等の他の形状
でも良い。また、樹脂シートの全面でなく、樹脂シート
の所定の部位にのみ凸部３０を形成した構成としても良
い。また、各樹脂シート毎に凸部の形成パターンを変え
ても良い。

【００３２】次に、本発明のエネルギー吸収構造体の第
２実施形態を図６に従って説明する。

【００３３】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００３４】図６に示される如く、本第２実施形態のエ
ネルギー吸収構造体では、凸部３０の頂面３０Ｃの略中
央部にオリフィス５０が穿設されており、最前部に配設
された樹脂シート２２には、オリフィス５０と対向する
部位に貫通孔５２が穿設されている。

【００３５】従って、本第２実施形態のエネルギー吸収
構造体では、前方の凸部３０への後方の凸部３０の進入
によって、空気室３６、３７内の圧力が上昇し、オリフ
ィス５０及び貫通孔５２から空気室３６、３７内に空気
が抵抗を持って排出されるため、このオリフィス効果に
よっても衝撃を吸収できる。

【００３６】なお、本第２実施形態ではオリフィス５０
を凸部３０の頂面３０Ｃの略中央部に穿設したが、オリ
フィス５０の穿設位置は、これに限定されず、他の位置
でも良い。また、オリフィス５０を複数箇所に穿設して
も良い。

【００３７】また、オリフィス５０に代えて、図７に示
される如く、凸部３０の頂面３０Ｃに薄肉部５４を設
け、この薄肉部５４が空気室３６、３７内の気圧の上昇
によって破裂する抵抗によって衝撃を吸収する構成とし
ても良い。

【００３８】以上に於いては、本発明を特定の実施形態
について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に
限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかで
ある。例えば、本実施形態では、本発明のエネルギー吸
収構造体をフロントバンパのバンパーリインフォースメ
ントに適用したが、本発明のエネルギー吸収構造体は、
リヤバンパのバンパーリインフォースメントやバンパー
リインフォースメント以外の他のエネルギー吸収部にも
適用可能である。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の本発明は、樹脂製のシー
ト材を複数枚重ね合せて構成されるエネルギー吸収構造
体において、複数のシート材は、テーパ状の側壁を有す
る凸部を備え、同軸且つ同方向に重なり合う一方の凸部
の側壁の内側に、該凸部の内部に挿入される他方の凸部
が当接するため、エネルギー吸収量を増加でき、且つ生
産性を向上できるという優れた効果を有する。

【００４０】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
エネルギー吸収構造体において、重なり合う凸部によっ
て空気室が形成されているため、請求項１記載の効果に
加えて、更にエネルギー吸収量を増加できるという優れ
た効果を有する。

【００４１】請求項３記載の本発明は、請求項１または
請求項２記載のエネルギー吸収構造体において、複数の
シート材の各凸部の形成パターンが互いに同一であるた
め、請求項１または請求項２記載の効果に加えて、シー
ト材を成形するための成形型が一種類で良くコストを低
減できるという優れた効果を有する。

【００４２】請求項４記載の本発明は、請求項２または
請求項３記載のエネルギー吸収構造体において、空気室
の周囲の壁部に１箇所以上のオリフィスを設けたため、
請求項２または請求項３記載の効果に加えて、オリフィ
ス効果によってエネルギー吸収量をさらに増加できると
いう優れた効果を有する。

【００４３】請求項５記載の本発明は、請求項２または
請求項３記載のエネルギー吸収構造体において、空気室
の周囲の壁部に１箇所以上の薄肉部を設けたため、請求
項２または請求項３記載の効果に加えて、薄肉部の破裂
によってエネルギー吸収量をさらに増加できるという優
れた効果を有する。

【００４４】請求項６記載の本発明は、請求項１〜５の
いずれかに記載のエネルギー吸収構造体において、重な
り合う一方の凸部の側壁に、該凸部の内部に挿入される
他方の凸部の頂面が当接する段差部を設けたため、請求
項１〜５のいずれかに記載の効果に加えて、前後の凸部
間の位置決めが容易にでき、組付け作業性が向上すると
共に、段差部の破断によってエネルギー吸収量をさらに
増加できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るエネルギー吸収構
造体を示す側断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係るエネルギー吸収構
造体を示す分解側断面図である。

【図３】本発明の第１実施形態に係るエネルギー吸収構
造体を示す分解斜視図である。

【図４】本発明の第１実施形態に係るエネルギー吸収構
造体が適用されたフロントバンパを有する車両を示す斜
め前方から見た分解斜視図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係るエネルギー吸収構
造体の変形状態を示す斜め前方から見た斜視図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係るエネルギー吸収構
造体を示す側断面図である。

【図７】本発明の第２実施形態の変形例に係るエネルギ
ー吸収構造体を示す側断面図である。

【図８】従来の実施形態に係るエネルギー吸収構造体が
適用されたフロントバンパを示す斜め前方から見た分解
斜視図である。

【符号の説明】

１０ フロントバンパ １２ バンパーリインフォースメント ２４ 樹脂シート（シート材） ２６ 樹脂シート（シート材） ２８ 樹脂シート（シート材） ３０ 凸部 ３０Ａ ４方の側壁 ３０Ｂ 段差部 ３０Ｃ 頂面 ３４ 凸部軸線 ３６ 空気室 ５０ オリフィス ５４ 薄肉部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂製のシート材を複数枚重ね合せて構
   成されるエネルギー吸収構造体において、 前記複数のシート材は、テーパ状の側壁を有する凸部を
   備え、同軸且つ同方向に重なり合う一方の凸部の側壁の
   内側に、該凸部の内部に挿入される他方の凸部が当接す
   ることを特徴とするエネルギー吸収構造体。
2. 【請求項２】 前記重なり合う凸部によって空気室が形
   成されることを特徴とする請求項１記載のエネルギー吸
   収構造体。
3. 【請求項３】 前記複数のシート材の各凸部の形成パタ
   ーンが互いに同一であることを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載のエネルギー吸収構造体。
4. 【請求項４】 前記空気室の周囲の壁部に１箇所以上の
   オリフィスを設けたことを特徴とする請求項２または請
   求項３記載のエネルギー吸収構造体。
5. 【請求項５】 前記空気室の周囲の壁部に１箇所以上の
   薄肉部を設けたことを特徴とする請求項２または請求項
   ３記載のエネルギー吸収構造体。
6. 【請求項６】 前記重なり合う一方の凸部の側壁に、該
   凸部の内部に挿入される他方の凸部の頂面が当接する段
   差部を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載のエネルギー吸収構造体。