JP4998097B2 - Energy absorbing member - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮荷重が入力されたときに塑性変形することで、そのエネルギを吸収するエネルギ吸収部材に関する。 The present invention relates to an energy absorbing member that absorbs energy by plastic deformation when a compressive load is input.
例えば特許文献１には、車両のフレームの一部分を構成し、衝突時の衝撃荷重を吸収するために用いられるエネルギ吸収部材が開示されている。このエネルギ吸収部材は、筒状の本体と、この本体の外周面における筒軸方向の中間位置に形成された凹凸部と、を備えている。このエネルギ吸収部材では、本体に対し筒軸方向の圧縮荷重が入力されたときには、前記凹凸部が起点となって本体が筒軸方向に比較的大きく折れ曲げ変形し、それによって、エネルギを吸収するようにしている。
しかしながら、従来のエネルギ吸収部材は、本体の折れ曲げ変形が比較的大きいため、その変形する部分以外の部分、つまり本体の大部分がエネルギの吸収にほとんど関与しない。このため、部材重量に対するエネルギの吸収量（エネルギ吸収の重量効率）が比較的低いという問題がある。 However, since the conventional energy absorbing member has a relatively large bending deformation of the main body, a portion other than the deformed portion, that is, a large part of the main body hardly participates in energy absorption. For this reason, there exists a problem that the amount of energy absorption (weight efficiency of energy absorption) with respect to a member weight is comparatively low.
こうしたエネルギ吸収の重量効率が比較的低いエネルギ吸収部材を車両のフレームの一部分を構成するために用いた場合は、車両重量の増大に伴い例えば燃費の悪化を招くことになる。 When such an energy absorbing member having a relatively low weight efficiency of energy absorption is used to constitute a part of a vehicle frame, for example, fuel consumption is deteriorated with an increase in vehicle weight.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エネルギ吸収の重量効率の高いエネルギ吸収部材を提供することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to provide the energy absorption member with high weight efficiency of energy absorption.
本発明の一側面によると、エネルギ吸収部材は、筒状の本体と、前記本体の外周面から径方向の内方に凹陥して筒軸方向に延びると共に、周方向に略等間隔を空けて並設された複数の縦溝と、を備え、前記各縦溝は、その筒軸方向の少なくとも一方の端部が、前記本体の径方向内方に向かって傾斜した傾斜部とされ、前記本体に対し前記筒軸方向の圧縮荷重が入力されたときには、前記各縦溝が前記周方向に潰れることによって、前記本体が前記径方向内方に縮径変形する。 According to one aspect of the present invention, the energy absorbing member includes a cylindrical main body, and is recessed inward in the radial direction from the outer peripheral surface of the main body to extend in the cylindrical axis direction, and at substantially equal intervals in the circumferential direction. A plurality of longitudinal grooves arranged side by side, wherein each longitudinal groove is an inclined portion in which at least one end portion thereof in the cylinder axis direction is inclined inward in the radial direction of the body. On the other hand, when a compressive load in the cylinder axis direction is input, the longitudinal grooves are crushed in the circumferential direction, so that the main body is deformed in a radially reduced diameter.
この構成によると、本体に形成された各縦溝が傾斜部を有しているため、その本体に筒軸方向の圧縮荷重が入力したときには、その傾斜部において径方向内方の分力が発生する。その分力によって本体は径方向内方に変形しようとする。それによって、各縦溝が周方向に潰れながら本体が縮径方向に変形することになる。つまり、各縦溝が起点となって筒状の本体が縮径変形する。 According to this configuration, since each longitudinal groove formed in the main body has an inclined portion, when a compressive load in the cylinder axis direction is input to the main body, a radially inward component force is generated in the inclined portion. To do. The main body tends to deform radially inward by the component force. Thereby, the main body is deformed in the diameter reducing direction while each longitudinal groove is crushed in the circumferential direction. That is, the diameter of the cylindrical main body is reduced by starting from each longitudinal groove.
各縦溝は、本体における筒軸方向の比較的長い範囲に亘って延びて形成されており、前記本体に対する圧縮荷重の入力時には、その縦溝が周方向に潰れることによって本体の筒軸方向の比較的長い部分が径方向の内方に縮径変形する。このように、前記のエネルギ吸収部材は、変形する部分の範囲、換言すればエネルギ吸収に寄与する範囲が、本体の全体に広がっているため、エネルギ吸収の重量効率が向上する。 Each vertical groove is formed to extend over a relatively long range in the cylinder axis direction of the main body, and when a compressive load is input to the main body, the vertical groove is crushed in the circumferential direction, so that A relatively long portion is deformed in a radial direction inwardly. Thus, since the range of the part which deform | transforms the said energy absorption member, in other words, the range which contributes to energy absorption spreads to the whole main body, the weight efficiency of energy absorption improves.
前記エネルギ吸収部材は、前記本体の外周面から径方向の内方に凹陥して前記各縦溝に交差するように前記本体の全周に亘って延びると共に、前記筒軸方向に略等間隔を空けて並設された複数の横溝をさらに備え、前記本体に対し前記筒軸方向の圧縮荷重が入力されたときには、前記各横溝が前記筒軸方向に潰れることによって、前記本体が前記筒軸方向に縮小変形する、とすることが好ましい。 The energy absorbing member is recessed inward in the radial direction from the outer peripheral surface of the main body and extends over the entire circumference of the main body so as to intersect the longitudinal grooves, and is substantially equidistant in the cylinder axis direction. A plurality of lateral grooves arranged in parallel with each other, and when a compressive load in the cylindrical axis direction is input to the main body, the lateral grooves are crushed in the cylindrical axial direction, whereby the main body is in the cylindrical axial direction. It is preferable that the material is reduced and deformed.
こうすることで、本体に筒軸方向の圧縮荷重が入力したときには、各横溝が筒軸方向に潰れることによって、本体が筒軸方向に蛇腹状に縮小変形する。このように、このエネルギ吸収部材は、各縦溝の潰れに起因する縮径変形と、各横溝の潰れに起因する縮小変形との２種類の変形が本体の全体に亘って生じるから、エネルギの吸収量がさらに増大する。その結果、エネルギ吸収の重量効率がさらに高まる。 In this way, when a compressive load in the cylinder axis direction is input to the main body, each of the lateral grooves is crushed in the cylinder axis direction, so that the main body is deformed in a bellows shape in the cylinder axis direction. As described above, the energy absorbing member has two types of deformations, ie, a diameter-reduced deformation caused by the collapse of each vertical groove and a reduced deformation caused by the collapse of each lateral groove, over the entire body. Absorption increases further. As a result, the weight efficiency of energy absorption is further increased.
ここで、前記各縦溝の深さは、前記各横溝の深さよりも深く、それによって前記本体は、前記縮径変形した後に、前記縮小変形する、とすることが好ましい。つまり、本体を先に縮径変形させることによって、その後に縮小変形させることが可能になる。このように、縮径変形、縮小変形の順に変形順序を制御することによって、各変形を確実に生じさせて、高効率のエネルギの吸収が確実に行われる。 Here, it is preferable that the depth of each vertical groove is deeper than the depth of each horizontal groove, whereby the main body undergoes the reduction deformation after the diameter reduction deformation. That is, it is possible to reduce the deformation of the main body by reducing the diameter first. In this way, by controlling the deformation order in the order of diameter-reduction deformation and reduction deformation, each deformation is surely generated and energy is efficiently absorbed.
前記本体は、前記筒軸方向の一端部から中間部に向かってその径が縮小するように形成されている、としてもよい。 The main body may be formed such that the diameter thereof decreases from one end portion in the cylindrical axis direction toward the intermediate portion.
縮径形状の本体を伝達する荷重は、径方向の内方に向かう力成分を有しているため、その荷重そのものが本体を径方向内方へ変形させるように作用する。これと共に、本体の縮径方向と各縦溝における傾斜部の傾斜方向とが略一致するようになるため、前記荷重はその方向をほとんど変えることなくそのまま傾斜部に入力されるようになる。その結果、本体は径方向内方に確実にかつ効率的に変形するようになる。 Since the load transmitted through the reduced-diameter main body has a force component directed radially inward, the load itself acts to deform the main body radially inward. At the same time, the direction of diameter reduction of the main body and the inclination direction of the inclined portion in each longitudinal groove substantially coincide with each other, so that the load is input to the inclined portion as it is with almost no change in the direction. As a result, the main body is reliably and efficiently deformed radially inward.
ここで、前記本体はさらに、前記筒軸方向の中間部から他端部に向かってその径が拡大するように形成されており、前記各縦溝は、前記本体における径が拡大する部分に形成されていると共に、その溝幅が前記中間部から他端部に向かって拡大するテーパ形状に形成されている、としてもよい。 Here, the main body is further formed so that the diameter thereof increases from the intermediate portion in the cylindrical axis direction toward the other end portion, and each longitudinal groove is formed in a portion where the diameter of the main body increases. In addition, the groove width may be formed in a tapered shape that expands from the intermediate portion toward the other end portion.
各縦溝の溝幅がテーパ形状に形成されていることで、本体が縮径変形するときに、縦溝の溝幅が相対的に狭い本体の中間部は、その縮径量が相対的に小さくなり、縦溝の溝幅が相対的に広い本体の他端部は、その縮径量が相対的に大きくなる。ここで、本体は、前記中間部から他端部に向かってその径が拡大しているから、前記縮径量の大小関係と相俟って、縮径変形後の本体は、その径が前記中間部から他端部までの範囲に亘って略一定になる。その結果、エネルギの吸収量がさらに増大する。 Since the groove width of each longitudinal groove is formed in a tapered shape, when the main body undergoes diameter reduction deformation, the intermediate portion of the main body having a relatively narrow groove width has a relatively small diameter reduction amount. The other end portion of the main body that becomes smaller and has a relatively wide groove width has a relatively large diameter reduction. Here, since the diameter of the main body increases from the intermediate portion toward the other end, the diameter of the main body after the diameter reduction deformation is combined with the magnitude relationship of the diameter reduction amount. It becomes substantially constant over a range from the intermediate portion to the other end portion. As a result, the amount of energy absorbed is further increased.
また、縮径変形後の本体を略一定の径にすることによって、その後、当該本体を縮小変形させるときは、その縮小変形が確実に生じるようになる。つまりこの構成は、本体を２段階に変形させる構成において特に有効である。 Further, by making the main body after the diameter-reducing deformation a substantially constant diameter, when the main body is subsequently reduced and deformed, the reduction deformation is surely generated. That is, this configuration is particularly effective in a configuration in which the main body is deformed in two stages.
前記エネルギ吸収部材は、前記縦溝が設けられた本体を複数備え、前記複数の本体は、互いに同軸に積み重ねられている、としてもよい。 The energy absorbing member may include a plurality of main bodies provided with the longitudinal grooves, and the plurality of main bodies may be stacked coaxially with each other.
こうすることで、吸収可能なエネルギ量がより一層増大し、エネルギ吸収の重量効率がさらに向上する。 By doing so, the amount of energy that can be absorbed is further increased, and the weight efficiency of energy absorption is further improved.
前記各縦溝は、前記筒状の本体にプレス加工を施すことによって形成されている、としてもよい。こうすることで、筒状の本体に対して複数の縦溝を容易に形成することができる。 Each of the longitudinal grooves may be formed by pressing the cylindrical main body. By carrying out like this, a some vertical groove can be easily formed with respect to a cylindrical main body.
前記本体は、その筒軸方向が車両前後方向と一致するように配置されてその車両のフロントフレームの一部を構成すると共に、前記車両に入力された衝突荷重を、前記縮径変形することによって吸収する、としてもよい。 The main body is disposed so that the cylinder axis direction thereof coincides with the vehicle front-rear direction, constitutes a part of the front frame of the vehicle, and reduces the diameter of the collision load input to the vehicle by reducing the diameter. It may be absorbed.
前述したように、このエネルギ吸収部材はエネルギ吸収の重量効率が高いため、車両のフレームの一部として用いたときに、車両重量が軽減するという利点が得られる。 As described above, the energy absorbing member has a high energy absorption weight efficiency, and therefore, when used as a part of a vehicle frame, there is an advantage that the vehicle weight is reduced.
以上説明したように、本発明によると、本体の筒軸方向に比較的長い範囲に亘って延びて形成された複数の縦溝それぞれが、前記本体に対する圧縮荷重の入力時に周方向に潰れることにより、本体における比較的広い部分が径方向の内方に縮径変形する。この本体において変形する範囲が比較的大きくなることと、吸収可能なエネルギ量が増大することとが組み合わさって、高い重量効率を実現することができる。 As described above, according to the present invention, each of the plurality of vertical grooves formed to extend over a relatively long range in the cylinder axis direction of the main body is crushed in the circumferential direction when a compressive load is input to the main body. The comparatively wide portion of the main body is deformed in a reduced diameter inward in the radial direction. High weight efficiency can be realized by combining a relatively large deformation range in the main body with an increase in the amount of energy that can be absorbed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
（実施形態１）
図２は、本発明の実施形態１に係るエネルギ吸収部材１０を示しており、このエネルギ吸収部材１０は、図１に示すように、例えば車両前部における車幅方向の両側位置で車両前後方向にそれぞれ延びるフロントサイドフレーム９１の前端部分や、フロントサイドフレーム９１の前端とバンパーレインフォースメントとの間に介設されるクラッシュカン９２として用いられる。
(Embodiment 1)
FIG. 2 shows the
前記エネルギ吸収部材１０は、筒状の本体１１と、本体１１の外周面からそれぞれ凹陥する複数の縦溝１２及び横溝１３と、を備えて構成されている。
The
本体１１は、所定の径、所定の長さ及び所定の肉厚を有する円筒である。尚、本体１１は中空の筒状であればよく、円筒に限るものではない。本体１１の材質は、例えば鋼やアルミニウム等の、車両のフレームを構成する部材として用いられる各種材料の中から適宜選択することができる。
The
複数の縦溝１２は、本体１１における筒軸方向の中央部分に、筒軸方向に所定の長さに亘って延びて形成されていると共に、その周方向に、所定の等間隔を空けて配置されている。
The plurality of
各縦溝１２は、図３及び図４に示すように、その横断面形状が略矩形状とされて、本体１１の外周面から所定の溝深さとなるように凹陥している。尚、縦溝１２の横断面形状は特に限定されるものではなく、例えば三角形状となるようにしてもよいし、円弧形状となるようにしてもよい。また、各縦溝１２における筒軸方向の両端部は、図３に示すように、その溝深さが筒軸方向の中央に向かうにつれて深くなる、換言すれば、本体１１の径方向内方に向かって傾斜した傾斜部１２ａとされている。
As shown in FIGS. 3 and 4, each
各横溝１３は、本体１１において縦溝１２が形成されている筒軸方向の範囲内において、その筒軸方向に所定の等間隔を空けて配置されていると共に、本体１１の全周に亘って形成されている。これによって、各横溝１３は、各縦溝１２に対し直交している。
The
各横溝１３も、図３及び図４に示すように、その横断面形状が略矩形状とされて、本体１１の外周面から所定の溝深さとなるように凹陥している。尚、横溝１３の横断面形状も特に限定されるものではなく、例えば三角形状となるようにしてもよいし、円弧形状となるようにしてもよい。また、各横溝１３の溝深さは、各縦溝１２の溝深さよりも浅くなるように設定されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, each
こうしたエネルギ吸収部材１０のように、少なくとも複数の縦溝１２を有する筒状の本体１１は、種々の公知の成形方法を適宜採用することによって、製造することが可能である。
Like the
例えば図５に示すように、所定の成形方法によって予め成形した筒状の本体１１に対し、プレス成形によって各縦溝１２を形成してもよい。すなわち、所定のスプライン型が形成された一対のローラ８１，８１を、筒状の本体１１の内周面側と外周面側とのそれぞれに配置してその厚み方向に狭圧する。そうして、前記本体１１をその筒軸を中心として回転させながら、互いに噛合する一対のローラ８１，８１をそれぞれ回転させることによって、本体１１に対し、その周方向に所定の等間隔を空けて配置された複数の縦溝１２を形成することができる。
For example, as shown in FIG. 5, each
こうしたスプライン型を利用したプレス成形は、筒状の本体１１を押し出し成形により成形する場合（例えばアルミニウム製の本体１１を成形する場合等）には、その押し出し成形と同時に行うことが可能である。
Press molding using such a spline mold can be performed simultaneously with the extrusion molding when the cylindrical
また、図示は省略するが、例えば比較的厚肉に形成した筒状の本体１１に対して切削を行うことで、縦溝１２及び横溝１３をそれぞれ形成してもよい。
Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, you may form the
さらに、板状の部材に対し例えばプレス成形を施すことで、溝部を形成し、その後、当該板状の部材を筒状に巻いて、その端部同士を溶接等により接合することによっても、縦溝１２等が形成された筒状の本体１１を製造することが可能である。
Further, for example, press forming is performed on the plate-like member to form a groove, and then the plate-like member is wound into a cylindrical shape and the ends are joined together by welding or the like. It is possible to manufacture the cylindrical
次に、前記のエネルギ吸収部材１０に対し圧縮荷重が入力されたときに、当該エネルギ吸収部材１０が変形する様子について、図６を参照しながら、説明する。
Next, how the
図６（ａ）における本体１１の上端に対して、その上方から筒軸方向の圧縮荷重（衝撃荷重）が入力したとする。その圧縮荷重は、本体１１を筒軸方向に伝達するが、各縦溝１２の両端は傾斜部１２ａとされているため、この各傾斜部１２ａにおいて径方向内方への分力Ｆが生じる（図６（ｂ）参照）。この分力Ｆによって、本体１１は径方向内方に変形しようとする（Ｐ１参照）。
It is assumed that a compressive load (impact load) in the cylinder axis direction is input to the upper end of the
本体１１が径方向内方に変形しようとすることにより、各縦溝１２には、図６（ｃ）に矢印で示すように、周方向に潰れるような力が作用する（Ｐ２参照）。そうして、各縦溝１２が周方向に潰れながら、本体１１は径方向の内方にさらに変形し（図６（ｂ）の白抜きの矢印参照）、各縦溝１２が周方向にほぼ完全に潰れることによって、本体１１の縮径変形が完了する。
As the
本体１１の縮径変形が完了した後、今度は本体１１の各横溝１３が、図６（ｃ）に矢印で示すように、筒軸方向に潰れることを開始する。それによって、本体１１は蛇腹状になって、筒軸方向に縮小変形することになる（Ｐ３参照）。
After the diameter-reducing deformation of the
このように、このエネルギ吸収部材１０は、先ず縦溝１２が潰れて本体１１が縮径変形した後に、横溝１３が潰れて本体１１が筒軸方向に縮小変形する。つまり、このエネルギ吸収部材１０は、縦溝１２が起点となって本体１１を縮径変形させると共に、その縮径変形と、縮小変形との２種類の変形が段階的に行われることで、吸収されるエネルギ量は大幅に増大する。ここで、前記各縦溝１２は、各横溝１３と比較して、その溝深さが深くされているため、エネルギ吸収部材１０に圧縮荷重が入力したときには、各縦溝１２が先に潰れることになり、縮径変形の方が先に生じる。これによって、縮径変形と縮小変形とのそれぞれを、段階的に確実に生じさせることができる。
As described above, in the
また、各縦溝１２は筒軸方向に延びて形成されており、それによって本体１１は、筒軸方向の比較的広い範囲に亘って、縮径変形することになる。従って、従来のエネルギ吸収部材に比べて、変形する部分の範囲、つまりエネルギ吸収に寄与する範囲が大きくなる。
Further, each
それらの結果、このエネルギ吸収部材１０は、エネルギ吸収の重量効率を従来に比べて大幅に向上させることができる。尚、各縦溝１２の筒軸方向の長さは、本体１１の長さ範囲において比較的長くすることが、重量効率を高める上で有利である。
As a result, the
尚、図２に示すエネルギ吸収部材１０の、縦溝１２及び横溝１３の数や、その配設位置等は一例であり、それらは適宜設定することができる。
In addition, the number of the
また、図３に示すように、各縦溝１２における２つの傾斜部１２ａの間の中間部分は、この実施形態では筒軸方向に延びる直線状に形成されている。しかしながら、図示は省略するが、この部分を、例えば径方向の内方に凹んだ曲線状に形成することも可能である。この場合も前記と同様の作用効果が得られる。
Moreover, as shown in FIG. 3, the intermediate part between the two
（実施形態２）
図７及び図８は、実施形態２に係るエネルギ吸収部材２０を示している。このエネルギ吸収部材２０は、その本体２１が、いわゆる糸巻き状に形成されている。尚、図２等に示すエネルギ吸収部材１０と同じ構成については同じ参照符号を付して、その説明を適宜省略する。
(Embodiment 2)
7 and 8 show the
前記本体２１は、その一端部から筒軸方向の中央部に向かって滑らかに縮径すると共に、その中央部から他端部に向かって滑らかに拡径しており、これによって全体としては糸巻き状に形成されている。尚、本体２１の横断面は円形状には限らない。
The
そして、この本体の曲面状にされた外周面に対して、前述したように、それぞれ傾斜部１２ａを有する縦溝１２が複数形成されていると共に、横溝１３が複数形成されている。これによって、図８に示すように、各縦溝１２における傾斜部１２ａの傾斜方向と、本体２１の、各縦溝１２が形成された部分における傾斜方向とが、共に径方向の内方となることで、互いに同じ向きにされている。
As described above, a plurality of
次に、前記のエネルギ吸収部材２０に対し圧縮荷重が入力されたときに、当該エネルギ吸収部材２０が変形する様子について、図９を参照しながら、説明する。
Next, how the
本体２１の上端に対して筒軸方向に圧縮荷重（衝撃荷重）が入力したとする（図９（ａ）参照）。この圧縮荷重は、本体２１を筒軸方向に伝達するが、図９（ｂ）に示すように、本体２１自体が径方向の内方に向かって傾斜しているため、圧縮荷重は本体２１を径方向内方へ変形させるように作用する。また、実施形態１と同様に、各縦溝１２の両端が傾斜部１２ａとされているため、この各傾斜部１２ａにおいて径方向内方への分力Ｆが生じ、それによって、本体２１は径方向内方に変形しようとする（Ｐ１参照）。また、傾斜部１２ａの傾斜方向と本体２１の傾斜方向とが同じ向きに設定されているため、圧縮荷重がそのまま傾斜部１２ａに伝達される。そうして本体２１は、径方向内方に確実に変形を開始するようになる。
It is assumed that a compressive load (impact load) is input to the upper end of the
その後は、各縦溝１２が周方向に潰れることによって、本体２１が縮径変形する（Ｐ２参照）。そして、その本体２１の縮径変形が完了した後、今度は本体２１の各横溝１３が筒軸方向に潰れることを開始し、本体２１が蛇腹状になって、筒軸方向に縮小変形することになる（Ｐ３参照）。
Thereafter, each
このエネルギ吸収部材２０においても、縮径変形と、縮小変形との２種類の変形が、段階的に行われることで、エネルギ吸収の重量効率を向上させることができる。
Also in the
またこのエネルギ吸収部材２０では、本体２１を糸巻き状にすることによって、確実に縮径変形を発生させることができる。
Further, in the
（実施形態３）
図１０及び図１１は、実施形態３に係るエネルギ吸収部材３０を示している。このエネルギ吸収部材３０は、実施形態２と同様に、本体３１が、筒軸方向の各端部から中間部に向かって縮径した形状を有している。尚、図２等に示すエネルギ吸収部材１０と同じ構成については同じ参照符号を付して、その説明を適宜省略する。
(Embodiment 3)
10 and 11 show an
前記本体３１は、筒軸方向の一端部から中間部に向かって直線的に縮径する縮径部３１ａと、中間部から他端部に向かって直線的に拡径する拡径部３１ｂとが、上下方向に重なった形状を有している。尚、本体３１の横断面は、円形状に限るものではない。
The
前記傾斜部１２ａを有する縦溝１２は、この本体３１における拡径部３１ｂに形成されており、それに伴い、横溝１３も拡径部３１ｂに形成されている。ここで、各縦溝１２における上側の傾斜部１２ａは、図１１に示すように、縮径部３１ａと拡径部３１ｂとの接合部分に位置しており、これによって、縮径部３１ａの傾斜と傾斜部１２ａの傾斜とは、ほぼ連続的につながっている。
The
次に、前記のエネルギ吸収部材３０に対し圧縮荷重が入力されたときに、当該エネルギ吸収部材３０が変形する様子について、図１２を参照しながら、説明する。
Next, how the
先ず、本体３１に対し筒軸方向に圧縮荷重（衝撃荷重）が入力するとする（図１２（ａ）参照）。この圧縮荷重は、本体３１内を、各端部から筒軸方向の中央部に向かって伝達するが、縮径部３１ａ及び拡径部３１ｂが共に、筒軸方向の中央部に向かって径方向の内方に傾斜しているため、圧縮荷重は本体３１を径方向内方へ変形させるように作用する。また、実施形態１と同様に、各縦溝１２の両端が傾斜部１２ａとされているため、図１２（ｂ）に示すように、この各傾斜部１２ａにおいて径方向内方への分力Ｆが生じ、それによって、本体２１は径方向内方に変形しようとする（Ｐ１参照）。特に、このエネルギ吸収部材３０では、上側の傾斜部１２ａは縮径部３１ａと傾斜がほぼ連続しているため、圧縮荷重がそのまま上側の傾斜部１２ａに伝達される。そうして本体３１は、径方向内方に確実に変形を開始するようになる。
First, it is assumed that a compressive load (impact load) is input to the
その後は、各縦溝１２が周方向に潰れることによって、本体３１が縮径変形する（Ｐ２参照）。そして、その本体３１の縮径変形が完了した後、今度は本体３１の各横溝１３が筒軸方向に潰れることを開始し、本体３１が蛇腹状になって、筒軸方向に縮小変形することになる（Ｐ３参照）。
Thereafter, each
このエネルギ吸収部材３０においても、縮径変形と、縮小変形との２種類の変形が、段階的に行われることで、エネルギ吸収の重量効率を向上させることができる。
Also in the
またこのエネルギ吸収部材３０では、本体３１を縮径部３１ａと拡径部３１ｂとで構成すると共に、各縦溝１２の上側の傾斜部１２ａを、縮径部３１ａの傾斜と連続させるようにしたから、より一層確実かつ効率的に本体３１の縮径変形を発生させることができる。
In the
（変形例）
図１３は、実施形態３のエネルギ吸収部材についての変形例を示している。このエネルギ吸収部材４０は、その本体４１が縮径部４１ａと拡径部４１ｂとによって構成されると共に、拡径部４１ｂに形成された各縦溝４２が、下端部に向かうにつれて、その溝幅（周方向の幅）が次第に拡大するテーパ形状に形成されている。すなわち、各縦溝４２は、本体４１の径が拡大することに対応して、その溝幅が拡大している。
(Modification)
FIG. 13 shows a modification of the energy absorbing member of the third embodiment. The
この構成のエネルギ吸収部材４０では、縦溝４２の溝幅が大きい下端部ほど周方向の潰れ量が増大するため、図１４に示すように、本体４１の下端部ほど縮径量が増大する（同図の白抜きの矢印参照）。その結果、縮径変形の完了後は、その本体４１の中間部分の径が、筒軸方向に略一定になる。
In the
こうすることによって、エネルギ吸収量が増大し、エネルギ吸収の重量効率が向上すると共に、図示は省略するが、その縮径変形後に各横溝１３を確実に潰すことができるようになり、縮小変形が確実に行われるようになる。
By doing so, the amount of energy absorption is increased, the energy efficiency of the energy absorption is improved, and although not shown, each
（実施形態４）
図１５は、実施形態４に係るエネルギ吸収部材５０を示している。このエネルギ吸収部材５０は、図２に示すエネルギ吸収部材１０（本体１１）を複数（図例では４個）、互いに同軸となるように積み重ねることによって多段に構成されている。
(Embodiment 4)
FIG. 15 shows an
この多段のエネルギ吸収部材５０に対し、筒軸方向の圧縮荷重が入力したときには、図１６に示すように、本体１１の一つ一つが縮径変形した後に（Ｐ２参照）、本体１１の一つ一つが縮小変形する（Ｐ３参照）。
When a compressive load in the cylinder axis direction is input to the multistage
この多段のエネルギ吸収部材５０は、重量効率をさらに向上させることができる。また、積み重ねる本体１１の数を調整することにより、エネルギ吸収部材５０の長さを調整することが可能になる。
The multistage
尚、図７、図１０、及び図１３のそれぞれに示すエネルギ吸収部材２０、３０、４０を、互いに同軸となるように複数積み重ねることで、多段のエネルギ吸収部材を構成してもよい。また、同じ構成のエネルギ吸収部材を積み重ねるのではなく、互いに異なる構成のエネルギ吸収部材を積み重ねることで、多段のエネルギ吸収部材を構成してもよい。
In addition, a multistage energy absorbing member may be configured by stacking a plurality of
以上説明したように、本発明は、エネルギ吸収部材の重量効率が向上するから、例えば車両のフレーム、特にフロントやリヤのフレームの一部を構成するためのエネルギ吸収部材として有用である。 As described above, since the weight efficiency of the energy absorbing member is improved, the present invention is useful, for example, as an energy absorbing member for constituting a part of a vehicle frame, particularly a front or rear frame.
１０，２０，３０，４０ エネルギ吸収部材
１１，２１，３１，４１ 本体
１２，４２ 縦溝
１２ａ 傾斜部
１３ 横溝
９１ フロントサイドフレーム（フロントフレーム）
９２ クラッシュカン（フロントフレーム）
10, 20, 30, 40
92 Crash Can (front frame)
Claims (8)
前記本体の外周面から径方向の内方に凹陥して筒軸方向に延びると共に、周方向に略等間隔を空けて並設された複数の縦溝と、を備え、
前記各縦溝は、その筒軸方向の少なくとも一方の端部が、前記本体の径方向内方に向かって傾斜した傾斜部とされ、
前記本体に対し前記筒軸方向の圧縮荷重が入力されたときには、前記各縦溝が前記周方向に潰れることによって、前記本体が前記径方向内方に縮径変形するエネルギ吸収部材。 A tubular body,
A plurality of vertical grooves that are recessed inward in the radial direction from the outer peripheral surface of the main body and extend in the cylindrical axis direction, and arranged in parallel at substantially equal intervals in the circumferential direction,
Each of the longitudinal grooves is an inclined portion in which at least one end portion in the cylinder axis direction is inclined toward the radially inner side of the main body,
An energy absorbing member in which when the compressive load in the cylinder axis direction is input to the main body, the vertical grooves are crushed in the circumferential direction, whereby the main body is reduced in diameter in the radial direction.
前記本体の外周面から径方向の内方に凹陥して前記各縦溝に交差するように前記本体の全周に亘って延びると共に、前記筒軸方向に略等間隔を空けて並設された複数の横溝をさらに備え、
前記本体に対し前記筒軸方向の圧縮荷重が入力されたときには、前記各横溝が前記筒軸方向に潰れることによって、前記本体が前記筒軸方向に縮小変形するエネルギ吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 1,
The main body is recessed inward in the radial direction from the outer peripheral surface of the main body and extends over the entire circumference of the main body so as to intersect the longitudinal grooves, and is arranged in parallel at substantially equal intervals in the cylinder axis direction. A plurality of lateral grooves,
An energy absorbing member in which when the compressive load in the cylinder axis direction is input to the main body, each of the lateral grooves is crushed in the cylinder axis direction, whereby the main body is contracted and deformed in the cylinder axis direction.
前記各縦溝の深さは、前記各横溝の深さよりも深く、それによって前記本体は、前記縮径変形した後に、前記縮小変形するエネルギ吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 2,
The depth of each vertical groove is deeper than the depth of each horizontal groove, whereby the main body is deformed and contracted after the diameter reduction.
前記本体は、前記筒軸方向の一端部から中間部に向かってその径が縮小するように形成されているエネルギ吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 1 or 2,
The energy absorbing member is formed such that the diameter of the main body decreases from one end portion in the cylinder axis direction toward an intermediate portion.
前記本体はさらに、前記筒軸方向の中間部から他端部に向かってその径が拡大するように形成されており、
前記各縦溝は、前記本体における径が拡大する部分に形成されていると共に、その溝幅が前記中間部から他端部に向かって拡大するテーパ形状に形成されているエネルギ吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 4,
The main body is further formed such that its diameter increases from the intermediate portion in the cylindrical axis direction toward the other end portion,
Each said longitudinal groove is an energy absorption member formed in the part where the diameter in the said main body expands, and the taper shape which the groove width expands toward the other end part from the said intermediate part.
前記縦溝が設けられた本体を複数備え、
前記複数の本体は、互いに同軸に積み重ねられているエネルギ吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 1,
A plurality of main bodies provided with the longitudinal grooves are provided,
The plurality of main bodies are energy absorption members that are coaxially stacked.
前記各縦溝は、前記筒状の本体にプレス加工を施すことによって形成されているエネルギ吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 1,
Each longitudinal groove is an energy absorbing member formed by pressing the cylindrical main body.
前記本体は、その筒軸方向が車両前後方向と一致するように配置されてその車両のフロントフレームの一部を構成すると共に、前記車両に入力された衝突荷重を、前記縮径変形することによって吸収するエネルギ吸収部材。 The energy absorbing member according to claim 1,
The main body is disposed so that the cylinder axis direction thereof coincides with the vehicle front-rear direction, constitutes a part of the front frame of the vehicle, and reduces the diameter of the collision load input to the vehicle by reducing the diameter. Energy absorbing member to absorb.
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