JP6601869B2 - エネルギ吸収構造体 - Google Patents

Description

本発明は、車両の衝突発生時に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を含むエネルギ吸収構造体に関する。

車両には、衝突発生時に圧壊し、衝突エネルギを吸収するエネルギ吸収部材が備えられている。エネルギ吸収部材の代表的な例として、フロントバンパビームとフロントフレームとの間に配置されるクラッシュボックスが挙げられる。従来、鋼板等の金属材料により構成されたエネルギ吸収部材が用いられていたが、近年、車体の軽量化のために、炭素繊維等の強化繊維が混合された繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製のエネルギ吸収部材が実用化されている。

係る繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材においては、衝突荷重の入力時に、筒状のエネルギ吸収部材が圧縮されるにつれてエネルギ吸収部材の逐次破壊が進展する。特許文献１には、エネルギ吸収部材の逐次破壊が進展する過程で、破壊により開いたエネルギ吸収部材を別の筒状部材によって拘束することにより、エネルギ吸収部材の破壊に対して抵抗が付与されて圧壊荷重が増大することが記載されている。これにより、より多くのエネルギ吸収部材が破断し、エネルギ吸収量を増大させることができる。

特開平７−２２４８７４号公報

ここで、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材は鋼板製のクラッシュボックスに比べて破損しやすいため、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材を車両に用いる場合、耐チッピング性や耐候性等に考慮する必要がある。具体的には、車輪によって跳ね上げられる小石や雨水等によるエネルギ吸収部材の破損を防ぐことが望まれる。その対策として、エネルギ吸収部材の外周をカバーで覆うことが考えられる。

このとき、カバーとエネルギ吸収部材との間隔が狭すぎると、破壊されるエネルギ吸収部材を拘束することはできるものの、カバーがエネルギ吸収部材と干渉し、想定外の位置からエネルギ吸収部材が破壊されるおそれがある。一方、カバーとエネルギ吸収部材との間隔が広すぎると、破壊されたエネルギ吸収部材を拘束することが困難となって、圧壊荷重を増大させることができなくなる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、エネルギ吸収部材の耐チッピング性及び耐候性を得るためのカバーを用いる場合においても、破壊されるエネルギ吸収部材を拘束し、所望の荷重特性を実現可能な、エネルギ吸収構造体を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、荷重入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、エネルギ吸収部材の外周を覆う筒状のカバーと、カバーにおける荷重入力側の端部と車両のバンパビームとの間に設けられ、軸方向に沿う横断面の外形が前記軸方向の一方側に向かって拡大するテーパ形状を有する固定部材と、を備え、固定部材は、荷重入力時にカバーよりも先に圧壊するよう構成され、圧壊時には少なくとも一部がエネルギ吸収部材の外周部に配置される、エネルギ吸収構造体が提供される。

固定部材の剛性が、カバーの剛性よりも小さくてもよい。

固定部材に、周方向に沿って形成されたビード部又は薄肉部、あるいは、開口部を備えてもよい。

固定部材が、荷重入力側に向かって拡径するテーパ形状を有してもよい。

カバーの横断面形状が多角形であってもよい。

エネルギ吸収部材における荷重入力側の端部は、バンパビーム及び固定部材から離間してもよい。

以上説明したように本発明によれば、エネルギ吸収部材の耐チッピング性及び耐候性を得るためのカバーを用いる場合においても、破壊されるエネルギ吸収部材を拘束し、所望の荷重特性を実現することができる。

本発明の実施の形態にかかるエネルギ吸収構造体を示す断面図である。 固定部材の剛性をカバー部材の剛性よりも小さくした例を示す断面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の圧壊初期の様子を示す断面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の逐次破壊が進展する様子を示す断面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の逐次破壊がさらに進展する様子を示す断面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収構造体の逐次破壊がさらに進展する様子を示す断面図である。 第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体を示す断面図である。 第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体を示す断面図である。 第３の変形例に係るエネルギ吸収構造体を示す断面図である。 第３の変形例に係るエネルギ吸収構造体の別の例を示す断面図である。 第４の変形例に係るエネルギ吸収構造体を示す断面図である。 第４の変形例に係るエネルギ吸収構造体の圧壊の様子を示す断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。

＜１．エネルギ吸収構造体＞
図１は、本発明の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体１００の一例を示す。図１は、エネルギ吸収構造体１００が、車両のフロントバンパビーム２とフロントフレーム４との間に取り付けられた様子を示す断面図である。図１は、エネルギ吸収構造体１００が保持されている様子を車両の上方側から見た図である。以下の説明においては、エネルギ吸収構造体１００のフロントバンパビーム２側を先端側といい、フロントフレーム４側を後端側という場合がある。

エネルギ吸収構造体１００は、エネルギ吸収部材１０と、固定部材２０と、カバー３０と、保持部材４０とを備える。エネルギ吸収部材１０は、先端側が固定部材２０に固定され、後端側が保持部材４０によって保持されている。固定部材２０は、フロントバンパビーム２に接合されている。また、保持部材４０は、フロントフレーム４の先端側に接合されている。エネルギ吸収構造体１００は、フロントバンパビーム２とフロントフレーム４との間に配置され、フロントバンパビーム２に固定された先端側が、衝突荷重の入力側となっている。

（１−１．エネルギ吸収部材）
エネルギ吸収部材１０は、車両が、先行車両や障害物その他の対象物に衝突したときに衝突荷重を受けて圧壊し、衝突エネルギを吸収する。また、エネルギ吸収部材１０は、衝突荷重が大きい場合には、衝突荷重をフロントフレーム４に効率的に伝達する役割も担う。係るエネルギ吸収部材１０は、繊維強化樹脂により形成される。本実施形態では、エネルギ吸収部材１０は、熱硬化性樹脂と炭素繊維とを用いた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）を用いて形成される複数層の複合材料であり、高強度、かつ、軽量化を実現可能になっている。

本実施形態において、エネルギ吸収部材１０は円筒形状を有する。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０は、衝突荷重の入力時に先端側から逐次破壊しながら潰れることによって圧壊荷重が発現する。繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０は、鋼板製のクラッシュボックスに比べて、小さい間隔で座屈あるいは逐次破壊が生じるために、荷重変動の少ない安定した衝撃エネルギ吸収を実現することができる。また、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０は、潰れ残りが比較的少なく、単位重量当たりの衝撃エネルギ吸収量が大きいという特性を有する。係る繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０は、例えば、繊維材料及び熱可塑性樹脂を用いた組紐及び縦紐によって構成される組み物とし得る。

エネルギ吸収部材１０を構成する繊維強化樹脂に使用される強化繊維は、特に限定されない。例えば、炭素繊維や、ガラス繊維等のセラミックス繊維、アラミド繊維等の有機繊維、さらにはこれらを組み合わせた強化繊維を使用することができる。中でも、高い機械特性を有することや、強度設計の行いやすさ等の観点から、炭素繊維を含むことが好ましい。

また、エネルギ吸収部材１０を構成する繊維強化樹脂のマトリックス樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂の場合、その主材としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂などが例示される。熱硬化性樹脂は、このうちの１種類、あるいは２種類以上の混合物であってもよい。これらの熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂に採用する場合、熱硬化性樹脂に対して適切な硬化剤や反応促進剤が添加されてもよい。

熱可塑性樹脂の場合、その主材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル系樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂などが例示される。

熱可塑性樹脂は、このうちの１種類、あるいは２種類以上の混合物であってもよい。熱可塑性樹脂が混合物である場合には、さらに相溶化剤が併用されてもよい。さらに、熱可塑性樹脂には、難燃剤として臭素系難燃剤、シリコン系難燃剤、赤燐などが加えられてもよい。比較的大量生産することが求められる自動車用の部材には、成形のしやすさ、量産性の観点から、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。

また、円筒形状を有するエネルギ吸収部材１０は、軸方向が、車両の前後方向に沿うように配置される。係るエネルギ吸収部材１０の寸法は、車両の大きさや、得ようとする荷重特性、エネルギ吸収部材１０の重量等によって適宜設計することができる。例えば、エネルギ吸収部材１０の軸方向長さは１３０〜２００ｍｍであり、内側空間の直径は４０〜７０ｍｍであり、厚さは３ｍｍである。

エネルギ吸収部材１０は、先端側に、端部に向かって縮径するテーパ部１２を有する。係るテーパ部１２により、エネルギ吸収部材１０の先端側が押圧されたときに、エネルギ吸収部材１０を構成する複数の層間で剥離が生じやすくなる。これにより、エネルギ吸収部材１０の先端側の破壊のきっかけが与えられ、エネルギ吸収部材１０を容易に逐次破壊させることができる。

本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００の例では、エネルギ吸収部材１０の後端側が後述する保持部材４０に接合されている一方、エネルギ吸収部材１０の先端側は他のいずれの部材にも接合されていない。すなわち、エネルギ吸収部材１０は、後端側のみが保持部材４０に接合されて保持されている。

（１−２．保持部材）
保持部材４０は、フロントフレーム４の先端に取り付けられ、エネルギ吸収部材１０の後端側を保持する。保持部材４０は、例えば鋼板等に代表される金属材料やアルミニウム等からなるプレート状の部材である。係る保持部材４０は、エネルギ吸収部材１０の軸方向に立ち上がる保持部４７を有し、当該保持部４７の内周面に対してエネルギ吸収部材１０の外周面が接着剤等によって接合されている。エネルギ吸収部材１０と保持部４７との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。

エネルギ吸収部材１０の後端部のみを保持して、車両の走行中の振動にも耐えられるようにするには、保持部４７とエネルギ吸収部材１０との接合面の軸方向の長さを７．０ｍｍ以上とすることが好ましい。ただし、係る接合面の軸方向の長さが長すぎると、エネルギ吸収部材１０の潰れ残りが増えるおそれがある。したがって、係る接合面の軸方向の長さを８．０〜１５．０ｍｍの範囲内とすることがより好ましく、１０．０〜１３．０ｍｍの範囲内とすることがさらに好ましい。なお、保持部４７がエネルギ吸収部材１０の内周面側に配置され、保持部４７の外周面に対してエネルギ吸収部材１０の内周面が接合されていてもよい。

また、保持部材４０は、エネルギ吸収部材１０の内側空間に対応する位置に、開口部４３を有する。係る開口部４３は、エネルギ吸収部材１０の圧壊時に、内巻きに破壊された繊維強化樹脂を、エネルギ吸収部材１０の外部に排出する通路である。したがって、破壊された繊維強化樹脂がエネルギ吸収部材１０の内側空間に詰まることによるエネルギ吸収部材１０の潰れ残りが抑制される。なお、開口部４３の代わりに、フロントフレーム４側に突出する凹部が設けられてもよい。

（１−３．カバー）
カバー３０は、中空の筒状に形成され、エネルギ吸収部材１０の外周を覆うように配置されている。係るカバー３０は、車輪によって跳ね上げられた小石等の異物がエネルギ吸収部材１０に衝突したり、エネルギ吸収部材１０に雨水等が付着したりすることを防ぎ、エネルギ吸収部材１０を保護している。本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００は、主としてエネルギ吸収部材１０により衝突荷重を担い、カバー３０が担う衝突荷重は小さくされている。したがって、カバー３０の構成材料にかかわらず、エネルギ吸収構造体１００の圧壊時において、比較的安定した荷重特性が得られるようになっている。本実施形態では、カバー３０は薄板の鋼板により構成されているが、アルミニウム等の軽金属板や樹脂により構成されていてもよい。

カバー３０の内周面とエネルギ吸収部材１０の外周面との間には、間隙が設けられる。係る間隙は、例えば２．０ｍｍ以上とすることができる。係る間隙が小さすぎると、車両の振動等によってエネルギ吸収部材１０に応力がかかり、エネルギ吸収部材１０が破損するおそれがある。また、係る間隙が小さすぎると、エネルギ吸収構造体１００の圧壊時に、初期の段階で想定外の位置からエネルギ吸収部材１０の圧壊が開始され、所望の荷重特性が得られなくなるおそれがある。

また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００は、圧壊した固定部材２０がカバー３０の外周部に配置されて、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０が拘束されるように構成されたものである。そのため、カバー３０の内周面とエネルギ吸収部材１０の外周面との間の間隙が大きすぎると、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０が拘束されなくなるおそれがある。したがって、カバー３０の内周面とエネルギ吸収部材１０の外周面との間の間隙を、２．５〜１０．０ｍｍの範囲内とすることがより好ましく、３．０〜８．０ｍｍの範囲内とすることがさらに好ましい。

カバー３０における、軸方向に直交する横断面形状は、円形あるいは多角形等、特に限定されない。カバー３０の横断面形状が多角形であれば、角部分が荷重を担いやすく、斜め方向からの衝突荷重の入力時に、エネルギ吸収構造体１００が倒れることをより防ぎやすくなる。ただし、カバー３０の横断面形状を多角形にすると、カバー３０の圧壊荷重を増大させることにもなるため、エネルギ吸収部材１０の圧壊荷重とのバランスや、得ようとする圧壊特性を考慮して、横断面形状を設定することが好ましい。

なお、図１に示した例では、カバー３０の先端の位置とエネルギ吸収部材１０の先端の位置とが一致しているが、これらの先端の位置は異なっていてもよい。

（１−４．固定部材）
固定部材２０は、エネルギ吸収構造体１００を固定するための部材であり、カバー３０の先端部とフロントバンパビーム２とにそれぞれ接合される。固定部材２０とカバー３０とは一体成形されていてもよい。固定部材２０は、例えばバンパステーとも称される。固定部材２０は、例えば鋼板等に代表される金属材料やアルミニウム等からなる。固定部材２０は、カバー３０を圧壊するために必要な荷重よりもさらに小さい荷重で圧壊するように構成される。したがって、圧壊荷重の大きさは、固定部材２０、カバー３０、エネルギ吸収部材１０の順に大きくなる。

係る固定部材２０は、車両の衝突時に、エネルギ吸収構造体１００に荷重が入力された際に、カバー３０よりも先に圧壊し始め、少なくとも一部がエネルギ吸収部材１０の先端側の外周部に配置される。これにより、エネルギ吸収部材１０よりも圧壊荷重が小さいカバー３０が補強され、エネルギ吸収部材１０の逐次破壊が開始されるときに、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０を拘束し、圧壊荷重を増大させることができる。

本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００では、固定部材２０は、先端側に向かって拡径するテーパ形状を有している。すなわち、固定部材２０の後端部は、カバー３０の先端部の大きさに対応する外形を有し、固定部材２０の先端部は、カバー３０の後端部の外形よりも大きくされている。これにより、圧壊した固定部材２０は、カバー３０の外側に配置されるようになる。また、固定部材２０が係るテーパ形状を有することにより、軸方向に対して斜めの方向に衝突荷重が入力された場合であっても、固定部材２０の変形によってエネルギ吸収部材１０を倒れにくくすることができる。

固定部材２０の圧壊荷重をカバー３０の圧壊荷重よりも小さくするには、例えば、固定部材２０の剛性をカバー３０の剛性よりも小さくすることが好ましい。カバー３と固定部材２０とを同一の材料により形成する場合には、図２に示すように、固定部材２０の板厚Ｔ１を、カバー３の板厚Ｔ２よりも薄くすることにより、固定部材２０の剛性をカバー３０の剛性よりも小さくすることができる。これにより、車両の衝突時において衝突荷重が入力されたときに、まず固定部材２０が圧壊して、カバー３０の先端部の外周部に配置された後に、エネルギ吸収部材１０の逐次破壊が開始される。したがって、外巻きに破壊したエネルギ吸収部材１０を確実に拘束して、圧壊荷重を増大させることができる。

＜２．エネルギ吸収構造体の圧壊作用＞
ここまで、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００の構成について説明した。次に、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００の逐次圧壊の様子について説明する。図３〜図６は、エネルギ吸収構造体１００の逐次破壊の様子を示す模式図である。

車両の衝突が発生し、エネルギ吸収構造体１００に衝突荷重が入力されると、エネルギ吸収構造体１００が圧縮され、圧壊し始める。圧壊の初期には、図３に示すように、まず固定部材２０が座屈し始める。そして、圧壊の進展に伴って、図４に示すように、圧壊した固定部材２０がカバー３０の先端部の外周部に配置される。この時点では、エネルギ吸収部材１０の圧壊は開始されていない。固定部材２０のみの圧壊荷重はエネルギ吸収部材１０と比較して相対的に小さいことから、エネルギ吸収構造体１００の圧壊の初期において、エネルギ吸収部材１０が圧縮され始めるまでの期間の圧壊荷重の上昇速度は小さい。

さらに圧壊が進展すると、図５に示すように、エネルギ吸収部材１０がフロントバンパビーム２により圧縮され、エネルギ吸収部材１０の先端側が内巻き及び外巻きに開きながら破壊され始める。これにより、圧壊荷重が上昇し始める。このとき、カバー３０も座屈し始めるが、カバー３０の先端部は、座屈した固定部材２０が外周部に配置され補強されているため、当該先端部は大きく変形することがない。したがって、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０は、カバー３０の先端部によって確実に拘束される。

その後も、エネルギ吸収構造体１００の圧壊が進展すると、図６に示すように、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０がカバー３０によって拘束された状態で、エネルギ吸収部材１０の逐次破壊が進展するため、エネルギ吸収部材１０は内巻きに破壊される。これにより、より大きい圧壊荷重を発現させたまま、圧壊荷重を安定的に推移させることができる。

本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００は、車両の衝突発生後、早い段階で固定部材２０が圧壊して、カバー３０の先端部の外周部に配置される。その後は、固定部材２０によって補強されたカバー３０の先端部によって、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０が拘束されて逐次破壊が進展するため、圧壊荷重を増大させることができる。

なお、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００では、エネルギ吸収部材１０の後端側を保持する保持部材４０の中央に開口部４３が設けられているため、内巻きに破壊されるエネルギ吸収部材１０がエネルギ吸収部材１０の内部に詰まりにくく、エネルギ吸収部材１０の潰れ残りが少なくなっている。したがって、エネルギ吸収部材１０の圧壊ストローク量が少なくなることを防いで、大きなエネルギ吸収量を得ることができる。

このように、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００は、外巻きに破壊されるエネルギ吸収部材１０を拘束するための部材を別途用いることなく、剛性が低いカバー３０を固定部材２０で補強して、エネルギ吸収部材１０を拘束することができる。これにより、部品点数を増やすことなく、エネルギ吸収構造体１００の圧壊荷重を増大させ、エネルギ吸収量を増大させることができる。また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００は、圧壊荷重の小さい固定部材２０やカバー３０を用いるために、エネルギ吸収部材１０による圧壊荷重が支配的になって、安定した荷重特性を得ることができる。

また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００は、車両の衝突後の初期の段階では固定部材２０のみが圧壊し、次いで、エネルギ吸収部材１０及びカバー３０が圧壊し始めることから、圧壊荷重の上昇速度の変位点が現れることになる。これにより、衝突を検知するためのセンサによる衝突検出精度を向上させることができる。したがって、例えば、エアバッグの展開要否の判定を容易にすることができる。具体的には、例えば、車両が小さい衝撃の衝突を生じた場合に、センサによって検知される荷重が上昇し始めたとしても、荷重の上昇速度が大きくなるような変化が現れなければ、エアバッグを展開させないように制御しやすくなる。

＜３．変形例＞
次に、これまでに説明した本実施形態に係るエネルギ吸収部材１００の変形例の幾つかを説明する。

（３−１．第１の変形例）
図７は、第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体２００を示す断面図である。図７に示したエネルギ吸収構造体２００において、固定部材２２０は、周方向に沿って配置されたビード部２２５を備える。図７に示したビード部２２５は、固定部材２２０の外周方向に向かって突出する形状を有する。固定部材２２０が係るビード部２２５を有することにより、ビード部２２５が脆弱部分となって、衝突荷重の入力時に、固定部材２２０を容易に座屈させることができる。

上記の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体１００では、固定部材２０の板厚Ｔ１をカバー３０の板厚Ｔ２よりも薄くすることにより、カバー３０よりも先に固定部材２０が圧壊するように構成されていたが、第１の変形例では、ビード部２２５がその機能を担っている。したがって、車両の衝突時においては、まず、カバー３０のみが圧壊し始め、所定の圧壊ストローク量に到達したところで、エネルギ吸収部材１０が圧縮され、逐次破壊され始める。

なお、ビード部２２５は、固定部材２２０の外周面全体に連続して設けられてもよいし、部分的にあるいは断続的に設けられてもよい。また、ビード部２２５は、軸方向の異なる位置に複数設けられていてもよい。

第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体２００によっても、上記の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体１００と同様の効果を得ることができる。また、第１の変形例に係るエネルギ吸収構造体２００は、ビード部２２５を設ける位置によって、座屈の形態をあらかじめ設計することができる。したがって、破壊した固定部材２２０を、より確実に、カバー３０の先端部の周囲に配置させることができる。

（３−２．第２の変形例）
図８は、第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体３００を示す断面図である。図８に示したエネルギ吸収構造体３００において、固定部材３２０は、複数の開口部３２５を有する。例えば、開口部３２５は、等間隔で複数設けられる。固定部材３２０が係る開口部３２５を有することにより、開口部３２５が脆弱部分となって、衝突荷重の入力時に、固定部材３２０を容易に座屈させることができる。第２の変形例では、開口部３２５が、カバー３０よりも先に固定部材２０を圧壊させる機能を担っている。

なお、開口部３２５は、固定部材３２０の周面全体に等間隔で設けられていてもよいし、異なる間隔で設けられていてもよい。また、開口部３２５の形や大きさがそれぞれ異なっていてもよい。また、開口部３２５の代わりに、薄肉部分としてもよい。

第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体３００によっても、上記の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体１００と同様の効果を得ることができる。また、第２の変形例に係るエネルギ吸収構造体２００は、開口部３２５を設ける位置や開口部３２５の形、大きさ等によって、座屈の形態をあらかじめ設計することができる。したがって、破壊した固定部材３２０を、より確実に、カバー３０の先端部の周囲に配置させることができる。

（３−３．第３の変形例）
図９及び図１０は、第３の変形例に係るエネルギ吸収構造体４００，５００を示す断面図である。第３の変形例に係るエネルギ吸収構造体４００，５００では、エネルギ吸収部材１０の外周を覆う筒状のカバー４３０，５３０が錘形を有する。図９に示すエネルギ吸収構造体４００のカバー４３０は、横断面の外形が後端側に向かって拡大する錘形を有する。また、図１０に示すエネルギ吸収構造体５００のカバー５３０は、横断面の外形が先端側に向かって拡大する錘形を有する。

カバー４３０，５３０が錘形を有することにより、軸方向に対して斜めの方向から衝突荷重が入力されたときに、カバー４３０，５３０の壁面によって荷重を受けやすくなって、カバー４３０，５３０が倒れにくくなる。したがって、エネルギ吸収部材１０が倒れたり、想定外の位置から破壊されたりすることを防ぐことができる。係るカバー４３０，５３０の横断面形状は円形であってもよく、多角形であってもよい。カバー４３０，５３０が多角錘形である場合には、角部によって荷重を担うことができるため、カバー４３０，５３０をより倒れにくくすることができる。

なお、図９に示すエネルギ吸収構造体４００では、圧壊した固定部材２０は、カバー４３０の先端部の外周部に配置され、カバー４３０の先端部を補強する。一方、図１０に示すエネルギ吸収構造体５００では、圧壊した固定部材２０は、エネルギ吸収部材１０とカバー３０との間に入り込み、エネルギ吸収部材１０の先端部の外周部に配置される。いずれの場合においても、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０は、圧壊した固定部材２０によって拘束され、圧壊荷重を増大させることができる。

第３の変形例に係るエネルギ吸収構造体４００，５００によっても、上記の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体１００と同様の効果を得ることができる。また、第３の変形例に係るエネルギ吸収構造体４００，５００は、軸方向に対して斜め方向から衝突荷重が入力された場合であっても、カバー４３０，５３０の倒れ、ひいてはエネルギ吸収部材１０の倒れを生じにくくすることができる。したがって、エネルギ吸収部材１０を効率的に軸方向に逐次破壊させて、エネルギ吸収効率の低下を防ぐことができる。

（３−４．第４の変形例）
図１１は、第４の変形例に係るエネルギ吸収構造体６００を示す断面図である。第４の変形例に係るエネルギ吸収構造体６００では、固定部材６２０が、後端側に向かって拡径するテーパ形状を有する。係る固定部材６２０は、図１２に示すように、衝突荷重の入力時に、カバー６３０よりも先に圧壊し始め、カバー６３０の内側であって、エネルギ吸収部材１０の先端の外周部に配置される。そして、外巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０が圧壊した固定部材６２０によって拘束され、圧壊荷重が増大する。

第４の変形例では、圧壊した固定部材６２０がエネルギ吸収部材１０とカバー６３０との間に配置されるように、エネルギ吸収部材１０とカバー６３０との間の間隙は、上記の実施の形態のエネルギ吸収構造体１００の場合よりも大きくされる。係る間隙の大きさは、例えば２０．０〜３０．０ｍｍとすることができるが、固定部材６２０の圧壊状態に応じて適宜設定するとよい。

第４の変形例に係るエネルギ吸収構造体６００によっても、上記の実施の形態に係るエネルギ吸収構造体１００と同様の効果を得ることができる。また、第４の変形例に係るエネルギ吸収構造体６００は、エネルギ吸収部材１０とカバー６３０との間の間隙が大きくなるため、カバー３０が倒れた場合であっても、エネルギ吸収部材１０が倒れにくくなっている。したがって、エネルギ吸収部材１０を効率的に軸方向に逐次破壊させて、エネルギ吸収効率の低下を防ぐことができる。

＜４．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００，４００，５００，６００）は、繊維強化樹脂製のエネルギ吸収部材１０の外周を覆う筒状のカバー３０（４３０，５３０，６３０）を備えている。これにより、車輪によって跳ね上げられる小石や雨水等からエネルギ吸収部材１０が保護され、エネルギ吸収部材１０の耐チッピング性や耐候性を向上させることができる。

また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００，４００，５００，６００）では、カバー３０（４３０，５３０，６３０）が、固定部材２０（２２０，３２０，６２０）によりフロントバンパビーム２に固定されている。係る固定部材２０（２２０，３２０，６２０）は、衝突荷重の入力時にカバー３０（４３０，５３０，６３０）よりも先に圧壊して、エネルギ吸収部材１０の先端部の外周部に配置される。したがって、カバー３０の剛性が小さい場合であっても、部品点数を増やすことなく、外巻きに破壊されるエネルギ吸収部材１０を確実に拘束することができる。したがって、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００，４００，５００，６００）は、衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。

また、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）では、エネルギ吸収部材１０の後端部を保持する保持部材４０における、エネルギ吸収部材１０の内部空間に対応する位置に開口部４３あるいは凹部を有している。これにより、エネルギ吸収部材１０の内側空間に、内巻きに破壊されたエネルギ吸収部材１０が詰まることによる潰れ残りを低減することができる。したがって、本実施形態に係るエネルギ吸収構造体１００（２００，３００）は、衝突エネルギの吸収量を増大させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、上記の実施形態及び各変形例を互いに組み合わせた態様も、当然に本発明の技術的範囲に属する。

２ フロントバンパビーム
４ フロントフレーム
１０ エネルギ吸収部材
１２ テーパ部
２０，２２０，３２０，６２０ 固定部材
３０，４３０，５３０，６３０ カバー
４０ 保持部材
４３ 開口部
４７ 保持部
１００，１００Ａ，２００，３００，４００，５００，６００ エネルギ吸収構造体
２２５ ビード部
３２５ 開口部

Claims (6)

1. 荷重入力時に軸方向に圧壊して衝突エネルギを吸収する繊維強化樹脂製の筒状のエネルギ吸収部材と、
   前記エネルギ吸収部材の外周を覆う筒状のカバーと、
   前記カバーにおける荷重入力側の端部と車両のバンパビームとの間に設けられ、軸方向に沿う横断面の外形が前記軸方向の一方側に向かって拡大するテーパ形状を有する固定部材と、を備え、
   前記固定部材は、前記荷重入力時に前記カバーよりも先に圧壊するよう構成され、圧壊時には少なくとも一部が前記エネルギ吸収部材の外周部に配置される、エネルギ吸収構造体。
2. 前記固定部材の剛性が、前記カバーの剛性よりも小さい、請求項１に記載のエネルギ吸収構造体。
3. 前記固定部材に、周方向に沿って形成されたビード部又は薄肉部、あるいは、開口部を備える、請求項１に記載のエネルギ吸収構造体。
4. 前記固定部材が、荷重入力側に向かって拡径するテーパ形状を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエネルギ吸収構造体。
5. 前記カバーの横断面形状が多角形である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエネルギ吸収構造体。
6. 前記エネルギ吸収部材における荷重入力側の端部は、前記バンパビーム及び前記固定部材から離間する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエネルギ吸収構造体。

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