衝撃吸収部材
【課題】本発明は、簡易な構成で車両衝突時の高荷重を効率的に吸収できるようにすることを目的とする。
【解決手段】本発明に係る衝撃吸収部材は、軸方向からの衝撃荷重を受けて軸方向に潰れるように構成された筒状部材２０と、年輪の軸心方向が筒状部材２０の軸方向に沿うように、その筒状部材２０に収納された木材１２と、木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面との間に全周に亘って空隙Ｓが形成されるように、筒状部材２０の軸方向両端部に対する木材１２の軸方向両端部の位置決めを行なう位置決め手段２５，３４ｗ，３６ｗとを有しており、衝撃荷重を木材１２と筒状部材２０との軸方向で受けられるように構成されている。
【解決手段】本発明に係る衝撃吸収部材は、軸方向からの衝撃荷重を受けて軸方向に潰れるように構成された筒状部材２０と、年輪の軸心方向が筒状部材２０の軸方向に沿うように、その筒状部材２０に収納された木材１２と、木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面との間に全周に亘って空隙Ｓが形成されるように、筒状部材２０の軸方向両端部に対する木材１２の軸方向両端部の位置決めを行なう位置決め手段２５，３４ｗ，３６ｗとを有しており、衝撃荷重を木材１２と筒状部材２０との軸方向で受けられるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突時等の衝撃荷重を受けてその衝撃荷重を効率的に吸収できるように構成された衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両衝突時等の衝撃荷重を受けてその衝撃荷重を吸収できるように構成された衝撃吸収部材に関する技術が特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載された衝撃吸収部材１００は、図１９に示すように、アルミニウム合金製の筒状のハウジング１０２と、そのハウジング１０２内に収納された高剛性の発泡弾性体１０４とから構成されている。この衝撃吸収部材１００は、車両のバンパーやドアのインパクトビーム等に使用されており、衝突荷重を筒状のハウジング１０２の側面で受けてその車両衝突時の衝撃荷重及び振動エネルギーとを吸収できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４６９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した衝撃吸収部材１００では、車両の衝突荷重を主としてハウジング１０２で受ける構成であり、発泡弾性体１０４のみで前記衝突荷重を受けることはできない。したがって、前記衝撃吸収部材１００を高荷重域で使用する場合には、筒状のハウジング１０２の強度を高める必要があり、そのハウジング１０２の肉厚寸法を増加させたり、ハウジング１０２の内部を仕切り壁等により複数に仕切る等の対策が必要になる。この結果、衝撃吸収部材１００の重量が増加し、さらに構造が複雑になってコスト高となる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で車両衝突時の高荷重を効率的に吸収できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の衝撃吸収部材は、軸方向からの衝撃荷重を受けて軸方向に潰れるように構成された筒状部材と、年輪の軸心方向が前記筒状部材の軸方向に沿うように、その筒状部材に収納された木材と、前記木材の外側面と前記筒状部材の内壁面との間に全周に亘って空隙が形成されるように、前記筒状部材に対する前記木材の位置決めを行なう位置決め手段とを有しており、前記衝撃荷重を前記木材と前記筒状部材との軸方向で受けられるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、木材は年輪の軸心方向が前記筒状部材の軸方向に沿うように、その筒状部材に収納されている。このため、軸方向から加わる衝撃荷重を木材の年輪の部分で支えることができるため、前記木材により高荷重を受けられるようになる。
さらに、木材の外側面と筒状部材の内壁面との間には、空隙が形成されているため、筒状部材が木材と共に軸方向に潰れる際、その筒状部材が径方向内側に変形し易くなり、前記筒状部材は木材の周囲でジャバラ状に潰れるようになる。これにより、木材はジャバラ状に潰れた筒状部材によって周囲からバランス良く支えられ、転倒し難くなる。この結果、前記木材により軸方向の荷重を効率的に受けられるようになり、前記木材及び筒状部材が軸方向に潰れることで高荷重を効率的に吸収できるようになる。
また、筒状部材に木材を収納するだけであるため、構成が簡単であり、コスト低減を図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明によると、木材の軸方向における一定範囲では、前記木材のそれ以外の範囲よりも、軸心に対して直角な断面の面積が小さく設定されていることを特徴とする。
このため、木材と筒状部材（衝撃吸収部材）に対して軸方向から衝撃荷重が加わると、断面の面積が小さく設定されている前記木材の一定範囲が最初に潰れ、その後に前記木材のそれ以外の範囲が継続して潰れるようになる。
ここで、木材の断面の面積が軸方向において一定の場合には、その木材の潰れ開始時に比較的大きな荷重が必要で、潰れが継続しているときはそれよりも小さな荷重で潰れるようになる。このため、衝撃吸収部材（木材）が潰れ始めるまでの間に、その衝撃吸収部材を介して車両等に比較的大きな衝撃荷重が加わるようになる。しかし、本発明によると、断面の面積が小さく設定されている木材の一定範囲がそれ以外の範囲よりも小さな力で最初に潰れるため、潰れ開始時に衝撃吸収部材（木材等）に加わる衝撃荷重を小さくすることができる。これにより、前記衝撃吸収部材（木材等）を介して車両等に加わる衝撃荷重を小さくできる。
【０００９】
請求項３の発明によると、断面の面積が軸方向において一定に設定されている木材が軸方向からの衝撃荷重で軸方向に潰れる際、潰れ開始時に前記木材に加わる衝撃荷重を初期荷重とし、潰れ開始後、潰れが継続しているときに前記木材に加わる衝撃荷重を継続荷重とした場合に、前記木材の前記一定範囲における断面の面積と前記木材のそれ以外の範囲における断面の面積との比率が、前記継続荷重と前記初期荷重との比率にほぼ等しく設定されていることを特徴とする。
このため、衝撃吸収部材の潰れ開始時の初期荷重が潰れ継続時の継続荷重とほぼ同じ程度にまで減少し、衝撃吸収部材を介して車両等に大きな衝撃荷重が加わらなくなる。
【００１０】
請求項４の発明によると、位置決め手段は、筒状部材の内壁面から突出した複数の突起であり、前記木材の外側面を周方向から囲むように配置されていることを特徴とする。
即ち、筒状部材の内壁面に対する突起の突出量で木材の外側面と筒状部材の内壁面間の空隙寸法を希望する値に設定できる。
【００１１】
請求項５の発明によると、位置決め手段は、筒状部材の内壁面と前記木材の外側面との間に挟まれる複数の板状部材であり、前記木材の外側面を周方向から囲むように配置されていることを特徴とする。
即ち、板状部材の厚み寸法により木材の外側面と筒状部材の内壁面間の空隙寸法を希望する値に設定できる。
【００１２】
請求項６の発明によると、筒状部材は角筒形に形成されて、木材は角柱形に形成されており、空隙の寸法が一定であることを特徴とする。
このため、木材及び筒状部材が周方向において均等に潰れるようになる。
請求項７の発明によると、筒状部材はアルミ合金による成形品であり、木材は杉材であることを特徴とする。
請求項８の発明によると、筒状部材の厚み寸法が約0.4mmから約1.1mmの範囲内にあるときに、空隙が0.5mm以上に設定されていることを特徴とする。
したがって、木材により大荷重を効率的に受けられるとともに、筒状部材が木材の周囲でジャバラ状に潰れ、その木材を回りから効果的に支えられるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、簡易な構成で車両衝突時の大荷重を効率的に吸収できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材を備える車両前部の模式平面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材の全体斜視図である。
【図３】図２のIII-III矢視模式断面図である。
【図４】図２のIV-IV矢視模式図である。
【図５】図２のV-V矢視模式断面図である。
【図６】前記衝撃吸収部材を構成する位置決め機構の模式斜視図（Ａ図）、及び側面図（Ｂ図）である。
【図７】前記衝撃吸収部材を構成する別の位置決め機構の模式斜視図（Ａ図）、及び側面図（Ｂ図）である。
【図８】前記衝撃吸収部材を構成する別の筒状部材の模式斜視図（Ａ図）、縦断面図（Ｂ図）、及び筒状部材を軸方向から見た側面図（Ｃ図）である。
【図９】前記衝撃吸収部材が衝撃荷重を受けて軸方向に潰れた様子を表す模式斜視図（Ａ図）、Ａ図のB-B矢視断面図（Ｂ図）、Ａ図のC-C矢視断面図（Ｃ図）、Ａ図、Ｂ図のD-D矢視断面図（Ｄ図）、及びＢ図のE-E矢視断面図（Ｅ図）である。
【図１０】前記衝撃吸収部材に加わる衝撃荷重と、その前記衝撃吸収部材の潰れ量（ストローク）との関係を表す測定データである。
【図１１】変更例に係る衝撃吸収部材の模式横断面図である。
【図１２】変更例に係る衝撃吸収部材の模式横断面図である。
【図１３】本発明の実施形態２に係る衝撃吸収部材の模式縦断面図である。
【図１４】図１３のXIV- XIV矢視図である。
【図１５】前記衝撃吸収部材に加わる衝撃荷重と、その前記衝撃吸収部材の潰れ量（ストローク）との関係を表す測定データである。
【図１６】変更例に係る衝撃吸収部材の模式縦断面図である。
【図１７】変更例に係る衝撃吸収部材の模式縦断面図である。
【図１８】変更例に係る衝撃吸収部材の模式縦断面図である。
【図１９】従来の衝撃吸収部材の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態１］
以下、図１から図１２に基づいて本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材について説明する。
なお、図中に示すＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、衝撃吸収部材が取付けられる車両の幅方向、高さ方向、及び前後方向に対応している。
【００１６】
＜衝撃吸収部材１０の取付け部分概要について＞
本実施形態に係る衝撃吸収部材１０は、車両衝突時の衝撃荷重を受けてその衝撃荷重を吸収する部材であり、図１に示すように、フロントバンパ（図示省略）のバンパーリインフォース３と車両２の左右のサイドメンバ５との間に配置されるクラッシュボックスの部分に取付けられている。
【００１７】
＜衝撃吸収部材１０の構成について＞
衝撃吸収部材１０は、図２〜図５に示すように、筒状部材２０と、その筒状部材２０に隙間Ｓを介した状態で収納される木材１２と、筒状部材２０に対して木材１２を位置決めするための位置決め手段２５，３０とから構成されている。
筒状部材２０は、アルミ合金を使用した押出成形品であり、角筒形に形成されている。ここで、筒状部材２０の肉厚寸法は約0.5mm程度に設定されている。ここで、前記肉厚寸法は、約0.4mm〜1.1mmの範囲内に設定するのが好ましい。
木材１２は、図２〜図５に示すように、筒状部材２０の軸心に対して直角な断面形状（横断面形状）と等しい横断面形状の角柱形に形成されており、その筒状部材２０の軸方向の長さ寸法とほぼ等しい長さ寸法に設定されている。木材１２は、年輪１２ｋの軸心方向が長手方向（軸方向）に延びるように角柱形に成形されている。このため、木材１２を筒状部材２０に収納した状態で、その木材１２の年輪１２ｋの軸心方向が筒状部材２０の軸方向とほぼ一致するようになる。即ち、木材１２は年輪１２ｋの軸心方向が筒状部材２０の軸方向に沿うように、その筒状部材２０に収納される。
木材１２としては、例えば、杉材が好適に使用される。
【００１８】
＜衝撃吸収部材１０の位置決め手段２５について＞
前記筒状部材２０の先端側（図２において左端側）には、図４に示すように、その筒状部材２０の内壁面２１、即ち、上面２１ｕ、下面２１ｄ、左側面２１ｆ、及び右側面２１ｒからそれぞれ内側に突出して前記位置決め手段として働くＶ字形突起２５が形成されている。Ｖ字形突起２５は、筒状部材２０の内壁面２１、即ち、上面２１ｕ、下面２１ｄ、左側面２１ｆ、及び右側面２１ｒと、木材１２の外側面、即ち、上面１２ｕ、下面１２ｄ、左側面１２ｆ、及び右側面１２ｒとの間にそれぞれ一定寸法の空隙（空隙）Ｓが形成されるように、その木材１２を筒状部材２０に対して位置決めする突起である。
Ｖ字形突起２５は、上面２１ｕ、下面２１ｄ、左側面２１ｆ、及び右側面２１ｒのそれぞれ先端部中央位置に形成されており、四ヶ所のＶ字形突起２５の突出寸法が等しい値に設定されている。さらに、Ｖ字形突起２５は、図２に示すように、筒状部材２０の先端位置で最も深く、その先端位置から軸方向に離れるにつれて徐々に浅くなるように構成されている。これにより、木材１２を筒状部材２０の後側からその筒状部材２０に挿入することで、木材１２の先端部分が挿入過程で四方のＶ字形突起２５にガイドされて筒状部材２０の中央に導かれる。そして、木材１２の先端外側面と筒状部材２０の内壁面２１との間には、図３、図４に示すように、ほぼ一定の隙間Ｓが形成される。
【００１９】
＜衝撃吸収部材１０の位置決め手段３０について＞
筒状部材２０の基端部側（図２において右端側）には、図５に示すように、木材１２がその筒状部材２０に収納された状態で、前記筒状部材２０の基端部に対する前記木材１２の基端部の位置決めを行なう位置決め手段３０が設けられている。
位置決め手段３０は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、十文字状に交差するように構成された帯板状の縦板部３４と横板部３６と、それらの縦板部３４と横板部３６を交差位置で連結するとともに、前記縦板部３４、横板部３６に対して直角方向（前方）に突出する位置決めピン３７とから構成されている。そして、縦板部３４の上下両端と横板部３６の上下両端とが直角前方に折り曲げられて挿入板部３４ｗ，３６ｗが形成されている。
縦板部３４の上下の挿入板部３４ｗは、図５に示すように、筒状部材２０の上面２１ｕと木材１２の上面１２ｕ間、及び筒状部材２０の下面２１ｄと木材１２の下面１２ｄ間に挿入される。また、横板部３６の左右の挿入板部３６ｗは、筒状部材２０の左側面２１ｆと木材１２の左側面１２ｆ間、及び筒状部材２０の右側面２１ｒと木材１２の右側面１２ｒ間に挿入される。縦板部３４と横板部３６の挿入板部３４ｗ，３６ｗは前記隙間Ｓとほぼ等しい厚み寸法に設定されている。さらに、前記木材１２の後端面の中心には、位置決め手段３０の位置決めピン３７が挿入可能に構成された位置決め孔１２ｅ（図６（Ｂ）参照）が形成されている。
即ち、木材１２が筒状部材２０に収納された状態で、位置決め手段３０の位置決めピン３７を木材１２の位置決め孔１２ｅに挿入しつつ、縦板部３４の挿入板部３４ｗ、横板部３６の挿入板部３６ｗを木材１２の基端部外側面と筒状部材２０の内壁面２１との隙間Ｓに挿入することで、木材１２の基端部を筒状部材２０の基端部中央に位置決めできるようになる。
このように、筒状部材２０の先端側のＶ字形突起２５と前記位置決め手段３０により、木材１２の先端部と基端部とが筒状部材２０の先端部と基端部に対して位相を一致させた状態で中央位置に位置決めされる。このため、木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１との間には、図３に示すように、全周に亘って一定の隙間Ｓ（空隙）が形成される。
ここで、前記隙間Ｓの寸法は、0.8mm〜1.3mmの間に設定できるようになっている。なお、前記空隙は0.5mm以上に設定するのが好ましい。
【００２０】
ここで、位置決め手段３０を上記したように十文字状に交差する縦板部３４と横板部３６と位置決めピン３７とから構成する例を示したが、前記縦板部３４、横板部３６、および位置決めピン３７の代わりに、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、挿入板部３８ｗを備える四個のクリップ３８を使用することも可能である。
また、上記した位置決め手段３０とＶ字形突起２５の代わりに、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、筒状部材２０の先端部と基端部との上面２１ｕ、下面２１ｄ、及び両側面２１ｒ，２１ｆにそれぞれ突出寸法が等しい半球状の突起２７を設けるようにすることも可能である。
即ち、クリップ３８の挿入板部３８ｗ、及び縦板部３４、横板部３６の挿入板部３４ｗ，３６ｗが本発明の板状部材に相当する。
【００２１】
＜衝撃吸収部材１０の働きについて＞
次に、図９、図１０に基づいて、前記衝撃吸収部材１０の働きについて説明する。
車両２が前方衝突をして衝撃吸収部材１０に対して軸方向から衝撃荷重が加わり、その衝撃荷重が、図１０に示すように、許容値Ｈ（例えば、５〜６×１０4N ）を超えると、衝撃吸収部材１０が軸方向に潰れて前記衝撃荷重が吸収される。即ち、衝撃吸収部材１０を構成する木材１２と筒状部材２０とが前記衝撃荷重を受けて、その衝撃荷重により軸方向に潰れるようになる。ここで、図１０における縦軸は衝撃荷重の大きさを表しており、横軸は衝撃吸収部材１０の軸方向における潰れ量（ストローク）を表している。
前述のように、木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１との間には0.8mm〜1.3mmの間に設定された隙間Ｓが形成されているため、図９（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、筒状部材２０が木材１２と共に潰れる際、その筒状部材２０が径方向内側に変形し易くなり、図９（Ｄ）（Ｅ）に示すように、前記筒状部材２０は木材１２の周囲でジャバラ状に潰れるようになる。
【００２２】
即ち、衝撃吸収部材１０の先端側の第１曲げ位置Ｌ１（図９（Ｄ）参照）では、例えば、図９（Ｂ）に示すように、筒状部材２０の上部と下部とはそれぞれ径方向外側に変形し、左部と右部は径方向内側の変形する。これにより、第１曲げ位置Ｌ１では、筒状部材２０の上部と下部とが山形に膨らみ（図９（Ｂ）（Ｄ）参照）、左部と右部は木材１２の外側面に当接するまで溝状に変形するようになる（図９（Ｂ）（Ｅ）参照）。
また、第１曲げ位置Ｌ１の後側に位置する第２曲げ位置Ｌ２では、図９（Ｃ）に示すように、筒状部材２０の上部と下部とは木材１２の外側面に当接するまで溝状に変形し、左部と右部は山形に膨らむように変形する。
また、第２曲げ位置Ｌ２の後側に位置する第３曲げ位置Ｌ３では、第１曲げ位置Ｌ１と同様に変形し、第３曲げ位置Ｌ３の後側に位置する第４曲げ位置Ｌ３では、第２曲げ位置Ｌ２と同様に変形するようになる。
このように、筒状部材２０は、上部、下部と左部、右部とで位相が約90°ずれた状態で、前記木材１２の周囲でジャバラ状に潰れるようになる。
そして、筒状部材２０が木材１２の周囲でジャバラ状に潰れることで、その筒状部材２０が木材１２の転倒を防止できるようになる。この結果、木材１２が軸方向に確実に潰れ、図１０に示すように、木材１２が潰れたストローク分だけ、衝撃荷重が吸収されるようになる。
ここで、図１０（上図）は、隙間Ｓの寸法を0.8mmに設定したときのグラフであり、図１０（下図）は、隙間Ｓの寸法を1.3mmに設定したときのグラフである。
なお、隙間Ｓの寸法が零に近い場合には、筒状部材２０が木材１２の周囲でジャバラ状に潰れることができず、筒状部材２０が部分的に軸方向に裂けるようになる。この結果、筒状部材２０が木材１２をバランス良く支えることができず、木材１２が途中で転倒して、軸方向の衝撃荷重を効率的に吸収できなくなる。
【００２３】
＜本実施形態に係る衝撃吸収部材１０の長所について＞
本実施形態に係る衝撃吸収部材１０によると、木材１２は年輪１２ｋの軸心方向が筒状部材２０の軸方向に沿うように、その筒状部材２０に収納されている。このため、軸方向から加わる荷重を木材１２の年輪１２ｋの部分で支えることができるため、木材１２により高荷重を受けられるようになる。
さらに、木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１との間には、空隙Ｓが形成されているため、筒状部材２０が木材１２と共に軸方向に潰れる際、その筒状部材２０が径方向内側に変形できるようになり、筒状部材２０は木材１２の周囲でジャバラ状に潰れるようになる。即ち、筒状部材２０が部分的に軸方向に裂けるようなことがない。これにより、木材１２はジャバラ状に潰れた筒状部材２０によって周囲からバランス良く支えられ、転倒し難くなる。この結果、木材１２により軸方向の荷重を効率的に受けられるようになり、木材１２及び筒状部材２０が軸方向に潰れることで高荷重を効率的に吸収できるようになる。
また、筒状部材２０に木材１２を収納するだけであるため、構成が簡単であり、コスト低減を図ることができる。
【００２４】
また、位置決め手段は、筒状部材２０の内壁面２１から突出した複数の突起２５，２７であり、木材１２の外側面を周方向から囲むように配置されているため、突起２５，２７の突出量で木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１間の空隙Ｓ寸法を希望する値に設定できる。
また、位置決め手段は、筒状部材２０の内壁面と木材１２の外側面との間に挟まれる複数の板状部材（挿入板部３４ｗ，３６ｗ，３８ｗ）であり、木材１２の外側面を周方向から囲むように配置されている。このため、板状部材（挿入板部３４ｗ，３６ｗ，３８ｗ）の厚み寸法により木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１間の空隙Ｓ寸法を希望する値に設定できる。
また、筒状部材２０は角筒形に形成されて、木材１２は角柱形に形成されており、空隙Ｓの寸法が一定であるため、木材１２及び筒状部材２０が周方向において均等に潰れるようになる。
また、筒状部材２０はアルミ合金を使用した押出成形品であり、木材１２は杉材であるため、木材１２により大荷重を効率的に受けられるとともに、筒状部材２０が木材１２の周囲でジャバラ状に潰れ、その木材１２を回りから効果的に支えられるようになる。
【００２５】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、角筒状の筒状部材２０に対して四角柱形の木材１２を挿入して、隙間Ｓの寸法をほぼ一定に保持する例を示した。しかし、図１１に示すように、角筒状の筒状部材２０に対して六角柱形の木材１２を挿入しても良いし、図１２に示すように、角筒状の筒状部材２０に対して楕円柱形の木材１２を挿入することも可能である。
また、筒状部材２０としてアルミ合金の押出成形品を使用する例を示したが、アルミ押出グレードの素材を使用して筒状部材２０を引き抜き成形することも可能である。さらに、例えば、ジャバラ状に潰れるように構成された樹脂材を使用して筒状部材２０を成形することも可能である。
【００２６】
［実施形態２］
以下、図１３から図１８に基づいて本発明の実施形態２に係る衝撃吸収部材５０について説明する。
本実施形態に係る衝撃吸収部材５０は、実施形態１に係る衝撃吸収部材１０の木材１２の横断面（軸心に対して直角な断面）の面積を軸方向において変化させたものであり、それ以外の構造については実施形態１に係る衝撃吸収部材１０と同様である。このため、実施形態１に係る衝撃吸収部材１０と同じ部材については、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る衝撃吸収部材５０の木材１２は、図１３、図１４に示すように、略四角柱形に形成されており、その木材１２の先端を構成する四角形の四辺がそれぞれ傾斜面状に面取りされている。即ち、前記木材１２の先端部１２ｙが、上下左右の傾斜面１２ｘと、正方形の先端面１２ｚとから四角錐台形に形成されている。即ち、木材１２の先端面１２ｚの面積は前記四角錐台の上底の面積に等しくなる。このため、木材１２の先端部１２ｙでは、軸心に対して直角な断面の面積が前記四角錐台の上底の面積（先端面１２ｚの面積Ｓｕ）から下底の面積（底面の面積Ｓｄ）までの間で徐々に増加するようになる。そして、木材１２の先端部１２ｙ以外の位置では、軸心に対して直角な断面の面積は前記四角錐台の下底の面積（底面の面積）に等しくなる。
ここで、木材１２が軸方向に潰れるときの荷重は、木材１２の軸心に対して直角な断面の面積にほぼ比例するようになる。このため、上記したように、木材１２の先端部１２ｙの断面積を先端部１２ｙ以外の断面積よりも小さくすることで、比較的小さな荷重で木材１２の先端部１２ｙが最初に潰れ、その後、木材１２の先端部１２ｙ以外の位置が潰れるようになる。
即ち、木材１２の先端部１２ｙが本発明における木材の一定範囲に相当するようになる。
【００２７】
ここで、実施形態１のように、木材１２の断面の面積が軸方向において一定の場合、図１０（Ａ）等に示すように、潰れ開始時に木材１２に加わる衝撃荷重（初期荷重Ｈｓ）は潰れ継続時に木材に加わる衝撃荷重（継続荷重Ｈｃ）よりも約ΔＨだけ大きくなる（ΔＨ≒Ｈｓ−Ｈｃ）。
本実施形態に係る衝撃吸収部材５０では、木材１２の先端面１２ｚの面積Ｓｕ（四角錐台の上底の面積）と先端部１２ｙ以外の位置の面積Ｓｄ（四角錐台の下底の面積）との比率、即ち、Ｓｕ／Ｓｄが継続荷重Ｈｃ／初期荷重Ｈｓにほぼ等しくなるように設定されている。
これにより、車両２が前方衝突をして衝撃吸収部材５０に対して軸方向から衝撃荷重が加わると、衝撃吸収部材５０の先端部が比較的小さな荷重で最初に潰れ、その後、衝撃吸収部材５０の先端部以外の位置が潰れるようになる。したがって、図１５に示すように、潰れ開始時に衝撃吸収部材５０（木材１２等）に加わる衝撃荷重（初期荷重Ｈｓ）を継続荷重Ｈｃと同じ程度にまで減少させることができる。このため、衝撃吸収部材５０の潰れ開始時に車両２に大きな衝撃荷重が加わらなくなる。
【００２８】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図１３に示すように、衝撃吸収部材５０の木材１２の先端部１２ｙを四角錐台形に形成する例を示した。しかし、図１６に示すように、木材１２の先端部１２ｙの周縁を段差状に切削して、その先端部１２ｙの断面の面積を軸方向において一定とすることも可能である。これにより、潰れ開始時に衝撃吸収部材５０（木材１２等）に加わる衝撃荷重（初期荷重Ｈｓ）をさらに低減させることができる。
また、木材１２の先端部１２ｙの周縁を切削する代わりに、図１７に示すように、木材１２の先端部１２ｙの中央を四角柱形、あるいは円柱形の凹み状に切削することも可能である。
また、本実施形態では、木材１２の先端部１２ｙを加工する例を示したが、図１８に示すように、その木材１２の軸方向における途中位置に、周方向に延びる溝１２ｍを一周に亘って形成し、木材１２のその部分の断面積を他の部分の断面積よりも小さく設定することも可能である。この場合、木材１２を覆おう筒状部材２０の溝１２ｍに相当する部分を後工程でプレスし、前記溝１２ｍに係合させることで、木材１２に対する筒状部材２０を軸方向に位置決めすることができる。
即ち、木材１２の溝１２ｍが本発明における木材の一定範囲に相当するようになる。
さらに、本実施形態では、四角柱形の木材１２とを使用する例を示したが、木材１２の断面形状は適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・・衝撃吸収部材
１２・・・・木材
１２ｋ・・・年輪（木目）
１２ｙ・・・先端部（一定範囲）
１２ｍ・・・溝（一定範囲）
２０・・・・筒状部材
２１・・・・内壁面
２５・・・・Ｖ字形突起（突起）（位置決め手段）
２７・・・・突起（位置決め手段）
３０・・・・位置決め手段
３４ｗ・・・挿入板部（板状部材）
３６ｗ・・・挿入板部（板状部材）
３８・・・・クリップ（位置決め手段）
３８ｗ・・・挿入板部（板状部材）
５０・・・・衝撃吸収部材
Ｓ・・・・・隙間（空隙）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突時等の衝撃荷重を受けてその衝撃荷重を効率的に吸収できるように構成された衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両衝突時等の衝撃荷重を受けてその衝撃荷重を吸収できるように構成された衝撃吸収部材に関する技術が特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載された衝撃吸収部材１００は、図１９に示すように、アルミニウム合金製の筒状のハウジング１０２と、そのハウジング１０２内に収納された高剛性の発泡弾性体１０４とから構成されている。この衝撃吸収部材１００は、車両のバンパーやドアのインパクトビーム等に使用されており、衝突荷重を筒状のハウジング１０２の側面で受けてその車両衝突時の衝撃荷重及び振動エネルギーとを吸収できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４６９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した衝撃吸収部材１００では、車両の衝突荷重を主としてハウジング１０２で受ける構成であり、発泡弾性体１０４のみで前記衝突荷重を受けることはできない。したがって、前記衝撃吸収部材１００を高荷重域で使用する場合には、筒状のハウジング１０２の強度を高める必要があり、そのハウジング１０２の肉厚寸法を増加させたり、ハウジング１０２の内部を仕切り壁等により複数に仕切る等の対策が必要になる。この結果、衝撃吸収部材１００の重量が増加し、さらに構造が複雑になってコスト高となる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で車両衝突時の高荷重を効率的に吸収できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の衝撃吸収部材は、軸方向からの衝撃荷重を受けて軸方向に潰れるように構成された筒状部材と、年輪の軸心方向が前記筒状部材の軸方向に沿うように、その筒状部材に収納された木材と、前記木材の外側面と前記筒状部材の内壁面との間に全周に亘って空隙が形成されるように、前記筒状部材に対する前記木材の位置決めを行なう位置決め手段とを有しており、前記衝撃荷重を前記木材と前記筒状部材との軸方向で受けられるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、木材は年輪の軸心方向が前記筒状部材の軸方向に沿うように、その筒状部材に収納されている。このため、軸方向から加わる衝撃荷重を木材の年輪の部分で支えることができるため、前記木材により高荷重を受けられるようになる。
さらに、木材の外側面と筒状部材の内壁面との間には、空隙が形成されているため、筒状部材が木材と共に軸方向に潰れる際、その筒状部材が径方向内側に変形し易くなり、前記筒状部材は木材の周囲でジャバラ状に潰れるようになる。これにより、木材はジャバラ状に潰れた筒状部材によって周囲からバランス良く支えられ、転倒し難くなる。この結果、前記木材により軸方向の荷重を効率的に受けられるようになり、前記木材及び筒状部材が軸方向に潰れることで高荷重を効率的に吸収できるようになる。
また、筒状部材に木材を収納するだけであるため、構成が簡単であり、コスト低減を図ることができる。
【０００８】
請求項２の発明によると、木材の軸方向における一定範囲では、前記木材のそれ以外の範囲よりも、軸心に対して直角な断面の面積が小さく設定されていることを特徴とする。
このため、木材と筒状部材（衝撃吸収部材）に対して軸方向から衝撃荷重が加わると、断面の面積が小さく設定されている前記木材の一定範囲が最初に潰れ、その後に前記木材のそれ以外の範囲が継続して潰れるようになる。
ここで、木材の断面の面積が軸方向において一定の場合には、その木材の潰れ開始時に比較的大きな荷重が必要で、潰れが継続しているときはそれよりも小さな荷重で潰れるようになる。このため、衝撃吸収部材（木材）が潰れ始めるまでの間に、その衝撃吸収部材を介して車両等に比較的大きな衝撃荷重が加わるようになる。しかし、本発明によると、断面の面積が小さく設定されている木材の一定範囲がそれ以外の範囲よりも小さな力で最初に潰れるため、潰れ開始時に衝撃吸収部材（木材等）に加わる衝撃荷重を小さくすることができる。これにより、前記衝撃吸収部材（木材等）を介して車両等に加わる衝撃荷重を小さくできる。
【０００９】
請求項３の発明によると、断面の面積が軸方向において一定に設定されている木材が軸方向からの衝撃荷重で軸方向に潰れる際、潰れ開始時に前記木材に加わる衝撃荷重を初期荷重とし、潰れ開始後、潰れが継続しているときに前記木材に加わる衝撃荷重を継続荷重とした場合に、前記木材の前記一定範囲における断面の面積と前記木材のそれ以外の範囲における断面の面積との比率が、前記継続荷重と前記初期荷重との比率にほぼ等しく設定されていることを特徴とする。
このため、衝撃吸収部材の潰れ開始時の初期荷重が潰れ継続時の継続荷重とほぼ同じ程度にまで減少し、衝撃吸収部材を介して車両等に大きな衝撃荷重が加わらなくなる。
【００１０】
請求項４の発明によると、位置決め手段は、筒状部材の内壁面から突出した複数の突起であり、前記木材の外側面を周方向から囲むように配置されていることを特徴とする。
即ち、筒状部材の内壁面に対する突起の突出量で木材の外側面と筒状部材の内壁面間の空隙寸法を希望する値に設定できる。
【００１１】
請求項５の発明によると、位置決め手段は、筒状部材の内壁面と前記木材の外側面との間に挟まれる複数の板状部材であり、前記木材の外側面を周方向から囲むように配置されていることを特徴とする。
即ち、板状部材の厚み寸法により木材の外側面と筒状部材の内壁面間の空隙寸法を希望する値に設定できる。
【００１２】
請求項６の発明によると、筒状部材は角筒形に形成されて、木材は角柱形に形成されており、空隙の寸法が一定であることを特徴とする。
このため、木材及び筒状部材が周方向において均等に潰れるようになる。
請求項７の発明によると、筒状部材はアルミ合金による成形品であり、木材は杉材であることを特徴とする。
請求項８の発明によると、筒状部材の厚み寸法が約0.4mmから約1.1mmの範囲内にあるときに、空隙が0.5mm以上に設定されていることを特徴とする。
したがって、木材により大荷重を効率的に受けられるとともに、筒状部材が木材の周囲でジャバラ状に潰れ、その木材を回りから効果的に支えられるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、簡易な構成で車両衝突時の大荷重を効率的に吸収できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材を備える車両前部の模式平面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材の全体斜視図である。
【図３】図２のIII-III矢視模式断面図である。
【図４】図２のIV-IV矢視模式図である。
【図５】図２のV-V矢視模式断面図である。
【図６】前記衝撃吸収部材を構成する位置決め機構の模式斜視図（Ａ図）、及び側面図（Ｂ図）である。
【図７】前記衝撃吸収部材を構成する別の位置決め機構の模式斜視図（Ａ図）、及び側面図（Ｂ図）である。
【図８】前記衝撃吸収部材を構成する別の筒状部材の模式斜視図（Ａ図）、縦断面図（Ｂ図）、及び筒状部材を軸方向から見た側面図（Ｃ図）である。
【図９】前記衝撃吸収部材が衝撃荷重を受けて軸方向に潰れた様子を表す模式斜視図（Ａ図）、Ａ図のB-B矢視断面図（Ｂ図）、Ａ図のC-C矢視断面図（Ｃ図）、Ａ図、Ｂ図のD-D矢視断面図（Ｄ図）、及びＢ図のE-E矢視断面図（Ｅ図）である。
【図１０】前記衝撃吸収部材に加わる衝撃荷重と、その前記衝撃吸収部材の潰れ量（ストローク）との関係を表す測定データである。
【図１１】変更例に係る衝撃吸収部材の模式横断面図である。
【図１２】変更例に係る衝撃吸収部材の模式横断面図である。
【図１３】本発明の実施形態２に係る衝撃吸収部材の模式縦断面図である。
【図１４】図１３のXIV- XIV矢視図である。
【図１５】前記衝撃吸収部材に加わる衝撃荷重と、その前記衝撃吸収部材の潰れ量（ストローク）との関係を表す測定データである。
【図１６】変更例に係る衝撃吸収部材の模式縦断面図である。
【図１７】変更例に係る衝撃吸収部材の模式縦断面図である。
【図１８】変更例に係る衝撃吸収部材の模式縦断面図である。
【図１９】従来の衝撃吸収部材の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態１］
以下、図１から図１２に基づいて本発明の実施形態１に係る衝撃吸収部材について説明する。
なお、図中に示すＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、衝撃吸収部材が取付けられる車両の幅方向、高さ方向、及び前後方向に対応している。
【００１６】
＜衝撃吸収部材１０の取付け部分概要について＞
本実施形態に係る衝撃吸収部材１０は、車両衝突時の衝撃荷重を受けてその衝撃荷重を吸収する部材であり、図１に示すように、フロントバンパ（図示省略）のバンパーリインフォース３と車両２の左右のサイドメンバ５との間に配置されるクラッシュボックスの部分に取付けられている。
【００１７】
＜衝撃吸収部材１０の構成について＞
衝撃吸収部材１０は、図２〜図５に示すように、筒状部材２０と、その筒状部材２０に隙間Ｓを介した状態で収納される木材１２と、筒状部材２０に対して木材１２を位置決めするための位置決め手段２５，３０とから構成されている。
筒状部材２０は、アルミ合金を使用した押出成形品であり、角筒形に形成されている。ここで、筒状部材２０の肉厚寸法は約0.5mm程度に設定されている。ここで、前記肉厚寸法は、約0.4mm〜1.1mmの範囲内に設定するのが好ましい。
木材１２は、図２〜図５に示すように、筒状部材２０の軸心に対して直角な断面形状（横断面形状）と等しい横断面形状の角柱形に形成されており、その筒状部材２０の軸方向の長さ寸法とほぼ等しい長さ寸法に設定されている。木材１２は、年輪１２ｋの軸心方向が長手方向（軸方向）に延びるように角柱形に成形されている。このため、木材１２を筒状部材２０に収納した状態で、その木材１２の年輪１２ｋの軸心方向が筒状部材２０の軸方向とほぼ一致するようになる。即ち、木材１２は年輪１２ｋの軸心方向が筒状部材２０の軸方向に沿うように、その筒状部材２０に収納される。
木材１２としては、例えば、杉材が好適に使用される。
【００１８】
＜衝撃吸収部材１０の位置決め手段２５について＞
前記筒状部材２０の先端側（図２において左端側）には、図４に示すように、その筒状部材２０の内壁面２１、即ち、上面２１ｕ、下面２１ｄ、左側面２１ｆ、及び右側面２１ｒからそれぞれ内側に突出して前記位置決め手段として働くＶ字形突起２５が形成されている。Ｖ字形突起２５は、筒状部材２０の内壁面２１、即ち、上面２１ｕ、下面２１ｄ、左側面２１ｆ、及び右側面２１ｒと、木材１２の外側面、即ち、上面１２ｕ、下面１２ｄ、左側面１２ｆ、及び右側面１２ｒとの間にそれぞれ一定寸法の空隙（空隙）Ｓが形成されるように、その木材１２を筒状部材２０に対して位置決めする突起である。
Ｖ字形突起２５は、上面２１ｕ、下面２１ｄ、左側面２１ｆ、及び右側面２１ｒのそれぞれ先端部中央位置に形成されており、四ヶ所のＶ字形突起２５の突出寸法が等しい値に設定されている。さらに、Ｖ字形突起２５は、図２に示すように、筒状部材２０の先端位置で最も深く、その先端位置から軸方向に離れるにつれて徐々に浅くなるように構成されている。これにより、木材１２を筒状部材２０の後側からその筒状部材２０に挿入することで、木材１２の先端部分が挿入過程で四方のＶ字形突起２５にガイドされて筒状部材２０の中央に導かれる。そして、木材１２の先端外側面と筒状部材２０の内壁面２１との間には、図３、図４に示すように、ほぼ一定の隙間Ｓが形成される。
【００１９】
＜衝撃吸収部材１０の位置決め手段３０について＞
筒状部材２０の基端部側（図２において右端側）には、図５に示すように、木材１２がその筒状部材２０に収納された状態で、前記筒状部材２０の基端部に対する前記木材１２の基端部の位置決めを行なう位置決め手段３０が設けられている。
位置決め手段３０は、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、十文字状に交差するように構成された帯板状の縦板部３４と横板部３６と、それらの縦板部３４と横板部３６を交差位置で連結するとともに、前記縦板部３４、横板部３６に対して直角方向（前方）に突出する位置決めピン３７とから構成されている。そして、縦板部３４の上下両端と横板部３６の上下両端とが直角前方に折り曲げられて挿入板部３４ｗ，３６ｗが形成されている。
縦板部３４の上下の挿入板部３４ｗは、図５に示すように、筒状部材２０の上面２１ｕと木材１２の上面１２ｕ間、及び筒状部材２０の下面２１ｄと木材１２の下面１２ｄ間に挿入される。また、横板部３６の左右の挿入板部３６ｗは、筒状部材２０の左側面２１ｆと木材１２の左側面１２ｆ間、及び筒状部材２０の右側面２１ｒと木材１２の右側面１２ｒ間に挿入される。縦板部３４と横板部３６の挿入板部３４ｗ，３６ｗは前記隙間Ｓとほぼ等しい厚み寸法に設定されている。さらに、前記木材１２の後端面の中心には、位置決め手段３０の位置決めピン３７が挿入可能に構成された位置決め孔１２ｅ（図６（Ｂ）参照）が形成されている。
即ち、木材１２が筒状部材２０に収納された状態で、位置決め手段３０の位置決めピン３７を木材１２の位置決め孔１２ｅに挿入しつつ、縦板部３４の挿入板部３４ｗ、横板部３６の挿入板部３６ｗを木材１２の基端部外側面と筒状部材２０の内壁面２１との隙間Ｓに挿入することで、木材１２の基端部を筒状部材２０の基端部中央に位置決めできるようになる。
このように、筒状部材２０の先端側のＶ字形突起２５と前記位置決め手段３０により、木材１２の先端部と基端部とが筒状部材２０の先端部と基端部に対して位相を一致させた状態で中央位置に位置決めされる。このため、木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１との間には、図３に示すように、全周に亘って一定の隙間Ｓ（空隙）が形成される。
ここで、前記隙間Ｓの寸法は、0.8mm〜1.3mmの間に設定できるようになっている。なお、前記空隙は0.5mm以上に設定するのが好ましい。
【００２０】
ここで、位置決め手段３０を上記したように十文字状に交差する縦板部３４と横板部３６と位置決めピン３７とから構成する例を示したが、前記縦板部３４、横板部３６、および位置決めピン３７の代わりに、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、挿入板部３８ｗを備える四個のクリップ３８を使用することも可能である。
また、上記した位置決め手段３０とＶ字形突起２５の代わりに、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、筒状部材２０の先端部と基端部との上面２１ｕ、下面２１ｄ、及び両側面２１ｒ，２１ｆにそれぞれ突出寸法が等しい半球状の突起２７を設けるようにすることも可能である。
即ち、クリップ３８の挿入板部３８ｗ、及び縦板部３４、横板部３６の挿入板部３４ｗ，３６ｗが本発明の板状部材に相当する。
【００２１】
＜衝撃吸収部材１０の働きについて＞
次に、図９、図１０に基づいて、前記衝撃吸収部材１０の働きについて説明する。
車両２が前方衝突をして衝撃吸収部材１０に対して軸方向から衝撃荷重が加わり、その衝撃荷重が、図１０に示すように、許容値Ｈ（例えば、５〜６×１０4N ）を超えると、衝撃吸収部材１０が軸方向に潰れて前記衝撃荷重が吸収される。即ち、衝撃吸収部材１０を構成する木材１２と筒状部材２０とが前記衝撃荷重を受けて、その衝撃荷重により軸方向に潰れるようになる。ここで、図１０における縦軸は衝撃荷重の大きさを表しており、横軸は衝撃吸収部材１０の軸方向における潰れ量（ストローク）を表している。
前述のように、木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１との間には0.8mm〜1.3mmの間に設定された隙間Ｓが形成されているため、図９（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、筒状部材２０が木材１２と共に潰れる際、その筒状部材２０が径方向内側に変形し易くなり、図９（Ｄ）（Ｅ）に示すように、前記筒状部材２０は木材１２の周囲でジャバラ状に潰れるようになる。
【００２２】
即ち、衝撃吸収部材１０の先端側の第１曲げ位置Ｌ１（図９（Ｄ）参照）では、例えば、図９（Ｂ）に示すように、筒状部材２０の上部と下部とはそれぞれ径方向外側に変形し、左部と右部は径方向内側の変形する。これにより、第１曲げ位置Ｌ１では、筒状部材２０の上部と下部とが山形に膨らみ（図９（Ｂ）（Ｄ）参照）、左部と右部は木材１２の外側面に当接するまで溝状に変形するようになる（図９（Ｂ）（Ｅ）参照）。
また、第１曲げ位置Ｌ１の後側に位置する第２曲げ位置Ｌ２では、図９（Ｃ）に示すように、筒状部材２０の上部と下部とは木材１２の外側面に当接するまで溝状に変形し、左部と右部は山形に膨らむように変形する。
また、第２曲げ位置Ｌ２の後側に位置する第３曲げ位置Ｌ３では、第１曲げ位置Ｌ１と同様に変形し、第３曲げ位置Ｌ３の後側に位置する第４曲げ位置Ｌ３では、第２曲げ位置Ｌ２と同様に変形するようになる。
このように、筒状部材２０は、上部、下部と左部、右部とで位相が約90°ずれた状態で、前記木材１２の周囲でジャバラ状に潰れるようになる。
そして、筒状部材２０が木材１２の周囲でジャバラ状に潰れることで、その筒状部材２０が木材１２の転倒を防止できるようになる。この結果、木材１２が軸方向に確実に潰れ、図１０に示すように、木材１２が潰れたストローク分だけ、衝撃荷重が吸収されるようになる。
ここで、図１０（上図）は、隙間Ｓの寸法を0.8mmに設定したときのグラフであり、図１０（下図）は、隙間Ｓの寸法を1.3mmに設定したときのグラフである。
なお、隙間Ｓの寸法が零に近い場合には、筒状部材２０が木材１２の周囲でジャバラ状に潰れることができず、筒状部材２０が部分的に軸方向に裂けるようになる。この結果、筒状部材２０が木材１２をバランス良く支えることができず、木材１２が途中で転倒して、軸方向の衝撃荷重を効率的に吸収できなくなる。
【００２３】
＜本実施形態に係る衝撃吸収部材１０の長所について＞
本実施形態に係る衝撃吸収部材１０によると、木材１２は年輪１２ｋの軸心方向が筒状部材２０の軸方向に沿うように、その筒状部材２０に収納されている。このため、軸方向から加わる荷重を木材１２の年輪１２ｋの部分で支えることができるため、木材１２により高荷重を受けられるようになる。
さらに、木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１との間には、空隙Ｓが形成されているため、筒状部材２０が木材１２と共に軸方向に潰れる際、その筒状部材２０が径方向内側に変形できるようになり、筒状部材２０は木材１２の周囲でジャバラ状に潰れるようになる。即ち、筒状部材２０が部分的に軸方向に裂けるようなことがない。これにより、木材１２はジャバラ状に潰れた筒状部材２０によって周囲からバランス良く支えられ、転倒し難くなる。この結果、木材１２により軸方向の荷重を効率的に受けられるようになり、木材１２及び筒状部材２０が軸方向に潰れることで高荷重を効率的に吸収できるようになる。
また、筒状部材２０に木材１２を収納するだけであるため、構成が簡単であり、コスト低減を図ることができる。
【００２４】
また、位置決め手段は、筒状部材２０の内壁面２１から突出した複数の突起２５，２７であり、木材１２の外側面を周方向から囲むように配置されているため、突起２５，２７の突出量で木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１間の空隙Ｓ寸法を希望する値に設定できる。
また、位置決め手段は、筒状部材２０の内壁面と木材１２の外側面との間に挟まれる複数の板状部材（挿入板部３４ｗ，３６ｗ，３８ｗ）であり、木材１２の外側面を周方向から囲むように配置されている。このため、板状部材（挿入板部３４ｗ，３６ｗ，３８ｗ）の厚み寸法により木材１２の外側面と筒状部材２０の内壁面２１間の空隙Ｓ寸法を希望する値に設定できる。
また、筒状部材２０は角筒形に形成されて、木材１２は角柱形に形成されており、空隙Ｓの寸法が一定であるため、木材１２及び筒状部材２０が周方向において均等に潰れるようになる。
また、筒状部材２０はアルミ合金を使用した押出成形品であり、木材１２は杉材であるため、木材１２により大荷重を効率的に受けられるとともに、筒状部材２０が木材１２の周囲でジャバラ状に潰れ、その木材１２を回りから効果的に支えられるようになる。
【００２５】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、角筒状の筒状部材２０に対して四角柱形の木材１２を挿入して、隙間Ｓの寸法をほぼ一定に保持する例を示した。しかし、図１１に示すように、角筒状の筒状部材２０に対して六角柱形の木材１２を挿入しても良いし、図１２に示すように、角筒状の筒状部材２０に対して楕円柱形の木材１２を挿入することも可能である。
また、筒状部材２０としてアルミ合金の押出成形品を使用する例を示したが、アルミ押出グレードの素材を使用して筒状部材２０を引き抜き成形することも可能である。さらに、例えば、ジャバラ状に潰れるように構成された樹脂材を使用して筒状部材２０を成形することも可能である。
【００２６】
［実施形態２］
以下、図１３から図１８に基づいて本発明の実施形態２に係る衝撃吸収部材５０について説明する。
本実施形態に係る衝撃吸収部材５０は、実施形態１に係る衝撃吸収部材１０の木材１２の横断面（軸心に対して直角な断面）の面積を軸方向において変化させたものであり、それ以外の構造については実施形態１に係る衝撃吸収部材１０と同様である。このため、実施形態１に係る衝撃吸収部材１０と同じ部材については、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る衝撃吸収部材５０の木材１２は、図１３、図１４に示すように、略四角柱形に形成されており、その木材１２の先端を構成する四角形の四辺がそれぞれ傾斜面状に面取りされている。即ち、前記木材１２の先端部１２ｙが、上下左右の傾斜面１２ｘと、正方形の先端面１２ｚとから四角錐台形に形成されている。即ち、木材１２の先端面１２ｚの面積は前記四角錐台の上底の面積に等しくなる。このため、木材１２の先端部１２ｙでは、軸心に対して直角な断面の面積が前記四角錐台の上底の面積（先端面１２ｚの面積Ｓｕ）から下底の面積（底面の面積Ｓｄ）までの間で徐々に増加するようになる。そして、木材１２の先端部１２ｙ以外の位置では、軸心に対して直角な断面の面積は前記四角錐台の下底の面積（底面の面積）に等しくなる。
ここで、木材１２が軸方向に潰れるときの荷重は、木材１２の軸心に対して直角な断面の面積にほぼ比例するようになる。このため、上記したように、木材１２の先端部１２ｙの断面積を先端部１２ｙ以外の断面積よりも小さくすることで、比較的小さな荷重で木材１２の先端部１２ｙが最初に潰れ、その後、木材１２の先端部１２ｙ以外の位置が潰れるようになる。
即ち、木材１２の先端部１２ｙが本発明における木材の一定範囲に相当するようになる。
【００２７】
ここで、実施形態１のように、木材１２の断面の面積が軸方向において一定の場合、図１０（Ａ）等に示すように、潰れ開始時に木材１２に加わる衝撃荷重（初期荷重Ｈｓ）は潰れ継続時に木材に加わる衝撃荷重（継続荷重Ｈｃ）よりも約ΔＨだけ大きくなる（ΔＨ≒Ｈｓ−Ｈｃ）。
本実施形態に係る衝撃吸収部材５０では、木材１２の先端面１２ｚの面積Ｓｕ（四角錐台の上底の面積）と先端部１２ｙ以外の位置の面積Ｓｄ（四角錐台の下底の面積）との比率、即ち、Ｓｕ／Ｓｄが継続荷重Ｈｃ／初期荷重Ｈｓにほぼ等しくなるように設定されている。
これにより、車両２が前方衝突をして衝撃吸収部材５０に対して軸方向から衝撃荷重が加わると、衝撃吸収部材５０の先端部が比較的小さな荷重で最初に潰れ、その後、衝撃吸収部材５０の先端部以外の位置が潰れるようになる。したがって、図１５に示すように、潰れ開始時に衝撃吸収部材５０（木材１２等）に加わる衝撃荷重（初期荷重Ｈｓ）を継続荷重Ｈｃと同じ程度にまで減少させることができる。このため、衝撃吸収部材５０の潰れ開始時に車両２に大きな衝撃荷重が加わらなくなる。
【００２８】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図１３に示すように、衝撃吸収部材５０の木材１２の先端部１２ｙを四角錐台形に形成する例を示した。しかし、図１６に示すように、木材１２の先端部１２ｙの周縁を段差状に切削して、その先端部１２ｙの断面の面積を軸方向において一定とすることも可能である。これにより、潰れ開始時に衝撃吸収部材５０（木材１２等）に加わる衝撃荷重（初期荷重Ｈｓ）をさらに低減させることができる。
また、木材１２の先端部１２ｙの周縁を切削する代わりに、図１７に示すように、木材１２の先端部１２ｙの中央を四角柱形、あるいは円柱形の凹み状に切削することも可能である。
また、本実施形態では、木材１２の先端部１２ｙを加工する例を示したが、図１８に示すように、その木材１２の軸方向における途中位置に、周方向に延びる溝１２ｍを一周に亘って形成し、木材１２のその部分の断面積を他の部分の断面積よりも小さく設定することも可能である。この場合、木材１２を覆おう筒状部材２０の溝１２ｍに相当する部分を後工程でプレスし、前記溝１２ｍに係合させることで、木材１２に対する筒状部材２０を軸方向に位置決めすることができる。
即ち、木材１２の溝１２ｍが本発明における木材の一定範囲に相当するようになる。
さらに、本実施形態では、四角柱形の木材１２とを使用する例を示したが、木材１２の断面形状は適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０・・・・衝撃吸収部材
１２・・・・木材
１２ｋ・・・年輪（木目）
１２ｙ・・・先端部（一定範囲）
１２ｍ・・・溝（一定範囲）
２０・・・・筒状部材
２１・・・・内壁面
２５・・・・Ｖ字形突起（突起）（位置決め手段）
２７・・・・突起（位置決め手段）
３０・・・・位置決め手段
３４ｗ・・・挿入板部（板状部材）
３６ｗ・・・挿入板部（板状部材）
３８・・・・クリップ（位置決め手段）
３８ｗ・・・挿入板部（板状部材）
５０・・・・衝撃吸収部材
Ｓ・・・・・隙間（空隙）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向からの衝撃荷重を受けて軸方向に潰れるように構成された筒状部材と、
年輪の軸心方向が前記筒状部材の軸方向に沿うように、その筒状部材に収納された木材と、
前記木材の外側面と前記筒状部材の内壁面との間に全周に亘って空隙が形成されるように、前記筒状部材に対する前記木材の位置決めを行なう位置決め手段とを有しており、
前記衝撃荷重を前記木材と前記筒状部材との軸方向で受けられるように構成されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
請求項１に記載された衝撃吸収部材であって、
前記木材の軸方向における一定範囲では、前記木材のそれ以外の範囲よりも、軸心に対して直角な断面の面積が小さく設定されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項３】
請求項２に記載された衝撃吸収部材であって、
前記断面の面積が軸方向において一定に設定されている木材が軸方向からの衝撃荷重で軸方向に潰れる際、潰れ開始時に前記木材に加わる衝撃荷重を初期荷重とし、潰れ開始後、潰れが継続しているときに前記木材に加わる衝撃荷重を継続荷重とした場合に、前記木材の前記一定範囲における断面の面積と前記木材のそれ以外の範囲における断面の面積との比率が、前記継続荷重と前記初期荷重との比率にほぼ等しく設定されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された衝撃吸収部材であって、
前記位置決め手段は、前記筒状部材の内壁面から突出した複数の突起であり、前記木材の外側面を周方向から囲むように配置されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された衝撃吸収部材であって、
前記位置決め手段は、前記筒状部材の内壁面と前記木材の外側面との間に挟まれる複数の板状部材であり、前記木材の外側面を周方向から囲むように配置されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載された衝撃吸収部材であって、
前記筒状部材は角筒形に形成されて、前記木材は角柱形に形成されており、前記空隙の寸法が一定であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載された衝撃吸収部材であって、
前記筒状部材はアルミ合金による成形品であり、
前記木材は杉材であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項８】
請求項７に記載された衝撃吸収部材であって、
前記筒状部材の厚み寸法が約0.4mmから約1.1mmの範囲内にあるときに、前記空隙が0.5mm以上に設定されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項１】
軸方向からの衝撃荷重を受けて軸方向に潰れるように構成された筒状部材と、
年輪の軸心方向が前記筒状部材の軸方向に沿うように、その筒状部材に収納された木材と、
前記木材の外側面と前記筒状部材の内壁面との間に全周に亘って空隙が形成されるように、前記筒状部材に対する前記木材の位置決めを行なう位置決め手段とを有しており、
前記衝撃荷重を前記木材と前記筒状部材との軸方向で受けられるように構成されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
請求項１に記載された衝撃吸収部材であって、
前記木材の軸方向における一定範囲では、前記木材のそれ以外の範囲よりも、軸心に対して直角な断面の面積が小さく設定されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項３】
請求項２に記載された衝撃吸収部材であって、
前記断面の面積が軸方向において一定に設定されている木材が軸方向からの衝撃荷重で軸方向に潰れる際、潰れ開始時に前記木材に加わる衝撃荷重を初期荷重とし、潰れ開始後、潰れが継続しているときに前記木材に加わる衝撃荷重を継続荷重とした場合に、前記木材の前記一定範囲における断面の面積と前記木材のそれ以外の範囲における断面の面積との比率が、前記継続荷重と前記初期荷重との比率にほぼ等しく設定されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された衝撃吸収部材であって、
前記位置決め手段は、前記筒状部材の内壁面から突出した複数の突起であり、前記木材の外側面を周方向から囲むように配置されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された衝撃吸収部材であって、
前記位置決め手段は、前記筒状部材の内壁面と前記木材の外側面との間に挟まれる複数の板状部材であり、前記木材の外側面を周方向から囲むように配置されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載された衝撃吸収部材であって、
前記筒状部材は角筒形に形成されて、前記木材は角柱形に形成されており、前記空隙の寸法が一定であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載された衝撃吸収部材であって、
前記筒状部材はアルミ合金による成形品であり、
前記木材は杉材であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項８】
請求項７に記載された衝撃吸収部材であって、
前記筒状部材の厚み寸法が約0.4mmから約1.1mmの範囲内にあるときに、前記空隙が0.5mm以上に設定されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１３２５５２（Ｐ２０１２−１３２５５２Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０１５８（Ｐ２０１１−９０１５８）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【Ｆターム（参考）】
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