特開 2023-160585 衝撃吸収構造体及び衝撃吸収構造体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023160585

(43)【公開日】2023-11-02

(54)【発明の名称】衝撃吸収構造体及び衝撃吸収構造体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16F 7/12 20060101AFI20231026BHJP

   F16F 7/00 20060101ALI20231026BHJP

   B60R 19/34 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

F16F7/12

F16F7/00 J

B60R19/34

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022071035

(22)【出願日】2022-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】福井 勇人

(72)【発明者】

【氏名】吉水 大介

【テーマコード（参考）】

3J066

【Ｆターム（参考）】

3J066AA02

3J066AA23

3J066BA03

3J066BC01

3J066BD05

3J066BF02

3J066BG10

(57)【要約】

【課題】衝撃エネルギーの吸収量を減少させることなく、衝撃荷重を安定的に受けることができる衝撃吸収構造体及び衝撃吸収構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】衝撃吸収構造体１０は、所定の延設方向に延びている。衝撃吸収構造体１０の延設方向における第１端部１０ａは、延設方向に垂直な平面Ｐに対して傾斜する傾斜面１１を有している。平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、延設方向において変化している。衝撃吸収構造体１０の厚さは、延設方向において一定である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の延設方向に延びる衝撃吸収構造体であって、
前記延設方向における端部は、前記延設方向に垂直な平面に対して傾斜する傾斜面を有し、
前記平面に対する前記傾斜面の傾斜角度は、前記延設方向において変化しており、
前記衝撃吸収構造体の厚さは、前記延設方向において一定であることを特徴とする衝撃吸収構造体。

【請求項2】

前記平面に対する前記傾斜面の傾斜角度は、前記延設方向において徐々に変化している請求項１に記載の衝撃吸収構造体。

【請求項3】

前記傾斜面は、第１面と、前記延設方向において前記第１面よりも先端側に位置する第２面とを有し、
前記平面に対する前記第２面の傾斜角度は、前記平面に対する前記第１面の傾斜角度よりも小さい請求項１に記載の衝撃吸収構造体。

【請求項4】

円筒形状であり、軸方向において拡径する衝撃吸収構造体の製造方法であって、
厚さが一定である織物を裁断する裁断工程と、前記裁断工程において裁断した前記織物を丸めることによって円筒形状に成形する成形工程とを有し、
前記裁断工程において、前記織物は、直線状に延びる第１辺と、前記第１辺よりも長い第２辺と、前記第１辺と前記第２辺とを接続する一対の第３辺とを有する形状に裁断され、
前記成形工程において、裁断された前記織物は、前記一対の第３辺同士が互いに対向するように丸められることを特徴とする衝撃吸収構造体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、衝撃吸収構造体及び衝撃吸収構造体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両等には、所定の延設方向に延びる衝撃吸収構造体が設けられている。車両が物体に衝突すると、衝撃吸収構造体には衝撃荷重が作用する。衝撃吸収構造体は、延設方向における衝撃荷重を受けると変形することによって衝撃エネルギーを吸収する。このとき、衝撃吸収構造体に変形の起点が設けられていないと、衝撃吸収構造体は、圧縮破壊されることによって衝撃荷重を安定的に受けることが困難になる。したがって、衝撃吸収構造体には、延設方向における端部から順に変形するように変形の起点が設けられていることが好ましい。例えば、特許文献１に記載された衝撃吸収構造体では、延設方向における端部の板厚を先端に向かうにつれて徐々に薄くすることにより、衝撃吸収構造体の端部に変形の起点を設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】独国特許発明第１０２００６０５８６０４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、衝撃吸収構造体に変形の起点が設けられていない場合、衝突時に衝撃吸収構造体が受ける衝撃荷重は急激に増大する。これに対し、衝撃吸収構造体の端部の板厚を薄くすることによって変形の起点を設ける場合、衝撃吸収構造体の端部では、延設方向に対して垂直な断面、すなわち衝撃荷重を受ける面の面積が小さくなる。このため、衝突時に衝撃吸収構造体が受ける衝撃荷重は、変形の起点が設けられていない場合と比較して緩やかに増大する。その結果、衝撃エネルギーの吸収量が減少する。すると、吸収したい衝撃エネルギー量によっては、衝撃吸収構造体の長さを長くする必要がある。衝撃吸収構造体の長さが長くなると、衝撃吸収構造体の重量は増大する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記問題点を解決するための衝撃吸収構造体は、所定の延設方向に延びる衝撃吸収構造体であって、前記延設方向における端部は、前記延設方向に垂直な平面に対して傾斜する傾斜面を有し、前記平面に対する前記傾斜面の傾斜角度は、前記延設方向において変化しており、前記衝撃吸収構造体の厚さは、前記延設方向において一定であることを要旨とする。

【0006】

衝撃吸収構造体の延設方向における端部は傾斜面を有している。このため、傾斜面を有する端部が変形の起点となることによって、衝撃吸収構造体は端部から順に変形することができる。また、衝撃吸収構造体の厚さは、延設方向において一定である。つまり、衝撃吸収構造体の厚さを薄くすることなく、衝撃吸収構造体に変形の起点を設けている。このため、従来技術のように衝撃吸収構造体の延設方向に対して垂直な断面、すなわち衝撃荷重を受ける面の面積が小さくなることが抑制される。したがって、衝突時に衝撃吸収構造体が受ける衝撃荷重は急激に増大する。よって、衝撃エネルギーの吸収量を減少させることなく、衝撃吸収構造体は衝撃荷重を安定的に受けることができる。

【0007】

さらに、延設方向に垂直な平面に対する傾斜面の傾斜角度は、延設方向において変化している。これにより、延設方向に垂直な平面に対する傾斜面の傾斜角度が変化しない場合と比較して、変形の初期に衝撃吸収構造体が受ける衝撃荷重の最大値は、その後の変形過程において衝撃吸収構造体が受ける衝撃荷重の平均値に近づく。よって、衝撃吸収構造体が車両に設けられている場合には、衝突時の車両の急減速が抑制される。その結果、衝突時に車両の搭乗者が受ける衝撃を低減できる。

【0008】

上記衝撃吸収構造体において、前記平面に対する前記傾斜面の傾斜角度は、前記延設方向において徐々に変化していてもよい。
この構成では、衝突時に車両の搭乗者が受ける衝撃をより低減できる。

【0009】

上記衝撃吸収構造体において、前記傾斜面は、第１面と、前記延設方向において前記第１面よりも先端側に位置する第２面とを有し、前記平面に対する前記第２面の傾斜角度は、前記平面に対する前記第１面の傾斜角度よりも小さくてもよい。

【0010】

この構成では、平面に対する第２面の傾斜角度が平面に対する第１面の傾斜角度よりも大きい場合と比較して、第２面における延設方向に対して垂直な断面の面積を大きくすることができる。よって、衝撃エネルギーの吸収量を増大させることができる。

【0011】

上記問題点を解決するための衝撃吸収構造体の製造方法は、円筒形状であり、軸方向において拡径する衝撃吸収構造体の製造方法であって、厚さが一定である織物を裁断する裁断工程と、前記裁断工程において裁断した前記織物を丸めることによって円筒形状に成形する成形工程とを有し、前記裁断工程において、前記織物は、直線状に延びる第１辺と、前記第１辺よりも長い第２辺と、前記第１辺と前記第２辺とを接続する一対の第３辺とを有する形状に裁断され、前記成形工程において、裁断された前記織物は、前記一対の第３辺同士が互いに対向するように丸められることを要旨とする。

【0012】

裁断工程において、織物の第１辺は直線状に延びるように裁断されるとともに、成形工程において、裁断された織物は、一対の第３辺同士が対向するように円筒形状に成形される。このため、第１辺は、衝撃吸収構造体の軸方向の端部において、軸方向に垂直な平面に対して傾斜するとともに、平面に対する傾斜角度が軸方向において徐々に変化する傾斜面となる。また、織物の厚さは、衝撃吸収構造体の厚さとなる。織物の厚さは一定であるため、衝撃吸収構造体の厚さは軸方向において一定になる。

【0013】

この場合、傾斜面を有する端部が変形の起点となることによって、衝撃吸収構造体は端部から順に変形することができる。また、衝撃吸収構造体の厚さを薄くすることなく、衝撃吸収構造体に変形の起点を設けることができる。このため、従来技術のように衝撃吸収構造体の軸方向に対して垂直な断面、すなわち衝撃荷重を受ける面の面積が小さくなることが抑制される。したがって、衝突時に衝撃吸収構造体が受ける衝撃荷重は急激に増大する。よって、衝撃エネルギーの吸収量を減少させることなく、衝撃吸収構造体は衝撃荷重を安定的に受けることができる。さらに、軸方向に垂直な平面に対する傾斜面の傾斜角度が変化しない場合と比較して、変形の初期に衝撃吸収構造体が受ける衝撃荷重の最大値は、その後の変形過程において衝撃吸収構造体が受ける衝撃荷重の平均値に近づく。よって、衝撃吸収構造体が車両に設けられている場合には、衝突時の車両の急減速が抑制される。その結果、衝突時に車両の搭乗者が受ける衝撃を低減できる。

【0014】

上記衝撃吸収構造体の製造方法では、織物の裁断形状を工夫することによって、裁断された織物を丸めて円筒形状に成形するだけで、衝撃吸収構造体の軸方向の端部に傾斜面を設けることができる。この場合、衝撃吸収構造体の端部に変形の起点を設けるために端部を切断するといった加工が不要である。よって、衝撃吸収構造体の生産性が向上するとともに、衝撃吸収構造体の材料の歩留まりが向上する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、衝撃エネルギーの吸収量を減少させることなく、衝撃荷重を安定的に受けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態における車両の模式図である。

【図2】実施形態における衝撃吸収構造体を示す斜視図である。

【図3】実施形態における衝撃吸収構造体の第１端部を示す側面図である。

【図4】実施形態における衝撃吸収構造体を示す正面図である。

【図5】実施形態における織物の裁断形状を示す平面図である。

【図6】試験例１の衝撃吸収構造体を示す平面図である。

【図7】試験例１の衝撃吸収構造体を示す側面図である。

【図8】試験例２の衝撃吸収構造体を示す平面図である。

【図9】試験例２の衝撃吸収構造体を示す側面図である。

【図10】試験例３の衝撃吸収構造体を示す平面図である。

【図11】試験例３の衝撃吸収構造体を示す側面図である。

【図12】試験例１の衝撃吸収構造体の試験結果を示すグラフである。

【図13】試験例２の衝撃吸収構造体の試験結果を示すグラフである。

【図14】試験例３の衝撃吸収構造体の試験結果を示すグラフである。

【図15】変更例における衝撃吸収構造体の第１端部を示す側面図である。

【図16】変更例における衝撃吸収構造体の第１端部を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、衝撃吸収構造体及び衝撃吸収構造体の製造方法を具体化した一実施形態を図１～図５にしたがって説明する。本実施形態の衝撃吸収構造体は、車両の前方に設けられている。なお、以下の説明において、前、後、左、右とは、車両の運転者が前方（前進方向）を向いた状態を基準とした場合の、前、後、左、右のことをいう。

【0018】

図１に示すように、車両において、左右方向の両側に設けられた一対のフロントサイドメンバ１１０の間には、フロントクロスメンバ１２０が設けられている。フロントクロスメンバ１２０は、一対のフロントサイドメンバ１１０を連結している。一対のフロントサイドメンバ１１０の前端部にはそれぞれ、衝撃吸収構造体１０がフロントバンパ１３０を支持するように設けられている。

【0019】

衝撃吸収構造体１０は、後述する繊維強化複合材によって形成されている。衝撃吸収構造体１０は、所定の延設方向に延びている。本実施形態の衝撃吸収構造体１０は、前後方向に沿って延びている。したがって、本実施形態における所定の延設方向とは前後方向である。車両が物体に衝突する、より詳しくはフロントバンパ１３０が物体に衝突すると、フロントバンパ１３０を介して衝撃吸収構造体１０には後方に向かう衝撃荷重が作用する。衝撃吸収構造体１０は、衝撃荷重を受けると変形することによって衝撃エネルギーを吸収する。

【0020】

＜衝撃吸収構造体の構成＞
図２に示すように、本実施形態の衝撃吸収構造体１０は、円筒形状である。衝撃吸収構造体１０が円筒形状である場合、衝撃吸収構造体１０の軸方向は、延設方向と一致している。つまり、本実施形態の衝撃吸収構造体１０の軸方向は、前後方向と一致している。衝撃吸収構造体１０の軸方向に対して垂直な断面形状は、円形状である。

【0021】

衝撃吸収構造体１０は、第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂを有している。第１端部１０ａ及び第２端部１０ｂは、衝撃吸収構造体１０の軸方向の端部である。第２端部１０ｂは、衝撃吸収構造体１０の軸方向において第１端部１０ａの反対に位置する端部である。本実施形態では、第１端部１０ａは、衝撃吸収構造体１０の前端部である。また、第２端部１０ｂは、衝撃吸収構造体１０の後端部である。本実施形態の衝撃吸収構造体１０の径は、軸方向において第１端部１０ａから第２端部１０ｂに向かうにつれて徐々に拡径している。

【0022】

第１端部１０ａには、金属製の第１ブラケット２１が取り付けられている。第１ブラケット２１は、第１端部１０ａの内側に挿入された状態で衝撃吸収構造体１０に固定されている。本実施形態では、フロントバンパ１３０を貫通する図示しないボルトが第１ブラケット２１の雌ねじ孔２１ａに螺合される。これにより、衝撃吸収構造体１０は、第１ブラケット２１を介してフロントバンパ１３０に取り付けられている。

【0023】

第２端部１０ｂには、金属製の第２ブラケット２２が取り付けられている。第２ブラケット２２は、衝撃吸収構造体１０の外周面に固定されている。本実施形態では、第２ブラケット２２の貫通孔２２ａに挿通された図示しないボルトがフロントサイドメンバ１１０に形成された図示しない雌ねじ孔に螺合される。これにより、衝撃吸収構造体１０は、第２ブラケット２２を介してフロントサイドメンバ１１０に取り付けられている。

【0024】

図３に示すように、衝撃吸収構造体１０の第１端部１０ａは、傾斜面１１を有している。傾斜面１１は、延設方向に垂直な平面Ｐに対して傾斜する面である。平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、延設方向において変化している。

【0025】

傾斜面１１は、第１端１１ａ及び第２端１１ｂを有している。第１端１１ａ及び第２端１１ｂは、延設方向における傾斜面１１の端である。第２端１１ｂは、第１端１１ａよりも先端側に位置している。本実施形態の傾斜面１１は、延設方向と直交する方向から見た側面視において、第１端１１ａと第２端１１ｂとを繋ぐ仮想直線Ｌよりも先端側に膨らむように湾曲している。したがって、平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、徐々に変化している。具体的には、平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、第１端１１ａから第２端１１ｂに向かうにつれて徐々に小さくなっている。

【0026】

図４に示すように、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０は、軸方向及び周方向において一定である。本実施形態の「衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０」とは、衝撃吸収構造体１０の外径ではなく、衝撃吸収構造体１０の内周面から外周面までの径方向における寸法を指している。なお、「衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０は、軸方向において一定である」には、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０が製造公差の範囲内で軸方向において若干異なっている場合を含んでいる。また、「衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０は、周方向において一定である」には、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０が製造公差の範囲内で周方向において若干異なっている場合を含んでいる。なお、図４では、第２ブラケット２２の図示を省略している。

【0027】

＜衝撃吸収構造体の製造方法＞
次に、本実施形態の衝撃吸収構造体の製造方法について説明する。
衝撃吸収構造体の製造方法は、織物を裁断する裁断工程と、裁断された織物にマトリックス材料を複合化する複合化工程とを有している。

【0028】

織物は、例えば、複数の経糸と複数の緯糸とを有するとともに、経糸と緯糸とが互いに交絡したものである。経糸及び緯糸は、炭素繊維などの強化繊維からなる。なお、織物は、複数の経糸が配列された経糸層と複数の緯糸が配列された緯糸層とが積層されるとともに、経糸層と緯糸層とが結合糸によって互いに結合されたものであってもよい。

【0029】

織物の厚さは一定である。厳密には、織物の厚さは、糸が重なっている部分では厚く、糸が重なっていない部分では薄くなっている。したがって、織物の厚さが一定であるとは、糸が重なっている部分の厚さが許容される厚さの上限値よりも薄く、かつ糸が重なっていない部分の厚さが許容される厚さの下限値よりも厚いことを指す。

【0030】

マトリックス材料は、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂である。
図５に示すように、裁断工程では、織物３０を所望の裁断形状に裁断する。織物３０の裁断形状は、所望の形状の衝撃吸収構造体１０を展開した形状に設定される。本実施形態では、織物３０は、図５において二点鎖線で示す裁断形状に裁断される。裁断された織物３０は、第１辺３１と、第２辺３２と、一対の第３辺３３とを有している。第１辺３１、第２辺３２、及び一対の第３辺３３はそれぞれ、織物３０の厚さ方向に沿う面である。第１辺３１は、直線状に延びている。第２辺３２の長さは、第１辺３１の長さよりも長い。第２辺３２は、両端部から中間部に向かうにつれて第１辺３１からの距離が徐々に長くなるように弧状に延びている。一対の第３辺３３は、第１辺３１と第２辺３２とを接続している。第３辺３３は、直線状に延びている。一対の第３辺３３間の距離は、第１辺３１から第２辺３２に向かうにつれて徐々に長くなっている。

【0031】

本実施形態の複合化工程は、ＲＴＭ（Resin Transfer Molding）工法を用いて行われる。詳しくは、複合化工程は、成形工程と、充填工程と、硬化工程と、取出工程とを有している。

【0032】

成形工程は、図示しない成形型によって、裁断された織物３０を所望の形状に成形する工程である。本実施形態の成形型は、円錐形状の中型と、中型を挟む上型及び下型とを有している。裁断された織物３０は、一対の第３辺３３同士が対向するように中型に巻き付けられる。すなわち、裁断された織物３０は、一対の第３辺３３同士が対向するように丸められることによって円筒形状に成形される。上型及び下型は、裁断された織物３０が巻き付けられた中型を挟む。充填工程は、織物３０が入った成形型内に熱硬化性樹脂を充填することによって、熱硬化性樹脂を織物３０に含浸させる工程である。硬化工程は、成形型内で熱硬化性樹脂を硬化させる工程である。これにより、織物３０と熱硬化性樹脂とが複合化されることによって、繊維強化複合材が形成される。取出工程は、成形型から繊維強化複合材を取り出す工程である。取り出された繊維強化複合材は、衝撃吸収構造体１０である。

【0033】

成形工程において、裁断された織物３０は、一対の第３辺３３同士が対向するように丸められることにより円筒形状に成形されている。したがって、製造された衝撃吸収構造体１０では、第１辺３１は、衝撃吸収構造体１０の第１端部１０ａに位置している。第２辺３２は、衝撃吸収構造体１０の第２端部１０ｂに位置している。また、裁断工程において、織物３０の第１辺３１は、直線状に延びるように裁断されている。したがって、第１辺３１は、第１端部１０ａにおいて、軸方向に垂直な平面Ｐに対して傾斜するとともに、平面Ｐに対する傾斜角度θが軸方向において徐々に変化する傾斜面１１となる。さらに、織物３０の厚さは、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０となる。織物３０の厚さは一定であるため、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０は軸方向において一定になる。

【0034】

＜衝撃吸収構造体の試験＞
発明者は、衝撃吸収構造体の形状と衝撃吸収構造体が受ける衝撃荷重との関係について試験を行った。発明者は、試験例１，２，３の衝撃吸収構造体を用意した。試験例１，２，３の衝撃吸収構造体は、板状の衝撃吸収構造体である。試験例１，２，３の衝撃吸収構造体では、延設方向における端部の形状だけが異なっている。以下、試験例１，２，３の衝撃吸収構造体の端部の形状について詳述する。

【0035】

図６及び図７は、試験例１の衝撃吸収構造体４０を示す。
図６に示すように、衝撃吸収構造体４０の端部４０ａは、延設方向に垂直な平面Ｐに対して傾斜する一対の傾斜面４１を有している。一対の傾斜面４１は、衝撃吸収構造体４０の幅方向における端部４０ａの両端面でもある。一対の傾斜面４１は、先端に向かうにつれて互いに近付くように傾斜している。平面Ｐに対する傾斜面４１の傾斜角度θ４１は、延設方向において一定である。言い換えると、平面Ｐに対する傾斜面４１の傾斜角度θ４１は、延設方向において変化しない。

【0036】

図７に示すように、衝撃吸収構造体４０の厚さＴ４０は、延設方向において一定である。なお、衝撃吸収構造体４０の厚さＴ４０とは、衝撃吸収構造体４０の板厚のことである。

【0037】

図８及び図９は、試験例２の衝撃吸収構造体５０を示す。
図８に示すように、衝撃吸収構造体５０の端部５０ａは、延設方向に垂直な平面Ｐに対して傾斜する一対の傾斜面５１を有している。一対の傾斜面５１は、衝撃吸収構造体５０の幅方向における端部５０ａの両端面でもある。一対の傾斜面５１は、先端に向かうにつれて互いに近付くように傾斜している。平面Ｐに対する傾斜面５１の傾斜角度θ５１は、延設方向において一定である。言い換えると、平面Ｐに対する傾斜面５１の傾斜角度θ５１は、延設方向において変化しない。平面Ｐに対する傾斜面５１の傾斜角度θ５１は、平面Ｐに対する傾斜面４１の傾斜角度θ４１と同じである。

【0038】

図９に示すように、衝撃吸収構造体５０の厚さＴ５０は、延設方向において変化している。なお、衝撃吸収構造体５０の厚さＴ５０とは、衝撃吸収構造体５０の板厚のことである。詳しくは、衝撃吸収構造体５０の端部５０ａは、第１部位５２と、第１部位５２よりも先端側に位置する第２部位５３とを有している。第１部位５２の板厚は、第２部位５３の板厚よりも厚い。第２部位５３の板厚は、第１部位５２から先端に向かうにつれて徐々に薄くなっている。したがって、衝撃吸収構造体５０の厚さＴ５０は、第１部位５２では一定であるが、第２部位５３では先端に向かうにつれて徐々に薄くなっている。

【0039】

図１０及び図１１は、試験例３の衝撃吸収構造体６０を示す。
図１０に示すように、衝撃吸収構造体６０の端部６０ａは、延設方向に垂直な平面Ｐに対して傾斜する一対の傾斜面６１を有している。一対の傾斜面６１は、衝撃吸収構造体６０の幅方向における端部６０ａの両端面でもある。一対の傾斜面６１は、先端に向かうにつれて互いに近付くように傾斜している。平面Ｐに対する傾斜面６１の傾斜角度は、延設方向において変化している。詳しくは、一対の傾斜面６１はそれぞれ、第１面６１ａと、第１面６１ａよりも先端側に位置する第２面６１ｂとを有している。平面Ｐに対する第１面６１ａの傾斜角度θ６１ａは、平面Ｐに対する傾斜面４１の傾斜角度θ４１、及び平面Ｐに対する傾斜面５１の傾斜角度θ５１のそれぞれと同じである。平面Ｐに対する第２面６１ｂの傾斜角度θ６１ｂは、平面Ｐに対する第１面６１ａの傾斜角度θ６１ａよりも小さい。

【0040】

図１０に示すように、衝撃吸収構造体６０の厚さＴ６０は、延設方向において一定である。なお、衝撃吸収構造体６０の厚さＴ６０とは、衝撃吸収構造体６０の板厚のことである。

【0041】

このように試験例２の衝撃吸収構造体５０は、試験例１の衝撃吸収構造体４０に対し、衝撃吸収構造体の端部の厚さを薄くすることによって変形の起点を設けたものである。試験例３の衝撃吸収構造体６０は、試験例１の衝撃吸収構造体４０に対し、平面Ｐに対する傾斜面の傾斜角度を変化させることによって変形の起点を設けたものである。そして、発明者は、衝撃吸収構造体４０，５０，６０の延設方向の長さが所定の長さに変形するまで、衝撃吸収構造体４０，５０，６０に対して衝撃を与えた。

【0042】

図１２は、試験例１の試験結果を示すグラフである。図１３は、試験例２の試験結果を示すグラフである。図１４は、試験例３の試験結果を示すグラフである。図１２、図１３、及び図１４における縦軸の荷重とは、衝撃吸収構造体４０，５０，６０が受けた衝撃荷重である。横軸のストローク量とは、衝撃吸収構造体４０，５０，６０の延設方向における長さの変化量である。縦軸の衝撃エネルギーの吸収量とは、衝撃吸収構造体４０，５０，６０が吸収した衝撃エネルギーの量である。衝撃エネルギーの吸収量は、荷重及びストローク量の積分値に相当する。なお、グラフにおける各目盛り線は、図１２、図１３、及び図１４で同じ値を示している。

【0043】

図１２に示すように、試験例１では、荷重は、変形の初期において急激に増大した後、急激に減少する。その後の変形過程では、荷重は、減少した値の付近を推移している。また、変形の初期における荷重の最大値は、その後の変形過程における荷重の平均値よりも大きくなっている。つまり、試験例１では、荷重の変動幅が大きい。したがって、試験例１の衝撃吸収構造体４０は、衝撃荷重を安定的に受けていないといえる。特に、変形の初期における荷重の最大値がその後の変形過程における荷重の平均値よりも大きい場合、衝突時に車両は急激に減速することになるため、車両の搭乗者は衝撃を受けやすい。

【0044】

図１３に示すように、試験例２では、荷重は、変形の初期において増大した後、急激に減少することなく、増大した値の付近を推移している。つまり、試験例２では、試験例１と比較して荷重の変動幅が小さい。したがって、試験例２の衝撃吸収構造体５０は、試験例１の衝撃吸収構造体４０と比較して、衝撃荷重を安定的に受けているといえる。これは、試験例２では、衝撃吸収構造体５０の厚さＴ５０を薄くすることによって、衝撃吸収構造体５０の端部５０ａに変形の起点を設けたためである。

【0045】

その一方で、試験例２での変形の初期における荷重の傾きは、試験例１での変形の初期における荷重の傾きよりも小さい。すなわち、試験例２では、試験例１と比較して、荷重は変形の初期において緩やかに増大している。その結果、試験例２の衝撃吸収構造体５０が所定の長さまで変形したときの衝撃エネルギーの吸収量は、試験例１の衝撃吸収構造体４０が所定の長さまで変形したときの衝撃エネルギーの吸収量よりも小さくなっている。これは、試験例２では、衝撃吸収構造体５０の厚さＴ５０を薄くしたことによって、延設方向に対して垂直な断面、すなわち衝撃荷重を受ける面の面積が小さくなっているためである。

【0046】

図１４に示すように、試験例３では、試験例１と同様、荷重は、変形の初期において急激に増大した後、減少する。その後の変形過程では、荷重は、変形の初期において増大したときの値の付近を推移している。試験例３での変形の初期における荷重の最大値とその後の変形過程における荷重の平均値との差は、試験例１での変形初期における荷重の最大値とその後の変形過程における荷重の平均値との差よりも小さい。つまり、試験例３では、試験例１と比較して荷重の変動幅が小さい。したがって、試験例３の衝撃吸収構造体６０は、試験例１の衝撃吸収構造体４０と比較して、衝撃荷重を安定的に受けているといえる。これは、試験例３では、平面Ｐに対する傾斜面６１の傾斜角度を延設方向において変化させることによって、衝撃吸収構造体６０の端部６０ａに変形の起点を設けたためである。

【0047】

また、試験例３での変形の初期における荷重の傾きは、試験例１での変形の初期における荷重の傾きとほぼ同じである。その結果、試験例３の衝撃吸収構造体６０が所定の長さまで変形したときの衝撃エネルギーの吸収量は、試験例１の衝撃吸収構造体４０が所定の長さまで変形したときの衝撃エネルギーの吸収量とほぼ同じである。これは、試験例３の衝撃吸収構造体６０の厚さＴ６０が延設方向において一定であるためである。これにより、試験例２のように、延設方向に対して垂直な断面、すなわち衝撃荷重を受ける面の面積が小さくなることが抑制されている。

【0048】

なお、上記試験では、衝撃吸収構造体４０，５０，６０の形状を板状にしていたが、本実施形態のように衝撃吸収構造体１０の形状を円筒形状にしたとしても試験結果の傾向は変わらないことが確認されている。すなわち、延設方向に対して垂直な平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θを延設方向において変化させることによって、衝撃吸収構造体１０に変形の起点を設ける場合、衝撃吸収構造体１０は、衝撃荷重を安定的に受けることができる。また、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０が延設方向において一定である場合、衝撃吸収構造体１０による衝撃エネルギーの吸収量が減少することを回避できる。

【0049】

［本実施形態の作用及び効果］
本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）衝撃吸収構造体１０の第１端部１０ａは、延設方向に垂直な平面Ｐに対して傾斜する傾斜面１１を有している。このため、衝撃吸収構造体１０は、第１端部１０ａが変形の起点となることによって、第１端部１０ａから順に変形することができる。また、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０は、延設方向において一定である。つまり、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０を薄くすることなく、衝撃吸収構造体１０に変形の起点を設けている。このため、従来技術のように衝撃吸収構造体１０の延設方向に対して垂直な断面、すなわち衝撃荷重を受ける面の面積が小さくなることが抑制される。したがって、衝突時に衝撃吸収構造体１０が受ける衝撃荷重は急激に増大する。よって、衝撃エネルギーの吸収量を減少させることなく、衝撃吸収構造体１０は、衝撃荷重を安定的に受けることができる。

【0050】

さらに、延設方向に垂直な平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、延設方向において変化している。これにより、延設方向に垂直な平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θが変化しない場合と比較して、変形の初期において衝撃吸収構造体１０が受ける衝撃荷重の最大値は、その後の変形過程において衝撃吸収構造体１０が受ける衝撃荷重の平均値に近づく。よって、衝突時の車両の急減速が抑制される。その結果、衝突時に車両の搭乗者が受ける衝撃を低減できる。

【0051】

（２）延設方向に垂直な平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、延設方向において徐々に変化している。これにより、衝突時に車両の搭乗者が受ける衝撃をより低減できる。

【0052】

（３）衝撃吸収構造体１０の製造方法は、厚さが一定である織物３０を裁断する裁断工程と、裁断工程において裁断した織物３０を丸めることによって円筒形状に成形する成形工程とを有している。裁断工程において、織物３０は、直線状に延びる第１辺３１と、第１辺３１よりも長い第２辺３２と、第１辺３１と第２辺３２とを接続する一対の第３辺３３とを有する形状に裁断される。成形工程において、裁断された織物３０は、一対の第３辺３３同士が互いに対向するように丸められる。

【0053】

裁断工程において、織物３０の第１辺３１は直線状に延びるように裁断されるとともに、成形工程において、裁断された織物３０は、一対の第３辺３３同士が対向するように円筒形状に成形される。このため、第１辺３１は、衝撃吸収構造体１０の第１端部１０ａにおいて、軸方向に垂直な平面Ｐに対して傾斜するとともに、平面Ｐに対する傾斜角度θが軸方向において徐々に変化する傾斜面１１となる。また、織物３０の厚さは、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０となる。織物３０の厚さは一定であるため、衝撃吸収構造体１０の厚さＴ１０は軸方向において一定になる。

【0054】

本実施形態の衝撃吸収構造体の製造方法では、織物３０の裁断形状を工夫することによって、裁断された織物３０を丸めて円筒形状に成形するだけで、衝撃吸収構造体１０の第１端部１０ａに傾斜面１１を設けることができる。この場合、衝撃吸収構造体１０の第１端部１０ａに変形の起点を設けるために第１端部１０ａを切断するといった加工が不要である。よって、衝撃吸収構造体１０の生産性が向上するとともに、衝撃吸収構造体１０の材料の歩留まりが向上する。

【0055】

（４）衝撃吸収構造体１０の径は、延設方向において第１端部１０ａから第２端部１０ｂに向かうにつれて拡径している。このため、衝撃吸収構造体１０の延設方向に対して垂直な断面の面積は、第１端部１０ａから第２端部１０ｂに向かうにつれて大きくなる。よって、衝撃吸収構造体１０は、衝撃荷重をより安定的に受けることができる。

【0056】

［変更例］
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。

【0057】

○ 衝撃吸収構造体１０は、円筒形状でなくてもよい。衝撃吸収構造体１０は、例えば、多角筒状であってもよいし、試験例３の衝撃吸収構造体６０のような板状であってもよい。

【0058】

○ 衝撃吸収構造体１０の断面形状は、上記実施形態の円形状のような閉じた断面形状でなくてもよい。衝撃吸収構造体１０の断面形状は、例えば、Ｃ字状やハット状などの開いた断面形状であってもよい。

【0059】

○ 延設方向に垂直な平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、延設方向において変化していれば、徐々に変化していなくてもよい。
例えば、図１５に示すように、傾斜面１１は、平面Ｐに対する傾斜角度が異なる第１面１１ｃ及び第２面１１ｄによって構成されていてもよい。第２面１１ｄは、延設方向において第１面１１ｃよりも先端側に位置している。平面Ｐに対する第２面１１ｄの傾斜角度θｄは、平面Ｐに対する第１面１１ｃの傾斜角度θｃよりも小さい。つまり、延設方向に垂直な平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、延設方向において２段階に変化している。この場合、平面Ｐに対する第２面１１ｄの傾斜角度θｄが平面Ｐに対する第１面１１ｃの傾斜角度θｃよりも大きい場合と比較して、第２面１１ｄにおける延設方向に対して垂直な断面の面積を大きくすることができる。よって、衝撃エネルギーの吸収量を増大させることができる。

【0060】

例えば、図１６に示すように、傾斜面１１は、平面Ｐに対する傾斜角度が異なる第１面１１ｅ及び第２面１１ｆによって構成されていてもよい。第２面１１ｆは、延設方向において第１面１１ｅよりも先端側に位置している。平面Ｐに対する第２面１１ｆの傾斜角度θｆは、平面Ｐに対する第１面１１ｅの傾斜角度θｅよりも大きい。つまり、延設方向に垂直な平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、延設方向において２段階に変化している。

【0061】

なお、傾斜面１１は、平面Ｐに対する傾斜角度が異なる３つ以上の面によって構成されていてもよい。つまり、延設方向に垂直な平面Ｐに対する傾斜面１１の傾斜角度θは、延設方向において３段階以上の多段階に変化していてもよい。

【0062】

○ 衝撃吸収構造体１０の径は、延設方向において一定であってもよい。なお、「衝撃吸収構造体１０の径が延設方向において一定である」には、衝撃吸収構造体１０の径が延設方向において製造公差の範囲内で若干異なっている場合を含んでいる。

【0063】

○ 衝撃吸収構造体の製造方法は、上記実施形態の方法に限定されない。例えば、衝撃吸収構造体１０は、射出成形によって製造されてもよい。具体的には、強化繊維を含む熱硬化性樹脂を溶融した後、所望の形状のキャビティを有する型に流し込む。そして、型内において熱硬化性樹脂を硬化させる。これにより、繊維強化複合材からなる衝撃吸収構造体１０が形成される。

【0064】

○ 衝撃吸収構造体１０は、車両の後方や側方に設けられていてもよい。
衝撃吸収構造体１０が車両の後方に設けられる場合、衝撃吸収構造体１０は、リアサイドメンバの後端部に対して、リアバンパを支持するように設けられていてもよい。この場合も、衝撃吸収構造体１０の延設方向は前後方向である。

【0065】

衝撃吸収構造体１０が車両の側方に設けられる場合、衝撃吸収構造体１０の延設方向は左右方向であるのが好ましい。
つまり、衝撃吸収構造体１０の延設方向は、車両に設ける位置から想定される衝撃荷重の方向に基づいて設定される。

【0066】

○ 衝撃吸収構造体１０は、車両以外に設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１０…衝撃吸収構造体、１０ａ…端部としての第１端部、１１…傾斜面、１１ｃ…第１面、１１ｄ…第２面、３０…織物、３１…第１辺、３２…第２辺、３３…第３辺、Ｐ…平面。

【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】