JP7026088B2

JP7026088B2 - 自動車用衝突エネルギー吸収部品

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Publication number: JP7026088B2
Application number: JP2019190730A
Authority: JP
Inventors: 和彦樋貝; 毅塩崎; 良清玉井; 繁明北村; 直樹馬渕
Original assignee: JFE Steel Corp; Iida Industry Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Iida Industry Co Ltd
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2039-10-18
Also published as: CN113423615A; KR20210113334A; JP2020138722A; KR102547461B1

Description

本発明は、自動車用衝突エネルギー吸収部品に関し、特に、車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に、長手方向に軸圧壊することで衝突エネルギーを吸収する自動車用衝突エネルギー吸収部品に関する。

自動車の衝突エネルギー吸収性能を向上させる技術として、自動車部品の形状・構造・材料等の最適化など多くの技術が存在する。さらに、近年では、閉断面構造を有する自動車部品の内部に樹脂（発泡樹脂など）を発泡させて充填することで、該自動車部品の衝突エネルギー吸収性能の向上と軽量化を両立させる技術が数多く提案されている。

例えば、特許文献１には、サイドシル、フロアメンバー、ピラー等のハット断面部品の天板方向を揃えフランジを重ねて内部に閉鎖空間を形成した構造の自動車用構造部材において、その内部に発泡充填材を充填することにより、最小限の重量増で該自動車用構造部材の曲げ強度、ねじり剛性を向上させ、車体の剛性及び衝突安全性を向上させる技術が開示されている。

また、特許文献２には、ハット断面部品を対向させてフランジ部を合わせたピラー等の閉断面構造の内部空間内に高剛性発泡体を充填するに際し、該高剛性発泡体の充填および発泡による圧縮反力により発泡体を固定し、振動音の伝達を抑制する防振性の向上を図るとともに、強度、剛性、衝撃エネルギー吸収性を向上させる技術が開示されている。

特開２００６－２４０１３４号公報特開２０００－３１８０７５号公報

特許文献１及び特許文献２に開示されている技術によれば、自動車部品の内部に発泡充填材又は発泡体を充填することにより、該自動車部品の曲げ変形に対する強度や衝突による曲げ変形の衝撃エネルギー吸収性、さらには捻り変形に対する剛性を向上することができ、当該自動車部品の変形を抑制することが可能であるとされている。
しかしながら、本発明が目的とするフロントサイドメンバーやクラッシュボックスのように、自動車の前方又は後方から衝突荷重が入力して軸圧壊する際に、蛇腹状に座屈変形して衝突エネルギーを吸収する自動車部品に対しては、該自動車部品の内部に発泡充填材や発泡体を充填する技術を適用したとしても、衝突エネルギーの吸収性を向上させることが困難であるという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、フロントサイドメンバーやクラッシュボックスのような車体の前方又は後方から衝突荷重が入力して蛇腹状に軸圧壊する際に、衝突エネルギーの吸収効果を向上することができる自動車用衝突エネルギー吸収部品を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品は、車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収するものであって、引張強度が590MPa級以上1180MPa級以下の鋼板から形成されてなり、天板部とこれに続く一対の縦壁部を有する筒状部材と、該筒状部材よりも引張強度の低い鋼板から形成されてなり、前記筒状部材の内側に前記天板部を跨ぐように配設されて両端部が前記一対の縦壁部の内面に接合され、該筒状部材の周壁部の一部との間に閉断面空間を形成する閉断面空間形成壁部材と、前記閉断面空間に充填された樹脂と、を有し、該樹脂は、ゴム変性エポキシ樹脂と硬化剤とを含んでなり、引張破断伸びが80%以上、前記筒状部材及び前記閉断面空間形成壁部材との接着強度が12MPa以上、圧縮公称歪10%における圧縮公称応力が6MPa以上、であることを特徴とするものである。

（２）本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品は、車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収するものであって、引張強度が590MPa級以上1180MPa級以下の鋼板から形成されてなり、天板部とこれに続く一対の縦壁部を有する筒状部材と、該筒状部材よりも引張強度の低い鋼板から形成されてなり、前記筒状部材の内側に前記天板部を跨ぐように配設されて両端部が前記一対の縦壁部の内面に接合され、該筒状部材の周壁部の一部との間に閉断面空間を形成する閉断面空間形成壁部材と、前記閉断面空間に充填された樹脂と、を有し、該樹脂は、ゴム変性エポキシ樹脂を含んでなり、引張破断伸びが80%以上、前記筒状部材及び前記閉断面空間形成壁部材との接着強度が12MPa以上、圧縮公称歪10%における圧縮公称応力が6MPa以上、であることを特徴とするものである。

本発明においては、車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収するものであって、引張強度が590MPa級以上1180MPa級以下の鋼板から形成されてなり、天板部とこれに続く一対の縦壁部を有する筒状部材と、該筒状部材よりも引張強度の低い鋼板から形成されてなり、前記筒状部材の内側に前記天板部を跨ぐように配設されて両端部が前記一対の縦壁部の内面に接合され、該筒状部材との間に閉断面空間を形成する閉断面空間形成壁部材と、前記閉断面空間に充填された樹脂と、を有し、該樹脂は、ゴム変性エポキシ樹脂と硬化剤、または、ゴム変性エポキシ樹脂を含んでなり、引張破断伸びが80%以上、前記筒状部材及び前記閉断面空間形成壁部材との接着強度が12MPa以上、圧縮公称歪10%における圧縮公称応力が6MPa以上、であることにより、車体の前方又は後方から衝突荷重が入力して軸圧壊する過程において、前記筒状部材の変形抵抗を低下させることなく蛇腹状に繰り返し座屈変形を発生させることができ、衝突エネルギーの吸収効果を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の構成を説明する説明図である。本実施の形態に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の断面図である。実施例における自動車用衝突エネルギー吸収部品の軸圧壊試験方法を説明する図である。実施例において、軸圧壊試験に用いた試験体の構造を示す図である（発明例）。実施例において、接着強度の測定方法を説明する図である。実施例において、軸圧壊試験に用いた試験体の構造を示す図である（比較例）。実施例において、比較例に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品を試験体として軸圧壊試験を行ったときの、衝突荷重と軸圧壊変形量（ストローク）の測定結果を示す図である。実施例において、発明例に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品を試験体として軸圧壊試験を行ったときの、衝突荷重と軸圧壊変形量（ストローク）の測定結果を示す図である。

本発明の実施の形態に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品について、図１及び図２に基づいて以下に説明する。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。

本実施の形態に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１は、図１に示すように、アウタ部品５とインナ部品７とからなる筒状部材３を有し、車体の前部又は後部に設けられて該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に衝突エネルギーを吸収するものであって、筒状部材３の周壁部の一部であるアウタ部品５との間に閉断面空間を形成する閉断面空間形成壁部材９と、該閉断面空間の断面を充満する樹脂１１とを備えたものである。

＜筒状部材＞
筒状部材３は、軸圧壊して衝突エネルギーを吸収し、天板部５ａとこれに続く一対の縦壁部５ｂを有するものであり、図２に示すように、天板部５ａと縦壁部５ｂとフランジ部５ｃとからなるハット断面形状のアウタ部品５のフランジ部５ｃと、平板状のインナ部品７の両側端部とが接合して筒状に形成されたものである。

そして、筒状部材３を構成するアウタ部品５とインナ部品７は、いずれも、引張強度が590MPa級以上1180MPa級以下の鋼板からなるものである。ここで、鋼板の種類としては、冷延鋼板、熱延鋼板、亜鉛系めっき鋼板、亜鉛合金系めっき鋼板、アルミ合金系めっき鋼板、などが例示できる。

なお、筒状部材３は、車体前部の左右位置において車体前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するフロントサイドメンバーや、該車体骨格の前端又は後端に設けられるクラッシュボックスといった閉断面構造を有する自動車部品に用いられ、該自動車部品は、筒状部材３の軸方向（長手方向）が車体の前後方向と一致するように該車体に配設される。

＜閉断面空間形成壁部材＞
閉断面空間形成壁部材９は、筒状部材３よりも引張強度の低い鋼板から形成されてなり、図２に示すように、筒状部材３の内側であるアウタ部品５とインナ部品７との間に天板部５ａを跨ぐように配設された略コ字断面形状の部材であり、その両端部がアウタ部品５の一対の縦壁部５ｂに接合され、筒状部材３の周壁部の一部であるアウタ部品５の天板部５ａ及び縦壁部５ｂとの間に閉断面空間を形成するものである。

閉断面空間形成壁部材９の両端部と縦壁部５ｂとは、例えばスポット溶接等により接合されている。
さらに、閉断面空間形成壁部材９とアウタ部品５との間に形成される閉断面空間とは、図１に示す筒状部材３の軸方向に交差する方向の断面形状が閉断面であり、該閉断面が筒状部材３の軸方向に沿って連続して形成された空間のことをいう。

＜樹脂＞
樹脂１１は、閉断面空間形成壁部材９とアウタ部品５との間に形成された閉断面空間に充填されたものである。

樹脂１１は、ゴム変性エポキシ樹脂と硬化剤を含んでなるものであり、所定の温度及び時間で加熱処理を行うことで樹脂１１自体の接着能によりアウタ部品５と閉断面空間形成壁部材９とに接着させることができる。
さらに、樹脂１１は、引張破断伸びが80%以上、筒状部材３及び閉断面空間形成壁部材９との接着強度が12MPa以上、圧縮公称歪10%における圧縮公称応力が6MPa以上の物性を有するものである。これら各物性はいずれも、樹脂１１を加熱処理した後の値である。

引張破断伸び、接着強度及び圧縮公称応力は、それぞれ以下の方法により求めた値とすればよい。

≪引張破断伸び≫
所定の間隙に調整した２枚の鋼板の間に未硬化の樹脂を入れ、所定の条件で加熱硬化させ、鋼板を剥がして平板状樹脂を作製し、該平板状樹脂を所定の形状に加工して試験片を作製する。次いで、所定の引張速度で樹脂が破断するまで引張試験を行い、樹脂破断時の標線間伸び量を測定する。そして、該測定した樹脂破断時の標線間伸び量を初期の標線間距離で除して百分率表示した値を引張破断伸びとする。

≪接着強度≫
所定の間隙に調整した２枚の鋼板の間に未硬化の樹脂を入れ、所定の条件で加熱硬化させ、試験片を作製する。次いで、該試験片を所定の引張速度で引張試験を行い、鋼板と樹脂とが破断した時の荷重を測定する。そして、該測定した破断時の荷重を鋼板と樹脂との接着面積で除した値（＝せん断接着強度）を接着強度とする。

≪圧縮公称応力≫
所定の間隙に調整した２枚の鋼板の間に未硬化の樹脂を入れ、所定の条件で加熱硬化させ、鋼板を剥がして平板状樹脂を作製する。次いで、該平板状樹脂を円柱状に切り出して試験片を作製する。そして、当該試験片における円形状面を圧縮面とし、所定の試験速度で公称歪10％まで圧縮した時の荷重について、初期の試験片の断面績で除した値を圧縮公称応力する。

本実施の形態に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１において、樹脂１１の種類及び物性を上記のとおり規定する理由は下記のとおりである。
まず、樹脂１１がゴム変性エポキシ樹脂及び硬化剤を含んでなることにより、筒状部材３に衝突荷重が入力して蛇腹状に軸圧壊変形する際に、加熱処理により樹脂１１を加熱硬化させ、12MPa以上の接着強度で筒状部材３及び閉断面空間形成壁部材９と接着することにより、筒状部材３の変形に追随して樹脂１１が変形することができる。

引張破断伸びが80%以上であることにより、筒状部材３の軸圧壊変形に追随して樹脂１１が変形する際に樹脂１１自体が破断しないようにすることができる。

接着強度が12MPa以上であることにより、筒状部材３の軸圧壊過程において樹脂１１が筒状部材３や閉断面空間形成壁部材９から乖離して座屈耐力や変形抵抗が低下することを防ぐことができる。

圧縮公称歪10%における圧縮公称応力が6MPa以上であることにより、軸圧壊過程において、筒状部材３が蛇腹状に変形しても、樹脂１１自体が潰れて破壊しないほど十分な耐力を有することができる。

そして、樹脂１１の引張破断伸び、接着強度及び圧縮公称応力が上記範囲となるよう、ゴム変性エポキシ樹脂及び硬化剤の種類や組成、さらには、加熱処理の温度や時間を適宜調整すればよい。

なお、硬化剤としては、ポリアミン系（脂肪族ポリアミン、芳香族アミン、芳香族ポリアミン、ポリアミドアミン）、酸無水物系、フェノール系、チオール系、や潜在性硬化剤であるジシアンジアミド、イミダゾール化合物、ケチミン化合物、有機酸ヒドラジド等、使用環境・反応温度等によって最適に選定される硬化剤がよい。

以上、本実施の形態に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１は、筒状部材３に衝突荷重が入力して軸圧壊する過程において、樹脂１１は筒状部材３及び閉断面空間形成壁部材９から乖離することなく座屈抵抗を向上させ、さらに、筒状部材３の変形抵抗を低下させることなく筒状部材３に蛇腹状に繰り返し座屈を発生させることができ、衝突エネルギーの吸収性を向上させることができる。

なお、上記の説明において、樹脂１１は、加熱処理した後にゴム変性エポキシ樹脂と硬化剤とを含んでなるものであった。もっとも、閉断面空間形成壁部材９とアウタ部品５との間に形成された閉断面空間に充填する硬化剤の量によっては、所定の温度及び時間で加熱処理した後の樹脂１１に硬化剤が残留しない又は検出されない場合がある。

そのため、本発明の実施の形態に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１の他の態様として、加熱処理した後の樹脂１１が硬化剤を含まない又は検出されないもので、所定の温度及び時間で加熱処理を行うことで樹脂１１自体の接着能によりアウタ部品５と閉断面空間形成壁部材９とに接着させたものであってもよい。

加熱処理した後の樹脂１１が硬化剤を含まない又は検出されないものである場合においても、その物性は、引張破断伸びが80%以上、筒状部材３及び閉断面空間形成壁部材９との接着強度が12MPa以上、圧縮公称歪10%における圧縮公称応力が6MPa以上を有するものとする。そして、樹脂１１の引張破断伸び、接着強度及び圧縮公称応力が上記範囲となるよう、加熱処理前に閉断面空間に充填するゴム変性エポキシ樹脂及び硬化剤の種類や組成、さらには、加熱処理の温度や時間を適宜調整すればよい。

ゴム変性エポキシ樹脂を含み、かつ硬化剤を含まない又は検出されない樹脂１１が上記物性の範囲内にあれば、筒状部材３に衝突荷重が入力して軸圧壊する過程において、樹脂１１は筒状部材３及び閉断面空間形成壁部材９から乖離することなく座屈抵抗を向上させ、さらに、筒状部材３の変形抵抗を低下させることなく筒状部材３に蛇腹状に繰り返し座屈を発生させることができ、衝突エネルギーの吸収性を向上させることができる。

本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品の効果を確認するための実験を行ったので、その結果について以下に説明する。

実験は、本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品を試験体として軸圧壊試験を行うものであり、軸圧壊試験は、図３に示すように、試験体３１の軸方向に試験速度17.8m/sで荷重を入力して試験体長（試験体３１の軸方向長さL₀）を200mmから120mmまで80mm軸圧壊変形させたときの荷重と軸圧壊変形量（ストローク）の関係を示す荷重－ストローク曲線の測定及び高速度カメラによる変形状態の撮影を行った。さらに、測定した荷重－ストローク曲線から、ストロークが0～80mmまでの吸収エネルギーを求めた。

図４に、発明例とした試験体３１の構造及び形状を示す。
発明例は、前述した本発明の実施の形態に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品１（図１及び図２）を試験体３１とし、軸圧壊試験を行ったものである。
試験体３１は、アウタ部品５とインナ部品７とがスポット溶接により接合された筒状部材３を有し、アウタ部品５と閉断面空間形成壁部材９との間に閉断面空間が形成され、該閉断面空間の全領域に樹脂１１が充填されている。そして、アウタ部品５と閉断面空間形成壁部材９との間の隙間高さを1mm、3mm、8mm（図４（ａ）～（ｃ））とした。

アウタ部品５には、引張強度590MPa級～1180MPa級、板厚1.2mm又は1.4mmの鋼板を用い、インナ部品７には、引張強度590MPa級、板厚1.2mmの鋼板を用いた。
また、閉断面空間形成壁部材９には、引張強度270MPa級、板厚0.5mmの鋼板を用いた。

樹脂１１は、ゴム変性エポキシ樹脂及び硬化剤を所定の加熱温度及び加熱時間で加熱処理したものであり、加熱処理した後の樹脂１１の引張破断伸び、接着強度及び圧縮公称応力のそれぞれの値を本発明の範囲内とした。ここで、引張破断伸び、接着強度及び圧縮公称応力は、それぞれ下記の試験方法を別途行うことにより求めた。

＜引張破断伸び＞
２枚の鋼板の間隙を2mmに調整し、その間に未硬化の樹脂を入れ、180℃×20分保持の条件で加熱硬化させ、鋼板を剥がして厚さ2mmの平板状樹脂を作製した。続いて、当該平板状樹脂をダンベル形状（ＪＩＳ６号ダンベル）に加工して試験片を作製し、引張速度2mm/minで樹脂が破断するまで引張試験を行い、樹脂破断時の標線間伸び量を測定した。そして、該測定した樹脂破断時の標線間伸び量を初期の標線間距離（＝20mm）で除した値を百分率表示し、引張破断伸びとした。

＜せん断接着強度＞
図５に示すように、被着体２３及び被着体２５は、幅25mm、厚さ1.6mm、長さ100mmの鋼板（SPCC）とし、接着部（幅25mm、長さ10mm）に未硬化の樹脂２７を設置し、厚み0.15mmに調整した状態で、180℃×20分保持の条件で加熱硬化したものを試験片２１とした。次いで、試験片２１を引張速度5mm/minで被着体２３又は被着体２５と樹脂２７とが破断するまでの引張試験を行い、破断時の荷重を測定した。そして、破断時の荷重を接着部の面積（接着面積：幅25mm×長さ10mm）で除した値をせん断接着強度とした。

＜圧縮公称応力＞
２枚の鋼板の間隙を3mmに調整し、その間に未硬化の樹脂を入れ、180℃×20分保持の条件で加熱硬化させ、鋼板を剥がして厚さ3mmの平板状樹脂試験片を作製した。次いで、該平板状樹脂試験片から直径20mmの円柱状に切り出したものを試験片とした。そして、当該試験片における直径20mmの円形状面を圧縮面とし、試験速度2mm/minで公称歪10％まで圧縮した時の荷重について、初期の試験片の断面績で除した値を圧縮公称応力とした。

本実施例では、比較対象として、発明例の筒状部材３及び閉断面空間形成壁部材９と同一形状であって樹脂が充填されていない試験体３３（図６）を用いた場合と、発明例と同一形状の試験体３１において樹脂１１の物性が本発明の範囲外の場合を比較例とし、発明例と同様に軸圧壊試験を行った。
表１に、発明例及び比較例とした試験体の構造、樹脂の種類、引張破断伸び、接着強度、圧縮公称歪10%における圧縮公称応力の各条件を示す。

表１において、発明例１～発明例７は、筒状部材３を構成するアウタ部品５とインナ部品７に用いた鋼板の引張強度（590MPa級以上1180MPa級以下）、閉断面空間形成壁部材９に用いた鋼板の引張強度（270MPa級）、樹脂１１の種類、引張破断伸び、接着強度、圧縮公称応力のいずれもが、前述の実施の形態で示した本発明の範囲内としたものである。

そして、発明例１～発明例４は、所定の加熱温度及び加熱時間で加熱処理した後に、樹脂１１に硬化剤が残留したものである。また、発明例５～発明例７は、発明例１～４に比べて硬化剤の量が少なく、所定の加熱温度及び加熱時間で加熱処理した後、樹脂１１に硬化剤が残留しなかった又は検出されなかったものである。

これらに対し、比較例１～比較例４は、樹脂が充填されていない試験体３３を用いたもの、比較例５～比較例７は、樹脂１１の種類をエポキシ又はウレタンとし、引張破断伸び、接着強度、圧縮公称応力の少なくともいずれか一つが本発明の範囲外である試験体３１を用いたものである。

図７及び図８に、それぞれ比較例１に係る試験体３３及び発明例１に係る試験体３１を用いて軸圧壊試験を行ったときの荷重―ストローク曲線の測定結果を示す。
図７及び図８は、横軸を衝突開始から試験体の軸方向における変形量を表すストローク（mm）とし、縦軸を試験体に入力した荷重（kN）とした荷重―ストローク曲線である。グラフ中に示す吸収エネルギーは、ストロークが0～80mmにおける衝突エネルギーの吸収量である。

図７に示す比較例１は、樹脂が充填されていない試験体３３（図６）の結果であり、試験体３３に入力する荷重は、入力開始直後に最大値（約300kN）を示し、その後、筒状部材３の周壁部の座屈とともに荷重の値は変動した。そして、ストロークが80mmに達した試験終了時における吸収エネルギーは6.5kJであった。

図８に示す発明例１は、アウタ部品５及び閉断面空間形成壁部材９との間に形成された閉断面空間に樹脂１１が充填され、引張破断伸び（＝80%）、接着強度（＝12MPa）及び圧縮公称歪10%における圧縮公称応力（＝6MPa）のいずれもが本発明の範囲内である試験体３１の結果である。図８に示す荷重－ストローク曲線から、荷重入力開始直後の最大荷重は約400kNであり、前述の比較例１に比べて大幅に向上した。さらに、ストロークが10mm以降における変形荷重は、比較例１に比べると安定して高い値で推移した。そして、ストロークが0～80mmにおける吸収エネルギーについても、比較例１に比べて大幅に向上して13.1kJとなった。

このように、発明例１においては、アウタ部品５及び閉断面空間形成壁部材９との間に樹脂１１を充填し、その引張破断伸び、接着強度及び圧縮公称応力を本発明の範囲内とすることにより、軸圧壊過程において座屈耐力が増加するとともに樹脂１１が剥離せずに変形抵抗が上昇し、蛇腹状の圧縮変形が生じて衝突エネルギーの吸収性が向上したことが分かる。

次に、軸圧壊試験に用いる試験体の構造、樹脂の種類及び接着強度を変更して軸圧壊試験を行い、ストロークが0～80mmにおける吸収エネルギーの測定結果と試験体重量を前掲した表１に示す。

表１中の試験体重量は、樹脂１１が充填された試験体３１においてはアウタ部品５、インナ部品７、閉断面空間形成壁部材９及び樹脂１１の各重量の総和である。一方、樹脂が充填されていない試験体３３においては、アウタ部品５、インナ部品７及び閉断面空間形成壁部材９の各重量の総和である。

前述した図８に示したとおり、発明例１における吸収エネルギーは13.1kJであリ、比較例１における吸収エネルギー6.5kJに比べて大幅に向上した。また、比較例１よりも引張強度の高い鋼板（1180MPa級）をアウタ部品５に用いた比較例４における吸収エネルギー（＝8.5kJ）と比較しても、発明例１においては吸収エネルギーが大幅に向上した。

発明例１における試験体重量は1.28kgであり、樹脂を充填していない比較例１における試験体重量（＝1.06kg）よりも増加した。しかしながら、発明例１においては、吸収エネルギーを試験体重量で除した単位重量当りの吸収エネルギーは10.2kJ/kgであり、比較例１（＝6.1kJ/kg）よりも向上した。

発明例２は、樹脂１１の厚みが発明例１よりも小さい1mmとした試験体３１（図４（ｃ））を用いたものである。
発明例２における吸収エネルギーは9.8kJであり、比較例１（＝6.5kJ）に比べて大幅に向上した。
また、発明例２における試験体重量は1.12kgであり、発明例１よりも軽量であった。そして、発明例２における単位重量当たりの吸収エネルギーは8.5kJ/kgであり、比較例１（＝6.1kJ/kg）よりも向上した。

発明例３は、アウタ部品５に用いた鋼板の引張強度1180MPa級、樹脂１１の厚み1mmとした試験体３１（図４（ｃ））を用いたものである。
発明例３における吸収エネルギーは12.6kJであり、比較例４（＝8.5kJ）に比べて大幅に向上した。
また、発明例３における試験体重量は1.13kgであり、発明例１よりも軽量であった。その上、発明例３における単位重量当たりの吸収エネルギーは11.2kJ/kgであり、比較例４（＝7.9kJ/kg）よりも向上した。

発明例４は、アウタ部品５に用いた鋼板の引張強度590MPa級、樹脂１１の厚み3mmとした試験体３１（図４（ｂ））を用いたものである。
発明例４における吸収エネルギーは10.1kJであり、比較例１（＝6.5kJ）に比べても大幅に向上した。
また、発明例４における試験体重量は1.19kgであり、発明例１よりも軽量となった。そして、発明例４における単位重量当たりの吸収エネルギーは8.5kJ/kgであり、比較例１（＝6.1kJ/kg）よりも向上した。

発明例５は、アウタ部品５に用いた鋼板の引張強度590MPa級、樹脂１１の厚み8mmとした試験体３１（図４（ａ））を用いたものである。
発明例５における吸収エネルギーは13.1kJであリ、比較例１における吸収エネルギー6.5kJに比べて大幅に向上した。また、比較例１よりも引張強度の高い鋼板（1180MPa級）をアウタ部品５に用いた比較例４における吸収エネルギー（＝8.5kJ）と比較しても、発明例５においては吸収エネルギーが大幅に向上した。

発明例６は、アウタ部品５に用いた鋼板の引張強度1180MPa級、樹脂１１の厚み1mmとした試験体３１（図４（ｃ））を用いたものである。
発明例６における吸収エネルギーは12.6kJであり、比較例４（＝8.5kJ）に比べて大幅に向上した。
また、発明例６における試験体重量は1.12kgであり、発明例１よりも軽量であった。その上、発明例６における単位重量当たりの吸収エネルギーは11.2kJ/kgであり、比較例４（＝7.9kJ/kg）よりも向上した。

発明例７は、アウタ部品５に用いた鋼板の引張強度590MPa級、樹脂１１の厚み3mmとした試験体３１（図４（ｂ））を用いたものである。
発明例７における吸収エネルギーは10.1kJであり、比較例１（＝6.5kJ）に比べても大幅に向上した。
また、発明例７における試験体重量は1.19kgであり、発明例１よりも軽量となった。そして、発明例７における単位重量当たりの吸収エネルギーは8.5kJ/kgであり、比較例１（＝6.1kJ/kg）よりも向上した。

比較例１は、樹脂が充填されていない試験体３３（図６）を用いたものであり、試験体重量は1.06kgであった。そして、吸収エネルギーは、前述した図７に示したとおり、6.5kJであり、単位重量当たりの吸収エネルギーは6.1kJ/kgであった。

比較例２は、比較例１と同一形状の試験体３３において、アウタ部品５に板厚1.4mmの鋼板を用いたものであり、試験体重量は1.17kgであった。
比較例２における吸収エネルギーは7.0kJ、単位重量当たりの吸収エネルギーは6.0kJ/kgであり、吸収エネルギーは比較例１よりも増加したものの、発明例１～発明例７には及ばなかった。

比較例３は、比較例１と同一形状の試験体３３において、アウタ部品５に引張強度980MPa級の鋼板を用いたものであり、試験体重量は1.06kgであった。
比較例３における吸収エネルギーは8.1kJ、単位重量当たりの吸収エネルギーは7.6kJ/kgであり、いずれも比較例１よりも増加したものの、発明例１～発明例７には及ばなかった。

比較例４は、比較例１と同一形状の試験体３３において、アウタ部品５に引張強度1180MPa級の鋼板を用いたものであり、試験体重量は1.07kgであった。
比較例４における吸収エネルギーは8.5kJ、単位重量当たりの吸収エネルギーは7.9kJ/kgであり、双方とも比較例１よりも増加したものの、発明例１～発明例７には及ばなかった。

比較例５、比較例６及び比較例７は、発明例２に係る試験体３１と同一形状であるが、樹脂の種類、又は、樹脂の引張破断伸び、接着強度及び圧縮公称応力の少なくともいずれか一つが本発明の範囲外である試験体３１（図４）を用いたものである。
比較例５、比較例６及び比較例７における吸収エネルギー及び単位重量当たりの吸収エネルギーは、発明例１～発明例７のいずれにも及ばなかった。

以上、本発明に係る自動車用衝突エネルギー吸収部品によれば、軸方向に衝突荷重が入力して軸圧壊する場合において、衝突エネルギーの吸収性能を向上できることが示された。

１自動車用衝突エネルギー吸収部品
３筒状部材
５アウタ部品
５ａ天板部
５ｂ縦壁部
５ｃフランジ部
７インナ部品
９閉断面空間形成壁部材
１１樹脂
２１試験片
２３被着体
２５被着体
２７樹脂
３１試験体
３３試験体

Claims

車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収する自動車用衝突エネルギー吸収部品であって、
引張強度が590MPa級以上1180MPa級以下の鋼板から形成されてなり、天板部とこれに続く一対の縦壁部を有し、蛇腹状に繰り返し座屈する筒状部材と、
該筒状部材よりも引張強度の低い鋼板から形成されてなり、前記筒状部材の内側に前記天板部を跨ぐように配設された略コ字断面形状の部材であって、両端部が前記一対の縦壁部の内面に接合され、該筒状部材の周壁部の一部である前記天板部と前記縦壁部との間に閉断面空間を形成する閉断面空間形成壁部材と、
前記閉断面空間に充填された樹脂と、を有し、
該樹脂は、ゴム変性エポキシ樹脂と硬化剤とを含んでなり、
引張破断伸びが80%以上、前記筒状部材及び前記閉断面空間形成壁部材との接着強度が12MPa以上、圧縮公称歪10%における圧縮公称応力が6MPa以上、であることを特徴とする自動車用衝突エネルギー吸収部品。
車体の前部又は後部に設けられ、該車体の前方又は後方から衝突荷重が入力した際に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収する自動車用衝突エネルギー吸収部品であって、
引張強度が590MPa級以上1180MPa級以下の鋼板から形成されてなり、天板部とこれに続く一対の縦壁部を有し、蛇腹状に繰り返し座屈するする筒状部材と、
該筒状部材よりも引張強度の低い鋼板から形成されてなり、前記筒状部材の内側に前記天板部を跨ぐように配設された略コ字断面形状の部材であって、両端部が前記一対の縦壁部の内面に接合され、該筒状部材の周壁部の一部である前記天板部と前記縦壁部との間に閉断面空間を形成する閉断面空間形成壁部材と、
前記閉断面空間に充填された樹脂と、を有し、
該樹脂は、ゴム変性エポキシ樹脂を含んでなり、
引張破断伸びが80%以上、前記筒状部材及び前記閉断面空間形成壁部材との接着強度が12MPa以上、圧縮公称歪10%における圧縮公称応力が6MPa以上、であることを特徴とする自動車用衝突エネルギー吸収部品。