(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線と、該軸線に対して平行に延びる複数の矩形状壁部と、前記軸線に対して垂直な多角形断面とを有し、外部から加わる衝撃エネルギーを前記軸線方向に座屈変形しながら吸収する、前記軸線方向に延びる中空柱状の衝撃吸収部材において、
前記複数の壁部のうち少なくとも１つの壁部に形成された座屈変形の端緒を与える少なくとも１つのビード部を具備し、
該少なくとも１つのビード部は、該ビード部が形成されている壁部の前記軸線に平行に延びる一方の縁部に偏倚させて配置されている衝撃吸収部材。
【請求項２】
前記少なくとも１つのビード部は、１つの壁部に形成された１つのビード部具備する請求項１に記載の衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記少なくとも１つのビード部は複数のビード部を具備する請求項１に記載の衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記複数のビード部は、１つの壁部において前記軸線方向に一直線上に等間隔で配置されている請求項３に記載の衝撃吸収部材。
【請求項５】
前記複数のビード部は、前記複数の壁部のうち少なくとも２つの壁部の各々に１つずつ形成され、かつ、前記軸線に垂直な同一平面内で前記衝撃吸収部材の軸線回りの周方向に同じ側の縁部の近傍に配置されている請求項３に記載の衝撃吸収部材。
【請求項６】
前記複数のビード部は、前記複数の壁部のうち少なくとも２つの壁部の各々に同じ個数で配設されており、かつ、前記軸線に垂直な複数の平面内で前記衝撃吸収部材の軸線回りの周方向に同じ側の縁部の近傍に前記軸線方向に一直線上に等間隔で配置されている請求項３に記載の衝撃吸収部材。
【請求項７】
前記ビード部は、前記衝撃吸収部材の外表面から凹んだディンプルを具備する請求項１〜６の何れか１項に記載の衝撃吸収部材。
【請求項８】
前記ビード部は、前記衝撃吸収部材の軸線に対して直交する方向に延びるトラフ形の凹所である請求項７に記載の衝撃吸収部材。
【請求項９】
前記ビード部は、前記衝撃吸収部材の外表面から突出した膨隆を具備する請求項１〜６の何れか１項に記載の衝撃吸収部材。
【請求項１０】
前記ビード部は、座屈の開始端側から軸線方向に並んで配置されている請求項４または６に記載の衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から加わる衝撃エネルギーを座屈変形しながら吸収する衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車などの分野では、燃費や運動性能の向上を図る一方、更なる衝突安全性の向上が求められている。自動車の車体は、軽量化と高剛性化を両立させるため、モノコックボディと呼ばれるフレームとボディとを一体化した車体構造が一般的に採用されている。また、自動車の車体には、衝突時に運転手および同乗者の生存空間を確保するため、例えばエンジンルールやトランクルームなどの客室以外の空間を優先的に潰しながら、客室に加わる衝撃をできるだけ緩和し、客室の変形を最小限に留める、いわゆる衝撃吸収構造が広く採用されている。【０００３】
従って、衝突安全性に優れた車体構造とするためには、衝突時の衝撃エネルギーを如何に有効に吸収させるかが重要な課題となる。このため、衝突時の衝撃エネルギーを効率良く吸収させるための衝撃吸収部材の開発が積極的に進められている（例えば、特許文献１〜１５を参照。）。【０００４】
一般に、衝撃吸収部材には、鋼板をプレス成形したものを溶接等で接合し、中空柱状に成形した薄肉構造体（中空柱状部材）が用いられる。また、衝撃吸収部材は、上述した軽量化と高剛性化を両立させるため、例えば四角形や六角形などの多角形状の断面を有た中空部材より成る。このような衝撃吸収部材は、例えば車体のフロントサイドメンバーなどに使用されており、衝突時にその一端側から衝撃荷重を受けたときに、軸線方向に座屈変形（軸圧潰）することで衝撃エネルギーを吸収する。従って、衝撃吸収性能を高めるためには、このような座屈変形を効率良く生じさせることと、その座屈荷重を高めることの２つが重要となる。【０００５】
従来、このような課題に対する材料面からの対策として、衝撃吸収部材板を製造するために、比較的厚い鋼板や、比較的強度の高い高強度鋼板を用いたりして、座屈荷重を高めることが行われている。一方、構造面からの対策としては、ビードと呼ばれる座屈変形の端緒を与える窪み（ビード部）を設けて、効率良く座屈変形を生じさせることが行われている。また、中空の衝撃吸収部材の断面を多角形状とすることで、座屈荷重を高めることが行われている。【０００６】
然しながら、上述した衝撃吸収部材の板厚を厚くすることは、部材の重量増加につながるため、この衝撃吸収部材を採用する車体の重量増加を招き、その結果として自動車の燃費や走行性能を悪化させることになる。また、高強度鋼板は、その強度に反比例して伸び率が低下するのが一般的である。このため、成形性も悪化し、現状では衝撃吸収部材用鋼板の高強度化には自ずと限界がある。【０００７】
ところで、単に衝撃吸収部材の座屈荷重を増加させることは、座屈を生じさせる最小衝撃荷重の増大につながる。この場合、衝撃吸収部材に加わる衝撃荷重が衝撃吸収部材の変形によって吸収されることなく、そのまま客室などの他の構造部分へと伝わることになる。また、本来は変形すべきでない箇所に座屈変形が生じたり、客室の変形により運転手および同乗者の生存空間を確保することが困難となったり、大きな加速度変化が運転手および同乗者に加わったりすることで、運転手および同乗者への傷害の危険性が高まることになる。【０００８】
このため、衝撃吸収部材では、例えば、座屈の開始端から断面形状を極力一定に保ち、且つ、座屈による変形量を確保するために、衝撃吸収部材を直線化する設計がなされている。また、衝撃吸収部材に加わる初期衝撃荷重を低下させるために、上述したビードの配置によって衝突時に蛇腹状の座屈変形を安定して生じさせることが行われている。【０００９】
然しながら、上述したビードの配置については、それを求める確固とした理論はなく、衝撃吸収部材に対する座屈試験やコンピューターシミュレーションなどを多数繰り返すことによって求めているのが現状である。このため、各種の車両毎に上記実験やシミュレーションを繰り返す必要があり、設計効率が悪いだけでなく、実際の衝突時に予想される様々な荷重条件や座屈モードに対応することができないために、そのような手法を用いてビードの配置を最適化することは非常に困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２８６２２１号公報
【特許文献２】特開２００９−２８５６６８号公報
【特許文献３】特開２００９−１６８１１５号公報
【特許文献４】特開２００９−１５４５８７号公報
【特許文献５】特開２００９−１１３５９６号公報
【特許文献６】特開２００８−０１８７９２号公報
【特許文献７】特開２００７−０３０７２５号公報
【特許文献８】特開２００６−２０７７２６号公報
【特許文献９】特開２００６−２０７７２４号公報
【特許文献１０】特開２００５−２２５３９４号公報
【特許文献１１】特開２００５−１５３５６７号公報
【特許文献１２】特開２００５−００１４６２号公報
【特許文献１３】特開平１０−１３８９５０号公報
【特許文献１４】特開平０９−２７７９５４号公報
【特許文献１５】特開平０９−２７７９５３号公報
【特許文献１６】特開平２０１１−５６９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した衝撃吸収部材を蛇腹状に座屈変形させる座屈モード（Compact-mode）の中には、「凹凸混合モード」と呼ばれるものと、「凹凸独立モード」と呼ばれるものがある。このうち、凹凸混合モードは、衝撃荷重を加えることによって蛇腹状に座屈変形した中空柱状の衝撃吸収部材の任意の横断面において、蛇腹の谷部（凹部）と山部（凸部）が混在する変形モードである。一方、凹凸独立モードは、同じく任意の横断面において、凹部または凸部のみが存在する変形モードである。この場合、凹凸独立モードは、凹凸混合モードよりも部材全体に対する変形部分の割合が大きくなるため、その変形量（潰れ量）に対する衝撃エネルギーの吸収量が高く、優れた衝撃吸収性能を発揮することが可能となる。【００１２】
然しながら、従来の衝撃吸収部材では、軸線方向に蛇腹状に座屈変形させながら、その衝撃エネルギーの吸収量を高めることについて様々な工夫がなされているものの、上述した凹凸独立モードを意図的に誘発させることについては全く考慮されていなかった。すなわち、従来の衝撃吸収部材による座屈モードは、凹凸混合モードが主であり、凹凸独立モードを発生させるメカニズムまでは解明されていなかった。【００１３】
そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、衝撃吸収特性に優れた衝撃吸収部材、特に、凹凸独立モードを意図的に誘発させることを可能とした衝撃吸収部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題を解決するために、本発明によれば、軸線と、該軸線に対して平行に延びる複数の矩形状壁部と、前記軸線に対して垂直な多角形断面とを有し、外部から加わる衝撃エネルギーを前記軸線方向に座屈変形しながら吸収する、前記軸線方向に延びる中空柱状の衝撃吸収部材において、前記複数の壁部のうち少なくとも１つの壁部に形成された座屈変形の端緒を与える少なくとも１つのビード部を具備し、該少なくとも１つのビード部は、該ビード部が形成されている壁部の前記軸線に平行に延びる一方の縁部に偏倚させて配置されている衝撃吸収部材が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、衝撃吸収特性に優れた衝撃吸収部材を提供することが可能であり、特に、上記凹凸独立モードを意図的に誘発させることによって、軸線方向に効率良く座屈変形を生じさせることができ、その結果、外部から加わる衝撃エネルギーの吸収量を高めて、優れた衝撃吸収性能を発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】正方形状の中空断面を有する直線状の中空柱状部材に、その一端側から軸線方向に衝撃荷重を加えたときに、中空柱状部材に生じる変形をＦＥＭ数値解析により求めた斜視図であり、局所的な座屈によって折れ曲がった状態を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａと同様の中空柱状部材に生じる変形をＦＥＭ数値解析により求めた斜視図であり、軸線方向に不規則に座屈変形した非コンパクトモードを示している。
【図１Ｃ】図１Ａと同様の中空柱状部材に生じる変形をＦＥＭ数値解析により求めた斜視図であり、軸線方向に蛇腹状に座屈変形するコンパクトモードのうち凹凸混合モードを示す図である。
【図１Ｄ】図１Ａと同様の中空柱状部材に生じる変形をＦＥＭ数値解析により求めた斜視図であり、軸線方向に蛇腹状に座屈変形するコンパクトモードのうち凹凸独立モードを示す図である。
【図２Ａ】凹凸混合モードにおける中空柱状部材の軸線に対して垂直な任意の横断面を例示する模式図である。
【図２Ｂ】凹凸混合モードにおける中空柱状部材の軸線に対して垂直な図２Ａとは異なる他の横断面を例示する模式図である。
【図３Ａ】凹凸独立モードにおける中空柱状部材の軸線に対して垂直な任意の横断面を示す模式図である。
【図３Ｂ】凹凸独立モードにおける中空柱状部材の軸線に対して垂直な図３Ａとは異なる他の横断面を例示する模式図である。
【図４Ａ】ビード部として該衝撃吸収部材の外表面から凹んだディンプルを設けた衝撃吸収部材の作用を説明する模式図である。
【図４Ｂ】ビード部として該衝撃吸収部材の外表面から膨出した膨隆を設けた衝撃吸収部材の作用を説明する模式図である。
【図５Ａ】中空柱状部材の座屈変形後の状態をＦＥＭ数値解析により求めた横断面図であり、凹凸独立モードを示す図である。
【図５Ｂ】中空柱状部材の座屈変形後の状態をＦＥＭ数値解析により求めた横断面図であり、凹凸混合モードを示す図である。
【図６Ａ】本発明による衝撃吸収部材の斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａにおいて円Ａで示す部分の拡大図である。
【図７Ａ】本発明による衝撃吸収部材の変形例の斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａの衝撃吸収部材の横断面図である。
【図８Ａ】比較例１による衝撃吸収部材について衝撃荷重を加える前の状態を示す斜視図である。
【図８Ｂ】実施例１による衝撃吸収部材について衝撃荷重を加える前の状態を示す斜視図である。
【図８Ｃ】実施例２による衝撃吸収部材について衝撃荷重を加える前の状態を示す斜視図である。
【図８Ｄ】比較例２による衝撃吸収部材について衝撃荷重を加える前の状態を示す斜視図である。
【図８Ｅ】比較例３による衝撃吸収部材について衝撃荷重を加える前の状態を示す斜視図である。
【図９】比較例１の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの変形状態をＦＥＭ数値解析により求めた斜視図である。
【図１０】実施例１の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの変形状態をＦＥＭ数値解析により求めた斜視図である。
【図１１】実施例２の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの変形状態をＦＥＭ数値解析により求めた斜視図である。
【図１２】比較例２の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの変形状態をＦＥＭ数値解析により求めた斜視図である。
【図１３】比較例３の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの変形状態をＦＥＭ数値解析により求めた斜視図である。
【図１４Ａ】実施例１と比較例１の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの衝撃吸収部材からの反力と変形量（潰れ量）との関係を測定したグラフである。
【図１４Ｂ】実施例２と比較例１の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの衝撃吸収部材からの反力と変形量（潰れ量）との関係を測定したグラフである。
【図１４Ｃ】比較例１、２の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの衝撃吸収部材からの反力と変形量（潰れ量）との関係を測定したグラフである。
【図１４Ｄ】比較例１、３の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの衝撃吸収部材からの反力と変形量（潰れ量）との関係を測定したグラフである。
【図１５Ａ】実施例１と比較例１の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの変形量（潰れ量）と吸収したエネルギー量との関係を測定したグラフである。
【図１５Ｂ】実施例２と比較例１の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの変形量（潰れ量）と吸収したエネルギー量との関係を測定したグラフである。
【図１５Ｃ】比較例１、２の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの変形量（潰れ量）と吸収したエネルギー量との関係を測定したグラフである。
【図１５Ｄ】比較例１、３の衝撃吸収部材に衝撃荷重を加えたときの変形量（潰れ量）と吸収したエネルギー量との関係を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した衝撃吸収部材について、図面を参照して詳細に説明する。
図１Ａ〜図１Ｄを参照すると、正方形状の中空断面を有する直線状の中空柱状部材に対して、その一端側から軸線方向に衝撃荷重を加えたときに、この中空柱状部材に生じる各種の変形モードが示されている。図１Ａ〜図１Ｄに示す変形モードは、これらの中空柱状部材に衝撃荷重を加えたときの変形状態をＦＥＭ(Finite Element Method)数値解析（コンピューターシミュレーション）により求めたものである。
【００１８】
図１Ａは、局所的な座屈によって折れ曲がった状態を表している。一方、図１Ｂは、軸線方向に不規則に座屈変形した非コンパクトモードを表している。図１Ｃ、１Ｄは、軸線方向に蛇腹状に座屈変形するモード、すなわち軸線方向において山部と谷部とを交互に繰り返しながら圧潰するコンパクトモードを表している。特に、図１Ｃは、コンパクトモードのうち凹凸混合モードを表している。この凹凸混合モードは、図２Ａ、２Ｂに模式的に例示する中空柱状部材の任意の横断面において、蛇腹の谷部（凹部）と山部（凸部）が混在して表れるモードである。これに対して、図１Ｄは、コンパクトモードのうち凹凸独立モードを表している。この凹凸独立モードは、図３Ａ、３Ｂに模式的に示す中空柱状部材の任意の横断面において、蛇腹の谷部（凹部）または山部（凸部）のみが表れるモードである。「凹凸独立モード」および「凹凸混合モード」との用語は、「拡張モード(extension mode)」および「不拡張モード(inextension mode)」とも称されることがある。
【００１９】
この場合、図１Ａに示す変形モードから図１Ｄに示す変形モードに向かうに従って、部材全体に対する変形部分の割合が大きくなる。従って、部材の変形量（潰れ量）に対する衝撃エネルギーの吸収量が最も高いのは、図１Ｄに示す凹凸独立モードである。すなわち、この凹凸独立モードは、軸線方向に最も効率良く座屈変形を生じさせることができるため、非常に優れた衝撃吸収性能を示すことになる。
【００２０】
本発明では、衝撃吸収部材の複数の壁部のうち少なくとも１つの壁部に座屈変形の端緒を与える少なくとも１つのビード部が設けられており、該少なくとも１つのビード部は、該ビード部が形成されている壁部の前記軸線に平行に延びる一方の縁部に偏倚させて配置されている。これにより、上記凹凸独立モードを意図的に誘発させることが可能である。
【００２１】
具体的には、本発明では、例えば図４Ａに示す正方形状の中空断面を有する衝撃吸収部材１は、中心軸線Ｏと、該中心軸線Ｏの周囲に配置された４つの壁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとを有しており、該４つの壁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに形成されたビード部として複数のディンプル２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設けられている。ディンプル２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、壁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの一方の縁部に偏倚させて配置されている。より詳細には、図４Ａに示す実施形態では、４つのディンプル２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが、中心軸線Ｏに対して垂直な断面内で４つの壁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの各々において、４つの壁部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの中心Ｐcに対して、矢印Ｙで示す周方向に同じ側に位置する角部１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｇ側に偏倚させて配置されている。また、本実施の形態では、ディンプル２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、底面が球面の一部を含む形状を有している。
【００２２】
この場合、図４Ａ、５Ａに示すように、衝撃吸収部材１の一端側から軸線方向に衝撃荷重を加えることによって、各角部１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈの稜線が周方向において同じ方向Ｙ、すなわちディンプル１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを設けた側（Ｘ方向）に倒れ込みながら座屈し始める。これにより、上記凹凸独立モードを意図的に誘発させることができる。
【００２３】
すなわち、本発明のビード部は、上記凹凸独立モードを意図的に誘発させる座屈誘発部として、衝撃吸収部材が軸線方向に座屈変形するときに、各角部の稜線が周方向において同じ方向に倒れ込みながら座屈し始めるように、その方向を決定する機能を有する。従って、本発明のビード部は、上記従来のビード部のように座屈変形の端緒を与える機能とは異なり、直接的に座屈変形の端緒とはならず、むしろ角部の稜線が倒れ込んだ後（座屈後）に、凹凸独立モードへと速やかに移行させる機能を有する。
【００２４】
一方、上記凹凸混合モードでは、図５Ｂに示すように、各角部１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈの稜線が互いに異なる方向に倒れ込みながら座屈し始めることになる。なお、図５Ｂでは、便宜上、上記図５Ａと同等の部分について同じ符号を付している。
【００２５】
従って、本発明を適用した衝撃吸収部材では、上記凹凸独立モードを意図的に誘発させることによって、軸線方向に効率良く座屈変形を生じさせることができ、その結果、外部から加わる衝撃エネルギーの吸収量を高めて、優れた衝撃吸収性能を発揮することが可能となる。
【００２６】
そして、自動車等の車体において、このような衝撃吸収部材を採用した場合には、車体の軽量化と高剛性化を両立させながら、燃費及び運動性能の向上を図りつつ、衝突安全性に優れた車体構造とすることが可能である。
【００２７】
本実施形態では、上記図４Ａに示す衝撃吸収部材１を例示したが、本発明を適用した衝撃吸収部材については、このような形態に限らず、種々の形態をとることが可能である。すなわち、本発明は、多角形状の中空断面を有して、外部から加わる衝撃エネルギーを軸線方向に座屈変形（軸圧潰）しながら吸収する中空柱状の衝撃吸収部材に対して幅広く適用することが可能である。
【００２８】
具体的には、衝撃吸収部材としては、例えば、鋼板をプレス成形したものを溶接等で接合し、中空柱状に成形した薄肉構造体（中空柱状部材）からなるものを挙げることができる。ビード部は、この中空柱状部材を接合する前後にプレス加工等により設けることができる。
【００２９】
なお、衝撃吸収部材の材質については、上述した鋼板からなるものに限らず、例えば、鉄、アルミニウム、銅、またはそれらの合金などの金属材料や、ＦＲＰなどの樹脂材料等、外部から加わる衝撃エネルギーを軸線方向に座屈変形（軸圧潰）しながら吸収可能なものであればよい。また、溶接等により接合したものに限らず、押出成形等により中空柱状に成形されたものであってもよい。この場合、ビード部は、成形後にプレス加工等により設けることができる。また、衝撃吸収部材は、軽量化と高剛性化を両立させるため、例えば四角形や六角形など三〜八角形状の中空断面構造を有することが好ましい。
【００３０】
ビード部は、図４Ａに示す、衝撃吸収部材１の外表面に形成した複数の凹みであるディンプルに限定されず、衝撃吸収部材１の外表面から膨出した複数の膨隆であってもよい。図４Ｂを参照すると、正方形状の中空断面を有する衝撃吸収部材１′は、４つの壁部１ａ′、１ｂ′、１ｃ′、１ｄ′と、該４つの壁部１ａ′、１ｂ′、１ｃ′、１ｄ′に形成されたビード部として複数の膨隆２ａ′、２ｂ′、２ｃ′、２ｄ′を含み、膨隆２ａ′、２ｂ′、２ｃ′、２ｄ′は、壁部１ａ′、１ｂ′、１ｃ′、１ｄ′の各々の中央Ｐc′に対して、矢印Ｙで示す周方向に同じ側に位置する角部１ｅ′、１ｆ′、１ｇ′、１ｇ′側に偏倚させて配置されている。また、膨隆２ａ′、２ｂ′、２ｃ′、２ｄ′は、球面の一部を有した形状を呈している。
【００３１】
ビード部が、衝撃吸収部材１の外表面に形成した複数の凹みであるディンプルの場合には、上記図４Ａに模式的に示した衝撃吸収部材１のように、各角部１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈの稜線が周方向において、ディンプル１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを設けた側（Ｘ方向）に倒れ込みながら座屈し始める。これに対して、図４Ｂに模式的に示す衝撃吸収部材１′のように、その外表面の外側に向かって隆起した膨隆１ａ′、１ｂ′、１ｃ′、１ｄ′を、周方向において同じ方向Ｙ′に位置する角部１ｅ′、１ｆ′、１ｇ′、１ｇ′側に偏倚させて配置した場合には、各角部１ｅ′、１ｆ′、１ｇ′、１ｈ′の稜線が周方向において、これら膨隆１ａ′、１ｂ′、１ｃ′、１ｄ′を設けたとは反対側（Ｘ′方向）に倒れ込みながら座屈し始めることになる。
【００３２】
また、図６Ａ、６Ｂに示すように、ビード部としてのディンプル２は、衝撃吸収部材１の座屈の開始端側から軸線方向に並べて配置することができる。この場合、ディンプル２は、壁部の一辺の長さピッチで配置することが好ましい。さらに、最も開始端側に位置するディンプル２は、この開始端から壁部の一辺の長さの１／２以上離れた位置に配置することが好ましい。これにより、蛇腹状の座屈変形を安定して生じさせることができる。これは、また、ビード部が、衝撃吸収部材１の外表面から膨出する膨隆の場合も同様である。
【００３３】
また、ビード部の形状については、上記本発明のビード部の機能を発揮するものであれば、既述した球面の一部を有した形状のディンプルや膨隆に限定されず、例えばＶ字状やＵ字状等の断面形状を有していてもよい。図７Ａ、７Ｂに示すディンプル２は、衝撃吸収部材１の軸線方向と直交する方向（横断面方向）に延びるトラフ形の凹所より成る。この場合、上記本発明のビード部としての機能を更に高めることができる。トラフ形の凹所２の衝撃吸収部材１の軸線Ｏに垂直な方向の長さＬ1は、好ましくは1/10Ｗ≦Ｌ1≦3/4Ｗ（Ｗ：壁部の幅であり衝撃吸収部材１の稜線間の距離）とする。トラフ形の凹所２の衝撃吸収部材１の軸線Ｏの方向の長さＬ2は、好ましくは1/20Ｌ1≦Ｌ2≦Ｌ1とする。更に、凹所２と稜線との間の距離Ｌ3は、好ましくはＴ≦Ｌ3≦1/5Ｔ（Ｔ：板厚）とする。
【００３４】
本発明によれば、衝撃吸収部材の中空断面を構成する少なくとも１つ以上の壁部において一方の角部に偏倚させてビード部を配置することによって、上記凹凸独立モードを意図的に誘発させることが可能である。すなわち、本発明では、少なくとも１つの壁部に偏倚して設けられたビード部を起点にして、該ビード部が偏倚した側にある角部の稜線が倒れ込む方向が決まるため、その他の角部の稜線についても、その起点となった角部の稜線と同一方向に倒れ込みを誘発させることができる。
【００３５】
然しながら、このような角部の同一方向への倒れ込みを安定化させるためには、２つ以上の壁部にビード部を角部側に偏倚させて配置することがより好ましく、更に、全ての壁部にビード部を角部側に偏倚させて配置することが最も好ましい。すなわち、衝撃吸収部材の中空断面においてビード部を付与した部分は、座屈変形後に蛇腹の谷部（凹部）となる。このため、全ての壁部にビード部を配置した場合には、その横断面においてビード部が付与されていない角部が座屈変形後に蛇腹の山部（凸部）となるといったことを未然に防ぐことが可能である。なお、複数の壁部にビード部を角部側に偏倚させて配置する場合は、多角形状を有する中空断面の対角を為す壁部から順に配置していくことが、ビード部の配置のバランスを考える上で好ましい。
【００３６】
また、本発明において、ビード部を角部側に偏倚させて配置するとは、ビード部が壁部の中央部にかからない（中央部を変形させない）程度に角部側にずらして配置することを言う。さらに、ビード部は、周方向において同じ方向に位置する角部の近傍に配置することが好ましい。ここで、角部の近傍とは、角部の稜線にかからない（角部を変形させない）程度に角部に近づけた位置をいい、ビード部の中心を壁部の幅に対して１／４以下ほど角部側に近づけた位置を言う。本発明では、ビード部を角部の近傍に配置することで、上記角部の稜線の倒れ込みを安定して行わせることができる。一方、角部にビード部が形成されると、座屈は安定するものの、角部が支える荷重が低下するために、その結果として座屈変形による吸収したエネルギー量が低下することになる。
【００３７】
また、本発明では、ビード部を偏倚させる方向を衝撃吸収部材に加わる捻れ方向の荷重の向きと一致させることで、この捻れ荷重に対しても有効に衝撃吸収性能を発揮させることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。【００３９】
本実施例では、先ず、実施例１、２及び比較例１〜３の衝撃吸収部材に対して、その一端側から軸線方向に衝撃荷重を加えたときの変形状態をＦＥＭ数値解析（コンピューターシミュレーション）により求めた。なお、このＦＥＭ数値解析による解析条件は、板厚１．４ｍｍ、一辺が５０ｍｍ、長さが３００ｍｍの正方形状の中空断面を有する直線状の中空柱状部材をモデルとした。このモデルの材料定数は、下記表１のとおりである。【００４０】
【表１】
0005488769.tif 000002
【００４１】
そして、この中空柱状部材の一端（上端）側に１０００ｋｇの剛体壁を４．４４ｍ／ｓで落下させたときの変形状態を求めた。なお、このＦＥＭ数値解析で使用する構成方程式は、下記に示すＳｗｉｆｔ＋Ｃｏｗｐｅｒ−Ｓｙｍｏｎｄｓの式である。また、解析時間は５０ｍｓとした。【００４２】
【数１】
0005488769.tif 000003
【００４３】
（比較例１）
比較例１は、図８Ａに示すように、上記中空柱状部材にビード部を設けなかった場合である。この場合、図９に示すように、座屈変形の初期段階で凹凸独立モードが一瞬だけ現れたものの、すぐに凹凸混合モードとなり、それ以降は凹凸混合モードで変形が進むことがわかる。【００４４】
（実施例１）
実施例１は、図８Ｂに示すように、上記中空柱状部材を構成する４つの壁部に、深さビード部として２．５ｍｍのディンプルを周方向において同じ方向に位置する角部側に偏倚させて設け、なお且つ、ディンプルを軸線方向に５０ｍｍ間隔で並べて配置した場合である。この場合、図１０に示すように、座屈変形の初期段階から凹凸独立モードで座屈変形が進むことがわかる。【００４５】
（実施例２）
実施例２は、図８Ｃに示すように、上記中空柱状部材を構成する４つの壁部に、ビード部として深さ２．５ｍｍのディンプルを周方向において同じ方向に位置する角部側に偏倚させて設け、なお且つ、軸線方向の上部に１列のみ配置した場合である。この場合、図１１に示すように、座屈変形の初期段階から凹凸独立モードで座屈変形が進むことがわかる。なお、更に衝撃荷重の追加により座屈変形が進むと仮定した場合には、ビード部を設けなかった場合と同じ条件となり、その後は凹凸混合モードで座屈変形が進むことが予想される。【００４６】
（比較例２）
比較例２は、図８Ｄに示すように、上記中空柱状部材を構成する４つの壁部に、軸線方向に延びる溝部を周方向において同じ方向に位置する角部側に偏倚させて設けた場合である。この場合、図１２に示すように、座屈変形の初期段階で凹凸独立モードが一瞬だけ現れたものの、すぐに凹凸混合モードとなり、それ以降は凹凸混合モードで変形が進むことがわかる。【００４７】
（比較例３）
比較例３は、図８Ｅに示すように、上記中空柱状部材を構成する３つの壁部に、軸線方向に延びる溝部を周方向において同じ方向に位置する角部側に偏倚させて設けた場合である。この場合、図１３に示すように、座屈変形の初期段階から凹凸混合モードで座屈変形が進むことがわかる。【００４８】
次に、実施例１、２及び比較例１〜３の衝撃吸収部材に対して、その一端側から軸線方向に衝撃荷重を加えたときに、衝撃吸収部材からの反力（衝撃エネルギーに対する部材の抵抗力）と変形量（潰れ量）との関係を測定した結果を図１４Ａ〜図１４Ｄに示す。図１４Ａ〜図１４Ｄにおいて、図１４Ａのグラフは実施例１の場合、図１４Ｂのグラフは実施例２の場合、図１４Ｃのグラフは実施例３の場合、図１４Ｄのグラフは実施例４の場合であり、各グラフは比較例１との比較で表している。なお、衝撃吸収部材からの反力と潰れ量との積が吸収したエネルギー量に相当するため、反力が高いほど優れた衝撃吸収性能を有することになる。【００４９】
また、実施例１、２及び比較例１〜３の衝撃吸収部材に対して、その一端側から軸線方向に衝撃荷重を加えたときに、変形量（潰れ量）と吸収したエネルギー量との関係を測定した結果を図１５Ａ〜図１５Ｄに示す。図１５Ａ〜図１５Ｄにおいて、図１５Ａのグラフは実施例１の場合、図１５Ｂのグラフは実施例２の場合、図１５Ｃのグラフは実施例３の場合、図１５Ｄのグラフは実施例４の場合であり、各グラフは比較例１との比較で表している。【００５０】
図１４Ａ〜図１４Ｄおよび図１５Ａ〜図１５Ｄに示すように、実施例１、２の衝撃吸収部材では、凹凸独立モードを誘発させることによって、比較例１の凹凸混合モードよりも変形量（潰れ量）に対する衝撃エネルギーの吸収量の割合が高くなっており、優れた衝撃吸収性能を発揮していることがわかる。
【符号の説明】
【００５１】
１    衝撃吸収部材
１′    衝撃吸収部材
１ａ    壁部
１ｂ    壁部
１ｃ    壁部
１ｄ    壁部
１ａ′    壁部
１ｂ′    壁部
１ｃ′    壁部
１ｄ′    壁部
１ｅ    角部
１ｆ    角部
１ｇ    角部
１ｈ    角部
１ｅ′    角部
１ｆ′    角部
１ｇ′    角部
１ｈ′    角部
２ａ    ディンプル
２ｂ    ディンプル
２ｃ    ディンプル
２ｄ    ディンプル
２ａ′    膨隆
２ｂ′    膨隆
２ｃ′    膨隆
２ｄ′    膨隆
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
0005488769.tif 000006
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
0005488769.tif 000008
【図４Ｂ】
0005488769.tif 000009
【図１４Ａ】
0005488769.tif 000010
【図１４Ｂ】
0005488769.tif 000011
【図１４Ｃ】
0005488769.tif 000012
【図１４Ｄ】
0005488769.tif 000013
【図１５Ａ】
0005488769.tif 000014
【図１５Ｂ】
0005488769.tif 000015
【図１５Ｃ】
0005488769.tif 000016
【図１５Ｄ】
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【図１Ａ】
0005488769.tif 000018
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図５Ａ】
0005488769.tif 000022
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
0005488769.tif 000024
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
0005488769.tif 000028
【図８Ｂ】
0005488769.tif 000029
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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