(57)【要約】      （修正有）【課題】斜め荷重入力時においても、軸方向での屈曲を招くことなく、衝撃荷重を負荷されると、軸方向へ安定して蛇腹状に座屈することによって所定の衝撃吸収量を確保することで安定して座屈することにより所定の衝撃吸収能を確保することができる衝撃吸収部材を提供する。【解決手段】筒体１０は、外部へ向けたフランジを具備せず、軸方向の少なくとも一部における横断面形状が複数の頂点Ａ〜Ｐを有する閉断面であるとともに、これら複数の頂点Ａ〜Ｐのうちの一部を直線で連結して得られる最大の輪郭ＡＢＣＤＩＪＫＬからなる基本断面の辺ＤＩ、ＬＡの一部であってかつこの辺の端点Ｄ、Ｉ、Ｌ、Ａを除く領域が、筒体１０の内部へ向けて凹んだ溝部１４を形成するように、屈曲して形成される。【選択図】      図１６
2006207724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一方の端部から該軸方向又は該軸方向と交差する方向へ向けて衝撃荷重を負荷されて座屈することにより蛇腹状に変形することによって衝撃エネルギを吸収するための筒体を備える衝撃吸収部材であって、
該筒体は、外部へ向けたフランジを具備せず、前記軸方向の少なくとも一部における横断面形状が複数の頂点を有する閉断面であるとともに、該複数の頂点のうちの２Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面の少なくとも一の辺の一部であってかつ該辺の端点を除く領域が、前記筒体の内部へ向けて凹んだ溝部を形成するように、屈曲して形成され、かつ、
前記基本断面における対向する1対の辺のそれぞれの中点を連結して得られるＮ本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により前記筒体の横断面形状を分割することによって得られる二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントが、前記軸方向の一部又は全部において相違すること
を特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
軸方向の一方の端部から該軸方向又は該軸方向と交差する方向へ向けて衝撃荷重を負荷されて座屈することにより蛇腹状に変形することによって衝撃エネルギを吸収するための筒体を備える衝撃吸収部材であって、
該筒体は、外部へ向けたフランジを具備せず、前記軸方向の少なくとも一部における横断面形状が複数の頂点を有する閉断面であるとともに、該複数の頂点のうちの（２Ｎ＋１）個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面の少なくとも一の辺の一部であってかつ該辺の端点を除く領域が、前記筒体の内部へ向けて凹んだ溝部を形成するように、屈曲して形成され、かつ、
前記基本断面における一の頂点と、該基本断面における一の頂点から数えてＮ個目の頂点、及び（Ｎ＋１）個目の頂点からなる辺の中点と連結して得られる（２Ｎ＋１）本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により前記筒体の横断面形状を分割することによって得られる二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントが、前記軸方向の一部又は全部において相違すること
を特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記二つの仮想分割部の全塑性曲げモーメントは、該二つの仮想分割部の横断面形状、該二つの仮想分割部をなす筒体の板厚、及び、該二つの仮想分割部をなす筒体の材質のうちの少なくとも一つが異なることにより、相違することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された衝撃吸収部材。
【請求項４】
前記二つの仮想分割部の横断面形状は、前記軸方向の一部又は全部において、前記溝部の寸法、及び、前記領域の内部における前記溝部の形成位置のうちの少なくとも一方が前記軸方向に変化するように該溝部を形成することにより、異なる請求項３に記載された衝撃吸収部材。
【請求項５】
前記溝部は、該溝部を有する前記辺の幅をａとし、一つの前記溝部の開口幅をＷｉとし、前記筒体の板厚をｔとし、前記辺に設けられた前記溝部の個数をｎとし、前記辺に設けられたｎ個の前記溝部によって分割されて残った（ｎ＋１）個の残余の領域のそれぞれの幅をＸｊとした場合に、下記（１）式及び（２）式を満足するように、設けられる請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された衝撃吸収部材。
４ｔ＜Ｗｉ＜６５ｔ      ｉ＝１〜ｎ                ・・・・・（１）
４ｔ＜Ｘｊ＜６５ｔ      ｊ＝１〜ｎ＋１            ・・・・・（２）
ただし、ΣＷｉ＋ΣＸｊ＝ａであり、かつΣＷｉは、幅ａの辺に形成された溝部の開口幅Ｗｉの総和であり、溝部の開口幅は、幅ａの辺と溝部の輪郭線との２つの交点の間の距離であり、ΣＸｊは前記幅Ｘｊの総和である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃吸収部材に関する。具体的には、本発明は、例えば自動車等の車両の衝突時に発生する衝撃エネルギを吸収することができる衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、現在の多くの自動車の車体は、軽量化と高剛性とを両立するために、フレームと一体化したボディ全体により荷重を支えるモノコックボディによって構成される。自動車の車体は、車両の衝突時には、車両の機能の損傷を抑制し、かつキャビン内の乗員の生命を守る機能を有さなければならない。車両の衝突時の衝撃エネルギを吸収してキャビンへの衝撃力を緩和することによってキャビンの損傷をできるだけ低減するためには、例えばエンジンルームやトランクルームといったキャビン以外のスペースを優先的に潰すことが有効である。
【０００３】
このような安全上の要請から、車体の前部、後部あるいは側部等の適宜箇所には、衝突時の衝撃荷重が負荷されると圧壊することによって衝撃エネルギを積極的に吸収するための衝撃吸収部材が設けられている。これまでにも、このような衝撃吸収部材として、フロントサイドメンバ、サイドシルさらにはリアサイドメンバ等の箱状部材や、フードインナ等の補強部材が知られている。
【０００４】
近年には、クラッシュボックスといわれる衝撃吸収部材をフロントサイドメンバの先端に例えば締結や溶接等の適宜手段によって装着することによって、車体の安全性の向上と、軽衝突による車体の損傷を略解消することによる修理費の低減とをともに図ることが、行われるようになってきた。クラッシュボックスとは、衝撃吸収部材の長手方向（本明細書では「軸方向」という）へ負荷される衝撃荷重によって軸方向へ蛇腹状（アコーデオン状）に優先的に座屈することにより衝撃エネルギを吸収する部材である。
【０００５】
この衝撃吸収部材に要求される衝撃吸収性能とは、具体的には、衝撃荷重が軸方向へ負荷されると軸方向へ繰り返し安定して座屈することにより蛇腹状に変形すること、圧壊時の平均荷重が高いこと、及び、圧壊の際に発生する最大反力がこの衝撃吸収部材の近傍に配置された他の自動車車体構成部材を破壊しない範囲に抑制されることである。
【０００６】
これまでにも、衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を向上させるための材質や形状が多数開発されている。一般的に広く用いられてきた衝撃吸収部材は、例えば特許文献１に開示されるような、ハット形の横断面形状の部材の縁に設けられたフランジを介して裏板をスポット溶接することによって横断面形状が四角形の箱状部材としたものである。なお、本明細書において「フランジ」とは、横断面における輪郭から外部へ向けて突出した平板状の縁部を意味する。
【０００７】
これに対し、特許文献２には、一端から他端へ向けての横断面形状が四角形以上の凸多角形からこの凸多角形よりも辺の数が多い他の凸多角形へと連続的に変化する閉断面構造を有することによって、衝突の初期の荷重を低減しながら衝撃吸収量を向上させた衝撃吸収部材に係る発明が開示されている。なお、本明細書において「凸多角形」とは、内部に存在する任意の二点を結んで得られる線分の全てがその内部に存在する多角形を意味する。
【０００８】
また、特許文献３には、内部に隔壁を有し、輪郭の横断面形状が凸多角形である衝撃吸収部材に係る発明が開示されている。
また、特許文献４には、四角形の横断面形状を有する素材の４つの頂点を含む４つの角部に、内部へ向けた略直角二等辺三角形状の溝部を形成することによって、強度を高めた衝撃吸収部材に係る発明が開示されている。
【０００９】
さらに、特許文献５には、フランジを有するハット形の横断面形状のフロントサイドメンバの側面に、軸方向へ延在するビードを形成することによって、衝撃荷重が負荷された際のフロントサイドメンバの折れ曲がりを抑制する発明が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１２８４８７号公報
【特許文献２】特開平９−２７７９５３号公報
【特許文献３】特開２００３−４８５６９号公報
【特許文献４】特開２００２−２８４０３３号公報
【特許文献５】特開平８−１０８８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、これらの従来のいずれの発明によっても、衝撃荷重、特に、衝撃吸収部材の軸方向と交差する方向、例えば軸方向との交差角度が０度超１５度以下に含まれる方向へ向けての衝撃荷重（本明細書では、「斜め荷重」という）が入力された場合に、軸方向での屈曲を生じることなく安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することによって所定の衝撃エネルギの吸収量を確保することができ、安定した高性能を発揮し得る衝撃吸収部材を提供することはできない。
【００１２】
すなわち、実際の車両衝突時に衝撃吸収部材に負荷される衝撃荷重は、衝撃吸収部材の軸方向と平行な方向ではなく、衝撃吸収部材の軸方向からずれた方向へ負荷されることのほうが多い。しかし、上述した特許文献１〜５に記載された発明が想定する衝撃荷重の負荷方向は、いずれも、衝撃吸収部材の軸方向と平行な方向である。このため、特許文献１〜５に開示された衝撃吸収部材に斜め荷重が負荷されると、軸方向に座屈変形して蛇腹状に変形する段階の途中で軸方向での屈曲変形を生じてしまい、安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することができなくなるために、所定の衝撃エネルギの吸収量を確保できなくなるおそれが高い。
【００１３】
なお、自動車の車体に用いられる衝撃吸収部材の横断面形状は、他の自動車車体構成部材や搭載される自動車車体装着部品との寸法の取り合いにより、殆どの場合、扁平形状である。このため、特許文献１により開示されたような単純な正多角形等の凸多角形の横断面形状を有する衝撃吸収部材を用いること自体、そもそも難しい。
【００１４】
また、特許文献２により開示された発明では、衝撃吸収部材の横断面形状が略全長に渡って徐々に変化する。このため、軸方向の位置によっては、衝撃吸収部材の横断面形状が不可避的に安定した座屈には適さない形状になる。したがって、この衝撃吸収部材は、斜め荷重が負荷される場合のみならず、軸方向と平行な方向へ衝撃荷重が負荷される場合であっても、軸方向へ繰り返し安定して座屈変形することは難しく、蛇腹状に変形しないおそれがある。
【００１５】
また、特許文献３により開示された発明では、隔壁を設けられた部分の強度が過剰に上昇するおそれがある。このため、この発明では、座屈が不安定となってかえって衝撃エネルギの吸収量が不足するおそれがあるとともに、圧壊の特に初期に衝撃吸収部材に生じる最大反力が、この衝撃吸収部材の近傍に存在する他の自動車車体構成部材の強度を超え、衝撃吸収部材が圧壊されて蛇腹状に座屈変形する前に他の自動車車体構成部材が先に損傷するおそれもある。したがって、この衝撃吸収部材も、斜め荷重が負荷される場合のみならず、軸方向と平行な方向へ衝撃荷重が負荷される場合であっても、軸方向へ繰り返し安定して座屈変形することは難しく、蛇腹状に変形しないおそれがある。
【００１６】
また、特許文献４により開示された発明では、もともと強度が高いコーナ部にさらに加工を行って切欠き部を設けるため、この切欠き部の強度が過剰に上昇し、安定して座屈することができないおそれがある。したがって、この発明では、特許文献３により開示された発明と同様に、衝撃エネルギの吸収量が不足するおそれがあるとともに、この衝撃吸収部材が圧壊される前に他の自動車車体構成部材が先に損傷してしまうおそれがあり、斜め荷重が負荷される場合のみならず、軸方向と平行な方向へ衝撃荷重が負荷される場合であっても、軸方向へ繰り返し安定して座屈変形することは難しく、蛇腹状に変形しないおそれがある。
【００１７】
さらに、特許文献５により開示された発明では、衝撃吸収部材がフランジを有するハット形の横断面形状を有する。このため、この発明によれば、負荷された衝撃荷重による折れ曲がりを抑制することは確かに可能になると考えられる。しかし、この発明によっては、斜め荷重が負荷される場合のみならず、軸方向と平行な方向へ衝撃荷重が負荷される場合であっても、軸方向へ繰り返し安定して座屈変形することは難しく、蛇腹状に変形しないおそれがある。
【００１８】
したがって、本発明の目的は、軸方向への衝撃荷重が負荷される場合のみならず、軸方向と交差する方向、例えば軸方向との交差角度が０度超１５度以下に含まれる方向へ向けての衝撃荷重が負荷される場合においても、軸方向での屈曲を生じることなく安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することによって所定の衝撃エネルギの吸収量を確保することができ、安定した高性能を発揮し得る衝撃吸収部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、先に、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１１１８により、（ａ）外部へ向けたフランジを具備せず、（ｂ）軸方向の少なくとも一部における横断面形状が複数の頂点を有する閉断面であるとともに、（ｃ）これら複数の頂点のうちの一部を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面の少なくとも一の辺の一部であってかつこの辺の端点を除く領域が、内部へ向けて凹んだ溝部を形成するように屈曲して形成される筒体を備える衝撃吸収部材に係る発明を提案した。この衝撃吸収部材は、上記事項（ａ）〜（ｃ）を全て有する筒体を備えることにより、筒体の軸方向の一方の端部からこの軸方向へ向けて衝撃荷重を負荷されると、軸方向へ向けて順次座屈変形して蛇腹状に変形することによって衝撃エネルギを十分に吸収することができるものである。
【００２０】
そこで、本発明者らは、この提案に係る衝撃吸収部材を基本とし、その性能を上述した斜め荷重に対しても有効に発揮し得るように高めることを目標として鋭意検討を重ねた結果、この提案に係る衝撃吸収部材が斜め荷重の方向に対して、最初に荷重を受ける側と反対側における曲げ剛性あるいは曲げ強度、すなわち、全塑性曲げモーメントＭｐ（降伏応力×全塑性における断面係数Ｚｐ）のバランスを変更すればよいことを知見した。
【００２１】
すなわち、（１）上記筒体が、２Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面を有する場合には、この基本断面における対向する1対の辺のそれぞれの中点を連結して得られるＮ本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により、又は（２）上記筒体が、（２Ｎ＋１）個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面を有する場合には、この基本断面における一の頂点と、この基本断面における一の頂点から数えてＮ個目の頂点、及び（Ｎ＋１）個目の頂点からなる辺の中点と連結して得られる（２Ｎ＋１）本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により、この筒体の横断面形状を分割することによって得られる二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を筒体の軸方向の少なくとも一部において相違させること、すなわちＭｐ１＜Ｍｐ２又はＭｐ１＞Ｍｐ２と設定することにより、軸方向と交差する方向、例えば軸方向との交差角度が０度超１５度以下に含まれる方向へ向けての衝撃荷重を負荷された場合においても、軸方向での屈曲を生じることなく安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することが可能となる。
【００２２】
また、二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を筒体の軸方向の少なくとも一部において相違させるには、例えば、（ｉ）二つの仮想分割部の横断面形状、（ｉｉ）二つの仮想分割部をなす筒体の板厚、及び、（ｉｉｉ）二つの仮想分割部をなす筒体の材質のうちの少なくとも一つを異ならせればよく、特に（ｉ）項の場合に二つの仮想分割部の横断面形状を異ならせるには、軸方向の一部又は全部において、溝部の寸法、及び、領域の内部における前記溝部の形成位置のうちの少なくとも一方が軸方向に変化するよう溝部を形成すればよい。
【００２３】
本発明はこれらの新規かつ独創的な知見に基づくものである。
本発明は、軸方向の一方の端部からこの軸方向又はこの軸方向と交差する方向へ向けて衝撃荷重を負荷されて座屈することにより蛇腹状に変形することによって衝撃エネルギを吸収するための筒体を備える衝撃吸収部材であって、この筒体が、外部へ向けたフランジを具備せず、軸方向の少なくとも一部における横断面形状が複数の頂点を有する閉断面であるとともに、該複数の頂点のうちの２Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面の少なくとも一の辺の一部であってかつこの辺の端点を除く領域が、筒体の内部へ向けて凹んだ溝部を形成するように、屈曲して形成され、かつ、基本断面における対向する1対の辺のそれぞれの中点を連結して得られるＮ本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により筒体の横断面形状を分割することによって得られる二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントが、軸方向の一部又は全部において相違することを特徴とする衝撃吸収部材である。
【００２４】
また、本発明は、軸方向の一方の端部からこの軸方向又はこの軸方向と交差する方向へ向けて衝撃荷重を負荷されて座屈することにより蛇腹状に変形することによって衝撃エネルギを吸収するための筒体を備える衝撃吸収部材であって、筒体が、外部へ向けたフランジを具備せず、軸方向の少なくとも一部における横断面形状が複数の頂点を有する閉断面であるとともに、これら複数の頂点のうちの（２Ｎ＋１）個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面の少なくとも一の辺の一部であってかつこの辺の端点を除く領域が、筒体の内部へ向けて凹んだ溝部を形成するように、屈曲して形成され、かつ、基本断面における一の頂点と、基本断面における一の頂点から数えてＮ個目の頂点、及び（Ｎ＋１）個目の頂点からなる辺の中点と連結して得られる（２Ｎ＋１）本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により筒体の横断面形状を分割することによって得られる二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントが、軸方向の一部又は全部において相違することを特徴とする衝撃吸収部材である。
【００２５】
なお、この本発明における「・・・基本断面における一の頂点から数えてＮ個目の頂点、及び（Ｎ＋１）個目の頂点・・・」との事項は、この一の頂点の隣に位置する頂点を１個目の頂点と数え、同じ方向にこの１個目の頂点の隣に位置する頂点を２個目の頂点と数えることを意味するものであり、この一の頂点を１個目の頂点と数え、この一の頂点の隣に位置する頂点を２個目の頂点と数え、同じ方向にこの頂点の隣に位置する頂点を３個目の頂点と数えることを意味するものではない。
【００２６】
これらの本発明に係る衝撃吸収部材では、二つの仮想分割部の全塑性曲げモーメントが、（ｉ）二つの仮想分割部の横断面形状、（ｉｉ）二つの仮想分割部をなす筒体の板厚、及び、（ｉｉｉ）二つの仮想分割部をなす筒体の材質のうちの少なくとも一つが異なることにより、相違することが望ましい。
【００２７】
そして、上記（ｉ）項の場合、二つの仮想分割部の横断面形状が、軸方向の一部又は全部において、溝部の寸法、及び、上述した領域の内部における溝部の形成位置のうちの少なくとも一方が軸方向に変化するように溝部を形成することにより、異なることが望ましい。
【００２８】
これらの本発明に係る衝撃吸収部材では、筒体に設けられる溝部を有する辺の前記一部の領域を除いた辺の残余の領域が、直線状に又は曲線状に、形成されることが望ましい。
本発明に係る衝撃吸収部材では、筒体に設けられる溝部が、この溝部を有する辺の幅をａとし、一つの溝部の開口幅をＷｉとし、筒体の板厚をｔとし、辺に設けられた溝部の個数をｎとし、辺に設けられたｎ個の溝部によって分割されて残った（ｎ＋１）個の残余の領域のそれぞれの幅をＸｊとした場合に、下記（１）式及び（２）式を満足するように、設けられることが望ましい。
【００２９】
４ｔ＜Ｗｉ＜６５ｔ          ｉ＝１〜ｎ              ・・・・・（１）
４ｔ＜Ｘｊ＜６５ｔ          ｊ＝１〜（ｎ＋１）      ・・・・・（２）
ただし、ΣＷｉ＋ΣＸｊ＝ａであり、かつΣＷｉは、幅ａの辺に形成された溝部の開口幅Ｗｉの総和であり、溝部の開口幅は、幅ａの辺と溝部の輪郭線との２つの交点の間の距離であり、ΣＸｊは幅Ｘｊの総和である。
【００３０】
これらの本発明に係る衝撃吸収部材では、筒体の軸方向の全長をＴとした場合に（ａ）溝部を、一方の端部から軸方向へ距離（Ｔ×０．３）離れた位置までの範囲の全部又は一部には、設けないこと、又は（ｂ）筒体の横断面積が、一方の端部から軸方向へ距離（Ｔ×０．３）離れた位置までの範囲の少なくとも一部において、他の部位よりも小さいことが、それぞれ望ましい。
【００３１】
これらの本発明に係る衝撃吸収部材は、筒体に設けられる溝部を有する幅ａの辺と溝部の輪郭線との交点の内角（α）が、辺の端点の内角（β）以上であることが望ましい。
さらに、これらの本発明に係る衝撃吸収部材では、筒体に設けられる溝部の断面形状が、台形状、曲線を有する形状、三角形状若しくは四角形状、又はこれらの形状を二つ以上組み合わせた形状であることが望ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明により、軸方向と平行な方向のみならず、軸方向と交差する方向、例えば軸方向との交差角度が０度超１５度以下に含まれる方向へ衝撃荷重が入力された場合であっても、軸方向での屈曲を生じることなく安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することによって所定の衝撃吸収量を確保することができ、安定した高性能を発揮し得る衝撃吸収部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明に係る衝撃吸収部材を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳述する。
上述したように、本発明に係る衝撃吸収部材は、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１１１８により提案された発明に係る衝撃吸収部材を基本とし、その性能を斜め荷重に対しても有効に発揮し得るように高め得る構造を採用するものである。このため以降の説明では、はじめに、本発明に係る衝撃吸収部材の発明特定事項のうちで国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１１１８により提案された発明に係る衝撃吸収部材の発明特定事項と共通する部分を説明してから、本発明に係る衝撃吸収部材に固有の発明特定事項を説明することとする。
【００３４】
（共通する事項）
閉断面からなる横断面を有する筒体を備える衝撃吸収部材がその軸方向への衝撃荷重を負荷されて軸圧潰を受ける場合、衝撃荷重に抗する部位は主に稜線部であり、この稜線部が順次座屈を繰り返してしわを重ねていくことによって衝撃エネルギを吸収する。
【００３５】
このような稜線部による軸圧潰時の抵抗をより効率的に活用するためには、この筒体が、外部へ向けたフランジを具備せず、軸方向の少なくとも一部における横断面形状が複数の頂点を有する閉断面であるとともに、これら複数の頂点のうちの一部を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面の少なくとも一の辺の一部であってかつこの辺の端点を除く領域が、筒体の内部へ向けて凹んだ溝部を形成するように、屈曲して形成されることが有効である。
【００３６】
筒体がこのような構造を有することにより、実際の衝撃吸収部材では多用される篇平な横断面形状の場合であっても、隔壁や板厚増加による重量増加や軸方向への屈曲変形を招くことなく、安定して蛇腹状に座屈することにより所定の衝撃吸収量を確保できる。
【００３７】
図１は、本実施の形態の衝撃吸収部材１の横断面を模式的に示す説明図である。図１に示すように、この衝撃吸収部材１は筒体１０を備えるため、この筒体１０を説明する。なお、この実施の形態の説明では、筒体１０に設けられる溝部１４が、横断面において、複数の頂点Ａ〜Ｐのうちの一部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌを直線で連結して得られる最大の輪郭Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａからなる基本断面の少なくとも一の辺Ｄ−Ｉ、Ｌ−Ａの一部の領域であってこの辺の端点Ｄ、Ｉ、Ｌ、Ａを除く位置に、最大の輪郭Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａの内側へ凹んだ溝部を有する形状に設けられ、かつ、一の辺からこの領域を除いた残余の領域Ｄ−Ｅ、Ｈ−Ｉ、Ｌ−Ｍ、Ｐ−Ａがいずれも直線状に形成される場合を例にとる。
【００３８】
図１に示すように、本実施の形態の衝撃吸収部材１を構成する筒体１０は、軸方向の少なくとも一部の横断面形状が、複数の頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ及びＰを有する閉断面であり、かつ、この閉断面の外側へ向けたフランジを具備しない形状の筒体である。さらに、軸方向の少なくとも一部の横断面形状が、複数の頂点Ａ〜Ｐのうちの一部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ及びＡを直線で連結して得られる最大の輪郭Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａからなる基本断面の少なくとも一の辺Ｄ−Ｉ、Ｌ−Ａの一部の領域であってこの辺の端点Ｄ、Ｉ、Ｌ、Ａを除く位置に、最大の輪郭Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａの内側へ凹んだ溝部１４、１４を有する形状である。
【００３９】
つまり、この筒体１０の横断面形状は、（ｉ）複数の頂点Ａ〜Ｐを有する閉断面であること、（ｉｉ）この閉断面の外側へ向けたフランジを具備しないこと、及び（ｉｉｉ）複数の頂点Ａ〜Ｐのうちの一部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ及びＡを直線で連結して得られる最大の輪郭Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａからなる基本断面の少なくとも一の辺Ｄ−Ｉ、Ｌ−Ａの一部の領域でかつこの辺の端点Ｄ、Ｉ、Ｌ、Ａを除く位置に最大の輪郭Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａの内側へ凹んだ溝部１４を有する形状であることという３要素（ｉ）〜（ｉｉｉ）を全て備える形状である。
【００４０】
本実施の形態の衝撃吸収部材１は、上記３要素（ｉ）〜（ｉｉｉ）を全て有する筒体１０を備えることにより、軸方向と略平行な方向への衝撃荷重を負荷されると、軸方向での屈曲を招くことなく軸方向へ蛇腹状に安定して座屈することによって所定の衝撃吸収性能を確保する。そこで、本実施の形態の筒体１０の原理を説明する。
【００４１】
説明を行うための対象材料として、５９０ＭＰａ級の１．６ｍｍ厚の鋼板からなり、長さが２００ｍｍである筒体１０を用いた。この筒体１０の横断面形状は、（ａ）長辺の長さが８０ｍｍ、短辺の長さが６０ｍｍの四角形、又は、一辺の長さが３５ｍｍの正八角形をなし、（ｂ）外向きのフランジを有さないとともに（ｃ）台形形状の溝部１４を有する多角形形状とし、そのうちの対向する２辺の長さを延ばすことによって八角形の扁平度を様々に変更して、これらの筒体１０についてＦＥＭ数値解析を行うことにより、座屈安定性に対する溝部１４の形状の効果を調査した。なお、本明細書において「扁平度」とは、衝撃吸収部材の横断面における輪郭に外接する長方形のうち、短辺長さが最も短い長方形の長辺及び短辺それぞれの長さの比（長辺長さ／短辺長さ）を意味する。
【００４２】
その結果、以下に列記する本実施の形態の筒体１０の変形安定化に関する知見（知見１）〜（知見３）を得た。
（知見１）
例えばプレス成形等によって成形された２つ以上の部材を、例えばスポット溶接等により接合する際の接合代となる外向きフランジを具備する筒体と、この外向きフランジを具備しない筒体とのそれぞれに軸方向への衝撃荷重を負荷したときの圧壊の挙動を、ＦＥＭ数値解析によって分析した。
【００４３】
図２は、ＦＥＭ数値解析による四角形の横断面を有する筒体の圧壊の様子を示す説明図であり、図２（ａ）は外向きフランジ２０ａ、２０ｂを具備する衝撃吸収部材２０を示し、図２（ｂ）はこのような外向きフランジを具備しない衝撃吸収部材２１を示す。
【００４４】
図２（ａ）に示すように、衝撃吸収部材２０が外向きフランジ２０ａ、２０ｂを具備すると、衝撃荷重を負荷された衝撃吸収部材２０に生じる座屈が極めて不安定になり、衝撃吸収部材２０は圧壊の途中で長手方向で折れ曲がる。これに対し、図２（ｂ）に示すように、衝撃吸収部材２１が外向きフランジを具備しないと、衝撃吸収部材２１は長手方向で折れ曲がることなく安定して蛇腹状に座屈する。
【００４５】
（知見２）
正八角形の横断面形状を有する衝撃吸収部材２２を用い、正八角形から対向する２辺の長さを徐々に大きくした扁平な形状の八角形の圧壊の様子を図３に模式的に示す。衝撃吸収部材２２の扁平度を増していくと、圧壊時の座屈が安定しなくなって複雑な形状となり、次第に圧壊時の座屈が不安定になる。
【００４６】
（知見３）
この際、座屈が不安定となる扁平な八角形の長辺部に溝部を設けることにより、衝撃吸収部材２２の座屈を安定にすることができる。
【００４７】
図４は、衝撃吸収部材１の扁平な八角形の横断面を有する筒体１０の長辺部１２の一部に、台形状に溝部１４を設けた状況を示す説明図である。この例では、溝部１４は、幅Ｗ及び深さｄの寸法で二つ設けられている。
【００４８】
本実施の形態の衝撃吸収部材１の筒体１０の横断面形状を図４に示す形状とすること、具体的には（ｉ）複数の頂点Ａ〜Ｐを有する閉断面とすること、（ｉｉ）この閉断面の外側へ向けたフランジを具備しないこと、及び（ｉｉｉ）複数の頂点Ａ〜Ｐのうちの一部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ及びＡを直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面（図４における図形Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａ）の内側へ凹んだ溝部１４を、この基本断面Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａを構成する辺１２（Ａ−Ｌ）及び辺１２（Ｄ−Ｉ）のそれぞれの一部の領域であって頂点Ａ、Ｄ、Ｉ、Ｌをいずれも含まない位置に一つ有する形状であることという３要素（ｉ）〜（ｉｉｉ）を全て備える形状とすることにより、衝撃吸収性能を発揮でき、安定して座屈が起こり、筒体１０は蛇腹状に座屈する。すなわち、この筒体１０は、軸方向への衝撃荷重を受けて座屈することにより、溝部１４とこの溝部１４によって分割されて残った直線部分とが交互に変形することにより、蛇腹状に座屈する。
【００４９】
筒体１０を備える本実施の形態の衝撃吸収部材１がこのような優れた作用効果を奏する機構は、前述のＦＥＭ数値解析の結果等を勘案して総合的に判断すると、以下のように考えられる。
【００５０】
辺１２に設ける溝部１４は、上述した基本断面（図４における図形Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａ）の内側へ凹んでいる。このため、衝撃荷重が負荷された際に溝部１４、１４を構成する頂点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｍ、Ｎ、Ｏ及びＰの変位は、図形Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａの内側を指向する方向となる。
【００５１】
これに対し、基本断面（図形Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａ）を構成する頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ、Ｋ及びＬの変位は、図形Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａの外側を指向する方向となる。
【００５２】
このため、頂点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｍ、Ｎ、Ｏ及びＰの変位方向と、頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ、Ｋ及びＬの変位方向とは、互いに反対向きとなり、それぞれの変位が互いに打ち消され合う。
【００５３】
このため、筒体１０が座屈の途中で一方向へ折れ曲がるといった大きな崩れを生じ難い。さらに、溝部１４を構成する頂点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｍ、Ｎ、Ｏ及びＰにおいて座屈が発生する時期と、基本断面（図形Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ−Ａ）を構成する頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ、Ｋ及びＬにおいて座屈が発生する時期とが、相違する。このため、座屈の挙動が安定する。
【００５４】
そして、この溝部１４が形成される範囲についての好適条件をＦＥＭ解析により調査した。この調査では、正四角形、正六角形、正八角形、正十角形の圧壊時のＦＥＭ解析を行って、各多角形を構成する辺の長さの好適な範囲を検討した。
【００５５】
ＦＥＭ解析の結果を図５にグラフで示す。図５のグラフにおける横軸はｌ（筒体１０の辺の長さ）／ｔ（筒体１０の板厚）を示し、縦軸Ｓは７０％圧壊での単位断面周長当りの平均荷重（ｋＮ／ｍｍ）を示す。
【００５６】
図５にグラフで示すように、筒体１０の一つの辺の長さｌがその板厚ｔに対して、４＜（ｌ／ｔ）＜６５の範囲を満足すれば、多角形の角数には関係なく安定した変形が得られ、衝撃吸収性能が安定して確保される。すなわち、図５に示すグラフにおいて、（ｌ／ｔ）が４を僅かに下回る３．６であると、筒体１０が蛇腹状に座屈せずに折れ曲がりを生じ、吸収エネルギを確保できなくなることがある。一方、（ｌ／ｔ）が４を僅かに上回る４．７であると、筒体１０は折れ曲がりを生じることなく蛇腹状の望ましい座屈が得られ、吸収エネルギを十分に確保できる。
【００５７】
一方、同図に示すグラフにおいて、（１／ｔ）が６５を僅かに下回る６４であると、蛇腹状の座屈が得られ吸収エネルギを十分に確保できる。一方、（ｌ／ｔ）が６５以上であると筒体１０の全体の曲がりを生じるために吸収エネルギ量は低下する。
【００５８】
以上の結果から、筒体１０に設ける溝部１４が、この溝部１４を有する辺の幅をａとし、一つの溝部１４の開口幅をＷｉとし、筒体１０の板厚をｔとし、この辺に設けられた溝部１４の個数をｎとし、距離ａの辺がｎ個の溝部１４によって分割されて残った（ｎ＋１）個の残余の領域の一つの領域の幅をＸｊとした場合に、下記（１）式及び（２）式を満足するように、設けられることが望ましい。
【００５９】
４ｔ＜Ｗｉ＜６５ｔ          ｉ＝１〜ｎ              ・・・・・（１）
４ｔ＜Ｘｊ＜６５ｔ          ｊ＝１〜ｎ＋１          ・・・・・（２）
ただし、ΣＷｉ＋ΣＸｊ＝ａであり、かつΣＷｉは、幅ａの辺に形成された溝部１４の開口幅Ｗｉの総和であり、溝部１４の開口幅は、幅ａの辺と溝部１４の輪郭線との２つの交点の間の距離であり、ΣＸｊは幅Ｘｊの総和である。
【００６０】
より好ましくは、図５のグラフにおいて、顕著に平均荷重が増加する範囲として、
４ｔ＜Ｗｉ＜３５ｔ          ｉ＝１〜ｎ              ・・・・・（１ａ）
４ｔ＜Ｘｊ＜３５ｔ          ｊ＝１〜ｎ＋１          ・・・・・（２ａ）
である。
【００６１】
なお、溝部１４の深さｄは、この溝部１４の開口幅Ｗｉの０．３未満と小さ過ぎる場合には、溝部１４の強度が溝部１４を構成しない他の頂点の強度に対して弱くなり、座屈が不安定となり易い。このため、溝部１４の深さｄは、溝部１４の開口幅Ｗｉの０．３倍以上であることが望ましい。
【００６２】
すなわち、一つの溝部１４の開口幅Ｗｉは、筒体１０の板厚をｔとしたとき、４ｔ＜Ｗｉ＜６５ｔを満足する。Ｗｉが４ｔ以下である場合には、溝部１４の座屈に対する強度が、多角形をなす他の頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ、Ｋ及びＬよりも過剰に高くなり、圧壊中に曲がり等の座屈不安定を生じるおそれがある。一方、Ｗｉが６５ｔ以上である場合は、逆に溝部１４を設けることの効果が弱まるおそれがある。このような関係はｎ個のいずれについても満足される。
【００６３】
また、本実施の形態における溝部１４は、多角形のいずれの辺に設けても良いし、溝部１４の個数は一の辺に２以上であってもよい。ただし、溝部１４を、基本断面の頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｉ、Ｊ、Ｋ及びＬのいずれかを含む位置に設けると、上述した特許文献４に記載された発明と同様に、その頂点の強度が過剰に上昇する。このために座屈が不安定となって、かえって衝撃エネルギの吸収量が不足するおそれがあるとともに、圧壊の特に初期に筒体１０に生じる最大反力が他の自動車車体構成部材の強度を超え、筒体１０の蛇腹状の変形が完了する前に他の自動車車体構成部材が損傷するおそれがある。
【００６４】
次に、溝部１４が形成された一部の領域を除いた残余の領域について説明する。
図４において、辺１２にｎ個の溝部１４を設けた場合、この辺は溝部１４によって（ｎ＋１）個の新たな直線部分に分割されることになる。このとき、（ｎ＋１）個の分割された各直線部分の幅をＸｊとすると、（２）式を満足する。
【００６５】
４ｔ＜Ｘｊ＜６５ｔ          ｊ＝１〜ｎ＋１              ・・・・・（２）
この幅Ｘｊが、４ｔ以下又は６５ｔ以上である場合には、衝撃エネルギを十分に吸収することができない。
【００６６】
これらの関係を図６に具体的に示す。図６には幅ａを有する辺１２上に、溝部１４を３つ設けた場合を示す。各溝部１４の開口幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３が、いずれも、筒体１０の板厚ｔの４倍より大きいとともに板厚ｔの６５倍よりも小さい。同時に、幅ａの辺１２が分割されて残存する４つの直線部分の幅Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４のいずれもが板厚ｔの４倍より大きいとともに板厚ｔの６５倍よりも小さい。
【００６７】
本実施の形態では、溝部１４の横断面形状が台形である形態を例にとった。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではない。この形態以外に、溝部の横断面形状が、曲線を有する形状、三角形状若しくは四角形状又はこれらの形状を二以上組み合わせた形状であってもよい。
【００６８】
また、この溝部１４の底部の形状は平坦面でなくともよい。溝部１４の断面形状の幾つかの例を図７（ａ）〜図７（ｄ）にまとめて示す。図７（ａ）は円弧を有する形状に形成された場合を示し、図７（ｂ）は四角形状に形成された場合を示し、図７（ｃ）は三角形状に形成された場合を示し、さらに、図７（ｄ）は三角形の一部と円弧を有する形状とを組み合わせた形状に形成された場合を示す。
【００６９】
図８は、図４と同様の図面であって、同一符号は同一部材を示す。
本実施の形態では、図８に示すように、溝部１４の輪郭線と辺との交点Ｍの内角αが、辺の端点Ｌの内角β以上であること、すなわち図８においてα≧βであることが好ましい。内角αが内角β未満であると、溝部１４の強度が基本断面の頂点Ａ、Ｄ、Ｉ、Ｌの強度を上回り、座屈が不安定になり易い。
【００７０】
この筒体１０を備える本実施の形態の衝撃吸収部材１は、衝撃エネルギを十分に吸収することができるが、圧壊開始時の初期荷重が高くなり問題となることがある。このため、他の自動車車体構成部材との関係によっては、高い初期最大荷重により他の自動車車体構成部材を損傷するおそれがある。そこで、本実施の形態では、初期最大荷重を低減するために、筒体１０の軸方向の全長をＴとした場合に、筒体１０の横断面積が距離（Ｔ×０．３）離れた位置までの範囲において他の部位よりも小さいように設ける。例えば、一方の端部から軸方向へ距離（Ｔ×０．３）離れた位置までの範囲の少なくとも一部の領域において、距離（Ｔ×０．３）離れた位置から一方の端部１５へ向かうにつれて横断面積が徐々に減少するように、設ける。
【００７１】
次に、横断面積を減少させる軸方向の長さと、初期最大荷重の低減効果との関係を説明する。
図９は、本実施の形態の衝撃吸収部材１を構成する筒体１０を示す説明図である。同図に示すように、扁平度が２．０で全長がＴである八角形断面の筒体１０に、開口幅Ｗが３７．５ｔである溝部１４を設けて、衝撃吸収部材とした。本例では、衝撃荷重が負荷される一方の端部１５における横断面積を、他方の端部１６における横断面積の６０％とした。そして、一方の端部１５から（Ｔ×０．３）以下の長さの範囲でこの横断面積を徐々に増加させ、この範囲を脱する位置の横断面積を、他方の端部１６における横断面積と同じとした。そして、軸方向へ部材長の７０％を圧壊する条件で解析を行って、初期最大荷重の大小を検討した。
【００７２】
検討結果を図１０にグラフで示す。図１０のグラフにおける横軸Ｕは、筒体１０の断面積を減じる部位の長さ／筒体１０の長さＴを示す。また、左側の縦軸Ｖは、初期最大荷重比(断面積を減じない場合を１とする)を示し、右側の縦軸Ｚは、７０％圧壊時の吸収エネルギ比（断面積を減じない場合を１とする）を示す。また、図１０のグラフでは、黒四角印は初期最大荷重比を示し、黒丸印は吸収エネルギ比を示す。
【００７３】
図１０にグラフで示すように、一方の端部１５の断面積を減少させない場合に比較すると、一方の端部１５から軸方向へ距離（Ｔ×０．３）離れた位置までの範囲の少なくとも一部において、所定の位置から一方の端部に向かうにつれて横断面積を徐々に減少させることにより、初期最大荷重の低減効果が得られ、かつ、衝撃エネルギの吸収量の大幅な低下を抑制できる。
【００７４】
また、図９に示す例とは異なり、図１１に示すように、この範囲では、一方の端部１５から軸方向へ距離（Ｔ×０．３）離れた位置までの範囲の少なくとも一部には、溝部１４を設けないようにしてもよい。
【００７５】
このように、本実施の形態では、初期最大荷重を低減するとともに衝撃エネルギ吸収量の大幅な低下を抑制するために、一方の端部１５から軸方向へ距離（Ｔ×０．３)離れた位置までの範囲の全部又は一部において、（１）図９に示すように、一方の端部１５の横断面積を他方の端部１６における横断面積の６０％とし、一方の端部１５から（Ｔ×０．３）以下の長さの範囲でこの横断面積を徐々に増加させ、この範囲を脱する位置の横断面積を、他方の端部１６における横断面積と同じとすること、または（２）図１１に示すように、安定座屈のための溝部１４を設けないことによって、この範囲の筒体１０をあえて不安定座屈として初期最大荷重を低減すること、のいずれかによって、初期最大荷重の低減効果が得られるとともに、衝撃エネルギの吸収量の大幅な低下を抑制できる。
【００７６】
なお、図９では、距離（Ｔ×０．３）を超える範囲の横断面積は、他方の端部の横断面積と同じとしたが、必ずしも一定の断面積でなくてもよい。
これら（１）又は（２）の手段を部材長Ｔの３０％を超える範囲にまで施してしまうと、初期座屈以後の座屈にまで影響し、安定座屈が得られなくなる。換言すれば、本発明で規定する溝部１４は、筒体１０に衝撃荷重が作用する一方の端部１５の反対の他方の端部１６から軸方向の７０％以上の領域にわたって設けられることが望ましい。
【００７７】
なお、図９、１１に示す例では、他方の端部１６から軸方向へ７０％以上の領域の全域において溝部１４を連続して設けたが、溝部１４はこの領域の全域に連続して設ける必要はなく、この領域内に断続的に設けるようにしてもよい。
【００７８】
なお、図９に示す（１）の手段は、図９からも分かるように、筒体１０の軸方向の全長をＴとした場合にこの筒体１０の横断面積が距離（Ｔ×０．３）離れた位置までの範囲の少なくとも一部において他の部位よりも小さい限り、横断面積を急激に又は徐々に減じるように構成してもよい。また、これら（１）又は（２）の手段の他に、距離（Ｔ×０．３）離れた位置までの範囲の少なくとも一部に、連続的又は断続的につぶれの起点となるビードを形成してもよい。
【００７９】
本実施の形態における筒体１０は、周知慣用の適宜手段により製造すればよく、特定の製造法には限定されない。例えば、中空材に押出、ハイドロフォーム(液封成形)若しくはロールフォーミング等の加工をいずれか一つあるいは複数行うことや、所定厚さの鋼板にプレス曲げ、絞り、巻き若しくはロールフォーミング等の加工をいずれか一つあるいは複数行うことにより、多角形の横断面形状を有する筒体としてから適宜箇所を接合することにより閉断面形状としてもよい。この際の接合方法としては、例えばスポット、カシメ若しくはスポット摩擦攪拌接合等の断続接合や、アーク（プラズマ）、レーザ若しくは摩擦攪拌接合等の連続接合等を用いればよい。
【００８０】
また、成形された後の筒体１０に高周波焼き入れ、レーザ焼き入れ、浸炭、窒化等の後処理を行えば、筒体１０の強度をさらに高めることができるため、望ましい。なお、テーラードブランク、さらには軽量化のために薄鋼板、アルミニウム合金以外の素材等を利用して本例の筒体１０を構成すれば高荷重化を図ることもできる。
【００８１】
さらに、筒体１０が有する衝撃エネルギの吸収量を増加するために、筒体１０に高周波加熱による焼入れや窒化処理を施してもよい。また、筒体１０の内部に発泡樹脂等を充填することも有効である。
【００８２】
なお、この筒体１０の扁平度は、１．０以上３．５以下であることが例示される。３．５超であると、座屈が不安定となって衝撃吸収量が不足するおそれがあるとともに、圧壊の特に初期に筒体１０に生じる最大反力が他の部材の強度を超え、他の部材が損傷するおそれがあるからである。
【００８３】
次に、この筒体１０の変形例１０−１を説明する。
この筒体１０−１は、最大の輪郭からなる基本断面の少なくとも一の辺の一部の領域で、かつこの辺の端点を含まない位置に、輪郭の内側へ凹んだ溝部を有する点では、上述した筒体１０と共通する。
【００８４】
しかし、変形例１０−１では、この一部の領域を除いた残余の領域を、筒体１０のように直線状に形成するのではなく、輪郭の外側に凸となる曲線、又は輪郭の内側に凹となる曲線を有する形状に形成することにより、筒体１０をさらに発展・改良するものである。
【００８５】
そこで、以降の説明では、上述した筒体１０に対する相違点を中心に説明し、共通する部分については、重複する説明を適宜省略する。
一般的に、衝撃吸収部材の衝突性能は、衝撃吸収部材が座屈する荷重(座屈荷重)によって支配される。この座屈荷重は、衝撃吸収部材の横断面において剛性が高い頂点（筒体の稜線）が座屈変形する際の荷重によって、略支配される。
【００８６】
一方、荷重が上昇するときは頂点に圧縮のひずみが蓄積され、座屈するまでに頂点には圧縮変形が進行する。その後、この頂点の座屈が発生すると荷重は急激に低下する。この荷重の低下を抑制するためには、頂点の座屈をより局所的に小さいエリアに限定して発生させること、及び、頂点の間に形成される面部に座屈しわが発生及び成長する際に発生する曲げ変形の変形応力を増大させることが、ともに重要である。
【００８７】
そこで、座屈時の荷重を上昇させるためには、頂点以外の面部を、容易に座屈せずに圧縮変形を促進することができる形状とし、圧縮変形が発生している領域を拡大することが望ましい。また、曲げ変形時の変形応力を高めるために、座屈しわが発生及び成長する面部に加工硬化を生じさせておけば、座屈開始までに圧縮変形を促進して曲げ変形時の変形応力を高めることができ、これにより、座屈時における上述した荷重の急激な低下を抑制できる。
【００８８】
つまり、上述した筒体１０における残余の領域を、輪郭の外側に凸となる形状、又は輪郭の内側に凹となる形状に形成する理由は、面部の剛性を高め、座屈の開始までにこの面部にも圧縮ひずみを蓄積させることである。これにより、座屈荷重を高めて圧縮ひずみを蓄積すること（加工硬化）により座屈しわの発生及び成長時の変形抵抗を高めて、座屈時における荷重の低下を抑制することができる。
【００８９】
しかし、筒体１０の横断面形状によっては、残余の領域を曲線状に形成することにより、面部の剛性が高まり、これにより、面部と頂点との間の剛性バランスが崩れ、頂点の座屈が不安定となる場合がある。したがって、残余の領域に曲線状の形状を形成して面部の剛性を高める場合には、頂点の剛性がもともと高い横断面形状を有する筒体１０に適用することが望ましい。
【００９０】
図１２は、変形例の筒体１０−１の横断面を示す説明図である。
図１２に示すように、変形例の筒体１０−１では、頂点（Ａ−Ｌ、Ｄ−Ｉ）間に高性能かつ安定した座屈を図るために溝部１４、１４を設け、かつ面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）に各種曲率ρを有する曲線形状を付与した横断面形状を有する筒体１０−１について、ＦＥＭ解析を行った。
【００９１】
このＦＥＭ解析では、筒体１０−１の材料を５９０ＭＰａ級の１．０ｍｍ厚の鋼板とし、ひずみ速度依存性はＣｏｗｐｅｒ−Ｓｙｍｏｎｄｓ則により考慮した。また、曲率の付与条件は、図１２に示した対象部位において頂点（Ａ−Ｌ、Ｄ−Ｉ）間の幅２８ｍｍの面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）に対して、外側又は内側に向けて高さｈが０．５〜１５．０ｍｍの曲線形状を形成するように曲率を付与し、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）が直線状に形成された場合に対する衝突性能を解析した。
【００９２】
性能は、部材の単位重量に対し、部材長の７０％圧壊変位までの吸収エネルギ比で比較した。解析に用いた部材長Ｔは２００ｍｍである。各条件間の比較は、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）が直線状に形成された場合に対して相対的に行った。結果を図１３にグラフでまとめて示す。
【００９３】
図１３のグラフにおける横軸はｈ／Ｘを示し、縦軸Ｙは単位重量当たりの衝突性能(％)を示しており、面部が直線状に形成された場合には１００％である。また、このグラフでは、黒丸印は面部の外側へ向けて凸形状を設けた場合を示し、白丸印は面部の内側へ向けて凹形状を設けたことを示す。
【００９４】
図１３のグラフから理解されるように、（ｈ／Ｘ）が０．０７５以下の領域では内側に凹形状を設け、（ｈ／Ｘ）が０．０７５〜０．３７５の領域では外側に凸形状を設け、さらに、（ｈ／Ｘ）が０．２６以上の領域では内側に凹形状を設けることにより、単位重量当たりの衝突性能を向上できる。
【００９５】
このように、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）に曲率を付与することにより、衝突性能をさらに向上させることができる。
図１４は、溝部１４を有する筒体１０−１の面部に曲率を付与した場合の頂点及び面部の弾性座屈によるたわみの状況を模式的に示す説明図であり、図１４（ａ）は外側に凸となる曲率を付与した場合を示し、図１４（ｂ）は内側に凹となる曲率を付与した場合を示す。
【００９６】
図１４（ａ）に示すように、外側に凸となる曲率を付与すると、付与した曲率が小さい場合は衝突の初期における断面の広がりが大きくなる。このため、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）が直線である場合に比較すると、断面が外側へ広がる弾性座屈を生じて頂点（Ａ〜Ｐ２）において軸方向へ作用する圧縮ひずみ量が小さくなり、座屈荷重が低下する。
【００９７】
しかし、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）に付与した曲率がある程度大きくなると、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）自体の剛性が高まり、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）においても圧縮のひずみが高まり、座屈荷重が上昇する。また、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）に付与する凸の高さを、ｈ／Ｘで０．０７５〜０．３７５程度と大きくすることにより、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）の塑性変形も促進されることから、座屈しわの成長時の変形抵抗が高まって座屈発生後の荷重低下が抑制される。これにより、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）が直線である場合よりも衝突性能が向上する。
【００９８】
一方、図１４（ｂ）に示すように、内側に凹となる曲率を付与すると、付与した曲率が小さい場合は衝突の初期における頂点（Ａ〜Ｐ２）及び面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）それぞれにおける弾性座屈の方向が異なる。これにより、頂点（Ａ〜Ｐ２）の広がりが抑制され、より大きい圧縮のひずみが蓄積される。これによって、座屈荷重が大きくなり、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）が直線である場合よりも衝突性能が向上する。
【００９９】
しかし、付与する曲率がさらに大きくなると、筒体１０−１の全体において繰り返し発生する座屈モードが不安定となり、衝突性能は低下する。これは、頂点（Ａ〜Ｐ２）及び面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）へ付与する凹の高さが、ｈ／Ｘで０．０７５〜０．２６程度と大きくなることにより、成長する座屈しわを巻き込んで座屈が進行するような形態となるため、繰り返し発生する座屈が不安定となり、筒体１０−１の全体での衝突性能の悪化を招くことになる。
【０１００】
しかしながら、付与する凹の高さを、ｈ／Ｘで０．２６〜０．５５程度とさらに大きくすると、外側へ向けて凸となる曲率を付与した場合と同様に、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）の塑性変形が促進され、座屈発生までの座屈荷重を上昇させるとともに、座屈しわの成長時の変形抵抗も高まるため、座屈発生後の荷重低下も抑制でき、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）が直線である場合よりも衝突性能が向上する。
【０１０１】
本実施の形態のように、頂点（Ａ〜Ｐ２）の座屈強度を制御するとともに面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）に対しても適度な曲率を付与することにより、衝突性能をさらに向上することができる。
【０１０２】
なお、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）に付与する曲率の最適値は、筒体１０−１の全体の断面剛性と、面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）の剛性、すなわち面部（Ｄ−Ｅ１、Ｈ１−Ｅ２、Ｈ２−Ｉ、Ｌ−Ｍ１、Ｐ１−Ｍ２、Ｐ２−Ａ）の長さによって、変化すると考えられる。
【０１０３】
一方、この筒体１０−１を備える自動車の車体用の衝撃吸収部材は、他の部材との寸法の取り合いにより、適用でき得る断面積には上限がある。また、他の部材を接合する際の基準平面を形成することも考慮する必要がある。このため、高さｈは５０ｍｍ以下とすることが望ましい。
【０１０４】
このように、変形例の筒体１０−１は、衝突時における軸方向への圧壊過程での頂点以外の部位である面部においても、軸方向の圧縮ひずみの蓄積と、その部位において座屈しわの形成時における変形応力とをともに高めることによって、優れた衝撃吸収性能を得るものである。このためには、面部においても形状（曲率）を付与し、この面部の剛性を向上させることが望ましい。
【０１０５】
このように、本実施の形態の衝撃吸収部材１は、筒体１０又は１０−１を備えるため、軸方向に衝撃荷重が作用した際に安定した圧壊挙動が実現することができる。
（固有の事項）
上述した共通する事項を有する筒体１０を備える本実施の形態の衝撃吸収部材１は、この筒体１０の軸方向の一方の端部から、この軸方向へ向けての衝撃荷重を負荷される場合のみならず、軸方向の一方の端部からこの軸方向と交差する方向、例えば軸方向との交差角度が２度程度である方向へ衝撃荷重（斜め荷重）を負荷される場合においても、軸方向の全域で座屈することにより衝撃エネルギを吸収することができるという、斜め荷重に対する衝撃吸収性能も兼備し、実用上は何ら問題ない。
【０１０６】
しかしながら、近年ではオフセット衝突や斜突に対する衝撃吸収能の向上が強く要請されていることから、より広範な方向、例えば軸方向との交差角度が２度超１５度以下に含まれる方向へ衝撃荷重（斜め荷重）が入力される場合であっても、筒体１０が、軸方向での屈曲を生じることなく安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することによって所定量の衝撃エネルギを吸収でき、安定した高性能を発揮し得ることが望ましい。
【０１０７】
このため、本実施の形態の筒体１０は、上述した国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１１１８により提案された発明に係る衝撃吸収部材１の構造に加えてさらに、
（１）筒体１０が２Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面を有する場合には、この基本断面における対向する1対の辺のそれぞれの中点を連結して得られるＮ本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により、又は
（２）筒体１０が（２Ｎ＋１）個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面を有する場合には、この基本断面における一の頂点と、この基本断面における一の頂点から数えてＮ個目の頂点、及び（Ｎ＋１）個目の頂点からなる辺の中点と連結して得られる（２Ｎ＋１）本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により、
筒体１０の横断面形状を分割することによって得られる二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を、筒体１０の軸方向の少なくとも一部において相違させること、すなわちＭｐ１＜Ｍｐ２又はＭｐ１＞Ｍｐ２と設定する。この点が本実施の形態の固有の事項であるので、以下に詳細に説明する。
【０１０８】
図１５は、筒体３１を備える一般的な衝撃吸収部材３０の衝突による圧壊時の状況を上方から見た状況を模式的に示す説明図であり、図１５（ａ）は筒体３１が車両前後方向（図面中の上下方向）に対して平行に装着されて斜め方向から衝撃荷重Ｆが負荷される場合であり、図１５（ｂ）は筒体３１が車両前後方向に対して角度αだけ傾斜して装着されて正面方向から衝撃荷重Ｆが負荷される場合を示す。すなわち、いずれの場合も筒体３１に斜め荷重が負荷される場合である。なお、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）における符号３２はバンパレインフォース又は他のクラッシュボックスを示し、符号３３はサイドメンバを示す。
【０１０９】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す例では、筒体３１の前端にバンパレインフォース又は他のクラッシュボックス３２が装着されている。このため、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、衝突による圧壊が開始された変形初期に、衝撃吸収部材３１の前端部が、衝撃荷重Ｆの入力方向（図中に記載した斜め衝撃側）を指向するように小さく屈曲変形し、その後、筒体３１は、図中に矢印で示す倒れ方向（反斜め衝撃側）へ倒れながら圧壊されていく。
【０１１０】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す、衝突による圧壊が開始された変形初期の状況からも理解されるように、本実施の形態の衝撃吸収部材１が斜め荷重に対しても十分に衝撃エネルギを吸収するためには、衝突による圧壊が開始された変形初期における反斜め衝撃側への倒れ込みの程度を弱めることが重要である。
【０１１１】
本実施の形態では、図１５に示す斜め衝撃側及び反斜め衝撃側において、上述したように、
（１）筒体１０が２Ｎ個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面を有する場合には、この基本断面における対向する1対の辺のそれぞれの中点を連結して得られるＮ本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により、又は
（２）筒体１０が（２Ｎ＋１）個（Ｎ：２以上の整数）の頂点を直線で連結して得られる最大の輪郭からなる基本断面を有する場合には、この基本断面における一の頂点と、この基本断面における一の頂点から数えてＮ個目の頂点、及び（Ｎ＋１）個目の頂点からなる辺の中点と連結して得られる（２Ｎ＋１）本の仮想分割線のうちいずれか一の仮想分割線により、
筒体１０を仮想的に二つに分割することにより仮想的に観念される二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を異なるものとすることにより、斜め荷重に対しても、軸方向での屈曲を生じることなく安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することによって所定量の衝撃エネルギを吸収するものである。本実施の形態のこのような特徴を以下に説明する。
【０１１２】
図１６は、本実施の形態の基本断面が凸八角形である筒体１０の軸方向の一部における横断面形状の一例を模式的に示す説明図である。
図１６に例示するように、筒体１０では基本断面ＡＢＣＤＩＪＫＬＡにおける対向する例えば1対の辺（ＢＣ，ＪＫ）又は（ＬＡ，ＤＩ）それぞれの中点を連結して得られる二本の仮想分割線ｌ，ｍのうち、いずれかを仮想分割線ｌ又はｍにより筒体１０の横断面形状を分割することにより得られる二つの仮想分割部（図１６における二つの斜めハッチング部、又は、上下及び左右ハッチング部）それぞれについて、全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を、筒体１０の軸方向の少なくとも一部において相違させ、具体的には、Ｍｐ１＜Ｍｐ２又はＭｐ１＞Ｍｐ２とする。
【０１１３】
なお、基本断面ＡＢＣＤＩＪＫＬＡにおける対向する1対の辺それぞれの中点を連結して得られる二本の仮想分割線としては、形式的には、対向する辺（ＡＢ、ＪＩ）、（ＣＤ、ＬＫ）それぞれの中点を連結して得られる二本の仮想分割線も観念される。しかし、筒体１０が衝撃吸収部材１の構成要素として自動車車体に装着される状況は、仮想分割線ｌ又はｍのうちの一方が水平面と略平行になるとともに他方が鉛直面と略平行になることが殆どであるため、対向する辺（ＡＢ、ＪＩ）、（ＣＤ、ＬＫ）それぞれの中点を連結して得られる二本の仮想分割線により分割される二つの仮想分割部に関する全塑性曲げモーメントを考慮することは明らかに意味がない。このため、以降の説明では、対向する辺（ＡＢ、ＪＩ）、（ＣＤ、ＬＫ）それぞれの中点を連結して得られる二本の仮想分割線により分割される二つの仮想分割部に関する説明は省略する。
【０１１４】
このようにして、全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２が異なる二つの仮想分割部を設定することができる仮想分割線を図１５に示す斜め衝撃側と反斜め衝撃側に平行に位置することとなるように、筒体１０を自動車車体に搭載することにより、一方の仮想分割部では衝撃吸収部材１の剛性及び曲げ座屈耐力を高め、倒れ込み又は部材の屈曲を抑える役割を持たせて安定変形を促進させる。換言すると、図１５に示す変形形態によって、斜め衝撃側と反斜め衝撃側のしわの整合が崩れ、屈曲変形を起こす可能性があるため、斜め衝撃側と反斜め衝撃側に発生するしわの大きさを、二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を相違させることによって、変化させて整合を図り、屈曲変形を抑制する。
【０１１５】
このため、この筒体１０によれば、軸方向と交差する方向、例えば軸方向との交差角度が０度超１５度以下に含まれる方向へ向けての衝撃荷重を負荷された場合においても、軸方向での屈曲を生じることなく安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することが可能となる。
【０１１６】
二つの仮想分割部それぞれについて観念される全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を、筒体１０の軸方向の少なくとも一部において相違させる手段は特定の手段に限定されるものではなく、この種の筒体１０の全塑性曲げモーメントＭｐを増加又は減少させることができる手段であれば、いかなる手段をも用いることができる。
【０１１７】
しかし、このような手段としては、筒体１０の重量の増加を抑制するとともに筒体１０の製造性等も勘案し、例えば（ｉ）二つの仮想分割部の横断面形状、（ｉｉ）二つの仮想分割部をなす筒体１０の板厚、及び（ｉｉｉ）二つの仮想分割部をなす筒体１０の材質のうちの少なくとも一つを異ならせることが望ましい。そこで、これらの手段について順次説明する。なお、これらの手段は、上下又は左右の少なくとも1つにテーパが設けられた筒体１０を備える衝撃吸収部材についても、適用できる。
【０１１８】
（ｉ）二つの仮想分割部の横断面形状を異ならせること
二つの仮想分割部それぞれの横断面形状を互いに異ならせると、二つの仮想分割部それぞれの断面二次モーメントが相違するため、二つの仮想分割部それぞれの曲げ剛性ＥＩ１、ＥＩ２を相違させ、さらには全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を相違させることが可能である。
【０１１９】
二つの仮想分割部それぞれの横断面形状を相違させる例として、例えば、軸方向の一部又は全部において、筒体１０に設けた溝部１４の各部の寸法や、筒体１０の辺（ＬＡ，ＤＩ）の一部であってかつこの辺の端点（Ａ、Ｌ、Ｄ、Ｉ）を除く領域の内部における溝部１４の形成位置のうちの少なくとも一方が軸方向に変化するように、溝部１４を形成することが例示される。これらの具体例を説明する。
【０１２０】
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、いずれも、溝部１４を斜め衝撃側に筒体１０の軸方向に対して斜めに備える筒体１０を示す説明図であり、筒体１０の辺の一部であってかつこの辺の端点を除く領域の内部における溝部１４の形成位置を軸方向に変化させるものの一例である。
【０１２１】
本例によれば、溝部１４を筒体１０の軸方向に形成したものよりも、斜め衝撃側に傾けて形成された溝部１４における、斜め荷重の入力角度が緩やかになること、及び、二つの仮想分割部それぞれの横断面形状を互いに異ならせ、仮想分割線を中央として、斜め衝撃側と反斜め衝撃側での全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を相違させるように衝撃吸収部材１を配置することによって、一方の仮想分割部では衝撃吸収部材１の剛性及び曲げ座屈耐力を高め、倒れ込み又は部材の屈曲を抑制でき、さらには、斜め衝撃側と反斜め衝撃側のしわの大きさを変えて、斜め衝撃側と反斜め衝撃側の整合を図り、屈曲変形を抑制できる。
【０１２２】
溝部１４を傾けて軸方向へ形成する範囲は、筒体１０の軸方向の全部でもよいし、あるいは筒体１０の先端又は後端からある長さまでの一部であってもよく、いずれの場合にも、筒体１０の上述した倒れ込みを防止することができる。この「ある長さ」とは、筒体１０の断面寸法や軸方向への全長等に影響されるため、特に規定しない。例えば、筒体１０の全長が１５０〜２００ｍｍの範囲にある場合には、全長の１５％以上とすることが好ましい。１５％未満であると、傾斜して形成された溝部１４が軸圧潰の際の一つのしわの部分のみにしか相当しないため、倒れ込みの抑制効果が減殺されるからである。
【０１２３】
また、傾けて形成される溝部１４は、直線状に形成する必要はなく、後述する図２０及び図２１に示す本発明例１〜５のように曲率を持たせて曲線状に形成してもよい。
図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、いずれも、対向する辺に設けられた溝部１４、１４の寸法が異なる筒体１０を示す説明図であり、筒体１０に設けた溝部１４の各部の寸法を異ならせるものの一例である。
【０１２４】
本例では、斜め衝撃側に位置する溝部１４の深さが反斜め衝撃側に位置する溝部１４の深さよりも深くなるように、筒体１０に複数の溝部１４を形成する。本例によると、斜め衝撃側に位置する溝部１４の深さを深くすることにより斜め荷重に対して、斜め衝撃側の仮想分割部の曲げ剛性及び全塑性曲げモーメントが向上するとともに筒体１０の後端での支持面積が増加することにより、斜め荷重による倒れ込みを抑制できる。衝撃吸収部材１の内部空間を確保するために斜め衝撃側の溝部１４の深さ、及び反斜め衝撃側の溝部１４の深さの双方を深くすることができない場合には、本例のように、どちらか一方の溝部１４の深さを他方の溝１４の深さよりも深く設定することによって、衝撃吸収部材１を配置する空間を確保するとともに、斜め荷重による倒れ込みを抑制することができる。
【０１２５】
さらに、衝撃吸収部材は、斜め荷重に対して上述した図１５により示すような変形を呈するため、衝撃吸収部材の斜め衝撃側が反斜め衝撃側よりも先に座屈し、以降の圧潰において、斜め衝撃側に形成されるしわと反斜め衝撃側に形成されるしわとがずれ、筒体はしわの整合をとるように変形しようとするために、結果的に大きな折れ変形を早期に発生し、衝撃エネルギの吸収量が低下するおそれがある。
【０１２６】
図１９（ａ）は、これを防止することができる筒体１０の横断面形状を、入力端側及び反入力端側について示す説明図である。
本例では、斜め衝撃側のしわを小さく、反斜め衝撃側のしわを大きく発生させるようにするために溝部１４の形成位置を、（斜め衝撃側から溝部１４までの距離）が（反斜め衝撃から溝部１４までの距離）よりも小さくなるように、筒体１０に溝部１４を形成することにより、斜め衝撃側及び反斜め衝撃側それぞれに生成するしわの整合を図るとともに、仮想分割線を中央として、斜め衝撃側と反斜め衝撃側での全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を相違させるように衝撃吸収部材１を配置することによって、一方の仮想分割部では衝撃吸収部材１の剛性及び曲げ座屈耐力を高め、倒れ込み又は部材の屈曲を抑制できる。
【０１２７】
図１９（ｂ）〜図１９（ｅ）は、本発明に係る筒体１０の変形例を示す説明図である。
図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）には、偶数角形の基本断面を有する各種の筒体１０を示し、図１９（ｅ）には、奇数角形の基本断面を有する筒体１０を示す。
【０１２８】
（ｉｉ）二つの仮想分割部をなす筒体１０の板厚を異ならせること
二つの仮想分割部をなす部材１０−１、１０−２により筒体１０を構成し（部材１０−１、１０−２はそれぞれの縁部に形成した接合部で接合する）、これらの部材１０−１、１０−２の板厚を異ならせると、二つの仮想分割部それぞれの断面係数および降伏応力のうちの少なくとも一方が異なるため、二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を相違させることが可能である。
【０１２９】
すなわち、本例では、二つの仮想分割部の横断面形状が相違する場合はもとより、同じ場合であっても、二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を相違させることが可能であるため、斜め荷重に対して筒体１０を軸方向に安定して蛇腹状に座屈変形させることができる。
【０１３０】
なお、筒体１０の板厚を変化させるには、仮想分割部を構成する二つの部材１０−１、１０−２の板厚を異ならせることや、板厚が部分的に不連続に増減する母材（例えばテーラード鋼板）を素材として筒体１０を構成することが例示される。
【０１３１】
（ｉｉｉ）二つの仮想分割部をなす筒体１０の材質を異ならせること
二つの仮想分割部をなす部材１０−１、１０−２により筒体１０を構成し（部材１０−１、１０−２はそれぞれの縁部に形成した接合部で接合する）、これらの部材１０−１、１０−２の材質を異ならせると、二つの仮想分割部それぞれの断面係数および降伏応力のうちの少なくとも一方が異なるため、二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を相違させることが可能である。
【０１３２】
すなわち、本例では、二つの仮想分割部の横断面形状が相違する場合はもとより、同じ場合であっても、二つの仮想分割部それぞれの全塑性曲げモーメントＭｐ１、Ｍｐ２を相違させることが可能であるため、斜め荷重に対して筒体１０を軸方向に安定して蛇腹状に座屈変形させることができる。
【０１３３】
筒体１０の材質を変化させるには、例えば、仮想分割部を構成する二つの部材１０−１、１０−２を異なる材質（例えば一方を普通鋼、他方を高張力鋼）とすればよい。
このように、本実施の形態は、上述した、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１１１８により提案された発明に係る衝撃吸収部材と共通する事項、及び固有の事項の双方を備えるため、軸方向と平行な方向のみならず、軸方向と交差する方向、例えば軸方向との交差角度が０度超１５度以下に含まれる方向へ衝撃荷重が入力された場合であっても、軸方向での屈曲を生じることなく安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することによって所定の衝撃吸収量を確保することができ、安定した高性能を発揮し得る。
【実施例１】
【０１３４】
さらに、本発明を実施例を参照しながら具体的に説明する。
上述した本発明に基づいた横断面形状（二つの長辺部に台形状の溝部を有する偏平な八角形断面）を有する筒体を備える衝撃吸収部材を設計し、動的陽解法有限要素法ソフトを用いて衝撃軸圧潰性能を調査した。
【０１３５】
この解析において設定した衝突速度は、等速１５ｋｍ／ｈとし、筒体の軸方向と１０度交差する方向からの斜め荷重とした。また、実車で使用されることを想定し、初期変形の安定化及び最初のピーク荷重の低減を図るための切り欠きを、筒体１０の衝突側に設定した。さらに、筒体１０の衝突側には、バンパレインフォースを想定したプレートを取り付けた。筒体１０の板厚及び材質は、１．２ｍｍ、４４０ＭＰａ級の高張力鋼板とし、Ｃｏｗｐｅｒ−Ｓｙｍｏｎｄｓ則によるひずみ依存性を考慮した。
【０１３６】
図２０に示す例は、衝撃吸収部材を構成する筒体１０の横断面形状の長辺に、軸方向と１０度交差する方向からの斜め荷重が作用する例であり、各部寸法は図中に併記する。比較例は、横断面形状が上下及び左右対称形状である筒体１０を有するものである。一方、発明例１、２は、筒体１０の軸方向の後端から中央までは比較例と同じ横断面形状を有し、軸方向の中央から先端にかけて斜め衝撃側に向けた曲率半径ρ（ｍｍ）を持たせて徐々に傾けた形状を有する筒体を有するものである。比較例の曲率ρは無限大であり、発明例１の曲率半径ρは１０３０．８ｍｍであり、発明例２は曲率半径ρは５１８．２ｍｍである。
【０１３７】
図２１に示す例は、衝撃吸収部材を構成する筒体１０の横断面形状の短辺に、軸方向と１０度交差する方向からの斜め荷重が作用する例であり、各部寸法は図中に併記する。比較例２は、横断面形状が上下及び左右対称形状である筒体１０を有するものである。一方、発明例３〜５は、筒体１０の軸方向の後端から中央までは比較例と同じ横断面形状を有し、軸方向の中央から先端にかけて斜め衝撃側に向けた曲率半径ρを持たせて徐々に傾けた形状を有する筒体を有するものである。比較例の曲率半径ρは無限大であり、発明例３の曲率半径ρは１０００ｍｍであり、発明例４の曲率半径ρは４３２ｍｍであり、発明例５の曲率半径ρは３００ｍｍである。
【０１３８】
さらに、図２２に示す例は、衝撃吸収部材を構成する筒体１０の横断面形状の長辺に、軸方向と１０度交差する方向からの斜め荷重が作用する例であり、各部寸法は図中に併記する。本例では、斜め衝撃側及び反斜め衝撃側それぞれの溝部１４の深さをＤ１、Ｄ２とすると、比較例３は、横断面形状が上下及び左右対称形状であり、Ｄ１＝Ｄ２＝２０ｍｍである筒体１０を有するものである。一方、発明例６は、Ｄ１＝２５ｍｍ、Ｄ２＝１５ｍｍである横断面形状を有するものであり、発明例７はＤ１＝１５ｍｍ、Ｄ２＝２５ｍｍである横断面形状を有するものである。本発明例６、７では、溝部１４の深さの効果を調査するためにＤ１＋Ｄ２＝４０ｍｍで同じとした。
【０１３９】
図２０〜２２に示す解析の結果である吸収エネルギ比（比較例１〜３が吸収した衝撃エネルギの吸収量を１とした場合の比により示す）を、表１〜表３にそれぞれ示す。
【０１４０】
【表１】
2006207724.tif 000003
【０１４１】
【表２】
2006207724.tif 000004
【０１４２】
【表３】
2006207724.tif 000005
【０１４３】
表１〜３に示すように、発明例１、２は比較例１に対し、発明例３〜５は比較例２に対し、さらに、発明例６、７は比較例３に対して、それぞれ吸収エネルギ比が１を上回っており、発明例１〜７により、軸方向と平行な方向のみならず、軸方向と交差する方向、例えば軸方向との交差角度が０度超１５度以下に含まれる方向へ衝撃荷重が入力された場合であっても、軸方向での屈曲を生じることなく安定して軸方向へ蛇腹状に座屈することによって所定の衝撃吸収量を確保することができ、安定した高性能を発揮し得ることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】実施の形態の衝撃吸収部材の横断面を模式的に示す説明図である。
【図２】ＦＥＭ数値解析による四角形の横断面を有する外部部材の圧壊の様子を示す説明図であり、図２（ａ）はフランジを具備する衝撃吸収部材を示し、図２（ｂ）はフランジを具備しない衝撃吸収部材を示す。
【図３】扁平な八角形の横断面形状を有する筒体の圧壊の様子を模式的に示す説明図である。
【図４】扁平な八角形の横断面を有する筒体の長辺部の一部に、台形状に溝部を設けた状況を示す説明図である。
【図５】溝部が形成される範囲についての好適条件をＦＥＭ解析した結果を示すグラフである。
【図６】筒体の一例の横断面を示す説明図である。
【図７】溝の例を示す説明図である。
【図８】筒体の一例の横断面を示す説明図である。
【図９】筒体の入力端側を示す説明図である。
【図１０】筒体の断面積を減じる部位の長さ／筒体の長さと、初期最大荷重比又は７０％圧壊時の吸収エネルギ比との関係を示すグラフである。
【図１１】筒体の入力端側を示す説明図である。
【図１２】筒体の一例の横断面を示す説明図である。
【図１３】比（ｈ／Ｘ）と単位重量当たりの衝突性能(％)との関係を示すグラフである。
【図１４】溝部を有する筒体の面部に曲率を付与した場合の頂点及び面部の弾性座屈によるたわみの状況を模式的に示す説明図であり、図１４（ａ）は外側に凸となる曲率を付与した場合を示し、図１４（ｂ）は内側に凹となる曲率を付与した場合を示す。
【図１５】筒体を備える一般的な衝撃吸収部材の衝突による圧壊時の状況を上方から見た状況を模式的に示す説明図であり、図１５（ａ）は筒体が車両前後方向（図面中の上下方向）に対して平行に装着されて斜め方向から衝撃荷重が負荷される場合であり、図１５（ｂ）は筒体が車両前後方向に対して角度αだけ傾斜して装着されて正面方向から衝撃荷重が負荷される場合を示す。
【図１６】実施の形態の筒体の軸方向の一部における横断面形状の一例を模式的に示す説明図である。
【図１７】図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、いずれも、溝部を斜め衝撃側に筒体の軸方向に対して斜めに形成備える筒体を示す説明図である。
【図１８】図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、いずれも、対向する辺に設けられた溝部の寸法が異なる筒体を示す説明図である。
【図１９】図１９（ａ）は、斜め衝撃側に形成されるしわと反斜め衝撃側に形成されるしわとがずれることを防止することができる筒体の横断面形状を、入力端側及び反入力端側について示す説明図であり、  図１９（ｂ）〜図１９（ｅ）は、本発明に係る筒体の様々な態様例を示す説明図であって、図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）には、偶数角形の基本断面を有する各種の筒体を示し、図１９（ｅ）には、奇数角形の基本断面を有する筒体を示す。
【図２０】衝撃吸収部材を構成する筒体の横断面形状の長辺に、軸方向と１０度交差する方向からの斜め荷重が作用する例を示す説明図である。
【図２１】衝撃吸収部材を構成する筒体の横断面形状の短辺に、軸方向と１０度交差する方向からの斜め荷重が作用する例を示す説明図である。
【図２２】衝撃吸収部材を構成する筒体の横断面形状の長辺に、軸方向と１０度交差する方向からの斜め荷重が作用する例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１  衝撃吸収部材
１０  筒体
１４  溝部
【図１】
2006207724.tif 000006
【図２】
2006207724.tif 000007
【図３】
2006207724.tif 000008
【図４】
2006207724.tif 000009
【図５】
2006207724.tif 000010
【図６】
2006207724.tif 000011
【図７】
2006207724.tif 000012
【図８】
2006207724.tif 000013
【図９】
2006207724.tif 000014
【図１０】
2006207724.tif 000015
【図１１】
2006207724.tif 000016
【図１２】
2006207724.tif 000017
【図１３】
2006207724.tif 000018
【図１４】
2006207724.tif 000019
【図１５】
2006207724.tif 000020
【図１６】
2006207724.tif 000021
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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