(57)【要約】【課題】多孔質金属と同レベルの衝撃エネルギ吸収能を有しかつ製造コストが安価な衝撃エネルギ吸収部材を提供する。【解決手段】一方のパネル３に設けた多数の凸部３ａと他方のパネル３に設けた多数の凸部３ａとの間に空洞４を形成するべく各凸部３ａ，３ａを互いに相反する側に向けて各凸部３ａ以外のフランジ部３ｂ，３ｂ同士を接合して成るパネル体２を複数備え、パネル体２を順次積層して、隣接する一方のパネル体２の凸部３ａ以外のフランジ部３ｂと他方のパネル体２の凸部３ａとを接合した。【選択図】        図１
2004306682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のパネルに設けた多数の凸部と他方のパネルに設けた多数の凸部との間に空洞を形成するべく各凸部を互いに相反する側に向けて各凸部以外のフランジ部同士を接合して成るパネル体を複数備え、上記パネル体を順次積層して、隣接する一方のパネル体の凸部以外のフランジ部と他方のパネル体の凸部とを接合したことを特徴とする衝撃エネルギ吸収部材。
【請求項２】
凸部は断面略半円形状を成し、隣接する凸部の中心間距離を凸部の直径の１．５〜２．５倍とした請求項１に記載の衝撃エネルギ吸収部材。
【請求項３】
凸部は断面略半楕円形状を成している請求項１に記載の衝撃エネルギ吸収部材。
【請求項４】
パネル素材としてひずみ時効性板材を用いた請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の衝撃エネルギ吸収部材。
【請求項５】
パネル素材としてひずみ時効性を有するスチール板材を用いた請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の衝撃エネルギ吸収部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの衝撃エネルギ吸収部材を製造するに際して、プレス加工により多数の凸部を有するパネルを複数形成した後、一方のパネルの凸部と他方のパネルの凸部との間に空洞を形成するべく各凸部を互いに相反する側に向けて各凸部以外のフランジ部同士を接合してパネル体を形成し、このパネル体を順次積層して、隣接する一方のパネル体の凸部以外のフランジ部に他方のパネル体の凸部を接合することを特徴とする衝撃エネルギ吸収部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の構造部材として用いられて、衝突時に崩壊しながら衝撃エネルギを吸収して衝撃を和らげるのに利用される衝撃エネルギ吸収部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記した衝撃エネルギの吸収部材としては、近年注目されている多孔質金属がある。従来における多孔質金属の成形方法としては、発泡性金属粉末として水素化マグネシウムを用いて焼結体を発泡させることによって、金属の多孔質構造体を得る方法があった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、これとは別の多孔質金属の成形方法として、金属の溶解工程の後に発泡工程を設けて、溶融金属の粘性を上昇させたうえで発泡介助剤を用いて発泡させる方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
一方、上記した多孔質金属以外の衝撃エネルギ吸収部材としては、剛性を高めた金属製パネル体がある。この金属製パネル体は、コーン形状のエンボスを有する一方のパネルと、平板状の他方のパネルを備えており、一方のパネルのエンボス底部を平板状の他方のパネルにスポット溶接する構造を成している（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−０１２６０５号公報
【特許文献２】
特開平０７−２３３４２８号公報
【特許文献３】
特開２００２−３０７１１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来において、衝撃エネルギ吸収部材を多孔質金属とした場合に
は、その成形時に金属の融点近傍まで一旦材料を加熱する必要があることから、製造コストがかかるという問題があった。
【０００７】
一方、従来の衝撃エネルギ吸収部材としての剛性を高めた金属製パネル体にあっては、一方のパネルにおけるコーン形状のエンボス底部を他方のパネルに接合させているため、平空間を形成することができず、多孔質金属に類似する構造を形成することができないという問題を有しており、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、多孔質金属と同レベルの衝撃エネルギ吸収能を有しかつ製造コストが安価な衝撃エネルギ吸収部材及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の衝撃エネルギ吸収部材は、一方のパネルに設けた多数の凸部と他方のパネルに設けた多数の凸部との間に空洞を形成するべく各凸部を互いに相反する側に向けて各凸部以外のフランジ部同士を接合して成るパネル体を複数備え、上記パネル体を順次積層して、隣接する一方のパネル体の凸部以外のフランジ部と他方のパネル体の凸部とを接合した構成としており、この衝撃エネルギ吸収部材の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の衝撃エネルギ吸収部材では、上記した構成としたから、プレス成形によるパネルの組合せによって、多孔質金属に類似する構造を得ることができ、したがって、製造コストの低減を実現したうえで、多孔質金属と同等の吸収エネルギ量を確保することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において、パネルに設ける凸部を、例えば、断面が四角形状をなすものとすると、プレス成形機によるエンボス加工時においてポンチ底部で割れが発生する危険性が高くなる。この際、ポンチ底部のＲ（丸み）を大きくする方が歪を均一化することができ、エンボスの大きさに対して深さを大きくすることができることから、凸部を半円形状又は半楕円形状の断面を有する形状とすることが望ましい。
【００１２】
凸部を断面が略半円形状を成すものとした場合、隣接する凸部の中心間距離が凸部の直径の２．５倍よりも大きいと、質量の増加が大きくなってしまい、一方、隣接する凸部の中心間距離が近すぎると、プレス成形によって断面略半円形状を成す凸部の成形ができなくなることから、隣接する凸部の中心間距離を凸部の直径の１．５〜２．５倍とすることが必要である。
【００１３】
また、ひずみ時効性の鋼板は、成形時に耐力が低く熱処理後に耐力が上昇するという特性を有しているため、本発明のようにひずみ時効性の鋼板を用いれば、規則的に整列している凸部、例えば、断面半円状の凸部を成形するのに必要な成形性及び成形後においてパネルに要求される高耐力を有する材料の特性をより高い耐力レベルにまで両立させることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
【００１５】
図１〜図４は、本発明の衝撃エネルギ吸収部材の一実施例を示しており、図１に示すように、この衝撃エネルギ吸収部材１は、複数枚のパネル体２を備えている。
【００１６】
パネル体２は、板厚０．５ｍｍ、引張り強度３９０ＭＰａのひずみ時効性を有する鋼板から成る２枚のパネル３，３を具備している。パネル３には、断面が直径１０ｍｍ程度のほぼ半円形状を成す多数の凸部３ａが約２０ｍｍの中心間距離をとりつつ規則的に配置してあり、一方のパネル３における多数の凸部３ａと他方のパネル３における多数の凸部３ａとの間に空洞４を形成するべく各凸部３ａ，３ａを互いに相反する側に向けて各凸部３ａ以外のフランジ部３ｂ，３ｂ同士をスポット溶接によって接合することにより、パネル体２を形成している。
【００１７】
この場合、パネル３の断面略半円形状を成す凸部３ａをプレス加工により成形するようにしているが、プレス成形時における材料の流入を行い易くして凸部３ａの成形を容易にするために、凸部３ａを配置しようとする部位の周囲に小さなスリット又は孔を設けておいてもよい。
【００１８】
この衝撃エネルギ吸収部材１において、上記パネル体２を順次積層するようにしており、隣接するパネル体２，２は、断面略半円形状を成す凸部３ａの各頂点同士が当たらないようにして接合してある、すなわち、一方のパネル体２の凸部３ａ以外のフランジ部３ｂと他方のパネル体２の凸部３ａの頂点とを当接させて接合してある。この実施例において、パネル体２，２同士の接合には、熱硬化型の接着剤を用いている。
【００１９】
上記した衝撃エネルギ吸収部材１を製造するに際しては、まず、図１（ａ）に示すように、板厚０．５ｍｍ、引張り強度３９０ＭＰａのひずみ時効性を有する鋼板３’に対して、金型Ｐ，Ｄによるプレス加工を行って、図１（ｂ）に示すように、断面が直径１０ｍｍ程度のほぼ半円形状を成す多数の凸部３ａを約２０ｍｍの中心間距離をもって規則的に配置したパネル３を複数形成する。
【００２０】
次いで、上記パネル３を適当な大きさに切断するのに続いて、図１（ｃ）に示すように、一方のパネル３の凸部３ａと他方のパネル３の凸部３ａとの間に空洞４を形成するべく各凸部３ａ，３ａを互いに相反する側に向けてフランジ部３ｂ，３ｂ同士を電極チップＣ，Ｃで挟み込み、図１（ｄ）に示すように、パネル３，３同士をスポット溶接により接合してパネル体２を形成する。
【００２１】
次に、図１（ｅ）に示すように、上記パネル体２を順次積層し、断面略半円形状を成す凸部３ａの各頂点同士が当たらないようにして隣接するパネル体２，２同士を熱硬化型の接着剤により接合する、すなわち、一方のパネル体２の凸部３ａ以外のフランジ部３ｂと他方のパネル体２の凸部３ａの頂点とを当接させて隣接するパネル体２，２同士を熱硬化型の接着剤により接合する。
【００２２】
ここで、上記プレス金型Ｐ，Ｄよりも大きなサイズの衝撃エネルギ吸収部材１を製造する場合には、図２に示すように、パネル体２を順次積層するに際して、１層おきにパネル体２のサイズのほぼ半分の寸法分だけずらして積層するようになすことによって、図２の拡大円内に示すように、同一平面内に位置するパネル体２同士を直接接合することなく、大きなサイズの衝撃エネルギ吸収部材１を製造することができる。
【００２３】
この衝撃エネルギ吸収部材１において、パネル３に、板厚０．５ｍｍ、引張り強度３９０ＭＰａのひずみ時効性を有する鋼板を用いているので、車体構造用として適用した場合には、塗装工程における熱処理、つまり１７０℃、２０分の熱処理により、プレス成形時に導入されたひずみで板材料が硬化して４４０ＭＰａ程度まで強度が上昇することから、変形荷重が作用した際の構造体中の耐力を増加させることができる。
【００２４】
そこで、上記衝撃エネルギ吸収部材１の変形の様子と強度特性を調べたところ、図３及び図４に示すように、白抜き矢印方向に作用した荷重Ｌに対して、パネル体２の多数の空洞４が順じ潰れてパネル体２に順次変形が生じており、これにより、多孔質金属と同レベルの崩壊荷重を得られることが判った。
【００２５】
上記した衝撃エネルギ吸収部材１では、プレス成形によるパネル３を用いて多数の空洞４を有するパネル体２を形成すると共に、このパネル体２を順次積層するようにしているので、多孔質金属に類似する構造を容易且つ安価に得ることができ、したがって、製造コストの低減を実現したうえで、多孔質金属と同等の吸収エネルギ量を確保することが可能となる。
【００２６】
また、上記した衝撃エネルギ吸収部材１において、図５に示すように、パネル体２の積層方向の荷重Ｌに対しては、図３及び図４に示したような変形特性を呈するが、これと直交する方向の荷重Ｌｈは、各層におけるパネル体２のフランジ部３ｂが座屈して対応することから、この方向の崩壊荷重は、パネル体２の積層方向の崩壊荷重と比べて大きいものとなる、すなわち、この衝撃エネルギ吸収部材１は異方性の変形特性を有していることとなる。
【００２７】
上記した実施例では、パネル３にプレス加工により成形する凸部３ａが断面略半円形状を成す場合を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、凸部の断面が略半楕円形状を成していても差し支えない。
【００２８】
また、上記した実施例では、パネル３，３同士の接合にスポット溶接を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、他の接合手段として、接着剤による接合やかしめによる接合を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による衝撃エネルギ吸収部材の製造工程説明図（ａ）〜（ｅ）である。
【図２】図１における衝撃エネルギ吸収部材の製造で用いたプレス成形型よりも大きいサイズの衝撃エネルギ吸収部材の製造要領を示す部分断面説明図である。
【図３】図１における衝撃エネルギ吸収部材に積層方向の荷重が加わった際の変形状況を示す斜視説明図である。
【図４】図３に示した状況における衝撃エネルギ吸収部材の変形特性を表すグラフである。
【図５】図１における衝撃エネルギ吸収部材が異方性の変形特性を有していることを示す断面説明図である。
【符号の説明】
１  衝撃エネルギ吸収部材
２  パネル体
３  パネル
３ａ  凸部
３ｂ  フランジ部
４  空洞
【図１】
2004306682.tif 000003
【図２】
2004306682.tif 000004
【図３】
2004306682.tif 000005
【図４】
2004306682.tif 000006
【図５】
2004306682.tif 000007