(57)【要約】【課題】衝突時の圧壊平均荷重を高め、その座屈ピッチを短くすることで、衝撃エネルギーを効率良く吸収でき、成型加工や他の部材との取り付けも容易である衝撃吸収部材を提供する。【解決手段】外周壁角部と外周壁辺部とで形成される四角形以上の多角形の形状である外周壁と、前記外周壁で囲まれる中空部を分割するように設けられた中柱とで構成する断面形状を有する衝撃吸収部材において、前記中空部に３以上の中柱の集まりによる交点部が少なくとも２以上設けられた断面形状であることを特徴とする衝撃吸収部材。【選択図】  図１
2005001474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周壁角部と外周壁辺部とで形成される四角形以上の多角形の形状である外周壁と、前記外周壁で囲まれる中空部を分割するように設けられた中柱とで構成する断面形状を有する衝撃吸収部材において、前記中空部に３以上の中柱の集まりによる交点部が少なくとも２以上設けられた断面形状であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
少なくとも２以上の外周壁辺部を３以上に分割するように中柱が設けられている請求項１記載の衝撃吸収部材。
【請求項３】
前記衝撃吸収部材が、アルミニウム合金押出材からなる請求項１または請求項２記載の衝撃吸収部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主に自動車のフロントサイドメンバーなどの軸方向に圧壊して衝撃を吸収する衝撃吸収部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年自動車業界では、燃費及び運動性能の向上策としての車体の軽量化とともに、衝突安全性能の向上も求められている。
自動車のフロントサイドメンバーなどの衝撃吸収部材は、自動車のフロントエンジンルームの左右に設けられており、衝突時の圧壊荷重を受けた際、軸方向に圧壊変形して衝撃エネルギーを吸収することにより、乗員の安全性を確保するものであり、蛇腹状に規則的に潰れることで効率の良いエネルギー吸収が行われることが知られている。
【０００３】
従来、このような衝撃吸収部材は、鋼板をプレス成形して溶接された構造が主流であった。図８で示すように、アウターフレーム８およびインナーフレーム９の製造時に、潰れビード１０をプレス成形した後、これら両部品をスポット溶接等で接合するものである。
しかしながら、前記衝撃吸収部材は溶接の位置による影響が大きく、規則的に変形もしない傾向があり、また製造工数が多いという問題点を有していた。
【０００４】
そこで、図９に示すようにアルミニウム合金製角管の断面における外周壁角部４の内側に押出軸方向に沿って肉盛りをする、或いは外周壁角部４の内側から当該角部近傍にわたる辺部の肉厚を厚くすることによって、外周壁角部の肉厚を外周壁辺部の肉厚よりも厚くした軸方向の圧縮特性に優れたフロントサイドメンバー用アルミニウム合金押出角管が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１によると、外周壁角部４の内側肉厚を外周壁辺部７の肉厚よりも厚くすることで、部材の重量をできるだけ低くおさえ、且つ衝突時の衝撃吸収部材の圧壊平均荷重を高めることができ、したがってエネルギー吸収効率を高めることができるものである。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３４０３２９０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、十分な大きさの変形空間を望めない形式の自動車では、特許文献１で提案された衝撃吸収部材より高性能な衝撃吸収部材が望まれている。そのためには、単位重量当たりのエネルギーの吸収量を増大させることが求められる。
即ち、図１０に示す衝撃吸収部材の軸方向に圧壊荷重を加えた際の荷重と変形量の関係図における蛇腹変形する際の平均荷重Ｐが大きい衝撃吸収部材である。
【０００８】
また、衝撃吸収部材を安定変形させるには、図１０における曲線の山と山の間の距離である座屈ピッチＬが短い衝撃吸収部材である。更に、成形加工が容易で、各種他部材との取り付けが容易であることも必要とされる。
【０００９】
本発明は、前記平均荷重Ｐが大きく、座屈ピッチＬが短く、そして成型加工や他の部材との取り付けが容易である衝撃吸収部材の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、角部と辺部とからなる四角形以上の多角形の形状である外周壁と、前記外周壁で囲まれる中空部を分割するように設けられた中柱とで構成する断面形状を有する衝撃吸収部材において、前記中空部に３以上の中柱の集まりによる交点部が少なくとも２以上設けられた断面形状であることを特徴とする衝撃吸収部材である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、少なくとも２以上の外周壁辺部を３以上に分割するように中柱が設けられている請求項１記載の衝撃吸収部材である。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記衝撃吸収部材がアルミニウム合金押出材から成る請求項１または請求項２記載の衝撃吸収部材である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を、図１を用いて説明する。
図１は、本発明に係る衝撃吸収部材の一例の断面図である。
衝撃吸収部材２０は、外周壁１によって矩形断面を形成し、５本の中柱３が中空部２を４分割し、３本の中柱３からなる３重点の交点部５を２箇所備えている。また、外周壁角部４に挟まれた長辺側外周壁辺部７と中柱３が交わることで形成する交点部６が長辺側外周壁辺部７を３分割している。
【００１４】
このような構造により、衝撃エネルギーの大部分は、外周壁１を構成する外周壁角部４による吸収、並びに３本の中柱３の交わりによって作る交点部５及び中柱３が外周壁辺部７と交わって作る交点部６のような辺と辺が結合する箇所で吸収される。即ち、衝撃エネルギーの吸収は大部分が前記辺と辺が結合する箇所で行われ、外周壁辺部７及び中柱３のような辺部は、衝撃エネルギーをほとんど吸収しない。
【００１５】
従って、中空部２を分割するように中柱３を配置し、それらが互いに交わることで作られる交点部５を２箇所以上設けることで、中柱３が外周壁辺部７を３分割以上する交点部６を設けることもでき、平均荷重Ｐを飛躍的に増大させることができる。
【００１６】
次に、衝撃吸収部材の断面を多角形形状とするのは、四角形以上では周方向において、外周壁角部４と外周壁辺部７で強度差があるために蛇腹状の規則的な圧壊変形を生じやすく、良好な衝撃エネルギー吸収特性が得られるためである。
【００１７】
更に、部材を安定して圧壊変形させるには、中柱３を配置し、外周壁１を分割して座屈ピッチＬを小さくする。また、各辺の長さを均一、且つ短くすることによっても座屈ピッチＬを小さくできる。
従って、中柱３を配置する際には、外周壁角部４と結合するよりも、周壁辺部７と結合する方がよい。
なお、外周壁角部４、交点部５及び交点部６のような結合点は、外周壁辺部７及び中柱３のような辺部の板厚より肉厚にするのが望ましい。
外周壁辺部の板厚は、薄い方が軽量化を達成できるが、押出性や割れの発生を考慮すると板厚０．７ｍｍ以上が望ましい。
【００１８】
また、本発明による衝撃吸収部材は、アルミニウム合金押出材により形成することが望ましく、ＪＩＳ６０６３、６Ｎ０１、６０６１等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金、並びにＪＩＳ７００３、７Ｎ０１等のＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を用いるのが良い。前記合金群は、押出性に優れ所定の断面形状を容易に作ることができ、更に押出後の熱処理で強度の向上がはかれる。
具体的には、前記合金群は、所定の形状に熱間押出し、次に焼入れ、時効硬化熱処理を施し、強度の向上をはかる。或いは熱間押出し後、空冷し（焼き入れの状態）、時効硬化熱処理して強度の向上をはかることもできる。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明の実施例について説明する。
ＪＩＳ６０６３アルミニウム合金を、図２〜図７の断面形状に熱間押出し後、時効硬化処理を施してＴ５調質とし、長さ３５０ｍｍに切断したものを供試材とした。
作製した供試材を用いて圧壊試験を行い、平均荷重Ｐと断面積Ｓの比（以下、Ｐ／Ｓと略す）と座屈ピッチＬについて評価を行い、その結果を表１のＮｏ．１〜Ｎｏ．６に記す。
【００２０】
【表１】
2005001474.tif 000003
【００２１】
表１より、図２〜図４の断面形状を有する本発明例のＮｏ．１〜Ｎｏ．３の衝撃吸収部材は、図５〜図７の断面形状を有する比較例のＮｏ．４〜Ｎｏ．６の衝撃吸収部材と比べて、Ｐ／Ｓ高く、座屈ピッチＬは短くなっている。従って、衝撃エネルギー吸収効率と変形安定性に優れていることがわかる。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る衝撃吸収部材は、衝突時における軸方向の衝撃エネルギーの吸収効率が高く、安定して圧壊変形を行うもので、更に容易に成形加工できる。また、本発明に係る衝撃吸収部材は、その断面形状が四角形や矩形などの単純形状であっても、衝撃エネルギーの吸収効率を高めることができて、各種他部材との取り付けも容易である。従って、工業上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る衝撃吸収部材の一例の断面図である。
【図２】本発明例Ｎｏ．１の衝撃吸収部材の断面図である。
【図３】本発明例Ｎｏ．２の衝撃吸収部材の断面図である。
【図４】本発明例Ｎｏ．３の衝撃吸収部材の断面図である。
【図５】比較例Ｎｏ．４の衝撃吸収部材の断面図である。
【図６】比較例Ｎｏ．５の衝撃吸収部材の断面図である。
【図７】比較例Ｎｏ．６の衝撃吸収部材の断面図である。
【図８】従来の衝撃吸収部材を示す部分斜視図である。
【図９】特許文献１で提案されたアルミニウム合金押出角管の断面図である。
【図１０】衝撃吸収部材の圧壊試験における荷重と変形量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１    外周壁
２    中空部
３    中柱
４    外周壁角部
５    交点部（中柱同士の交点部）
６    交点部（中柱と外周壁辺部との交点部
７    外周壁辺部
８    アウターフレーム
９    インナーフレーム
１０  潰れビード
１１  スポット溶接部
２０  衝撃吸収部材
【図１】
2005001474.tif 000004
【図２】
2005001474.tif 000005
【図３】
2005001474.tif 000006
【図４】
2005001474.tif 000007
【図５】
2005001474.tif 000008
【図６】
2005001474.tif 000009
【図７】
2005001474.tif 000010
【図８】
2005001474.tif 000011
【図９】
2005001474.tif 000012
【図１０】
2005001474.tif 000013