CN111512062B - 冲击吸收部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冲击吸收部件。该冲击吸收部件具有:具有帽顶部的帽型部件;以及与上述帽顶部对置的板状部件。在上述帽顶部以及上述板状部件中的至少一方的壁部设置有变形引导部。上述变形引导部具有:第1高强度部,在上述壁部中压曲屈服强度相对高;以及一对低强度部,压曲屈服强度相对低,且在沿着长度方向观察时将上述第1高强度部夹在之间而配置在两侧。进而,该冲击吸收部件具有一对第2高强度部,该一对第2高强度部的压曲强度比上述低强度部的压曲强度高,在沿着上述长度方向观察时,该一对第2高强度部以与上述一对低强度部分别邻接的方式配置在上述变形引导部的两侧。
Description
技术领域
本发明涉及一种冲击吸收部件,特别涉及能够应用于车辆的骨架部件的冲击吸收部件。
背景技术
汽车为了改善燃料消耗率而要求轻量化,另一方面,为了确保碰撞安全性而要求车身的高强度化。在车身的骨架部件的一部分使用对钢板进行冲压成型而得到的冲压成型品。作为冲压成型品的一例的前侧梁被配置为,其长度方向从车身中央部朝向车身前部。并且,当施加来自车辆外部的碰撞载荷时,该载荷沿着前侧梁的长度方向被施加,当该载荷的大小超过极限值时,前侧梁压曲变形而吸收冲击。
当为了使前侧梁轻量化而减薄壁厚时,在较小的载荷下就会压曲变形,无法充分吸收冲击。另一方面,如果加厚壁厚,则能够期待充分的冲击吸收能力,但重量增加而无法实现燃料消耗率改善。如此,轻量化和耐碰撞安全性的提高是相反的特性,期望兼备这两个特性的车身的骨架部件。
在专利文献1中公开了一种冲击吸收构造。该冲击吸收构造具备:冲击吸收部件,从一端侧朝另一端侧延伸;多个第1变形控制部,形成于上述冲击吸收部件,通过调节强度来控制该冲击吸收部件的变形;以及多个第2变形控制部,形成于上述冲击吸收部件,通过调节强度来控制该冲击吸收部件的变形,多个上述第1变形控制部沿着上述冲击吸收部件的长度方向以规定的间隔配置,多个上述第2变形控制部沿着上述长度方向以规定的间隔配置,多个上述第1变形控制部在一对上述第2变形控制部彼此之间至少各配置一个,多个上述第1变形控制部包括越是配置在上述长度方向的上述另一端侧、强度构成得越高的组。
根据该冲击吸收构造,当沿着长度方向作用了冲击时,能够变形为蛇腹状。并且,在该变形时,冲击吸收部件从一端侧起依次变形,因此冲击吸收部件的轴向的压缩变形稳定化,冲击吸收的性能提高。
在专利文献2中公开了一种加强筋的配置决定方法。该加强筋的配置决定方法是决定加强筋向承受压溃载荷的强度部件的配置的加强筋的配置决定方法,具有:求出在没有加强筋的状态下对上述强度部件施加了超过峰值载荷点的压溃载荷紧后的压曲波形的产生状态的工序;以及决定为当在上述工序中求出的压曲波形的产生状态为使上述强度部件的壁面向面内侧凹陷了的凹部的情况下,在该凹部的产生位置配置凹型的壁面加强筋,在上述压曲波形的产生状态为使上述强度部件的壁面向面外侧突出了的凸部的情况下,在该凸部的产生位置配置凸型的壁面加强筋的工序。
根据该加强筋的配置决定方法,与以往相比能够容易地决定最佳的加强筋以及其位置。
在专利文献3中公开了一种汽车的强度部件。该汽车的强度部件为,通过在截面为多边形状的长条的强度部件上设置加强筋来吸收碰撞时的冲击能量,在汽车的强度部件中,在上述强度部件的相面对的一对面上形成有沿着强度部件的长度方向延伸的长度加强筋,该长度加强筋是凹状部和凸状部相对于面连续地交替反复而形成的,在碰撞时在凹状部与凸状部的边界部位产生压曲,截面以边界部位为边界而交替地变形,并且在边界部位与相邻的边界部位之间的大致中央部位产生压曲,由此吸收冲击能量。
根据该汽车的强度部件,通过长度加强筋的凹状部和凸状部的边界部位以及与边界部位相邻的边界部件的大致中央部位压曲,由此吸收冲击能量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开WO2011/030453A1号公报
专利文献2:日本特开平3-94137号公报
专利文献3:日本特开平11-43069号公报
发明内容
发明要解决的课题
在通过部件的变形来吸收冲击能量的情况下,需要根据该部件的应用部位来使其适当地变形。
例如,在上述专利文献1的情况下,使部件蛇腹变形而吸收冲击能量,但根据冲击能量的施加方式的不同,有时无法使部件按照设想那样溃缩。
另外,在专利文献2中,以对部件施加规定的冲击能量为前提来确定加强筋的最佳配置,但在该情况下,根据冲击能量的施加方式的不同,依然存在无法使部件按照设想那样溃缩的情况。
并且,在专利文献3中,通过使长边加强筋在其凹状部与凸状部的边界处交替地变形而使其蛇腹变形,在这一点上具有与上述专利文献1同样的课题。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其课题在于提供一种冲击能量的吸收能力优异的冲击吸收部件。
用于解决课题的手段
为了解决上述问题而实现所述目的,本发明采用了以下方式。
(1)本发明的一个方式为一种冲击吸收部件,具有:帽型的帽型部件,具有凸缘部且与长度方向垂直的截面形状具有帽顶部;以及板状部件,与上述凸缘部接合且与上述帽顶部对置,在该冲击吸收部件中,在上述帽顶部与上述板状部件中的至少一方的壁部设置有变形引导部,上述变形引导部具有:第1高强度部,在上述壁部中压曲屈服强度相对高;以及一对低强度部,压曲屈服强度相对低,且在沿着上述长度方向观察时,将上述第1高强度部夹在之间而配置在两侧;上述冲击吸收部件具有一对第2高强度部,该一对第2高强度部的压曲强度比上述低强度部的压曲强度高,在沿着上述长度方向观察时,上述一对第2高强度部以与上述一对低强度部分别邻接的方式配置在上述变形引导部的两侧。
(2)在上述(1)所记载的冲击吸收部件中也可以为,在将上述第1高强度部沿着上述长度方向的长度设为L1(mm)、将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)时,0.8×H≤L1≤2.0×H。
(3)在上述(1)或(2)所记载的冲击吸收部件中也可以为,在将上述一对低强度部各自的沿着上述长度方向的长度设为C(mm)、将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)时,C≤0.6×H。
(4)在上述(1)~(3)任一项所记载的冲击吸收部件中也可以为,上述第1高强度部具有沿着上述长度方向设置于上述壁部的第1加强筋部。
(5)在上述(4)所记载的冲击吸收部件的情况下,也可以采用以下构成:上述第1高强度部具有沿着上述长度方向延伸并且相互平行的一对上述第1加强筋部,在上述一对低强度部中,与上述一对第1加强筋部的至少一方的一端邻接的区域为平坦,与上述一对第1加强筋部的至少一方的另一端邻接的区域为平坦。
(6)在上述(5)所记载的冲击吸收部件的情况下,在上述一对低强度部中,与上述一对第1加强筋部的两端邻接的区域为平坦。
(7)在上述(4)~(6)任一项所记载的冲击吸收部件的情况下,也可以采用以下构成:上述一对第2高强度部具有一对第2加强筋部,该一对第2加强筋部沿着上述长度方向设置于上述壁部,各自的一端分别与上述一对低强度部邻接,另一端到达上述冲击吸收部件的端部。
(8)在上述(4)~(7)任一项所记载的冲击吸收部件的情况下,也可以采用以下构成:在将从设置有上述第1加强筋部的上述壁部的壁面起的上述第1加强筋部的高度设为d(mm),将上述第1加强筋部的宽度设为w(mm),将设置有上述第1加强筋部的上述壁部的板厚设为t(mm)的情况下,满足d/t≥2.0和w≥10中的至少一方。
(9)在上述(1)~(8)任一项所记载的冲击吸收部件中也可以为,上述第1高强度部是在从外部沿着上述长度方向承受了载荷的情况下朝向设置有上述变形引导部的上述壁部的板厚方向外侧鼓出的鼓出部。
(10)在上述(1)~(9)任一项所记载的冲击吸收部件中也可以为,在上述帽顶部与上述板状部件的各自上设置有上述变形引导部以及上述一对第2高强度部。
(11)在上述(10)所记载的冲击吸收部件的情况下,也可以采用以下构成:在将沿着上述长度方向观察时的、上述第1高强度部的中央位置与上述低强度部的中央位置之间的沿着上述长度方向的分离距离设为L2(mm),将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)的情况下,L2≤6.0×H,上述第1高强度部设置于上述帽顶部和上述板状部件中的一方的上述变形引导部,上述低强度部是设置于上述帽顶部和上述板状部件中的另一方的上述变形引导部的上述一对低强度部中、接近设置于上述一方的变形引导部的上述第1高强度部的一方的低强度部。
(12)在上述(10)或(11)所记载的冲击吸收部件的情况下,也可以采用以下构成:在各上述变形引导部的各自中,在将沿着上述长度方向观察时的上述一对低强度部各自的中间位置之间的分离距离设为L3(mm),将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)的情况下,0.8×H≤L3≤2.0×H。
(13)在上述(10)~(12)任一项所记载的冲击吸收部件的情况下,在各上述变形引导部的各自中,在将上述一对低强度部各自的沿着上述长度方向的长度设为C(mm)、将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)的情况下,C≤0.6×H。
发明的效果
根据本发明的上述各方式,能够提供一种冲击能量的吸收能力优异的冲击吸收部件。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的冲击吸收部件的图,(a)表示侧视图,(b)表示仰视图,(c)表示(a)的A-A’线的截面图。
图2是表示该冲击吸收部件受到冲击能量而塑性变形后的状态的侧视图。
图3是表示该冲击吸收部件的图2中的B部分的图,(a)是宽度方向中央位置的纵截面图,(b)是按照箭头C观察(a)的仰视图。
图4是表示以往的冲击吸收部件受到冲击能量而塑性变形后的状态的图,(a)是侧视图,(b)是(a)的D部分的宽度方向中央位置的纵截面图。
图5是表示本发明的第2实施方式的冲击吸收部件的图,是相当于图1的(b)的仰视图。
图6是表示本发明的第3实施方式的冲击吸收部件的图,是相当于图1的(b)的仰视图。
图7是表示本发明的第4实施方式的冲击吸收部件的图,(a)表示平面图,(b)表示侧视图,(c)表示仰视图,(d)表示(b)的E-E’线的截面图。
图8是表示第1实施例的比较例的图,是相当于图1的(b)的仰视图。
图9是表示第1实施例的比较例的图,是相当于图1的(b)的仰视图。
图10是表示第1实施例的发明例的图,是相当于图1的(a)的侧视图。
图11是表示在第1实施例中冲击吸收部件受到冲击能量而塑性变形后的状态的侧视图,(a)是图8所示的比较例,(b)是图10所示的发明例。
图12是表示第2实施例的比较例的图,(a)表示侧视图,(b)表示仰视图,(c)表示(a)的F-F’线的截面图。
图13是表示第2实施例的发明例的图,(a)表示仰视图,(b)表示(a)的G-G’线的截面图。
图14是表示第2实施例的比较例的图,(a)表示仰视图,(b)表示(a)的H-H’线的截面图。
图15是表示第2实施例的比较例的图,(a)表示侧视图,(b)表示仰视图,(c)表示(a)的I-I’线的截面图。
图16是表示第2实施例的发明例的图,(a)表示仰视图,(b)表示(a)的J-J’线的截面图。
图17是表示第2实施例的比较例的图,(a)表示仰视图,(b)表示(a)的K-K’线的截面图。
图18是表示第2实施例的比较例的图,(a)表示侧视图,(b)表示仰视图,(c)表示(a)的L-L’线的截面图。
图19是表示第2实施例的比较例的图,(a)表示仰视图,(b)表示(a)的M-M’线的截面图。
图20是表示第2实施例的发明例的图,(a)表示仰视图,(b)表示(a)的N-N’线的截面图。
图21是表示第2实施例的发明例的图,(a)表示仰视图,(b)表示(a)的O-O’线的截面图。
图22是表示第2实施例的比较例的图,(a)表示平面图,(b)表示侧视图,(c)表示(b)的P-P’线的截面图。
图23是表示第2实施例的比较例的图,(a)表示平面图,(b)表示(a)的Q-Q’线的截面图。
图24是表示第2实施例的发明例的图,(a)表示平面图,(b)表示(a)的R-R“线的截面图。
图25是表示第2实施例的发明例的图,(a)表示仰视图,(b)表示(a)的S-S’线的截面图。
图26是表示第3实施例的发明例的图,(a)表示平面图,(b)表示仰视图,(c)表示(b)的T-T’线的截面图。
图27是表示第3实施例的发明例的图,(a)表示平面图,(b)表示仰视图,(c)表示(a)的U-U’线的截面图。
图28是表示第4实施例的发明例的图,(a)表示侧视图,(b)表示仰视图,(c)表示(a)的V-V’线的截面图。
图29是表示第4实施例的发明例的图,(a)表示平面图,(b)表示仰视图,(c)表示(a)的W-W’线的截面图。
图30是表示第五实施例的发明例的图,(a)表示平面图,(b)表示侧视图,(c)表示(b)的X-X’线的截面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的冲击吸收部件的各实施方式进行说明。
[第1实施方式]
如图1的(a)~(c)所示,本实施方式的冲击吸收部件1具有由4个壁部1a~1d包围的中空截面构造。更具体而言,冲击吸收部件1具有由4个壁部1a~1d形成的在一个方向上较长的筒形状。此处所说的一个方向,表示冲击吸收部件1的长度方向,在图1的(a)和(b)中表示纸面左右方向(X方向),在(c)中表示纸面垂直方向。
各壁部1a~1d的长度方向一端侧,成为承受来自外部的冲击载荷的一端部1e1。在本实施方式中,图1的(a)所示的纸面左侧成为一端部1e1,但由于冲击吸收部件1为相对于长度方向中央左右对称的形状,因此也可以构成为通过纸面右侧的另一端部1e2来承受冲击载荷。
本实施方式的冲击吸收部件1例如能够用作为汽车的骨架部件即前侧梁或后侧梁。例如,在用作为前侧梁的情况下,冲击吸收部件1的长度方向一端侧(一端部1e1)以朝向车身的前方的方式配置,长度方向另一端侧(另一端部1e2)以朝向驾驶室侧的方式配置。
如图1的(a)~(c)所示,冲击吸收部件1由对金属板进行冲压成型而得到的成型体(帽型部件)2以及与成型体2接合的板状部件3这2个部件构成。另外,在图1中,X方向表示冲击吸收部件1的长度方向,Y方向表示冲击吸收部件1的宽度方向,Z方向表示与X方向以及Y方向这两个方向正交的方向即冲击吸收部件1的高度方向。
成型体2具备腹板部2a、与腹板部2a的宽度方向两侧缘相连的一对纵壁部2b、以及与这些纵壁部2b相连的一对凸缘部2c,与其长度方向垂直的截面形状成为帽型。腹板部2a具有在上述一个方向上较长的长方形状。一对纵壁部2b分别也具有在上述一个方向上较长的长方形状。而且,如图1的(c)所示,一对纵壁部2b分别相对于腹板部2a以比直角稍大的角度一体地连接,因此,在与长度方向垂直的截面中观察时,这一对纵壁部2b通过与腹板部2a组合而形成为梯形。进而,在一对纵壁部2b各自的端缘一体地形成有凸缘部2c。这些凸缘部2c分别具有在上述一个方向上较长的长方形状,并且相互平行。
板状部件3与成型体2的各凸缘部2c接合,由此构成中空截面构造的冲击吸收部件1。并且,成型体2的腹板部2a及一对纵壁部2b和板状部件3,成为构成冲击吸收部件1的4个壁部1a~1d。另外,作为成型体2的各凸缘部2c与板状部件3的接合方法,能够采用点焊、线状焊接、粘接、螺钉、螺栓螺母等机械接合方法等。
作为成型体2以及板状部件3的原材料,优选采用金属板,更优选采用由高强度钢形成的薄钢板、铝板或铝合金板等。在薄钢板的情况下,也可以使用镀铝钢板或镀锌钢板。
在构成冲击吸收部件1的壁部1a~1d中,仅在由板状部件3构成的壁部1d上具备变形引导部4。即,其他壁部1a~1c成为未设置变形引导部4的平坦形状。此处所说的平坦形状,例如表示至少外表面的平均曲率为0.0001以下的面形状。此外,平坦形状的区域优选为未进行加强筋部等的加工的未加工部分。关于平坦形状的上述规定为一例,但也可以同样地应用于其他实施方式以及变形例。变形引导部4由压曲屈服强度相对大的高强度部4a(也称为第1高强度部)和与高强度部4a相比压曲屈服强度相对小的一对低强度部4b构成。高强度部4a和一对低强度部4b被排列为,沿着壁部1d的长度方向无间隙地连成一列。高强度部4a被配置为,在壁部1d的长度方向上夹在一对低强度部4b之间。在壁部1d中,变形引导部4被配置为,在壁部1d的长度方向上夹在一对高强度部7(也称为第2高强度部)之间。低强度部4b以夹在高强度部4a与高强度部7之间的方式配置,由此,在壁部1d整体上成为压曲屈服强度相对小的区域。
在图1的例子中,高强度部4a占据壁部1d的长度方向大致中央部分的区域。此外,各低强度部4b占据高强度部4a两侧相邻的区域。在高强度部4a设置有2个加强筋部5,在低强度部4b未设置加强筋部5而成为平坦。
各加强筋部5的长度方向与壁部1d的长度方向平行。另外,如图1的(c)所示,各加强筋部5从壁部1d朝向冲击吸收部件1的外侧突出。更具体而言,各加强筋部5为,在与其长度方向垂直的截面中观察时、即在图1的(c)所示的截面中观察时,成为三角形的角部朝向外侧突出了的形状,例如能够通过冲压成型来形成。另外,该截面中的加强筋部5的形状并不限定于三角形,例如也可以采用半圆形状、半椭圆形状等其他形状。
低强度部4b是未设置加强筋部5的平坦形状的区域。此外,高强度部4a是具有由各加强筋部5形成的一对凸部的截面形状的区域、且是夹在一对低强度部4b之间的区域。当着眼于沿着图1的(b)、(c)所示的Y方向从板状部件3的一方的侧缘3e1到另一方的侧缘3e2为止的沿着表面的长度时,通过设置各加强筋部5,由此高强度部4a的沿着表面的实质上有效地发挥功能的长度(以下称为有效宽度)比低强度部4b的有效宽度变长。即,在从正面观察时,低强度部4b和高强度部4a为,在Y方向上从侧缘3e1到侧缘3e2为止的直线尺寸相互相同,但是高强度部4a由于具有一对加强筋部5,因此有效宽度相应地变长。关于这一点更具体地说,如图1的(b)所示,低强度部4b的有效宽度成为边w3所示的直线状的长度。另一方面,如图1的(c)所示,高强度部4a的有效宽度为,在2处加强筋部5的部分伴随有起伏,因此与为直线状的情况相比变长。
如此,通过使高强度部4a的有效宽度比低强度部4b的有效宽度变大,由此高强度部4a的压曲屈服强度与低强度部4b的压曲屈服强度相比相对地变大。
高强度部4a以及低强度部4b各自的压曲屈服强度,由通过以下的式(1)以及式(2)求出的部件压缩侧的各边的屈服强度F的合计来表示。所谓的部件压缩侧的各边,是指在高强度部4a以及低强度部4b的截面形状中未设置加强筋部5的部分。例如,当在沿着图1的(b)所示的Y方向的方向上观察时,所谓的部件压缩侧的各边,在高强度部4a的情况下,是处于2个加强筋部5之间的边w1的截面部分、以及从各加强筋部5到壁部1d的宽度方向端部为止的2条边w2的截面部分的合计3条边的截面部分。另外,低强度部4b的情况下的部件压缩侧的边,是沿着壁部1d的宽度方向的边w3的截面部分。
F=Ce×t×σy……式(1)
Ce=1.9×t×(E/σy)0.5×{1-0.415×t1/we×(E/σy)0.5}……式(2)
另外,在(1)式以及(2)式中,F是各边的屈服强度,Ce是(2)式表示的各边的有效宽度,t1是各边的板厚,σy是构成各边的材料的屈服应力,E是构成各边的材料的杨氏模量,we是各边的板宽。在上述各参数中,板厚t1在各边不同。具体而言,在使板状部件3的板厚和凸缘部2c的板厚相同而设为板厚t的情况下,在图1的(b)、(c)中,在边w1中t1=t,在边w2中t1=2×t。
此外,在图1的例子中,与加强筋部5不同的加强筋部6延伸至壁部1d的长度方向两端。换言之,在图1的例子中,在壁部1d的除了变形引导部4以外的区域即高强度部7也存在加强筋部6。更具体而言,在处于变形引导部4的邻接两侧的高强度部7分别沿着冲击吸收部件1的长度方向设置有一对加强筋部6。而且,处于一方的高强度部7的加强筋部6a(6)与高强度部4a的加强筋部5a(5)、以及处于另一方的高强度部7的加强筋部6b(6)排列在同一直线上。同样,处于一方的高强度部7的加强筋部6c(6)也与高强度部4a的加强筋部5b(5)、以及处于另一方的高强度部7的加强筋部6d(6)排列在同一直线上。另外,由于图1所示的方式为一例,因此加强筋部5a、6a、6b也可以不在同一直线上,同样,加强筋部5b、6c、6d也可以不在同一直线上。
如此,由于在除了变形引导部4以外的区域(高强度部7)也存在提高压曲屈服强度的加强筋部6,因此冲击吸收部件1中的低强度部4b在壁部1d的长度方向上被限定在未设置加强筋部5、6的2个区域。在本实施方式中,为了限定低强度部4b的区域而在高强度部7设置有加强筋部6,但本发明并不限定于该方式,只要与低强度部4b邻接的区域成为屈服应力相对高的区域、以形成各低强度部4b即可。例如,也可以代替设置加强筋部6,而使与低强度部4b邻接的区域的板厚局部地变厚等来提高该区域的屈服应力,由此形成高强度部7,对低强度部4b的区域进行限定。
接着,对高强度部4a以及低强度部4b的各尺寸进行说明。
高强度部4a的沿着壁部1d的长度方向的长度L1(mm),由加强筋部5的长度方向的长度决定。即,高强度部4a的长度L1(mm)优选为,设置有变形引导部4的壁部1d和与该壁部1d对置地配置的另一个壁部1a之间的间隔H(mm)的0.8倍以上且2.0倍以下。以下,将壁部1d与壁部1a之间的间隔H(mm),设为壁部1d的平坦部的内表面(上表面)与壁部1a的平坦部的外表面(上表面)之间的距离。例如,间隔H(mm)与所谓的帽高度相同,如图1的(c)所示,是从凸缘部2c的下表面到成为帽顶部的腹板部2a的上表面的平坦区域为止的高度尺寸。
如上所述,通过规定高强度部4a的长度L1(mm),能够可靠地将一对低强度部4b之间隔开,因此,不会使在各低强度部4b的各自中产生的弯曲变形相互干涉,能够使弯曲变形部位分散。
即,如果高强度部4a的长度L1(mm)为壁部1d、1a之间的间隔H(mm)的0.8倍以上,则低强度部4b彼此不会过度接近,由此弯折变形时的变形区域扩大,冲击载荷施加时的能量吸收能力进一步提高。即,通过设为L1≥0.8×H,能够防止一对低强度部4b中的一方的弯曲变形与另一方的弯曲变形融合而实质上成为一段弯曲。
另外,如果高强度部4a的长度L1(mm)为壁部1d、1a间的间隔H(mm)的2.0倍以下,则能够使变形引导部4产生弯曲变形。即,通过设为L1≤2.0×H,不是仅使一对低强度部4b中的某一方产生弯曲变形,而能够使其双方产生弯曲变形。
各低强度部4b的沿着壁部1d的长度方向的长度C(mm),分别由高强度部4a(第1高强度部)与高强度部7(第2高强度部)之间的距离决定。在图1例子中,由加强筋部5与加强筋部6之间的间隔决定。各低强度部4b的沿着壁部1d的长度方向的长度C(mm)分别优选为上述间隔H(mm)的0.6倍以下。
通过设为C≤0.6×H,能够将产生弯曲变形的场所限定在较狭窄的区域,由此能够进一步提高高强度部4a对弯曲变形部位的分散功能。另外,只要0<C(mm)即可,但C(mm)的下限也可以为0.1×H(mm)、0.2×H(mm)。
此外,为了在低强度部4b产生弯曲,优选将沿着长度方向(X方向)的各高强度部7的尺寸L7(mm)设为上述间隔H(mm)的0.8倍以上。L7的上限优选为间隔H(mm)的2.0倍、3.0倍或4.0倍。或者,也可以将从低强度部4b到部件端部为止的区间作为高强度部7。
图1的(c)所示的加强筋部5的高度d(mm)优选为壁部1d的厚度t(mm)的2.0倍以上。如图1的(c)所示,高度d(mm)是从壁部1d的平坦面突出的最大突出高度。
此外,加强筋部5的宽度w优选为10mm以上。与加强筋部5的形状尺寸相关的该规定,不仅能够应用于其截面形状为三角形状的情况,还能够应用于半圆形状、半椭圆形状等其他截面形状的情况。
通过满足d/t≥2.0和w≥10中的至少一方的条件,能够有效地体现高强度部4a与低强度部4b之间的压曲屈服强度差。其结果,能够在维持通过高强度部4a使一对低强度部4b之间相互分离的状态的同时,实现各低强度部4b的各位置处的弯曲变形。另外,只要满足d/t≥2.0和w≥10中的一方就能够得到该效果,但如果满足双方,则能够期待更可靠的效果。
设置于高强度部7的加强筋部6的截面形状尺寸,可以与高强度部4a中的加强筋部5的截面形状尺寸相同,或者也可以根据需要而使其不同。另外,在本实施方式的说明中,以加强筋部5、6具有相同的截面形状且排列在同一直线上的情况为例进行了说明。
对于图1的(a)所示的冲击吸收部件1的一端部1e1施加沿着长度方向的冲击载荷,作为其结果,在进行了冲击吸收部件1的两端比中央部向纸面下方降低那样的弯曲变形的情况下,该弯曲变形主要在变形引导部4中进行,然后冲击载荷的能量被吸收。
以下,参照图2~图4来说明此时的冲击吸收部件1的弯曲变形进行的冲击能量吸收。
如图2所示,在对冲击吸收部件1施加了由于施加冲击载荷而引起的弯曲力矩M的情况下,通过将高强度部4a夹在之间而相互分离的2个低强度部4b分别弯曲而吸收弯曲力矩M。即,在宏观地观察时,看起来是通过冲击吸收部件1的长度方向上的1个部位吸收弯曲力矩M,但是在微观地观察时,分散到2个低强度部4b来负担弯曲力矩M。因而,能够将由于施加弯曲力矩M而产生的弯曲分散到2个部位,因此能够大幅度地增加冲击能量的吸收量。
进而,除了上述机理之外,还能够期待由下述机理的效果带来的冲击能量的吸收量增大。
即,在对冲击吸收部件1施加了由于施加冲击载荷而引起的弯曲力矩M的情况下,在各低强度部4b的各自中以向内侧凹陷的方式变形,另一方面,在高强度部4a中以向外侧鼓出的方式变形。更具体而言,如图3的(a)所示,各低强度部4b处的弯曲变形的结果,在板状部件3(壁部1d)的高强度部4a中其长度方向尺寸变短,因此高强度部4a朝向长度方向中央被压缩。处于压缩状态的高强度部4a为,由于其壁厚没有逃逸场所,因此以朝向部件外侧膨胀的方式变形。
在如图3的(b)所示那样对置观察此时的高强度部4a的情况下,箭头a所示的壁厚的流动在高强度部4a的长度方向中央位置相互对置。其结果,高强度部4a的长度方向中央部分的壁厚这次要向高强度部4a的宽度方向(图3的(b)的纸面上下方向)逃逸,但其目的地被一对加强筋部5挡住,此外,由于高强度部4a相对于成型体2通过焊接等牢固地接合,因此高强度部4a的宽度方向(图3的(b)的Y方向)上的过度变形被抑制。
如此,在高强度部4a受到压缩而以形成鼓出部的方式变形时,由于高强度部4a作为悬臂发挥功能,因此能够使变形扩展到较大范围,而有效地吸收冲击能量。为了形成这样的鼓出部,优选构成为,在变形前通过一对加强筋部和一对低强度部包围平坦区域(例如,保持平板状态的部分)。根据该构成,在变形后,上述平坦区域经过上述过程而容易形成鼓出部。
另一方面,在不具备高强度部4a和由高强度部4a隔开的一对低强度部4b的以往构成中,无法充分地吸收冲击能量。对此,例示图4的(a)以及(b)的部件100来进行说明。部件100为,沿着其长度方向隔开间隔地设置有两组的一对加强筋部100a。即,作为上述间隔,在两组加强筋部100a之间设置平坦部分,由此仅形成有一处低强度部4b”。
如图4的(a)所示,在对部件100施加了与图2的情况相同的弯曲力矩M的情况下,低强度部4b”的长度方向中央的部位被以朝向部件内侧凸出的方式弯折。此时,当然无法将由弯曲力矩M导致的弯曲分散到多个部位,也无法形成鼓出部。进一步说,如图4的(b)所示,弯折后的部分的内壁面被施加箭头b所示的拉力。其结果,低强度部4b”的位置处的截面积变小,对于弯曲变弱。而且,变形集中于单一的低强度部4b”。因而,无法充分地吸收冲击能量。
如此,在现有构成的部件100的情况下,低强度部4b”的弯曲部分由于朝向内侧变形而受到拉力,无法充分地吸收冲击能量。
另一方面,在本实施方式的冲击吸收部件1中,由于在一对低强度部4b之间具备高强度部4a,因此弯曲部分以朝向外侧鼓出的方式变形,而且通过压缩来承接能量吸收,因此能够发挥充分的屈服强度。
在理解本实施方式的冲击吸收部件1的效果的基础上,需要正确理解蛇行变形与蛇腹变形之间的差异。
即,作为冲击吸收部件的变形方式,除了在多个部位产生图2所示的弯折变形的蛇行变形以外,还存在上述专利文献1等所公开那样的通过蛇腹变形来吸收冲击能量的机构。蛇腹变形是指,虽然在构成部件的各侧面全部发生面外变形,但部件长度方向的中心线几乎不弯曲的变形。另一方面,蛇行变形是指,以构成部件的各侧面中的一个面为主体发生面外变形,而且部件长度方向的中心线也弯曲的变形。
在比较了上述两个变形方式的情况下,如果从理想的方向输入冲击力,则可以说,与蛇行变形相比,蛇腹变形的冲击能量的吸收量更大。但是,作为产生了冲击力的输入方向例如相对于冲击吸收部件1的长度方向变得倾斜等干扰的结果,在产生了图4所示那样的弯折的情况下,在设想为蛇腹变形的构造中,冲击能量的吸收量显著降低。
与此相对,在本实施方式的冲击吸收部件1中,如图2所示,通过将高强度部4a夹在之间地配置一对低强度部4b,由此控制为变形方式成为蛇行变形。通过进行这样的控制,即使产生上述那样的干扰,也能够稳定地吸收冲击能量。
以下,对以上说明的本实施方式的冲击吸收部件1进行总结。
本实施方式的冲击吸收部件1具有:帽型的成型体(帽型部件)2,具有凸缘部2c,且与长度方向垂直的截面形状具有成为帽顶部的腹板部2a;以及板状部件3,与凸缘部2c接合且与腹板部2a对置。并且,在腹板部2a以及板状部件3中的板状部件3即壁部1d上设置有变形引导部4。该变形引导部4具有:高强度部(第1高强度部)4a,在壁部1d中压曲屈服强度相对高;以及一对低强度部4b,压曲屈服强度相对低,且在沿着上述长度方向观察时,配置在将高强度部4a夹在之间的两侧。进而,该冲击吸收部件1具有一对高强度部(第2高强度部)7,相对于各低强度部4b而压曲强度相对高,在沿着上述长度方向观察时,这一对高强度部以与一对低强度部4b分别邻接的方式配置在变形引导部4的两侧。
根据该冲击吸收部件1,通过其长度方向上的变形引导部4的位置,能够任意地设定受到冲击能量时的弯曲位置以及弯曲方向。此外,此时的弯曲变形在通过高强度部4a而相互分离的一对低强度部4b中分别产生,因此,能够将在以往为一处的弯曲变形分散为2处的弯曲变形。其结果,能够将弯曲变形的区域在壁部1d的长度方向上扩大,因此能够提高冲击能量的吸收量。
因而,根据该冲击吸收部件1,能够在施加了冲击时使其进行按照设想的弯曲变形,并且发挥较高的冲击能量的吸收能力。
此外,在该冲击吸收部件1中,变形引导部4设置于壁部1a~1d中的壁部1d(板状部件3)。根据该构成,与一对凸缘部2c成为一体的壁部1d与其他壁部相比压曲屈服强度相对高,因此通过以使该壁部1d弯曲变形的方式设置变形引导部4,能够进一步提高能量吸收量。
此外,冲击吸收部件1为,在将高强度部4a沿着长度方向的长度设为L1(mm)、将帽顶部即腹板部2a与板状部件3之间的距离设为H(mm)时,满足0.8×H≤L1≤2.0×H的关系。
根据上述冲击吸收部件1,由于能够使一对低强度部4b之间可靠地分离,因此能够使在各低强度部4b中产生的弯曲变形不会相互干涉而分散地产生。
此外,冲击吸收部件1为,在将一对低强度部4b各自的沿着长度方向的长度设为C(mm)、将腹板部2a与板状部件3之间的距离设为H(mm)时,满足C≤0.6×H的关系。
根据上述冲击吸收部件1,能够兼顾弯曲变形位置的限定和该变形位置处的可靠的弯曲变形。
此外,在冲击吸收部件1中,高强度部4a具有沿着长度方向设置于板状部件3的加强筋部5(第1加强筋部)。
根据上述冲击吸收部件1,能够通过冲压加工等简单的方法在适当位置上形成适当形状尺寸的加强筋部5,因此能够高精度地设定基于加强筋部5的加强范围以及加强程度。
此外,如图1的(b)所示,高强度部4a具有沿着长度方向延伸并且相互平行的一对加强筋部5a、5b。并且,在一对低强度部4b中,与一对加强筋部5a、5b双方的一端(纸面左侧)邻接的区域即低强度部4b为平坦。同样地,与一对加强筋部5a、5b双方的另一端(纸面右侧)邻接的区域即低强度部4b也为平坦。
如此,通过使与一对加强筋部5a、5b的两端邻接的区域成为平坦的未加工区域,由此能够容易地形成一对低强度部4b。
另外,在上述实施方式中,与一对加强筋部5a、5b的双方邻接的低强度部4b成为平坦。但是,在沿着冲击吸收部件1的长度方向观察时,只要在一对低强度部4b各自的位置处使相对强度比其他部位减弱即可,因此也可以如后述的其他实施方式等所示那样采用上述方式以外的构成。具体而言,在一对加强筋部5a、5b的一端侧,也可以不在双方而仅在一方使邻接的低强度部4b为平坦。同样地,在一对加强筋部5a、5b的另一端侧,也可以不在双方而仅在一方使邻接的低强度部4b为平坦。
如图1的(b)所示,在冲击吸收部件1的壁部1d上,沿着长度方向设置有上述一对高强度部7。并且,上述一对高强度部7具备各自的一端与一对低强度部4b分别邻接的加强筋部(第2加强筋部)6a~6d。详细而言,一对高强度部7中的一方,具备在冲击吸收部件1的一端部1e1与一对低强度部4b中的一方之间沿着长度方向延伸设置的加强筋部6b、6d。一对高强度部7的另一方,具备在冲击吸收部件1的另一端部1e2与一对低强度部4b中的另一方之间沿着长度方向延伸设置的加强筋部6a、6c。
根据上述冲击吸收部件1,在加强筋部5、6之间能够容易地设定低强度部4b的位置和长度。
此外,如图1的(c)所示,在将从设置有加强筋部5的壁部1d的壁面起的加强筋部5的高度设为d(mm)、将加强筋部5的宽度设为w(mm)、将设置有加强筋部5的壁部1d的板厚设为t(mm)的情况下,满足d/t≥2.0和w≥10的双方。
根据上述冲击吸收部件1,能够使一对低强度部4b在保持使它们之间相互分离的状态下弯曲变形。因此,能够更可靠地进行冲击能量的吸收。另外,只要满足d/t≥2.0和w≥10中的一方就能够得到该效果,但如果满足双方则能够期待更可靠的效果。
此外,在该冲击吸收部件1中,高强度部4a成为如下的鼓出部:在从外部沿着长度方向承受了载荷的情况下,朝向设置有变形引导部4的壁部1d的板厚方向外侧鼓出。
根据上述冲击吸收部件1,在其弯曲变形时,高强度部4a作为鼓出部而进行变形,而且通过压缩来承接能量吸收,因此能够发挥充分的屈服强度。因此,与进行一处的弯曲变形、蛇腹变形的现有构造相比,能够有效地吸收冲击能量。
另外,在上述实施方式中,例示了设置于高强度部4a的加强筋部5和设置于各高强度部7的加强筋部6分别各存在2个的情况,但本发明并不仅限定于该构成,也可以使各加强筋部5、6的个数分别为1个或3个以上。
并且,也可以使各加强筋部5、6的个数为互不相同的个数。例如,可以使设置于高强度部4a的加强筋部5为2个,使设置于高强度部7的加强筋部6为1个,或者也可以相反。
另外,在上述实施方式中,将变形引导部4设置于壁部1d,但本发明并不仅限定于该构成,只要在壁部1a~1d中的至少一个上设置变形引导部4即可。在将变形引导部4设置于多个壁部的情况下,例如,如果使冲击吸收部件1向一个方向弯曲,则也可以在沿着该弯曲方向排列且相互对置的2个壁部上分别设置变形引导部4。在该情况下,对于未设置变形引导部4的其他壁部,优选为平坦(例如保持平面状态)。
另外,变形引导部4的位置并不仅限定于壁部1d的长度方向中央位置,也可以设置于偏向长度方向的一侧或另一侧的位置。
[第2实施方式]
接着,参照图5对本发明的第2实施方式进行以下说明。图5是与图1的(b)相当的图。另外,在以下的说明中,以与上述第1实施方式的不同点为中心进行说明,对于其他构成,设为与上述第1实施方式相同而省略重复说明。
本实施方式的冲击吸收部件11为,在多个壁部1a~1d中,仅在由板状部件3构成的壁部1d上具备变形引导部14。该变形引导部14由压曲屈服强度相对高的高强度部14a(也称为第1高强度部)以及与高强度部14a相比而压曲屈服强度相对低的一对低强度部14b构成。这些高强度部14a和低强度部14b沿着壁部1d的长度方向排列。高强度部14a在壁部1d的长度方向上夹在一对低强度部14b之间而配置。在壁部1d中,变形引导部14被配置为,在壁部1d的长度方向上被夹在一对高强度部7(也称为第2高强度部)之间。低强度部14b被配置为,夹在高强度部14a与高强度部7之间,由此,在壁部1d整体中成为压曲屈服强度相对小的区域。
高强度部14a占据壁部1d的长度方向大致中央的区域。另外,低强度部14b占据与高强度部14a的两侧无间隙地邻接的2个区域。
在高强度部14a中,存在相互平行且沿着冲击吸收部件11的长度方向延伸的2个加强筋部15、17。另一方面,在低强度部14b所占据的区域中,仅存在加强筋部17。另外,在加强筋部15的长度方向两侧隔开间隔地设置有其他加强筋部16。
换言之,在壁部1d上设置有:设置于其长度方向中央的加强筋部15;在该加强筋部15的长度方向两侧分别隔开间隔地设置在同一直线上的其他加强筋部16;以及遍及壁部1d的长度方向全长延伸的加强筋部17。加强筋部15和各加强筋部16沿着长度方向相互分离,这些加强筋部15、16之间成为未加工部分。另外,加强筋部15、16与加强筋部17相互平行。壁部1d中的2个加强筋部15、17相互平行地排列存在的中央部分成为高强度部14a。此外,包括与加强筋部15的两端邻接的平坦部分(例如,未加工部分)在内且沿着图5的Y方向延伸的2个区域,成为一对低强度部14b。在这些低强度部14b内,虽然不存在加强筋部15、16,但存在加强筋部17。
各加强筋部15~17从壁部1d的外表面朝向冲击吸收部件11的外侧突出。在与壁部1d的长度方向垂直的截面中观察各加强筋部15~17时的形状,与在上述第1实施方式中说明了的加强筋部5、6相同。设置有2个加强筋部15、17的高强度部14a的有效宽度,比仅设置有一个加强筋部17的低强度部14b的有效宽度大。其结果,与低强度部14b的压曲屈服强度相比,高强度部14a的压曲屈服强度相对变大。
与上述第1实施方式同样,高强度部14a以及低强度部14b的压曲屈服强度,由通过上述式(1)求出的部件压缩侧各边的屈服强度F的合计来表示。另外,高强度部14a中的边,是处于2个加强筋部15、17之间的截面形状中的边w1、以及从各加强筋部15、17到壁部1d的宽度方向两端部为止的截面形状中的2条边w2的合计3条边。另一方面,低强度部14b中的边,是处于加强筋部17的宽度方向两侧的截面形状中的2条边w3、w4。
另外,在本实施方式中,加强筋部16、17延伸到壁部1d的长度方向两端。换言之,在本实施方式中,在壁部1d的除了变形引导部14以外的区域(高强度部7)中,加强筋部16、17的双方分别连续地存在。如此,由于存在使除了变形引导部14以外的区域(高强度部7)的压曲屈服强度提高的加强筋部16、17,因此在沿着其长度方向观察冲击吸收部件11的情况下,存在加强筋部17但不存在加强筋部16的各低强度部14b,与其长度方向两侧邻接区域相比,成为压曲屈服强度相对减弱了的区域。
根据该构成,当冲击吸收部件11的一端部1e1被施加冲击载荷时,与上述第1实施方式的情况相同,在变形引导部14中弯折而变形。在变形时,形成有变形引导部14的壁部1d以成为弯曲内侧的方式变形。如此,通过在变形引导部14中产生弯折变形,由此进行冲击载荷的能量吸收。
在本实施方式中,为了相对地减弱低强度部14b的区域中的压曲屈服强度,而在变形引导部14以外的区域(高强度部7)中设置有加强筋部16,但本发明并不仅限定于该构成。除了设置加强筋部16、17以外,作为使高强度部7的压曲屈服强度提高的构成,例如可以考虑使壁部1d的高强度部7处的板厚相对变厚。
高强度部14a以及低强度部14b的各部分尺寸(L1、C)与上述第1实施方式相同即可。另外,高强度部14a沿着长度方向的长度L1,由加强筋部15的长度方向的长度决定。此外,低强度部14b沿着壁部1d的长度方向的长度C,由加强筋部15与加强筋部16之间的间隔决定。此外,加强筋部16、17的高度以及宽度,可以与高强度部14a中的加强筋部15的高度以及宽度相同,也可以不同。
[第3实施方式]
图6表示本发明的第3实施方式的冲击吸收部件21。图6是与图1的(b)相当的图。另外,在以下的说明中,以与上述第1实施方式的不同点为中心进行说明,对于其他构成,设为与上述第1实施方式相同而省略重复说明。
在构成冲击吸收部件21的多个壁部1a~1d中,在由板状部件构成的壁部1d上设置有变形引导部24。变形引导部24由压曲屈服强度相对高的高强度部24a(也称为第1高强度部)以及与高强度部24a相比而压曲屈服强度相对低的一对低强度部24b构成。高强度部24a和低强度部24b沿着壁部1d的长度方向排列。高强度部24a在壁部1d的长度方向上夹在一对低强度部24b之间而配置。在壁部1d中,变形引导部24被配置为,在壁部1d的长度方向上夹在一对高强度部7(也称为第2高强度部)之间。低强度部24b被配置为,夹在高强度部24a与高强度部7之间,由此在壁部1d整体中成为压曲屈服强度相对小的区域。
高强度部24a占据壁部1d的长度方向大致中央的区域。此外,低强度部24b占据与高强度部24a的两侧邻接的区域。在高强度部24a中存在相互平行的2个加强筋部25、26。另一方面,在各低强度部24b中仅存在加强筋部25以及加强筋部26中的一方。此外,在加强筋部25的长度方向的另一端侧存在其他加强筋部27,在加强筋部26的长度方向的一端侧存在另外的其他加强筋部28。
换言之,在壁部1d上设置有:从壁部1d的长度方向一端(一端部1e1)侧起遍及到长度方向中央部分而设置的加强筋部25;从壁部1d的长度方向另一端(另一端部1e2)侧起遍及到长度方向中央部分而设置的加强筋部26;以及处于各加强筋部25、26的延长线上的其他各加强筋部27、28。
加强筋部25与加强筋部27相互分离,这些加强筋部25、27之间成为平坦的未加工部分。同样地,加强筋部26与加强筋部28相互分离,这些加强筋部26、28之间成为平坦的未加工部分。加强筋部25与加强筋部27处于同一直线上,同样地,加强筋部26与加强筋部28也处于同一直线上。而且,加强筋部25以及加强筋部27与加强筋部26以及加强筋部28相互平行。另外,加强筋部25、26在壁部1d的长度方向中央具有相互平行地排列的部分。加强筋部25、26平行地排列的中央部分成为高强度部24a。
将包括加强筋部25与加强筋部27之间的未加工部分且沿着图6的Y方向延伸的一个区域,被设为一对低强度部24b中的一方。在该一方的低强度部24b内,虽然不存在加强筋部25以及加强筋部27,但存在加强筋部26。
此外,将包括加强筋部26与加强筋部28之间的未加工部分且沿着图6的Y方向延伸的一个区域,被设为一对低强度部24b中的另一方。在另一方的低强度部24b内,虽然不存在加强筋部26以及加强筋部28,但存在加强筋部25。
各加强筋部25~28从壁部1d的壁面朝向冲击吸收部件21的外侧突出。在与壁部1d的长度方向垂直的截面中观察各加强筋部25~28时的形状,与在上述第1实施方式中说明了的加强筋部5、6相同。
根据以上说明的构成,存在2个加强筋部25、26的高强度部24a的有效宽度,比仅存在加强筋部25以及加强筋部26中的任一方的低强度部24b的有效宽度大。其结果,与低强度部24b的压曲屈服强度相比,高强度部24a的压曲屈服强度相对变高。
与上述第1实施方式的情况相同,高强度部24a和低强度部24b的压曲屈服强度,由通过上述式(1)求出的部件压缩侧各边的屈服强度F的合计来表示。另外,高强度部24a的边,是处于2个加强筋部25、26之间的截面形状中的1条边w1、以及从各加强筋部25、26到壁部1d的宽度方向端部为止的截面形状中的2条边w2的合计3条边。另一方面,低强度部24b的边,是处于加强筋部25或26的宽度方向两侧的截面形状中的2条边w3、w4。
另外,在图6的例子中,各加强筋部25~28分别延伸至壁部1d的长度方向两端。换言之,在图6的例子中,不仅在变形引导部24,而且在除了变形引导部24以外的区域(高强度部7)中也存在加强筋部25~28。如此,由于在除了变形引导部24以外的区域(高强度部7)中存在使压曲屈服强度提高的加强筋部25~28,因此冲击吸收部件21中的低强度部24b被限定在仅存在一个加强筋部25(或26)的区域中。在本实施方式中,为了限定低强度部24b的区域而将加强筋部25~28设置于变形引导部24以外的高强度部7,但本发明并不仅限定于该构成。也可以通过设置加强筋部25~28以外的方法、例如局部地增大板厚或提高屈服应力,来调整变形引导部24以外的高强度部7的压曲屈服强度,由此,限定低强度部24b的区域。
高强度部24a以及低强度部24b的尺寸(L1、C)也可以与上述第1实施方式的情况相同。另外,高强度部24a沿着壁部1d的长度方向的长度L1,由加强筋部25、26相互平行地排列的长度决定。此外,低强度部24b沿着壁部1d的长度方向的长度C,由加强筋部25与加强筋部27之间的间隔、以及加强筋部26与加强筋部28之间的间隔决定。此外,加强筋部25~28的高度以及宽度可以是相互相同的尺寸,或者也可以是相互不同的尺寸。
如以上说明的那样,本实施方式的冲击吸收部件21设置有由加强筋部25、27构成的一组和由加强筋部26、28构成的一组这一对组。并且,这一对组中的一方即加强筋部25、27的组,除了一对低强度部24b中的一侧的部位以外连续地形成。并且,上述一对组中的另一侧即加强筋部26、28的组,除了一对低强度部24b中的另一侧的部位以外连续地形成。
根据该构成,当图6的冲击吸收部件21的一端部1e1被施加冲击载荷时,与上述第1实施方式的情况相同,在变形引导部24中弯折而变形。在变形时,形成有变形引导部24的壁部1d以成为弯曲内侧的方式变形。如此,通过在变形引导部24中产生弯折变形,由此进行冲击载荷的能量吸收。
[第4实施方式]
接着,以下,参照图7对本发明的第4实施方式进行说明。另外,在以下的说明中,以与上述第1实施方式的不同点为中心进行说明,对于其他构成,设为与上述第1实施方式相同而省略重复说明。
本实施方式的冲击吸收部件61具备多个(在图示的例子中为3个)变形引导部64A、64B、64C。即,在由板状部件3构成的壁部1d具备变形引导部64A,在由成型体2的腹板部2a形成的壁部1a具备2个变形引导部64B、64C。变形引导部64A~64C分别沿着冲击吸收部件61的长度方向相互分离地配置。
变形引导部64A~64C分别由压曲屈服强度相对大的高强度部64a(也称为第1高强度部)以及与高强度部64a相比而压曲屈服强度相对小的一对低强度部64b构成。高强度部64a和低强度部64b沿着壁部1a、1d各自的长度方向排列。高强度部64a在壁部1a、1d的长度方向上夹在一对低强度部64b之间而配置。在壁部1a、1d的各自中,变形引导部64A~64C分别被配置为,在冲击吸收部件61的长度方向上被高强度部64d(也称为第2高强度部)夹持。低强度部64b被配置为,夹在高强度部64a与高强度部64d之间,由此,在壁部1a、1d的各自中,成为与作为其他区域的高强度部64a、64d相比而压曲屈服强度相对小的区域。
在壁部1a、1d中,将压曲屈服强度相对高的部位设为高强度部64a,将压曲屈服强度相对低的部位设为低强度部64b。在壁部1d中,高强度部64a设置于长度方向的大致中央区域。另一方面,在壁部1a中,在壁部1a的长度方向的两侧区域中设置有2个高强度部64a。此外,各低强度部64b分别设置于与高强度部64a邻接的区域。
在高强度部64a中沿着冲击吸收部件61的长度方向设置有加强筋部65,另一方面,低强度部64b保持未设置加强筋部的平坦的未加工部分的状态。在壁部1a的高强度部64a中设置有1个加强筋部65,在壁部1d的高强度部64a中相互平行地设置有2个加强筋部65。
此外,在壁部1d上设置有两组的一对加强筋部66。这两组中的一组在一对低强度部64b中的一方与上述一端部1e1之间延伸。此外,上述两组中的另一组在一对低强度部64b中的另一方与上述另一端部1e2之间延伸。在壁部1a中设置有:以与变形引导部64B中的一对低强度部64b中的一方邻接且到达上述一端部1e1的方式延伸的加强筋67;以与变形引导部64B中的一对低强度部64b中的另一方、以及变形引导部62C中的一对低强度部64b中的一方的双方邻接的方式,沿着壁部1a的长度方向延伸的加强筋67;以及以与变形引导部62C中的一对低强度部64b中的另一方邻接且到达另一端部1e2的方式延伸的加强筋67。各加强筋部65与各加强筋部66、或者各加强筋部65与加强筋部67,隔着各低强度部64b而在相互对应的延长线上排列配置。
在沿着冲击吸收部件61的长度方向观察时,与设置于壁部1d的高强度部64a相比,设置于壁部1a的高强度部64a的相对长度变短。另一方面,关于低强度部64b,在壁部1a以及壁部1d的双方成为相同的长度尺寸。
各加强筋部65~67各自的长度方向与壁部1a、1d的长度方向平行。进而,如图7的(d)所示,加强筋部65从壁部1a、1d朝向冲击吸收部件61的外侧突出。加强筋部66、67也具有同样的截面形状。低强度部64b是具有未设置加强筋部65、66、67的任一个的截面形状的区域。此外,高强度部64a是具有设置了加强筋部65的截面形状的区域,且是夹在一对低强度部64b之间的区域。由于设置有加强筋部65,因此与低强度部64b的有效宽度相比,高强度部64a的有效宽度变大。其结果,与低强度部64b的压曲屈服强度相比,高强度部64a的压曲屈服强度相对变大。
与上述第1实施方式的情况相同,高强度部64a以及低强度部64b的压曲屈服强度,由通过上述式(1)求出的部件压缩侧各边的屈服强度F的合计来表示。在处于壁部1d的变形引导部64A的压曲屈服强度与处于壁部1a的2个变形引导部64B、64C的合计压曲屈服强度之间,优选存在10%以上的差。通过设置这样的差,能够确定冲击吸收部件61的弯曲方向。
另外,对变形引导部64A中的高强度部64a的屈服强度F进行求出时的边,是处于2个加强筋部65之间的1条边w1、以及从各加强筋部65到壁部1d的宽度方向两端的截面形状中的2条边w2的合计3条边。另一方面,低强度部64b中的边,是沿着壁部1a或1d的宽度方向的1条边w5。
当图7的冲击吸收部件61的一端部1e1被施加冲击载荷时,首先,在接近一端部1e1的变形引导部64B中,壁部1a以成为弯曲内侧的方式弯曲变形。接着,在变形引导部64A中,壁部1d以成为弯曲内侧的方式弯曲变形。最后,在变形引导部64C中,壁部1a以成为弯曲内侧的方式弯曲变形。经过这样的过程而在变形引导部64A~64C中依次产生弯曲变形,由此进行冲击载荷的能量吸收。而且,在图7的(b)所示的侧视图中,此时的变形为,在变形引导部64B中以向下凸出的方式弯曲,在变形引导部64A中以向上凸出的方式弯曲,在变形引导部64C中以向下凸出的方式弯曲。因此,冲击吸收部件61作为整体以在蛇行的同时全长变短的方式变形。
如此,在图7所示的冲击吸收部件61中,在相互对置的一对壁部1a、1d上设置变形引导部64A~64C,且将这些变形引导部64A~64C的位置配置成沿着各壁部1a、1d的长度方向相互分离。由此,能够使冲击吸收部件61在多个部位向相互相反的方向弯曲变形。即,不是使冲击吸收部件61沿着轴向变形为蛇腹状,而是能够使冲击吸收部件61变形为蛇行状。如此,通过在多个部位弯曲变形,由此即使如载荷输入方向变化的情况那样存在干扰,也能够稳定地确保冲击载荷的能量吸收量。而且,在变形引导部64A弯曲时,由于在形成鼓出部的同时承接冲击能量,因此能够发挥更高的冲击能量吸收能力。
在冲击吸收部件上设置多个变形引导部的情况下,如图7所示的本实施方式那样,只要在相互对置的壁部1a、1d上分别设置变形引导部即可,但本发明并不仅限定于该方式,例如也可以在壁部1d以及1b那样相互邻接的壁部上分别设置变形引导部。在该情况下,在沿着冲击吸收部件的长度方向观察冲击吸收部件变形时的弯曲方向的情况下,能够使相互邻接的壁部彼此向相互不同的方向交替弯曲。
以下,对以上说明的本实施方式的冲击吸收部件61进行总结。
本实施方式的冲击吸收部件61具有由多个壁部1a~1d形成的在一个方向上较长的筒形状。在该多个壁部1a~1d中的相互对置的一对壁部1a、1d的各自上,在沿着上述一个方向观察时相互分离的部位设置有变形引导部64A~64C。并且,这些变形引导部64A~64C分别具有:压曲屈服强度相对高的高强度部64a;以及一对低强度部64b,压曲屈服强度相对低,且在沿着上述一个方向观察时,配置在将高强度部64a夹在之间的两侧。
并且,在壁部1d上形成有高强度部(第2高强度部)64d,该高强度部64d具有与变形引导部64A的各低强度部64b邻接的一对加强筋部66。此外,在壁部1a上形成有高强度部(第2高强度部)64d,该高强度部64d具有与变形引导部64B、64C的各低强度部64b邻接的加强筋部67。
根据具有上述构成的冲击吸收部件61,通过其长度方向上的变形引导部64A~64C各自的位置,能够任意地设定受到冲击能量时的弯曲位置以及弯曲方向。此外,此时的弯曲变形在变形引导部64A~64C的各位置处相互独立地进行,因此能够分散吸收冲击能量。而且,在变形引导部64A~64C的各位置处,在由高强度部64a相互分离的一对低强度部64b的各自中产生弯曲变形,因此,能够将以往为一处的弯曲变形分散为2处的弯曲变形。其结果,能够使进行弯曲变形的区域在壁部1d的长度方向上扩大,因此能够提高冲击能量的吸收量。
因而,根据该冲击吸收部件61,在施加了冲击时能够使其进行按照设想的弯曲变形,并且发挥较高的冲击能量的吸收能力。
此外,本实施方式的冲击吸收部件61为,多个壁部1a~1d中的一个壁部1d为板状部件,其他壁部1a~1c为形成帽型部件的成型体2,该帽型部件具有与上述板状部件接合的一对凸缘部2c。并且,变形引导部64A~64C中的变形引导部64A设置于壁部1d,其他变形引导部64B、64C设置于上述帽型部件中的与上述板状部件对置的壁部1a。
根据上述构成,能够使冲击吸收部件61变形为蛇行状,因此能够进一步提高冲击载荷的能量吸收量。
另外,关于本实施方式的冲击吸收部件61中的各构成要素的形状尺寸以及配置,优选采用以下的构成。
即,如图7所示,本实施方式的冲击吸收部件61具有:一方的变形引导部64A,设置于相互对置的一对壁部1a、1d中的一方的壁部1d;以及另一方的变形引导部64B、64C,设置于另一方的壁部1a,且在沿着上述一个方向观察时,相对于一方的变形引导部64A邻接。并且,在沿着上述一个方向观察时,在将设置于一方的变形引导部64A的高强度部64a的中央位置、与分别设置于另一方的变形引导部64B、64C的一对低强度部64b中、接近于设置在上述一方的变形引导部64A的高强度部64a的低强度部64b的中央位置之间的、沿着上述一个方向的分离距离设为L2(mm),将设置有一方的变形引导部64A的壁部1d与设置有另一方的变形引导部64B、64C的壁部1a之间的距离设为H(mm)的情况下,优选满足L2≤6.0×H。
根据上述构成,通过设为L2≤6.0×H,能够使变形引导部64A~64C连续地弯曲变形,因此能够有效地吸收冲击能量。
因而,能够在使冲击吸收部件61按照设定进行蛇行变形的同时有效地吸收冲击能量。
进而,本实施方式的冲击吸收部件61为,在变形引导部64A~64C的各自中,在将沿着上述一个方向观察时的一对低强度部64b各自的中间位置之间的分离距离设为L3(mm),将分别设置有变形引导部64A~64C的壁部1d、1a之间的距离设为H(mm)的情况下,优选满足0.8×H≤L3≤2.0×H。
根据上述构成,首先,通过设为0.8×H≤L3,能够防止一对低强度部64b中的一方的弯曲变形与另一方的弯曲变形融合而实质上成为一段弯曲。并且,通过设为L3≤2.0×H,能够将产生弯曲变形的场所限定于较狭窄的区域,由此能够提高高强度部64a对弯曲变形部位的分散功能。
因而,在变形引导部64A~64C的各自中,能够有效地吸收冲击能量。
进而,本实施方式的冲击吸收部件61为,在变形引导部64A~64C的各自中,在将一对低强度部64b各自的沿着上述一个方向的长度设为C(mm),将分别设置有变形引导部64A~64C的壁部1d、1a之间的距离设为H(mm)的情况下,优选满足C≤0.6×H。
根据上述构成,通过设为C≤0.6×H,能够适度地减弱各低强度部64b各自的位置处的压曲屈服强度,而可靠地产生弯曲变形。
进而,本实施方式的冲击吸收部件61为,变形引导部64A~64C各自的高强度部64a具有沿着上述一个方向延伸的加强筋部65。
根据上述构成,能够通过冲压加工等简单的方法在适当的位置形成适当形状尺寸的加强筋部65,因此能够高精度地设定基于加强筋部65的加强范围以及加强程度。
进而,本实施方式的冲击吸收部件61为,除了加强筋部65以外,还形成有加强筋部66、67。
根据该构成,通过加强筋部65与加强筋部66之间的间隔、以及加强筋部65与加强筋部67之间的间隔,能够高精度地设定低强度部64b的位置和长度。
进而,本实施方式的冲击吸收部件61为,变形引导部64A的高强度部64a成为在从外部受到载荷的情况下朝向外侧变形的鼓出部。
根据上述冲击吸收部件61,在其弯曲变形时,变形引导部64A的高强度部64a作为鼓出部而进行变形,而且通过压缩来承接能量吸收,因此能够发挥充分的屈服强度。因此,与一处的弯曲变形、蛇腹变形的现有构成相比,能够有效地吸收冲击能量。
[实施例]
[第1实施例]
以下,说明对在上述第1实施方式~第3实施方式的说明中示出的冲击吸收部件1、11、21的冲击能量的吸收性能进行了调查的结果。另外,作为这些冲击吸收部件1、11、21的性能评价时的比较对象,使用了图8以及图9所示的冲击吸收部件101、201。
图8所示的冲击吸收部件101是在其长度方向中央设置了一个低强度部104的情况下的比较例。即,在图8所示的冲击吸收部件101的壁部1d上设置有4个加强筋部114~117。加强筋部114和116相互平行地并列存在,加强筋部115和117相互平行地并列存在。此外,在加强筋部114的长度方向的延长线上存在加强筋部115,在加强筋部116的长度方向的延长线上存在加强筋部117。
加强筋部114、115之间成为保持壁部1d不变的平坦的未加工部分,同样地,加强筋部116、117之间也成为保持壁部1d不变的平坦的未加工部分。并且,未设置加强筋部114~117的部分成为低强度部104。由于在低强度部104中未设置加强筋部,因此有效宽度比其他部分变小。由此,与其他部分相比,低强度部104的压曲屈服强度变小。低强度部104的宽度C为30mm。
另外,图9所示的冲击吸收部件201是没有低强度部的情况下的比较例。即,在图9所示的冲击吸收部件201的壁部1d上,相互平行地并列设置有2个加强筋部214、215。图9所示的冲击吸收部件为,由于各加强筋部214、215遍及壁部1d的长度方向全长而连续地设置,因此不存在由未加工部分形成的低强度部。
使用抗拉强度980MPa级的高强度钢板,制造了具有以上说明的构成的作为发明例的冲击吸收部件1、11、21和作为比较例的冲击吸收部件101、201。
然后,如图10的空心箭头所示,对各冲击吸收部件1、11、21、101、201的长度方向两端,以壁部1d侧成为弯曲内侧的方式施加力矩,并测定了弯曲到弯曲角度成为20°时的吸收能量。测定结果示于下方的表1。另外,各冲击吸收部件1(试样编号1)、11(试样编号2)、21(试样编号3)、101(试样编号4)、201(试样编号5)的各部分尺寸分别如下所述。
(全部共同)
·全长:700mm
·各壁部的宽度:壁部1d为140mm、壁部1a为80mm
·成型体的高度H:50mm
·凸缘部2c的宽度:20mm
(关于冲击吸收部件1)
·高强度部4a的长度L1:100mm
·低强度部4b的长度C:各30mm
·两个加强筋部5的宽度方向中央位置之间的间隔:90mm
·两个加强筋部6的宽度方向中央位置之间的间隔:90mm
·从各加强筋部5、6的宽度方向中央位置到壁部1d的宽度方向端部的最短距离:25mm
(关于冲击吸收部件11)
·高强度部14a的长度L1:100mm
·低强度部14b的长度C:各30mm
·加强筋部15和16的宽度方向中央位置与加强筋部17的宽度方向中央位置之间的间隔:90mm
·从各加强筋部15~17的宽度方向中央位置到壁部1d的宽度方向端部的最短距离:25mm
(关于冲击吸收部件21)
·高强度部24a的长度L1:100mm
·低强度部24b的长度C:各30mm
·加强筋部25和28的宽度方向中央位置之间的间隔:90mm
·加强筋部26和27的宽度方向中央位置之间的间隔:90mm
·从各加强筋部25~28的宽度方向中央位置到壁部1d的宽度方向端部的最短距离:25mm
(关于冲击吸收部件101)
·低强度部104的长度C:30mm
·加强筋部114和116的宽度方向中央位置之间的间隔:90mm
·加强筋部115和117的宽度方向中央位置之间的间隔:90mm
·从各加强筋部114~117的宽度方向中央位置到壁部1d的宽度方向端部的最短距离:25mm
(关于冲击吸收部件201)
·加强筋部214、215的宽度方向中央位置之间的间隔:90mm
·从各加强筋部214、215的宽度方向中央位置到壁部1d的宽度方向端部的最短距离:25mm
[表1]
(*)以试样编号4的冲击能量吸收量为基准时的上升率
如表1所示,可知:与作为比较例的冲击吸收部件101(试样编号4)、201(试样编号5)相比,发明例的冲击吸收部件1(试样编号1)、11(试样编号2)、21(试样编号3)的吸收能量大幅度上升。
图11表示弯曲试验后的冲击吸收部件1(试样编号1)、101(试样编号4)的示意图。图11的(a)是图8所示的比较例的冲击吸收部件101的弯曲试验后的侧视示意图。图11的(b)是图1所示的发明例的冲击吸收部件1的弯曲试验后的侧视示意图。
如图11的(a)所示,在比较例的冲击吸收部件101中,在低强度部104中产生弯曲变形,产生弯曲变形的部位集中在较狭窄的范围内。因此,推断为能量吸收量变得比较小。
另一方面,如图11的(b)所示,在发明例的冲击吸收部件1中,分别分散到一对低强度部4b而产生弯曲变形,并且,在这一对低强度部4b之间的高强度部4a中,以向外侧鼓出的方式产生弯曲变形,结果,产生弯曲变形的范围分散。如此,变形区域在壁部1d的长度方向上扩大,在比较大的区域中产生弯曲变形。因此,推断为在发明例的冲击吸收部件1中能量吸收量变大。
在以上说明的发明例的冲击吸收部件1、11、21中,在施加冲击载荷时,能够使设置有变形引导部4、14、24的壁部1d以向内侧弯折的方式弯曲变形。在弯曲变形时,在一对低强度部4b、14b、24b中产生弯曲变形,并且,在这一对低强度部4b、14b、24b之间存在高强度部4a、14a、24a,由此产生弯曲变形的部位在长度方向上分散。由此,变形区域在壁部1d的长度方向上扩大,能够在比较大的区域中产生弯曲变形。其结果,能够增大被施加了冲击载荷时的能量吸收量。此外,由于能够在壁部1d的任意场所设置变形引导部4、14、24,因此能够容易地进行用于吸收冲击的设计。
此外,根据冲击吸收部件1、11、21,能够通过加强筋部5、6、15~17、25~28的长度调整以及配置来调整高强度部4a、14a、24a的尺寸以及配置,因此能够容易地进行用于冲击吸收的设计。
此外,通过将高强度部4a、14a、24a的沿着壁部1d的长度方向的长度设为对置的壁部1d、1a彼此之间的间隔(帽高度H)的0.8倍以上2.0倍以下的范围,由此能够将一对低强度部4b、4b之间(或者一对低强度部14b、14b之间、或者一对低强度部24b、24b之间)可靠地隔开,因此能够使在各低强度部4b、14b、24b中产生的弯曲变形不相互干涉地分散产生。
此外,低强度部4b、14b、24b的长度C为30mm以下(C≤0.6×H),因此,能够将产生弯曲变形的场所限定于特定的部位,由此,能够进一步提高高强度部4a、14a、24a对弯曲变形部位的分散功能。
此外,将各加强筋部5、6、15~17、25~28的高度设为壁部1d的厚度的2.0倍以上、将宽度设为10mm以上,在使高强度部4a、14a、24a与低强度部4b、14b、24b的压曲屈服强度之差具有显著差异的方面也是有效的。
[第2实施例]
为了调查低强度部的数量对冲击能量吸收性能的影响,而对图12~图17的各方式实施了数值分析。另外,图12、图14、图15、图17表示比较例,图13以及图16表示发明例。
图12所示的冲击吸收部件301具备:与长度方向垂直的截面形状成为帽型的成型体(帽型部件)302;以及与该成型体302接合的板状部件303。并且,在板状部件303上,沿着长度方向将低强度部304b夹在之间地形成有两组在宽度方向上排列且相互平行的一对加强筋部304。低强度部304b未形成各加强筋部304,而成为未被加强的平坦(例如保持平板状态)。在以下的说明中,有时将板状部件303称为壁部301d,将与该壁部301d对置的帽顶部称为壁部301a。
冲击吸收部件301的各部分尺寸如下所述。
·冲击吸收部件301的全长:700mm
·各部分的宽度:壁部301d为140mm、壁部301a为80mm、凸缘部302c为20mm
·成型体302的高度H:50mm
·各加强筋部304的尺寸和配置:各加强筋部304的尺寸为宽度10mm×高度5mm×长度335mm。并且,在宽度方向上排列的一对加强筋部304的宽度方向中央位置之间的间隔为90mm。此外,低强度部304b位于冲击吸收部件301的长度方向中央的一处,沿着上述长度方向的长度为30mm。
图13所示的冲击吸收部件311除了加强筋部的形状以外,其他各部分尺寸与冲击吸收部件301相同。
即,在该冲击吸收部件311中,沿着长度方向将2个低强度部314b夹在之间地形成有3组在该冲击吸收部件311的宽度方向上排列且相互平行的一对加强筋部314。各低强度部314b未形成加强筋部314,而成为未被加强的平坦(例如保持平板状态)。
各加强筋部314全部为,宽度为10mm,高度为5mm,以相互平行的方式处于邻接位置的各加强筋部314的宽度方向中央位置之间的间隔为90mm。各加强筋部314为4个长度为270mm的加强筋部和2个长度为100mm的加强筋部的合计6个加强筋部。这些加强筋部314的配置为,在从冲击吸收部件311的长度方向一方观察到另一方的情况下,排列配置2个长度为270mm的加强筋部,隔开30mm间隔排列配置2个长度为100mm的加强筋部,然后隔开30mm间隔排列配置2个长度为270mm的加强筋部。进而,处于冲击吸收部件311的宽度方向一侧的各加强筋部314全部排列在同一直线上。同样地,处于冲击吸收部件311的宽度方向另一侧的各加强筋部314也全部排列在同一直线上。
因而,在板状部件313的长度方向中央部设置有变形引导部314A,该变形引导部314A具备:由长度为100mm的一对加强筋部314构成的一个高强度部314a;以及以将该高强度部314a夹在之间的方式配置的平坦(例如保持平板状态)的一对低强度部314b。并且,与一对低强度部314b邻接地设置有4个到达冲击吸收部件311的一端以及另一端的长度为270mm的加强筋部314,这些加强筋部314构成第2高强度部。
图14所示的冲击吸收部件321仅加强筋部的形状与冲击吸收部件301不同,其他各部分尺寸与冲击吸收部件301相同。
冲击吸收部件321中的2个加强筋部324的双方均为,宽度为10mm、高度为5mm。并且,这些加强筋部324的宽度方向中央位置之间的间隔为90mm。2个加强筋部324从板状部件323的一端连续地形成到另一端,因此成为未形成低强度部的构成。
图15所示的冲击吸收部件331除了在成为帽顶部的壁部331d上设置有加强筋部332这一点以外,各部分构成以及各部分尺寸与冲击吸收部件301相同。在图15中,对于与冲击吸收部件301相同的构成要素标注相同的符号,并省略重复说明。另外,加强筋部332为,宽度为10mm、高度为5mm,从冲击吸收部件331的一端连续地形成到另一端。
图16所示的冲击吸收部件341除了在成为帽顶部的壁部341d上设置有加强筋部342这一点以外,各部分构成以及各部分尺寸与冲击吸收部件311相同。在图16中,对于与冲击吸收部件311相同的构成要素标注相同的符号,并省略重复说明。另外,加强筋部342为,宽度为10mm、高度为5mm,从冲击吸收部件341的一端连续地形成到另一端。
图17所示的冲击吸收部件351除了在成为帽顶部的壁部351d上设置有筋部352这一点以外,各部分构成以及各部分尺寸与冲击吸收部件321相同。在图17中,对于与冲击吸收部件321相同的构成要素标注相同的符号,并省略重复说明。另外,加强筋部352为,宽度为10mm、高度为5mm,从冲击吸收部件351的一端连续地形成到另一端。
对于具有以上说明的构成的冲击吸收部件301(试样编号6)、311(试样编号7)、321(试样编号8)、331(试样编号9)、341(试样编号10)、351(试样编号11)的各自,例如图12的(a)的箭头所示,固定长度方向两端,以各板状部件303侧成为弯曲内侧的方式施加力,求出弯曲到弯曲角度成为20°时的吸收能量。分析结果示于表2。
[表2]
(*)以试样编号6的冲击能量吸收量为基准时的上升率
如表2所示,确认到:与作为比较例的冲击吸收部件301(试样编号6)、321(试样编号8)、331(试样编号9)、351(试样编号11)相比,发明例的冲击吸收部件311(试样编号7)、341(试样编号10)的冲击能量吸收量的上升率大幅度提高。此外,还确认到:即使在帽顶部追加加强筋部,也几乎不影响上升率。
在以上说明的试样编号6~11中,对如下情况进行了确认:在板状部件上以相互平行的方式至少形成一对加强筋部,且将用于形成低强度部的各加强筋部之间的间隔的长度方向位置,形成在相互邻接的2个加强筋部之间的相同位置上。
与此相对,在以下,调查了不平行配置加强筋部的情况、使成为低强度部的间隔的长度方向位置在相互邻接的加强筋部之间相互错开的情况。即,对图18~图21的各方式实施数值分析并进行了对比。
图18所示的冲击吸收部件401具备:与长度方向垂直的截面形状成为帽型的成型体(帽型部件)402;以及与该成型体402接合的板状部件403。并且,在板状部件403上沿着其长度方向形成有2个加强筋部404。这些加强筋部404为,隔开间隔地形成在同一直线上且是在板状部件403的长度方向中央位置的一处。上述间隔成为未被加强的平坦(例如保持平板状态)。在以下的说明中,有时将板状部件403称为壁部401d,将与该壁部401d对置的帽顶部称为壁部401a。
图18的冲击吸收部件401的各部分尺寸如下所述。
·冲击吸收部件401的全长:700mm
·各部分的宽度:壁部401d为140mm、壁部401a为80mm、凸缘部402c为20mm
·成型体402的高度H:50mm
·各加强筋部404的尺寸和配置:双方均为,宽度为10mm、高度为5mm。在板状部件403的宽度方向中央位置,从长度方向的一端到另一端,以在长度方向上隔开30mm间隔的状态,在一条直线上排列有2个长度为335mm的加强筋部404。并且,处于长度方向中央的上述间隔形成为一处低强度部404b。
图19所示的冲击吸收部件411仅加强筋部的形状与冲击吸收部件401不同,其他各部分尺寸与冲击吸收部件401相同。
冲击吸收部件411的加强筋部414的宽度为10mm、高度为5mm。加强筋部414从板状部件423的宽度方向中央的一端连续地延伸到另一端,成为未形成低强度部的构成。
图20所示的冲击吸收部件421除了加强筋部的形状以外,其他各部分尺寸与冲击吸收部件401相同。
冲击吸收部件421的加强筋部424存在3个,它们全部都是宽度为10mm、高度为5mm。这些加强筋部424从板状部件423的宽度方向中央的一端到另一端排列在同一直线上,并且在板状部件423的中央附近部分,在长度方向上隔开2处30mm的间隔。并且,以夹在这2个间隔之间的方式配置有3个加强筋部424中的位于中央的加强筋部。因而,在板状部件423的长度方向中央部设置有变形引导部424A,该变形引导部424A具备一个高强度部424a以及以将该高强度部424a夹在之间的方式配置的一对低强度部424b。并且,与一对低强度部424b邻接地设置有2个到达板状部件423的一端以及另一端的加强筋部424,这些加强筋部构成第2高强度部。上述间隔成为未被加强的平坦(例如保持平板状态),而形成低强度部424b。
图21所示的冲击吸收部件431除了加强筋部以外,其他各部分尺寸与冲击吸收部件401相同。
在该冲击吸收部件431中,沿着长度方向隔开间隔地形成有两组在该冲击吸收部件431的宽度方向上排列且相互平行的一对加强筋部434。上述间隔成为未被加强的平坦(例如,保持平板状态)。
加强筋部434存在2个长度为270mm的加强筋部和2个长度为400mm的加强筋部的共计4个加强筋部,它们全部为,宽度为10mm、高度为5mm。处于以相互平行的方式邻接的位置关系的各加强筋部434的宽度方向中央位置之间的间隔为90mm。并且,长度为270mm的1个加强筋部与长度为400mm的1个加强筋部隔开30mm的间隔排列在同一直线上,这样的组合以相互平行地邻接的方式形成有两组。但是,关于上述间隔,沿着冲击吸收部件431的长度方向的位置相对错开,该错开的部分成为高强度部434a。
因而,在板状部件433的长度方向中央部设置有变形引导部434A,该变形引导部434A具备一个高强度部434a以及以将该高强度部434a夹在之间的方式配置的一对低强度部434b。
对于具有以上说明的构成的冲击吸收部件401(试样编号12)、411(试样编号13)、421(试样编号14)、431(试样编号15)的各自,例如图18的(a)的箭头所示,固定冲击吸收部件的长度方向两端,以各板状部件侧成为弯曲内侧的方式施加力,求出弯曲到弯曲角度成为20°时的吸收能量。分析结果示于表3。
[表3]
(*)以试样编号12的冲击能量吸收量为基准时的上升率
如表3的试样编号12~14所示,确认到:与作为比较例的冲击吸收部件401(试样编号12)、411(试样编号13)相比,设置有2处低强度部的发明例的冲击吸收部件421(试样编号14)的吸收能量的上升率大幅度提高。此外,如冲击吸收部件431(试样编号15)的结果所示,确认到:即使在使各加强筋部434之间的间隔的相对位置错开而形成一对低强度部434b的情况下,也同样能够得到较高的上升率。
在以上说明的试样编号12~15中,确认了如下情形:在板状部件上形成加强筋部,使该板状部件以成为弯曲内侧的方式弯曲变形。与此相对,在以下,对如下情形进行了调查:在帽顶部(腹板部)设置加强筋部,并且使其以该帽顶部成为弯曲内侧的方式弯曲变形。即,对图22~图25所示的各方式实施数值分析而进行了对比。另外,在后述的表4中,作为参考,将与上述试样编号15相同的情形表示为试样编号19。
图22所示的冲击吸收部件441具备:与长度方向垂直的截面形状成为帽型的成型体(帽型部件)442;以及与该成型体442接合的板状部件443。并且,在成型体442的成为帽顶部的壁部441a上,沿着其长度方向形成有2个加强筋部444。这2个加强筋部444从壁部441a的宽度方向中央的一端到另一端隔开间隔地排列在同一直线上。上述间隔成为未基于加强筋部进行加强的平坦(例如保持平板状态)。
图22的冲击吸收部件441的各部分尺寸如下所述。
·冲击吸收部件441的全长:700mm
·各部分的宽度:壁部441d为140mm、壁部441a为80mm、凸缘部442c为20mm。
·成型体442的高度H:50mm
·加强筋部444的尺寸和配置:在壁部441a的宽度方向中央位置,从长度方向的一端到另一端,2个长度为335mm的加强筋部444以在长度方向上隔开30mm间隔的状态排列在同一直线上。这些加强筋部444的双方均为,宽度为10mm、高度为5mm。并且,通过上述间隔形成有一处的低强度部444b。
图23所示的冲击吸收部件451仅加强筋部的形状与冲击吸收部件441不同,其他各部分尺寸与冲击吸收部件441相同。
冲击吸收部件451的加强筋部454的宽度为10mm、高度为5mm。加强筋部454从壁部441a的宽度方向中央的一端连续地延伸到另一端,成为未形成低强度部的构成。
图24所示的冲击吸收部件461除了加强筋部的形状以外,其他各部分尺寸与冲击吸收部件441相同。
冲击吸收部件461的加强筋部464存在3个,它们全部为,宽度为10mm、高度为5mm。这些加强筋部464从壁部461a的宽度方向中央的一端到另一端排列在同一直线上,并且在中央附近部分在长度方向上空出2处30mm的间隔。并且,以夹在这2个间隔之间的方式配置有3个加强筋部464中位于中央的加强筋部。因而,在壁部461a的长度方向中央部设置有变形引导部464A,该变形引导部464A具备一个高强度部464a以及以将该高强度部464a夹在之间的方式配置的一对低强度部464b。
图25所示的冲击吸收部件471除了加强筋部的构成以外,其他各部分尺寸与冲击吸收部件441相同。
在冲击吸收部件471的壁部471a上,从其长度方向的一端到另一端设置有1个加强筋部475。此外,在冲击吸收部件471的板状部件473上设置有4个加强筋部474。
加强筋部475的长度为700mm、宽度为10mm、高度为5mm。
另一方面,加强筋部474存在2个长度为270mm的加强筋部和2个长度为400mm的加强筋部的合计4个,它们全部为,宽度为10mm、高度为5mm。处于以相互平行的方式邻接的位置关系的各加强筋部474的宽度方向中央位置之间的间隔为90mm。并且,1个长度为270mm的加强筋部和1个长度为400mm的加强筋部隔开30mm间隔排列在同一直线上,这样的组合以相互平行地邻接的方式形成有两组。但是,关于上述间隔,沿着冲击吸收部件471的长度方向的位置相对错开,该错开的部分成为高强度部474a。上述间隔成为未被加强的平坦(例如,保持平板状态)。
因而,在板状部件473的长度方向中央部设置有变形引导部474A,该变形引导部474A具备一个高强度部474a以及以将该高强度部474a夹在之间的方式配置的一对低强度部474b。
对于具有以上说明的构成的冲击吸收部件441(试样编号16)、451(试样编号17)、461(试样编号18)、471(试样编号19)的各自,例如图22的(b)的箭头所示,固定长度方向两端,以各帽顶部侧成为弯曲内侧的方式施加力,求出弯曲到弯曲角度成为20°时的吸收能量。分析结果示于表4。
[表4]
(*)以试样编号16的冲击能量吸收量为基准时的上升率
如表4的试样编号16~19所示,确认到:即使在加强筋部的形成场所为帽顶部的情况下,与作为比较例的冲击吸收部件441(试样编号16)、451(试样编号17)相比,作为设置有2处低强度部的发明例的冲击吸收部件461(试样编号18)的上升率也大幅度提高。此外,还确认到:冲击吸收部件461(试样编号18)的冲击吸收性能高到能够与冲击吸收部件471(试样编号19)进行比较的水平。
[第3实施例]
在冲击吸收部件的板状部件以及与该板状部件对置的帽顶部的双方设置有加强筋部,并且在这些加强筋部的各自中残留有平坦区域(此处为保持平板状态的未加工部分)的情况下,调查了各未加工部分沿着长度方向的分离距离对冲击能量吸收性能的影响。即,一边改变图26所示的分离间隔L2一边实施了数值分析。
图26所示的冲击吸收部件501具备:与长度方向垂直的截面形状成为帽型的成型体(帽型部件)502;以及与该成型体502接合的板状部件503。
并且,在板状部件503上,沿着长度方向将2个低强度部505b夹在之间地形成有三组在该板状部件503的宽度方向上排列且相互平行的一对加强筋部504。各低强度部505b未形成加强筋部504,成为未被加强的平坦(例如保持平板状态)。
各加强筋部504全部为,宽度为10mm、高度为5mm、处于以相互平行的方式邻接的位置的各加强筋部504的宽度方向中央位置之间的间隔为110mm。各加强筋部504为4个长度为530mm的加强筋部和2个长度为100mm的加强筋部的共计6个。这些加强筋部504的配置为,在从冲击吸收部件501的长度方向一方到另一方进行观察时,排列配置有2个长度为530mm的加强筋部,隔开20mm间隔而排列配置2个长度为100mm的加强筋部,然后隔开20mm间隔而排列配置2个长度为530mm的加强筋部。进而,处于冲击吸收部件501的宽度方向一侧的各加强筋部504全部排列在同一直线上。同样地,处于冲击吸收部件501的宽度方向另一侧的各加强筋部504也全部排列在同一直线上。
因而,在板状部件503的长度方向中央部设置有变形引导部505A,该变形引导部505A具备由长度为100mm的一对加强筋部504构成的一个高强度部505a以及以将该高强度部505a夹在之间的方式配置的平坦(例如保持平板状态)的一对低强度部505b。并且,与一对低强度部505b邻接地设置有2个到达板状部件503的一端以及另一端的加强筋部504,它们构成第2高强度部。
进而,在成型体502的成为帽顶部的壁部501a上也形成有3个加强筋部505。该加强筋部505形成为,在壁部501a的宽度方向中央沿着长度方向从一端到另一端排列在一条直线上。在相互邻接的各加强筋部505之间设置有20mm的间隔,仅该部分成为未被加强的平坦(例如保持平板状态)。其结果,在壁部501a的长度方向的两端附近设置有由一个低强度部构成的变形引导部505B和由一个低强度部构成的变形引导部505C。而且,在沿着长度方向观察冲击吸收部件501的情况下,变形引导部505A与变形引导部505B的相对位置分离。同样地,变形引导部505A与变形引导部505C的相对位置也分离。更具体地说,在沿着长度方向观察冲击吸收部件501的情况下,在变形引导部505A的高强度部505a的中央位置与变形引导部505B的中央位置之间设置有分离距离L2。同样地,在变形引导部505A的高强度部505a的中央位置与变形引导部505C的中央位置之间也设置有分离距离L2。
对于在100mm~400mm的范围内改变了该分离距离L2的冲击吸收部件(试样编号20~26)实施了数值分析。另外,其他形状共同且如以下那样设定。分析结果示于下表5。
·冲击吸收部件501的全长:1200mm
·各部分的宽度:壁部501d为160mm、壁部501a为90mm、凸缘部502c为20mm。
·成型体502的高度H:50mm
·加强筋部504、505的尺寸和配置:全部为,宽度为10mm、高度为5mm。成为高强度部505a的部分的长度为100mm、成为低强度部505b的未加工部的长度为20mm。同样形成为低强度部的变形引导部505B、505C(未加工部)的长度也分别为20mm。
[表5]
试样编号 | 条件:L(mm) | 对应的图 | 100mm变形时的吸收能量(kJ) | 发明例/比较例 |
20 | 100 | 图26 | 6.1 | 发明例 |
21 | 150 | 图26 | 6.2 | 发明例 |
22 | 200 | 图26 | 6.8 | 发明例 |
23 | 250 | 图26 | 6.9 | 发明例 |
24 | 300 | 图26 | 6.9 | 发明例 |
25 | 350 | 图26 | 5.0 | 发明例 |
26 | 400 | 图26 | 4.8 | 发明例 |
如表5的试样编号20~24所示,确认到:当使间隔距离L2从100mm起逐渐增加时,到300mm为止冲击能量吸收性能是提高的。关于这一点,当按照间隔距离L2与成型体302的高度H即50mm之间的比例来说明时,确认到:随着使L2/H从2.0逐渐增加到6.0,冲击能量吸收性能逐渐增强。
另一方面,如表5的试样编号25、26所示,确认到:当分离距离L2超过300mm时,冲击能量吸收性能下降。即,当按照L2/H来说明时,确认到:在超过6.0的情况下,冲击能量吸收性能下降。
根据以上的结果,作为L2/H,优选采用6.0以下。
在以上说明的试样编号20~26中,在板状部件503上设置有在其宽度方向上相互邻接的一对加强筋部504。与此相对,在以下,对将设置于板状部件的加强筋部设为3个、并且将这些加强筋部配置在同一直线上的情况进行了确认。即,如图27的(a)~(c)所示,对冲击吸收部件511实施了数值分析,该冲击吸收部件511具备与长度方向垂直的截面形状成为帽型的成型体(帽型部件)512以及与该成型体512接合的板状部件513,在板状部件513和壁部511a的双方上各形成有3个加强筋部514、515。
另外,其他形状与上述冲击吸收部件501相同,且如以下那样设定。分析结果示于表6。
·冲击吸收部件511的全长:1200mm
·各部分的宽度:壁部511d为160mm、壁部511a为90mm、凸缘部512c为20mm。
·成型体512的高度H:50mm
·加强筋部514、515的尺寸和配置:全部为,宽度为10mm、高度为5mm。成为高强度部515a的部分的长度为100mm、成为低强度部515b的未加工部的长度为20mm。同样形成为低强度部的成为未加工部的变形引导部515B、515C的长度也分别为20mm。
[表6]
试样编号 | 条件:L(mm) | 对应的图 | 100mm变形时的吸收能量(kJ) | 发明例/比较例 |
27 | 100 | 图27 | 6.0 | 发明例 |
28 | 150 | 图27 | 6.1 | 发明例 |
29 | 200 | 图27 | 6.6 | 发明例 |
30 | 250 | 图27 | 6.8 | 发明例 |
31 | 300 | 图27 | 6.8 | 发明例 |
32 | 350 | 图27 | 5.1 | 发明例 |
33 | 400 | 图27 | 4.8 | 发明例 |
如表6的试样编号27~31所示,确认到:当使间隔距离L2从100mm起逐渐增加时,到300mm为止冲击能量吸收性能是提高的。关于这一点,当按照间隔距离L2与成型体512的高度H即50mm之间的比例来进行说明时,确认到:随着使L2/H从2.0逐渐增加到6.0,冲击能量吸收性能逐渐增强。
另一方面,如表6的试样编号32、33所示,确认到:当分离距离L2超过300mm时,冲击能量吸收性能下降。即,当按照L2/H来进行说明时,确认到:在超过6.0的情况下,冲击能量吸收性能下降。
根据以上的结果,能够判明:在图27所示的冲击吸收部件511中,作为L2/H也优选采用6.0以下。因而,根据表5、6的结果,确认到:从冲击能量吸收性能的观点来看,与加强筋部的个数相比,分离距离L2的大小更占支配性。
[第4实施例]
为了调查变形引导部中的高强度部的长度对冲击能量吸收性能的影响,对于图28所示的方式,一边改变高强度部525a的长度L1一边实施了数值分析。
图28所示的冲击吸收部件521具备与长度方向垂直的截面形状成为帽型的成型体(帽型部件)522以及与该成型体522接合的板状部件523。
并且,在板状部件523上,沿着长度方向将2个低强度部525b夹在之间地形成有三组在该板状部件523的宽度方向上排列且相互平行的一对加强筋部524。各低强度部525b未形成加强筋部524,而成为未被加强的平坦(例如保持平板状态)。其结果,在壁部521d的长度方向中央位置设置有变形引导部525A,该变形引导部525A将一个高强度部525a夹在之间地形成有一对低强度部525b。
冲击吸收部件521各部分尺寸如下所述。另外,分析结果示于表7。
·冲击吸收部件521的全长:700mm
·各部分的宽度:壁部521d为140mm、壁部521a为80mm、凸缘部522c为20mm。
·成型体522的高度H:50mm
·加强筋部524的尺寸和配置:各加强筋部524全部为,宽度为10mm、高度为5mm。处于以相互平行的方式邻接的位置的各加强筋部524之间的间隔为90mm。各加强筋部524为2个长度为L1(mm)的加强筋部和4个长度为(700-L1-30×2)mm的加强筋部的共计6个。这些加强筋部524的配置为,在从冲击吸收部件521的长度方向一方到另一方进行观察的情况下,排列配置2个长度为(700-L1-30×2)mm的加强筋部,隔开30mm间隔而排列配置2个长度为L1(mm)的加强筋部,然后隔开30mm间隔而排列配置2个长度为(700-L1-30×2)mm的加强筋部。进而,处于冲击吸收部件521的宽度方向一侧的各加强筋部524全部排列在同一直线上。同样地,处于冲击吸收部件521的宽度方向另一侧的各加强筋部524也全部排列在同一直线上。
[表7]
试样编号 | 条件:B(mm) | 对应的图 | 20°变形时的吸收能量(kJ) | 发明例/比较例 |
34 | 20 | 图28 | 2.5 | 发明例 |
35 | 40 | 图28 | 3.0 | 发明例 |
36 | 60 | 图28 | 3.1 | 发明例 |
37 | 80 | 图28 | 3.2 | 发明例 |
38 | 100 | 图28 | 3.2 | 发明例 |
39 | 150 | 图28 | 2.5 | 发明例 |
40 | 200 | 图28 | 2.6 | 发明例 |
根据表7的结果,确认到:在高强度部525a的长度L1为40mm~100mm的试样编号35~38中,冲击能量吸收性能提高。关于这一点,当按照长度L1与成型体522的高度H即50mm之间的比例来进行说明时,确认到:在L1/H为0.8~2.0的范围内冲击能量吸收性能变高。另一方面,如根据试样编号34可知的那样,确认到:当L1/H变得低于0.8时,冲击能量吸收性能降低。同样地,如根据试样编号39、40可知的那样,确认到:当L1/H变得高于2.0时,冲击能量吸收性能降低。
[第5实施例]
在以上说明的试样编号34~40中,对在板状部件523上设置2个加强筋部524而在壁部521a上未设置加强筋部的情况进行了确认。与此相对,在以下,如图29所示,对在板状部件533以及壁部531a的双方上各设置了3个加强筋部534、535的冲击吸收部件531实施了数值分析。此时,调查了在对设置在板状部件533的长度方向中央的高强度部535a的长度L1进行了改变的情况下、对冲击能量吸收性能的影响。
图29所示的冲击吸收部件531具备与长度方向垂直的截面形状成为帽型的成型体(帽型部件)532以及与该成型体532接合的板状部件533。
并且,在板状部件533上,在其宽度方向中央位置上,从长度方向的一端朝向另一端在一条直线上排列形成有3个加强筋部534。在相互邻接的各加强筋部534之间设置有20mm的间隔,仅该部分成为未被加强的平坦(例如保持平板状态)。其结果,在壁部531d的长度方向中央位置设置有变形引导部535A,该变形引导部535A将一个高强度部535a夹在之间地形成有一对低强度部535b。
此外,在与板状部件533对置的壁部531a上,在其宽度方向中央位置上,从长度方向的一端朝向另一端在一条直线上排列形成有3个加强筋部535。在相互邻接的各加强筋部535之间设置有20mm的间隔,仅该部分成为未被加强的平坦(例如保持平板状态)。
冲击吸收部件531中的各部分尺寸如下所述。在下述构成的基础上,将对图29的(b)所示的高强度部535a的长度方向尺寸即L1(mm)进行了改变的情况下的分析结果示于表8。
·冲击吸收部件531的全长:1200mm
·各部分的宽度:壁部531d为160mm、壁部531a为90mm、凸缘部532c为20mm。
·成型体532的高度H:50mm
·加强筋部534、535的尺寸和配置:加强筋部534、535全部为,宽度为10mm、高度为5mm。
关于各加强筋部534的长度,处于长度方向中央的1个加强筋部534为L1(mm),其他2个加强筋部534为1/2×(1200-L1-20×2)(mm)。
另一方面,在加强筋部535中,在沿着冲击吸收部件531的长度方向观察的情况下,各变形引导部535B的位置被配置为,不与上述低强度部535b的位置重叠。并且,在沿着冲击吸收部件531的长度方向观察的情况下,各变形引导部535B的中央位置相对于上述高强度部535a的中央位置,相对位置错开250mm。
[表8]
试样编号 | 条件:B(mm) | 对应的图 | 100mm变形时的吸收能量(kJ) | 发明例/比较例 |
41 | 20 | 图29 | 6.2 | 发明例 |
42 | 40 | 图29 | 6.5 | 发明例 |
43 | 60 | 图29 | 6.9 | 发明例 |
44 | 80 | 图29 | 6.7 | 发明例 |
45 | 100 | 图29 | 6.8 | 发明例 |
46 | 150 | 图29 | 5.7 | 发明例 |
47 | 200 | 图29 | 5.5 | 发明例 |
根据表8的结果,确认到:在高强度部535a的长度L1为40mm~100mm的试样编号42~45中,能够发挥较高的冲击能量吸收性能。关于这一点,当按照长度L1与成型体532的高度H即50mm之间的比例来进行说明时,确认到:在L1/H为0.8~2.0的范围内,冲击能量吸收性能变高。另一方面,如根据试样编号41可知的那样,确认到:当L1/H变得低于0.8时,冲击能量吸收性能稍微下降。同样地,如根据试样编号46、47可知的那样,还确认到:当L1/H变得高于2.0时,冲击能量吸收性能变低。
[第6实施例]
为了调查变形引导部中的低强度部的长度对冲击能量吸收性能的影响,对于图30所示的方式,一边改变低强度部604b的长度C一边实施了数值分析。
图30所示的冲击吸收部件601具备与长度方向垂直的截面形状成为帽型的成型体(帽型部件)602以及与该成型体602接合的板状部件603。并且,在成型体602的成为帽顶部的壁部601a上,沿着其长度方向形成有3个加强筋部604。加强筋部604的长度方向中央部分的2处成为未被加强的平坦(例如保持平板状态)。
图30的冲击吸收部件601的各部分尺寸如下所述。将对图30的(a)所示的一对低强度部604b各自的尺寸Cmm进行了改变的情况下的分析结果示于下表9。
·冲击吸收部件601的全长:700mm
·各部分的宽度:壁部601d为140mm、壁部601a为80mm、凸缘部602c为20mm。
·成型体602的高度H:50mm
·加强筋部604的尺寸和配置:全部为,宽度为10mm、高度为5mm。在壁部601a的宽度方向中央从一端到另一端在一条直线上排列配置有3个。并且,在相互邻接的加强筋部604之间,在长度方向上设置有C(mm)的未加工部分。并且,以夹在这一对未加工部分之间的方式,配置有各加强筋部604中的中央位置的加强筋部。因而,在壁部601a的长度方向中央部设置有变形引导部604A,该变形引导部604A具备一个高强度部604a以及以将该高强度部604a夹在之间的方式配置的一对低强度部604b。并且,与一对低强度部604b邻接地设置有2个到达壁部601a的一端以及另一端的加强筋部604,它们构成第2高强度部。
[表9]
试样编号 | 条件:C(mm) | 对应的图 | 20°变形时的吸收能量(kJ) | 发明例/比较例 |
48 | 5 | 图30 | 2.8 | 发明例 |
49 | 10 | 图30 | 2.7 | 发明例 |
50 | 30 | 图30 | 2.6 | 发明例 |
51 | 50 | 图30 | 2.4 | 发明例 |
52 | 80 | 图30 | 2.2 | 发明例 |
根据表9的结果,确认到:在长度C为30mm以下的试样编号48~50中,冲击能量吸收性能尤其高。关于这一点,当按照长度C与成型体602的高度H即50mm之间的比例来进行说明时,确认到:在C/H为0.6以下时,冲击能量吸收性能尤其变高。
[第7实施例]
使用上述图20所示的冲击吸收部件421的构成,为了调查与加强筋部的高度d(mm)和宽度w(mm)、以及设置有该加强筋部的壁部的板厚t(mm)相关的优选形状尺寸,一边改变d/t比和w的组合一边实施了数值分析。即,在1.2~4.0的范围内变更冲击吸收部件421的3个加强筋部424的高度d(mm)除以板状部件423的板厚t(mm)而得到的d/t比,并且在5mm~50mm的范围内变更3个加强筋部424的宽度w(mm)。其他各部分尺寸与冲击吸收部件421相同。
上述条件下的分析结果示于表10。
[表10]
根据表10的结果,确认到:在d/t比为2.0以上且w为10mm以上的试样编号54~56、58~62中,冲击能量吸收性能变得尤其高。因而,确认到:作为加强筋部424,优选满足d/t≥2.0和w≥10中的至少一方。
[第8实施例]
进而,使用上述图20所示的冲击吸收部件421的构成,在将沿着其长度方向的高强度部424a的长度设为L1(mm)、以及将设置有变形引导部424A的板状部件423和与该板状部件423对置的壁部之间的距离设为H(mm)时,调查了与L1以及H相关的优选比例。即,设H=50mm,一边在20~250mm的范围内改变L1一边实施了数值分析。
上述条件下的分析结果示于表11。
[表11]
试样编号 | 条件:L1(mm) | 对应的图 | 20°变形时的吸收能量(kJ) | 发明例/比较例 |
63 | 20 | 图20 | 2.8 | 发明例 |
64 | 40 | 图20 | 3.5 | 发明例 |
65 | 50 | 图20 | 3.4 | 发明例 |
66 | 100 | 图20 | 3.2 | 发明例 |
67 | 150 | 图20 | 3.1 | 发明例 |
68 | 200 | 图20 | 3.1 | 发明例 |
69 | 250 | 图20 | 2.7 | 发明例 |
根据表11结果,确认到:在从L1为H的0.8倍即40mm到L1为H的2.0倍即100mm的范围的试样编号64~66中,冲击能量吸收性能尤其变高。因而,确认到优选满足0.8×H≤L1≤2.0×H。并且,该结论与上述图29所示的冲击吸收部件31的分析结果(表8)也一致。
另外,在表11所示的实施例中,对H=50mm的条件下的情况进行了分析,但为了对将上述H(mm)改变为其他数值的情况也进行确认,而进行了以下分析。即,与表1的实施例同样地,在图20所示的冲击吸收部件421的构成中,将H固定为80mm,一边在30~350mm的范围内改变L1一边实施了数值分析。
上述条件下的分析结果示于表12。
[表12]
试样编号 | 条件:L1(mm) | 对应的图 | 20°变形时的吸收能量(KJ) | 发明例/比较例 |
70 | 30 | 图20 | 6.7 | 发明例 |
71 | 60 | 图20 | 8.4 | 发明例 |
72 | 80 | 图20 | 8.2 | 发明例 |
73 | 160 | 图20 | 7.8 | 发明例 |
74 | 240 | 图20 | 7.4 | 发明例 |
75 | 300 | 图20 | 7.3 | 发明例 |
76 | 350 | 图20 | 6.5 | 发明例 |
根据表12的结果,确认到:在从L1为H的约0.8倍即60mm到L1为H的2.0倍即160mm的范围的试样编号71~73中,冲击能量吸收性能尤其变高。因而,确认到:即使改变了H,也依然优选满足0.8×H≤L1≤2.0×H。
以上,对本发明的各实施方式以及各实施例进行了说明,但本发明并不仅限定于这些实施方式以及各实施例中记载的构成。例如,形成变形引导部的壁部并不仅限定于平坦的壁部,也可以是曲面状的壁部。此外,各壁部的宽度也可以沿着壁部的长度方向不为一定。此外,冲击吸收部件本身并不仅限定于呈直线状笔直延伸,也可以有一些弯曲。
此外,也可以根据需要,采用将上述各实施方式以及各实施例适当组合而成的构成。
产业上的可利用性
根据本发明,能够提供一种冲击能量的吸收能力优异的冲击吸收部件。因此,产业上的可利用性较大。
符号的说明
1a、1d、341a、341d、461a、461d、511a、511d、521a、521d、531a、531d、601a、601d:壁部;
4、64A、64B、64C、314A、424A、434A、464A、505A、515A、525A、535A、604A:变形引导部;
4a、7、14a、24a、64a、314a、424a、434a、464a、505a、515a、525a、535a、604a:高强度部;
4b、14b、24b、64b、314b、424b、434b、464b、505b、515b、525b、535b、604b:低强度部;
1、11、21、61、311、341、421、431、461、501、511、521、531、601:冲击吸收部件;
3、313、423、433、503、513、523、533、603:板状部件;
2c、502c、512c、522c、532c、602c:凸缘部;
2、512、522、532、602:成型体(帽型部件);
5、6、15、16、17、25、26、27、28、65、314、424、434、464、504、505、514、515、524、534、535、604:加强筋部。
Claims (12)
1.一种冲击吸收部件,具有:帽型的帽型部件,具有凸缘部且与长度方向垂直的截面形状具有帽顶部;以及板状部件,与上述凸缘部接合且与上述帽顶部对置,其特征在于,
在上述帽顶部以及上述板状部件中的至少一方的壁部设置有变形引导部,
上述变形引导部具有:第1高强度部,在上述壁部中压曲屈服强度相对高;以及一对低强度部,压曲屈服强度相对低,且在沿着上述长度方向观察时,将上述第1高强度部夹在之间而配置在两侧,
上述冲击吸收部件具有一对第2高强度部,该一对第2高强度部的压曲强度比上述低强度部的压曲强度高,在沿着上述长度方向观察时,上述一对第2高强度部以与上述一对低强度部分别邻接的方式配置在上述变形引导部的两侧,
上述第1高强度部具有沿着上述长度方向设置于上述壁部的第1加强筋部。
2.如权利要求1所述的冲击吸收部件,其特征在于,
在将上述第1高强度部沿着上述长度方向的长度设为L1(mm)、将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)时,
0.8×H≤L1≤2.0×H。
3.如权利要求1或2所述的冲击吸收部件,其特征在于,
在将上述一对低强度部各自的沿着上述长度方向的长度设为C(mm)、将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)时,
C≤0.6×H。
4.如权利要求1所述的冲击吸收部件,其特征在于,
上述第1高强度部具有沿着上述长度方向延伸并且相互平行的一对上述第1加强筋部,
在上述一对低强度部中,与上述一对第1加强筋部中的至少一方的一端邻接的区域为平坦,与上述一对第1加强筋部中的至少一方的另一端邻接的区域为平坦。
5.如权利要求4所述的冲击吸收部件,其特征在于,
在上述一对低强度部中,与上述一对第1加强筋部的两端邻接的区域为平坦。
6.如权利要求1所述的冲击吸收部件,其特征在于,
上述一对第2高强度部具有一对第2加强筋部,该一对第2加强筋部沿着上述长度方向设置于上述壁部,各自的一端分别与上述一对低强度部邻接,另一端到达上述冲击吸收部件的端部。
7.如权利要求1所述的冲击吸收部件,其特征在于,
在将从设置有上述第1加强筋部的上述壁部的壁面起的上述第1加强筋部的高度设为d(mm),将上述第1加强筋部的宽度设为w(mm),将设置有上述第1加强筋部的上述壁部的板厚设为t(mm)的情况下,
满足d/t≥2.0以及w≥10中的至少一方。
8.如权利要求1所述的冲击吸收部件,其特征在于,
上述第1高强度部是在从外部沿着上述长度方向承受到载荷时、朝向设置有上述变形引导部的上述壁部的板厚方向外侧鼓出的鼓出部。
9.一种冲击吸收部件,具有:帽型的帽型部件,具有凸缘部且与长度方向垂直的截面形状具有帽顶部;以及板状部件,与上述凸缘部接合且与上述帽顶部对置,其特征在于,
在上述帽顶部以及上述板状部件中的至少一方的壁部设置有变形引导部,
上述变形引导部具有:第1高强度部,在上述壁部中压曲屈服强度相对高;以及一对低强度部,压曲屈服强度相对低,且在沿着上述长度方向观察时,将上述第1高强度部夹在之间而配置在两侧,
上述冲击吸收部件具有一对第2高强度部,该一对第2高强度部的压曲强度比上述低强度部的压曲强度相对高,在沿着上述长度方向观察时,上述一对第2高强度部以与上述一对低强度部分别邻接的方式配置在上述变形引导部的两侧,
在上述帽顶部以及上述板状部件上分别设置有上述变形引导部以及上述一对第2高强度部。
10.如权利要求9所述的冲击吸收部件,其特征在于,
在将沿着上述长度方向观察时的、
设置于上述帽顶部以及上述板状部件中的一方的上述变形引导部的上述第1高强度部的中央位置、
与设置于上述帽顶部以及上述板状部件中的另一方的上述变形引导部的上述一对低强度部中、接近设置于上述一方的变形引导部的上述第1高强度部的上述低强度部的中央位置、之间的沿着上述长度方向的分离距离设为L2(mm),
将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)的情况下,
L2≤6.0×H。
11.如权利要求9所述的冲击吸收部件,其特征在于,
在上述各变形引导部的各自中,
在将沿着上述长度方向观察时的上述一对低强度部各自的中间位置之间的分离距离设为L3(mm),
将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)的情况下,
0.8×H≤L3≤2.0×H。
12.如权利要求9所述的冲击吸收部件,其特征在于,
在上述各变形引导部的各自中,
在将上述一对低强度部各自的沿着上述长度方向的长度设为C(mm)、将上述帽顶部与上述板状部件之间的距离设为H(mm)的情况下,
C≤0.6×H。
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