JP2000053023A - 衝突エネルギー吸収性に優れた鋼構造部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輸送機器に適した軸方向への圧壊時の衝撃エ
ネルギー吸収性に優れた鋼構造部材を提供する。 【解決手段】 少なくとも２個の部品を接合して閉断面
を構成し内部に仕切り板を配設したビーム状の鋼構造部
材であって、仕切り板は上記閉断面の中心軸を隔てて相
対する接合部間を連結し、閉断面内の仕切り板の線長Ｌ
が、接合部間の最短距離Ｌ_o 以上、１．１０Ｌ_o 以下で
あり、該閉断面が仕切り板で仕切られて生じる２個の空
間の断面積Ａ₁ およびＡ₂ がＡ₂ ≦Ａ₁ ≦２Ａ₂ で表さ
れる関係を満足するように仕切り板が配設され、仕切り
板の引張強さＴＳ（Ｎ／ｍｍ²）とその厚さｔ（ｍｍ）
は、外殻部品の引張強さＴＳ₀ （Ｎ／ｍｍ² ）とその厚
さｔ₀ （ｍｍ）に対して下記式の関係を満たす範囲であ
る鋼構造部材。 ０．３≦ｔ≦０．６* ｔ_o 、０．１≦ＴＳ* ｔ／（ＴＳ
_o * ｔ_o ）≦０．３。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝突エネルギー吸
収性に優れた鋼構造部材に関する。特に自動車のフロン
トサイドメンバー、リアサイドメンバー、シル、クロス
メンバーなどに使用される、軸方向の衝突エネルギー吸
収性に優れた鋼構造部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の安全性向上、特に衝突時
の乗員の安全性向上が要請されており、この観点から自
動車の衝突エネルギー吸収能力と剛性の向上が重要とさ
れている。自動車が前面衝突した場合に受ける衝突荷重
は、バンパーがこれを車体の骨格部材に分散して伝達
し、車体の局部的な変形を防止する。バンパーの曲げ強
度を高めることにより車体の変形が防止され、車体への
衝撃が緩和される効果があるが、バンパーの主要な目的
は車体の変形防止にあり、バンパー自体でのエネルギー
吸収能は小さい。

【０００３】衝突エネルギーは、バンパーを介して客室
前方の車体前後方向に向けて配設されるフロントサイド
メンバーに伝達され、フロントサイドメンバーが軸方向
に圧縮されて圧壊する際の塑性変形エネルギーとして吸
収される。衝突時の客室の変形を少なくするにはフロン
トサイドメンバー等で大きなエネルギーを吸収する必要
がある。客室周辺に配設されるシルやクロスメンバー等
の部材は設計上エネルギー吸収を意図していないが、こ
れらの部材においてもエネルギー吸収能が大きいほど衝
突時の変形量が小さくなるので好ましいとされている。

【０００４】自動車の車体を構成する鋼構造体は、薄鋼
板から成形した部品を接合して組み立てられる。これら
の構造体は、剛性向上と軽量化を両立させるために、複
数の薄鋼板製の部品を溶接組み立てした閉断面構造のビ
ーム状の部材とされることが多い。閉断面構造の外殻を
構成する部品を、以下では単に「外殻部品」と記す。

【０００５】ビーム状の鋼構造部材のエネルギー吸収能
を向上させるには、外殻部品の厚さを増したり補強板を
追設するなどの方法があるが、これらの方法は製造コス
トが増すうえ、車体重量が増し、燃費が低下し、ＣＯ₂
排出量が増して環境を損なうなどの問題がある。

【０００６】車体重量を増加させずに耐衝突性能を向上
させる手段としては、鋼板の高強度化や部材の断面形状
の改善による断面２次モ−メントの増加などの方法があ
る。

【０００７】自動車技術会、学術講演会前刷集（９３４
号、１９９３−１０、頁１６９〜１７２）には、超高張
力鋼板を閉断面構造のバンパービームに適用し、アルミ
ニウム合金製や樹脂製のバンパーなみの優れたエネルギ
ー吸収能を有する軽量なバンパーが開示されている。し
かしながら、超高張力鋼板は成形性が乏しく、バンパー
ビームのような単純形状の部材への加工は可能である
が、フロントサイドメンバーのように複雑な形状の構造
部材には成形困難である。また、ここに開示されている
のは曲げ強度の改善に関するものであり、ビーム状部材
が軸方向に圧縮変形された際のエネルギー吸収性に関し
ては何ら開示されていない。また、高価な高張力鋼板を
多用すると経済性が損なわれるという問題もある古河電
工時報（第９２号、１９９３、頁５０〜５５）には、内
部に補強用の柱を設けた閉断面構造のアルミニウム合金
押し出し材を用いて、衝突特性と軽量化を両立させる技
術が開示されている。しかし、押し出し材の成形加工に
は専用の設備を必要とするうえ、鋼板と比較してアルミ
ニウムは素材コストが高く、鋼板との接合、接触腐食な
どの問題があるので適用先が制約される問題がある。

【０００８】自動車技術（４９巻６号、１９９５、頁３
９〜６０）には、閉断面構造部材の内部に発泡性の樹脂
板を貼りつけ、塗装焼き付け時に発泡させて部材中空部
を樹脂で充填したフレームが開示されている。樹脂充填
によって、部材剛性と軸圧壊の吸収エネルギーが向上し
ているが、樹脂を充填することによる重量増があるため
に軽量化を阻害するうえ、樹脂を充填する際の作業性が
良くなく、高価な樹脂を多用するために経済性も損なわ
れるという問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の衝撃エネルギー吸収方法はその性能や経済性におい
て種々の問題がある。また、鋼構造部材の曲げ強度の改
善技術は種々開示されているが、閉断面構造を有する鋼
構造部材が軸方向に圧縮さる変形様式でのエネルギー吸
収能の改善については必ずしも十分ではない。例えば、
フロントサイドメンバーのようなビーム形状の鋼構造部
材が長手方向に衝撃荷重を受けて軸圧壊する過程では、
長手方向の中間部分で部材が折れ曲がる現象が生じやす
いが、このような変形で吸収される衝撃エネルギー量は
極めて僅かである。このため、良好な形態の座屈変形が
安定して発生し、良好な吸収能が安定して得られる鋼構
造部材が求められている。

【００１０】本発明の目的は、上記のような課題を解決
し、衝撃エネルギー吸収性に優れた鋼構造部材を提供す
ることにある。特に単位重量当たりの衝撃エネルギー吸
収性にすぐれ、効率よく製造可能な、軸方向への圧壊時
の衝撃エネルギー吸収性に優れた鋼構造部材を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、閉断面を
有する鋼構造部材が軸方向に衝撃荷重が付加された場合
の座屈現象について種々研究をおこない、安定して良好
な座屈変形を得る方法について種々検討した。

【００１２】図１（Ａ）は、上記検討に使用した閉断面
構造を有する鋼構造部材の内部に仕切り板を有するビー
ム状の試験体６の断面図であり、図１（Ｂ）は、その側
面図である。試験体６は、薄鋼板をプレス成形した２個
の外殻部品１と仕切り板２を有し、フランジ部分をスポ
ット溶接４により仕切り板２と共に接合している。試験
体６の両端には衝突荷重を受けるためのプレート３がア
ーク溶接により固定されている。試験体の長さＳは、衝
突エネルギー吸収性を評価する場合には４００ｍｍ、曲
げ性を評価する場合には８００ｍｍとした。

【００１３】図２は、試験体６の３点曲げ試験方法を示
す概念図である。長さ８００ｍｍの試験体６を、間隔が
６００ｍｍである支点上に仕切り板が水平になるように
置き、ロードセルを組み込んだ半径２００ｍｍの半円筒
型の合計重量５０ｋｇの衝撃曲げ試験用重錘９を、衝突
速度が時速５０ｋｍになる高さから試験体の支点間中央
部に落下させ、重錘の移動量を非接触変位計で測定し、
ロードセルからの荷重出力と対応させて記録し、荷重−
変位曲線を得た。

【００１４】図３は、上述の方法で測定した３点曲げ試
験時の荷重−変位曲線の例を概念的に示すグラフであ
る。図３に示されているように、曲げ試験における荷重
は最大荷重を記録した後急速に減少する。後述する軸圧
壊変形で示されるような複数の荷重ピークは観察されな
い。最大荷重も軸圧壊時のそれに比べると小さい。この
事からわかるように、曲げ変形でのエネルギー吸収能は
軸圧壊変形でのエネルギー吸収能に比べるとかなり小さ
いものである。

【００１５】図４は、試験体６の軸方向に衝撃荷重を作
用させて軸方向に圧壊させた場合の試験体に作用する荷
重と変位との関係を調査する試験方法（以下、この試験
方法を単に「軸圧壊試験」と記す）の概念図である。長
さ４００ｍｍの試験体６の軸心を鉛直にしてロードセル
を組み込んだ台座８の上に置き、重さが６００ｋｇの重
錘５を、衝突速度が時速５０ｋｍになる高さから、上部
のプレート３に落下させて試験体６を軸方向に圧壊させ
る。重錘５は試験体６を２５０ｍｍ押しつぶした後スト
ッパー７にあたって停止する。重錘５の移動量を非接触
変位計（図示せず）で測定し、ロードセルからの荷重出
力と対応させて記録し、荷重−変位曲線を得た。

【００１６】図５は上述の方法で測定した、衝撃荷重が
部材の軸方向に平行に作用する変形様式による軸圧壊試
験で得られる荷重−変位曲線の例を概念的に示すグラフ
である。この場合、試験体６は長手方向の複数の個所で
座屈が発生して蛇腹状に圧壊する。座屈に対応して、複
数の極大値が周期的に発生する荷重−変動曲線が得られ
る。荷重曲線と任意の変位量とで囲まれる面積が、それ
までの変形で吸収されたエネルギーである。このように
複数の座屈変形が生じる場合には、曲げ変形に比較して
大きいエネルギー吸収量が得られる。

【００１７】他方、部材の中心軸から大きくずれた位置
に、または軸方向からずれた方向に衝撃荷重が作用する
場合（以下、単に「偏荷重」と記す）には、長手方向の
中で最も弱い部分で折れ曲がり変形が発生し、以後はそ
の部分に変形が集中するために他の部分では塑性変形せ
ず、蛇腹状の変形が生じることなく変形が終了する。こ
のような変形様式（以下、単に「偏荷重軸圧壊変形」と
も記す）の場合に吸収されるエネルギーは、図３に示し
た曲げ変形の場合と同様に、荷重ピークが１個であり、
ピークを過ぎた後は急速に荷重レベルが低下するため
に、極めて僅かな吸収エネルギーしか得られない。

【００１８】以上述べたように衝撃吸収エネルギーを高
めるには、衝撃圧縮荷重が作用した時に長手方向の多数
の部分で座屈が生じ、長手方向で均等に塑性変形させる
のが重要である。しかしながら現実には部材の中心軸に
平行に衝撃荷重が作用することはまれであり、偏荷重が
作用する場合が多い。衝突安全性を高めるには、このよ
うな偏荷重が作用した場合でも安定して蛇腹状の変形挙
動が得られることが望ましい。

【００１９】軸圧壊変形の初期には、閉断面を構成する
外殻部材の相対する面の間隔が接近し（内側に凹み）、
他の相対する面の間隔が広くなる（外側に広がる）変形
（以下、このような変形を「偏平変形」と記す）が生じ
る。通常、フランジで接合されている面は外側に広が
り、フランジのない面は内側に凹む傾向がある。

【００２０】相対するフランジ接合部間を仕切り板で連
結することにより、フランジ接合部が外側に開こうとし
た場合には内向きの張力が作用するようにしておけば、
フランジで接合されている面が外側に広がるのを抑制す
ることができる。この作用により、断面形状が初期の形
状を保ったまま安定した軸圧壊変形を生じさせることが
できる。

【００２１】仕切り板を使用することにより鋼構造部材
の重量は増加するが、その単位重量当たりのエネルギー
吸収能力は、仕切り板が無い場合に比較して大幅に向上
させることが可能である。

【００２２】また、仕切り板の任意の場所に適度の大き
さの開口部を設けることにより、仕切り板が鋼構造部材
の側壁部に及ぼす張力の大きさを任意に変更することが
できる。これにより、鋼構造部材の長手方向で座屈抵抗
を任意に調節できるので、所望の部分で座屈を生じさ
せ、蛇腹状の良好な座屈状態を安定して発生させること
ができる。開口部を設ければ仕切り板の重量が軽減され
るので、座屈形状を損なうことなく軽量化も達成でき
る。このようにすることにより、理想的な圧壊挙動が安
定して得られるうえ、単位重量当たりの吸収エネルギー
を更に向上させることができる。

【００２３】本発明は、上記のような新たに得られた知
見を基にして完成されたもので、その要旨は、下記の衝
突エネルギー吸収性に優れた鋼構造部材にある。

【００２４】少なくとも２個の外殻部品を接合して構成
した閉断面内に仕切り板を配設したビーム状の鋼構造部
材であって、仕切り板は上記閉断面の中心軸を隔てて相
対する接合部間を連結し、閉断面内の仕切り板の線長Ｌ
が、接合部間の最短距離Ｌ_o以上、１．１０Ｌ_o 以下で
あり、該閉断面が仕切り板で仕切られて生じる２個の空
間の断面積Ａ₁ およびＡ₂ がＡ₂ ≦Ａ₁ ≦２Ａ₂ で表さ
れる関係を満足するように仕切り板が配設されており、
かつ、仕切り板の引張強さＴＳ（Ｎ／ｍｍ² ）とその厚
さｔ（ｍｍ）は、外殻部品の引張強さＴＳ₀ （Ｎ／ｍｍ
² ）とその厚さｔ₀ （ｍｍ）に対して下記（１）式およ
び（２）式に記載の関係を満たす範囲のものであること
を特徴とする衝突エネルギー吸収性に優れた鋼構造部
材。

【００２５】 ０．３≦ｔ≦０．６* ｔ_o ・・・・（１） ０．１≦ＴＳ* ｔ／（ＴＳ_o * ｔ_o ）≦０．３・・・・（２）

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に述べる。本発明の鋼構造部材は、鋼板を成形して得
られる外殻部品を２個または２個以上を接合して閉断面
を形成し、その内部に仕切り板を有するビーム状の鋼構
造部材であって、仕切り板は断面の中心軸を隔てて相対
する外殻部品の接合部間を連結している。

【００２７】図１は、本発明の鋼構造部材の例を示す断
面図であり、２個の外殻部品１と仕切り板２がフランジ
部でスポット溶接されている。鋼構造部材の断面形状
は、図１に例示したような矩形断面に限定する必要はな
く、外殻部品の形状は、例えば円弧状などの任意の曲面
を持ったものでもよい。鋼構造部材の断面形状は長手方
向にそって変化してもよく、また、その軸心も長手方向
に真直である必要はなく、曲がり部を有していても構わ
ない。

【００２８】仕切り板２は、断面内で中心軸を隔てて相
対する接合部間を連結する。この仕切り板は、鋼構造部
材に軸方向の衝撃荷重が作用した際に接合部が外側に広
がる偏平変形が生じるのを防止する作用をする。偏平変
形を防止することにより折れ曲がり現象が発生せず、良
好な蛇腹状の圧壊挙動が得られる。なお、両端部のプレ
ート３は、衝撃試験の際に荷重を受けるためのものであ
って、実際上は必要としない。

【００２９】図７は、仕切り板の断面形状の例を示す概
念図である。図７の実線で示すように、仕切り板は接合
部間を最短距離Ｌ_o で連結するように配設するのが最も
好ましいが、成形上の問題や、内部構造上の問題などの
ために最短距離で連結することが困難である場合には、
仕切り板の閉断面内の線長ＬがＬ_o の１．１０倍以下で
あれば本発明の効果は発揮できる。線長ＬがＬ_o の１．
１０倍を超えると、軸圧壊変形時または曲げ変形時に偏
平変形が発生し、初期の断面形状の維持が困難になり、
軸圧壊吸収エネルギーが低下するのでよくない。

【００３０】仕切り板の配設位置は、外殻部品が形成す
る閉断面が仕切り板で仕切られて生じる２個の空間の断
面積Ａ₁ およびＡ₂ が、Ａ₂ ≦Ａ₁ ≦２Ａ₂ で表される
関係を満たすように配設される。これは、仕切り板が外
殻部品の一方の面に近接し過ぎるのを避けるために規定
するものである。仕切り板が一方の面に近接しすぎる
と、軸圧壊力が作用した場合に、良好な蛇腹状の変形が
生じにくくなるためエネルギー吸収能が低下するので良
くない。

【００３１】仕切り板は、一枚の鋼板であってもよい
し、鋼構造部材の長手方向に複数個に分割した鋼板であ
っても構わない。さらに、仕切り板は必ずしも鋼構造部
材の長手方向全長にわたって備える必要はなく、軸圧壊
や曲げ変形が起きやすい部位等、特定の部位にのみ備え
てもよい。長手方向に引張強さや厚さが異なるものであ
っても構わない。

【００３２】仕切り板２の引張強さＴＳ（Ｎ／ｍｍ² ）
とその厚さｔ（ｍｍ）は、外殻部品１の引張強さＴＳ₀
（Ｎ／ｍｍ² ）とその厚さｔ₀ （ｍｍ）に対して下記
（１）式および（２）式に記載の関係を満たす範囲のも
のとする。

【００３３】 ０．３≦ｔ≦０．６* ｔ_o ・・・・（１） ０．１≦ＴＳ* ｔ／（ＴＳ_o * ｔ_o ）≦０．３・・・・（２） 外郭部品が異なった引張強さまたは異なった厚さの部品
から構成される場合は、それぞれの外殻部品毎に計算し
た引張り強さとその厚さの積の算術平均値を外郭部品の
代表値として用いる。

【００３４】仕切り板の厚さが薄すぎる場合には仕切り
板が溶接部で容易に破断し、偏平変形を防止する効果が
不足する。これを避けるために仕切り板の厚さは０．３
ｍｍ以上とする。仕切り板の厚さが外殻部品の厚さの
０．６倍を超えると偏平変形を防止する効果が飽和す
る。このため、０．６倍を超えた厚さにするのは、鋼構
造部材としての重量が増して単位重量当たりの吸収エネ
ルギーが低下するので好ましくない。

【００３５】鋼構造部材の端部に軸方向の衝撃圧縮力が
作用すると、仕切り板には外郭部品の強度に応じた張力
が作用する。従って、仕切り板の強度は外殻部品の強度
との関連で決定するのがよい。単位線長あたりの仕切り
板の強度（ＴＳ *ｔ）の外殻部品の強度（ＴＳ₀ *
ｔ₀ ）に対する比が０．１未満では、仕切り板が破断し
て偏平変形を抑制する効果が小さくなるので好ましくな
い。上記の比が０．３を超えると接合部の口開きに対す
る仕切り板の効果が飽和する。このため０．３を超えて
大きくするのはコストが高くなるので好ましくない。

【００３６】仕切り板に開口部を設けてその部分の偏平
変形に対する拘束力を調整することにより、座屈の発生
状況を調整することができる。仕切り板に座屈変形の安
定化を目的とした上記の開口部を設けることにより、仕
切り板の重量が軽減されて単位重量当たりの吸収エネル
ギーが更に向上するという効果も付随的に得られるので
好都合である。

【００３７】図９は、仕切り板２に設ける開口部１０の
配置例を示す平面図である。開口部１０の形状は矩形や
楕円など任意でよく、その面積は所望の座屈間隔や吸収
エネルギーレベルなどに応じて適宜決定すればよい。

【００３８】仕切り板は、外郭部材のフランジの間に挟
まれて接合される。接合方法は、スポット溶接、アーク
溶接、レーザー溶接など公知の溶接方法が適用できる。
接着剤を併用するウエルドボンド法によって接合しても
よい。

【００３９】

【実施例】（実施例１）図８（Ａ）〜（Ｄ）に示す４種
類の寸法形状で、長さが４００ｍｍおよび８００ｍｍで
ある試験体６を作製した。外殻部品１はいずれもプレス
曲げ加工で成形した。フランジ部には仕切り板を挟み込
み、５０ｍｍ間隔でスポット溶接した。スポット溶接条
件は溶接部の溶融凝固部の直径が、５√ｔ（但し、ｔ：
溶接部の板厚の最大値）となるように調整した。試験体
の両端部には厚さが６ｍｍの鋼板をアーク溶接して接合
した。長さが４００ｍｍの試験体は、図４に示した軸方
向に衝撃荷重を作用させる方法で前述の条件による軸圧
壊試験に供し、軸方向の変形量が２００ｍｍに達するま
でに吸収したエネルギーを測定した。長さが８００ｍｍ
の試験体は、図２に示した方法で前述の条件による３点
曲げ試験をおこない、曲げ最大荷重を測定した。

【００４０】他の長さ４００ｍｍの試験体を用いて、偏
荷重軸圧壊変形時の座屈変形の発生状況を調査した。

【００４１】図６は、偏荷重軸圧壊変形を再現する偏荷
重軸圧壊試験方法を示す概念図である。長さ４００ｍｍ
の試験体６の軸心を鉛直にして台座８の上に置き、重さ
が６００ｋｇの重錘５を、重錘の重心の位置を試験体の
軸心からずらせた位置で衝突速度が時速５０ｋｍになる
高さから上部のプレート３に落下させ、重錘の端部で試
験体６を圧壊させる。試験体６には軸心に対して斜め方
向から衝撃荷重が作用することになる。重錘５は試験体
６を２５０ｍｍ押しつぶした後ストッパー７にあたって
停止する。

【００４２】圧壊した試験体を軸方向から観察し、上部
プレートの中心の投影点が下部プレート内にある場合を
良好（○）、下部プレートの外側になる場合を不良
（×）と判断し蛇腹状の座屈発生の安定性を評価した。

【００４３】表１の試験番号１〜１６に、これらの試験
体の形状、外殻部品と仕切り板の引張強さと厚さ、部材
重量及び各種の性能評価結果を示した。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１に示されているように、本発明の規定
する条件を満足する仕切り板を設けた試験番号１は、仕
切り板を設けなかった試験番号２に比較して、軸圧壊吸
収エネルギーが単位重量あたりで１９％、３点曲げ最大
荷重が単位重量当たりで２６％向上した。仕切り板の線
長比Ｌ／Ｌ₀ が本発明の規定する範囲を超えた試験番号
４は、特性値の絶対値が、線長比が本発明の規定範囲内
である試験番号１、３または５に比較して劣っていた。
仕切り板の配設位置が片方の外殻部品の天井側に近づき
すぎて、分割する領域の面積比が本発明が規定する範囲
から外れた試験番号６では、仕切り板を設けなかった試
験番号２よりわずかに特性が向上するのみであり、単位
重量あたりで評価した特性値はよくなかった。仕切り板
の厚さが薄かった試験番号７では、部材の変形中に仕切
り板が破損したために特性は向上しなかった。

【００４６】試験番号９〜１４は、外郭に引張強さが６
２０Ｎ／ｍｍ² の高張力鋼板を適用した場合の例であ
る。本発明が規定する条件を満たす試験番号９および１
０は良好な性能を示した。試験番号１１は高強度の鋼板
を仕切り板に用いたが、その性能は試験番号１０と大差
なく、高強度鋼板を使用したために材料コストが高くな
って経済性が損なわれた。仕切り板の厚さ比と強度比が
本発明の規定する範囲を超えた試験番号１２では、本発
明が規定する条件を満たす仕切り板を使用した試験番号
１０に比較して、単位重量あたりの性能が良くなかっ
た。試験番号１４は、仕切り板の強度比が低く評価結果
が良くなかった。試験番号１６は、外殻部品の底面に対
して仕切り板を斜めに配設したものであるが、このよう
な形状でも仕切り板が無い試験番号１５に比較して単位
重量あたりの性能が良かった。

【００４７】以上の結果から明らかなように、本発明の
規定する条件を満足する仕切り板を配設した鋼構造部材
の単位重量あたりの吸収エネルギーおよび曲げ最大荷重
は、仕切り板を有しない場合より１０〜２５％向上し
た。

【００４８】偏荷重軸圧壊試験では、強度比が本発明の
規定する下限以上でありその配置が適切であった試験番
号１、３、５、８〜１２、１６では、部材が途中で折れ
る現象が無く、良好な蛇腹状の座屈変形が生じたことが
確認された。

【００４９】（実施例２）仕切り板に開口部を設けた以
外は試験番号９と同じ条件で試験体を作製した。仕切り
板に設けた開口部の形状、寸法は図９に示した。この試
験体に対して、実施例１に記載したのと同様の性能評価
をおこなった。この評価結果を、表１に試験番号１７と
して記載した。表１からわかるように、試験番号１７で
は試験番号９に比較して部材重量が軽量であるうえ、軸
圧壊荷重吸収エネルギーが高く優れた性能を有してい
た。偏荷重軸圧壊試験結果は良好であった。

【００５０】

【発明の効果】本発明の仕切り板を有する薄鋼板部材
は、大幅な重量増を伴うことなく、軸圧壊吸収エネルギ
ーや最大曲げ荷重を大幅に向上させることができ、自動
車の衝突安全性を高めることができる。また本発明の鋼
構造部材は、安価な低強度鋼を使用し、従来の製造設備
を使用して容易に製造することができるので産業上極め
て有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は、本発明の閉断面構造を有する鋼
構造部材の一例の形態を模擬した、断面内部に仕切り板
を有するビーム状の試験体６の断面図である。図１
（Ｂ）は、その側面図である。

【図２】３点曲げ試験方法を示す概念図である。

【図３】３点曲げ試験時の荷重−変位曲線を概念的に示
すグラフである。

【図４】軸方向の圧壊を再現する軸圧壊試験方法を示す
概念図である。

【図５】軸圧壊試験時の荷重−変位曲線を概念的に示す
グラフである。

【図６】偏荷重軸圧壊変形を再現する偏荷重軸圧壊試験
方法を示す概念図である。

【図７】仕切り板の断面形状の例を示す概念図である。

【図８】図８（Ａ）〜（Ｄ）は実施例に用いた部材の断
面図である。

【図９】仕切り板に設ける開口部の配置例を示す平面図
である。

【符号の説明】

１・・・外殻部品、２・・・仕切り板、３・・・プレー
ト、４・・・スポット溶接部、５・・・重錘、６・・・
試験体、７・・・ストッパー、８・・・台座、９・・・
衝撃曲げ試験用重錘、１０・・・開口部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２個の外殻部品を接合して構
   成した閉断面内に仕切り板を配設したビーム状の鋼構造
   部材であって、仕切り板は上記閉断面の中心軸を隔てて
   相対する接合部間を連結し、閉断面内の仕切り板の線長
   Ｌが、接合部間の最短距離Ｌ_o 以上、１．１０Ｌ_o 以下
   であり、該閉断面が仕切り板で仕切られて生じる２個の
   空間の断面積Ａ₁ およびＡ₂ がＡ₂ ≦Ａ₁ ≦２Ａ₂ で表
   される関係を満足するように仕切り板が配設されてお
   り、かつ、仕切り板の引張強さＴＳ（Ｎ／ｍｍ² ）とそ
   の厚さｔ（ｍｍ）は、外殻部品の引張強さＴＳ₀ （Ｎ／
   ｍｍ² ）とその厚さｔ₀ （ｍｍ）に対して下記（１）式
   および（２）式に記載の関係を満たす範囲のものである
   ことを特徴とする衝突エネルギー吸収性に優れた鋼構造
   部材。 ０．３≦ｔ≦０．６* ｔ_o ・・・・（１） ０．１≦ＴＳ* ｔ／（ＴＳ_o * ｔ_o ）≦０．３・・・・（２）