JP2001026834A - 衝撃吸収部材 - Google Patents
衝撃吸収部材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐座屈性に優れて、衝突時のエネルギーを十
分に吸収することができる衝撃吸収部材を提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金の押出材を用いた衝撃
吸収部材であって、前記押出材は、プレス焼入れまたは
溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の状態に時効処
理されてなるものであり、引張強さσb と耐力σ0.2 と
の関係を０．６σ b ≦σ0.2 ≦０．８σb とすることに
よって、上記課題を解決する。特に、押出材を、４００
ＭＰａ以上の引張強さσb を有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系
合金押出材とすることが好ましい。
分に吸収することができる衝撃吸収部材を提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金の押出材を用いた衝撃
吸収部材であって、前記押出材は、プレス焼入れまたは
溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の状態に時効処
理されてなるものであり、引張強さσb と耐力σ0.2 と
の関係を０．６σ b ≦σ0.2 ≦０．８σb とすることに
よって、上記課題を解決する。特に、押出材を、４００
ＭＰａ以上の引張強さσb を有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系
合金押出材とすることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
を用いた衝撃吸収部材に関し、更に詳しくは、バンパー
フレームやドアインパクトビーム等として使用される自
動車用衝撃吸収部材に関する。
を用いた衝撃吸収部材に関し、更に詳しくは、バンパー
フレームやドアインパクトビーム等として使用される自
動車用衝撃吸収部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、自動車部材には、搭乗者保護の立
場から、衝突時のエネルギーをより多く吸収できること
が要求されている。自動車用の衝撃吸収部材としては、
サイドメンバーやドアインパクトビーム等が知られてい
る。こうした部材には、十分に衝撃を吸収できるよう
に、例えば、長手方向から衝撃が加わるサイドメンバー
等の場合には、アコーデオン型に変形することによって
衝撃を吸収する性質（以下「圧潰性」という。）に優れ
ていることが要求され、また、長手方向に直交する方向
から衝撃が加わるドアインパクトビーム等の場合には、
局部的な座屈変形を起こさない性質（以下「耐座屈性」
という。）に優れていることが要求される。
場から、衝突時のエネルギーをより多く吸収できること
が要求されている。自動車用の衝撃吸収部材としては、
サイドメンバーやドアインパクトビーム等が知られてい
る。こうした部材には、十分に衝撃を吸収できるよう
に、例えば、長手方向から衝撃が加わるサイドメンバー
等の場合には、アコーデオン型に変形することによって
衝撃を吸収する性質（以下「圧潰性」という。）に優れ
ていることが要求され、また、長手方向に直交する方向
から衝撃が加わるドアインパクトビーム等の場合には、
局部的な座屈変形を起こさない性質（以下「耐座屈性」
という。）に優れていることが要求される。
【０００３】さらに、衝撃吸収部材は、自動車の内部に
設けられることから、近年の軽量化の要求とも相まっ
て、できるだけ小さい断面で最大の効果を発揮すること
が要求されている。特に、ドアインパクトビームは、ド
アの内部に設けられて自動車の側面からの衝撃から搭乗
者を保護するためのものであり、小さい断面であって
も、耐座屈性に優れて衝撃エネルギーを十分に吸収でき
ることが好ましい。
設けられることから、近年の軽量化の要求とも相まっ
て、できるだけ小さい断面で最大の効果を発揮すること
が要求されている。特に、ドアインパクトビームは、ド
アの内部に設けられて自動車の側面からの衝撃から搭乗
者を保護するためのものであり、小さい断面であって
も、耐座屈性に優れて衝撃エネルギーを十分に吸収でき
ることが好ましい。
【０００４】従来、衝撃吸収用の自動車部材は、例えば
特開平６−１４２７５４号公報、特開平７−１６４８８
０号公報、特開平８−９１１４８号公報、特開平８−９
９５９１号公報、特開平１１−４８７７９号公報に開示
されるように、バンパー、サイドフレーム、ドアインパ
クトビーム等のような長手方向に直交する方向から衝撃
が加わる部材に関して、その断面形状を工夫することに
よる耐座屈性の向上が図られている。
特開平６−１４２７５４号公報、特開平７−１６４８８
０号公報、特開平８−９１１４８号公報、特開平８−９
９５９１号公報、特開平１１−４８７７９号公報に開示
されるように、バンパー、サイドフレーム、ドアインパ
クトビーム等のような長手方向に直交する方向から衝撃
が加わる部材に関して、その断面形状を工夫することに
よる耐座屈性の向上が図られている。
【０００５】また、部材の材料特性に着目した技術とし
て、特開平７−１６４８８０号公報、特開平５−２４７
５７５号公報に開示されているように、負荷面の表面粗
さや再結晶層の厚さを特定することによって耐座屈性や
耐破壊性の向上が図られている。
て、特開平７−１６４８８０号公報、特開平５−２４７
５７５号公報に開示されているように、負荷面の表面粗
さや再結晶層の厚さを特定することによって耐座屈性や
耐破壊性の向上が図られている。
【０００６】さらに、特開平１１−１０６８７９号公報
は、６０００系のアルミニウム合金からなる部材に関
し、溶体化焼入れ後に人工時効処理して得られる耐力の
最高値をσmaxとした場合に、あえて過時効とすること
により耐力σ0.2＝（０．９〜０．５）×σmaxの関係を
有する部材が、軸圧縮方向のエネルギー吸収量を過度に
損なうことなく圧潰割れを抑制することができることを
開示している。
は、６０００系のアルミニウム合金からなる部材に関
し、溶体化焼入れ後に人工時効処理して得られる耐力の
最高値をσmaxとした場合に、あえて過時効とすること
により耐力σ0.2＝（０．９〜０．５）×σmaxの関係を
有する部材が、軸圧縮方向のエネルギー吸収量を過度に
損なうことなく圧潰割れを抑制することができることを
開示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】衝撃吸収部材、特に押
出材の押出方向に直交する方向から衝撃が加わる部材に
アルミニウム合金を用いる場合には、鉄製の衝撃吸収部
材と対抗するため、高強度の６０００系または７０００
系のアルミニウム合金を矩形断面に押出成形したものが
主に使用されている。これらのうち、６０００系合金を
用いた押出材は、７０００系合金を用いた押出材に比べ
て素材強度が小さくて軟らかいので、座屈が比較的発生
しにくいという特徴がある。
出材の押出方向に直交する方向から衝撃が加わる部材に
アルミニウム合金を用いる場合には、鉄製の衝撃吸収部
材と対抗するため、高強度の６０００系または７０００
系のアルミニウム合金を矩形断面に押出成形したものが
主に使用されている。これらのうち、６０００系合金を
用いた押出材は、７０００系合金を用いた押出材に比べ
て素材強度が小さくて軟らかいので、座屈が比較的発生
しにくいという特徴がある。
【０００８】しかしながら、７０００系合金を用いた押
出材は、矩形断面に押出成形したものであっても、素材
強度が大きいことに起因した座屈が起こりやすく、十分
な耐座屈性が得られないという問題があった。
出材は、矩形断面に押出成形したものであっても、素材
強度が大きいことに起因した座屈が起こりやすく、十分
な耐座屈性が得られないという問題があった。
【０００９】本発明は、こうした問題を解決し、７００
０系のアルミニウム合金を用いた場合であっても、耐座
屈性に優れて、衝突時のエネルギーを十分に吸収するこ
とができる衝撃吸収部材を提供する。
０系のアルミニウム合金を用いた場合であっても、耐座
屈性に優れて、衝突時のエネルギーを十分に吸収するこ
とができる衝撃吸収部材を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の衝撃吸
収部材は、アルミニウム合金の押出材を用いた衝撃吸収
部材であって、前記押出材は、プレス焼入れまたは溶体
化焼入れ後に、最高強度に至る手前の状態に時効処理さ
れてなるものであり、引張強さσbと耐力σ0.2との関係
が０．６σb≦σ0.2≦０．８σbであることに特徴を有
する。
収部材は、アルミニウム合金の押出材を用いた衝撃吸収
部材であって、前記押出材は、プレス焼入れまたは溶体
化焼入れ後に、最高強度に至る手前の状態に時効処理さ
れてなるものであり、引張強さσbと耐力σ0.2との関係
が０．６σb≦σ0.2≦０．８σbであることに特徴を有
する。
【００１１】この発明によれば、押出材が、プレス焼入
れまたは溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の状態
に時効処理されと、押出材は、その耐力σ0.2が引張り
強さσbに比べて十分低い状態で得られる。こうして処
理された押出材の引張強さσbと耐力σ0.2とが、０．６
σb≦σ0.2≦０．８σbの関係を有するとき、衝撃時に
加わるエネルギー吸収量をあまり低下させることなく耐
座屈性を向上させることができるので、優れた衝撃吸収
部材とすることができる。
れまたは溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の状態
に時効処理されと、押出材は、その耐力σ0.2が引張り
強さσbに比べて十分低い状態で得られる。こうして処
理された押出材の引張強さσbと耐力σ0.2とが、０．６
σb≦σ0.2≦０．８σbの関係を有するとき、衝撃時に
加わるエネルギー吸収量をあまり低下させることなく耐
座屈性を向上させることができるので、優れた衝撃吸収
部材とすることができる。
【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の衝撃吸部材において、前記押出材が、４００ＭＰａ以
上の引張強さσbを有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出
材であることに特徴を有する。
の衝撃吸部材において、前記押出材が、４００ＭＰａ以
上の引張強さσbを有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出
材であることに特徴を有する。
【００１３】この発明によれば、押出材が、４００ＭＰ
ａ以上の引張強さσbを有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
押出材であるので、耐座屈性を有しつつ、大きな衝撃エ
ネルギーに対しても十分なエネルギー吸収量を確保する
ことができる。そして、従来、素材強度に起因して座屈
しやすかったＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出材を、プレス
焼入れまたは溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の
状態になるように時効処理することによって、その耐力
σ0.2が引張り強さσbに比べて十分低い状態で得ること
ができるので、耐座屈性の向上を達成することができ
る。
ａ以上の引張強さσbを有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金
押出材であるので、耐座屈性を有しつつ、大きな衝撃エ
ネルギーに対しても十分なエネルギー吸収量を確保する
ことができる。そして、従来、素材強度に起因して座屈
しやすかったＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出材を、プレス
焼入れまたは溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の
状態になるように時効処理することによって、その耐力
σ0.2が引張り強さσbに比べて十分低い状態で得ること
ができるので、耐座屈性の向上を達成することができ
る。
【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の衝撃吸収部材において、前記押出材の
押出方向に直交する方向からの衝撃に対して用いられる
ことに特徴を有する。
請求項２に記載の衝撃吸収部材において、前記押出材の
押出方向に直交する方向からの衝撃に対して用いられる
ことに特徴を有する。
【００１５】この発明によれば、押出材の押出方向に直
交する方向からの衝撃に対し、座屈や破壊の起こらない
衝撃吸収部材として使用できる。
交する方向からの衝撃に対し、座屈や破壊の起こらない
衝撃吸収部材として使用できる。
【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れかに記載の衝撃吸収部材において、自動車
用衝撃吸収部材に用いられることに特徴を有する。
求項３の何れかに記載の衝撃吸収部材において、自動車
用衝撃吸収部材に用いられることに特徴を有する。
【００１７】この発明によれば、耐座屈性に優れた衝撃
吸収部材を自動車用として用いるので、搭乗者の安全性
を向上させることができると共に、部材の軽量化を達成
することができる。
吸収部材を自動車用として用いるので、搭乗者の安全性
を向上させることができると共に、部材の軽量化を達成
することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
する。
【００１９】本発明の衝撃吸収部材は、アルミニウム合
金の押出材を用いたものであり、その押出材を、プレス
焼入れまたは溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の
状態に時効処理したものである。そして、その押出材の
引張強さσbと耐力σ0.2とは、０．６σb≦σ0.2≦０．
８σbの関係を有するものである。このような本発明の
衝撃吸収部材は、押出材の押出方向に直交する方向から
の衝撃に対して用いられることが好ましい。
金の押出材を用いたものであり、その押出材を、プレス
焼入れまたは溶体化焼入れ後に、最高強度に至る手前の
状態に時効処理したものである。そして、その押出材の
引張強さσbと耐力σ0.2とは、０．６σb≦σ0.2≦０．
８σbの関係を有するものである。このような本発明の
衝撃吸収部材は、押出材の押出方向に直交する方向から
の衝撃に対して用いられることが好ましい。
【００２０】押出材は、主に、熱処理型アルミニウム合
金を押出成形して得られるものであり、特に７０００系
合金であるＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を押出成形して得た
ものが好ましい。なお、６０００系合金であるＡｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系合金は、一般的に７０００系合金より素材強
度が小さくて軟らかいので、座屈が起こりにくく衝撃吸
収性もよい。しかし、ＳｉやＭｇ等の成分組成を上限に
近い程度に含有する６０００系合金には、座屈が起こり
やすいものもある。そうした６０００系合金において
は、７０００系合金と同様に押出材に成形して本発明を
適用することが可能である。
金を押出成形して得られるものであり、特に７０００系
合金であるＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を押出成形して得た
ものが好ましい。なお、６０００系合金であるＡｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系合金は、一般的に７０００系合金より素材強
度が小さくて軟らかいので、座屈が起こりにくく衝撃吸
収性もよい。しかし、ＳｉやＭｇ等の成分組成を上限に
近い程度に含有する６０００系合金には、座屈が起こり
やすいものもある。そうした６０００系合金において
は、７０００系合金と同様に押出材に成形して本発明を
適用することが可能である。
【００２１】押出材は、衝撃吸収部材に用いられること
を考慮して、通常、中空部を一以上有する矩形断面形状
に押出成形される。図１は、その矩形断面形状を有する
衝撃吸収部材の一例を示す斜視図である。
を考慮して、通常、中空部を一以上有する矩形断面形状
に押出成形される。図１は、その矩形断面形状を有する
衝撃吸収部材の一例を示す斜視図である。
【００２２】押出材には、亜時効処理が施される。ここ
でいう亜時効処理とは、押出材をプレス焼入れまたは溶
体化焼入れした後に、最高強度に至る手前の状態になる
ように時効処理したものである。すなわち、耐力σ0.2
が引張り強さσbに比べて十分低い状態の押出材を得る
ための時効処理である。従って、通常のＴ６処理の時効
条件よりも、低温または短時間で時効処理することによ
って得られる。こうした亜時効の語は、過時効と相対す
る意味でここでは用いている。
でいう亜時効処理とは、押出材をプレス焼入れまたは溶
体化焼入れした後に、最高強度に至る手前の状態になる
ように時効処理したものである。すなわち、耐力σ0.2
が引張り強さσbに比べて十分低い状態の押出材を得る
ための時効処理である。従って、通常のＴ６処理の時効
条件よりも、低温または短時間で時効処理することによ
って得られる。こうした亜時効の語は、過時効と相対す
る意味でここでは用いている。
【００２３】本発明においては、亜時効処理によって得
られた押出材の引張強さσbと耐力σ0.2とが、０．６σ
b≦σ0.2≦０．８σbの関係を有することが好ましい。
こうした関係を有する押出材は、実施例で後述するよう
に、エネルギー吸収量をあまり低下させることなく、比
較的小さい耐力σ0.2から塑性変形が起こり始めるの
で、局部的な座屈の発生を抑制することができる。この
ような関係を得るための亜時効処理は、引張り強さも耐
力と同様に低下する過時効処理に比べて、引張り強さは
十分に増大する点で好ましい。
られた押出材の引張強さσbと耐力σ0.2とが、０．６σ
b≦σ0.2≦０．８σbの関係を有することが好ましい。
こうした関係を有する押出材は、実施例で後述するよう
に、エネルギー吸収量をあまり低下させることなく、比
較的小さい耐力σ0.2から塑性変形が起こり始めるの
で、局部的な座屈の発生を抑制することができる。この
ような関係を得るための亜時効処理は、引張り強さも耐
力と同様に低下する過時効処理に比べて、引張り強さは
十分に増大する点で好ましい。
【００２４】耐力σ0.2が０．８σbを超える場合は、引
張強さσbと、曲げに対する降伏荷重である耐力σ0.2と
の差が小さく、押出材の変形が引張強さσbに近い大き
な値で起こるので、押出材は、十分に変形する前に局部
的な座屈を起こしやすい。一方、耐力σ0.2が０．６σb
未満では、耐力σ0.2が小さく、押出材の変形が起こり
やすいので、エネルギー吸収量が小さくなるという欠点
がある。
張強さσbと、曲げに対する降伏荷重である耐力σ0.2と
の差が小さく、押出材の変形が引張強さσbに近い大き
な値で起こるので、押出材は、十分に変形する前に局部
的な座屈を起こしやすい。一方、耐力σ0.2が０．６σb
未満では、耐力σ0.2が小さく、押出材の変形が起こり
やすいので、エネルギー吸収量が小さくなるという欠点
がある。
【００２５】このとき、押出材の材料として、引張強さ
σb の大きいＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を用いた場合に
は、十分なエネルギー吸収量を確保することができる。
特に、４００ＭＰａ以上の引張強さσbを有するＡｌ−
Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出材においては、上述の亜時効処理
によって、その耐力σ0.2が引張り強さσbに比べて十分
低い状態の押出材とすることができるので、耐座屈性の
向上を達成することができる。さらに、４００ＭＰａ以
上の高い引張強さσbを有するので、大きな衝撃エネル
ギーに対しても、十分なエネルギー吸収量を確保するこ
とができる。エネルギー吸収量においては、４５０ＭＰ
ａ以上の引張強さσbを有することがより一層好まし
い。
σb の大きいＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を用いた場合に
は、十分なエネルギー吸収量を確保することができる。
特に、４００ＭＰａ以上の引張強さσbを有するＡｌ−
Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出材においては、上述の亜時効処理
によって、その耐力σ0.2が引張り強さσbに比べて十分
低い状態の押出材とすることができるので、耐座屈性の
向上を達成することができる。さらに、４００ＭＰａ以
上の高い引張強さσbを有するので、大きな衝撃エネル
ギーに対しても、十分なエネルギー吸収量を確保するこ
とができる。エネルギー吸収量においては、４５０ＭＰ
ａ以上の引張強さσbを有することがより一層好まし
い。
【００２６】押出材の上述の関係および特性は、亜時効
の条件を適宜選定することによって調整することができ
る。亜時効の条件は、アルミニウム合金中の成分組成等
によって異なり、一義的には設定できないが、それぞれ
の時効特性に応じて設定される。引張強さσbと耐力σ
0.2との関係は、０．６σb≦σ0.2≦０．７σbであるこ
とが、耐座屈性においてより好ましい。
の条件を適宜選定することによって調整することができ
る。亜時効の条件は、アルミニウム合金中の成分組成等
によって異なり、一義的には設定できないが、それぞれ
の時効特性に応じて設定される。引張強さσbと耐力σ
0.2との関係は、０．６σb≦σ0.2≦０．７σbであるこ
とが、耐座屈性においてより好ましい。
【００２７】以上説明したように、亜時効を施すことに
よって、強度が大きく耐座屈性に優れる衝撃吸収部材を
得ることができる。そのため、予め小さい断面積の押出
形材に押出成形したものであっても十分な衝撃吸収性を
有するので、ドアインパクトビームのような自動車用の
衝撃吸収部材として好ましく用いることができる。
よって、強度が大きく耐座屈性に優れる衝撃吸収部材を
得ることができる。そのため、予め小さい断面積の押出
形材に押出成形したものであっても十分な衝撃吸収性を
有するので、ドアインパクトビームのような自動車用の
衝撃吸収部材として好ましく用いることができる。
【００２８】
【実施例】以下、実施例および比較例によって、本発明
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
【００２９】アルミニウム合金として、表１に示す試料
番号１〜３の成分組成からなる三種類の７０００系合金
を使用し、図２に示すような三種類の断面形状からなる
押出材を作製して試験試料として用いた。このとき、図
２（ａ）は、中空円筒断面からなる比較材の断面形状を
示し、その断面積は１８３ｍｍ2である。また、図２
（ｂ）（ｃ）は、一または二の中空部を有する矩形断面
からなる実施材の断面形状を示し、何れもその断面積は
３４１ｍｍ2である。
番号１〜３の成分組成からなる三種類の７０００系合金
を使用し、図２に示すような三種類の断面形状からなる
押出材を作製して試験試料として用いた。このとき、図
２（ａ）は、中空円筒断面からなる比較材の断面形状を
示し、その断面積は１８３ｍｍ2である。また、図２
（ｂ）（ｃ）は、一または二の中空部を有する矩形断面
からなる実施材の断面形状を示し、何れもその断面積は
３４１ｍｍ2である。
【００３０】
【表１】
【００３１】次に、上記の試料番号１〜３の各アルミニ
ウム合金からなる押出材の熱処理後の材料特性（引張強
さσb、耐力σ0.2）およびそれらの関係（σ0.2／σb）
について測定し、表２に示した。この材料特性は、押出
材の断面形状にはあまり影響されないので、アルミニウ
ム合金の種類に関してのみ比較した。このとき、比較用
の時効処理として、押出温度４５０℃、押出直後強制空
冷という条件でプレス焼入れした後に、１１０℃×６時
間および１５０℃×８時間で二段時効するいわゆるＴ５
処理が施された各押出材をＡ１〜Ａ３と表し、本発明の
亜時効処理として、同じくプレス焼入れ後、８０℃で８
０時間の人工時効が施された各押出材をＢ１〜Ｂ３と表
し、同じくプレス焼入れ後、８０℃で４０時間の人工時
効が施された各押出材をＣ１〜Ｃ３と表した。こうした
熱処理の結果、Ａ１〜Ａ３およびσ0.2／σbが０．８４
となるのＢ３が比較材となり、Ｂ１、Ｂ２およびＣ１〜
Ｃ３が本発明の実施材となる。
ウム合金からなる押出材の熱処理後の材料特性（引張強
さσb、耐力σ0.2）およびそれらの関係（σ0.2／σb）
について測定し、表２に示した。この材料特性は、押出
材の断面形状にはあまり影響されないので、アルミニウ
ム合金の種類に関してのみ比較した。このとき、比較用
の時効処理として、押出温度４５０℃、押出直後強制空
冷という条件でプレス焼入れした後に、１１０℃×６時
間および１５０℃×８時間で二段時効するいわゆるＴ５
処理が施された各押出材をＡ１〜Ａ３と表し、本発明の
亜時効処理として、同じくプレス焼入れ後、８０℃で８
０時間の人工時効が施された各押出材をＢ１〜Ｂ３と表
し、同じくプレス焼入れ後、８０℃で４０時間の人工時
効が施された各押出材をＣ１〜Ｃ３と表した。こうした
熱処理の結果、Ａ１〜Ａ３およびσ0.2／σbが０．８４
となるのＢ３が比較材となり、Ｂ１、Ｂ２およびＣ１〜
Ｃ３が本発明の実施材となる。
【００３２】
【表２】
【００３３】次に、各熱処理を施した押出材を用いて三
点曲げ試験を行い、各変位量における変形状態を観察す
ると共に、エネルギー吸収量を算出した。三点曲げ試験
は、押出材を、７００ｍｍの支点間距離をもった支持台
上に載せ、その支点間の中央の押出材上に、半径１５
２．４ｍｍの圧子を負荷して行った。
点曲げ試験を行い、各変位量における変形状態を観察す
ると共に、エネルギー吸収量を算出した。三点曲げ試験
は、押出材を、７００ｍｍの支点間距離をもった支持台
上に載せ、その支点間の中央の押出材上に、半径１５
２．４ｍｍの圧子を負荷して行った。
【００３４】変形状態の観察は、三点曲げ試験におい
て、圧子を５０〜２００ｍｍの範囲で５０ｍｍ毎に変位
させたとき、押出材が圧子の表面に沿って滑らかに曲げ
られた時は「○」とし、押出材が圧子の表面に沿わず
に、くの字に折れ曲がった時または割れが生じた時は
「×」として評価した。
て、圧子を５０〜２００ｍｍの範囲で５０ｍｍ毎に変位
させたとき、押出材が圧子の表面に沿って滑らかに曲げ
られた時は「○」とし、押出材が圧子の表面に沿わず
に、くの字に折れ曲がった時または割れが生じた時は
「×」として評価した。
【００３５】エネルギー吸収量は、上述の三点曲げ試験
の際に荷重−変位曲線を測定し、得られた曲線を０〜１
５０ｍｍまでの変位量で積分した値から算出した。図３
には、座屈しない押出材と、座屈した押出材の場合を比
較した荷重−変位曲線の一例を示した。従って、積分値
の大きいほど、エネルギー吸収量が大きくなり、衝撃吸
収部材としては好ましい特性を示すことになるが、その
判断基準として、比較材（Ａ１〜Ａ３）の±２０％以内
を許容範囲として評価した。
の際に荷重−変位曲線を測定し、得られた曲線を０〜１
５０ｍｍまでの変位量で積分した値から算出した。図３
には、座屈しない押出材と、座屈した押出材の場合を比
較した荷重−変位曲線の一例を示した。従って、積分値
の大きいほど、エネルギー吸収量が大きくなり、衝撃吸
収部材としては好ましい特性を示すことになるが、その
判断基準として、比較材（Ａ１〜Ａ３）の±２０％以内
を許容範囲として評価した。
【００３６】（試験結果１）表３は、図２（ｂ）に示す
断面形状を有する押出材を用いた場合の変形状態および
エネルギー吸収量の結果を示している。なお、試験試料
は、例えば、Ｂ１の押出材でII形の断面を有するものを
「Ｂ１−II」として表示した。
断面形状を有する押出材を用いた場合の変形状態および
エネルギー吸収量の結果を示している。なお、試験試料
は、例えば、Ｂ１の押出材でII形の断面を有するものを
「Ｂ１−II」として表示した。
【００３７】
【表３】
【００３８】表３の結果から明らかなように、比較材で
あるＡ１−II〜Ａ３−IIおよびＢ３−IIに対して、本発
明の実施材であるＢ１−II、Ｂ２−IIおよびＣ１−II〜
Ｃ３−IIは、２００ｍｍの変位量においても変形状態が
良好で、耐座屈性に優れていた。また、本発明の実施材
は、許容範囲内のエネルギー吸収量を有すると共に、Ｃ
３−IIのように引張強さσbが大きいほど大きなエネル
ギー吸収量を示した。
あるＡ１−II〜Ａ３−IIおよびＢ３−IIに対して、本発
明の実施材であるＢ１−II、Ｂ２−IIおよびＣ１−II〜
Ｃ３−IIは、２００ｍｍの変位量においても変形状態が
良好で、耐座屈性に優れていた。また、本発明の実施材
は、許容範囲内のエネルギー吸収量を有すると共に、Ｃ
３−IIのように引張強さσbが大きいほど大きなエネル
ギー吸収量を示した。
【００３９】（試験結果２）表４は、図２（ｃ）に示す
断面形状を有する押出材を用いた場合の変形状態および
エネルギー吸収量の結果を示している。なお、試験試料
は、例えば、Ｂ１の押出材でIII形の断面を有するもの
を「Ｂ１−III」として表示した。
断面形状を有する押出材を用いた場合の変形状態および
エネルギー吸収量の結果を示している。なお、試験試料
は、例えば、Ｂ１の押出材でIII形の断面を有するもの
を「Ｂ１−III」として表示した。
【００４０】
【表４】
【００４１】表４の結果から明らかなように、比較材で
あるＡ１−III〜Ａ３−IIIおよびＢ３−IIIに対して、
本発明の実施材であるＢ１−III、Ｂ２−IIIおよびＣ１
−III〜Ｃ３−IIIは、２００ｍｍの変位量においても変
形状態が良好で、耐座屈性に優れていた。また、本発明
の実施材は、許容範囲内のエネルギー吸収量を有すると
共に、Ｃ３−IIIのように引張強さσbが大きいほど大き
なエネルギー吸収量を示した。
あるＡ１−III〜Ａ３−IIIおよびＢ３−IIIに対して、
本発明の実施材であるＢ１−III、Ｂ２−IIIおよびＣ１
−III〜Ｃ３−IIIは、２００ｍｍの変位量においても変
形状態が良好で、耐座屈性に優れていた。また、本発明
の実施材は、許容範囲内のエネルギー吸収量を有すると
共に、Ｃ３−IIIのように引張強さσbが大きいほど大き
なエネルギー吸収量を示した。
【００４２】なお、Ａ３−IIIとＣ３−IIIの荷重−変位
曲線を図４に比較して示したように、Ｃ３−IIIは、耐
力σ0.2がＡ３−IIIよりも小さいので、曲げに対する降
伏荷重がＡ３−IIIよりも小さい。しかし、Ｃ３−III
は、変位量が大きくなっても座屈しないので、荷重−変
位量曲線の積分値からなるエネルギー吸収量が大きくな
り、優れた衝撃吸収性を示している。
曲線を図４に比較して示したように、Ｃ３−IIIは、耐
力σ0.2がＡ３−IIIよりも小さいので、曲げに対する降
伏荷重がＡ３−IIIよりも小さい。しかし、Ｃ３−III
は、変位量が大きくなっても座屈しないので、荷重−変
位量曲線の積分値からなるエネルギー吸収量が大きくな
り、優れた衝撃吸収性を示している。
【００４３】（試験結果３）表５は、図２（ａ）に示す
断面形状を有する押出材を用いた場合の変形状態および
エネルギー吸収量の結果を示している。なお、試験試料
は、例えば、Ｃ２の押出材で○形の断面を有するものを
「Ｃ２−○」として表示した。
断面形状を有する押出材を用いた場合の変形状態および
エネルギー吸収量の結果を示している。なお、試験試料
は、例えば、Ｃ２の押出材で○形の断面を有するものを
「Ｃ２−○」として表示した。
【００４４】
【表５】
【００４５】表５の結果から明らかなように、図２
（ａ）に示す○形断面からなる比較材は、何れも変形状
態およびエネルギー吸収量に乏しかった。
（ａ）に示す○形断面からなる比較材は、何れも変形状
態およびエネルギー吸収量に乏しかった。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の衝撃吸
収部材によれば、衝撃時に加わるエネルギー吸収量をあ
まり低下させることなく耐座屈性を向上させることがで
きるので、部材の割れや破壊のない安全性に優れた衝撃
吸収部材とすることができる。
収部材によれば、衝撃時に加わるエネルギー吸収量をあ
まり低下させることなく耐座屈性を向上させることがで
きるので、部材の割れや破壊のない安全性に優れた衝撃
吸収部材とすることができる。
【００４７】請求項２の衝撃吸収部材によれば、耐座屈
性を有しつつ、さらに大きな衝撃エネルギーに対しても
十分なエネルギー吸収量を確保することができる。
性を有しつつ、さらに大きな衝撃エネルギーに対しても
十分なエネルギー吸収量を確保することができる。
【００４８】請求項３の衝撃吸収部材によれば、押出材
の押出方向に直交する方向からの衝撃に対して、座屈や
破壊の起こらない衝撃吸収部材として使用できる。
の押出方向に直交する方向からの衝撃に対して、座屈や
破壊の起こらない衝撃吸収部材として使用できる。
【００４９】請求項４の衝撃吸収部材によれば、自動車
用として用いることによって、搭乗者の安全上極めて好
ましく、部材の軽量化を達成することができる。
用として用いることによって、搭乗者の安全上極めて好
ましく、部材の軽量化を達成することができる。
【図１】中空部を一以上有する矩形断面の一例を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】中空円筒断面および中空部を有する矩形断面か
らなる押出材の断面形状の一例を示す断面図である。
らなる押出材の断面形状の一例を示す断面図である。
【図３】座屈しない押出材と座屈した押出材を比較した
荷重−変位曲線の一例を示すグラフである。
荷重−変位曲線の一例を示すグラフである。
【図４】Ａ３−IIIとＣ３−IIIの荷重−変位曲線を示す
グラフである。
グラフである。
１ 押出材
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ｂ ６８４ ６８４
Claims (4)
- 【請求項１】 アルミニウム合金の押出材を用いた衝撃
吸収部材であって、 前記押出材は、プレス焼入れまたは溶体化焼入れ後に、
最高強度に至る手前の状態に時効処理されてなるもので
あり、引張強さσbと耐力σ0.2との関係が０．６σb≦
σ0.2≦０．８σbであることを特徴とする衝撃吸収体。 - 【請求項２】 前記押出材が、４００ＭＰａ以上の引張
強さσbを有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金押出材である
ことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸部材。 - 【請求項３】 前記押出材の押出方向に直交する方向か
らの衝撃に対して用いられることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の衝撃吸収部材。 - 【請求項４】 自動車用衝撃吸収部材に用いられること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の衝
撃吸収部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19860699A JP2001026834A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 衝撃吸収部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19860699A JP2001026834A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 衝撃吸収部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001026834A true JP2001026834A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16393999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19860699A Pending JP2001026834A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 衝撃吸収部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001026834A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007100157A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 高強度アルミニウム合金および高強度アルミニウム合金材ならびに該合金材の製造方法。 |
| JP2011144396A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
| JP2013100604A (ja) * | 2012-12-27 | 2013-05-23 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたバンパーレインフォース用高強度アルミニウム合金押出材 |
| US10697047B2 (en) | 2011-12-12 | 2020-06-30 | Kobe Steel, Ltd. | High strength aluminum alloy extruded material excellent in stress corrosion cracking resistance |
| CN111959608A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-20 | 福建祥鑫股份有限公司 | 一种铝合金轻卡大梁及其制备方法 |
-
1999
- 1999-07-13 JP JP19860699A patent/JP2001026834A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007100157A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 高強度アルミニウム合金および高強度アルミニウム合金材ならびに該合金材の製造方法。 |
| JP4753240B2 (ja) * | 2005-10-04 | 2011-08-24 | 三菱アルミニウム株式会社 | 高強度アルミニウム合金材ならびに該合金材の製造方法 |
| JP2011144396A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-28 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度アルミニウム合金押出材 |
| US10697047B2 (en) | 2011-12-12 | 2020-06-30 | Kobe Steel, Ltd. | High strength aluminum alloy extruded material excellent in stress corrosion cracking resistance |
| JP2013100604A (ja) * | 2012-12-27 | 2013-05-23 | Kobe Steel Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたバンパーレインフォース用高強度アルミニウム合金押出材 |
| CN111959608A (zh) * | 2020-08-14 | 2020-11-20 | 福建祥鑫股份有限公司 | 一种铝合金轻卡大梁及其制备方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050204 |
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050712 |