JP2001114043A - エネルギー吸収部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速衝突時における支持部材による底壁部の
打ち抜きを防止してエネルギー吸収量を増大させる。 【解決手段】 Ａｌ合金製で断面略矩形に成形された中
空押出形材であるエネルギー吸収部材３において、衝突
によるエネルギー吸収過程で上壁部３１および底壁部１
２の間に設けられたウェブ１３、１４が中空内側に曲が
るようにウェブ１３、１４と上壁部３１および底壁部１
２との接続角度などを調整した。これにより、ステイ７
２による底壁部３２の打ち抜きをウェブ１３、１４によ
って抑制できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギー吸収部
材に関し、例えば自動車のバンパー補強材として用いら
れるエネルギー吸収部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車、船舶、電車などの輸送機
の外板や構造材あるいは部品用として、または家電製品
の構造材あるいは部品用として、さらには屋根材などの
建築構造物の部材用として、軽量化の観点からアルミニ
ウム（Ａｌ）合金の使用が期待されている。

【０００３】アルミニウム合金の用途の一つとして、自
動車のバンパー補強（リインフォースメント）材などの
エネルギー吸収部材がある。エネルギー吸収部材には断
面矩形の中空形材として成形されるものがある。エネル
ギー吸収部材には、様々なタイプのものが存在するが、
バンパー補強材などとして使われるエネルギー吸収部材
は、自動車の衝突などにより外部からエネルギーが与え
られたときに、その衝撃エネルギーを形材の塑性変形に
より吸収する。これにより、他の部材が極力破損しない
ようにすることが可能となる。

【０００４】このようなエネルギー吸収部材について
は、それが使用される構造物の種類や使用部位によっ
て、他の部材が極力破損しないようにするのに必要な吸
収すべきエネルギーの大きさが決まってくる。一方で、
吸収可能なエネルギーの大きさがあまりに大きいと、過
剰設計となって重量が過大となってしまう。従って、エ
ネルギー吸収部材は、必要最小限のエネルギーを吸収す
ることができるように、しかも、過剰設計となって重量
が過大とならないように設計される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな中空構造を有するエネルギー吸収部材を例えば自動
車のバンパー補強材として用いた場合、自動車の高速衝
突時のエネルギー吸収性能が低くなるという問題があ
る。この点について、図１４に基づいて説明する。図１
４（ａ）は、いわゆるバリア試験といわれる自動車の高
速衝突時におけるエネルギー吸収部材のエネルギー吸収
性能を測定する試験の様子を示す概略図である。また、
図１４（ｂ）〜（ｄ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ線にお
ける断面を衝突過程に従って経時的に表した断面図であ
る。

【０００６】図１４（ａ）、（ｂ）において、長尺部材
として成形されたエネルギー吸収部材１０１は上壁部１
１１、底壁部１１２、ウェブ（側壁部）１１３、１１４
からなる略矩形断面を有しており、その端部近傍には、
２本のステイ（支持部材）１０２、１０３がボルト１０
５によって取り付けられている。このような状態で、エ
ネルギー吸収部材１０１と壁１０４とが高速衝突して、
上壁部１１１および底壁部１１２に荷重が加えられる
と、エネルギー吸収は行われるものの、衝突力ないしは
衝撃力が大きいため、図１４（ｃ）に示すように、ウェ
ブ１１３、１１４が外側に変形するとともに、ウェブ１
１３、１１４と底壁部１１２との接続個所１１６やウェ
ブ１１３、１１４の曲げ変形個所１１７で割れが生じ
る。

【０００７】この結果、さらに変形が進行すると、図１
４（ｄ）に示すように、エネルギー吸収部材１０１を支
えるステイ１０２、１０３が底壁部１１２を突き抜けて
エネルギー吸収部材１０１の中空部分の内部に侵入す
る、いわゆるステイ１０２、１０３による打ち抜き現象
が発生する。そのため、図１４（ｄ）のような打ち抜き
が生じた後はエネルギー吸収部材１０１によるエネルギ
ー吸収が行われないことになり、エネルギー吸収部材１
０１の高速衝突時におけるエネルギー吸収性能は不十分
なものであった。

【０００８】これに対し、エネルギー吸収部材を構成す
るＡｌ合金材料を高強度化することが試みられてきた。
しかしながら、強度の高い材料は、その一方で比較的割
れやすいという特性を有しており、かえってステイによ
る打ち抜きを助長することになる。そのため、材料強度
を高くしても、高速衝突時のエネルギー吸収量を向上さ
せることができない。

【０００９】一方、最近では、エネルギー吸収部材など
の補強部材には、衝突の際のエネルギー吸収量だけでは
なく、軽量かつ省スペースな構造であることも要求され
るようになっている。この軽量化と省スペースの要求を
満足するためには、第１にエネルギー吸収部材の材料で
ある鋼なり、Ａｌ合金なりの材料強度を高くする必要が
ある。しかし、材料を高強度化した場合には材料は割れ
やすくなり、割れが生じたときにはエネルギー吸収量は
逆に低下する。つまり、エネルギー吸収量の向上と軽量
化および省スペースのための高強度化は相矛盾する課題
であって、材料側での成分、組織などの変更による冶金
的な解決もさることながら、構造的な工夫も強く求めら
れている。

【００１０】そこで、本発明の目的は、軽量化および省
スペースを実現しつつ、高速衝突時におけるエネルギー
吸収量の大きいエネルギー吸収部材を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１のエネルギー吸収部材は、上壁部と、前記
上壁部と対向する底壁部と、前記上壁部および底壁部の
間に設けられた一対の側壁部とからなる断面が略矩形の
中空構造を有しており、外部からの荷重によるエネルギ
ーを中空部分の変形により吸収するエネルギー吸収部材
において、前記一対の側壁部が、前記底壁部と前記一対
の側壁部との接続個所どうしを結ぶ平面に対してそれぞ
れ鋭角をなす部分を有しており、前記上壁部および底壁
部に対して加えられた外部からの荷重によるエネルギー
を吸収する過程で、前記側壁部の少なくとも一部が中空
内側に曲がるように構成されていることを特徴とするも
のである。

【００１２】請求項１のエネルギー吸収部材は、一対の
側壁部が底壁部と一対の側壁部との接続個所どうしを結
ぶ平面に対してそれぞれ鋭角をなす部分を有しており、
上壁部および底壁部に対して加えられた外部からの荷重
によるエネルギーを吸収する過程で、側壁部の少なくと
も一部が中空内側に曲がるように構成されているため
に、例えばステイのようなエネルギー吸収部材を支持す
る支持部材が高速衝突時に中空内側に侵入するのを中空
内側に曲がった側壁部が抑制するので、支持部材による
底壁部の打ち抜きを防止することができる。そのため、
支持部材による打ち抜きが生じる場合と比較してエネル
ギー吸収量が大幅に増加する。

【００１３】また、側壁部が中空内側に曲がることによ
り側壁部と底壁部とが干渉するので、エネルギー吸収部
材により大きな荷重が加えられることになってエネルギ
ー吸収量が増加する。

【００１４】さらに、側壁部が中空内側に曲がることに
より、たとえ側壁部に割れが生じたとしても、割れた部
分が上壁部および底壁部の幅内に収まっていることが多
いと考えられ、そのため、側壁部には上壁部および底壁
部を介して荷重がかけられることが多くなり、割れた部
分を有する側壁部によってもエネルギーを吸収すること
ができるようになる。従って、側壁部に割れの生じた場
合であっても予定された大きさまたはそれに近いエネル
ギーを吸収することが可能となる。

【００１５】なお、請求項１のエネルギー吸収部材は、
任意の断面形状を有していてよく、略矩形の断面形状を
有するものに限られるものではない。また、上壁部およ
び底壁部は、必ずしも互いに平行に対向している必要は
ない。また、上壁部、底壁部および側壁部は、それぞれ
必ずしも１つの面で構成されている必要はなく、複数の
面（平面および曲面の両方を含む）で構成されていてよ
い。また、「少なくとも一部が中空内側に曲がる」とし
たのは、側壁部を構成する各部分のすべてが中空内側に
曲がらなくとも、側壁部の一部が中空内側に曲がること
により、支持部材による打ち抜きを防止する作用が働く
ことが考えられるからである。

【００１６】請求項１において、上壁部および底壁部に
対して加えられた外部からの荷重によるエネルギーを吸
収する過程で側壁部の少なくとも一部が中空内側に曲が
るようにするための具体的な手段について説明する。上
述したように、断面が完全に矩形で４つの面が直交して
いる場合には、外部からの荷重が加えられた上壁部およ
び底壁部が中空内側に向けて曲がるとともに、側壁部と
してのウェブが中空外側に向けて曲がる。従って、側壁
部の少なくとも一部が中空内側に曲がるように構成する
には、上壁部および底壁部と平行な面に対して鋭角をな
す部分が側壁部にあることが少なくとも必要である。ま
た、上壁部（または底壁部）が曲面である場合には、底
壁部と一対の側壁部との接続個所どうしを結ぶ平面に対
してそれぞれ鋭角をなす部分を側壁部がそれぞれ有して
いることが必要である。

【００１７】また、ある面はその両端の角部での曲率半
径が大きくなるほど中空外側に曲がりやすくなる傾向が
ある。従って、側壁部の少なくとも一部を中空内側に曲
がりやすくするには、曲率半径が比較的小さい角部を有
する部分が側壁部にあることが好ましい。また、ある面
はその両端の角部が肉盛などで補強されていても中空内
側に曲がりやすくなる。従って、側壁部の少なくとも一
部を中空内側に曲がりやすくするには、肉盛などで補強
された角部を有する部分が側壁部にあることが好まし
い。

【００１８】すなわち、側壁部の少なくとも一部が中空
内側に曲がるように構成するためには、底壁部と一対の
側壁部との接続個所どうしを結ぶ平面に対してそれぞれ
鋭角をなす部分が側壁部にあることが必要であり、その
「鋭角」の角度範囲は、曲率半径の大小や肉盛などでの
補強程度に依存して変化する。なお、ここでは、側壁部
の少なくとも一部が中空内側に曲がるように構成するた
めの好適な条件として曲率半径の大小や肉盛などでの補
強程度を挙げたが、これら以外に好適な条件があれば、
その条件を満たすようにすることが好ましい。

【００１９】また、請求項２のエネルギー吸収部材は、
前記上壁部および底壁部に対して加えられた外部からの
荷重によるエネルギーを吸収する過程で、前記側壁部が
前記上壁部の幅よりも突出することなく曲がるように構
成されていることを特徴とするものである。

【００２０】請求項２のエネルギー吸収部材は、上壁部
および底壁部に対して加えられた外部からの荷重による
エネルギーを吸収する過程で側壁部が上壁部の幅よりも
突出することなく曲がるように構成されているために、
高速衝突時における支持部材による底壁部の打ち抜きを
より効果的に防止することができるとともに側壁部と底
壁部との干渉作用が大きくなるので、エネルギー吸収量
が増大する。また、たとえ側壁部に割れが生じたとして
も、側壁部には上壁部および底壁部を介して荷重がかけ
られることとなって、割れた部分を有する側壁部によっ
てもエネルギーを吸収することができるようになる。従
って、側壁部に割れの生じた場合であっても予定された
大きさまたはそれに近いエネルギーを吸収することが可
能となる。

【００２１】なお、請求項２のエネルギー吸収部材にお
いて、「側壁部が上壁部の幅よりも突出することなく曲
がる」としたのは、側壁部が上壁部の幅よりも突出する
と、その部分で支持部材による打ち抜きを防止すること
ができなくなるとともに、その突出部において側壁部に
割れが生じると、その部分で荷重によるエネルギー吸収
を行うことができなくなるからである。また、ここでい
う「上壁部の幅」は、荷重がかけられた方向に垂直な方
向に関する上壁部の断面寸法を意味するものとする。

【００２２】請求項２において、上壁部および底壁部に
対して加えられた外部からの荷重によるエネルギーを吸
収する過程で上壁部および底壁部に挟まれた側壁部が上
壁部の幅よりも突出することなく曲がるようにするため
の具体的な手段は、請求項１の場合とほぼ同様である。
すなわち、底壁部と一対の側壁部との接続個所どうしを
結ぶ平面に対してそれぞれ鋭角をなす部分を側壁部がそ
れぞれ有していることが必要であり、その「鋭角」の角
度範囲は、曲率半径の大小や肉盛などでの補強程度に依
存して変化する。また、上壁部の幅よりも突出しない範
囲において、側壁部の一部が中空外側に曲がってもよ
い。

【００２３】また、請求項３のエネルギー吸収部材は、
前記上壁部および底壁部に対して加えられた外部からの
荷重によるエネルギーを吸収する過程で、前記上壁部お
よび底壁部の少なくともいずれか一方と実質的に垂直に
近接する垂直面部を前記側壁部が有していることを特徴
とするものである。

【００２４】請求項３のエネルギー吸収部材は、上壁部
および底壁部に対して加えられた外部からの荷重による
エネルギーを吸収する過程で上壁部および底壁部の少な
くともいずれか一方と実質的に垂直に近接する垂直面部
を側壁部が有しているために、中空部分の変形途中にお
いて垂直面部が上壁部および底壁部を垂直に支えること
になる。そのため、垂直面部を曲げて中空部分を変形さ
せるには比較的大きな荷重が必要となることから、中空
部分の変形をより効果的に抑制することができる。従っ
て、部材の板厚を変えないという条件ではより大きなエ
ネルギーを吸収することが可能となり、同じ大きさのエ
ネルギーを吸収するという条件では板厚を薄くして部材
の軽量化を図ることができる。

【００２５】また、請求項３のエネルギー吸収部材を輸
送機用として用いた場合、中空部分の変形当初は比較的
小さな荷重で中空部分が変形するため、エネルギー吸収
部材を支持する部材に大きな荷重が加えられることがな
く、破壊が予定されているエネルギー吸収部材だけを壊
すことができる。

【００２６】また、請求項４のエネルギー吸収部材は、
上述したエネルギー吸収部材において、前記垂直面部の
板厚がそれ以外の部分の板厚よりも大きいことを特徴と
するものである。

【００２７】請求項４のエネルギー吸収部材によると、
垂直面部の板厚がそれ以外の部分の板厚よりも大きいこ
とにより、所定の大きさのエネルギー吸収を実現しつ
つ、垂直面部の強度だけを補強し且つ全体の軽量化を図
ることが可能である。

【００２８】また、請求項５のエネルギー吸収部材は、
上壁部と、前記上壁部と対向する底壁部と、前記上壁部
および底壁部の間に設けられた一対の側壁部とからなる
中空構造を有しており、外部からの荷重によるエネルギ
ーを中空部分の変形により吸収するエネルギー吸収部材
において、前記一対の側壁部が、前記底壁部と前記一対
の側壁部との接続個所どうしを結ぶ平面に対してそれぞ
れ鋭角をなして接続されているとともに、前記一対の側
壁部に少なくとも１個所の中空内側に向いた折り曲げ個
所がそれぞれ設けられていることを特徴とするものであ
る。

【００２９】請求項５によると、一対の側壁部が底壁部
と一対の側壁部との接続個所どうしを結ぶ平面に対して
それぞれ鋭角をなして接続されているために、一対の側
壁部に荷重がかけられた場合に側壁部が中空内側に曲げ
られやすくなっており、しかも一対の側壁部に少なくと
も１個所の中空内側に向いた折り曲げ個所がそれぞれ設
けられていることにより、一対の側壁部に荷重がかけら
れた場合に側壁部を非常に高い割合で中空内側に曲げる
ことができる。従って、請求項１と同様に、高速衝突時
における支持部材による底壁部の打ち抜きを防止するこ
とができるとともに側壁部と底壁部との干渉作用が生じ
るために、エネルギー吸収量を増大させることができ
る。また、側壁部に割れが生じたとしても、予定された
大きさまたはそれに近いエネルギーを吸収することが可
能となる。

【００３０】また、請求項５では、一対の側壁部が底壁
部と一対の側壁部との接続個所どうしを結ぶ平面に対し
てそれぞれ鋭角をなして接続されているために、側壁部
に設けられる折り曲げ個所のうち最も底壁部に近い折り
曲げ個所（以下、本明細書において「第１折り曲げ部」
という）は非常に高い割合で中空内側に向いた折り曲げ
個所となる。そして、中空内側に向いた第１折り曲げ部
を設けるようにした場合には、後述の実施例で詳述する
ように、中空内側に向いた第１折り曲げ部と底壁との距
離、および、第１折り曲げ部と底壁端との距離を適宜設
定することによって、用途に応じてエネルギー吸収部材
として好適な特性を実現することができるという利点が
ある。

【００３１】また、請求項５のエネルギー吸収部材は、
任意の断面形状を有していてよく、略矩形の断面形状を
有するものに限られるものではない。また、上壁部と底
壁部は、必ずしも互いに平行に対向している必要はな
い。また、上壁部および底壁部は、それぞれ必ずしも１
つの面で構成されている必要はなく、複数の面（平面お
よび曲面の両方を含む）で構成されていてよい。

【００３２】また、請求項６のエネルギー吸収部材は、
前記上壁部が中空外側に膨らむように湾曲している部分
を有することを特徴とするものである。

【００３３】請求項６によると、上壁部が中空外側に膨
らむように湾曲している部分を有するために、上壁部の
曲げ剛性が向上して上壁部に大きな荷重が与えられた場
合であっても衝突面となる上壁部が中空内側に座屈しづ
らく、エネルギー吸収部材におけるエネルギー吸収量が
増加する。また、請求項６によると、低速衝突時のエネ
ルギー吸収部材の変形量を小さく抑制できるという利点
がある。

【００３４】また、請求項７のエネルギー吸収部材は、
前記上壁部が、前記上壁部と前記一対の側壁部との接続
個所を越えて外側に伸延して設けられていることを特徴
とするものである。

【００３５】請求項７によると、上壁部と一対の側壁部
との接続個所を越えて上壁部が外側に伸延しているため
に、上壁部がその端点において側壁部と接続されている
場合と比較して上壁部の曲げ剛性が向上し、衝突時に上
壁部が座屈しにくく、エネルギー吸収量が増加する。

【００３６】また、請求項８のエネルギー吸収部材は、
前記底壁部が、前記底壁部と前記一対の側壁部との接続
個所を越えて外側に伸延して設けられていることを特徴
とするものである。

【００３７】請求項８によると、底壁部と一対の側壁部
との接続個所を越えて底壁部が外側に伸延しているため
に、請求項７と同様に底壁部の曲げ剛性が向上してエネ
ルギー吸収量を増加させることができる。また、このよ
うにいわゆるフランジとなる部分を底壁部に設けること
によって、底壁部と側壁部との接続個所近傍に割れが発
生した場合に、その割れが反対側の接続個所に伝播して
いくのを防止することができる。また、底壁部と一対の
側壁部との接続個所を越えて底壁部が外側に伸延してい
るので、底壁部に大きな荷重が与えられた場合であって
も底壁部が中空内側方向に打ち抜かれるのを確実に抑制
することができる。

【００３８】また、請求項９のエネルギー吸収部材は、
上述したようなエネルギー吸収部材がアルミニウム合金
製の押出形材であることを特徴とするものである。

【００３９】請求項９のように、エネルギー吸収部材が
アルミニウム合金製の押出形材であることにより、部材
の重量を軽量化することができるとともに、部材を比較
的容易に製造することが可能となる。

【００４０】また、本発明で用いられる材料は、鋼とし
ては低炭素鋼や炭素鋼或いはハイテン（高強度）鋼が、
アルミニウム合金としては、要求特性に応じて、ＡＡな
いしＪＩＳ規格による１０００系、３０００系、５００
０系、６０００系または７０００系などのアルミニウム
合金が適宜選択されて用いられる。前記したとおり、本
発明では、材料の高強度化とエネルギー吸収量低下との
矛盾を構造的に解決しているので、より高強度な材料が
使用できるという利点もある。この点、前記曲げ剛性を
向上させるためにはハイテン鋼、また、軽量化のために
はＡＡないしＪＩＳ規格による７０００系アルミニウム
合金板（以下、単に「７０００系Ａｌ合金板」という）
であることが好ましい。また、これら高強度材料を用い
ることにより、バンパーなどをより薄肉化できるという
効果がある。

【００４１】７０００系アルミニウム合金の一例として
の７００３アルミニウム合金は、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃ
ｕ系合金であって、基本的にＺｎを５．０〜６．５重量
％、Ｍｇを０．５〜１．０重量％、Ｆｅを０．３５重量
％、Ｍｎを０．３重量％、Ｓｉを０．３重量％、Ｃｕを
０．２重量％、Ｃｒを０．２重量％、Ｔｉを０．２重量
％、残部Ａｌおよび不可避的不純物を含有している。し
かし、必ずしも各成分が規格通りにならずとも、適宜成
分組成の変更は許容される。すなわち、上記元素の成分
範囲の変更や、より具体的な用途および要求特性に応じ
て、他の元素を適宜含むことは許容される。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して説明する。

【００４３】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
自動車のバンパー補強材として用いられるエネルギー吸
収部材の断面図である。本実施の形態のエネルギー吸収
部材１は、７０００系Ａｌ合金からなる押出形材であっ
て、４つの部位に囲まれた略矩形の中空構造を有してい
る。すなわち、エネルギー吸収部材１は、互いに平行に
対向する上壁部１１および底壁部１２と、上壁部１１お
よび底壁部１２の間に設けられてこれら２つの部位を連
結する一対のウェブ（側壁部）１３、１４とを具備して
いる。

【００４４】ウェブ１３、１４は、やや中空内側に湾曲
した１つの曲面で構成されており、上壁部１１および底
壁部１２と７０°程度の角度でそれぞれ接続されてい
る。また、ウェブ１３、１４と上壁部１１および底壁部
１２との連結個所近傍のウェブ１３、１４内外には、ウ
ェブ１３、１４を補強するための肉盛１５が施されてい
る。

【００４５】エネルギー吸収部材１が自動車のバンパー
補強材として用いられる場合、例えば図１４（ａ）、
（ｂ）に示したように、長尺部材として成形されたエネ
ルギー吸収部材１の底壁部１２に２本のステイ（支持部
材）が取り付けられる。このような状態で、エネルギー
吸収部材１と壁とが高速衝突して、上壁部１１および底
壁部１２にエネルギー吸収部材１を押しつぶす方向の荷
重が加えられると、主にウェブ１３、１４がステイとの
接続個所を中心として変形する。

【００４６】図２は、高速衝突時のステイとの接続部分
でのエネルギー吸収部材１の変形過程での一状態を示す
断面図である。本実施の形態では、上壁部１１および底
壁部１２とウェブ１３、１４とが７０°程度の角度をな
して接続されているとともにウェブ１３、１４の両端部
近傍に肉盛１５が施されているために、図２に示すよう
に、ウェブ１３、１４は、上壁部１１および底壁部１２
に対して加えられた荷重によるエネルギーにより中空内
側に曲げられる。

【００４７】従って、さらに変形が進んでウェブ１３、
１４のいずれかの個所に割れが発生したとしても、変形
の最終段階、つまり上壁部１１と底壁部１２とが実質的
に接触する程度に近接するまでの間にウェブ１３、１４
の割れた部分が上壁部１１または底壁部１２と当接する
ことになる。そのため、たとえウェブ１３、１４に割れ
が生じたとしても、割れた部分には上壁部１１および底
壁部１２から荷重が加えられることになり、割れが生じ
た以降その部分でのエネルギー吸収が行われないという
ことがなくなる。つまり、割れが生じたウェブ１３、１
４にもある程度の荷重が加えられ、荷重によるウェブ１
３、１４の変形によってエネルギーの吸収が行われるこ
とになる。

【００４８】また、ウェブ１３、１４が中空内側に曲げ
られるので、内側に倒れたウェブ１３、１４がステイの
侵入を食い止めることになって、図１４（ｄ）に示した
ようなステイによる打ち抜き現象を防止することができ
る（この点については、後の第３の実施の形態において
図７を参照にして詳述する）。このように、本実施の形
態によると、ステイによる底壁部１２の打ち抜きを極力
防止することができるため、打ち抜き現象が生じる場合
と比較してエネルギー吸収量が大幅に増大する。また、
ステイの幅を小さくしても打ち抜きが生じにくくなるの
で、ステイの幅を可能な限り小さくすることができ、ス
テイの小型化によって車両の軽量化を図ることができ
る。

【００４９】また、本実施の形態によると、ウェブ１
３、１４が中空内側に曲げられるので、エネルギー吸収
が進むと内側に倒れたウェブ１３、１４が底壁部１２と
接触してエネルギー吸収部材１に加えられる荷重が大き
くなり、この点からもエネルギー吸収部材１によるエネ
ルギー吸収量を増大させることができる。

【００５０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態に係る自
動車のバンパー補強材として用いられるエネルギー吸収
部材の断面図である。本実施の形態のエネルギー吸収部
材２は、７０００系Ａｌ合金からなる押出形材であっ
て、４つの部位に囲まれた略矩形の中空構造を有してい
る。すなわち、エネルギー吸収部材２は、互いに平行に
対向する上壁部２１および底壁部２２と、上壁部２１お
よび底壁部２２の間に設けられてこれら２つの部位を連
結する一対のウェブ（側壁部）２３、２４とを具備して
いる。

【００５１】ウェブ２３は、上部２３ａと中央部（垂直
面部）２３ｂと下部２３ｃとの３つの平面部分から構成
されている。上部２３ａは上壁部２１と８０°程度の角
度で接続されており、下部２３ｃは底壁部２２と８０°
程度の角度で接続されている。また、上壁部２１および
底壁部２２と垂直である中央部２３ｂは、上部２３ａお
よび下部２３ｃとそれぞれ１６０°程度の角度で接続さ
れている。つまり、ウェブ２３は、上壁部２１および底
壁部２２の端部からやや中空内側に凹んだ形状に形成さ
れている。そして、ウェブ２３と上壁部２１および底壁
部２２との連結角部は、非常に小さな曲率半径を有して
いる。

【００５２】また、ウェブ２４についても、ウェブ２３
と同様に、上部２４ａと中央部（垂直面部）２４ｂと下
部２４ｃという３つの平面部分から構成されており、こ
れら各部分の接続角度などはウェブ２３の上部２３ａと
中央部２３ｂと下部２３ｃと同じである。また、ウェブ
２４と上壁部２１および底壁部２２との連結角部の曲率
半径が非常に小さい点もウェブ２３同様である。

【００５３】また、本実施の形態のエネルギー吸収部材
２において、ウェブ２３、２４の中央部２３ｂ、２４ｂ
の板厚は、エネルギー吸収部材２の他の部分の板厚より
も若干大きく形成されている。

【００５４】このように構成されたエネルギー吸収部材
２が自動車のバンパー補強材として用いられる場合、例
えば図１４（ａ）、（ｂ）に示したのと同様に、長尺部
材として成形されたエネルギー吸収部材２の底壁部２２
に２本のステイが取り付けられる。このような状態で、
エネルギー吸収部材２と壁とが高速衝突して、上壁部２
１および底壁部２２にエネルギー吸収部材２を押しつぶ
す方向の荷重が加えられると、主にウェブ２３、２４が
ステイとの接続部分を中心として変形する。

【００５５】図４は、ステイとの接続部分でのエネルギ
ー吸収部材２の変形過程での一状態を示す断面図であ
る。本実施の形態では、上壁部２１および底壁部２２と
ウェブ２３、２４とが８０°程度の角度をなして接続さ
れているとともにウェブ２３、２４と上壁部２１および
底壁部２２との連結角部の曲率半径が非常に小さいため
に、図４に示すように、ウェブ２３、２４は、上壁部２
１および底壁部２２に対して加えられた荷重によるエネ
ルギーにより中空内側に曲げられる。このとき、ウェブ
２３、２４の中央部２３ｂ、２４ｂには、上部２３ａ、
２４ａおよび下部２３ｃ、２４ｃからほぼ同等の荷重が
それぞれ加えられるので、中央部２３ｂ、２４ｂは上壁
部２１および底壁部２２に対して垂直な状態を保ったま
まである。つまり、ウェブ２３、２４は、その凹みの程
度が大きくなるように変形していく。

【００５６】図５は、図４よりもさらに変形が進んだ状
態でのエネルギー吸収部材２の断面図である。ウェブ２
３、２４の中央部２３ｂ、２４ｂは上壁部２１および底
壁部２２の対して垂直な状態を保ったまま、上壁部２１
および底壁部２２に接近していき、最終的にはこれらに
接触する。

【００５７】従って、ここまでの過程でウェブ２３、２
４に割れが発生したとしても（本実施の形態では特に上
部２３ａ、２４ａと中央部２３ｂ、２４ｂとの境界付近
などで割れが発生しやすいと考えられる）、中央部２３
ｂ、２４ｂが上壁部２１および底壁部２２と当接するこ
とになるため、中央部２３ｂ、２４ｂには上壁部２１お
よび底壁部２２から荷重が加えられることになり、割れ
が生じた以降中央部２３ｂ、２４ｂでのエネルギー吸収
が行われないということがない。つまり、割れが生じた
ウェブ２３、２４にもある程度の荷重が加えられ、荷重
によるウェブ２３、２４の変形によってエネルギーの吸
収が行われることになる。

【００５８】また、本実施の形態では、中央部２３ｂ、
２４ｂが上壁部２１および底壁部２２と実質的に垂直に
近接するので、上壁部２１および底壁部２２が中央部２
３ｂ、２４ｂと接触した以降において中央部２３ｂ、２
４ｂを変形させるには比較的大きな荷重が必要となる。
従って、エネルギー吸収部材２の中空部分の変形が抑制
され、これを変形させるには大きなエネルギーが必要と
なる。つまり、中央部２３ｂ、２４ｂの板厚が一定とい
う条件ではより大きなエネルギーを吸収することが可能
であり、同じ大きさのエネルギーを吸収するという条件
では中央部２３ｂ、２４ｂの板厚を薄くしてエネルギー
吸収部材２の軽量化を図ることが可能となる。

【００５９】また、本実施の形態のエネルギー吸収部材
２を自動車などの輸送機用とした用いた場合、上記のよ
うにエネルギー吸収部材２の軽量化を図ることができる
と同時に、変形当初は比較的小さな荷重により中空部分
が変形するため、エネルギー吸収部材２を支持する部材
に大きな荷重が加えられることがなく、破壊が予定され
ているエネルギー吸収部材２だけを壊すことができる。

【００６０】さらに、本実施の形態のエネルギー吸収部
材２では、中央部２３ｂ、２４ｂの板厚が他の部分の板
厚よりも大きいために、所定の大きさのエネルギー吸収
を実現しつつ、中央部２３ｂ、２４ｂの強度だけを補強
し且つエネルギー吸収部材２全体の軽量化を図ることが
できる。

【００６１】図５に示した状態からさらに変形が進む
と、中央部２３ｂ、２４ｂが中空内側または外側に曲が
ることによるエネルギー吸収が行われる。中央部２３
ｂ、２４ｂが中空内側に曲がるか外側に曲がるかは、中
央部２３ｂ、２４ｂと上壁部２１および底壁部２２との
接触角度やウェブ２３、２４における割れの有無などの
条件に依存する。中央部２３ｂ、２４ｂが中空外側に曲
がる場合には、中央部２３ｂ、２４ｂは、上壁部２１お
よび底壁部２２の幅よりも突出しないことが好ましい。
なぜなら、このようなときに突出部で割れが発生する
と、そこでのエネルギー吸収が行われなくなるおそれが
あるからである。

【００６２】また、本実施の形態においても、第１の実
施の形態と同様に、内側に倒れたウェブ２３、２４によ
って高速衝突時の底壁部２２の打ち抜き現象を防止する
ことができるとともに、内側に倒れたウェブ２３、２４
が底壁部２２と接触することによってエネルギー吸収量
を増大させることができる。

【００６３】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態に係る自
動車のバンパー補強材として用いられるエネルギー吸収
部材の断面図である。本実施の形態のエネルギー吸収部
材３は、７０００系Ａｌ合金からなる押出形材であっ
て、４つの部位に囲まれた略矩形の中空構造を有してい
る。すなわち、エネルギー吸収部材３は、若干中空外側
（すなわち上向き）に膨らむように湾曲した上壁部３１
と、上壁部３１と対向する平板として形成された底壁部
３２と、上壁部３１および底壁部３２の間に設けられて
これら２つの部位を連結する一対のウェブ（側壁部）３
３、３４とを具備している。

【００６４】上壁部３１は、左端部３１ａ、中央部３１
ｂ、右端部３１ｃの３つの部分から構成されている。左
端部３１ａと中央部３１ｂとの境界部にはウェブ３３が
接続されており、中央部３１ｂと右端部３１ｃとの境界
部にはウェブ３４が接続されている。つまり、上壁部３
１の左端部３１ａは、上壁部３１とウェブ３３との接続
個所を越えて左外側に伸延しており、上壁部３１の右端
部３１ｃは、上壁部３１とウェブ３４との接続個所を越
えて右外側に伸延している。同様に、底壁部３２は、左
端部３２ａ、中央部３２ｂ、右端部３２ｃの３つの部分
から構成されており、左端部３２ａと中央部３２ｂとの
境界部にはウェブ３３が接続されており、中央部３２ｂ
と右端部３２ｃとの境界部にはウェブ３４が接続されて
いる。また、上壁部３１の場合に比べて伸延長さは短い
ものの、底壁部３２の左端部３２ａは、底壁部３２とウ
ェブ３３との接続個所を越えて左外側に伸延しており、
底壁部３２の右端部３２ｃは、底壁部３２とウェブ３４
との接続個所を越えて右外側に伸延している。

【００６５】また、ウェブ３３は、上部３３ａと中央部
（垂直面部）３３ｂと下部３３ｃとの３つの平面部分か
ら構成されている。上部３３ａは上壁部３１と８０°程
度の角度で接続されており、下部３３ｃは底壁部３２と
６０°程度の角度で接続されている。また、上壁部３１
の中央部３１ｂおよび底壁部３２の中央部３２ｂと垂直
である中央部３３ｂは、中空内側に向いた折り曲げ個所
３６ａにおいて上部３３ａと１６０°程度の角度で接続
されているとともに、中空内側に向いた折り曲げ個所３
７ａにおいて下部３３ｃと１２０°程度の角度で接続さ
れている。つまり、ウェブ３３は、やや中空内側に凹ん
だ形状に形成されている。

【００６６】また、ウェブ３４についても、ウェブ３３
と同様に、上部３４ａと中央部（垂直面部）３４ｂと下
部３４ｃという３つの平面部分から構成されており、中
空内側に向いた折り曲げ個所３６ｂ、３７ｂにおける接
続角度などはウェブ３３の場合と同じである。

【００６７】なお、本実施の形態では底壁部３２が平面
であるが、これが中空外側または内側に膨らむように湾
曲していてもよい。この場合には、ウェブ３３、３４は
底壁部３２とウェブ３３、３４との接続個所どうしを結
ぶ平面に対してそれぞれ鋭角をなして接続されていれば
よい。

【００６８】また、本実施の形態のエネルギー吸収部材
３において、ウェブ３３、３４の中央部３３ｂ、３４ｂ
の板厚は、エネルギー吸収部材３の他の部分の板厚より
も若干大きく形成されている。

【００６９】このように構成されたエネルギー吸収部材
３が自動車のバンパー補強材として用いられる場合、例
えば図７（ａ）に示すように、長尺部材として成形され
たエネルギー吸収部材３の底壁部３２の両端部近傍に２
本のステイ（図７（ａ）には１つのステイ７２だけが示
されている）がボルト７３によって取り付けられる。こ
のような状態で、エネルギー吸収部材３と壁とが高速衝
突して、上壁部３１および底壁部３２にエネルギー吸収
部材３を押しつぶす方向の荷重が加えられると、主にウ
ェブ３３、３４がステイとの接続部分を中心として変形
する。

【００７０】このとき、ウェブ３３、３４の下部３３
ｃ、３４ｃと底壁部３２とが鋭角をなして接続されてお
り、ウェブ３３、３４の折り曲げ個所３６ａ、３６ｂ、
３７ａ、３７ｂがすべて中空内側に向いているために、
ウェブ３３、３４は上壁部３１および底壁部３２に加え
られたエネルギーによって中空内側に曲げられ、図７
（ｂ）に示すように、ウェブ３３、３４の下部３３ｃ、
３４ｃが底壁部３２と接触する。また、さらに変形が進
むと、図７（ｃ）に示すように、ウェブ３３、３４の中
央部３３ｂ、３４ｂにも曲げ個所が生じてボルト７３の
頂部が上壁部３１の内側と接するようになる。

【００７１】このように、ウェブ３３、３４が中空内側
に曲がると、ウェブ３３、３４のいずれかの個所に割れ
が発生したとしても割れた部分にも上壁部３１および底
壁部３２からの荷重が加えられることになり、エネルギ
ー吸収部材３は予定していたエネルギー量またはそれに
近いエネルギー量を吸収することになる。

【００７２】また、本実施の形態では、ウェブ３３、３
４が中空内側に曲げられるので、内側に倒れたウェブ３
３、３４の下部３３ｃ、３４ｃがステイ７２の侵入を食
い止めることになって、図１４（ｄ）に示したようなス
テイによる底壁部３２の打ち抜き現象を防止することが
できて、エネルギー吸収部材３によるエネルギー吸収量
が大幅に増加する。

【００７３】また、本実施の形態によると、ウェブ３
３、３４が中空内側に曲げられるので、エネルギー吸収
が進むと内側に倒れたウェブ３３、３４が底壁部３２と
接触してエネルギー吸収部材３に加えられる荷重が大き
くなり、この点からもエネルギー吸収部材３によるエネ
ルギー吸収量を増大させることができる。なお、図７
（ｃ）に示されているようなボルト７３と上壁部３１と
の接触によっても、エネルギー吸収部材３によるエネル
ギー吸収量が増大する。

【００７４】また、本実施の形態のエネルギー吸収部材
３においては、上壁部３１が中空外側に膨らむように湾
曲していること、および、上壁部３１がウェブ３３、３
４との接続個所を越えて外側に伸延した左端部３１ａ、
右端部３１ｃを有していることにより、上壁部３１の曲
げ剛性が通常の断面矩形のエネルギー吸収部材のものよ
りも大きい。そのため、上壁部３１が座屈しづらく、エ
ネルギー吸収部材３によるエネルギー吸収量が大きくな
っている。

【００７５】さらに、上壁部３１が中空外側に膨らむよ
うに湾曲しているために、高速衝突でのエネルギー吸収
量が増大することに加えて、低速衝突時においてエネル
ギー吸収部材３の変形量を小さく抑制することができる
という利点がある。

【００７６】また、本実施の形態のエネルギー吸収部材
３においては、底壁部３２とウェブ３３、３４との接続
個所を越えて底壁部３２が外側に伸延しているために、
底壁部３２の曲げ剛性が通常の断面矩形のエネルギー吸
収部材のものよりも大きい。そのため、底壁部３２が座
屈しづらく、エネルギー吸収部材３によるエネルギー吸
収量が大きい。

【００７７】また、本実施の形態のエネルギー吸収部材
３には、底壁部３２にウェブ３３、３４との接続個所を
越えて外側に伸延した左端部３２ａ、右端部３２ｃのよ
うないわゆるフランジとなる部分が設けられているため
に、底壁部３２とウェブ３３、３４との接続個所近傍に
割れが発生した場合であっても、その割れが反対側の接
続個所に伝播しづらい。この点からも、エネルギー吸収
部材３のエネルギー吸収量を増加させることができる。
また、本実施の形態のエネルギー吸収部材３によると、
左端部３２ａ、右端部３２ｃが設けられているために、
高速衝突によって底壁部３２に大きな荷重が与えられた
場合であっても底壁部３２がステイによって中空内側方
向に打ち抜かれるのを抑制することができる。従って、
この点からも、エネルギー吸収部材３のエネルギー吸収
量を増加させることができる。また、底壁部３２に左端
部３２ａ、右端部３２ｃを設けることでステイによる打
ち抜き防止効果があるので、ステイの幅をより小さくし
ても打ち抜きが発生しづらく、ステイ幅の減少分だけ車
両の軽量化を図ることができる。

【００７８】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。図８は、本発明の第４の実施の形態に係る自
動車のバンパー補強材として用いられるエネルギー吸収
部材の断面図である。本実施の形態のエネルギー吸収部
材４は、７０００系Ａｌ合金からなる押出形材であっ
て、４つの部位に囲まれた略矩形の中空構造を有してい
る。すなわち、エネルギー吸収部材４は、若干中空外側
（すなわち上向き）に膨らむように湾曲した上壁部４１
と、上壁部４１と対向する平板として形成された底壁部
４２と、上壁部４１および底壁部４２の間に設けられて
これら２つの部位を連結する一対のウェブ（側壁部）４
３、４４とを具備している。

【００７９】本実施の形態のエネルギー吸収部材４が第
３の実施の形態のエネルギー吸収部材３と異なるのは、
ウェブ４３、４４の構造に関する点だけであり、上壁部
４１および底壁部４２の構造は第３の実施の形態の上壁
部３１および底壁部３２と実質的に同じである。すなわ
ち、第３の実施の形態のエネルギー吸収部材３ではウェ
ブ３３、３４がそれぞれ３つの部分から構成されていた
が、本実施の形態ではウェブ４３、４４が２つの部分か
ら構成されている。具体的には、ウェブ４３は、上部４
３ａと下部４３ｂとの２つの平面部分から構成されてお
り、上部４３ａは上壁部４１と８０°程度の角度で接続
されており、下部４３ｂは底壁部４２と６０°程度の角
度で接続されている。また、ウェブ４３の上部４３ａと
下部４３ｂは中空内側に向いた折り曲げ個所４６ａにお
いて１２０°程度の角度で接続されており、ウェブ４３
は、やや中空内側に凹んだ形状に形成されている。

【００８０】また、ウェブ４４についても、ウェブ４３
と同様に、上部４４ａと下部４４ｂという２つの平面部
分から構成されており、中空内側に向いた折り曲げ個所
４６ｂにおける接続角度などはウェブ４３の場合と同じ
である。

【００８１】このように構成されたエネルギー吸収部材
４が自動車のバンパー補強材として用いられると、図７
（ａ）で説明したのと同様に底壁部４２にステイが取り
付けられる。そして、高速衝突によって上壁部４１およ
び底壁部４２にエネルギー吸収部材４を押しつぶす方向
の荷重が加えられると、主にウェブ４３、４４がステイ
との接続部分を中心として変形する。このとき、ウェブ
４３、４４の下部４３ｂ、４４ｂと底壁部４２とが鋭角
をなして接続されており、ウェブ４３、４４の折り曲げ
個所４６ａ、４６ｂがすべて中空内側に向いているため
に、ウェブ４３、４４は上壁部４１および底壁部４２に
加えられたエネルギーによって中空内側に曲げられる。
従って、ウェブ４３、４４のいずれかの個所に割れが発
生したとしても割れた部分にも上壁部４１および底壁部
４２からの荷重が加えられることになり、エネルギー吸
収部材４は予定していたエネルギー量またはそれに近い
エネルギー量を吸収することになる。

【００８２】また、本実施の形態では、ウェブ４３、４
４が中空内側に曲げられるので、内側に倒れたウェブ４
３、４４の下部４３ｂ、４４ｂがステイの侵入を食い止
めることになって、図１４（ｄ）に示したようなステイ
による底壁部４２の打ち抜き現象を防止することができ
る。このように、本実施の形態によると、ステイによる
打ち抜きを極力防止することができるため、ステイの幅
を可能な限り小さくすることができ、この点から車両の
軽量化を図ることができる。

【００８３】また、本実施の形態によると、ウェブ４
３、４４が中空内側に曲げられるので、エネルギー吸収
が進むと内側に倒れたウェブ４３、４４が底壁部４２と
接触してエネルギー吸収部材４に加えられる荷重が大き
くなり、この点からもエネルギー吸収部材４によるエネ
ルギー吸収量を増大させることができる。

【００８４】また、本実施の形態のエネルギー吸収部材
４においては、上壁部４１が中空外側に膨らむように湾
曲していること、および、上壁部４１がウェブ４３、４
４との接続個所を越えて外側に伸延した左端部４１ａ、
右端部４１ｃを有していることにより、上壁部４１が座
屈しづらく、エネルギー吸収部材３によるエネルギー吸
収量が大きくなっている。さらに、上壁部３１が中空外
側に膨らむように湾曲しているために、低速衝突時にお
いてエネルギー吸収部材３の変形量を小さく抑制するこ
とができる。

【００８５】また、本実施の形態のエネルギー吸収部材
４においては、底壁部４２とウェブ４３、４４との接続
個所を越えて底壁部４２が外側に伸延しているために、
底壁部４２が座屈しづらく、エネルギー吸収部材４によ
るエネルギー吸収量が大きい。また、本実施の形態のエ
ネルギー吸収部材４には、底壁部４２にウェブ４３、４
４との接続個所を越えて外側に伸延した左端部４２ａ、
右端部４２ｃが設けられているために、底壁部４２とウ
ェブ４３、４４との接続個所近傍に割れが発生した場合
であっても、その割れが反対側の接続個所に伝播しづら
く、また、底壁部４２に大きな荷重が与えられた場合で
あっても底壁部４２が中空内側方向に打ち抜かれるのを
抑制することができ、これらの点からもエネルギー吸収
部材４のエネルギー吸収量を増加させることができる。

【００８６】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、様々な設計変更が可能である。例えば、上述
の実施の形態では断面が略矩形のエネルギー吸収部材に
ついて説明したが、本発明はこれに限られるものではな
く、例えば断面が略５角形であってもよい。また、上述
の実施の形態では、ウェブ全体が中空内側に曲がる場合
を説明したが、ウェブは少なくともその一部が中空内側
に曲がればよく、必ずしもウェブ全体が中空内側に曲が
る必要はない。

【００８７】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。

【００８８】図９は本発明の一実施例のエネルギー吸収
部材の断面図である。本実施例のエネルギー吸収部材５
は、上壁部５１と、底壁部（幅５０ｍｍ）５２と、これ
らに対して鋭角に接続された側壁部（長さ４０ｍｍ）５
３、５４とからなる略矩形断面を有している。また、側
壁部５３、５４には、中空内側に向いた第１折り曲げ部
５５、５６がそれぞれ設けられている。図９に示したよ
うな断面形状を有するエネルギー吸収部材５について、
中空内側に向いた第１折り曲げ部５５、５６と底壁５６
との距離ｓ、および、第１折り曲げ部５５、５６と底壁
端との距離ｄとエネルギー吸収部材５の特性との関係を
〔表１〕に示す４種類のエネルギー吸収部材（実施例１
〜４）について調べた。その結果を図１０〜図１３に示
す。

【００８９】

【表１】

【００９０】図１０は、実施例１および２のエネルギー
吸収部材についての荷重−変位特性を示すグラフであ
る。また、図１１は図１０を距離ｄと変位が小さい個所
での最大ピーク荷重（初期ピーク荷重）Ｐmax との関係
を表すものに書き換えたグラフである（なお、図１１に
は、実施例３および４の初期ピーク荷重のデータも書き
込まれている）。例えばエネルギー吸収部材が自動車の
バンパー補強材として用いられる場合には、エネルギー
吸収部材と接続された他部材が初期ピーク荷重によって
破壊されるのを防止するために、初期ピーク荷重を一定
以下に押さえることが望まれる。図１１から距離ｄが大
きいほど初期ピーク荷重が小さくなり、距離ｄを小さく
すれば初期ピーク荷重を用途に応じた値以下に押さえる
ことが可能であることが分かる。

【００９１】図１２は、実施例２〜４のエネルギー吸収
部材についての荷重−変位特性を示すグラフである。ま
た、図１３は図１２を距離ｓと第２荷重立ち上がり位置
（荷重が初期ピークから一旦落ち込んだ後に再度増加に
転じる変位位置）との関係を表すものに書き換えたグラ
フである（なお、図１３には。実施例１の第２荷重立ち
上がり位置のデータも書き込まれている）。例えばエネ
ルギー吸収部材が自動車のバンパー補強材として用いら
れる場合には、エネルギー吸収部材におけるエネルギー
吸収量を増加させるために第２荷重立ち上がり位置をな
るべく変位の小さい個所とすることが望まれる。そし
て、図１３から、距離ｓが小さいほど第２荷重立ち上が
り位置を早くすることができることが分かる。

【００９２】本実施例から明らかなように、中空内側に
向いた第１折り曲げ部を有するエネルギー吸収部材にお
いては、第１折り曲げ部と底壁部との距離ｓ、および、
第１折り曲げ部Ｂと底壁端との距離ｄが荷重−変位特性
と大きな関連を有している。そのため、距離ｓおよび距
離ｄを用途などに応じて適宜変更することで用途に応じ
た最適な特性を有するエネルギー吸収部材を得ることが
できる。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のエネル
ギー吸収部材によると、例えばステイのようなエネルギ
ー吸収部材を支持する支持部材が高速衝突時に中空内側
に侵入するのを中空内側に曲がった側壁部が抑制するの
で、支持部材による底壁部の打ち抜きを防止することが
できて、支持部材による打ち抜きが生じる場合と比較し
てエネルギー吸収量が大幅に増加する。また、側壁部が
中空内側に曲がることにより側壁部と底壁部とが干渉す
るので、エネルギー吸収部材により大きな荷重が加えら
れることになってエネルギー吸収量が増加する。

【００９４】さらに、側壁部が中空内側に曲がることに
より、たとえ側壁部に割れが生じたとしても、割れた部
分が上壁部および底壁部の幅内に収まっていることが多
いと考えられ、そのため、側壁部には上壁部および底壁
部を介して荷重がかけられることが多くなり、割れた部
分を有する側壁部によってもエネルギーを吸収すること
ができるようになる。従って、側壁部に割れの生じた場
合であっても予定された大きさまたはそれに近いエネル
ギーを吸収することが可能となる。

【００９５】請求項２のエネルギー吸収部材によると、
高速衝突時における支持部材による底壁部の打ち抜きを
より効果的に防止することができるとともに側壁部と底
壁部との干渉作用が大きくなるので、エネルギー吸収量
が増大する。また、たとえ側壁部に割れが生じたとして
も、側壁部には上壁部および底壁部を介して荷重がかけ
られることとなって、割れた部分を有する側壁部によっ
てもエネルギーを吸収することができるようになる。従
って、側壁部に割れの生じた場合であっても予定された
大きさまたはそれに近いエネルギーを吸収することが可
能となる。

【００９６】請求項３のエネルギー吸収部材によると、
中空部分の変形途中において垂直面部が上壁部および底
壁部を垂直に支えることになるので、中空部分の変形を
より効果的に抑制することができる。従って、部材の板
厚を変えないという条件ではより大きなエネルギーを吸
収することが可能となる。

【００９７】請求項４のエネルギー吸収部材によると、
垂直面部の板厚がそれ以外の部分の板厚よりも大きいこ
とにより、所定の大きさのエネルギー吸収を実現しつ
つ、垂直面部の強度だけを補強し且つ全体の軽量化を図
ることが可能である。

【００９８】請求項５のエネルギー吸収部材によると、
一対の側壁部に荷重がかけられた場合に側壁部を非常に
高い割合で中空内側に曲げることができるので、請求項
１と同様に、高速衝突時における支持部材による底壁部
の打ち抜きを防止することができるとともに側壁部と底
壁部との干渉作用が生じるために、エネルギー吸収量を
増大させることができる。また、側壁部に割れが生じた
としても、予定された大きさまたはそれに近いエネルギ
ーを吸収することが可能となる。

【００９９】また、請求項５によると、中空内側に向い
た第１折り曲げ部が設けられるために、第１折り曲げ部
と底壁との距離、および、第１折り曲げ部と底壁端との
距離を適宜設定することによって、用途に応じてエネル
ギー吸収部材として好適な特性を実現することができ
る。

【０１００】請求項６のエネルギー吸収部材によると、
上壁部が中空外側に膨らむように湾曲している部分を有
するために、上壁部の曲げ剛性が向上して上壁部に大き
な荷重が与えられた場合であっても衝突面となる上壁部
が中空内側に座屈しづらく、エネルギー吸収部材におけ
るエネルギー吸収量が増加する。また、低速衝突時のエ
ネルギー吸収部材の変形量を小さく抑制できる。

【０１０１】請求項７のエネルギー吸収部材によると、
上壁部と一対の側壁部との接続個所を越えて上壁部が外
側に伸延しているために、上壁部がその端点において側
壁部と接続されている場合と比較して上壁部の曲げ剛性
が向上し、衝突時に上壁部が座屈しにくく、エネルギー
吸収量が増加する。

【０１０２】請求項８のエネルギー吸収部材によると、
底壁部と一対の側壁部との接続個所を越えて底壁部が外
側に伸延しているために、底壁部の曲げ剛性が向上して
エネルギー吸収量を増加させることができる。また、底
壁部と側壁部との接続個所近傍に割れが発生した場合
に、その割れが反対側の接続個所に伝播していくのを防
止することができる。また、底壁部に大きな荷重が与え
られた場合であっても底壁部が中空内側方向に打ち抜か
れるのを確実に抑制することができる。

【０１０３】請求項９のエネルギー吸収部材によると、
部材の重量を軽量化することができるとともに、部材を
比較的容易に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る自動車のバン
パー補強材として用いられるエネルギー吸収部材の断面
図である。

【図２】図１に示したエネルギー吸収部材の変形過程で
の一状態を示す断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る自動車のバン
パー補強材として用いられるエネルギー吸収部材の断面
図である。

【図４】図３に示したエネルギー吸収部材の変形過程で
の一状態を示す断面図である。

【図５】図４よりもさらに変形が進んだ状態でのエネル
ギー吸収部材の断面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係るエネルギー吸
収部材の断面図である。

【図７】図６のエネルギー吸収部材の変形過程を経時的
に示した断面図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態に係るエネルギー吸
収部材の断面図である。

【図９】本発明の実施例のエネルギー吸収部材の概略形
状を示す断面図である。

【図１０】本発明の実施例１、２における荷重−変位特
性を示すグラフである。

【図１１】図１０を基にして描いた初期ピーク位置と距
離ｄとの関係を表すグラフである。

【図１２】本発明の実施例１、３、４における荷重−変
位特性を示すグラフである。

【図１３】図１２を基にして描いた第２荷重立ち上がり
位置と距離ｓとの関係を表すグラフである。

【図１４】エネルギー吸収部材の使用状態の一例を示す
概略図である。

【符号の説明】

１、２ エネルギー吸収部材 １１、２１ 上壁部 １２、２２ 底壁部 １３、１４、２３、２４ ウェブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久山 耕司 神奈川県横須賀市船越町７−71 関東自動 車工業株式会社内 (72)発明者 狩集 浩志 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 橋村 徹 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D003 AA04 AA05 AA10 BB01 CA02 CA09 DA14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上壁部と、前記上壁部と対向する底壁部
   と、前記上壁部および底壁部の間に設けられた一対の側
   壁部とからなる断面が略矩形の中空構造を有しており、
   外部からの荷重によるエネルギーを中空部分の変形によ
   り吸収するエネルギー吸収部材において、 前記一対の側壁部が、前記底壁部と前記一対の側壁部と
   の接続個所どうしを結ぶ平面に対してそれぞれ鋭角をな
   す部分を有しており、 前記上壁部および底壁部に対して加えられた外部からの
   荷重によるエネルギーを吸収する過程で、前記側壁部の
   少なくとも一部が中空内側に曲がるように構成されてい
   ることを特徴とするエネルギー吸収部材。
2. 【請求項２】 前記上壁部および底壁部に対して加えら
   れた外部からの荷重によるエネルギーを吸収する過程
   で、前記側壁部が前記上壁部の幅よりも突出することな
   く曲がるように構成されていることを特徴とする請求項
   １に記載のエネルギー吸収部材。
3. 【請求項３】 前記上壁部および底壁部に対して加えら
   れた外部からの荷重によるエネルギーを吸収する過程
   で、前記上壁部および底壁部の少なくともいずれか一方
   と実質的に垂直に近接する垂直面部を前記側壁部が有し
   ていることを特徴とする請求項１または２に記載のエネ
   ルギー吸収部材。
4. 【請求項４】 前記垂直面部の板厚がそれ以外の部分の
   板厚よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のエ
   ネルギー吸収部材。
5. 【請求項５】 上壁部と、前記上壁部と対向する底壁部
   と、前記上壁部および底壁部の間に設けられた一対の側
   壁部とからなる中空構造を有しており、外部からの荷重
   によるエネルギーを中空部分の変形により吸収するエネ
   ルギー吸収部材において、 前記一対の側壁部が、前記底壁部と前記一対の側壁部と
   の接続個所どうしを結ぶ平面に対してそれぞれ鋭角をな
   して接続されているとともに、前記一対の側壁部に少な
   くとも１個所の中空内側に向いた折り曲げ個所がそれぞ
   れ設けられていることを特徴とするエネルギー吸収部
   材。
6. 【請求項６】 前記上壁部が中空外側に膨らむように湾
   曲している部分を有していることを特徴とする請求項５
   に記載のエネルギー吸収部材。
7. 【請求項７】 前記上壁部が、前記上壁部と前記一対の
   側壁部との接続個所を越えて外側に伸延して設けられて
   いることを特徴とする請求項５または６に記載のエネル
   ギー吸収部材。
8. 【請求項８】 前記底壁部が、前記底壁部と前記一対の
   側壁部との接続個所を越えて外側に伸延して設けられて
   いることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記
   載のエネルギー吸収部材。
9. 【請求項９】 アルミニウム合金製の押出形材であるこ
   とを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のエ
   ネルギー吸収部材。