JP2002284032A - 自動車用多面構造部材 - Google Patents
自動車用多面構造部材Info
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- JP2002284032A JP2002284032A JP2001090820A JP2001090820A JP2002284032A JP 2002284032 A JP2002284032 A JP 2002284032A JP 2001090820 A JP2001090820 A JP 2001090820A JP 2001090820 A JP2001090820 A JP 2001090820A JP 2002284032 A JP2002284032 A JP 2002284032A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車の軽量化と耐衝突性を両立しうる自動
車用構造部材を提案する。 【解決手段】 金属製の多面構造部材であって、一の多
角形の面がこれと隣り合う他の多角形の面と一辺を共有
し、連なって凹凸状の多面構造をなすものとする。ま
た、多角形の一辺の平均長さを板厚の１０〜１００倍と
する。
車用構造部材を提案する。 【解決手段】 金属製の多面構造部材であって、一の多
角形の面がこれと隣り合う他の多角形の面と一辺を共有
し、連なって凹凸状の多面構造をなすものとする。ま
た、多角形の一辺の平均長さを板厚の１０〜１００倍と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のサイド
メンバー、クロスメンバーなどの使途に好適な、自動車
用多面構造部材に関する。
メンバー、クロスメンバーなどの使途に好適な、自動車
用多面構造部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境問題への関心の高まりか
ら、自動車に対しては、排出ガスの低減が強く要請さ
れ、これを解決するために、車体の軽量化が求められつ
つある。また、乗員の衝突安全性を確保する観点から、
自動車には耐衝突性に優れた車体構造と、それに適した
構造部材 (以下、単に部材とも称する) 、および素材も
あわせて求められつつある。しかしながら、一般には、
耐衝突性を高めるには、板厚の増加、補強部材の追加な
どを伴うため、これらはむしろ車体軽量化への要求には
逆行するものとなる。このような相反する要求を満たそ
うとすると、次善の策として自動車の構造部材用の素材
として高強度鋼板を用いることが考えられるが、製造の
技術的な困難さや製造コストの問題があることから開発
途上にあり、満足のいく解決策にまでは至っていないの
が実情である。
ら、自動車に対しては、排出ガスの低減が強く要請さ
れ、これを解決するために、車体の軽量化が求められつ
つある。また、乗員の衝突安全性を確保する観点から、
自動車には耐衝突性に優れた車体構造と、それに適した
構造部材 (以下、単に部材とも称する) 、および素材も
あわせて求められつつある。しかしながら、一般には、
耐衝突性を高めるには、板厚の増加、補強部材の追加な
どを伴うため、これらはむしろ車体軽量化への要求には
逆行するものとなる。このような相反する要求を満たそ
うとすると、次善の策として自動車の構造部材用の素材
として高強度鋼板を用いることが考えられるが、製造の
技術的な困難さや製造コストの問題があることから開発
途上にあり、満足のいく解決策にまでは至っていないの
が実情である。
【０００３】一方、構造部材の形状についても検討がさ
れている。上述したような車体軽量化と耐衝突性の確保
を両立するための解決手段として、単位断面積あたりの
剛性が大きい材料を用いるとともに、その形状を円筒状
とした部材の適用が考えられた。これは、高強度化した
鋼管を部材として用いることにより、部材の剛性を低下
させることなく軽量化を達成しようとするものである。
しかしながら、単なる円筒状の部材では、衝撃荷重が円
筒の軸方向に負荷されたときには有効に機能するが、そ
の負荷方向が単純な軸方向ではなく、局部的な圧縮、曲
げ、捩りおよびこれらのモードの複合したものである場
合には、強度的に弱い方向に選択的に座屈、折損するこ
とがあり、安定した耐衝突性を確保することが困難であ
った。
れている。上述したような車体軽量化と耐衝突性の確保
を両立するための解決手段として、単位断面積あたりの
剛性が大きい材料を用いるとともに、その形状を円筒状
とした部材の適用が考えられた。これは、高強度化した
鋼管を部材として用いることにより、部材の剛性を低下
させることなく軽量化を達成しようとするものである。
しかしながら、単なる円筒状の部材では、衝撃荷重が円
筒の軸方向に負荷されたときには有効に機能するが、そ
の負荷方向が単純な軸方向ではなく、局部的な圧縮、曲
げ、捩りおよびこれらのモードの複合したものである場
合には、強度的に弱い方向に選択的に座屈、折損するこ
とがあり、安定した耐衝突性を確保することが困難であ
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
述した従来技術が抱えていた問題に鑑み、自動車の軽量
化および耐衝突性を両立しうる自動車用構造部材を提案
することを目的とする。
述した従来技術が抱えていた問題に鑑み、自動車の軽量
化および耐衝突性を両立しうる自動車用構造部材を提案
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記課題を達
成するために、REPORT No.442 INSTITUTE OF SPACE AND
AERONAUTICAL SCIENCE, UNIVERSITY OF TOKYO , NOV.
1969 あるいは、特開昭54−100127号公報に開示のＰＣ
ＣＰ（PSEUDO CYLYNDRICAL CONCAVE POLYHEDRAL SHELL
S、疑似円筒凹多面体) 構造に着目し、検討を行った。
その結果、上記構造を有する金属管が、通常の金属管に
比べて、種々の変形モードにおいて高い耐変形能を有し
ていること、また、この効果は薄肉の部材に適用したと
きに顕著な効果が現れ、自動車用構造部材として適して
いるとの知見を得た。さらに、発明者は、これらの効果
が、管状のものだけでなく、板状や異形状（Ｌ形、Ｉ
形、Ｈ形、Ｃ型形状など）のものであっても得られるこ
と、構造部材を構成する単位面のサイズと板厚との関係
に適正な範囲があることなども確認した。
成するために、REPORT No.442 INSTITUTE OF SPACE AND
AERONAUTICAL SCIENCE, UNIVERSITY OF TOKYO , NOV.
1969 あるいは、特開昭54−100127号公報に開示のＰＣ
ＣＰ（PSEUDO CYLYNDRICAL CONCAVE POLYHEDRAL SHELL
S、疑似円筒凹多面体) 構造に着目し、検討を行った。
その結果、上記構造を有する金属管が、通常の金属管に
比べて、種々の変形モードにおいて高い耐変形能を有し
ていること、また、この効果は薄肉の部材に適用したと
きに顕著な効果が現れ、自動車用構造部材として適して
いるとの知見を得た。さらに、発明者は、これらの効果
が、管状のものだけでなく、板状や異形状（Ｌ形、Ｉ
形、Ｈ形、Ｃ型形状など）のものであっても得られるこ
と、構造部材を構成する単位面のサイズと板厚との関係
に適正な範囲があることなども確認した。
【０００６】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであり、その要旨構成は以下のとおりである。 (1) 金属製の多面構造部材であって、一の多角形の面が
これと隣り合う他の多角形の面と一辺を共有し、連なっ
て凹凸状の多面構造をなすことを特徴とする、自動車用
多面構造部材。 (2) 多角形の一辺の平均長さが板厚の１０〜１００倍で
あることを特徴とする、上記 (1)に記載の自動車用多面
構造部材。 (3) 多角形が３角形または台形であることを特徴とす
る、上記 (1)または (2)に記載の自動車用多面構造部
材。 (4) 部材の巨視的形状が、板状、管状、異形状のいずれ
か又はこれらの複合した形状のものであることを特徴と
する、上記 (1)〜 (3)のいずれかに記載の自動車用多面
構造部材。
のであり、その要旨構成は以下のとおりである。 (1) 金属製の多面構造部材であって、一の多角形の面が
これと隣り合う他の多角形の面と一辺を共有し、連なっ
て凹凸状の多面構造をなすことを特徴とする、自動車用
多面構造部材。 (2) 多角形の一辺の平均長さが板厚の１０〜１００倍で
あることを特徴とする、上記 (1)に記載の自動車用多面
構造部材。 (3) 多角形が３角形または台形であることを特徴とす
る、上記 (1)または (2)に記載の自動車用多面構造部
材。 (4) 部材の巨視的形状が、板状、管状、異形状のいずれ
か又はこれらの複合した形状のものであることを特徴と
する、上記 (1)〜 (3)のいずれかに記載の自動車用多面
構造部材。
【０００７】
【発明の実施の形態】ＰＣＣＰ構造は、例えば外形が略
円筒のものを例にとれば、疑似円筒凹多面体と称され、
図１に示すように、巨視的な形状は円筒に近いが、円筒
の内外面は一対の三角形または台形の面がダイヤモンド
型または六角形型に多数連なって構成された多面構造の
ものである。図１のように、この多面構造体はこれを構
成する単位面が多角形（図１では三角形）であり、この
多角形は隣り合う他の多角形と共有する一辺で折れ曲が
る境界稜線部１を有し、さらに境界稜線部１における折
れ曲がりは、円筒を仮想的に展開してみた場合に、２次
元的に、交互に反対方向に形成されることにより、表面
が凹凸となる多面構造を構成している。そして、これら
の稜線部は互いに交わり交差部２を成している。図２
は、多面構造を構成する単位面が台形の場合を模式的に
示している。
円筒のものを例にとれば、疑似円筒凹多面体と称され、
図１に示すように、巨視的な形状は円筒に近いが、円筒
の内外面は一対の三角形または台形の面がダイヤモンド
型または六角形型に多数連なって構成された多面構造の
ものである。図１のように、この多面構造体はこれを構
成する単位面が多角形（図１では三角形）であり、この
多角形は隣り合う他の多角形と共有する一辺で折れ曲が
る境界稜線部１を有し、さらに境界稜線部１における折
れ曲がりは、円筒を仮想的に展開してみた場合に、２次
元的に、交互に反対方向に形成されることにより、表面
が凹凸となる多面構造を構成している。そして、これら
の稜線部は互いに交わり交差部２を成している。図２
は、多面構造を構成する単位面が台形の場合を模式的に
示している。
【０００８】こうした多面構造の円筒（管と同じ、以下
主として管という）は通常の座屈に対する強度が大き
い。そこで、発明者は、こうした多面構造体を自動車用
構造部材として使用すべく、詳細に調査した。その結
果、こうした多面構造体は、前述したような、衝撃荷重
の負荷方向が圧縮、曲げ、捩りおよびこれらのモードの
複合したような場合でも、強度的に弱い方向に選択的に
座屈、折損する、ということはなく、部材全体的に変形
し、衝撃荷重を吸収するため、通常の凹凸表面のない
（場合により、単面構造体と呼ぶ）ものに比して耐衝突
性が著しく良好であること、さらにこの効果は管厚が薄
肉の場合に特に顕著に現れ、このことは部材の軽量化に
もつながることが明らかとなった。したがって、このよ
うな、比較的薄肉の管状の多面構造体は、自動車用構造
部材として用いると、軽量化と耐衝突性を両立しうるこ
とがわかった。
主として管という）は通常の座屈に対する強度が大き
い。そこで、発明者は、こうした多面構造体を自動車用
構造部材として使用すべく、詳細に調査した。その結
果、こうした多面構造体は、前述したような、衝撃荷重
の負荷方向が圧縮、曲げ、捩りおよびこれらのモードの
複合したような場合でも、強度的に弱い方向に選択的に
座屈、折損する、ということはなく、部材全体的に変形
し、衝撃荷重を吸収するため、通常の凹凸表面のない
（場合により、単面構造体と呼ぶ）ものに比して耐衝突
性が著しく良好であること、さらにこの効果は管厚が薄
肉の場合に特に顕著に現れ、このことは部材の軽量化に
もつながることが明らかとなった。したがって、このよ
うな、比較的薄肉の管状の多面構造体は、自動車用構造
部材として用いると、軽量化と耐衝突性を両立しうるこ
とがわかった。
【０００９】その後、さらに詳細な調査、検討を行った
ところ、このような優れた耐衝突性は、必ずしも円筒状
のものである必要はなく、多面構造からなるものであれ
ば、その巨視的形状が、角筒状や板状のもの、また断面
がＣ形、山形、Ｉ形、Ｈ形など異形状のもの、あるいは
さらにこれらが複合したものであっても円筒状のものと
同様な効果が得られることがわかった。
ところ、このような優れた耐衝突性は、必ずしも円筒状
のものである必要はなく、多面構造からなるものであれ
ば、その巨視的形状が、角筒状や板状のもの、また断面
がＣ形、山形、Ｉ形、Ｈ形など異形状のもの、あるいは
さらにこれらが複合したものであっても円筒状のものと
同様な効果が得られることがわかった。
【００１０】次に、発明者は、上記の多面構造体を、自
動車用構造部材に適用する場合に、耐衝突性を十分に発
揮するのに必要な多面体のサイズ、板厚などについて検
討した。その結果、多角形の一辺の平均長さＬ (ｍｍ）
と板厚ｔ (ｍｍ）との比Ｌ／ｔが１０〜１００の範囲で
あるとき、すなわち一辺の平均長さが板厚の１０〜１０
０倍であるときに、優れた耐衝突性を得ることができ
る。この関係は、多角形が三角形、台形の如何にかかわ
らず成立することが確認された。ここで、板厚は、金属
板そのものの厚さではなく、金属素材を多面構造体に成
形加工した後の厚さを意味するものとする。したがっ
て、本発明における多面構造体の構成単位面の一辺の平
均長さは板厚の１０〜１００倍とすることが望ましい。
なお、自動車用多面構造部材として好適な板厚（ｔ）は
0.5〜3.0 ｍｍの範囲であり、また多面構造部材が管状
である場合、その好適な直径（平均外径）は２５〜１０
０ｍｍの範囲である。
動車用構造部材に適用する場合に、耐衝突性を十分に発
揮するのに必要な多面体のサイズ、板厚などについて検
討した。その結果、多角形の一辺の平均長さＬ (ｍｍ）
と板厚ｔ (ｍｍ）との比Ｌ／ｔが１０〜１００の範囲で
あるとき、すなわち一辺の平均長さが板厚の１０〜１０
０倍であるときに、優れた耐衝突性を得ることができ
る。この関係は、多角形が三角形、台形の如何にかかわ
らず成立することが確認された。ここで、板厚は、金属
板そのものの厚さではなく、金属素材を多面構造体に成
形加工した後の厚さを意味するものとする。したがっ
て、本発明における多面構造体の構成単位面の一辺の平
均長さは板厚の１０〜１００倍とすることが望ましい。
なお、自動車用多面構造部材として好適な板厚（ｔ）は
0.5〜3.0 ｍｍの範囲であり、また多面構造部材が管状
である場合、その好適な直径（平均外径）は２５〜１０
０ｍｍの範囲である。
【００１１】上述した自動車用多面構造部材は、通常の
塑性変形に比して、より小さな塑性ひずみの成形加工に
より製造できることから、延性の低い素材や薄肉の素材
を用いる場合でも、問題なく安定して製造できることも
明らかになった。かかる部材を成形するには、一般的な
プレス成形を適用できるほか、内圧をかけて成形するハ
イドロフォーミング成形が適用できる。とくに、ハイド
ロフォーミング成形では、成形内圧を素材に一様に負荷
できる特徴を有しているので、管状の素材から多面構造
部材を成形するのに好都合である。
塑性変形に比して、より小さな塑性ひずみの成形加工に
より製造できることから、延性の低い素材や薄肉の素材
を用いる場合でも、問題なく安定して製造できることも
明らかになった。かかる部材を成形するには、一般的な
プレス成形を適用できるほか、内圧をかけて成形するハ
イドロフォーミング成形が適用できる。とくに、ハイド
ロフォーミング成形では、成形内圧を素材に一様に負荷
できる特徴を有しているので、管状の素材から多面構造
部材を成形するのに好都合である。
【００１２】図３に、鋼管を素材としてハイドロフォー
ミング成形するためのハイドロフォーミング加工装置を
例示する。鋼管は鋼板を円筒状に成形し、抵抗溶接法に
て接合したいわゆる電縫鋼管でも、接合部をもたないシ
ームレス鋼管でもかまわない。鋼管の素材である鋼板の
強度レべル、種別にもとくに制限はなく、軟鋼でも強度
の高い高強度鋼板でもよく、また、熱延鋼板でも、冷延
鋼板でも同様に適用できる。
ミング成形するためのハイドロフォーミング加工装置を
例示する。鋼管は鋼板を円筒状に成形し、抵抗溶接法に
て接合したいわゆる電縫鋼管でも、接合部をもたないシ
ームレス鋼管でもかまわない。鋼管の素材である鋼板の
強度レべル、種別にもとくに制限はなく、軟鋼でも強度
の高い高強度鋼板でもよく、また、熱延鋼板でも、冷延
鋼板でも同様に適用できる。
【００１３】図３において、上部金型２ａ，下部金型２
ｂはそれぞれ、長さ方向両端側は、鋼管３の外径に略等
しい径の半円柱抜出面で構成される鋼管保持部４を有
し、長さ方向中央部には、鋼管外径よりも大きく、内面
に多面構造体に転写されるべき多面パターンの型を有し
ている。図３に示すように、この上部金型２ａと下部金
型２ｂとで、金型それぞれの鋼管保持部４に鋼管３が嵌
まるように、鋼管３を挟み込む。この状態で、鋼管１の
両端から該鋼管１の内面側に、軸押シリンダ７ａを介し
て水等の液体を供給して、液圧Ｐを付与し、変形部５の
内側に沿わせるように塑性変形させ、金型２ａ，２ｂの
多面パターンを鋼管に転写し、管状の多面構造部材とす
る。なお、図３中の８、９はそれぞれ金型２ａ、２ｂが
鋼管を挟み込んだ状態に保持しておくための、金型ホル
ダ、アウターリングである。
ｂはそれぞれ、長さ方向両端側は、鋼管３の外径に略等
しい径の半円柱抜出面で構成される鋼管保持部４を有
し、長さ方向中央部には、鋼管外径よりも大きく、内面
に多面構造体に転写されるべき多面パターンの型を有し
ている。図３に示すように、この上部金型２ａと下部金
型２ｂとで、金型それぞれの鋼管保持部４に鋼管３が嵌
まるように、鋼管３を挟み込む。この状態で、鋼管１の
両端から該鋼管１の内面側に、軸押シリンダ７ａを介し
て水等の液体を供給して、液圧Ｐを付与し、変形部５の
内側に沿わせるように塑性変形させ、金型２ａ，２ｂの
多面パターンを鋼管に転写し、管状の多面構造部材とす
る。なお、図３中の８、９はそれぞれ金型２ａ、２ｂが
鋼管を挟み込んだ状態に保持しておくための、金型ホル
ダ、アウターリングである。
【００１４】ハイドロフォーミングでは、管の両端を固
定する場合と、管の両端から圧縮力を加える場合（軸方
向圧縮という）とがあり、後者の場合には、図３におい
て、軸押シリンダ７ａ，７ｂに対して軸方向に圧縮力Ｆ
を負荷することにより実施できる。また、ハイドロフォ
ーミング成形などの方法により、鋼管に所定の歪みを付
与して成形した後、得られた多面構造部材を 150〜200
℃程度の温度で歪み時効処理することにより、強度を高
めることができ、より一層耐衝突性を向上させることも
できる。
定する場合と、管の両端から圧縮力を加える場合（軸方
向圧縮という）とがあり、後者の場合には、図３におい
て、軸押シリンダ７ａ，７ｂに対して軸方向に圧縮力Ｆ
を負荷することにより実施できる。また、ハイドロフォ
ーミング成形などの方法により、鋼管に所定の歪みを付
与して成形した後、得られた多面構造部材を 150〜200
℃程度の温度で歪み時効処理することにより、強度を高
めることができ、より一層耐衝突性を向上させることも
できる。
【００１５】
【実施例】表１に示すＪＩＳ Ｇ３１３１ ＳＰＨＣ
（熱延鋼板）および５０ＭＰａ級鋼（鉄鋼連盟規格ＪＳ
Ｈ５９０）を素材とした電縫鋼管（板厚1.4 ｍｍ、外径
４２ｍｍφ）を図３に示すハイドロフォーミング装置を
用いて多面構造体に成形した。図３における上下の金型
の変形部には一辺の平均長さ２０ｍｍの三角形（高さ１
８ｍｍ）を構成単位面とするパターンを付与した。上記
装置内に鋼管を設置し、管体の両端から水を供給して、
管体をこの型に沿わせるように変形させて、Ｌ／ｔ＝１
４、平均外径４５ｍｍの管状の多面構造体に成形した。
成形後の多面構造体から試験片を切り出し、静的引張り
試験、静的および動的軸圧縮試験、静的および動的３点
曲げ、さらに局部圧縮試験の各試験を行った。なお、比
較のために、ハイドロフォーミング成形を施さない、上
記多面構造体と外径を同じにした、多面構造をもたない
（単面構造の）鋼管についても同様な試験を行った。
（熱延鋼板）および５０ＭＰａ級鋼（鉄鋼連盟規格ＪＳ
Ｈ５９０）を素材とした電縫鋼管（板厚1.4 ｍｍ、外径
４２ｍｍφ）を図３に示すハイドロフォーミング装置を
用いて多面構造体に成形した。図３における上下の金型
の変形部には一辺の平均長さ２０ｍｍの三角形（高さ１
８ｍｍ）を構成単位面とするパターンを付与した。上記
装置内に鋼管を設置し、管体の両端から水を供給して、
管体をこの型に沿わせるように変形させて、Ｌ／ｔ＝１
４、平均外径４５ｍｍの管状の多面構造体に成形した。
成形後の多面構造体から試験片を切り出し、静的引張り
試験、静的および動的軸圧縮試験、静的および動的３点
曲げ、さらに局部圧縮試験の各試験を行った。なお、比
較のために、ハイドロフォーミング成形を施さない、上
記多面構造体と外径を同じにした、多面構造をもたない
（単面構造の）鋼管についても同様な試験を行った。
【００１６】
【表１】
【００１７】耐衝突性の試験法は以下のとおりである。 ・静的引張り試験；静的引張り試験は原板についてはＪ
ＩＳ Ｚ２２０１に準拠した５号試験片を、鋼管につい
てはＪＩＳ Ｚ２２０１に準拠した１２号試験片を切り
出して、インストロン型の引張り試験機にて評価した。 ・静的軸圧壊試験；円筒を長さ１５０ｍｍの長さに切断
し、軸方向に圧縮応力を負荷し、荷重と変位の関係を調
査した。ピークの荷重と変位３０ｍｍまでの吸収エネル
ギーを評価した。 ・動的軸圧壊試験；円筒を長さ１５０ｍｍの長さに切断
し、落錘試験（重錘質量２００ｋｇ）により軸方向に衝
撃的に圧縮応力を負荷し、荷重と変位の関係を調査し
た。ピークの荷重と変位３０ｍｍまでの吸収エネルギー
を評価した。 ・静的３点曲げ；同様に長さ８００ｍｍの円筒としたの
ち、これをスパン３００ｍｍの支点でささえ、半径１５
０ｍｍの円筒形状のポンチにて支点間の中央に荷重を付
与し、変位と荷重の関係を調査した。最高荷重と変位５
０ｍｍまでの吸収エネルギーを評価した。 ・動的３点曲げ；同様に長さ８００ｍｍの円筒としたの
ち、スパン３００ｍｍの支点でささえ、半径１５０ｍｍ
の円筒形状のポンチにて支点間の中央に荷重を付与し、
変位と荷重の関係を調査した。最高荷重と変位５０ｍｍ
までの吸収エネルギーを評価した。 ・局部庄縮試験；上記と同様に、スパン１００ｍｍの支
点で支え、半径２５ｍｍのポンチで支点間の中央部に圧
縮荷重を付与し、変位と荷重の関係を調査した。そのデ
ータから変位１０ｍｍまでの吸収エネルギーを評価し
た。
ＩＳ Ｚ２２０１に準拠した５号試験片を、鋼管につい
てはＪＩＳ Ｚ２２０１に準拠した１２号試験片を切り
出して、インストロン型の引張り試験機にて評価した。 ・静的軸圧壊試験；円筒を長さ１５０ｍｍの長さに切断
し、軸方向に圧縮応力を負荷し、荷重と変位の関係を調
査した。ピークの荷重と変位３０ｍｍまでの吸収エネル
ギーを評価した。 ・動的軸圧壊試験；円筒を長さ１５０ｍｍの長さに切断
し、落錘試験（重錘質量２００ｋｇ）により軸方向に衝
撃的に圧縮応力を負荷し、荷重と変位の関係を調査し
た。ピークの荷重と変位３０ｍｍまでの吸収エネルギー
を評価した。 ・静的３点曲げ；同様に長さ８００ｍｍの円筒としたの
ち、これをスパン３００ｍｍの支点でささえ、半径１５
０ｍｍの円筒形状のポンチにて支点間の中央に荷重を付
与し、変位と荷重の関係を調査した。最高荷重と変位５
０ｍｍまでの吸収エネルギーを評価した。 ・動的３点曲げ；同様に長さ８００ｍｍの円筒としたの
ち、スパン３００ｍｍの支点でささえ、半径１５０ｍｍ
の円筒形状のポンチにて支点間の中央に荷重を付与し、
変位と荷重の関係を調査した。最高荷重と変位５０ｍｍ
までの吸収エネルギーを評価した。 ・局部庄縮試験；上記と同様に、スパン１００ｍｍの支
点で支え、半径２５ｍｍのポンチで支点間の中央部に圧
縮荷重を付与し、変位と荷重の関係を調査した。そのデ
ータから変位１０ｍｍまでの吸収エネルギーを評価し
た。
【００１８】得られた結果を表２に示す。表２から、本
発明にしたがう多面構造部材は、単面の部材に比べて、
いずれの特性とも単面のものよりも優れており、中で
も、動的圧縮、局部圧縮などにおける特性の向上が顕著
であることがわかる。
発明にしたがう多面構造部材は、単面の部材に比べて、
いずれの特性とも単面のものよりも優れており、中で
も、動的圧縮、局部圧縮などにおける特性の向上が顕著
であることがわかる。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐衝突性に優れた自動車用構造部材が得られ、複雑な衝
撃負荷ののもとでも強度的に弱い方向に選択的に座屈、
折損することなく、車体の耐衝突性に対し高い信頼性を
もって寄与する、また、本発明の自動車構造用部材を適
用すれば、車体軽量化にも寄与する。
耐衝突性に優れた自動車用構造部材が得られ、複雑な衝
撃負荷ののもとでも強度的に弱い方向に選択的に座屈、
折損することなく、車体の耐衝突性に対し高い信頼性を
もって寄与する、また、本発明の自動車構造用部材を適
用すれば、車体軽量化にも寄与する。
【図１】３角形を構成単位面とした円筒状多面構造部材
を示す図である。
を示す図である。
【図２】構成単位面が台形である多面構造部材の一部を
示す図である。
示す図である。
【図３】多面構造部材の成形に用いられるハイドロフォ
ーミング加工装置の構成例を示す断面図である。
ーミング加工装置の構成例を示す断面図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 金属製の多面構造部材であって、一の多
角形の面がこれと隣り合う他の多角形の面と一辺を共有
し、連なって凹凸状の多面構造をなすことを特徴とす
る、自動車用多面構造部材。 - 【請求項２】 多角形の一辺の平均長さが板厚の１０〜
１００倍であることを特徴とする、請求項１に記載の自
動車用多面構造部材。 - 【請求項３】 多角形が３角形または台形であることを
特徴とする、請求項１または２に記載の自動車用多面構
造部材。 - 【請求項４】 部材の巨視的形状が、板状、管状、異形
状のいずれか又はこれらの複合した形状のものであるこ
とを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の
自動車用多面構造部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001090820A JP2002284032A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 自動車用多面構造部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001090820A JP2002284032A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 自動車用多面構造部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002284032A true JP2002284032A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=18945552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001090820A Pending JP2002284032A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 自動車用多面構造部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002284032A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010280309A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Mazda Motor Corp | 車両用衝撃吸収構造体 |
| US8459408B2 (en) | 2009-08-21 | 2013-06-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Radiated sound reducing structure |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63110020A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-14 | Kazuhito Fukazawa | 車体の衝撃吸収材 |
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-
2001
- 2001-03-27 JP JP2001090820A patent/JP2002284032A/ja active Pending
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