JP2007246021A

JP2007246021A - 衝撃吸収部材

Info

Publication number: JP2007246021A
Application number: JP2006074974A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kondo; 修近藤
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】バンパーの重量の増大を抑制しつつ、エネルギー吸収効率を向上させる。
【解決手段】衝撃吸収部材１には、衝撃が作用する衝撃作用面１ａを有し、衝撃作用面１ａを縦壁１ｂにてそれに対し垂直に保持するとともに、衝撃作用面１ａにはそれに沿って溝１ｃを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は衝撃吸収部材に関し、特に、自動車などに用いられるバンパーに適用して好適なものである。

自動車などの車体には、衝突時の衝撃を吸収できるようにするため、車体の前方および後方にバンパーを装着する場合が多く、このようなバンパーの形状としては、断面がコ字形のものが一般的である。
また、例えば、特許文献１には、自動車用などとして好ましいバンパーを提供するために、バンパービームの断面内に前後進方向と直角な上下方向に補強板を設ける方法が開示されている。
特開平６−１７１４４１号公報

しかしながら、従来のバンパーの断面形状では、バンパーのエネルギー吸収効率を高めるためには重量が増加し、自動車の軽量化による省エネルギーという目的とは相反し、好ましくないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、重量の増大を抑制しつつ、エネルギー吸収効率を向上させることが可能な衝撃吸収部材を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１記載の衝撃吸収部材によれば、溝が形成された衝撃作用面を有し、前記衝撃作用面を縦壁にてそれに対し垂直に保持することを特徴とする。
これにより、衝撃作用面に衝撃が加わった場合においても、縦壁が開かないようにして衝撃作用面を縦壁にて安定して保持することが可能になるとともに、溝を介して衝撃作用面の変形を分散させることができ、板厚を増加させることなく、吸収エネルギーを大きくすることができる。このため、衝撃吸収部材の断面形状を変更することで、重量の増大を抑制しつつ、エネルギー吸収効率を向上させることが可能になるとともに、最大反力を増加させることができ、自動車の省エネルギー化に相反することなく、衝突時の安全性を向上させることができる。

また、請求項２記載の衝撃吸収部材によれば、前記衝撃吸収部材はバンパーまたはドアサイドインパクトビーム用であることを特徴とする。
これにより、自動車全体の重量の増加を抑制しつつ、自動車などの車体の衝突時の衝撃を効率よく吸収することができる。
また、請求項３記載の衝撃吸収部材によれば、前記溝の深さをＤ、前記溝の幅をＷ、前記縦壁の高さをＨとすると、Ｗ／Ｄ≧１かつ０．０５≦Ｄ／Ｈ≦０．７であることを特徴とする。

ここで、Ｗ／Ｄ≧１とすることにより、溝の深さよりも溝の幅を大きくすることが可能になり、衝撃作用面に溝を設けた場合においても、溝の成型を容易化して生産効率の低下を抑制することが可能になるとともに、衝撃が加わった時に衝撃作用面がひしゃげた場合においても、溝の両端が接触するのを防止して、エネルギー吸収効率の低下を抑制することができる。
また、０．０５≦Ｄ／Ｈ≦０．７とすることにより、衝撃が加わった時に衝撃作用面がひしゃげた場合においても、溝の底面が車体に接触するのを防止することが可能になり、エネルギー吸収効率の低下を抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、重量の増大を抑制しつつ、エネルギー吸収効率を向上させることが可能になり、自動車の軽量化による省エネルギーという目的に相反することなく、衝突時の安全性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る衝撃吸収部材について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の一つの実施の形態に係る衝撃吸収部材の概略構成を示すブロック図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´線で切断した断面図である。
図１において、衝撃吸収部材１には、衝撃が作用する衝撃作用面１ａと衝撃作用面１ａを垂直に保持する縦壁１ｂが設けられ、衝撃作用面１ａには水平方向に沿って溝１ｃが形成されている。なお、衝撃吸収部材１の材質としては、例えば、超高強度鋼板を用いることができ、引張強度が９８０ＭＰａを超える鋼板を用いることが好ましい。また、衝撃吸収部材１は、例えば、バンパーまたはドアサイドインパクトビームなどに用いることができる。また、衝撃吸収部材１の作製方法としては、例えば、プレス成形、ロールフォーミング、ダイクエンチなどの方法を用いることができる。

ここで、衝撃作用面１ａを縦壁１ｂにてそれに対し垂直に保持することにより、衝撃作用面１ａに衝撃が加わった場合においても、縦壁１ｂが開かないようにして、衝撃作用面１ａを縦壁にて安定して保持することが可能になるとともに、衝撃作用面１ａに溝１ｃを設けることにより、溝１ｃを介して衝撃作用面１ａの変形を分散させることができ、衝撃吸収部材１の板厚を厚くすることなく、吸収エネルギーを大きくすることができる。このため、衝撃吸収部材１の断面形状を変更することで、重量の増大を抑制しつつ、エネルギー吸収効率を向上させることが可能になるとともに、最大反力を向上することができ、自動車の軽量化による省エネルギーの目的に相反することなく、衝突時の安全性を向上させることができる。

なお、溝の深さをＤ、溝の幅をＷ、縦壁の高さをＨとすると、Ｗ／Ｄ≧１かつ０．０５≦Ｄ／Ｈ≦０．７であることが好ましい。
ここで、Ｗ／Ｄ≧１とすることにより、溝１ｃの深さよりも溝１ｃの幅を大きくすることが可能になり、衝撃作用面１ａに溝１ｃを設けた場合においても、溝１ｃの成形を容易にして生産効率の低下を抑制することが可能になるとともに、衝撃が加わった時に衝撃作用面１ａがひしゃげた場合においても、溝１ｃの両端が接触するのを防止して、エネルギー吸収効率の低下を抑制することができる。
また、０．０５≦Ｄ／Ｈ≦０．７とすることにより、衝撃が加わった時に衝撃作用面１ａがひしゃげた場合においても、溝１ｃの底面が車体に接触するのを防止することが可能になり、エネルギー吸収効率の低下を抑制することができる。

図２は、本発明の一つの実施の形態に係る衝撃吸収部材について最大反力と吸収エネルギーとを従来例と比較して示す図である。
図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）において、衝撃吸収部材１〜３には、衝撃作用面１ａ〜３ａおよび衝撃作用面１ａ〜３ａをそれぞれ垂直に保持する縦壁１ｂ〜３ｂがそれぞれ設けられている。また、各衝撃吸収部材１、２の衝撃作用面１ａ、２ａには溝１ｃ、２ｃがそれぞれ形成され、溝１ｃは溝２ｃよりも深さが深くなっている。
なお、以下の実験では、等価重量を一定にするために、衝撃吸収部材１の板厚は２．４５ｍｍ、衝撃吸収部材２の板厚は２．０６ｍｍ、衝撃吸収部材３の板厚は２．２７ｍｍとしている。

そして、図２（ｄ）および図２（ｅ）において、等価重量が一定とすると、衝撃作用面１ａ、２ｂに溝１ｃ、２ｃをそれぞれ設けた場合には、衝撃作用面３ａに溝を設けない場合に比べて、最大反力が向上し、また、吸収エネルギーも向上する場合があることが判る。ただし、等価重量を一定としている関係で、溝の深さを深くすると、その分、衝撃吸収部材の板厚を薄くすることになるため、必ずしも溝の深さが深ければよいとは限らず、溝の深さには最適値があることが判る。

図３は、本発明の一つの実施の形態に係る衝撃吸収部材の溝深さ比と吸収エネルギー比との関係を示す図である。なお、横軸の溝深さ比は、図１の衝撃吸収部材１の縦壁の高さＨに対する溝の深さＤの比、縦軸は、図２（ａ）の衝撃吸収部材３に対する図１の衝撃吸収部材１の吸収エネルギーの比を示す。なお、衝撃吸収部材１、３の素材として、１５０ｋ（１４７０ＭＰａ）鋼を用いた。
図３において、図１の衝撃吸収部材１の溝深さ比が０．２２付近で吸収エネルギー比が最も大きくなり、衝撃作用面１ａに溝１ｃを設けることにより、衝撃作用面３ａのように溝を設けない場合に比べ、吸収エネルギー比を向上できることが判る。

図１（ａ）は、本発明の一つの実施の形態に係る衝撃吸収部材の概略構成を示すブロック図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´線で切断した断面図である。本発明の一つの実施の形態に係る衝撃吸収部材について最大反力と吸収エネルギーとを従来例と比較して示す図である。本発明の一つの実施の形態に係る衝撃吸収部材の溝深さ比と吸収エネルギー比との関係を示す図である。

符号の説明

１、２、３衝撃吸収部材
１ａ、２ａ、３ａ衝撃作用面
１ｂ、２ｂ、３ｂ縦壁
１ｃ、２ｃ溝

Claims

溝が形成された衝撃作用面を有し、
前記衝撃作用面を縦壁にてそれに対し垂直に保持することを特徴とする衝撃吸収部材。
前記衝撃吸収部材はバンパーまたはドアサイドインパクトビーム用であることを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収部材。
前記溝の深さをＤ、前記溝の幅をＷ、前記縦壁の高さをＨとすると、
Ｗ／Ｄ≧１かつ０．０５≦Ｄ／Ｈ≦０．７であることを特徴とする請求項１または２記載の衝撃吸収部材。