JP2019156293A - 車両用構造部材 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突の際のエネルギー吸収効率を向上させた車両用構造部材を提供する。【解決手段】バンパーシステム１は、軸線Ｌ方向に延びる中空のステイ管２０を備える。ステイ管２０の軸線Ｌに垂直な断面の形状は、１部屋を有する閉断面形状である。ステイ管２０の閉断面形状を構成する壁２１の一部である連続した第１部分２１ａは第１の厚みｔ１を有し、第１部分２１ａ以外のその他の連続した第２部分２１ｂは第１の厚みｔ１よりも大きい第２の厚みｔ２を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用構造部材に関する。

衝撃吸収用の車両用構造部材には、耐久性能ないし衝突安全性能等の設計要件が定められている。具体的には、衝突初期に発生する変形抵抗荷重のピーク値を低減して耐久性能を高めるとともにエネルギー吸収効率を高めることが求められている。

例えば特許文献１，２には、そのような衝撃吸収用の車両用構造部材としてクラッシュボックスが開示されている。特許文献１，２では、衝突初期に発生する変形抵抗荷重のピーク値を低減して耐久性能を向上させるために、クラッシュボックスにビードまたは切欠きを設けている。

特開２００５−１６２０６１号公報 特開２００５−２２５３９４号公報

特許文献１，２では、衝突初期における変形抵抗荷重のピーク値を低減できるが、それ以降の変形抵抗荷重については特段言及されていない。車両用構造部材が高いエネルギー吸収効率を発揮するためには、衝突初期以降の変形抵抗荷重も考慮する必要がある。一般に車両用構造部材が衝撃を受けると、変形抵抗荷重は一定値とはならず、変位に応じて振動する。エネルギー吸収効率を高めるためには、変形が開始した後も変形抵抗荷重が高位安定することが求められる。

本発明は、衝突の際のエネルギー吸収効率を向上させた車両用構造部材を提供することを課題とする。

本発明は、軸線方向に延びる中空の管体を備え、前記軸線に垂直な前記管体の断面の形状は、少なくとも１部屋を有する閉断面形状であり、前記閉断面形状を構成する壁は、第１の厚みを有する少なくとも１つの連続した第１部分と、第１の厚みよりも大きい第２の厚みを有する少なくとも１つの第２部分とを有し、前記第２部分は、１部屋を構成する壁のうち、連続して半分以上を占める、車両用構造部材を提供する。

この構成によれば管体を構成する壁に差厚が設けられていることで、軸線方向の変形抵抗荷重を部分的に変化させることができる。また、第２部分は、１部屋を構成する壁のうち、連続して半分以上を占めることで、この変形抵抗荷重の変化をより顕著なものにすることができる。ここで、「連続して半分以上」とは、壁の数または長さを基準とするものである。また、「部屋」とは、管体の断面形状における閉領域をいい、例えば数字の８のような断面形状の場合、２つの閉領域が設けられているため、この場合は２部屋を構成するものと扱う。

上記変形抵抗荷重は、車両が衝突した際の変形過程で一定の値をとるのではなく、変形量に応じて振動することが知られている。そして、管体全体の変形抵抗荷重は、各部の変形抵抗荷重を合算したものと概ね捉えることができる。上記構成では、第１部分と第２部分に差厚を設けることで、第１部分と第２部分の変形抵抗荷重の波形の振動周期をずらし、波形のピーク値がずれるようにしている。従って、これらの波形を合算した際、振動のピーク値が重ならず、合算波形の振幅を小さくできる。つまり、第１部分と第２部分に差厚を設けることで、管体全体としての変形抵抗荷重の振動を抑制できる。このようにして変形抵抗荷重の波形の振動を抑制できるため、変形抵抗荷重の波形が高位安定し、エネルギー吸収効率が向上する。特に管体が押出材である場合、第１部分と第２部分に差厚を設けることは、材料を押し出す際の厚みを変えることで容易に可能であるため、製造工数が増加することもない。従って、管体が製造された後にビードまたは切欠き等を設けるいわゆる後加工と比較し、製造工数および製造コストを低減できる。

前記管体の前記閉断面形状は、四角形、六角形、または、八角形であってもよい。

これらの構成によれば、衝突の際のエネルギー吸収効率を向上させた車両用構造部材を具体的に設計できる。四角形、六角形、または、八角形のいずれの場合でも１部屋のみの閉断面形状が形成される。従って、管体の形状を単純化でき、製造コストを低減できる。

前記管体の前記閉断面形状を構成する壁のうち半分が前記第１部分であり、残りの半分が前記第２部分であってもよい。

この構成によれば、第１部分と第２部分との大きさが概ね等しくなるため、変形抵抗荷重を均等に合算できる。従って、第１部分と第２部分の変形抵抗荷重の合算波形の振幅を、平均化でき、合算波形の振幅を安定して小さくできる。ここで、「半分」とは、前述と同じく壁の数または長さを基準とするものである。

前記管体の前記閉断面形状は、２つの同一の八角形が仕切壁を共有してなる形状または２つの同一の円弧が仕切壁を共有してなる形状であってもよい。

これらの構成によれば、衝突の際のエネルギー吸収効率を向上させた車両用構造部材を具体的に設計できる。なお、２つの同一の八角形が仕切壁を共有してなる形状または２つの同一の円弧が仕切壁を共有してなる形状のいずれの場合でも、仕切壁を介して分けられた２部屋の閉断面形状が形成される。

前記管体の前記閉断面形状は、前記仕切壁を介して２部屋に分けられており、前記２部屋のうち１部屋を画定する部分が前記第１部分であり、残りの部分が前記第２部分であってもよい。

この構成によれば、１つの管体内で変形抵抗荷重に大きな差を設けることができる。即ち、２部屋のうち１部屋を画定する第１部分が残りの第２部分よりも薄いことで、変形抵抗荷重の波形の振動周期のずれを大きくし、変形抵抗荷重の波形の振幅を一層小さくできる。

前記第２の厚みは、前記第１の厚みの２倍より小さくてもよい。

この構成によれば、管体の差厚比に２倍という上限が設けられているため、管体の各部において耐荷重性能に大きな差が生じない。換言すれば、仮に管体の差厚比に上限がなく、差厚が大きくなり過ぎると、管体の耐荷重性能が各部において著しく異なるものとなり、軸線方向の衝撃荷重によって管体の一部のみが損壊し、管体が軸線方向から倒れるように折れ、耐荷重性能が大幅に低下するおそれがある。従って、上記構成では、これを防止するため、軸線方向の耐荷重性能を維持する程度に差厚比に上限を設けている。

前記第２の厚みは、前記第１の厚みの１．３倍以下である。

この構成によれば、上記の各構成において、エネルギー吸収効率が向上することが解析上確認されている。

本発明によれば、車両用構造部材の衝突の際のエネルギー吸収効率を向上できる。

本発明の第１実施形態に係る車両用構造部材を取り付けた自動車骨格の斜視図 車両用構造部材の模式的な斜視図 車両用構造部材の衝突圧壊前の斜視図 車両用構造部材の衝突圧壊後の斜視図 四角形断面のステイ管の第１解析条件を示す車両用構造部材の平面図 四角形断面のステイ管の第２解析条件を示す車両用構造部材の平面図 四角形断面のステイ管の第３解析条件を示す車両用構造部材の平面図 変位と変形抵抗荷重の関係を示す模式的なグラフ 図４Ａ〜４Ｃの車両用構造部材に対応するエネルギー吸収効率を示すグラフ 六角形断面のステイ管の第１解析条件を示す車両用構造部材の平面図 六角形断面のステイ管の第２解析条件を示す車両用構造部材の平面図 図７Ａ，７Ｂの車両用構造部材に対応するエネルギー吸収効率を示すグラフ 八角形断面のステイ管の第１解析条件を示す車両用構造部材の平面図 八角形断面のステイ管の第２解析条件を示す車両用構造部材の平面図 八角形断面のステイ管の第３解析条件を示す車両用構造部材の平面図 図９Ａ〜９Ｃの車両用構造部材に対応するエネルギー吸収効率を示すグラフ 連続八角形断面のステイ管の第１解析条件を示す車両用構造部材の平面図 連続八角形断面のステイ管の第２解析条件を示す車両用構造部材の平面図 連続八角形断面のステイ管の第３解析条件を示す車両用構造部材の平面図 連続八角形断面のステイ管の第４解析条件を示す車両用構造部材の平面図 図１１Ａ〜１１Ｄの車両用構造部材に対応するエネルギー吸収効率を示すグラフ 連続円弧状断面のステイ管の解析条件を示す車両用構造部材の平面図 図１３の車両用構造部材に対応するエネルギー吸収効率を示すグラフ

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の各実施形態では、各部材の材質を例示して説明することがあるが、各部材の材質は特に限定されず、任意の材質に対して本発明は適用できる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の車両用構造部材の一例であるバンパーシステム１を取り付けた自動車（車両）２の斜視図である。バンパーシステム１は、自動車２の前方部分に取り付けられる。バンパーシステム１は、前方衝突の際に自動車２の本体部３を保護する役割を果たす。

図２は、バンパーシステム１の模式的な斜視図である。バンパーシステム１は、１つのバンパービーム１０と、クラッシュボックスを構成する２つのステイ管（管体）２０とを備える。

図１を併せて参照して、バンパービーム１０は、車幅方向に延びる四角筒状であり、その両端部１１，１２はわずかに車両後方へ向かって傾斜している。バンパービーム１０は、例えばアルミニウム合金の押出材を後加工によって両端部１１，１２を傾斜させてなる。

ステイ管２０は、車両の前後方向に軸線（中心軸）Ｌが延びるように配置された中空の管体である。ステイ管２０は、軸線Ｌに垂直な断面において、閉断面形状を有している。本実施形態では、ステイ管２０の閉断面形状は正方形であり、連続した４つの壁２１で構成されている。ステイ管２０の軸線Ｌ方向の一端部は、バンパービーム１０の両端部１１，１２の傾斜に合わせて切断されており、バンパービーム１０の両端部１１，１２に溶接されている。ステイ管２０の他端部は自動車２の本体部３に溶接されている。本実施形態では、ステイ管２０は、アルミニウム合金の押出材である。

図３Ａはバンパーシステム１の衝突圧壊前の斜視図であり、図３Ｂはバンパーシステム１の衝突圧壊後の斜視図である。図３Ａ，３Ｂでは、ステイ管２０と、バンパービーム１０の一部と、自動車２（図１参照）の本体部３の一部が示されている。図３Ａでは、衝突によってステイ管２０に加えられる軸線Ｌ方向の衝撃荷重が概念的に矢印で示されている。図１，２では、ステイ管２０の一端面が軸線Ｌに対して傾斜したものを例示しているが、図３ではより簡易な形状として、ステイ管２０の一端面が軸線Ｌに対して垂直なものを例示している。この形状の差はステイ管２０の圧壊特性に大きな影響を及ぼさず、以下に示すエネルギー吸収効率の観点からは両者は概ね同じものとして扱うことができる。

図４Ａ〜４Ｃは、それぞれ第１〜第３の解析条件を示すステイ管２０の平面図である。図４Ａ〜４Ｃのステイ管２０は、縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍの正方形状の外形を有しており、以下の解析上、斜線を付した部分の厚みがそれ以外の部分の厚み以上にされている。

図５は、変位ｘと変形抵抗荷重Ｐの関係を示す模式的なグラフである。変位ｘは、ステイ管２０の車両前後方向（軸線Ｌ方向）の変形量を示す値である。変形抵抗荷重Ｐは、ステイ管２０を圧縮して変形させる際に必要となる抵抗荷重である。変形抵抗荷重Ｐは、一般に図５に示すように、衝突初期（変位ｘ＝０近傍）に大きな極大値をとり、以降振動する。なお、図５は、説明のための模式的なグラフであり、詳細については実際のものとは異なり得る。

続けて図５を参照して、エネルギー吸収効率Ｅ（％）の算出方法を説明する。衝突初期より後の変形抵抗荷重Ｐのうち、最も大きい変形抵抗荷重をＰｍａｘとする。衝突初期とは、初期荷重が極小値をとるまでをいう。特に、初期荷重が極小値をとったときの変位をｘ１とすると、変位ｘが０からｘ１までのことをいう。この変位ｘ１から任意の変位ｘ２において、エネルギー吸収効率Ｅが１００％となる理想的なエネルギー吸収量Ｅ１は破線の矩形領域の面積で表され、即ち理想的なエネルギー吸収量Ｅ１は以下の式（１）で表される。

変位ｘ１から変位ｘ２までの実際のエネルギー吸収量Ｅ２は、図５の斜線領域の面積で表され、即ち以下の式（２）で表される。

エネルギー吸収効率Ｅ（％）は、理想的なエネルギー吸収量Ｅ１と、実際のエネルギー吸収量Ｅ２とを用いて以下の式（３）で表される。

図５のグラフでは、太線で示す曲線と細線で示す曲線のエネルギー吸収効率Ｅを比較すると、太線で示す曲線の方がエネルギー吸収効率Ｅが高い。すなわち、変位ｘに対して変形抵抗荷重Ｐを高位平準化することでエネルギー吸収効率Ｅを高めることができる。本実施形態では、図４Ａに示すように斜線を付していない部分の厚みと、斜線を付した部分の厚みとに差を設けることで、エネルギー吸収効率Ｅを高めることができることを以下の解析で確認した。具体的には、図４Ａ〜４Ｃにおいて、斜線を付していない部分の厚みを１．８ｍｍとし、斜線を付した部分の厚みを１．８ｍｍから徐々に大きくした場合に、このエネルギー吸収効率Ｅがどう変化するかを以下のように解析した。

図６は、図４Ａ〜４Ｃのステイ管２０を図３Ａ，３Ｂに示すように軸線Ｌ方向に圧壊させた際のエネルギー吸収効率Ｅの解析結果を示すグラフである。グラフの横軸は板厚比Ｒを示し、縦軸はエネルギー吸収効率Ｅを示している。板厚比Ｒとは、図４Ａ〜４Ｃにおいて、斜線を付していない部分の厚みに対する斜線を付した部分の厚みの増加割合である。本実施形態では、斜線を付していない部分の厚みを１．８ｍｍとしているため、例えば板厚比Ｒ＝５０％は、斜線を付した部分の厚みを、斜線を付していない部分の厚みに対して５０％増やして２．７ｍｍとしていることを示す。解析上では、板厚比Ｒを０％から５５％程度まで変化させている。

好ましくは、斜線を付した部分の厚みは、斜線を付していない部分の厚みの２倍よりも小さい。即ち、板厚比Ｒは、１００％よりも小さいことが好ましい。このようにステイ管２０の差厚比に上限を設けることで、ステイ管２０の各部において耐荷重性能に大きな差が生じない。換言すれば、仮にステイ管２０の差厚比に上限がなく、差厚が大きくなり過ぎると、ステイ管２０の耐荷重性能が各部において著しく異なるものとなり、軸線Ｌ方向の衝撃荷重によってステイ管２０の一部のみが損壊し、ステイ管２０が軸線Ｌ方向に対して倒れるように折れ、耐荷重性能が大幅に低下するおそれがある。従って、これを防止するため、軸線Ｌ方向の耐荷重性能を維持する程度に差厚比に上限を設けることが好ましい。これは、以降の実施形態でも同様である。

図６を見ると、図４Ａのステイ管２０のエネルギー吸収効率Ｅが相対的に高いことがわかる。図４Ａの本実施形態のステイ管２０において、閉断面形状である１部屋の四角形を構成する壁２１の連続した一部（斜線を付していない部分）を第１の厚みｔ１を有する第１部分２１ａとし、第１部分２１ａ以外のその他の連続した部分（斜線を付した部分）を第２の厚みｔ２を有する第２部分２１ｂとする。具体的には、当該四角形を構成する４壁のうち半分の連続した２壁が第１部分２１ａとなっており、残り半分の連続した２壁が第２部分２１ｂとなっている。

図４Ａに示すステイ管２０を有する本実施形態のバンパーシステム１によれば、以下の利点がある。

ステイ管２０を構成する壁２１に差厚が設けられていることで、軸線Ｌ方向の変形抵抗荷重Ｐを部分的に変化させることができる。また、第２部分２１ｂは、四角形の１部屋を構成する壁２１のうち、連続して半分以上（本実施形態では半分）を占めることで、この変形抵抗荷重Ｐの変化をより顕著なものにすることができる。ここで、「連続して半分以上」とは、壁２１の数または長さを基準とするものである。

この変形抵抗荷重Ｐは、車両が衝突した際の変形過程で一定の値をとるのではなく、変形量に応じて振動することが知られている（図５参照）。そして、ステイ管２０全体の変形抵抗荷重Ｐは、各部の変形抵抗荷重Ｐを合算したものと概ね捉えることができる。上記構成では、第１部分２１ａと第２部分２１ｂに差厚を設けることで、第１部分２１ａと第２部分２１ｂの変形抵抗荷重Ｐの波形の振動周期をずらし、波形のピーク値がずれるようにしている。従って、これらの波形を合算した際、振動のピーク値が重ならず、合算波形の振幅を小さくできる。つまり、第１部分２１ａと第２部分２１ｂに差厚を設けることで、ステイ管２０全体としての変形抵抗荷重Ｐの振動を抑制できる。このようにして変形抵抗荷重Ｐの波形の振動を抑制できるため、変形抵抗荷重Ｐの波形が高位安定し、エネルギー吸収効率Ｅが向上する。本実施形態のように、ステイ管２０が押出材である場合、第１部分２１ａと第２部分２１ｂに差厚を設けることは、材料を押し出す際の厚みを変えることで容易に可能であるため、製造工数が増加することもない。従って、ステイ管２０が製造された後にビードまたは切欠き等を設けるいわゆる後加工と比較し、製造工数および製造コストを低減できる。

また、ステイ管２０の正方形断面を構成する４壁のうち半分の２壁を相対的に薄い第１部分２１ａとし、残りの半分の２壁を相対的に厚い第２部分２１ｂとすることで、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの大きさが概ね等しくなる。そのため、それぞれの変形抵抗荷重Ｐを均等に合算できる。従って、第１部分２１ａと第２部分２１ｂの変形抵抗荷重Ｐの合算波形の振幅を、平均化でき、合算波形の振幅を安定して小さくできる。

（第２実施形態）
図７Ａ，７Ｂは、第１実施形態とは形状の異なるステイ管２０を示している。特に図７Ｂに示す第２実施形態のステイ管２０は、断面形状以外、第１実施形態のステイ管２０と実質的に同じである。従って、第１実施形態にて示した構成と同じ部分については第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

図７Ａ，７Ｂは、それぞれ第１，第２の解析条件を示すステイ管２０の平面図である。図７Ａ，７Ｂのステイ管２０は、外寸が縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍの六角形状であり、解析上、斜線を付した部分の厚みがそれ以外の部分の厚み以上にされている。本実施形態でも第１実施形態と同様に、斜線を付していない部分の厚みを１．８ｍｍとし、斜線を付した部分の厚みを１．８ｍｍから徐々に大きくした場合にエネルギー吸収効率がどう変化するかを解析した。

図８は、図７Ａ，７Ｂのステイ管２０にそれぞれ対応するエネルギー吸収効率Ｅを示すグラフである。グラフの横軸は板厚比Ｒを示し、縦軸がエネルギー吸収効率Ｅを示している。図８を見ると、図７Ｂのステイ管２０のエネルギー吸収効率Ｅが相対的に高いことがわかる。図７Ｂの本実施形態のステイ管２０において、閉断面形状である１部屋の六角形を構成する壁２１の連続した一部（斜線を付していない部分）を第１の厚みｔ１を有する第１部分２１ａとし、第１部分２１ａ以外のその他の連続した部分（斜線を付した部分）を第１の厚みｔ１よりも大きい第２の厚みｔ２を有する第２部分２１ｂとする。具体的には、当該六角形を構成する６壁のうち半分の連続した３壁が第１部分２１ａとなっており、残り半分の連続した３壁が第２部分２１ｂとなっている。

図７Ｂに示すステイ管２０を有する本実施形態のバンパーシステム１の利点は、第１実施形態と同じである。

（第３実施形態）
図９Ａ〜９Ｃは、第１，第２実施形態とは形状の異なるステイ管２０を示している。特に図９Ｃに示す第３実施形態のステイ管２０は、断面形状以外、第１実施形態のステイ管２０と実質的に同じである。従って、第１実施形態にて示した構成と同じ部分については第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

図９Ａ〜９Ｃは、それぞれ第１〜第３の解析条件を示すステイ管２０の平面図である。図９Ａ〜９Ｃのステイ管２０は、外寸が縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍの八角形状（詳細には正八角形状）であり、解析上、斜線を付した部分の厚みがそれ以外の部分の厚み以上にされている。本実施形態でも第１実施形態と同様に、斜線を付していない部分の厚みを１．８ｍｍとし、斜線を付した部分の厚みを１．８ｍｍから徐々に大きくした場合にエネルギー吸収効率がどう変化するかを解析した。

図１０は、図９Ａ〜９Ｃのステイ管２０にそれぞれ対応するエネルギー吸収効率Ｅを示すグラフである。グラフの横軸は板厚比Ｒを示し、縦軸がエネルギー吸収効率Ｅを示している。図１０を見ると、図９Ｃのステイ管２０のエネルギー吸収効率Ｅが相対的に高いことがわかる。図９Ｃの本実施形態のステイ管２０において、閉断面形状である１部屋の八角形を構成する壁２１の連続した一部（斜線を付していない部分）を第１の厚みｔ１を有する第１部分２１ａし、第１部分２１ａ以外のその他の連続した部分（斜線を付した部分）を第１の厚みｔ１よりも大きい第２の厚みｔ２を有する第２部分２１ｂとする。具体的には、当該八角形を構成する８壁のうち半分の連続した４壁が第１部分２１ａとなっており、残り半分の連続した４壁が第２部分２１ｂとなっている。

図９Ｃに示すステイ管２０を有する本実施形態のバンパーシステム１の利点は、第１実施形態と同じである。

（第４実施形態）
図１１Ａ〜１１Ｄは、第１〜第３実施形態とは形状の異なるステイ管２０を示している。特に図１１Ｃ，１１Ｄに示す第４実施形態のステイ管２０は、断面形状以外、第１実施形態のステイ管２０と実質的に同じである。従って、第１実施形態にて示した構成と同じ部分については第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

図１１Ａ〜１１Ｄは、それぞれ第１〜第４の解析条件を示すステイ管２０の平面図である。図１１Ａ〜１１Ｄのステイ管２０は、壁２１の一つである仕切壁２２を介して２部屋に分けられた形状を有し、具体的には２つの同一の八角形（詳細には正八角形）が仕切壁２２を共有してなる形状である。また、外寸は縦５０ｍｍかつ横１００ｍｍであり、詳細には各八角形の外寸が縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍである。解析上、斜線を付した部分の厚みがそれ以外の部分の厚み以上にされている。本実施形態でも第１実施形態と同様に、斜線を付していない部分の厚みを１．８ｍｍとし、斜線を付した部分の厚みを１．８ｍｍから徐々に大きくした場合にエネルギー吸収効率がどう変化するかを解析した。

図１２は、図１１Ａ〜１１Ｄのステイ管２０にそれぞれ対応するエネルギー吸収効率Ｅを示すグラフである。グラフの横軸は板厚比Ｒを示し、縦軸がエネルギー吸収効率Ｅを示している。図１２を見ると、図１１Ｃ，１１Ｄのステイ管２０のエネルギー吸収効率Ｅが相対的に高くなっている範囲がある。

図１１Ｃ，Ｄの本実施形態のステイ管２０において、閉断面形状である２部屋の連続八角形を構成する壁２１の連続した一部（斜線を付していない部分）を第１の厚みｔ１を有する第１部分２１ａとし、第１部分２１ａ以外であり、その他の１つ（図１１Ｄ参照）または２つ（図１１Ｃ参照）の連続した部分（斜線を付した部分）をそれぞれ第１の厚みｔ１よりも大きい第２の厚みｔ２を有する第２部分２１ｂとする。具体的には、当該２つの八角形を構成する１５壁のうち半分の７壁または８壁が第１部分２１ａとなっており、残り半分の７壁が第２部分２１ｂとなっている。なお、本実施形態のように壁２１の数が奇数のときの「半分」とは、壁２１の数の半分から０．５多いまたは０．５少ない数をいう。図１１Ｄでは、仕切壁２２で分けられた上記２部屋のうち１部屋を画定する８壁が第１部分２１ａとなっている。

図１１Ｃ，１１Ｄに示すステイ管２０を有する本実施形態のバンパーシステム１の利点は、第１実施形態と同じである。

追加的には、図１１Ｄを参照して、仕切壁２２で分けられた上記２部屋のうち１部屋を画定する第１部分２１ａが残りの第２部分２１ｂよりも薄いことで、変形抵抗荷重Ｐの波形の振動周期のずれを大きくし、変形抵抗荷重Ｐの波形の振幅を一層小さくできる。

また、図１２を参照して、特に板厚比Ｒが３０％以下の範囲では、図１１Ｃ，１１Ｄに示すステイ管２０のエネルギー吸収効率Ｅが高い。すなわち、第２の厚みｔ２は、第１の厚みｔ１の１．３倍より小さい範囲では、図１１Ｃ，１１Ｄに示すステイ管２０のエネルギー吸収効率Ｅが高い。そして、これは、本実施形態に限らず、その他の実施形態でも同じことがいえる。

（第５実施形態）
図１３に示す第５実施形態のステイ管２０は、第１〜第４実施形態とは異なる形状を有している。本実施形態のバンパーシステム１のステイ管２０は、断面形状以外、第１実施形態のバンパーシステム１のステイ管２０と実質的に同じである。従って、第１実施形態にて示した構成と同じ部分については第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

図１３は、解析条件を示すステイ管２０の平面図である。ステイ管２０は、壁２１の一つである仕切壁２２を介して２部屋に分けられた形状を有し、具体的には２つの同一の円弧が仕切壁２２を共有してなる形状である。詳細には、半径３０ｍｍの円が中心間距離４０ｍｍで結合され、その外寸が縦６０ｍｍかつ横１００ｍｍである。解析上、斜線を付した部分の厚みがそれ以外の部分の厚み以上にされている。本実施形態では、斜線を付していない部分の厚みを１．８ｍｍとし、斜線を付した部分の厚みを１．８ｍｍから徐々に大きくした場合にエネルギー吸収効率がどう変化するかを解析した。

図１４は、図１３のステイ管２０にそれぞれ対応するエネルギー吸収効率Ｅを示すグラフである。グラフの横軸は板厚比Ｒを示し、縦軸がエネルギー吸収効率Ｅを示している。図１４を見ると、板厚比Ｒが０より大きい範囲では、ステイ管２０のエネルギー吸収効率Ｅが板厚比０のときよりも高くなっていることがわかる。従って、図１３に示す本実施形態のステイ管２０のように壁２１に差厚を設けることで、エネルギー吸収効率Ｅを向上できることが確認できた。

以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、ステイ管２０の断面形状は、上記に限定されず、２つの同一の四角形が互いに一辺を共有してなる形状であってもよい。また、図１を参照して、本発明の車両用構造部材としてサイドメンバー４等も採用し得る。

１ バンパーシステム（車両用構造部材）
２ 自動車（車両）
３ 本体部
４ サイドメンバー
１０ バンパービーム
１１，１２ 両端部
２０ ステイ管（管体）
２１ 壁
２１ａ 第１部分
２１ｂ 第２部分
２２ 仕切壁

Claims (10)

1. 軸線方向に延びる中空の管体を備え、
   前記軸線に垂直な前記管体の断面の形状は、少なくとも１部屋を有する閉断面形状であり、
   前記閉断面形状を構成する壁は、第１の厚みを有する少なくとも１つの連続した第１部分と、第１の厚みよりも大きい第２の厚みを有する少なくとも１つの第２部分とを有し、
   前記第２部分は、１部屋を構成する壁のうち、連続して半分以上を占める、車両用構造部材。
2. 前記管体の前記閉断面形状は、四角形である、請求項１に記載の車両用構造部材。
3. 前記管体の前記閉断面形状は、六角形である、請求項１に記載の車両用構造部材。
4. 前記管体の前記閉断面形状は、八角形である、請求項１に記載の車両用構造部材。
5. 前記管体の前記閉断面形状を構成する壁のうち半分が前記第１部分であり、残りの半分が前記第２部分である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
6. 前記管体の前記閉断面形状は、２つの同一の八角形が仕切壁を共有してなる形状である、請求項１に記載の車両用構造部材。
7. 前記管体の前記閉断面形状は、２つの同一の円弧が仕切壁を共有してなる形状である、請求項１に記載の車両用構造部材。
8. 前記管体の前記閉断面形状は、前記仕切壁を介して２部屋に分けられており、
   前記２部屋のうち１部屋を画定する部分が前記第１部分であり、残りの部分が前記第２部分である、請求項６または請求項７に記載の車両用構造部材。
9. 前記第２の厚みは、前記第１の厚みの２倍より小さい、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
10. 前記第２の厚みは、前記第１の厚みの１．３倍以下である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の車両用構造部材。

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