JP2023170762A - 自動車用エネルギ吸収部材 - Google Patents

Abstract

【課題】優れたエネルギ吸収効率を発揮可能な自動車用エネルギ吸収部材を提供する。【解決手段】この自動車用エネルギ吸収部材２０は、所定方向からみたときに、サブフレーム１６に連結される連結部４１と、連結部４１よりも前方に設けられる第１屈曲点４２を介して前方に延びる第１アーム部４３と、第１アーム部４３の先端から、第２屈曲点４４を介して前方に向けて延びる第２アーム部４５と、第２アーム部４５の先端から、第３屈曲点４６を介して前方に延びる第３アーム部４７と、第３アーム部４７の先端から、第４屈曲点４８を介して前方に向けて延びる第４アーム部４９と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車用エネルギ吸収部材に関する。

自動車用エネルギ吸収部材として、特許文献１に開示されているような、サブフレームの前端部から車体前方に向けて延出された後半部分と、後半部分から車体前方に向けて延出された前半部分と、を備えた構造が知られている。後半部分はプレス成形部材で形成された部分であり、前半部分は中空パイプ成形部材で形成された部分である。

このエネルギ吸収部材によれば、簡単な構成で衝突時の衝撃エネルギを効果的に吸収することができるとともに、所定形状のサスペンションフレームを軽量かつ安価に製造することが可能であるとされている。

特開２００２－２００９８８号公報

しかしながら、近年、エネルギ吸収部材を軽量に構成しながらも、高いエネルギ吸収性能を安定的に確保できる技術の実用化が求められている。換言すれば、単位重量あたりのエネルギ吸収量であるエネルギ吸収効率が高い自動車用エネルギ吸収部材が求められている。
そこで、本発明は、優れたエネルギ吸収効率を発揮可能な自動車用エネルギ吸収部材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
（１）本発明の一態様は、前方に向けて延びるように自動車のサブフレームに取り付けられる自動車用エネルギ吸収部材であって、所定方向からみたときに、前記サブフレームに連結される連結部と、前記連結部よりも前方に設けられる第１屈曲点を介して前方に延びる第１アーム部と、前記第１アーム部の先端から、第２屈曲点を介して前方に向けて延びる第２アーム部と、前記第２アーム部の先端から、第３屈曲点を介して前方に延びる第３アーム部と、前記第３アーム部の先端から、第４屈曲点を介して前方に向けて延びる第４アーム部と、を備えることを特徴とする自動車用エネルギ吸収部材である。
（２）上記（１）の自動車用エネルギ吸収部材は、金属材料から形成されていることが好ましい。
（３）上記（１）または（２）に記載の自動車用エネルギ吸収部材において、前記第１屈曲点は、前記第３屈曲点に比べて屈曲し難く形成され、前記第２屈曲点は、前記第４屈曲点に比べて屈曲し難く形成されていることが好ましい。
（４）上記（３）の自動車用エネルギ吸収部材において、前記第２アーム部における前記第２屈曲点から２０ｍｍ離間した位置の断面係数が、前記第２アーム部における前記第３屈曲点から２０ｍｍ離間した位置の断面係数よりも大きいことが好ましい。
（５）上記（３）の自動車用エネルギ吸収部材において、前記第２アーム部における前記第２屈曲点から２０ｍｍ離間した位置のビッカース硬さが、前記第２アーム部における前記第３屈曲点から２０ｍｍ離間した位置のビッカース硬さよりも大きいことが好ましい。
（６）上記（１）から（５）のいずれかの自動車用エネルギ吸収部材において、前記サブフレームに最も近い屈曲点である基端側屈曲点では、前記第１アーム部に比べて断面係数が１．２倍以上であることが好ましい。
（７）上記（１）から（５）のいずれかの自動車用エネルギ吸収部材において、前記サブフレームに最も近い屈曲点である基端側屈曲点では、前記第１アーム部に比べてビッカース硬さが１．２倍以上であることが好ましい。
（８）上記（１）から（７）のいずれかの自動車用エネルギ吸収部材において、（Ａ１）前記第１屈曲点の屈曲角度が９０度超１７５度未満、（Ａ２）前記第２屈曲点の屈曲角度が９０度超１７５度未満、（Ａ３）前記第３屈曲点の屈曲角度が９０度超１７５度未満、及び、（Ａ４）前記第４屈曲点の屈曲角度が９０度超１７５度未満、の少なくとも一つを満たすことが好ましい。
（９）上記（１）から（８）のいずれかの自動車用エネルギ吸収部材において、前記第３アーム部の長さをＬ_３、前記第３アーム部の車幅方向長さをＷ_３としたとき、前記第４アーム部の長さＬ_４は、（Ｌ_３－Ｗ_３）以上且つ、（Ｌ_３ ^２＋Ｗ_３ ^２）^１／２以下であることが好ましい。
（１０）上記（１）から（９）のいずれかの自動車用エネルギ吸収部材において、前記第３屈曲点と、前記第４アーム部の先端との、車長方向の長さαが、２０ｍｍ超５００ｍｍ未満であることが好ましい。
（１１）上記（１）から（１０）のいずれかの自動車用エネルギ吸収部材において、（Ｂ１）前記第１屈曲点における厚さは、前記連結部における厚さ又は前記第１アーム部における厚さよりも１０％以上大きい、（Ｂ２）前記第２屈曲点における厚さは、前記第２アーム部における厚さ又は前記第２アーム部における厚さよりも１０％以上大きい、（Ｂ３）前記第３屈曲点における厚さは、前記第３アーム部における厚さ又は前記第３アーム部における厚さよりも１０％以上大きい、及び、（Ｂ４）前記第４屈曲点における厚さは、前記第４アーム部における厚さ又は前記第４アーム部における厚さよりも１０％以上大きい、の少なくとも一つを満たすことが好ましい。

本発明によれば、前方からの衝突時にエネルギ吸収部材を少なくとも４つの屈曲点で変形させることができるため、優れたエネルギ吸収効率を発揮することができる。

本発明の一実施形態に係るエネルギ吸収部材を備えた自動車を下方からみた底面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収部材を説明するための底面図である。 図２のＩ－Ｉ線に沿って得られる断面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収部材が前面衝突により変形した状態を説明するための底面図である。 同実施形態に係るエネルギ吸収部材を備えた自動車が前面衝突により変形した状態を示す底面図である。 比較例のエネルギ吸収部材を説明するための底面図である。 比較例のエネルギ吸収部材が前面衝突により変形した状態を説明するための底面図である。

以下、本発明の実施形態に係る自動車用エネルギ吸収部材を図面に基づいて説明する。なお、図面において、矢印ＦＲは自動車の前方、矢印ＵＰは自動車の上方、矢印ＬＨは自動車の左側方を示す。また、自動車の前方向を車体前方（又は単に前方）、自動車の後方向を車体後方（又は単に後方）、自動車の前後方向を車体前後方向、自動車の幅方向を車幅方向として説明する。

（自動車１０）
図１は、本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０を備えた自動車１０を下方からみた底面図である。
図１に示すように、自動車１０は、車体の前部において、例えば、一対のフロントサイドフレーム１２と、サブフレーム１６と、一対の自動車用エネルギ吸収部材２０と、を備えている。
一対のフロントサイドフレーム１２は、エンジンルーム１３の車幅方向の外側に配置され、車体前後方向に延びている。一対のフロントサイドフレーム１２の前端部には、クラッシュボックスを介してフロントバンパビーム１５が車幅方向に延びるように架け渡されている。一対のフロントサイドフレーム１２は、例えば、前面衝突により先端部分が車体後方に潰されることにより、衝撃エネルギの一部を吸収する。

一対のフロントサイドフレーム１２及び駆動源２４（例えば、エンジン／トランスミッションユニット）の下部にはサブフレーム１６が設けられている。
このサブフレーム１６において、前端部１６ａに一対の自動車用エネルギ吸収部材２０が取り付けられる。尚、サブフレーム１６の車幅方向の側端部１６ｂには、前輪１８をそれぞれ支持する一対のサスペンションアーム１７が連結されている。
一対のエネルギ吸収部材２０は、概ね左右対称に形成された部材である。よって、以下、一対のエネルギ吸収部材２０の各構成部に同じ符号を付し、左側のエネルギ吸収部材２０を本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０（エネルギ吸収部材２０と略記する場合がある）として説明し、右側のエネルギ吸収部材２０の説明を省略する。

（エネルギ吸収部材２０）
エネルギ吸収部材２０は、車体前方に向けて延びるように自動車１０に取り付けられる。詳細には、後端（後述する連結部４１）がサブフレーム１６に連結され、且つ、先端（後述する第４アーム部４９）が、車幅方向に延びるフロントロアバンパビーム２２に連結されることにより、エネルギ吸収部材２０は自動車１０に取り付けられる。
尚、エネルギ吸収部材２０は、先端が不図示のブラケットを介してフロントサイドフレーム１２の先端に連結される態様で自動車１０に取り付けられてもよい。また、エネルギ吸収部材２０の先端は、ラジエータ、又は、バンパ以外のビーム部品など、他の部材に取り付けられてもよい。

図２は、エネルギ吸収部材２０をより詳細に説明するための底面図であり、図３は、図２のＩ－Ｉ線に沿って得られる断面図である。
図２及び図３に示すように、エネルギ吸収部材２０は、中空矩形断面を連続的に有する長尺部材である。すなわち、エネルギ吸収部材２０は、内側縦壁３１と、外側縦壁３２と、頂部３３と、底部３４と、第１湾曲角部３５と、第２湾曲角部３６と、第３湾曲角部３７と、第４湾曲角部３８と、を有する。
内側縦壁３１および外側縦壁３２は、車幅方向において間隔をあけて配置されている。頂部３３および底部３４は、上下方向において間隔をあけて配置されている。第１湾曲角部３５は、内側縦壁３１および頂部３３が交差する部位である。第２湾曲角部３６は、内側縦壁３１および底部３４が交差する部位である。第３湾曲角部３７は、外側縦壁３２および底部３４が交差する部位である。第４湾曲角部３８は、外側縦壁３２および頂部３３が交差する部位である。
尚、本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０は矩形の閉断面形状を有しているが、エネルギ吸収部材２０は円形、楕円形、又は、多角形の閉断面形状を有してもよい。
また、エネルギ吸収部材２０の内部には別部材が詰められてもよい。

エネルギ吸収部材２０は、例えば、金属管をハイドロフォーミング加工することによって、又は、金属板をプレス加工することによって、得ることができる。
エネルギ吸収部材２０の材質としては、鋼、アルミ、又はアルミニウム合金などの金属材料が例示される。
エネルギ吸収部材２０は、軽量化の観点から引張り強さが５９０ＭＰａ以上であることが好ましく、９８０ＭＰａ以上であることがより好ましい。

図２に示すように、本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０は、連結部４１と、第１アーム部４３と、第２アーム部４５と、第３アーム部４７と、第４アーム部４９と、を備える。
より詳細には、エネルギ吸収部材２０では、車体前方に向かって連結部４１、第１屈曲点４２、第１アーム部４３、第２屈曲点４４、第２アーム部４５、第３屈曲点４６、第３アーム部４７、第４屈曲点４８、および第４アーム部４９がこの順番で連続して形成されている。
尚、連結部４１と、第１アーム部４３と、第２アーム部４５と、第３アーム部４７と、第４アーム部４９は、単一の部材を加工することで一体化した構成であってもよく、別個の二以上の部材を溶接等により接続した構成であってもよい。
以下、それぞれの構成について説明する。

（連結部４１）
連結部４１は、その基端がサブフレーム１６の前端部１６ａに溶接により固定されている。固定する手段としては、溶接の代わりに、ボルト、ナットなどの締結部材を採用してもよい。
連結部４１は、サブフレーム１６の前端部１６ａから車体前方に向けて延びるように取り付けられる。連結部４１は、例えば、平面視において、先端に比べて基端が車幅方向において幅広に形成されている。
連結部４１の前方には、第１屈曲点４２を介して第１アーム部４３が連続して形成されている。

（第１アーム部４３）
第１アーム部４３は、第１屈曲点４２から車体前方に向かうにしたがって車幅方向外側に向けて傾斜するように延びている。
第１アーム部４３は、第１屈曲点４２における断面と概ね同じ断面を有している。
第１アーム部４３の先端には、第２屈曲点４４を介して第２アーム部４５が連続して形成されている。

（第２アーム部４５）
第２アーム部４５は、第２屈曲点４４から車体前方に向けて延びている。
第２アーム部４５は、第２屈曲点４４における断面と概ね同じ断面を有している。
第２アーム部４５の先端には、第３屈曲点４６を介して第３アーム部４７が連続して形成されている。

（第３アーム部４７）
第３アーム部４７は、第３屈曲点４６から車体前方に向かうにしたがって車幅方向外側に向けて傾斜するように延びている。
第３アーム部４７は、第３屈曲点４６における断面と概ね同じ断面を有している。
第３アーム部４７の先端には、第４屈曲点４８を介して第４アーム部４９が連続して形成されている。

（第４アーム部４９）
第４アーム部４９は、第４屈曲点４８から車体前方に向けて延びている。
第４アーム部４９は、第４屈曲点４８における断面と概ね同じ断面を有している。
第４アーム部４９の先端４９ａ（すなわち、エネルギ吸収部材２０の先端）には、フロントロアバンパビーム２２が車幅方向に延びるように取り付けられている。

（屈曲点）
第１屈曲点４２と第３屈曲点４６は、エネルギ吸収部材２０を平面視したときに、車幅方向の外側の端縁が１７５度未満の屈曲角度θ１、θ３で屈曲している箇所である。換言すると、エネルギ吸収部材２０は、第１屈曲点４２及び第３屈曲点４６において、車幅方向内側に向けて突出するように屈曲されている。
一方、第２屈曲点４４と第４屈曲点４８は、エネルギ吸収部材２０を平面視したときに、車幅方向の内側の端縁が１７５度未満の屈曲角度θ２、θ４で屈曲している箇所である。換言すると、エネルギ吸収部材２０は、第２屈曲点４４と第４屈曲点４８において、車幅方向外側に向けて突出するように屈曲されている。

屈曲角度θ１～θ４は下記のように定義される。
第１屈曲点４２の屈曲角度θ１は、連結部４１の車幅方向の外側の端縁を直線近似して得られる仮想線と、第１アーム部４３の車幅方向の外側の端縁を直線近似して得られる仮想線とが成す車幅方向の外側の角度である。
第２屈曲点４４の屈曲角度θ２は、第１アーム部４３の車幅方向の内側の端縁を直線近似して得られる仮想線と、第２アーム部４５の車幅方向の内側の端縁を直線近似して得られる仮想線とが成す車幅方向の内側の角度である。
第３屈曲点４６の屈曲角度θ３は、第２アーム部４５の車幅方向の外側の端縁を直線近似して得られる仮想線と、第３アーム部４７の車幅方向の外側の端縁を直線近似して得られる仮想線とが成す車幅方向の外側の角度である。
第４屈曲点４８の屈曲角度θ４は、第３アーム部４７の車幅方向の内側の端縁を直線近似して得られる仮想線と、第４アーム部４９の車幅方向の内側の端縁を直線近似して得られる仮想線とが成す車幅方向の内側の角度である。

尚、連結部４１は、第１屈曲点４２よりも基端側、すなわち、サブフレーム１６に近位の部位に、一つ以上の更なる屈曲点を有してもよい。ただし、屈曲角度が１７５度以上である場合には屈曲点として見做さない。
本明細書においては、エネルギ吸収部材２０のうち、サブフレーム１６に対し最も近位である屈曲点を、「基端側屈曲点」と呼ぶ場合がある。

このように、本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０は、車体後方から車体前方へ向けて４か所に屈曲方向が順に異なる第１屈曲点４２、第２屈曲点４４、第３屈曲点４６、および第４屈曲点４８を備えている。
また、エネルギ吸収部材２０は、第１屈曲点４２および第３屈曲点４６では、車幅方向内側に向けて突出するように屈曲され、第２屈曲点４４および第４屈曲点４８では、車幅方向外側に向けて突出するように屈曲されている。すなわち、エネルギ吸収部材２０は、第１屈曲点４２および第３屈曲点４６と、第２屈曲点４４および第４屈曲点４８とにおいて、それぞれ車幅方向反対側に屈曲されている。
従って、前面衝突の際に車体前方から第４アーム部４９の先端４９ａに衝撃荷重が入力されると、エネルギ吸収部材２０は、第１屈曲点４２および第３屈曲点４６で車幅方向内側に向けて更に屈曲し、且つ、第２屈曲点４４および第４屈曲点４８で車幅向外側に向けて更に屈曲する。

（作用効果）
つぎに、エネルギ吸収部材２０による衝撃エネルギの吸収性能について説明する。
まず、本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０で前面衝突による衝撃エネルギを吸収する例を図４及び図５に基づいて説明する。

図４は、エネルギ吸収部材２０が前面衝突により変形した状態を説明するための底面図である。
図５は、エネルギ吸収部材２０を備えた自動車１０が前面衝突により変形した状態を示す底面図である。

図４に示すように、エネルギ吸収部材２０は、前面衝突による衝撃エネルギＥ１を、第１屈曲点４２、第２屈曲点４４、第３屈曲点４６、及び、第４屈曲点４８における変形によって吸収する。
より詳細には、エネルギ吸収部材２０は、第１屈曲点４２と第３屈曲点４６において車幅方向内側に向けて屈曲し、第２屈曲点４４と第４屈曲点４８において車幅方向外側に向けて屈曲する。
これらの変形によって、エネルギ吸収部材２０は、後方においては、連結部４１、第１アーム部４３、および、第２アーム部４５が概ねＺ状に屈曲され、且つ、前方においては、第２アーム部４５、第３アーム部４７、および、第４アーム部４９が概ねＺ状に屈曲される。

このように、エネルギ吸収部材２０に車体前方へ向けて屈曲方向が順に異なる偶数個の屈曲点（第１屈曲点４２から第４屈曲点４８）を備えることにより、エネルギ吸収部材２０の全体を好適に屈曲させることができ、高いエネルギ吸収性能を安定的に確保できる。
従って、図５に示すように、サブフレーム１６や駆動源２４等の車体後方への移動量を好適に抑えることができ、エンジンルーム１３側の部材等が車室側に侵入することを抑えることができる。

また、エネルギ吸収部材２０を４か所に第１屈曲点４２、第２屈曲点４４、第３屈曲点４６、および第４屈曲点４８を備えるだけの簡素な構成にできる。よって、エネルギ吸収部材２０は、優れたエネルギ吸収効率を発揮することができる。

（好適な態様）
エネルギ吸収部材２０において、更に優れたエネルギ吸収効率を発揮するためには、後方側エネルギ吸収部５２よりも先に、前方側エネルギ吸収部５４を変形させることが好ましい。
図２に示すように、後方側エネルギ吸収部５２は、連結部４１から第２アーム部４５の途中４５ａまでの部位であり、前方側エネルギ吸収部５４は、第２アーム部４５の途中４５ａから第４アーム部４９までの部位である。

このように、前方側エネルギ吸収部５４が先行して変形する場合、前方側エネルギ吸収部５４に含まれる第３屈曲点４６の近傍の部位は、ストローク初期において、図５に示されるように、フロントロアバンパビーム２２に干渉するように変形する。
そして、ストローク後期においては、第３屈曲点４６の近傍の部位を支点として後方側エネルギ吸収部５２の変形が進行する。
従って、エネルギ吸収部材２０の全体を好適な順序で屈曲させることによって、更に優れたエネルギ吸収効率を発揮することができる。

後方側エネルギ吸収部５２よりも先に前方側エネルギ吸収部５４を変形させるためには、後方側エネルギ吸収部５２に存在する第１屈曲点４２は、前方側エネルギ吸収部５４に存在する第３屈曲点４６に比べて屈曲し難く形成され、且つ、後方側エネルギ吸収部５２に存在する第２屈曲点４４は、前方側エネルギ吸収部５４に存在する第４屈曲点４８に比べて屈曲し難く形成されていることが好ましい。
ここで、屈曲点における「屈曲のし難さ」は、後方側エネルギ吸収部５２と前方側エネルギ吸収部５４との間で、断面形状や材料強度を異ならせることによって調整することができる。
断面形状や材料強度を部位ごとに異ならせる手段としては、差厚鋼管やテーラードブランクを利用することや、パッチ等の補強部材を取り付けることや、部分焼き入れなどの熱処理を行うことが挙げられる。

（断面係数）
後方側エネルギ吸収部５２よりも先に前方側エネルギ吸収部５４を変形させるための一つの方策として、後方側エネルギ吸収部５２を構成する部分の断面係数が、前方側エネルギ吸収部５４を構成する部分の断面係数よりも大きくなるように調整してもよい。
具体的には、後方側エネルギ吸収部５２の第２アーム部４５において、第２屈曲点４４の近傍での断面係数が、第３屈曲点４６の近傍での断面係数よりも大きい場合には、後方側エネルギ吸収部５２よりも先に前方側エネルギ吸収部５４が変形しやすくなり、高いエネルギ吸収性能をより安定的に確保することができる。
第２屈曲点４４の近傍での断面係数とは、厳密には、第２アーム部４５における、第２屈曲点４４から２０ｍｍ離間した位置における、第２アーム部４５の軸方向に垂直な断面の断面係数である。
第３屈曲点４６の近傍での断面係数とは、厳密には、第２アーム部４５における、第３屈曲点４６から２０ｍｍ離間した位置における、第２アーム部４５の軸方向に垂直な断面の断面係数である。
尚、後方側エネルギ吸収部５２を構成する部分の断面係数が、前方側エネルギ吸収部５４を構成する部分の断面係数よりも１．２倍以上大きくなるように調整することがより好ましい。

（ビッカース硬さ）
後方側エネルギ吸収部５２よりも先に前方側エネルギ吸収部５４を変形させるための他の方策として、後方側エネルギ吸収部５２を構成する部分のビッカース硬さが、前方側エネルギ吸収部５４を構成する部分のビッカース硬さよりも大きくなるように調整してもよい。
具体的には、後方側エネルギ吸収部５２の第２アーム部４５において、第２屈曲点４４の近傍でのビッカース硬さが、第３屈曲点４６の近傍でのビッカース硬さよりも大きい場合には、後方側エネルギ吸収部５２よりも先に前方側エネルギ吸収部５４が変形しやすくなり、高いエネルギ吸収性能をより安定的に確保することができる。
第２屈曲点４４の近傍でのビッカース硬さとは、厳密には、第２アーム部４５における、第２屈曲点４４から２０ｍｍ離間した測定位置における、第２アーム部４５のビッカース硬さである。
第３屈曲点４６の近傍でのビッカース硬さとは、厳密には、第２アーム部４５における、第３屈曲点４６から２０ｍｍ離間した測定位置における、第２アーム部４５のビッカース硬さである。
ビッカース硬さは、測定位置を含む試料を切り出し、ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９に記載の方法で実施する。尚、試料は、曲げ部など加工部や穴縁は避け、できるだけ平面部から切り出す。切り出した試料の板厚の１／４位置に、荷重５０ｇｆで、圧痕の３倍以上の間隔で５点測定し、その平均値をビッカース硬さとする。

尚、エネルギ吸収部材２０のエネルギ吸収性能を安定的に確保するためには、基端側屈曲点を強化して折れを抑制することが重要である。つまり、例えば、本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０のように４つの屈曲点を有する場合には、第１屈曲点４２での断面係数や材料強度が重要である。
具体的には、基端側屈曲点では、第１アーム部４３に比べて断面係数が１．２倍以上であることが好ましい。
基端側屈曲点の断面係数とは、基端側屈曲点を含む、エネルギ吸収部材２０の軸線方向に垂直な断面における断面係数である。
第１アーム部４３の断面係数とは、第１アーム部４３における第２屈曲点４４から２０ｍｍ離間した位置を含む、エネルギ吸収部材２０の軸線方向に垂直な断面における断面係数である。

更に、基端側屈曲点では、第１アーム部４３に比べてビッカース硬さが１．２倍以上であることが好ましい。
基端側屈曲点のビッカース硬さとは、基端側屈曲点におけるビッカース硬さである。
第１アーム部４３のビッカース硬さとは、第１アーム部４３における第２屈曲点４４から２０ｍｍ離間した位置におけるビッカース硬さである。

（屈曲角度）
第１屈曲点４２の屈曲角度θ１、第２屈曲点４４の屈曲角度θ２、第３屈曲点４６の屈曲角度θ３、及び、第４屈曲点４８の屈曲角度θ４は、いずれも小さい程、エネルギ吸収部材２０の材軸方向の線長は長くなるため、エネルギ吸収部材２０の重量は増大する。すなわち、優れたエネルギ吸収効率を発揮するためには、屈曲角度が大きい方が良い。
また、
（Ａ１）第１屈曲点４２の屈曲角度θ１が９０度超１７５度未満、
（Ａ２）第２屈曲点４４の屈曲角度θ２が９０度超１７５度未満、
（Ａ３）第３屈曲点４６の屈曲角度θ３が９０度超１７５度未満、及び、
（Ａ４）第４屈曲点４８の屈曲角度θ４が９０度超１７５度未満、
の少なくとも一つを満たすことが好ましく、全てを満たすことがより好ましい。
また、
（Ａ５）第１屈曲点４２の屈曲角度θ１が１２０度超１７５度未満、
（Ａ６）第２屈曲点４４の屈曲角度θ２が１２０度超１７５度未満、
（Ａ７）第３屈曲点４６の屈曲角度θ３が１２０度超１７５度未満、及び、
（Ａ８）第４屈曲点４８の屈曲角度θ４が１２０度超１７５度未満、
の少なくとも一つを満たすことが更に好ましく、全てを満たすことが更に好ましい。

（長さ）
第４アーム部４９の長さＬ_４は、（Ｌ_３－Ｗ_３）以上、（Ｌ_３ ^２＋Ｗ_３ ^２）^１／２以下であることが好ましい。ここで、Ｌ_３は第３アーム部４７の長さであり、Ｗ_３は第３アーム部４７の車幅方向長さ（＝Ｌ_３×sinθ_３）である。

第４アーム部４９の長さＬ_４が、（Ｌ_３－ｗ_３）よりも長い場合、第３屈曲点４６が車幅方向の中央側に並進するような変形挙動を防ぐことができるため、エネルギ吸収部材２０のエネルギ吸収効率を更に高めることができる。
また、第４アーム部４９の長さＬ_４が、（Ｌ_３ ^２＋Ｗ_３ ^２）^１／２よりも短い場合、第３屈曲点４６において衝突荷重の反力を発揮することができるため、エネルギ吸収部材２０のエネルギ吸収効率を更に高めることができる。

更に、第３屈曲点４６と、第４アーム部４９の先端４９ａとの、車長方向の長さαは、２０ｍｍ超５００ｍｍ未満であることが好ましい。
長さαが短かすぎる場合、ストローク初期でのエネルギ吸収量を十分に得ることができない。従って、車長方向の長さαは、２０ｍｍ超であることが好ましい。
一方、長さαが長すぎる場合、最大ストロークに達するまでに十分なエネルギ吸収量を得ることができない。従って、長さαは５００ｍｍ未満であることが好ましい。
尚、第１アーム部４３～第４アーム部４９の、車幅方向の合計長さは、小さいほど好ましい。

（厚さ）
下記のＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の少なくとも一つを満たすことが好ましく、全てを満たすことがより好ましい。
（Ｂ１）第１屈曲点４２における厚さは、連結部４１における厚さ又は第１アーム部４３における厚さよりも１０％以上大きい。
（Ｂ２）第２屈曲点４４における厚さは、第２アーム部４５における厚さ又は第２アーム部４５における厚さよりも１０％以上大きい。
（Ｂ３）第３屈曲点４６における厚さは、第３アーム部４７における厚さ又は第３アーム部４７における厚さよりも１０％以上大きい。
（Ｂ４）第４屈曲点４８における厚さは、第４アーム部４９における厚さ又は第４アーム部４９における厚さよりも１０％以上大きい。

以上、本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０とその好適な態様について説明したが、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、上記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
例えば、本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０では、一対のエネルギ吸収部材２０を概ね左右対称に形成された部材として説明したが、左側のエネルギ吸収部材２０および右側のエネルギ吸収部材２０は左右対称に限らない。
また、本実施形態に係るエネルギ吸収部材２０においては第１屈曲点４２から第４屈曲点４８の４か所（すなわち、多点箇所）に屈曲点を備えるが、屈曲点の個数は４個に限らない。その他の例として、エネルギ吸収部材２０において、４か所以上で、かつ、偶数の多点箇所に多数の屈曲点を備えてもよい。この場合においても、エネルギ吸収部材を多数の屈曲点で屈曲させることにより、連続する２つの屈曲点の折曲によりＺ状の折り曲げが可能になり、エネルギ吸収部材２０のエネルギ吸収効率を更に高めることができる。

（実施例）
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
尚、衝突解析は、ＬＳ－ＤＹＮＡ（登録商標）を用いたＣＡＥシミュレーションにより実行した。

（比較例）
比較例では、板厚が２．０ｍｍである鋼板を中空矩形断面に成形して得られるエネルギ吸収部材１００を用いたＣＡＥシミュレーションを実施した。
図６に示すように、比較例のエネルギ吸収部材１００は、屈曲点１０４で車幅方向内側に向けて屈曲し、屈曲点１０６で車幅方向外側に向けて屈曲する形状を有する。すなわち、屈曲点は二箇所のみに形成されている。
図７には、前面衝突によりエネルギ吸収部材１００の前端部分１０２で衝撃エネルギＥ２を吸収させた場合の変形の様子を示す。

（発明例１、２）
発明例１、２では、上記実施形態で説明したエネルギ吸収部材２０と同様の形状を有するエネルギ吸収部材を用いたＣＡＥシミュレーションを実施した。それぞれの発明例では、板厚と重量を変更している。

上記の比較例及び発明例１、２のエネルギ吸収部材を取り付けたサブフレームと、自動車のボディ部との取り付け部を完全拘束した状態で、ＣＡＥシミュレーションを実施した。具体的には、エネルギ吸収部材の前方からインパクタ（剛体壁）を５６ｋｍ／ｈで衝突させ、インパクタの５００ｍｍストローク時におけるエネルギ吸収量を算出した。
表１に、比較例及び発明例１、２のエネルギ吸収部材の特性と評価結果を示す。

（発明例１）
発明例１のエネルギ吸収部材は、後方側エネルギ吸収部５２と前方側エネルギ吸収部５４を板厚２．０ｍｍの鋼板で中空矩形断面に加工したものである。
発明例１のエネルギ吸収部材は、４か所の屈曲点（第１屈曲点４２から第４屈曲点４８）を備えているため、比較例よりも線長が長く、重量は５．１１ｋｇであったが、エネルギ吸収量は１３．４ｋＪであった。これをエネルギ吸収効率に換算すると２．６２ｋＪ／ｋｇであり、比較例よりも優れたエネルギ吸収効率を発揮できることが確認できた。

（発明例２）
発明例２のエネルギ吸収部材は、後方側エネルギ吸収部５２を板厚２．２ｍｍの鋼板で中空矩形断面に加工し、前方側エネルギ吸収部５４を板厚１．８ｍｍの鋼板で中空矩形断面に加工したものである。
発明例２のエネルギ吸収部材は、４か所の屈曲点（第１屈曲点４２から第４屈曲点４８）を備えている。さらに、後方側エネルギ吸収部５２を板厚２．２ｍｍ、前方側エネルギ吸収部５４を板厚１．８ｍｍとしている。
よって、エネルギ吸収部材に衝撃エネルギを吸収させる際に、車体前方に位置する第３屈曲点４６を車幅方向内側に向けて屈曲させた後に、車体後方に位置する第１屈曲点４２を車幅方向内側に向けて順に屈曲させることができる。また、車体前方に位置する第４屈曲点４８を車幅方向外側に向けて屈曲させた後に、車体後方に位置する第２屈曲点４４を車幅方向外側に向けて順に屈曲させることができる。
これにより、発明例２のエネルギ吸収部材では、重量が発明例１とほぼ同等の５．０９ｋｇでありながら、エネルギ吸収量は１４．５ｋＪであった。これをエネルギ吸収効率に換算すると２．８５ｋＪ／ｋｇであり、発明例１よりもさらに優れたエネルギ吸収効率を発揮できることが確認できた。

（発明例３）
発明例３のエネルギ吸収部材は、発明例２に対して強度クラスを高くし、板厚を薄くしたものである。この様に構成することで、比較例と同等以上のエネルギ吸収量を確保しつつ重量を抑えることができたので、エネルギ吸収効率を更に高めることができた。

１０…自動車
１６…サブフレーム
２０…エネルギ吸収部材（自動車用エネルギ吸収部材）
４１…連結部
４２…第１屈曲点
４３…第１アーム部
４４…第２屈曲点
４５…第２アーム部
４５ａ…第２アーム部の途中
４６…第３屈曲点
４７…第３アーム部
４８…第４屈曲点
４９…第４アーム部
５２…後方側エネルギ吸収部
５４…前方側エネルギ吸収部
Ｌ１…第３アーム部の長さ
Ｌ２…第４アーム部の長さ
θ１…第１屈曲点の屈曲角度
θ２…第３屈曲点の屈曲角度
θ３…第２屈曲点の屈曲角度
θ４…第４屈曲点の屈曲角度

Claims (11)

1. 前方に向けて延びるように自動車のサブフレームに取り付けられる自動車用エネルギ吸収部材であって、
   所定方向からみたときに、
   前記サブフレームに連結される連結部と、
   前記連結部よりも前方に設けられる第１屈曲点を介して前方に延びる第１アーム部と、
   前記第１アーム部の先端から、第２屈曲点を介して前方に向けて延びる第２アーム部と、
   前記第２アーム部の先端から、第３屈曲点を介して前方に延びる第３アーム部と、
   前記第３アーム部の先端から、第４屈曲点を介して前方に向けて延びる第４アーム部と、
   を備えることを特徴とする自動車用エネルギ吸収部材。
2. 金属材料から形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
3. 前記第１屈曲点は、前記第３屈曲点に比べて屈曲し難く形成され、
   前記第２屈曲点は、前記第４屈曲点に比べて屈曲し難く形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
4. 前記第２アーム部における前記第２屈曲点から２０ｍｍ離間した位置の断面係数が、前記第２アーム部における前記第３屈曲点から２０ｍｍ離間した位置の断面係数よりも大きい
   ことを特徴とする請求項３に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
5. 前記第２アーム部における前記第２屈曲点から２０ｍｍ離間した位置のビッカース硬さが、前記第２アーム部における前記第３屈曲点から２０ｍｍ離間した位置のビッカース硬さよりも大きい
   ことを特徴とする請求項３に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
6. 前記サブフレームに最も近い屈曲点である基端側屈曲点では、前記第１アーム部に比べて断面係数が１．２倍以上である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
7. 前記サブフレームに最も近い屈曲点である基端側屈曲点では、前記第１アーム部に比べてビッカース硬さが１．２倍以上である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
8. （Ａ１）前記第１屈曲点の屈曲角度が９０度超１７５度未満、
   （Ａ２）前記第２屈曲点の屈曲角度が９０度超１７５度未満、
   （Ａ３）前記第３屈曲点の屈曲角度が９０度超１７５度未満、及び、
   （Ａ４）前記第４屈曲点の屈曲角度が９０度超１７５度未満、
   の少なくとも一つを満たす
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
9. 前記第３アーム部の長さをＬ_３、前記第３アーム部の車幅方向長さをＷ_３としたとき、前記第４アーム部の長さＬ_４は、（Ｌ_３－Ｗ_３）以上、且つ、（Ｌ_３ ^２＋Ｗ_３ ^２）^１／２以下である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
10. 前記第３屈曲点と、前記第４アーム部の先端との、車長方向の長さαが、２０ｍｍ超５００ｍｍ未満である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
11. （Ｂ１）前記第１屈曲点における厚さは、前記連結部における厚さ又は前記第１アーム部における厚さよりも１０％以上大きい、
    （Ｂ２）前記第２屈曲点における厚さは、前記第２アーム部における厚さ又は前記第２アーム部における厚さよりも１０％以上大きい、
    （Ｂ３）前記第３屈曲点における厚さは、前記第３アーム部における厚さ又は前記第３アーム部における厚さよりも１０％以上大きい、及び、
    （Ｂ４）前記第４屈曲点における厚さは、前記第４アーム部における厚さ又は前記第４アーム部における厚さよりも１０％以上大きい、
    の少なくとも一つを満たす
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用エネルギ吸収部材。

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