JP2772401B2 - 潰れビードの配置位置決定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、圧潰荷重を受ける強度部材への潰れビード
の配置位置を決定する方法に関する。

（従来の技術） 車両等においては、衝突等による荷重に対しそのエネ
ルギーを吸収し乗員を保護するための潰れビードが車体
を構成する部材に設けられている。潰れビードの部材へ
の配置態様としては、種々のものがあり、例えば第７図
および第８図に示す車両100のエンジンルーム部101の骨
格をなすサイドメンバ103について言えば、第９図
（ａ）乃至第９図（ｃ）に示す如く、サイドメンバ103
の角部および／または壁面に設ける態様がある。いずれ
もサイドメンバ103が軸方向Ａから圧潰を受けた場合
に、サイドメンバ103の折れ曲がりを防止して、サイド
メンバ103が軸方向Ａ先端から順次圧潰されるようにす
ることで、圧潰エネルギーを適切に吸収することができ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、従来潰れビードの部材への配置位置につい
ては、実際に部材を繰返し圧潰させ試行錯誤により決定
していた。このため、決定に多大の時間および費用を要
することに加えて、多大の時間および費用にも拘らず必
ずしも最適な位置が得られないおそれがあった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、最適な潰れビードの配置位置を容易に
決定することができる潰れビードの配置位置決定方法を
提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、圧潰荷重を受け
る強度部材への潰れビードの配置位置を決定する方法で
あって、前記強度部材に対し、潰れビードが無い状態で
少なくとも、該強度部材に座屈が発生するときの圧潰荷
重となる最大発生荷重点を越えるまで圧潰を行なう工程
と、当該圧潰により前記強度部材に生じた座屈波形を解
析するとともに、該座屈波形が、該強度部材を構成する
座屈壁面と該座屈壁面に対面する圧潰壁面とが、これら
壁面の対向する１以上の部位において、相互に接近する
ように座屈するアコーディオン状圧潰モードか、又は該
座屈壁面と該圧潰壁面とが、これら壁面間隔をほぼ維持
しながら相互に蛇行するように座屈するパラレル状圧潰
モードかを判定する工程と、当該判定された圧潰モード
に従って、前記座屈波形がアコーディオン状圧潰モード
である場合には、該座屈波形の凹部に相当する前記圧潰
壁面が前記座屈壁面側へ向かう該圧潰壁面の位置を潰れ
ビードの配置位置に決定する一方、該座屈波形がパラレ
ル状圧潰モードである場合には、該座屈波形の凸部に相
当する該圧潰壁面が該座屈壁面側へ向かう該圧潰壁面の
位置を潰れビードの配置位置に決定する工程と、を有す
ることを要旨とする。

（作用） 本発明に係る潰れビードの配位位置決定方法によれ
ば、まず、潰れビードを配置しようとする強度部材に対
し、潰れビードが無い状態で少なくとも、強度部材に座
屈が発生するときの圧潰荷重となる最大発生荷重点を越
えるまで圧潰を行なう。ここで、最大発生荷重点につい
て説明すると、一般に、強度部材への圧潰荷重が増加し
ていくと強度部材に変位を生じるが、ある荷重状態に達
すると、荷重が増加していないにもかかわらずに変位が
急激に大きくなったり、その変位モードが変化する現
象、すなわち座屈が発生する。最大発生荷重点とは、強
度部材に座屈が発生するときの圧潰荷重を意味し、「発
生」するのは座屈であり、「最大」となるのは強度部材
が座屈に至るまで耐えていた圧潰荷重である。次に、こ
の圧潰により強度部材に生じた座屈波形を解析するとと
もに、この座屈波形が、強度部材を構成する座屈壁面と
座屈壁面に対面する圧潰壁面とが、これら壁面の対向す
る１以上の部位において、相互に接近するように座屈す
るアコーディオン状圧潰モードか、又は座屈壁面と圧潰
壁面とが、これら壁面間隔をほぼ維持しながら相互に蛇
行するように座屈するパラレル状圧潰モードかを判定す
る。そして、この判定された圧潰モードに従って、座屈
波形がアコーディオン状圧潰モードである場合には、座
屈波形の凹部に相当する、圧潰壁面が座屈壁面側へ向か
う圧潰壁面の位置を潰れビードの配置位置に決定する一
方、座屈波形がパラレル状圧潰モードである場合には、
座屈波形の凸部に相当する、圧潰壁面が座屈壁面側へ向
かう圧潰壁面の位置を潰れビードの配置位置に決定す
る。このようにして決定した圧潰壁面における該当位置
に潰れビードを配置すると、強度部材が圧潰荷重を受け
た際に、圧潰壁面に設けられた潰れビードの部位で、圧
潰モードがアコーディオン状圧潰モードのときには、座
屈壁面と圧潰壁面とが相互に接近するように座屈する一
方、圧潰モードがパラレル状圧潰モードのときには、座
屈壁面と圧潰壁面とが、これら壁面間の間隔をほぼ一定
に維持しながら相互に蛇行するように座屈する。する
と、座屈壁面は、圧潰壁面の座屈によりさらに効果的に
圧潰荷重を受けるように作用し、この結果、座屈壁面の
変形が助長されるので、強度部材は圧潰荷重を高効率で
吸収することができることとなる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明をサイドメンバ103の角部への潰れビ
ード配置位置の決定に適用した場合の一実施例に係る潰
れビード位置の決定処理のフローチャートを示すもので
ある。

本実施例に係る潰れビードの配置位置の決定方法の特
徴としては、第２図に示す如く、サイドメンバ103の角
部に配置した潰れビード105が圧潰壁面107を部材内側に
折る働き、即ち、圧潰壁面107の凹変形を助長するとい
う働きを利用し、座屈壁面109に形成される座屈波形110
の圧潰ピッチとその対面である圧潰壁面107の圧潰ピッ
チとの調和をとることにより、サイドメンバ103をエネ
ルギー吸収効率の高い軸圧潰に誘導することにある。

具体的には、まず潰れビードが形成されていない状態
のサイドメンバについて、第３図に示す特性で圧潰を行
なう。このような圧潰によれば最大発生荷重点Ｐを越え
た領域Ｓで座屈波形が発生するので、この座屈波形の発
生した座屈壁面109を確認し、座屈波形を解析する（ス
テップ1,2）。そして、この解析に基づき、座屈壁面109
の対面位置に存在する当該座屈壁面109の圧潰モードに
従って変形する圧潰壁面107について、解析に基づいて
決定した位置に所要の潰れビード105を配置するのであ
る（ステップ３）。この解析にあっては、潰れビード10
5の位置を、第４図に示す如く、座屈波形が所謂アコー
ティオン状圧潰モードの場合には、第４図（ａ），
（ｂ）に示す座屈波形110の凹部の腹に相当する位置
に、また所謂パラレル状圧潰モードの場合には、第４図
（ｃ），（ｄ）に示す座屈波形110の凸部の腹に相当す
る位置にそれぞれ決定している。なお、第４図におい
て、111は潰れビード105による圧潰モードである。

上述した方法で潰れビード105が配置されたサイドメ
ンバ103については、圧潰解析をして圧潰モードおよび
反力等を確認することになる（ステップ４）。

本実施例によるサイドメンバ103への潰れビード105の
設置効果を第５図および第６図に示す。第５図および第
６図は、それぞれアコーディオン状圧潰モードおよびパ
ラレル状圧潰モードの場合を示し、両図において、
（ａ）は潰れビード105の設置状況を示す図、（ｂ）は
サイドメンバ103の圧潰状況を示す図、（ｃ）は潰れビ
ード105の有無の場合の荷重変位特性を示す図である。

第５図（ｂ）および第６図（ｂ）に示す如く、本実施
例により潰れビード105を設置することで、サイドメン
バ103は軸圧潰に誘導され、また、第５図（ｃ）および
第６図（ｃ）に示す如く、潰れビード無しの場合に比べ
て本実施例による潰れビード105を設置した場合の方が
エネルギー吸収効率が高いことが認められる。

このように本実施例によれば、試行錯誤的に行ってい
た従来に比べて、多大の時間および費用をかけることな
く、最適な潰れビード位置を決定することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る潰れビードの配置
位置決定方法によれば、まず、潰れビードを配置しよう
とする強度部材に対し、潰れビードが無い状態で少なく
とも、強度部材に座屈が発生するときの圧潰荷重となる
最大発生荷重点を越えるまで圧潰を行なう。ここで、最
大発生荷重点について説明すると、一般に、強度部材へ
の圧潰荷重が増加していくと強度部材に変位を生じる
が、ある荷重状態に達すると、荷重が増加していないに
もかかわらず変位が急激に大きくなったり、その変位モ
ードが変化する現象、すなわち座屈が発生する。最大発
生荷重点とは、強度部材に座屈が発生するときの圧潰荷
重を意味し、「発生」するのは座屈であり、「最大」と
なるのは強度部材が座屈に至るまで耐えていた圧潰荷重
である。次に、この圧潰により強度部材に生じた座屈波
形を解析するとともに、この座屈波形が、強度部材を構
成する座屈壁面と座屈壁面に対面する圧潰壁面とが、こ
れら壁面の対向する１以上の部位において、相互に接近
するように座屈するアコーディオン状圧潰モードか、又
は座屈壁面と圧潰壁面とが、これら壁面間隔をほぼ維持
しながら相互に蛇行するように座屈するパラレル状圧潰
モードかを判定する。そして、この判定された圧潰モー
ドに従って、座屈波形がアコーディオン状圧潰モードで
ある場合には、座屈波形の凹部に相当する、圧潰壁面が
座屈壁面側へ向かう圧潰壁面の位置を潰れビードの配置
位置に決定する一方、座屈波形がパラレル状圧潰モード
である場合には、座屈波形の凸部に相当する、圧潰壁面
が座屈壁面側へ向かう圧潰壁面の位置を潰れビードの配
置位置に決定する。このようにして決定した圧潰壁面に
おける該当位置に潰れビードを配置すると、強度部材が
圧潰荷重を受けた際に、圧潰壁面に設けられた潰れビー
ドの部位で、圧潰モードがアコーディオン状圧潰モード
のときには、座屈壁面と圧潰壁面とが相互に接近するよ
うに座屈する一方、圧潰モードがパラレル状圧潰モード
のときには、座屈壁面と圧潰壁面とが、これら壁面間の
間隔をほぼ一定に維持しながら相互に蛇行するように座
屈する。すると、座屈壁面は、圧潰壁面の座屈によりさ
らに効果的に圧潰荷重を受けるように作用し、この結
果、座屈壁面の変形が助長されるので、強度部材によっ
て圧潰荷重を高効率で吸収することができるというきわ
めて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の処理フローチャートを示す
図、第２図乃至第４図は当該一実施例の処理を説明する
ための図、第５図および第６図は当該一実施例の効果を
説明するための図、第７図乃至第９図は従来技術を説明
するための図である。 100……車両 101……エンジンルーム部 103……サイドメンバ 105……潰れビード 107……圧潰壁面 109……座屈壁面 110……座屈波形

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 裕一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 二俣 達哉 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧潰荷重を受ける強度部材への潰れビード
   の配置位置を決定する方法であって、 前記強度部材に対し、潰れビードが無い状態で少なくと
   も、該強度部材に座屈が発生するときの圧潰荷重となる
   最大発生荷重点を越えるまで圧潰を行なう工程と、 当該圧潰により前記強度部材に生じた座屈波形を解析す
   るとともに、該座屈波形が、該強度部材を構成する座屈
   壁面と該座屈壁面に対面する圧潰壁面とが、これら壁面
   の対向する１以上の部位において、相互に接近するよう
   に座屈するアコーディオン状圧潰モードか、又は該座屈
   壁面と該圧潰壁面とが、これら壁面間隔をほぼ維持しな
   がら相互に蛇行するように座屈するパラレル状圧潰モー
   ドかを判定する工程と、 当該判定された圧潰モードに従って、前記座屈波形がア
   コーディオン状圧潰モードである場合には、該座屈波形
   の凹部に相当する前記圧潰壁面が前記座屈壁面側へ向か
   う該圧潰壁面の位置を潰れビードの配置位置に決定する
   一方、該座屈波形がパラレル状圧潰モードである場合に
   は、該座屈波形の凸部に相当する該圧潰壁面が該座屈壁
   面側へ向かう該圧潰壁面の位置を潰れビードの配置位置
   に決定する工程と、 を有することを特徴とする潰れビードの配置位置決定方
   法。