JPH07145842A - アルミニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材 - Google Patents
アルミニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材Info
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- JPH07145842A JPH07145842A JP31737293A JP31737293A JPH07145842A JP H07145842 A JPH07145842 A JP H07145842A JP 31737293 A JP31737293 A JP 31737293A JP 31737293 A JP31737293 A JP 31737293A JP H07145842 A JPH07145842 A JP H07145842A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 調質された熱処理型アルミニウム合金中空形
材からなり、該形材の肉厚は2mm 以上で、形材の中空部
を含む全断面積が8000mm2 以下であり、形材の断面には
2000〜4000mm2 の断面積を有する中空部が１つまたは２
つ以上設けられ、少なくとも形材の長さ方向の端部に
は、形材の長さ方向に圧縮応力を負荷したとき形材の蛇
腹状変形の起点となり得る溝条および／または突条が形
材の横方向に形成されている。 【効果】 軽量、溶接可能で、高いエネルギー吸収性能
を有し、断面形状が自由に設計できる自動車用エネルギ
ー吸収メンバーが提供される。
材からなり、該形材の肉厚は2mm 以上で、形材の中空部
を含む全断面積が8000mm2 以下であり、形材の断面には
2000〜4000mm2 の断面積を有する中空部が１つまたは２
つ以上設けられ、少なくとも形材の長さ方向の端部に
は、形材の長さ方向に圧縮応力を負荷したとき形材の蛇
腹状変形の起点となり得る溝条および／または突条が形
材の横方向に形成されている。 【効果】 軽量、溶接可能で、高いエネルギー吸収性能
を有し、断面形状が自由に設計できる自動車用エネルギ
ー吸収メンバーが提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金製自
動車用エネルギー吸収部材、詳しくは、自動車が衝突し
た場合の衝突エネルギーを吸収して搭乗者の安全を確保
するために、車体の上部構造などに取付けられるアルミ
ニウム合金中空形材製のエネルギー吸収部材に関する。
動車用エネルギー吸収部材、詳しくは、自動車が衝突し
た場合の衝突エネルギーを吸収して搭乗者の安全を確保
するために、車体の上部構造などに取付けられるアルミ
ニウム合金中空形材製のエネルギー吸収部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、衝突時のエネルギーを吸収して搭
乗者の保護を図るためのエネルギー吸収部材は、鋼の板
材をプレス成形し、スポット溶接などにより箱形状に形
成されている。この部材は、衝撃により縦方向の圧縮荷
重を受けた場合、図８の衝撃荷重−部材変形量の模型図
に示すように、最高荷重に達すると急速に荷重が減少
し、部材の端部から蛇腹状に変形し、塑性座屈が進行し
て衝撃エネルギーを吸収するのが理想的なエネルギー吸
収形態である。
乗者の保護を図るためのエネルギー吸収部材は、鋼の板
材をプレス成形し、スポット溶接などにより箱形状に形
成されている。この部材は、衝撃により縦方向の圧縮荷
重を受けた場合、図８の衝撃荷重−部材変形量の模型図
に示すように、最高荷重に達すると急速に荷重が減少
し、部材の端部から蛇腹状に変形し、塑性座屈が進行し
て衝撃エネルギーを吸収するのが理想的なエネルギー吸
収形態である。
【０００３】このようなエネルギー吸収形態を実現する
ためには、鋼板箱形部材に衝突荷重が負荷された場合
に、部材の荷重負荷端部から確実に蛇腹状の座屈変形を
起こさせなけらばならない。そのために、鋼板箱形部材
にビード部や穴部を設け、座屈を助長させる設計手法も
研究されている。（三菱重工技報、Vol.8 、No.1、第12
4 〜130 頁)
ためには、鋼板箱形部材に衝突荷重が負荷された場合
に、部材の荷重負荷端部から確実に蛇腹状の座屈変形を
起こさせなけらばならない。そのために、鋼板箱形部材
にビード部や穴部を設け、座屈を助長させる設計手法も
研究されている。（三菱重工技報、Vol.8 、No.1、第12
4 〜130 頁)
【０００４】近年、環境問題から自動車車体重量の軽減
が提唱されており、車体および車体を構成する部材につ
いても従来の鋼板に替えて、より軽量なアルミニウム合
金やプラスチックの使用が検討され、１部その使用が実
現されている。この場合、材料置換により構成される車
体構造には、衝撃エネルギー吸収部材についても、従来
の鋼板製の箱形部材に代わり、さらに軽量で且つエネル
ギー吸収の高いメンバーが要求されている。
が提唱されており、車体および車体を構成する部材につ
いても従来の鋼板に替えて、より軽量なアルミニウム合
金やプラスチックの使用が検討され、１部その使用が実
現されている。この場合、材料置換により構成される車
体構造には、衝撃エネルギー吸収部材についても、従来
の鋼板製の箱形部材に代わり、さらに軽量で且つエネル
ギー吸収の高いメンバーが要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の要求
に応えるエネルギー吸収部材を開発するために、軽量で
構造部への取付けが溶接により簡単に行えるアルミニウ
ム合金に着目し、鋼板製箱形部材における研究成果を基
礎として、アルミニウム合金からなるエネルギー吸収部
材として最適の部材材質、形状、寸法、変形起点の形態
などの組み合わせについて種々検討した結果としてなさ
れたものであり、その目的は、軽量でエネルギー吸収度
が高く、衝撃荷重を受けた場合確実に端末部から順次に
座屈変形して効果的に衝撃エネルギーを吸収するアルミ
ニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材を提供するこ
とにある。
に応えるエネルギー吸収部材を開発するために、軽量で
構造部への取付けが溶接により簡単に行えるアルミニウ
ム合金に着目し、鋼板製箱形部材における研究成果を基
礎として、アルミニウム合金からなるエネルギー吸収部
材として最適の部材材質、形状、寸法、変形起点の形態
などの組み合わせについて種々検討した結果としてなさ
れたものであり、その目的は、軽量でエネルギー吸収度
が高く、衝撃荷重を受けた場合確実に端末部から順次に
座屈変形して効果的に衝撃エネルギーを吸収するアルミ
ニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるアルミニウム合金製自動用エネルギー
吸収部材は、調質された熱処理型アルミニウム合金中空
押出材からなり、該形材の肉厚は2mm 以上で、形材の中
空部を含む全断面積が3000〜8000mm2 であり、形材の断
面にはそれぞれ1000〜4000mm2 の断面積を有する中空部
が１つまたは２つ以上設けられ、少なくとも形材の長さ
方向の端部には、形材の長さ方向に圧縮応力を負荷した
とき形材の蛇腹状変形の起点となり得る中空形材の壁面
を外面または内面に屈曲させて形成される溝条が形材の
横方向に形成されていること、および上記の中空押出形
材の断面には1000〜4000mm2 の断面積を有する１つの中
空部またはそれぞれ1000〜4000mm2 の断面積を有する同
一形状の中空部が２つ以上設けられ、中空押出形材に対
し20mm/ 分の変形速度で静的圧縮荷重を加えたときの最
大圧縮荷重が12O 〜280KN 、圧縮変位量200mm までの平
均圧縮荷重が100 〜180KN 、平均圧縮荷重／最大圧縮荷
重の比が、0.5 以上であることを構成上の基本的特徴と
する。
めの本発明によるアルミニウム合金製自動用エネルギー
吸収部材は、調質された熱処理型アルミニウム合金中空
押出材からなり、該形材の肉厚は2mm 以上で、形材の中
空部を含む全断面積が3000〜8000mm2 であり、形材の断
面にはそれぞれ1000〜4000mm2 の断面積を有する中空部
が１つまたは２つ以上設けられ、少なくとも形材の長さ
方向の端部には、形材の長さ方向に圧縮応力を負荷した
とき形材の蛇腹状変形の起点となり得る中空形材の壁面
を外面または内面に屈曲させて形成される溝条が形材の
横方向に形成されていること、および上記の中空押出形
材の断面には1000〜4000mm2 の断面積を有する１つの中
空部またはそれぞれ1000〜4000mm2 の断面積を有する同
一形状の中空部が２つ以上設けられ、中空押出形材に対
し20mm/ 分の変形速度で静的圧縮荷重を加えたときの最
大圧縮荷重が12O 〜280KN 、圧縮変位量200mm までの平
均圧縮荷重が100 〜180KN 、平均圧縮荷重／最大圧縮荷
重の比が、0.5 以上であることを構成上の基本的特徴と
する。
【０００７】また、少なくとも形材の端部に形成される
溝条が、深さが形材の肉厚±20％、ピッチが〔( 中空部
の縦の長さ＋中空部の横の長さ）／２] ±20％の寸法の
範囲で形材の各側面部に設けられていること、および少
なくとも形材の端部に形成される溝条が予め形材が長さ
方向に圧縮荷重を負荷することにより形成されているこ
とを構成上の第３および第４の特徴とし、さらに形材が
長辺方向の中央部に隔壁を具えた長方形状の中空形材か
らなること、形材が長辺方向および短辺方向の中心線に
対して対称となる位置に隔壁を具えた中空形材からなる
ことを構成上の第５および第６の特徴とする。
溝条が、深さが形材の肉厚±20％、ピッチが〔( 中空部
の縦の長さ＋中空部の横の長さ）／２] ±20％の寸法の
範囲で形材の各側面部に設けられていること、および少
なくとも形材の端部に形成される溝条が予め形材が長さ
方向に圧縮荷重を負荷することにより形成されているこ
とを構成上の第３および第４の特徴とし、さらに形材が
長辺方向の中央部に隔壁を具えた長方形状の中空形材か
らなること、形材が長辺方向および短辺方向の中心線に
対して対称となる位置に隔壁を具えた中空形材からなる
ことを構成上の第５および第６の特徴とする。
【０００８】本発明の中空形材を構成する熱処理型アル
ミニウム合金としては、例えばＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合
金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が適用される。これらのア
ルミニウム合金は押出後の調質としてＴ５処理あるいは
Ｔ６処理を施すのが好ましく、17％以上の伸び率を有す
るものとする。中空形材としては、中空部を含む全断面
積が3000〜8000mm2 、好ましくは3500〜6500mm2 であ
り、1000〜4000mm2 の断面積を有する１つの中空部また
は1000〜4000mm2 の断面積を有する２つ以上の中空部が
設けられた丸管または角管が好適に使用される。各断面
積が4000mm2 を越えた中空形材では強度が不十分となり
エネルギー吸収量も低下する。断面積の小さい中空部を
多数具えた中空形材では変形が複雑となり蛇腹変形が生
じ難くなる。中空部を含む全断面積が3000mm2 未満の中
空形材では、強度が十分でなく圧縮応力を負荷された場
合の最大荷重が低くなり、望ましい平均荷重が得られず
エネルギー吸収能力が劣る。8000mm2 を越えて大きくし
てもエネルギー吸収効果の顕著な向上が期待できず、実
用的でなくなる。
ミニウム合金としては、例えばＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合
金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が適用される。これらのア
ルミニウム合金は押出後の調質としてＴ５処理あるいは
Ｔ６処理を施すのが好ましく、17％以上の伸び率を有す
るものとする。中空形材としては、中空部を含む全断面
積が3000〜8000mm2 、好ましくは3500〜6500mm2 であ
り、1000〜4000mm2 の断面積を有する１つの中空部また
は1000〜4000mm2 の断面積を有する２つ以上の中空部が
設けられた丸管または角管が好適に使用される。各断面
積が4000mm2 を越えた中空形材では強度が不十分となり
エネルギー吸収量も低下する。断面積の小さい中空部を
多数具えた中空形材では変形が複雑となり蛇腹変形が生
じ難くなる。中空部を含む全断面積が3000mm2 未満の中
空形材では、強度が十分でなく圧縮応力を負荷された場
合の最大荷重が低くなり、望ましい平均荷重が得られず
エネルギー吸収能力が劣る。8000mm2 を越えて大きくし
てもエネルギー吸収効果の顕著な向上が期待できず、実
用的でなくなる。
【０００９】本発明の特徴は、少なくとも形材の長さ方
向の端部に、形材の長さ方向に圧縮応力を負荷したとき
の形材の蛇腹状変形の起点となり得る溝条が形成され、
好ましくは、形材に対して20mm/ 分の変形速度で静的圧
縮荷重を加えたときの最大圧縮荷重が120 〜280KN 、圧
縮変形量200mm までの平均圧縮荷重が100 〜180KN 、平
均圧縮荷重／最大圧縮荷重の比が、0.5 以上となるよう
な性状の形材を使用することにある。
向の端部に、形材の長さ方向に圧縮応力を負荷したとき
の形材の蛇腹状変形の起点となり得る溝条が形成され、
好ましくは、形材に対して20mm/ 分の変形速度で静的圧
縮荷重を加えたときの最大圧縮荷重が120 〜280KN 、圧
縮変形量200mm までの平均圧縮荷重が100 〜180KN 、平
均圧縮荷重／最大圧縮荷重の比が、0.5 以上となるよう
な性状の形材を使用することにある。
【００１０】上記蛇腹状変形の起点となり得る溝条Ｇ
は、図１、図２、図３、図４および図５に示すように中
空形材の壁面を外面または内面に屈曲させることにより
形成し、深さを形材の肉厚±20％、ピッチを[ （中空部
の縦の長さ＋中空部の横の長さ）／2 ] ±20％の寸法範
囲として形材の各側面部に設けるのが好ましい。中空形
材が丸管の場合には上記ピッチとして管の外径寸法±20
％が用いられることとなる。ピッチが上記範囲を外れる
と、成形加工された溝条が吸収メンバーの変形途中で割
れを生じるおそれがあり、エネルギー吸収量を減少させ
る原因となる。溝条の深さが小さ過ぎると形材の蛇腹変
形の起点となり得ず、深過ぎると吸収メンバーの変形時
に切り欠きとなって割れ発生の原因となる。
は、図１、図２、図３、図４および図５に示すように中
空形材の壁面を外面または内面に屈曲させることにより
形成し、深さを形材の肉厚±20％、ピッチを[ （中空部
の縦の長さ＋中空部の横の長さ）／2 ] ±20％の寸法範
囲として形材の各側面部に設けるのが好ましい。中空形
材が丸管の場合には上記ピッチとして管の外径寸法±20
％が用いられることとなる。ピッチが上記範囲を外れる
と、成形加工された溝条が吸収メンバーの変形途中で割
れを生じるおそれがあり、エネルギー吸収量を減少させ
る原因となる。溝条の深さが小さ過ぎると形材の蛇腹変
形の起点となり得ず、深過ぎると吸収メンバーの変形時
に切り欠きとなって割れ発生の原因となる。
【００１１】吸収メンバーの蛇腹状変形の起点となり得
る溝条は、予め形材の長さ方向に圧縮荷重を負荷するこ
とにより形成することができる。このような予備変形を
与えた形材は、最大圧縮荷重が予備変形を与えないもの
に比べて低くなるが、平均圧縮荷重は低下せず、予備変
形を与えることなく溝条を形成した形材と同様に高いエ
ネルギー吸収を達成することができる。
る溝条は、予め形材の長さ方向に圧縮荷重を負荷するこ
とにより形成することができる。このような予備変形を
与えた形材は、最大圧縮荷重が予備変形を与えないもの
に比べて低くなるが、平均圧縮荷重は低下せず、予備変
形を与えることなく溝条を形成した形材と同様に高いエ
ネルギー吸収を達成することができる。
【００１２】本発明において適用される中空形材として
は、前記のように丸管または角管が好適に使用される
が、丸管の場合には、例えば断面積2500〜4000mm2 の中
空部を有する中空管、角管の場合には、全断面積5000〜
7000mm2 の中空角管を２つから４つの中空部に対称に仕
切り、各中空部の断面積を1000〜3000mm2 としたものが
好ましい。
は、前記のように丸管または角管が好適に使用される
が、丸管の場合には、例えば断面積2500〜4000mm2 の中
空部を有する中空管、角管の場合には、全断面積5000〜
7000mm2 の中空角管を２つから４つの中空部に対称に仕
切り、各中空部の断面積を1000〜3000mm2 としたものが
好ましい。
【００１３】
【作用】本発明においては、構成材料、材質特性、断面
形状、寸法、変形起点の形態などの特定された組合わせ
により、軽量でエネルギー吸収が高く、自動車車体への
溶接も簡単に行え、自動車のフロントおよびリヤサイド
メンバー、ステアリングシャフト、サイドドア・インパ
クトメンバーなどとして適用できるエネルギー吸収部材
が得られる。
形状、寸法、変形起点の形態などの特定された組合わせ
により、軽量でエネルギー吸収が高く、自動車車体への
溶接も簡単に行え、自動車のフロントおよびリヤサイド
メンバー、ステアリングシャフト、サイドドア・インパ
クトメンバーなどとして適用できるエネルギー吸収部材
が得られる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ Ｚｎ6.0 ％（重量％、以下同じ）、Ｍｇ0.8 ％、Ｍｎ0.
17％、Ｚｒ0.18％を含み、残部Ａｌからなるアルミニウ
ム合金ビレットを、押出温度500 ℃、押出比10の条件で
押出加工し、外径70mm、肉厚4mm の丸管とした。空冷
後、120 ℃で24hのＴ５処理を行い、図１、図２に示す
ように、丸管の端部をポンチをもって内方に屈曲させ外
面側に深さ(D)4mm、溝角( α)90 °、幅(L)40mm 、ピッ
チ(P)70mmの溝条を、対称に２列成形した試験材(No.
1)、４列成形した試験材(No.2)を作製した。この試験材
を380mm 長さに切断し、圧縮速度20mm/ 分で静的圧縮試
験を行った。試験結果を溝条を成形しない丸管と比較し
て表１に示す。
明する。 実施例１ Ｚｎ6.0 ％（重量％、以下同じ）、Ｍｇ0.8 ％、Ｍｎ0.
17％、Ｚｒ0.18％を含み、残部Ａｌからなるアルミニウ
ム合金ビレットを、押出温度500 ℃、押出比10の条件で
押出加工し、外径70mm、肉厚4mm の丸管とした。空冷
後、120 ℃で24hのＴ５処理を行い、図１、図２に示す
ように、丸管の端部をポンチをもって内方に屈曲させ外
面側に深さ(D)4mm、溝角( α)90 °、幅(L)40mm 、ピッ
チ(P)70mmの溝条を、対称に２列成形した試験材(No.
1)、４列成形した試験材(No.2)を作製した。この試験材
を380mm 長さに切断し、圧縮速度20mm/ 分で静的圧縮試
験を行った。試験結果を溝条を成形しない丸管と比較し
て表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１に示されるように、本発明によるエネ
ルギー吸収メンバーは、最大荷重は溝条の形成により若
干低下するが、蛇腹状変形を示し、圧縮変位量が200mm
までの平均荷重は約15tf(1ft=9.8kN) で、優れたエネル
ギー吸収を示す。試験材No.1の荷重−変位線図を図７に
示す。一方、溝条を形成しないもの( 比較1)は蛇腹変形
が行われず横座屈を生じた。
ルギー吸収メンバーは、最大荷重は溝条の形成により若
干低下するが、蛇腹状変形を示し、圧縮変位量が200mm
までの平均荷重は約15tf(1ft=9.8kN) で、優れたエネル
ギー吸収を示す。試験材No.1の荷重−変位線図を図７に
示す。一方、溝条を形成しないもの( 比較1)は蛇腹変形
が行われず横座屈を生じた。
【００１７】実施例２ 実施例１と同一の組成を有するアルミニウム合金ビレッ
ト実施例１と同様の受験で押出加工し、図３に示すよう
な縦100mm 、横60mm、肉厚2.6mm 、仕切り壁厚2.6mm の
長方形状の角管とした。空冷後、120 ℃で24h のＴ５処
理を行い、図３、図４に示すように、実施例１と同様に
角管の端部の外側面にD 3mm 、α90°、L150mm、L250m
m、P 60mmの溝条を成形した。この角管を380mm 長さに
切断し、圧縮速度20mm/ 分で静的圧縮試験を実施した。
試験結果を溝条を成形しない角管と対比して表２に示
す。
ト実施例１と同様の受験で押出加工し、図３に示すよう
な縦100mm 、横60mm、肉厚2.6mm 、仕切り壁厚2.6mm の
長方形状の角管とした。空冷後、120 ℃で24h のＴ５処
理を行い、図３、図４に示すように、実施例１と同様に
角管の端部の外側面にD 3mm 、α90°、L150mm、L250m
m、P 60mmの溝条を成形した。この角管を380mm 長さに
切断し、圧縮速度20mm/ 分で静的圧縮試験を実施した。
試験結果を溝条を成形しない角管と対比して表２に示
す。
【００１８】
【表２】
【００１９】表２に示されるように、本発明によるエネ
ルギー吸収メンバー( 試験材No.1、No.2) は、溝条の成
形により最大荷重は20％程度低下するが、蛇腹状に変形
して実施例１と同様の荷重−変位線図を示し、圧縮変位
量が200mm までの平均荷重は約12ftで、優れたエネルギ
ー吸収を示した。一方、溝条を形成しなかった試験材(
比較1)は、蛇腹変形はしたものの圧縮変位量200mm まで
の平均荷重が低く、十分なエネルギー吸収は得られなか
った。
ルギー吸収メンバー( 試験材No.1、No.2) は、溝条の成
形により最大荷重は20％程度低下するが、蛇腹状に変形
して実施例１と同様の荷重−変位線図を示し、圧縮変位
量が200mm までの平均荷重は約12ftで、優れたエネルギ
ー吸収を示した。一方、溝条を形成しなかった試験材(
比較1)は、蛇腹変形はしたものの圧縮変位量200mm まで
の平均荷重が低く、十分なエネルギー吸収は得られなか
った。
【００２０】実施例３ 実施例１と同一組成のアルミニウム合金ビレットを実施
例１と同様の条件で押出加工し、実施例２と同一形状の
長方形状の角管とした。空冷後、120 ℃で24hのＴ５処
理を行い、静的圧縮荷重を負荷して外方に屈曲させ角管
の端部内面に溝条を形成した。この予備変形は、最大荷
重が得られたのち１番目の変形がなされた時点で圧縮荷
重を解除することにより行われ、長さ方向に約10mm( 試
験材No.6) および約12mm( 試験材No.7) 変形し溝条が形
成された。この角管を380mm 長さに切断し、圧縮速度20
mm/ 分で静的圧縮試験を実施した。試験結果を表３に示
す。
例１と同様の条件で押出加工し、実施例２と同一形状の
長方形状の角管とした。空冷後、120 ℃で24hのＴ５処
理を行い、静的圧縮荷重を負荷して外方に屈曲させ角管
の端部内面に溝条を形成した。この予備変形は、最大荷
重が得られたのち１番目の変形がなされた時点で圧縮荷
重を解除することにより行われ、長さ方向に約10mm( 試
験材No.6) および約12mm( 試験材No.7) 変形し溝条が形
成された。この角管を380mm 長さに切断し、圧縮速度20
mm/ 分で静的圧縮試験を実施した。試験結果を表３に示
す。
【００２１】
【表３】
【００２２】表３に示されるように、本発明によるエネ
ルギー吸収メンバーは、蛇腹状に変形し、実施例１およ
び実施例２の試験材のように荷重−変位線図において最
大荷重のピークはみられないが、平均荷重の低下は少さ
く約11tfであり、優れたエネルギー吸収が達成された。
ルギー吸収メンバーは、蛇腹状に変形し、実施例１およ
び実施例２の試験材のように荷重−変位線図において最
大荷重のピークはみられないが、平均荷重の低下は少さ
く約11tfであり、優れたエネルギー吸収が達成された。
【００２３】実施例４ 実施例１と同一組成を有するアルミニウム合金ビレット
を実施例１と同様の条件で押出加工し、図５に示すよう
に、縦100mm 、横60mm、肉厚2.3mm 、仕切り壁厚2.3mm
の田型長方形状の角管とした。押出後空冷し、120 ℃で
24h のＴ５処理を行い、図５に示すように、D 2.3mm 、
α90°、L150mm、L230mm、P 40mmの溝条を成形した( 試
験材No.9) 。この試験材を380mm 長さに切断し、圧縮速
度20mm/分で静的圧縮試験を実施した。試験結果を溝条
を成形しない角管と対比して表４に示す。
を実施例１と同様の条件で押出加工し、図５に示すよう
に、縦100mm 、横60mm、肉厚2.3mm 、仕切り壁厚2.3mm
の田型長方形状の角管とした。押出後空冷し、120 ℃で
24h のＴ５処理を行い、図５に示すように、D 2.3mm 、
α90°、L150mm、L230mm、P 40mmの溝条を成形した( 試
験材No.9) 。この試験材を380mm 長さに切断し、圧縮速
度20mm/分で静的圧縮試験を実施した。試験結果を溝条
を成形しない角管と対比して表４に示す。
【００２４】
【表４】
【００２５】表４に示されるように、本発明によるエネ
ルギー吸収メンバーは、溝条の成形により約20％低下し
たが、実施例１と同様な荷重−変位線図を示し、圧縮変
位量200mm までの平均荷重は14.5tfで、優れたエネルギ
ー吸収を示した。一方、溝条を成形しないものは端部か
ら蛇腹変形をせず、端部を外れた個所において変形が生
じた。変形の起点が端部以外の個所になるものは、実際
にエネルギー吸収部材として使用した場合、衝突速度が
大きくなるに従って変形が不安定となり、横折れ変形が
生じ易くなる。
ルギー吸収メンバーは、溝条の成形により約20％低下し
たが、実施例１と同様な荷重−変位線図を示し、圧縮変
位量200mm までの平均荷重は14.5tfで、優れたエネルギ
ー吸収を示した。一方、溝条を成形しないものは端部か
ら蛇腹変形をせず、端部を外れた個所において変形が生
じた。変形の起点が端部以外の個所になるものは、実際
にエネルギー吸収部材として使用した場合、衝突速度が
大きくなるに従って変形が不安定となり、横折れ変形が
生じ易くなる。
【００２６】比較例１ 実施例１と同一組成のアルミニウム合金ビレットを、実
施例１と同様の条件で押出加工し、図６に示すように、
縦100mm 、横60mm、肉厚3.5mm の長方形状の角管とし
た。空冷後、120 ℃で24h のＴ５処理を行い、図６に示
すように、D 3.5mm 、α90°、L190mm、L2 60mm 、P 80
mmの溝条を成形した。この角管を380mm 長さに切断し、
圧縮速度20mm/ 分で静的圧縮試験を実施した。試験結果
を溝条を成形しなかったものと対比して表５に示す。
施例１と同様の条件で押出加工し、図６に示すように、
縦100mm 、横60mm、肉厚3.5mm の長方形状の角管とし
た。空冷後、120 ℃で24h のＴ５処理を行い、図６に示
すように、D 3.5mm 、α90°、L190mm、L2 60mm 、P 80
mmの溝条を成形した。この角管を380mm 長さに切断し、
圧縮速度20mm/ 分で静的圧縮試験を実施した。試験結果
を溝条を成形しなかったものと対比して表５に示す。
【００２７】
【表５】
【００２８】表５に示されるように、比較5 の試験材は
溝条部で蛇腹変形を生じたものの、荷重−変位線図にお
いて平均荷重の低下が大きく、エネルギー吸収が不十分
であった。比較6 の試験材は、反対端部で不規則な変形
を生じて平均荷重が低下し、十分なエネルギー吸収が行
われなかった。
溝条部で蛇腹変形を生じたものの、荷重−変位線図にお
いて平均荷重の低下が大きく、エネルギー吸収が不十分
であった。比較6 の試験材は、反対端部で不規則な変形
を生じて平均荷重が低下し、十分なエネルギー吸収が行
われなかった。
【００２９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、軽量で
溶接可能であり、エネルギー吸収能力の高いエネルギー
吸収メンバーが提供される。アルミニウム合金の中空押
出形材を使用するので形状は使用箇所に合わせて自由に
設計することが可能であり生産性にも優れている。
溶接可能であり、エネルギー吸収能力の高いエネルギー
吸収メンバーが提供される。アルミニウム合金の中空押
出形材を使用するので形状は使用箇所に合わせて自由に
設計することが可能であり生産性にも優れている。
【図１】本発明に使用する中空形材の溝条部を簡略化し
て示す斜視図である。
て示す斜視図である。
【図２】図１の中空形材において形成される溝条の他の
実施例を簡略化して示す斜視図である。
実施例を簡略化して示す斜視図である。
【図３】本発明に使用する中空形材の溝条部の他の実施
例を簡略化して示す斜視図である。
例を簡略化して示す斜視図である。
【図４】図３の中空形材において形成される溝条の他の
実施例を簡略化して示す斜視図る。
実施例を簡略化して示す斜視図る。
【図５】本発明に使用する中空形材の溝条部のさらに他
の実施例を簡略化して示す斜視図である。
の実施例を簡略化して示す斜視図である。
【図６】本発明のエネルギー吸収メンバーとして使用す
る溝条付き丸管の静的圧縮試験における荷重−変位線図
である。
る溝条付き丸管の静的圧縮試験における荷重−変位線図
である。
【図７】比較例として示す中空形材の溝条部を簡略化し
て示す斜視図である。
て示す斜視図である。
【図８】エネルギー吸収メンバーにおける衝撃エネルギ
ー吸収を説明する衝撃荷重−変形量の関係を示す線図で
ある。
ー吸収を説明する衝撃荷重−変形量の関係を示す線図で
ある。
【符号の説明】 Ｄ 溝深さ α 溝角度 Ｌ 溝長さ Ｐ 溝ピッチ
Claims (6)
- 【請求項１】 調質された熱処理型アルミニウム合金中
空形材からなり、該形材の肉厚は2mm 以上で、形材の中
空部を含む全断面積が3000〜8000mm2 であり、形材の断
面にはそれぞれ1000〜4000mm2 の断面積を有する中空部
が１つまたは２つ以上設けられ、少なくとも形材の長さ
方向の端部には、形材の長さ方向に圧縮応力を負荷した
とき形材の蛇腹状変形の起点となり得る中空形材の壁面
を外面または内面に屈曲させて形成される溝条が形材の
横方向に形成されていることを特徴とするアルミニウム
合金製自動車用エネルギー吸収部材。 - 【請求項２】 調質された熱処理型アルミニウム合金中
空形材からなり、該形材の肉厚は2mm 以上で、形材の中
空部を含む全断面積が3000〜8000mm2 であり、形材の断
面には1000〜4000mm2 の断面積を有する１つの中空部ま
たはそれぞれ1000〜4000mm2 の断面積を有する同一形状
の中空部が２つ以上設けられ、少なくとも形材の長さ方
向の端部には、形材の長さ方向に圧縮応力を負荷したと
き形材の蛇腹状変形の起点となり得る溝条および／また
は突条が形材の横方向に形成され、形材に対し20mm/ 分
の変形速度で静的圧縮荷重を加えたときの最大圧縮荷重
が120 〜280KN 、圧縮変位量200mm までの平均圧縮荷重
が100 〜180KN 、平均圧縮荷重／最大圧縮荷重の比が、
0.5 以上であることを特徴とするアルミニウム合金製自
動車用エネルギー吸収部材。 - 【請求項３】 少なくとも形材の端部に形成される溝条
が、深さが形材の肉厚±20％、ピッチが [( 中空部の縦
の長さ＋中空部の横の長さ）／２] ±20％の寸法の範囲
で形材の各側面部の長さ方向に並設されていることを特
徴とする請求項１〜２記載のアルミニウム合金製自動車
用エネルギー吸収部材。 - 【請求項４】 少なくとも形材の端部に形成される溝条
が、予め形材の長さ方向に圧縮荷重を負荷することによ
り形成されることを特徴とする請求項１〜３記載のアル
ミニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材。 - 【請求項５】 形材が長辺方向の中央部に隔壁を具えた
長方形状の中空形材からなることを特徴とする請求項１
〜４記載のアルミニウム合金製自動車用エネルギー吸収
部材。 - 【請求項６】 形材が長辺方向および短辺方向の中心線
について対称となる位置に隔壁を具えた中空形材からな
ることを特徴とする請求項１〜４記載のアルミニウム合
金製自動車用エネルギー吸収部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31737293A JPH07145842A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | アルミニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31737293A JPH07145842A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | アルミニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07145842A true JPH07145842A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=18087519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31737293A Pending JPH07145842A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | アルミニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07145842A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057453A1 (de) * | 1998-05-07 | 1999-11-11 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Tragstruktur mit einem deformationselement mit radialverformungsbegrenzern |
| WO2001060675A1 (de) * | 2000-02-18 | 2001-08-23 | Siemens Sgp Verkehrstechnik Gmbh | Knautschelement |
| EP1209039A2 (en) | 2000-11-21 | 2002-05-29 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Shock absorbing member and bumper comprising the same |
| JP2002347548A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-04 | Toyotomi Kiko Co Ltd | エネルギー吸収部材 |
| US6502874B2 (en) | 2000-12-25 | 2003-01-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Coupling structure of shock transmitting member and shock absorbing member, and bumper |
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| KR20140013086A (ko) * | 2011-08-09 | 2014-02-04 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 충격 흡수 부재 |
| WO2015015747A1 (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | 川崎重工業株式会社 | 鉄道車両用衝突エネルギー吸収装置および鉄道車両 |
| CN105501300A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-04-20 | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | 一种多边形单帽前纵梁 |
| JP2019011053A (ja) * | 2014-04-17 | 2019-01-24 | テスラ・インコーポレーテッド | 実質的四角形状のセルおよびイニシエータを備えたクラッシュレール |
-
1993
- 1993-11-24 JP JP31737293A patent/JPH07145842A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9381881B2 (en) | 2011-08-09 | 2016-07-05 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Shock absorbing member |
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| US10017192B2 (en) | 2013-07-31 | 2018-07-10 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Railcar collision energy absorbing device and railcar |
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