JPH11255146A - エネルギ吸収部材 - Google Patents
エネルギ吸収部材Info
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- JPH11255146A JPH11255146A JP10058266A JP5826698A JPH11255146A JP H11255146 A JPH11255146 A JP H11255146A JP 10058266 A JP10058266 A JP 10058266A JP 5826698 A JP5826698 A JP 5826698A JP H11255146 A JPH11255146 A JP H11255146A
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- absorbing member
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両衝突時において効果的にエネルギ吸収量
を向上させることができるエネルギ吸収部材を提供する
こと。 【解決手段】 車体前部に位置し、車両の進行方向と平
行に配置された閉断面形状を有するエネルギ吸収部材に
おいて、軸圧潰モードで変形する閉断面形状を有する前
端部を、該前端部の先端部ほど板厚が薄く、後方にかけ
て板厚が厚くなるよう連続的に一定割合で変化させ、か
つ、その板厚変化率が０．０５％／ｍｍ以上としたエネ
ルギ吸収部材とする。
を向上させることができるエネルギ吸収部材を提供する
こと。 【解決手段】 車体前部に位置し、車両の進行方向と平
行に配置された閉断面形状を有するエネルギ吸収部材に
おいて、軸圧潰モードで変形する閉断面形状を有する前
端部を、該前端部の先端部ほど板厚が薄く、後方にかけ
て板厚が厚くなるよう連続的に一定割合で変化させ、か
つ、その板厚変化率が０．０５％／ｍｍ以上としたエネ
ルギ吸収部材とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエネルギ吸収部材、
より具体的には、車両衝突時において効果的にエネルギ
吸収量を向上させたエネルギ吸収部材に関する。
より具体的には、車両衝突時において効果的にエネルギ
吸収量を向上させたエネルギ吸収部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車体の前部構造に配置されている
代表的なエネルギ吸収部材としては、図３に示すよう
な、フロントサイドメンバがある。図３において、前輪
駆動車では一般的にドライブシャフトとの干渉を避ける
ため、エネルギ吸収部材１は、通常２に示されるような
アーチ型にえぐれた構造をしている。このアーチ形状部
２付近には、エンジンマウントのブラケット３がマウン
トされており、またサスペンションメンバマウンティン
グボルト４により、サスペンションメンバが取り付けら
れている。
代表的なエネルギ吸収部材としては、図３に示すよう
な、フロントサイドメンバがある。図３において、前輪
駆動車では一般的にドライブシャフトとの干渉を避ける
ため、エネルギ吸収部材１は、通常２に示されるような
アーチ型にえぐれた構造をしている。このアーチ形状部
２付近には、エンジンマウントのブラケット３がマウン
トされており、またサスペンションメンバマウンティン
グボルト４により、サスペンションメンバが取り付けら
れている。
【０００３】ここで、エンジンマウントブラケット３締
結部位からサスペンションメンバマウンティングボルト
４が配置される付近は、エンジン振動や路面入力振動を
他の車体各部位に伝えにくくしたり、また、衝突時にエ
ネルギ吸収部材としてのメンバ前端部をしっかりと潰す
ことにより、この部分で衝突荷重を受け止め衝突エネル
ギ吸収させる目的で、アーチ形状部２より車体後方側に
は補強材が組み込まれたり、あるいは差厚テーラードブ
ランク材によりメンバの前端部よりも厚肉化されて用い
られている。
結部位からサスペンションメンバマウンティングボルト
４が配置される付近は、エンジン振動や路面入力振動を
他の車体各部位に伝えにくくしたり、また、衝突時にエ
ネルギ吸収部材としてのメンバ前端部をしっかりと潰す
ことにより、この部分で衝突荷重を受け止め衝突エネル
ギ吸収させる目的で、アーチ形状部２より車体後方側に
は補強材が組み込まれたり、あるいは差厚テーラードブ
ランク材によりメンバの前端部よりも厚肉化されて用い
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のエ
ネルギ吸収部材は、潰れてエネルギ吸収を行なう前端部
（図３、Ａ部分）は比較的薄い均一板厚が用いられ、そ
の前端部に続く後端部（図３、Ｂ部分）は、衝突荷重を
受け止めるため肉厚化された構造となっている。しか
し、主に衝突時のエネルギ吸収を行なうメンバ前端部は
均一板厚の閉断面中空構造となっているため、一定の波
長でしかバックリングせず、部材前端部のみに注目した
場合でも、その一部しかエネルギ吸収に寄与せず、重量
当たりのエネルギ吸収効率がよくないという問題があっ
た。さらに、従来のエネルギ吸収部材でエネルギ吸収量
を増すためには、メンバ部材前端部を一層多角形断面化
することにより衝突時の反力増加の方策がとられてきた
が、同様にメンバ部材前端部のみに注目した場合でも、
その一部しかエネルギ吸収に寄与せず、重量当たりのエ
ネルギ吸収効率がよくないという問題は解決されないま
まであった。そこで車両衝突時において効果的にエネル
ギ吸収量を向上させたエネルギ吸収部材を得ることが課
題となっていた。
ネルギ吸収部材は、潰れてエネルギ吸収を行なう前端部
（図３、Ａ部分）は比較的薄い均一板厚が用いられ、そ
の前端部に続く後端部（図３、Ｂ部分）は、衝突荷重を
受け止めるため肉厚化された構造となっている。しか
し、主に衝突時のエネルギ吸収を行なうメンバ前端部は
均一板厚の閉断面中空構造となっているため、一定の波
長でしかバックリングせず、部材前端部のみに注目した
場合でも、その一部しかエネルギ吸収に寄与せず、重量
当たりのエネルギ吸収効率がよくないという問題があっ
た。さらに、従来のエネルギ吸収部材でエネルギ吸収量
を増すためには、メンバ部材前端部を一層多角形断面化
することにより衝突時の反力増加の方策がとられてきた
が、同様にメンバ部材前端部のみに注目した場合でも、
その一部しかエネルギ吸収に寄与せず、重量当たりのエ
ネルギ吸収効率がよくないという問題は解決されないま
まであった。そこで車両衝突時において効果的にエネル
ギ吸収量を向上させたエネルギ吸収部材を得ることが課
題となっていた。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、車両衝突時において効果的にエネ
ルギ吸収量を向上させることができるエネルギ吸収部材
を提供することを目的とする。
してなされたもので、車両衝突時において効果的にエネ
ルギ吸収量を向上させることができるエネルギ吸収部材
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、その構成を、車体前部に位置し、車両の
進行方向と平行に配置された閉断面形状を有するエネル
ギ吸収部材において、軸圧潰モードで変形する閉断面形
状を有する前端部を、該前端部の先端部ほど板厚が薄
く、後方にかけて板厚が厚くなるよう連続的に一定割合
で変化させ、かつ、その板厚変化率が０．０５％／ｍｍ
以上としたエネルギ吸収部材とする。
決するために、その構成を、車体前部に位置し、車両の
進行方向と平行に配置された閉断面形状を有するエネル
ギ吸収部材において、軸圧潰モードで変形する閉断面形
状を有する前端部を、該前端部の先端部ほど板厚が薄
く、後方にかけて板厚が厚くなるよう連続的に一定割合
で変化させ、かつ、その板厚変化率が０．０５％／ｍｍ
以上としたエネルギ吸収部材とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるエネルギ吸収
部材の実施の形態を、実施例および比較例を参照しなが
ら詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何ら
限定されるものではない。
部材の実施の形態を、実施例および比較例を参照しなが
ら詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何ら
限定されるものではない。
【０００８】実施例１ 強度が４５ｋｇ／ｍｍ2 からなる鋼管強度材を用い、液
圧バルジ成形することにより、図１に示すような、実施
例１の閉断面中空構造からなるエネルギ吸収部材１０を
形成した。図１において、Ｃの方向が車体の前方であ
る。まず部材１０の構成を説明すると、部材の後端部Ｂ
は板厚２．３ｍｍの均一厚さである。前端部Ａは長さ４
０ｃｍであり、断面は、高さ９０ｍｍ、幅６５ｍｍの矩
形となっている。前端部Ａは、最先端部の板厚が１．４
ｍｍで、先端から後方にかけて板厚が連続的に一定割合
で増加しており、４０ｃｍ後端位置の板厚は２．３ｍｍ
で、後端部Ｂの部材と一体となっている。前端部Ａの板
厚変化率は０．０９８％／ｍｍである。
圧バルジ成形することにより、図１に示すような、実施
例１の閉断面中空構造からなるエネルギ吸収部材１０を
形成した。図１において、Ｃの方向が車体の前方であ
る。まず部材１０の構成を説明すると、部材の後端部Ｂ
は板厚２．３ｍｍの均一厚さである。前端部Ａは長さ４
０ｃｍであり、断面は、高さ９０ｍｍ、幅６５ｍｍの矩
形となっている。前端部Ａは、最先端部の板厚が１．４
ｍｍで、先端から後方にかけて板厚が連続的に一定割合
で増加しており、４０ｃｍ後端位置の板厚は２．３ｍｍ
で、後端部Ｂの部材と一体となっている。前端部Ａの板
厚変化率は０．０９８％／ｍｍである。
【０００９】実施例２ 実施例１において、前端部Ａの最先端部の板厚を１．６
ｍｍとした他は同様にして、前端部Ａの板厚変化率が
０．０７６％／ｍｍである、実施例２の閉断面中空構造
からなるエネルギ吸収部材を形成した。
ｍｍとした他は同様にして、前端部Ａの板厚変化率が
０．０７６％／ｍｍである、実施例２の閉断面中空構造
からなるエネルギ吸収部材を形成した。
【００１０】実施例３ 実施例１において、前端部Ａの最先端部の板厚を１．８
ｍｍとした他は同様にして、前端部Ａの板厚変化率が
０．０５４％／ｍｍである、実施例３の閉断面中空構造
からなるエネルギ吸収部材を形成した。
ｍｍとした他は同様にして、前端部Ａの板厚変化率が
０．０５４％／ｍｍである、実施例３の閉断面中空構造
からなるエネルギ吸収部材を形成した。
【００１１】比較例１ 実施例１と同様な材料および図１と同様な形状で、エネ
ルギ吸収部材の後端部Ｂの板厚が２．３ｍｍ、前端部Ａ
の板厚が１．８ｍｍの均一厚さで構成された差厚テーラ
ードブランク材を用いてプレス成形を行い、『コ』の字
型断面部材を作製し、同様な板厚で平板の差厚テーラー
ドブランク材とで閉断面構造を構成してスポット溶接に
より接合し、比較例１の閉断面中空構造からなるエネル
ギ吸収部材を形成した。比較例１の前端部Ａの板厚変化
率は０である。
ルギ吸収部材の後端部Ｂの板厚が２．３ｍｍ、前端部Ａ
の板厚が１．８ｍｍの均一厚さで構成された差厚テーラ
ードブランク材を用いてプレス成形を行い、『コ』の字
型断面部材を作製し、同様な板厚で平板の差厚テーラー
ドブランク材とで閉断面構造を構成してスポット溶接に
より接合し、比較例１の閉断面中空構造からなるエネル
ギ吸収部材を形成した。比較例１の前端部Ａの板厚変化
率は０である。
【００１２】比較例２ 実施例１において、前端部Ａの最先端部の板厚を２．０
ｍｍとした他は同様にして、前端部Ａの板厚変化率が
０．０３３％／ｍｍである、比較例２の閉断面中空構造
からなるエネルギ吸収部材を形成した。
ｍｍとした他は同様にして、前端部Ａの板厚変化率が
０．０３３％／ｍｍである、比較例２の閉断面中空構造
からなるエネルギ吸収部材を形成した。
【００１３】＜評価試験＞実施例１〜３および比較例
１，２で得られた閉断面中空構造からなるエネルギ吸収
部材を台車に取り付け、剛体壁に３０ｋｍ／ｈの速度
で、図１のＣの方向に衝突させ、その時の剛体壁反力と
部材潰れ長さをそれぞれ測定した。その結果を図２に示
す。
１，２で得られた閉断面中空構造からなるエネルギ吸収
部材を台車に取り付け、剛体壁に３０ｋｍ／ｈの速度
で、図１のＣの方向に衝突させ、その時の剛体壁反力と
部材潰れ長さをそれぞれ測定した。その結果を図２に示
す。
【００１４】図２に示されている反力−変位線図の後半
の反力急落挙動は、エネルギ吸収部材のアーチ部の折れ
曲がり発生に伴う現象であることが、高速度カメラによ
る部材変形挙動の撮影結果から判明した。
の反力急落挙動は、エネルギ吸収部材のアーチ部の折れ
曲がり発生に伴う現象であることが、高速度カメラによ
る部材変形挙動の撮影結果から判明した。
【００１５】図２からも明らかなように、エネルギ吸収
部材の前端部Ａの板厚が変化していることにより、折れ
曲がり開始の潰れの長さは増大し、また、実施例１〜３
の板厚変化率が０．０５％／ｍｍ以上の場合では、部材
の折れ曲がり開始までのエネルギ吸収量が増加している
のが認められた。
部材の前端部Ａの板厚が変化していることにより、折れ
曲がり開始の潰れの長さは増大し、また、実施例１〜３
の板厚変化率が０．０５％／ｍｍ以上の場合では、部材
の折れ曲がり開始までのエネルギ吸収量が増加している
のが認められた。
【００１６】ここで、本発明のエネルギ吸収部材につい
て、衝突による折れ曲がり開始までのエネルギ吸収量
を、エネルギ吸収部材重量で除した重量当たりのエネル
ギ吸収量の比較を表１に示す。
て、衝突による折れ曲がり開始までのエネルギ吸収量
を、エネルギ吸収部材重量で除した重量当たりのエネル
ギ吸収量の比較を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１において、各部材における前端部Ａの
板厚の傾斜度を長さ当たりの板厚変化率として表してい
る。例えば、実施例３の場合、前端部Ａの板厚のテーパ
が２．３／１．８の部材であるため、長さ当たりの板厚
変化率は、（２．３−１．８）／２．３＊１００／４０
０ｍｍ＝０．０５４％／ｍｍとなる。
板厚の傾斜度を長さ当たりの板厚変化率として表してい
る。例えば、実施例３の場合、前端部Ａの板厚のテーパ
が２．３／１．８の部材であるため、長さ当たりの板厚
変化率は、（２．３−１．８）／２．３＊１００／４０
０ｍｍ＝０．０５４％／ｍｍとなる。
【００１９】表１からも明らかなように、前端部Ａの板
厚のテーパが２．３／１．８以上では、重量当たりのエ
ネルギ吸収量が、従来のエネルギ吸収部材に比べて向上
している。ただし、前端部Ａの板厚のテーパ度が小さく
なる比較例２の場合は、最先端板厚が２．０ｍｍであ
り、従来のエネルギ吸収部材の潰れ挙動とほとんど変わ
らない結果が得られた。これは、前端部Ａの板厚のテー
パを塑性加工により形成しているため、板厚を薄くする
に従い材料の加工硬化度が増大し、前端部Ａの板厚テー
パによるエネルギ吸収部材の長手方向の部材座屈強度変
化を、この加工硬化による強度上昇が打ち消す方向に作
用するためである。この現象により、本発明のエネルギ
吸収部材の前端部Ａの板厚にテーパを設けることによ
り、前方から後方にかけて部材座屈強度を連続的に高く
するという効果が打ち消されることになる。したがっ
て、エネルギ吸収量を向上させるためには、確実に部材
先端から後方にかけて、部材の座屈強度に傾斜を持たせ
る必要があり、その板厚変化率は０．０５％／ｍｍ以上
が良い。
厚のテーパが２．３／１．８以上では、重量当たりのエ
ネルギ吸収量が、従来のエネルギ吸収部材に比べて向上
している。ただし、前端部Ａの板厚のテーパ度が小さく
なる比較例２の場合は、最先端板厚が２．０ｍｍであ
り、従来のエネルギ吸収部材の潰れ挙動とほとんど変わ
らない結果が得られた。これは、前端部Ａの板厚のテー
パを塑性加工により形成しているため、板厚を薄くする
に従い材料の加工硬化度が増大し、前端部Ａの板厚テー
パによるエネルギ吸収部材の長手方向の部材座屈強度変
化を、この加工硬化による強度上昇が打ち消す方向に作
用するためである。この現象により、本発明のエネルギ
吸収部材の前端部Ａの板厚にテーパを設けることによ
り、前方から後方にかけて部材座屈強度を連続的に高く
するという効果が打ち消されることになる。したがっ
て、エネルギ吸収量を向上させるためには、確実に部材
先端から後方にかけて、部材の座屈強度に傾斜を持たせ
る必要があり、その板厚変化率は０．０５％／ｍｍ以上
が良い。
【００２０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、その構成を、車体前部に位置し、車両の進行方
向と平行に配置された閉断面形状を有するエネルギ吸収
部材において、軸圧潰モードで変形する閉断面形状を有
する前端部を、該前端部の先端部ほど板厚が薄く、後方
にかけて板厚が厚くなるよう連続的に一定割合で変化さ
せ、かつ、その板厚変化率が０．０５％／ｍｍ以上とし
たエネルギ吸収部材とすることとしたため、前端部の先
端部から順に連続的に塑性座屈し、塑性変形領域を増大
させることが可能となり、その結果、効果的にエネルギ
吸収を向上させることができるという優れた効果が得ら
れる。
よれば、その構成を、車体前部に位置し、車両の進行方
向と平行に配置された閉断面形状を有するエネルギ吸収
部材において、軸圧潰モードで変形する閉断面形状を有
する前端部を、該前端部の先端部ほど板厚が薄く、後方
にかけて板厚が厚くなるよう連続的に一定割合で変化さ
せ、かつ、その板厚変化率が０．０５％／ｍｍ以上とし
たエネルギ吸収部材とすることとしたため、前端部の先
端部から順に連続的に塑性座屈し、塑性変形領域を増大
させることが可能となり、その結果、効果的にエネルギ
吸収を向上させることができるという優れた効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエネルギ吸収部材の実施の形態を
説明する構成図である。
説明する構成図である。
【図２】実施例および比較例で得た各エネルギ吸収部材
について、剛体壁反力と潰れ長さの関係を説明する図で
ある。
について、剛体壁反力と潰れ長さの関係を説明する図で
ある。
【図３】従来のエネルギ吸収部材を説明する構成図であ
る。
る。
１０ エネルギ吸収部材 Ａ 前端部 Ｂ 後端部
Claims (1)
- 【請求項１】 車体前部に位置し、車両の進行方向と平
行に配置された閉断面形状を有するエネルギ吸収部材に
おいて、 軸圧潰モードで変形する閉断面形状を有する前端部を、
該前端部の先端部ほど板厚が薄く、後方にかけて板厚が
厚くなるよう連続的に一定割合で変化させ、かつ、その
板厚変化率が０．０５％／ｍｍ以上であることを特徴と
するエネルギ吸収部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05826698A JP3690459B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | アーチ形状部を有するフロントサイドメンバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05826698A JP3690459B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | アーチ形状部を有するフロントサイドメンバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11255146A true JPH11255146A (ja) | 1999-09-21 |
| JP3690459B2 JP3690459B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=13079376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05826698A Expired - Fee Related JP3690459B2 (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | アーチ形状部を有するフロントサイドメンバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3690459B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003146241A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-05-21 | Nissan Motor Co Ltd | 車体前部構造 |
| US6893078B2 (en) | 2001-11-13 | 2005-05-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Front body structure for vehicle |
| US6899195B2 (en) | 2002-02-01 | 2005-05-31 | Nissan Motor Co., Ltd. | Vehicle front structure |
| CN100408408C (zh) * | 2003-07-24 | 2008-08-06 | 雷诺两合公司 | 机动车用的可变形梁架 |
| WO2008123506A1 (ja) | 2007-04-04 | 2008-10-16 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 自動車車体用強度部材、フロントサイドメンバー及び自動車車体の側部構造 |
| JP2012101648A (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Toyota Motor Corp | 車両の骨格構造、骨格補強構造、ピラー構造及び部品製造方法 |
| JP2012176712A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-13 | Jfe Steel Corp | 自動車外板用冷延鋼板および自動車外板パネル部品 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101664048B1 (ko) * | 2014-11-10 | 2016-10-24 | 현대자동차 주식회사 | 차량의 프론트 사이드 멤버 |
| KR101664042B1 (ko) * | 2014-11-18 | 2016-10-24 | 현대자동차 주식회사 | 차량의 프론트 사이드 멤버 |
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| JPH05139242A (ja) * | 1991-11-19 | 1993-06-08 | Toyota Motor Corp | 車体の前部構造 |
| JPH09277954A (ja) * | 1996-04-15 | 1997-10-28 | Nippon Steel Corp | テーパー付き衝撃吸収部材 |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP05826698A patent/JP3690459B2/ja not_active Expired - Fee Related
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