JPH1129064A - アルミニウム合金押出形材からなる軸圧壊特性に優れたエネルギー吸収部材 - Google Patents
アルミニウム合金押出形材からなる軸圧壊特性に優れたエネルギー吸収部材Info
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- JPH1129064A JPH1129064A JP20079397A JP20079397A JPH1129064A JP H1129064 A JPH1129064 A JP H1129064A JP 20079397 A JP20079397 A JP 20079397A JP 20079397 A JP20079397 A JP 20079397A JP H1129064 A JPH1129064 A JP H1129064A
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Abstract
ンバ等のエネルギー吸収部材において、オイラー座屈を
抑えて蛇腹状の収縮変形を誘発し、安定したエネルギー
吸収を得る。 【解決手段】 エネルギー吸収部材が、外周部とその外
周部に接続する内側のリブを有するアルミニウム合金の
中空押出形材からなり、その断面形状において、 リブと外周部が接続する部位のコーナーR(Ra)を
リブの厚さbの1/2以下とする、複数のリブが交差
する部位のコーナーR(Rb)を1mm以下とする、
内側のリブの厚さを外周部の厚さより薄く形成する、の
いずれか1つ又は複数の条件を満たすようにする。
Description
の中空押出形材からなり、その押出軸方向に圧縮の衝撃
荷重あるいは圧縮の静的負荷を受けたとき、その衝撃荷
重及び静的負荷を吸収する作用を持つエネルギー吸収部
材に関する。
メンバやバンパーステイなどのエネルギー吸収部材とし
て、アルミニウム合金の中空押出形材の適用が検討され
ている(例えば特開平7−310156号公報、特開平
7−118782号公報、特開平8−216917号公
報、特開平6−247338号公報参照)。軸方向に圧
縮の衝撃荷重を受けるこれらのエネルギー吸収部材に要
求される特性の1つは、上記公報にも記載されているよ
うに、部材が押出軸方向に荷重を受けたとき形材全体が
オイラー座屈(形材全体がくの字形に曲がる座屈)を起
こさず、かつ圧壊割れを発生することなく蛇腹状に収縮
変形して、安定したエネルギー吸収を得ることである。
338号公報では、矩形断面の中空形材からなるサイド
メンバにオイラー座屈を抑えて蛇腹状の収縮変形を起こ
させるために、断面においてX軸回りの断面二次モーメ
ント(剛性)とY軸回りの断面二次モーメントに意識的
に差を付け、サイドメンバの蛇腹状に座屈する確率の高
いパネルが衝突の始めに他のパネルよりも先に座屈する
ように、その断面形状が設定されている。そして、いっ
たんどれかのパネルが座屈すると他のパネルに蛇腹状の
座屈が次々に伝搬し、サイドメンバの全長が長くなって
もその全長にわたり蛇腹状の座屈が安定して起こるとさ
れている。
縮荷重を受ける自動車のサイドメンバ等のエネルギー吸
収部材において、上記特開平6−247338号公報の
技術と同じく断面形状に工夫を加え、オイラー座屈を抑
えて蛇腹状の収縮変形を誘発し、安定したエネルギー吸
収を得ることを目的とする。
に優れたエネルギー吸収部材は、外周部とその外周部
に接続する内側のリブを有するアルミニウム合金の中空
押出形材からなり、リブと外周部が接続する部位のコー
ナーRをリブの厚さの1/2以下としたこと、外周部
とその外周部に接続しかつ互いに交差する複数の内側の
リブを有するアルミニウム合金の中空押出形材からな
り、複数のリブが交差する部位のコーナーRを1mm以
下としたこと、あるいは、外周部とその外周部に接続
する内側のリブを有するアルミニウム合金の中空押出形
材からなり、内側のリブの厚さを外周部の厚さより薄く
形成したこと、のいずれかの特徴を備える。これらの特
徴のうち2以上の特徴を同時に備えることもできる。
接続する内側のリブを有する中空押出形材において、そ
の断面形状を外周部と内側のリブに分けて捉え、外周部
を構成する板と内側のリブを構成する板の接続部の剛
性、内側のリブを構成する板同士の交差部の剛性、ある
いは内側のリブの剛性が、オイラー座屈又は蛇腹状変形
の起こりやすさに関係していること、そして、この部分
の剛性が小さいと外周部又はリブを構成する板の座屈が
起こりやすく、蛇腹状の変形が誘発されやすいことを見
いだした。本発明はこの知見に基づいてなされたもので
ある。
押出形材を例示するもので、これらは断面形状において
基本的に均一な厚さaをもつ矩形の外周部と、同じく基
本的に均一な厚さbをもつリブを備えている。ここで、
基本的に均一な厚さとは、外周部とリブそれぞれについ
て接続部、交差部及びコーナー部以外の厚さが均一とい
う意味である。しかし、本発明に係る中空押出形材はこ
のような特定の断面形状に限定されるわけではない。
ーナーR(Ra)がリブの厚さbの1/2より小さい
(Ra≦b/2)と、当該接続部の剛性が低くなり、外
周部又はリブを構成する板の座屈が起こりやすく、蛇腹
状の変形が誘発されやすい。ここで、リブの厚さが板幅
方向に変化する場合もあり得るが、その場合は当該リブ
の厚さbは前記接続部又は交差部を除く部分で最も厚い
部位の厚みとする。また、リブ同士の交差部のコーナー
R(Rb)が1mmより小さい(Rb≦1)と、当該交
差部の剛性が低くなり、リブを構成する板の座屈が起こ
りやすく、蛇腹状の変形が誘発されやすい。これら2つ
の要件のうちいずれかを満たす中空押出形材の外周部と
リブのそれぞれの厚さについては、リブの厚さbを外周
部の厚さaと同一又は小さく(b≦a)形成することが
望ましい。さらに、中空押出形材の外周部の板厚aより
リブの厚さbが薄く(b<a)形成されていると、剛性
が小さくなってリブの座屈が起こりやすく、蛇腹状の変
形が誘発されやすい。そして、リブの厚さbをより薄く
形成することで蛇腹状の変形が一層安定する。アルミニ
ウム合金からなる中空押出形材が上記の3つの要件のい
ずれか1つ又は複数を満たす場合、外周部又はリブを構
成する板の一部が座屈し、それに伴い他の板の座屈が誘
発され、オイラー座屈が抑制され蛇腹状の変形が起こり
やすくなる。
を説明する。図2のA〜Cに示す断面形状を有する全長
200mmの6063−T5アルミニウム合金中空押出
形材に対し軸方向に圧縮荷重を加え、荷重と変位量の関
係を調査した。A〜Cの外周部の形状はすべて同じ形状
で、外形が45mm×55mm、厚さが2mmである。
また、AはRa、Rbが全て6mm、リブの厚さbが2
mm、BはRa、Rbが全て1mm、リブの厚さbが2
mm、CはRa、Rbが全て1mm、リブの厚さbが
1.5mmである。
図5に、また、図3〜図5から読み取った最大荷重、エ
ネルギー吸収量、有効変位、及びそれぞれの座屈形態を
表1に示す。なお、表1中の有効変位は、実施例のもの
は軸方向に蛇腹状に潰れきって荷重が再度上昇し、初期
の最大荷重と同等の荷重値まで達したときの変位量を意
味し、表1中のエネルギー吸収量は、上記有効変位に達
するまでのエネルギー吸収量を意味する。一方、比較例
のものはオイラー座屈が始まって荷重が単調に減少して
いくため、実施例と同じ意味での有効変位を定義できな
いことから、適当な変位で試験をストップさせ、これを
表1の有効変位の欄に参考値として記載し、エネルギー
吸収量の欄にその変位に達するまでのエネルギー吸収量
を参考値として記載した。
ナーR(Ra)が6mm、リブ同士の交差部のコーナー
R(Rb)が6mmであり、断面積が大きいため最大荷
重が大きくなっているが、オイラー座屈を起こしたた
め、有効変位(参考値)が小さくエネルギー吸収量(参
考値)が小さくなっている。一方、実施例Bは、外周部
とリブの接続部のコーナーR(Ra)が1mm、リブ同
士のコーナーR(Rb)が1mmでいずれも本発明の規
定を満たしており、蛇腹状に圧縮変形を起こし、有効変
位及びエネルギー吸収量が大きくなっている。また、実
施例Cは、外周部とリブの接続部のコーナーR(Ra)
が1mmで本発明の規定を満たさない(Ra>b/2)
が、リブ同士のコーナーR(Rb)が1mmで本発明の
規定を満たし、さらにリブの板厚が外周部の板厚より薄
く形成されて本発明の規定を満たし、蛇腹状に圧縮変形
を起こし、有効変位及びエネルギー吸収量が大きくなっ
ている。なお、実施例Cを実施例Bと比較したとき、最
大荷重が小さいのは断面積が小さいためと考えられる。
重あるいは圧縮の静的負荷を受けたとき、オイラー座屈
を起こさずに蛇腹状に収縮変形し、有効変位及びエネル
ギー吸収量の大きい、軸圧壊特性に優れたエネルギー吸
収部材を得ることができる。
する図である。
面形状である。
Claims (3)
- 【請求項1】 外周部とその外周部に接続する内側のリ
ブを有するアルミニウム合金の中空押出形材からなり、
リブと外周部が接続する部位のコーナーRをリブの厚さ
の1/2以下としたことを特徴とする軸圧壊特性に優れ
たエネルギー吸収部材。 - 【請求項2】 外周部とその外周部に接続しかつ互いに
交差する複数の内側のリブを有するアルミニウム合金の
中空押出形材からなり、複数のリブが交差する部位のコ
ーナーRを1mm以下としたことを特徴とする軸圧壊特
性に優れたエネルギー吸収部材。 - 【請求項3】 外周部とその外周部に接続する内側のリ
ブを有するアルミニウム合金の中空押出形材からなり、
内側のリブの厚さを外周部の厚さより薄く形成したこと
を特徴とする軸圧壊特性に優れたエネルギー吸収部材。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20079397A JP3520959B2 (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | アルミニウム合金押出形材からなる軸圧壊特性に優れた自動車のフレーム構造におけるエネルギー吸収部材 |
DE19830560A DE19830560B4 (de) | 1997-07-09 | 1998-07-08 | Energie-absorbierendes Element |
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Applications Claiming Priority (1)
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Related Child Applications (1)
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Publications (2)
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JPH1129064A true JPH1129064A (ja) | 1999-02-02 |
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ID=16430291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6705653B2 (en) | 2000-11-21 | 2004-03-16 | Aisin Seiki | Shock absorbing member and bumper |
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CN103625401A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-12 | 湖南大学 | 一种带窗式薄壁方管吸能装置 |
KR20210029512A (ko) * | 2019-09-06 | 2021-03-16 | 주식회사 우수티엠엠 | 전기자동차 프레임 구조 |
CN113001793A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-22 | 山东天岳先进科技股份有限公司 | 一种晶体处理装置及方法 |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP20079397A patent/JP3520959B2/ja not_active Expired - Lifetime
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