TW201330949A - 衝擊吸收構件(一) - Google Patents
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Abstract
具有軸線、對該軸線平行地延伸之複數之矩形狀壁部、及對軸線垂直之多角形截面,將由外部施加之衝擊能量一面朝軸線方向屈曲變形一面吸收,朝軸線方向延伸之中空柱狀之衝擊吸收構件;其中具有於複數之壁部中之至少1個壁部形成之賦予屈曲變形之開端的至少1個珠部;該至少1個珠部係偏倚於形成有該珠部之壁部的與軸線平行延伸之其中一方之緣部而配置。
Description
本發明係有關於將由外部施加之衝擊能量一面屈曲(buckling)變形一面吸收之衝擊吸收構件。
近年來,在汽車等領域,一方面謀求耗油量與運動性能之改善,一方面要求更進一步之衝突安全性之改善。為了同時達成輕量化與高剛性化,汽車之車體一般是採用被稱作整體車身(monocoque body)之將框體(frame)與車身(body)予以一體化之車體構造。又,為了於衝突時確保駕駛及乘客的生存空間,汽車之車體廣泛地採用所謂之衝擊吸收構造,使例如引擎室與儲物室等乘客隔間以外之空間優先壓潰而盡量減少施加於乘客隔間之衝擊,令乘客隔間之變形止於最小限度。
從而,為了成為衝突安全性佳之車體構造,要如何有效地吸收衝突時之衝擊能量為重要之課題。因此,正積極地研發以良好效率來吸收衝突時之衝擊能量的衝擊吸收構件(例如,參照專利文獻1~15)。
一般而言,衝擊吸收構件係使用將鋼板壓製成形後以焊接等接合而成形為中空柱狀之薄厚度構造體(中空柱狀構件)。又,為了同時達成上述之輕量化與高剛性化,衝擊吸收構件係由具有例如四角形或六角形等多角形狀之
截面的中空構件構成。如此之衝擊吸收構件係使用於例如車體之前側元件等,當在衝突時由其一端側受到衝擊負載時,藉由於軸線方向屈曲變形(軸壓潰)而吸收衝擊能量。從而,為了提高衝擊吸收性能,要如何效率良好地產生如此之屈曲變形、及提高其屈曲負載,這兩點是重要。
以往,針對如此之課題,作為從材料面之對策,為了製造衝擊吸收構件板,使用比較厚之鋼板或強度比較高之高強度鋼板,以提高屈曲負載。另一方面,作為從構造面之對策,則設置被稱作珠(bead)之賦予屈曲變形開端的坑(珠部),以效率良好地產生屈曲變形。又,藉由使中空之衝擊吸收構件之截面為多角形狀,來提高屈曲負載。
然而,因為將上述衝擊吸收構件之板厚度增厚會牽扯到構件之重量增加,而導致採用該衝擊吸收構件之車體的重量增加,結果將使汽車之耗油量與行走性能惡化。又,關於高強度鋼板,一般而言,伸長率會與其強度成反比例而下降。因此,成形性亦會惡化,在現狀,要將衝擊吸收構件用鋼板予以高強度化有其極限。
話說,單單使衝擊吸收構件之屈曲負載增加,會牽扯到使產生屈曲之最低衝擊負載增大。此情況下,施加於衝擊吸收構件之衝擊負載將不會受衝擊吸收構件之變形所吸收,而原封不動地傳到乘客隔間等其他之構造部分。又,本來不應該變形的地方產生屈曲變形、因乘客隔間之變形造成駕駛及乘客之生存空間難以確保、大的加速度變化施加於駕駛及乘客,對駕駛及乘客造成傷害之危險性會
提高。
因此,對衝擊吸收構件而言,舉例來說,為了自屈曲之開始端將截面形狀盡量地保持於一定且確保由屈曲造成之變形量,對衝擊吸收構件進行直線化之設計。又,為了使施加於衝擊吸收構件之初期衝擊負載降低,藉由進行配置上述之珠來於衝突時使蛇腹狀之屈曲變形安定產生。
然而,關於上述之珠的配置,並無已確立之求取理論,現狀是藉由多次反覆進行對衝擊吸收構件之屈曲試驗或電腦模擬等來求取。因此,由於對各種車輛皆必須反覆上述實驗或模擬,不但設計效率差,且無法對應於實際衝突時預想之種種負載條件或屈曲模式,故使用如此方法來進行珠配置之最佳化非常困難。
[專利文獻1]日本特開2009-286221號公報
[專利文獻2]日本特開2009-285668號公報
[專利文獻3]日本特開2009-168115號公報
[專利文獻4]日本特開2009-154587號公報
[專利文獻5]日本特開2009-113596號公報
[專利文獻6]日本特開2008-018792號公報
[專利文獻7]日本特開2007-030725號公報
[專利文獻8]日本特開2006-207726號公報
[專利文獻9]日本特開2006-207724號公報
[專利文獻10]日本特開2005-225394號公報
[專利文獻11]日本特開2005-153567號公報
[專利文獻12]日本特開2005-001462號公報
[專利文獻13]日本特開平10-138950號公報
[專利文獻14]日本特開平09-277954號公報
[專利文獻15]日本特開平09-277953號公報
[專利文獻16]日本特開平2011-56997號公報
話說,上述之使衝擊吸收構件蛇腹部狀地屈曲變形之屈曲模式(Compact-mode)中有被稱作「凹凸混合模式」者及被稱作「凹凸獨立模式」者。其中,凹凸混合模式係在因施加衝擊負載而屈曲變形成蛇腹狀之中空柱狀之衝擊吸收構件之任意之橫截面中,蛇腹之谷部(凹部)與山部(凸部)混合存在之變形模式。另一方面,凹凸獨立模式係同樣在任意之橫截面中,只存在凹部或凸部之變形模式。此情形下,凹凸獨立模式由於在變形部分對構件整體之比例上比凹凸混合模式大,對該變形量(壓潰量)之衝擊能量之吸收量高,可發揮優秀之衝擊吸收性能。
然而,習知之衝擊吸收構件雖然在使之於軸線方向蛇腹狀地屈曲變形並提高其衝擊能量之吸收量方面下了種種工夫,但完全未考慮刻意誘發上述之凹凸獨立模式。亦即,習知之衝擊吸收構件之屈曲模式係以凹凸混合模式為主,並未釋明到使凹凸獨立模式產生之機制。
於是,本發明係鑑於如此之習知之情形而提案者,目的在於提供衝擊吸收特性優良之衝擊吸收構件,特別是可刻意地誘發凹凸獨立模式之衝擊吸收構件。
為了解決上述課題,根據本發明,提供一種衝擊吸收構件,係具有軸線、對該軸線平行地延伸之複數之矩形狀壁部、及對前述軸線垂直之多角形截面,將由外部施加之衝擊能量一面朝前述軸線方向屈曲變形一面吸收,朝前述軸線方向延伸之中空柱狀之衝擊吸收構件;其中具有於前述複數之壁部中之至少1個壁部形成之賦予屈曲變形之開端的至少1個珠部;該至少1個珠部係偏倚於形成有該珠部之壁部的與前述軸線平行延伸之其中一方之緣部而配置。
如以上,根據本發明,可提供衝擊吸收特性優良之衝擊吸收構件,特別是可藉由刻意地誘發上述凹凸獨立模式而於軸線方向效率良好地產生屈曲變形,結果,可提高從外部施加之衝擊能量之吸收量、發揮優秀之衝擊吸收性能。
1‧‧‧衝擊吸收構件
1’‧‧‧衝擊吸收構件
1a~1d‧‧‧壁部
1a’~1d’‧‧‧壁部
1e~1h‧‧‧角部
1e’~1h’‧‧‧角部
2‧‧‧凹坑
2a~2d‧‧‧凹坑
2a’~2d’‧‧‧膨隆
L1‧‧‧長度
L2‧‧‧長度
L3‧‧‧距離
O‧‧‧軸線
Pc‧‧‧中心
Pc’‧‧‧中央
X‧‧‧方向
X’‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Y’‧‧‧方向
圖1A係藉由FEM數值分析而求得之對具有正方形狀中空截面之直線狀之中空柱狀構件由其一端側朝軸線方向施加衝擊負載時於中空柱狀構件所產生之變形的立體圖,係顯示因局部屈曲而彎折之狀態的圖。
圖1B係藉由FEM數值分析而求得之於與圖1A相同之中空柱狀構件所產生之變形的立體圖,顯示於軸線方向不規則地屈曲變形之非緊密(compact)模式。
圖1C係藉由FEM數值分析而求得之於與圖1A相同之中空柱狀構件所產生之變形的立體圖,係顯示於軸線方向蛇腹狀地屈曲變形之緊密模式中的凹凸混合模式的圖。
圖1D係藉由FEM數值分析而求得之於與圖1A相同之中空柱狀構件所產生之變形的立體圖,係顯示於軸線方向蛇腹狀地屈曲變形之緊密模式中的凹凸獨立模式的圖。
圖2A係舉例顯示凹凸混合模式中之對於中空柱狀構件之軸線垂直之任意之橫截面的示意圖。
圖2B係舉例顯示凹凸混合模式中之對於中空柱狀構件之軸線垂直之與圖2A不同之其他橫截面的示意圖。
圖3A係顯示凹凸獨立模式中之對於中空柱狀構件之軸線垂直之任意之橫截面的示意圖。
圖3B係舉例顯示凹凸獨立模式中之對於中空柱狀構件之軸線垂直之與圖3A不同之其他橫截面的示意圖。
圖4A係說明設置有自該衝擊吸收構件之外表面凹陷之凹坑來作為珠部之衝擊吸收構件之作用的示意圖。
圖4B係說明設置有自該衝擊吸收構件之外表面膨出之膨隆來作為珠部之衝擊吸收構件之作用的示意圖。
圖5A係藉由FEM數值分析求中空柱狀構件之屈曲變形後之狀態的橫截面圖,係顯示凹凸獨立模式的圖。
圖5B係藉由FEM數值分析求中空柱狀構件之屈曲變形
後之狀態的橫截面圖,係顯示凹凸混合模式的圖。
圖6A係本發明之衝擊吸收構件之立體圖。
圖6B係圖6A中以圓A顯示之部分的擴大圖。
圖7A係本發明之衝擊吸收構件之變形例的立體圖。
圖7B係圖7A之衝擊吸收構件的橫截面圖。
圖8A係針對比較例1之衝擊吸收構件顯示施加衝擊負載前之狀態的立體圖。
圖8B係針對實施例1之衝擊吸收構件顯示施加衝擊負載前之狀態的立體圖。
圖8C係針對實施例2之衝擊吸收構件顯示施加衝擊負載前之狀態的立體圖。
圖8D係針對比較例2之衝擊吸收構件顯示施加衝擊負載前之狀態的立體圖。
圖8E係針對比較例3之衝擊吸收構件顯示施加衝擊負載前之狀態的立體圖。
圖9係藉由FEM數值分析而求得之於比較例1之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之變形狀態的立體圖。
圖10係藉由FEM數值分析而求得之於實施例1之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之變形狀態的立體圖。
圖11係藉由FEM數值分析而求得之於實施例2之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之變形狀態的立體圖。
圖12係藉由FEM數值分析而求得之於比較例2之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之變形狀態的立體圖。
圖13係藉由FEM數值分析而求得之於比較例3之衝擊
吸收構件施加衝擊負載時之變形狀態的立體圖。
圖14A係測定於實施例1與比較例1之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之來自衝擊吸收構件之反力與變形量(壓潰量)之關係的圖表。
圖14B係測定於實施例2與比較例1之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之來自衝擊吸收構件之反力與變形量(壓潰量)之關係的圖表。
圖14C係測定於比較例1、2之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之來自衝擊吸收構件之反力與變形量(壓潰量)之關係的圖表。
圖14D係測定於比較例1、3之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之來自衝擊吸收構件之反力與變形量(壓潰量)之關係的圖表。
圖15A係測定於實施例1與比較例1之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之變形量(壓潰量)與所吸收之能量的量之關係的圖表。
圖15B係測定於實施例2與比較例1之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之變形量(壓潰量)與所吸收之能量的量之關係的圖表。
圖15C係測定於比較例1、2之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之變形量(壓潰量)與所吸收之能量的量之關係的圖表。
圖15D係測定於比較例1、3之衝擊吸收構件施加衝擊負載時之變形量(壓潰量)與所吸收之能量的量之關係的圖表。
以下,參照圖面來針對適用了本發明之衝擊吸收構件進行詳細說明。
參照圖1A~圖1D,顯示對具有正方形狀中空截面之直線狀中空柱狀構件由其一端側朝軸線方向施加衝擊負載時於該中空柱狀構件所產生之各種變形模式。圖1A~圖1D顯示之變形模式係藉由FEM(Finite Element Method)數值分析(電腦模擬)求得於該等中空柱狀構件施加衝擊負載時之變形狀態者。
圖1A表示因局部屈曲而彎折之狀態。另一方面,圖1B表示於軸線方向不規則地屈曲變形之非緊密模式。圖1C、1D表示於軸線方向蛇腹狀地屈曲變形之模式,亦即於軸線方向中山部與谷部交互地反覆且壓潰之緊密模式。特別是,圖1C表示緊密模式中的凹凸混合模式。該凹凸混合模式係於圖2A、2B示意地舉例顯示之中空柱狀構件之任意之橫截面中,蛇腹之谷部(凹部)與山部(凸部)混合存在表示之模式。相較於此,圖1D係表示緊密模式中的凹凸獨立模式。該凹凸獨立模式係於圖3A、3B示意地顯示之中空柱狀構件之任意之橫截面中,只表示蛇腹之谷部(凹部)或山部(凸部)之模式。「凹凸獨立模式」及「凹凸混合模式」之用語亦有被稱作「擴張模式(extension mode)」及「不擴張模式(inextension mode)」。
此情況,隨著從圖1A所示之變形模式往圖1D所示之變形模式,變形部分對構件整體之比例變大。因此,
對構件之變形量(壓潰量)之衝擊能量之吸收量最高的是圖1D所示之凹凸獨立模式。亦即,因為該凹凸獨立模式可於軸線方向最效率良好地使屈曲變形產生,故顯示非常優秀之衝擊吸收性能。
在本發明中,於衝擊吸收構件之複數之壁部中之至少1個壁部設置有賦予屈曲變形之開端的至少1個珠部,該至少1個珠部係偏倚於形成有該珠部之壁部的與前述軸線平行延伸之其中一方之緣部而配置。藉此,可刻意地誘發上述凹凸獨立模式。
具體而言,在本發明中,例如圖4A所顯示之具有正方形狀中空截面之衝擊吸收構件1,具有中心軸線O、及配置於該中心軸線O周圍之4個壁部1a、1b、1c、1d,且設置複數個凹坑2a、2b、2c、2d作為形成於該4個壁部1a、1b、1c、1d之珠部。凹坑2a、2b、2c、2d係偏倚於壁部1a、1b、1c、1d之其中一方之緣部而配置。更詳細而言,在圖4A所顯示之實施形態中,4個凹坑2a、2b、2c、2d係在對中心軸線O垂直之截面內,於4個壁部1a、1b、1c、1d中分別相對於4個壁部1a、1b、1c、1d之中心Pc朝與以箭頭Y顯示之周方向位於同側之角部1e、1f、1g、1g側偏倚配置。又,在本實施形態中,凹坑2a、2b、2c、2d所具有之形狀係底面包含球面之一部份。
此情況下,如圖4A、5A所顯示,因為由衝擊吸收構件1之一端側朝軸線方向施加衝擊負載,各角部1e、1f、1g、1h之稜線在周方向中朝相同方向Y(亦即,設置有
凹坑1a、1b、1c、1d之側(方向X))倒下並開始屈曲。藉此,可刻意地誘發上述凹凸獨立模式。
亦即,本發明之珠部係作為刻意地誘發上述凹凸獨立模式之屈曲誘發部,為了令衝擊吸收構件於軸線方向屈曲變形時,各角部之稜線在周方向中朝相同方向倒下並開始屈曲,具有決定其方向之機能。因此,不同於如上述習知珠部之賦予屈曲變形開端的機能,本發明之珠部不直接作為屈曲變形之開端,反而是具有在角部之稜線倒下後(屈曲後)迅速地往凹凸獨立模式移轉的機能。
另一方面,上述凹凸混合模式則如圖5B所顯示,各角部1e、1f、1g、1h之稜線朝相互不同之方向倒下並開始屈曲。另外,為求方便,在圖5B中,與上述圖5A同等之部分是賦予相同的符號。
因此,適用了本發明之衝擊吸收構件可藉由刻意地誘發上述凹凸獨立模式而於軸線方向效率良好地產生屈曲變形,結果,可提高從外部施加之衝擊能量之吸收量、發揮優秀之衝擊吸收性能。
於是,在汽車等車體中採用如此之衝擊吸收構件時,可一面同時達成車體之輕量化與高剛性化,一面謀求改善耗油量及運動性能,成為衝突安全性佳之車體構造。
本實施形態雖然以上述圖4A所顯示之衝擊吸收構件1來舉例,但適用了本發明之衝擊吸收構件並不限於如此之形態,可採用各種形態。亦即,本發明可廣泛地適用於具有多角形狀之中空截面而將由外部施加之衝擊能量一
面朝軸線方向屈曲變形(軸壓潰)一面吸收之中空柱狀之衝擊吸收構件。
具體而言,作為衝擊吸收構件,舉例來說,可為利用將經過壓製成形之鋼板以焊接等予以接合而成形為中空柱狀之薄厚度構造體(中空柱狀構件)來構成者。珠部則可於將該中空柱狀構件接合之前後藉由壓製加工等來設置。
另外,關於衝擊吸收構件之材質,並不限於由上述之鋼板所構成者,例如鐵、鋁、銅、或該等之合金等之金屬材料、FRP等之樹脂材料等,是可將由外部施加之衝擊能量一面朝軸線方向屈曲變形(軸壓潰)一面吸收者即可。又,並不限於藉由焊接等來接合者,亦可為藉由擠出成形等而成形為中空柱狀者。此情況下,珠部可於成形後藉由壓製加工等來設置。又,為了同時達成輕量化與高剛性化,衝擊吸收構件宜為具有例如四角形或六角形等之三~八角形狀之中空截面構造。
珠部並不限定於如圖4A所顯示之於衝擊吸收構件1之外表面形成之複數個凹陷(凹坑),亦可為從衝擊吸收構件1之外表面膨出之複數個膨隆。參照圖4B,具有正方形狀中空截面之衝擊吸收構件1’係包含4個壁部1a’、1b’、1c’、1d’、及作為形成於該4個壁部1a’、1b’、1c’、1d’之珠部的複數個膨隆2a’、2b’、2c’、2d’,膨隆2a’、2b’、2c’、2d’係相對於壁部1a’、1b’、1c’、1d’個別之中央Pc’朝與以箭頭Y顯示之周方向位於同側之角部1e’、1f’、1g’、1g’側偏倚配置。又,膨隆2a’、2b’、2c’、2d’呈現著具有球面之
一部分的形狀。
當珠部為於衝擊吸收構件1之外表面形成之複數個凹陷(凹坑)時,如上述圖4A示意地顯示之衝擊吸收構件1,各角部1e、1f、1g、1h之稜線在周方向中朝設置有凹坑1a、1b、1c、1d側(X方向)倒下並開始屈曲。相較於此,如圖4B示意地顯示之衝擊吸收構件1’,當將往其外表面之外側隆起之膨隆1a’、1b’、1c’、1d’朝在周方向中位於相同方向Y’之角部1e’、1f’、1g’、1g’側偏倚配置時,各角部1e’、1f’、1g’、1h’之稜線朝在周方向中與設置有該等膨隆1a’、1b’、1c’、1d’相反之側(X’方向)倒下並開始屈曲。
又,如圖6A、6B所顯示,作為珠部之凹坑2可自衝擊吸收構件之屈曲之開始端側於軸線方向排列配置。此情況下,凹坑2宜以壁部之一邊長度間距(pitch)配置。再者,最位於開始端側之凹坑2宜配置在自該開始端離開壁部之一邊長度之1/2以上之位置。藉此,可使蛇腹狀之屈曲變形安定產生。這在珠部為自衝擊吸收構件1之外表面膨出之膨隆時亦相同。
又,關於珠部之形狀,只要是可發揮上述本發明之珠部之機能,則並不限於已提到之具有球面一部分形狀之凹坑、膨隆,亦可為例如具有V字狀或U字狀等截面形狀。圖7A、7B所顯示之凹坑2係由朝與衝擊吸收構件1之軸線方向正交之方向(橫截面方向)延伸之槽形凹處所成。此情況下,可更加提高作為上述本發明之珠部的機能。槽形之凹坑2之與衝擊吸收構件1之軸線O垂直之方向的長度L1,宜
為1/10W≦L1≦3/4W(W:壁部之寬度,衝擊吸收構件1之稜線間之距離)。槽形之凹坑2之衝擊吸收構件1之軸線O之方向的長度L2宜為1/20L1≦L2≦L1。再者,凹坑2與稜線之間的距離L3宜為T≦L3≦1/5T(T:板厚)。
根據本發明,藉由於構成衝擊吸收構件之中空截面之至少1個以上壁部中朝其中一方之角部偏倚配置珠部,可刻意地誘發上述凹凸獨立模式。亦即,在本發明中,令至少於1個壁部偏倚設置之珠部為起點,決定位於珠部所偏倚之側之角部的稜線所倒下的方向,因此,可誘發其他之角部的稜線與該成為起點之角部的稜線朝相同方向倒下。
然而,為了使如此之角部往相同方向倒下予以安定化,較佳為於2個以上壁部將珠部朝角部側偏倚配置,甚至,最佳為於全部壁部將珠部朝角部側偏倚配置。亦即,賦予了珠部之部分會於屈曲變形後在衝擊吸收構件之中空截面內成為蛇腹之谷部(凹部)。因此,於全部壁部配置了珠部時,可防範未然,避免橫截面中未被賦予珠部之角部在屈曲變形後成為蛇腹之山部(凸部)。另外,於複數之壁部將珠部朝角部側偏倚配置時,考慮到珠部配置之均衡,宜為從構成多角形狀之中空截面之對角的壁部依序配置。
,在本發明中,將珠部朝角部側偏倚配置是指以珠部不及於壁部之中央部(不使中央部變形)的程度朝角部側偏配置。再者,珠部宜配置到在周方向中位於同方向之角部的附近。在此,角部的附近是指以不及於角部之稜
線(不使角部變形)的程度接近角部之位置,指將珠部之中心相對於壁部之寬度約1/4以下地接近角部側之位置。在本發明中,藉由將珠部配置於角部附近,可使上述角部之稜線的倒下安定進行。另一方面,在角部形成珠部時,雖然屈曲會安定,但角部可支持之負載會降低,結果,屈曲變形之能量吸收量會降低。
又,在本發明中,藉由使珠部偏倚之方向與施加於衝擊吸收構件之扭轉方向負載之定向一致,可對該扭轉負載亦有效地發揮衝擊吸收性能。
以下,藉由實施例來使本發明之效果更為明白。另外,本發明並不限定於以下之實施例,可在不變更其要旨之範圍適當地變更而實施
在本實施例,首先,對實施例1、2及比較例1~3之衝擊吸收構件,藉由FEM數值分析(電腦模擬)而求得由其一端側朝軸線方向施加衝擊負載時之變形狀態。另外,該FEM數值分析之分析條件係以板厚1.4mm、一邊50mm、長度300mm之具有正方形狀中空截面之直線狀之中空柱狀構件為模型。該模型之材料常數係如下述表1。
[表1]
然後,求得於該中空柱狀構件之一端(上端)側將1000kg之剛體壁以4.44m/s落下時之變形狀態。另外,在該FEM數值分析所使用之構成方程式係下述顯示之Swift+Cowper-Symonds之式子。又,分析時間為50ms。
如圖8A所顯示,比較例1係未於上述中空柱狀構件設置珠部的情況。此情況下,如圖9所顯示,在屈曲變形之初期階段凹凸獨立模式只出現一下,就馬上變為凹凸混合模式,之後即以凹凸混合模式進行變形。
如圖8B所顯示,實施例1係於構成上述中空柱狀構件之4個壁部,將作為珠部之深度2.5mm的凹坑朝在周方向中位於相同方向之角部側偏倚設置,而且,將凹坑於軸線方向
以50mm間隔排列配置。此情況下,如圖10所顯示,從屈曲變形之初期階段即以凹凸獨立模式進行屈曲變形。
如圖8C所顯示,實施例2係於構成上述中空柱狀構件之4個壁部,將作為珠部之深度2.5mm的凹坑朝在周方向中位於相同方向之角部側偏倚設置,而且,於軸線方向之上部只配置1列。此情況下,如圖11所顯示,從屈曲變形之初期階段即以凹凸獨立模式進行屈曲變形。另外,當假設因更追加衝擊負載而屈曲變形進行時,將變為與未設置珠部的情況相同條件,可預想之後會以凹凸混合模式進行屈曲變形。
如圖8D所顯示,比較例2係於構成上述中空柱狀構件之4個壁部,將於軸線方向延伸之溝部朝在周方向中位於相同方向之角部側偏倚設置。此情況下,如圖12所顯示,在屈曲變形之初期階段凹凸獨立模式只出現一下,就馬上變為凹凸混合模式,之後即以凹凸混合模式進行變形。
如圖8E所顯示,比較例3係於構成上述中空柱狀構件之3個壁部,將於軸線方向延伸之溝部朝在周方向中位於相同方向之角部側偏倚設置。此情況下,如圖13所顯示,從屈曲變形之初期階段即以凹凸混合模式進行屈曲變形。
接著,於圖14A~圖14D顯示對實施例1、2及比較例1~3之衝擊吸收構件測定由其一端側朝軸線方向施加衝
擊負載時來自衝擊吸收構件之反力(對衝擊能量之構件的抵抗力)與變形量(壓潰量)之關係的結果。於圖14A~圖14D中,圖14A之圖表為實施例1的情況,圖14B之圖表為實施例2的情況,圖14C之圖表為實施例3的情況,圖14D之圖表為實施例4的情況,各圖表係表示與比較例1的比較。另外,由於來自衝擊吸收構件之反力與壓潰量的積相當於所吸收之能量的量,故反力越高則具有優秀之衝擊吸收性能。
又,於圖15A~圖15D顯示對實施例1、2及比較例1~3之衝擊吸收構件測定由其一端側朝軸線方向施加衝擊負載時變形量(壓潰量)與所吸收之能量的量之關係的結果。於圖15A~圖15D中,圖15A之圖表為實施例1的情況,圖15B之圖表為實施例2的情況,圖15C之圖表為實施例3的情況,圖15D之圖表為實施例4的情況,各圖表係表示與比較例1的比較。
如圖14A~圖14D及圖15A~圖15D所顯示,實施例1、2之衝擊吸收構件利用誘發凹凸獨立模式,對變形量(壓潰量)之衝擊能量之吸收量的比例是較比較例1之凹凸混合模式高,發揮優秀之衝擊吸收性能。
1‧‧‧衝擊吸收構件
1a~1d‧‧‧壁部
1e~1h‧‧‧角部
2a~2d‧‧‧凹坑
O‧‧‧軸線
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Claims (10)
- 一種衝擊吸收構件,係具有軸線、對該軸線平行地延伸之複數之矩形狀壁部、及對前述軸線垂直之多角形截面,將由外部施加之衝擊能量一面朝前述軸線方向屈曲變形一面吸收,朝前述軸線方向延伸之中空柱狀之衝擊吸收構件,其中具有於前述複數之壁部中之至少1個壁部形成之賦予屈曲變形之開端的至少1個珠部,該至少1個珠部係偏倚於形成有該珠部之壁部的與前述軸線平行延伸之其中一方之緣部而配置。
- 如申請專利範圍第1項之衝擊吸收構件,其中前述至少1個珠部係具有於1個壁部形成之1個珠部。
- 如申請專利範圍第1項之衝擊吸收構件,其中前述至少1個珠部係具有複數個珠部。
- 如申請專利範圍第3項之衝擊吸收構件,其中前述複數個珠部係於1個壁部中於前述軸線方向一直線上地以等間隔配置。
- 如申請專利範圍第3項之衝擊吸收構件,其中前述複數之珠部係於前述複數之壁部中之至少2個壁部分別形成1個,且在與前述軸線垂直之同一平面內朝繞前述衝擊吸收構件之軸線之周方向配置於同側之緣部的附近。
- 如申請專利範圍第3項之衝擊吸收構件,其中前述複數之珠部係於前述複數之壁部中之至少2個壁部分別配置設有相同個數,且在與前述軸線垂直之複數平面內朝繞 前述衝擊吸收構件之軸線之周方向於同側之緣部的附近,於前述軸線方向一直線上地以等間隔配置。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項之衝擊吸收構件,其中前述珠部具有自前述衝擊吸收構件之外表面凹陷之凹坑。
- 如申請專利範圍第7項之衝擊吸收構件,前述珠部係朝與前述衝擊吸收構件之軸線正交之方向延伸之槽形凹處。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項之衝擊吸收構件,其中前述珠部具有自前述衝擊吸收構件之外表面突出之膨隆。
- 如申請專利範圍第4或6項之衝擊吸收構件,前述珠部係自屈曲之開始端側於軸線方向排列配置。
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US4593870A (en) * | 1983-09-09 | 1986-06-10 | Bell Helicopter Textron Inc. | Energy absorbing composite aircraft structure |
JPS61287871A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-18 | Toyota Motor Corp | 自動車のサイドメンバ |
US4684151A (en) * | 1986-03-21 | 1987-08-04 | General Motors Corporation | Controlled collapsible frame rail |
JPH07115586B2 (ja) * | 1986-10-27 | 1995-12-13 | 一仁 深澤 | 車体の衝撃吸収材 |
US5048345A (en) * | 1989-08-03 | 1991-09-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Method of determining positions of beads |
DE4028164A1 (de) * | 1990-07-17 | 1992-01-23 | Schneider Gesenkschmiede | Pralldaempfer |
DE4240237C2 (de) * | 1992-11-30 | 1995-02-16 | Gkn Automotive Ag | Stauchrohr |
FR2704286B1 (fr) * | 1993-04-23 | 1995-06-02 | Gec Alsthom Transport Sa | Dispositif d'amortissement de choc. |
JPH07145842A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-06 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材 |
US5431445A (en) * | 1994-11-28 | 1995-07-11 | Ford Motor Company | Asymmetrical beam structure for a vehicle |
JP3676491B2 (ja) | 1996-04-12 | 2005-07-27 | 新日本製鐵株式会社 | 衝撃吸収部材 |
JPH09277954A (ja) | 1996-04-15 | 1997-10-28 | Nippon Steel Corp | テーパー付き衝撃吸収部材 |
US5732801A (en) * | 1996-08-05 | 1998-03-31 | Gertz; David C. | Energy absorbing bumper support structure |
JPH10138950A (ja) | 1996-11-12 | 1998-05-26 | Nissan Motor Co Ltd | 衝撃吸収部材およびその製造方法 |
TW452613B (en) * | 1998-08-07 | 2001-09-01 | Ein Kohsan Co Ltd | Shock absorber and method for producing the same, and filler for the same |
JP2000193008A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-14 | Nippon Petrochem Co Ltd | 切れ込みを有する衝撃エネルギー吸収部材 |
DE19959701A1 (de) * | 1999-12-10 | 2001-06-21 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur Stoßenergieaufnahme bei Kraftfahrzeugen |
US6523873B1 (en) * | 2001-08-17 | 2003-02-25 | Alcoa Inc. | Taper and flare energy absorption system |
JP4576780B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2010-11-10 | マツダ株式会社 | 車体のフレーム構造及び車体フレームの製造方法 |
US6695393B1 (en) * | 2002-09-18 | 2004-02-24 | Ford Global Technologies, Llc | Kinetic energy absorbing rail for an automotive frame |
JP4004924B2 (ja) * | 2002-10-29 | 2007-11-07 | アイシン精機株式会社 | 車両用バンパ装置 |
JP4621883B2 (ja) | 2003-06-10 | 2011-01-26 | 株式会社 ニッセイ | 車両の衝撃吸収部材 |
JP2005153567A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-16 | Toyota Motor Corp | 衝撃吸収部材 |
JP4365232B2 (ja) | 2004-02-13 | 2009-11-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の衝撃吸収部材 |
US7389860B2 (en) * | 2004-03-29 | 2008-06-24 | The Texas A&M University System | Energy absorbing device having notches and pre-bent sections |
JP2005325968A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | 衝撃エネルギ吸収構造部材 |
JP4723942B2 (ja) * | 2004-09-28 | 2011-07-13 | アイシン精機株式会社 | 車両の衝撃吸収具及び車両の衝撃吸収構造 |
JP2006194300A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Toyota Motor Corp | エネルギー吸収体 |
JP4371059B2 (ja) | 2005-01-28 | 2009-11-25 | 住友金属工業株式会社 | 衝撃吸収部材 |
JP4604740B2 (ja) | 2005-01-28 | 2011-01-05 | 住友金属工業株式会社 | 衝撃吸収部材 |
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JP5114676B2 (ja) | 2008-05-27 | 2013-01-09 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼製中空柱状部材 |
JP5141379B2 (ja) | 2008-05-28 | 2013-02-13 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼製中空柱状部材 |
CN102015376B (zh) * | 2008-07-23 | 2013-03-27 | 丰臣机工株式会社 | 撞击力吸收部件 |
US7677617B2 (en) * | 2008-07-24 | 2010-03-16 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Efficient joint for vehicle energy-absorbing device |
US8539737B2 (en) * | 2008-09-19 | 2013-09-24 | Ford Global Technologies, Llc | Twelve-cornered strengthening member |
US9533710B2 (en) * | 2008-09-19 | 2017-01-03 | Ford Global Technologies, Llc | Twelve-cornered strengthening member |
JP5353209B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2013-11-27 | トヨタ自動車株式会社 | 衝撃吸収部材 |
US8317258B2 (en) * | 2009-07-08 | 2012-11-27 | Mazda Motor Corporation | Frame structure for vehicle |
JP2011056997A (ja) | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Nippon Steel Corp | 金属製中空柱状部材 |
US8689955B2 (en) * | 2009-09-14 | 2014-04-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Shock absorbing structure |
EP2621760A4 (en) * | 2010-09-28 | 2014-02-26 | Magna Int Inc | EXTENSIBLE CRUSHING BOX FOR VEHICLE |
JP5287927B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2013-09-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車体構造 |
KR20160043127A (ko) * | 2011-08-09 | 2016-04-20 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 충격 흡수 부재 |
US8827352B2 (en) * | 2012-02-29 | 2014-09-09 | GM Global Technology Operations LLC | Bumper retention system |
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