TWI435816B - 衝擊吸收構件（一） - Google Patents

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Yasunobu Miyazaki
Kaoru Kawasaki
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Description

衝擊吸收構件(一) 發明領域
本發明係關於一種以雷射光熱處理過之衝擊吸收構件。
本申請案以2010年08月26日在日本提出申請的特願2010-189737號及2010年08月26日在日本提出申請的特願2010-189502號為基礎主張優先權，其內容援用於此。
 發明背景
汽車等的衝擊吸收構件多數是採用具有多角形斷面之管狀的加壓成形品等。衝擊吸收構件如果大致分類會使用在兩種用途上。一種是，例如，構成引擎室或行李箱等，當汽車等發生碰撞時會變形而發揮吸收衝擊能量的作用之衝擊吸收構件。另一種是，例如，構成駕駛室等，當汽車等發生碰撞時也可以從確保乘客生存空間的觀點來抑制變形之衝擊吸收構件。
提高這些衝擊吸收構件的強度的方法，可以列舉加大衝擊吸收構件的斷面尺寸和壁厚的作法。然而此種情形，衝擊吸收構件體積和重量一增加，就不只會導致燃料費惡化，而且在車輛互相碰撞時，會導致給對方車輛造成的損傷增大。
另一方面，已經有各種對加壓成形品等之衝擊吸收構件部分地實施雷射熱處理，部分地提高衝擊吸收構件的強 度之方法被提出(例如，專利文獻1~4)。此處，雷射熱處理意指，首先，對未處理的衝擊吸收構件照射能量密度高的雷射光束，將衝擊吸收構件局部地加熱到變態溫度或熔點以上。然後，利用自冷卻作用施行淬火硬化。
例如，專利文獻1中揭示一種利用雷射對加壓成形品施行局部的熱處理以達成加壓成形品的強度提昇之方法。具體地，專利文獻1是在鋼板冷成形後，利用雷射光束呈條紋狀或格子狀地急速加熱到預定溫度以上。然後再進行冷卻，藉以強化冷成形的加壓成形品。由於採用此種技法，和將加壓成形品全體作一樣的熱處理的情形相比，熱處理後產生形變的情況受到抑制。特別是，專利文獻1中所揭示的技法，是在加壓成形品的外面上沿縱長方向呈條紋狀或在加壓成形品的整個外面上呈格子狀地實施雷射熱處理。
另外，專利文獻2中揭示的技法目的也是既要抑制形變的產生又要提高加壓成形品的強度，而揭示對加壓成形品施行局部熱處理的方法。特別是專利文獻2所揭示的技法，是對加壓成形品之必須要有強度的部位，例如以車輛碰撞試驗、有限元素法等解析的高應力部，施行熱處理。具體地係在加壓成形品的縱長方向全長的範圍呈延伸的條狀或格子狀地實施雷射熱處理。
此外，專利文獻3中揭示一種將施行雷射熱處理之鋼板的含有成分作成特定成分之后再施行雷射熱處理的方法，藉此，既維持鋼板的加工性，經過雷射熱處理的部分強度也提高。揭示於專利文獻3的技法也是對有必要使強度提高 的部分施行雷射熱處理，具體地是在加壓成形品縱長方向全長的範圍呈延伸的直線狀施行雷射熱處理。
專利文獻4中揭示一種以提高加壓成形品之衝擊能量吸收能力為目的，而在加壓成形品的外周面沿壓縮荷重的負荷方向呈線狀地施行雷射熱處理的方法。根據該方法，朝著與衝擊荷重的施力方向相同的方向施行雷射熱處理。藉此，可以加大對變形的抵抗，同時可以使擠壓模式有規則。特別是，專利文獻4中揭示的方法係沿著壓縮荷重的負荷方向在加壓成形品的縱長方向全長的範圍連續地以雷射光施行熱處理。
總之，專利文獻1~4揭示的方法中，無論何者都是在加壓成形品的外面對必須有強度的部分施行雷射熱處理，具體地是在加壓成形品縱長方向全長的範圍連續地呈延伸的線狀施行雷射熱處理，或是在加壓成形品的外面整個的範圍以雷射光呈格子狀等施行熱處理。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本國特開昭61-99629號公報
專利文獻2：日本國特開平4-72010號公報
專利文獻3：日本國特開平6-73439號公報
專利文獻4：日本國特開2004-108541號公報
 發明概要
如上所述地對衝擊吸收構件實施雷射熱處理，可藉而局部地強化衝擊吸收構件。然而，對衝擊吸收構件實施雷射熱處理的區域如果越擴大，就越會導致雷射熱處理所必要的成本增加。因此，在例如，施加如上所述之衝擊能量時變形會受到抑制之衝擊吸收構件上，既必須使實施雷射熱處理的區域變窄，衝擊吸收構件也必須抑制在小變形量。
不過，變形受到抑制之衝擊吸收構件，對衝擊吸收構件於壓縮方向(衝擊吸收構件的縱長方向)上施加衝擊能量時，壓縮方向的變形量會依著擠壓變形中的變形模式而大幅變化。此種變形模式大致可以區分成緊密模式和非緊密模式兩種變形模式。
所謂緊密模式的變形模式係，當衝擊能量施加於衝擊吸收構件時，彎曲應變加大，不會出現局部性彎折。其結果，整體變形成折叠狀。另一方面，所謂非緊密模式的變形模式係，當衝擊能量施加於衝擊吸收構件時，如果伴隨著出現屈曲，則在發生局部性彎折的同時，在這些出現彎折的部位間衝擊吸收構件幾乎不變形，依舊呈平板狀。
此處，非緊密模式中，依舊呈平板狀的部分對於衝擊能量並不加以抵抗而是發生壓潰變形。因此，形成對施加在壓縮方向上的衝擊能量之壓縮變形量大的構件。另一方面，緊密模式中，並不存在維持平板狀的部分，因此衝擊吸收構件所有的部位都會對衝擊能量加以抵抗，所以對施加在壓縮方向上的衝擊能量之壓縮變形量比較小。
另外，對衝擊吸收構件的衝擊能量未必只限於施加在 壓縮方向上，壓縮方向成分和剪切方向(相對衝擊吸收構件的縱長方向垂直的方向)成分兩者都施加的情形也很多。像這樣對衝擊吸收構件加上包含壓縮方向和剪切方向這兩種成分的衝擊能量的情形，可以舉例如，衝擊能量對衝擊吸收構件呈斜向施加的情形或，衝擊吸收構件本身部分地彎曲的情形。像這樣對於衝擊吸收構件，當衝擊能量的施加方向有壓縮方向和剪切方向這兩個成分時，衝擊吸收構件會表現出比在上述的緊密模式中的變形更複雜的變形狀況。
此處，為了使實施雷射熱處理的區域變窄並且將衝擊吸收構件的變形量抑制在小範圍，必須考慮此等衝擊吸收構件的變形狀況，將實施雷射熱處理的部分特定化。然而，上述專利文獻1~4中，將實施雷射熱處理的部分特定化時，基本上並未考慮到衝擊吸收構件的變形狀況，因此雷射熱處理並未有效地進行。
因此，本發明的目的即是有鑒於上述問題，通過考慮衝擊吸收構件的變形狀況以實施雷射熱處理的方式，提供一種即使雷射熱處理量小，也可以將衝擊能量增加時的變形量抑制在小範圍之衝擊吸收構件。
本發明人等針對對衝擊吸收構件加上包含壓縮方向和剪切方向這兩個成分的衝擊能量時之衝擊吸收構件的變形狀況進行研究，同時針對根據該變形狀況對未處理的衝擊吸收構件實施雷射熱處理的部分和加上衝擊能量時之衝擊 吸收構件的變形量的關係進行研討。
其結果，如果對衝擊吸收構件施加包含壓縮方向(衝擊吸收構件的延伸方向)和剪切方向這兩個成分的衝擊能量，就會因壓縮方向的衝擊能量而進行如上所述之緊密模式的壓縮變形。此外發現，由於剪切方向的衝擊能量，根據緊密模式中的變形週期，會在構造材的表面產生皺褶狀的屈曲。更發現，為抑制於衝擊吸收構件的表面上發生皺褶狀屈曲的情形，考慮上述變形週期以實施雷射熱處理的作法是有效的。
本發明係基於上述發現而完成者，其要旨如下。
(1)本發明之一態樣的衝擊吸收構件具備，有複數個平板部和，設於前述複數個平板部間的複數個角部，垂直於縱長方向的斷面形狀是多角形的管狀體，在前述複數個平板部當中的至少一個，以雷射光施行過熱處理之熱處理部形成0.1度以上3.0以下的變形。
(2)根據上述(1)中記載的衝擊吸收構件，在前述管狀體之前述縱長方向的端部，以構成前述多角形的所有的邊的平均邊長為L，從在前述管狀體之自前述端部沿前述縱長方向的預定位置之垂直斷面起，沿前述縱長方向，以L/2的間隔在垂直於前述縱長方向的斷面上切段時，前述複數個平板部分別被分割成複數個互相鄰接的四角形的部分平板部；前述熱處理部宜沿著前述複數個部分平板部當中的至少一個部分平板部的至少一個對角方向形成。
(3)根據上述(2)中記載的衝擊吸收構件，前述預定位置 宜為前述端部。
(4)根據上述(2)中記載的衝擊吸收構件，前述預定位置宜為自前述端部起沿前述縱長方向的L/4的位置。
(5)根據上述(2)到(4)之任一項記載的衝擊吸收構件，前述熱處理部宜在前述複數個部分平板部當中，彼此鄰接的至少兩個部分平板部的各個上，形成相對於鄰接的前述部分平板部間的交界線呈線對稱的狀態。
(6)根據上述(2)到(4)之任一項記載的衝擊吸收構件，宜沿著前述複數個部分平板部當中的至少一個部分平板部的兩個對角方向，形成兩個前述熱處理部。
(7)根據上述(1)到(4)之任一項記載的衝擊吸收構件，在前述複數個角部，宜沿著前述管狀體之前述縱長方向進一步形成以雷射光熱處理過之其他的熱處理部。
(8)根據上述(1)到(4)之任一項記載的衝擊吸收構件，前述熱處理部宜沿著前述複數個平板部當中的至少一個平板部的前述縱長方向而形成。
(9)根據上述(8)中記載的衝擊吸收構件，前述熱處理部宜沿著前述縱長方向利用複數條前述雷射光形成。
(10)根據上述(8)中記載的衝擊吸收構件，前述熱處理部宜自前述平板部的表面起形成到前述平板部的板厚的3/4以下的深度為止。
(11)根據上述(8)中記載的衝擊吸收構件，前述熱處理部宜自前述平板部的表面起形成到前述平板部的板厚的1/2以上的深度為止。
根據本發明，通過考慮衝擊吸收構件的變形狀況來實施利用雷射光的熱處理，既可將雷射熱處理量抑制在少量，而且可以將施加衝擊能量時之衝擊吸收構件的變形量抑制在小範圍。
圖式簡單說明
【第1A圖】本發明第1實施態樣的衝擊吸收構件的斜視圖。
【第1B圖】第1A圖的衝擊吸收構件之重要部位的擴大斷面圖。
【第2A圖】相同衝擊吸收構件的斷面圖。
【第2B圖】第1實施態樣的變形例之衝擊吸收構件的斷面圖。
【第2C圖】第1實施態樣的另一變形例之衝擊吸收構件的斷面圖。
【第3A圖】變形模式的說明圖。
【第3B圖】變形模式的說明圖。
【第4圖】第1圖所示的衝擊吸收構件以緊密模式發生變形的狀況之示意圖。
【第5A圖】同一衝擊吸收構件在承受剪切方向的衝擊能量前的狀況之示意圖。
【第5B圖】同一衝擊吸收構件承受剪切方向的衝擊能量而發生變形的狀況之示意圖。
【第6圖】沿第5B圖VI-VI線的斷面示意圖。
【第7圖】本發明第2實施態樣之衝擊吸收構件的示意圖。
【第8圖】本發明第3實施態樣之衝擊吸收構件的示意圖。
【第9圖】本發明第4實施態樣之衝擊吸收構件的示意圖。
【第10圖】第1實施態樣之衝擊吸收構件的變形例示意圖。
【第11圖】本發明第5實施態樣的衝擊吸收構件以緊密模式發生變形的狀況之示意圖。
【第12圖】第5實施態樣之衝擊吸收構件的示意斜視圖。
【第13A圖】在實施例所使用的衝擊吸收構件等之製造過程的示意圖。
【第13B圖】在實施例所使用的衝擊吸收構件等之製造過程的示意圖。
【第13C圖】在實施例所使用的衝擊吸收構件等之製造過程的示意圖。
【第13D圖】在實施例所使用的衝擊吸收構件等之製造過程的示意圖。
【第14A圖】在實施例所使用的構造材組裝體等之側面圖。
【第14B圖】在實施例所使用的構造材組裝體等之平面圖。
【第15圖】在實施例所使用的構造材組裝體與鋼板之焊接點的示意圖。
【第16圖】實施例1及比較例1之構造材組裝體的示意斜視圖。
【第17圖】比較例2及比較例5之構造材組裝體的示意斜視圖。
【第18圖】比較例3及實施例2之構造材組裝體的示意斜視圖。
【第19圖】實施例3之構造材組裝體的示意斜視圖。
【第20圖】本發明第6實施態樣的衝擊吸收構件之一例的示意斜視圖。
【第21圖】同一衝擊吸收構件的端面圖。
【第22圖】放大同一衝擊吸收構件之熱硬化區域的部分斷面圖。
【第23圖】呈現緊密模式下形成之衝擊吸收構件的壓潰的照片。
【第24圖】呈現非緊密模式下形成之衝擊吸收構件壓潰的照片。
【第25A圖】同一衝擊吸收構件的熱處理部的擴大圖。
【第25B圖】在同一衝擊吸收構件的熱處理部的變形之示意圖。
【第26A圖】第21圖的衝擊吸收構件的細節之斷面圖。
【第26B圖】第26A圖的衝擊吸收構件之重要部位的擴大斷面圖。
【第27圖】顯示因平均邊長的變化所造成之發生壓潰時的屈曲波長的變化圖。
 用以實施發明之形態
以下，將參照附圖詳細地說明本發明的實施態樣。此外，以下的說明中，對相同的構成要素賦予相同的參照編號。
[第1實施態樣]
第1A圖係本發明的衝擊吸收構件之第1實施態樣的示意斜視圖。如第1A圖所示，構造材組裝體1具備互相連結的衝擊吸收構件10和追加構造材20。衝擊吸收構件10具備部分管狀體(管狀體)11和凸緣部15。部分管狀體11在平板狀的複數個平板部12和，設於該等平板部12間的複數個角部13互相連結。在第1A圖所示的例中，部分管狀體11有3個平板部12a~12c，該等平板部12a~12c藉2個角部13a及13b互相連結起來。
第2A圖係對示於第1A圖之構造材組裝體1的縱長方向垂直的面的斷面圖。從第1A圖及第2A圖可知，衝擊吸收構件10的部分管狀體11，在垂直於其縱長方向的面之斷面(以下，稱為「垂直斷面」)中，是以一邊打開的開口斷面構成的四角形狀(多角形狀)。亦即，部分管狀體11的3個平板部12a~12c，對應部分管狀體11的斷面中之四角形的三個邊。
衝擊吸收構件10的凸緣部15具有，從部分管狀體11的斷面中的兩個邊緣延伸成的兩個平板部16a及16b。這兩個平板部16a及16b由角部17a及17b連結到部分管狀體11。凸緣部15的兩個平板部16a及16b，從部分管狀體11之一邊打開的四角形狀的兩個邊緣，在位於該四角形中打開的一邊的平面上，朝外側延伸地形成。
另外，如第1A圖及第2A圖所示，所配置的平板狀追加構造材20面向衝擊吸收構件10的凸緣部15，而且被配置成封閉部分管狀體11之四角形斷面中打開的一邊。通過焊接衝擊吸收構件10的凸緣部15和與其相對之追加構造材20的部分，追加構造材20被結合到衝擊吸收構件10。該等衝擊吸收構件10及追加構造材20係以相互接合的狀態作為構造材組裝體1而被應用於車輛的框體等。
該等衝擊吸收構件10及追加構造材20係以，例如鋼材等，可以通過雷射熱處理獲得局部的淬火硬化的材料來構成。所稱雷射熱處理係，首先，對未處理的衝擊吸收構件照射能量密度高的雷射光束，將未處理的衝擊吸收構件局部地加熱到變態溫度或熔點以上。之後，利用自冷卻作用進行淬火硬化。另外，衝擊吸收構件10及追加構造材20係藉加壓成形等一般的成形方法成形成如上所述的形狀。
上述實施態樣中，衝擊吸收構件10的部分管狀體11的垂直斷面的斷面形狀雖是一邊打開的四角形狀，但只要是一邊打開的多角形狀，任何形狀都可以。因此，例如，可是如第2B圖中所示的一邊打開的三角形狀，也可以是如第 2C圖中所示的一邊打開的五角形狀。部分管狀體的垂直斷面的斷面形狀係如第2B圖中所示的一邊打開的三角形狀時，衝擊吸收構件110具備，部分管狀體111，其具有由一個角部連結起來的兩個平板部，和，凸緣部115，其具有由兩個角部連結在該部分管狀體111上的兩個平板部。另一方面，部分管狀體的垂直斷面的斷面形狀係如第2C圖中所示的一邊打開的五角形狀時，衝擊吸收構件210具備，部分管狀體211，其具有由三個角部連結起來的四個平板部，和，凸緣部215，其具有由兩個角部連結在該部分管狀體211上的兩個平板部。
本發明的實施態樣中，雷射熱處理係實施在形成如上所述的形狀之未處理的衝擊吸收構件10之特定部位上。以下，將就實施雷射熱處理的部位作說明。
本實施態樣中，以衝擊吸收構件10在縱長方向的一個端部(以下，稱為「長向端部」)14之多角形斷面中的平均邊長L為基準來決定實施雷射熱處理的部位。特別是，本實施態樣中，上述一個長向端部14，宜取實際應用構造材組裝體1時，設定要施加衝擊能量那一側的端部。因此，在例如，構造材組裝體1作為汽車引擎室用的側框架(在車輛的前後方向上延伸的框架)使用的情形中，該側框架位於車輛前側的端部相當於上述一個長向端部。構造材組裝體1作為汽車行李箱用的側框架使用的情形中，該側框架位於車輛後側的端部相當於上述一個長向端部。本實施態樣中，由於係如此地以平均邊長L為基準來決定實施雷射熱處理的 部位，故首先要就平均邊長L作說明。
示於第1A圖的衝擊吸收構件10之部分管狀體11，在其一個長向端部14，有如同示於第2A圖之一邊打開的四角形斷面。因此，將構成該四角形斷面之各邊(包含打開的一邊)的長度定為11~14。亦即，當假定衝擊吸收構件10的部分管狀體11有封閉的四角形斷面時，各邊的長度為11~14。這種情況下各邊的長度11~14的平均長度即是平均邊長L(L=(11+12+13+14)/4)。
因此，例如當衝擊吸收構件的斷面形狀是像第2B圖中所示的形狀，從斷面看衝擊吸收構件110時，如果部分管狀體111的平板部112a的邊長為11，平板部112b的邊長為12，從角部117a到角部117b的長度為13，平均邊長L就是三個邊長11~13的平均長度L，為(11+12+13)/3。
另外，當衝擊吸收構件210的斷面形狀是像第2C圖中所示的形狀，從斷面看衝擊吸收構件210時，部分管狀體211之平板部212a的邊長為11，平板部212b的邊長為12，平板部212c的邊長為13，平板部212d的邊長為14，從角部217a到角部217b的長度為15，平均邊長L就是五個邊長11~15的平均長度L，為(11+12+13+14+15)/5。
因此，如果將這些概括表述，那麼平均邊長L就是指，在具有一邊打開的多角形狀斷面之衝擊吸收構件的部分管狀體的一個長向端部，構成多角形斷面形狀之所有的邊的平均長度。
本實施態樣是將衝擊吸收構件10，在從沿著包含一個 長向端部14之縱長方向的預定位置(本實施態樣中是長向端部14)的垂直斷面起，以L/2間隔沿縱長方向在垂直的斷面(第1A圖之包含虛線的垂直斷面)切段。如此切段時，位在相鄰的垂直斷面間的各平板部12a~12c分別被分割成鄰接的複數個四角形的部分平板部19。
亦即，a如果是整數，從一個長向端部14起，縱長方向的距離(以下，稱為「長向距離」)X為(a-1)L/2的垂直斷面和，X為aL/2的垂直斷面之間，各平板部的四角形的部分稱為部分平板部19。因此，各部分平板部19意指第1A圖中以一點劃線表示的部分。第1A圖中，僅示出多數個部分平板部19中的三個部分平板部19a~19c。
而，本實施態樣係，在四角形的各部分平板部19的外面側，沿對角方向實施雷射熱處理，形成在對角方向上延伸的熱處理部A。特別是，在示於第1A圖的例中，從四角形的各部分平板部19的一個角到在其對角側的角為止，直線地實施雷射熱處理，形成與其對應的熱處理部A。在本實施態樣之利用雷射光施行的熱處理中，使用的是YAG雷射或光纖雷射。
另外，本實施態樣中，設於相鄰的部分平板部19之在對角方向上延伸的熱處理部A係對該等部分平板部19間的直線形成線對稱地配置。如果考慮例如第1A圖之相鄰的部分平板部19a和部分平板部19b，則設於該等部分平板部19a、19b的熱處理部A係以該等部分平板部19a、19b間的直線(亦即，長向距離X為L/2的垂直斷面平面與平板部12c的 交線)為中心配置成(形成)線對稱狀態。另外，考慮第1A圖之相鄰的部分平板部19a和部分平板部19c，設於該等部分平板部19a、19c的熱處理部A係以該等部分平板部19a、19c間的直線(亦即，沿角部13b的直線)為中心配置成(形成)線對稱狀態。
另外，如第1B圖所示，如果在平板部12a~12c上施行如上所述之雷射淬火，衝擊吸收構件10會朝中央發生變形(彎曲)。第1B圖中，以虛線表示熱處理之前的平板部18，以實線表示熱處理之後的平板部12a~12c。如第1B圖所示，平板部18與平板部12a~12c形成的角度α1(熱處理部A的變形角度)為0.1度以上3.0以下。以變形在0.1度以上0.6以下為佳。熱處理部的寬度以0.4tmm~1.6tmm為佳，熱處理部的深度在厚度方向以至少0.2tmm~0.8tmm(t為衝擊吸收構件10的板厚)為佳。
結果，本實施態樣的衝擊吸收構件10，沿著在部分平板部19以在對角方向上延伸的狀態形成之熱處理部A，衝擊吸收構件10的強度獲得提昇。以下，將就以此方式部分地強化衝擊吸收構件10的效果作說明。
附帶一提，如上所述地，在衝擊吸收構件的縱長方向(延伸方向)，亦即衝擊吸收構件的壓縮方向上施加衝擊能量時，衝擊吸收構件的變形模式有第3A圖所示的緊密模式和，第3B圖所示的非緊密模式。其中，從抑制衝擊吸收構件的壓縮量的觀點來看，壓潰變形必須以緊密模式進行。像這樣使壓潰變形以緊密模式進行的方法，已經有採用壓 潰焊縫的方法等過去以來就使用的各種方法，採用任一種方法都可以。
此處，以緊密模式進行壓潰變形時，衝擊吸收構件會交替地存在變形成向內側凹的部分和變形成向外側膨出的部分。而且，發明人等發現，衝擊吸收構件從向內側凹再向外側膨出到回復原點為止一次的長度週期，與在衝擊吸收構件的端部之平均邊長L幾乎一致。關於此點，將用第4圖做說明。
第4圖顯示，示於第1A圖之衝擊吸收構件10的一個長向端部14被固定在某個其他構件的情形下，對圖中箭號的方向施加衝擊能量時，該衝擊吸收構件10以緊密模式發生變形的狀況。特別是圖中的一點劃線所表示之平板部12b的中央及角部17b的變形態樣。從第4圖可知，衝擊吸收構件10以緊密模式發生變形時，在縱長方向的距離為0~L/2的區域衝擊吸收構件10向內側凹進，在L/2~L的區域衝擊吸收構件10向外側膨出。而且，在L~3L/2的區域衝擊吸收構件10向內側凹進，在3L/2~2L的區域衝擊吸收構件10向外側膨出，此後係同樣地反復凹凸。因此，衝擊吸收構件10以緊密模式發生變形時，可以說是以週期L重複地向內側凹進和向外側膨出。
另一方面，對如第1A圖中所示的衝擊吸收構件10，除了壓縮方向的衝擊能量外，還施加剪切方向的衝擊能量(亦即，與衝擊吸收構件的縱長方向垂直的方向之衝擊能量)時，在衝擊吸收構件10上除了上述的緊密模式的變形外， 在各部分平板部19上還會發生皺褶狀的屈曲。此情形將用第5A、B圖及第6圖做說明。
第5A圖及第5B圖係衝擊吸收構件10的一個平板部12b的平面圖。尤其，第5A圖顯示施加剪切方向的衝擊能量之前的狀態下之平板部12b，第5B圖顯示施加剪切方向的衝擊能量後的狀態下之平板部12b。第6圖係沿第5B圖的平板部的VI-VI線的斷面圖。
若對衝擊吸收構件10的平板部12b，在第5A圖中以箭號表示的方向上，亦即，在剪切方向上施加衝擊能量，平板部12b就會如第5B圖所示地發生變形。此時，當衝擊吸收構件10受到和剪切方向的衝擊能量同時施加之壓縮方向的衝擊能量，以如第4圖所示的緊密模式發生變形時，在平板部12b上會如第5B圖所示地，以L/2週期發生皺褶狀的屈曲Z。若改變視點，則在各部分平板部19上發生沿對角方向延伸的皺褶狀屈曲Z。
此處，在部分平板部19的面內最大抗拉應力會作用於發生皺褶狀屈曲Z的對角方向(第5B圖中的箭號Y1)，在部分平板部19的面內最大壓縮應力則會作用於與發生皺褶狀屈曲Z的對角方向不同的對角方向(第5B圖中之箭號Y2)。
對此，在本實施態樣的衝擊吸收構件10係於各部分平板部19沿對角方向施行雷射熱處理，形成在對角方向上延伸的熱處理部A。結果，相當於在發生皺褶狀的屈曲Z時最大抗拉應力或最大壓縮應力所作用的方向上，施行了部分平板部19的強化。為此，如果利用本實施態樣，就可以抑 制此種皺褶狀屈曲Z的發生。因此，可以抑制衝擊吸收構件10的變形。
第1A圖所示的例中，形成於各部分平板部19的熱處理部A係從部分平板部19的一個角延伸到另一個角為止。然而，熱處理部A如果是在四角形的各部分平板部19的對角方向上延伸，倒也未必要從角延伸到角。因此，熱處理部A就只要在各部分平板部19的中央區域部分地往對角方向延伸即可。
另外，針對未處理的衝擊吸收構件10所做的雷射熱處理係，通過使雷射光線的照射點在各部分平板部19的對角方向移動的方式進行。因此，雷射熱處理形成在各部分平板部19的對角方向上呈線狀地進行的狀態。另外，照射到各部分平板部19之雷射光線的照射條數，只要是一條以上多少條都可以，因此熱處理部A亦可由經過雷射照射的複數條線構成。
此外，在示於第1A圖之例中，所有的部分平板部19都設有熱處理部A。然而，也未必要在所有的部分平板部19上都設置熱處理部A，至少在一個部分平板部19設置熱處理部A即可。另外，上述實施態樣中，熱處理部A雖然形成於衝擊吸收構件10的外側，但是亦可形成於衝擊吸收構件10的內側(面對追加構造材20的一側)。
[第2實施態樣]
另外，上述第1實施態樣中，在四角形的各部分平板部19上僅沿一個對角方向實施雷射熱處理，形成在對角方向 上延伸的熱處理部A。第2實施態樣的衝擊吸收構件30係如第7圖所示，在各部分平板部19上沿兩個對角方向施行雷射熱處理，形成在兩對角方向上延伸的兩個熱處理部A、A1。藉此，可以進一步抑制衝擊吸收構件30面對剪切方向的衝擊能量所發生的變形。
另外，雖然未圖示出，但是本實施態樣中也和示於第1B圖的衝擊吸收構件10相同，平板部12a~12c發生變形(彎曲)。
[第3實施態樣]
此外，上述第1實施態樣中，熱處理部A在各部分平板部19上形成於對角方向。第3實施態樣的衝擊吸收構件40則是除了熱處理部A之外，還形成了例如，如第8圖所示，在衝擊吸收構件40的縱長方向上延伸之熱處理部B、C的至少一個。具體地，熱處理部(其他的熱處理部)B，亦可形成於在衝擊吸收構件40的縱長方向上延伸之一部分或全部的角部13、17，熱處理部C亦可形成於平板部12、16的一部分。藉此，不僅可以抑制衝擊吸收構件40面對剪切方向的衝擊能量所發生之變形，而且可以抑制衝擊吸收構件40面對壓縮方向的衝擊能量所發生之變形。
另外，雖然未圖示出，但是本實施態樣中也和示於第1B圖的衝擊吸收構件10相同，平板部12發生變形(彎曲)。
[第4實施態樣]
另外，上述第1實施態樣中，衝擊吸收構件10的部分管狀體11的斷面形狀雖然是以一邊打開的開口斷面構成的多 角形狀，但是如第9圖所示，斷面形狀是以封閉的閉口斷面構成的多角形狀之衝擊吸收構件50也同樣可以用雷射光進行熱處理。亦即，除了上述第1實施態樣中的部分管狀體51之外，衝擊吸收構件50還具備封閉該部分管狀體51之多角形斷面形狀打開的一邊之平板部26和，設於該平板部26與構成部分管狀體51的平板部12a之間的角部27a和，設於平板部26與構成部分管狀體51的平板部12c之間的角部27b。該衝擊吸收構件50也和上述的衝擊吸收構件10同樣地在平板部12a~12c上以雷射光實施熱處理。另外，如第9圖所示，平板部26上係實施雷射熱處理而形成了熱處理部D。此處，第9圖的一點劃線意指在平板部的相反側實施雷射熱處理的情形。
另外，雖然未圖示出，但是本實施態樣中也和示於第1B圖的衝擊吸收構件10一樣，平板部12a~12c發生變形(彎曲)。
此外，上述各實施態樣中，衝擊吸收構件在縱長方向有大致相同的斷面形狀。然而，衝擊吸收構件也未必要在縱長方向有大致相同的斷面形狀。例如，也可以適用於從一個長向端部14起，斷面形狀逐漸增大，亦即，隨著遠離長向端部14而向外側擴大之衝擊吸收構件。另外，也可以適用於從一個長向端部14起斷面形狀逐漸縮小，亦即，隨著遠離長向端部14而向內側收縮之衝擊吸收構件。
或者，衝擊吸收構件60亦可如同示於第10圖的例子，在中途形成彎曲或屈曲。此種情形，縱長方向指的是沿衝 擊吸收構件60的中心線W的方向，L/2間隔是以該中心線W的長度為基準來定的。特別是，當衝擊吸收構件60有這樣的形狀時，即使是對衝擊吸收構件60的長向端部14施加縱長方向的衝擊能量的情形，也會有剪切方向的力施加到衝擊吸收構件60。
[第5實施態樣]
接著，將就本發明的第5實施態樣做說明。
示於第4圖的變形的狀況表現的是，衝擊吸收構件10的一個長向端部14，亦即構造材組裝體1的長向端部被固定於某個其他的構件的情形。然而，在衝擊吸收構件10的一個長向端部14未被固定於其他的構件而形成自由端的情形中，當衝擊吸收構件10以緊密模式產生變形時，模態形狀會成為不同的樣子。該狀況示於第11圖。
第11圖表示衝擊吸收構件70的一個長向端部14為自由端的情形中，於第11圖中的箭號方向施加衝擊能量時，該衝擊吸收構件70以緊密模式產生變形的狀況。從第11圖可知，衝擊吸收構件70的一個長向端部14為自由端的情形中，當衝擊吸收構件70以緊密模式產生變形，在縱長方向的距離X為0~L/4的區域，衝擊吸收構件70向外側膨出，在距離X為L/4~3L/4的區域，衝擊吸收構件70向內側凹進。而且，在距離X為3L/4~5L/4的區域，衝擊吸收構件70向外側膨出，在距離X為5L/4~7L/4的區域，衝擊吸收構件70向內側凹進，其後同樣地以週期L反復形成凹凸。
因此，本實施態樣係在與上述各實施態樣不同的位置 形成熱處理部E。本實施態樣中，從縱長方向距離X為L/4的垂直斷面起，沿縱長方向以L/2間隔的垂直斷面(包含第12圖的虛線的垂直斷面)將衝擊吸收構件70切段。如此切段時位在相鄰的垂直斷面間之各平板部12a~12c的四角形部分稱為部分平板部79。亦即，若a為整數，則縱長方向距離X為(a/2-1/4)L的垂直斷面和距離X為(a/2+1/4)L的垂直斷面之間的各平板部的四角形部分稱為部分平板部79。因此，各部分平板部79意指，第12圖中以一點劃線表示的部分。再者，第12圖中僅示出多個部分平板部19中的三個部分平板部79a、79b、79c。
接著，本實施態樣係在四角形的各部分平板部79的外面側，於對角方向實施雷射熱處理，形成在對角方向上延伸的熱處理部E。特別是，示於第12圖之例係，從四角形的各部分平板部79的一個角到其對角側的角為止，直線地實施雷射熱處理，形成與此對應的熱處理部E。另外，本實施態樣中，設於相鄰的部分平板部79，在對角方向上延伸的熱處理部E被配置成對該等部分平板部79間的直線形成線對稱的狀態。在本實施態樣也和上述各實施態樣同樣地，可以變更以雷射光熱處理的位置。
另外，雖未圖示出，但是本實施態樣中也和示於第1B圖的衝擊吸收構件10一樣，平板部12a~12c發生變形(彎曲)。
總之，如果概括表述上述第1~第5實施態樣，則情形如下。本發明中，在複數個平板部當中的至少一個上，以 雷射光熱處理過的熱處理部形成0.1度以上3.0以下的變形。此外，當衝擊吸收構件的一個長向端部14中構成多角形斷面形狀的所有的邊的平均邊長為L，從預定的垂直斷面起，以縱長方向上L/2間隔的垂直斷面將衝擊吸收構件切段時，如果將位於相鄰的垂直斷面間的各平板部的四角形部分當作部分平板部，則在至少一個部分平板部上，設有在其至少一個對角方向上延伸之以雷射光熱處理過的熱處理部。
【實施例】 〈比較例1〉
比較例1的衝擊吸收構件83係如第13A圖所示之一塊780MPa級鋼板BP。該鋼板BP，厚度1.6mm，降伏應力493MPa，抗拉強度844MPa，伸長率27%，碳含有率0.19%，矽含有率1.20%，錳含有率1.84%。將該鋼板BP作彎曲加工，作成如第13B圖所示的形狀之未處理的衝擊吸收構件83。未處理的衝擊吸收構件83具備，有一邊打開的四角形斷面之部分管狀體81，構成部分管狀體81之三個平板部，其垂直斷面中的邊長係如第14A圖所示，平板部82a的長度為50mm，平板部82b的長度為70mm，平板部82c的長度為50mm，衝擊吸收構件83之打開的一邊為70mm。因此，未處理的衝擊吸收構件83的平均邊長L為60mm。
另外，如第14B圖的上面圖中所示，將衝擊吸收構件83從一個端部84a朝端部84b，往縱長方向(延伸方向)切成三段時，中央部分相對於兩端部分是傾斜的。此時，中央部分 和兩個兩端部分之間以50R做彎曲。此外，在兩個兩端部分的縱長方向取長度100mm，中央部分取長度(在兩端部分之縱長方向的長度)110mm。
對如此製作成之未處理的衝擊吸收構件83的凸緣部85，點焊平板狀的追加構造材82，製作成如第13C圖所示之構造材組裝體80。點焊S係在構成凸緣部85之平板部的寬度方向中央，在縱長方向以間隔30mm施行。另外，從縱長方向的端部84a(施加衝擊那側的端部。以下，稱為「衝擊附加側端部」)到第一個點焊為止是10mm。
將厚度1.6mm，一邊的長度250mm的鋼板SP以惰性氣體焊接法焊接到如此製作成的構造材組裝體80之另一個端部84b(施加衝擊那側的相反側之端部。以下，稱為「非衝擊附加側端部」)。構造材組裝體80和鋼板SP的焊接並未施行在構造材組裝體80的端面全面，而是在構造材組裝體80的端面當中，構成上述的四角形斷面之各邊的中央附近施行。對邊長為50mm的平板部82a、82c是在該平板部82a、82c的端面的中央20mm處施行惰性氣體焊接，對邊長為70mm的平板部62b及追加構造材20是在該平板部62b的端面的中央30mm及追加構造材82的端面的中央30mm處施行惰性氣體焊接(在表示第13D圖之構造材組裝體的側面圖之第15圖中的塗黑部)。
另外，本比較例1中，在構造材組裝體80的衝擊附加側端部也同樣以惰性氣體焊接法焊接了鋼板。
將如此製作成的構造材組裝體80設置成，構造材組裝 體80的縱長方向為鉛直方向，且其衝擊附加側端部朝上的狀態，再使位於其正上方的300Kg的落錘從高度2m處落下以進行衝擊試驗。此時由落錘對構造材組裝體80投入的能量是5880J。
實施衝擊試驗時，在構造材組裝體80的正下方設置荷重計(測力器)，測量落錘接觸到構造材組裝體80後的荷重履歷。另外也同時利用雷射位移計測量落錘接觸構造材組裝體80後落錘的位移履歷(落錘接觸構造材組裝體80之後落錘下降量的時間履歷)。根據如此測量出的荷重履歷及位移履歷，將落錘從接觸構造材組裝體80之後到往鉛直方向下方位移50mm為止的荷重-位移線圖加以積分，算出構造材組裝體80的吸收能量。比較例1中吸收能量是1920J。
另外，測量衝擊試驗後之構造材組裝體80縱長方向的全長，同時從衝擊試驗前之構造材組裝體80縱長方向的全長(344mm)減去衝擊試驗後之構造材組裝體80縱長方向的全長，算出減算的結果作為壓潰量。比較例1中的壓潰量是155mm。另外，衝擊試驗後的構造材組裝體80中，在上述的中央部分和兩端部分之間的彎曲部發生彎折。
〈實施例1〉
對上述比較例1的衝擊吸收構件83，用二氧化碳雷射實施雷射熱處理。雷射輸出功率為5kW，熱處理速度15m/min。雷射熱處理中的雷射輸出功率及熱處理速度在以下的實施例及比較例中也是相同的。本實施例中，雷射熱處理係實施在第16圖中以熱處理部A表示的位置，亦即，從衝 擊附加側端部94a朝衝擊附加側端部94b以縱長方向上L/2間隔的垂直斷面將衝擊吸收構件93切段時，將位於相鄰的垂直斷面間之各平板部的四角形部分當作部分平板部時，在各部分平板部的一個對角方向施行雷射熱處理。
對實施過雷射熱處理的部分測定維氏硬度。未處理之衝擊吸收構件83的維氏硬度是230，相對地，雷射熱處理後之衝擊吸收構件93變成468，確認已經被充分地淬火硬化。
對如此處理而製作成的構造材組裝體90，和上述比較例1同樣地進行衝擊試驗的結果，得出吸收能量為3916J，壓潰量為74mm，衝擊試驗後的構造材組裝體90上並未發生彎折。
〈比較例2〉
對上述比較例1的衝擊吸收構件83，在第17圖中以熱處理部F表示的位置，亦即，在構成衝擊吸收構件86的部分管狀體88之各平板部的寬度方向中央，從端部87a到端部87b為止，呈在縱長方向延伸的直線狀地進行雷射熱處理。對如此處理而製作成的構造材組裝體89實施上述衝擊試驗的結果，吸收能量是2058J，壓潰量是121mm，衝擊試驗後的構造材組裝體89上發生彎折。
〈比較例3〉
對上述的比較例1的衝擊吸收構件83，在第18圖中以熱處理部E表示的位置施行雷射熱處理，亦即，從在縱長方向上位於和衝擊附加側端部104a距離L/4的垂直斷面起，朝衝擊附加側端部104b，沿縱長方向以L/2間隔的垂直斷面將衝 擊吸收構件103切段時，將位於相鄰的垂直斷面間之各平板部的四角形部分當作部分平板部時，在各部分平板部的一個對角方向施行雷射熱處理。對如此處理而製作成的構造材組裝體100進行上述衝擊試驗的結果，吸收能量是3815J，壓潰量是80mm，衝擊試驗後的構造材組裝體100上並未發生彎折。
〈比較例4〉
上述比較例1中，雖然也將鋼板以惰性氣體焊接法焊接到衝擊吸收構件83的衝擊附加側端部84b，但是在比較例4中，構造材組裝體的衝擊附加側端部上並未焊接鋼板是形成自由端。對如此處理而製作成的構造材組裝體進行上述衝擊試驗的結果，吸收能量是2011J，壓潰量是161mm，衝擊試驗後的構造材組裝體1上發生彎折。
〈實施例2〉
對上述比較例4的衝擊吸收構件實施雷射熱處理。雷射熱處理係施行在第18圖中以熱處理部E表示的位置。亦即，從在縱長方向上位於和衝擊附加側端部104a距離L/4的垂直斷面起，在縱長方向上以L/2間隔的垂直斷面將衝擊吸收構件103切段時，將位在相鄰的垂直斷面間的各平板部的四角形部分當作部分平板部。此時，在各部分平板部的一個對角方向用雷射光進行熱處理。對如此處理而製作成的構造材組裝體100實施上述衝擊試驗的結果，吸收能量是3921J，壓潰量是74mm，衝擊試驗後的構造材組裝體100上並未發生彎折。
〈比較例5〉
對上述比較例4的衝擊吸收構件，在第17圖中以熱處理部F表示的位置，亦即在構成衝擊吸收構件86的部分管狀體88之各平板部的寬度方向中央，從端部87a到端部87b為止呈在縱長方向延伸的直線狀地施行雷射熱處理。對如此處理而製作成的構造材組裝體89實施上述衝擊試驗的結果，吸收能量是2018J，壓潰量是118mm，在衝擊試驗後的構造材組裝體89上發生了彎折。
〈比較例6〉
對上述比較例3的衝擊吸收構件10，在第16圖中以A表示的位置上施行雷射熱處理，亦即，從衝擊附加側端部起，在縱長方向上以L/2間隔的垂直斷面將衝擊吸收構件10切段時，以位在相鄰的垂直斷面間之各平板部的四角形部分作為部分平板部時，在各部分平板部的一個對角方向上施行雷射熱處理。對如此處理而製作成的構造材組裝體1實施上述衝擊試驗的結果，吸收能量是3795J，壓潰量是81mm，衝擊試驗後的構造材組裝體1上並未發生彎折。
〈實施例3〉
對上述比較例1的衝擊吸收構件83，在第19圖中以熱處理部A、A1表示的位置上實施雷射熱處理，亦即，從衝擊附加側端部124a朝衝擊附加側端部124b，在縱長方向上以L/2間隔的垂直斷面將衝擊吸收構件10切段時，以位在相鄰的垂直斷面間之各平板部的四角形部分作為部分平板部時，在各部分平板部的兩對角方向上實施雷射熱處理。對 如此處理而製作成的構造材組裝體120實施上述衝擊試驗的結果，吸收能量是4350J，壓潰量是58mm，衝擊試驗後的構造材組裝體1上並未發生彎折。
將以上的結果彙整於下述表1。
從表1可知，衝擊附加側端部上焊接了鋼板時，亦即衝擊附加側端部為固定端時，示於第16圖之實施例1的衝擊吸收構件93，和示於第17圖之比較例2的衝擊吸收構件86及示於第18圖之比較例3的衝擊吸收構件103相比，施加衝擊時的吸收能量高且壓潰量小。具體上，從衝擊附加側端部起在縱長方向上以L/2間隔的垂直斷面將衝擊吸收構件93切段，以位於相鄰的垂直斷面間之各平板部的四角形部分作為部分平板部時，在各部分平板部的一個對角方向上實施過雷射熱處理之衝擊吸收構件93，和在各平板部的寬度方向中央從端部到端部呈沿著縱長方向延伸的直線狀地施行 過雷射熱處理之衝擊吸收構件86，以及從縱長方向上位置距離衝擊附加側端部L/4的垂直斷面起，在縱長方向上以L/2間隔的垂直斷面將衝擊吸收構件切段，並以位在相鄰的垂直斷面間之各平板部的四角形部分作為部分平板部時，在各部分平板部的一個對角方向上施行過雷射熱處理之衝擊吸收構件103相比，施加衝擊時的吸收能量高且壓潰量小。
另外，從表1可知，當衝擊附加側端部未焊接鋼板時，亦即衝擊附加側端部為自由端時，第18圖中所示之實施例2的衝擊吸收構件103，和第17圖中所示之比較例5的衝擊吸收構件86及第16圖中所示之比較例6的衝擊吸收構件93相比，衝擊負荷時的吸收能量高且壓潰量小。具體上，從縱長方向上位置距離衝擊附加側端部L/4的垂直斷面開始，在縱長方向上以L/2間隔的垂直斷面將衝擊吸收構件103切段，當以位在相鄰的垂直斷面間之各平板部的四角形部分作為部分平板部時，在各部分平板部的一個對角方向上實施過雷射熱處理之衝擊吸收構件103，和在各平板部的寬度方向中央從端部到端部呈沿縱長方向延伸的直線狀地施行過雷射熱處理之衝擊吸收構件86，及從衝擊附加側端部起在縱長方向上以L/2間隔的垂直斷面將衝擊吸收構件93切段，以位在相鄰的垂直斷面間之各平板部的四角形部分作為部分平板部時，在各部分平板部的一個對角方向上施行過雷射熱處理之衝擊吸收構件93相比，衝擊負荷時的吸收能量高且壓潰量小。
此外可知，在部分平板部的兩個對角方向上實施過雷射熱處理之衝擊吸收構件，和僅在部分平板部的一個對角方向上實施過雷射熱處理之衝擊吸收構件相比，衝擊負荷時的吸收能量高且壓潰量小(實施例3)。
[第6實施態樣]
以下，將參照附圖，說明本發明的第6實施態樣。
首先，參照第20圖、21圖，作為要應用本發明之成形品，圖示了可以應用在汽車的前縱樑或後縱樑等之衝擊吸收構件210。衝擊吸收構件210具有第1鋼板(部分管狀體)212和凸緣部215。第1鋼板212通過壓力加工或輥軋成形，在第20、21圖中，往上方突出成矩形狀。凸緣部215具有從第1鋼板212往側方突出的凸緣部215a、215b，在垂直於衝擊吸收構件210的延伸方向的斷面觀看，成形成帽形的斷面形狀。
第1鋼板212在凸緣部215a、215b，被點焊於第2鋼板214。
本實施態樣中，第1鋼板212有複數個平板狀的平板部212a~212c和，設於該等平板部212a~212c間的複數個角部(稜線部)213、217。示於第20圖之例中，角部213有兩個角部213a及213b，角部217有兩個角部217a及217b。而且，平板部212a和凸緣部215以角部217a相連結，平板部212c和凸緣部215以角部217b相連結。
衝擊吸收構件210上，沿平坦的平板部212a~212c及凸緣部215之至少一個平板部的縱長方向(延伸方向)，在以雷 射光施行過淬火的一個部分或複數個部分形成熱處理部216a、216b、216c、216d。熱處理部216a形成於平板部212b的上面(表面)16c，熱處理部216b形成於平板部212a、212c的側面(表面)16d，熱處理部216d形成於第2鋼板214的底面(表面)14a。另外，也可以在凸緣部215a、215b的上面16e形成熱處理部216c。熱處理部216a、216b、216c、216d，雖然是沿著各平板部212a~212c，凸緣部215a、215b及第2鋼板214的中心線在縱長方向上延伸設置，但是本發明並未限於此，在各平板部212a~212c，凸緣部215a、215b及第2鋼板214，配置成偏向任一個的緣部亦可。另外，熱處理部只要沿著複數個平板部212a~212c當中的至少一個平板部的縱長方向形成即可。另外，熱處理部216a、216b、216c、216d，也可以利用沿各衝擊吸收構件210的縱長方向延伸之1條熱硬化區域來形成。理想的是，如第22圖所示，包含複數條熱硬化區域218。另外，在決定雷射光的強度及照射時間上，理想的是，雷射光可以使熱硬化區域218形成在從平板部212a~212c，凸緣部215a、215b及第2鋼板214的表面16c、16d、16e、14a到板厚的3/4深度為止。再者，熱硬化區域218定義為，具有比以下式(1)決定的基準硬度為高的硬度之區域。
0.8×(884C(1-0.3C2 )+294)．．．式(1)此處，C是碳含量(重量%)。
此外，在熱處理部形成複數條熱硬化區域218時，宜於形成一條熱硬化區域218後，再形成與此不鄰接的熱硬化區 域218，並進一步，在不與該新形成的熱硬化區域218鄰接的區域順次形成熱硬化區域218，以便防止已經形成的熱硬化區域218，受到來自形成中的熱硬化區域218的熱所影響而發生退火作用。
以下，用如此處理而形成的衝擊吸收構件210說明壓潰試驗結果。
試驗材料採用厚度1.6mm的440MPa級鋼板，如第20圖、第21圖所示，形成具有高度t為50mm，寬度w為70mm，長度L1為300mm的帽形斷面形狀之衝擊吸收構件210。將用於衝擊吸收構件210之鋼板的材料特性示於表2。
此時，雷射光線的照射條件是，輸出功率5kW，處理速度，亦即，衝擊吸收構件10上之雷射光線的點的移動速度是12m/min。
接著，針對用雷射光線淬火過的熱處理部測定維氏硬度。淬火前鋼板的維氏硬度是140，與此相對，淬火後的維氏硬度是306，被充分地淬火硬化。
將如此處理而形成的衝擊吸收構件210配向成縱長方向呈鉛直，再讓碰撞構件(未圖示出)從衝擊吸收構件210的上方落下，碰撞該衝擊吸收構件210的上端，觀察衝擊吸收構件210的變形。更詳細地說，讓300kg的落錘從高度2m 落下碰撞構造構件的上端，觀察構造構件的變形。此外，將落錘接觸構造體起到發生30mm位移為止的荷重-位移線圖做積分，算出吸收能量，作為衝擊吸收能的評估值。其結果，本實施例中衝擊吸收能量是2256J(焦耳)，相對於此，未經雷射淬火的情形中，衝擊吸收能量是2079J。
第23、24圖所示為衝擊試驗造成之衝擊吸收構件210的變形的照片。第23圖中，衝擊吸收構件210並未發生局部性內折，而是整體變形成褶子狀有規律地折叠起來，將此種壓潰態樣稱為緊密模式(compact mode)。另一方面，第24圖中，在衝擊吸收構件210中發生屈曲的部位，因局部性內折而出現未對變形做出貢獻的平板部分，將此種變形態樣稱為非緊密模式(non-compact mode)。非緊密模式中，因為未對變形做出貢獻的直線部分並不吸收衝擊能量，所以比起緊密模式，吸收能量明顯減小。
如第25A圖所示，若在平板部上利用雷射光線形成熱處理部216a、216b、216d，鋼板會因為熱處理部216a、216b、216d的應變，如第25B圖所示地以熱處理部216a、216b、216d為中心，在雷射光線的表面側變形成屈曲狀。更詳細地說，在從平板部212a~212c及第2鋼板214的表面16c、16d、14a到板厚的1/2~3/4深度為止形成了熱硬化區域的構件上，可以觀察到在熱處理部發生應變而如圖所示地變形(彎曲)的情形。這是因為在經過雷射淬火的區域上，因熔融後的收縮而發生抗拉應力。亦即，在從平板部212a~212c及第2鋼板214的表面16c、16d、14a淬火到比板厚的1/2淺的情形中， 熔融後的收縮引起的抗拉應力小，發生的應變小。因此，像第25B圖那樣的變形不易發生，另一方面，淬火到比板厚的3/4更深的情形中，不僅平板部212a~212c及第2鋼板214的表面16c、16d、14a的表面，同等的應力也作用於裏面。由此，可以預料像第25B圖那樣的變形不易發生。因此，要發揮上述的效果，雷射淬火宜從表面16c、16d、14a開始淬火到板厚的1/2以上3/4以下的深度。另外，關於凸緣部215a、215b的表面16e也以在同樣的深度施行淬火為佳。
另外，如第21圖所示，若在平板部之第1鋼板212的上面16c，兩側面16d，凸緣部215的上面16e，及，第2鋼板214的底面14a施行如上所述的雷射淬火，則衝擊吸收構件210會如第26A圖所示地朝中央發生變形(彎曲)。第26B圖中，以虛線表示熱處理之前的平板部、第2鋼板219，以實線表示熱處理之後的平板部212a~212c及第2鋼板214。如第26B圖所示，平板部、第2鋼板219和平板部212a~212c及第2鋼板214形成的角度α2(熱處理部216a、216b、216d的變形角度)是0.1度以上3.0以下。以變形在0.1度以上0.6以下為佳。
再者，第26A圖、第26B圖中，在各平板部的變形被誇大表現。參照第26A圖及第26B圖，由於雷射淬火，衝擊吸收構件210形成如同其稜線(衝擊吸收構件210的角部)的數目增加的形狀，以下式表示的平均邊長L，變成比雷射淬火前還小。
L=ΣLi/(j+k)此處， Li：各稜線間的距離 j：雷射淬火前的衝擊吸收構件210的稜線數 k：雷射淬火數。
平均邊長L如果縮小，壓潰時的屈曲波長就會如第27圖所示地變短，容易出現緊密模式(compact mode)，其結果，吸收能量提高。因此，根據本實施態樣，除經過雷射淬火的熱處理部之降伏應力增大以外，由於平板部的變形，可以有效地提高衝擊吸收構件210的安全應力，提高吸收能量。
另外，本實施態樣中，雖然就所有的平板部上都形成了熱處理部的構成作說明，但是只要在至少一個平板部形成熱處理部即可。
本發明的技術範圍並不限於上述第1~第6實施態樣，在不脫離本發明宗旨的範圍內，包含對上述各實施態樣添加各種變更的構成。亦即，實施態樣中舉出的具體的構造或形狀等僅是一例，可以作適當的變更。
1、80、89、90‧‧‧構造材組裝體
10、40、50、60、70、83、86、93、103、110、210‧‧‧衝擊吸收構件
11‧‧‧部分管狀體
12、12a、12b、12c、16、18、26、62b、82a、82c、112a、112b、 212a、212b‧‧‧平板部
13、13a、13b、17、17a、17b、、27a、27b、117a、117b、213、217、217a、217b‧‧‧角部
14‧‧‧長向端部
14a‧‧‧底面(第2鋼板)
15、85、115、215、215a、215b‧‧‧凸緣部
16a、16b‧‧‧從兩緣開始延伸的平板部
16c‧‧‧上面(平板部)
16d‧‧‧側面(平板部)
16e‧‧‧上面(凸緣部)
19、19a、19b、19c、79、79a、79b、79c‧‧‧部分平板部
20‧‧‧追加構造材
51、88、111、211‧‧‧部分管狀體
87a、87b‧‧‧端部
104a、104b‧‧‧衝擊附加側端部
212‧‧‧第1鋼板
214‧‧‧第2鋼板
216a、216b、216c、216d、A、A1、B、C、D、E、F‧‧‧熱處理部
218‧‧‧熱硬化區域
L‧‧‧平均邊長
X‧‧‧縱長方向的距離
S‧‧‧點焊
SP‧‧‧鋼板
W‧‧‧中心線
Z‧‧‧皺褶狀屈曲
【第1A圖】本發明第1實施態樣的衝擊吸收構件的斜視圖。
【第1B圖】第1A圖的衝擊吸收構件之重要部位的擴大斷面圖。
【第2A圖】相同衝擊吸收構件的斷面圖。
【第2B圖】第1實施態樣的變形例之衝擊吸收構件的斷面圖。
【第2C圖】第1實施態樣的另一變形例之衝擊吸收構件的斷面圖。
【第3A圖】變形模式的說明圖。
【第3B圖】變形模式的說明圖。
【第4圖】第1圖所示的衝擊吸收構件以緊密模式發生變形的狀況之示意圖。
【第5A圖】同一衝擊吸收構件在承受剪切方向的衝擊能量前的狀況之示意圖。
【第5B圖】同一衝擊吸收構件承受剪切方向的衝擊能量而發生變形的狀況之示意圖。
【第6圖】沿第5B圖VI-VI線的斷面示意圖。
【第7圖】本發明第2實施態樣之衝擊吸收構件的示意圖。
【第8圖】本發明第3實施態樣之衝擊吸收構件的示意圖。
【第9圖】本發明第4實施態樣之衝擊吸收構件的示意圖。
【第10圖】第1實施態樣之衝擊吸收構件的變形例示意圖。
【第11圖】本發明第5實施態樣的衝擊吸收構件以緊密模式發生變形的狀況之示意圖。
【第12圖】第5實施態樣之衝擊吸收構件的示意斜視圖。
【第13A圖】在實施例所使用的衝擊吸收構件等之製 造過程的示意圖。
【第13B圖】在實施例所使用的衝擊吸收構件等之製造過程的示意圖。
【第13C圖】在實施例所使用的衝擊吸收構件等之製造過程的示意圖。
【第13D圖】在實施例所使用的衝擊吸收構件等之製造過程的示意圖。
【第14A圖】在實施例所使用的構造材組裝體等之側面圖。
【第14B圖】在實施例所使用的構造材組裝體等之平面圖。
【第15圖】在實施例所使用的構造材組裝體與鋼板之焊接點的示意圖。
【第16圖】實施例1及比較例1之構造材組裝體的示意斜視圖。
【第17圖】比較例2及比較例5之構造材組裝體的示意斜視圖。
【第18圖】比較例3及實施例2之構造材組裝體的示意斜視圖。
【第19圖】實施例3之構造材組裝體的示意斜視圖。
【第20圖】本發明第6實施態樣的衝擊吸收構件之一例的示意斜視圖。
【第21圖】同一衝擊吸收構件的端面圖。
【第22圖】放大同一衝擊吸收構件之熱硬化區域的 部分斷面圖。
【第23圖】呈現緊密模式下形成之衝擊吸收構件的壓潰的照片。
【第24圖】呈現非緊密模式下形成之衝擊吸收構件壓潰的照片。
【第25A圖】同一衝擊吸收構件的熱處理部的擴大圖。
【第25B圖】在同一衝擊吸收構件的熱處理部的變形之示意圖。
【第26A圖】第21圖的衝擊吸收構件的細節之斷面圖。
【第26B圖】第26A圖的衝擊吸收構件之重要部位的擴大斷面圖。
【第27圖】顯示因平均邊長的變化所造成之發生壓潰時的屈曲波長的變化圖。
1‧‧‧構造材組裝體
10‧‧‧衝擊吸收構件
11‧‧‧部分管狀體
12、12a、12b、12c‧‧‧平板部
13、13a、13b‧‧‧角部
14‧‧‧長向端部
15‧‧‧凸緣部
16a、16b‧‧‧從兩緣開始延伸的平板部
17‧‧‧角部
19、19a、19b、19c‧‧‧部分平板部
20‧‧‧追加構造材
A‧‧‧熱處理部
X‧‧‧縱長方向的距離
L‧‧‧平均邊長

Claims (9)

  1. 一種衝擊吸收構件，其具備，有複數個平板部和，設於前述複數個平板部間的複數個角部，且垂直於縱長方向的斷面形狀為多角形之管狀體；特徵在於，在前述複數個平板部當中的至少一個上，以雷射光熱處理過之熱處理部形成0.1度以上3.0以下的變形，在前述管狀體之前述縱長方向的端部，以構成前述多角形的所有的邊的平均邊長為L，從在前述管狀體之自前述端部沿前述縱長方向的預定位置之垂直斷面起，沿前述縱長方向，以L/2間隔在垂直於前述縱長方向的斷面上切段時，前述複數個平板部分別被分割成複數個彼此鄰接的四角形的部分平板部；沿前述複數個部分平板部當中之至少一個部分平板部的至少一個對角方向形成了前述熱處理部，前述熱處理部在前述複數個部分平板部當中彼此鄰接之至少兩個部分平板部的各個上，形成對相鄰接之前述部分平板部間的交界線呈線對稱的狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之衝擊吸收構件，前述預定位置為前述端部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之衝擊吸收構件，前述預定位置是從前述端部起沿前述縱長方向的L/4的位置。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述的衝擊吸收構件，沿前述複數個部分平板部當中之至少一個部分平板部的兩個對角方向形成了兩個前述熱處理部。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述之衝擊吸收構件，在前述複數個角部，沿著前述管狀體之前述縱長方向進一步形成以雷射光熱處理過之其他的熱處理部。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述的衝擊吸收構件，前述熱處理部係沿著前述複數個平板部當中之至少一個平板部的前述縱長方向形成。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之衝擊吸收構件，前述熱處理部係沿著前述縱長方向由複數條前述雷射光所形成。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之衝擊吸收構件，前述熱處理部係形成在從前述平板部的表面起到前述平板部之板厚的3/4以下的深度為止。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之衝擊吸收構件，前述熱處理部係形成在從前述平板部的表面起到前述平板部之板厚的1/2以上的深度為止。
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