WO2014073084A1 - 衝撃吸収部材 - Google Patents

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octagon
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近藤　修
卓 角野
義崇 操上
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JFE Steel Corp
Suzuki Motor Corp
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JFE Steel Corp
Suzuki Motor Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members

Definitions

  • the present invention relates to an impact absorbing member that absorbs impact energy.
  • the car is equipped with a member that absorbs energy in the event of a collision.
  • a member that absorbs energy in the event of a collision.
  • One such member is a crash box.
  • the crash box is generally formed in a cylindrical shape by one or several members, and absorbs impact energy by deforming in an accordion shape in the axial direction when an impact load is applied in the axial direction.
  • the performance required for the crash box includes a stable bellows deformation in the axial direction when an impact load is applied, and high energy absorption efficiency associated with the deformation.
  • Various proposals have been made to improve the performance required for crash boxes.
  • Patent Document 1 proposes a crush box whose cross-sectional shape is an octagon.
  • the crash box described in Patent Document 1 includes a stress concentration portion (bead forming portion) serving as a starting point of plastic deformation so that it can be stably deformed into a bellows shape.
  • the stress concentration portions are formed by convex portions formed inside the crash box, and are provided so as to alternate in the axial direction. By providing the stress concentration portion, deformation of the convex portion in the protruding direction is induced, and the crash box is stably deformed into a bellows shape.
  • FIG. 2 of Patent Document 1 shows a crash box having two stress concentration portions in the axial direction
  • FIG. 9 of the same document shows a crash box having seven stress concentration portions in the axial direction. It is shown in the figure.
  • the cross-sectional shape of the crash box is an octagon like the crash box described in Patent Document 1
  • the cross-sectional shape is a regular octagon in relation to the shape of the end of the front side member where the crash box is installed. In many cases, it becomes a long octagon (an octagon having a long pair of opposing sides). In that case, a long side part remains, and axial force and energy absorption efficiency fall.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and even when a high-strength steel sheet having high tensile strength is used, it is stably deformed into a bellows shape and has high energy absorption efficiency.
  • An object is to provide an impact absorbing member.
  • the impact-absorbing member according to the present invention is a cylindrical impact-absorbing member that absorbs impact energy by plastic deformation in a bellows shape when subjected to an axial compression load, and is formed of a steel plate having a tensile strength of 590 MPa or more. And an octagon formed by connecting the eight vertices of the twelve vertices with a straight line, wherein the cross-sectional shape perpendicular to the axial direction is a substantially cross-shaped closed section having twelve vertices.
  • the angle ⁇ formed by the straight line connecting the vertices at both ends of the hypotenuse and the vertices therebetween is set in a range of 120 ° ⁇ ⁇ ⁇ 150 °, and the aspect ratio of the cross-sectional shape is in a range of 1: 1 to 2: 1.
  • the ratio of the longer side of the octagon and the side of the octagon to the length of the hypotenuse is set within a range of 1: 1 to 1.5: 1. It is characterized by.
  • At least one bead-shaped portion serving as a starting point of the bellows-like plastic deformation is formed on the cylindrical outer surface, and the bead forming portion is formed on an adjacent surface of the same cross section.
  • the bead-shaped portion is provided so that the concave and convex directions of the bead-shaped portions are opposite to each other inside and outside.
  • the impact absorbing member of the present invention even when a high strength steel plate having a high tensile strength is used, it can be stably deformed into a bellows shape, and the energy absorption efficiency can be increased.
  • FIG. 1 is a perspective view of an impact absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view in the direction perpendicular to the axis of the shock absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a cross-sectional shape of the shock absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a deformation mode of the shock absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a shape used in an experiment for confirming the performance of the shock absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an impact absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view in the direction perpendicular to the axis of the shock absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the angle ⁇ formed by the inclined surface and the energy absorption efficiency in the shock absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the aspect ratio and the energy absorption efficiency in the shock absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the ratio of the vertical side and the oblique side and the energy absorption efficiency in the shock absorbing member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of an impact absorbing member according to the second embodiment of the present invention.
  • the impact absorbing member 1 is a cylindrical member that absorbs impact energy by plastic deformation in a bellows shape when subjected to an axial compression load.
  • the impact absorbing member 1 is formed of a steel plate having a tensile strength of 590 MPa or more.
  • the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction is a substantially cross-shaped closed cross section having 12 vertices.
  • the angle ⁇ formed by the straight line connecting the vertices at both ends of the hypotenuse in the octagon formed by connecting eight of the twelve vertices with a straight line is 120 ° ⁇ ⁇ ⁇ 150 °. It is set within the range.
  • the aspect ratio of the cross-sectional shape (ratio of long side to short side) is set within a range of 1: 1 to 2: 1.
  • the ratio of the length of the longer side of the octagon and the side of the octagon to the length of the hypotenuse is set within a range of 1: 1 to 1.5: 1.
  • the impact absorbing member 1 is formed of a steel plate having a tensile strength of 590 MPa or more.
  • the shock absorbing member 1 is a cylindrical member, and the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction is a substantially cross-shaped closed cross section having 12 vertices A to L as shown in FIG. .
  • the cross-sectional shape of the shock absorbing member 1 will be described in detail.
  • the eight vertices A, C, D, F, G, I, J, excluding the four vertices B, E, H, K near the center The shape formed by connecting L with a straight line (in FIG.
  • the straight line is indicated by a dotted line
  • the angle ⁇ formed by the vertices at both ends of the hypotenuses AC, DF, GI, and JL in the octagon, for example, the straight lines AB and CB connecting the vertices A and C and the vertex B between them is in the range of 120 ° ⁇ ⁇ ⁇ 150 °. (135 degrees in this example) is set.
  • the ratio (aspect ratio) between the vertical length L and the horizontal length S in the cross-sectional shape is set within a range of 1: 1 to 2: 1 (1: 1 in this example).
  • the ratio of the longer side of the vertical side and the horizontal side to the length of the hypotenuse is within a range of 1: 1 to 1.5: 1 (in this example, the length of the vertical side and the horizontal side). And the ratio of the length of the hypotenuse or horizontal side to the hypotenuse is set to 1: 1).
  • the shock absorbing member 1 according to the present embodiment configured as described above is deformed into a bellows shape when the material moves inward and outward in the axial direction when receiving an axial compression load.
  • the direction of deformation is reversed inside and outside at each ridgeline, and adjacent surfaces are deformed in opposite directions inside and outside. For this reason, the energy absorbed with a deformation
  • the direction of the arrow in FIG. 4 has shown the direction which deform
  • the angle ⁇ is set in the range of 120 ° ⁇ ⁇ ⁇ 150 °, and the aspect ratio is set in the range of 1: 1 to 2: 1.
  • the ratio of the longer side of the vertical side and the horizontal side to the length of the hypotenuse is set within a range of 1: 1 to 1.5: 1.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a cross-sectional shape of the shock absorbing member 1 used in the experiment.
  • the angle ⁇ is changed from the basic shape shown in FIG. 5 to 90 °, 105 °, 120 °, 135 °, 150 °, 165 °, and 180 °, and the absorbed energy when the shock absorbing member 1 is crushed by Smm in each case. Asked. The plate thickness of the steel plate as a raw material was adjusted so that the reaction force at the time of crushing would be equal to or less than the specified yield strength.
  • FIG. 6 is a graph showing the experimental results. The horizontal axis and the vertical axis indicate the value of the angle ⁇ and the absorbed energy at the time of Smm crushing, respectively.
  • the absorbed energy becomes maximum when the angle ⁇ is 135 °, and shows a relatively large value when the angle ⁇ is in the range of 120 ° ⁇ ⁇ ⁇ 150 °.
  • the shock absorbing member 1 is stably deformed into a bellows shape.
  • the inventors found that when the value of the angle ⁇ is in the above range, the direction of deformation is reversed inside and outside at each ridgeline in one cross section in the direction perpendicular to the axis, and the adjacent surface is deformed in the opposite direction inside and outside. Have confirmed.
  • the aspect ratio (b: a) was changed by changing the dimension c from the basic shape shown in FIG. 5, and the absorbed energy at the time of Smm crushing of the shock absorbing member 1 in each case was obtained.
  • FIG. 7 is a graph showing the results of this experiment. The horizontal axis and the vertical axis indicate the aspect ratio value (b / a) and the absorbed energy during Smm crushing, respectively.
  • the absorbed energy is the largest. Further, when the aspect ratio value exceeds 1, the absorbed energy decreases, but the absorbed energy shows a high value until the aspect ratio reaches 2.0. This indicates that the shock absorbing member 1 is stably deformed into a bellows shape when the aspect ratio is in the range of 1: 1 to 2: 1.
  • the inventors found that when the aspect ratio value is within the above range, the direction of deformation is reversed inside and outside at each ridgeline in one cross section in the direction perpendicular to the axis, and the adjacent surface is deformed in the opposite direction. Have confirmed.
  • FIG. 8 is a graph showing the results of this experiment, and the horizontal axis and the vertical axis indicate the value of c / e and the absorbed energy during Smm crushing, respectively.
  • the shock absorbing member 1 is stably deformed into a bellows shape even when it is formed of a steel plate having a tensile strength of 590 MPa or more.
  • the shock absorbing member 2 is provided with a bead-shaped portion 3 as a starting point that deforms into a bellows shape when subjected to an axial compression load in addition to the one shown as the first embodiment.
  • the bead shape portion 3 is provided only on one stage on one end side of the shock absorbing member 2.
  • the bead-shaped portions 3 are provided so that bead-shaped portions 3o projecting outward and bead-shaped portions 3i projecting inward alternately on adjacent surfaces on each surface of the same cross section.
  • the bead-shaped portion 3 As described above, when the shock absorbing member 2 receives an axial compression load, the deformation direction is reversed inside and outside at each ridgeline, and the adjacent surface is deformed in the opposite direction inside and outside.
  • the embodiment can be obtained more stably. In other words, the deformation tends to become unstable as the tensile strength of the steel plate increases.
  • the bead shape portion 3 functions effectively as a trigger for the deformation, and the deformation can be stabilized.
  • the position where the bead-shaped portion 3 is provided is on the input side of the axial compression load in the shock absorbing member 2 and is preferably within a range of 1/5 of the total length of the shock absorbing member 2 from the input side end.
  • the bead shape portion 3 is provided in one step near the end portion on the side where the axial compression load is input. Even in the case where only one stage of the bead-shaped portion 3 is provided in the axial direction of the shock absorbing member 2 as in this example, the bellows-like deformation is stably performed. However, depending on conditions such as the overall shape of the shock absorbing member 2 and the angle formed by the ridgeline, the bead-shaped portion 3 may be provided in a plurality of stages in the axial direction. There is also.
  • the impact absorbing member according to the present invention can be applied to a member that absorbs energy at the time of a collision installed in an automobile or the like.

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Abstract

　衝撃吸収部材１は、軸圧縮荷重を受けたときに蛇腹状に塑性変形することによって衝撃エネルギーを吸収する筒状の衝撃吸収部材であって、引張り強度が５９０ＭＰａ以上の鋼板によって形成されている。また、この衝撃吸収部材１においては、軸方向に直交する断面形状が１２個の頂点を有する略十字状の閉断面であり、１２個の頂点のうちの８個の頂点を直線で連結して形成される八角形における斜辺の両端の頂点とその間にある頂点とを結ぶ直線の成す角度αが１２０°≦α≦１５０°の範囲内に設定され、断面形状のアスペクト比が１：１乃至２：１の範囲内に設定され、八角形における縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比が１：１乃至１．５：１の範囲内に設定されている。

Description

衝撃吸収部材
　本発明は、衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収部材に関する。
　自動車には衝突時のエネルギーを吸収する部材が搭載されている。このような部材の一つにクラッシュボックスがある。クラッシュボックスは、一般的には一つ又は幾つかの部材によって筒状に形成され、軸方向に衝撃荷重が付加されたときに軸方向に蛇腹状に変形することによって衝撃エネルギーを吸収する。クラッシュボックスに要求される性能としては、衝撃荷重が付加されたときに軸方向に安定して蛇腹状に変形すること、及び変形に伴うエネルギー吸収効率が高いことが挙げられる。クラッシュボックスに要求される性能を向上するために種々の提案がなされている。
　断面形状が四角形や六角形であるクラッシュボックスでは、軸方向に伸びる稜線の数が少なく、一辺の長さが長くなるために、衝撃吸収に際してエネルギー吸収効率が悪くなる。このため、特許文献１には、断面形状が八角形であるクラッシュボックスが提案されている。特許文献１記載のクラッシュボックスは、安定して蛇腹状に変形可能なように塑性変形の起点となる応力集中部（ビード形成部）を備えている。応力集中部は、クラッシュボックスの内側に形成された凸部によって構成され、軸方向で互い違いになるように設けられている。応力集中部を設けることにより、凸部の突出方向への変形が誘発され、クラッシュボックスは安定して蛇腹状に変形する。
　なお、特許文献１の図２には、応力集中部を軸方向に２段設けたクラッシュボックスが図示され、同文献の図９には、応力集中部を軸方向に７段設けたクラッシュボックスが図示されている。
特開２００６－１２３８８７号公報
　しかしながら、特許文献１記載のクラッシュボックスであっても、安定して蛇腹状に変形すること、及び変形に伴うエネルギー吸収効率が高いこと、というクラッシュボックスに要求される性能を十分に満足しているとは言えない。
　すなわち、特許文献１記載のクラッシュボックスのようにクラッシュボックスの断面形状を八角形にしたとしても、クラッシュボックスが設置されるフロントサイドメンバの端部の形状との関係で、断面形状が正八角形ではなく長八角形（対向する一対の辺部が長い八角形）になる場合が多い。その場合には、長い辺部が残存することになり、軸力やエネルギー吸収効率が低下する。
　また、特許文献１記載のクラッシュボックスによれば、同一断面では全ての応力集中部が内側方向に突出しており、同一断面で同一方向への変形を誘発するようにしている。しかしながら、同一断面で同一方向への変形では、エネルギー吸収効率に限界があり、必ずしも十分なエネルギー吸収を行うことができない。
　さらに、クラッシュボックスを形成する鋼板の引張り強度が高くなるとクラッシュボックスは変形しづらくなるため、引張り強度が５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板を用いる場合にはそれに応じたクラッシュボックスの形状の工夫が必要になる。しかしながら、特許文献１記載の発明はこの点を全く検討していない。このため、高強度鋼板を用いた場合、特許文献１記載のクラッシュボックスはその機能を適切に発揮できない可能性がある。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、引張り強度が高い高強度鋼板を用いた場合であっても、安定して蛇腹状に変形し、且つ、エネルギー吸収効率が高い衝撃吸収部材を提供することを目的とする。
　本発明に係る衝撃吸収部材は、軸圧縮荷重を受けたときに蛇腹状に塑性変形することによって衝撃エネルギーを吸収する筒状の衝撃吸収部材であって、引張り強度が５９０ＭＰａ以上の鋼板によって形成されていると共に、軸方向に直交する断面形状が１２個の頂点を有する略十字状の閉断面であり、前記１２個の頂点のうちの８個の頂点を直線で連結して形成される八角形における斜辺の両端の頂点とその間にある頂点とを結ぶ直線の成す角度αが１２０°≦α≦１５０°の範囲内に設定され、前記断面形状のアスペクト比が１：１乃至２：１の範囲内に設定され、前記八角形における縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比が１：１乃至１．５：１の範囲内に設定されていることを特徴とする。
　本発明に係る衝撃吸収部材は、上記発明において、筒状の外面に蛇腹状の塑性変形の起点となるビード形状部が少なくとも１段形成され、該ビード形成部は同一断面の隣接する面に形成されたビード形状部の凹凸の向きが内外で反対方向になるように設けられていることを特徴とする。
　本発明に係る衝撃吸収部材によれば、引張り強度が高い高強度鋼板を用いた場合であっても、安定して蛇腹状に変形し、且つ、エネルギー吸収効率を高くすることができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材の斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材の軸直交方向の断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材の断面形状の説明図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材の変形の態様の説明図である。 図５は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材の性能を確認する実験に用いた形状の説明図である。 図６は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材における傾斜面の成す角度αとエネルギー吸収効率との関係を示すグラフである。 図７は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材におけるアスペクト比とエネルギー吸収効率との関係を示すグラフである。 図８は、本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材における縦辺と斜辺との比とエネルギー吸収効率との関係を示すグラフである。 図９は、本発明の第２の実施形態に係る衝撃吸収部材の斜視図である。
［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態を図１乃至図６に基づいて説明する。
　本実施形態に係る衝撃吸収部材１は、軸圧縮荷重を受けたときに蛇腹状に塑性変形することによって衝撃エネルギーを吸収する筒状の部材である。衝撃吸収部材１は、引張り強度が５９０ＭＰａ以上の鋼板によって形成されている。この衝撃吸収部材１においては、軸方向に直交する断面形状が１２個の頂点を有する略十字状の閉断面になっている。１２個の頂点のうちの８個の頂点を直線で連結して形成される八角形における斜辺の両端の頂点とその間にある頂点とを結ぶ直線の成す角度αが１２０°≦α≦１５０°の範囲内に設定されている。断面形状のアスペクト比（長辺と短辺との比）が１：１乃至２：１の範囲内に設定されている。八角形における縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比が１：１乃至１．５：１の範囲内に設定されている。
＜衝撃吸収部材の材質及び全体形状＞
　衝撃吸収部材１は、引張り強度が５９０ＭＰａ以上の鋼板によって形成されている。衝撃吸収部材１は、筒状の部材であって、軸方向に直交する断面形状が、図３に示すように、Ａ乃至Ｌの１２個の頂点を有する略十字状の閉断面になっている。衝撃吸収部材１の断面形状を詳細に説明する。衝撃吸収部材１の断面における１２個の頂点のうち、中心寄りにある４個の頂点Ｂ、Ｅ、Ｈ、Ｋを除いた８個の頂点Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、Ｉ、Ｊ、Ｌを直線（図３では直線を点線で表示）で連結して形成される形状が八角形になっている。八角形における斜辺ＡＣ、ＤＦ、ＧＩ、ＪＬの両端にある頂点、例えば頂点Ａ、Ｃとその間にある頂点Ｂとを結ぶ直線ＡＢ、ＣＢの成す角度αは１２０°≦α≦１５０°の範囲内（本例では１３５°）に設定されている。断面形状における縦の長さＬと横の長さＳとの比（アスペクト比）は１：１乃至２：１の範囲内（本例では１：１）に設定されている。縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比は、１：１乃至１．５：１の範囲内（本例では、縦辺と横辺との長さが同じで、かつ斜辺又は横辺と斜辺との長さの比は１：１）に設定されている。
　上記のように構成された本実施形態に係る衝撃吸収部材１は、軸圧縮荷重を受けると軸方向で内外方向に材料が移動することによって蛇腹状に変形する。そして、軸直交方向の一断面に着目すると、図４に示すように、各稜線で変形の向きが内外反転し、隣接する面が内外反対方向に変形する。このため、変形に伴って吸収されるエネルギーが増し、エネルギー吸収効率が高くなる。なお、図４における矢印の向きは凸側に変形する方向を示している。
　上述のように、本実施形態に係る衝撃吸収部材１においては、角度αが１２０°≦α≦１５０°の範囲内に設定され、アスペクト比が１：１乃至２：１の範囲内に設定され、縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比が１：１乃至１．５：１の範囲内に設定されている。以下に、このように設定した理由を実験データに基づいて説明する。
＜角度α＞
　図５は、実験に用いた衝撃吸収部材１の断面形状の説明図である。実験に用いた材料は引張り強度が５９０ＭＰａの高強度鋼板であり、各部の寸法は以下の通りである。a=90.9mm、b=104.3mm、c=42.6mm、d=30.6mm、R=5mm、α=135°
　図５に示した基本形状から角度αを９０°、１０５°、１２０°、１３５°、１５０°、１６５°、１８０°に変化させ、それぞれの場合における衝撃吸収部材１のＳｍｍ圧潰時の吸収エネルギーを求めた。素材としての鋼板の板厚は圧潰時の反力が規定の耐力以下となるように調整した。図６は実験結果を示すグラフであり、横軸及び縦軸はそれぞれ角度αの値及びＳｍｍ圧潰時の吸収エネルギーを示している。
　図６に示すように、吸収エネルギーは、角度αが１３５°のときに最大となり、角度αが１２０°≦α≦１５０°の範囲内にあるときに比較的大きな値を示している。これは、角度αが１２０°≦α≦１５０°の範囲内にあるときに、衝撃吸収部材１が安定して蛇腹状に変形していることを示している。実際、発明者らは、角度αの値が上記の範囲内にあるときには、軸直交方向の一断面において、各稜線で変形の向きが内外反転し、隣接する面が内外反対方向に変形することを確認している。
　角度αが９０°以上１２０°未満の範囲内においても前記の内外反転した変形は生じたが、鋼板の強度が高いが故に、反転部での変形に必要な力が大きくなり、その結果、変形による反力の変動が大きくなり、最大反力が急激に大きくなった。そのため、角度αが９０°以上１２０°未満の範囲内では、板厚を調整することによって規程の耐力以下におさめるようにしたので、図６に示すように吸収エネルギーは低下している。
＜アスペクト比＞
　アスペクト比については、図５に示した基本形状から寸法ｃを変化させることでアスペクト比（ｂ：ａ）を変化させ、それぞれの場合における衝撃吸収部材１のＳｍｍ圧潰時の吸収エネルギーを求めた。図７はこの実験結果を示すグラフであり、横軸及び縦軸はそれぞれアスペクト比の値（ｂ／ａ）及びＳｍｍ圧潰時の吸収エネルギーを示している。
　図７に示されるように、アスペクト比の値が１のときに吸収エネルギーが最も大きくなっている。また、アスペクト比の値が１を超えると吸収エネルギーは減少するが、アスペクト比が２．０になるまでは吸収エネルギーは高い値を示している。このことは、アスペクト比が１：１乃至２：１の範囲内にあるときに、衝撃吸収部材１が安定して蛇腹状に変形していることを示している。実際、発明者らは、アスペクト比の値が上記の範囲内にあるときには、軸直交方向の一断面において、各稜線で変形の向きが内外反転し、隣接する面が内外反対方向に変形することを確認している。
＜縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比＞
　縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比については、図５に示した基本形状から寸法ｃを変化させることで、縦辺の長さ（寸法ｃ）と斜辺の長さ（寸法ｅ）との比を変化させ、それぞれの場合における衝撃吸収部材１のＳｍｍ圧潰時の吸収エネルギーを求めた。図８はこの実験結果を示すグラフであり、横軸及び縦軸はそれぞれｃ／ｅの値及びＳｍｍ圧潰時の吸収エネルギーを示している。
　図８に示されるように、縦辺の長さと斜辺の長さとの比が１：１である場合（ｃ／ｅ＝１）に吸収エネルギーは比較的大きな値を示している。また、ｃ／ｅの値が１．１７であるときに吸収エネルギーは最大になり、ｃ／ｅの値が大きくなるに従って吸収エネルギーの値は徐々に低下している。図８に示すグラフから、ｃ／ｅの好ましい値は１．０乃至１．５の範囲内であり、より好ましい値は１．０乃至１．３の範囲内である。このことは、縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比が１：１乃至１．５：１の範囲内にあるときに、衝撃吸収部材１が安定して蛇腹状に変形していることを示している。実際、発明者らは、縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比が上記の範囲内にあるときには、軸直交方向の一断面において、各稜線で変形の向きが内外反転し、隣接する面が内外反対方向に変形することを確認している。
　上記の説明では縦辺が横辺よりも長い場合について説明したが、横辺が縦辺よりも長い場合には、横辺と斜辺との比が１：１乃至１．５：１の範囲内にあるときに、引張り強度が５９０ＭＰａ以上の鋼板によって形成した場合であっても衝撃吸収部材１が安定して蛇腹状に変形する。
［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態に係る衝撃吸収部材２を図９に基づいて説明する。
　本実施形態に係る衝撃吸収部材２は、第１の実施形態として示したものに、軸圧縮荷重を受けたときに蛇腹状に変形する起点となるビード形状部３を設けたものである。ビード形状部３は、図９に示すように、衝撃吸収部材２の一端側に１段のみ設けられている。ビード形状部３は、同一断面の各面において、外側に突出するビード形状部３ｏと内側に突出するビード形状部３ｉとが隣接する各面で交互になるように設けられている。
　上記のようなビード形状部３を設けることにより、衝撃吸収部材２が軸圧縮荷重を受けた際に、各稜線で変形の向きが内外反転し、隣接する面が内外反対方向に変形するという変形の態様をより安定して得ることができる。つまり、鋼板の引張り強度が高くなるほど変形が不安定になる傾向があるが、ビード形状部３を設けることにより、ビード形状部３が変形のきっかけとして有効に機能し、変形を安定させることができる。ビード形状部３を設ける位置は、衝撃吸収部材２における軸圧縮荷重の入力側であって、入力側端部から衝撃吸収部材２の全長の１／５の範囲内にすることが好ましい。
　図９に示す例では、ビード形状部３は軸圧縮荷重が入力される側の端部近傍に１段設けられている。本例のように、ビード形状部３を衝撃吸収部材２の軸方向に１段のみ設けた場合であっても、蛇腹状の変形は安定して行われる。しかしながら、衝撃吸収部材２の全体形状や稜線の成す角度等の条件によっては、ビード形状部３を軸方向に複数段設けてもよく、そのようにした方が安定的に蛇腹状に変形する場合もある。
　本発明に係る衝撃吸収部材は、自動車等に設置される衝突時のエネルギーを吸収する部材に適用することができる。
　１，２　衝撃吸収部材
　３,３ｉ，３ｏ　ビード形状部

Claims (2)

  1. 　軸圧縮荷重を受けたときに蛇腹状に塑性変形することによって衝撃エネルギーを吸収する筒状の衝撃吸収部材であって、
    　引張り強度が５９０ＭＰａ以上の鋼板によって形成されていると共に、
    　軸方向に直交する断面形状が１２個の頂点を有する略十字状の閉断面であり、
    　前記１２個の頂点のうちの８個の頂点を直線で連結して形成される八角形における斜辺の両端の頂点とその間にある頂点とを結ぶ直線の成す角度αが１２０°≦α≦１５０°の範囲内に設定され、
    　前記断面形状のアスペクト比が１：１乃至２：１の範囲内に設定され、
    　前記八角形における縦辺と横辺とのうちの長い方の辺の長さと斜辺の長さとの比が１：１乃至１．５：１の範囲内に設定されている
    　ことを特徴とする衝撃吸収部材。
  2. 　筒状の外面に蛇腹状の塑性変形の起点となるビード形状部が少なくとも１段形成され、該ビード形成部は同一断面の隣接する面に形成されたビード形状部の凹凸の向きが内外で反対方向になるように設けられていることを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収部材。
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