JP2001130444A - 衝突エネルギ吸収部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】衝突エネルギの吸収性を高めることができる衝
突エネルギ吸収部材を提供すること。 【解決手段】衝突エネルギ吸収部材１Ａ，１Ｂは、所定
の横断面形状をもち面方向に沿った衝突荷重を受けて変
形することにより、衝突エネルギを吸収するものであ
る。衝突エネルギ吸収部材１Ａ，１Ｂは、オーステナイ
トが面積率で６０％以上の組織からなる鋼板を用いて構
成されている。または衝突エネルギ吸収部材１Ａ，１Ｂ
は、加工誘起変態によりマルテンサイトを生成可能なオ
ーステナイトをもち加工硬化指数が０．２６以上の鋼板
を用いて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝突エネルギを効
率よく吸収できるように改良した衝突エネルギ吸収部材
に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平９−２７７９５３号公報（公開：
１９９７年）には、長手方向に沿った衝突荷重を受けて
座屈変形することにより、衝突エネルギを吸収する筒形
状の衝突エネルギ吸収部材が開示されている。この公報
技術は、部材の形状により衝突エネルギを効率よく吸収
性できるようにしたものである。

【０００３】また特開平１１−６１３２６号公報（公
開：１９９９年）には、残留オーステナイトの占有率
（面積率）が５〜５０％であり、残留オーステナイトの
平均結晶粒度が５μｍ以下であり、加工硬化指数が０．
１３以上、降伏比が８５％以下、引張強さ×全伸びが２
００００以上、穴拡げ比が１．２以上に設定されている
耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板が
開示されている。このものでは、前記したように残留オ
ーステナイトの占有率が５〜５０％であり、残部がフェ
ライト及びマルテンサイトとされている。この公報技術
に開示されている加工硬化指数の上限は０．２２程度と
されている。この公報技術は、鋼板の材料特性により動
的エネルギ吸収量を増大させるものであるが、フェライ
ト組織の割合がかなり高く、フェライトを主体とするも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した特開平９−２
７７９５３号公報に係る技術は、衝突エネルギ吸収部材
の形状を利用するものであり、材質の面での改良を開示
するものではない。

【０００５】上記した特開平１１−６１３２６号公報に
係る技術は、上記したようにオーステナイトを含むもの
のフェライトを主体とするものである。フェライトは体
心立方結晶構造を有するため、すべり系が少なく、塑性
変形時の変形能が必ずしも充分ではなく、また加工硬化
指数も０．１０〜０．２０程度と低い。このため、衝撃
的な衝突荷重が作用すると、鋼板の変形途中において割
れやちぎれ等が発生し易くなる。このように割れやちぎ
れ等が発生すると、衝突エネルギの吸収性が低下するた
め、不均一な座屈変形となり易く、衝突エネルギを効率
よく吸収性する性能が低下する。

【０００６】また上記した特開平１１−６１３２６号公
報に係る技術は、残留オーステナイトが加工誘起変態す
ることがあったとしても、それを主体とするものではな
く、また加工硬化指数も低いものであり、衝突エネルギ
の吸収性としては必ずしも充分ではない。

【０００７】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、衝突エネルギの吸収性を高めることができる衝
突エネルギ吸収部材を提供することを課題とするにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る衝突エネ
ルギ吸収部材は、所定の横断面形状をもち面方向に沿っ
た衝突荷重を受けて変形することにより、衝突エネルギ
を吸収する衝突エネルギ吸収部材において、オーステナ
イトが面積率で６０％以上の組織からなる鋼板を用いて
構成されていることを特徴とするものである。

【０００９】第２発明に係る衝突エネルギ吸収部材は、
所定の横断面形状をもち面方向に沿った衝突荷重を受け
て変形することにより、衝突エネルギを吸収する衝突エ
ネルギ吸収部材において、加工誘起変態によりマルテン
サイトを生成可能なオーステナイトをもつと共に加工硬
化指数が０．２６以上の鋼板を用いて構成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】第１発明に係る衝突エネルギ吸収
部材は、オーステナイトが面積率で６０％以上の組織か
らなる鋼板を用いて構成されている。衝突エネルギ吸収
部材の全体が上記した鋼板のみで形成されている形態で
も良いし、衝突エネルギ吸収部材を構成する一部が上記
した鋼板で構成されている形態でも良い。

【００１１】オーステナイト組織は面心立方結晶構造で
あるため、体心立方結晶構造をもつフェライトに比較し
て結晶のすべり系が多い。このため展延性に富む。極低
温であっても展延性に富む。このため、衝突エネルギ吸
収部材が衝突荷重を受けて変形する際に、局部的な割
れ、ちぎれ等が発生しにくくなる。故に、衝突エネルギ
吸収部材の全体の変形性が均一化し易くなり、衝突エネ
ルギの吸収性能が良好に確保される。

【００１２】第１発明に係る衝突エネルギ吸収部材は、
前記したように、オーステナイトの面積率がかなり高い
組織からなる鋼板を用いて構成されている。この鋼板に
おいて、オーステナイト組織の割合は、衝突エネルギ吸
収部材の種類、用途、要請される衝突吸収形態、コスト
などの要因を考慮して選択されるが、面積率で１００
％、９８％以上、９６％以上にでき、また、９４％以
上、９２％以上、９０％以上のいずれかにすることもで
きる。また、８５％以上、７５％以上、７０％以上、６
５％以上のいずれかにすることもできる。従って、Ｎ
ｉ、Ｍｎ、Ｃ、Ｎ等のオーステナイト安定化元素を含む
ことが好ましい。

【００１３】衝突エネルギの吸収性能の向上を考慮する
と、第１発明に係る衝突エネルギ吸収部材は、実質的に
オーステナイト組織からなる鋼板で構成されていること
が好ましい。第１発明に係る衝突エネルギ吸収部材によ
れば、オーステナイトは、マルテンサイト変態等の変態
を起こし易い不安定オーステナイトや準安定オーステナ
イトよりも、マルテンサイト変態等の変態を起こしにく
い安定オーステナイトであることが好ましい。

【００１４】第１発明に係る衝突エネルギ吸収部材の鋼
は、組成的には、図３に示す状態図においてオーステナ
イトとマルテンサイトとの混合組織（Ａ＋Ｍ）にあまり
接近していない組成をもつものを採用することができ
る。換言すれば、第１発明に係る衝突エネルギ吸収部材
の鋼は、後述する式、式に過剰に接近していないＮ
ｉ当量、Ｃｒ当量をもつ組成であること、つまり、マル
テンサイト変態等の変態を起こさないか、起こしにくい
ような安定オーステナイトの組織を採用することができ
る。

【００１５】なお、第１発明に係る衝突エネルギ吸収部
材に係る鋼板であっても、オーステナイトとマルテンサ
イトとの混合組織（Ａ＋Ｍ）に接近している組成をもつ
場合には、オーステナイトの安定性が低くくなるため、
衝撃的な衝突荷重が作用すると加工誘起変態によりオー
ステナイトがマルテンサイトに変態することがある。こ
の場合には、すべり系が多いことによる衝突エネルギ吸
収性の確保のほかに、加工誘起変態による衝突エネルギ
吸収性の確保を期待することができる。

【００１６】第２発明に係る衝突エネルギ吸収部材は、
加工誘起変態によりマルテンサイトを生成可能なオース
テナイトであり加工硬化指数が０．２６以上の鋼板を用
いて構成されている。加工硬化指数が特定値以上であれ
ば、衝撃的な衝突荷重の影響で加工誘起変態によりオー
ステナイトがマルテンサイトに変態し易くなり、金属組
織が硬くなる。硬くなった部分はそれ以上は変形しにく
くなるため、まだ変形していない部分のオーステナイト
が衝撃的な衝突荷重の影響で加工誘起変態によりマルテ
ンサイトに変態し易くなる。このため衝突時の変形伝搬
特性が向上し、衝突エネルギの吸収性能が確保される。

【００１７】第２発明に係る衝突エネルギ吸収部材によ
れば、衝突エネルギ吸収部材を使用する場所、衝突エネ
ルギ吸収部材のサイズや衝突形態やコストなどによって
も相違するものの、加工硬化指数は０．２７以上、０．
２８以上、０．２９以上、０．３０以上、０．３１以
上、０．３２以上、０．３３以上、０．３４以上、０．
３５以上、０．３６以上、０．３７以上、０．３８以上
のいずれかとすることができる。オーステナイトといえ
ども、加工誘起マルテンサイト変態の析出度合いを考慮
すると、加工硬化指数の上限値としては０．７０、０．
７１、０．７２のいずれかが好ましいと考えられる。

【００１８】従って第２発明に係る衝突エネルギ吸収部
材によれば、加工硬化指数は例えば０．２６〜０４２、
０．３０〜０．３８、０．３２〜０．３８、０．３０〜
０．４０のいずれかとすることができる。但しこれらに
限定されるものではない。

【００１９】なお、フェライトを主体とする鋼板であれ
ば、加工硬化指数は一般的には０．１５〜０．２０であ
り、高いものでも０．２４である。

【００２０】加工硬化指数は一般的には静的引張試験を
実施し、荷重及び伸びを測定して求める。加工硬化指数
の値は基本的には材質に依存するものであり、試験片の
形状には基本的には依存しないと考えられている。

【００２１】第２発明に係る衝突エネルギ吸収部材にお
いて、上記したように加工硬化指数が高いのは、加工誘
起変態によりオースナイトがマルテンサイトに変態する
ためであり、マルテンサイトの生成に伴い硬化するから
である。

【００２２】第２発明に係る衝突エネルギ吸収部材にお
いては、加工誘起変態でマルテンサイトに変態する性質
をもつ実質的にオーステナイト組織からなるものを採用
することができる。あるいは、オーステナイト組織及び
フェライト組織（面積率で１０％以下、残部実質的にオ
ーステナイト）をもつものを採用することができる。前
者の場合には、実質的にオーステナイト組織からなるも
のであるものの、図４に示す状態図において組成的に
は、オーステナイトとマルテンサイトとの混合組織（Ａ
＋Ｍ）に近い組成をもつものである。後者の場合には、
用途やコスト等に応じて、鋼板におけるフェライト組織
は面積率で５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、
１％以下のいずれかであり、残部が実質的にオーステナ
イトの組織をもつ鋼板を採用することができる。

【００２３】第１発明及び第２発明に係る衝突エネルギ
吸収部材は、所定の横断面形状をもち面方向に沿った衝
突荷重を受けて変形することにより、衝突エネルギを吸
収するものである。このような衝突エネルギ吸収部材と
しては、横断面が四角（正方形、長方形を含む）形状の
筒形態、あるいは、円形状（円、楕円、長円を含む）の
筒形態、あるいは、横断面がＬ形状をもつアングル形
態、あるいは、横断面がコの字形状をもつチャンネル形
態のものを採用することができる。

【００２４】従って衝突エネルギ吸収部材の横断面は、
Ｌの字、疑似Ｌの字、Ｙの字、疑似Ｙの字、Ｉの字、疑
似Ｉの字、コの字、疑似コの字などの開断面でも良い
し、あるいは、円、四角、多角等の閉断面でも良い。ま
た、上記したＬの字、疑似Ｌの字、Ｙの字、疑似Ｙの
字、Ｉの字、疑似Ｉの字、コの字、疑似コの字、Ｓの
字、疑似Ｓの字などの少なくとも１種の字体を含む横断
面形状でも良い。

【００２５】なお、衝突エネルギ吸収部材がこれの面方
向に衝突荷重を受け易くするためには、衝突エネルギ吸
収部材が空洞部を有する場合には、粉末、発泡材、中子
等の装填物を衝突エネルギ吸収部材の内部に装入して、
衝突エネルギ吸収部材の長手方向における剛性を高める
ことも好ましい。これにより衝突エネルギ吸収部材の曲
成を抑え易い。

【００２６】衝突エネルギ吸収部材は、長さが短い短尺
形態でも良いし、長さが長い長尺形態のものでも良い。
但し衝突エネルギ吸収部材としては、これらの形態に限
定されるものではない。

【００２７】要するに、第１発明及び第２発明に係る衝
突エネルギ吸収部材は、面方向に沿った衝突荷重を受け
るものであればよい。第１発明または第２発明に係る衝
突エネルギ吸収部材を車両の車体構成部材に適用すれ
ば、車両の衝突時における衝突エネルギの吸収性を向上
させることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２９】（実施例１）実施例１について図１〜図３
を参照して説明する。本実施例に係る衝突エネルギ吸収
部材１Ａは、第１発明に相当するものであり、所定の横
断面形状をもち面方向（矢印Ｗ１方向）に沿った衝撃的
な衝突荷重を受けて座屈変形することにより、衝突エネ
ルギを吸収するものである。具体的には、衝突エネルギ
吸収部材１Ａは、横断面がほぼコの字形状をなすと共に
外方向に延設された第１フランジ部１１Ａをもつ第１の
部材１０Ａと、横断面がほぼコの字形状をなすと共に外
方向に延設された第２フランジ部２１Ａをもつ第２の部
材２０Ａとを用い、第１フランジ部１１Ａと第２フラン
ジ部２１Ａとを重ねた状態で一体的に溶接で接合するこ
とにより、筒形状に構成されている。この衝突エネルギ
吸収部材１Ａは車両に使用する自動車用ボデーの部品で
あるロッカーパネルを模試したものである。

【００３０】第１の部材１０Ａ及び第２の部材２０Ａを
構成する鋼板は同じ材質であり、実質的にオーステナイ
ト組織、つまり面積率でオーステナイトが実質的に１０
０％の鋼（多結晶組織）で形成されている。

【００３１】図３は横軸をＣｒ当量とし、縦軸をＮｉ当
量としたときにおける組織の状態図を示す。図３におい
てＡはオーステナイトを意味し、Ｍはマルテンサイトを
意味し、Ｆはフェライトを意味する。Ｎｉ当量及びＣｒ
当量は次式で求まる。含有量は質量％（=重量％）を意
味する。

【００３２】Ｎｉ当量=％Ｎｉ（Ｎｉ含有量）＋３０×
％Ｃ（炭素含有量）＋０．５×％Ｍｎ（マンガン含有
量） Ｃｒ当量=％Ｃｒ（Ｃｒ含有量）＋％Ｍｏ（Ｍｏ含有
量）＋１．５×％Ｓｉ（シリコン含有量）＋０．５×％
Ｎｂ（ニオブ含有量） この鋼板における組成は、Ｎｉ当量（％）及びＣｒ当量
（％）で規定するとき、図３に示すハッチングで記載さ
れた領域α内に設定されている。領域αは実質的にオー
ステナイトからなる組織を示す。

【００３３】図３において、領域αは式と式と式
とで区画されている領域である。式は、数式１（数
１）で示すように、Ｎｉ当量及びＣｒ当量を因子とする
一次関数として表現される。式は、数式２（数２）で
示すように、Ｎｉ当量及びＣｒ当量を因子とする一次関
数として表現される。図３に示すように式はＮｉ当量
が３０％であることを意味する。ここで、一般の一次関
数と同様に、式、式の一次関数で示される直線の傾
きは、（縦軸における増加量／横軸における増加量）、
即ち、（Ｎｉ当量の増加量／Ｃｒ当量の増加量）で規定
される。式、式の一次関数で示される直線の切片
は、Ｃｒ当量が０％のときにおけるＮｉ当量で規定され
る。

【００３４】上記した領域αは、式で示される特性線
よりも下方の領域であり、式で示される特性線よりも
図示上方の領域であり、且つ、式で示される特性線よ
りも図示上方の領域である。これを数式６（数６）とし
て示す。

【００３５】

【数１】

【００３６】

【数２】

【００３７】

【数３】

【００３８】

【数４】

【００３９】

【数５】

【００４０】

【数６】

【００４１】

【数７】

【００４２】なお本実施例に係る鋼板の組成としては、
領域α内であれば、α１〜α６で示す組成のものを採用
することができる。

【００４３】上記した本実施例に係る衝突エネルギ吸収
部材１Ａに対して、衝突エネルギ吸収部材１Ａを構成す
る鋼板の面方向に沿った衝突荷重を与えて変形させる
と、図２（ｂ）に示すように、長手方向において、つま
り、衝突エネルギ吸収部材１Ａの軸長方向に沿って多数
の曲成部１０ｃが形成され、ほぼ全体が蛇腹状に座屈変
形し易くなる。その理由は、衝突エネルギ吸収部材１Ａ
は、実質的にオーステナイト１００％の組織からなる鋼
板で構成されているためと推察される。即ち、前述した
ようにオーステナイトは面心立方結晶構造であるため、
すべり系が多く展延性に富むため、衝突エネルギ吸収部
材１Ａが衝撃的な衝突荷重を受けて変形する際に、フェ
ライト系主体の鋼とは異なり、局部的な割れ、ちぎれ等
が発生しにくくなり、衝突エネルギ吸収部材１Ａの全体
の変形性が均一化し、衝突エネルギの吸収性能が確保さ
れるためと推察される。

【００４４】さらに本実施例に係る衝突エネルギ吸収部
材１Ａによれば、衝突の際のエネルギの吸収性能が改善
されるため、衝突の際の吸収エネルギを従来品と同程度
とするならば、鋼板の薄肉化を図り得る。このため軽量
化に有利となる。

【００４５】（実施例２）実施例２について説明する。
実施例２に係る衝突エネルギ吸収部材１Ｂは第２発明に
相当するものであり、図１に示す前記した衝突エネルギ
吸収部材１Ａと外観は同一であるため、図１を参照して
説明する。衝突エネルギ吸収部材１Ｂは、横断面がほぼ
コの字形状をなすと共に外方向に延設された第１フラン
ジ部１１Ｂをもつ第１の部材１０Ｂと、横断面がほぼコ
の字形状をなすと共に外方向に延設された第２フランジ
部２１Ｂをもつ第２の部材２０Ｂとを用い、第１フラン
ジ部１１Ｂと第２フランジ部２１Ｂとを重ねた状態で一
体的に溶接で接合することにより、筒形状に構成されて
いる。

【００４６】この衝突エネルギ吸収部材１Ｂは車両に使
用する自動車用ボデーの部品であるロッカーパネルを模
試したものである。

【００４７】実施例２に係る第１の部材１０Ｂ及び第２
の部材２０Ｂを構成する鋼板は、同じ材質である。実施
例２に係る鋼板の組成は、Ｎｉ当量（％）及びＣｒ当量
（％）で規定するとき、図４に示すハッチングで記載さ
れた領域β内に設定されている。図４において、領域β
は式と式と式とで区画されている領域である。
式は、数式３（数３）で示すように、Ｎｉ当量及びＣｒ
当量を因子とする一次関数として表現される。式は、
数式４（数４）で示すように、Ｎｉ当量及びＣｒ当量を
因子とする一次関数として表現される。式は、数式５
（数５）で示すように、Ｎｉ当量及びＣｒ当量を因子と
する関数として表現される。

【００４８】換言すれば、図４に示すように、領域β
は、式で示される特性線よりも図示上方の領域であ
り、且つ、式で示される特性線よりも図示下方の領域
であり、且つ、式で示される特性線よりも図示上方の
領域である。これを数式７（数７）として示す。

【００４９】なお本実施例に係る鋼板の組成としては、
領域β内であれば、β１〜β３で示す組成のものを採用
することができる。

【００５０】更に換言すれば、実施例２に係る鋼板は、
式及び式に近い側の組成をもつと共に実質的にオー
ステナイト組織（多結晶）つまり面積率でオーステナイ
トが１００％の鋼板、あるいは、オーステナイトとフェ
ライトの混合組織（多結晶、面積率でオーステナイトが
９０％、フェライトが１０％）の鋼板で形成されてい
る。加工硬化指数は、前者の場合には０．５〜０．７程
度であり、後者の場合には０．３〜０．５程度であり、
共に高いものである。

【００５１】本実施例に係る衝突エネルギ吸収部材１Ｂ
に対して、衝突エネルギ吸収部材１Ｂを構成する鋼板の
面方向に沿った衝突荷重を与えて座屈変形させると、実
施例１の場合と同様に、図２（ｂ）に示すように、長手
方向において、つまり、衝突エネルギ吸収部材１Ｂの軸
長方向に沿って多数の曲成部１０ｃが形成され、衝突エ
ネルギ吸収部材１の全体がほぼ蛇腹状に座屈し易くな
る。その理由は次のように推察される。鋼板の加工硬化
指数が特定値以上であれば、衝撃的な衝突荷重の影響で
加工誘起変態によりオーステナイトがマルテンサイトに
変態し易くなり、これにより金属組織が硬くなる。硬く
なった部分はそれ以上は変形しにくくなるため、まだ変
形していない部分のオーステナイトが衝撃的な衝突荷重
の影響で加工誘起変態によりマルテンサイトに変態し易
くなる。このため、鋼板において割れやちぎれ等が発生
することを抑制しつつ、衝突エネルギ吸収部材１Ｂの最
終域または最終域付近まで鋼板が正常に塑性変形する。
故に、衝突時の変形伝搬特性が向上し、衝突エネルギの
吸収性能が確保されるためと推察される。

【００５２】さらに本実施例に係る衝突エネルギ吸収部
材１Ｂによれば、衝突の際の吸収エネルギを従来品と同
程度とするならば、鋼板の薄肉化を図り得るため、軽量
化に有利となる。

【００５３】（試験例１）実施例１に係る衝突エネルギ
吸収部材１Ａを構成する鋼板を用いた試験片ａを用意し
た。更に、実施例２に係る衝突エネルギ吸収部材１Ｂを
構成する鋼板を用いた試験片ｂを用意した。試験片ａの
組成は、図３に係る領域ａ内における”ａ”に相当す
る。試験片ｂの組成は、図４に係る領域β内における”
ｂ”に相当する。

【００５４】更に比較例の鋼板を用いた試験片ｃ、別の
比較例の鋼板を用いた試験片ｄを用意した。試験片ｃは
TRIP鋼（Transformation-induced plasticity）に相当
する。試験片ｄはＪＩＳ−ＳＰＣ５９０に相当し、フェ
ライト単相である。

【００５５】試験片ａ〜ｄに係る鋼板の組成を表１に示
す。

【００５６】

【表１】

【００５７】各試験片ａ〜ｄについて静的引張試験を行
ない、荷重−伸び特性を求め、各試験片の引張強さ、降
伏応力、破断伸び、加工硬化指数を測定した。引張試験
はＪＩＳ−Ｚ２２４１に準じて、ＪＩＳ−５号試験片
（板状試験片）を用いて行った。試験結果を表２に示
す。

【００５８】

【表２】

【００５９】加工硬化指数ｎは数式８（数８）に基づい
て求めた。数式８（数８）において、ＰＡは荷重−伸び
特性における伸び５％のときの荷重[MPa]を示す。ＰＢ
は荷重−伸び特性における伸び１５％のときの荷重[MP
a]を示す。εAは伸び５％のときに対応する真ひずみを
示す。εBは伸び１５％のときに対応する真ひずみを示
す。加工硬化指数は、試験片ａでは０．３０であり、試
験片ｂでは０．３４であり、共に高かった。比較例に係
る試験片ｃでは０．２３であり、同じく比較例に係る試
験片ｂでは０．１９と低かった。

【００６０】

【数８】

【００６１】（試験例２）試験片ａ〜ｄと同材質の鋼板
（厚み：１．２ｍｍ）を用いて、図１に示す筒形状の衝
突エネルギ吸収部材ａ１〜ｄ１（長さ：３００ｍｍ）を
それぞれ作製した。衝突エネルギ吸収部材ａ１の長手方
向が垂直方向となるようにロードセルの上に衝突エネル
ギ吸収部材ａ１を設置した。そして、１２ｍの高さから
重り（重量：１５０ｋｇｗ）を衝突エネルギ吸収部材ａ
１の上端部に向けて自由落下させ、これにより重りを衝
突エネルギ吸収部材ａ１に衝突させてこれを圧潰させる
圧潰試験を実施した。圧潰の際にロードセルにより単位
時間（０．０５ｍｓｅｃ）毎にロードセル荷重を変位量
１００ｍｍまで測定した。

【００６２】そして変位に対する荷重値の累積から吸収
エネルギを求めた。他の衝突エネルギ吸収部材ｂ１〜ｄ
１の吸収エネルギについても同様に測定した。その測定
結果を図５に示す。図５に示すように、吸収エネルギと
しては、実施例１に相当する衝突エネルギ吸収部材ａ１
は７８００Ｊ程度であり、実施例２に相当する衝突エネ
ルギ吸収部材ｂ１は６９００Ｊ程度であり、高かった。
比較例（TRIP鋼）に相当する衝突エネルギ吸収部材ｃ１
は５８００Ｊ程度であり、比較例（ＪＩＳ−ＳＰＣ５９
０）に相当する衝突エネルギ吸収部材ｄ１は４９００Ｊ
程度であり、低かった。図５に示す試験結果によれば、
実施例１、実施例２は衝突の際においてエネルギ吸収性
が良好であり、衝突の緩和に有利であることがわかる。

【００６３】実施例に係る衝突エネルギ吸収部材ａ１、
ｂ１は共に、図２（ｂ）（ｃ）に模式的に示すように、
座屈変形は大きく偏ることなく、全体が蛇腹状に座屈変
形した。これに対して比較例に係る衝突エネルギ吸収部
材ｃ１、ｄ１は共に、図２（ｄ）に模式的に示すよう
に、大きく偏った座屈変形が生じた。

【００６４】図６は板厚を変化させたとき、上記した圧
潰試験での吸収エネルギの変化を示す。試験材としてｂ
１を使用した。比較例としてＪＩＳ−ＳＰＣ５９０を使
用した、図６の特性線に示すように、衝突吸収エネルギ
をＵ１とするには、比較例に係る試験片では板厚が１．
６ｍｍ必要であったが、発明鋼を用いた試験片の場合に
は、板厚が１．４６ｍｍ程度で同じ程度の衝突吸収性が
得られた。このことから、衝突の際における吸収エネル
ギを従来品と同程度とするならば、鋼板の薄肉化を図り
得るため、軽量化に有利となることがわかる。

【００６５】図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、試験例
２における変位−荷重の特性線を示す。変位−荷重の特
性線における山、谷の数が多いほど、衝突エネルギ吸収
部材の全体が偏ることなく蛇腹状に座屈し、衝突エネル
ギを効率よく吸収する性質をもつことを意味する。図７
（Ａ）は衝突エネルギ吸収部材ａ１の試験結果を示す。
図７（Ｂ）衝突エネルギ吸収部材ｂ１の試験結果を示
す。図７（Ｃ）は衝突エネルギ吸収部材ｃ１の試験結果
を示す。図７（Ｄ）は衝突エネルギ吸収部材ｄ１の試験
結果を示す。

【００６６】図７（Ａ）の特性線、図７（Ｂ）の特性線
に示すように、衝突エネルギ吸収部材ａ１、衝突エネル
ギ吸収部材ｂ１によれば、特性線における山、谷の数が
多かった。図７（Ｃ）の特性線、図７（Ｄ）の特性線に
示すように、衝突エネルギ吸収部材ｃ１、衝突エネルギ
吸収部材ｄ１によれば、衝突エネルギ吸収部材ａ１、ｂ
１よりも、特性線における山、谷の数が少なかった。図
７に示す結果からみても、衝突エネルギ吸収部材ａ１、
ｂ１は衝突エネルギの吸収性能が良好であることがわか
る。

【００６７】（例）図８は車両のボディ構成部品に適用
する例を示す。図８に示すように、フロントサイドメン
バ１０２、リアフロアサイドメンバ１０４、フロントピ
ラー１０６、センターピラー１０８、フロアアンダリン
フォース１１０、ロッカーインナー１１２、フロントフ
ロアクロスメンバ１１６、センターフロアクロスメンバ
１１８等が車両のボディ構成部品として設けられてお
り、これらが車両における衝突エネルギ吸収部材として
機能することができる。

【００６８】なおフロントサイドメンバ１０２、リアフ
ロアサイドメンバ１０４、フロントピラー１０６は車体
の前後方向に沿っており、車体の前後方向から作用する
衝突荷重に対して有効である。フロントフロアクロスメ
ンバ１１６、センターフロアクロスメンバ１１８は車体
の車幅方向に沿っており、車体の車幅方向から作用する
衝突荷重に対して有効である。フロントピラー１０６、
センターピラー１０８は車体の高さ方向に沿っており、
高さ方向からの荷重に有効である。

【００６９】図９に示すようにフロントサイドメンバ１
０２は筒形状とされており、車体の前後方向に沿って配
置されている。

【００７０】図１０及び図１１に示すようにフロントピ
ラー１０６は車体の高さ方向及び車体前後方向に沿って
傾斜して配置されている。図１１に示すようにこのフロ
ントピラー１０６は複数の鋼板１０６ａ〜１０６ｃを組
み付けて筒形状に構成されている。複数の鋼板１０６ａ
〜１０６ｃのうち少なくとも一枚の鋼板は、実施例１ま
たは実施例２に係る鋼板で構成されている。

【００７１】図１２及び図１３に示すようにセンターピ
ラー１０８は車体の高さ方向に沿っている。図１３に示
すようにセンターピラー１０８は複数の鋼板１０８ａ〜
１０８ｃを組み付けて筒形状に構成されている。複数の
鋼板１０８ａ〜１０８ｃのうち少なくとも一枚の鋼板
は、実施例１または実施例２に係る鋼板で構成されてい
るる。

【００７２】上記した適用例では、車両のボディ構成部
品に適用しているが、これに限られるものではなく、例
えば、鉄道車両、船舶、航空機などの輸送用機器に使用
されるボディ構成部品や、道路、ガードレール、分離帯
等に使用される衝撃吸収部等にも適用することができ
る。

【００７３】図１４は、他の実施例に係り、衝突エネル
ギ吸収部材１Ａ、１Ｂの空洞状の内部に装填物５０が装
填されている形態を示す。衝突エネルギ吸収部材１Ａ、
１Ｂの長さが長いときであっても、装填物５０により衝
突エネルギ吸収部材１Ａ、１Ｂが曲成されにくくなり、
衝突エネルギ吸収部材１Ａ、１Ｂの全体を一層座屈変形
させ易くなる効果を期待できる。

【００７４】（付記）上記した記載から次の技術的思想
も把握できる。

【００７５】（付記項１）所定の横断面形状をもち面方
向に沿った衝突荷重を受けて座屈変形することにより、
衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収部材におい
て、Ｎｉ当量を縦軸とすると共にＣｒ当量を横軸のグラ
フとしたとき、Ｎｉ当量、Ｃｒ当量は、前記した式、
式、式で包囲される組成の領域内である鋼板を用い
て構成されていることを特徴とする衝突エネルギ吸収部
材。

【００７６】（付記項２）所定の横断面形状をもち面方
向に沿った衝突荷重を受けて座屈変形することにより、
衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収部材におい
て、Ｎｉ当量を縦軸とすると共にＣｒ当量を横軸のグラ
フとしたとき、Ｎｉ当量、Ｃｒ当量は、前記した式、
式、式で包囲される組成の領域内である鋼板を用い
て構成されていることを特徴とする衝突エネルギ吸収部
材。

【００７７】（付記項３）衝突エネルギ吸収部材を備え
ている車体であって、衝突エネルギ吸収部材は、請求項
１、請求項２、付記項１、付記項２の少なくともいずれ
か一方で規定されていることを特徴とする車体。

【００７８】（付記項４）衝突エネルギ吸収部材を備え
ている車体であって、衝突エネルギ吸収部材は、請求項
１、請求項２、付記項１、付記項２の少なくともいずれ
か一方で規定されていると共に、車体の前後方向、車幅
方向、高さ方向の少なくともいずれか一方に沿って配置
されていることを特徴とする車体。

【００７９】（付記項５）衝突荷重を受けて変形するこ
とにより衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収部材
において、オーステナイトが面積比で６０％以上の組織
からなる鋼板を用いて構成されていることを特徴とする
衝突エネルギ吸収部材。

【００８０】（付記項６）衝突荷重を受けて変形するこ
とにより衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収部材
において、加工誘起変態によりマルテンサイトを生成可
能なオーステナイトをもつと共に加工硬化指数が０．２
６以上の鋼板を用いて構成されていることを特徴とする
衝突エネルギ吸収部材。

【００８１】

【発明の効果】第１発明に係る衝突エネルギ吸収部材、
第２発明に係る衝突エネルギ吸収部材によれば、面方向
に沿った衝突荷重を受けたとき、衝突エネルギの吸収性
を向上させることができる。

【００８２】従って、衝突の際における吸収エネルギを
従来品と同程度とするならば、軽量化に有利となる。

【００８３】また第１発明に係る衝突エネルギ吸収部
材、第２発明に係る衝突エネルギ吸収部材によれば、オ
ーステナイト系であるため、プレス成形性を確保するこ
ともでき、複雑な形状であっても良好にプレス成形する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】衝突エネルギ吸収部材の斜視図である。

【図２】衝突エネルギ吸収部材の座屈形態を示す斜視図
である。

【図３】実施例１に係る鋼板の状態図である。

【図４】実施例２に係る鋼板の状態図である。

【図５】衝突吸収エネルギを示すグラフである。

【図６】板厚と衝突吸収エネルギとの関係を示すグラフ
である。

【図７】圧潰試験を行ったときにおける荷重−変位を示
すグラフである。

【図８】車両のボディ構成部品を示す斜視図である。

【図９】フロントサイドメンバを示す斜視図である。

【図１０】フロントピラーを示す斜視図である。

【図１１】フロントピラーの内部構造を示す要部の斜視
図である。

【図１２】センターピラーを示す側面図である。

【図１３】センターピラーの内部構造を示す要部の斜視
図である。

【図１４】他の実施例に係り、内部に装填物が装填され
ている衝突エネルギ吸収部材の斜視図である。

【符号の説明】

図中、１Ａ、１Ｂは衝突エネルギ吸収部材、１０Ａ、１
０Ｂは第１の部材、２０Ａ、２０Ｂは第２の部材を示
す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の横断面形状をもち面方向に沿った衝
   突荷重を受けて変形することにより、衝突エネルギを吸
   収する衝突エネルギ吸収部材において、 オーステナイトが面積比で６０％以上の組織からなる鋼
   板を用いて構成されていることを特徴とする衝突エネル
   ギ吸収部材。
2. 【請求項２】所定の横断面形状をもち面方向に沿った衝
   突荷重を受けて変形することにより、衝突エネルギを吸
   収する衝突エネルギ吸収部材において、 加工誘起変態によりマルテンサイトを生成可能なオース
   テナイトをもつと共に加工硬化指数が０．２６以上の鋼
   板を用いて構成されていることを特徴とする衝突エネル
   ギ吸収部材。