JP2008213625A - 自動車用エネルギー吸収部材の製造方法と該製造方法によって製造された自動車用エネルギー吸収部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本願発明の自動車用エネルギー吸収部材1は、熱処理型アルミニウム合金の押出加工によりなる、調質された中空形材のエネルギー吸収部2における車体取付け側開口部5に車体8に固定する固定部6を一体に形成するように製造ものであるので、該吸収部材のエネルギー吸収部の車体取付け側開口部近傍には溶接時における軟質部は形成されず、取付方向と衝突エネルギーの入力方向が一致しなくても、エネルギー吸収部は折曲変形せず、蛇腹状の変形を発生し、更には衝撃エネルギーに応じて順次エネルギー吸収部長手方向に進行させるので、衝突エネルギーの吸収を円滑且つ確実に行うことができる。
【選択図】図4
Description
しかしながら、上記吸収部材は、車体の上部構造に取り付けるにあたり、中空形材であるエネルギー吸収部の車体取付け側開口部を溶接によって車体に直接固定するものである。その際に、該吸収部材の該開口部近傍には、溶接の際の熱により剛性の低下している軟質部が形成されることがある。
その結果、衝突に際して、該吸収部材の車体に対する取付方向と、該吸収部材のエネルギー吸収部のバンパー取付け側開口部に対する衝突エネルギーの入力方向とが一致していない場合には、入力した衝突エネルギーによるエネルギー吸収部の蛇腹状の変形が発生するよりも以前に又は蛇腹状の変形が発生すると同時に、エネルギー吸収部の車体取付け側開口部近傍に形成される軟質部において折曲変形が発生することがある。そのため、該軟質部に発生する折曲変形はエネルギー吸収部における蛇腹状の変形の発生、更には進行を妨げるので、エネルギー吸収部による衝突エネルギーの吸収が円滑且つ確実に行われないものとなる。
調質を行い、
更に該エネルギー吸収部の車体取付け側開口部における各側面部端縁より形成される角部に対して、エネルギー吸収部長手方向に等長のスリットを配設した上で、
該各スリット間に対応する各側面部の一部を拡開するように折曲することで、
中空部を有するエネルギー吸収部と該エネルギー吸収部の車体取付け側開口部に車体に固定する固定部を一体に形成してなるものである。
調質を行い、
更に該エネルギー吸収部の車体取付け側開口部における各側面部端縁により形成される角部及び側面部と隔壁との連結部に対して、エネルギー吸収部長手方向に等長のスリットを配設した上で、
該各スリット間に対応する各側面部の一部を拡開するように折曲し、
その上、該スリットの長さに対応する隔壁を切削加工により切除することで、
隔壁によって複数に区画された中空部を有するエネルギー吸収部と該エネルギー吸収部の車体取付け側開口部に車体に対して固定してなる固定部を一体に形成してなるものである。
更に、エネルギー吸収部内の中空部は、製造コストや予想する衝突エネルギーの程度に応じて適宜形成するものであるが、エネルギー吸収部の断面形状が方形状の場合、少なくとも2個から多くても4〜6個程度であることが好ましい。
なお、この実施例は、本願発明の好ましい一実施態様を説明するためのものであって、これらにより本願発明が制限されるものでない。
そのため、上記実施例1の該吸収部材1を車体8に固定するにあたっては、エネルギー吸収部2の車体取付け側開口部5を車体8に当接させつつ、該固定部6の端縁7を車体8に溶接によって一体に接合することで固定する(図3参照)。
まず、複数の側面部4を有する断面角形形状のアルミニウム合金中空形材を熱間押出し、所定の長さに切断して、両端の車体取付け側開口部5、及びバンパー取付け側開口部5’と複数の側面部4とから構成される断面角形形状の中空形材であるエネルギー吸収部2を成形する。
その後、該中空形材に成形したエネルギー吸収部2に対して、T6処理による調質を施してなるものである〔図2(イ)参照〕。
更に、調質を施した該エネルギー吸収部2の一方の車体取付け側開口部5における各側面部4の端縁4’により形成される角部9に対して、エネルギー吸収部長手方向に等長のスリット10を配設する〔図2(ロ)参照〕。
その上で、該スリット10間に対応する各側面部4の一部を拡開するように折曲するものである〔図2(ハ)参照〕。
その結果、上述した中空部3を有するエネルギー吸収部2と該エネルギー吸収部2の車体取付け側開口部5に車体8に対して固定してなる固定部6を一体に形成してなる吸収部材1が製造されるものである〔図2(ニ)参照〕。
ここで、上記予変形部11は、エネルギー吸収部2を治具間にエネルギー吸収部長手方向に固持した上で圧縮荷重を与えて形成したり、またはエネルギー吸収部2の側面部4をポンチにより内面側に屈曲させた後、該エネルギー吸収部2に対して長手方向に圧縮量を与えることで形成するものである。
また、上記軟質部12、17は、エネルギー吸収部2を局部的に加熱したり、またはエネルギー吸収部材1とバンパー16とを溶接による溶接部18をもって接合する際の熱により加熱して、周囲よりも強度が低くなるように形成してなるものである。
その結果、エネルギー吸収部2に対する衝突エネルギーの入力により、エネルギー吸収部2の上記予変形部11又は軟質部12、17は強度が低いため容易にエネルギー吸収部長手方向に蛇腹状の変形を生じ、エネルギー吸収部2における確実な蛇腹状の変形13を発生させるものとなる。
そのため、上記実施例2の該吸収部材1を車体8に固定するにあたっては、実施例1と同様に、エネルギー吸収部2の車体取付け側開口部5を車体8に当接させつつ、該固定部6の端縁7を車体8に溶接によって一体に固定する(図7参照)。
まず、複数の側面部4と側面部4の対向する内壁面4a間を一体に連結して同一形状の中空部3を形成する隔壁14を配設する断面角形形状のアルミニウム合金中空形材を熱間押出し、所定の長さに切断して両端の車体取付け側開口部5、及びバンパー取付け側開口部5’と複数の側面部4と隔壁14とから構成される断面角形形状の中空形材であるエネルギー吸収部2を成形する。
その後、該エネルギー吸収部2に対して、T6処理による調質を施してなるものである〔図6(イ)参照〕。
更に、調質を施した該エネルギー吸収部2の車体取付け側開口部5における各側面部4端縁によりなる角部9及び側面部4の内壁面4aと隔壁14との連結部15において、エネルギー吸収部長手方向に等長のスリット10を配設する〔図6(ロ)参照〕。
その上で、該スリット10間に対応する各側面部4の一部を拡開するように折曲するとともに、該スリット9の長さに対応する隔壁14を切削加工により削除する〔図6(ハ)参照〕。
その結果、上述した複数の中空部3を有するエネルギー吸収部2と該エネルギー吸収部2の車体取付け側開口部5に車体8に対して固定してなる固定部6を一体に形成してなる吸収部材1が製造されるものである〔図6(ニ)参照〕。
まず、試験材として、エネルギー吸収部2において、予変形部11を有しないものと予変形部11を有するものとを使用することとした。ここで、素材となるアルミニウム合金はSi:0.45質量%,Fe:0.20質量%,Mn:0.04質量%,Mg:0.65質量%を含み、残部Alからなるものである。そして、該アルミニウム合金をアルミニウム合金押出ビレットを用いて、外寸が100×60mm、肉厚が3.5mmの中空形材であるエネルギー吸収部2を押出加工後所定の寸法に切断することにより成形した。
その後、このエネルギー吸収部2にT6処理による調質を施した。
それとともに、該T6処理を施した該エネルギー吸収部2を治具間においてエネルギー吸収部長手方向に固持して10mmの圧縮量を与えることで、中空形材のエネルギー吸収部2の圧縮荷重側のバンパー取付け側開口部5’近傍の側面部4全周に渡り、深さが10mmの凹凸状の予変形部11を形成した。
更に、予変形部11を有しない該エネルギー吸収部2及び予変形部11を有する該エネルギー吸収部2を各々450mmに切断する。
その上で、該各エネルギー吸収部2の車体取付け側開口部5において側面部4の端縁4’により形成される角部9に切削加工を施し全長50mmのスリットを該エネルギー吸収部長手方向に配設するとともに、該スリット間に対応する側面部4を拡開するように折曲加工し、固定部6を一体に形成した。
以上のように製造した試験材1(予変形部11なし)及び2(予変形部11あり)は、固定部6と車体8を模したアルミニウム合金板とを溶接により一体に固定した。
一方、比較材1及び2は、上記試験材1及び2におけるエネルギー吸収部2を、予変形部11を有しないものと予変形部11を有するものとに各々400mmに切断してなるものである。即ち、比較材1は予変形部11を有しないものであり、比較材2は予変形部11を有するものである。そして、前記比較材1及び2は、各々エネルギー吸収部2の車体取付け側開口部5と車体8を模したアルミニウム合金板とを全周に渡り隅肉溶接により一体に固定した。
なお、使用する試験機は圧縮荷重を負荷することが可能であればどのような試験機を使用しても同様の結果が得られるものとなる。
以上の実験により、本願発明の実施例である試験材1及び2は、予変形部11の有無に拘わらず、試験開始時から試験終了時まで加圧盤側のバンパー取付け側開口部5’近傍の凹凸状の予変形部11から蛇腹状の変形13を安定して発生させ、更には順次進行させるので、衝突エネルギーの吸収を円滑且つ確実に行えるものであることが確認された〔図10(イ)及び(ロ)における実線を参照〕。一方比較材1及び2は、試験開始後全く蛇腹状の変形を発生することなく又は試験開始直後には加圧盤側の開口部近傍の凹凸状の予変形部11より蛇腹状の変形が発生したものの、まもなくエネルギー吸収部2において折曲変形が発生してしまい、衝突エネルギーの吸収を円滑且つ確実できないものであることが確認された〔図10(イ)及び(ロ)点線を参照〕。
2 エネルギー吸収部
3 中空部
4 側面部
4’ 端縁
4a 内壁面
5 車体取付け側開口部
5’ バンパー取付け側開口部
6 固定部
7 端縁
8 車体
9 角部
10 スリット
11 予変形部
12 軟質部
13 蛇腹状の変形
14 隔壁
15 連結部
16 バンパー
17 軟質部
18 溶接部
Claims (6)
- アルミニウム合金を押出加工により、車体取付け側開口部及びバンパー取付け側開口部となる両端の開口部と複数の側面部とから構成される断面角形形状の中空形材であるエネルギー吸収部に成形した後、
調質を行い、
更にエネルギー吸収部の車体取付け側開口部における各側面部端縁より形成される角部に対して、エネルギー吸収部長手方向に等長のスリットを配設した上で、
該各スリット間に対応する各側面部の一部を拡開するように折曲することで、
中空部を有するエネルギー吸収部と該エネルギー吸収部の車体取付け側開口部に車体に固定する固定部を一体に形成してなることを特徴とする自動車用エネルギー吸収部材の製造方法。 - アルミニウム合金を押出加工により、車体取付け側開口部及びバンパー取付け側開口部となる両端の開口部と複数の側面部とから構成される断面角形形状であって、少なくとも対向する該側面部の内壁面間、又は断面角形形状の対角線上の角部間を隔壁により一体に連結する中空形材であるエネルギー吸収部に成形した後、
調質を行い、
更に該エネルギー吸収部の車体取付け側開口部における各側面部端縁により形成される角部及び側面部と隔壁との連結部に対して、エネルギー吸収部長手方向に等長のスリットを配設した上で、
該各スリット間に対応する各側面部の一部を拡開するように折曲し、
その上、該スリットの長さに対応する隔壁を切削加工により切除することで、
隔壁によって複数に区画された中空部を有するエネルギー吸収部と該エネルギー吸収部の車体取付け側開口部に車体に対して固定してなる固定部を一体に形成してなることを特徴とする自動車用エネルギー吸収部材の製造方法。 - 上記断面角形形状の中空形材のエネルギー吸収部に成形後、該エネルギー吸収部に蛇腹状の変形の起点となる側面部に対する凹凸を以て形成される予変形部を該エネルギー吸収部のバンパー取付け側開口部近傍であって、且つ全側面部のうち少なくとも一面において横方向に形成してなることを特徴とする請求項1又は2記載の自動車用エネルギー吸収部材の製造方法。
- 上記断面角形形状の中空形材のエネルギー吸収部に成形後、該エネルギー吸収部蛇腹状の変形の起点となる軟質部を該エネルギー吸収部のバンパー取付け側開口部近傍であって、且つ全側面部のうち少なくとも一面において横方向に形成してなることを特徴とする請求項1又は2記載の自動車用エネルギー吸収部材の製造方法。
- 上記エネルギー吸収部の肉厚を1.3mm以上10.0mm以下であって、該エネルギー吸収部の総横断面積を3000〜8000mm2とした上で、該エネルギー吸収部内に形成される単独又は複数の中空部の全横断面積がエネルギー吸収部の総横断面積の45%以上95%以下としてなることを特徴とする請求項1乃至請求項3記載のアルミニウム合金製自動車用エネルギー吸収部材の製造方法。
- 上記請求項1乃至請求項4に記載する自動車用エネルギー吸収部材の製造方法により製造してなることを特徴とする自動車用エネルギー吸収部材。
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JP2007052668A JP2008213625A (ja) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | 自動車用エネルギー吸収部材の製造方法と該製造方法によって製造された自動車用エネルギー吸収部材 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104220790A (zh) * | 2012-04-02 | 2014-12-17 | 戴姆勒股份公司 | 用于车辆的变速控制装置 |
Citations (4)
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JPH07145843A (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メンバー |
JP2002155980A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Aisin Seiki Co Ltd | 衝撃吸収部材及びバンパ |
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-
2007
- 2007-03-02 JP JP2007052668A patent/JP2008213625A/ja active Pending
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