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

Abstract

【課題】衝突時のあらゆる方向からの衝突エネルギーを円滑且つ確実に吸収して搭乗者の安全を図るものである。
【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

本願発明は、自動車が衝突した場合の衝突エネルギーを吸収して搭乗者の安全を確保するために、車体の上部構造などに取り付けられる、特にアルミニウム合金製である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る自動車用エネルギー吸収部材に関するものである。

近年、衝突事故における衝突エネルギーを変形することで吸収し搭乗者の保護を図る自動車用エネルギー吸収部材に、車体の軽量化を考慮して、アルミニウム合金製の中空形材の使用が検討されている。

ところで、上記自動車用エネルギー吸収部材（以下、「吸収部材」とする。）は、そのエネルギー吸収部は押出加工により断面角形形状であって、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からなるものである。そして該吸収部材は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してなるものである。そのため、衝突によりバンパー取付け側開口部からエネルギー吸収部長手方向へ衝突エネルギーを受けると、衝突エネルギーが入力する該エネルギー吸収部はバンパー取付け側開口部近傍から蛇腹状に変形し、更に衝突時のエネルギーの大きさに応じて該蛇腹状の変形が順次同方向へ進行するものとして衝突エネルギーを吸収するものである。

その上、上記エネルギー吸収部が蛇腹状の変形を確実に発生できるように、エネルギー吸収部のバンパー取付け側開口部近傍において、該エネルギー吸収部を構成する側面部全周にわたり凹凸状の予変形部や熱による軟質部を形成して、蛇腹状の変形を誘発させてなるものも提案されている（特許文献１及び２参照）。

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する場合には、衝突エネルギーの入力したエネルギー吸収部の該開口部方向よりエネルギー吸収部長手方向に蛇腹状の変形が発生し、更には順次進行することで、衝突エネルギーの吸収が円滑且つ確実に行われる。
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。

そこで、車体に直接固定する際の溶接の熱により上記エネルギー吸収部の車体取付け側開口部近傍に軟質部が形成されないように、車体に溶接によって接合する固定部を別体とし、該固定部をエネルギー吸収部の車体取付け側開口部に対して溶接により予め接合した上で、該固定部と車体とを溶接によって接合し、固定してなるものもある。しかしながら、エネルギー吸収部の該開口部と別体の固定部とを溶接により接合する際に、エネルギー吸収部の車体取付け側開口部近傍において軟質部が結局形成されてしまう。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、エネルギー吸収部の軟質部において折曲変形が発生してしまい、該エネルギー吸収部における蛇腹状の変形の発生、及び進行は妨げられるので、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。
特開平７−１４５８４３号公報 特開２００５−２９０６４号公報

本願発明は、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であっても、吸収部材のエネルギー吸収部において確実に蛇腹状の変形を起こさせ、衝突エネルギーを円滑且つ確実に吸収させる吸収部材を製造しようとするものである。

上記課題を解決するため、本願発明は、自動車用エネルギー吸収部材を、アルミニウム合金を押出加工により、断面角形形状の中空形材に成形した後調質を行い、該中空形材をエネルギー吸収部とし、更に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してなる固定部を折曲加工により一体に形成するように製造してなるものである。

具体的には、第１の特徴として、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。

そのため、固定部だけを車体に溶接して該溶接の熱影響が固定部にのみとどまるため、上記吸収部材のエネルギー吸収部には固定部を車体に固定する際に溶接による軟質部が形成されることはない。従って、上記製造方法により製造される吸収部材は、衝突に際して、そ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でも、エネルギー吸収部は折曲変形することはなく、衝突エネルギーの入力したバンパー側開口部近傍より蛇腹状の変形を発生させ、更には順次エネルギー吸収部長手方向に進行させていく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。

なお、本願発明に使用されるアルミニウム合金としては、例えばＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金やＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金が適用されるのが好ましく、押出加工後は素材強度を安定して向上させるため、残留応力の解消や結晶の均質化のため、Ｔ５処理やＴ６処理などの熱処理による調質を施すことが好ましいものである。

また、上記エネルギー吸収部の断面形状としては使用箇所や予想される衝突エネルギーにより様々な多角形が考え得るが、押出加工を含めて製造工程におけるコスト増を考慮すると、３角形状乃至は８角形状とするものが好ましい。

第２の特徴として、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ものである。

そのため、前記自動車用エネルギー吸収部材と同様に、熱影響が固定部のみにとどまるため上記吸収部材のエネルギー吸収部には固定部を車体に固定する際に溶接による軟質部が形成されることはない。従って、上記製造方法による該吸収部材は、衝突に際して、そ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でも、エネルギー吸収部は折曲変形することはなく、衝突エネルギーの入力した開口部近傍より隔壁を境にして互い違いに蛇腹状の変形を発生し、更には順次エネルギー吸収部長手方向に進行させていく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。その上、前記エネルギー吸収部内においては隔壁により複数の中空部が形成されるので、エネルギー吸収部のエネルギー吸収部長手方向に対する強度が高まり、エネルギー吸収部はより強い衝突エネルギーに対して円滑且つ確実に吸収を行うことができるものとなる。

なお、エネルギー吸収部内において隔壁により形成される複数の中空部は、衝突時の衝突エネルギーを均一に吸収できるように、できうる限り同一形状であることが望ましいものである。そのため、エネルギー吸収部の断面形状が多角形である場合、断面形状の側面の内壁面間、又は対角線上の角部を結ぶ隔壁により中空部を形成するものである。そのため、例えばエネルギー吸収部の断面形状が６角形状や８角形状の場合には、対角線上の角部を結ぶように配設される隔壁により中空部を形成するものとなる。
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。

第３の特徴として、第１及び第２の特徴を踏まえて、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ることで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、又はエネルギー吸収部の側面部に局部的に熱を与えること、或いは自動車用エネルギー吸収部材を溶接によってバンパーに接合する際の熱により、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、且つ全側面部全周のうち少なくとも一面において横方向にわたり形成してなるものである。なお、予変形部、或いは軟質部はバンパー取付け側端部から１００ｍｍ以内の部分に形成することが好ましい。

また、第４の特徴として、第１及び第２の特徴を踏まえて、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周囲より強度の低い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ものである。なお、軟質部はバンパー取付け側端部から１００ｍｍ以内の部分に形成することが好ましい。

そのため、上記製造方法により製造された自動車用エネルギー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近傍であって、且つ全側面部の少なくとも一面において横方向にわたり形成される予変形部又は軟質部は周囲より強度が低いため、衝突エネルギーの入力によりエネルギー吸収部において容易に蛇腹状の変形が誘発される。その結果、エネルギー吸収部における蛇腹状の変形は確実に発生し、更には順次進行するものとなるので、エネルギー吸収部は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。

ここで、上記自動車用エネルギー吸収部材のエネルギー吸収部の側面部に対する凹凸を以て形成される予変形部は、例えば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、且つ少なくとも全側面部のうち少なくとも一面において横方向にわたって、エネルギー吸収部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の側面部をポンチにより内面側に屈曲させた後、エネルギー吸収部長手方向に圧縮量を与えて形成したものである。

また、上記軟質部は、例えば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わたって、該中空形材であるエネルギー吸収部を局部的に加熱することで形成し、またはエネルギー吸収部材をバンパーに溶接により接合する際の熱により形成してなるものである。

なお、上記予変形部及び軟質部は、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わたり形成されていれば足りるが、該エネルギー吸収部における蛇腹状の変形の発生を確実に促すため、エネルギー吸収部の側面部全周にわたり形成されるものが望ましいものである。

第４の特徴として、上記第１乃至第３の特徴を踏まえて、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３０００〜８０００ｍｍ^２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％以下としてなるものである。

まず、上記エネルギー吸収部の肉厚は、１．３ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下とするものが好ましいものである。その結果、衝突エネルギーが入力した際に、エネルギー吸収部はエネルギー吸収部長手方向に蛇腹状の変形を発生し、更には順次進行させることになるので、衝突エネルギーの吸収を必要且つ十分に行うことができるものとなる。

ここで、中空形材のエネルギー吸収部における肉厚を１．３ｍｍ未満とすると押出加工が困難であるとともに、エネルギー吸収部自体の強度が低くなりすぎて僅かな衝突エネルギーの入力でも容易にエネルギー吸収部の蛇腹状の変形が発生し、入力した衝突エネルギーを十分に吸収できず、搭乗員に対して大きな衝突エネルギーを伝えるおそれがある。また肉厚を１０．０ｍｍよりも大とすると、エネルギー吸収部の強度が高くなり過ぎ、衝突時のエネルギー吸収部の蛇腹状の変形が十分に発生せず、その結果エネルギー吸収部の蛇腹状の変形による衝突エネルギーの吸収が不十分のまま、搭乗員に対して大きな衝突エネルギーを伝えるおそれがあるものである。

また、上記エネルギー吸収部の総横断面積を３０００〜８０００ｍｍ^２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全横断面積の４５％以上９５％以下とするものが好ましい。その結果、衝突時における衝突エネルギーが入力した際に、エネルギー吸収部において蛇腹状の変形は確実に起こるものとなり、該エネルギー吸収部は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。

ここで、前記エネルギー吸収部の総横断面積は３０００ｍｍ^２未満とすると、エネルギー吸収部の断面積が小さすぎて、衝突時に吸収できる衝突エネルギーの絶対量が低くなるものである。一方、８０００ｍｍ^２より大とすると、衝突時の衝突エネルギーの円滑且つ確実な吸収を行うことはできるが、自動車用エネルギー吸収部材としての体積及び重量が著しく重くなり、狭小な空間で使用され、軽量化が望まれる自動車用部品としては使用に適しないものとなる。

また、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全横断面積の４５％未満であると、吸収部材自体の重量が著しく増加するとともに、衝突時にエネルギー吸収部の蛇腹状の変形による衝突エネルギーの吸収が円滑且つ確実に行うことができなくなる。また中空部の全横断面積がエネルギー吸収部の全横断面積の９５％より大であると、僅かな衝突エネルギーの入力でも容易にエネルギー吸収部において蛇腹状の変形が発生してしまい、入力した衝突エネルギーを十分に吸収できず、搭乗員に対して大きな衝突エネルギーを伝えるおそれがある。

本願発明は、衝突に際して、自動車用エネルギー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でも、エネルギー吸収部は蛇腹状の変形を発生させて、衝突時の衝突エネルギーの吸収を円滑且つ確実に行えるので、搭乗者の安全を確実に図ることができるという優れた効果を有するものである。

以下において、本願発明の実施例である自動車用エネルギー吸収部材について説明する。
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。

まず、図１における１は、本願発明の実施例１であるアルミニウム合金製の自動車用エネルギー吸収部材（以下、「吸収部材」という。）であり、該吸収部材１は、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’と内部に中空部３を有する複数の側面部４からなる断面方形形状のエネルギー吸収部２と、該エネルギー吸収部２の車体取付け側開口部５において車体８に固定する固定部６を一体に形成してなるものである。
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）。

なお、該固定部６は、車体８の材質が鉄であると溶接することが困難となるため、該吸収部材１を車体８に固定する際にはボルトによる締結を行なうこととなる。そこで、該固定部６はボルトによる車体８との締結をも確実に行えるように、固定部６の長さ（即ち、側面部４の折り曲げ長さ）を３０ｍｍ以上とし、その余地を確保することが好ましいものである。

そして、本願発明の実施例１である上記吸収部材１は、図２に示すように製造されるものである。
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〕。

また、本願発明における実施例１の上記吸収部材１のエネルギー吸収部２においては、衝突時の衝突エネルギーの入力により該エネルギー吸収部２が迅速に蛇腹状の変形１３を発生するように、その起点となる側面部４に対する凹凸を以て形成される予変形部１１や周囲より強度の低い軟質部１２、１７を該エネルギー吸収部２のバンパー取付け側開口部５’の近傍において全側面部４のうち少なくとも一面において、望ましくは全周にわたり配設するものであってもよいものである（図１１（イ）、（ロ）、（ハ）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。

以上のように、本願発明における実施例１の吸収部材１は構成されるので、衝突に際して、該吸収部材１の車体８に対する取付方向と、該吸収部材１のエネルギー吸収部２のバンパー取付け側開口部５’に対する衝突エネルギーの入力方向とが一致する場合は、エネルギー吸収部２のバンパー取付け側開口部５’へ入力した衝突エネルギーを、エネルギー吸収部２がエネルギー吸収部長手方向に受けるものである。その結果、該エネルギー吸収部２は蛇腹状の変形１３を発生し、更にはその衝突エネルギーの大きさに応じて蛇腹状の変形１３は順次エネルギー吸収部長手方向へ進行するので、エネルギー吸収部２は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〔図４（イ）、（ロ）参照〕。

一方、本願発明における実施例１の上記吸収部材１が角度を以て車体８に取り付けられていたり、或いは、衝突する相手が角度を以て衝突してきたり、即ち、衝突に際して、該吸収部材１の車体８に対する取付方向と、該吸収部材１のエネルギー吸収部２のバンパー取付け側開口部５’に対する衝突エネルギーの入力方向とが一致しない場合でも、車体８に固定される固定部６を一体に形成するエネルギー吸収部２の車体取付け側開口部５近傍には溶接時の熱による軟質部は形成されていないので、エネルギー吸収部２は衝突エネルギーの入力により折曲変形することはない。その結果、エネルギー吸収部２は蛇腹状の変形１３を発生し、更にはその衝突エネルギーの大きさに応じて蛇腹状の変形１３は順次エネルギー吸収部長手方向へ進行するので、エネルギー吸収部２は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ものとなる。

次に、図５に示すのは、本願発明の実施例２であるアルミニウム合金製の自動車用エネルギー吸収部材（以下、「吸収部材」とする。）１であり、実施例１と同様に該吸収部材１は、内部に中空部３を有する複数の側面部４からなる断面方形形状のエネルギー吸収部２と、該エネルギー吸収部２の車体取付け側開口部５において車体８に固定する固定部６を一体に形成する点で共通する。その上、上記エネルギー吸収部２の内部では、対向する側面部４の内壁面４ａ間を一体に連結する隔壁１４を配設することで、同一形状の中空部３が該エネルギー吸収部長手方向に対して二個形成されているものである。
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）。

なお、該吸収部材１の固定部６も、上記実施例１と同様に、車体８の材質に応じて確実にボルトによる締結が行えるように、固定部６の長さ（即ち、側面部の折り曲げ長さ）を３０ｍｍ以上として、その余地を確保することが好ましいものである。

そして、本願発明の実施例２である上記吸収部材は、図６に示すように製造されるものである。
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〕。

なお、実施例２の上記吸収部材１においても、実施例１と同様に、衝突時の衝突エネルギーの入力により該エネルギー吸収部２が迅速に蛇腹状の変形１３ができるように、その起点となる側面部４に対する凹凸を以て形成する予変形部１１や周囲より強度の低い軟質部１２、１７を、該エネルギー吸収部２のバンパー取付け側開口部５’の近傍において少なくとも全側面部４のうち少なくとも一面、望ましくは全周にわたり配設するものであってもよい（図１１（イ）、（ロ）、（ハ）参照）。

以上のように、本願発明における実施例２の吸収部材１は構成されるので、衝突に際して、該吸収部材１の車体８に対する取付方向と、該吸収部材１のエネルギー吸収部２のバンパー取付け側開口部５’に対する衝突エネルギーの入力方向とが一致する場合は、エネルギー吸収部２のバンパー取付け側開口部５’へ入力された衝突エネルギーを、エネルギー吸収部２がエネルギー吸収部長手方向に受けるものである。その結果、該エネルギー吸収部２はその内部で中空部３を形成する隔壁１４を境にして蛇腹状の変形１３を交互に発生し、その衝突エネルギーの大きさに応じて蛇腹状の変形１３が順次エネルギー吸収部長手方向へ進行するので、エネルギー吸収部２は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〔図８（イ）（ロ）参照〕。

また、本願発明における実施例２の上記吸収部材１が角度を以て車体８に取り付けられていたり、或いは衝突する相手が角度を以て衝突してきたり、即ち、衝突に際して、該吸収部材１の車体８に対する取付方向と、該吸収部材１のエネルギー吸収部２のバンパー取付け側開口部５’に対する衝突エネルギーの入力方向とが一致しない場合でも、車体８に固定される固定部６を一体に形成するエネルギー吸収部２の車体取付け側開口部５近傍には溶接時の熱による軟質部は形成されていないので、エネルギー吸収部２は衝突エネルギーにより折曲変形することはない。その結果、エネルギー吸収部２内の隔壁１２を境にして蛇腹状の変形１３が交互に発生し、更にはその衝突エネルギーの大きさに応じて蛇腹状の変形１３は順次エネルギー吸収部長手方向へ進行するので、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。

そこで、本願発明における実施例１の自動車用エネルギー吸収部材１を製造してその効果の確認を行った。
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。

以上の試験材１及び２、それらに各々対応する比較材１及び２を、ともにインストロン型万能試験機により試験速度１ｍｍ／ｓで静的軸圧縮試験を行った。ここで、前記試験材１及び２と比較材１及び２において、エネルギー吸収部長手方向と圧縮方向とが１０°の角度をなすように、試験機台座と加圧盤の角度を調整した。更に、試験機台座においては、上記試験材１及び２と比較材１及び２とを溶接より固定したアルミニウム合金板を台座にボルトによって固定した（その結果、衝突に際して、吸収部材１の車体８に対する取付方向と、該吸収部材１のエネルギー吸収部２のバンパー取付け側開口部５’に対する衝突エネルギーの入力方向とが一致しない場合に相当するものとなる。）。また試験機加圧盤側においては、加圧盤と試験材１及び２と比較材１及び２におけるバンパー取付け側開口部５’との間で滑りが生じないような固定治具を準備した。そこで加圧盤により圧縮荷重を負荷し、加圧盤に係る荷重−変位線図を記録した〔（図１０（イ）予変形部なし（ロ）予変形部あり参照〕。
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〕。

本願発明の自動車用エネルギー吸収部材は、衝突時の衝突エネルギーを形を正確に起こして、衝突エネルギーを円滑且つ確実に吸収することができるので、自動車のみならず衝突の可能性から内部の物を保護する必要がある全てのものにおいても適用することができる。

本願発明の実施例１の自動車用エネルギー吸収部材の全体斜視図である。 本願発明の実施例１の自動車用エネルギー吸収部材の製造工程の模式図である。 本願発明の実施例１の自動車用エネルギー吸収部材の車体取付時における全体斜視図である。 本願発明の実施例１の自動車用エネルギー吸収部材の変形状態を示す図である。 本願発明の実施例２の自動車用エネルギー吸収部材の全体斜視図である。 本願発明の実施例２の自動車用エネルギー吸収部材の製造工程の模式図である。 本願発明の実施例２の自動車用エネルギー吸収部材の車体取付時における全体斜視図である。 本願発明の実施例２の自動車用エネルギー吸収部材の変形状態を示す図である。 本願発明における自動車用エネルギー吸収部材の変形例における断面形状を示したものである。 本願発明における実施例１の自動車用エネルギー吸収部材の効果確認試験の結果を示した図であり、（イ）は予変形部なし、（ロ）予変形部ありの場合である。 本願発明における自動車用エネルギー吸収部材に対して、（イ）予変形部及び（ロ）、（ハ）軟質部を形成した場合の正面図である。

符号の説明

１ 自動車エネルギー吸収部材
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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３０００〜８０００ｍｍ^２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。
6. 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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