冲击吸收构件的制作方法

1.本公开涉及一种冲击吸收构件。


背景技术：

2.已知有通过轴向的压溃来吸收冲击的冲击吸收构件。这样的冲击吸收构件当在轴向上被输入载荷时，连续的压曲以波纹状进行，由此吸收冲击。冲击吸收构件例如在汽车车身中作为碰撞吸能盒而配置于纵梁(前纵梁、后纵梁)的顶端。
3.例如在专利文献1中公开了一种冲击吸收构件，其在基本截面的至少一条边的局部区域且是除该边的端点以外的位置，具有向轮廓的内侧凹陷的槽部。此外，在专利文献2中公开了一种压铸铝合金制碰撞吸能罐，其在筒形形状部的周壁设有材质改性部，以便相对于车辆前后方向的压缩而言强度局部降低。此外，在专利文献3中公开了一种冲击吸收构件，其在第1闭合截面部的四角部分别设置与横壁部的局部和纵壁部的局部协作而形成沿长度方向延伸的截面矩形形状的第2闭合截面部的角壁部，四角部的角壁部互相分离。此外，在专利文献4中公开了一种碰撞能量吸收构造体，该能量吸收构造体的与轴向垂直的截面的截面形状是相对于截面的中心而言点对称且非轴对称的多边形。在该能量吸收体构造中，将上述截面的外部轮廓设为四边形时的纵横比小于1.5，而且构成截面的多边形的边中的相邻的边的长度之比为2.3以下。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：国际公开第2005-010398号
7.专利文献2：日本国特许出愿公开第2012-166641号公报
8.专利文献3：日本国特许出愿公开第2017-141860号公报
9.专利文献4：日本国特许出愿公开第2011-218935号公报


技术实现要素：

10.发明要解决的问题
11.对于冲击吸收构件寻求冲击吸收性能和轻量性的兼顾。本公开是鉴于上述实际情况而做成的，其主要目的在于提供一种冲击吸收性能和轻量性的平衡良好的冲击吸收构件。
12.用于解决问题的方案
13.本公开的一个方案是一种通过轴向的压溃来吸收冲击的冲击吸收构件，其特征在于，上述冲击吸收构件具有沿着上述轴向延伸的筒形形状，在将上述冲击吸收构件的与上述轴向垂直的截面设为第1截面并将由上述第1截面中的多个边的延长线限定的截面设为第2截面的情况下，上述第2截面是多边形，上述第1截面包括与上述第2截面共有顶点的共有顶点和位于与上述第2截面的顶点对应的位置的凹槽，上述第1截面的顶点的至少一个内角为100
°
以上。
14.根据本公开，由于第1截面包括共有顶点和凹槽，因此能获得冲击吸收性能和轻量性的平衡(每单位重量的冲击吸收性能)良好的冲击吸收构件。
15.在上述公开中，也可以是，上述第1截面包括多个上述共有顶点和多个上述凹槽，上述共有顶点和上述凹槽沿着上述第1截面的周向交替地配置。
16.在上述公开中，也可以是，上述第1截面包括多个上述共有顶点和多个上述凹槽，至少两个上述凹槽配置于与上述第2截面中的同一条对角线上的顶点分别对应的位置。上述对角线是从一个顶点延伸的多条对角线中的最长的对角线。
17.在上述公开中，也可以是，在上述第1截面中，相邻的边的长度不同。
18.在上述公开中，也可以是，以相邻的平面部的宽度成为互不相同的长度的方式设有非平面部。
19.在上述公开中，也可以是，在上述第1截面中，小于180
°
的内角全部为75
°
以上且135
°
以下，上述凹槽的底部顶点的角度全部为75
°
以上且135
°
以下。
20.在上述公开中，也可以是，上述第1截面不具有凸缘部。
21.在上述公开中，也可以是，上述第1截面在内部不具有分隔壁部。
22.发明的效果
23.本公开的冲击吸收构件起到冲击吸收性能和轻量性的平衡良好这样的效果。
附图说明
24.图1是例示本公开的冲击吸收构件的概略立体图。
25.图2是例示本公开的冲击吸收构件的概略剖视图。
26.图3是例示以往的冲击吸收构件的概略剖视图。
27.图4是例示本公开的冲击吸收构件的概略剖视图。
28.图5是例示本公开的冲击吸收构件的概略剖视图。
29.图6是例示本公开的冲击吸收构件的概略剖视图。
30.图7是例示本公开的冲击吸收构件的概略立体图和概略剖视图。
31.图8是例示实施例1和比较例1、2的冲击吸收构件的概略剖视图。
32.图9是实施例1和比较例1、2的fem分析的结果。
33.图10是实施例2的fem分析的结果。
34.图11是实施例3的fem分析的结果。
35.图12是例示压曲的变形模式的概略主视图。
36.图13是例示实施例4、5和比较例3的冲击吸收构件的概略剖视图。
37.图14是实施例4、5和比较例3的fem分析的结果。
具体实施方式
38.以下详细地说明本公开的冲击吸收构件。以下所示的各图为了使理解变容易，适当夸张了各部分的大小、形状。并且，在各图中，为了方便起见，有时省略影线或附图标记。
39.此外，在表达相对于某个构件配置其他构件的形态时，表述为“上”或“下”的情况下的形态包含以与某个构件接触的方式在正上方或正下方配置其他构件的形态和在某个构件的上方或下方隔着另外的构件配置其他构件的形态这两者。
40.图1是例示本公开的冲击吸收构件的概略立体图。此外，图2是例示本公开的冲击吸收构件的概略剖视图，具体而言相当于表示图1的与轴向da垂直的剖切面的剖视图。图1所示的冲击吸收构件10通过轴向da的压溃来吸收冲击。冲击吸收构件10具有沿着轴向da延伸的筒形形状。此外，如图2所示，将冲击吸收构件10的与轴向da垂直的截面设为第1截面11。在图2中，第1截面11是用较粗的实线记载的截面。另一方面，将由第1截面11的多个边(连结顶点的线段)的延长线限定的截面设为第2截面12。在图2中，第2截面12是用虚线记载的截面。
41.如图2所示，第2截面12是多边形。具体而言，第2截面12是沿着周向具有从顶点a到顶点h的8个顶点的八边形。第1截面11具备与第2截面12共有顶点的共有顶点。在图2中，第1截面11和第2截面12共有顶点a、c、e、g，这些顶点a、c、e、g相当于共有顶点。另一方面，第1截面11和第2截面12不共有顶点b、d、f、h。第1截面11以跨顶点b、d、f、h的方式具备凹槽。这些凹槽分别在底部具有顶点b
′
、d
′
、f
′
、h
′
。
42.根据本公开，由于第1截面具备共有顶点和凹槽，因此获得冲击吸收性能和轻量性的平衡(单位重量的冲击吸收性能)良好的冲击吸收构件。
43.使用图3说明与以往的冲击吸收构件的不同。图3的(a)是与专利文献1的图3相当的截面。图3的(a)所示的第1截面11在第2截面12中的边ha的局部和边de的局部分别具有凹槽。例如，边ha被凹槽为划分为边hm和边pa，但这些边处于同一条直线上。在考虑轴向时，包含边hm的平面部和包含边pa的平面部处于同一个平面上。因此，冲击吸收性能和轻量性的平衡有改善的余地。
44.此外，图3的(b)是在后述的比较例2中研究的截面，但与图3的(a)同样，由凹槽划分得到的两个边处于同一条直线上，因此冲击吸收性能和轻量性的平衡有改善的余地。
45.相对于此，本公开的第1截面具备位于与第2截面的顶点对应的位置的凹槽。由这样的凹槽划分得到的两个边与图3的(a)、图3的(b)不同，不处于同一条直线上。例如在图2中，利用在底部具有与顶点b对应的顶点b
′
的凹槽划分为边ai和边jc，但这些边不处于同一条直线上。在考虑轴向时，包含边ai的平面部和包含边jc的平面部不处于同一个平面上。因此，能够使冲击吸收性能和轻量性的平衡良好。
46.图3的(c)是与专利文献2的图3相当的截面。图3的(c)所示的第1截面11在第2截面12中的全部顶点(顶点a～d)分别具有凹槽。即，图3的(c)所示的第1截面11不具有与第2截面12共有顶点的共有顶点。当在轴向上在冲击吸收构件产生了弯曲应力的情况下，共有顶点成为主要的抵抗部位。因此，在第1截面不具有共有顶点时，相对于弯曲应力而言的抵抗较低。相对于此，由于本公开的第1截面具有共有顶点，因此具有相对于弯曲应力而言的抵抗较高这样的优点。
47.此外，图3的(d)是具有蜂窝构造的截面，但与图3的(c)同样，第1截面11不具有与第2截面12共有顶点的共有顶点。因此，相对于弯曲应力而言的抵抗较低。此外，图3的(d)所示的第1截面11在内部具有分隔壁部。在轴向上，由构成第1截面11的外缘的平面部p1、p2和构成分隔壁部的平面部p3构成牢固的结合构造，通过该结合构造起到抵抗构造的作用，从而冲击吸收性能和轻量性的平衡变得良好。但是，在轴向的压溃时，在结合构造产生较高的应力，因此为了避免由该应力引起的结合构造的破坏，需要复杂的对策。相对于此，本公开的冲击吸收构件具有这样的优点：即使在第1截面在内部不具有分隔壁部的情况下，冲击吸
收性能和轻量性的平衡也良好。
48.以下更详细地说明本公开的冲击吸收构件。
49.在本公开中，将冲击吸收构件的与轴向垂直的截面定义为第1截面。如图1和图2所示，第1截面11是利用将轴向da作为法线方向的平面剖切冲击吸收构件10的筒形形状的情况下的截面，通常是由筒形形状的外缘限定的闭合截面。
50.另一方面，在本公开中，将由第1截面的多个边的延长线限定的截面定义为第2截面。具体而言，如图2所示，将由第1截面11的多个边(边ai、边jc、边ck、边le、边em、边ng、边go及边pa)的延长线限定的截面定义为第2截面12。多个边设定为成为能够构成第2截面12的最大数量。例如在图2中，在采用边ai、边ck、边em及边go作为构成第2截面12的多个边时，由它们的延长线限定较大的四边形，但这不相当于第2截面12(因为未考虑边jc等其他的边)。此外，第2截面12被限定为不存在180
°
以上的内角。例如，在采用边ib
′
和边b
′
j作为构成第2截面12的多个边时，限定具有顶点b
′
的图形，但这不相当于第2截面12(因为顶点b
′
的内角为180
°
以上)。第2截面12通常定义为包围第1截面11的外缘。
51.在本公开中，第2截面是多边形。第2截面既可以是四边形等2n边形(n是2以上的整数)，也可以是三角形等2n+1边形(n是1以上的整数)。前者的作为图形的对称性较高，因此获得相对于弯曲应力而言的抵抗在轴向上均匀的冲击吸收构件。这样的冲击吸收构件例如作为要求相对于来自任意方向的冲击(弯曲应力)较强的构件是有用的。与前者相比，后者的作为图形的对称性较低，因此获得相对于弯曲应力而言的抵抗在轴向上不均匀的冲击吸收构件。这样的冲击吸收构件例如作为要求相对于来自特定方向的冲击(弯曲应力)较强的构件是有用的。n没有特别的限定，既可以为2以上，也可以为3以上，还可以为4以上。另一方面，n例如为10以下。
52.图4是例示本公开的冲击吸收构件的概略剖视图，示出图2中的第1截面11和第2截面12的局部。在图4中，第1截面11具备与第2截面12共有顶点的共有顶点(顶点a、c)。另一方面，第1截面11具备位于与第2截面12的顶点对应的位置的凹槽x。按照以下的步骤来判断第1截面11具备凹槽x。
53.首先，确定第2截面的顶点中的不与第1截面共有的顶点(非共有顶点)。在图4中，顶点b相当于非共有顶点。然后，确定存在于连结非共有顶点和共有顶点的边的中间且作为第1截面和第2截面是否共有该边的分界的分界点(第1截面的分界顶点)。在图4中，第1截面的存在于边ba的中间的顶点i和第1截面的存在于边bc的中间的顶点j分别相当于分界顶点。最后，设想连结跨非共有顶点的两个分界顶点的直线，在第1截面在比该直线靠第2截面的外缘的内侧(与非共有顶点相反的一侧)的位置具有拐点(回折顶点)的情况下，判断为第1截面具备凹槽。在图4中，设想连结作为分界顶点的顶点i和顶点j的直线ij，由于第1截面11在比该直线ij靠第2截面12的外缘的内侧(与作为非共有顶点的顶点b相反的一侧)的位置具有回折顶点(顶点b
′
)，因此判断为第1截面11具备凹槽x。凹槽x既可以具有单个回折顶点，也可以具有多个回折顶点。另外，回折顶点也能够称为凹槽x的底部顶点。
54.第1截面既可以具备单个上述的共有顶点，也可以具备多个上述的共有顶点。同样地，第1截面既可以具备单个上述的凹槽，也可以具备多个上述的凹槽。共有顶点和凹槽的数量能够任意地组合。此外，优选的是，如图2所示，共有顶点和凹槽沿着第1截面11的周向交替地配置。这是为了使压曲稳定地进行。在第2截面12是2n边形(n是2以上的整数，在图2
中是八边形)的情况下，共有顶点和凹槽沿着周向以一者不连续的方式交替地配置。此外，虽未图示，但在第2截面12是2n+1边形(n是1以上的整数)的情况下，共有顶点和凹槽沿着周向产生一者连续的连续部，除该连续部以外交替地配置。
55.图5是例示本公开的冲击吸收构件的概略剖视图，示出图2中的第1截面11和第2截面12的局部。在冲击吸收构件10中，第1截面11的顶点的内角中的至少一个顶点的内角为100
°
以上。如后述的实施例所示，若第1截面11的至少一个顶点的内角为100
°
以上，则与顶点的内角为90
°
以下的情况相比较相对于弯曲应力而言的抵抗力得到提高。
56.此外，若第1截面11的至少一个顶点的内角为100
°
以上，则其他顶点的内角的角度没有特别的限定。在此，如图5所示，作为底部顶点的顶点b
′
的内角通常为180
°
以上，因此为了方便起见，设想不考虑这样的内角的情况。在该情况下，除了具有上述的100
°
以上的内角的顶点以外，第1截面的顶点的小于180
°
的内角的角度例如为75
°
以上，也可以为90
°
以上，还可以为105
°
以上。另外，第1截面11的至少一个顶点的内角也可以为105
°
以上，还可以为110
°
以上。
57.在考虑轴向时，第1截面中的内角相当于相邻的平面部的棱线角。通过相邻的平面部的棱线角为根据冲击吸收构件的形状、板厚等而确定的适当的角度以上，从而在轴向的压溃时相邻的平面部的面外变形易于产生相位差。由此，相位不同的平面部彼此的面外变形相互干涉，各平面部的抵抗随之提高，易于成为冲击吸收性能和轻量性的平衡良好的构件。
58.另一方面，第1截面中的小于180
°
的内角(例如图5所示的内角θa和内角θi)的角度例如为135
°
以下，优选为130
°
以下。第1截面中的内角相当于冲击吸收构件10的相邻的平面部的棱线角，若内角的角度(相邻的平面部的棱线角)在上述的范围内，则能够提高压曲的稳定性。此外，第1截面中的全部小于180
°
的内角优选在上述范围内。
59.凹槽的底部顶点的外角的角度(例如图5所示的外角θb′
)没有特别的限定。底部顶点的外角的角度例如为75
°
以上，也可以为90
°
以上，还可以为105
°
以上。底部顶点的角度也与第1截面中的内角同样地相当于相邻的平面部的棱线角。因此，通过相邻的平面部的棱线角为根据冲击吸收构件的形状、板厚等而确定的适当的角度以上，从而相位不同的面外变形相互干涉，平面部的抵抗易于提高。
60.另一方面，底部顶点的角度例如为135
°
以下，也可以为130
°
以下。由此，能够提高压曲的稳定性。此外，凹槽的全部底部顶点的角度优选在上述范围内。
61.在第1截面11中，相邻的边的长度优选为互不相同。其原因在于，压曲的稳定性得到提高。在此，在考虑到轴向的情况下，第1截面11中的边相当于平面部的宽度。相邻的边的长度不同意味着相邻的平面部的宽度不同。若相邻的平面部的宽度不同，则在轴向的压溃时相邻的平面部的面外变形易于产生相位差。在由于相位差而使相邻的平面部以相反相位压曲时，压曲稳定地进行。“长度不同”是指两个边的长度的差的绝对值为0.5mm以上，也可以为1.0mm以上，还可以为2.0mm以上。另一方面，两个边的长度的差的绝对值例如为2.0cm以下。此外，在第1截面11中，相邻的边的长度也可以相同。“长度相同”是指两个边的长度的差的绝对值小于0.5mm。
[0062]“在第1截面中相邻的边的长度不同”可以分类为几个形态。作为具体例，能列举出(i)构成共有顶点的两个边的长度不同的形态、(ii)构成底部顶点的两个边的长度不同的
形态、(iii)构成分界顶点的两个边的长度不同的形态。第1截面优选满足(i)～(iii)中的至少一者。其原因在于，压曲的稳定性得到提高。
[0063]
使用图5说明(i)～(iii)的形态。在图5中，作为共有顶点的顶点a由边αa和边βa构成，作为凹槽x的底部顶点的顶点b
′
由边γb′
和边δb′
构成，作为分界顶点的顶点i由边βa和边γb′
构成。(i)的形态相当于边αa和边βa的长度不同的形态，(ii)的形态相当于边γb′
和边δb′
的长度不同的形态，(iii)的形态相当于边βa和边γb′
的长度不同的形态。
[0064]
在本公开中，优选的是，沿着第1截面的周向，边的长度的长短反复。例如在图5中，沿着第1截面11的周向配置有边ai、边ib
′
、边b
′
j及边jc，但沿着第1截面11的周向，边ib
′
比边ai短，边b
′
j比边ib
′
长，边jc比边b
′
j短。特别是设想这样的情况：第1截面是2n边形(n是2以上的整数)，沿着周向具有第1边～第2n边。在第2边比第1边长的情况下，优选的是，第2m-1边(m＝2～n)比第2m-2边短，第2m边比第2m-1边长，第1边比第2n边短。相反，在第2边比第1边短的情况下，优选的是，第2m-1边(m＝2～n)比第2m-2边长，第2m边比第2m-1边短，第1边比第2n边长。此外，也可以是，第2m-1边(m＝2～n)的长度全部与第1边的长度相同，第2m边(m＝2～n)的长度全部与第2边的长度相同。另外，如图8的(a)所示，在后述的实施例1中，第1截面是十六边形，边的长度的长短(wp1、wp2)沿着第1截面的周向反复。
[0065]
此外，在第1截面是2n边形(n是2以上的整数)并且沿着周向长边l(平面部的宽度wp1)和短边s(平面部的宽度wp2)交替地配置的情况下，优选满足下述(1)的条件。
[0066]
1.01《l/s
ꢀꢀꢀ
(1)
[0067]
在满足上述(1)的条件的冲击吸收构件中，即使在使用高强度钢板作为材料的情况下，也易于产生上述的轴向的压溃时的相邻的平面部的面外变形的相位差。在由于该相位差而使相邻的平面部以相反相位压曲时，压曲易于稳定地进行。另外，本说明书中的边的长度(平面部的宽度)是从隔着一个平面部的两个棱线部的一个棱线部的圆角节点(截面中的曲线与直线的分界)到另一个棱线部的圆角节点的长度。
[0068]
在本公开中，也可以是，第1截面不具有凸缘部。在第1截面不具有凸缘部的情况下，能够抑制由凸缘部引起的压曲(变形)的紊乱。凸缘部是指从第1截面的外缘朝向外部突出地设置的缘部。另外，作为以往的冲击吸收构件，已知例如像日本国特许出愿公开平8-128487号公报所公开的那样的冲击吸收构件，该冲击吸收构件将背板和在具有帽形的截面的构件设置的凸缘部焊接从而做成箱状构件。
[0069]
在本公开中，也可以是，第1截面在内部不具有分隔壁部。像使用上述的图3的(d)说明的那样，通过设置分隔壁部而构成牢固的结合构造，通过该结合构造起到抵抗构造的作用，从而冲击吸收性能和轻量性的平衡变得良好。但是，在轴向的压溃时，在结合构造产生较高的应力，因此为了避免由该应力引起的结合构造的破坏，需要复杂的对策。相对于此，本公开的冲击吸收构件具有这样的优点：即使在第1截面在内部不具有分隔壁部的情况下，冲击吸收性能和轻量性的平衡也良好。
[0070]
图6是例示本公开的冲击吸收构件的概略剖视图。在图6的(a)中，第2截面12是沿着周向具有顶点a～顶点f这6个顶点的六边形。第1截面11和第2截面12共有顶点c、f，这些顶点c、f相当于共有顶点。另一方面，第1截面11和第2截面12不共有顶点a、b、d、e。第1截面11以跨顶点a、b、d、e的方式具备凹槽x。这些凹槽x分别在底部具有顶点a
′
、b
′
、d
′
、e
′
。也可以如图6的(a)所示，共有顶点的数量比凹槽x的数量少。
[0071]
另外优选的是，至少两个凹槽x配置于与第2截面12中的处于同一条对角线上的顶点分别对应的位置。该情况下的对角线是从一个顶点延伸的多条对角线中的最长的对角线(以下记为“最长对角线”)。根据这样的冲击吸收构件，共有顶点和凹槽的配置的对称性提高，压曲的稳定性得到提高。在图6的(a)所示的例子中，作为最长对角线，存在从顶点a延伸的对角线y1、从顶点b延伸的对角线y2以及从顶点c延伸的对角线y3这3条最长对角线。而且，凹槽x配置于与成为对角线y1的端点的顶点a、d的各个顶点和成为对角线y2的端点的顶点b、e的各个顶点对应的位置。
[0072]
在图6的(b)中，第2截面12是沿着周向具有顶点a～顶点j这10个顶点的十边形。第1截面11和第2截面12共有顶点b、c、e、g、h、j，这些顶点b、c、e、g、h、j相当于共有顶点。另一方面，第1截面11和第2截面12不共有顶点a、d、f、i。第1截面11以跨顶点a、d、f、i的方式具备凹槽x。这些凹槽x分别在底部具有顶点a
′
、d
′
、f
′
、i
′
。也可以如图6的(b)所示，共有顶点的数量比凹槽x的数量多。此外，在图6的(b)所示的例子中，作为最长对角线，存在4条对角线y1～y5，凹槽x配置于与成为对角线y1的端点的顶点a、f的各个顶点和成为对角线y4的端点的顶点d、i的各个顶点对应的位置。
[0073]
此外，在图6的(c)中，第2截面12是沿着周向具有顶点a～顶点f这6个顶点的六边形。第1截面11和第2截面12共有顶点a、c、e，这些顶点a、c、e相当于共有顶点。另一方面，第1截面11和第2截面12不共有顶点b、d、f。第1截面11以跨顶点b、d、f的方式具备凹槽x。这些凹槽x分别在底部具有顶点b
′
、d
′
、f
′
。也可以如图6的(c)所示，共有顶点的数量与凹槽x的数量相同。
[0074]
此外，在图6的(d)中，第2截面12是沿着周向具有顶点a～顶点e这5个顶点的五边形。第1截面11和第2截面12共有顶点a、d，这些顶点a、d相当于共有顶点。另一方面，第1截面11和第2截面12不共有顶点b、c、e。第1截面11以跨顶点b、c、e的方式具备凹槽x。这些凹槽x分别在底部具有顶点b
′
、d
′
、f
′
。
[0075]
本公开的冲击吸收构件也可以以相邻的平面部的长度成为互不相同的长度的方式设有非平面部。根据具有这样的非平面部的冲击吸收构件，与上述的第1截面中的相邻的边的长度不同的情况同样，在输入轴向载荷时可能产生的压曲的稳定性得到提高。此外，为了提高该效果，相邻的平面部的长度的关系优选满足上述(1)的条件。
[0076]
非平面部是指构成冲击吸收构件的平面部的面内的材料不连续的部分、或者相对于该平面部向内侧凹陷的部分或者向外侧突出的部分。作为材料不连续的非平面部的例子，能列举出圆孔或长孔等开口部、缺口。此外，作为向平面部的内侧凹陷的非平面部或者向外侧突出的非平面部的例子，能列举出相对于平面部向内侧凹陷的凹加强筋、向平面部的外侧突出的凸加强筋、或者通过轧花加工而带有凹凸的轧花部。非平面部的具体的形状没有特别的限定。例如在非平面部是孔的情况下，既可以是圆形的孔，也可以是方形的孔。此外，在非平面部是加强筋的情况下，既可以是圆形的加强筋，也可以是方形的加强筋。
[0077]
另外，在平面部被夹在棱线部和非平面部之间的情况下，具有非平面部的冲击吸收构件的平面部的宽度是指从棱线部的圆角节点到非平面部的长度。此外，在平面部被夹在两个非平面部之间的情况下，从一个非平面部到另一个非平面部的长度是平面部的宽度。
[0078]
在此，参照图7说明上述的非平面部的形状例和配置例。图7是具有非平面部的冲
击吸收构件的轴向端部的立体图和表示沿着与轴向垂直的方向剖切的截面的示意图。在图7的(a)所示的例子中，在冲击吸收构件10的轴向端部的平面部形成有缺口作为多个非平面部13。在图7的(b)所示的例子中，形成有比图7的(a)所示的缺口的宽度宽的缺口作为多个非平面部13。图7的(c)是形成有缺口和长孔作为非平面部13的例子。长孔形成于与设有缺口的平面部不同的平面部，此外，轴向上的长孔的形成位置和缺口的形成位置互不相同。
[0079]
本公开的冲击吸收构件的材料例如能列举出钢、铝合金等金属。此外，上述金属的拉伸强度例如优选为780mpa以上。更优选为980mpa以上，进一步优选为1180mpa以上。此外，冲击吸收构件的板厚没有特别的限定，例如为0.5mm以上且5mm以下，也可以为0.5mm以上且1.6mm以下。780mpa以上的材料虽然对于冲击吸收性能有利，但是在抑制由材料的断裂引起的变形的稳定性下降的观点上存在改善的余地。能得出断裂是因弯曲变形而发生的这样的见解，板厚越薄，因相同曲率半径的弯曲变形而产生的应变量越有利。在该观点上，冲击吸收构件的板厚优选为1.6mm以下。此外，冲击吸收构件能够用于通过轴向的压溃来吸收冲击的任意的用途，但作为典型的用途，能列举出汽车用碰撞吸能盒。
[0080]
本公开的冲击吸收构件的制造方法并没有特别的限定，但例如能列举出对具有筒形形状的原材料进行挤压、液压成形(液封成形)及辊轧成形等加工中的任一个或者多个的方法。作为冲击吸收构件的制造方法的另一个例子，能列举出这样的方法：通过对钢板进行冲压弯曲、拉深、卷绕及辊轧成形等的加工中的任一个或者多个，从而形成具有第1截面的筒形形状。为了将筒形形状做成闭合截面，也可以适当进行接合。作为接合方法，例如能列举出点焊、铆接及摩擦搅拌点焊等断续接合、电弧(等离子体)焊、激光焊及摩擦搅拌接合等连续接合。
[0081]
本公开并不限定于上述实施方式。上述实施方式是例示，具有与本公开的权利要求书所记载的技术思想实质上相同的结构并起到相同的作用效果的任何实施方式都包含在本公开的保护范围内。
[0082]
实施例
[0083]
[实施例1]
[0084]
通过fem分析对压曲变形行为进行了评价。在实施例1中，对具有图8的(a)所示的第1截面的冲击吸收构件的压曲变形行为进行了评价。图8的(a)所示的第1截面设定了wp1(11mm)和wp2(9mm)作为沿轴向延伸的平面部p的宽度wp(构成第1截面的边)。另外，虽未图示，但图8的(a)所示的冲击吸收构件的第2截面与图2同样是八边形。此外，将第1截面中的小于180
°
的内角(棱线角)全部设为θ1＝120
°
，并且将4个凹槽的底部顶点的角度(棱线角)全部设为θ2＝90
°
。此外，将棱线曲率半径rr设为5mm，将轴向的长度设为200mm。fem分析使用板厚1.0mm的1180mpa级钢板的材料特性，应变速度依赖性根据cowper-symonds模型考虑，压曲变形时的变形速度(碰撞速度)设为5m/s。
[0085]
[比较例1]
[0086]
在比较例1中，对具有图8的(b)所示的第1截面的冲击吸收构件的压曲变形行为进行了评价。图8的(b)所示的第1截面设定了wp1(10mm)、wp2(12mm)及wp3(8mm)作为沿轴向延伸的平面部p的宽度wp。此外，将第1截面中的小于180
°
的内角(棱线角)全部设为θ1＝90
°
，并且将4个凹槽的底部顶点的角度(棱线角)也全部设为θ1＝90
°
。其他的条件与实施例1相同。
[0087]
[比较例2]
[0088]
在比较例2中，对具有图8的(c)所示的第1截面的冲击吸收构件的压曲变形行为进行了评价。图8的(c)所示的第1截面设定了wp1(12mm)、wp2(8mm)、wp3(9mm)及wp4(12mm)作为沿轴向延伸的平面部p的宽度wp。此外，将第1截面中的小于180
°
的内角(棱线角)全部设为θ1＝90
°
，并且将4个凹槽的底部顶点的角度(棱线角)也全部设为θ1＝90
°
。其他的条件与实施例1相同。将实施例1和比较例1、2的设定条件表示在表1中。
[0089]
[表1]
[0090][0091]
[评价]
[0092]
将实施例1和比较例1、2的fem分析的结果表示在图9中。在图9中，图表的横轴表示载荷点位移δ[mm]，图表的纵轴表示载荷f除以构件的截面积lt而得到的每单位截面积的载荷f/lt[kn/mm2]。如图9所示，可确认：实施例1与比较例1、2相比，在整个压溃行程中载荷水平较高。具体而言，作为位移0mm～125mm的载荷的平均的f
ave
/lt[kn/mm2]在实施例1中为0.53kn/mm2，在比较例1中为0.44kn/mm2，在比较例2中为0.46kn/mm2。即，实施例1与比较例1、2相比，冲击吸收性能和轻量性的平衡(每单位重量的冲击吸收性能)良好。
[0093]
[实施例2、3]
[0094]
通过fem分析对压曲变形行为进行了评价。在实施例2、3中，与实施例1同样，对具有图8的(a)所示的第1截面的冲击吸收构件的压曲变形行为进行了评价。将实施例2、3的设定条件表示在表2中。
[0095]
[表2]
[0096][0097]
[评价]
[0098]
将实施例2、3的fem分析的结果表示在图10、图11中。如图10、图11所示，直到棱线角θ1成为130
°
为止，棱线角θ1越大。f
ave
/lt的值越良好。另一方面，如图11所示，在棱线角θ1为135
°
的情况下，f
ave
/lt的值稍微变小。在此，如图12的(a)所示，图10和图11所示的四边形的标记是压曲稳定地进行的变形模式(类型i)。另一方面，如图12的(b)所示，图11所示的三角形的标记是压曲不稳定地进行的变形模式(“不稳定”)。如图11所示，在棱线角θ1为130
°
的情况下，虽然变形模式成为“不稳定”，但是f
ave
/lt的值最高，因此示出了棱线角θ1特别优选为130
°
以下。
[0099]
[实施例4]
[0100]
在实施例4中，对具有图13的(a)所示的第1截面的冲击吸收构件的压曲变形行为进行了评价。图13的(a)所示的第1截面设定了wp1(16mm)和wp2(14mm)作为平面部p的宽度wp。第2截面是四边形。此外，将第1截面的共有顶点b、d的内角(棱线角)全部设为θ1＝90
°
，将分界顶点i、j、k、l的内角(棱线角)全部设为θ2＝100
°
，将底部顶点a
′
、c
′
的角度(棱线角)全部设为θ3＝110
°
。其他的条件与实施例1相同。
[0101]
[实施例5]
[0102]
在实施例5中，对具有图13的(b)所示的第1截面的冲击吸收构件的压曲变形行为进行了评价。图13的(b)所示的第1截面设定了wp1(16mm)和wp2(14mm)作为平面部p的宽度wp。第2截面是四边形。此外，将第1截面的共有顶点b、d的内角(棱线角)全部设为θ1＝110
°
，将分界顶点i、j、k、l的内角(棱线角)全部设为θ2＝90
°
，将底部顶点a
′
、c
′
的角度(棱线角)全部设为θ3＝110
°
。其他的条件与实施例1相同。
[0103]
[比较例3]
[0104]
在比较例3中，对具有图13的(c)所示的第1截面的冲击吸收构件的压曲变形行为进行了评价。图13的(c)所示的第1截面设定了wp1(16mm)和wp2(14mm)作为平面部p的宽度wp。第2截面是四边形。此外，将第1截面的共有顶点b、d的内角(棱线角)、分界顶点i、j、k、l的内角(棱线角)及底部顶点a
′
、c
′
的角度(棱线角)全部设为110
°
。其他的条件与实施例1相同。将实施例4、5和比较例3的设定条件表示在表1中。
[0105]
[表3]
[0106][0107]
[评价]
[0108]
将实施例4、5和比较例3的fem分析的结果表示在图14中。如图14所示，可确认：实施例4、5与比较例3相比，在整个压溃行程中载荷水平较高。具体而言，在着眼于作为位移0mm～125mm的载荷的平均的f
ave
/lt[kn/mm2]时，实施例4、5的f
ave
/lt与比较例3相比提高了约10％。即，实施例4、5与比较例3相比，冲击吸收性能和轻量性的平衡(每单位重量的冲击吸收性能)良好。
[0109]
附图标记说明
[0110]
10、冲击吸收构件；11、第1截面；12、第2截面；x、凹槽。

技术特征：
1.一种冲击吸收构件，其通过轴向的压溃来吸收冲击，其中，所述冲击吸收构件具有沿着所述轴向延伸的筒形形状，在将所述冲击吸收构件的与所述轴向垂直的截面设为第1截面并将由所述第1截面中的多个边的延长线限定的截面设为第2截面的情况下，所述第2截面是多边形，所述第1截面包括与所述第2截面共有顶点的共有顶点和位于与所述第2截面的顶点对应的位置的凹槽，所述第1截面的顶点的至少一个内角为100
°
以上。2.根据权利要求1所述的冲击吸收构件，其中，所述第1截面包括多个所述共有顶点和多个所述凹槽，至少两个所述凹槽配置于与所述第2截面中的同一条对角线上的顶点分别对应的位置，所述对角线是从一个顶点延伸的多条对角线中的最长的对角线。3.根据权利要求1或2所述的冲击吸收构件，其中，所述第1截面包括多个所述共有顶点和多个所述凹槽，所述共有顶点和所述凹槽沿着所述第1截面的周向交替地配置。4.根据权利要求1～3中任一项所述的冲击吸收构件，其中，在所述第1截面中，相邻的边的长度不同。5.根据权利要求4所述的冲击吸收构件，其中，以相邻的平面部的宽度成为互不相同的长度的方式设有非平面部。6.根据权利要求1～5中任一项所述的冲击吸收构件，其中，在所述第1截面中，小于180
°
的内角全部为75
°
以上且135
°
以下，所述凹槽的底部顶点的角度全部为75
°
以上且135
°
以下。7.根据权利要求1～6中任一项所述的冲击吸收构件，其中，所述第1截面不具有凸缘部。8.根据权利要求1～7中任一项所述的冲击吸收构件，其中，所述第1截面在内部不具有分隔壁部。

技术总结
一种冲击吸收构件，其通过轴向的压溃来吸收冲击，其中，上述冲击吸收构件具有沿着上述轴向延伸的筒形形状，在将上述冲击吸收构件的与上述轴向垂直的截面设为第1截面并将由上述第1截面中的多个边的延长线限定的截面设为第2截面的情况下，上述第2截面是多边形，上述第1截面包括与上述第2截面共有顶点的共有顶点和位于与上述第2截面的顶点对应的位置的凹槽，上述第1截面的顶点的至少一个内角为100


技术研发人员：三日月丰
受保护的技术使用者：日本制铁株式会社
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2023/6/26