衝撃吸収部材
【課題】より高い衝撃吸収性を有する衝撃吸収部材を提供すること。
【解決手段】互いに距離を隔てて略平行に対向配置された正面板２及び背面板３と、正面板２と背面板３との間に配置され両者を連結する４枚の連結板４とよりなる衝撃吸収部材１である。その横断面形状において、４枚の連結板４は、正面板２に直交する対称軸Ｃに関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ対称軸Ｃに対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転する。正面板２及び背面板３の両端のすべてには、連結板４との交点部よりも外側に延長された突出部２５、３５を有している。正面板２の外側面２１と背面板３の外側面３１との間の距離をＨとし、衝撃吸収部材１の厚み方向１９１における中立軸ＯHと正面板２の外側面２１との最短距離をｈとすると、０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する。
【解決手段】互いに距離を隔てて略平行に対向配置された正面板２及び背面板３と、正面板２と背面板３との間に配置され両者を連結する４枚の連結板４とよりなる衝撃吸収部材１である。その横断面形状において、４枚の連結板４は、正面板２に直交する対称軸Ｃに関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ対称軸Ｃに対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転する。正面板２及び背面板３の両端のすべてには、連結板４との交点部よりも外側に延長された突出部２５、３５を有している。正面板２の外側面２１と背面板３の外側面３１との間の距離をＨとし、衝撃吸収部材１の厚み方向１９１における中立軸ＯHと正面板２の外側面２１との最短距離をｈとすると、０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃吸収性能が求められる車両用バンパー装置等に用いられる衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前方又は後方には、車両の衝突等によって発生する衝撃を可能な限り吸収して、車体への損傷を緩和するための車両用バンパー装置が取り付けられている。そして、車両用バンパー装置には、衝撃吸収部材として、衝撃エネルギーを自身の変形で吸収するバンパーレインフォースメントが適用されている。
【０００３】
上記バンパーレインフォースメントは、一般的に、衝撃を受ける側の正面板と、車体側の背面板を互いに距離を隔てて略平行に対向配置し、上記正面板と上記背面板とを連結する複数枚の連結板からなる構造を有しており、断面は、主に、「日」字状又は「目」字状の形状を有している。
そして、正面板に衝撃が加わると、荷重は、正面板から連結板、そして背面板へと伝わり、荷重が増加するにつれて連結板が座屈して車体側に加わる衝撃を緩和するものである。
【０００４】
上記バンパーレインフォースメントは、近年、車両の軽量化等の観点から、その材料としてアルミニウム合金材の押出材が使用されるようになりつつある。
また、バンパーレインフォースメントについて、衝撃吸収性を向上させる技術が報告されている（特許文献１〜３）。
しかしながら、更なる衝撃吸収性の向上や軽量化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５９２９６号公報
【特許文献２】特開２００９−２２７２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、より高い衝撃吸収性を有する衝撃吸収部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、厚み方向に荷重入力を受ける正面板と、該正面板に対して距離を隔てて略平行に対向配置された背面板と、上記正面板と上記背面板との間に配置され両者を連結する４枚の連結板とよりなる衝撃吸収部材であって、
横断面形状において、上記４枚の連結板は、上記正面板に直交する対称軸に関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ該対称軸に対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転し、
上記正面板及び上記背面板の幅方向における両端のすべてには、上記連結板との交点部よりも外側に延長された突出部を有しており、
上記横断面形状において、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とし、さらに上記正面板と上記背面板と上記連結板との構造によって決定され、断面一次モーメントが０となる上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸と、上記正面板の外側面との最短距離をｈとすると、
０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するよう構成されていることを特徴とする衝撃吸収部材にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の衝撃吸収部材の上記４枚の連結板は、上記のように、横断面形状において（以下、適宜、この記載を省略する）、上記正面板に直交する上記対称軸に対して傾斜して配置されている。そのため、衝撃エネルギーの吸収性を向上させることができる。
【０００９】
また、上記連結板の傾斜方向を交互に逆転させ、かつ、上記対称軸に関して２枚ずつ線対称に配置することにより、優れた座屈強度及び剛性を得ることができる。
さらに、上記正面板及び上記背面板の幅方向における両端のすべてに、上記連結板との交点部よりも外側に延長して突出部を形成することにより、上記衝撃吸収部材の座屈強度及び剛性を向上させることができる。
【００１０】
特に、本発明の上記衝撃吸収部材は、上記横断面形状において、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とし、さらに上記正面板と上記背面板と上記連結板との構造によって決定され、断面一次モーメントが０となる上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸と上記正面板の外側面との最短距離をｈとすると、０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するよう構成されている。即ち、上記衝撃吸収部材においては、上記中立軸の位置が上記正面板と上記背面板との厚み方向における中間の位置よりも、上記関係式の範囲内で上記正面板側に偏っている。そのため、上記衝撃吸収部材においては、単位質量当たりの最大曲げモーメントを大きくすることができる。また、断面剛性を十分に高めることができる。それ故、上記衝撃吸収部材は、優れた剛性を示すことができるため、優れた衝撃エネルギー吸収性を発揮することができる。
【００１１】
このように、上記衝撃吸収部材は、剛性及び衝撃吸収性に優れているため、外形寸法を小さくしても、例えばｈ／Ｈ＝０．５の衝撃吸収部材と同等の性能を発揮することができる。また、同じ大きさのものでも、肉厚を薄くしても、ｈ／Ｈ＝０．５の衝撃吸収部材と同等の性能を発揮することができる。つまり、衝撃吸収部材の薄肉化、小型化で軽量化を図ることができる。
【００１２】
ｈ／Ｈ＜０．２５の場合には、単位質量当たりの断面剛性が小さくなり、また、単位質量当たりの最大曲げモーメントも低下するおそれがある。それ故、剛性及び衝撃吸収性能を十分に向上させることができず、軽量化が困難になる。
一方、ｈ／Ｈ＞０．４５の場合には、単位質量当たりの最大曲げモーメントが低下するおそれがある。そのため、十分な衝撃吸収性能が示すことができなくなるおそれがある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における、衝撃吸収部材（試料３）の横断面形状を示す説明図。
【図２】実施例１における、衝撃吸収部材の全体構造を示す説明図。
【図３】実施例１における、衝撃吸収部材（試料２）の横断面形状を示す説明図。
【図４】実施例１における、衝撃吸収部材（試料１）の横断面形状を示す説明図。
【図５】実施例１における、衝撃吸収部材（試料４）の横断面形状を示す説明図。
【図６】実施例１における、衝撃吸収部材（試料５）の横断面形状を示す説明図。
【図７】実施例２における、衝撃吸収部材（試料６）の横断面形状を示す説明図。
【図８】実施例２における、衝撃吸収部材（試料７）の横断面形状を示す説明図。
【図９】実施例２における、衝撃吸収部材（試料８）の横断面形状を示す説明図。
【図１０】実施例３における、衝撃吸収部材のｈ／Ｈと最大曲げモーメントとの関係を示す説明図。
【図１１】実施例３における、衝撃吸収部材のｈ／Ｈと単位質量当たりの最大曲げモーメントとの関係を示す説明図。
【図１２】実施例３における、衝撃吸収部材のｈ／Ｈと単位質量当たりの断面剛性との関係を示す説明図。
【図１３】実施例３における、３点曲げ試験の方法を示す説明図。
【図１４】実施例３における、２種類の衝撃吸収部材（ｈ／Ｈ＝０．３３、ｈ／Ｈ＝０．４８）についての３点曲げ試験による単位質量あたりの荷重と変位との関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の衝撃吸収部材は、上述したように、互いに距離を隔てて略平行に対向配置された正面板及び背面板と、上記正面板と上記背面板との間に配置され両者を連結する４枚の連結板とよりなる衝撃吸収部材である。上記正面板は、その厚み方向に荷重入力を受ける部分である。
【００１５】
上記衝撃吸収部材を構成する上記正面板、上記背面板、及び上記連結板は、アルミニウム合金、鉄合金、マグネシウム合金等の金属材料、あるいは樹脂材料等、いずれの材料からなるものであってもよい。
好ましくは、上記正面板、上記背面板、及び上記連結板は、アルミニウム合金、鋼、又は樹脂よりなることがよい（請求項８）。
その中でも、軽量化の観点から、上記正面板、上記背面板、及び上記連結板は、アルミニウム合金よりなることが好ましい。また、アルミニウム合金の中でも、特に、強度特性に優れた６０００系、７０００系等のアルミニウム合金よりなることが好ましい。
また、上記衝撃吸収部材は、押出成形により得ることが好ましいが、溶接、鋳造、鍛造等、その他の加工方法を用いて作製されてもよい。
【００１６】
また、上記４枚の連結板は、上記正面板に直交する対称軸に関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ該対称軸に対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転している。
つまり、上記４枚の連結板を、一方の端の連結板から順に第１連結板〜第４連結板とすると、上記第１連結板と上記第３連結板の傾斜方向は同じであり、上記第２連結板と第４連結板の傾斜方向は同一である。
また、上記第１連結板と上記第４連結板とは、上記対称軸に関して線対称に配置され、傾斜方向は逆であるが傾斜角度は同じである。また、上記第２連結板と上記第３連結板とは、横断面形状において、上記対称軸に関して線対称に配置され、傾斜方向は逆であるが傾斜角度は同じである。
【００１７】
また、上記衝撃吸収部材は、横断面において、上記第１連結板、正面板、第２連結板、及び背面板により台形様の形状が形成されるが、該台形様形状を構成する上記正面板の辺又は曲線が上記背面板の辺又は曲線よりも長くなるように連結板を配置することが好ましい。
【００１８】
上記正面板と上記背面板と上記連結板との上述の配置構造によって形成される上記衝撃吸収部材においては、上記横断面形状において、断面一次モーメントが０となる中立軸が存在する。中立軸は、上記衝撃吸収部材の厚み方向にも幅方向にも存在する。以下、適宜便宜上、厚み方向の中立軸を「厚方向中立軸」、幅方向の中立軸を「幅方向中立軸」という。
厚方向中立軸は、上記衝撃吸収部材の厚み方向（上記正面板及び上記背面板に直交する方向）における断面一次モーメントが０となる位置に存在する中立軸であり、厚方向中立軸自体は上記衝撃吸収部材の幅方向（上記正面板及び上記背面板と平行な方向）に存在する。
幅方向中立軸は、上記衝撃吸収部材の幅方向（上記正面板及び上記背面板と平行方向）における断面一次モーメントが０となる位置に存在する中立軸であり、幅方向中立軸自体は上記衝撃吸収部材の厚み方向（上記正面板及び上記背面板と直交する方向）に存在する。
【００１９】
本発明においては、上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸と上記正面板の外側面との最短距離をｈとし、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とすると、０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するよう構成されている。即ち、上記中立軸（厚方向中立軸）の位置を上記正面板側に０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するように偏らせた構造を採用している。
上記厚方向中立軸を上記正面板側に偏らせる具体的な構成については後述するが、例えば上記正面板の厚みを上記背面板の厚みよりも大きくしたり、上記正面板と上記連結板との連結部及び／又は上記背面板と上記連結板との連結部を曲面で形成したり、上記衝撃吸収部材の幅方向における中立軸である上記幅方向中立軸を上記連結板の対称軸から偏らせることにより、実現できる。これらの具体的な実現手段は、それぞれ１つの実現手段で構成することもできるし、２つ以上の実現手段を組み合わせて構成することもできる。
【００２０】
次に、上記衝撃吸収部材においては、上記正面板の幅寸法の半分の長さをＬ（ｍｍ）とすると、２０≦Ｈ≦１００、かつ０．６≦Ｈ／Ｌ≦１．４を満足することが好ましい（請求項２）。
この場合には、より衝撃吸収性能を向上させることができる。
上記Ｈが２０ｍｍ未満である場合には、上記連結板の長さが短くなり、衝撃を十分に吸収できるだけの変形量を確保することが困難になるおそれがある。一方、上記Ｈが１００ｍｍを超える場合には、上記連結板の長さが長くなり、連結板が幅方向において対称に座屈せず幅方向の一方に偏った座屈形態が生じやすくなり、衝撃吸収量（耐荷重）の絶対値が低くなるおそれがある。
【００２１】
また、０．６≦Ｈ／Ｌ≦１．４という関係を満足することにより、実用的な幅寸法範囲において、上記連結板の座屈形態が幅方向においてほぼ対称となり、衝撃吸収性能をより向上させることができる。
上記Ｈ／Ｌが０．６未満の場合には、幅寸法に比べて厚み方向の寸法が小さすぎて、実用的な幅寸法範囲においては、衝撃を十分に吸収できるだけの変形量を確保することが困難になるおそれがある。一方、上記Ｈ／Ｌが１．４を超える場合には、上記連結板が幅方向で対称に座屈せず幅方向の一方に片寄った座屈を生じやすくなるため、衝撃吸収性が低下するおそれがある。
【００２２】
さらに、上記Ｌは、上述のＨ及びＨ／Ｌの範囲によって決定する範囲にすることができる。
この場合には、車両用の衝撃吸収部材として、随所に適用可能となる。例えば、適用対象としてドアインパクトバーやバンパーレインフォースメント等はもちろん、トラックのあおりにも適用することができる。
【００２３】
上記Ｌが小さすぎる場合には、例えば高強度アルミニウム合金等の高強度な材料で上記衝撃吸収部材を構成する場合に、押出加工等の加工が困難になるおそれがある。一方、上記Ｌが大きすぎる場合には、押出加工等の製造可能範囲を超えるおそれがあり、たとえ加工後に溶接等により接合して得ることができたとしてもコスト上不利である。それ故、好ましくは２０ｍｍ≦Ｌ≦１２５ｍｍの範囲がよい。
【００２４】
次に、上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記背面板の厚みをｔ２（ｍｍ）とすると、ｔ１＞ｔ２であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記中立軸の位置を上記正面板側に偏らせることができ、上述の０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する上記衝撃吸収部材を容易に実現することができる。
【００２５】
また、上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記背面板の厚みをｔ２（ｍｍ）とすると、上記連結板の厚みをｔ３とすると、２．５≦ｔ１≦１５、１≦ｔ２≦５、１≦ｔ３≦５であることが好ましい（請求項４）。
上記衝撃吸収部材は、上記背面板及び上記連結板を１ｍｍ〜５ｍｍの厚さとしても、充分な強度を得ることができる。
【００２６】
ｔ１＜２．５の場合には、ｈ／Ｈ≦０．４５となるまで中立軸を上記正面板側に偏らせることが困難になるおそれがある。一方、ｔ１＞１５を超える場合には、衝撃吸収部材全体の重量が増し、軽量化に結びつかなくなるおそれがある。より好ましくは、３ｍｍ≦ｔ１≦７ｍｍの範囲がよい。
また、ｔ２＜１、ｔ３＜１の場合には、押出性が悪く、製品を作製するのが難しくなる。一方、ｔ２＞５、ｔ３＞５の場合には、衝撃吸収部材全体の重量が増し、軽量化に結びつかなくなるおそれがある。より好ましくは１ｍｍ≦ｔ２≦３ｍｍ、１ｍｍ≦ｔ３≦３ｍｍの範囲がよい。
【００２７】
また、上記正面板と上記連結板との連結部、及び／又は上記背面板と上記連結板との連結部は曲面で形成されており、上記正面板側の上記連結部における曲率半径をＲ１とし、上記背面板の上記連結部における曲率半径をＲ２とすると、Ｒ１≧Ｒ２であることが好ましい（請求項５）。
即ち、上記正面板の内側面における上記連結板との連結部及び／又は上記背面板の内側面における上記連結板との連結部を、曲率半径Ｒを付与するために曲面で形成し、上記正面板側の曲率半径Ｒ１の大きさを上記背面板側の曲率半径Ｒ２の大きさ以上にすることが好ましい。
この場合には、上記衝撃吸収部材の剛性を高めることができる。また、上記中立軸の位置を上記正面板側に偏らせると共に、上述の０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する上記衝撃吸収部材を容易に実現することができる。
Ｒ１＜Ｒ２の場合には、上述の０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する上記衝撃吸収部材を実現することが困難になるおそれがある。より好ましくは、Ｒ１＞Ｒ２である。
【００２８】
次に、上記対称軸は、上記横断面形状において、上記正面板及び上記背面板の幅方向における中央の点を通る軸と一致させることができる。
この場合には、横断面形状において、上記衝撃吸収部材の全体形状を上記対称軸について線対称にすることができ、成形が容易になる。また、この場合には、上記衝撃吸収部材の幅方向における中立軸（幅方向中立軸）を上記対称軸に一致させることができる。
【００２９】
好ましくは、上記衝撃吸収部材の幅方向における中立軸を上記対称軸から幅方向に偏らせてあることがよい（請求項６）。
この場合には、上記中立軸（厚方向中立軸）の位置を上記正面板側に偏らせると共に、上述の０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する上記衝撃吸収部材を容易に実現することができる。
【００３０】
上記幅方向中立軸の偏りは、上記横断面形状において、例えば少なくとも上記正面板における一方の突出部を、上記正面板におけるもう一方の突出部よりも長くすることにより実現することができる。また、上記背面板の突出部については、上記正面板に合わせてその一方の突出部を延長させることができるが延長させなくてもよい。
【００３１】
また、上記正面板は、上記突出部に、周囲よりも厚みの大きな肉厚部を有することが好ましい（請求項７）。
この場合には、断面二次モーメントが向上し、断面剛性を向上させることができる。
好ましくは、上記横断面形状において、上記肉厚部は上記正面板の上記突出部における末端に形成されていることが好ましい。特に、上述のごとく、上記正面板における一方の突出部を上記正面板における他方の上記突出部よりも長くする場合には、長くする側の上記突出部に上記肉厚部を形成することが好ましい。
なお、上記肉厚部は上記正面板の一部であるが、上記肉厚部を形成する場合において、上記正面板の厚みｔ１は該肉厚部を除いた部分の厚みである。
上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記肉厚部の厚みをｔ１’（ｍｍ）とすると、２．５≦ｔ１＜ｔ１’≦１５であることが好ましい。
【００３２】
上記衝撃吸収部材は、車両用バンパー装置に組み込まれるバンパーレインフォースメント用であることが好ましい（請求項９）。
上記衝撃吸収部材は、充分な強度を有することができるため、軽量化の求められている車両用バンパー装置に好適に用いることができる。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
本例においては、本発明の実施例にかかる衝撃吸収部材について、図１及び図２を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、本例の衝撃吸収部材１は、互いに距離を隔てて略平行に対向配置された正面板２及び背面板３と、上記正面板２と上記背面板３との間に配置され両者を連結する４枚の連結板４とよりなる。そして、図１に示す横断面形状において、上記４枚の連結板４は、正面板２及び背面板３に直交する対称軸Ｃに関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ、対称軸Ｃに対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転する。
【００３４】
また、上記正面板２及び上記背面板３の両端のすべてには、上記連結板４との交点部よりも外側に延長された突出部２５、３５を有している。そして、衝撃吸収部材１は、図２に示すように、図１の紙面と直交する方向を長手方向とする長尺材として作製される。本例において長手方向の長さは１５００〜１９００ｍｍ程度である。
【００３５】
具体的には、上記正面板２、上記背面板３、及び上記連結板４は、アルミニウム合金（材質、質別：６Ｎ０１−Ｔ５、耐力：２２０ＭＰａ）よりなる。
また、衝撃吸収部材１には、図１に示すごとく、上記正面板２と背面板３と連結板４との構造によって決定され、衝撃吸収部材１の厚み方向１９１における断面一次モーメントが０となる中立軸である厚方向中立軸ＯHが存在する。この厚方向中立軸ＯHと正面板２の外側面２１との最短距離をｈとすると、本例の衝撃吸収部材においてはｈ／Ｈ＝０．３３であり、厚方向中立軸ＯHは正面板２側に偏っている。
【００３６】
本例においては、正面板２の厚みｔ１は５ｍｍ、背面板３の厚みｔ２は２ｍｍであり、正面板２は背面板３よりも厚みが大きい。また、連結板４の厚みｔ３は２ｍｍである。正面板２と連結板４との連結部、及び背面板３と連結板４との連結部は曲面で形成されている。正面板２側の連結部における曲率半径をＲ１とし、背面板３側の連結部における曲率半径をＲ２とすると、Ｒ１＞Ｒ２である。
【００３７】
また、図１に示すごとく、正面板２と背面板３とは、衝撃吸収部材１の厚み方向１９１に所定の距離をあけて略平行に配置されている。本例において、正面板２の外側面２１と上記背面板３の外側面３１との間の距離Ｈ、即ち、衝撃吸収部材の厚みＨは、７７ｍｍである。
また、正面板２と背面板３は、幅方向１９２の長さが互いに同一であると共に、これらの長さが対称軸Ｃに関して対称になっている。即ち、正面板２及び背面板３の幅方向の中央の点を通りこれらに直交する中心軸ＯCを想定すると、この中心軸ＯCは対称軸Ｃに一致し、図１に示す横断面形状において、衝撃吸収部材１は、その全体形状が対称軸Ｃに関して対称になる。正面板２及び背面板３の幅寸法の半分の長さＬは６１．５ｍｍである。つまり、（Ｈ／Ｌ）＝１．２５である。
以上の構成を有する衝撃吸収部材１を試料３とする。
【００３８】
本例においては、正面板２と背面板３の厚みを変えて合計５種類の衝撃吸収部材（試料１〜５）を作製した。具体的には、上述の試料３に比べて、背面板３に対する正面板２の厚みを大きくした２種類の衝撃吸収部材（試料１及び試料２；図３及び図４参照）と、背面板に対する正面板の厚みを小さくした２種類の衝撃吸収部材（試料４及び試料５；図５及び図６参照）を作製した。これらの衝撃吸収部材１においては、正面板２と背面板３の厚みを変化させると、厚方向中心軸ＯHの位置が変化する。各試料１〜５について、上記ｈ／Ｈ、Ｈ、Ｌ、ｔ１、ｔ２、及びｔ３をそれぞれ表１に示す。これらの試料は、正面板２と背面板３の厚み（ｔ１及びｔ２）及びＲの大きさを変更した点を除いては、上述の試料３と同様の基本構成を有する。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１より知られるごとく、背面板３に対する正面板２の厚みを変更すると、厚さ方向中立軸ＯHの位置が変化してｈ／Ｈが変化することがわかる。背面板３に対する正面板２の厚みを大きくするほど、中立軸ＯHは正面板２側に近づいてｈ／Ｈは小さくなる。
例えば、試料３に比べて背面板３に対する正面板２の厚みをより大きくした試料２においては、図３に示すごとく、中立軸ＯHの位置がより正面板２側に偏る。さらに一層正面板２の厚みを大きくした試料１においては、図４に示すごとく、中立軸ＯHの位置もより一層正面板２側に偏る。
【００４１】
また、試料３に比べて背面板３に対する正面板２の厚みを小さくした試料４においては、図５に示すごとく、試料３に比べて中立軸ＯHの位置が正面板２から離れる方向に移動する。さらに一層正面板２の厚みを小さくした試料５においては、図６に示すごとく、試料３に比べて中立軸ＯHの位置がさらに一層正面板２から離れる方向に移動する。
このように、本例によれば、正面板２及び背面板３の厚みを変えることにより、中立軸ＯHの位置を変化させてｈ／Ｈを制御できることがわかる。
【００４２】
（実施例２）
本例は、衝撃吸収部材の幅方向における中立軸を対称軸から幅方向に偏らせてある衝撃吸収部材の例である。
図７に示すごとく、本例の衝撃吸収部材１は、実施例１と同様に、互いに距離を隔てて略平行に対向配置された正面板２及び背面板３と、上記正面板２と上記背面板３との間に配置され両者を連結する４枚の連結板４とよりなり、正面板２、上記背面板３、及び上記連結板４は、アルミニウム合金（材質、質別：６Ｎ０１−Ｔ５、耐力：２２０ＭＰａ）よりなる。
【００４３】
そして、図７に示す横断面形状において、上記４枚の連結板４は、正面板２及び背面板３に直交する対称軸Ｃに関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ、対称軸Ｃに対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転する。
正面板の厚みｔ１、背面板の厚みｔ２、連結板の厚みｔ３は、それぞれｔ１＝７ｍｍ、ｔ２＝２ｍｍ、ｔ３＝２ｍｍである。また、実施例１と同様に、横断面形状における正面板２の外側面２１と背面板３の外側面３１との間の距離Ｈは、７７ｍｍであり、正面板及び背面板の幅２Ｌは、１２３ｍｍである。そして、衝撃吸収部材１は、図２に示すように、図１の紙面と直交する方向を長手方向とする長尺材として作製される。長手方向の長さは実施例１と同様に１５００〜１９００ｍｍ程度である。
【００４４】
また、図７に示す横断面形状において、上記正面板２には、上記連結板４との交点部よりも幅方向１９２外側に延長された突出部２５１、２５２が形成されている。同様に、背面板３にも、連結板４との交点部よりも幅方向１９２外側に延長された突出部３５１、３５２が形成されている。同図に示すごとく、本例の衝撃吸収部材１においては、正面板２における一方の突出部２５１を、正面板２におけるもう一方の突出部２５２よりも長くしてある。背面板３についても、正面板２の突出部２５１、２５２に合わせて、一方の突出部３５１をもう一方の突出部３５２よりも長くしてある。そのため、本例においては、正面板２及び背面板３の長さは、対称軸Ｃに関して非対称になる。
【００４５】
横断面形状における正面板２及び背面板３の幅２Ｌは、実施例１と同様に２Ｌ＝１２３ｍｍであるが、正面板２及び背面板３の幅方向１９２における端部から連結板の対称軸までの距離はＬｍｍ、即ち６１．５ｍｍにはならない。正面板２においては、長さを大きくした突出部２５１側の端部から対称軸Ｃまでの距離Ｌ1は、６４．５ｍｍであり、もう一方の端部から対称軸Ｃまでの距離Ｌ2は、５８．５ｍｍである。また、背面板３についても、正面板２の長さに合わせて一方の突出部３５１の長さをもう一方の突出部３５２よりも大きくしてあるため、突出部３５１側の端部から対称軸Ｃまでの距離はＬ1ｍｍであり、もう一方の端部から対称軸Ｃまでの距離はＬ2ｍｍである。
【００４６】
このような構成の衝撃吸収部材を試料６とすると、試料６においては、上述のごとく正面板２の幅方向１９２における一方の突出部２５１の長さをもう一方の突出部２５２よりも大きくしてある。そのため、衝撃吸収部材１の幅方向１９２（正面板２及び背面板３と平行方向）における断面一次モーメントが０となる位置に存在する中立軸、即ち、幅方向中立軸ＯLの位置を偏らせることができる。幅方向中立軸ＯLは、正面板２におけるより長い突出部２５１側に偏る。
実施例１においては、正面板２における両端に形成された突出部２５の長さは同じであり、横断面形状において衝撃吸収部材１の形状は、対称軸Ｃに関して対称であった（図１参照）。本例においては、図７に示すごとく、衝撃吸収部材１の形状は、対称軸Ｃに関して対称にはならない。そして、幅方向中立軸ＯLは、対称軸Ｃから幅方向１９２に偏り幅Δ＝６ｍｍだけより長い突出部２５１側に偏る。
【００４７】
図７に示す試料６においては、上述のような構成を採用することにより、荷重を受ける正面板と背面板の支持位置とがずれるような場合に対応することができる。厚方向中立軸ＯHと正面板２の外側面２１との最短距離をｈ（ｍｍ）とし、衝撃吸収部材１の厚み、即ち正面板２の外側面２１と背面板３の外側面３１との間の距離をＨ（ｍｍ）とすると、本例においてｈ／Ｈは０．３３３になる。
【００４８】
次に、正面板における突出部の端部に肉厚部を形成した衝撃吸収部材（試料７）について説明する。
試料７の衝撃吸収部材１は、図８に示すごとく、上記試料６と同様に、正面板２における一方の突出部２５１の長さを、正面板２におけるもう一方の突出部２５２よりも大きくしてある。試料７においては、正面板２の長さを大きくした側の突出部２５１の端部に周囲よりも厚みの大きな肉厚部２５０を形成してある。
【００４９】
試料７においては、２Ｌ＝１２３ｍｍ、Ｈ＝７７ｍｍ、ｔ１＝４ｍｍ、ｔ２＝２ｍｍ、連結板幅ｔ３＝２ｍｍであり、肉厚部２５０の厚みをｔ４、幅をｗとすると、ｔ４＝８ｍｍ、ｗ＝８ｍｍである。また、Ｌ1＝６４．５ｍｍであり、Ｌ2＝５８．５ｍｍであり、背面板３についても、正面板２と同様に、一方の突出部３５１の長さをもう一方の突出部３５２よりも大きくし、正面板２と背面板３の幅（２Ｌ）を同じにしてある。
【００５０】
かかる構成の試料７においても、試料６と同様に、幅方向中立軸ＯLを、正面板２におけるより長い突出部２５１側に偏り幅Δ＝６ｍｍだけ偏らせることができる。
さらに上記構成を採用することにより、試料７においても、衝撃吸収部材１の厚方向中立軸ＯHを正面板２側に偏らせることができ、上記ｈ／Ｈは０．３８になる。
【００５１】
上記試料６及び試料７においては、正面板２における一方の突出部２５１の長さをもう一方の突出部２５２よりも大きくし、背面板３についても正面板と同様に、一方の突出部３５１の長さをもう一方の突出部３５２よりも大きくして正面板２と背面板３の幅（２Ｌ）を同じにしたが、背面板３の突出部３５１、３５２の長さは、正面板に合わせて必ずしも大きくする必要はない。以下、その具体例である試料８について説明する。
【００５２】
図９に示すごとく、試料８においては、試料６及び試料７と同様に、正面板２における一方の突出部２５１の長さをもう一方の突出部２５２よりも大きくしてある。横断面形状において正面板２の長さは対称軸Ｃについて非対称になる。
背面板３については、横断面形状においてその長さを対称軸Ｃについて対称にし、背面板３における両端の突出部３５１、３５２を正面板２の突出部２５１、２５２よりも幅方向１９２の内側に後退させてある。
【００５３】
具体的には、試料８においては、正面板２の幅を２Ｌ、正面板２において長さの大きい側の突出部２５１の端部から対称軸までの距離をＬ1、もう一方の突出部２５２の端部から対称軸までの距離をＬ2とすると、２Ｌ＝１２３ｍｍ、Ｌ1＝６４．５ｍｍで、Ｌ2＝５８．５ｍｍである。
また、背面板３の幅を２Ｌ’、横断面形状において、正面板２の長さの大きい側の突出部２５１と同じ側にある背面板３の突出部３５１の端部から対称軸Ｃまでの距離をＬ3、背面板３のもう一方の突出部３５２、即ち、正面板２の長さの短い側の突出部２５２と幅方向１９２において同じ側にある背面板３の突出部３５２の端部から対称軸Ｃまでの距離をＬ4とすると、２Ｌ’＝１０４ｍｍ、Ｌ3＝Ｌ4＝５２ｍｍである。正面板２における長さの大きい側の突出部２５１は突出幅ｄ１（ｄ＝１６）ｍｍだけ背面板３の突出部３５２よりも突出しており、正面板２の長さが小さい側の突出部２５２は突出幅ｄ２（ｄ２＝３）ｍｍだけ背面板３の突出部３５２よりも突出しいている。
また、試料８においては、Ｈ＝７７ｍｍ、ｔ１＝５．５ｍｍ、ｔ２＝２ｍｍ、連結板幅ｔ３＝２ｍｍである。
【００５４】
かかる構成の試料８においても、試料６及び７と同様に、幅方向中立軸ＯLを、正面板２におけるより長い突出部２５１側に偏らせることができる。試料８においては、幅方向中立軸ＯLの対称軸Ｃからの偏り幅Δは４ｍｍである。
さらに上記構成を採用することにより、衝撃吸収部材１の厚方向中立軸ＯHを正面板２側に偏らせることができる。横断面形状において試料８の上記ｈ／Ｈは０．３５になる。
【００５５】
このように、正面板２の幅方向１９２の長さを対称軸Ｃに関して非対称にすることにより、衝撃吸収部材１の幅方向における中立軸である幅方向中立軸ＯLを上記対称軸Ｃから幅方向に偏らせることができる（図７〜図９参照）。このとき、幅方向中立軸ＯLは、上記対称軸Ｃに関して幅方向の長さが大きくなる側に偏らせることができる。
【００５６】
（実施例３）
本例は、上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸（厚方向中立軸）の位置と、最大曲げモーメント、単位質量当たり最大曲げモーメント、及び単位質量当たり断面剛性との関係を調べた例である。
即ち、実施例１及び２において、正面板と背面板の厚みや、対称軸と幅方向中立軸との位置関係等を変えることにより、厚方向中立軸の位置を制御できることがわかる。本例においては、この厚方向中立軸と衝撃吸収性能及び剛性との関係を調べた。
【００５７】
具体的には、実施例１及び実施例２と同様にして、厚方向中立軸の位置を変えた複数の衝撃吸収部材を検討した。これらの衝撃吸収部材について、最大曲げモーメント（Ｎ・ｍｍ）、単位質量当たり最大曲げモーメント（Ｎ・ｍｍ／ｋｇ）、及び単位質量当たり断面剛性（Ｎ・ｍｍ2／ｋｇ）を測定した。その結果をそれぞれ図１０〜図１２に示す。図１０〜図１１においては、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離Ｈ（ｍｍ）とし、厚方向中立軸と上記正面板の外側面との最短距離ｈとしたときのｈ／Ｈと、最大曲げモーメント、単位質量当たり最大曲げモーメント、及び単位質量当たり断面剛性の関係をそれぞれ示す。
【００５８】
最大曲げモーメントは、３点曲げ試験により、次のようにして測定することができる。
即ち、図１３に示すように、正面板２を外側、背面板３を内側に配して、長手方向に沿って内Ｒ＝３０００ｍｍに曲げた衝撃吸収部材１を、支持台６（幅＝２００ｍｍ）を用いてスパンＳ＝８００ｍｍで支持し、外Ｒ側（正面板２側）に平板７を介して荷重Ｆを負荷する試験を行った。荷重は、試験機のロードセルにより連続測定した。スパン中央の内Ｒ側の点Ｑに変位計を取り付けて、変位を連続測定した。そして、かかる３点曲げ試験において、座屈発生時の最大荷重Ｆ（Ｎ）を求め、次式により、最大曲げモーメント（Ｍ）を測定することができる。
Ｍ＝Ｆ×ｓ／４（ｓ：スパン（ｍｍ））
また、単位質量当たり最大曲げモーメントは、上述の最大曲げモーメントを衝撃吸収部材の質量で除算することにより算出することができる。
【００５９】
また、単位質量当たりの断面剛性は、断面二次モーメントをＩ、ヤング率（縦弾性係数）をＥとし、衝撃吸収部材の質量をＱとすると、Ｉ×Ｅ／Ｑ（単位は、Ｎ／ｍｍ2×ｍｍ4／ｋｇ＝Ｎ・ｍｍ2／ｋｇ）という式に基づいて算出できる。なお、アルミニウム合金のヤング率Ｅは、７０ｋＮ／ｍｍ2である。
【００６０】
最大曲げモーメントは、衝撃吸収部材の衝撃吸収時に設定できる最大荷重を規定することができる。最大荷重を高くできることは高吸収エネルギーと同義である。そのため、単位質量あたりの最大曲げモーメントが高いことが、軽量で衝撃吸収性能に優れた衝撃吸収部材を実現するために要求される。
図１０より知られるごとく、ｈ／Ｈと最大曲げモーメントとの関係は、ほぼ直線的な負の相関関係にあり、ｈ／Ｈが大きいほど最大曲げモーメントが小さくなる。
また、図１１より知られるごとく、単位質量当たりの最大曲げモーメントは、ｈ／Ｈとの関係において最適範囲が存在する。同図より知られるごとく、ｈ／Ｈ≦０．４５の範囲において、衝撃吸収部材の単位質量当たりの最大曲げモーメントを実用上十分に高めることができる。より好ましくは０．３≦ｈ／Ｈ≦０．４０がよい。
【００６１】
また、図１２より知られるごとく、ｈ／Ｈと単位質量当たりの正の相関関係にあり、ｈ／Ｈが大きいほど断面剛性が大きくなる。ただし、同図より知られるごとくｈ／Ｈを高くしても徐々に断面剛性の上昇幅は小さくなり、飽和（サチュレーション）あるいはやや低下すると考えられる。同図より知られるごとく、ｈ／Ｈ≧０．２５の範囲においては断面剛性を十分に高められる。
【００６２】
また、図１４に、３点曲げ試験の結果として、ｈ／Ｈ＝０．３３である本発明の実施例にかかる衝撃吸収部材と、ｈ／Ｈ＝０．４８である比較例にかかる衝撃吸収部材について、単位質量あたりの荷重と変位との関係を示す。
同図より知られるごとく、ｈ／Ｈ＝０．３３とした衝撃吸収部材は、ｈ／Ｈ＝０．４８とした衝撃吸収部材よりも単位質量あたりの荷重が大きくなり、剛性が高くなることがわかる。
【００６３】
このように、図１１、図１２及び図１４の結果、本発明の衝撃吸収部材においては、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とし、さらに上記正面板と上記背面板と上記連結板との構造によって決定され、断面一次モーメントが０となる上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸（厚方向中立軸）と上記正面板の外側面との最短距離をｈとすると、０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足することにより、軽量で、衝撃吸収性及び剛性に優れた衝撃吸収部材を実現できることがわかる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 衝撃吸収部材
２ 正面板
２５ 突出部
３ 背面板
３５ 突出部
４ 連結板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃吸収性能が求められる車両用バンパー装置等に用いられる衝撃吸収部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前方又は後方には、車両の衝突等によって発生する衝撃を可能な限り吸収して、車体への損傷を緩和するための車両用バンパー装置が取り付けられている。そして、車両用バンパー装置には、衝撃吸収部材として、衝撃エネルギーを自身の変形で吸収するバンパーレインフォースメントが適用されている。
【０００３】
上記バンパーレインフォースメントは、一般的に、衝撃を受ける側の正面板と、車体側の背面板を互いに距離を隔てて略平行に対向配置し、上記正面板と上記背面板とを連結する複数枚の連結板からなる構造を有しており、断面は、主に、「日」字状又は「目」字状の形状を有している。
そして、正面板に衝撃が加わると、荷重は、正面板から連結板、そして背面板へと伝わり、荷重が増加するにつれて連結板が座屈して車体側に加わる衝撃を緩和するものである。
【０００４】
上記バンパーレインフォースメントは、近年、車両の軽量化等の観点から、その材料としてアルミニウム合金材の押出材が使用されるようになりつつある。
また、バンパーレインフォースメントについて、衝撃吸収性を向上させる技術が報告されている（特許文献１〜３）。
しかしながら、更なる衝撃吸収性の向上や軽量化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５９２９６号公報
【特許文献２】特開２００９−２２７２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、より高い衝撃吸収性を有する衝撃吸収部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、厚み方向に荷重入力を受ける正面板と、該正面板に対して距離を隔てて略平行に対向配置された背面板と、上記正面板と上記背面板との間に配置され両者を連結する４枚の連結板とよりなる衝撃吸収部材であって、
横断面形状において、上記４枚の連結板は、上記正面板に直交する対称軸に関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ該対称軸に対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転し、
上記正面板及び上記背面板の幅方向における両端のすべてには、上記連結板との交点部よりも外側に延長された突出部を有しており、
上記横断面形状において、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とし、さらに上記正面板と上記背面板と上記連結板との構造によって決定され、断面一次モーメントが０となる上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸と、上記正面板の外側面との最短距離をｈとすると、
０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するよう構成されていることを特徴とする衝撃吸収部材にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の衝撃吸収部材の上記４枚の連結板は、上記のように、横断面形状において（以下、適宜、この記載を省略する）、上記正面板に直交する上記対称軸に対して傾斜して配置されている。そのため、衝撃エネルギーの吸収性を向上させることができる。
【０００９】
また、上記連結板の傾斜方向を交互に逆転させ、かつ、上記対称軸に関して２枚ずつ線対称に配置することにより、優れた座屈強度及び剛性を得ることができる。
さらに、上記正面板及び上記背面板の幅方向における両端のすべてに、上記連結板との交点部よりも外側に延長して突出部を形成することにより、上記衝撃吸収部材の座屈強度及び剛性を向上させることができる。
【００１０】
特に、本発明の上記衝撃吸収部材は、上記横断面形状において、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とし、さらに上記正面板と上記背面板と上記連結板との構造によって決定され、断面一次モーメントが０となる上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸と上記正面板の外側面との最短距離をｈとすると、０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するよう構成されている。即ち、上記衝撃吸収部材においては、上記中立軸の位置が上記正面板と上記背面板との厚み方向における中間の位置よりも、上記関係式の範囲内で上記正面板側に偏っている。そのため、上記衝撃吸収部材においては、単位質量当たりの最大曲げモーメントを大きくすることができる。また、断面剛性を十分に高めることができる。それ故、上記衝撃吸収部材は、優れた剛性を示すことができるため、優れた衝撃エネルギー吸収性を発揮することができる。
【００１１】
このように、上記衝撃吸収部材は、剛性及び衝撃吸収性に優れているため、外形寸法を小さくしても、例えばｈ／Ｈ＝０．５の衝撃吸収部材と同等の性能を発揮することができる。また、同じ大きさのものでも、肉厚を薄くしても、ｈ／Ｈ＝０．５の衝撃吸収部材と同等の性能を発揮することができる。つまり、衝撃吸収部材の薄肉化、小型化で軽量化を図ることができる。
【００１２】
ｈ／Ｈ＜０．２５の場合には、単位質量当たりの断面剛性が小さくなり、また、単位質量当たりの最大曲げモーメントも低下するおそれがある。それ故、剛性及び衝撃吸収性能を十分に向上させることができず、軽量化が困難になる。
一方、ｈ／Ｈ＞０．４５の場合には、単位質量当たりの最大曲げモーメントが低下するおそれがある。そのため、十分な衝撃吸収性能が示すことができなくなるおそれがある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における、衝撃吸収部材（試料３）の横断面形状を示す説明図。
【図２】実施例１における、衝撃吸収部材の全体構造を示す説明図。
【図３】実施例１における、衝撃吸収部材（試料２）の横断面形状を示す説明図。
【図４】実施例１における、衝撃吸収部材（試料１）の横断面形状を示す説明図。
【図５】実施例１における、衝撃吸収部材（試料４）の横断面形状を示す説明図。
【図６】実施例１における、衝撃吸収部材（試料５）の横断面形状を示す説明図。
【図７】実施例２における、衝撃吸収部材（試料６）の横断面形状を示す説明図。
【図８】実施例２における、衝撃吸収部材（試料７）の横断面形状を示す説明図。
【図９】実施例２における、衝撃吸収部材（試料８）の横断面形状を示す説明図。
【図１０】実施例３における、衝撃吸収部材のｈ／Ｈと最大曲げモーメントとの関係を示す説明図。
【図１１】実施例３における、衝撃吸収部材のｈ／Ｈと単位質量当たりの最大曲げモーメントとの関係を示す説明図。
【図１２】実施例３における、衝撃吸収部材のｈ／Ｈと単位質量当たりの断面剛性との関係を示す説明図。
【図１３】実施例３における、３点曲げ試験の方法を示す説明図。
【図１４】実施例３における、２種類の衝撃吸収部材（ｈ／Ｈ＝０．３３、ｈ／Ｈ＝０．４８）についての３点曲げ試験による単位質量あたりの荷重と変位との関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の衝撃吸収部材は、上述したように、互いに距離を隔てて略平行に対向配置された正面板及び背面板と、上記正面板と上記背面板との間に配置され両者を連結する４枚の連結板とよりなる衝撃吸収部材である。上記正面板は、その厚み方向に荷重入力を受ける部分である。
【００１５】
上記衝撃吸収部材を構成する上記正面板、上記背面板、及び上記連結板は、アルミニウム合金、鉄合金、マグネシウム合金等の金属材料、あるいは樹脂材料等、いずれの材料からなるものであってもよい。
好ましくは、上記正面板、上記背面板、及び上記連結板は、アルミニウム合金、鋼、又は樹脂よりなることがよい（請求項８）。
その中でも、軽量化の観点から、上記正面板、上記背面板、及び上記連結板は、アルミニウム合金よりなることが好ましい。また、アルミニウム合金の中でも、特に、強度特性に優れた６０００系、７０００系等のアルミニウム合金よりなることが好ましい。
また、上記衝撃吸収部材は、押出成形により得ることが好ましいが、溶接、鋳造、鍛造等、その他の加工方法を用いて作製されてもよい。
【００１６】
また、上記４枚の連結板は、上記正面板に直交する対称軸に関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ該対称軸に対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転している。
つまり、上記４枚の連結板を、一方の端の連結板から順に第１連結板〜第４連結板とすると、上記第１連結板と上記第３連結板の傾斜方向は同じであり、上記第２連結板と第４連結板の傾斜方向は同一である。
また、上記第１連結板と上記第４連結板とは、上記対称軸に関して線対称に配置され、傾斜方向は逆であるが傾斜角度は同じである。また、上記第２連結板と上記第３連結板とは、横断面形状において、上記対称軸に関して線対称に配置され、傾斜方向は逆であるが傾斜角度は同じである。
【００１７】
また、上記衝撃吸収部材は、横断面において、上記第１連結板、正面板、第２連結板、及び背面板により台形様の形状が形成されるが、該台形様形状を構成する上記正面板の辺又は曲線が上記背面板の辺又は曲線よりも長くなるように連結板を配置することが好ましい。
【００１８】
上記正面板と上記背面板と上記連結板との上述の配置構造によって形成される上記衝撃吸収部材においては、上記横断面形状において、断面一次モーメントが０となる中立軸が存在する。中立軸は、上記衝撃吸収部材の厚み方向にも幅方向にも存在する。以下、適宜便宜上、厚み方向の中立軸を「厚方向中立軸」、幅方向の中立軸を「幅方向中立軸」という。
厚方向中立軸は、上記衝撃吸収部材の厚み方向（上記正面板及び上記背面板に直交する方向）における断面一次モーメントが０となる位置に存在する中立軸であり、厚方向中立軸自体は上記衝撃吸収部材の幅方向（上記正面板及び上記背面板と平行な方向）に存在する。
幅方向中立軸は、上記衝撃吸収部材の幅方向（上記正面板及び上記背面板と平行方向）における断面一次モーメントが０となる位置に存在する中立軸であり、幅方向中立軸自体は上記衝撃吸収部材の厚み方向（上記正面板及び上記背面板と直交する方向）に存在する。
【００１９】
本発明においては、上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸と上記正面板の外側面との最短距離をｈとし、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とすると、０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するよう構成されている。即ち、上記中立軸（厚方向中立軸）の位置を上記正面板側に０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するように偏らせた構造を採用している。
上記厚方向中立軸を上記正面板側に偏らせる具体的な構成については後述するが、例えば上記正面板の厚みを上記背面板の厚みよりも大きくしたり、上記正面板と上記連結板との連結部及び／又は上記背面板と上記連結板との連結部を曲面で形成したり、上記衝撃吸収部材の幅方向における中立軸である上記幅方向中立軸を上記連結板の対称軸から偏らせることにより、実現できる。これらの具体的な実現手段は、それぞれ１つの実現手段で構成することもできるし、２つ以上の実現手段を組み合わせて構成することもできる。
【００２０】
次に、上記衝撃吸収部材においては、上記正面板の幅寸法の半分の長さをＬ（ｍｍ）とすると、２０≦Ｈ≦１００、かつ０．６≦Ｈ／Ｌ≦１．４を満足することが好ましい（請求項２）。
この場合には、より衝撃吸収性能を向上させることができる。
上記Ｈが２０ｍｍ未満である場合には、上記連結板の長さが短くなり、衝撃を十分に吸収できるだけの変形量を確保することが困難になるおそれがある。一方、上記Ｈが１００ｍｍを超える場合には、上記連結板の長さが長くなり、連結板が幅方向において対称に座屈せず幅方向の一方に偏った座屈形態が生じやすくなり、衝撃吸収量（耐荷重）の絶対値が低くなるおそれがある。
【００２１】
また、０．６≦Ｈ／Ｌ≦１．４という関係を満足することにより、実用的な幅寸法範囲において、上記連結板の座屈形態が幅方向においてほぼ対称となり、衝撃吸収性能をより向上させることができる。
上記Ｈ／Ｌが０．６未満の場合には、幅寸法に比べて厚み方向の寸法が小さすぎて、実用的な幅寸法範囲においては、衝撃を十分に吸収できるだけの変形量を確保することが困難になるおそれがある。一方、上記Ｈ／Ｌが１．４を超える場合には、上記連結板が幅方向で対称に座屈せず幅方向の一方に片寄った座屈を生じやすくなるため、衝撃吸収性が低下するおそれがある。
【００２２】
さらに、上記Ｌは、上述のＨ及びＨ／Ｌの範囲によって決定する範囲にすることができる。
この場合には、車両用の衝撃吸収部材として、随所に適用可能となる。例えば、適用対象としてドアインパクトバーやバンパーレインフォースメント等はもちろん、トラックのあおりにも適用することができる。
【００２３】
上記Ｌが小さすぎる場合には、例えば高強度アルミニウム合金等の高強度な材料で上記衝撃吸収部材を構成する場合に、押出加工等の加工が困難になるおそれがある。一方、上記Ｌが大きすぎる場合には、押出加工等の製造可能範囲を超えるおそれがあり、たとえ加工後に溶接等により接合して得ることができたとしてもコスト上不利である。それ故、好ましくは２０ｍｍ≦Ｌ≦１２５ｍｍの範囲がよい。
【００２４】
次に、上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記背面板の厚みをｔ２（ｍｍ）とすると、ｔ１＞ｔ２であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記中立軸の位置を上記正面板側に偏らせることができ、上述の０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する上記衝撃吸収部材を容易に実現することができる。
【００２５】
また、上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記背面板の厚みをｔ２（ｍｍ）とすると、上記連結板の厚みをｔ３とすると、２．５≦ｔ１≦１５、１≦ｔ２≦５、１≦ｔ３≦５であることが好ましい（請求項４）。
上記衝撃吸収部材は、上記背面板及び上記連結板を１ｍｍ〜５ｍｍの厚さとしても、充分な強度を得ることができる。
【００２６】
ｔ１＜２．５の場合には、ｈ／Ｈ≦０．４５となるまで中立軸を上記正面板側に偏らせることが困難になるおそれがある。一方、ｔ１＞１５を超える場合には、衝撃吸収部材全体の重量が増し、軽量化に結びつかなくなるおそれがある。より好ましくは、３ｍｍ≦ｔ１≦７ｍｍの範囲がよい。
また、ｔ２＜１、ｔ３＜１の場合には、押出性が悪く、製品を作製するのが難しくなる。一方、ｔ２＞５、ｔ３＞５の場合には、衝撃吸収部材全体の重量が増し、軽量化に結びつかなくなるおそれがある。より好ましくは１ｍｍ≦ｔ２≦３ｍｍ、１ｍｍ≦ｔ３≦３ｍｍの範囲がよい。
【００２７】
また、上記正面板と上記連結板との連結部、及び／又は上記背面板と上記連結板との連結部は曲面で形成されており、上記正面板側の上記連結部における曲率半径をＲ１とし、上記背面板の上記連結部における曲率半径をＲ２とすると、Ｒ１≧Ｒ２であることが好ましい（請求項５）。
即ち、上記正面板の内側面における上記連結板との連結部及び／又は上記背面板の内側面における上記連結板との連結部を、曲率半径Ｒを付与するために曲面で形成し、上記正面板側の曲率半径Ｒ１の大きさを上記背面板側の曲率半径Ｒ２の大きさ以上にすることが好ましい。
この場合には、上記衝撃吸収部材の剛性を高めることができる。また、上記中立軸の位置を上記正面板側に偏らせると共に、上述の０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する上記衝撃吸収部材を容易に実現することができる。
Ｒ１＜Ｒ２の場合には、上述の０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する上記衝撃吸収部材を実現することが困難になるおそれがある。より好ましくは、Ｒ１＞Ｒ２である。
【００２８】
次に、上記対称軸は、上記横断面形状において、上記正面板及び上記背面板の幅方向における中央の点を通る軸と一致させることができる。
この場合には、横断面形状において、上記衝撃吸収部材の全体形状を上記対称軸について線対称にすることができ、成形が容易になる。また、この場合には、上記衝撃吸収部材の幅方向における中立軸（幅方向中立軸）を上記対称軸に一致させることができる。
【００２９】
好ましくは、上記衝撃吸収部材の幅方向における中立軸を上記対称軸から幅方向に偏らせてあることがよい（請求項６）。
この場合には、上記中立軸（厚方向中立軸）の位置を上記正面板側に偏らせると共に、上述の０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足する上記衝撃吸収部材を容易に実現することができる。
【００３０】
上記幅方向中立軸の偏りは、上記横断面形状において、例えば少なくとも上記正面板における一方の突出部を、上記正面板におけるもう一方の突出部よりも長くすることにより実現することができる。また、上記背面板の突出部については、上記正面板に合わせてその一方の突出部を延長させることができるが延長させなくてもよい。
【００３１】
また、上記正面板は、上記突出部に、周囲よりも厚みの大きな肉厚部を有することが好ましい（請求項７）。
この場合には、断面二次モーメントが向上し、断面剛性を向上させることができる。
好ましくは、上記横断面形状において、上記肉厚部は上記正面板の上記突出部における末端に形成されていることが好ましい。特に、上述のごとく、上記正面板における一方の突出部を上記正面板における他方の上記突出部よりも長くする場合には、長くする側の上記突出部に上記肉厚部を形成することが好ましい。
なお、上記肉厚部は上記正面板の一部であるが、上記肉厚部を形成する場合において、上記正面板の厚みｔ１は該肉厚部を除いた部分の厚みである。
上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記肉厚部の厚みをｔ１’（ｍｍ）とすると、２．５≦ｔ１＜ｔ１’≦１５であることが好ましい。
【００３２】
上記衝撃吸収部材は、車両用バンパー装置に組み込まれるバンパーレインフォースメント用であることが好ましい（請求項９）。
上記衝撃吸収部材は、充分な強度を有することができるため、軽量化の求められている車両用バンパー装置に好適に用いることができる。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
本例においては、本発明の実施例にかかる衝撃吸収部材について、図１及び図２を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、本例の衝撃吸収部材１は、互いに距離を隔てて略平行に対向配置された正面板２及び背面板３と、上記正面板２と上記背面板３との間に配置され両者を連結する４枚の連結板４とよりなる。そして、図１に示す横断面形状において、上記４枚の連結板４は、正面板２及び背面板３に直交する対称軸Ｃに関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ、対称軸Ｃに対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転する。
【００３４】
また、上記正面板２及び上記背面板３の両端のすべてには、上記連結板４との交点部よりも外側に延長された突出部２５、３５を有している。そして、衝撃吸収部材１は、図２に示すように、図１の紙面と直交する方向を長手方向とする長尺材として作製される。本例において長手方向の長さは１５００〜１９００ｍｍ程度である。
【００３５】
具体的には、上記正面板２、上記背面板３、及び上記連結板４は、アルミニウム合金（材質、質別：６Ｎ０１−Ｔ５、耐力：２２０ＭＰａ）よりなる。
また、衝撃吸収部材１には、図１に示すごとく、上記正面板２と背面板３と連結板４との構造によって決定され、衝撃吸収部材１の厚み方向１９１における断面一次モーメントが０となる中立軸である厚方向中立軸ＯHが存在する。この厚方向中立軸ＯHと正面板２の外側面２１との最短距離をｈとすると、本例の衝撃吸収部材においてはｈ／Ｈ＝０．３３であり、厚方向中立軸ＯHは正面板２側に偏っている。
【００３６】
本例においては、正面板２の厚みｔ１は５ｍｍ、背面板３の厚みｔ２は２ｍｍであり、正面板２は背面板３よりも厚みが大きい。また、連結板４の厚みｔ３は２ｍｍである。正面板２と連結板４との連結部、及び背面板３と連結板４との連結部は曲面で形成されている。正面板２側の連結部における曲率半径をＲ１とし、背面板３側の連結部における曲率半径をＲ２とすると、Ｒ１＞Ｒ２である。
【００３７】
また、図１に示すごとく、正面板２と背面板３とは、衝撃吸収部材１の厚み方向１９１に所定の距離をあけて略平行に配置されている。本例において、正面板２の外側面２１と上記背面板３の外側面３１との間の距離Ｈ、即ち、衝撃吸収部材の厚みＨは、７７ｍｍである。
また、正面板２と背面板３は、幅方向１９２の長さが互いに同一であると共に、これらの長さが対称軸Ｃに関して対称になっている。即ち、正面板２及び背面板３の幅方向の中央の点を通りこれらに直交する中心軸ＯCを想定すると、この中心軸ＯCは対称軸Ｃに一致し、図１に示す横断面形状において、衝撃吸収部材１は、その全体形状が対称軸Ｃに関して対称になる。正面板２及び背面板３の幅寸法の半分の長さＬは６１．５ｍｍである。つまり、（Ｈ／Ｌ）＝１．２５である。
以上の構成を有する衝撃吸収部材１を試料３とする。
【００３８】
本例においては、正面板２と背面板３の厚みを変えて合計５種類の衝撃吸収部材（試料１〜５）を作製した。具体的には、上述の試料３に比べて、背面板３に対する正面板２の厚みを大きくした２種類の衝撃吸収部材（試料１及び試料２；図３及び図４参照）と、背面板に対する正面板の厚みを小さくした２種類の衝撃吸収部材（試料４及び試料５；図５及び図６参照）を作製した。これらの衝撃吸収部材１においては、正面板２と背面板３の厚みを変化させると、厚方向中心軸ＯHの位置が変化する。各試料１〜５について、上記ｈ／Ｈ、Ｈ、Ｌ、ｔ１、ｔ２、及びｔ３をそれぞれ表１に示す。これらの試料は、正面板２と背面板３の厚み（ｔ１及びｔ２）及びＲの大きさを変更した点を除いては、上述の試料３と同様の基本構成を有する。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１より知られるごとく、背面板３に対する正面板２の厚みを変更すると、厚さ方向中立軸ＯHの位置が変化してｈ／Ｈが変化することがわかる。背面板３に対する正面板２の厚みを大きくするほど、中立軸ＯHは正面板２側に近づいてｈ／Ｈは小さくなる。
例えば、試料３に比べて背面板３に対する正面板２の厚みをより大きくした試料２においては、図３に示すごとく、中立軸ＯHの位置がより正面板２側に偏る。さらに一層正面板２の厚みを大きくした試料１においては、図４に示すごとく、中立軸ＯHの位置もより一層正面板２側に偏る。
【００４１】
また、試料３に比べて背面板３に対する正面板２の厚みを小さくした試料４においては、図５に示すごとく、試料３に比べて中立軸ＯHの位置が正面板２から離れる方向に移動する。さらに一層正面板２の厚みを小さくした試料５においては、図６に示すごとく、試料３に比べて中立軸ＯHの位置がさらに一層正面板２から離れる方向に移動する。
このように、本例によれば、正面板２及び背面板３の厚みを変えることにより、中立軸ＯHの位置を変化させてｈ／Ｈを制御できることがわかる。
【００４２】
（実施例２）
本例は、衝撃吸収部材の幅方向における中立軸を対称軸から幅方向に偏らせてある衝撃吸収部材の例である。
図７に示すごとく、本例の衝撃吸収部材１は、実施例１と同様に、互いに距離を隔てて略平行に対向配置された正面板２及び背面板３と、上記正面板２と上記背面板３との間に配置され両者を連結する４枚の連結板４とよりなり、正面板２、上記背面板３、及び上記連結板４は、アルミニウム合金（材質、質別：６Ｎ０１−Ｔ５、耐力：２２０ＭＰａ）よりなる。
【００４３】
そして、図７に示す横断面形状において、上記４枚の連結板４は、正面板２及び背面板３に直交する対称軸Ｃに関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ、対称軸Ｃに対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転する。
正面板の厚みｔ１、背面板の厚みｔ２、連結板の厚みｔ３は、それぞれｔ１＝７ｍｍ、ｔ２＝２ｍｍ、ｔ３＝２ｍｍである。また、実施例１と同様に、横断面形状における正面板２の外側面２１と背面板３の外側面３１との間の距離Ｈは、７７ｍｍであり、正面板及び背面板の幅２Ｌは、１２３ｍｍである。そして、衝撃吸収部材１は、図２に示すように、図１の紙面と直交する方向を長手方向とする長尺材として作製される。長手方向の長さは実施例１と同様に１５００〜１９００ｍｍ程度である。
【００４４】
また、図７に示す横断面形状において、上記正面板２には、上記連結板４との交点部よりも幅方向１９２外側に延長された突出部２５１、２５２が形成されている。同様に、背面板３にも、連結板４との交点部よりも幅方向１９２外側に延長された突出部３５１、３５２が形成されている。同図に示すごとく、本例の衝撃吸収部材１においては、正面板２における一方の突出部２５１を、正面板２におけるもう一方の突出部２５２よりも長くしてある。背面板３についても、正面板２の突出部２５１、２５２に合わせて、一方の突出部３５１をもう一方の突出部３５２よりも長くしてある。そのため、本例においては、正面板２及び背面板３の長さは、対称軸Ｃに関して非対称になる。
【００４５】
横断面形状における正面板２及び背面板３の幅２Ｌは、実施例１と同様に２Ｌ＝１２３ｍｍであるが、正面板２及び背面板３の幅方向１９２における端部から連結板の対称軸までの距離はＬｍｍ、即ち６１．５ｍｍにはならない。正面板２においては、長さを大きくした突出部２５１側の端部から対称軸Ｃまでの距離Ｌ1は、６４．５ｍｍであり、もう一方の端部から対称軸Ｃまでの距離Ｌ2は、５８．５ｍｍである。また、背面板３についても、正面板２の長さに合わせて一方の突出部３５１の長さをもう一方の突出部３５２よりも大きくしてあるため、突出部３５１側の端部から対称軸Ｃまでの距離はＬ1ｍｍであり、もう一方の端部から対称軸Ｃまでの距離はＬ2ｍｍである。
【００４６】
このような構成の衝撃吸収部材を試料６とすると、試料６においては、上述のごとく正面板２の幅方向１９２における一方の突出部２５１の長さをもう一方の突出部２５２よりも大きくしてある。そのため、衝撃吸収部材１の幅方向１９２（正面板２及び背面板３と平行方向）における断面一次モーメントが０となる位置に存在する中立軸、即ち、幅方向中立軸ＯLの位置を偏らせることができる。幅方向中立軸ＯLは、正面板２におけるより長い突出部２５１側に偏る。
実施例１においては、正面板２における両端に形成された突出部２５の長さは同じであり、横断面形状において衝撃吸収部材１の形状は、対称軸Ｃに関して対称であった（図１参照）。本例においては、図７に示すごとく、衝撃吸収部材１の形状は、対称軸Ｃに関して対称にはならない。そして、幅方向中立軸ＯLは、対称軸Ｃから幅方向１９２に偏り幅Δ＝６ｍｍだけより長い突出部２５１側に偏る。
【００４７】
図７に示す試料６においては、上述のような構成を採用することにより、荷重を受ける正面板と背面板の支持位置とがずれるような場合に対応することができる。厚方向中立軸ＯHと正面板２の外側面２１との最短距離をｈ（ｍｍ）とし、衝撃吸収部材１の厚み、即ち正面板２の外側面２１と背面板３の外側面３１との間の距離をＨ（ｍｍ）とすると、本例においてｈ／Ｈは０．３３３になる。
【００４８】
次に、正面板における突出部の端部に肉厚部を形成した衝撃吸収部材（試料７）について説明する。
試料７の衝撃吸収部材１は、図８に示すごとく、上記試料６と同様に、正面板２における一方の突出部２５１の長さを、正面板２におけるもう一方の突出部２５２よりも大きくしてある。試料７においては、正面板２の長さを大きくした側の突出部２５１の端部に周囲よりも厚みの大きな肉厚部２５０を形成してある。
【００４９】
試料７においては、２Ｌ＝１２３ｍｍ、Ｈ＝７７ｍｍ、ｔ１＝４ｍｍ、ｔ２＝２ｍｍ、連結板幅ｔ３＝２ｍｍであり、肉厚部２５０の厚みをｔ４、幅をｗとすると、ｔ４＝８ｍｍ、ｗ＝８ｍｍである。また、Ｌ1＝６４．５ｍｍであり、Ｌ2＝５８．５ｍｍであり、背面板３についても、正面板２と同様に、一方の突出部３５１の長さをもう一方の突出部３５２よりも大きくし、正面板２と背面板３の幅（２Ｌ）を同じにしてある。
【００５０】
かかる構成の試料７においても、試料６と同様に、幅方向中立軸ＯLを、正面板２におけるより長い突出部２５１側に偏り幅Δ＝６ｍｍだけ偏らせることができる。
さらに上記構成を採用することにより、試料７においても、衝撃吸収部材１の厚方向中立軸ＯHを正面板２側に偏らせることができ、上記ｈ／Ｈは０．３８になる。
【００５１】
上記試料６及び試料７においては、正面板２における一方の突出部２５１の長さをもう一方の突出部２５２よりも大きくし、背面板３についても正面板と同様に、一方の突出部３５１の長さをもう一方の突出部３５２よりも大きくして正面板２と背面板３の幅（２Ｌ）を同じにしたが、背面板３の突出部３５１、３５２の長さは、正面板に合わせて必ずしも大きくする必要はない。以下、その具体例である試料８について説明する。
【００５２】
図９に示すごとく、試料８においては、試料６及び試料７と同様に、正面板２における一方の突出部２５１の長さをもう一方の突出部２５２よりも大きくしてある。横断面形状において正面板２の長さは対称軸Ｃについて非対称になる。
背面板３については、横断面形状においてその長さを対称軸Ｃについて対称にし、背面板３における両端の突出部３５１、３５２を正面板２の突出部２５１、２５２よりも幅方向１９２の内側に後退させてある。
【００５３】
具体的には、試料８においては、正面板２の幅を２Ｌ、正面板２において長さの大きい側の突出部２５１の端部から対称軸までの距離をＬ1、もう一方の突出部２５２の端部から対称軸までの距離をＬ2とすると、２Ｌ＝１２３ｍｍ、Ｌ1＝６４．５ｍｍで、Ｌ2＝５８．５ｍｍである。
また、背面板３の幅を２Ｌ’、横断面形状において、正面板２の長さの大きい側の突出部２５１と同じ側にある背面板３の突出部３５１の端部から対称軸Ｃまでの距離をＬ3、背面板３のもう一方の突出部３５２、即ち、正面板２の長さの短い側の突出部２５２と幅方向１９２において同じ側にある背面板３の突出部３５２の端部から対称軸Ｃまでの距離をＬ4とすると、２Ｌ’＝１０４ｍｍ、Ｌ3＝Ｌ4＝５２ｍｍである。正面板２における長さの大きい側の突出部２５１は突出幅ｄ１（ｄ＝１６）ｍｍだけ背面板３の突出部３５２よりも突出しており、正面板２の長さが小さい側の突出部２５２は突出幅ｄ２（ｄ２＝３）ｍｍだけ背面板３の突出部３５２よりも突出しいている。
また、試料８においては、Ｈ＝７７ｍｍ、ｔ１＝５．５ｍｍ、ｔ２＝２ｍｍ、連結板幅ｔ３＝２ｍｍである。
【００５４】
かかる構成の試料８においても、試料６及び７と同様に、幅方向中立軸ＯLを、正面板２におけるより長い突出部２５１側に偏らせることができる。試料８においては、幅方向中立軸ＯLの対称軸Ｃからの偏り幅Δは４ｍｍである。
さらに上記構成を採用することにより、衝撃吸収部材１の厚方向中立軸ＯHを正面板２側に偏らせることができる。横断面形状において試料８の上記ｈ／Ｈは０．３５になる。
【００５５】
このように、正面板２の幅方向１９２の長さを対称軸Ｃに関して非対称にすることにより、衝撃吸収部材１の幅方向における中立軸である幅方向中立軸ＯLを上記対称軸Ｃから幅方向に偏らせることができる（図７〜図９参照）。このとき、幅方向中立軸ＯLは、上記対称軸Ｃに関して幅方向の長さが大きくなる側に偏らせることができる。
【００５６】
（実施例３）
本例は、上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸（厚方向中立軸）の位置と、最大曲げモーメント、単位質量当たり最大曲げモーメント、及び単位質量当たり断面剛性との関係を調べた例である。
即ち、実施例１及び２において、正面板と背面板の厚みや、対称軸と幅方向中立軸との位置関係等を変えることにより、厚方向中立軸の位置を制御できることがわかる。本例においては、この厚方向中立軸と衝撃吸収性能及び剛性との関係を調べた。
【００５７】
具体的には、実施例１及び実施例２と同様にして、厚方向中立軸の位置を変えた複数の衝撃吸収部材を検討した。これらの衝撃吸収部材について、最大曲げモーメント（Ｎ・ｍｍ）、単位質量当たり最大曲げモーメント（Ｎ・ｍｍ／ｋｇ）、及び単位質量当たり断面剛性（Ｎ・ｍｍ2／ｋｇ）を測定した。その結果をそれぞれ図１０〜図１２に示す。図１０〜図１１においては、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離Ｈ（ｍｍ）とし、厚方向中立軸と上記正面板の外側面との最短距離ｈとしたときのｈ／Ｈと、最大曲げモーメント、単位質量当たり最大曲げモーメント、及び単位質量当たり断面剛性の関係をそれぞれ示す。
【００５８】
最大曲げモーメントは、３点曲げ試験により、次のようにして測定することができる。
即ち、図１３に示すように、正面板２を外側、背面板３を内側に配して、長手方向に沿って内Ｒ＝３０００ｍｍに曲げた衝撃吸収部材１を、支持台６（幅＝２００ｍｍ）を用いてスパンＳ＝８００ｍｍで支持し、外Ｒ側（正面板２側）に平板７を介して荷重Ｆを負荷する試験を行った。荷重は、試験機のロードセルにより連続測定した。スパン中央の内Ｒ側の点Ｑに変位計を取り付けて、変位を連続測定した。そして、かかる３点曲げ試験において、座屈発生時の最大荷重Ｆ（Ｎ）を求め、次式により、最大曲げモーメント（Ｍ）を測定することができる。
Ｍ＝Ｆ×ｓ／４（ｓ：スパン（ｍｍ））
また、単位質量当たり最大曲げモーメントは、上述の最大曲げモーメントを衝撃吸収部材の質量で除算することにより算出することができる。
【００５９】
また、単位質量当たりの断面剛性は、断面二次モーメントをＩ、ヤング率（縦弾性係数）をＥとし、衝撃吸収部材の質量をＱとすると、Ｉ×Ｅ／Ｑ（単位は、Ｎ／ｍｍ2×ｍｍ4／ｋｇ＝Ｎ・ｍｍ2／ｋｇ）という式に基づいて算出できる。なお、アルミニウム合金のヤング率Ｅは、７０ｋＮ／ｍｍ2である。
【００６０】
最大曲げモーメントは、衝撃吸収部材の衝撃吸収時に設定できる最大荷重を規定することができる。最大荷重を高くできることは高吸収エネルギーと同義である。そのため、単位質量あたりの最大曲げモーメントが高いことが、軽量で衝撃吸収性能に優れた衝撃吸収部材を実現するために要求される。
図１０より知られるごとく、ｈ／Ｈと最大曲げモーメントとの関係は、ほぼ直線的な負の相関関係にあり、ｈ／Ｈが大きいほど最大曲げモーメントが小さくなる。
また、図１１より知られるごとく、単位質量当たりの最大曲げモーメントは、ｈ／Ｈとの関係において最適範囲が存在する。同図より知られるごとく、ｈ／Ｈ≦０．４５の範囲において、衝撃吸収部材の単位質量当たりの最大曲げモーメントを実用上十分に高めることができる。より好ましくは０．３≦ｈ／Ｈ≦０．４０がよい。
【００６１】
また、図１２より知られるごとく、ｈ／Ｈと単位質量当たりの正の相関関係にあり、ｈ／Ｈが大きいほど断面剛性が大きくなる。ただし、同図より知られるごとくｈ／Ｈを高くしても徐々に断面剛性の上昇幅は小さくなり、飽和（サチュレーション）あるいはやや低下すると考えられる。同図より知られるごとく、ｈ／Ｈ≧０．２５の範囲においては断面剛性を十分に高められる。
【００６２】
また、図１４に、３点曲げ試験の結果として、ｈ／Ｈ＝０．３３である本発明の実施例にかかる衝撃吸収部材と、ｈ／Ｈ＝０．４８である比較例にかかる衝撃吸収部材について、単位質量あたりの荷重と変位との関係を示す。
同図より知られるごとく、ｈ／Ｈ＝０．３３とした衝撃吸収部材は、ｈ／Ｈ＝０．４８とした衝撃吸収部材よりも単位質量あたりの荷重が大きくなり、剛性が高くなることがわかる。
【００６３】
このように、図１１、図１２及び図１４の結果、本発明の衝撃吸収部材においては、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とし、さらに上記正面板と上記背面板と上記連結板との構造によって決定され、断面一次モーメントが０となる上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸（厚方向中立軸）と上記正面板の外側面との最短距離をｈとすると、０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足することにより、軽量で、衝撃吸収性及び剛性に優れた衝撃吸収部材を実現できることがわかる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 衝撃吸収部材
２ 正面板
２５ 突出部
３ 背面板
３５ 突出部
４ 連結板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に荷重入力を受ける正面板と、該正面板に対して距離を隔てて略平行に対向配置された背面板と、上記正面板と上記背面板との間に配置され両者を連結する４枚の連結板とよりなる衝撃吸収部材であって、
横断面形状において、上記４枚の連結板は、上記正面板に直交する対称軸に関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ該対称軸に対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転し、
上記正面板及び上記背面板の幅方向における両端のすべてには、上記連結板との交点部よりも外側に延長された突出部を有しており、
上記横断面形状において、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とし、さらに上記正面板と上記背面板と上記連結板との構造によって決定され、断面一次モーメントが０となる上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸と、上記正面板の外側面との最短距離をｈとすると、
０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するよう構成されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃吸収部材おいて、上記正面板の幅寸法の半分の長さをＬ（ｍｍ）とすると、２０≦Ｈ≦１００、かつ０．６≦Ｈ／Ｌ≦１．４を満足することを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記背面板の厚みをｔ２（ｍｍ）とするとｔ１＞ｔ２であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記背面板の厚みをｔ２（ｍｍ）とすると、上記連結板の厚みをｔ３とすると、２．５≦ｔ１≦１５、１≦ｔ２≦５、１≦ｔ３≦５であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板と上記連結板との連結部、及び／又は上記背面板と上記連結板との連結部は曲面で形成されており、上記正面板側の上記連結部における曲率半径をＲ１とし、上記背面板の上記連結部における曲率半径をＲ２とすると、Ｒ１≧Ｒ２であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材において、該衝撃吸収部材の幅方向における中立軸を上記対称軸から幅方向に偏らせてあることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板は、上記突出部に、周囲よりも厚みの大きな肉厚部を有することを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板、上記背面板、及び上記連結板は、アルミニウム合金、鋼、又は樹脂よりなることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の衝撃吸収部材は、車両用バンパー装置に組み込まれるバンパーレインフォースメント用であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項１】
厚み方向に荷重入力を受ける正面板と、該正面板に対して距離を隔てて略平行に対向配置された背面板と、上記正面板と上記背面板との間に配置され両者を連結する４枚の連結板とよりなる衝撃吸収部材であって、
横断面形状において、上記４枚の連結板は、上記正面板に直交する対称軸に関して２枚ずつ線対称に配置されており、かつ該対称軸に対して傾斜し、その傾斜方向が交互に逆転し、
上記正面板及び上記背面板の幅方向における両端のすべてには、上記連結板との交点部よりも外側に延長された突出部を有しており、
上記横断面形状において、上記正面板の外側面と上記背面板の外側面との間の距離をＨ（ｍｍ）とし、さらに上記正面板と上記背面板と上記連結板との構造によって決定され、断面一次モーメントが０となる上記衝撃吸収部材の厚み方向における中立軸と、上記正面板の外側面との最短距離をｈとすると、
０．２５≦ｈ／Ｈ≦０．４５という関係を満足するよう構成されていることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃吸収部材おいて、上記正面板の幅寸法の半分の長さをＬ（ｍｍ）とすると、２０≦Ｈ≦１００、かつ０．６≦Ｈ／Ｌ≦１．４を満足することを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記背面板の厚みをｔ２（ｍｍ）とするとｔ１＞ｔ２であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板の厚みをｔ１（ｍｍ）とし、上記背面板の厚みをｔ２（ｍｍ）とすると、上記連結板の厚みをｔ３とすると、２．５≦ｔ１≦１５、１≦ｔ２≦５、１≦ｔ３≦５であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板と上記連結板との連結部、及び／又は上記背面板と上記連結板との連結部は曲面で形成されており、上記正面板側の上記連結部における曲率半径をＲ１とし、上記背面板の上記連結部における曲率半径をＲ２とすると、Ｒ１≧Ｒ２であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材において、該衝撃吸収部材の幅方向における中立軸を上記対称軸から幅方向に偏らせてあることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板は、上記突出部に、周囲よりも厚みの大きな肉厚部を有することを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の衝撃吸収部材において、上記正面板、上記背面板、及び上記連結板は、アルミニウム合金、鋼、又は樹脂よりなることを特徴とする衝撃吸収部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の衝撃吸収部材は、車両用バンパー装置に組み込まれるバンパーレインフォースメント用であることを特徴とする衝撃吸収部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１５２８５８（Ｐ２０１１−１５２８５８Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５７７３（Ｐ２０１０−１５７７３）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
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