冲击吸收构件及冲击吸收构件的制造方法与流程

本发明涉及一种冲击吸收构件及冲击吸收构件的制造方法。

背景技术：

已知一种具有中空要素并通过中空要素压溃变形来吸收冲击能量的冲击能量吸收构件。在日本专利第3928037号公报(专利文献1)中公开了一种由具有使具有球状的膨胀的准中空金属球在线上连续而得到的构造的一维冲击能量构造要素(金属制多孔质要素构成体)层叠而成的冲击能量吸收构件。

但是，在专利文献1所公开的能量吸收构件中，存在难以配合于配置目标的空间的形状而将冲击能量构造要素层叠配置在最佳位置这样的问题。

技术实现要素：

本发明是鉴于以上的背景而完成的，其目的在于提供一种能配合于配置目标的空间的形状而灵活地配置的冲击吸收构件。

在本发明的一实施方案的冲击吸收构件，并列配置有多个在单轴上以规定的间隔连续地具有中空四面体构造的构造体，多个所述构造体通过在与所述构造体的轴向正交的方向上排列的连结构件而被织入。

由于织入有多个具有在单轴上以规定的间隔连续的中空四面体构造体的构造体，因此，该构造体不会分离、且能够灵活地折叠。由此，能配合于配置目标的空间的形状而灵活地配置。

本发明的一实施方案的冲击吸收构件的制造方法具有：将中空管纵横交替地在管径方向压溃来以规定的间隔连续地形成中空四面体的工序；以及并列配置以规定的间隔连续地形成有所述中空四面体的构造体并通过连结构件进行织入的织入工序。由此，能容易地制造能配合于配置目标的空间的形状而灵活地配置的冲击吸收构件。

而且，所述中空管的材质也可以是不锈钢。作为中空管的不锈钢钢管的市售品的种类丰富，因此能比较廉价地制造构造体。

根据本发明，能配合于配置目标的空间的形状而灵活地配置。

附图说明

根据以下的具体实施方式和附图，本发明上述目的和其他目的以及本发明的特征和优点将被更充分地理解，需要说明的是，具体实施方式和附图仅用作说明，因此不应被认为是对本发明的限制。

图1是表示作为构成本实施方式的冲击吸收构件的要素的构造体的构成的立体图。

图2是表示用于对作为构成本实施方式的冲击吸收构件的要素的构造体进行成形的成形装置的示意图。

图3是对从中空管形成以规定的间隔连续地形成有中空四面体的构造体的工序进行说明的示意图。

图4是对从中空管形成以规定的间隔连续地形成有中空四面体的构造体的工序进行说明的示意图。

图5是对从中空管形成以规定的间隔连续地形成有中空四面体的构造体的工序进行说明的示意图。

图6是对从中空管形成以规定的间隔连续地形成有中空四面体的构造体的工序进行说明的示意图。

图7是表示并列配置作为构成本实施方式的冲击吸收构件的要素的构造体的状态的示意图。

图8是对成形本实施方式的冲击吸收构件的工序进行说明的示意图。

图9是对成形本实施方式的冲击吸收构件的工序进行说明的示意图。

图10是本实施方式的冲击吸收构件的立体图。

图11是沿图10的xi－xi线的剖视图。

图12是沿图10的xii－xii线的剖视图。

图13是表示中空管和作为构成本实施方式的冲击吸收构件的要素的构造体的平台应力和吸收能的评价结果的图表。

图14是表示中空管和作为构成本实施方式的冲击吸收构件的要素的构造体的平台应力和吸收能的评价结果的图表。

图15是表示中空管和作为构成本实施方式的冲击吸收构件的要素的构造体的平台应力和吸收能的评价结果的图表。

图16是表示单位质量的吸收能与t/d的关系的图表。

图17是表示平台应力与t/d的关系的图表。

图18是表示将冲击吸收构件配置于车体侧部的下边梁部的例子的示意图。

图19是表示将冲击吸收构件配置于车体前部的前纵梁的例子的示意图。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但权利要求书中的发明并不限定于以下的实施方式。此外，在实施方式中说明的所有构成作为用于解决问题的方案并不一定是必须的。为了说明的明确化，以下的记载和附图适当地进行了省略和简化。在各附图中，对相同要素标注了相同的附图标记，根据需要省略重复说明。

首先，参照图1对作为构成本实施方式的冲击吸收构件的要素的构造体10的构成进行说明。图1是表示作为构成本实施方式的冲击吸收构件的要素的构造体10的构成的立体图。如图1所示，构造体10在单轴上以规定的间隔连续地具有中空四面体构造12。在相邻的中空四面体构造12之间形成有压溃部分11。构造体10的坯料例如是不锈钢。

图2是表示用于成形构造体10的成形装置的示意图。如图2所示，中空管1的一端被筒夹(colletchuck)42约束。筒夹42是圆筒形，且能分割成两半，在中心部分具有保持中空管1的保持部。筒夹42配置于滑块41上。

滑块41构成为通过滚珠丝杠43的旋转而直线地移动。滚珠丝杠43的一端连结于作为驱动源的伺服马达44。通过伺服马达44使滚珠丝杠43旋转，由此使滑块41向第一夹紧工具20和第二夹紧工具30的方向移动，由此，将中空管1向第一夹紧工具20和第二夹紧工具30的方向送出。伺服马达44通过控制部70进行控制。

中空管1在第一夹紧工具20和第二夹紧工具30附近的输送方向跟前的位置被坯料调心导向件45支承。在坯料调心导向件45形成有具有比中空管1的直径稍大的直径的贯通孔45a。即，使中空管1贯通贯通孔45a，向第一夹紧工具20和第二夹紧工具30的方向送出。

第一夹紧工具20是用于横向压溃中空管1的工具。第一夹紧工具20具备：把持部21a、21b、驱动部22以及空气供给部23。对于第一夹紧工具20而言，当从空气供给部23向驱动部22供给规定压力的空气时，以把持部21a、21b闭合的方式进行动作，当排出供给至驱动部22的空气时，以把持部21a、21b打开的方式进行动作。空气供给部23通过控制部70进行控制。

第二夹紧工具30是用于纵向压溃中空管1的工具。第二夹紧工具30具备：把持部31a、31b、驱动部32以及工作流体供给部33。对于第二夹紧工具30而言，当从工作流体供给部33向驱动部32供给规定压力的空气等工作流体时，以把持部31a、31b闭合的方式进行动作，当排出供给至驱动部32的工作流体时，以把持部31a、31b打开的方式进行动作。工作流体供给部33通过控制部70进行控制。

图3至图6是对从中空管1形成以规定的间隔连续地形成有中空四面体构造的构造体的工序进行说明的示意图。首先，如图3所示，以使中空管1中的预定形成横向的压溃部分的位置来到第一夹紧工具20的把持部21a、21b的位置的方式，送出中空管1。然后，如图4所示，第一夹紧工具20的把持部21a、21b闭合，将中空管1横向压溃。由此，在中空管1形成了横向的压溃部分。

接着，打开把持部21a、21b后，以使中空管1中的预定形成纵向的压溃部分的位置来到第二夹紧工具30的把持部31a、31b的位置的方式，将中空管1送出规定的距离。然后，如图5所示，闭合第二夹紧工具30的把持部31a、31b。当打开把持部31a、31b时，如图6所示，在中空管1以与先形成的横向的压溃部分隔开规定的间隔的方式形成纵向的压溃部分。由此，在横向的压溃部分与纵向的压溃部分之间形成中空四面体构造。

重复图3至图6的动作，则中空管1纵横交替地隔开规定的间隔地在管径方向连续地被压溃。由此，成形出以规定的间隔连续地形成有中空四面体构造的构造体。

接着，对从多个构造体10成形冲击吸收构件100的工序进行说明。

图7是表示并列配置构造体10的状态的示意图。在此，为了方便说明，将位置邻接的构造体10设为构造体10a、构造体10b。在构造体10a中，将横向的压溃部分11设为压溃部分11aa，将纵向的压溃部分设为压溃部分11ab，将压溃部分11aa与压溃部分11ab之间的中空四面体构造12设为中空四面体构造12a。在构造体10b中，将横向的压溃部分设为压溃部分11ba，将纵向的压溃部分设为压溃部分11bb，将压溃部分11ba与压溃部分11bb之间的中空四面体构造12设为中空四面体构造12b。如图7所示，将位置邻接的构造体10a和构造体10b以对称的方式改变90°相位而配置。

图8和图9是对成形冲击吸收构件100的工序(织入工序)进行说明的示意图。如图8和图9所示，并列配置的构造体10a和构造体10b通过呈带状并且在与构造体10a、10b的轴向正交的方向上排列的连结构件15而被织入。在图8示出了开始织的状态，在图9示出了织完后的状态。

图10至图12是对冲击吸收构件100的构成进行说明的图。图10是冲击吸收构件100的立体图，图11是沿图10的xi－xi线的剖视图，图12是沿图10的xii－xii线的剖视图。在图10至图12中，为了方便说明，将爬过横向的压溃部分(构造体10a的横向的压溃部分11aa、构造体10b的横向的压溃部分11ba)的连结构件15设为连结构件15a。此外，将爬过纵向的压溃部分(构造体10a的纵向的压溃部分11ab、构造体10b的纵向的压溃部分11bb)的连结构件15设为连结构件15b。

如图10和图11所示，连结构件15a依次爬过构造体10a的横向的压溃部分11aa的上侧、构造体10b的横向的压溃部分11ba的下侧。此外，如图10和图12所示，连结构件15b依次爬过构造体10a的纵向的压溃部分11ab的下侧、构造体10b的纵向的压溃部分11bb的上侧。

如上述那样，在冲击吸收构件100中，构造体10a与构造体10b交替地并列配置，将构造体10a和构造体10b通过连结构件15a和连结构件15b而进行织入，因此多个构造体10不会分离。此外，像上述那样构成的冲击吸收构件100能灵活地折叠。

接着，对关于构造体10吸收冲击的能力进行试验得到的结果进行说明。

在本试验中，针对由不同的规格的中空管1成形的三个构造体10，分别对其平台应力[mpa]和每单位质量的吸收能[kj/kg]进行了评价。在此，平台应力(plateaustress)是指在压缩应力－压缩应变曲线中平台区域内的应力，且通常是20～30％的压缩应变下的压缩应力的平均值。

图13至图15是表示中空管1和构造体10的平台应力和每单位质量的吸收能的评价结果的图表。图13是由管径d为3mm、厚度t为0.12mm(t/d＝0.04)的中空管1成形的构造体10的评价结果。图14是由管径d为5mm、厚度t为0.1mm(t/d＝0.02)的中空管1成形的构造体10的评价结果。图15是由管径d为8mm、厚度t为0.2mm(t/d＝0.025)的中空管1成形的构造体10的评价结果。任意的中空管1均是市售不锈钢钢管，能比较廉价地获得。

如图13至图15所示，无论在哪一幅图中均可知，构造体10相对于作为坯料的中空管1，在平台应力上提高了7倍以上，在吸收能上提高了7倍以上。

构成冲击吸收构件100的构造体10不仅要求吸收能大，而且还要求轻量。图16是表示单位质量的吸收能与t/d的关系的图表。在图表中，横轴是t/d，纵轴是单位质量的吸收能。此外，图13所示的构造体10的结果标示于t/d＝0.04，图14所示的构造体10的结果标示于t/d＝0.02，图15所示的构造体10的结果标示于t/d＝0.025。需要说明的是，铝制的构造体的单位质量的吸收能的开发目标值为6kj/kg，在图表中用粗线表示。

如图16所示，对于t/d＝0.04的构造体10(图13所示的构造体10)而言，其与铝制的构造体的开发目标值相同。对于t/d＝0.02的构造体10(图14所示的构造体10)、t/d＝0.025的构造体10(图15所示的构造体10)，它们虽然低于铝制的构造体的开发目标值，但也为该开发目标值的70～80％左右。

图17是表示平台应力与t/d的关系的图表。在图表中，图13所示的构造体10的结果标示于t/d＝0.04，图14所示的构造体10的结果标示于t/d＝0.02，图15所示的构造体10的结果标示于t/d＝0.025。需要说明的是，铝制的构造体的平台应力的开发目标值为4mpa，在图表中用粗线表示。

如图17所示，本次试验的三个构造体10的任一个均超过了铝制的构造体的平台应力的开发目标值。特别是t/d＝0.04的构造体10(图13所示的构造体10)、t/d＝0.02的构造体10(图14所示的构造体10)达到了该开发目标值的2倍以上。

综上所述，可以认为本次试验的三个构造体10的任一个均可以实际使用。由此，能使用市售的比较廉价的不锈钢钢管，制造吸收能充分且轻量的构造体10。

图18是表示将冲击吸收构件100配置于车体侧部的下边梁(rocker)部的例子的示意图。如图18所示，车体侧部的下边梁部50由车厢侧壳体51和车厢门侧壳体52构成。侧面碰撞时，对车辆施加从车厢门的方向朝向水平方向内侧的载荷。即，在侧面碰撞时，在箭头p1的方向上对车体侧部的下边梁部50施加冲击。由此，将冲击吸收构件100折叠成螺旋状来收纳，以使在箭头p1的方向上吸收能变大。由此，在侧面碰撞时，能减少下边梁部50向室内侧变形。

图19是表示将冲击吸收构件100配置于车体前部的前纵梁的例子的示意图。如图19所示，车体前部的前纵梁60由第一壳体61、第二壳体62构成。正面碰撞时，对车辆施加从发动机罩的方向朝向水平方向内侧的载荷。即，在正面碰撞时，在箭头p2的方向上对车体前部的前纵梁60施加冲击。由此，将冲击吸收构件100折叠成脉冲波状来收纳，以使在箭头p2的方向上吸收能变大。由此，在正面碰撞时，能减少前纵梁60向室内侧变形。

综上所述，在冲击吸收构件100中，织入有多个具有在单轴上以规定的间隔连续的中空四面体构造的构造体10，因此能灵活地折叠。由此，能配合于配置目标的空间的形状而灵活地配置。

需要说明的是，本发明不限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内可以适当地变更。

根据上述对本发明的描述，显而易见的是，本发明的实施例可以以多种方式进行变更。这样的变更不应被认为脱离本发明的主旨和范围，并且对本领域技术人员而言显而易见的所有的这样的变更都包括在所附权利要求书的范围内。