JP5723258B2 - エネルギ吸収部材およびエネルギ吸収部材の断面変形制御方法 - Google Patents

Description

本発明は荷重後の断面の変形を制御できるエネルギ吸収部材およびエネルギ吸収部材の断面変形制御方法に関するものである。

一般に、自動車の車体の前端部及び後端部には、車幅方向に略平行な状態でバンパが固設されている。このバンパの裏側、即ち車体側には、外部からバンパに障害物が衝突した際に、バンパと車体との間で衝撃を吸収するための補強部材（バンパビーム）として、鋼製の他、アルミニウム合金押出中空形材からなるエネルギ吸収部材が設けられている。

図１２、図１４に示すように、フロントバンパあるいはバンパフェイシャ１２０の裏側に、前記バンパビーム１１０が、これらフロントバンパあるいはバンパフェイシャ１２０の形状に合わせて、車体の車幅方向(図の左右方向）に、その軸方向あるいは長手方向に亘って湾曲されるか、あるいは両端部が曲げられて設けられている。

ただ、図１２のように、フロントバンパあるいはバンパフェイシャ１２０のデザインや設計上、車体の車幅方向(図の左右方向）の幅が狭くなっている場合は、バンパビーム１１０の軸方向（長さ方向）の両端部１１０a、１１０bが、これらフロントバンパあるいはバンパフェイシャ１２０と、丸印で示す部分で干渉することなる。

この場合には、図１３に示す通り、バンパビーム１１０のうちの両端部１１０a、１１０bを、部分的に車体前後方向（図の上下方向）に潰し加工して、車体フロント側の元の形状を点線で示す通り、その断面を潰して縮小した上で、フロントバンパあるいはバンパフェイシャ１２０の裏側にバンパビーム１１０を収めていた。

また、図１４に示すように、車体側に設けられた、バンパビーム１１０は、取り付け用部材であるサイドメンバ（あるいはステイ）１３０に固設されるようになっている。この際、デザインや設計上、フロントバンパ１２０と、サイドメンバ１３０との車体前後方向(図の上下方向）の間隔が狭くなっている場合でも、バンパビーム１１０は、バンパビーム１１０の軸方向（長さ方向）に折り曲げられた両端部１１０a、１１０bが、これらサイドメンバ１３０と、丸印で示す部分で干渉することなる。

したがって、この場合でも、図１５に示す通り、バンパビーム１１０の両端部１１０a、１１０bを、部分的に、車体前後方向の潰し加工して、車体リア側の元の形状を点線で示す通り、その断面を潰して縮小し、そのフロントバンパ１２０とサイドメンバ１３０間の空間にバンパビーム１１０を収めていた（特許文献１参照）。

ここで、バンパビームがアルミニウム合金押出中空形材からなる場合、その中空断面形状は、図９に例示する通り、相対する二つの平板状フランジ２、３（前面側フランジ２、後面側フランジ３）同士をつなぐ、間隔をあけた複数（図では３本）の平板状ウエブ４、５、６とから構成された、日型、目型などの矩形断面形状（図では日型）となる。ちなみに、中間のウエブ６は補強用のリブであり、中リブとも称される。アルミニウム合金押出中空形材は、その軸方向（長手方向、押出方向）に亘ってこのような同じ断面形状を有していることが特徴である。

そして、バンパビーム（エネルギ吸収部材）がアルミニウム合金押出中空形材からなる場合、通常は、前記図１２、１４に示したように、前記平板状フランジ２、３を衝突荷重に対峙させて配置する。すなわち、形材の向きとして、前面側フランジ２を車体フロント側、後面側フランジ３を車体リア側として垂直方向に延在するように立て、平板状ウエブ４、５は水平方向に延在するように設けられる。

ただ、このような矩形断面形状のアルミニウム合金押出中空形材のうちの両端部などを、部分的に潰し加工する場合には、前記複数のウエブのうち、少なくとも前記平板状フランジの幅方向の両端部側に位置する２本の平板状ウエブ４、５が途中より屈曲する（座屈、折れ曲がり）方向を、図１０に示すような、各々前記矩形断面形状の内側方向に制御する必要がある。

このように二本のウエブ４、５を各々前記矩形断面形状の内側方向（内方）へ屈曲させる＝「内倒れさせる」理由は、二本のウエブ４、５が、図１１で示すように、押出形材の前記矩形断面形状の外側方向（外方）へ屈曲させる＝「外倒れさせる」と、屈曲して前記矩形断面形状の外側にはみ出したウエブ４、５が却って、前記そのフロントバンパ１２０とサイドメンバ１３０間の空間にバンパビーム１１０を収める際の邪魔になるからである。ちなみに、補強用の中リブである中間のウエブ６も、前記矩形断面形状の内（押出形材内）で屈曲しているが、この屈曲方向自体は影響しない。

ただ、このように潰し加工において、平板状フランジの幅方向の両端部側の二本のウエブ４、５を各々押出中空形材の前記矩形断面形状の内側方向（内方）へ屈曲させる＝「内倒れさせる」のは難しい。このため、従来から、二本のウエブ４、５を「内倒れさせる」ための潰し加工が特許文献２のように提案されている。

この潰し加工の方法は、図９に示すように、基台１５０上に押出中空形材１を平板状フランジ２、３を上下として載置した上で、剛体からなる垂直負荷用治具１４０を、押出中空形材１の潰し加工を行う端部側の上方に配置して、下降させて平板状フランジ２から荷重する。ここで、垂直負荷用治具１４０の幅は、平板状フランジ２の幅Ｗに対応する拡がりを持っている。また、図示はしないが、側面側から見ると、端部などの部分的な潰し加工に必要な、押出中空形材１の軸方向の長さを持ち、潰し加工後の所望形状や曲面、傾斜面に合わせた形状の、水平面や傾斜面あるいは曲面を有している。

１６０は、平板状フランジの幅方向の両端部側の二本の平板状ウエブ４、５を各々内倒れさせるための、水平の過重負荷用の治具である。この冶具１６０は、押出中空形材１の両側面側で、垂直負荷用治具１４０の下に配置されており、押出中空形材１の側面から平板状ウエブ４、５に対して内方への水平負荷を加えて、平板状ウエブ４、５を各々内倒れさせる。

特開2003-146156号公報 特開平7ー25296号公報 特開2001-132788号公報 特許第3520959号公報 特開2003-320847号公報

ただ、このような特許文献２の潰し加工装置によっても、平板状フランジの幅方向の両端部側の二本のウエブ４、５を各々内倒れさせつつ、潰し加工することが非常に難しい。この特許文献２でも、最初の暫くの時間は前記水平負荷用治具１６０によって、二本の平板状ウエブ４、５へ水平負荷のみを加え、その後の時間で、この水平負荷を加える続けると共に、前記垂直負荷用治具１４０によって、平板状フランジ２に垂直負荷を加え、二本の平板状ウエブ４、５が各々内倒れし始める時点以降は、平板状フランジ２への垂直負荷だけにするとしている。

特許文献２が、これだけ平板状ウエブ４、５への水平負荷と、平板状フランジ２への垂直負荷とのタイミングを重視しているのは、平板状フランジの幅方向の両端部側の二本の平板状ウエブ４、５は、前記した図９などの通常の押出中空形材１の断面形状では、前記矩形断面形状の外側方向へ外倒れしやすいからである。事実、特許文献２では、前記タイミングとすれば、一旦、内倒れし始めた平板状ウエブ４、５が、前記時点Ｃ以降の垂直負荷によって押出中空形材の外方に屈曲（座屈）することがないからであるとしている。言い換えると、特許文献２は、通常の押出中空形材１の断面形状では、前記潰し加工においては、前記矩形断面形状の外側方向へ外倒れしやすく、フランジ両端部側の二本の平板状ウエブ４、５を各々内倒れさせることの難しさを裏付けている。

周知の通り、押出中空形材の断面形状は、バンパビームなどの使用されるエネルギ吸収部材用途や自動車車体条件などに応じて、その日型、目型などの断面形状や、フランジ、ウエブの長さや高さ、板厚などが大きく異なる。したがって、通常は、潰し加工する押出中空形材の断面形状が種々異なるので、前記特許文献２の装置を用いても、前記タイミングを適切に選択することが非常に困難である。このため、押出中空形材の断面形状によって、あるいは断面形状条件の違いによって、潰し加工で平板状ウエブ４、５を各々内倒れさせることができず、押出中空形材の断面形状の変形をうまく制御できない場合も多々生じる。

また、このような潰し加工時の課題だけではなく、エネルギ吸収部材としても、種々の衝突荷重に対する荷重変位の制御や、エネルギ吸収性能の向上の観点から、前記フランジ面に負荷される荷重量に応じたり、押出中空形材の断面形状条件に応じて、少なくともフランジ両端部側の二本の平板状ウエブ４、５を各々内倒れさせることを可能とする必要性は高い。更に、前記平板状フランジ面に負荷される荷重量に応じたり、押出中空形材の断面形状条件に応じて、前記複数の平板状ウエブが屈曲する方向を、前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御することが可能である必要性も高い。

したがって、本発明の目的は、潰し加工において確実および簡便に平板状フランジの幅方向両端部側の二本の平板状ウエブを各々内倒れさせることができるなど、負荷荷重量に応じたり、押出中空形材の断面形状条件に応じて、荷重後の断面の変形（荷重変形後の断面形状）を制御できる、エネルギ吸収部材を提供しようとするものである。また、負荷荷重量に応じたり、押出中空形材の断面形状条件に応じて、荷重後の断面の変形（荷重変形後の断面形状）を制御できる、エネルギ吸収部材の断面変形制御方法を提供しようとするものである。

この目的を達成するために、本発明の荷重変形後の断面形状を制御できるエネルギ吸収部材の要旨は、相対する二つの平板状フランジ同士をつなぐ複数の平板状ウエブから構成された矩形断面形状を有し、前記平板状フランジは各々その幅方向の両端部に前記平板状ウエブの接合位置よりも外側方に張出した張出フランジを各々有しており、前記平板状フランジの平板部の板厚ｔ１が１.５〜６ｍｍの範囲、前記平板状ウエブの平板部の板厚ｔ２が１〜４ｍｍの範囲であり、かつ、前記平板状ウエブの平板部の板厚ｔ２が前記平板状フランジの平板部の板厚ｔ１よりも小さく、前記平板状フランジの幅ｗが前記平板状ウエブの長さｈの１．５倍以上である前記矩形断面形状を、その軸方向に亘って有するアルミニウム合金押出中空形材からなり、その軸方向で部分的に潰し加工された上で、前記平板状フランジ面が荷重方向に対峙する補強材として用いられるエネルギ吸収部材であって、前記平板状ウエブはその平板部から前記平板状フランジとの接合部へと向かって板厚が順次増加していくコーナー部を各々有しており、これらのコーナー部において前記平板状ウエブ平板部の軸線を境として平板状ウエブ板厚方向に左右に分かれる内側コーナー部と外側コーナー部とを互いの前記板厚の増加量が異なる非対称の形状として、前記平板状フランジ面に負荷される荷重量に応じて、前記複数の平板状ウエブが屈曲する方向を前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御することが可能であり、前記潰し加工において少なくとも前記平板状フランジの幅方向の両端部側に位置する２本の前記平板状ウエブが屈曲する方向を各々前記矩形断面形状の内側方向とし、屈曲した前記平板状ウエブが前記矩形断面内方向へ内倒れされた上で前記補強材として設けられることとする。

また、前記目的を達成するために、本発明の荷重変形後の断面形状を制御できるエネルギ吸収部材の断面変形制御方法の要旨は、エネルギ吸収部材をアルミニウム合金押出中空形材から構成し、このアルミニウム合金押出中空形材を、相対する二つの平板状フランジ同士をつなぐ複数の平板状ウエブから構成された矩形断面形状を有し、前記平板状フランジは各々その幅方向の両端部に前記平板状ウエブの接合位置よりも外側方に張出した張出フランジを各々有しており、前記平板状フランジの平板部の板厚ｔ１が１.５〜６ｍｍの範囲、前記平板状ウエブの平板部の板厚ｔ２が１〜４ｍｍの範囲であり、かつ、前記平板状ウエブの平板部の板厚ｔ２が前記平板状フランジの平板部の板厚ｔ１よりも小さく、前記平板状フランジの幅ｗが前記平板状ウエブの長さｈの１．５倍以上である前記矩形断面形状を、その軸方向に亘って有するものとし、更に、前記平板状ウエブが、その平板部から前記平板状フランジとの接合部へと向かって板厚が順次増加していくコーナー部を各々有し、これらのコーナー部において前記平板状ウエブ平板部の軸線を境としてウエブ板厚方向に左右に分かれる内側コーナー部と外側コーナー部とを、互いの前記板厚の増加量が異なる非対称の形状となして、前記平板状フランジ面に負荷される荷重量に応じて、前記複数の平板状ウエブが屈曲する方向を前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御するものであり、前記エネルギ吸収部材を、その軸方向で部分的に潰し加工する際に、前記平板状フランジ面に負荷される荷重量に応じて、少なくとも前記平板状フランジの幅方向の両端部側に位置する２本の平板状ウエブが屈曲する方向を、各々前記矩形断面形状の内側方向に制御して、屈曲した前記平板状ウエブを前記矩形断面内方向へ内倒れさせ、その上で、前記平板状フランジ面が荷重方向に対峙する補強材として用いることである。

本発明では、潰し加工される素材側で、潰し加工において確実および簡便に平板状フランジの幅方向の両端部側の二本の平板状ウエブを各々内倒れさせることができるなど、負荷荷重量に応じたり、押出中空形材の断面形状条件に応じて、荷重後の断面の変形（荷重変形後の断面形状）を制御できる、エネルギ吸収部材を提供することができる。また、その断面変形制御方法も提供できる。

本発明では、また、前記潰し加工がされない部位などに、衝突荷重が負荷されるエネルギ吸収部材側で、確実に平板状フランジの幅方向の両端部側の二本の平板状ウエブを各々内倒れさせることができるなど、負荷荷重量に応じたり、押出中空形材の断面形状条件に応じて、荷重後の断面の変形（荷重変形後の断面形状）を制御でき、対物や対人などの種々の衝突荷重に対する荷重変位の制御や、エネルギ吸収性能向上ができるエネルギ吸収部材を提供できる。また、その断面変形制御方法も提供できる。

本発明では、上記断面変形制御効果発揮の前提となるアルミニウム合金押出中空形材の前記規定の形状条件の範囲内で、熱間押出による中空形材であれば簡便に作れる前記平板状ウエブのコーナー部の形状条件とすることで、上記断面変形制御効果を得ることができる。言い換えると、エネルギ吸収部材本来の性能を低下させずに、上記断面変形制御効果を得ることができる。また、本発明では、素材側の簡便な改良で済み、潰し加工などにおいても、また、エネルギ吸収部材の取り付けや使用側においても、余分なコストや工程は一切不要であり、著しく実用的である。

本発明エネルギ吸収部材の一態様を示す斜視図である。 図１の要部断面図である。 図２の要部拡大図である。 本発明エネルギ吸収部材の他の態様を示す断面図である。 比較例のエネルギ吸収部材を示す断面図である。 本発明エネルギ吸収部材の他の態様を示す断面図である。 本発明エネルギ吸収部材の他の態様を示す断面図である。 実施例における各エネルギ吸収部材の断面変形の解析結果を示す説明図である。 エネルギ吸収部材の潰し加工の一例を示す断面図である。 潰し加工による「内倒れ」の断面変形例を示す断面図である。 潰し加工による「外倒れ」の断面変形例を示す断面図である。 バンパービームの取り付け構造例を示す自動車の平面図である。 図１２の取り付け用に両端部が潰し加工されたバンパービームを示す平面図である。 バンパビームの取り付け構造の他の例を示す自動車の平面図である。 図１４の取り付け用に両端部が潰し加工されたバンパービームを示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。

アルミニウム合金押出中空形材：
図１において、１は本発明の前記断面変形制御効果を発揮するためのアルミニウム合金押出中空形材である。このアルミニウム合金押出中空形材１は、相対する二つの平板状フランジ２、３同士をつなぐ間隔をあけた３本（複数）の平板状ウエブ４、５、６から構成され、前記平板状フランジ２、３は各々その幅方向の両端部側に前記平板状ウエブの接合位置よりも外側方に張出した張出フランジ７、８、９、１０を各々有した、日型の矩形断面形状を有している。以下、平板状フランジを単にフランジ、平板状ウエブを単にウエブ、平板状フランジの幅方向の両端部側を平板状フランジの単に両端部側とも言う。

前記平板状フランジの平板部２a、3aの板厚ｔ１は１.５〜６ｍｍの範囲、前記平板状ウエブの平板部４a、５a、６aの板厚ｔ２は１〜４ｍｍの範囲であり、かつ、前記平板状ウエブの平板部４a、５a、６aの板厚ｔ２は、前記平板状フランジの平板部２a、3aの板厚ｔ１よりも小さく、前記平板状フランジ２、３の幅ｗが前記平板状ウエブ４、５、６の長さｈの１．５倍以上とする。本発明エネルギ吸収部材は、図１に示す通り、このような矩形断面形状とその形状の各条件を、その軸方向（長手方向、押出方向）に亘って、均一に有しているアルミニウム合金押出中空形材からなる。

ここで、前記板厚ｔ１、板厚ｔ２とは、図１の矩形断面における、均一な厚みを、そのフランジの幅方向（図の横方向）やウエブの長さ（図の縦方向）に亘って有する、前記フランジや前記ウエブの各平板部の厚み（板厚）である。仮に、フランジやウエブの平板部の厚みを、均一ではなく、そのフランジの幅方向（図の横方向）やウエブの長さ（図の縦方向）に亘って変化させる（厚い部分と薄い部分とを有する）場合には、これらのそのフランジの幅方向（図の横方向）やウエブの長さ（図の縦方向）に亘って平均化した厚み（板厚）とする。また、前記平板状フランジ２、３の幅ｗとは、その延在方向が、図１の矩形断面における、前記矩形中空形材１の押出方向（図１の手前側から奥の側に至る軸方向）に対して直角方向（図１の横方向）に亘る、平板状フランジ２、３の幅（長さ）であり、矩形中空形材１の幅でもある。更に、前記平板状ウエブ４、５、６の長さｈとは、その延在方向が、図１の矩形断面における、前記中空形材１の押出方向（軸方向）や前記平板状フランジ２、３の前記幅方向に対する直角方向（図１の縦方向）に亘る、平板状フランジ２、３の長さである。

更に、図１に示すように、アルミニウム合金押出中空形材１の平板状ウエブ４、５、６はその平板部４a、５a、６aから前記平板状フランジとの接合部４b、４c、５b、５c 、６b、６cへと向かって板厚が順次増加していくコーナー部１１、１２、１３、１４、１５、１６を有している。これらのコーナー部において、前記平板状ウエブ平板部５aの軸線Ｓを境として、これらの平板状ウエブの板厚方向に左右に分かれる内側コーナー部１１i、１２i、１３i、１４i、１５i、１６iと外側コーナー部１１o、１２o、１３o、１４o、１５o、１６oとを互いの前記板厚の増加量が異なる非対称の形状としている。

そして、図１に示すように、前記内側コーナー部１１i、１２i、１３i、１４i、１５i、１６iと外側コーナー部１１o、１２o、１３o、１４o、１５o、１６oのいずれかの板厚の増加量を他方よりも大きくしている。これによって、潰し加工など、前記平板状フランジ２、３面に負荷される荷重量に応じて、前記複数の平板状ウエブ４、５、６が屈曲する方向を前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御することを可能としている。また、これによって、荷重後の断面の変形（荷重変形後の断面形状）を制御できるエネルギ吸収部材としている。

使用アルミニウム合金：
本発明で用いる押出中空形材用のアルミニウム合金は、通常、製造がしやすく、加工や成形が容易で、強度も高い、AA乃至JIS の6000系、7000系等のアルミニウム合金が適宜選択して用いられる。これらのアルミニウム合金押出材は、周知の通り、規格組成に鋳造されたビレットを均質化熱処理、熱間押出からなる工程によって、均一な矩形断面形状をその軸方向（長手方向）に亘って有するように製造される。そして、押出工程後の時効処理(質別記号Ｔ５)や、焼鈍処理（質別記号Ｏ）、溶体化処理および焼き入れ処理 (質別記号Ｔ４) やその後に時効処理(質別記号Ｔ６) などの調質処理（熱処理）されて用いられる。

但し、本発明で、潰し加工時や衝突荷重の負荷時に、確実にフランジ両端部側の二本のウエブを各々内倒れさせるには、機構を後述する通り、アルミニウム合金の強度（＝耐力）は、前記例示合金の高強度レベルであれば、その範囲での強度差（耐力差）には殆ど影響されない。したがって、エネルギ吸収部材の本来のエネルギ吸収性能や、要求される補強効果などの、用途からくる要求特性に応じて、前記例示合金の中から選択される。

前提となる断面形状条件：
次に、本発明の前記断面変形制御効果発揮の前提となるアルミニウム合金押出中空形材の断面形状の各条件につき説明する。

断面の形状：
本発明での前記断面変形制御効果発揮の前提となるアルミニウム合金押出中空形材の断面の形状は、口型、日型、あるいは目型などの矩形断面形状からなる。このうち、一例として、バンパービーム（バンパー補強材）に適した日型の矩形断面形状につき、図１を用いて説明する。なお、本発明のエネルギ吸収部材はアルミニウム合金押出中空形材からなるので、以下の記載では、エネルギ吸収部材とアルミニウム合金押出中空形材とを共通して番号１と称する。

図１において、アルミニウム合金押出中空形材１の日型の矩形断面形状では、平板状ウエブの断面方向の長さ分だけ互いに図の縦方向に間隔をあけて、互いに平行に相対する二つの平板状フランジ２、３を有する。この平板状フランジ２、３は、前記した通り、衝突荷重に対峙させて配置される。そして、これら平板状フランジ２、３同士には、図の横方向に間隔をあけた３本（３枚）の平板状ウエブ４、５、６が、その裏面に接合し、互いにつながれた一体構造となっている。

ちなみに、口型の矩形断面形状では、平板状フランジ２、３の幅方向の両端部側の２本の平板状ウエブ４、５のみであって、補強用の中リブである平板状ウエブ６が存在しない。また、目型の矩形断面形状では、図１の平板状ウエブ６に、もう１本の補強用の中リブである平板状ウエブが更に間隔を置いて加わり、平板状フランジ２、３の幅方向の両端部側の２本の平板状ウエブ４、５と合わせて、平板状ウエブが合計で４本となる。

張出フランジ：
前記平板状フランジ２、３は各々その両端部に前記ウエブのうち、平板状フランジの幅方向の両端部側の平板状ウエブ４、５の接合位置よりも、更に外側方（図の左右方向）に張出した、張出フランジ７、８（平板状フランジ２の左右に各々張り出す）、９、１０（平板状フランジ３の左右に各々張り出す）を各々有している。ここで、これらの張出フランジ（＝突出フランジ）７、８、９、１０は、平板状ウエブ４、５、６にフランジ２、３との接合部へと向かって板厚が順次増加していくコーナー部を形成するために必須であり、これによって、潰し加工時や衝突荷重の負荷時に、確実フランジ両端部側の二本の平板状ウエブを各々内倒れさせるために必須である。

これらの張出フランジが無く、平板状ウエブが平板状フランジ２、３の両端部とでコーナー部を形成しているような完全な矩形断面では、中リブである平板状ウエブ６を除き、平板状フランジの幅方向の両端部側の平板状ウエブ４、５には、本発明で規定するコーナー部を形成できない。すなわち、平板状ウエブ４、５の平板部の軸線を境として互いの前記板厚の増加量が異なる非対称の形状とし、平板状フランジ２、３との接合部へと向かって板厚が順次増加していくコーナー部を、平板状ウエブ４、５に形成できない。このための、これら張出フランジ７、８、９、１０の平板状フランジ２、３の幅方向（図の横方向）の長さは、全て同じとしても、左右、上下の張出フランジ同士で変えても良いが、後述する板状フランジ２、３の幅Ｗの１／３０〜１／５とすることが好ましい。

前記平板状フランジ２、３の平板部２a、３aの板厚ｔ１は１.５〜６ｍｍの範囲、前記平板状ウエブ４、５、６の平板部４a、５a、６aの板厚ｔ２は１〜４ｍｍの範囲と各々する。板厚ｔ１、板厚ｔ２がこれらの下限値よりも小さければ（薄ければ）、エネルギ吸収部材の本来のエネルギ吸収性能や、要求される補強効果などの、用途からくる要求特性に応じることができない。一方、板厚ｔ１、ｔ２がこれらの上限値よりも大きければ（厚ければ）、重量が重くなり、アルミニウム合金を用いて軽量化する意味が失われる。また、強度が高すぎて、負荷荷重による変形がしにくくなり、衝突エネルギの吸収や潰し加工が困難となる。

そして、前記平板状ウエブ４、５、６の平板部４a、５a、６aの板厚ｔ２は、前記平板状フランジの平板部２a、３aの板厚ｔ１よりも小さくする。前記した板厚ｔ１、ｔ２の範囲で、平板状ウエブの板厚が平板状フランジの板厚よりも大きいと、エネルギ吸収部材として要求される曲げ強度や剛性に対して効率の悪い断面形状となり、重量増となってしまう。

更に、前記平板状フランジ２、３の幅ｗは、前記平板状ウエブ４、５、６の長さｈの１．５倍以上とする。前記平板状フランジ２、３の幅ｗが、前記平板状ウエブ４、５、６の長さｈの１．５倍未満では、エネルギ吸収に必要な平板状ウエブ４、５、６の長さｈに対して、前記平板状フランジ２、３の幅ｗが小さくなって、矩形断面形状や平板状フランジ２、３の面積が小さくなり、衝突荷重を受けにくくなり、エネルギ吸収部材として不適である。あるいは、矩形断面形状が縦長となって、嵩張る割には負荷荷重による断面の変形がしにくくなり、やはり、エネルギ吸収部材として不適である。この前記平板状フランジ２、３の前記幅ｗの、前記平板状ウエブ４、５、６の前記長さｈに対する上限は特に定めないが、エネルギ吸収部材としての実用的な範囲からすると１０倍以下程度である。

このように、本発明では矩形断面形状の基本的な形状や構造は、従来のアルミニウム合金押出中空形材からなるエネルギ吸収部材と同じである。すなわち、これらアルミニウム合金押出中空形材の矩形断面形状自体を大きく変えることなく、以下の平板状ウエブのコーナー部の工夫で効果を発揮できる点が本発明の利点でもある。

平板状ウエブのコーナー部：
以下に、本発明で特徴的な平板状ウエブのコーナー部につき、図１〜図５を用いて説明する。先ず、図１〜図５において、平板状ウエブのコーナー部はフィレットあるいは隅角部ともいい、平板状ウエブ４、５、６と平板状フランジ２、３との各々の接合部４b、４c、５b、５c 、６b、６cを含む「ウエブとフランジとの交差部」である。

図１において、これら平板状ウエブの前記各コーナー部を各々丸印で囲んで示している。各平板状ウエブは上下の両端部に各々コーナー部を有している。平板状ウエブ４のコーナー部は１１（図の上側の平板状フランジ２側）、１２（図の下側の平板状フランジ３側）、平板状ウエブ５のコーナー部は１３（図の上側の平板状フランジ２側）、１４（図の下側の平板状フランジ３側）、中リブである平板状ウエブ６のコーナー部は１５（図の上側の平板状フランジ２側）、１６（図の下側の平板状フランジ３側）である。

図２：
そして、図２に、図１の要部である矩形断面右側端部の平板状ウエブ５のみを拡大して示し、この図２の矩形断面の右上のコーナー部１３のみを図３に拡大して示す。これら図２、３の通り、コーナー部１３、１４は、ウエブ５の各ウエブ平板部５aの軸線Ｓを境として、ウエブ板厚方向に左右に分かれ、内側コーナー部１３i（図の上側のフランジ２側で、図の左側の左下がりの斜線部領域）と１４i（図の下側のフランジ３側で、図の左側の左下がりの斜線部領域）、外側コーナー部１３o（図の上側のフランジ２側で、図の右側の右下がりの斜線部領域）と１４o（図の下側のフランジ３側で、図の右側の右下がりの斜線部領域）とを有する。

なお、以下の説明はこのウエブ５のみについて行うが、コーナー部の構成やウエブが屈曲する方向を前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御するために必要な条件は、他のウエブの各コーナー部でも同様である。

すなわち、図１のように、平板状ウエブ４のコーナー部１１、１２は、ウエブの各ウエブ平板部４aの軸線Ｓを境として、ウエブ板厚方向に左右に分かれ、内側コーナー部１１i（図の上側のフランジ２側）と１２i（図の下側のフランジ３側）、外側コーナー部１１o（図の上側のフランジ２側）と１２o（図の下側のフランジ３側）とを有する。また、中リブであるウエブ６のコーナー部１５、１６は、ウエブの各ウエブ平板部６aの軸線Ｓを境として、ウエブ板厚方向に左右に分かれ、内側コーナー部１５i（図の上側のフランジ２側）と１６i（図の下側のフランジ３側）、外側コーナー部１５o（図の上側のフランジ２側）と１６o（図の下側のフランジ３側）とを有する。

図２において、平板状ウエブ５の各コーナー部１３、１４では、前記ウエブ５の平板部５aから前記フランジ２、３との接合部５b、５cへと向かって板厚が順次増加していく。これは、他のウエブ４、６の各コーナー部１１、１２、１５、１６でも同様で、前記ウエブ４、６の各平板部４a、６aから、前記フランジ２、３との各接合部４b、４c、６b、６cへと向かって板厚が順次増加していく。

本発明では、これら各平板状ウエブの各コーナー部において、前記ウエブ平板部の軸線を境としてウエブ板厚方向に左右に分かれる内側コーナー部１１i、１２i、１３i、１４i、１５i、１６iと外側コーナー部１１o、１２o、１３o、１４o、１５o、１６oとを互いの前記板厚の増加量が異なる非対称の形状としている。そして、平板状ウエブ５の屈曲変形を矩形断面内方向への前記内倒れか、矩形断面外方向への前記外倒れとするためには、外側コーナー部（１３o、１４o）の板厚増加量か、内側コーナー部（１３i、１４i）の板厚増加量かのいずれかを、他方のコーナー部よりも大きくする。

平板状ウエブ５の屈曲変形を内倒れとする条件：
図２に示す平板状ウエブ５では、例えば平板状フランジ２に対する（図の上方側からの）矢印で示す負荷荷重Ｆに応じたウエブ５の屈曲変形を、点線の仮想線で示すように、図の左側に向かって、その中央部（平板部）からくの字状に屈曲するように、矩形断面内方向への内倒れとすることを意図している。

このため、図２に示す平板状ウエブ５では、外側コーナー部１３oと１４oの板厚増加量を、内側コーナー部１３iと１４iの板厚増加量よりも一定以上に大きくしている。この大きくするための基準として、図２に示したコーナー部１３、１４における、外側コーナー部１３oと１４oの各長さｈo（単位ｍｍ）を、前記ウエブ５の平板部５aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）と、内側コーナー部１３iと１４iの各長さｈi （単位ｍｍ）よりも大きな値とする。

ここで、前記内側コーナー部１３iと１４iの長さｈiと、外側コーナー部１３o、１４oの長さｈoとの定義につき説明する。前記内側コーナー部１３iと１４iの長さｈiと、外側コーナー部１３o、１４oの長さｈoは、前記ウエブ５が接合する側のフランジ２、３の外表面２b、３ｂから、これら各コーナー部での板厚が増加し始める、前記ウエブ５の平板部側の各始端２０までの長さとする。これら各始端２０は、各外側コーナー部１３oや１４oあるいは各内側コーナー部１３iや１４iにおいて、それぞれの板厚が変化し始める、あるいは増加し始める点（部位）として、これら各外側コーナー部領域や内側コーナー部領域でのコーナー表面の板厚変化から測定でき、明確に特定される。ちなみに、これらの長さｈoやｈiは、勿論、前記した平板状ウエブ５の長さｈと同じ方向の長さである。

但し、図２に示す通り、長さｈoが長い外側コーナー部１３o、１４oでの前記始端２０は、板厚がｔ２と等しくなるウエブ５の平板部５a側の部位となる。また、長さｈiが短い内側コーナー部１３i、１４iでの前記始端２０は、必然的に、板厚が増加している内側コーナー部１３i、１４i側の部位となる。これらの定義や規定は、他のウエブ４、６のコーナー部でも同様である。

これらコーナー部１３、１４における、前記外側コーナー部１３oと１４oの各長さｈoを、内側コーナー部１３iと１４iの各長さｈiよりも各々一定以上に大きな値とする基準が、これら外側コーナー部１３oと１４oなどの長さｈoを、前記平板状ウエブ５の平板部５aの板厚ｔ２以上の大きさとなるようにすることである。

これら外側コーナー部１３oと１４oの各長さｈoの値自体は、勿論、潰し加工時や車体衝突時などに負荷される荷重に応じて設計される。また、この長さｈoの条件自体は、前記平板状フランジ２、３の平板部２a、３aの板厚ｔ１が１.５〜６ｍｍの範囲、前記平板状ウエブ４、５、６の平板部４a、５a、６aの板厚ｔ２が１〜４ｍｍの範囲、前記平板状ウエブの平板部の板厚ｔ２が前記フランジの平板部の板厚ｔ１よりも小さく、前記平板状フランジの幅ｗが前記ウエブの長さｈの１．５倍以上である矩形断面形状条件などを各々前提とした場合に有効である。しかし、この条件を満たすことによって、これらの前提条件下で平板状ウエブ５の屈曲変形を確実に矩形断面内方向への前記内倒れとすることができる。

例え、これら外側コーナー部１３oと１４oなどの長さｈoを、内側コーナー部１３iと１４iの各長さｈiよりも大きくしても、これら外側コーナー部１３oと１４oなどの長さｈoが、前記平板状ウエブ４、５、６の平板部４a、５a、６aの板厚ｔ２未満では、確実に平板状ウエブ５の屈曲変形を矩形断面内方向への前記内倒れとすることができない。

また、大きくする側のこれら外側コーナー部１３oと１４oの長さｈoに特に上限は定めないが、この値が大きすぎると、板厚増加量が大きくなりすぎ、エネルギ吸収部材の重量自体が大きくなりすぎる。また、ウェブの変形範囲が狭くなり、潰し加工中やエネルギー吸収の際の変形時に破断しやすくなり、潰し加工ができなくなったり、エネルギ吸収部材としての機能が低下する可能性が高くなる。したがって、これらの点からすると、外側コーナー部１３oと１４oなどの長さｈoの大きさの上限は、前記平板状ウエブ５の平板部５aの板厚ｔ２の５倍以下程度とすることが好ましい。

一方、小さくする側の前記内側コーナー部１３iと１４iの各長さｈiの下限は特に定めないが、外側コーナー部１３oと１４oの長さｈoとの関係や、前記内側コーナー部１３iと１４iが有するコーナーＲ（Ｒi）の中空押出形材製造（押出）が可能な大きさ限界などから選択される。したがって、これらの点からすると、内側コーナー部１３iと１４iの各長さｈiの大きさの下限は、フランジの板厚ｔ１に、前記平板状ウエブ５の平板部５aの板厚ｔ２の１／１０（０．１倍）を加えた程度である。

コーナーＲ：
図１〜３における本態様では、これらコーナー部１３、１４における、前記外側コーナー部１３oと１４oの各長さｈoを、各々前記平板状ウエブ５の平板部５aの板厚ｔ２以上の大きさとして、内側コーナー部１３iと１４iの各長さｈiよりも大きくな値とするために、外側コーナー部１３oと１４oとのコーナーＲ（Ｒo）を、内側コーナー部１３iと１４iとのコーナーＲ（Ｒi）よりも各々大きくしている。

すなわち、図２に示す、矩形断面形状の右側端部の平板状ウエブ５のコーナー部１３、１４において、前記ウエブ平板部の軸線Ｓを境として、ウエブ板厚方向に左右に分かれる内側コーナー部１３iのコーナーＲ（Ｒi）と外側コーナー部１３oのコーナーＲ（Ｒo） とを、また、内側コーナー部１４iのコーナーＲ（Ｒi）と外側コーナー部１４oのコーナーＲ（Ｒo） とを、各々互いに異ならせるように制御して、互いの板厚の増加量が異なる非対称の形状としている。ここで、コーナーＲとは、各コーナー部でのウエブ平板部５a側の前記各始端２０から、平板状ウエブ５と平板状フランジ２との接合部５bへと向かって板厚が順次増加していく、各内側コーナー部１３iと外側コーナー部１３oにおける曲率半径（単位ｍｍ）である。

前記した、外側コーナー部１３oと１４oの各長さｈoを、前記ウエブ５の平板部５aの板厚ｔ２と、内側コーナー部１３iと１４iの各長さｈiよりも大きな値とするための目安は、大きくする側の前記外側コーナー部１３oと１４oとのコーナーＲ（Ｒo、単位ｍｍ）を、内側コーナー部１３iと１４iとのコーナーＲ（Ｒi、単位ｍｍ）の２倍以上、５倍以下の範囲となるように選択することである。図１〜３における本態様では、前記コーナーＲ（Ｒo）は前記コーナーＲ（Ｒi）の３倍であり、この条件を満足している。

このコーナーＲ（Ｒo）の値が小さすぎると、ウエブ５の屈曲変形を確実に矩形断面内方向への前記内倒れとすることができない。また、コーナーＲ（Ｒo）の値が大きすぎると、エネルギ吸収部材の重量自体が大きくなりすぎる。また、ウェブの変形範囲が狭くなり、潰し加工中やエネルギー吸収の際の変形時に破断しやすくなり、潰し加工ができなくなったり、エネルギ吸収部材としての機能が低下する可能性が高くなる。したがって、コーナーＲ（Ｒo）の大きさは前記した範囲とすることが好ましい。

一方、内側コーナー部１３iと１４iの方は、小さな曲面であるコーナーＲ（Ｒi）とし、前記外側コーナー部１３oと１４oの長さｈoよりも、そして、前記ウエブ平板部５aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）よりも、各々小さな長さｈiとしている。但し、外側コーナー部１３oと１４oの板厚増加量を、内側コーナー部１３iと１４iの板厚増加量よりも大きくできるのであれば、前記ウエブ平板部５aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）よりも、大きな値としても良い。

これら同じ外側コーナー部である１３oと１４oとの互いのコーナーＲ（Ｒo）や長さｈo同士は同じ値として良い。ただ、設計条件や荷重条件によっては、必ずしも同じ値とせずとも良く、前記関係や範囲を満足した上で、互いに異ならせた値と各々しても良い。これは、同じ内側コーナー部である１３iと１４iとのコーナーＲ（Ｒi）同士の関係や、互いの長さｈi同士の関係でも同様である。また、他のウエブ４、６の外側コーナー部同士や内側コーナー部同士のコーナーＲや長さとの関係でも同じである。すなわち、これらをウエブ５の外側コーナー部や内側コーナー部のコーナーＲや長さと同じ値として良く、設計条件や荷重条件によっては、同じ値とせずに互いに異ならせても良い。

平板状ウエブ４：
ウエブ５で例示した、フランジ面に負荷される荷重量に応じて、複数のウエブが屈曲する方向を前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御するための必要事項や条件は、前記図１における他の平板状ウエブ４、６でも同様に言える。図１における図の左側端部に位置する平板状ウエブ４を、矩形断面内方向への内倒れとするためには、平板状フランジ２に対する（図の上方側からの）負荷荷重Ｆに応じたウエブ４の屈曲変形を、前記ウエブ５とは反対方向である図１の右側に向かって、その中央部（平板部）からくの字状に屈曲するようにする。

このため、平板状ウエブ４の外側コーナー部１１oと１２oとのコーナーＲ（Ｒo）を、内側コーナー部１１iと１２iとのコーナーＲ（Ｒi）よりも各々大きくして、互いのウエブ４の平板部４aの板厚ｔ２からの板厚の増加量が互いに異なる非対称の形状とする。そして、平板状ウエブ４の屈曲変形を確実に矩形断面内方向への前記内倒れとするために、ウエブ４のコーナー部１１、１２における、外側コーナー部１１oと１２oの各長さｈo（単位ｍｍ）を、ウエブ４の平板部４aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）と、内側コーナー部１１iと１２iの各長さｈi （単位ｍｍ）よりも大きな値とし、前記ウエブ５で説明した条件や関係を満足させる。

平板状ウエブ６：
また、中間に位置する中リブでもある平板状ウエブ６は、前記平板状ウエブ４、５でのコーナー部の必要事項や関係自体同様であるが、その内倒れさせる方向は、平板状ウエブ６自体が外側にはみ出すことはないので、図１における左右方向のどちらでも良い。図１におけるウエブ６は、前記図の左側端部に位置するウエブ４と同じく図の右方向に内倒れさせようとしているので、その前記ウエブ６のコーナー部１５、１６では、必要事項や関係自体は、ウエブ４と同じとしている。すなわち、図１の通り、便宜的に図の左側とした外側コーナー部１５oと１６oとのコーナーＲ（Ｒo）を、便宜的に図の右側とした内側コーナー部１５iと１６iとのコーナーＲ（Ｒi）よりも各々大きくして、これら内外のコーナー部同士で互いに異なるコーナーＲとして、互いのウエブ６の平板部６aの板厚ｔ２からの板厚の増加量が互いに異なる非対称の形状としている。

そして、平板状ウエブ６の屈曲変形を確実に制御するために、平板状ウエブ６のコーナー部１５、１６における、コーナー部１５oと１６oの各長さｈo（単位ｍｍ）を、平板状ウエブ６の平板部６aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）と、コーナー部１５iと１６iの各長さｈi （単位ｍｍ）よりも大きな値とし、前記平板状ウエブ５で説明した条件や関係を満足させる。

以上説明した態様は、図1の複数（３本）の平板状ウエブ４、５、６のうち、平板状フランジ２、３の幅方向の両端部側に位置する２本のウエブ４、５の各々の前記コーナー部における外側コーナー部の長さｈoを、前記ウエブ平板部の板厚ｔ２と内側コーナー部の長さｈiよりも大きくし、板厚増加量が異なる非対称形状とした態様である。これによって、潰し加工や自動車の衝突荷重など、前記フランジ２あるいは３の面に負荷される荷重量に応じて、少なくとも前記フランジ２、３の両端部側に位置する２本のウエブ４、５が屈曲する方向を、各々前記矩形断面形状の内側方向に制御できる。

他の発明例態様図４：
図４のエネルギ吸収部材１は、前記図１の態様と同様に、例えばフランジ２に対する負荷荷重Ｆに応じた各ウエブの屈曲変形を、その中央部（平板部）から、くの字状に屈曲するように、矩形断面内方向への内倒れとすることを意図している。このため、前記図１の態様と同様に、ウエブ４、５、６の各コーナー部１１、１２、１３、１４、１５、１６の各外側コーナー部１１o、１２o、１３o、１４o、１５o、１６oの各コーナーＲ（Ｒo）を、内側コーナー部１１i、１２i、１３i、１４i、１５i、１６iの各コーナーＲ（Ｒi）よりも各々大きくして、これら各ウエブの前記コーナー部における前記各外側コーナー部の各長さｈo（単位ｍｍ）を、ウエブ４、５、６の各平板部４a、５a、６aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）と、前記各内側コーナー部の各長さｈi （単位ｍｍ）よりも大きな値としている。

ただ、この図４における本態様では、前記コーナーＲ（Ｒo）は前記コーナーＲ(Ｒi)の２倍であり、この外側コーナー部のコーナーＲ（Ｒo）が図１の態様よりも小さくなっている。また、各中リブであるウエブ６の非対称とする外側コーナー部と内側コーナー部とが、前記図１の態様（外側コーナー部が図の左側）とは、左右反対（外側コーナー部が図の右側）となっており、ウエブ６は図４の右側端部に位置するウエブ５と同じく、図の左方向に内倒れする。

比較例（従来例）図５：
比較のために掲載した図５の比較例は、前提となるアルミニウム合金押出中空形材１の矩形断面形状は、図１や図４の場合と全く同じである。ただ、これら各コーナー部１１、１２、１３，１４、１５、１６において、前記ウエブ平板部の軸線を境としてウエブ板厚方向に左右に分かれる内側コーナー部と外側コーナー部とが全く対称の形状としている。すなわち、内側コーナー部と外側コーナー部とは互いに同じあるいは互いにほぼ同じコーナーＲ（単位ｍｍ）として、互いに同じ板厚増加量にて設計している。通常では、このような例の方がむしろ普通であり、例えば、矩形断面のアルミニウム合金押出中空形材からなるエネルギ吸収材として例示する、前記特許文献３や特許文献４、そして特許文献５などがそうなっている。但し、このような内側コーナー部と外側コーナー部とが対称形状では、前記した自動車補強材などの用途において、フランジ２に負荷される荷重Ｆに対して、両端部のウエブ４、５は外倒れとなりやすい。したがって、前記特許文献５（自動車サイドドア用ビーム材）は、本発明のような張出フランジをフランジの両端部側に有する口型矩形断面からなるものの、前記特許文献３、４を含めて、ウエブ４、５が内倒れする保障は全く無い。

ただ、アルミニウム合金押出中空形材の歴史は古く、特許文献も数多いため、コーナー部のコーナーＲが図面上で互いに異なるコーナーＲとなっている例があることまでは否定できない。ただ、この場合でも、本発明のように負荷荷重に応じたウエブの屈曲変形を矩形断面内方向への内倒れとする目的があるのかどうか、単に図面の記載の都合上でそうなっているだけのものか、負荷荷重に応じてウエブの屈曲変形を矩形断面内方向へ内倒れとすることができるのかどうかの検証が必要である。

ウエブの非対称コーナー部の作用：
図３における平板状ウエブ５のコーナー部１３を用いて、これら平板状ウエブ４、５、６の各非対称コーナー部の作用を説明する。これら内外のコーナー部同士で互いに異なるコーナーＲとして、互いのウエブ５の平板部５aの板厚ｔ２からの板厚の増加量が互いに異なる非対称の形状とすることによって、ウエブ５のコーナー部１３の図の上下方向での各部位における板厚の中心を通る中心線Ｐは、ウエブ５の本来の軸線Ｓから外れて、点線で示すように傾く（ずれる）ようになる。

平板状ウエブ５の屈曲変形は、特にウエブ中央部（平板部５a）の曲げ変形であって、この中心線Ｐの傾きの向きによって、平板状フランジ２に対する（図の上方側からの）矢印で示す負荷荷重Ｆに応じて、ウエブ中央部（平板部５a）の曲げ変形＝屈曲変形の方向（内倒れか外倒れか）を制御することができる。例えば、図３のように、この中心線Ｐが図の右側に傾くようにする(図の左側に張り出すような円弧状に傾かせる)と、前記負荷荷重Ｆに応じたウエブ５の屈曲変形は、この傾きに応じて、前記図２の点線の仮想線で示し、図の左側へ向かう矢印で示したように矩形断面内方向への内倒れとできる。すなわち、ウエブ５が、図の左側に向かって、その中央部（平板部）からくの字状に屈曲する、矩形断面内方向への内倒れとできる。

この機構の発現のために、前記した中空形材の形状の規定条件を前提とした上で、前記規定条件を満足した、内外のコーナー部同士の板厚の増加量が互いに異なる非対称の形状とする。

ここで、前記中心線Ｐの傾きの向きを、反対（逆）の方向である図３の左側方向に傾けて、図３の右側に張り出す円弧状に傾かせると、フランジ２に対する（図の上方側からの）矢印で示す負荷荷重Ｆに応じたウエブ５の屈曲変形は、図３の左側に向かって、その中央部（平板部）からくの字状に屈曲するように、矩形断面外方向への外倒れとなる。このためには、反対に、内側コーナー部１３iのコーナーＲ（Ｒi）や、内側コーナー部１４iを、前記ウエブ平板部５aの板厚ｔ２よりも各々大きな値とし、その上で、外側コーナー部１３oや１４oのコーナーＲ（Ｒo）の長さｈi （単位ｍｍ）よりも各々大きな値として、内外のコーナー部同士の板厚の増加量が互いに異なる非対称の形状とする必要がある。これは他のウエブ４、６でも同様である。

以上、図１、２、３で説明した態様は、ウエブの前記各コーナー部における前記外側コーナー部のコーナーＲ（Ｒo）と、前記内側コーナー部のコーナーＲ（Ｒi）とを互いに異ならせて、これらの内側コーナー部と外側コーナー部のいずれかの板厚の増加量を他方よりも大きくした態様である。ただ、これらの内側コーナー部と外側コーナー部のいずれかの板厚の増加量を他方よりも大きくして、前記内外コーナー部を互いに非対称の形状とする手段は、このようなコーナーＲによる制御以外にもある。

内外コーナー部を非対称とする他の手段：
図６、７は、平板状ウエブの前記各コーナー部における前記外側コーナー部に段差や傾斜を設けて、前記外側コーナー部の板厚の増加量を内側コーナー部よりも大きくして、前記内外コーナー部を互いに非対称の形状とする態様を各々示している。

図６に示す平板状ウエブ５では、外側コーナー部１３o側に、平板部５aの板厚ｔよりも大きな板厚となる段差を、１段あるいは図６では段差１７、１８の２段と複数段設けて、フランジ２に向かうにしたがって、板厚を増加させている。これによって、この外側コーナー部１３oの長さｈo（単位ｍｍ）を、前記ウエブ平板部５aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）よりも各々大きな値とするとともに、内側コーナー部１３iの長さｈi （単位ｍｍ）よりも各々大きな値としている。その一方で、前記図１〜３の態様と同じく、内側コーナー部１３iの方は、小さな曲面であるコーナーＲ（Ｒi）とし、外側コーナー部１３oの長さｈoよりも、そして、前記ウエブ平板部５aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）よりも、各々小さな長さｈiとしている。

図７に示す平板状ウエブ５では、外側コーナー部１３o側に、フランジ２に向かうにしたがって、平板部５aの板厚ｔよりも大きな板厚となる傾斜（傾斜面）１９を設けて、。これによって、この外側コーナー部１３oの長さｈo（単位ｍｍ）を前記ウエブ平板部５aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）よりも各々大きな値とするとともに、内側コーナー部１３iの長さｈi （単位ｍｍ）よりも各々大きな値としている。その一方で、前記図１〜３の態様と同じく、内側コーナー部１３iの方は、小さな曲面であるコーナーＲ（Ｒi）とし、外側コーナー部１３oの長さｈoよりも、そして、前記ウエブ平板部５aの板厚ｔ２（単位ｍｍ）よりも、各々小さな長さｈiとしている。

このように、これら内側コーナー部の長さｈiと外側コーナー部の長さｈoとのいずれかを前記ウエブ平板部の板厚ｔ２よりも大きくして、前記内側コーナー部と外側コーナー部のいずれかの板厚の増加量を他方よりも大きくし、前記内外コーナー部を互いに非対称の形状とする手段は、押出が可能であれば、種々のコーナー部の形状手段が採用できる。ただ、前記図６、７のような場合でも、各コーナー部でのウエブ平板部５a側の前記各始端２０から、ウエブ５とフランジ２との接合部５bへと向かって、コーナーＲの仮想線を仮に引けば、内外コーナー部での互いのコーナーＲ同士の、前記規定した好ましい関係は、ここでも当てはまる。

但し、アルミニウム合金押出中空形材１の各ウエブの全外側コーナー部の形状を共通して同じとする必要はなく、前記規定する関係を満足する範囲で、互いの形状を異ならせても良い。これは前内側コーナー部も同様である。そして、前記したコーナーＲを含めて、このような異形断面形状が製造可能である点がアルミニウム合金押出中空形材の大きな利点でもある。

以上の通り、本発明は、前記複数のウエブが屈曲する方向を前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御することが可能である、荷重後の断面形状の変形を制御できるエネルギ吸収部材であるのみならず、前記フランジ面に負荷される荷重量に応じて、前記複数のウエブが屈曲する方向を前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御し、荷重変形後の断面形状を制御することを特徴とするエネルギ吸収部材の変形制御方法としてもとらえることができる。

潰し加工：
本発明でいう潰し加工（変断面加工）とは、前記図９に示したプレスなどの成形装置や冶具などを用いた、荷重負荷による断面の潰し成形加工であって、例えばバンパービームとして、車体衝突時の荷重負荷に伴う断面形状の潰れ変形ではない。

本発明のエネルギ吸収部材は、前記図図１２〜１４に示したように、バンパビーム１１０として、その両端部１１０a、１１０bのみを、部分的に車体前後方向（フランジ２、３の延在方向とは直角方向に、あるいはウエブ４、５、６の延在方向に）に潰し加工して、車体フロント側の元の形状を点線で示す通り、その断面を潰して縮小した上で、フロントバンパあるいはバンパフェイシャ１２０の裏側に収められる。

このような本発明の用途では、エネルギ吸収部材がその軸方向で部分的に潰し加工された上で、前記平板状フランジ２、３の面が荷重方向に対峙する補強材として用いられるものである。そして、この潰し加工において前記フランジ２、３面に負荷される荷重量に応じて、少なくとも前記フランジ２、３の両端部側に位置する２本のウエブ４、５が中央部から屈曲する（折れ曲がる）方向を各々前記矩形断面形状の内側方向に制御するものである。

この潰し加工（変断面加工）は、基本的には前記図９と同じ方法で行う。すなわち、基台１５０上に、本発明に係る押出中空形材１を平板状フランジ２、３を上下として載置した上で、剛体からなる垂直負荷用治具１４０を、押出中空形材１の潰し加工を行う端部側の上方に配置して、下降させて平板状フランジ２から荷重する。前記した通り、垂直負荷用治具１４０の幅は、平板状フランジ２の幅Ｗに対応する拡がりを持っている。また、図示はしないが、側面側から見ると、端部などの部分的な潰し加工に必要な、押出中空形材１の軸方向の長さを持ち、潰し加工後の所望形状や曲面、傾斜面に合わせた形状の、水平面や傾斜面あるいは曲面を有している。

但し、従来は必要であった、フランジ両端部側の二本の平板状ウエブ４、５を各々内倒れさせるための、前記水平の荷重負荷用の治具１６０は、本発明では全く不要である。すなわち、フランジ両端部側の二本の平板状ウエブ４、５に対する横方向（水平方向）からの荷重を負荷することなく、平板状フランジ２、３に対する縦方向（垂直方向）からの荷重負荷のみで、潰し加工（変断面加工）をすることができる。

本発明エネルギ吸収部材は、このように、両端部など、部分的に断面形状を潰し加工して、断面積や体積を減少させることができるので、例えば自動車車体などへの収容空間に設計上の制約がなく、収容空間に合わせて潰し加工して収容することが可能である。
また、これら潰し加工する以外の部位は、前記した通り、前記矩形断面形状とその形状の各条件を、その軸方向（長手方向、押出方向）に亘って、均一に有しているアルミニウム合金押出中空形材からなるため、図１などの元の矩形断面形状とその形状の各条件をそのまま保持している。したがって、自動車のバンパービームやドアビームとして、自動車の車体衝突時の荷重負荷時にも、潰し加工時と同様に、各ウエブ４、５を内倒れさせた変形と設計することができる。したがって、この内倒れ変形によって、ウエブ４、５の外倒れ変形の場合に比して、衝突エネルギ吸収効果を高めるあるいは維持でき、エネルギ吸収材としての性能も維持あるいは向上させることができる優れた効果もある。

以下に、本発明の実施例を説明する。アルミニウム合金押出中空形材１からなるエネルギ吸収部材として、図１、図４の本発明例と図５の比較例（従来例）との、前記図８の潰し加工時の変形形態を解析して、この潰し加工の可否を予測した。

CAE解析条件：
アルミニウム合金押出中空形材１の矩形断面形状は、図１、４、５の通り、共通して、張出（突出）フランジ７、８、９、１０付の日型断面とした。その外寸は、共通して、前記バンパビーム１１０を模擬して、平板状フランジ２、３の前記図の横方向の幅ｗは１３０ｍｍ、平板状ウエブ４、５、６の前記図の上下方向の長さｈは４５ｍｍとして、Ｗをｈの１．５倍以上とした。また、張出フランジ７、８、９、１０の、平板状フランジ２、３の前記幅方向（図の横方向で前記ｗと同じ方向）に亘る長さ（幅）は、共通して各々５ｍｍとした。平板状ウエブ４、５、６の平板部４a、５a、６aの板厚ｔ２は共通して２．０ｍｍとして、フランジ２、３の平板部２a、３aの板厚ｔ１の４．０ｍｍよりも小さくした。

アルミニウム合金は、潰し加工時の全塑性モーメントMp＝１０．０kN・m（目標値）が得られるように、共通して、７０００系のＴ５調質材で、０．２％耐力が４２５ＭＰaの高強度の押出形材とした。

そして、図１の発明例では、各平板状ウエブの全外側コーナー部のコーナーＲ（Ｒo）を共通して３．０ｍｍ、図４の発明例では、各平板状ウエブ外側コーナー部のコーナーＲ（Ｒo）を２．０ｍｍとし、各平板状ウエブの全内側コーナー部のコーナーＲ（Ｒi）を共通して１．０ｍｍとした。この結果、前記各外側コーナー部の長さｈoは共通して図１の発明例では７.０ｍｍ、図４の発明例では６.０ｍｍとなり、また前記各内側コーナー部の長さｈiは、図１の発明例では５.０ｍｍ、図４の発明例では５.０ｍｍとなる。

したがって、各平板状ウエブの全外側コーナー部の長さｈoを、図１、４の発明例ともに、前記ウエブ平板部の板厚ｔ２（２.０ｍｍ）よりも大きくし、全外側コーナー部の板厚の増加量を、前記内側コーナー部の板厚の増加量よりも大きくしている。その一方で、前記各内側コーナー部の長さｈiの方は、前記ウエブ平板部５aの板厚ｔ２（２.０ｍｍ）よりも小さくしている。

一方で、図５の比較例では、各平板状ウエブの全外側コーナー部のコーナーＲ（Ｒo）と全内側コーナー部のコーナーＲ（Ｒi）を共通して同じ１．０ｍｍとした。この結果、前記各外側コーナー部の長さｈoと前記各内側コーナー部の長さｈiとは同じ５.０ｍｍとなる。

前記解析では、前記各平板状ウエブの前記内外コーナー部における、外側コーナー部のコーナーＲ（フィレットＲ）であるＲoをパラメータとする成形解析を行い、潰し加工時の変形形態を調査した。 CAE解析には汎用の静的陰解法ソフトABAQUSを用い，２次元平面ひずみ状態を模擬した。

CAE解析結果：
図９の工具１４０のアルミニウム合金押出中空形材１の矩形断面形状への押込み量Ｓが１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍの各タイミングにおける断面変形と最大主ひずみεmajの分布を図８に示す。

図８では、図の左から、図５の比較例をCase１（ケース１）として、図４の発明例をCase2（ケース２）として、図１の発明例をCase３（ケース３）として各々示す。同図から分かる通り、図５の比較例では、各平板状ウエブの全外側コーナー部のコーナーＲ（Ｒo）と全内側コーナー部のコーナーＲ（Ｒi）とが同じ対称形であり、両端側の平板状ウェブ（４、５）がともに、望んでいない矩形断面の外側に曲げ変形（外倒れ）している。これに対し、図４の発明例のCase２、図１の発明例のCase３では、両端側のウェブ（４、５）をともに、所望の矩形断面の内側に曲げ変形（内倒れ）させることができている。

本発明によれば、潰し加工において確実および簡便にフランジ両端部側の二本のウエブを各々内倒れさせることができるなど、負荷荷重量に応じたり、押出中空形材の断面形状条件に応じて、荷重後の断面形状の変形（荷重後の断面形状）を制御できる、エネルギ吸収部材を提供できる。また、負荷荷重量に応じたり、押出中空形材の断面形状条件に応じて、荷重後の断面の変形（荷重変形後の断面形状）を制御できる、エネルギ吸収部材の断面変形制御方法を提供できる。このため、本発明は、軽量化を目指した自動車車体用のアルミニウム合金エネルギ吸収部材に好適であり、アルミニウム合金材の用途も一層拡大することができる。

１：アルミニウム合金押出中空形材（エネルギ吸収部材）、２、３：平板状フランジ、４、５、６：平板状ウエブ、７、８、９、１０：張出フランジ（＝突出フランジ）、１１、１２、１３、１４、１５、１６: 平板状ウエブのコーナー部、１７、１８：段差、１９：傾斜面、２０：各コーナー部の板厚が増加し始めるウエブ平板部側の始端部

Claims (6)

1. 相対する二つの平板状フランジ同士をつなぐ複数の平板状ウエブから構成された矩形断面形状を有し、前記平板状フランジは各々その幅方向の両端部に前記平板状ウエブの接合位置よりも外側方に張出した張出フランジを各々有しており、前記平板状フランジの平板部の板厚ｔ１が１.５〜６ｍｍの範囲、前記平板状ウエブの平板部の板厚ｔ２が１〜４ｍｍの範囲であり、かつ、前記平板状ウエブの平板部の板厚ｔ２が前記平板状フランジの平板部の板厚ｔ１よりも小さく、前記平板状フランジの幅ｗが前記平板状ウエブの長さｈの１．５倍以上である前記矩形断面形状を、その軸方向に亘って有するアルミニウム合金押出中空形材からなり、その軸方向で部分的に潰し加工された上で、前記平板状フランジ面が荷重方向に対峙する補強材として用いられるエネルギ吸収部材であって、前記平板状ウエブはその平板部から前記平板状フランジとの接合部へと向かって板厚が順次増加していくコーナー部を各々有しており、これらのコーナー部において前記平板状ウエブ平板部の軸線を境として平板状ウエブ板厚方向に左右に分かれる内側コーナー部と外側コーナー部とを互いの前記板厚の増加量が異なる非対称の形状として、前記平板状フランジ面に負荷される荷重量に応じて、前記複数の平板状ウエブが屈曲する方向を前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御することが可能であり、前記潰し加工において少なくとも前記平板状フランジの幅方向の両端部側に位置する２本の前記平板状ウエブが屈曲する方向を各々前記矩形断面形状の内側方向とし、屈曲した前記平板状ウエブが前記矩形断面内方向へ内倒れされた上で前記補強材として設けられる荷重後の断面形状の変形を制御できるエネルギ吸収部材。
2. 前記内側コーナー部の長さｈiと前記外側コーナー部の長さｈoとを、前記平板状ウエブが接合する側の前記平板状フランジ外表面からこれら各コーナー部の板厚が増加し始める前記平板状ウエブ平板部側の始端までの長さとした際に、前記複数の平板状ウエブのうち、少なくとも前記平板状フランジの幅方向の両端部側に位置する２本の平板状ウエブの各々の前記コーナー部における前記外側コーナー部の長さｈoを、前記平板状ウエブ平板部の板厚ｔ２と前記内側コーナー部の長さｈiよりも各々大きくして、前記外側コーナー部の前記板厚の増加量を前記内側コーナー部の前記板厚の増加量よりも各々大きくし、前記平板状フランジ面に負荷される荷重量に応じて、前記平板状フランジの幅方向の両端部側に位置する２本の平板状ウエブが屈曲する方向を各々前記矩形断面形状の内側方向に制御した請求項１に記載のエネルギ吸収部材。
3. 前記内側コーナー部の長さｈiと前記外側コーナー部の長さｈoとを、前記外側コーナー部のコーナーＲ（Ｒo）と前記内側コーナー部のコーナーＲ（Ｒi）とによって異ならせた請求項２に記載のエネルギ吸収部材。
4. 前記矩形断面形状が、前記平板状ウエブが２本である口型か、前記平板状ウエブが３本である日型か、前記平板状ウエブが４本である目型のいずれかである請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエネルギ吸収部材。
5. エネルギ吸収部材をアルミニウム合金押出中空形材から構成し、このアルミニウム合金押出中空形材を、相対する二つの平板状フランジ同士をつなぐ複数の平板状ウエブから構成された矩形断面形状を有し、前記平板状フランジは各々その幅方向の両端部に前記平板状ウエブの接合位置よりも外側方に張出した張出フランジを各々有しており、前記平板状フランジの平板部の板厚ｔ１が１.５〜６ｍｍの範囲、前記平板状ウエブの平板部の板厚ｔ２が１〜４ｍｍの範囲であり、かつ、前記平板状ウエブの平板部の板厚ｔ２が前記平板状フランジの平板部の板厚ｔ１よりも小さく、前記平板状フランジの幅ｗが前記平板状ウエブの長さｈの１．５倍以上である前記矩形断面形状を、その軸方向に亘って有するものとし、更に、前記平板状ウエブが、その平板部から前記平板状フランジとの接合部へと向かって板厚が順次増加していくコーナー部を各々有し、これらのコーナー部において前記平板状ウエブ平板部の軸線を境としてウエブ板厚方向に左右に分かれる内側コーナー部と外側コーナー部とを、互いの前記板厚の増加量が異なる非対称の形状となして、前記平板状フランジ面に負荷される荷重量に応じて、前記複数の平板状ウエブが屈曲する方向を前記矩形断面形状の内側方向か外側方向かに各々別個に制御するものであり、前記エネルギ吸収部材を、その軸方向で部分的に潰し加工する際に、前記平板状フランジ面に負荷される荷重量に応じて、少なくとも前記平板状フランジの幅方向の両端部側に位置する２本の平板状ウエブが屈曲する方向を、各々前記矩形断面形状の内側方向に制御して、屈曲した前記平板状ウエブを前記矩形断面内方向へ内倒れさせ、その上で、前記平板状フランジ面が荷重方向に対峙する補強材として用いる、ことを特徴とするエネルギ吸収部材の断面変形制御方法。
6. 前記内側コーナー部の長さｈiと前記外側コーナー部の長さｈoとを、前記平板状ウエブが接合する側の平板状フランジ外表面からこれら各コーナー部の板厚が増加し始める前記平板状ウエブ平板部側の始端までの長さとした際に、前記複数の平板状ウエブのうち、少なくとも前記平板状フランジの幅方向の両端部側に位置する２本の平板状ウエブの各々の前記コーナー部における前記外側コーナー部の長さｈoを、前記平板状ウエブ平板部の板厚ｔ２と前記内側コーナー部の長さｈiよりも各々大きくして、前記外側コーナー部の前記板厚の増加量を前記内側コーナー部の前記板厚の増加量よりも各々大きくし、前記平板状フランジ面に負荷される荷重量に応じて、前記平板状フランジの両端部側に位置する２本のウエブが屈曲する方向を各々前記矩形断面形状の内側方向に制御する請求項５に記載のエネルギ吸収部材の断面変形制御方法。