特許 7281814 衝撃吸収材および衝撃吸収材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-18

(45)【発行日】2023-05-26

(54)【発明の名称】衝撃吸収材および衝撃吸収材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16F 7/00 20060101AFI20230519BHJP

   B60R 19/24 20060101ALI20230519BHJP

   B60R 19/32 20060101ALI20230519BHJP

   B60R 19/34 20060101ALI20230519BHJP

   F16F 7/12 20060101ALI20230519BHJP

【ＦＩ】

F16F7/00 K

B60R19/24 N

B60R19/32

B60R19/34

F16F7/12

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019214428

(22)【出願日】2019-11-27

(65)【公開番号】P2021085462

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-08-03

(73)【特許権者】

【識別番号】801000027

【氏名又は名称】学校法人明治大学

(74)【代理人】

【識別番号】100137752

【弁理士】

【氏名又は名称】亀井 岳行

(72)【発明者】

【氏名】萩原 一郎

(72)【発明者】

【氏名】趙 希禄

(72)【発明者】

【氏名】楊 陽

【審査官】杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１０４１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２６１５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１７２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０１２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１１６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１２３８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０７７２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ ７／００

Ｂ６０Ｒ １９／２４

Ｂ６０Ｒ １９／３４

Ｂ６０Ｒ １９／３２

Ｆ１６Ｆ ７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端から他端に向けて延びる筒状の本体部であって、一端側から他端側に行くにつれて断面積が大きくなる前記本体部を有する衝撃吸収材であって、
前記一端側から他端側に向かう軸線に対して垂直な前記本体部の断面において、矩形と前記矩形に内接する楕円に対し、矩形の中央を中心として予め定められた角度をあけて矩形の縁に向けて延びる複数の仮想線分に沿って、前記楕円の縁から前記矩形の縁よりも内側の区間に設定された点どうしを結ぶ断面形状を有する、
ことを特徴とする衝撃吸収材。

【請求項2】

前記一端から他端に沿って予め定められた間隔をあけて、段部が形成された、
ことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収材。

【請求項3】

一端から他端に向けて延びる断面が矩形状の筒状の本体部に対し、前記一端側から他端側に向かう軸線に対して垂直な前記本体部の断面において、矩形と前記矩形に内接する楕円に対し、矩形の中央を中心として予め定められた角度をあけて矩形の縁に向けて延びる複数の仮想線分に沿って、前記楕円の縁から前記矩形の縁よりも内側の区間に設定された点どうしを結ぶ断面形状となるように、前記本体部を外方から圧縮して変形させる加工を行って衝撃吸収材を製造することを特徴とする衝撃吸収材の製造方法。

【請求項4】

一端から他端に向けて延びる断面が矩形状の筒体の両端部を保持し、中空の前記筒体の内部に液体を充填させた状態で、前記本体部の外形に対応する内面形状を有する型を前記筒体の外表面に押し当てて、前記筒体から前記衝撃吸収材を製造することを特徴とする請求項３に記載の衝撃吸収材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、衝撃を吸収する衝撃吸収材およびその製造方法に関し、特に、車両の衝突時に衝撃を吸収するのに好適な衝撃吸収材およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、自動車等の車両において衝突時の衝撃を吸収するための衝撃吸収材として、クラッシュボックスと呼ばれる部材が強度部材であるサイドメンバーと、外装部材であるバンパー等の間に設置されている。クラッシュボックスは、外装部材が他の車両や電柱やガードレール等の構造物に接触した場合に、サイドメンバーよりも先に座屈して変形することで、サイドメンバーへの衝撃の伝達を抑制するものである。このようなクラッシュボックスに使用可能な衝撃吸収部材に関して、下記の特許文献１，２に記載の技術が公知である。

【0003】

特許文献１（特開２００６－１２３８８７号公報）には、クラッシュボックスにおいて、断面形状が矩形（四角形）ではなく、八角形の断面において、八角形の互いに平行な一対の第１辺の長さａと、第１辺に直交する一対の第２辺の長さｂと、第１辺どうしの距離（間隔）Ｂと、第２辺どうしの距離Ａと、について、０．４≦ａ／Ａ≦０．８、且つ０．２≦ｂ／Ｂ≦０．７とすることが記載されている。また、クラッシュボックスの長手方向に対して、所定の間隔をあけて外側から内側に凹んだビード形状も形成されている。

【0004】

特許文献２（特開２００２－１０４１０７号公報）には、蛇腹部（２３）を有するクラッシュボックス（２０）を製造する際に、まず、八角筒状のパイプ（４５）内部に加圧液体を封入した状態で上型（４１）と下型（４２）を外側から押し付けて蛇腹部（２３）の外形形状を予備成形する。予備成形の後に、加圧液体の圧力を本成形圧（Ｐｓ２）に上昇させて、パイプ（４５）を内側から膨らませる形で型（４１，４２）にパイプ（４５）を押し付ける本成形を行って、クラッシュボックス（２０）を製造することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－１２３８８７号公報（請求項１、請求項２、「００２３」－「００３７」、図１、図２、図５、図６）

【文献】特開２００２－１０４１０７号公報（「００１９」－「００２１」、図４）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

（従来技術の問題点）
クラッシュボックスは、車両の衝突時等に変形してサイドメンバー（本体のフレーム）の変形を抑制するためのものであるが、衝突が軽度であれば、外装とクラッシュボックス部分だけを交換すれば修理が容易になるため好ましい。クラッシュボックスをサイドメンバーから取り外す場合に、クラッシュボックスの先端側（外装側）が変形していれば取り外し作業は容易であるが、根元側（サイドメンバー側）が変形していると取り外し作業は難しくなる。したがって、クラッシュボックスは、変形する場合は先端側から変形していくことが好ましく、根元側から変形するとクラッシュボックスが変形しきる前にサイドメンバーが変形する恐れもある。

【0007】

特許文献１に記載の技術では、矩形の四つ角が面取りがされた形状に相当し、四角形状よりもエネルギー吸収効率が向上しているが、八角筒状であり、ビード形状が形成されている部分のどこから変形していくのかが現実には予測しにくい問題がある。すなわち、クラッシュボックスの根元側から変形し始める恐れもある。

【0008】

特許文献２に記載の技術のように、複数段の凹凸が繰り返される蛇腹状の形状の場合、衝撃を吸収する際に、複数の凹凸の中のどの部分から変形していくのかその都度異なる可能性が高く、クラッシュボックスが先端側から変形するかどうかは不確実である。特に、複数段の凹凸が軸方向に均等に変形すれば問題ないが、現実には斜め方向からの衝突もあって均等な変形は難しく、軸方向に斜め、すなわち、クラッシュボックスの長手方向に対して倒れるように折れ曲がるような状態になる恐れもある。この時、根元側と先端側で倒れる方向が異なることもあり、その場合、クラッシュボックスが想定していた衝撃吸収性能を発揮できない問題もある。

【0009】

本発明は、従来の衝撃吸収材に比べて、衝撃吸収性能を向上させつつ、一端側から変形しやすい衝撃吸収材を提供することを技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記技術的課題を解決するために、請求項１に記載の発明の衝撃吸収材は、
一端から他端に向けて延びる筒状の本体部であって、一端側から他端側に行くにつれて断面積が大きくなる前記本体部を有する衝撃吸収材であって、
前記一端側から他端側に向かう軸線に対して垂直な前記本体部の断面において、矩形（矩形断面）と前記矩形（矩形断面）に内接する楕円に対し、矩形（矩形断面）の中央を中心として予め定められた角度をあけて矩形（矩形断面）の縁に向けて延びる複数の仮想線分に沿って、前記楕円の縁から前記矩形（矩形断面）の縁よりも内側の区間に設定された点どうしを結ぶ断面形状を有する、
ことを特徴とする。

【0011】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の衝撃吸収材において、
前記一端から他端に沿って予め定められた間隔をあけて、段部が形成された、
ことを特徴とする。

【0012】

前記技術的課題を解決するために、請求項３に記載の発明の衝撃吸収材の製造方法は、
一端から他端に向けて延びる断面が矩形状の筒状の本体部に対し、前記一端側から他端側に向かう軸線に対して垂直な前記本体部の断面において、矩形（矩形断面）と前記矩形（矩形断面）に内接する楕円に対し、矩形（矩形断面）の中央を中心として予め定められた角度をあけて矩形（矩形断面）の縁に向けて延びる複数の仮想線分に沿って、前記楕円の縁から前記矩形（矩形断面）の縁よりも内側の区間に設定された点どうしを結ぶ断面形状となるように、前記本体部を外方から圧縮して変形させる加工を行って衝撃吸収材を製造することを特徴とする。

【0013】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の衝撃吸収材の製造方法において、
一端から他端に向けて延びる断面が矩形状の筒体の両端部を保持し、中空の前記筒体の内部に液体を充填させた状態で、前記本体部の外形に対応する内面形状を有する型を前記筒体の外表面に押し当てて、前記筒体から前記衝撃吸収材を製造することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

請求項１，３に記載の発明によれば、従来の衝撃吸収材に比べて、衝撃吸収性能を向上させつつ、一端側から変形しやすい衝撃吸収材を提供することができる。
請求項２に記載の発明によれば、段部を中心として応力集中が発生する際に、先端側の段部から順に変形しやすい。
請求項４に記載の発明によれば、内部に液体を充填させない場合に比べて、外形形状を精度よく形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は本発明の実施例１の衝撃吸収材を含む車両のバンパ部分の説明図である。

【図2】図２は図１の衝撃吸収材の説明図である。

【図3】図３は実施例１の衝撃吸収材の外形形状の説明図であり、図３Ａは矩形断面の説明図、図３Ｂは矩形断面に内接する楕円の説明図、図３Ｃは矩形断面の中央から放射状に延びる仮想線分の説明図、図３Ｄは外形の節点の説明図、図３Ｅは節点を結んだ外形形状の説明図、図３Ｆは奇数段目の外形形状の説明図である。

【図4】図４は偶数段目の断面形状の説明図であり、図４Ａは図３Ｄに対応する図、図４Ｂは図３Ｆに対応する図、図４Ｃは側方から見た外形形状の説明図である。

【図5】図５は実施例１のクラッシュボックスの加工方法の説明図であり、図５Ａは母材の両端部を保持した状態の説明図、図５Ｂは図５Ａの状態から母材の内部に液体を充填した状態の説明図、図５Ｃは図５Ｂの状態から型を押し付けた状態の説明図、図５Ｄは加工後に不要部分を削除する状態の説明図である。

【図6】図６は実施例１のクラッシュボックスを加工する際の母材の説明図である。

【図7】図７は実験結果の説明図であり、実験例１－３と比較例１－３の実験結果の一覧表である。

【図8】図８は実験結果の説明図であり、実験例３と比較例３の圧潰の状態の初期段階の説明図である。

【図9】図９は実験結果の説明図であり、図８の場合よりも時間が経過した状態での説明図である。

【図10】図１０は実験結果の説明図であり、図９の場合よりも時間が経過した状態での説明図である。

【図11】図１１は実験結果の説明図であり、図１０の場合よりも時間が経過した状態での説明図である。

【図12】図１２は実験結果の説明図であり、図１１の場合よりも時間が経過した状態での説明図である。

【図13】図１３は変形例の説明図であり、図１３Ａは図４Ａに対応する図、図１３Ｂは図４Ｂに対応する図、図１３Ｃは図４Ｃに対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例である実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

【実施例1】

【0017】

図１は本発明の実施例１の衝撃吸収材を含む車両のバンパ部分の説明図である。
図２は図１の衝撃吸収材の説明図である。
図１、図２において、本発明の実施例１の衝撃吸収材の一例としてのクラッシュボックスを含む車両では、前端部に外装部材の一例としてのバンパ１が配置されている。バンパ１の内面には、左右一対のクラッシュボックス２の先端部（一端部）が先端フランジ部２ａを介して支持されている。クラッシュボックス２の根元部（他端部）は、根元フランジ部２ｂを介して強度部材の一例としてのサイドメンバー３に支持されている。根元フランジ部２ｂでは、サイドメンバー３に対して図示しないボルト等の締結部材を介して支持されており、ボルト等を緩めることでクラッシュボックス２およびバンパ１をサイドメンバー３に対して着脱可能に構成されている。

【0018】

図２において、実施例１のクラッシュボックス２は、一端側から他端側に向けて延びる筒状の本体部２ｃと、本体部２ｃの一端部に溶接等で支持された先端フランジ部２ａと、本体部２ｃの他端部に溶接等で支持された根元フランジ部２ｂとを有する。
本体部２ｃは、断面が後述する多角形状に形成されている。また、本体部２ｃは一端から他端に向かうにつれて断面積が大きくなる筒状、すなわち、中空の略錐体状に形成されている。さらに、本体部２ｃには、一端から他端に沿って予め定められた間隔をあけて段部２ｄが形成されている。実施例１では、段部２ｄは、クラッシュボックス２の一端側から順に偶数段目の段部２ｄ１では、外形が外側から内側に向かうように（凹状に）形成されている。結果として、奇数段目の段部２ｄ２では、外形が内側から外側に向かうように（凸状に）形成されている。
また、「一端から他端に向かうにつれて断面積が大きくなる」とは、一端から他端に向かう各段部において、偶数段目の段部どうし、及び奇数段目の段部どうしを比較した場合に、一端側よりも他端側の断面積が大きくなっていることも含むが、一端側から他端側の全ての段部の断面積が順に大きくなることが好ましい。すなわち、クラッシュボックス２の一端側から他端側に行くにつれて断面積が単調増加する構成が望ましいが、凸状の段部から凹状の段部に向かう区間で断面積が同一または減少する構成とすることも可能であり、クラッシュボックス２の全体として、一端側よりも他端側の断面積が大きくなっていればよい。

【0019】

（クラッシュボックスの断面形状の説明）
図３は実施例１の衝撃吸収材の外形形状の説明図であり、図３Ａは矩形断面の説明図、図３Ｂは矩形断面に内接する楕円の説明図、図３Ｃは矩形断面の中央から放射状に延びる仮想線分の説明図、図３Ｄは外形の節点の説明図、図３Ｅは節点を結んだ外形形状の説明図、図３Ｆは奇数段目の外形形状の説明図である。
図３において、実施例１のクラッシュボックス２の外形形状は以下のようにして設計されている。ここで、「断面」とは衝撃吸収材の一端側から他端側に向かう軸線に対して垂直な断面を指す。本発明では、仮想的な断面及び仮想的な矩形断面を単に「断面」、「矩形断面（矩形）」という場合がある。また仮想的な矩形断面に内接する仮想的な楕円を単に「楕円」という場合がある。

【0020】

まず、図３Ａにおいて、加工前の矩形断面１１を有する四角錐状のパイプに対して、図３Ｂに示すように内接する楕円１２を導出する。
次に、図３Ｃにおいて、矩形断面１１の中心１１ａを原点とするＸ軸方向（幅方向）およびＹ軸方向（高さ方向）を仮定し、ＸＹ平面の第１象限に相当する領域１３を対象とする。第１象限の領域１３において、Ｘ軸からＹ軸までの間の９０度の角度範囲を、予め定められた角度間隔の一例として、６等分する。なお、何等分するかは、設計や仕様等に応じて任意に変更可能であるが、多すぎると加工が困難になり、少なすぎると強度が不足するため、５等分～８等分の範囲が好適である。

【0021】

そして、矩形断面１１の中心１１ａから、９０度を６等分する放射状の仮想線分１４ａ～１４ｅを導出する。すなわち、予め定められた角度の一例として、１５度の間隔で仮想線分１４ａ～１４ｅを導出する。そして、各仮想線分１４ａ～１４ｅが楕円１２と交差する点を、第１の節点ａ１～ａ５とする。また、各仮想線分１４ａ～１４ｅが矩形断面１１の縁と交差する点を、第２の節点ｂ１～ｂ５とする。

【0022】

図３Ｄにおいて、各仮想線分１４ａ～１４ｅに沿って、第１の節点ａｉ（ｉ＝１～５）と第２の節点ｂｉ（ｉ＝１～５）の距離（＝｜ａｉ－ｂｉ｜）に対して、第２の節点ｂｉ側から、予め定められた距離の一例としての［｜ａｉ－ｂｉ｜／２０］の位置に、第３の節点ｃｉ（ｉ＝１～５）を設定する。すなわち、第３の節点ｃｉは、仮想線分１４ａ～１４ｅにおいて、楕円１２の縁から矩形断面１１の縁よりも内側の区間に設定された点である。なお、実施例１では、第３の節点ｃｉの位置が、第２の節点ｂｉから１／２０の長さだけ離れた位置を例示したが、これに限定されず、設計や仕様等に応じて任意に変更可能である。なお、第３の節点ｃｉの位置が第２の節点ｂｉに近すぎるとクラッシュボックス２の性能が矩形断面１１のものに近づき、第３の節点ｃｉの位置が第１の節点ａｉに近すぎると矩形断面１１の母材から加工する際の変形量が多くなり加工が困難になるため、クラッシュボックスの性能と母材の材質、加工方法等に応じて矩形断面１１～楕円１２の間で選択可能である。

【0023】

図３Ｅにおいて、Ｘ軸と矩形断面１１との交点Ａと、図３Ｄで導出された第３の節点ｃｉと、Ｙ軸と矩形断面１１との交点Ｂとを接続する。図３Ｆにおいて、上記の第３の節点ｃｉを、第２象限～第４象限についても導出する。このようにして導出された第３の節点ｃｉやＸ軸とＹ軸と矩形断面１１との交点を結んだ多角形状の形１６を、クラッシュボックス２の奇数段目の段部２ｄ２の断面形状（外形形状）とする。

【0024】

図４は偶数段目の断面形状の説明図であり、図４Ａは図３Ｄに対応する図、図４Ｂは図３Ｆに対応する図、図４Ｃは側方から見た外形形状の説明図である。
図４Ａにおいて、偶数段目の段部２ｄ１の断面形状は、図３Ｄで導出された第３の節点ｃｉに対して、予め設定された段差量であるδだけ、内側（中心１１ａ側）に移動した第４の節点ｄｉを導出する。なお、段差量δは、設計や仕様等に応じて任意に変更可能であるが、δ＜｜ａｉ－ｃｉ｜である必要がある。なお、交点Ａ，Ｂについても、段差量δだけ移動させることも可能である。
図４Ｂにおいて、図４Ａで導出された第４の節点ｄｉどうしを接続した多角形状の形１６′を、クラッシュボックス２の偶数段目の段部２ｄ１の断面形状（外形形状）とする。
したがって、図４Ｃに示すように、偶数段目の段部２ｄ１が凹状で、奇数段目の段部２ｄ２が凸状のクラッシュボックス２が設計される。

【0025】

（クラッシュボックスの製造方法の説明）
図５は実施例１のクラッシュボックスの加工方法の説明図であり、図５Ａは母材の両端部を保持した状態の説明図、図５Ｂは図５Ａの状態から母材の内部に液体を充填した状態の説明図、図５Ｃは図５Ｂの状態から型を押し付けた状態の説明図、図５Ｄは加工後に不要部分を削除する状態の説明図である。
図６は実施例１のクラッシュボックスを加工する際の母材の説明図である。
なお、製造方法の理解を容易にするために、断面形状に伴う線や段部２ｄ１，２ｄ２等の詳細な形状については、図５、図６では簡略化して記載している。

【0026】

図５、図６において、実施例１のクラッシュボックス２の製造方法では、母材として、筒体の一例としての矩形断面１１のパイプ２１を使用する。図６において、実施例１のパイプ２１は、一端側の幅Ｌ１ａに対して、他端側の幅Ｌ１ｂの方が大きくなっている。また、一端側の高さＬ２ａと他端側の高さＬ２ｂとは同一に設定されている。なお、一例として、Ｌ１ａ＝１２０．９９ｍｍ、Ｌ１ｂ＝１４４．７７ｍｍ、Ｌ２ａ＝Ｌ２ｂ＝６２．２ｍｍ、パイプ２１の軸方向の長さ＝５７６．３５ｍｍとしたが、これに限定されず、適宜変更可能である。

【0027】

図５Ａにおいて、パイプ２１の両端部をホルダ２２で保持する。ホルダ２２は、パイプ２１の内部に進入する注入部２２ａと、パイプ２１を注入部２２ａと挟む形で外側から保持する保持部２２ｂとを有する。注入部２２ａは、パイプ２１の断面形状に対応して形成されており、保持部２２ｂが外側から押し付けながら保持することで、パイプ２１の内部は密閉された状態となるように構成される。
図５Ｂにおいて、注入部２２ａに形成された注入路２２ｃを通じて、密閉されたパイプ２１の内部に加圧液体２３を注入する。この時、加圧液体２３の圧力は、パイプ２１が膨出する程度の圧力とすることが望ましい。

【0028】

図５Ｃにおいて、加圧液体２３が注入されたパイプ２１に対して外側から上下一対の型２４ａ，２４ｂを押し当てる。型２４ａ，２４ｂは、図３で前述したクラッシュボックス２の外形形状に対応する内面形状を有している。したがって、パイプ２１の外表面を型２４ａ，２４ｂで押し付けることで、パイプ２１が圧縮して、クラッシュボックス２の外形形状に変形、加工される。

【0029】

図５Ｄにおいて、加工後のパイプ２１は、加圧液体２３を流出させた後、型２４ａ，２４ｂを取り外し、ホルダ２２を外した後、両端部の不要部分２６を切断することで、クラッシュボックス２の本体部２ｃが得られる。

【0030】

（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１のクラッシュボックス２では、断面形状が矩形断面１１と楕円１２との間の多角形状に形成されている。
本発明の効果を確認するためにシミュレーション実験を行った。
シミュレーション実験は、３トントラックで使用されている現行のクラッシュボックスの形状と寸法を適用し、前面衝突を想定したコンピュータシミュレーションで行った。材料は、鋼材でヤング率２１０［ＧＰａ］、ポアソン比０．３、降伏応力２７０［ＭＰａ］、密度７８９０［ｋｇ／ｍ^３］とした。クラッシュボックス２の根元部を拘束して、先端部から３ｔの剛体を初期速度１５０００［ｍｍ／ｓ］（５６［ｋｍ／ｈ］に相当）で衝突させ、クラッシュボックス２が底付きに進行したときの吸収エネルギー量を用いて衝突圧潰特性を評価した。有限要素法における四角形要素の辺長は６ｍｍとした。
ここで、一端側から他端側に向けて断面積が大きくなる構成を適用して実験を行った。

【0031】

比較例１は、断面形状が矩形断面１１で、板厚が３．５ｍｍの場合について実験を行った。
実験例１は、断面形状が楕円１２で、板厚が３．５ｍｍの場合について実験を行った。
実験例２は、断面形状が楕円１２で、板厚が３ｍｍの場合について実験を行った。
実験例３は、実施例１の断面形状で、板厚が３ｍｍの場合について実験を行った。
比較例２は、交点Ａと交点Ｂを直接接続するひし形の断面形状で、板厚が３ｍｍの場合について実験を行った。
比較例３は、板厚が３ｍｍで反転螺旋折り紙構造（特開２０１８－１８７６３７号公報）について実験を行った。
実験結果を図７～図１２に示す。

【0032】

図７は実験結果の説明図であり、実験例１－３と比較例１－３の実験結果の一覧表である。
図７において、比較例１では、ピーク荷重が高い、すなわち、変形を始めるまでの荷重が高く、変形を始めにくいことがわかる。ピーク荷重が低すぎると、少しの衝撃でも変形してしまうため好ましくないが、ピーク荷重が高すぎると、クラッシュボックス２が変形（衝撃を吸収）し始める前に、サイドメンバー３に負荷がかかって変形したり歪んだりする恐れがあるため好ましくない。
これに対して、実験例１では、比較例１に比べて、ピーク荷重が低下しつつ、軽量化、エネルギー吸収量を高くなっている。なお、周長が、矩形断面１１の周長の８０％になっており、加工は母材の材質によっては厳しい場合もある。なお、実験例２のように、板厚を実験例１よりも薄くすることで、さらに、ピーク荷重を下げ、軽量化しつつ、エネルギー吸収量も比較例１と同等にすることも可能であった。

【0033】

実験例３では、板厚が比較例１に比べて薄く、使用する材料を減らしつつ、クラッシュボックスも軽量化され、ピーク荷重も低下し、エネルギー吸収量も比較例１と同等である。特に、重量当たりのエネルギー吸収量に換算すると、比較例１よりも良好な結果が得られている。なお、板厚を比較例１と同一にすれば、エネルギー吸収量は比較例１よりも良好であることは自明である。従って、実験例３では、従来構成である比較例１よりも衝撃吸収性能が向上する。
なお、比較例２に示すように、ひし形の断面形状では、比較例１よりも更なる軽量化、ピーク荷重の低下を実現可能であるが、周長が矩形断面１１の６０．５％となり、加工で作成することが非常に困難である。
比較例３では、比較例１に比べて、軽量化やピーク荷重の低下、エネルギー吸収量で良い結果が得られたが、圧潰モードが先端側（一端側）から順に圧潰しない問題があった。

【0034】

図８は実験結果の説明図であり、実験例３と比較例３の圧潰の状態の初期段階の説明図である。
図９は実験結果の説明図であり、図８の場合よりも時間が経過した状態での説明図である。
図１０は実験結果の説明図であり、図９の場合よりも時間が経過した状態での説明図である。
図１１は実験結果の説明図であり、図１０の場合よりも時間が経過した状態での説明図である。
図１２は実験結果の説明図であり、図１１の場合よりも時間が経過した状態での説明図である。

【0035】

図８～図１２に示すように、実験例３では、圧潰時に先端側から順に圧潰していく。一方で、比較例３では、圧潰の初期段階で、先端部と根元部の近傍に応力集中が発生して変形が始まる。特に、したがって、先端部から圧潰が始まらず、衝撃が軽度で図１２の状態まで圧潰しない場合に、図１０、図１１の状態のように根元部分の圧潰の方が進んでいると、クラッシュボックス２をサイドメンバー３から取り外す作業が困難になる場合がある。これに対して、実験例３では、図８～図１２に示すように、先端側から変形しており、取り外し作業が困難になることが抑制される。

【0036】

また、比較例１に示す矩形断面では、前方（真正面）からの外力でなく、５度程度の斜め方向から外力が加わった場合でも、軸方向に対して折れ曲がるように変形することがある。クラッシュボックス２の軸方向の途中で折れ曲がってしまうと、前述した前方からの圧潰時のエネルギー吸収量に到達しない。これに対して、実施例１では、仮想線分１４ａ～１４ｅが１５°間隔で設定されており、矩形（四角形）断面に比べて、円形（楕円形）に近い形状になっている。したがって、矩形断面に比べて、折れ曲がりにくい。よって、エネルギー吸収量等の性能も前方からの圧潰時に近い性能を発揮しやすい。

【0037】

なお、実施例１では、仮想線分１４ａ～１４ｅが１５°間隔で設定されているが、仮想線分１４ａ～１４ｅの本数を増やす＝角度間隔が小さくなると、断面が円や楕円に近づく。断面が円や楕円に近づくと、強度は向上するが、軸方向のどこから圧潰するのか予想、コントロールがしにくい問題がある。これに対して、実施例では、段部２ｄが形成されることで、段部２ｄ（２ｄ１，２ｄ２）の位置に応力集中が発生して圧潰しやすく、軸方向のどの部分から圧潰していくのかを予想、コントロールしやすくなっている。

【0038】

また、実施例１では、パイプ２１から製造する場合に、内部に加圧液体２３を封入した状態で型２４ａ，２４ｂを押し当てている。加圧液体２３が設けられていない場合、型２４ａ，２４ｂにおける凸部（クラッシュボックス２における凹部）は精度良く形成されやすい。一方で、型２４ａ，２４ｂにおける凹部（クラッシュボックス２における凸部）は精度よく形成されにくく、角の部分が丸まった形状（鋭くなく鈍った状態）になる恐れがある。これに対して、実施例１では、内部から加圧液体２３で押されており、加圧液体２３を使用しない場合に比べて、クラッシュボックス２の外形形状が精度よく形成することが可能である。

【0039】

（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、実施例で例示した具体的な数値や材料名は、設計や仕様の変更に応じて適宜変更可能である。

【0040】

また、実施例において、衝撃吸収材としてトラック等のクラッシュボックス２に使用することが好適であるが、これに限定されない。鉄道や航空機、船舶、ジェットコースター等の遊具等、事故時に衝撃を吸収する必要のある任意の部位に適用することも可能である。
さらに、実施例において、内側から加圧液体で加圧した状態で外側から型２４ａ，２４ｂでプレスする加工方法を例示したが、これに限定されない。使用する材料の加工のしやすさ等に応じて、押し出し成形等、従来公知の任意の製造方法で製造することも可能である。

【0041】

また、矩形断面のパイプ２１を成形、加工してクラッシュボックス２を作成する場合を例示したが、これに限定されない。円形断面のパイプ２１から成形することも可能である。他にも、例えば、図３に示した断面において、２つ割り（多角形筒を上下半分ずつに割った形）にして、板材から２つ割りの各パーツを成型後に、成形後の２つのパーツを溶接等して筒状とすることも可能である。なお、断面を３つ以上に割ることも可能である。

【0042】

図１３は変形例の説明図であり、図１３Ａは図４Ａに対応する図、図１３Ｂは図４Ｂに対応する図、図１３Ｃは図４Ｃに対応する図である。
前記実施例において、段部２ｄを設けることが望ましいが、設けない構成とすることも可能である。また、偶数段目の段部２ｄ１が凹状で、奇数段目の段部２ｄ２が凸状の場合を例示したが、これに限定されない。偶数段目が凸状で、奇数段目が凹状とすることも可能である。具体的には、図１３に示すように、第４の節点ｄｉを導出する際に、第３の節点ｃｉ等に対して、段差量δだけ、内側ではなく外側（中心１１ａから遠ざかる側）に移動した点とすることで導出可能である。なお、この場合は、δ＜｜ｂｉ－ｃｉ｜とする必要がある。

【符号の説明】

【0043】

２…衝撃吸収材、
２ｃ…本体部、
２ｄ…段部、
１１…矩形断面、
１２…楕円、
１４ａ～１４ｅ…仮想線分、
２１…筒体、
２４ａ，２４ｂ…型、
ｃ１～ｃ５…点。

【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】