JP2002019553A - バンパーステイとステイ付バンパー補強材およびバンパー補強材の取り付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンパー補強材とサイドメンバーへの取り
付け性に優れた、Al合金製のバンパーステイとステイ付
バンパー補強材およびバンパー補強材の取り付け構造を
提供することを目的とする。 【解決手段】 Al合金からなるバンパーステイ1a、ス
テイ付バンパー補強材およびバンパー補強材の取り付け
構造であって、バンパー補強材と接続される第一の形材
2aと、中空角筒体3aと、サイドメンバーと接続される第
二の形材4aとからなる分割構造を有し、前記第一の形材
2aと第二の形材4aの縦断面形状が前記中空角筒体3a内面
の縦断面形状に適合し、前記第一の形材2aと前記第二の
形材4aとを各々前記中空角筒体の先端部内と後端部内に
嵌合することにより、バンパーステイとして一体化した
ことである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

〔発明の詳細な説明〕

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車体の前端 (フロント) お
よび後端 (リア) に取り付けられているバンパーの内部
には、強度補強部材としてのバンパー補強材 (バンパー
リインフォースメントあるいはバンパーレインフォース
などとも言う) が設けられている。

【０００３】このバンパー補強材は、周知の通り、バン
パーと車体との間に、車体に対し略水平方向で車幅方向
に対し平行に延在するように配置される。そして、バン
パー補強材の車体への取り付けは、フロントサイドメン
バやリヤサイドメンバ等、車体前後方向の骨格部材の車
体フレーム類 (車体メンバ類) に連結、固定されて行わ
れる。そして、この車体への取り付けは、車体のフロン
トやリヤのサイドメンバの先端或いは後端に直接あるい
はバンパーステイなどの車体連結用部材を介して行われ
る。

【０００４】このようなバンパー補強材は、これも周知
の通り、バンパーと車体間で、車体の前方や後方から
の、あるいは前方や後方への衝突に対し、車体用のエネ
ルギー吸収部材を構成している。したがって、これら車
体用エネルギー吸収部材としてのバンパー補強材には、
車体の衝突により加わった外力のエネルギー (衝突エネ
ルギー) を、自らの曲げ変形や断面のつぶれ (圧壊) に
より吸収し、車体を保護する性能が求められている。

【０００５】近年、これらバンパー補強材やバンパース
テイに、軽量化のために、従来使用されていた鋼材に代
わって、5000系、6000系、7000系等の高強度Al合金製の
押出形材などが使用され始めている。

【０００６】このAl合金製押出形材は、複雑な断面形状
で、かつ長手方向に同一断面形状を有する形材を、効率
的かつ大量に製造することが可能である。このため、車
体用エネルギー吸収部材として、バンパー補強材やバン
パーステイの他、ドアビームなどにも汎用され出してい
る。

【０００７】この内、Al合金押出形材製のバンパーステ
イ (あるいはバンパーステー、以下、単にステイと言
う) について、これまでのステイは、基本的に、断面形
状が略矩形の中空構造からなっている。このような略矩
形の中空構造は、強度が高く、また、両端まで直線的な
バンパー補強材に対しては接続、固定が容易である。

【０００８】しかし、この断面形状が略矩形の中空構造
からなるステイは、バンパー補強材両端部の後面やサイ
ドメンバの前面とも、簡便には、接続、固定しくいとい
う問題がある。

【０００９】このため、従来から、ステイを用いた、バ
ンパー補強材の後面やサイドメンバの前面との接続、固
定技術が種々提案されている。例えば、特開平6-227333
号、特開平11-208392 号、特開平11-208393 号などの公
報には、共通して、バンパー補強材端部の湾曲部後面の
形状に対応した傾斜面を有する前面壁からなる、断面形
状が閉断面中空構造のステイが種々開示されている。

【００１０】そして、これら従来の、傾斜面を有するス
テイとバンパー補強材端部の湾曲部後面との接続固定方
式は以下の通り開示されている。即ち、特開平6-227333
号公報の場合を図7(a)、(b) 、特開平11-208392 号公報
の場合を図8 、特開平11-208393 号公報の場合を図9 、
に各々示す通り、いずれの公報の場合にも共通している
のは、バンパー補強材32の湾曲部の中空構造内とステイ
33の中空構造内とに互いにボルト34を貫通させ、ステイ
33の中空構造内に締結部 (ボルトの頭部とナット) を存
在させて、バンパー補強材32とステイ33とを固定する方
式である。

【００１１】次に、これらステイとサイドメンバー前面
との接続固定方式は以下の通り開示されている。即ち、
共通して、これらのステイ33の後面には、サイドメンバ
ーの前面と接続固定するための、取付部が一体に設けら
れている。この取付部は、サイドメンバーの幅に対応し
た幅を有する、図7(a)、(b) のような一対の取付片37
か、図8 のような取付片37を両側部に張り出した閉断面
中空構造の取付部材36からなっている。

【００１２】そして、これら取付片や中空構造の取付部
材を、サイドメンバーの中空部内に、あるいはサイドメ
ンバー前面をステイ取付部材の中空部内に、各々ピンポ
イントで位置決めおよび挿入する。更に、この挿入部に
対し、車体の横方向から水平方向にボルトを貫通させ、
サイドメンバーの中空構造内か、ステイ取付部材の中空
構造内にボルトの頭部か端部を存在させて、ステイ後面
とサイドメンバーの前面とを固定する方式である。

【００１３】また、前記図9 の場合は、ステイ33の後面
にある中空部36をサイドメンバー35の中空内に、同じく
ピンポイントで位置決めおよび挿入する。更に、ステイ
33の後面壁からステイ33の両側方に張り出させたフラン
ジ部39と、サイドメンバーのの両側方に張り出したフラ
ンジ部40とをボルト34により締結、固定する方式であ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、まず、これら
従来のステイの、バンパー補強材端部の湾曲部後面との
接続固定方式は実用的ではないし、接続固定が不可能で
すらある。

【００１５】即ち、前記従来技術いずれの場合にも共通
して、互いに断面形状が閉断面な中空構造であるバンパ
ー補強材とステイの内部に、ボルトを入れること自体が
実質的に困難である。しかも、端部が湾曲しているバン
パー補強材の場合にはなおさらである。更に、これら従
来技術における、ボルトを貫通させた上で、互いの中空
構造内にボルトの頭部やナットを存在させること自体
も、実質的に困難である。

【００１６】次に、これら従来技術のステイの、サイド
メンバー前面との接続固定方式も以下の通り非現実的で
ある。即ち、まず、これら従来技術に共通する、ステイ
の取付片中空構造内あるいは取付部材中空構造と、サイ
ドメンバーの中空部内あるいはサイドメンバー前面と
を、挿入方式によるピンポイントでの位置決め方法自体
が難しい。

【００１７】即ち、衝突や定期補修などの車体の修理な
どの場合を想定すると、ステイの後面側と、サイドメン
バー前面側とは、数cm程度の車幅方向や車高方向での位
置のズレが生じている場合が多い。したがって、このよ
うな場合には、ステイとサイドメンバーとの位置決め手
段は、当初の位置決め想定位置からのズレを吸収できる
ような柔軟性が必要である。しかし、前記従来のステイ
とサイドメンバー前面との挿入方式は、挿入する両者の
正確な位置決めを必要とする。このため、前記位置ズレ
が生じた場合に、このズレを吸収できず、位置決めする
こと自体が困難となる問題がある。

【００１８】また、これら取付片や中空構造の取付部材
をサイドメンバーに位置決めおよび挿入できたとして
も、車体の横方向から水平方向にボルトを貫通させ、サ
イドメンバーの中空構造内か、ステイ取付部材の中空構
造内にボルトの頭部などを存在させることも困難であ
る。

【００１９】このため、バンパー補強材端部の湾曲部な
どの後面に設置されるAl合金製のステイの需要は拡大し
ているものの、バンパー補強材とサイドメンバーへの取
り付け性に優れたステイは、これまでなかったのが実情
である。

【００２０】したがって、本発明の目的は、特に、バン
パー補強材端部後面とサイドメンバー前面への取り付け
性に優れたAl合金製のバンパーステイとステイ付バンパ
ー補強材およびバンパー補強材の取り付け構造を提供し
ようとするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明請求項1 の要旨は、アルミニウム合金からな
るバンパーステイであって、バンパー補強材と接続され
る第一の形材と、車体方向に延在させる中空角筒体と、
サイドメンバーと接続される第二の形材とからなる分割
構造を有し、前記第一の形材と第二の形材の縦断面形状
が前記中空角筒体内面の縦断面形状に適合し、前記第一
の形材と前記第二の形材とを、各々前記中空角筒体の先
端部内と後端部内に嵌合することにより、バンパーステ
イとして一体化されていることである。

【００２２】この請求項1 のステイは、ステイを、バン
パー補強材接続用とサイドメンバー接続用との、前記第
一と第二の形材に分割するとともに、これら前記第一と
第二の形材の接続を前記中空角筒体を仲立ちとして行
う、3 つの分割構造としたことを特徴としている。

【００２３】そして、また、これら第一、第二の形材と
中空角筒体とを、中空角筒体の先端部内と後端部内にお
いて各々嵌合することにより、言い換えると、基本的に
は、この嵌合のみによって、バンパーステイとして一体
化されていることも特徴としている。

【００２４】このため、本発明ステイをバンパー補強材
と予め一体化して、ステイ付バンパー補強材としてお
き、これを、ステイを介して、サイドメンバーに取り付
けることも可能となる。

【００２５】前記従来の一体型ステイであれば、これま
では、自動車製造乃至修理側で、バンパー補強材への
ステイの取り付け、サイドメンバーへのステイの取り
付け、の2 つの工程を必要としている。そして、バンパ
ー補強材およびサイドメンバーとステイとの各々の接
続、固定も、溶接やリベットを主とする接合が必要とな
るため、非常に煩雑なものとなる。

【００２６】これに対し、本発明ステイ付バンパー補強
材であれば、バンパー補強材とステイとを予め一体化す
ることが可能なので、自動車製造乃至修理側では、前記
サイドメンバーへのステイの取り付け工程のみでセッ
ト可能である。また、バンパー補強材およびサイドメン
バーとステイとの各々の接続、固定も、後述する実施例
（図3 、4 ）の通り、簡便に機械的に接合できる。

【００２７】そして、更に、この請求項1 のステイの大
きな特徴として、前記車体方向に延在させる中空角筒体
がある。この中空角筒体の存在により、車体の衝突時
に、前記第一と第二の形材の縦圧壊とともに、この中空
角筒体の縦圧壊によって、衝突エネルギーの吸収量の増
大が図れ、より大きなエネルギー吸収量とすることが可
能となる。しかも、このこの衝突エネルギーの吸収量
は、中空角筒体の長さや厚みなどの形状要素と、Al合金
材料 (特性) との選択 (組み合わせ) により、自由に調
整することが可能である。

【００２８】この結果、バリア衝突やオフセット衝突な
どの種々の衝突の態様や、衝撃の程度に対する衝突エネ
ルギー吸収量の設定や、バンパー補強材に先立ってステ
イが圧壊して衝突エネルギーを吸収するか、バンパー補
強材の圧壊後にステイが圧壊して衝突エネルギーを吸収
するかなどの設計選択が自由に、かつ容易にでき、要求
される衝突安全性に対する、車体設計を著しく容易にす
る利点もある。

【００２９】更に、衝突や定期補修による車体の修理な
どの際、ステイの後面側とサイドメンバー前面側とに、
車幅方向や車高方向で、数cm程度の位置のズレが生じて
いる場合でも、ステイが3 分割の構造とされているため
に、第一、第二の形材と、バンパー補強材およびサイド
メンバーとの各々の接続、固定の際に、更には、第一と
第二の形材と前記中空角筒体との接続、固定の際に、お
互いに長孔（長穴）などを設けることにより、前記ズレ
を調整、吸収して、ステイとサイドメンバーとの位置決
め、およびバンパー補強材、ステイ、サイドメンバーを
一体的に固定を行うことが可能となる。

【００３０】また、好ましい態様である請求項2 の本発
明ステイは、前記第一の形材が押出中空形材からなり、
第一の形材の前面壁が、バンパー補強材の両端部後面の
形状に対応した形状を有し、より好ましくは、請求項５
に記載のように、バンパー補強材の両端が車体後方に曲
げられた湾曲部を有する場合に、ステイ（第一の形材）
の前面壁が、前記湾曲部後面に対応した、直線的な傾斜
壁や円弧状壁などの、適宜の形状の湾曲面を有してい
る。そして、このような前面壁を有することにより、前
面壁 (フランジ部を含めた) において、バンパー補強材
両端の湾曲部などの後面に形状に適合することが可能と
なる。

【００３１】更に、同じく請求項2 の本発明ステイで
は、前記前面壁が、形材の側方の方向に張り出したフラ
ンジ部を有するため、このフランジ部において、セルフ
ピアシング (自己穿孔) リベットやボルト、あるいは溶
接などを適宜選択して、バンパー補強材の両端部後面
と、簡便に接続、固定できる。

【００３２】例えば、バンパー補強材両端の湾曲部中空
構造内に電極が入る場合には、フランジ部への電極取り
付け自体は容易なので、スポット溶接による接合が可
能、かつ容易となる。更に、フランジ部の端部とこの端
部と接する前記湾曲部後面に沿った溶接によっても、両
者の接合が可能、かつ容易となる。また、これらの接合
方法の併用も可能となり、接合方法の選択肢が広がるこ
とも、本発明ステイの大きな利点の一つである。

【００３３】なお、このフランジ部も、前記前面壁と同
様かつ前面壁と面一に、バンパー補強材の両端部後面の
形状に対応した形状を有することが好ましい。

【００３４】これに対し、このようなフランジ部がない
前記従来のステイ前面壁では、バンパー補強材の両端部
後面との接続は、前記した通り、どうしても、断面形状
が閉断面な中空構造であるステイの内部に、ボルトなど
を入れる必要があり、機械的な接合方法も難しくなる。

【００３５】また、より好ましい態様である、請求項3
と請求項7 の本発明ステイは、前記第一、第二の形材で
ある中空形材の横断面形状が、各々車体の後方側と前方
側に向かって狭くなるテーパー状の断面形状を有してい
る。

【００３６】このため、前記第一、第二の形材と、前記
中空角筒体との接続、固定を、基本的に、両者の嵌合の
みによって行う際の、両者の固定の確実性や堅固性、あ
るいは、接続、固定の簡便性を保証している。このこと
はバンパー補強材、ステイ、サイドメンバーの一体的な
固定の、確実性や堅固性、あるいは、接続、固定の簡便
性につながる。

【００３７】また、より好ましい態様である、請求項4
と請求項8 の本発明ステイは、前記第一、第二の形材の
各々の側壁外面に凸部が設けられている。

【００３８】このため、前記請求項3 と請求項7 の本発
明ステイと同様に、前記第一、第二の形材と、前記中空
角筒体との接続、固定を、基本的に、両者の嵌合のみに
よって行う際の、両者の固定の確実性や堅固性、あるい
は、接続、固定の簡便性を保証している。

【００３９】また、より好ましい態様である、請求項6
の本発明ステイでは、前記第二の形材が中空形材からな
り、サイドメンバーの前面の形状に対応した後面壁を有
し、この後面壁が更に形材の側方に張り出したフランジ
部を有している。

【００４０】このため、このフランジ部において、セル
フピアシング (自己穿孔) リベットやボルト、あるいは
溶接などを適宜選択して、サイドメンバーの前面と、簡
便に接続、固定できる。

【００４１】なお、このフランジ部も、前記前面壁と同
様かつ前面壁と面一に、バンパー補強材の両端部後面の
形状に対応した形状を有することが好ましい。

【００４２】これに対し、このようなフランジ部がない
前記従来のステイでは、サイドメンバーとの接続は、ど
うしても、断面形状が閉断面な中空構造であるステイの
内部にボルトなどを入れる、あるいはサイドメンバーの
外側に取り付け治具を設ける必要があり、機械的な接合
方法も難しくなる。

【００４３】また、より好ましい態様である、請求項9
の本発明ステイは、AA乃至JIS 5000系、6000系、7000系
から選択されるAl合金からなる。これらのAl合金は成形
性に優れかつ高強度であり、押出加工等の製造がしやす
い点で本発明ステイに好適に使用される。

【００４４】そして、これら請求項1 〜9 の本発明ステ
イ構成と効果の結果、請求項10のように、ステイを、バ
ンパー補強材と予め一体化されているステイ付バンパー
補強材とすることが可能となる。このため、前記した通
り、自動車製造乃至修理側では、前記のサイドメンバ
ーへのステイの取り付け工程のみで、セットが可能とな
る。

【００４５】また、これら請求項1 〜9 の本発明ステイ
構成と効果の結果、あるいは請求項１０のステイ付バン
パー補強材によって、請求項11のように、バンパー補強
材とサイドメンバーとが、簡便かつ確実に、一体的に固
定されたバンパー補強材の取り付け構造とすることが可
能となる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明ステイの好適な実施
形態について、図面を用いて説明する。本発明ステイの
一実施態様を図1 の一部断面斜視図、別の実施態様を図
2 の一部断面平面図に示す。なお、図1 、2 の本発明ス
テイの態様は、後述する図3 、4 のように、バンパー補
強材の右端部側に設ける態様を示している。バンパー補
強材の左端部側に設ける態様も基本的にはこの態様と同
じであるが、前面壁の傾斜が反対側に傾くなど、左右対
称の形状となる。

【００４７】まず、図1 において、アルミニウム合金押
出形材からなる本発明ステイ1aは、基本的に、図示しな
いバンパー補強材と接続される第一の形材2aと、車体
(長手) 方向に延在させる中空角筒体3aと、図示しない
サイドメンバーと接続される第二の形材4aとの、3 つの
主要部材からなる3 分割構造となっている。

【００４８】この図1 は第一の形材2aと第二の形材4aと
を、各々中空角筒体3aの先端部内と後端部内に、強固に
嵌合、固定した状態を示している。このため、第一の形
材2aと第二の形材4aの横断面形状は、中空角筒体内に嵌
合、固定させるべく、中空角筒体3aの中空内面の縦断面
形状に適合し、中空角筒体3aの各端部の中空内面の縦断
面形状よりも若干小さい断面形状とされている。

【００４９】このように、本発明では、第一と第二の形
材および中空角筒体との接続、固定を、基本的には、両
者の嵌合のみによって行うし、これによって、一体化さ
れたステイとしての接合強度や圧壊強度を確保すること
が可能である。しかし、安全保証上の必要により、ある
いは更なる接合強度の向上のために、補助的かつ部分的
に、溶接や機械的などの接合を行う、或いは第一や第二
の形材と中空角筒体とを部分的にかしめるなどの手段を
併用することを許容する。

【００５０】第一の形材2aは、図1 の実施態様では、前
記請求項2 の要旨のように、閉空間15a を有する閉断面
な中空形材からなる。そして、両端が車体後方に直線的
に曲げられた湾曲部を有するバンパー補強材に適用する
場合を想定して、第一の形材2aの前面壁5aは、前記湾曲
部後面に対応した、直線的な傾斜壁を有している。そし
て、更に前面壁5aは、この前面壁5aに面一で、かつ連続
して、中空形材の側方に更に傾斜して張り出したフラン
ジ部6aを有する。

【００５１】また、前記請求項3 の要旨のように、前記
中空形材を構成する側壁7a、7bが後方側に狭くなるテー
パー状の横断面形状を有している。さらに、請求項4 の
要旨のように、側壁7a、7bの外面には、各々、中空角筒
体3aの内面に対する係り止めのための、凸部8a、8b、8c
と、8d、8e、8fが設けられている。

【００５２】なお、このテーパー状の横断面形状や側壁
外面の凸部がなくても、第一、第二の形材と中空角筒体
との強固な一体化が、両者の嵌合のみによって図れる場
合には、これらは不要である。ただ、固定の簡便性や、
構造部材としてのステイ強度の確保のためには、あった
方が好ましい。

【００５３】第二の形材4aは、図1 の実施態様では、前
記請求項5 の要旨のように、閉空間16a を有する閉断面
な中空形材からなり、図示しないサイドメンバーの前面
の形状に対応した、直線的な後面壁10を有し、この後面
壁10が、更に後面壁10に面一で、かつ連続して、形材の
側方に張り出したフランジ部11a 、11b を有する。

【００５４】そして、前記請求項6 の要旨のように、前
記中空形材を構成する側壁11a 、11b が後方側に狭くな
るテーパー状の横断面形状を有している。また、更に、
請求項7 の要旨のように、側壁11a 、11b の外面には、
各々、中空角筒体3aの内面に対する係り止めのための、
凸部13a 、13b と、13c 、13d が設けられている。

【００５５】なお、このテーパー状の横断面形状や側壁
外面の凸部の意義や好ましい理由は、前記第一の形材の
場合と同じである。

【００５６】更に、中空角筒体3aは、図1 の実施態様で
は、基本的に縦断面形状が長手方向で同じとしている。
ただ、前記した衝突エネルギーの吸収量に応じて、縦断
面形状が長手方向で同じでなくともよく、各端部を口広
げる或いは狭める、規則的或いは不規則乃至スポット的
に凹凸を設ける、長手方向で縦断面を異ならせる、長手
方向で縦断面が広がる或いは狭まるテーパー状とする、
等の態様が適宜選択される。

【００５７】この中空角筒体3aは、図の上方からの (車
体の長手方向にかかる) 衝突荷重に対応して縦圧壊し、
前記した一定の衝突エネルギーの吸収量を確保するため
に、車体の長手方向に一定の長さを有して延在してい
る。そして、前記衝突荷重方向に対応して縦圧壊するた
めに、中空角筒体3aの先端部は、第一の形材2aの前面壁
5aの直線的な傾斜壁に対応した傾斜面18を有するととも
に、後端部は水平 (図における水平を表し、実際の使用
態様では垂直となる、以下の水平の用語も同じ意味とな
る) な面とされている。

【００５８】今、図の上方からの (車体のフロント或い
はリアへの) 衝突荷重がかかった場合、衝突荷重は、第
一の形材2aを介して、中空角筒体3aに伝わる。この場
合、中空角筒体3aへの衝突荷重は、第一の形材2aの前面
壁5a、特に、フランジ部6aを介して、中空角筒体3aへ伝
わる。この場合、前面壁5aおよびフランジ部6aは傾斜面
となっているので、中空角筒体3aに対し、均等に荷重が
かかるために、中空角筒体3aの先端部は、第一の形材2a
の前面壁5aの直線的な傾斜壁に対応した傾斜面18となっ
ている必要がある。また、同じく第二の形材4aによって
支持される、中空角筒体3aの後端部は、第二の形材4aの
水平な後面壁に対応した水平な面とする必要がある。

【００５９】なお、以上説明した本発明ステイの態様
は、後述する図3 のバンパー補強材の右端部に設ける態
様を示している。一方、バンパー補強材の左端部に設け
る態様も基本的にはこの態様と同じであるが、前面壁の
傾斜が反対側に傾くなど、左右対称の形状となる。

【００６０】次ぎに、本発明ステイの別の実施態様を図
2 で説明する。

【００６１】図2 における、アルミニウム合金押出形材
からなる本発明ステイ1bの基本的な構成や構造は、前記
図1 の実施態様と同じである。したがって、以下、図1
の実施態様と異なる点のみを説明する。

【００６２】まず、第一の形材2bは、図1 の実施態様
と、2 分割された閉断面な中空形材からなる点が相違す
る。これは、中空角筒体3bの先端部を、後端部と同じ、
水平な面19とするためである。図1 の実施態様では、衝
突荷重方向に対応して縦圧壊するために、中空角筒体3a
の先端部が傾斜面18を有しているが、この傾斜面18を有
するために、製造された中空角筒体の先端部を斜めに切
断する工程が新たに必要となる。

【００６３】これに対し、第一の形材は、図1 の実施態
様でも、図2 の実施態様でも、Al合金製の押出形材で製
造するならば、同じ押出工程で製造することが可能であ
る。したがって、第一の形材の方の形状を変更すること
により、前記新たな工程を増やさずに、製造された中空
角筒体をそのまま使用することが可能となる利点があ
る。

【００６４】更に、第一の形材2bをより具体的に説明す
ると、閉空間15b と15c を有する2分割された閉断面な
中空形材からなる。両方の閉空間15b と15c を仕切る仕
切り壁27は側方に略水平方向に張り出したフランジ部17
a 、17b を有し、このフランジ部17a 、17b が、中空角
筒体3bとの嵌合時に、中空角筒体3bの先端部の水平な面
19を係止する。

【００６５】そして、図の上方からの衝突荷重がかかっ
た場合、中空角筒体3bへの衝突荷重は、第一の形材2bの
前記フランジ部17a 、17b を介して、中空角筒体3bへ伝
わる。この際、前記フランジ部17a 、17b は水平である
ので、中空角筒体3bの先端部の水平な面19に対し、均等
に荷重がかかる。

【００６６】この他、第一の形材2bにおいて、傾斜前面
壁5b、この前面壁5bに面一で、かつ連続した傾斜して張
り出したフランジ部6b、中空形材を構成する側壁7c、7
d、更に、側壁7c、7dの外面の凸部8f、8gと8h、8i、8f
の構成は、数や細かい形状などを除き、基本的に図1 の
態様と同じである。

【００６７】また、第二の形材4aは、図1 の実施態様と
全て同じである。更に、中空角筒体3bも、先端部の水平
な面19の部分と中リブ29を除いて、図1 の実施態様と基
本的に同じである。

【００６８】この図2 の中空角筒体3bでは、断面が口形
の図1 の中空角筒体3aに対して、更に中リブ30を設けて
補強した日形断面形状を有している。即ち、本発明の中
空角筒体の断面形状は、更に強度が必要な場合に、口形
の断面形状だけではなく、中リブを設けて補強した、日
形、田形、目形などの断面形状が適宜選択される。そし
て、この中リブ30を設けた場合、中空角筒体と嵌合され
る第一の形材2bの後面壁9bや、第二の形材4aの前面壁14
には、この中リブ30に対応して、中リブ30を収容するス
リット31(a) 、31(b) が各々設けられる。ただ、中リブ
と前記スリットの設け方によっては、却って、第一乃至
第二の形材の圧壊強度などを低下させる場合があるの
で、前記中リブとスリットの設け方は、圧壊方向( 強度
が必要な方向) との関係で注意を要する。

【００６９】次ぎに、以上説明した、一体化させた本発
明分割構造ステイの、車体フロントのバンパー補強材両
端後面とサイドメンバー前面との取り付け構造 (接続、
固定方法) について、図3 、4 を用いて説明する。図3
は図1 のステイ、図4 は図2のステイの、各々取り付け
構造の一例を示す、一部断面平面図である。

【００７０】先ず、図3 、4 における、ステイ1a、1b
と、バンパー補強材20との取り付け構造を説明する。

【００７１】ステイ1a、1bとバンパー補強材20の曲げ加
工されて湾曲している右端部21の後面22とは、基本的
に、ステイ1a、1bのフランジ部6a、6bにおいて、機械的
に接合されている。即ち、ボルト25a と25b 、25c と25
d および図示している箇所でのナットにより、ステイの
フランジ部6a、6bとバンパー補強材右端部後面22に設け
た貫通孔を介して、バンパー補強材とステイとが、機械
的に接合されている。このボルト締結の際、バンパー補
強材湾曲部後面22側あるいは前面側などに適宜、作業用
の開孔を設けると作業が簡便となる。

【００７２】この際、前記貫通孔を長穴とすることによ
って、ステイの後面側とサイドメンバー前面側とに、車
幅方向や車高方向で、数cm程度の位置のズレが生じてい
る場合でも、前記ズレを調整、吸収して、ステイとサイ
ドメンバーとの位置決め、およびバンパー補強材、ステ
イ、サイドメンバーの一体的な固定が簡便となる。

【００７３】また、フランジ部6a、6bは、ステイ本体よ
りも側方( 外方) に張り出しているため、また、これに
加えて、側壁7aと7b、7cと7dが、前記した通り、車体後
方方向に対し間隔が狭まるテーパー状となっているた
め、ステイ本体による干渉や制約を受けず、前記ボルト
接合が容易となる。

【００７４】この他、ステイのフランジ部6a、6bと、バ
ンパー補強材両端の湾曲部後面22との接合は、例えば、
フランジ部6a、6bの裏面から、セルフピアシング (自己
穿孔) リベット等を打ち込むことによっても、簡便に、
機械的な接続、固定ができる。

【００７５】更にまた、ステイのフランジ部6a、6bの端
部の、前記湾曲部後面22との接触面を溶接により接続、
固定することもできる。なお、バンパー補強材両端の湾
曲部中空構造内に電極が入れる場合には、板状であるフ
ランジ部への電極取り付け自体は容易なので、スポット
溶接による接合が可能となる。

【００７６】このように、本発明ステイはバンパー補強
材との接合が容易であり、一体化させた本発明分割構造
ステイをバンパー補強材とも予め一体化して、本発明ス
テイ付バンパー補強材としておき、これを、サイドメン
バーに取り付けることも可能となる。これにより、自動
車製造乃至修理側での作業が、サイドメンバーへのステ
イの取り付け工程のみで、ステイ付バンパー補強材のセ
ットが可能となる。

【００７７】次に、図3 、4 における、ステイ1a、1bと
サイドメンバー23との取り付け構造を説明する。

【００７８】ステイ1a、1bとサイドメンバー23とは、基
本的に、ステイ1a、1bの第二の形材4aの後面壁のフラン
ジ部11a 、11b において機械的に接合されている。即
ち、ボルト26a と26b 、26c と26d および図示している
箇所でのナットにより、ステイのフランジ部11a 、11b
とサイドメンバー23の前面壁24に設けた貫通孔を介し
て、ステイ1a、1bが、サイドメンバー23の前面壁24と機
械的に接合されている。

【００７９】この際、前記貫通孔を長穴とすることによ
って、ステイの後面側とサイドメンバー前面側とに位置
のズレが生じている場合でも、前記ズレを調整、吸収で
きるのは前記した通りである。

【００８０】このボルト締結の際、フランジ部11a 、11
b は、ステイ本体よりも側方( 外方) に張り出している
ため、また、これに加えて、側壁12a と12b 、12c と12
d が、前記した通り、車体前方方向に対し間隔が狭まる
テーパー状となっているため、ステイ本体による干渉や
制約を受けず、前記ボルト接合が容易となる。

【００８１】この他、ステイのフランジ部11a 、11b
と、サイドメンバー23の前面壁24との接合は、例えば、
フランジ部11a 、11b の表面から、セルフピアシング
(自己穿孔) リベット等を打ち込むことによっても、簡
便に、機械的な接続、固定ができる。

【００８２】また、ステイのフランジ部11a 、11b の端
部の、サイドメンバー23との接触面を溶接により接続、
固定することもできる。なお、板状であるフランジ部へ
の電極取り付け自体は容易なので、スポット溶接による
接合も可能である。

【００８３】更にまた、サイドメンバー23の前面壁24
に、車体前方 (図の上方) に向かうボルトを、予め適宜
埋め込んでおき、このボルトに対応する孔をステイのフ
ランジ部11a 、11b 側に設け、前記孔をこのボルトに挿
入して、固定してもよい。

【００８４】このように、本発明ステイはサイドメンバ
ーとの接合が容易である。このため、一体化させた本発
明分割構造ステイをバンパー補強材とも予め一体化し
て、本発明ステイ付バンパー補強材としておき、これ
を、サイドメンバーに取り付けることも容易となる。例
えば、ステイの後面側とサイドメンバー前面側とに、車
幅方向や車高方向で、数cm程度の位置のズレが生じてい
る場合でも、このズレを調整、吸収して、ステイとサイ
ドメンバーとの位置決め、固定を容易に行うことが可能
となる。

【００８５】なお、以上の態様では、第一の形材2a、2b
および第二の形材4aを、閉空間を有する閉断面な中空形
材からなる場合について説明した。しかし、第一の形材
および第二の形材は、閉断面な中空形材波の強度の要求
がなければ、図5 、図6 に示すような、開断面を有して
いる中空形材であっても良い。即ち、図5 、図6 は、第
一の形材の斜視図を示し、フランジ部6c、6d以外の前面
壁5c、5dに、前面壁が無い開口部29a 、29b を設けた開
断面を有している。

【００８６】また、本発明ステイの、第一の形材および
第二の形材、更には中空角筒体の、形状、大きさ、長
さ、各部の厚みなどの設計条件は、後述するAl合金と同
様、衝突荷重のかかり方や要求エネルギー吸収量や必要
強度などに応じて、適宜選択される。

【００８７】(適用Al合金)次に、本発明ステイやバンパ
ー補強材で用いるAl合金について説明する。本発明形材
に用いるAl合金自体は、通常、この種構造部材用途に汎
用される、AA乃至JIS 5000系、6000系、7000系等の耐力
の比較的高い汎用 (規格)Al 合金から選択して用いられ
る。この中でも、特に、これら7000系 (Al-Zn-Mg系) Al
合金や6000系(Al-Mg-Si 系)Al 合金を、押出加工後人工
時効処理したT5や押出加工後更に溶体化処理した後に人
工時効硬化処理( 過時効処理も含む) したT6等の調質処
理材が、強度、耐食性、加工性の点で好ましい。

【００８８】しかし、一方で、前記した材料側から種々
提案されている成分や組織を制御した特殊なAl合金であ
っても、本発明の構成をとることによって、当然、強度
やエネルギー吸収性能も優れたものとなる。したがっ
て、コスト的には、従来の汎用(規格)Al 合金材が有望
であるものの、従来の特殊なAl合金であっても、勿論、
本発明には使用可能である。

【００８９】(Al合金製形材の製造)また、本発明のステ
イ乃至バンパー補強材は、基本的にAl合金製押出形材か
ら構成される。この押出形材の製造自体は、鋳造、均質
化熱処理、熱間押出、調質熱処理等を、主要工程とする
常法により適宜製造される。このような押出による形材
を使用することにより、本発明のステイのように、断面
が複雑な形状の形材であっても、容易に、かつ効率的に
製造することが可能となる。ただ、ステイを構成する中
空角筒体、あるいはバンパー補強材の方は、必ずしも押
出形材でなくとも、Al合金板を補強材形状に成形後溶接
して、製造しても良い。

【００９０】

【発明の効果】本発明によれば、バンパー補強材端部の
湾曲部後面とサイドメンバー前面への取り付け性に優れ
たAl合金押出形材製のステイおよびサイドメンバーへの
取り付け性に優れたステイ付バンパー補強材を提供する
ことができる。このため、バンパーステイはもとより、
関連するバンパー補強部材へもAl合金材の用途を大きく
拡大するものであり、工業的な価値が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るバンパーステイの一実施態様を示
す一部断面斜視図である。

【図２】本発明に係るバンパーステイの別の実施態様を
示す一部断面平面図である。

【図３】図1 のバンパーステイのバンパー補強材およひ
サイドメンバーへの取り付け構造を示す一部断面平面図
である。

【図４】図2 のバンパーステイのバンパー補強材およひ
サイドメンバーへの取り付け構造を示す一部断面平面図
である。

【図５】本発明に係るバンパーステイの別の実施態様を
示す斜視図である。

【図６】本発明に係るバンパーステイの別の実施態様を
示す斜視図である。

【図７】従来のバンパーステイの一例を示す斜視図であ
る。

【図８】従来のバンパーステイの一例を示す斜視図であ
る。

【図９】従来のバンパーステイの一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

1:バンパーステイ、2:第一の形材、3:中空角筒体、4:第
二の形材、5 、14: 前面壁、6 、11 :フランジ部、7 、
12: 側壁、8 、13: 凸部、9 、10: 後面壁、15、16: 閉
空間、17: フランジ部、18、19: 前端部、20: バンパー
補強材、21: バンパー補強材湾曲部、22: 湾曲部後面、
23: サイドメンバー、24: サイドメンバー前面壁、25、
26: 締結具 27: 仕切り壁、28: 孔、29: 開口部、30: 中リブ、31:
スリット

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 21/15 Ｂ６２Ｄ 21/15 Ｂ 25/08 25/08 Ｄ (72)発明者 目木 利教 山口県下関市長府港町14番１号 株式会社 神戸製鋼所長府製造所内 (72)発明者 岡 貴志 山口県下関市長府港町14番１号 株式会社 神戸製鋼所長府製造所内 (72)発明者 山下 浩之 山口県下関市長府港町14番１号 株式会社 神戸製鋼所長府製造所内 (72)発明者 橋村 徹 神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D003 AA01 AA05 AA11 BB01 CA02 CA09 DA14

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金からなるバンパーステ
   イであって、バンパー補強材と接続される第一の形材
   と、車体方向に延在させる中空角筒体と、サイドメンバ
   ーと接続される第二の形材とからなる分割構造を有し、
   前記第一の形材と第二の形材の縦断面形状が前記中空角
   筒体内面の縦断面形状に適合し、前記第一の形材と前記
   第二の形材とを、各々前記中空角筒体の先端部内と後端
   部内に嵌合することにより、バンパーステイとして一体
   化されていることを特徴とするバンパーステイ。
2. 【請求項２】 前記第一の形材が押出中空形材からな
   り、バンパー補強材の両端部後面の形状に対応した前面
   壁を有し、この前面壁が更に形材の側方に張り出したフ
   ランジ部を有する請求項１に記載のバンパーステイ。
3. 【請求項３】 前記中空形材の横断面形状が車体後方側
   に向かって狭くなるテーパー状の断面形状を有している
   請求項２に記載のバンパーステイ。
4. 【請求項４】 前記中空形材の側壁外面に凸部が設けら
   れている請求項２または３に記載のバンパーステイ。
5. 【請求項５】 前記バンパー補強材の両端が車体後方に
   曲げられた湾曲部を有し、前記バンパーステイの前面壁
   が、前記湾曲部後面に対応した湾曲面を有する請求項１
   乃至４のいずれか１項に記載のバンパーステイ。
6. 【請求項６】 前記第二の形材が中空形材からなり、サ
   イドメンバーの前面の形状に対応した後面壁を有し、こ
   の後面壁が更に形材の側方に張り出したフランジ部を有
   する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のバンパース
   テイ。
7. 【請求項７】 前記中空形材の横断面形状が車体前方側
   に向かって狭くなるテーパー状の断面形状を有している
   請求項６に記載のバンパーステイ。
8. 【請求項８】 前記中空形材の側壁外面に凸部が設けら
   れている請求項６または７に記載のバンパーステイ。
9. 【請求項９】 前記アルミニウム合金として、AA乃至JI
   S 5000系、6000系、7000系から選択される規格アルミニ
   ウム合金を用いる請求項１乃至８のいずれか１項に記載
   のバンパーステイ。
10. 【請求項１０】 前記請求項１乃至９のいずれかのバン
    パーステイとアルミニウム合金製のバンパー補強材とが
    予め一体化されているステイ付バンパー補強材。
11. 【請求項１１】 前記請求項１乃至１０のいずれかのバ
    ンパーステイ、あるいは請求項１０のステイ付バンパー
    補強材によって、バンパー補強材とサイドメンバーとが
    一体的に固定されたバンパー補強材の取り付け構造。