JP2013001256A - エネルギー吸収部材およびバンパー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく軽量で、量産性及びレインフォースメントに取り付けた場合の牽引特性に優れたエネルギー吸収部材、ならびに該エネルギー吸収部材を用いたバンパー装置を提供する。
【解決手段】エネルギー吸収部材１は、外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１Ｃ、１１ｄと、締結プレート部１３と、上記外向きフランジ部及び上記内向きフランジ部と上記締結プレート部との間に設けられ、四つの側壁面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄから構成される略角筒状のエネルギー吸収部１２とを有する。エネルギー吸収部１２は、押出中空形材からなり、該押出中空形材の先端部の角部をスリット加工後、該押出中空形材の側壁部を曲げ加工することによって、外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１Ｃ、１１ｄがエネルギー吸収部１２と一体的に成形される。一方、エネルギー吸収部１２の他端に締結プレート部１３が接合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギー吸収部材およびバンパー装置に関する。

従来、自動車等の車両の前方および後方には、車両の衝突時の衝撃を吸収して、車両に伝達される衝撃エネルギーを緩和させるためにバンパーが設けられている。バンパーは、一般に、樹脂製の外部カバーと、車両幅方向に延設されたレインフォースメントと、外部カバーとレインフォースメントとの隙間を充填する発泡樹脂とを有している。そして、レインフォースメントは、座屈変形により衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材を介して車両本体のフレームに取り付けられる。

上記エネルギー吸収部材としては、例えば、特許文献１等に記載されるように、衝撃吸収を考慮した所定の断面形状を有するアルミニウム合金製の押出形材が広く使用されている。

他にも、特許文献２には、多角形な横断面を有するアルミニウム合金製の中空押出形の先端部を折曲することで、車体に固定する固定部としたエネルギー吸収部材が提案されている。

特開２００７−０３０６４７号公報 特開２００８−２１３６２５号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術は、以下の点で問題がある。すなわち、上記エネルギー吸収部材として押出形材を使用する場合、押出形材からなるエネルギー吸収部、レインフォースメントに固定するための固定部材、車両のフレームに固定するための固定部材の３部品が必要となる。そのため、各部品の切断や部品同士の線溶接（全周溶接）による組み立てなどの製造工程が多くなる。とりわけ部材同士の線溶接はコストを増大させる。このように押出形材を用いるエネルギー吸収部材は、量産性に劣るといった問題がある。

一方、特許文献２の従来技術によれば、車両のフレームに固定するための固定部材がエネルギー吸収部と一体のため、上記エネルギー吸収部材として部品点数が少なくなる。

しかしながら、自動車等の車両は牽引されることがある。車両の牽引は、バンパー内のレインフォースメントに設けた牽引フックを、車両前方向（フロントバンパーの場合）あるいは車両後方向（リヤバンパーの場合）へ引っ張ることにより行われる。したがって、レインフォースメントと車両本体のフレームとを繋ぐエネルギー吸収部材には、牽引時に負荷される引張荷重（牽引荷重）に対して変形し難いことが要求される。ところが、特許文献２のエネルギー吸収部材は、このような要求に対して何ら解決手段を提示していない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、部品点数が少なく軽量で、量産性に優れ、かつ、レインフォースメントに取り付けた場合の牽引特性に優れたエネルギー吸収部材、ならびに、該エネルギー吸収部材を用いたバンパー装置を提供しようとするものである。

本発明は、一つの中空部を有し断面が略矩形である押出中空形材からなるエネルギー吸収部材であって、該押出中空形材の所定の長さからなるエネルギー吸収部と、該エネルギー吸収部の一方の端部において、該押出中空形材の側壁部を折り曲げてなる車両のバンパー補強用レインフォースメント（以下、「レインフォースメント」と称する。）と締結するためのフランジ部とを有し、該フランジ部は、外向きフランジ部及び内向きフランジ部からなり、該外向きフランジ部は、上記押出中空形材の一方の端部の四つの角部にスリットを付与した後、相対する二つの側壁面を上記押出中空形材の断面において外向き方向に折り曲げて形成され、上記内向きフランジ部は、他の相対する二つの側壁面をそれぞれ順に上記押出中空形材の断面の内向き方向に折り曲げて成形されてなることを特徴とするエネルギー吸収部材にある（請求項１）。

また、本発明は、レインフォースメントと上記エネルギー吸収部材とを有し、該エネルギー収部材は、上記レインフォースメントに上記外向きフランジ部及び上記内向きフランジ部が固定されていることを特徴とするバンパー装置にある（請求項３）。

本発明のエネルギー吸収部材は、上記構成を有するので、軽量で量産性及び上記レインフォースメントに取り付けた場合の牽引特性に優れる。
具体的には、上記外向きフランジ部及び上記内向きフランジ部と上記エネルギー吸収部が、一つのアルミニウム合金押出中空形材から一体的に形成されている。そのため、先行技術にあるような押出形材を用いる場合に比べ、部品点数が少なくなり、各部品の切断や部品同士の線溶接による組立てなどの製造工程が軽減される。それ故、軽量で量産性に優れる。とりわけ、エネルギー吸収部材の形成に線溶接工程が軽減されることは、低コスト化を図る上で有利である。

また、該エネルギー吸収部材は、その一端部において外向きフランジ部及び内向きフランジ部を有している。該内向きフランジ部は押出形材の側壁部が重ねられて形成されているためフランジとしての剛性を向上させることができ、牽引荷重に対する耐変形性が向上する。それ故、外向きフランジ部及び内向きフランジ部をレインフォースメントに固定するとともに、車両側と締結するためにも同様な外向きフランジ部を有するか、あるいは、締結プレート部を接合して車両本体のフレームに固定した状態で、車両前方向（フロントバンパー側に適用した場合）あるいは車両後方向（リヤバンパー側に適用した場合）に牽引荷重が負荷された場合であっても、永久変形し難く、優れた牽引特性を発揮することができる。

本発明のバンパー装置は、上記エネルギー吸収部材を用いているので、軽量で量産性及び車両の牽引時の牽引特性に優れる。

実施例１における、エネルギー吸収部材の構成を示す斜視図である。 実施例１における、エネルギー吸収部材の製造方法の一部を示す模式図である。 実施例１における、バンパー装置の構成（但し、車両前方向、つまり、フロントバンパー側に適用した場合の左側半分）を示す説明図である。 実施例１における、バンパー装置のレインフォースメントの断面形状を示す説明図である。 実施例２における、エネルギー吸収部材の構成を示す斜視図である。 従来例１における、バンパー装置の構成（但し、車両前方向、つまり、フロントバンパー側に適用した場合の左側半分）を示す説明図である。 シミュレーションによる牽引特性評価の方法の概略を示す説明図である。 実施例1における引張荷重−負荷点変位の関係を示すシミュレーション結果である。

上記エネルギー吸収部材は、上述のように、レインフォースメントに固定するための外向きフランジ部及び内向きフランジ部と、該外向きフランジ部及び内向きフランジ部に一体的に繋がって設けられるエネルギー吸収部とを有する。上記エネルギー吸収部材において、レインフォースメントに該外向きフランジ部及び内向きフランジ部を固定する方法は、特に限定されるものではない。上記固定方法としては、例えば、ボルト、ナット等の締結部材による締結、かしめやセルフピアシングリベットなどによる機械的接合、ＦＳＷやスポット溶接などの方法を例示することができる。

上記外向きフランジ部及び上記内向きフランジ部は、それらを固定するためのレインフォースメントの車両前後方向の内向きに配置される側壁面に沿った形状、あるいは、車両側のフレーム沿った形状に形成すればよい。

上記外向きフランジ部の形状は、一つの中空部を有し断面が略矩形である押出中空形材の先端部分における側壁面を折り曲げて形成する関係から、長方形状となる。一方、内向きフランジ部は、レインフォースメントの形状に沿うため、該レインフォースメントの両端部側が折り曲げ形成されていて、その部分に上記内向きフランジ部を固定する場合は、上記側壁面を斜めに折り曲げて形成するため台形となる。ただし、該エネルギー吸収部材を該レインフォースメントの直線部に適用する場合は、内向きフランジ部は、上記側壁面を、該押出中空形材の長手方向端部と直交する方向に折り曲げて形成するため、長方形状となる。

また、該エネルギー吸収部材において、一方の端部に外向きフランジ部及び内向きフランジ部を設ける場合は、他端には、外向きフランジ部のみを設けるか、別の部材からなる締結プレート部を接合することとなる。該他端が車両のフレーム側である場合、該締結プレート部の外形は、好ましくは、フレームへの取付容易性などの観点から、略四角形状であるとよい。また、締結プレート部を車両本体のフレームへ締結部材により固定する場合には、ボルトを挿通させる取付孔を４つの隅部にそれぞれ形成することができる。

また、上記締結プレート部の外周に締結プレート部からエネルギー吸収部側に起立する起立部を設けることもできる。起立部を設けることによって、締結プレート部の剛性が高まるため、該締結プレート部を薄くすることが可能となり、軽量化に繋がる。なお、上記のように、他端に外向きフランジ部のみを設ける場合、該外向きフランジ部の先端部分をエネルギー吸収部側に曲げることによって起立する起立部を設けることもできる。

上記起立部は、締結プレート部の全外周に亘って連続的に設けられていてもよいし、不連続な部分を含むように設けられていてもよい。不連続な部分は、例えば、切欠き部やスリット等の空間部から形成することができ、これらは１または２以上形成することができる。また、起立部は、締結プレート部の外周に部分的に設けられていてもよい。

また、起立部は、エネルギー吸収部側に起立しておれば、締結プレート部と起立部との間のなす角の大きさは、特に限定されるものではない。締結プレート部と起立部との間のなす角は、フランジ部の剛性向上の効果が大きいなどの観点から、好ましくは、９０°±１０°の範囲内、より好ましくは、９０°±５°の範囲内にあるとよい。また、起立部の締結プレート部からの高さも、特に限定されるものではない。起立部の締結プレート部からの高さは、締結プレート部の剛性向上の効果が大きい、起立部の形成性向上などの観点から、好ましくは、５〜２５ｍｍの範囲内、より好ましくは、１０〜２０ｍｍの範囲内にあるとよい。

上記外向きフランジ部及び内向きフランジ部およびエネルギー吸収部は、断面形状が一つの中空部を有する略矩形であるアルミニウム合金押出中空形材からなり、該押出中空形材を所定の長さに切断した後、次のようにして作製することができる。すなわち、所定の長さに切断された該押出中空形材の一方の端部において、四つの角部を該端部から所定の長さだけ切除してスリットを設け、該押出中空形材の四つの側壁面のうち向かい合う二つの側壁面を、それぞれの側壁面の両端部にあるスリットの先端部を繋ぐ線に沿って該中空押出形材の中空部とは逆の方向へそれぞれ曲げて二つの外向きフランジ部とし、上記二つの側壁面以外の二つの側壁面についてはそれぞれの側壁面の両端部にあるスリットの先端部を繋ぐ線に沿って該押出中空形材の中空部側に順番に曲げることによって両者が重なってなる内向きフランジ部とし、さらに、前記二つの外向きフランジ部と前記内向きフランジ部との所定の位置に、該エネルギー吸収部材をバンパーレインフォースメントに固定するための取付孔が設けられる。

上記エネルギー吸収部の厚みはエネルギー吸収特性の観点から、好ましくは２〜４ｍｍの範囲内である。上記外向きフランジ部及び内向きフランジ部とエネルギー吸収部とは一つのアルミニウム合金押出中空形材から一体成形されているので、該外向きフランジ部の厚みはエネルギー吸収部の厚みと同じであり、該内向きフランジ部は該押出中空形材の側壁部が重ねられて形成されているため、該外向きフランジ部の厚さの２倍の厚さを有する。このため、上記外向きフランジ部及び内向きフランジ部は十分な牽引特性を有する。また、締結プレート部の厚さは、牽引特性などの観点から好ましくは２〜４ｍｍの範囲内である。

また、上記締結プレート部は、１枚のアルミニウム合金板から成形され、エネルギー吸収部の端部に溶接接合される。上記締結プレート部の起立部は、該１枚のアルミニウム合金板を深絞り加工等のプレス成形により形成してもよいし、該１枚のアルミニウム合金板の端部に所定の切り欠きを施してから折り曲げ加工することにより形成してもよい。なお、エネルギー吸収部の車両前後方向の長さは、レインフォースメントと車両本体のフレームとの間の距離に合わせて適宜決定することができる。

上記エネルギー吸収部材において、上記締結プレート部は、上記エネルギー吸収部の四つの側壁面との接続部の四辺と略平行な四辺を有する略四角形状に形成されており、上記起立部は、上記締結プレート部の四辺にそれぞれ互いに独立して形成された起立片から構成されていることが、加工性の点で好ましい。

上記起立片は、上記締結プレート部と垂直な方向に曲げて構成してもよいし、さらに、上記起立片の先端部を上記締結プレート部と水平な方向に曲げた構成にしてもよい。上記起立片がこのように構成されている場合には、フランジ部の剛性をより向上させることができるので、牽引荷重によって変形し難くなり、優れた牽引特性を得やすくなる。
あるいは、締結プレート部の厚みを薄くすることができ、軽量化に繋がる。

上記エネルギー吸収部材において、上記締結プレート部は、その略四隅に、締結により上記フレームに固定するための取付孔をそれぞれ有し、上記各起立片を設ける場合、その長さは、上記取付孔間の中心間距離より長いことが好ましい。
なお、上記締結手段には、ボルト、ナット等を好適に用いることができる。また、各取付孔は、上記本体部の四隅付近にあればよく、上記フレーム取付時フレームと締結プレート部との位置関係等によっては、起立片の中央部寄りに各取付孔が形成されることも許容される。

上記エネルギー吸収部材において、上記アルミニウム合金は、６０００系アルミニウム合金（以下、「６０００系合金」と称する。）よりなることが好ましい（請求項２）。
６０００系合金は、押出加工性に優れ、曲げ割れが発生し難い。そのため、エネルギー吸収部が略蛇腹状に座屈変形する際に割れが発生し難く、エネルギー吸収特性を悪化させ難い。具体的な６０００系合金としては、例えば、６０６１、６Ｎ０１、６０６３などが挙げられる。

アルミニウム合金押出中空形材からの先端部の角部に上記スリットを付与して、該アルミニウム押出中空形材の側壁面を曲げ加工するにあたっては、Ｏ材またはＴ４材からなるアルミニウム合金押出中空形材を用いて加工して形状を定めた後、Ｔ６材となるように熱処理を施すことが好ましい。外向きフランジ部及び内向きフランジ部とエネルギー吸収部が一体化されたエネルギー吸収部材の形状への上記曲げ加工では、側壁部に曲げわれが発生する恐れがある。比較的軟質なＯ材またはＴ４材からなるアルミニウム合金押出中空形材を用いて曲げ加工するようにした場合には、曲げ加工性に優れる。曲げ加工後、Ｔ６材となるように熱処理を施して、Ｔ６材からなる締結プレート部と接合するか、あるいは、形状を定めた後に締結プレート部と接合して、最終的にＴ６材となるように熱処理が施すことによって、エネルギー吸収性を高めやすくなる。なお、締結プレート部の起立片を折り曲げ加工により形成する場合、該折り曲げ加工は、上記接合の前に行うことが好ましい。

上記バンパー装置において、レインフォースメントは、バンパー装置のエネルギー吸収特性の向上を図る観点から、好ましくは、中空状であるとよい。また、この場合、側壁面の内面間を連結するリブが１または２以上設けられていてもよい。レインフォースメントを車両前後方向で切断したときの断面形状は、好ましくは、略矩形状、略「日」の字状、略「目」の字状、略「田」の字状などを例示することができる。但し、この場合、車両上下方向に略平行な側壁面については、車両前後方向に略平行な側壁面から突出していても構わない。

また、レインフォースメントは、通常、車両の意匠上、両端部側が折り曲げ形成される。上記バンパー装置においても、上記レインフォースメントは、両端部にそれぞれ曲げ部を有していてもよい。また、上記バンパー装置において、エネルギー吸収部材は、車両本体のフレームのうち、車両前後方向の左右の車両本体のフレーム等に一つずつ取り付けることができるように、取付位置に対応させた状態でレインフォースメントに２つ取り付けられていることが好ましい。

なお、上記エネルギー吸収部材、バンパー装置は、車両のフロントバンパー側、リヤバンパー側のいずれの側にも適用可能である。

（実施例１）
本発明の実施例に係るエネルギー吸収部材およびバンパー装置について、図１〜図４を用いて説明する。なお、全図中、ＦＲは車両前後方向を、ＦＲＩは車両前後方向の車両内側を、ＦＲＯは車両前後方向の車両外側を意味する。Ｗは車両幅方向を、ＷＩは車両幅方向の車両内側を、ＷＯは車両幅方向の車両外側を意味する。また、ＵＬは車両上下方向を、ＵＰは車両上下方向の上側を、ＬＯは車両上下方向の下側を意味する。これら符号は以下の説明において適宜使用する。
なお、本例のエネルギー吸収部材、バンパー装置は、車両のフロントバンパー側への適用を想定したものであるが、これに限定されることなく、本例のエネルギー吸収部材、バンパー装置は、車両のリヤバンパー側へも適用することができる。

＜エネルギー吸収部材＞
本例のエネルギー吸収部材１は、図１及び図３に示すように、レインフォースメント３に固定するための外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄと、車両本体のフレーム（不図示）に固定するための締結プレート部１３と、外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄと締結プレート部１３との間に設けられ、四つの側壁面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ（１２ｂ、１２ｃは図示せず）から構成される略角筒状のエネルギー吸収部１２とを有している。

ここで、外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄは、アルミニウム合金押出中空形材からなるエネルギー吸収部１２の延長部を折り曲げて形成されたものであり、エネルギー吸収部１２と一体的に繋がっている。また、締結プレート部１３は、アルミニウム合金板材からなり、エネルギー吸収部１２の外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄと繋がっていない方の端部に、接合部１４によって溶接接合されている。つまり、本例のエネルギー吸収部材１は、２つの部品からなる。
アルミニウム合金押出中空形材としては、６０００系合金であるＡ６０６１の押出中空形材（外形寸法は９０ｍｍ×１１０ｍｍ、肉厚は２．５ｍｍ）を用いた。外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄを形成するにあたっては、先ず、Ｔ４材からなる上記アルミニウム合金押出中空形材を用いて、長さ１７２ｍｍに切断した。該切断された押出中空形材は図２（ｂ）に示すように、四つの面Ｉ、Ｏ、Ｌ及びＵを有し、一方の端部の四つの角部をＡ、Ｂ、Ｃ及びＤとする。次に、四つの角部Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに、図２（ａ）、（ｃ）に示すように、スリット１０ａ（長さｈ_１１＝７２ｍｍ）、スリット１０ｂ(長さｈ_１２＝６９．５ｍｍ)、スリット１０ｃ（長さｈ_２１＝９１．４ｍｍ）、スリット１０ｄ(長さｈ_２２＝８８．９ｍｍ)を設けた。なお、各スリットの長さは、該側壁部を曲げた際、内向きフランジ部の先端部が該押出中空形材の中空部内に収まり、かつ、後記する角度θ（＝１０°）がほぼ得られるように決定したものである。すなわち、各スリットの長さは、レインフォースメント３の曲げ部の曲げ角度を考慮して決められる。
続いて、図２に示す角部Ａ及びＢにおける三角形状のハッチング部を切除した。図示の角度θは、後記する破線ｎ２の傾斜角度と等しく、また、レインフォースメント３の曲げ部の曲げ角度に等しい。なお、上記三角形状の部分を切除する理由は、後記する内側フランジ部の曲げにおいて、外向きフランジ部１１ａとの干渉を避けることである。

その後、破線ｍ１（スリット１０ｂの先端から辺ＢＡに平行に引いた線）及び破線ｍ２（スリット１０ｄの先端から辺ＤＣに平行に引いた線）に沿って、側壁面Ｉの端部、Ｏの端部をそれぞれ曲げ長さｈ_１２、ｈ_２２で、該押出中空形材の中空部とは逆の外側方向へ破線ｎ２（スリット１０ｂの先端とスリット１０ｄの先端を結ぶ線）の延長方向となる角度まで曲げて、それぞれ外向きフランジ部１１ａ、１１ｂとした。次に、側壁面Ｌを破線ｎ１（スリット１０ａの先端とスリット１０ｃの先端を結ぶ線）に沿って該押出中空形材の中空部の方向へ曲げて、内向きフランジ部１１ｃとした。さらに、側壁面Ｕを破線ｎ２に沿って該押出中空形材の中空部の方向へ曲げて、前記内向きフランジ１１ｃを覆うように内向きフランジ部１１ｄとした。なお、内向きフランジ部１１ｄは外向きフランジ部１１ａ及び１１ｂとの延長面上に位置する。すなわち、内向きフランジ部１１ｄと外向きフランジ部１１ａ及び１１ｂは段差のない同一面上（レインフォースメントの内側に沿う)に位置する。

その後、外向きフランジ部１１ａに取付孔１１１ａを、外向きフランジ部１１ｂに取付孔１１１ｂを、内向きフランジ部１１Ｃ及び１１ｄの重なった部分に取付孔１１１ｃ、１１１ｄをあけた。さらに、該押出中空形材の他端部に６０００系合金であるＡ６０６１アルミニウム合金板（厚さ２．５ｍｍ）からなる締結プレート部１３を接合部１４において（側壁面１２ｂ、１２ｃにおいて該当する部分は図示せず）溶接接合して、エネルギー吸収部材１を得た。該溶接接合後、エネルギー吸収部材に熱処理を施してＴ６材とした。

本例のエネルギー吸収部材１において、外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄは、レインフォースメント３における車両前後方向の内側壁面３２ａに固定するためのものである。また、レインフォースメント３は、車両の意匠上、車両前後方向の内向きに向かって折れ曲がる曲げ部３１を有していることが多い。本例では、このようなレインフォースメント３の曲げ部３１における車両前後方向の内側壁面３２ａに外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄを固定することを想定している。そのため、外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄは、レインフォースメント３の曲げ部３１に沿うように、斜め方向に傾斜して形成されている。

また、外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄは、レインフォースメント３に締結により固定可能とされている。具体的には、外向きフランジ部１１ａ、１１ｂに取付孔１１１ａ、１１１ｂがそれぞれ２個ずつ設けられている。また、内向きフランジ部１１ｃと１１ｄとの重ね合わされた部分に、取付孔１１１ｃ、１１１ｄが設けられており、締結部材としてのボルト、ナットを用いてレインフォースメント３の側壁面３２ａに固定可能とされている。

本例のエネルギー吸収部材１において、エネルギー吸収部１２は、略角筒状に形成されており、四つの平坦な側壁面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄから構成されている。略角筒状のエネルギー吸収部１２の一端部に、外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄが一体的に繋がっており、他端部に、締結プレート部１３が接合部１４で溶接接合されている。締結プレート部１３の４つの隅部には車両のフレームとボルト及びナットで締結するための取付孔１３１が設けられている。

また、エネルギー吸収部１２の側壁面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄは、車両前後方向と略平行になるように形成された平行面とされている。すなわち、車両幅方向の内向きおよび外向きに配置される側壁面１２ａ、１２ｂは、車両前後方向と車両上下方向とを含む平坦面として形成されている。つまり、本例において、側壁面１２ａと車両前後方向ＦＲとのなす角、側壁面１２ｂと車両前後方向ＦＲとのなす角は、ともに０°に設定されている。また、車両上下方向の上側および下側に配置される側壁面１２ｃ、１２ｄは、車両前後方向と車両幅方向とを含む平坦面として形成されている。つまり、本例において、側壁面１２ｃと車両前後方向ＦＲとのなす角、側壁面１２ｄと車両前後方向ＦＲとのなす角は、ともに０°に設定されている。

なお、エネルギー吸収部１２の略矩形の断面形状は、車両幅方向の外寸（図２（ａ）のｑ）を１１０ｍｍ、車両上下方向の外寸（図２（ａ）のｐ）を９０ｍｍに設定した。また、側壁面１２ａの車両前後方向寸法（図２（ａ）のｒ）は、１００ｍｍに設定した。側壁面１２ｂの車両前後方向寸法は、締結プレート部１３からレインフォースメント３の側壁面３２ａに突き当たるまでの長さとされている。
本例において、エネルギー吸収部１２は、側壁面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ同士の交差部が角張った形状に形成されているが、他にも、丸みを帯びるように湾曲させた形状に形成することもできる。

締結プレート部１３は、車両本体のフレームに締結により固定可能とされている。具体的には、図１に示すように、エネルギー吸収部１２の中心軸方向から見た際、締結プレート部１３は、その略四隅に、締結によりフレームに固定するための取付孔１３１、１３１、１３１、１３１を有している（ただし一つは図示せず）。つまり、略四角形状の四隅の角部に、４つの取付孔１３１が設けられている。そして、４つの取付孔１３１に締結部材としてのボルトを挿通してナットを用いてフレームに固定可能とされている。

なお、本例において、連結プレート１３の外形は、車両幅方向の寸法を２００ｍｍ、車両上下方向の寸法を１８０ｍｍとした。また、四つの取付孔１３１の孔径は、いずれも１１ｍｍとした。

＜バンパー装置＞
本例のバンパー装置２は、図３に示すように、レインフォースメント３と、上述したエネルギー吸収部材１とを有する。エネルギー吸収部材１は、レインフォースメント３に外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄが締結により固定されている（締結するための部材は省略）。なお、図３は、フロントバンパー側に適用した場合におけるバンパー装置２の左側半分を示したものであるが、中心線Ｓの右側には、バンパー装置２の車両前方向の左側半分と左右対称なバンパー装置２の車両前方向の右側半分（不図示）が存在している。したがって、本例では、上述したエネルギー吸収部材１を２つ有していることになる。

レインフォースメント３は、車両幅方向に延設されており、車両幅方向と１０°の角度を持つように車両前後方向の内向きに向かって両端部側が折り曲げ形成された曲げ部３１を有している。エネルギー吸収部材１の外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄは、レインフォースメント３の曲げ部３１における車両前後方向の内向きの側壁面３２ａに固定されている。

レインフォースメント３は、図４（ａ）に示すように、車両前後方向ＦＲで切断したときの断面形状が略「日」の字状であるアルミニウム中空形材より形成されている。図４（ｂ）に示すように、車両前後方向の外向きＦＲＯの側壁面３２ｂ、車両前後方向の内向きＦＲＩの側壁面３２ａは、車両上下方向の上側ＵＰおよび下側ＬＯの側壁面３２ｃ、３２ｄから突出していてもよい。なお、上記アルミニウム中空形材としてはＡ７Ｎ０１−Ｔ６を用いた。

（実施例２）
＜エネルギー吸収部材＞
本例のエネルギー吸収部材１０は、図５に示すように、四つの側壁面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ（１２ｂ、１２ｃは図示せず）から構成される略角筒状のエネルギー吸収部１２の一方の端部に、実施例１の場合と同様に、レインフォースメントに固定するための外向きフランジ部１１ａ、１１ｂ及び内向きフランジ部１１ｃ、１１ｄとを有している。また、反対の端部においては、外向きフランジ部１１ｅ、１１ｆと、実施例１における内向きフランジ部に相当する箇所を外側に曲げることによって形成した外向きフランジ部１１ｇ、１１ｈとを有している。

上記外向きフランジ部１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈの形成方法は、実施例１における外向きフランジ部１１ａ、１１ｂと同様である。各スリットの長さは９０ｍｍとした。そうして、外向きフランジ部１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈが段差なく面一となるように曲げ加工を施した。

（従来例１）
従来例1における、バンパー装置の構成例のバンパー装置５は、図６に示すように、車両のバンパー補強用のレインフォースメント４と、エネルギー吸収部材２０とを有する。エネルギー吸収部材２０は、厚みが２．５ｍｍである押出中空形材からなるエネルギー吸収部２１と、その両端部に該エネルギー吸収部材２０を車両の部材に締結するための厚みが２．５ｍｍである連結プレート２２、２３がそれぞれ接合部２４、２５において溶接によって接合されている。そして、連結プレート２２がレインフォースメント４に、連結プレート２３が車両のフレーム(図示しない)に締結により固定されている（締結するための部材は省略）。したがって、従来例1におけるエネルギー吸収部材２０は３つの部品からなり、上記実施例1のエネルギー吸収部材１あるいは実施例２のエネルギー吸収部材１０に比べて部品点数が多く、かつ、溶接接合部が多い。このため、量産性に劣る。
なお、図６は、フロントバンパー側に適用した場合におけるバンパー装置５の左側半分を示したものであるが、中心線Ｓの右側には、バンパー装置５の車両前方向の左側半分と左右対称なバンパー装置５の車両前方向の右側半分（不図示）が存在している。したがって、本例では、上述したエネルギー吸収部材２０を２つ有していることになる。

＜牽引特性評価＞
先ず、実施例１のバンパー装置２をメッシュモデル化し、解析モデルを作成した。次に、解析モデルに以下の特性を入力した。すなわち、レインフォースメント３は、耐力３５０ＭＰａのアルミニウム合金（Ａ７Ｎ０１−Ｔ６）の中空形材から構成され、エネルギー吸収部材１は、耐力２８０ＭＰａのアルミニウム合金（Ａ６０６１−Ｔ６）から構成されることを想定し、各耐力を想定した応力−ひずみ特性を解析モデルに入力した。また、各部位の形状・寸法は上記の通りとした。また、比較として上記従来例１のバンパー装置を用いた。

次に、上記特性を入力した解析モデルに対して、牽引特性を調べるためのシミュレーションを行なった。なお、図７中のバンパー装置６は、評価方法を説明するためのものである。具体的には、レインフォースメント７の曲げ部７１における車両前後方向の車両外側ＦＲＯの側壁面７ｂに牽引フック７２を取り付けることを想定し、この部位に対して１００ｍｍ／ｓの速度で、車両前後方向の車両外側ＦＲＯ方向に引張荷重を矢印Ｐの方向に負荷した。図７中、符号９は、車両本体フレームを模擬した剛体である。この剛体９に、エネルギー吸収部材８の連結プレート部８１が図示しないボルト及びナットによって締結されている。なお、エネルギー吸収部材８の、レインフォースメント７と締結する側のフランジ部あるいは結合プレート部は省略してある。

牽引特性のシミュレーション結果を図８に示す。図８は、引張荷重と負荷点変位との関係を示すものであり、この図から塑性変形が始まる時点の変位量を求めることができる。図８に示すように、同じ引張荷重を負荷した場合、実施例１のバンパー装置２は、従来例１のバンパー装置５に比べて変形量が小さいことがわかる。また、塑性変形の始まる引張荷重は、従来例１のバンパー装置５よりも実施例１のバンパー装置２の方が高いことがわかる。この結果から、実施例１のエネルギー吸収部材は、外向きフランジ部及び内向きフランジ部の剛性が高く、該部位における耐変形性に優れており、このエネルギー吸収部材１を用いた実施例１のバンパー装置２は、良好な牽引特性を有することが確認できた。

以上、実施例について説明したが、本発明は、上記実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能なものである。

１、１０、２０ エネルギー吸収部材
１１ａ、１１ｂ 外向きフランジ部
１１ｃ、１１ｄ 内向きフランジ部
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ 取付孔
１２、２１ エネルギー吸収部
Ｉ 側壁面（車両幅方向内側面）
Ｏ 側壁面（車両幅方向外側面）
Ｕ 側壁面（車両上下方向上面側）
Ｌ 側壁面（車両上下方向下面側）
１３、２２、２３ 締結プレート部
１４ 接合部
２、５ バンパー装置
３、４ レインフォースメント
３１ 曲げ部
３２ａ 側壁面（車両前後方向内側面）
３２ｂ 側壁面（車両前後方向外側面）
３２ｃ 側壁面（車両上下方向上面側）
３２ｄ 側壁面（車両上下方向下面側）
３３ 中央リブ

Claims (3)

1. 一つの中空部を有し断面が略矩形である押出中空形材からなるエネルギー吸収部材であって、
   該押出中空形材の所定の長さからなるエネルギー吸収部と、該エネルギー吸収部の一方の端部において、該押出中空形材の側壁部を折り曲げてなる車両のバンパー補強用レインフォースメントと締結するためのフランジ部とを有し、
   該フランジ部は、外向きフランジ部及び内向きフランジ部からなり、該外向きフランジ部は、上記押出中空形材の一方の端部の四つの角部にスリットを付与した後、相対する二つの側壁面を上記押出中空形材の断面において外向き方向に折り曲げて形成され、上記内向きフランジ部は、他の相対する二つの側壁面をそれぞれ順に上記押出中空形材の断面の内向き方向に折り曲げて成形されてなることを特徴とするエネルギー吸収部材。
2. 請求項１または請求項２に記載のエネルギー吸収部材において、
   上記アルミニウム合金押出中空形材は、６０００系アルミニウム合金よりなることを特徴とするエネルギー吸収部材。
3. 車両のバンパー補強用レインフォースメントと、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエネルギー吸収部材とを有し、該エネルギー吸収部材は、上記レインフォースメントに上記外向きフランジ部及び内向きフランジ部が固定されていることを特徴とするバンパー装置。