JP5300936B2 - バンパー構造体 - Google Patents

Description

本発明は、バンパーリインフォースとバンパーステイ、及びバンパーリインフォースを補強する補強部材からなる自動車のバンパー構造体に関する。

バンパー構造体は、一般にバンパーリインフォースとバンパーステイからなり、自動車のエネルギー吸収部材として、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、自身の変形（曲げ変形や潰れ変形等）により吸収し、バンパー構造体以外の車体構造物の損傷を防止し、また乗員の安全を計るものである。
バンパーリインフォースによるエネルギー吸収を効率的に行うため、バンパーリインフォースに補強部材を取り付ける場合がある。例えば特許文献１〜３では、補強部材がバンパーリインフォースの中央部前面側に取り付けられ、特許文献４ではバンパーリインフォースの両端近傍の前面側に取り付けられ、特許文献５ではバンパーリインフォースの中央部及び両端近傍の前面側に取り付けられ、特許文献６ではバンパーリインフォースの中央部上面側又は下面側に取り付けられている。

特開平６−２８６５３６号公報 特開平２００１−２２５７６３号公報 特開平２００４−２０３０６６号公報 特開２００１−２６０７７３号公報 特開２００３−２２０９０９号公報 特開２００４−２６２３００号公報

この補強部材として、一般に口形、日形、溝形などの断面形状を有するものが用いられている。この補強部材が衝突時に受け持つ荷重は、補強部材の断面圧壊荷重によって決定されるが、この断面圧壊荷重（肉厚により調整される）を大きくしても、いったん変形が始まると荷重が大きく低下するため、荷重−変位曲線のピーク荷重と平均荷重の差が大きく、エネルギー吸収効率が低い。
また、補強部材は一般に溶接又はボルト結合によりバンパーリインフォースに取り付けられるが、バンパーリインフォースとバンパーステイを固定する工程に加えて、補強部材を取り付ける工程が余分に掛かる。さらに溶接による接合はコストが掛かり、衝突時に溶接ビードが割れるという問題がある。ボルト結合は衝突時にボルトがせん断破壊される可能性があり、またボルト結合する面の板厚を厚くして剛性を高くする必要があり、重量が大きくなる。

従って、本発明は、バンパーリインフォースとバンパーステイ、及びバンパーリインフォースを補強する補強部材からなるバンパー構造体において、エネルギー吸収効率の高いバンパー構造体を得ること、同時に、補強部材を備えるバンパー構造体の製造において工程数を増やさず、かつ溶接やボルト結合をした場合に生じ得る衝突時の溶接ビード割れやボルトのせん断破壊等の問題をなくすことを目的とする。

本発明は、バンパーリインフォースと、バンパーステイと、前記バンパーリインフォースに接合して前記バンパーリインフォースを補強する補強部材からなるバンパー構造体において、前記補強部材は中空断面構造を有し、その中空断面部が前記バンパーリインフォースの上方側又は／及び下方側に配置され、前記中空断面部が前後の縦壁を有し、かつその前方側の縦壁の延長部が前記バンパーリインフォースの前方側に位置し又は／及びその後方側の縦壁の延長部が前記バンパーリインフォースの後方側に位置し、前記バンパーリインフォースを前後方向に貫通する穴が前記バンパーリインフォースの縦壁に形成され、前記バンパーリインフォースに形成された穴と同一軸線上に、前記補強部材を前後方向に貫通する穴が前記補強部材の縦壁に形成され、前記バンパーステイの管状の軸部が前記穴の全てに嵌入して前記バンパーリインフォースと補強部材を前後方向に貫通し、かつ前記軸部が前記穴の内周面に圧接し、前記軸部の前端が拡開して拡開部が形成され、さらに前記軸部は前記穴が形成された縦壁間の空間において外径方向に張り出していることを特徴とする。
なお、本発明において、前はバンパーステイの軸方向でみればバンパーリインフォース側、後はサイドメンバ等の車体フレーム側を意味する。本発明はフロント側及びリア側のバンパー構造体に対し適用できる。

前記バンパーリインフォースは、例えば矩形断面（輪郭が矩形であればよい）又は溝形断面を有する。前記バンパーリインフォースが溝形断面を有する場合、該溝形断面と補強部材の縦壁により中空断面部が構成されることが望ましい。

前記バンパー構造体は次の具体的形態を取り得る。
（ａ）前記軸部は前記穴が形成された縦壁のうち最も後方側の縦壁の後方側において外径方向に張り出している。
（ｂ）前記バンパーステイの軸部の前端が嵌入する縦壁の穴が後方側に突出するバーリング穴であり、このバーリング穴に沿って前記拡開部が形成されている。

前記バンパー構造体は、好適にはバンパーステイの軸部を電磁成形により拡管して形成されたものである。この場合、前記バンパーステイは管状のアルミニウム合金押出材からなり、軸部が電磁成形により拡管して、前記穴の内周面へ圧接し、前端が拡開して拡開部が形成され、さらに穴が形成された縦壁間の空間において外径方向に張り出す。

本発明に係るバンパー構造体では、バンパーステイの管状の軸部がバンパーリインフォースと補強部材の縦壁に形成された穴を貫通し、前記バンパーリインフォースと補強部材の前記縦壁に固定されているので、衝突時には補強部材及びバンパーリインフォースが圧壊するとともに、衝突初期からバンパーステイの軸部が軸圧壊して衝突エネルギーを吸収する。そのため、ピーク荷重と平均圧壊荷重の差が小さく、エネルギー吸収効率が高い。
また、本発明に係るバンパー構造体では、補強部材とバンパーリインフォースの結合は、溶接やボルト結合を用いず、バンパーステイの拡管によって行われるので、溶接やボルト結合に基づく従来の問題は生じない。また、バンパーステイとバンパーリインフォースの結合と同時に、バンパーリインフォースと補強部材の接合を行うことができるので、工程数を増やさなくて済む。

参考例に係るバンパー構造体の水平面での断面図（ａ）、及びバンパーリインフォースと補強部材を斜め前方からみた斜視図（ｂ）である。 参考例に係るバンパー構造体の水平面での断面図である。 参考例に係るバンパー構造体の水平面での断面図（ａ）、及びバンパーリインフォースと補強部材を斜め前方からみた斜視図（ｂ）である。 参考例に係るバンパー構造体の水平面での断面図（ａ）、及びバンパーリインフォースと補強部材を斜め前方からみた斜視図（ｂ）である。 本発明に係るバンパー構造体の水平面での断面図（ａ）、及びバンパーリインフォースと補強部材を斜め前方からみた斜視図（ｂ）である。 参考例に係るバンパー構造体の水平面での断面図（ａ）、及びバンパーリインフォースと補強部材を斜め前方からみた斜視図（ｂ）である。 参考例に係るバンパー構造体の水平面での断面図（ａ）、及びバンパーリインフォースと補強部材を斜め前方からみた斜視図（ｂ）である。 参考例に係るバンパー構造体（バンパーリインフォースと補強部材のみ図示）の鉛直面での断面図である。 本発明に係るバンパー構造体（バンパーリインフォースと補強部材のみ図示）の鉛直面での断面図である。 本発明に係るバンパー構造体（バンパーリインフォースと補強部材のみ図示）の鉛直面での断面図である。

以下、図１〜図１０を参照し、本発明及び参考例に係るバンパー構造体について具体的に説明する。参考例に係るバンパー構造体も、本発明に係るバンパー構造体と同じく、バンパーリインフォースとバンパーステイ、及び前記バンパーリインフォースに接合して前記バンパーリインフォースを補強する補強部材からなり、前記バンパーリインフォースを前後方向に貫通する穴が前記バンパーリインフォースの縦壁に形成され、前記バンパーリインフォースに形成された穴と同一軸線上に、前記補強部材を前後方向に貫通する穴が前記補強部材の縦壁に形成され、前記バンパーステイの管状の軸部が前記穴の全てに嵌入して前記バンパーリインフォースと補強部材を前後方向に貫通し、かつ前記軸部が前記穴の内周面に圧接し、前記軸部の前端が拡開して拡開部が形成され、さらに前記軸部は前記穴が形成された縦壁間の空間において外径方向に張り出している。参考例に係るバンパー構造体は、さらに下記（１）〜（３）のいずれかの具体的形態を有する。なお、これらの形態の場合も、さらに前記（ａ），（ｂ）に記載した形態をとり得る。
（１）補強部材が中空断面構造を有し、その中空断面部がバンパーリインフォースの前方側に配置され、前記中空断面部が前後の縦壁を有し、そのうち後方側の縦壁が前記バンパーリインフォースの縦壁に密着している。
（２）補強部材が矩形断面又は溝形断面で、その断面内にバンパーリインフォースが嵌入している。
（３）バンパーリインフォースが中空断面構造を有し、車幅方向両側部の前面側が斜めに切り落とされ、補強部材が前記バンパーリインフォースの切り落とされた箇所の前面側に宛われて前記バンパーリインフォースとともに中空断面を構成し、前記穴は前記中空断面を構成する縦壁に形成されている。この形態において、前記バンパーリインフォースは、例えば矩形断面（輪郭が矩形であればよい）を有する。
図１（ａ），（ｂ）に、前記（１）の形態のバンパー構造体の一例を示す。このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１とこれを支持するバンパーステイ２、及び補強部材３からなる。
バンパーリインフォース１は、断面口形のアルミニウム合金押出材からなり、前方側の縦壁４、後方側の縦壁５、上方側の横壁６及び下方側の横壁７により構成され、両端から所定距離離れた箇所で曲げ加工されている。バンパーリインフォース１の車幅方向の所定位置（傾斜部）において、バンパーリインフォース１を前後方向に貫通する穴が縦壁４，５に形成（穴８，９）されている。なお、バンパーリインフォース１の断面は口形に限らず、日形、目形、田形など、輪郭が矩形の他の断面形状を有していても同様に用い得る。

補強部材３は、断面口形の中空断面構造のアルミニウム合金押出材からなり、前方側の縦壁１１、後方側の縦壁１２、上方側の横壁１３及び下方側の横壁１４により構成されている。補強部材３は、バンパーリインフォース１の前方側に配置されている。補強部材３を前後方向に貫通する穴が縦壁１１，１２に形成（穴１５，１６）され、この穴１５，１６は、バンパーリインフォース１に形成された穴８，９と前後方向に同一軸線上に位置している。これらの穴８，９，１５，１６の径は同一である。なお、補強部材３の断面は口形に限らず、日形、目形、田形など、輪郭が矩形の他の断面形状を有していても同様に用い得る。

バンパーステイ２は円管状のアルミニウム合金押出材から形成され、軸部１７と、軸部１７の後端に一体成形された取付部（取付用フランジ）１８からなる。取付用フランジ１８は、図示しないサイドメンバへの取付用である。
軸部１７は後方側から、バンパーリインフォース１の縦壁５，４に形成された穴９，８及び補強部材３の縦壁１２，１１に形成された穴１６，１５に嵌入して、バンパーリインフォース１と補強部材３を前後方向に貫通している。また、軸部１７は縦壁４，５，１１，１２の箇所において前記穴８，９，１５，１６の内周面に圧接し、穴１５の前方側に突出した前端が拡開して拡開部１９が形成され、縦壁４，５間及び縦壁１１，１２間の空間において外径方向に張り出し（張出部２１，２２）、最も後方側の縦壁５の後方側において外径方向に張り出している（張出部２３）。

このバンパーステイ２は、詳しくは特開２００４−２３７８１８号公報に記載されているように、前端をバンパーリインフォース１の傾斜に合わせて斜めに切断し、後端を軸方向に垂直に切断して所定長さとしたアルミニウム合金押出材（断面形状は軸方向に同一）を、互いに密着させたバンパーリインフォース１と補強部材３の穴に貫通させ、前端を補強部材３の縦壁１１から少し突出させ、バンパーリインフォース１の後壁５より後方側に突出した部分については後端部を除いて金型で包囲し、内部に電磁成形用コイルを挿入し、コイルに瞬間的な大電流を流して電磁成形を行うことにより成形することができる。

この電磁成形によりアルミニウム合金押出材は拡管し、縦壁４，５，１１，１２の穴８，９，１５，１６の内周面に圧接して密着し、縦壁１１から突出した部分は拡開して拡開部１９が形成され、縦壁４，５間及び縦壁１１，１２間で外径方向に張り出して張出部２１，２２が形成され、縦壁５の後方側では前記金型の内周面に当たってその形状に成形され（張出部２３が形成される）、後端は拡開して前記金型の端面に当たり、取付用フランジ１８が形成される。なお、前記金型の内径をアルミニウム合金押出材の外径とほぼ等しくしておいてもよく、この場合は縦壁５の後方側では軸部１７は外径方向に張り出さず、張出部２３が形成されない。

このように、縦壁４，５，１１，１２に形成された穴８，９，１５，１６の内周面にバンパーステイ２の軸部が圧接し、かつ補強部材３の縦壁１１が拡開部１９と張出部２２の間に挟まれ、補強部材３の縦壁１２とバンパーリインフォース１の縦壁４が密着して張出部２２，２１の間に挟まれ、バンパーリインフォース１の縦壁５が張出部２１，２３の間に挟まれ、これによりバンパーリインフォース１と補強部材３にバンパーステイ２が強固に固定されるとともに、バンパーリインフォース１と補強部材３も強固に接合され、バンパー構造体が形成される。
なお、バンパーステイ２の軸部１７の内部は中空であるので、牽引又はタイダウン時にその中空部に前方側から脱着式の牽引用フックを挿入し、固定することができる。より具体的にいえば、例えば取付用フランジ１８にナットプレートを固定して、サイドメンバ先端のフランジに一緒にボルト止めしたり、取付用フランジ１８をサイドメンバー先端のフランジにボルト止めするときにナットプレートを両フランジの間に挟んでボルト止めするなどして、バンパーステイ２の奥にナット部材を固定し、このナット部材に前記牽引用フックの先端をねじ込む（特願２００６−２１２６９３参照）。

図２に、前記（１）の形態のバンパー構造体の他の例を示す。このバンパー構造体は、前端部分を除いて、図１に示すバンパー構造体と同じである。
このバンパー構造体では、バンパーリインフォース１の前方側の縦壁１１に後方側に突出するバーリング穴２４が形成され、軸部１７の前端がバーリング穴２４内に嵌入し、かつ拡開してバーリング穴２４の内周面に沿って拡開部２５が形成されている。この拡開部２５はバーリング穴２４内に位置し、縦壁１１の前面より前方側には突出していない。

このバンパー構造体の製造方法は、図１に示すバンパー構造体とほぼ同様であり、バンパーステイ２の形成に用いるアルミニウム合金押出材を、互いに密着させたバンパーリインフォース１と補強部材３の穴に貫通させ、前端を補強部材３の縦壁１１に形成したバーリング穴２４に嵌入させ、バンパーリインフォース１の後壁５より後方側に突出した部分について後端部を除いて金型で包囲し、内部に電磁成形用コイルを挿入して電磁成形を行う。これにより、アルミニウム合金押出材は拡管し、縦壁１１に形成されたバーリング穴２４の内周面に圧接して密着し、前端部にバーリング穴２４に沿って拡開した拡開部２５が形成される。他は図１に示すバンパー構造体と同じである。なお、管状のアルミニウム合金押出材の端部をバーリング穴に電磁成形により固定する方法は、特開２００６−９６１５４号公報に詳細に説明されている。

これにより、縦壁１１のバーリング穴２４及び縦壁４，５，１２に形成された穴８，９，１６の縦壁の内周面にバンパーステイ２の軸部１７が圧接し、かつ補強部材３の縦壁１１が拡開部２５と張出部２２の間に挟まれ、補強部材３の縦壁１２とバンパーリインフォース１の縦壁４が密着して張出部２２，２１の間に挟まれ、バンパーリインフォース１の縦壁５が張出部２１，２３の間に挟まれ、バンパーリインフォース１と補強部材３にバンパーステイ２が強固に固定されるとともに、バンパーリインフォース１と補強部材３も強固に接合され、図２に示すバンパー構造体が形成される。

図３（ａ），（ｂ）に、前記（１）の形態のバンパー構造体の他の例を示す。このバンパー構造体において、バンパーリインフォース１とバンパーステイ２は図１に示すバンパー構造体のものと基本的に同じであるが、補強部材３の断面構造が異なる。
補強部材３は、断面日形のアルミニウム合金押出材からなり、前方側の縦壁２６、中間の縦壁２７、後方側の縦壁２８、上方側の横壁２９及び下方側の横壁３１により構成されている。補強部材３の後方側の中空断面部３２（縦壁２７，２８、横壁２９，３１により構成される）にバンパーリインフォース１が嵌入し、前方側の中空断面部３３（縦壁２６，２７、横壁２９，３１により構成される）がバンパーリインフォース１の前方側に配置されている。補強部材３を前後方向に貫通する穴が縦壁２６〜２８に形成（穴３４〜３６）され、この穴３４〜３６は、バンパーリインフォース１に形成された穴８，９と同一軸線上に位置している。これらの穴８，９，３４〜３６の径は同一である。

このバンパー構造体において、バンパーステイ２の軸部１７は後方側から、補強部材３の縦壁２８に形成された穴３６、バンパーリインフォース１の縦壁５，４に形成された穴９，８、さらに補強部材３の縦壁２７，２６に形成された穴３５，３４に嵌入して、バンパーリインフォース１と補強部材３を前後方向に貫通している。また、軸部１７は縦壁４，５，２６〜２８の箇所において穴８，９，３４〜３６の内周面に圧接し、穴３４の前方側に突出した前端が拡開して拡開部１９が形成され、縦壁４，５間及び縦壁２６，２７間の空間において外径方向に張り出し（張出部２１，２２）、最も後方側の縦壁２８の後方側において外径方向に張り出している（張出部２３）。

このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１を補強部材３の中空断面部３２に嵌入させ、あとは図１に示すバンパー構造体と同様に、バンパーステイ２の形成に用いるアルミニウム合金押出材を、バンパーリインフォース１と補強部材３の穴に貫通させ、電磁成形を行ってアルミニウム合金押出材を拡管する。
これにより、縦壁４，５，２６〜２８に形成された穴８，９，３４〜３６の内周面にバンパーステイ２の軸部が圧接し、かつ補強部材３の縦壁２６が拡開部１９と張出部２２の間に挟まれ、補強部材３の縦壁２７とバンパーリインフォース１の縦壁４が密着して張出部２２，２１の間に挟まれ、補強部材３の縦壁２８とバンパーリインフォース１の縦壁５が密着して張出部２１，２３の間に挟まれ、バンパーリインフォース１と補強部材３にバンパーステイ２が強固に固定されるとともに、バンパーリインフォース１と補強部材３も強固に接合され、図３に示すバンパー構造体が形成される。

図４（ａ），（ｂ）に、前記（１）の形態のバンパー構造体の他の例を示す。このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１とこれを支持するバンパーステイ２、及び補強部材３からなり、補強部材３はバンパーリインフォース１の幅方向のかなりの範囲（中央部及び両端近傍）を補強する。
バンパーリインフォース１は、図１に示すバンパーリインフォース１と同じ断面口形のアルミニウム合金押出材からなるが、曲げ加工が行われていない。同じく車幅方向の所定位置において、バンパーリインフォース１を前後方向に貫通する穴が縦壁４，５に形成（穴８，９）されている。

補強部材３は、バンパーリインフォース１の中央部及び両端近傍を補強できる長さを有するアルミニウム合金押出材からなり、前方側の縦壁３７、後方側の縦壁３８、上方側の横壁３９及び下方側の横壁４１により構成され、矩形の中空断面部４２（縦壁３７，３８，横壁３９，４１により構成される）と深くない溝形断面部４３（縦壁３８と、横壁３９，４１の前記中空断面部４２からの延長部により構成される）を有する。補強部材３の中空断面部４２がバンパーリインフォース１の前方側に配置され、バンパーリインフォース１が溝形断面部４３内に嵌入している。補強部材３を前後方向に貫通する穴が、補強部材３の両端近傍において縦壁３７，３８に形成（穴４４，４５）され、この穴４４，４５は、バンパーリインフォース１に形成された穴８，９と同一軸線上に位置している。これらの穴８，９，４４，４５の径は同一である。

バンパーステイ２は円管状のアルミニウム合金押出材から形成され、曲げ加工されていないバンパーリインフォース１に合わせて、先端が押出方向に垂直に切断されている点を除き、図１に示すものと変わりがない。
バンパーステイ２の軸部１７は、後方側から、バンパーリインフォース１の縦壁５，４に形成された穴９，８及び補強部材３の縦壁３８，３７に形成された穴４５，４４に嵌入し、バンパーリインフォース１と補強部材３を前後方向に貫通している。また、軸部１７は縦壁４，５，３７，３８の箇所において前記穴８，９，４４，４５の内周面に圧接し、穴４４の前方側に突出した前端が拡開して拡開部１９が形成され、縦壁４，５間及び縦壁３８，３７間の空間において外径方向に張り出し（張出部２１，２２）、最も後方側の縦壁５の後方側において外径方向に張り出している（張出部２３）。

このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１を補強部材３の溝形断面部４３内に嵌入させ、あとは図１に示すバンパー構造体と同様に、バンパーステイ２の形成に用いるアルミニウム合金押出材を、バンパーリインフォース１と補強部材３の穴に貫通させ、電磁成形を行ってアルミニウム合金押出材を拡管する。
これにより、縦壁４，５，３７，３８に形成された穴８，９，４４，４５の内周面にバンパーステイ２の軸部が圧接し、かつ補強部材３の縦壁３７が拡開部１９と張出部２２の間に挟まれ、補強部材３の縦壁３８とバンパーリインフォース１の縦壁４が密着して張出部２２，２１の間に挟まれ、バンパーリインフォース１の縦壁５が張出部２１，２３の間に挟まれ、バンパーリインフォース１と補強部材３にバンパーステイ２が強固に固定されるとともに、バンパーリインフォース１と補強部材３も強固に接合され、図４に示すバンパー構造体が形成される。
なお、このバンパー構造体では、バンパーリインフォース１が溝形断面部４３に嵌入することにより、バンパーリインフォース１と補強部材３の位置決めが容易となり、かつ補強部材３の位置ずれ（バンパーステイ２の軸回りの位置ずれ）が防止される。

前記（１）の形態のバンパー構造体のさらに他の例を図８（ａ）に示す。ただし、図８（ａ）ではバンパーステイは図示していない。
図８（ａ）において、バンパーリインフォース１は後方側が開いた溝形断面のアルミニウム合金押出材からなり、前方側に配置された縦壁４６と上方側の横壁４７及び下方側の横壁４８により構成され、バンパーリインフォース１を前後方向に貫通する穴が縦壁４６に形成されている（穴４９）。補強部材３は断面目形のアルミニウム合金押出材からなり、前方側の縦壁５１、中間の縦壁５２、後方側の縦壁５３、上方側の横壁５４及び下方側の横壁５５により構成され、補強部材３を前後に貫通する穴が縦壁５１〜５３に形成され（穴５６〜５８）、穴４９，５６〜５８は同一軸線上に位置している。
補強部材３の後方側の中空断面部５９（縦壁５２，５３，横壁５４，５５により構成される）にバンパーリインフォース１が嵌入し、前方側の中空断面部６１（縦壁５１，５２，横壁５４，５５により構成される）がバンパーリインフォース１の前方側に配置され、バンパーリインフォース１の縦壁４６、横壁４７，４８及び補強部材３の縦壁５３により擬似的に矩形の中空断面部が構成されている。

図８（ａ）に示すバンパーリインフォース１と補強部材３を含むバンパー構造体は、バンパーリインフォース１と補強部材３を同図に示すように組み付け、図１に示すバンパー構造体を形成する場合と同様に、バンパーステイを形成するためのアルミニウム合金押出材を、穴５８，４９，５７，５６に嵌入してパーリインフォース１と補強部材３を前後方向に貫通させ、電磁成形により前記アルミニウム合金押出材を拡管させて形成することができる。これにより得られたバンパー構造体では、バンパーステイの軸部が穴４９，５６〜５８の内周面に圧接し、穴５６の前方側に突出した前端が拡開して拡開部が形成され、縦壁５１，５２間及び縦壁４６，５３間の空間において外径方向に張り出し、バンパーリインフォース１の縦壁４６と補強部材３の縦壁５２が密着してその張出部に挟まれ、さらに縦壁５５の後方側において外径方向に張り出し、バンパーリインフォース１と補強部材３にバンパーステイ２が強固に固定されるとともに、バンパーリインフォース１と補強部材３も強固に接合される。

図５（ａ），（ｂ）に、本発明に係るバンパー構造体の一例を示す。このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１とこれを支持するバンパーステイ２、及び補強部材３からなる。このバンパー構造体において、バンパーリインフォース１は、図１に示すバンパー構造体のものと同じであるが、バンパーステイ２と補強部材３の断面構造が異なる。
補強部材３は、前方側の縦壁６２、後方側の縦壁６３、上方側の横壁６４及び下方側の横壁６５により構成され、これらにより矩形の中空断面部６６が構成され、かつ縦壁６２，６３の前記中空断面部６６からの延長部と横壁６５により溝形断面部６７が構成され、補強部材３を貫通する穴が、溝形断面部６７において縦壁６２，６３（延長部）に形成されている（穴６８，６９）。

補強部材３の中空断面部６６がバンパーリインフォース１の上方側に配置され、バンパーリインフォース１が溝形断面部６７内に嵌入し、縦壁６２（延長部）がバンパーリインフォース１の前方側に位置し、縦壁６３（延長部）がバンパーリインフォース１の後方側に位置している。また、補強部材３に形成された穴６８，６９とバンパーリインフォース１に形成された穴８，９が同一軸線上に位置している。
バンパーステイ２は、軸部１７が後方側から、補強部材３の縦壁６３に形成された穴６９、バンパーリインフォース１の縦壁５，４に形成された穴９，８及び補強部材３の縦壁６２に形成された穴６８に嵌入して、バンパーリインフォース１と補強部材３を前後方向に貫通している。また、軸部１７は縦壁４，５，６２，６３の箇所において穴８，９，６８，６９の内周面に圧接し、穴６８の前方側に突出した前端が拡開して拡開部１９が形成され、縦壁４，５間の空間において外径方向に張り出し（張出部２１）、最も後方側の縦壁６５の後方側において外径方向に張り出している（張出部２３）。

このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１を補強部材３の溝形断面部６７内に嵌入させ、あとは図１に示すバンパー構造体と同様に、バンパーステイ２の形成に用いるアルミニウム合金押出材を、バンパーリインフォース１と補強部材３の穴に貫通させ、電磁成形を行ってアルミニウム合金押出材を拡管する。
これにより、縦壁４，５，６２，６３に形成された穴８，９，６８，６９の内周面にバンパーステイ２の軸部が圧接し、かつ補強部材３の縦壁６２とバンパーリインフォース１の縦壁４が密着して拡開部１９と張出部２１の間に挟まれ、補強部材３の縦壁３８とバンパーリインフォース１の縦壁４が密着して張出部２２，２１の間に挟まれ、バンパーリインフォース１の縦壁５と補強部材の縦壁６３が密着して張出部２１，２３の間に挟まれ、バンパーリインフォース１と補強部材３にバンパーステイ２が強固に固定されるとともに、バンパーリインフォース１と補強部材３も強固に接合される。

本発明に係るバンパー構造体の他の例を図９に示す。ただし、いずれもバンパーステイは図示していない。
図９（ａ）に示すバンパー構造体は、バンパーリインフォース１が、図５に示すバンパーリインフォース１と同じである。補強部材３は、前方側の縦壁７１、後方側の縦壁７２、上方側の横壁７３及び下方側の横壁７４からなり、これらにより矩形の中空断面部７５が構成されている。補強部材３の縦壁７１は中空断面部７５からの延長部を有し、補強部材３を貫通する穴が、縦壁７１（延長部）に形成されている（穴７６）。
補強部材３の中空断面部７５がバンパーリインフォース１の上方側に配置され、縦壁７１（延長部）がバンパーリインフォース１の前方側に位置し、補強部材３に形成された穴７６とバンパーリインフォース１に形成された穴８，９が同一軸線上に位置している。

図９（ａ）に示すバンパーリインフォース１と補強部材３を含むバンパー構造体は、バンパーリインフォース１と補強部材３を同図に示すように組み付け、バンパーステイを形成するためのアルミニウム合金押出材（図示せず）を、穴９，８，７６に嵌入してパーリインフォース１と補強部材３を前後方向に貫通させ、電磁成形により前記アルミニウム合金押出材を拡管させて形成することができる。これにより得られたバンパー構造体では、バンパーステイの軸部が穴８，９，７６の内周面に圧接し、穴７６の前方側に突出した前端が拡開して拡開部が形成され、縦壁８，９間の空間において外径方向に張り出し、バンパーリインフォース１の縦壁８と補強部材３の縦壁７１が密着し、さらに縦壁の後方側において外径方向に張り出している。

図９（ｂ）に示すバンパー構造体は、バンパーリインフォース１が、図５に示すバンパーリインフォース１と同じである。補強部材３は、前方側の縦壁７７、後方側の縦壁７８、上方側の横壁７９及び下方側の横壁８１からなり、これらにより矩形の中空断面部８２が構成されている。補強部材３の縦壁７８は中空断面部８２からの延長部を有し、補強部材３を貫通する穴が、縦壁７８（延長部）に形成されている（穴８３）。
補強部材３の中空断面部８３がバンパーリインフォース１の上方側に配置され、縦壁７７（延長部）がバンパーリインフォース１の後方側に位置し、補強部材３に形成された穴８３とバンパーリインフォース１に形成された穴８，９が同一軸線上に位置している。

図９（ｃ）に示すバンパー構造体は、バンパーリインフォース１が、図５に示すバンパーリインフォース１と同じである。補強部材３は、前方側の縦壁８４、後方側の縦壁８５、上方側の横壁８６、中間の横壁８７及び下方側の横壁８８からなり、これらにより矩形の中空断面部８９，９１が構成されている。バンパーリインフォース１が中空断面部９１に嵌入し、補強部材３を貫通する穴が、縦壁８４，８５に形成されている（穴９２，９３）。
補強部材３の中空断面部８９がバンパーリインフォース１の上方側に配置され、縦壁８４がバンパーリインフォース１の前方側に位置し、縦壁８５がバンパーリインフォース１の後方側に位置し、補強部材３に形成された穴９２，９３とバンパーリインフォース１に形成された穴８，９が同一軸線上に位置している。

図９（ｄ）に示すバンパー構造体は、バンパーリインフォース１が、図８（ａ）に示すバンパーリインフォース１と同じである。補強部材３は、図９（ｃ）に示す補強部材３と同じである。バンパーリインフォース１が補強部材３の中空断面部９１に嵌入し、補強部材３の中空断面部８９がバンパーリインフォース１の上方側に配置され、補強部材３の前方側の縦壁８４がバンパーリインフォース１の前方側に位置し、補強部材３の後方側の縦壁８５がバンパーリインフォース１の後方側に位置し、バンパーリインフォース１の縦壁４６、横壁４７，４８及び補強部材３の縦壁８５により、擬似的に矩形の中空断面部が構成されている。

図９（ｅ）に示すバンパー構造体は、バンパーリインフォース１が、図９（ｄ）に示すバンパーリインフォース１と同じである。補強部材３は、前方側の縦壁９４、後方側の縦壁９５、上方側の横壁９６、中間の横壁９７及び下方側の横壁９８により構成され、横壁９８には前端に小さいフランジ９９が形成され、これにより中空断面部１０１と溝形断面部１０２が構成され、補強部材３を貫通する穴が縦壁９５に形成されている（穴１０３）。バンパーリインフォース１が補強部材３の溝形断面部１０２に嵌入し、補強部材３の中空断面部１０１がバンパーリインフォース１の上方側に配置され、補強部材３の後方側の縦壁９５がバンパーリインフォース１の後方側に位置し、補強部材３の前方側の縦壁８４がバンパーリインフォース１の前方側に位置し、補強部材３の後方側の縦壁８５がバンパーリインフォース１の後方側に位置し、バンパーリインフォース１の縦壁４６、横壁４７，４８及び補強部材３の縦壁９５により、擬似的に矩形の中空断面部が構成されている。

本発明に係るバンパー構造体のさらに他の例を図１０（ａ）〜（ｄ）に示す。このバンパー構造体は、いずれも補強部材３の中空断面部がバンパーリインフォース１の上方側及び下方側に配置されている。ただし、いずれもバンパーステイは図示していない。
図１０（ａ）〜（ｄ）に示すバンパー構造体において、バンパーリインフォース１は、図９（ａ）〜（ｄ）に示すバンパー構造体のバンパーリインフォース１と同じであり、補強部材３は、図９（ａ）〜（ｄ）に示すバンパー構造体の補強部材３に対しそれぞれ中空断面部１０４〜１０７が付加された断面形状を有する点でのみ異なり、他は同じである。

図６（ａ），（ｂ）に、前記（２）の形態のバンパー構造体の一例を示す。このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１とこれを支持するバンパーステイ２、及び補強部材３からなる。このバンパー構造体において、バンパーリインフォース１は、図８（ａ）に示すバンパー構造体のものと同じで、後方側が開いた溝形断面のアルミニウム合金押出材からなり、バンパーステイ２は図５に示すバンパー構造体のものと同じである。一方、補強部材３は、前方側の縦壁１０８、後方側の縦壁１０９、上方側の横壁１１１及び下方側の横壁１１２からなり、これらが矩形断面を構成し、この矩形断面内にバンパーリインフォース１が嵌入している。補強部材３を前後方向に貫通する穴が縦壁１０８，１０９に形成（穴１１３，１１４）され、この穴１１３，１１４は、バンパーリインフォース１に形成された穴４９と前後方向に同一軸線上に位置している。

このバンパー構造体において、バンパーステイ２の軸部１７は後方側から、補強部材３の縦壁１０９に形成された穴１１４、バンパーリインフォース１の縦壁４６に形成された穴４９、及び補強部材３の縦壁１０８に形成された穴１１３に嵌入して、バンパーリインフォース１と補強部材３を前後方向に貫通している。また、軸部１７は縦壁４６，１０８，１０９の箇所において穴４９，１１３，１１４の内周面に圧接し、穴１１３の前方側に突出した前端が拡開して拡開部１９が形成され、縦壁４６，１０９間の空間において外径方向に張り出し（張出部２１）、最も後方側の縦壁１０９の後方側において外径方向に張り出している（張出部２３）。

このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１を補強部材３の矩形断面内に嵌入させ、あとは図１に示すバンパー構造体と同様に、バンパーステイ２の形成に用いるアルミニウム合金押出材を、バンパーリインフォース１と補強部材３の穴に貫通させ、電磁成形を行ってアルミニウム合金押出材を拡管する。
これにより、縦壁４６，１０８，１０９に形成された穴４９，１１３，１１４の内周面にバンパーステイ２の軸部１７が圧接し、かつ補強部材３の縦壁１０８と補強部材３の縦壁４６が密着して拡開部１９と張出部２２の間に挟まれ、補強部材３の縦壁１０９が張出部２１，２３の間に挟まれ、バンパーリインフォース１と補強部材３にバンパーステイ２が強固に固定されるとともに、バンパーリインフォース１と補強部材３も強固に接合される。

前記（２）の形態のバンパー構造体のさらに他の例を図８（ｂ），（ｃ）に示す。このバンパー構造体は、いずれも補強部材３の断面内にバンパーリインフォース１が嵌入している。ただし、いずれもバンパーステイは図示していない。
図８（ｂ）に示すバンパー構造体は、バンパーリインフォース１が、図１に示すバンパー構造体のバンパーリインフォース１と同じである。補強部材３は、図６に示すバンパー構造体の補強部材３と同じであり、矩形断面内にバンパーリインフォース１が嵌入している。
図８（ｃ）に示すバンパー構造体は、バンパーリインフォース１が、図１に示すバンパー構造体のバンパーリインフォース１と同じである。補強部材３は、後方側が開いた溝形断面のアルミニウム合金押出材からなり、前方側に配置された縦壁１１５と上方側の横壁１１６及び下方側の横壁１１７により構成され、バンパーリインフォース１を前後方向に貫通する穴が縦壁１１５に形成されている（穴１１８）。補強部材３の溝形断面内にバンパーリインフォース１が嵌入している。

図７（ａ），（ｂ）に、前記（３）の形態のバンパー構造体の一例を示す。このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１とこれを支持するバンパーステイ２、及び補強部材３からなる。このバンパー構造体において、バンパーリインフォース１は、図１に示すバンパー構造体のものと同じく矩形断面を有するが、車幅方向両側部の前面側が斜めに切り落とされている（切断面１１９）。補強部材３は、後方側が開いた溝形断面のアルミニウム合金押出材からなり、前方側に配置された縦壁１２１と上方側の横壁１２２及び下方側の横壁１２３により構成され、補強部材３を前後方向に貫通する穴が縦壁１２１に形成されている（穴１２４）。
補強部材３はバンパーリインフォース１の切り落とし箇所１１９の前面側に宛われ、そこにバンパーリインフォース１とともに矩形断面を構成する（バンパーリインフォースと補強部材のこの構造については特開２００６−１５１０９５号公報参照）。バンパーリインフォース１の後方側の縦壁５に形成された穴９と、補強部材３の縦壁１２１に形成された穴１２４は前後方向に同一軸線上に位置している。

このバンパー構造体は、バンパーリインフォース１の切り落とし箇所１１９の前面側に図７（ｂ）のように宛い、あとは図１に示すバンパー構造体と同様に、バンパーステイ２の形成に用いるアルミニウム合金押出材を、バンパーリインフォース１と補強部材３の穴に貫通させ、電磁成形を行ってアルミニウム合金押出材を拡管する。
これにより、縦壁５，１２１に形成された穴９，１２４の内周面にバンパーステイ２の軸部１７が圧接し、かつ補強部材３の縦壁１０８が拡開部１９と張出部２１の間に挟まれ、バンパーリインフォース１の縦壁５が張出部２１，２３の間に挟まれ、バンパーリインフォース１と補強部材３にバンパーステイ２が強固に固定されるとともに、バンパーリインフォース１と補強部材３も強固に接合される。

なお、以上の例では、電磁成形によりバンパーステイ２の軸部１７の後端に取付用フランジ１８を一体的に形成したが、軸部の後端に他部材からなる取付用フランジを溶接等により接合してもよいし、例えば特開２００６−９６１５４号公報に記載されているように、軸部の後端に他部材からなる取付用フランジを電磁成形で固定・接合することもできる。
また、以上説明したバンパー構造体では、バンパーリインフォース及び補強部材としてアルミニウム合金押出材を用いたが、これに代えて鋼製の部材を用いることができる。

１， バンパーリインフォース
２， バンパーステイ
３， 補強部材
４，５，４６ バンパーリインフォースの縦壁
１１，１２，２６〜２８，３７，３８，６２，６３，１２１ 補強部材の縦壁
８，９，１５，１６，２４，３４，３５，４４，４５，４９，６８，６９，１１３，１１４，１１８，１２４， 縦壁に形成された穴
１７ バンパーステイの軸部
１９，２５ 拡開部
２１〜２３ 張出部
３２、３３，４２，６６ 中空断面部
４３，６７ 溝形断面部

Claims (5)

1. バンパーリインフォースとバンパーステイ、及び前記バンパーリインフォースに接合して前記バンパーリインフォースを補強する補強部材からなるバンパー構造体において、前記補強部材は中空断面構造を有し、その中空断面部が前記バンパーリインフォースの上方側又は／及び下方側に配置され、前記中空断面部が前後の縦壁を有し、かつその前方側の縦壁の延長部が前記バンパーリインフォースの前方側に位置し又は／及びその後方側の縦壁の延長部が前記バンパーリインフォースの後方側に位置し、前記バンパーリインフォースを前後方向に貫通する穴が前記バンパーリインフォースの縦壁に形成され、前記バンパーリインフォースに形成された穴と同一軸線上に、前記補強部材を前後方向に貫通する穴が前記補強部材の縦壁に形成され、前記バンパーステイの管状の軸部が前記穴の全てに嵌入して前記バンパーリインフォースと補強部材を前後方向に貫通し、かつ前記軸部が前記穴の内周面に圧接し、前記軸部の前端が拡開して拡開部が形成され、さらに前記軸部は前記穴が形成された縦壁間の空間において外径方向に張り出していることを特徴とするバンパー構造体。
2. 前記バンパーリインフォースは、断面が矩形の輪郭を有するか、又は溝形断面を有することを特徴とする請求項１に記載されたバンパー構造体。
3. 前記軸部は前記穴が形成された縦壁のうち最も後方側の縦壁の後方側において外径方向に張り出していることを特徴とする請求項１又は２に記載されたバンパー構造体。
4. 前記バンパーステイの軸部の前端が嵌入する縦壁の穴が後方側に突出するバーリング穴であり、このバーリング穴に沿って前記拡開部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたバンパー構造体。
5. 前記バンパーステイが管状のアルミニウム合金押出材からなり、前記軸部が電磁成形により拡管し、これにより前記穴の内周面へ圧接し、前端に拡開部が形成され、かつ外径方向に張り出していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載されたバンパー構造体。

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