WO2012147179A1

WO2012147179A1 - バンパー構造およびバンパーステイ

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Publication number: WO2012147179A1
Application number: PCT/JP2011/060274
Authority: WO
Inventors: 栄徳斎藤; 島野　裕年; 太一寺田; 季李
Original assignee: 日軽金アクト株式会社; 日本軽金属株式会社
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-01
Also published as: JP5671612B2; JPWO2012147179A1

Abstract

　本発明は、軽量化を図りながらも所期の衝突エネルギーの吸収量を確保することができ、かつ、支持力のピークを低く抑えることが可能なバンパー構造を提供することを課題とする。　本発明は、バンパーリインフォースメント（Ｒ）と、サイドメンバ（Ｍ）とバンパーリインフォースメント（Ｒ）との間に介設される左右一対のバンパーステイ（Ｓ，Ｓ）と、を備えるバンパー構造であって、各バンパーステイ（Ｓ）は、中空押出形材からなり、かつ、各バンパーステイ（Ｓ）を上から見たときに、中空押出形材の押出方向が車両直進方向に斜交する方向となるように配置される、ことを特徴とする。

Description

バンパー構造およびバンパーステイ

　本発明は、バンパー構造およびバンパーステイに関する。

　特許文献１～３に開示された自動車用のバンパー構造は、バンパーリインフォースメントと、これを支持する左右一対のバンパーステイとを備えている。このバンパー構造は、バンパーリインフォースメントに曲げ変形が生じる過程（以下「ビーム曲げ過程」という。）で衝突エネルギーを吸収するとともに、バンパーステイがバンパーリインフォースメントに減り込む過程（以下「ビーム圧潰過程」という。）で衝突エネルギーを吸収し、さらには、バンパーステイに圧潰が生じる過程（以下「ステイ圧潰過程」という。）で衝突エネルギーを吸収する。このようなバンパー構造によれば、支持力（車体に伝わる荷重）のピークを低く抑えつつ衝突エネルギーの吸収量（支持力－変位曲線の積分値）を大きくすることができるので、軽衝突時における安全装置（例えば、エアーバックなど）の誤作動を防ぎつつ車体に与えるダメージを緩和することができる。なお、屈折部分または湾曲部分を有するバンパーリインフォースメントにおけるビーム曲げ過程では、屈折部分または湾曲部分が直線状に伸ばされる過程でも衝突エネルギーを吸収し得る。

　特許文献１～３には、押出形材にてバンパーステイを形成し、押出形材の押出方向が上下方向となるようにバンパーステイを配置した例が開示されている。このバンパーステイは、断面圧潰型のバンパーステイであり、ステイ圧潰過程では、主として断面圧潰が発生する。

　また、特許文献４には、押出形材にてバンパーステイを形成し、押出形材の押出方向が前後方向（車両直進方向）となるようにバンパーステイを配置した事例が開示されている。このバンパーステイは、軸圧潰型のバンパーステイであり、ステイ圧潰過程では、主として軸圧潰（蛇腹状の座屈変形）が発生する。

国際公開第２００７／１１０９３８号パンフレット国際公開第２００９／１１０４６１号パンフレット特開２０１１－５１３６１号公報実開平７－３５２５２号公報

　断面圧潰型のバンパーステイによれば、支持力のピークを低く抑えることが可能になるものの、軽量化を図るべくステイ各部の肉厚を小さくすると、バンパーステイの変形抵抗が小さくなり、支持力の低い状態が続くようになるので、衝突エネルギーの吸収量が小さくなる虞がある。

　軸圧潰型のバンパーステイによれば、断面圧潰型のものよりもステイ各部を薄肉にすることができるので、軽量化を図ることが可能になるものの、断面圧潰型のものに比べて、支持力のピークが高くなる傾向にある。

　このような観点から、本発明は、軽量化を図りながらも所期の衝突エネルギーの吸収量を確保することができ、かつ、支持力のピークを低く抑えることが可能なバンパー構造およびバンパーステイを提供することを課題とする。

　このような課題を解決する本発明に係るバンパー構造は、バンパーリインフォースメントと、車体と前記バンパーリインフォースメントとの間に介設される左右一対のバンパーステイと、を備えるバンパー構造であって、前記各バンパーステイは、中空押出形材からなり、かつ、前記各バンパーステイを上から見たときに、前記中空押出形材の押出方向が車両直進方向に斜交する方向となるように配置される、ことを特徴とする。

　要するに、本発明は、バンパーステイを中空押出形材にて構成し、当該中空押出形材の押出方向が車両直進方向と一致しないようにバンパーステイを配置する、というものである。すなわち、押出方向に延びる直線を仮想基準線としたとき、水平面に投影された仮想基準線は、車両直進方向と平行にならず、車体からバンパーリインフォースメントに向かうに従って車両幅方向中央に近づくか、あるいは、遠ざかるようになる。

　本発明によれば、バンパーリインフォースメントに作用した衝突荷重のうち、中空押出形材の押出方向に沿う方向の分力によって、バンパーステイに軸圧潰が発生するようになり、中空押出形材の押出方向と直交する方向の分力によって、バンパーステイに断面圧潰が発生するようになる。すなわち、本発明によれば、軸圧潰によるエネルギー吸収を期待できるので、「断面圧潰型」のバンパーステイ（押出方向が上下方向あるいは左右方向となるように配置されたバンパーステイ）に比べて、ステイ各部の薄肉化（バンパーステイの軽量化）を図ることが可能となり、さらには、断面圧潰によるエネルギー吸収も期待できるので、「軸圧潰型」のバンパーステイ（押出方向が前後方向となるように配置されたバンパーステイ）に比べて、支持力（＝車体に伝わる荷重）のピークを低く抑えることができ、なおかつ、ピーク後における支持力の急低下を抑制することが可能となる。

　なお、前記車体から前記バンパーリインフォースメントに向かうに従って前記仮想基準線が車両幅方向中央に近づくように各バンパーステイを配置すると、バンパーリインフォースメントの支点間距離が狭まるようになるので、バンパーステイ間におけるバンパーリインフォースメントの変形抵抗を維持したままバンパーリインフォースメントの薄肉化（軽量化）を図ることが可能となる。

　前記各バンパーステイの外殻に、凹部または開口を形成するとよい。このようにすると、バンパーステイに生じる座屈の開始位置をコントロールすることが可能になる。また、バンパーステイの剛性が低下するため、支持力のピークを抑えることが可能になる。

　バンパーステイを車体にボルト接合する場合には、前記バンパーステイの車体側の端部にフランジを設け、前記フランジにボルト挿通孔を形成するとよい。ボルト挿通孔の中心軸線上にバンパーステイが位置している場合には、前記バンパーステイのうち、前記ボルト挿通孔の中心軸線と交差する部分を切除するとよい。このようにすると、ボルトあるいはボルト締結用の工具を挿入し易くなるので、車体への取付作業が容易になる。なお、フランジは、バンパーステイとなる中空押出形材の一部分を折り曲げて形成してもよいし、バンパーステイと別体としてもよい。

　本発明によれば、軽量化を図りながらも所期の衝突エネルギーの吸収量を確保することができ、かつ、支持力のピークを低く抑えることが可能となる。

バンパー構造の分解斜視図である。バンパー構造の上面図である。（ａ）はバンパー構造の端部を車体側から見た分解斜視図、（ｂ）はバンパー構造の端部の断面図である。図３の（ｂ）のＡ－Ａ線断面図である。（ａ）はバンパーステイの素となる中空押出形材の上面図、（ｂ）は中空押出形材から切り出したブロックの上面図である。（ａ）は変形前のバンパー構造を示す上面図、（ｂ）はビーム曲げ過程を示す上面図、（ｃ）はビーム圧潰過程およびステイ圧潰過程の進行状況を示す上面図、（ｄ）は衝突後のバンパー構造を示す上面図である。（ａ）はバンパーステイの変形例を示す上面図、（ｂ）はバンパーステイの他の変形例を示す上面図である。（ａ）はバンパー構造の変形例を示す上面図、（ｂ）はバンパー構造の他の変形例を示す上面図である。

　本発明の実施形態に係るバンパー構造は、フロントバンパーに適用されるものであり、図１に示すように、バンパーリインフォースメントＲと、左右一対のバンパーステイＳ，Ｓと、左右一対のフランジＦ，Ｆとを備えている。

　以下の説明において、「左右」、「前後」、「上下」は、車体の一部であるサイドメンバＭ，Ｍにバンパー構造を取り付けた状態を基準にする。つまり、「左右方向」は、「車両幅方向」と同義であり、サイドメンバＭ，Ｍの前端同士を結ぶ仮想の横軸Ｘに沿う方向と一致する。また、「前後方向」は、「車両直進方向」と同義であり、横軸Ｘに直交する仮想の縦軸Ｙに沿う方向と一致する。

　バンパーリインフォースメントＲは、サイドメンバＭ，Ｍの前方（すなわち、横軸Ｘの前方）に配置される中空の横梁であり、バンパーステイＳ，Ｓを介してサイドメンバＭ，Ｍに支持されている。

　バンパーリインフォースメントＲは、図２にも示すように、平面視弧状を呈しており、前側に凸となるように湾曲している。バンパーリインフォースメントＲの中心軸線は、車両幅方向中央以外においては、横軸Ｘに対して傾斜している。バンパーリインフォースメントＲの湾曲部分は、アルミニウム合金製の中空押出形材の両端部を把持した状態で、当該中空押出形材の後面に曲げ型を押圧することで形成する。

　バンパーリインフォースメントＲは、図１に示すように、上プレート１１、下プレート１２、前プレート１３および後プレート１４を備えている。

　上プレート１１および下プレート１２は、互いに平行であり、上下に間隔をあけて対向している。

　前プレート１３および後プレート１４は、互いに平行であり、前後に間隔をあけて対向している。前プレート１３は、上プレート１１および下プレート１２の前縁同士を繋いでおり、後プレート１４は、上プレート１１および下プレート１２の後縁同士を繋いでいる。

　前プレート１３の端部には、図３の（ｂ）にも示すように、作業用開口１３ａ，１３ｂが形成されている。同様に、後プレート１４の端部には、作業用開口１４ａ，１４ｂが形成されている。車両幅方向中央寄りの作業用開口１３ａ，１４ａは、フランジＦのボルト挿通孔２ａの中心軸線上に位置しており、フェンダー寄りの作業用開口１３ｂ，１４ｂは、フランジＦのボルト挿通孔２ｂの中心軸線上に位置している。

　バンパー構造がフラットバリアに正面衝突した場合、バンパーリインフォースメントＲには、曲げ変形（湾曲部分が直線状に伸ばされる変形も含む）が発生するとともに、バンパーステイＳとの接合部付近において断面圧潰が発生する。本実施形態では、曲げ変形がある程度進行した後に断面圧潰が生じるように、バンパーリインフォースメントＲの各部の寸法が設定されている。

　ちなみに、曲げ変形に影響を及ぼすのは、主としてバンパーリインフォースメントＲ全体の曲げ剛性である。当該曲げ剛性は、断面２次モーメントを増減させることで調整することができるので、前プレート１３および後プレート１４の肉厚の大きさや、前プレート１３と後プレート１４との離間距離の大きさなどを増減させることで、ビーム曲げ過程の開始・終了のタイミングを調整することができる。一方、断面圧潰に影響を及ぼすのは、主に、上プレート１１および下プレート１２の肉厚と、前プレート１３と後プレート１４との離間距離の大きさであるから、これらを増減させることで、ビーム圧潰過程の開始・終了の時期を調整することができる。

　フランジＦは、図１に示すように、バンパーステイＳとサイドメンバＭとの間に介設される。フランジＦは、バンパーステイＳとは別体の部材からなる。本実施形態のフランジＦは、アルミニウム合金製の平板に折り曲げ加工を施して形成したものであり、メインプレート２１と、サブプレート２２とを備えている。

　メインプレート２１は、サイドメンバＭの前端に突き合わされる部位である。図３の（ａ）に示すように、メインプレート２１の周縁部には、複数のボルト挿通孔２ａ，２ｂ，２ｃが形成されている。ボルト挿通孔２ａ，２ｂは、バンパーステイＳの後端の輪郭Ｏの左右に形成されており、他のボルト挿通孔２ｃは、輪郭Ｏの下に形成されている。ボルト挿通孔２ａ，２ｂ，２ｃには、メインプレート２１をサイドメンバＭ（図１参照）の前端に固定するためのボルトが挿通される。

　サブプレート２２は、図１に示すように、サイドメンバＭの上面に沿わされる部位である。サブプレート２２は、メインプレート２１の上端から後方に向かって張り出しており、かつ、メインプレート２１に直交している。図３の（ａ）に示すように、サブプレート２２には、ボルト挿通孔２ｄが形成されている。ボルト挿通孔２ｄには、サブプレート２２をサイドメンバＭ（図１参照）の上面に固定するためのボルトが挿通される。

　バンパーステイＳは、図１に示すように、バンパーリインフォースメントＲの長手方向の端部に固定されるとともに、フランジＦを介してサイドメンバＭに固定される。バンパーステイＳは、アルミニウム合金製の中空押出形材（ホロー形材）からなる。なお、図１中の仮想基準線Ｐは、中空押出形材の押出方向に延びる直線である。

　バンパーステイＳは、これを上から見たときに、押出方向（仮想基準線Ｐ）が車両直進方向（縦軸Ｙ）に斜交する方向となるように配置されている。すなわち、バンパーステイＳは、押出方向が車両直進方向と一致しないように配置されていて、図２に示すように、水平面に投影された仮想基準線Ｐは、縦軸Ｙに斜交する。本実施形態のバンパーステイＳは、サイドメンバＭからバンパーリインフォースメントＲに向かうに従って仮想基準線Ｐが車両幅方向中央（中央線Ｃ）に近づくように構成されている。縦軸Ｙに対する仮想基準線Ｐの傾斜角度θは、図２においては３５（deg）である。なお、傾斜角度θが４５（deg）を上回ると、軸圧潰によるエネルギー吸収が少なくなる虞があり、傾斜角度θが１５（deg）を下回ると、断面圧潰によるエネルギー吸収が少なくなる虞があるので、傾斜角度θは、１５（deg）以上４５（deg）以下であることが望ましい。

　バンパーステイＳを上から見たときの形状は、限定されるものではないが、本実施形態では、平面視五角形状を呈している。なお、バンパーステイＳの上面に付した点線は、バンパーステイＳを三つの領域Ｓ１～Ｓ３に区分けするための仮想鉛直面を示している。前後二つの仮想鉛直面は、いずれも横軸Ｘに平行であり、バンパーリインフォースメントＲ寄りの仮想鉛直面は、外壁３４の前端を通り、フランジＦ寄りの仮想鉛直面は、外壁３４の後端を通る。

　以下の説明では、複数の領域Ｓ１～Ｓ３のうち、最前部の領域Ｓ１を「三角形部Ｓ１」と称し、中間部の領域Ｓ２を「平行四辺形部Ｓ２」と称し、最後部の領域Ｓ３を「台形部Ｓ３」と称する。

　三角形部Ｓ１は、上から見た形状が略鈍角三角形を呈する領域である。三角形部Ｓ１の前端は、バンパーリインフォースメントＲの後面に沿うように成形されており、バンパーリインフォースメントＲの後面に当接する。

　平行四辺形部Ｓ２は、上から見たときの形状が平行四辺形を呈する領域であり、三角形部Ｓ１と台形部Ｓ３との間に位置している。

　台形部Ｓ３は、上から見たときの形状が台形を呈する領域である。台形部Ｓ３の後端は、フランジＦのメインプレート２１に沿うように成形されており、メインプレート２１の前面に当接する。台形部Ｓ３の幅寸法は、サイドメンバＭからバンパーリインフォースメントＲに向かうに従って漸増する。

　バンパーステイＳの構成をより詳細に説明する。
　図３の（ａ）に示すように、バンパーステイＳは、上壁３１と、下壁３２と、内壁３３と、外壁３４と、仕切壁３５と、上リブ３６と、下リブ３７とを備えている。

　上壁３１および下壁３２は、同一の平面形状となるように成形されており、上下に間隔をあけて対向している（図４参照）。上壁３１および下壁３２は、いずれも平板状であり、かつ、互いに平行である。上壁３１は、上プレート１１と同じ高さに位置しており、下壁３２は、下プレート１２と同じ高さに位置している。なお、図示は省略するが、上壁３１および下壁３２の形態を曲板状、波板状、折れ板状などとしてもよい。

　内壁３３は、上壁３１および下壁３２の車両中央側の側縁同士を繋いでいる。なお、内壁３３の高さ方向の中間部分は、平板状を呈しているが、内壁３３の上部および下部は、断面円弧状に湾曲している。内壁３３の前端は、後プレート１４に当接し、内壁３４の後端は、メインプレート２１に当接する（図３の（ｂ）参照）。図２に示すように、内壁３３の前端から中央線Ｃまでの距離は、内壁３３の後端から中央線Ｃまでの距離よりも小さい。なお、図示は省略するが、内壁３３の形態を波板状や折れ板状としてもよい。

　外壁３４は、図３の（ａ）に示すように、上壁３１および下壁３２のフェンダー側の側縁同士を繋いでいる。外壁３４の前端は、後プレート１４の側縁に当接する。本実施形態の外壁３４は、平板状を呈しているが、曲板状、波板状、折れ板状などとしてもよい。

　仕切壁３５は、内壁３３と外壁３４との間に位置し、上壁３１および下壁３２を繋いでいる。本実施形態の仕切壁３５は、平板状を呈している。仕切壁３５の前端は、後プレート１４に当接し、仕切壁３５の後端は、メインプレート２１に当接する（図３の（ｂ）参照）。図２に示すように、仕切壁３５の前端から中央線Ｃまでの距離は、仕切壁３５の後端から中央線Ｃまでの距離よりも小さい。なお、図示は省略するが、仕切壁３５の形態を曲板状、波板状、折れ板状などとしてもよい。

　上リブ３６は、上壁３１の下面に突設されており、下リブ３７は、下壁３２の上面に突設されている。本実施形態の上リブ３６および下リブ３７は、外壁３４と仕切壁３５との間に位置し、押出方向に延在している。上リブ３６および下リブ３７の前端は、後プレート１４に当接する（図３の（ｂ）参照）。

　バンパーステイＳの外殻は、上壁３１、下壁３２、内壁３３および外壁３４によって形成されており、外殻の内部は、仕切壁３５によって第一空間Ｈ１と第二空間Ｈ２とに分けられている。外殻の前側の周縁（上壁３１、下壁３２、内壁３３および外壁３４の前端）は、溶接によってバンパーリインフォースメントＲに接合されている。外殻の後側の周縁（上壁３１、下壁３２および内壁３３の後端）および仕切壁３５の後端は、溶接によってフランジＦに接合される。

　第一空間Ｈ１は、上壁３１、下壁３２、内壁３３および仕切壁３５によって囲まれた断面矩形状の空間である（図４の（ｂ）参照）。第一空間Ｈ１の前側の開口端は、バンパーリインフォースメントＲによって閉塞されており、第一空間Ｈ１の後側の開口端は、フランジＦによって閉塞される。

　第二空間Ｈ２は、上壁３１、下壁３２、外壁３４および仕切壁３５によって囲まれた断面矩形状の空間である（図４参照）。第二空間Ｈ２の前側の開口端は、バンパーリインフォースメントＲによって閉塞されている。第二空間Ｈ２の後側の開口端は、閉塞されておらず、開口している。

　バンパーステイＳの外殻には、座屈調整用の凹部３ａおよび開口３ｂが形成されている。凹部３ａは、第一空間Ｈ１側に窪んでおり、開口３ｂは、第一空間Ｈ１に通じている。

　凹部３ａは、図４に示すように、上下二箇所に形成されている。一方の凹部３ａは、上壁３１に形成されており、他方の凹部３ａは、下壁３２に形成されている。両凹部３ａ，３ａは、内壁３３に隣接する位置に形成されており、かつ、上下に対向している。凹部３ａを形成するには、内壁３３と仕切壁３５の間においてバンパーステイＳの外殻に皿絞り加工を施し、外殻の一部を第一空間Ｈ１側に窪ませればよい。図３の（ｂ）に示すように、本実施形態の凹部３ａは、三角形部Ｓ１に形成されており、平面視長円形を呈しているが（図３参照）、凹部３ａの位置、大きさ。形状等は、適宜変更しても差し支えない。

　開口３ｂは、図３の（ａ）に示すように、内壁３３に形成されている。開口３ｂを形成するには、バンパーステイＳの外殻を切除すればよい。本実施形態の開口３ｂは、略矩形を呈しており、図３の（ｂ）に示すように、その大部分が三角形部Ｓ１に形成されている。なお、開口３ｂの位置、大きさ、形状等は、適宜変更しても差し支えない。

　バンパーステイＳには、作業用の欠損部３ｃ，３ｄが形成されている。図３の（ａ）にも示すように、一方の欠損部３ｃは、内壁３３に形成された長円形状の開口であり、他方の欠損部３ｄは、仕切壁３５に形成された矩形状の切欠きである。欠損部３ｃ，３ｄは、図３の（ｂ）に示すように、バンパーリインフォースメントＲの作業用開口１３ａ，１４ａからフランジＦのボルト挿通孔２ａを見通せるよう、ボルト挿通孔２ａの中心軸線上に位置している。欠損部３ｃ，３ｄを形成するには、バンパーステイＳのうち、ボルト挿通孔２ａの中心軸線と交差する部分を切除すればよい。ボルト挿通孔２ａの中心軸線上に欠損部３ｃ，３ｄを設けると、ボルトあるいはボルト締結用の工具を挿入し易くなるので、車体への取付作業が容易になる。なお、欠損部３ｃ，３ｄの大きさや形状等は、適宜変更しても差し支えない。

　なお、他のボルト挿通孔２ｂの中心軸線は、上リブ３６および下リブ３７の間を通過しており、バンパーステイＳの外殻や仕切壁３５と交差していないので、バンパーステイＳを切除せずとも、作業用開口１３ｂ，１４ｂからボルト挿通孔２ｂを見通すことができる。

　バンパーステイＳは、アルミニウム合金製の中空押出形材を利用して形成する。この中空押出形材は、図４と同様の断面形状を備えている。

　バンパーステイＳを製造する際には、まず、図５の（ａ）に示すように、中空押出形材３の一端側を第一切断線Ｃ１に沿って切断するとともに、中空押出形材３の他端側を第二切断線Ｃ２および第三切断線Ｃ３に沿って切断する。第一切断線Ｃ１と外壁３４とのなす角度θ１は、バンパーリインフォースメントＲの後面と外壁３４とのなす角度と等しい。第二切断線Ｃ２は、押出方向を法線とする平面に対して角度θ２で傾斜する直線である。角度θ２は、図２に示す仮想基準線Ｐの傾斜角度θと等しい。第三切断線Ｃ３は、第二切断線Ｃ２と交差する直線である。第二切断線Ｃ２と第三切断線Ｃ３とのなす角度θ３は、９０（deg）以上１８０（deg）未満である。

　中空押出形材３からブロック３０を切り出したら、図５の（ｂ）に示すように、ブロック３０の第一切断線Ｃ１側の端部を仕上線Ｃ４に沿って切除する。仕上線Ｃ４は、バンパーリインフォースメントＲの後面の形状と同じである。その後、ブロック３０の適所に、図３の（ａ）に示す凹部３ａ、開口３ｂおよび欠損部３ｃ，３ｄを形成すると、バンパーステイＳとなる。

　バンパーステイＳにフランジＦを接合する場合には、図３の（ｂ）に示すように、まず、バンパーステイＳの後端にフランジＦの前面を当接させ、その後、上壁３１、下壁３２、内壁３３および仕切壁３５の後端に沿って溶接を施せばよい。バンパーステイＳをフランジＦに接合すると、第一空間Ｈ１の後側の開口端がフランジＦによって閉塞される。なお、仕切壁３５のフェンダー側の側面は、外部に露出しているので、仕切壁３５とフランジＦとの溶接作業を簡易且つ迅速に行うことができる。

　バンパーステイＳをバンパーリインフォースメントＲに接合する場合には、外壁３４の前端を後プレート１４の側縁に一致させつつ、バンパーステイＳの前端をバンパーリインフォースメントＲの後面に当接させ、その後、上壁３１、下壁３２、内壁３３および外壁３４の前端に沿って溶接を施せばよい。バンパーステイＳをバンパーリインフォースメントＲに接合すると、第一空間Ｈ１および第二空間Ｈ２の前側の開口端がバンパーリインフォースメントＲによって閉塞される。なお、外壁３４の前端と後プレート１４の側縁とが揃っているので、外壁３４と後プレート１４との溶接作業を簡易且つ迅速に行うことができる。

　バンパーステイＳをサイドメンバＭに固定する場合には、フランジＦのサブプレート２２をサイドメンバＭの上面に載置しつつ、フランジＦのメインプレート２１をサイドメンバＭの前端面に当接させ、ボルト挿通孔２ａ～２ｄに挿入したボルトをサイドメンバＭに締着すればよい。

　次に、図６を参照して、フラットバリアに正面衝突した場合における衝突エネルギーの吸収過程を説明する。

　図６の（ａ）に示すバンパー構造に対して、正面側（車体前方）から衝突荷重Ｌが作用すると、図６の（ｂ）に示すように、まず、バンパーステイＳ，Ｓ間においてバンパーリインフォースメントＲの湾曲部分が直線状に伸ばされることで、衝突エネルギーが吸収される（ビーム曲げ過程）。なお、バンパーリインフォースメントＲに作用した衝突荷重は、バンパーステイＳによって受け止められるので、バンパーリインフォースメントＲには、バンパーステイＳからの反力が作用する。

　バンパーリインフォースメントＲの湾曲部分が直線状に伸ばされる際には、三角形部Ｓ１の凹部３ａおよび開口３ｂ（図３参照）の開口縁部に局所的な座屈（圧潰）が生じるものの、三角形部Ｓ１に座屈が集中する結果、バンパーステイＳ全体の圧潰が抑制されるので、バンパーステイＳは、ビーム曲げ過程中のバンパーリインフォースメントＲを安定して支持することができる。

　なお、衝突荷重Ｌの作用位置が上下にオフセットした場合でも、凹部３ａおよび開口３ｂの周囲に座屈が集中する結果、バンパーステイＳの座屈開始時期を遅らせることが可能となるので、少なくとも衝突の初期段階においては、バンパーリインフォースメントＲを安定的に支持することが可能になる。

　衝突荷重Ｌが大きい場合には、ビーム曲げ過程の途中から、バンパーステイＳに隣接した領域においてバンパーリインフォースメントＲの断面圧潰が進行し始める（ビーム圧潰過程）。ビーム圧潰過程では、バンパーステイＳ（特に仕切壁３５）がバンパーリインフォースメントＲの後面に減り込み、バンパーリインフォースメントＲが潰れることで衝突エネルギーを吸収する。なお、上プレート１１および下プレート１２は、蛇腹状に座屈変形する。

　ビーム圧潰過程がある程度進行すると、図６の（ｃ）に示すように、バンパーリインフォースメントＲに作用した衝突荷重Ｌのうち、押出方向に沿う方向の分力Ｌ１によって、バンパーステイＳに軸圧潰が発生するようになり、中空押出形材の押出方向と直交する方向の分力Ｌ２によって、バンパーステイＳに断面圧潰が発生するようになる（ステイ圧潰過程）。すなわち、ステイ圧潰過程では、図６の（ｄ）に示すように、バンパーステイＳに軸圧潰と断面圧潰とが生じることで衝突エネルギーを吸収する。

　このように、本実施形態のバンパー構造によれば、少なくとも正面衝突の場合においては、ビーム曲げ過程、ビーム圧潰過程およびステイ圧潰過程が順次進行するようになるので、支持力（サイドメンバＭに伝わる荷重）のピークも時間差をもって順次現れるようになる。

　しかも、本実施形態に係るバンパー構造によれば、バンパーステイＳの軸圧潰によるエネルギー吸収を期待できるので、「断面圧潰型」のバンパーステイ（押出方向が上下方向あるいは左右方向となるように配置されたバンパーステイ）に比べて、ステイ各部の薄肉化（バンパーステイの軽量化）を図ることが可能となり、さらには、バンパーステイＳの断面圧潰によるエネルギー吸収も期待できるので、「軸圧潰型」のバンパーステイ（押出方向が前後方向となるように配置されたバンパーステイ）に比べて、支持力のピークを低く抑えることができ、なおかつ、ピーク後における支持力の急低下を抑制することが可能となる。

　また、本実施形態に係るバンパー構造によれば、バンパーリインフォースメントＲの支点間距離が狭まるようになるので、バンパーステイＳ，Ｓ間におけるバンパーリインフォースメントＲの変形抵抗を維持したままバンパーリインフォースメントＲの薄肉化（軽量化）を図ることが可能となる。すなわち、押出方向が車両直進方向と一致するようにバンパーステイを配置すると、バンパーステイの内側縁は、図２の仮想線Ｑの位置となり、バンパーリインフォースメントＲの端部は、仮想線Ｑとの交点ｑ’まで支持されることになるが、押出方向が車両直進方向と一致しない本実施形態のバンパー構造では、バンパーステイＳが仮想線Ｑよりも中央線Ｃ側に張り出していて、バンパーステイＳの内側縁が仮想線Ｑよりも中央線Ｃ側の位置となるので、バンパーリインフォースメントＲの端部は、交点ｑ’よりも中央線Ｃに近い支持点ｑまで支持されるようになる。このように、バンパーステイＳによれば、仮想線Ｑから中央線Ｃ側に張り出す平面視三角形状の部分によっても、バンパーリインフォースメントＲが支持されるようになるので、バンパーリインフォースメントＲの支点間距離がサイドメンバＭ，Ｍの離間距離よりも小さくなる。また、バンパーステイＳがバンパーリインフォースメントＲと広範囲に接触するようになるので、バンパーリインフォースメントＲの圧潰範囲を増大させることが可能になり、ひいては、衝突エネルギーの吸収量を増大させることが可能となる。

　また、本実施形態に係るバンパー構造によれば、バンパーステイＳの外殻に座屈調整用の凹部３ａおよび開口３ｂを設けているので、座屈の開始位置をコントロールすることが可能になり、ひいては、圧潰パターンの再現性が高まる。また、凹部３ａおよび開口３ｂを設けると、これらを設けない場合に比べて、バンパーステイＳの剛性が低下するため、支持力のピークを抑えることが可能になる。

　また、フランジＦのボルト挿通孔２ａの中心軸線上においてバンパーステイＳに欠損部２ｃ，２ｄを形成しているので、ボルトあるいはボルト締結用の工具をバンパーステイＳに挿入し易くなり、ひいては、車体への取付作業が容易になる。

　本実施形態では、バンパーステイＳの外殻に凹部３ａおよび開口３ｂを設けた場合を例示したが、凹部３ａおよび開口３ｂの一方あるいは両方を省略してもよい。例えば、図７の（ａ）に示すバンパーステイＳでは、その外殻の三箇所（上壁３１，下壁３２および内壁３３）に座屈調整用の開口３ｂ，３ｂ，３ｂを形成している。開口３ｂ，３ｂ，３ｂは、いずれも、バンパーステイＳの三角形部Ｓ１（図２参照）に位置し、第一空間Ｈ１に通じている。

　また、本実施形態では、後加工にて形成した凹部３ａを例示したが、図７の（ｂ）に示す凹部３ａ’，３ａ’のように、押出成形によって形成してもよい。一方の凹部３ａ’は、上壁３１に形成されており、他方の凹部３ａ’は、下壁３２に形成されている。両凹部３ａ’，３ａ’は、内壁３３に隣接する位置に形成されており、かつ、押出方向に連続している。

　本実施形態においては、円弧状のバンパーリインフォースメントＲを例示したが、本発明に適用可能なバンパーリインフォースメントの形状を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、楕円弧や放物線をなすバンパーリインフォースメントのほか、曲率の異なる複数の円弧を組み合わせた形状や曲線と直線とを組み合わせた形状のバンパーリインフォースメント、さらには、直線部の両側に後方に向けて傾斜する傾斜部を具備するバンパーリインフォースメント（屈折部分を具備するバンパーリインフォースメント）を使用してもよい。

　また、図８の（ａ）に示すように、直線状を呈するバンパーリインフォースメントＲ’を使用しても差し支えない。バンパーリインフォースメントＲ’に組み合わされるバンパーステイＳ’は、前記のバンパーステイＳにおいて三角形部Ｓ１を省略した形状となる。なお、ビーム曲げ過程では、バンパーリインフォースメントＲ’のうち、左右のバンパーステイＳ’，Ｓ’の間の部分が車体側に凸となるように変形することで、衝突初期における衝突エネルギーが吸収されることになる。

　また、本実施形態では、バンパーステイＳを、サイドメンバＭからバンパーリインフォースメントＲに向かうに従って仮想基準線Ｐが中央線Ｃに近づくように配置した場合を例示したが（図２参照）、図７の（ｂ）に示すバンパーステイＳ”のように、サイドメンバＭからバンパーリインフォースメントＲに向かうに従って仮想基準線Ｐが中央線Ｃから遠ざかるように配置してもよい。

Ｍ　　サイドメンバ（車体）
Ｒ　　バンパーリインフォースメント
Ｆ　　フランジ
２ａ　ボルト挿通孔
Ｓ　　バンパーステイ
３　　中空押出形材
３ａ　凹部
３ｂ　開口
Ｘ　　横軸（車両幅方向）
Ｙ　　縦軸（車両直進方向）
Ｐ　　仮想基準線

Claims

　バンパーリインフォースメントと、
　車体と前記バンパーリインフォースメントとの間に介設される左右一対のバンパーステイと、を備えるバンパー構造であって、
　前記各バンパーステイは、中空押出形材からなり、かつ、前記各バンパーステイを上から見たときに、前記中空押出形材の押出方向が車両直進方向に斜交する方向となるように配置される、ことを特徴とするバンパー構造。
　前記中空押出形材の押出方向に延びる直線を仮想基準線としたとき、各バンパーステイは、前記車体から前記バンパーリインフォースメントに向かうに従って前記仮想基準線が車両幅方向中央に近づくように配置される、ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のバンパー構造。
　前記各バンパーステイの外殻に、凹部または開口が形成されている、ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のバンパー構造。
　前記バンパーステイの車体側の端部にフランジが設けられており、
　前記フランジには、ボルト挿通孔が形成されており、
　前記バンパーステイのうち、前記ボルト挿通孔の中心軸線と交差する部分が切除されている、ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のバンパー構造。
　中空押出形材からなるバンパーステイであって、上から見たときに、前記中空押出形材の押出方向が車両直進方向に斜交する方向となるように配置される、ことを特徴とするバンパーステイ。