WO2015080037A1 - 自動車用バンパー - Google Patents

Abstract

自動車用バンパーにおいて、比較的に高強度のフレーム（３６）と比較的に低強度のフレーム（３７）とを車幅方向内外に並置し、比較的に高強度のフレームおよび比較的に低強度のフレームの前端に繊維強化樹脂製のバンパービームエクステンション（１２）を固定し、その前端に繊維強化樹脂製のバンパービーム（１１）を固定する。バンパービームエクステンションは矩形状断面の比較的に高強度のフレームの延長線上に位置する仮想矩形状断面部（４０）を備え、仮想矩形状断面部は、比較的に高強度のフレームの四つの稜線（ａ１，ａ２）の延長線上に位置する各々二つの第１、第２稜線（ｃ１，ｃ２）を備え、かつ比較的に低強度のフレームの車幅方向内側の二つの稜線（ｂ）の延長線上に位置する二つの第３稜線（ｃ３）を備える。これにより繊維強化樹脂製のバンパービームエクステンションが衝突荷重で車幅方向外側に傾くのを防止してエネルギー吸収効果を高める。

Description

自動車用バンパー

　本発明は、前後方向に延びる比較的に高強度のフレームと、前後方向に延びる比較的に低強度のフレームとを車幅方向に左右一対並置し、前記比較的に高強度のフレームおよび前記比較的に低強度のフレームの前後方向外端に繊維強化樹脂で中空閉断面に構成したバンパービームエクステンションを固定し、左右一対の前記バンパービームエクステンションの前後方向外端に繊維強化樹脂で構成したバンパービームの車幅方向両端を固定した自動車用バンパーに関する。

　フロントサイドフレームの前端にバンパービームエクステンションを介して繊維強化樹脂製のバンパービームを支持するとともに、フロントサイドフレームの車幅方向外側に配置したロアメンバの前部をバンパービームエクステンションの車幅方向外面およびバンパービームの車幅方向外端に接続したものが、下記特許文献１により公知である。

　またアルミニウム押出材よりなるバンパービームの車幅方向外端に鋼板プレス製のバンパービームエクステンションを接続し、バンパービームエクステンションの後端を車幅方向内外に並置したフロントサイドフレームおよびアッパメンバの前端に接続したものが、下記特許文献２により公知である。

　また金属押出材よりなるバンパービーム（バンパーリインフォースメント）と、繊維強化樹脂製のバンパービームエクステンション（クラッシュボックス）とを金属板を挟んで結合することで、バンパービームからバンパービームエクステンションの先端部に荷重を均一に伝達できるようにしたものが、下記特許文献３により公知である。

　またアルミニウム押出材で構成した左右のバンパービームエクステンション（バンパーステイ）から前方かつ車幅方向内側に突出させた支持部材にアルミニウム押出材で構成したバンパービーム（バンパーリインフォースメント）を支持し、バンパービームの左右の支持部間の距離を短縮して前方から衝突荷重が入力したときにバンパービームに作用する曲げモーメントを低減することで、バンパービームの必要強度を低下させて軽量化を図るものが、下記特許文献４により公知である。

日本特開２０１３－５２８５６号公報 日本特開２０１２－８１８４４号公報 日本特開２００８－２２１９８７号公報 日本特開２００７－２６１４２７号公報

　ところで、前面衝突の衝突荷重がバンパービームからバンパービームエクステンションに伝達されたとき、バンパービームエクステンションが車幅方向に傾くと衝突エネルギーを効果的に吸収することが難しくなる。即ち、バンパービームエクステンションが内側フレーム（フロントサイドフレーム）および外側フレーム（ロアメンバやアッパメンバ）によって支持されている場合、一般に内側フレームは外側フレームよりも高強度であるため、衝突荷重により低強度の外側フレームが先に破壊してバンパービームエクステンションが車幅方向外側に傾いてしまい、衝突エネルギーの吸収効果が低下する問題がある。

　上記特許文献１に記載されたものは、外側フレーム（アッパメンバ）がバンパービームエクステンションの後端ではなく車幅方向外面に接続されているため、衝突荷重が入力したときにバンパービームからバンパービームエクステンションに効率的に荷重を伝達することができず、バンパービームエクステンションが充分なエネルギー吸収効果を発揮できない可能性がある。

　また上記特許文献２に記載されたものは、アルミニウム押出材よりなるバンパービームと、鋼板プレス製のバンパービームエクステンションとを用いているために軽量化に限界があり、繊維強化樹脂を用いた軽量化が必要である。

　また上記特許文献３に記載されたものは、バンパービームに衝突荷重が入力したとき、車幅方向両端部を一対のバンパービームエクステンションに支持されたバンパービームは後方に曲げ変形して衝突エネルギーを吸収するが、バンパービームとバンパービームエクステンションとが金属板を挟んで一定角度を成すように強固に結合されているため、衝突荷重が入力したときにバンパービームの車幅方向中間部が後方に曲げ変形するのが阻害され、バンパービームがバンパービームエクステンションとの結合部で後方に折れ曲がってしまい、バンパービームの曲げ変形による衝突エネルギーの吸収効果が有効に発揮されない可能性がある。

　また上記特許文献４に記載されたものは、バンパービームおよびバンパービームエクステンションが金属製であるために軽量化に限界があり、更なる軽量化を図るためにはバンパービームおよびバンパービームエクステンションを繊維強化樹脂製とする必要がある。

　以上のことから、自動車用バンパーを軽量化しながら衝突時のエネルギー吸収性能を確保するには、バンパービームおよびバンパービームエクステンションを繊維強化樹脂製とすることが望ましいが、繊維強化樹脂は金属よりも破断伸びが小さいため、衝突荷重によりバンパービームに大きな曲げモーメントが作用すると破断してしまい、バンパービームの曲げ変形による安定したエネルギー吸収効果が期待できなくなる可能性がある。

　本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、繊維強化樹脂製のバンパービームエクステンションが衝突荷重で車幅方向外側に傾くのを防止して、バンパービームエクステンションに支持された繊維強化樹脂製のバンパービームの曲げ変形を可能にし、バンパービームに作用する曲げモーメントを低減して、軽量化およびエネルギー吸収効果を両立させることを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明によれば、前後方向に延びる比較的に高強度のフレームと、前後方向に延びる比較的に低強度のフレームとを車幅方向に左右一対並置し、前記比較的に高強度のフレームおよび前記比較的に低強度のフレームの前後方向外端に繊維強化樹脂で中空閉断面に構成したバンパービームエクステンションを固定し、左右一対の前記バンパービームエクステンションの前後方向外端に繊維強化樹脂で構成したバンパービームの車幅方向両端を固定した自動車用バンパーであって、前記バンパービームエクステンションは矩形状断面の前記比較的に高強度のフレームの延長線上に位置する仮想矩形状断面部を備え、前記仮想矩形状断面部は、前記比較的に高強度のフレームの車幅方向内側の上下２個の稜線の延長線上に位置する二つの第１稜線と、前記比較的に高強度のフレームの車幅方向外側の上下２個の稜線の延長線上に位置する二つの第２稜線とを備え、かつ前記バンパービームエクステンションは矩形状断面の前記比較的に低強度のフレームの車幅方向前記比較的に高強度のフレーム側の上下２個の稜線の延長線上に位置する二つの第３稜線を備えることを第１の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記バンパービームエクステンションは、コ字状断面を有する上部部材および下部部材の本体部を車幅方向内外の側部フランジで締結して構成され、前記上部部材および前記下部部材の本体部の上下のバンパービーム取付部を前記バンパービームの上壁および下壁にそれぞれ接続したことを第２の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第２の特徴に加えて、前記バンパービームエクステンションは、前記第１稜線および前記第２稜線に挟まれた前記本体部の上壁および下壁に前後方向に延びる少なくとも１本の補強リブを備え、前記第１稜線、前記第２稜線および前記補強リブは車幅方向に等間隔で配置されることを第３の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第２の特徴に加えて、前記バンパービームエクステンションは連続繊維が少なくとも車幅方向に配向された連続繊維強化樹脂シートを含み、前記上部部材および前記下部部材は円弧状断面を有して前後方向に延びる溝部を備えることを第４の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第２の特徴に加えて、車幅方向内側の前記側部フランジを締結する締結部材は、車幅方向外側の前記側部フランジを締結する締結部材よりも前後方向内側に配置されることを第５の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第２の特徴に加えて、前記バンパービームエクステンションは連続繊維を含む連続繊維強化樹脂シートおよび不連続繊維を含む不連続繊維強化樹脂シートを積層状態で熱プレスして構成され、前記側部フランジは前記連続繊維強化樹脂シートを含む部分で締結部材により締結されることを第６の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第２の特徴に加えて、前記バンパービームエクステンションのバンパービーム取付部を、前記バンパービームの上壁および下壁に機械結合したことを第７の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第２の特徴に加えて、前記バンパービームエクステンションは、車幅方向内側の前記接合フランジを車幅方向内側に延長した延長部を備えることを第８の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第２の特徴に加えて、前記バンパービーム取付部は前記バンパービームの車幅方向外端を前後方向外側から係止する係止壁を備えることを第９の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記バンパービームエクステンションは、内側の連続繊維強化樹脂シートの外側に不連続繊維強化樹脂シートを積層した前後方向に延びる筒状閉断面の本体部と、前記本体部の不連続繊維強化樹脂シートの前後方向外端を前記バンパービームに向けて延出した上下のバンパービーム取付部とを備え、前記上下のバンパービーム取付部を前記バンパービームの上面および下面に結合したことを第１０の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第１０の特徴に加えて、前記上下のバンパービーム取付部を不連続繊維強化樹脂シートよりなる前記バンパービームの上面および下面に振動溶着したことを第１１の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第１０または第１１の特徴に加えて、前記バンパービームエクステンションは前記比較的に高強度のフレームの前端に設けたバックプレートに結合される取付フランジを備え、前記本体部の連続繊維強化樹脂シートおよび不連続繊維強化樹脂シートは積層状態で前記バンパービームエクステンションの前後方向内端まで延び、そこから前記不連続繊維強化樹脂シートだけが直角に折れ曲がって前記取付フランジを構成することを第１２の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第１０～第１２の何れか１つの特徴に加えて、前記バンパービームエクステンションはコ字状断面を有する上部部材および下部部材の車幅方向内外に設けた側部フランジどうしを結合して構成され、結合された前記側部フランジの少なくとも一方に車幅方向端部に相互に離反する方向に直角に折れ曲がる折り返し部を形成したことを第１３の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第１３の特徴に加えて、前記本体部の連続繊維強化樹脂シートおよび不連続繊維強化樹脂シートは積層状態で前記側部フランジの車幅方向端部まで延び、そこから前記不連続繊維強化樹脂シートだけが直角に折れ曲がって前記折り返し部を構成することを第１４の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　また本発明によれば、前記第７の特徴に加えて、前記バンパービーム取付部は前記バンパービームを固定する締結部材が貫通する固定孔を備え、前記固定孔は前後方向に延びる長孔で構成されることを第１５の特徴とする自動車用バンパーが提案される。

　尚、実施の形態のリベット３４、３５は本発明の締結部材に対応し、実施の形態のフロントサイドフレーム３６は本発明の比較的に高強度のフレームに対応し、実施の形態のロアメンバ３７は本発明の比較的に低強度のフレームに対応する。

　本発明の第１の特徴によれば、自動車用バンパーは、前後方向に延びる比較的に高強度のフレームと、前後方向に延びる比較的に低強度のフレームとを車幅方向内外に並置し、比較的に高強度のフレームおよび比較的に低強度のフレームの前後方向外端に繊維強化樹脂で中空閉断面に構成したバンパービームエクステンションを固定し、左右一対のバンパービームエクステンションの前後方向外端に繊維強化樹脂で構成したバンパービームの車幅方向両端を固定して構成される。

　バンパービームエクステンションは矩形状断面の比較的に高強度のフレームの延長線上に位置する仮想矩形状断面部を備え、仮想矩形状断面部は、比較的に高強度のフレームの車幅方向内側の上下２個の稜線の延長線上に位置する二つの第１稜線と、比較的に高強度のフレームの車幅方向外側の上下２個の稜線の延長線上に位置する二つの第２稜線とを備え、かつバンパービームエクステンションは矩形状断面の比較的に低強度のフレームの前記比較的に高強度のフレーム側の上下２個の稜線の延長線上に位置する二つの第３稜線を備えるので、バンパービームからバンパービームエクステンションに伝達された衝突荷重のうち、バンパービームエクステンションの仮想矩形状断面部の二つの第１稜線および二つの第２稜線から比較的に高強度のフレームに伝達される荷重量が大きくなり、かつバンパービームエクステンションの二つの第３稜線から比較的に低強度のフレームに伝達される荷重量が小さくなってバンパービームエクステンションの傾きが防止され、車幅方向に隣接する比較的に高強度のフレームおよび比較的に低強度のフレームに掛け渡したバンパービームエクステンションの安定した圧壊を可能にして衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　また本発明の第２の特徴によれば、バンパービームエクステンションは、コ字状断面を有する上部部材および下部部材の本体部を車幅方向内外の側部フランジで締結して構成され、上部部材および下部部材の上下のバンパービーム取付部をバンパービームの上壁および下壁にそれぞれ接続したので、バンパービームエクステンションの強度をバンパービーム取付部から本体部に向けて漸増させ、バンパービームから衝突荷重が入力したときにバンパービームエクステンションの荷重が急激に上昇するのを防止することで、バンパービームエクステンションを内側に向けて順次圧壊して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　また本発明の第３の特徴によれば、バンパービームエクステンションは、第１稜線および第２稜線に挟まれた本体部の上壁および下壁に前後方向に延びる少なくとも１本の補強リブを備え、第１稜線、第２稜線および補強リブは車幅方向に等間隔で配置されるので、バンパービームエクステンションの面剛性を車幅方向に均一化し、衝突荷重の入力時にバンパービームエクステンションを前後方向外側から内側に順次圧壊して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　また本発明の第４の特徴によれば、バンパービームエクステンションは連続繊維が少なくとも車幅方向に配向された連続繊維強化樹脂シートを含み、上部部材および下部部材は円弧状断面を有して前後方向に延びる溝部を備えるので、溝部によりバンパービームエクステンションの強度を高めて衝突エネルギーの吸収効果を高めるとともに、成形時に円弧状断面の溝部の連続繊維に加わる引張荷重を四角形断面の溝部に比べて低下させることで、連続繊維の破断を防止してバンパービームエクステンションの強度を確保することができる。

　また本発明の第５の特徴によれば、車幅方向内側の側部フランジを締結する締結部材は、車幅方向外側の側部フランジを締結する締結部材よりも前後方向内側に配置されるので、バンパービームエクステンションの車幅方向内側部分の強度を低下させ、衝突荷重の入力時にバンパービームの曲げ変形を許容して衝突エネルギーの吸収効果を高めるとともに、バンパービームエクステンションの車幅方向内外を前後方向に均一に圧壊して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　また本発明の第６の特徴によれば、バンパービームエクステンションは連続繊維を含む連続繊維強化樹脂シートおよび不連続繊維を含む不連続繊維強化樹脂シートを積層状態で熱プレスして構成され、側部フランジは連続繊維強化樹脂シートを含む部分で締結部材により締結されるので、締結部材の周囲で側部フランジが破断するのを破断強度の高い連続繊維強化樹脂シートで阻止することで、バンパービームエクステンションの上部部材および下部部材が分離するのを防止することができる。

　また本発明の第７の特徴によれば、バンパービームエクステンションのバンパービーム取付部を、バンパービームの上壁および下壁に機械結合したので、結合強度の向上および組付性の向上が可能となる。

　また本発明の第８の特徴によれば、バンパービームエクステンションは、車幅方向内側の接合フランジを車幅方向内側に延長した延長部を備えるので、延長部を車幅方向内側に張り出した分だけバンパービームの変形中心を車幅方向内側に移動させることが可能となり、バンパービームの変形中心から衝突荷重の入力点までの距離を短くしてバンパービームに作用する最大曲げモーメントを低減することができる。

　また本発明の第９の特徴によれば、バンパービーム取付部はバンパービームの車幅方向外端を前後方向外側から係止する係止壁を備えるので、車両の衝突時にバンパービームの変形中心よりも車幅方向外側部分が前後方向外側に移動したとき、その移動を係止壁で阻止してバンパービームからバンパービームエクステンションに衝突荷重を効率的に伝達することで、バンパービームエクステンションの前後方向の圧壊を促進してエネルギー吸収量を増加させることができる。

　また本発明の第１０の特徴によれば、一対の繊維強化樹脂製のバンパービームエクステンションの前後方向外端に繊維強化樹脂製のバンパービームの車幅方向両端が固定される。バンパービームエクステンションは、内側の連続繊維強化樹脂シートの外側に不連続繊維強化樹脂シートを積層した前後方向に延びる筒状閉断面の本体部と、本体部の不連続繊維強化樹脂シートの前後方向外端をバンパービームに向けて延出した上下のバンパービーム取付部とを備え、上下のバンパービーム取付部をバンパービームの上面および下面に結合したので、バンパービームに入力した衝突荷重がバンパービームエクステンションに伝達されるとき、連続繊維強化樹脂シートに比べて剛性が低い不連続繊維強化樹脂シートよりなるバンパービーム取付部が変形することで、バンパービームの曲げ変形を許容して衝突エネルギーの吸収効果を高めるとともに、バンパービームの局部的な変形による破壊を回避することができる。そして最終的にバンパービームエクステンションの本体部の連続繊維強化樹脂シートがバンパービームからの衝突荷重を支持することで、バンパービームエクステンションが前後方向に圧壊して衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。

　また本発明の第１１の特徴によれば、上下のバンパービーム取付部を不連続繊維強化樹脂シートよりなるバンパービームの上面および下面に振動溶着したので、不連続繊維強化樹脂シートどうしの溶着により結合強度が向上するだけでなく、リベット等の機械結合手段が不要になって部品点数が削減される。

　また本発明の第１２の特徴によれば、バンパービームエクステンションはフロントサイドフレームの前端に設けたバックプレートに結合される取付フランジを備え、本体部の連続繊維強化樹脂シートおよび不連続繊維強化樹脂シートは積層状態でバンパービームエクステンションの前後方向内端まで延び、そこから不連続繊維強化樹脂シートだけが直角に折れ曲がって取付フランジを構成するので、本体部に連続する取付フランジの付け根部が湾曲している場合に比べて、取付フランジの付け根部の強度を高めることが可能となり、衝突荷重の入力時にバンパービームエクステンションの傾きを防止して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。しかもバンパービームエクステンションの成形時に、取付フランジに向かって流れる不連続繊維強化樹脂シートにより連続繊維強化樹脂シートの連続繊維に張力を与え、連続繊維強化樹脂シートの連続繊維の撓みを除去することができる。

　また本発明の第１３の特徴によれば、バンパービームエクステンションはコ字状断面を有する上部部材および下部部材の車幅方向内外に設けた側部フランジどうしを結合して構成され、結合された側部フランジの車幅方向端部に相互に離反する方向に直角に折れ曲がる折り返し部を形成したので、側部フランジの車幅方向端部から折り返し部が湾曲しながら延びる場合に比べて、折り返し部による側部フランジの補強効果を高め、衝突荷重の入力時にバンパービームエクステンションが側部フランジの部分で口開き変形して衝突エネルギーの吸収効果が損なわれるのを防止することができる。

　また本発明の第１４の特徴によれば、本体部の連続繊維強化樹脂シートおよび不連続繊維強化樹脂シートは積層状態で側部フランジの車幅方向端部まで延び、そこから不連続繊維強化樹脂シートだけが直角に折れ曲がって折り返し部を構成するので、折り返し部により側部フランジの補強効果を一層高めることができる。しかもバンパービームエクステンションの成形時に、折り返し部に向かって流れる不連続繊維強化樹脂シートにより連続繊維強化樹脂シートの連続繊維に張力を与え、連続繊維強化樹脂シートの連続繊維の撓みを除去することができる。

　また本発明の第１５の特徴によれば、バンパービーム取付部はバンパービームを固定する締結部材が貫通する固定孔を備え、固定孔は前後方向に延びる長孔で構成されるので、車両の衝突によりバンパービームに曲げモーメントが作用したときに、締結部材がバンパービームの曲げ変形を過度に阻害するのを一層確実に防止することができる。

図１はバンパービームおよびバンパービームエクステンションの斜視図である。（第１の実施の形態） 図２は図１の２方向矢視図である。（第１の実施の形態） 図３は図１の３方向拡大矢視図である。（第１の実施の形態） 図４は図３の４－４線拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図５は図３の５－５線拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図６は図３の６－６線拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図７は図３の７－７線拡大断面図である。（第１の実施の形態） 図８はバンパービームエクステンションの断面図である。（第１の実施の形態） 図９はバンパービームを成形する金型の断面図である。（第１の実施の形態） 図１０はバンパービームエクステンションを成形する金型の断面図である。（第１の実施の形態） 図１１はバンパービームおよびバンパービームエクステンションの斜視図である。（第２の実施の形態） 図１２は図１１の１２方向矢視図である。（第２の実施の形態） 図１３は図１１の１３方向拡大矢視図である。（第２の実施の形態） 図１４は図１３の１４－１４線拡大断面図である。（第２の実施の形態） 図１５は図１３の１５－１５線拡大断面図である。（第２の実施の形態） 図１６は図１３の１６－１６線拡大断面図である。（第２の実施の形態） 図１７はバンパービームエクステンションの断面図である。（第２の実施の形態） 図１８はバンパービームエクステンションを成形する金型の断面図である。（第２の実施の形態） 図１９は図１５に対応する図である。（第３の実施の形態） 図２０はバンパービームおよびバンパービームエクステンションの斜視図である。（第４の実施の形態） 図２１は図２０の２１方向矢視図である。（第４の実施の形態） 図２２は図２１の２２－２２線拡大断面図である。（第４の実施の形態） 図２３は図２１の２３－２３線拡大断面図である。（第４の実施の形態） 図２４は図２１の２４－２４線拡大断面図である。（第４の実施の形態）

１１　　　　バンパービーム
１２　　　　バンパービームエクステンション
１４　　　　底壁
１４ｂ　　　上壁
１４ｃ　　　下壁
１６　　　　不連続繊維強化樹脂シート
１７　　　　連続繊維強化樹脂シート
１８　　　　不連続繊維強化樹脂シート
３３Ｕ　　　上部部材
３３Ｌ　　　下部部材
３３ａ　　　本体部
３３ｂ　　　側部フランジ
３３ｃ　　　側部フランジ
３３ｄ　　　延長部
３３ｅ　　　バンパービーム取付部
３３ｇ　　　係止壁
３３ｉ　　　補強リブ
３３ｊ　　　溝部
３３ｋ　　　取付フランジ
３３ｍ　　　折り返し部
３３ｎ　　　折り返し部
３３ｏ　　　固定孔
３４　　　　リベット（締結部材）
３５　　　　リベット（締結部材）
３６　　　　フロントサイドフレーム（比較的に高強度のフレーム）
３７　　　　ロアメンバ（比較的に低強度のフレーム）
４０　　　　仮想矩形状断面部
４１　　　　バックプレート
ａ１　　　　稜線
ａ２　　　　稜線
ｂ　　　　　稜線
ｃ１　　　　第１稜線
ｃ２　　　　第２稜線
ｃ３　　　　第３稜線

　添付図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。尚、本明細書において前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。

第１の実施の形態

　先ず、図１～図１０に基づいて本発明の第１の実施の形態から説明する。

　図１～図３に示すように、自動車の車体前部に繊維強化樹脂製のバンパービーム１１が車幅方向に配置されており、バンパービーム１１の車幅方向両端部が繊維強化樹脂製の左右一対のバンパービームエクステンション１２，１２の前端に支持される。前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム３６，３６の車幅方向外側に、前後方向に延びる左右一対のロアメンバ３７，３７が並置されており、車幅方向内側のフロントサイドフレーム３６および車幅方向外側のロアメンバ３７の前端にバンパービームエクステンション１２の後端が支持される。本実施の形態では、フロントサイドフレーム３６が金属製であり、ロアメンバ３７が繊維強化樹脂製であるが、その材質は任意である。

　バンパービーム１１は、前方に向けて開放するＵ字状断面の上ビーム部１４Ｕおよび下ビーム部１４Ｌを上下に結合したＷ字状断面の部材であり、上ビーム部１４Ｕおよび下ビーム部１４Ｌは、後端に位置する底壁１４ａと、底壁１４ａの上端から前方に延びる上壁１４ｂと、底壁１４ａの下端から前方に延びる下壁１４ｃと、上ビーム部１４Ｕの上壁１４ｂの前端から上方に延びる上部フランジ１４ｄと、下ビーム部１４Ｌの下壁１４ｃの前端から下方に延びる下部フランジ１４ｅと、上ビーム部１４Ｕの下壁１４ｃおよび下ビーム部１４Ｌの上壁１４ｂを上下方向に接続する中間フランジ１４ｆとを備える。

　またバンパービーム１１の上ビーム部１４Ｕおよび下ビーム部１４Ｌの車幅方向外端寄りの位置には、それぞれ上壁１４ｂ、底壁１４ａおよび下壁１４ｃを接続するように上下方向かつ前後方向に延びる２枚の縦リブ１４ｊ，１４ｊが形成されるとともに、上ビーム部１４Ｕおよび下ビーム部１４Ｌの車幅方向外端には、それぞれ上壁１４ｂ、底壁１４ａおよび下壁１４ｃを接続するように上下方向かつ前後方向に延びる１枚の端壁１４ｋが形成される。尚、バンパービーム１１の車幅方向内側の縦リブ１４ｊ…から端壁１４ｋ…までの間には、上部フランジ１４ｄおよび下部フランジ１４ｅは形成されていない（図１参照）。

　図２に示すように、上記構成を備えたバンパービーム１１は、車幅方向中央の所定範囲において前方に向けて凹状に湾曲する中央湾曲部Ａと、中央湾曲部Ａの車幅方向両側において前方に向けて凸状に湾曲する一対の左右湾曲部Ｂ，Ｂとからなり、左右湾曲部Ｂは、車幅方向外側に位置してバンパービームエクステンション１２に接続されるバンパービームエクステンション接続部Ｂ１と、車幅方向内側に位置してバンパービーム１１のうちで前方に最も突出する荷重入力部Ｂ２とを備える。

　図４に示すように、バンパービーム１１は、後面側に位置する連続繊維強化樹脂シート１５と、前面側に位置する不連続繊維強化樹脂シート１６とを２層に積層して構成される。連続繊維強化樹脂シート１５は、車幅方向に配向したガラス連続繊維と、それと直交する上下方向あるいは前後方向に配向したガラス連続繊維とよりなる織布をナイロン樹脂で固めたものであり、不連続繊維強化樹脂シート１６は、ランダムに配向されて相互に絡み合うガラス不連続繊維をナイロン樹脂で固めたものである。

　図９に示すように、バンパービーム１１をプレス成形する金型２１は、連続繊維強化樹脂シート１５の後面を成形する凹状のキャビティ２２ａ，２２ａを有する雌型２２と、不連続繊維強化樹脂シート１６の前面を成形する凸状のコア２３ａ，２３ａを有する雄型２３とからなり、コア２３ａ，２３ａには縦リブ１４ｊ…および端壁１４ｋ…を成形するための溝２３ｂ…が形成される。金型２１を型開きした状態で、雌型２２のキャビティ２２ａ，２２ａおよび雄型２３のコア２３ａ，２３ａ間に、連続繊維プリプレグ１５′と不連続繊維プリプレグ１６′とが予備加熱した状態で配置される。

　プリプレグは、カーボンファイバー、グラスファイバー、アラミドファイバー等の連続繊維よりなる平織や綾織などの織布やＵＤ（連続繊維を一方向に引き揃えたシート）、あるいは不連続繊維のマットを補強材とし、それに半硬化の熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂やポリエステル樹脂等）、あるいは熱可塑性樹脂（ナイロン６やポリプロピレン等の）を含浸させたもので、金型の形状になじむ柔軟性を有している。熱硬化性樹脂の場合、複数枚のプリプレグを積層状態で金型内に挿入して圧力を加えながら例えば１３０°Ｃ程度に加熱すると、熱硬化性樹脂が硬化して繊維強化樹脂製品が得られる。本実施の形態の可塑性樹脂の場合、予備加熱した複数枚のプリプレグを積層状態で金型内に挿入して加圧成形し、その後冷却すると繊維強化樹脂製品が得られる。

　本実施の形態では、連続繊維プリプレグ１５′の補強材は、ガラス連続繊維を相互に直交する方向に配向した織布であり、不連続繊維プリプレグ１６′の補強材は、ランダム配向した繊維長が３０ｍｍ程度の長繊維からなるガラス不連続繊維の不織布である。

　従って、雌型２２および雄型２３を型締めすると、連続繊維プリプレグ１５′が雌型２２のキャビティ２２ａ，２２ａと雄型２３のコア２３ａ，２３ａとによってプレスされ、Ｗ字状断面を有するバンパービーム１１の後面が成形される。このとき、不連続繊維プリプレグ１６′は容易に変形可能であるため、連続繊維プリプレグ１５′と雄型２３のコア２３ａ，２３ａとによって挟まれた不連続繊維プリプレグ１６′は、連続繊維プリプレグ１５′の前面に沿って薄い膜状に積層されるとともに、コア２３ａ，２３ａの溝２３ｂ…内に流入して縦リブ１４ｊ…および端壁１４ｋ…を同時に成形する。そして金型２１から取り出したバンパービーム１１の外周にはみ出した余剰部分を切断することで、バンパービーム１１を完成する。

　図１、図３および図５～図７に示すように、バンパービームエクステンション１２は上下対称な形状を有する上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌを備え、上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌのコ字状断面を有する本体部３３ａ，３３ａを、それらの車幅方向外端に形成した側部フランジ３３ｂ，３３ｂおよび車幅方向内端に形成した側部フランジ３３ｃ，３３ｃで重ね合わせてリベット３４…で一体に結合することで、前後方向に貫通するボックス状の閉断面に構成される。車幅方向内側の側部フランジ３３ｃ，３３ｃを締結する２本のリベット３４のうちの最前端のものは、車幅方向外側の側部フランジ３３ｂ，３３ｂを締結する３本のリベット３４…のうちの最前端のものよりも、後方に位置している。（図３参照）
　また車幅方向内側の側部フランジ３３ｃ，３３ｃの前端から車幅方向内側に向けて三角形状の延長部３３ｄ，３３ｄが張り出しており、本体部３３ａ，３３ａの前端から延長部３３ｄ，３３ｄの前端に跨がるようにバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅが形成される。上部部材３３Ｕのバンパービーム取付部３３ｅは、本体部３３ａから段部３３ｈにより上方に立ち上がった後に前方に延び、前方に延びる部分がバンパービーム１１の上ビーム部１４Ｕの上壁１４ｂの上面に重ね合わされ、４本のリベット３５…で固定される。同様に下部部材３３Ｌのバンパービーム取付部３３ｅは、本体部３３ａから段部３３ｈにより下方に立ち下がった後に前方に延び、前方に延びる部分がバンパービーム１１の下ビーム部１４Ｌの下壁１４ｃの下面に重ね合わされ、４本のリベット３５…で固定される。

　延長部３３ｄの前側に連なるバンパービーム取付部３３ｅの前縁には、後方に向けてＵ字状に切り欠かれた切欠き３３ｆが形成される。また本体部３３ａの前側に連なるバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅの車幅方向外端に、バンパービーム１１の車幅方向外端を前方から覆う係止壁３３ｇ，３３ｇが形成される。上部部材３３Ｕの本体部３３ａおよびバンパービーム取付部３３ｅの上面には前後方向に延びる３本の補強リブ３３ｉ…が形成され、本体部３３ａの上面には下向きに円弧状に凹む１本の溝部３３ｊが形成される。同様に、下部部材３３Ｌの本体部３３ａおよびバンパービーム取付部３３ｅの下面には前後方向に延びる３本の補強リブ３３ｉ…が形成され、本体部３３ａの下面には上向きに円弧状に凹む１本の溝部３３ｊが形成される。

　バンパービーム１１の底壁１４ａ，１４ａと、その後方に臨むバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅの段部３３ｈ，３３ｈとの間には、前後方向の隙間αが形成される（図３および図６参照）。隙間αの大きさは車幅方向外側から内側に向けて次第に増加する。

　フロントサイドフレーム３６は矩形状の閉断面を有する部材であり、その前端に設けた取付フランジ３６ａが、バンパービームエクステンション１２の上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの後端に設けた取付フランジ３３ｋ，３３ｋに４本のボルト３８…で締結される。ロアメンバ３７は矩形状の閉断面を有する部材であり、その前端に設けた取付フランジ３７ａが上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの取付フランジ３３ｋ，３３ｋに２本のボルト３９…で締結される。

　前後方向に見たとき、バンパービームエクステンション１２の溝部３３ｊ，３３ｊよりも車幅方向内側には、フロントサイドフレーム３６の矩形状の閉断面に略重なる仮想矩形状断面部４０が存在する（図５参照）。仮想矩形状断面部４０は、フロントサイドフレーム３６の車幅方向内側の上下２個の稜線ａ１，ａ１の略延長線上に位置する二つの第１稜線ｃ１，ｃ１と、前記フロントサイドフレーム３６の車幅方向外側の上下２個の稜線ａ２，ａ２の略延長線上に位置する二つの第２稜線ｃ２，ｃ２とを備え、かつバンパービームエクステンション１２はロアメンバ３７の車幅方向内側の上下２個の稜線ｂ，ｂの略延長線上に位置する二つの第３稜線ｃ３，ｃ３を備える。

　バンパービームエクステンション１２の第１稜線ｃ１および第２稜線ｃ２間には２本の補強リブ３３ｉ，３３ｉが平行に配置されるが、それらの第１稜線ｃ１、第２稜線ｃ２および２本の補強リブ３３ｉ，３３ｉの車幅方向の等しくなるように設定される（図５参照）。またバンパービーム１１の車幅方向内側の縦リブ１４ｊ，１４ｊは第１稜線ｃ１の延長線上に配置され、バンパービーム１１の車幅方向外側の縦リブ１４ｊ，１４ｊは第２稜線ｃ２の延長線上に配置される。

　図８に示すように、上記構成を備えた上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌは、その径方向内側部分が連続繊維強化樹脂シート１７で構成され、その径方向外側部分が不連続繊維強化樹脂シート１８で構成される。

　図１０に示すように、バンパービームエクステンション１２の上部部材３３Ｕあるいは下部部材３３Ｌをプレス成形する金型２４は、バンパービームエクステンション１２の内面側に位置する連続繊維強化樹脂シート１７を成形する凸状のコア２５ａを有する雄型２５と、バンパービームエクステンション１２の外面側に位置する不連続繊維強化樹脂シート１８を成形する凹状のキャビティ２６ａを有する雌型２６とからなり、キャビティ２６ａには補強リブ３３ｉ…を成形するための溝２６ｂ…と、溝部３３ｊを成形するための凸部２６ｃとが形成され、コア２５ａには溝部３３ｊを成形するための凹部２５ｂが形成される。そして雌型２６のキャビティ２６ａおよび雄型２５のコア２５ａ間に、不連続繊維プリプレグ１８′と連続繊維プリプレグ１７′とを挟持してプレスすることで、上述したバンパービーム１１の場合と同様にしてバンパービームエクステンション１２の上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌが成形される。

　このとき、上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの補強リブ３３ｉ…は、成形性の良い不連続繊維プリプレグ１８′により容易に成形される。

　次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

　自車のバンパービームが他車のバンパービームに前面衝突したような場合、単純に前方に凸に湾曲している従来のバンパービームは、そのバンパービームの車幅方向中央の１点に衝突荷重が集中的に入力するため、バンパービーム１１の車幅方向中央部に大きな曲げモーメントが作用し、バンパービームがバンパービームエクステンションに固定された部分と衝突荷重の入力点との間の領域がＳ字状に湾曲するように捩じり（剪断）変形してしまい、Ｗ字状断面のバンパービームが口開きして容易に破壊する可能性がある。

　それに対し、図２に示すように、本実施の形態のバンパービーム１１は前方に向けて凹状に湾曲する中央湾曲部Ａを備えるため、中央湾曲部Ａの車幅方向両側の一対の荷重入力部Ｂ２，Ｂ２の先端が他車のバンパービームに衝突し、一対の荷重入力部Ｂ２，Ｂ２の先端の２点に衝突荷重Ｆが集中的に入力する。その結果、バンパービーム１１に作用する曲げモーメントの最大値が低減するだけでなく、中央湾曲部Ａを含む一対の荷重入力部Ｂ２，Ｂ２の先端（荷重Ｆの入力点）に挟まれた領域に引張荷重が作用し、バンパービームエクステンション接続部Ｂ１，Ｂ１に圧縮荷重が作用し、バンパービームエクステンション接続部Ｂ１，Ｂ１と荷重入力部Ｂ２，Ｂ２の先端とに挟まれた狭い領域だけが捩じり（剪断）変形することになり、捩じり変形によるバンパービーム１１の口開きが抑制されて破壊強度が高められる。

　またバンパービーム１１に前方からの衝突荷重が入力すると、左右の変形中心間のバンパービーム１１が後方に湾曲するように変形するため（図２の鎖線参照）、バンパービーム１１の後面側に引張荷重が作用し、バンパービーム１１の前面側に圧縮荷重が作用する（図４参照）。

　本実施の形態によれば、引張荷重が作用するバンパービーム１１の後面側が引張荷重に強い連続繊維強化樹脂シート１５で構成されており、その連続繊維強化樹脂シート１５の相互に直交する方向に配向された連続繊維のうち、特に車幅方向に配向された連続繊維が引張荷重に抵抗することで、バンパービーム１１の軽量化を図りながら曲げ変形に対する強度を高めて衝突エネルギーの吸収性能を向上させることができる。

　また本実施の形態によれば、圧縮荷重が作用するバンパービーム１１の前面側が圧縮荷重に強い不連続繊維強化樹脂シート１６で構成されており、ランダムに配向されて絡み合った不連続繊維が圧縮荷重に抵抗することで、バンパービーム１１の軽量化を図りながら曲げ変形に対する強度を高めて衝突エネルギーの吸収性能をより一層向上させることができる。

　ところで、図２に示すように、バンパービーム１１に衝突荷重Ｆが入力したとき、バンパービーム１１に作用する曲げモーメントは衝突荷重Ｆの入力点から車幅方向外側に向かって次第に減少することでバンパービーム１１の変形中心において最小値となり、そこから車幅方向外側に向かって次第に増加する。図３の曲げモーメント図から明らかなように、衝突荷重Ｆの入力点には最も大きな曲げモーメントＭが作用し、この最大曲げモーメントＭはバンパービーム１１の変形中心から衝突荷重Ｆの入力点までの距離Ｌに比例して増加するため、最大曲げモーメントＭを低減するには、バンパービーム１１の変形中心を車幅方向内側に移動させることが望ましい。

　本実施の形態によれば、バンパービームエクステンション１２にバンパービーム１１を支持する部分において、バンパービームエクステンション１２の本体部３３ａ，３３ａから延長部３３ｄ，３３ｄを車幅方向内側に張り出し、本体部３３ａ，３３ａおよび延長部３３ｄ，３３ｄに跨がるように形成したバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅをバンパービーム１１にリベット３５…で固定したので、延長部３３ｄ，３３ｄを車幅方向内側に張り出した分だけバンパービーム１１の変形中心を車幅方向内側に移動させることが可能となり、バンパービーム１１の変形中心から衝突荷重Ｆの入力点までの距離Ｌを短くしてバンパービーム１１に作用する最大曲げモーメントＭを低減することができる。

　これにより、バンパービーム１１を軽量化して重量を削減しながら、衝突荷重の入力時にバンパービーム１１が大きな曲げモーメントを受けて一気に破断するのを防止し、バンパービーム１１を左右のバンパービームエクステンション１２，１２間で後方に曲げ変形させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。

　しかしながら、バンパービーム１１がバンパービームエクステンション１２に強固に固定され過ぎていると、衝突荷重の入力時にバンパービーム１１が後方に曲げ変形するのが阻害されて衝突エネルギーの吸収効果が低減する虞があるだけでなく、バンパービーム１１の曲げ変形に伴ってバンパービームエクステンション１２の前端が車幅方向内側に倒れてしまい、衝突荷重によるバンパービームエクステンション１２の圧壊がスムーズに行われなくなって衝突エネルギーの吸収効果が低減する虞がある。

　本実施の形態によれば、バンパービーム１１の変形中心よりも車幅方向内側において、バンパービーム１１の後面の底壁１４ａ，１４ａと、バンパービームエクステンション１２のバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅの前面の段部３３ｈ，３３ｈとの間に隙間α（図３および図６参照）を形成したので、衝突荷重によりバンパービーム１１が後方に曲げ変形したときに、前記隙間αが消滅するまでバンパービーム１１の曲げ変形が阻害されなくなり、バンパービーム１１の曲げ変形による衝突エネルギーの吸収を効果的に行うことができる。

　このとき、バンパービームエクステンション１２の延長部３３ｄ，３３ｄの前端に切欠き３３ｆ，３３ｆを形成したことにより、バンパービーム１１の後方への曲げ変形を一層確実に行わせることができる。しかもバンパービーム１１の曲げ変形によりバンパービームエクステンション１２の前端が車幅方向内側に倒れるのを防止し、バンパービーム１１から伝達された衝突荷重でバンパービームエクステンション１２を前端側から後端側に向かって順次圧壊させることで、バンパービームエクステンション１２の圧壊による衝突エネルギーの吸収を効果的に行わせることができる。

　またバンパービームエクステンション１２のバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅはバンパービーム１１の車幅方向外端を前方から係止する係止壁３３ｇ，３３ｇを備えるので、車両の衝突時にバンパービーム１１の変形中心よりも車幅方向外側部分が前方に移動したとき、その移動を係止壁３３ｇ，３３ｇで阻止してバンパービーム１１からバンパービームエクステンション１２に衝突荷重を効率的に伝達することで、バンパービームエクステンション１２の前後方向の圧壊を促進してエネルギー吸収量を増加させることができる。

　しかも閉断面を構成するバンパービームエクステンション１２の本体部３３ａ，３３ａは前後方向に延びる第１～第３稜線ｃ１～ｃ３を備え（図３および図５参照）、第１～第３稜線ｃ１～ｃ３の延長線はバンパービーム１１の底壁１４ａ，１４ａを通過するので、車両の衝突時に後方に移動するバンパービーム１１の底壁１４ａ，１４ａからバンパービームエクステンション１２の本体部３３ａ，３３ａに衝突荷重が入力したとき、その衝突荷重をバンパービームエクステンション１２の本体部３３ａ，３３ａの面内力（剪断力）で支持することが可能となり、衝突荷重によりバンパービームエクステンション１２を前端から後端に向けて順次圧壊してエネルギー吸収量を増加させることができる。

　そしてバンパービーム１１が後退して前記隙間αが消滅した後は、上述したようにバンパービーム１１の変形中心が車幅方向内側に移動することで、バンパービーム１１に過剰な曲げモーメントが作用するのを防止し、バンパービーム１１の破断を回避することができる。

　ところで、バンパービーム１１からバンパービームエクステンション１２に衝突荷重が伝達され、その衝突荷重がバンパービームエクステンション１２から比較的に高強度のフロントサイドフレーム３６および比較的に低強度のロアメンバ３７に伝達されたとき、比較的に低強度のロアメンバ３７が先に破壊してしまうと、バンパービームエクステンション１２が車幅方向外側に傾いてしまい、衝突エネルギーの吸収効果が得られなく可能性がある。

　しかしながら、本実施の形態によれば、バンパービームエクステンション１２は矩形状断面のフロントサイドフレーム３６の延長線上に位置する想矩形状断面部４０を備え、仮想矩形状断面部４０は、フロントサイドフレーム３６の車幅方向内側の上下２個の稜線ａ１，ａ１の延長線上に位置する二つの第１稜線ｃ１，ｃ１と、フロントサイドフレーム３６の車幅方向外側の上下２個の稜線ａ２，ａ２の延長線上に位置する二つの第２稜線ｃ２，ｃ２とを備え、かつバンパービームエクステンション１２は矩形状断面のロアメンバ３７の車幅方向内側の上下２個の稜線ｂ，ｂの延長線上に位置する二つの第３稜線ｃ３，ｃ３を備えるので、バンパービーム１１からバンパービームエクステンション１２に伝達された衝突荷重のうち、バンパービームエクステンション１２の仮想矩形状断面部４０の二つの第１稜線ｃ１，ｃ１および二つの第２稜線ｃ２，ｃ２から高強度のフロントサイドフレーム３６に伝達される荷重量が大きくなり、かつバンパービームエクステンション１２の二つの第３稜線ｃ３，ｃ３から低強度のロアメンバ３７に伝達される荷重量が小さくなる。

　その結果、比較的に高強度のフロントサイドフレーム３６と、比較的に低強度のロアメンバ３７とに、その強度に見合った荷重を配分することが可能となり、フロントサイドフレーム３６およびロアメンバ３７の一方が先に破壊してバンパービームエクステンション１２が傾く事態を未然に回避し、バンパービームエクステンション１２の安定した圧壊を可能にして衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　またバンパービームエクステンション１２は、コ字状断面を有する上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの本体部３３ａ，３３ａを車幅方向外側の側部フランジ３３ｂ，３３ｂおよび車幅方向内側の側部フランジ３３ｃ，３３ｃで締結して構成され、上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの本体部３３ａ，３３ａの前端から上下に離反する方向に延びる上下のバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅをバンパービーム１１の上壁１４ｂおよび下壁１４ｃにそれぞれ接続したので、バンパービームエクステンション１２の強度をバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅから本体部３３ａ，３３ａに向けて漸増させ、バンパービーム１１から衝突荷重が入力したときにバンパービームエクステンション１２の荷重が急激に上昇するのを防止することで、バンパービームエクステンション１２を前端から後端に向けて順次圧壊して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　またバンパービームエクステンション１２は、第１稜線ｃ１，ｃ１および第２稜線ｃ２，ｃ２に挟まれた本体部３３ａの上壁および下壁に前後方向に延びる各２本の補強リブ３３ｉ，３３ｉを備え、第１稜線ｃ１，ｃ１、第２稜線ｃ２，ｃ２および補強リブ３３ｉ，３３ｉは車幅方向に等間隔で配置されるので、バンパービームエクステンション１２の面剛性を車幅方向に均一化し、衝突荷重の入力時にバンパービームエクステンション１２を前端から後端に順次圧壊して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　また補強リブ３３ｉ…は、本体部３３ａからバンパービーム取付部３３ｅへと段部３３ｈの屈曲部を介して接続するので、屈曲部を有する補強リブ３３ｉ…でバンパービームエクステンション１２の強度を高めるとともに、バンパービーム１１から衝突荷重が伝達されたときに、補強リブ３３ｉ…の屈曲部の破壊をトリガーとしてバンパービームエクステンション１２の圧壊を開始することができる。

　またバンパービーム１１は、仮想矩形状断面部４０の車幅方向内壁および車幅方向外壁の前方にそれぞれ位置する縦リブ１４ｊ…を備えるので、バンパービーム１１に入力した衝突荷重を、バンパービーム１１の縦リブ１４ｊ…からバンパービームエクステンション１２の仮想矩形状断面部４０の車幅方向内壁および車幅方向外壁に効率的に伝達し、衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　またバンパービームエクステンション１２は連続繊維が少なくとも車幅方向に配向された連続繊維強化樹脂シート１７を含み、上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌは円弧状断面を有して前後方向に延びる溝部３３ｊを備えるので、溝部３３ｊによりバンパービームエクステンション１２の強度を高めて衝突エネルギーの吸収効果を高めるとともに、成形時に円弧状断面の溝部３３ｊの連続繊維に加わる引張荷重を四角形断面の溝部に比べて低下させることで、連続繊維の破断を防止してバンパービームエクステンション１２の強度を確保することができる。

　また車幅方向内側の側部フランジ３３ｃ，３３ｃを締結するリベット３４…は、車幅方向外側の側部フランジ３３ｂ，３３ｂを締結するリベット３４…よりも後方に配置されるので、バンパービームエクステンション１２の車幅方向内側部分の強度を低下させ、衝突荷重の入力時にバンパービーム１１の曲げ変形を許容して衝突エネルギーの吸収効果を高めるとともに、バンパービームエクステンション１２の車幅方向内外を前後方向に均一に圧壊して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　またバンパービームエクステンション１２は連続繊維を含む連続繊維強化樹脂シート１７および不連続繊維を含む不連続繊維強化樹脂シート１８を積層状態で熱プレスして構成され、側部フランジ３３ｂ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｃは連続繊維強化樹脂シート１７を含む部分でリベット３４…により締結されるので、リベット３４…の周囲で側部フランジ３３ｂ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｃが破断するのを破断強度の高い連続繊維強化樹脂シート１７で阻止することで、バンパービームエクステンション１２の上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌが分離するのを防止することができる。

　またバンパービームエクステンション１２のバンパービーム付部３３ｅ，３３ｅを、バンパービーム１１の上壁１４ｂおよび下壁１４ｃに機械結合したので、結合強度の向上および組付性の向上が可能となる。

第２の実施の形態

　次に、図１１～図１８に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。前述の第１の実施の形態に対応する部材は同じ符号を用いて表示し、詳細な説明は省略し、同様に得られる作用についても記載を省略する。

　図１１～図１３に示すように、自動車の車体前部に繊維強化樹脂製のバンパービーム１１が車幅方向に配置されており、バンパービーム１１の車幅方向両端部が繊維強化樹脂製の左右一対のバンパービームエクステンション１２，１２の前端に支持され、車幅方向内側のフロントサイドフレーム３６および車幅方向外側のロアメンバ３７の前端に平坦な金属板よりなるバックプレート４１を挟んでバンパービームエクステンション１２の後端が支持される。

　図１７に示すように、バンパービームエクステンション１２の上部部材３３Ｕの側部フランジ３３ｂ，３３ｃの車幅方向端部には上向きに９０°折り返された折り返し部３３ｍ，３３ｎが形成され、下部部材３３Ｌの側部フランジ３３ｂ，３３ｃの車幅方向端部には下向きに９０°折り返された折り返し部３３ｍ，３３ｎが形成される。

　フロントサイドフレーム３６は矩形状の閉断面を有する部材であり、その前端に設けた取付フランジ３６ａが、バンパービームエクステンション１２の上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの後端に設けた取付フランジ３３ｋ，３３ｋにバックプレート４１を挟んだ状態で４本のボルト３８…で締結される。ロアメンバ３７は矩形状の閉断面を有する部材であり、その前端に設けた取付フランジ３７ａが上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの取付フランジ３３ｋ，３３ｋにバックプレート４１を挟んだ状態で２本のボルト３９…で締結される。

　図１８に示すように、金型２４はバンパービームエクステンション１２の上部部材３３Ｕあるいは下部部材３３Ｌをプレス成形するもので、雌型２６のキャビティ２６ａおよび雄型２５のコア２５ａ間に、不連続繊維プリプレグ１８′と連続繊維プリプレグ１７′とを挟持してプレスすることで、バンパービームエクステンション１２の上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌが成形される。

　このとき、上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの側部フランジ３３ｂ，３３ｃから延びる折り返し部３３ｍ，３３ｎが一体に形成される。このとき、本体部３３ａと同様に折り返し部３３ｍ，３３ｎは、内側の連続繊維シート２７と外側の不連続繊維シート２８とが積層された２層構造であるが、折り返し部３３ｍ，３３ｎは不連続繊維シート２８の圧縮により成形される。側部フランジ３３ｂ，３３ｃの連続繊維シート２５は折り返し部３３ｍ，３３ｎの基端まで延びており、前記連続繊維シート２５の端部から折り返し部３３ｍ，３３ｎの不連続繊維シート２８が直角方向に折れ曲がって延びている。

　上部部材３３Ｕおよび下部部材部材３３Ｌの本体部３３ａは内側の連続繊維シート１７および外側の不連続繊維シート１８を積層して構成されるが、本体部３３ａの前端から前方に突出する段部３３ｈおよびバンパービーム取付部３３ｅは不連続繊維シート２８のみの圧縮により成形される。また上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの本体部３３ａの後端から直角に折り曲げられた取付フランジ３３ｋも不連続繊維シート２８の圧縮により成形される。取付フランジ３３ｋの基端において、本体部３３ａの連続繊維シート２５は真っ直ぐ後方に延びてバックプレート４１に直角に突き当てられ、取付フランジ３３ｋは前記連続繊維シート２５の端部から直角方向に折れ曲がって延びている。

　次に、上記構成を備えた本発明の第２の実施の形態の作用を説明する。

　バンパービームエクステンション１２は、内側の連続繊維強化樹脂シート１７と外側の不連続繊維強化樹脂シート１８とを積層して構成された本体部３３ａ，３３ａから段部３３ｈ，３３ｈを介して前方に延びるバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅを備え、バンパービーム１１の上下面に固定されるバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅおよび段部３３ｈ，３３ｈは不連続繊維強化樹脂シート１８で構成されるので、バンパービーム１１に入力した衝突荷重がバンパービームエクステンション１２に伝達されるとき、連続繊維強化樹脂シート１７に比べて剛性が低い不連続繊維強化樹脂シート１８よりなる段部３３ｈ，３３ｈおよびバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅが変形することで、バンパービーム１１の曲げ変形を許容して衝突エネルギーの吸収効果を一層高めるとともに、バンパービーム１１の局部的な変形による破壊を回避することができる。そして最終的にバンパービームエクステンション１２の本体部３３ａ，３３ａの連続繊維強化樹脂シート１７がバンパービーム１１からの衝突荷重を支持することで、バンパービームエクステンション１２が前後方向に圧壊して衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。

　またバンパービームエクステンション１２のバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅをバンパービーム１１の上面および下面にリベット３５…により機械結合したので、結合強度の向上および組付性の向上が可能になる。

　またバンパービームエクステンション１２はフロントサイドフレーム２６の前端に設けたバックプレート４１に結合される取付フランジ３３ｋ，３３ｋを備え、本体部３３ａ，３３ａの連続繊維強化樹脂シート１７および不連続繊維強化樹脂シート１８は積層状態でバンパービームエクステンション１２の後端まで延び、そこから不連続繊維強化樹脂シート１８だけが直角に折れ曲がって取付フランジ３３ｋ，３３ｋを構成するので、本体部３３ａ，３３ａに連続する取付フランジ３３ｋ，３３ｋの付け根部が湾曲している場合に比べて、取付フランジ３３ｋ，３３ｋの付け根部の強度を高めることが可能となり、衝突荷重の入力時にバンパービームエクステンション１２の傾きを防止して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

　しかもバンパービームエクステンション１２の成形時に、圧縮されて取付フランジ３３ｋ，３３ｋに向かって流れる不連続繊維強化樹脂シート１８により連続繊維強化樹脂シート１７の連続繊維に張力を与え、連続繊維強化樹脂シート１７の連続繊維の撓みを除去することができる。

　またバンパービームエクステンション１２はコ字状断面を有する上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの車幅方向端部に設けた側部フランジ３３ｂ，３３ｃどうしを結合して構成され、結合された側部フランジ３３ｂ，３３ｃの車幅方向端部に相互に離反する方向に直角に折れ曲がる折り返し部３３ｍ，３３ｎを形成したので、側部フランジ３３ｂ，３３ｃに連続する折り返し部３３ｍ，３３ｎが湾曲している場合に比べて、折り返し部３３ｍ，３３ｎによる側部フランジ３３ｂ，３３ｃの補強効果を高め、衝突荷重の入力時にバンパービームエクステンション１２が側部フランジ３３ｂ，３３ｃの部分で口開き変形して衝突エネルギーの吸収効果が損なわれるのを防止することができる。

　また本体部３３ａ，３３ａの連続繊維強化樹脂シート１７および不連続繊維強化樹脂シート１８は積層状態で側部フランジ３３ｂ，３３ｃの車幅方向端部まで延び、そこから不連続繊維強化樹脂シート１８だけが直角に折れ曲がって折り返し部３３ｍ，３３ｎを構成するので、折り返し部３３ｍ，３３ｎによる側部フランジ３３ｂ，３３ｃの補強効果を一層高めることができる。しかもバンパービームエクステンション１２の成形時に、折り返し部３３ｍ，３３ｎに向かって流れる不連続繊維強化樹脂シート１８により連続繊維強化樹脂シート１７の連続繊維に張力を与え、連続繊維強化樹脂シートの連続繊維の撓みを除去することができる。

第３の実施の形態

　次に、図１９に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。前述の実施の形態に対応する部材は同じ符号を用いて表示する。

　前述の実施の形態では、バンパービームエクステンション１２とバンパービーム１１とがリベット３５…により固定されるが、本実施の形態では、バンパービームエクステンション１２とバンパービーム１１とが振動溶着により固定される。振動溶着は特に不連続繊維強化樹脂シートどうしを溶着する場合に接合強度が高くなるため、本実施の形態ではバンパービーム１１の上下面に第２の不連続繊維強化樹脂シート１６が積層され、バンパービームエクステンション１２の不連続繊維強化樹脂シート１８とバンパービーム１１の不連続繊維強化樹脂シート１６とが振動溶着される。

　本実施の形態によれば、不連続繊維強化樹脂シート１６，１８どうしの振動溶着により結合強度が向上するだけでなく、リベット等の機械結合手段が不要になって部品点数が削減される。

第４の実施の形態

　次に、図２０～２４に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。前述の実施の形態に対応する部材は同じ符号を用いて表示し、詳細な説明は省略し、同様に得られる作用についても記載を省略する。

　図２０および図２１に示すように、自動車の車体前部に繊維強化樹脂製のバンパービーム１１が車幅方向に配置されており、バンパービーム１１の車幅方向両端部が繊維強化樹脂製の左右一対のバンパービームエクステンション１２，１２の前端に支持され、バンパービームエクステンション１２，１２の後端が左右一対の金属製のフロントサイドフレーム１３，１３の前端に支持される。

　延長部３３ｄの前側に連なるバンパービーム取付部３３ｅの前縁には、後方に向けてＵ字状に切り欠かれた切欠き３３ｆが形成され、かつ前記バンパービーム取付部３３ｅとバンパービーム１１とを結合するリベット３５…のうち、最も車幅方向内側に位置するリベット３５が貫通する固定孔３３ｏ（図２１参照）は前後方向に延びる長孔とされる。また本体部３３ａの前側に連なるバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅの車幅方向外端に、バンパービーム１１の車幅方向外端を前方から覆う係止壁３３ｇ，３３ｇが形成される。

　バンパービーム１１の底壁１４ａ，１４ａと、その後方に臨むバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅの段部３３ｈ，３３ｈとの間には、前後方向の隙間αが形成される（図２１および図２３参照）。隙間αの大きさは車幅方向外側から内側に向けて次第に増加する。またバンパービームエクステンション１２の閉断面に形成された本体部３３ａ，３３ａは、その断面の四隅に前後方向に延びる稜線ｃ…を備えており（図２１および図２３参照）、その稜線ｃ…を前方に延長した延長線はバンパービーム１１の底壁１４ａ，１４ａを通過する。

　次に、上記構成を備えた本発明の第４の実施の形態の作用を説明する。

　本実施の形態によれば、バンパービーム１１の曲げ中心よりも車幅方向内側において、バンパービーム１１の後面の底壁１４ａ，１４ａと、バンパービームエクステンション１２のバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅの前面の段部３３ｈ，３３ｈとの間に隙間α（図２１および図２３参照）を形成したので、衝突荷重によりバンパービーム１１が後方に曲げ変形したときに、前記隙間αが消滅するまでバンパービーム１１の曲げ変形が阻害されなくなり、バンパービーム１１の曲げ変形による衝突エネルギーの吸収を効果的に行うことができる。

　このとき、バンパービーム１１およびバンパービームエクステンション１２を締結するリベット３５…のうち、最も車幅方向内側に位置するリベット３５が貫通するバンパービームエクステンション１２の固定孔３３ｏ，３３ｏを前後方向に長い長孔とし、かつバンパービームエクステンション１２の延長部３３ｄ，３３ｄの前端に切欠き３３ｆ，３３ｆを形成したことにより、バンパービーム１１の後方への曲げ変形を一層確実に行わせることができる。しかもバンパービーム１１の曲げ変形によりバンパービームエクステンション１２の前端が車幅方向内側に倒れるのを防止し、バンパービーム１１から伝達された衝突荷重でバンパービームエクステンション１２を前端側から後端側に向かって順次圧壊させることで、バンパービームエクステンション１２の圧壊による衝突エネルギーの吸収を効果的に行わせることができる。

　またバンパービームエクステンション１２のバンパービーム取付部３３ｅ，３３ｅはバンパービーム１１の車幅方向外端を前後方向外側から係止する係止壁３３ｇ，３３ｇを備えるので、車両の衝突時にバンパービーム１１の変形中心よりも車幅方向外側部分が前方に移動したとき、その移動を係止壁３３ｇ，３３ｇで阻止してバンパービーム１１からバンパービームエクステンション１２に衝突荷重を効率的に伝達することで、バンパービームエクステンション１２の前後方向の圧壊を促進してエネルギー吸収量を増加させることができる。

　また閉断面を構成するバンパービームエクステンション１２の本体部３３ａ，３３ａは前後方向に延びる稜線ｃ…を備え（図２１および図２２参照）、稜線ｃ…の延長線はバンパービーム１１の底壁１４ａ，１４ａを通過するので、車両の衝突時に後方に移動するバンパービーム１１の底壁１４ａ，１４ａからバンパービームエクステンション１２の本体部３３ａ，３３ａに衝突荷重が入力したとき、その衝突荷重をバンパービームエクステンション１２の本体部１２ａ，１２ａの面内力（剪断力）で支持することが可能となり、衝突荷重によりバンパービームエクステンション１２を前端から後端に向けて順次圧壊してエネルギー吸収量を増加させることができる。

　以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

　例えば、実施の形態では比較的に高強度のフレームがフロントサイドフレーム３６であり、比較的に低強度のフレームがロアメンバ３７であるが、比較的に高強度のフレームがロアメンバ３７であり、比較的に低強度のフレームがフロントサイドフレーム３６であっても良い。

　また実施の形態ではフロント側のバンパービーム１１について説明したが、本発明はリヤ側のバンパービームに対しても適用することができる。フロント側のバンパービームの場合には，前後方向外側は前方に対応し、リヤ側のバンパービームの場合には，前後方向外側は後方に対応する。

　また実施の形態のバンパービーム１１は前後方向外側に向けて開放するＷ字状断面を有するが、本発明のバンパービーム１９は前後方向外側に向けて開放するＵ字状（あるいはコ字状）断面を有するものであっても良い。

　また本発明の比較的に高強度のフレームは実施の形態のフロントサイドフレーム３６に限定されるものではなく、本発明の比較的に低強度のフレームは実施の形態のロアメンバ３７に限定されるものではない。

　また本発明の締結部材は実施の形態のリベット３４に限定されず、ボルトであっても良い。

　また上部部材３３Ｕおよび下部部材３３Ｌの補強リブ３３ｉの本数は実施の形態に限定されるものではない。

　また本発明の締結部材は実施の形態のリベット３５に限定されず、ボルトであっても良い。

Claims (15)

1. 　前後方向に延びる比較的に高強度のフレーム（３６）と、前後方向に延びる比較的に低強度のフレーム（３７）とを車幅方向に左右一対並置し、前記比較的に高強度のフレーム（３６）および前記比較的に低強度のフレーム（３７）の前後方向外端に繊維強化樹脂で中空閉断面に構成したバンパービームエクステンション（１２）を固定し、左右一対の前記バンパービームエクステンション（１２）の前後方向外端に繊維強化樹脂で構成したバンパービーム（１１）の車幅方向両端を固定した自動車用バンパーであって、
   　前記バンパービームエクステンション（１２）は矩形状断面の前記比較的に高強度のフレーム（３６）の延長線上に位置する仮想矩形状断面部（４０）を備え、前記仮想矩形状断面部（４０）は、前記比較的に高強度のフレーム（３６）の車幅方向内側の上下２個の稜線（ａ１）の延長線上に位置する二つの第１稜線（ｃ１）と、前記比較的に高強度のフレーム（３６）の車幅方向外側の上下２個の稜線（ａ２）の延長線上に位置する二つの第２稜線（ｃ２）とを備え、かつ前記バンパービームエクステンション（１２）は矩形状断面の前記比較的に低強度のフレーム（３７）の車幅方向前記比較的に高強度のフレーム（３６）側の上下２個の稜線（ｂ）の延長線上に位置する二つの第３稜線（ｃ３）を備えることを特徴とする自動車用バンパー。
2. 　前記バンパービームエクステンション（１２）は、コ字状断面を有する上部部材（３３Ｕ）および下部部材（３３Ｌ）の本体部（３３ａ）を車幅方向内外の側部フランジ（３３ｂ，３３ｃ）で締結して構成され、前記上部部材（３３Ｕ）および前記下部部材（３３Ｌ）の本体部（３３ａ）の上下のバンパービーム取付部（３３ｅ）を前記バンパービーム（１１）の上壁（１４ｂ）および下壁（１４ｃ）にそれぞれ接続したことを特徴とする、請求項１に記載の自動車用バンパー。
3. 　前記バンパービームエクステンション（１２）は、前記第１稜線（ｃ１）および前記第２稜線（ｃ２）に挟まれた前記本体部（３３ａ）の上壁および下壁に前後方向に延びる少なくとも１本の補強リブ（３３ｉ）を備え、前記第１稜線（ｃ１）、前記第２稜線（ｃ２）および前記補強リブ（３３ｉ）は車幅方向に等間隔で配置されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車用バンパー。
4. 　前記バンパービームエクステンション（１２）は連続繊維が少なくとも車幅方向に配向された連続繊維強化樹脂シート（１７）を含み、前記上部部材（３３Ｕ）および前記下部部材（３３Ｌ）は円弧状断面を有して前後方向に延びる溝部（３３ｊ）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の自動車用バンパー。
5. 　車幅方向内側の前記側部フランジ（３３ｃ）を締結する締結部材（３４）は、車幅方向外側の前記側部フランジ（３３ｂ）を締結する締結部材（３４）よりも前後方向内側に配置されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車用バンパー。
6. 　前記バンパービームエクステンション（１２）は連続繊維を含む連続繊維強化樹脂シート（１７）および不連続繊維を含む不連続繊維強化樹脂シート（１８）を積層状態で熱プレスして構成され、前記側部フランジ（３３ｂ，３３ｃ）は前記連続繊維強化樹脂シート（１７）を含む部分で締結部材（３４）により締結されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車用バンパー。
7. 　前記バンパービームエクステンション（１２）のバンパービーム取付部（３３ｅ）を、前記バンパービーム（１１）の上壁（１４ｂ）および下壁（１４ｃ）に機械結合したことを特徴とする、請求項２に記載の自動車用バンパー。
8. 　前記バンパービームエクステンション（１２）は、車幅方向内側の前記接合フランジ（３３ｃ）を車幅方向内側に延長した延長部（３３ｄ）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の自動車用バンパー。
9. 　前記バンパービーム取付部（３３ｅ）は前記バンパービーム（１１）の車幅方向外端を前後方向外側から係止する係止壁（３３ｇ）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の自動車用バンパー。
10. 　前記バンパービームエクステンション（１２）は、内側の連続繊維強化樹脂シート（１７）の外側に不連続繊維強化樹脂シート（１８）を積層した前後方向に延びる筒状閉断面の本体部（３３ａ）と、前記本体部（３３ａ）の不連続繊維強化樹脂シート（１８）の前後方向外端を前記バンパービーム（１１）に向けて延出した上下のバンパービーム取付部（３３ｅ）とを備え、前記上下のバンパービーム取付部（３３ｅ）を前記バンパービーム（１１）の上面および下面に結合したことを特徴とする、請求項１に記載の自動車用バンパー。
11. 　前記上下のバンパービーム取付部（３３ｅ）を不連続繊維強化樹脂シート（１６）よりなる前記バンパービーム（１１）の上面および下面に振動溶着したことを特徴とする、請求項１０に記載の自動車用バンパー。
12. 　前記バンパービームエクステンション（１２）は前記比較的に高強度のフレーム（３６）の前端に設けたバックプレート（４１）に結合される取付フランジ（３３ｋ）を備え、前記本体部（３３ａ）の連続繊維強化樹脂シート（１７）および不連続繊維強化樹脂シート（１８）は積層状態で前記バンパービームエクステンション（１２）の前後方向内端まで延び、そこから前記不連続繊維強化樹脂シート（１８）だけが直角に折れ曲がって前記取付フランジ（３３ｋ）を構成することを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の自動車用バンパー。
13. 　前記バンパービームエクステンション（１２）はコ字状断面を有する上部部材（３３Ｕ）および下部部材（３３Ｌ）の車幅方向内外に設けた側部フランジ（３３ｂ，３３ｃ）どうしを結合して構成され、結合された前記側部フランジ（３３ｂ，３３ｃ）の少なくとも一方に車幅方向端部に相互に離反する方向に直角に折れ曲がる折り返し部（３３ｍ，３３ｎ）を形成したことを特徴とする、請求項１０～請求項１２の何れか１項に記載の自動車用バンパー。
14. 　前記本体部（３３ａ）の連続繊維強化樹脂シート（１７）および不連続繊維強化樹脂シート（１８）は積層状態で前記側部フランジ（３３ｂ，３３ｃ）の車幅方向端部まで延び、そこから前記不連続繊維強化樹脂シート（１８）だけが直角に折れ曲がって前記折り返し部（３３ｍ，３３ｎ）を構成することを特徴とする、請求項１３に記載の自動車用バンパー。
15. 　前記バンパービーム取付部（３３ｅ）は前記バンパービーム（１１）を固定する締結部材（３５）が貫通する固定孔（３３ｏ）を備え、前記固定孔（３３ｏ）は前後方向に延びる長孔で構成されることを特徴とする、請求項７に記載の自動車用バンパー。

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