JP2011051364A - バンパー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バンパーステイを絞り成形品としながらも、所期のピーク荷重および衝突エネルギーの吸収量を確保することが可能なバンパー構造を提供すること。
【解決手段】絞り成形品からなる左右一対のバンパーステイ１，１と、バンパーステイ１，１に支持されるバンパーリインフォースメント２とを備えるバンパー構造Ｂであって、バンパーステイ１は、車体に固定される底部と、底部からバンパーリインフォースメント２に向って張り出す平板状の上壁部１２、下壁部１３および左右一対の側壁部１４，１５とを有し、上壁部１２および下壁部１３が平行に対向しており、バンパーステイ１の開口部がバンパーリインフォースメント２によって塞がれており、バンパーステイ１の開口周縁部が溶接等によりバンパーリインフォースメント２に固着されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、バンパー構造に関する。

中央に湾曲部分を有するバンパーリインフォースメントと、これを支持するバンパーステイとにより構成されるバンパー構造であって、バンパーリインフォースメントの湾曲部分が直線状に伸ばされた後に、バンパーリインフォースメントの前後方向への圧潰が進行するバンパー構造が知られている（特許文献１参照。）。このバンパー構造によれば、圧潰荷重のピークを低く抑えつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくすることができるので、軽衝突時におけるエアーバック等の安全装置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可能となる。

また、絞り成形品からなるバンパーステイを利用したバンパー構造が知られている（例えば、特許文献２〜４参照）。特許文献２〜４のバンパー構造は、バンパーステイを前後方向へ圧潰させることに主眼を置いた技術である。

なお、本明細書では、バンパーリインフォースメントの湾曲部分または屈曲部分が直線状に伸びる過程を「伸長過程」と称し、バンパーリインフォースメントが前後方向へ圧潰する過程を「断面圧潰過程」と称し、バンパーステイが前後方向へ圧潰する過程を「ステイ圧潰過程」と称することとする。

国際公開第２００７／１１０９３８号パンフレット 特許第３３２７０３０号公報 特開２００３−３１２４００号公報 特開２００６−３４７５２７号公報

バンパー構造の軽量化を図るべく、バンパーステイ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るので、伸長過程または断面圧潰過程の途中でステイ圧潰過程が一気に進行する場合がある。伸長過程または断面圧潰過程の途中でステイ圧潰過程が一気に進行すると、車体に伝達する衝突荷重（圧潰荷重）が一気に増大するとともに、その後に衝突荷重が大きく減少するようになるので、衝突時のピーク荷重が大きくなる一方で、衝突エネルギーの吸収量が小さくなる虞がある。

このような観点から、本発明は、バンパーステイを絞り成形品としながらも、所期のピーク荷重および衝突エネルギーの吸収量を確保す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。

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、絞り成形品からなる左右一対のバンパーステイと、前記両バンパーステイに支持されるバンパーリインフォースメントとを備えるバンパー構造であって、前記バンパーステイは、車体に固定される底部と、前記底部から前記バンパーリインフォースメントに向って張り出す平板状の上壁部、下壁部および左右一対の側壁部とを有し、前記上壁部および前記下壁部が平行に対向しており、前記バンパーステイの開口部が前記バンパーリインフォースメントによって塞がれており、前記バンパーステイの開口周縁部が前記バンパーリインフォースメントに固着されていることを特徴とする。

本発明によれば、絞り成形品にてバンパーステイを形成しているので、底部、上壁部、下壁部および側壁部を同時に成形でき、したがって、バンパーステイの低コスト化を図ることが可能になる。また、バンパーステイを絞り成形品にて構成すると、絞り成形の性質上、一面が開口した形状のバンパーステイになるところ、本発明においては、バンパーステイの開口部をバンパーリインフォースメントによって塞ぎ、バンパーステイの開口周縁部をバンパーリインフォースメントに固着しているので、バンパーステイの内部が閉空間となり、ひいては、バンパーステイの変形抵抗（圧潰強度）が高いものとなる。すなわち、本発明によれば、絞り成形品でありながらもバンパーステイの変形抵抗（圧潰強度）が高いものとなるので、バンパーステイの形態を維持しつつ、バンパーリインフォースメントの変形等を進行させることが可能となり、したがって、所期のピーク荷重および衝突エネルギーの吸収量を確保することが可能となる。なお、上記バンパーステイの開口周縁部とバンパーリインフォースメントとは、例えば、溶接、接着、ボルト、リベットなどの手段により固着することができるが、溶接により固着すると、接合用の大きなフランジ部等の形成が不用となるため好適である。

また、本発明によれば、上壁部および下壁部を平板状（平面状）としているので、衝突初期での座屈の発生を抑制することができる。しかも、バンパーステイの上壁部と下壁部とを平行に対向させると、絞り成形の際に成形皺が発生し難くなり、さらには、平行に対向させない場合に比べて、座屈荷重が大きくなるので、所期の圧潰荷重を確保しつつ薄肉化を図ることが可能になる。

なお、バンパーステイの上壁部および下壁部に対し、前後方向に沿ってビード加工を施してもよい。このようにすると、座屈強度をさらに向上させることが可能になる。

前記上壁部と前記各側壁部との境界部分および前記下壁部と前記各側壁部との境界部分に、断面円弧状の角部を形成するとよい。このようにすると、バンパーステイの変形抵抗が高まるので、薄肉化（軽量化）を図ることが可能となる。

本発明においては、前記バンパーステイが前記バンパーリインフォースメントに減り込んだ後に前記バンパーステイが圧潰するように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記バンパーステイの剛性を設定することが好ましい。このようにすると、断面圧潰過程（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ことによって、バンパーリインフォースメントが前後方向へ圧潰する過程）中に車体に伝わる衝突荷重（圧潰荷重）のピークとステイ圧潰過程（バンパーステイ自体が圧潰する過程）中に車体に伝わる衝突荷重のピークとが時間差をもって現れるようになるので、車体に伝達する衝突荷重が一気に増大することが防止されるとともに、衝突荷重が増大した後に衝突荷重が大きく減少することが防止されるようになり、ひいては、衝突荷重の荷重値を維持することが可能となる。

前記バンパーリインフォースメントが、前記両バンパーステイの間において屈曲または湾曲している場合には、前記バンパーリインフォースメントの屈曲部分または湾曲部分が直線状に伸ばされた後に前記バンパーステイが前記バンパーリインフォースメントに減り込むように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記バンパーステイの剛性を設定することが好ましい。このようにすると、伸長過程（バンパーリインフォースメントの屈曲部分または湾曲部分が直線状に伸ばされる過程）、断面圧潰過程およびステイ圧潰過程の各過程において車体に伝わる衝突荷重のピークが時間差をもって順次現れるようになるので、車体に伝達する衝突荷重が一気に増大することが防止されるとともに、衝突荷重が増大した後に衝突荷重が大きく減少することが防止されるようになり、ひいては、衝突荷重の荷重値を維持することが可能となる。

前記バンパーステイは、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したがって幅寸法が漸増する形状を具備していることが好ましい。このようにすると、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肉厚を小さくすることが可能となり、したがって、伸長過程において吸収される衝突エネルギーの吸収量を減少させることなくバンパーリインフォースメントの軽量化を図ることが可能となる。

前記バンパーステイは、５０００系のアルミニウム合金製とすることが好ましい。５０００系のアルミニウム合金（例えば、ＪＩＳ Ａ ５０５２合金など）は、良好な絞り成形性を備えているので、バンパーステイの生産性を高めることができる。

本発明によれば、バンパーステイを絞り成形品としながらも、所期のピーク荷重および衝突エネルギーの吸収量を確保することが可能となる。

本発明の実施形態に係るバンパー構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るバンパー構造を示す拡大斜視図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係るバンパー構造を示す拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。 バンパーステイの製造方法を示す平面図である。 （ａ）は衝突荷重が作用する前のバンパー構造を示す平面図、（ｂ）は伸長過程を示す平面図、（ｃ）は断面圧潰過程を示す平面図、（ｄ）はステイ圧潰過程を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るバンパー構造の変形例を示す平面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るバンパー構造Ｂは、サイドメンバ（車体）Ｓに固定される左右一対のバンパーステイ１，１と、両バンパーステイ１，１に支持されるバンパーリインフォースメント２と、を備えている。

なお、本実施形態では、バンパー構造Ｂがフロントバンパーを構成する場合を例示し、「前後」、「右左」、「上下」は車体に取り付けた状態を基準にする。また、「車幅方向」とは「左右方向」と同義である。

バンパーステイ１は、サイドメンバＳからバンパーリインフォースメント２に向かうにしたがって幅寸法が漸増する形状（末広がり形状）を具備している。バンパーステイ１は、絞り成形品からなる。本実施形態のバンパーステイ１は、バンパーリインフォース２側に開口部が形成された有底箱状を呈している。バンパーステイ１の開口部は、バンパーリインフォースメント２によって塞がれ、バンパーステイ１の開口周縁部１ａ〜１ｄは、溶接によりバンパーリインフォースメント２に固着される（図２参照）。

バンパーステイ１は、図２にも示すように、底部１１と、上壁部１２と、下壁部１３（図１参照）と、左右一対の側壁部１４，１５とを有する。なお、以下の説明において、側壁部１４，１５を区別する場合には、車幅方向外側（バンパーリインフォースメント２の長手方向の端部寄り）の側壁１４を「外側壁部１４」と称し、車幅方向内側（バンパーリインフォースメント２の長手方向の中央部寄り）の側壁部１５を「内側壁部１５」と称することがある。

底部１１は、サイドメンバＳ（図１参照）の前端面に固定される平板状の部位である。底部１１は、絞り成形時のパンチ底であり、矩形状を呈している（図２参照）。底部１１の適所には、ボルト挿通孔が形成されている。このボルト挿通孔には、底部１１をサイドメンバＳの前端面に締着するためのボルトが挿通される。なお、バンパーリインフォースメント２の前壁および後壁には、透孔が形成されていて（図１参照）、バンパー構造ＢサイドメンバＳに固定する際には、透孔を利用して底部１１のボルト挿通孔にボルトを挿通する。

上壁部１２は、底部１１の上縁部からバンパーリインフォースメント２に向って張り出す平板状の部位である。図３の（ａ）に示すように、上壁部１２は、底部１１からバンパーリインフォースメント２に向かうにしたがって幅寸法が漸増する末広がり形状を呈している。図３の（ｂ）に示すように、本実施形態の上壁部１２は、底部１１から水平に張り出しており、バンパーリインフォースメント２の上面と略面一になっている。上壁部１２の前縁（開口周縁部１ａ）は、バンパーリインフォースメント２の形状に適合するような形状に成形されていて、バンパーリインフォースメント２に線接触した状態で溶接される。なお、上壁部１２の前縁（開口周縁部１ａ）は、上壁部１２の上側に向って折れ曲がった小さなフランジ状を呈している。小さなフランジ状を呈する部分は、絞り成形の際に形成される。絞り成形後のトリミング等により開口周縁部を整えた場合には、小さなフランジ状を呈する部分を形成しない構造とすることもできる。

下壁部１３は、底部１１の下縁部からバンパーリインフォースメント２に向って張り出す平板状の部位である。下壁部１３は、底部１１からバンパーリインフォースメント２に向かうにしたがって幅寸法が漸増する末広がり形状を呈している。本実施形態の上壁部１２は、底部１１から水平に張り出しており、バンパーリインフォースメント２の下面と略面一になっている。すなわち、下壁部１３は、上壁部１２と同じ平面形状を具備しており、かつ、上壁部１２と平行に対向している。下壁部１３の前縁（開口周縁部１ｂ）は、バンパーリインフォースメント２の形状に適合するような形状に成形されていて、バンパーリインフォースメント２に線接触した状態で溶接される。なお、下壁部１３の前縁（開口周縁部１ｂ）は、下壁部１３の下側に向って折れ曲がった小さなフランジ状を呈している。小さなフランジ状を呈する部分は、絞り成形の際に形成される。絞り成形後のトリミング等により開口周縁部を整えた場合には、小さなフランジ状を呈する部分を形成しない構造とすることもできる。

外側壁部１４は、図３の（ａ）に示すように、底部１１の車幅方向外側の端縁からバンパーリインフォースメント２に向って張り出す曲板状の部位であり、その全体が平面視円弧状を呈している。なお、外側壁部１４は、バンパーステイ１の内空側に凸となるように湾曲している。図３の（ｃ）に示すように、外側壁部１４は、上壁部１２および下壁部１３の車幅方向外側の側縁同士を繋いでいる。また、図２に示すように、外側壁部１４の前縁（開口周縁部１ｃ）は、バンパーリインフォースメント２に線接触した状態で溶接される。なお、外側壁部１４の前縁（開口周縁部１ｃ）は、車幅方向外側に向って折れ曲がった小さなフランジ状を呈している。小さなフランジ状を呈する部分は、絞り成形の際に形成される。絞り成形後のトリミング等により開口周縁部を整えた場合には、小さなフランジ状を呈する部分を形成しない構造とすることもできる。

内側壁部１５は、底部１１の車幅方向内側の端縁からバンパーリインフォースメント２に向って張り出す曲板状の部位であり、図３の（ａ）に示すように、その全体が平面視円弧状を呈している。なお、内側壁部１５は、バンパーステイ１の内空側に凸となるように湾曲している。図３の（ｃ）に示すように、内側壁部１５は、上壁部１２および下壁部１３の車幅方向内側の側縁同士を繋いでいる。また、図２に示すように、内側壁部１５の前縁（開口周縁部１ｄ）は、バンパーリインフォースメント２に線接触した状態で溶接される。なお、内側壁部１５の前縁（開口周縁部１ｄ）は、車幅方向内側に向って折れ曲がった小さなフランジ状を呈している。小さなフランジ状を呈する部分は、絞り成形の際に形成される。絞り成形後のトリミング等により開口周縁部を整えた場合には、小さなフランジ状を呈する部分を形成しない構造とすることもできる。

外側壁部１４および内側壁部１５は、車幅方向（左右方向）に間隔をあけて対向している。図３の（ａ）に示すように、外側壁部１４と底部１１との交差角（内角）αおよび内側壁部１５と底部１１との交差角（内角）βは、いずれも鈍角であり、両者の離隔距離は、底部１１からバンパーリインフォースメント２に向かうにしたがって漸増している。すなわち、外側壁部１４および内側壁部１５は、底部１１からバンパーリインフォースメント２に向かうにしたがって間隔が拡がるようにハ字状に対向している。

図３の（ｃ）に示すように、上壁部１２と外側壁部１４との境界部分１ｅおよび上壁部１２と内側壁部１５との境界部分１ｆには、断面円弧状の角部が形成されている。同様に、下壁部１３と外側壁部１４との境界部分１ｇおよび下壁部１３と内側壁部１５との境界部分１ｈには、断面円弧状の角部が形成されている。角部内側の半径Ｒは、下記の式１を満足するように設定することが望ましい。
２＜Ｒ／ｔ＜１２ ・・・（１）
ｔ：各壁部１２〜１５の肉厚
Ｒ／ｔの値を２以下にすると、バンパーステイ１の剛性（座屈強度）が高まる一方で、絞り成形性が損なわれるようになり、Ｒ／ｔの値を１２以上にすると、絞り成形性が向上する一方で、バンパーステイ１の剛性が小さくなる。

なお、各壁部１２〜１５と底部１１との境界部分（パンチ肩部によって成形される部分）にも、断面円弧状の角部が形成されている。

バンパーステイ１の剛性（潰れ易さ）を調整する場合には、各壁部１２〜１５の肉厚、内角α，βの大きさ、境界部分１ｅ〜１ｈの半径などを増減すればよい。例えば、各壁部１２〜１５の肉厚を大きくするか、内角α，βを小さくすると、各壁１２〜１５の座屈荷重が大きくなるので、バンパーステイ１が潰れ難くなり、各壁部１２〜１５の肉厚を小さくするか、内角α，βを大きくすると、各壁１２〜１５の座屈荷重が小さくなるので、バンパーステイ１が潰れ易くなる。

バンパーステイ１は、５０００系のアルミニウム合金製（例えば、ＪＩＳ Ａ ５０５２合金製など）の素板に深絞り加工や穴あけ加工などを施すことで形成される。深絞り加工を行う場合には、図示は省略するが、ダイと皺押さえとで素板の加工対象部の周囲を狭持し、かかる状態で加工対象部にパンチを押し込めばよい。加工対象部にパンチを押し込むと、その加工対象部の周囲の部分がダイと皺押さえとの間に引き込まれつつ絞り加工が進行する。その後、ダイと皺押さえとの間に残置された部分について、開口周縁部１ａ〜１ｄの小さなフランジ部が残るように余分な部分を切除する。また、図４に示すように、深絞り加工で得られた箱状体１´の開口端面の形状が、バンパーリインフォースメント２（図３の（ａ）参照）の形状に適合していない場合には、箱状体１´に対してトリミング加工を施せばよい。なお、バンパーリインフォースメント２が湾曲している場合には、バンパーステイ１の開口端面の形状をバンパーリインフォースメント２の曲面に適合させる必要があるが、深絞り加工に用いるダイおよび皺押さえの押え面をバンパーリインフォースメント２の曲面に対応した曲面に成形しておくことにより、箱状体の開口端面の形状が、バンパーリインフォースメント２に適合したものとすることも可能であり、このようにすれば、トリミング加工は不要となる。

なお、図示は省略するが、バンパーステイ１の上壁部１２および下壁部１３に対し、前後方向に沿ってビード加工を施してもよい。このようにすると、座屈強度を向上させることが可能になる。

図２に示すように、バンパーステイ１は、その開口周縁部１ａ〜１ｄ（各壁部１２〜１５の前縁）の全周に亘って溶接を施すことで、バンパーリインフォースメント２に固着する。なお、本実施形態では、開口周縁部１ａ〜１ｄに小さなフランジ部を形成したので、おくと溶接作業が行いやすくなる。

バンパーリインフォースメント２は、図５の（ａ）に示すように、バンパーステイ１，１に架設されるものである。図示のバンパーリインフォースメント２は、その全体が円弧状（単一の円弧で形成されている場合だけでなく、複数の円弧や直線により構成された略円弧状に形成されている場合も含む）に湾曲しており、両端部が車体側（後方）に傾斜している。ちなみに、このようなバンパーリインフォースメント２は、アルミニウム合金製（例えば、７０００系アルミニウム合金）の中空押出形材に曲げ加工を施すことにより得ることができる。

バンパーリインフォースメント２は、図３の（ｂ）に示すように、その外殻となる角筒状の本体部２１と、この本体部２１の内部に配置された中壁２２とを備えている。中壁２２は、バンパーリインフォースメント２の断面剛性を向上させる目的で配置されたものであり、本実施形態では、本体部２１の内部空間を上下二つに分割するように配置されている。

なお、バンパーリインフォースメント２は、バンパーステイ１，１間において湾曲部分が直線状に伸ばされる過程（伸長過程）で衝突エネルギーを吸収するとともに（図５の（ｂ）参照）、バンパーステイ１に隣接した領域において本体部２１および中壁２２に座屈や塑性曲げ変形が発生する過程（断面圧潰過程）で衝突エネルギーを吸収する（図５の（ｃ）参照）。本実施形態では、伸長過程が進行した後に断面圧潰過程が進行するように、バンパーリインフォースメント２の曲げ剛性が設定されている。

ちなみに、伸長過程の開始・終了のタイミング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２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される。バンパーリインフォースメント２の断面２次モーメントの大小に影響を及ぼすのは、主に、本体部２１の前壁および後壁の肉厚の大きさと、本体部２１の前壁と後壁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、伸長過程の開始・終了のタイミングを調整することができる。一方、断面圧潰過程の開始・終了のタイミングに影響を及ぼすのは、主に、本体部２１の上壁、下壁および中壁２２の肉厚と、本体部２１の前壁と後壁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、断面圧潰過程の開始・終了の時期を調整することができる。

また、本実施形態では、バンパーリインフォースメント２の伸長過程および断面圧潰過程が進行した後に、ステイ圧潰過程が進行するようにバンパーステイ１およびバンパーリインフォースメント２の剛性（各部の肉厚や断面寸法など）が設定されている。

次に、図５を参照して、正面衝突時における衝突エネルギーの吸収過程を説明する。車体前後方向の衝突荷重がバンパー構造Ｂに作用すると、図５の（ｂ）に示すように、まず、バンパーステイ１，１間においてバンパーリインフォースメント２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（伸長過程）。なお、バンパーリインフォースメント２の曲げ伸ばし（伸長）に伴い、バンパーステイ１の内側壁部１５等には曲げ変形が発生するので、バンパーステイ１の初期形状が堅固に維持される訳ではない。バンパーステイ１は、伸長過程中のバンパーリインフォースメント２を安定して支持しつつも、バンパーリインフォースメント２の曲げ伸ばしを阻害することがないように適度に変形する。

伸長過程だけで衝突エネルギーを吸収できない場合には、図５の（ｃ）に示すように、バンパーステイ１がバンパーリインフォースメント２に減り込むことで、衝突エネルギーが吸収される（断面圧潰過程）。すなわち、伸長過程が終盤に差し掛かるか、もしくは伸長過程が終了すると、断面圧潰過程が進行し始める。バンパーリインフォースメント２の湾曲部分を直線状に伸ばした後に、バンパーステイ１をバンパーリインフォースメント２に減り込ませれば、伸長過程中にサイドメンバＳに伝わる衝突荷重のピークと断面圧潰過程（バンパーリインフォースメント２が前後方向へ圧潰する過程）中にサイドメンバＳに伝わる衝突荷重のピークとが時間差をもって現れるようになる。なお、断面圧潰過程では、バンパーステイ１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２の本体部２１および中壁２２（図２参照）に座屈や塑性曲げ変形が発生し、本体部２１の内部空間が潰れる。

断面圧潰過程が進行してもなお衝突エネルギーを吸収しきれない場合には、図５の（ｄ）に示すように、バンパーステイ１自体が前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される（ステイ圧潰過程）。すなわち、断面圧潰過程が終盤に差し掛かるか、もしくは断面圧潰過程が終了すると、ステイ圧潰過程が進行し始める。バンパーステイ１をバンパーリインフォースメント２に減り込ませた後に、バンパーステイ１を圧潰させると、断面圧潰過程中にサイドメンバＳに伝わる衝突荷重のピークとステイ圧潰過程中にサイドメンバＳに伝わる衝突荷重のピークとが時間差をもって現れるようになる。なお、ステイ圧潰過程では、バンパーステイ１の上壁部１２、下壁部１３、外側壁部１４および内側壁部１５（図３参照）に座屈や塑性曲げ変形等が発生し、バンパーステイ１の内部空間の容積が減少する。本実施形態のステイ圧潰過程においては、まず、バンパーステイ１の内側壁部１５およびその周辺部に座屈や塑性曲げ変形が発生し、次いで、外側壁部１４等に座屈や塑性曲げ変形が発生する。

ちなみに、バンパーステイ１の外側壁部１４および内側壁部１５は、バンパーステイ１の内空側に湾曲しているので、外側壁部１４および内側壁部１５の初期の座屈モードは、多くの場合、バンパーステイ１の内空側に入り込むような座屈モードとなる。つまり、バンパーステイ１によれば、その圧潰過程や圧潰後の形態にばらつきが生じ難くなるので、ステイ圧潰過程において吸収される衝突エネルギー量にばらつきが生じ難くなる。

以上説明したバンパー構造Ｂによれば、絞り成形品にてバンパーステイ１を形成しているので、底部１１、上壁部１２、下壁部１３および側壁部１４，１５を同時に成形でき、バンパーステイ１の製作コストの低減を図ることが可能になる。

バンパーステイ１を絞り成形品にて構成すると、絞り成形の性質上、一面が開口した形状のバンパーステイ１になるところ、バンパーステイ１の開口部をバンパーリインフォースメント２によって塞ぎ、バンパーステイ１の開口周縁部１ａ〜１ｄを溶接によりバンパーリインフォースメント２に固着しているので、バンパーステイ１の内部が閉空間となり、ひいては、バンパーステイ１の変形抵抗（圧潰強度）が高いものとなる。すなわち、バンパー構造Ｂによれば、絞り成形品でありながらもバンパーステイ１の変形抵抗（圧潰強度）が高いものとなるので、バンパーステイ１の形態を維持しつつ、バンパーリインフォースメント２の変形等を進行させることが可能となり、したがって、所期のピーク荷重および衝突エネルギーの吸収量を確保することが可能となる。

また、バンパーステイ１によれば、上壁部１２および下壁部１３を平板状（平面状）としているので、衝突初期での座屈の発生を抑制することができる。しかも、バンパーステイ１の上壁部１２と下壁部１３とを平行に対向させているので（図３の（ｂ）参照）、絞り成形の際に成形皺が発生し難くなり、さらには、平行に対向させない場合に比べて、座屈荷重が大きくなるので、所期の圧潰荷重を確保しつつ薄肉化を図ることが可能になる。

また、図３の（ｃ）に示すように、上壁部１２と各側壁部１４，１５との境界部分１ｅ，１ｆおよび下壁部１３と各側壁部１４，１５との境界部分１ｇ，１ｈに、断面円弧状の角部を形成したので、バンパーステイ１の変形抵抗が高まり、ひいては、その薄肉化（軽量化）を図ることが可能となる。

また、バンパーステイ１，１間においてバンパーリインフォースメント２の湾曲部分が直線状に伸ばされる過程中（伸長過程中）に、バンパーステイ１，１が前後方向に圧潰するようなことがないので、バンパーリインフォースメント２の支点間距離が、見た目だけでなく実質的にも狭まることになる。

なお、何らの対策を施すことなく、バンパーリインフォースメント２の本体部２１の前壁および後壁の肉厚を小さくすると、バンパーリインフォースメント２の軽量化が図られる一方で、バンパーリインフォースメント２の曲げ剛性が小さくなってしまい、バンパーリインフォースメント２の変形抵抗が低下するとともに、伸長過程において吸収される衝突エネルギーの吸収量が減少してしまう。これに対し、本実施形態のバンパー構造Ｂによれば、末広がり形状のバンパーステイ１によってバンパーリインフォースメント２の支点間距離を狭めているので、バンパーリインフォースメント２の本体部２１の前壁および後壁の肉厚を小さくして軽量化を図ったとしても、バンパーリインフォースメント２の変形抵抗が大きく低下するようなことはなく、したがって、伸長過程において吸収される衝突エネルギーの吸収量が大きく減少するようなこともない。つまり、バンパー構造Ｂによれば、バンパーステイ１，１間におけるバンパーリインフォースメント２の変形抵抗を低下させることなくバンパーリインフォースメント２の肉厚（特に、本体部２１の前壁、後壁の肉厚）を小さくすることが可能となり、したがって、伸長過程において吸収される衝突エネルギーの吸収量を減少させることなく軽量化を図ることが可能となる。

ちなみに、バンパー構造Ｂにおいて、バンパーリインフォースメント２の肉厚を、幅寸法が一定のバンパーステイで支持する場合と同等にすると、バンパーステイ１，１間におけるバンパーリインフォースメント２の変形抵抗が、幅寸法が一定のバンパーステイで支持する場合よりも高まることになるので、伸長過程において吸収される衝突エネルギー量が増大することになる。

また、バンパー構造Ｂによれば、伸長過程、断面圧潰過程およびステイ圧潰過程の各過程中にサイドメンバＳに伝わる衝突荷重のピークが時間差をもって順次現れることになるので、衝突荷重が増大した後に衝突荷重が大きく減少することを防いで荷重値を維持することが可能となる。

さらに、バンパー構造Ｂによれば、末広がり形状のバンパーステイ１を使用しているので、末広がり形状ではないバンパーステイを使用した場合に比べて、バンパーリインフォースメント２の圧潰範囲を増大させることが可能となり、ひいては、衝突エネルギーの吸収量を増大さることが可能となる。

加えて、バンパー構造Ｂによれば、バンパーステイ１をアルミニウム合金製の絞り成形品とし、バンパーリインフォースメント２をアルミニウム合金製の押出形材で形成しているので、バンパー構造Ｂの軽量化・低コスト化を図ることが可能となり、さらには、製造が容易になるとともに、品質が安定する。

なお、バンパーステイ１およびバンパーリインフォースメント２の構成は、適宜変更しても差し支えない。

また、前記した実施形態においては、全体が円弧状に湾曲したバンパーリインフォースメント２を例示したが、図６に示すように、バンパーステイ１，１の間に二箇所の屈曲部分２ａ，２ａを備えるバンパーリインフォースメント２であっても差し支えない。この場合には、バンパーリインフォースメント２の屈曲部分２ａ，２ａが直線状に伸ばされることで、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、図示は省略するが、直線状のバンパーリインフォースメントと絞り成形品からなるバンパーステイとを組み合わせても差し支えない。

Ｂ バンパー構造
１ バンパーステイ
１１ 底部
１２ 上壁部
１３ 下壁部
１４ 外側壁部（側壁部）
１５ 内側壁部（側壁部）
１ａ〜１ｄ 開口周縁部
１ｅ〜１ｈ 角部
２ バンパーリインフォースメント

Claims (7)

1. 絞り成形品からなる左右一対のバンパーステイと、
   前記両バンパーステイに支持されるバンパーリインフォースメントとを備えるバンパー構造であって、
   前記バンパーステイは、車体に固定される底部と、前記底部から前記バンパーリインフォースメントに向って張り出す平板状の上壁部、下壁部および左右一対の側壁部とを有し、
   前記上壁部および前記下壁部が平行に対向しており、
   前記バンパーステイの開口部が前記バンパーリインフォースメントによって塞がれており、
   前記バンパーステイの開口周縁部が前記バンパーリインフォースメントに固着されていることを特徴とするバンパー構造。
2. 前記バンパーステイの開口周縁部が溶接により前記バンパーリインフォースメントに固着されていることを特徴とする請求項１に記載のバンパー構造。
3. 前記上壁部と前記各側壁部との境界部分および前記下壁部と前記各側壁部との境界部分に、断面円弧状の角部が形成されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバンパー構造。
4. 前記バンパーステイが前記バンパーリインフォースメントに減り込んだ後に前記バンパーステイが圧潰するように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記バンパーステイの剛性が設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のバンパー構造。
5. 前記バンパーリインフォースメントは、前記両バンパーステイの間において屈曲または湾曲しており、
   前記バンパーリインフォースメントの屈曲部分または湾曲部分が直線状に伸ばされた後に前記バンパーステイが前記バンパーリインフォースメントに減り込むように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記バンパーステイの剛性が設定されていることを特徴とする請求項４に記載のバンパー構造。
6. 前記バンパーステイは、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したがって幅寸法が漸増する形状を具備している、ことを特徴とする請求項５に記載のバンパー構造。
7. 前記バンパーステイは、５０００系のアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のバンパー構造。
   

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