JP5729864B2 - バンパステー - Google Patents

Description

本発明は、車体フレームとバンパビームとの間に設けられるバンパステーに係り、特に、衝突荷重を吸収することが可能なバンパステーに関する。

従来から、車幅方向に沿って延設されるバンパビームを備えた車両では、車幅方向両側で車両前後方向に沿って延設される左右一対のフロントサイドフレームと、バンパビームの両端部とをそれぞれ左右一対のバンパステーで連結し、このバンパステーに衝撃吸収性能を持たせたもの（以下、「クラッシュボックス」）が広く知られている（特許文献１参照）。

このような、クラッシュボックスによれば、バンパビームに対して、車両前方から車両後方へ向かう衝突荷重が作用した場合、クラッシュボックスを蛇腹状に軸圧縮変形（座屈変形）させることで衝突荷重を吸収することが可能である。特に、衝突の態様が軽衝突である場合には、ラジエータやバンパステーに接続されるフロントサイドフレーム等の車両部材の損傷を回避することが可能となる。

ここで、上述したような衝突荷重が、クラッシュボックスに作用したときに生じる座屈荷重について説明すると、座屈荷重は、衝突荷重が入力されてからクラッシュボックスが座屈するまでの間、増大する一方、座屈の発生と同時に低下するといった挙動（以下、「座屈波形」と称す）を、それ以降、連続的に複数回繰り返すようになっている。このため、衝突荷重を効率的に吸収させるためには、クラッシュボックスに生じる座屈荷重の変動を極力抑えることにより、クラッシュボックスを安定的（蛇腹状）に座屈変形させるのが有効である。

そこで、例えば、クラッシュボックスの車幅方向内側の所定位置に、衝突荷重が入力されたときに座屈変形を促す、クラッシュビードを形成する技術が提案されている（特許文献２参照）。

特許文献２に記載のクラッシュボックスによれば、衝突荷重が作用したときに、クラッシュビードを起点として、車幅方向内側を、車幅方向外側よりも先に座屈させることが可能である。すなわち、このクラッシュボックスでは、車幅方向内側及び車幅方向外側がそれぞれ座屈変形するタイミング、換言すれば、車幅方向内側の座屈波形の山となるタイミングと、車幅方向外側の座屈波形の山となるタイミングとをずらすことが可能となる。

従って、このようなクラッシュボックスによれば、車幅方向内側の座屈波形と車幅方向外側の座屈波形とをずらすことが可能なため、車幅方向内側の座屈荷重と車幅方向外側の座屈荷重とを合計した合計座屈荷重の波形（以下、「合計座屈波形」と称す）の変動幅を小さくすることができ、結果として、衝突荷重を効果的に吸収することが可能となる。

特開２００１−２１９８６９号公報 特開２００６−３２７４６３号公報

しかしながら、特許文献２に記載のクラッシュボックスでは、その車幅方向内側の所定位置にクラッシュビードを形成する必要があるため、その構造が複雑化するとともに、製作するための作業工程の増大に伴って生産性が低下するといった問題がある。

また、特許文献２に記載のクラッシュボックスでは、通常であれば、バンパビームやバンパステーなどの損傷や破損を生じないような、比較的小さな衝突荷重が作用した場合であっても、クラッシュビードを起点として座屈変形する可能性があり、斯かる場合、修理に際して、クラッシュボックス全体を交換しなければならず、交換コストが増大してしまうといった問題が生じる。

本発明は、上記不都合を解決するためになされたものであり、その目的は、クラッシュボックス等の衝撃吸収体の構造の複雑化を伴わずに、衝突荷重を効果的に吸収すること可能なバンパステーを提供することにある。

前記課題は、本発明に係るバンパステーによれば、車体フレームと、該車体フレームの車両前方側で車幅方向に沿って延設されるバンパビームの車幅方向両端部との間にそれぞれ設けられ、前記バンパビーム側から入力される衝突荷重を吸収することが可能な多角筒状の衝撃吸収体と、前記バンパビームと前記衝撃吸収体とを連結する連結部材と、を備えたバンパステーであって、前記衝撃吸収体は、前記連結部材と同等またはそれ以上の強度を有し、その外周面の外周方向の断面形状を構成する複数の辺が略同一の長さに形成されていると共に、車幅方向外側に位置する前記辺の数と車幅方向内側に位置する前記辺の数とが同一となるように形成され、前記連結部材は、少なくとも、前記衝撃吸収体の前端部を支持する略板状の後壁部と、該後壁部の車幅方向内側から曲折して車両前方へ向けて延設され前記バンパビームを支持する車幅方向内側支持部と、前記後壁部の車幅方向外側に設けられ前記バンパビームを支持する車幅方向外側支持部と、を有し、前記車幅方向内側支持部の延設長さは、前記車幅方向外側支持部の車両前後方向における前記後壁部の車幅方向外側と前記バンパビームとの間の距離よりも大きく設定され、前記延設長さと前記距離との差分は、前記辺の長さの略１／２の長さに設定されていることにより解決される。

以上のように、上記構成では、バンパビームと衝撃吸収体とを連結する連結部材は、衝撃吸収体と同等またはそれ以下の強度を有している。このため、車両が、「前面衝突」（バンパビームの車幅方向中央部に対して前方から衝突荷重が作用するような衝突）または「斜め衝突」（衝突荷重がバンパステーに対してその軸方向と略同じ方向で作用するような衝突）をすると、その衝突荷重は、衝撃吸収体に作用する前に、連結部材に作用することとなる。また、この連結部材は、車両前後方向における、その車幅方向内側支持部の延設長さが、車幅方向外側支持部の長さよりも大きく形成されるため、上記衝突荷重は、先ず、車幅方向内側支持部に作用するように構成されている。

このため、車両が上記のような衝突をした場合、衝撃吸収体には、衝突荷重が、連結部材の車幅方向内側支持部を介して、その車幅方向内側に優先的に入力されることとなる。すなわち、衝撃吸収体では、その車幅方向内側に座屈荷重が生じた後に、車幅方向外側に座屈荷重が生じるようになっている。

このため、車幅方向内側の座屈波形の山となるタイミングと、車幅方向外側の座屈波形の山となるタイミングとをずらすことができ、結果として、車幅方向内側の座屈荷重と車幅方向外側の座屈荷重とを合計した合計座屈荷重の波形の変動幅を小さくすることが可能なため、衝撃吸収体による衝突荷重の吸収を効果的に行うことができる。

このように、上記構成では、衝撃吸収体に特別な加工等を施すことなく、衝突荷重を効果的に吸収することが可能となる。また、衝撃吸収体に特別な加工等を施す必要がないため、衝撃吸収体の生産性を向上させることができる。

また、上述したように、上記構成では、車両が「前面衝突」または「斜め衝突」をすると、その衝突荷重は、衝撃吸収体に作用する前に、連結部材に作用することとなる。すなわち、比較的小さな衝突荷重が連結部材及び衝撃吸収体に作用した場合、衝撃吸収体よりも先に連結部材が変形し易く、斯かる場合、修理に際し、連結部材のみを交換すればよいため、交換に要するコストを安く抑えることが可能となる。

さらに、上記構成では、上記複数の辺を含む各側壁の周方向の幅は、それぞれ略同一の長さに形成されているため、特に、車両が「斜め衝突」をした場合（衝突荷重が衝撃吸収体に対してその軸方向と略同じ方向で作用した場合）、衝撃吸収体の、車幅方向内側と車幅方向外側とには、それぞれ、衝突荷重が略均等に作用することとなる。このため、衝突荷重が入力されると、衝撃吸収体を、上記側壁の幅（衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する、辺の長さ）と略同一の間隔で、軸方向に安定して蛇腹状に座屈変形させることが可能となる。

また、これに加え、上記構成では、車幅方向外側に位置する上記側壁の数と車幅方向内側に位置する上記側壁の数とが同じであるため、車幅方向外側において座屈変形する数と、車幅方向内側において座屈変形する数とを略一致させることが可能となる。

このため、上記構成では、車幅方向内側の座屈波形と、車幅方向外側の座屈波形とを同じような波形とすることが可能となる。従って、上述したような、車幅方向内側の座屈波形と、車幅方向外側の座屈波形とをずれたタイミングで生じさせる構成では、これらの座屈波形が一致し難くなり、結果として、合計座屈荷重の波形の変動幅をさらに小さくすることが可能なため、衝撃吸収体による衝突荷重の吸収をより効果的に行うことができる。

また、上記構成によれば、前記延設長さと前記距離との差分が、前記辺の長さの略１／２の長さに設定されている。

ここで、座屈荷重の座屈波形における山と山との間を１波長とすると、この１波長は、衝撃吸収体が座屈変形してから次に座屈変形するまでの間の座屈荷重の変動に相当する。また、衝撃吸収体において座屈変形する間隔（以下、「座屈ピッチ」と称す）は、辺の長さと略同一である。そうすると、１波長は、辺の長さ、すなわち、座屈ピッチに対応することとなる。

すなわち、上記構成では、車両前後方向において、車幅方向内側支持部の方が、車幅方向外側支持部よりも上記辺の略１／２の長さ分、突出しているため、衝突荷重が入力された衝撃吸収部材では、車幅方向内側の座屈波形と車幅方向外側の座屈波形とを略１／２波長ずらすことが可能となる。すなわち、車幅方向内側の座屈波形が山（谷）となるタイミングで、車幅方向外側の座屈波形を谷（山）とすることが可能となり、斯かる場合、合計座屈荷重の波形が均一化することとなるため、衝撃吸収体による衝突荷重の吸収をより確実に行うことができる。
このとき、隣接する２つの前記辺により構成される角部のうち、車幅方向外側に位置する少なくとも１つの角部の角度が９０度以上１１０度以下であると好適である。
上記構成では、上記車幅方向外側に位置する角部の少なくとも１つを所定の角度に設定することにより、車幅方向外側に位置する側壁（外周面）の強度（座屈変形による衝突荷重の吸収量）を確保することが可能となる。
このため、車両が「前面衝突」し、衝撃吸収体に対して、車両後方へ向かう衝突荷重に加え、その前端部を車幅方向内側へ移動させるようなモーメント（衝突荷重）が作用した場合、車幅方向外側に位置する角部及び側壁が、その軸方向（車両前後方向）の中間部等から上記モーメントの作用する方向に折れ曲ることなく、衝撃吸収体全体を車両前後方向に良好に座屈変形させることが可能となる。
従って、このような構成を付加することにより、車両が、上述した「斜め衝突」した場合、及び「前面衝突」した場合の何れにおいても、衝撃吸収体を安定的（蛇腹状に）に座屈変形させることができ、衝撃吸収体による衝突荷重の吸収をより効果的に行うことが可能となる。

以上のように、本発明に係るバンパステーによれば、簡単な構成により、衝撃吸収体の構造の複雑化を伴わずに、衝突荷重を効果的に吸収することができる。

本実施形態に係る車両の前部を示す斜視図である。 図１の分解斜視図である。 バンパビーム及びバンパステーの組付状態を示す斜視図である。 バンパステーの断面図である。 本実施形態に係る衝撃吸収体に対して衝撃荷重が作用した場合を示す模式図であり、（ａ）は車両が斜め衝突をした状態を示し、（ｂ）は車両が前面衝突をした状態を示す図である。 衝撃吸収体の車両前後方向に沿った変形ストロークＳと座屈荷重Ｇとの関係を示すグラフである。 衝撃吸収体の角部の角度と衝突荷重の吸収量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、図中ＦＲは車両前方を、ＵＰは車両上方を、ＩＮは車幅方向内側を示す。また、以下の説明における左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る車両１は、車幅方向両側で車両前後方向に沿って延設される左右一対のフロントサイドフレーム３、３と、フロントサイドフレーム３の前部３ａに固定されるラジエータ支持部材５と、ラジエータ支持部材５の前方に配設されるバンパビーム６とを備えている。なお、上記フロントサイドフレーム３と、バンパビーム６とがそれぞれ特許請求の範囲に記載の「車体フレーム」と、「バンパビーム」とに該当する。

フロントサイドフレーム３は、鋼板製の部材からなり、閉断面形状に形成されている。このフロントサイドフレーム３の前部３ａには、その前端部に、後述するラジエータ支持部材５のフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａに固定するためのフランジ部（図示省略）が形成されている。

次に、ラジエータ支持部材５について、図１及び図２を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、ラジエータ支持部材５は、鋼板製の部材により略枠形状に形成され、車幅方向に沿って延設されるアッパ部２１と、アッパ部２１の車幅方向両端部２１ａからそれぞれ下方へ向けて延設される左右一対のサイド部２２、２２と、一対のサイド部２２、２２の下端部同士を連結するロア部２３とを備え、ラジエータ５０及びコンデンサ５１を支持する。

ラジエータ５０及びコンデンサ５１の上部と、側部と、下部とは、それぞれアッパ部２１と、サイド部２２と、ロア部２３とに対して、ボルト等により締結固定されている。

サイド部２２は、フロントサイドフレーム３及び後述するバンパステー１０を取り付けるためのフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａを備えている。なお、上記バンパステー１０が特許請求の範囲に記載の「バンパステー」に該当する。

このフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａの所定位置には、フロントサイドフレーム３を取り付けるためのフロントサイドフレーム３取付用のボルト挿通孔（図示省略）及びバンパステー１０を取り付けるためのバンパステー１０取付用のボルト挿通孔２２ｂがそれぞれ複数形成されている。

フロントサイドフレーム３は、そのフランジ部とフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａとをボルト等により固定することにより、ラジエータ支持部材５に対して取り付けられるようになっている。

バンパステー１０は、後述するフランジ部１４に形成されたボルト挿通孔１４ａ及びフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａに形成されたボルト挿通孔２２ｂにボルトを挿通して締め付けることにより、ラジエータ支持部材５に対して取り付けられるようになっている。

次に、バンパビーム６について、図１乃至図３を参照して説明する。
図１乃至図３に示すように、バンパビーム６は、バンパ（図示省略）の車両後方で車幅方向に沿って延設され、鋼板製の部材により中空閉断面形状に形成されている。

また、バンパビーム６は、車幅方向両端部６ａ、６ａよりも車幅方向中央部６ｂの方が車両前方に突出した湾曲形状に形成されている。

バンパビーム６の車幅方向両端部６ａ、６ａのそれぞれには、その後面側に後述するバンパステー１０の連結部材１６を取り付けるための連結部材取付部（図示省略）が設けられている。なお、上記連結部材１６が特許請求の範囲に記載の「連結部材」に該当する。

次に、バンパステー１０について、図２乃至図４を参照して説明する。
図２乃至図４に示すように、バンパステー１０は、フロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａ、２２ａを介して、左右一対のフロントサイドフレーム３、３と、バンパビームの車幅方向両端部６ａ、６ａとの間にそれぞれ設けられている。なお、左右一対のバンパステー１０は、ほぼ同様な構成を有しているため、以下、右側のバンパステー１０について説明し、左側のバンパステー１０についてはその説明を省略する。

バンパステー１０は、衝撃吸収体１１と、バンパビーム６と衝撃吸収体１１との間に配置される連結部材１６とを備えている。

衝撃吸収体１１は、例えば、鋼板製の部材からなり、多角筒形状に形成されている。この衝撃吸収体１１は、車幅方向内側に配置される断面略Ｕ字状に形成された内側部材１２と、車幅方向外側に配置される断面М字状に形成された外側部材１３とを備えている。

内側部材１２は、車幅方向の断面形状において、７つの辺を有すると共に、上下方向中央を通る水平線ｌに対して略線対称となるように形成されている。また、この７つの辺のうち上下一対の端辺１２ａ、１２ａは、互いに略平行に対向配置されている。なお、上記端辺１２ａが特許請求の範囲に記載の「辺」に該当する。

また、端辺１２ａ、１２ａ及びその他の複数の中間辺１２ｂは、それぞれ略同じ長さＬ１に形成されている。すなわち、内側部材１２の外周面を構成する複数の側壁のうち、端辺１２ａ、１２ａを含む側壁１２Ａ、１２Ａ、及び、中間辺１２ｂを含む複数の側壁１２Ｂのそれぞれの周方向の幅は、何れも略同じ幅を有することとなる。

さらに、隣接する２つの辺、すなわち、端辺１２ａと中間辺１２ｂ、及び、中間辺１２ｂと中間辺１２ｂにより構成される角部１２ｃは、略同一の角度となるように形成されている。なお、上記角部１２ｃが特許請求の範囲に記載の「角部」に該当する。

一方、外側部材１３は、内側部材１２と同様に、車幅方向の断面形状において、７つの辺を有すると共に、上下方向中央を通る水平線ｌに対して略線対称となるように形成されている。また、この７つの辺のうち上下一対の端辺１３ａ、１３ａは、互いに略平行に対向配置されている。なお、本実施形態では、後述するように、内側部材１２と外側部材１３との接合を、内側部材１２の側壁１２Ａ、１２Ａの内面側と、外側部材１３の側壁１３Ａ、１３Ａの外面側とをそれぞれ重ね合わせた状態で行うようにしているため、端辺１３ａ、１３ａ間の離間距離は、内側部材１２の端辺１２ａ、１２ａ間の離間距離よりも僅かに短くなるように設定されている。なお、上記端辺１３ａが特許請求の範囲に記載の「辺」に該当する。

また、端辺１３ａ、１３ａ及びその他の複数の中間辺１３ｂは、その長さが内側部材１２の端辺１２ａ及び中間辺１２ｂの長さと略同一の長さＬ１に形成されている。すなわち、外側部材１３の外周面を構成する、端辺１３ａ、１３ａを含む側壁１３Ａ、１３Ａ、及び、中間辺１３ｂを含む複数の側壁１３Ｂの周方向の幅は、内側部材１２の側壁１２Ａ及び側壁Ｂの幅と略同一の幅に形成されていることとなる。なお、上記中間辺１３ｂが特許請求の範囲に記載の「辺」に該当する。

本実施形態では、隣接する２つの中間辺１３ｂにより構成される４つの角部のうち、上側及び下側に位置する２つの角部１３ｃの角度は、内側部材１２の角部１２ｃとは異なり、９０度以上１１０度以下に形成されている。

ここで、外側部材１３に形成される角部１３ｃの角度と衝突荷重の吸収量との関係について、図５（ｂ）及び図７を参照して説明する。

図７に示すように、中間辺１３ｂ、１３ｂにより構成される角部１３ｃの角度と、衝撃吸収体１１による衝突荷重の吸収量との関係は、角部１３ｃの角度を、約９０度としたときに、衝突荷重の吸収量の値が最高値を示し、１１０度を超えると、衝突荷重の吸収量の値が急激に低下するようになっている。

これは、衝撃吸収体１１では、主として、角部（稜線）を座屈変形させることによって、衝突荷重の吸収を行うようにしているため、角部１３ｃの角度を１１０度以上に設定すると、その角度の増加に従い、角部１３ｃ（稜線）における強度が低下して、座屈変形し難くなっていくからである。

ここで、外側部材１３を構成する角部１３ｃの角度を９０度以上１１０度以下に形成した場合の具体的な利点について説明する。

図５（ｂ）に示すように、車両１が被衝突物８０に対して「前面衝突」をすると、バンパビーム６の車幅方向中央部６ｂには、車両後方へ向かう衝突荷重Ｆが入力されることとなる。そうすると、バンパビーム６の車幅方向中央部６ｂの左右両側に接続されるバンパステー１０には、車両後方へ向かう衝突荷重Ｆの他、その前端部を車幅方向内側へと移動させるような回転モーメントＭが作用することとなる。

このような回転モーメントＭは、当然に、外側部材１３にも作用するため、仮に、外側部材１３の強度が低いと（角部１３ｃの角度を１１０度以上に設定すると）、回転モーメントＭの大きさによっては、外側部材１３は、車両前後方向の中間部分等を中心として折れ曲ってしまい、車両前後方向に座屈変形させることが困難となる可能性がある。

これに対し、外側部材１３を構成する角部１３ｃの角度を９０度以上１１０度以下に形成して、角部１３ｃにおける強度を確保すると、回転モーメントＭが作用しても、外側部材１３は、その中間部等から折れ曲り難くなり、車両後方へ向かう衝突荷重Ｆの作用によって、車両前後方向に座屈変形させることが可能となる。

図３及び図４に示すように、このように形成された衝撃吸収体１１は、内側部材１２の内周側と外側部材１３の内周側とを対向させた状態で、内側部材１２の側壁１２Ａ、１２Ａの内面側と、外側部材１３の側壁１３Ａ、１３Ａの外面側とをそれぞれ重ね合わせ、これら側壁１２Ａ及び側壁１３Ａをスポット溶接Ｗにより接合することで形成されるようになっている。

上記スポット溶接Ｗは、上記辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬ１の略２倍の間隔２Ｌ１をあけて複数箇所で行われるようになっている。スポット溶接が行われた箇所では、それ以外の箇所に比べてその強度が低下するため、バンパステー１０に対してバンパビーム６側から軸方向に衝突荷重Ｆ（図６参照）が作用した場合、衝撃吸収体１１は、スポット溶接Ｗが行われた箇所を起点として、山部Ｘ又は谷部Ｙが形成されるため、良好に蛇腹状に座屈変形し易くなる。なお、本実施形態では、スポット溶接を行うことにより、側壁１２Ａ及び側壁１３Ａの所定箇所の強度を低下させるようにしたが、これに限られず、例えば、切欠きを形成したりやその肉厚を他の部位よりも薄肉化等することにより、強度を低下させることも可能である。また、この際、切欠き等は、内側部材１２又は外側部材１３の何れか一方に形成することも可能である。

内側部材１２と外側部材１３とを接合した状態で、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ及び端辺１３ａにより構成される辺と、中間辺１２ｂと、中間辺１３ｂ）の総数は偶数である「１２」となり、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状は上下方向中央を通る水平線ｌに対して略線対称となるように形成される。

衝撃吸収体１１は、その前端部１１ａと後述する連結部材１６の後壁部１６ａとをボルトや溶接等によって固定することにより、連結部材１６に対して取り付けられるようになっている。

フランジ部１４は、略板形状を有し、衝撃吸収体１１の後端部に対してボルトや溶接等により固定されている。また、フランジ部１４の所定位置には、フロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａを取り付けるための張出部材取付用のボルト挿通孔１４ａが複数形成されている。

バンパステー１０は、フランジ部１４のボルト挿通孔１４ａと、フロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａのボルト挿通孔２２ｂとのそれぞれにボルト等を挿通して締め付けることにより、フロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａに対して取り付けられるようになっている。

バンパビーム６が、バンパステー１０及びフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａを介して、フロントサイドフレーム３に取り付けられた状態では、バンパステー１０は、フロントサイドフレーム３の略延長線上に配置されるようになっている。

次に、連結部材１６について、図３を参照して説明する。
連結部材１６は、衝撃吸収体１１よりも強度の低い部材（例えば、アルミニウム）により一体的に形成され、後壁部１６ａと、側壁部１６ｂと、上壁部１６ｃと、下壁部（図示省略）と、車幅方向内側フランジ部１６ｄと、車幅方向外側フランジ部１６ｅと、上側フランジ部１６ｆとを備えている。なお、上記後壁部１６ａと、側壁部１６ｂ及び車幅方向内側フランジ部１６ｄと、車幅方向外側フランジ部１６ｅとがそれぞれ特許請求の範囲に記載の「後壁部」と、「車幅方向内側支持部」と、「車幅方向外側支持部」とに該当する。

後壁部１６ａは、略板形状を有し、その後面に、衝撃吸収体１１の前端部１１ａがボルトや溶接等により取り付けられるようになっている

側壁部１６ｂは、略板形状を有し、後壁部１６ａの車幅方向内側から曲折し車両前方へ向けて延設されている。この側壁部１６ｂの延設長さＬ２は、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する各辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬ１の略１／２の長さに形成されている。なお、上記延設長さＬ２が特許請求の範囲に記載の「延設長さ」に該当する。

上壁部１６ｃは、略三角形状を有し、後壁部１６ａの上端部及び側壁部１６ｂの上端部同士を連結する。下壁部は、上壁部１６ｃと略同様な形状を有し、後壁部１６ａの下端部及びと側壁部１６ｂの下端部同士を連結する。この下壁部は、上壁部１６ｃの下方に対向配置されている。

車幅方向内側フランジ部１６ｄは、側壁部１６ｂの前端から曲折し車幅方向内側へ向かって延設されている。
車幅方向外側フランジ部１６ｅは、後壁部１６ａの車幅方向外側端部から曲折し車幅方向外側へ向けて延設されている。
上側フランジ部１６ｆは、上壁部１６ｃの前端部から曲折し上方へ向けて延設されている。

連結部材１６は、バンパビーム６の車幅方向両端部６ａの所定位置に、その車幅方向内側フランジ部１６ｄ、車幅方向外側フランジ部１６ｅ及び上側フランジ部１６ｆを当接した状態で、溶接やボルト等によってバンパビーム６に対して固定されるようになっている。

次に、本実施形態に係るバンパステー１０に対して衝突荷重が作用した場合について、図５及び図６を参照して説明する。なお、以下の文中における「斜め衝突」とは、衝突荷重がバンパステーに対してその軸方向と略同じ方向で作用するような衝突を意味し、「前面衝突」とは、上述したように、バンパビームの車幅方向中央部に対して前方から衝突荷重が作用するような衝突を意味する。

図５（ａ）及び図６に示すように、車両１が被衝突物８０に対して「斜め衝突」をすると、バンパステー１０には、バンパビーム６を介して、衝突荷重Ｆがその軸方向と略同じ方向で入力されることとなる。

バンパステー１０を構成する連結部材１６は、衝撃吸収体１１よりも強度の低い部材により形成されているため、衝突荷重Ｆは、衝撃吸収体１１に作用する前に、連結部材１６に作用することとなる。

また、この連結部材１６の車幅方向内側には、側壁部１６ｂが形成されている一方、その車幅方向外側には、側壁部１６ｂのような壁部が形成されていないため、衝突荷重Ｆは、優先的に、側壁部１６ｂに作用することとなる。すなわち、本実施形態では、衝突荷重Ｆがバンパステー１０に作用すると、先ず、側壁部１６ｂが、車両後方へ向けて座屈変形するように構成されている。

側壁部１６ｂは、連結部材１６の車幅方向内側に形成されているため、側壁部１６ｂが座屈変形すると、衝突荷重Ｆは、衝撃吸収体１１の内側部材１２に、優先的に作用することとなる。すなわち、衝撃吸収体１１では、内側部材１２に座屈荷重Ｇ１が生じた後に、外側部材１３に座屈荷重Ｇ２が生じることとなる。

ここで、上記座屈荷重について、内側部材１２に生じる座屈荷重Ｇ１を例にとって説明すると、座屈荷重Ｇ１は、図６に示すように、衝突荷重Ｆが作用すると、内側部材１２が座屈変形するまでの間、すなわち、その外周面に山部Ｘまたは谷部Ｙが形成されるまでの間は増加し、その後は低下するといった挙動（以下、「座屈波形」と称す）を複数回繰り返すようになっている。このような座屈波形は、外側部材１３に生じる座屈荷重Ｇ２についても同様である。

すなわち、上述したような、座屈荷重Ｇ１が生じた後に、座屈荷重Ｇ２を生じさせるような構成では、座屈荷重Ｇ１の座屈波形の山及び谷となるタイミング（座屈荷重Ｇ１の最高値及び最低値が発生する変形ストロークのタイミング）と、座屈荷重Ｇ２の座屈波形の山及び谷となるタイミング（座屈荷重Ｇ２の最高値及び最低値が発生する変形ストロークのタイミング）とをずらすことが可能となる。その結果、座屈荷重Ｇ１と、座屈荷重Ｇ２とを合計した合計座屈荷重Ｇ３の波形（以下、「合計座屈波形」と称す）の変動幅を小さくすることが可能なため、衝撃吸収体１１による衝突荷重の吸収を効果的に行うことができる。

また、本実施形態では、衝撃吸収体１１は、側壁１２Ａ、側壁１２Ｂ、側壁１３Ａ及び側壁１３Ｂの周方向の幅が略同一の幅に形成されているため（図３及び図４参照）、衝突荷重Ｆは、これらの側壁に対して略均等に作用するようになっている。このため、車両１が「斜め衝突」をした場合には、衝撃吸収体１１を、側壁（側壁１２Ａ、側壁１２Ｂ、側壁１３Ａ及び側壁１３Ｂ）の幅、すなわち、辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬ１と略同一の長さ間隔（以下、「座屈ピッチ」と称す）Ｌ１´で、その軸方向に山部Ｘと谷部Ｙとが相互に連続するように座屈変形させることが可能となる。

さらに、本実施形態に係る衝撃吸収体１１では、車幅方向内側に位置する側壁１２Ｂの数（５個）と車幅方向外側に位置する側壁１３Ｂの数（５個）とが同じであるため、車幅方向外側において座屈変形する数（座屈荷重の山となる）と、車幅方向内側において座屈変形する数とを略一致させることが可能となる。

すなわち、本実施形態に係る衝撃吸収体１１では、内側部材１２に生じる座屈荷重Ｇ１の座屈波形と、外側部材１３に生じる座屈荷重Ｇ２の座屈波形とを同じような波形とすることが可能となる。従って、上述したような、座屈荷重Ｇ１が生じた後に、座屈荷重Ｇ２を生じさせるような構成では、これらの座屈波形が一致し難くなり、結果として、合計座屈荷重Ｇ３の合計座屈荷重の波形の変動幅をさらに小さくすることが可能なため、衝撃吸収体１１による衝突荷重Ｆの吸収をより効果的に行うことができる。

また、本実施形態では、側壁部１６ｂの延設長さＬ２は、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する各辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬ１の略１／２の長さに形成されている。

ここで、座屈荷重Ｇ１の座屈波形における山と山との間を１波長とすると、この１波長は、内側部材１２が座屈変形してから次に座屈変形するまでの間の座屈荷重Ｇ１の変動に相当する。また、上述したように、衝撃吸収体１１において座屈変形する間隔（以下、「座屈ピッチ」と称す）Ｌ１´は、辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬ１と略同一である。そうすると、１波長は、辺の長さＬ１、すなわち、座屈ピッチＬ１´に対応することとなる。

すなわち、側壁部１６ｂは、衝撃吸収体１１の前端部から延設長さＬ２（≒辺の長さ１／２Ｌ１≒座屈ピッチ１／２Ｌ１´）分突出しているため、衝突荷重Ｆが入力された衝撃吸収体１１では、内側部材１２の座屈波形と外側部材１３の座屈波形とを１／２波長ずらすことが可能となる。この結果、合計座屈荷重の波形が均一化するため、衝撃吸収体１１による衝突荷重Ｆの吸収をより確実に行うことが可能となる。

このように、本実施形態では、車両１が「斜め衝突」をした場合、衝撃吸収体１１を安定的（蛇腹状に）に座屈変形させることができ、その結果、衝突荷重Ｆを効果的に吸収することができる。

次に、車両１が「前面衝突」した場合について、図５（ｂ）を参照して説明する。

上述したように、車両１が被衝突物８０に対して「前面衝突」をすると、バンパステー１０には、車両後方へ向かう衝突荷重Ｆの他、その前端部を車幅方向内側へと移動させるような回転モーメントＭが作用する（図７参照）。

このような回転モーメントＭ及び衝突荷重Ｆがバンパステー１０に作用すると、車両１が「斜め衝突」した場合と同様に、先ず、側壁部１６ｂが、車両後方へ向けて座屈変形することとなる。側壁部１６ｂが座屈変形すると、回転モーメントＭ及び衝突荷重Ｆは、衝撃吸収体１１の内側部材１２に、優先的に作用することとなる。すなわち、衝撃吸収体１１では、車両１が「斜め衝突」した場合と同様に、内側部材１２に座屈荷重Ｇ１が生じた後に、外側部材１３に座屈荷重Ｇ２が生じることとなる。

このように、衝撃吸収体１１の外側部材１３にも、上記回転モーメントＭが作用するが、上述したように、本実施形態では、外側部材１３を構成する角部１３ｃの角度を９０度以上１１０度以下に形成して、角部１３ｃにおける強度を確保しているため、回転モーメントＭの作用によって、外側部材１３が折れ曲り難くなっている。

このように本実施形態化係る衝撃吸収体１１では、外側部材１３に対する回転モーメントＭの影響を極力抑え、車両後方へ向かう衝突荷重Ｆが、内側部材１２及び外側部材１３に対して良好に作用するようになっている。

すなわち、車両１が「前面衝突」した場合においても、上述した「斜め衝突」した場合と同様に、内側部材１２の座屈波形と外側部材１３の座屈波形とを１／２波長ずらすことが可能となっている。

以上のように、本実施形態では、車両が、「斜め衝突」した場合及び「前面衝突」した場合の何れにおいても、衝撃吸収体を安定的（蛇腹状に）に座屈変形させることができ、衝撃吸収体による衝突荷重の吸収を効果的に行うことが可能となっている。

また、本実施形態に係る衝撃吸収体１１は、単に、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する、辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ、中間辺１３ｂ）の長さを略同一となるように形成し、且つ、内側部材１２を構成する各辺のうち、車幅方向内側に面する中間辺１２ｂの数（５個）と、外側部材１３を構成する各辺のうち、車幅方向外側に面する中間辺１３ｂの数（５個）とが同一となるように形成するとともに、外側部材１３を構成する角部１３ｃの角度を所定の角度に設定すればよく、その外周面等に衝撃吸収性能を向上させるためのビード等を形成する必要がないため、バンパステー１０の生産性を向上させることができる。

なお、本実施形態では、衝撃吸収体１１を内側部材１２と外側部材１３というように分割したが、これに限られず、一体成形により形成することも可能である。さらに、衝撃吸収体１１とフランジ部１４とを別体に形成したが、必ずしもこれらを別体に形成する必要はなく、一体成形により形成することも可能である。

また、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ及び端辺１３ａにより構成される辺と、中間辺１２ｂと、中間辺１３ｂ）の総数を、偶数である「１２」としたが、それ以上又はそれ以下であってもよい。この場合、辺の総数は偶数であることが好ましい。

本実施形態では、連結部材１６を、衝撃吸収体１１よりも強度の低い部材により形成したが、これに限られず、衝撃吸収体１１と同等の強度による部材により形成することも可能である。

また、本実施形態では、外側部材１３に角度が９０度以上１１０度以下の角部１３ｃを、２つ形成したが、これに限られず、１つであっても良く、また、それ以上であっても良い。この場合、本実施形態と同様に、水平線ｌに対して略線対称となるように角部を形成することが好ましい。

本実施形態では、連結部材１６を構成する側壁部１６ｂの延設長さＬ２を、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する各辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬ１の略１／２の長さとしたが、辺の長さＬ１の倍数と略同一でなければ、その長さを変更することが可能である。

さらに、本実施形態では、連結部材１６の車幅方向外側フランジ部１６ｅを、後壁部１６ａの車幅方向外側端部から曲折することにより形成したが、車幅方向内側フランジ部１６ｄと同様に、壁部を介して形成することも可能である。この際、上記壁部の車両前後方向における距離は、側壁部１６ｂの延設長さＬ２よりも短く形成することが必要である。また、このときの上記延設長さＬ２と上記距離との差分は、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する各辺の長さＬ１の略１／２の長さに設定することが好ましいが、上記のように、辺の長さＬ１の倍数と略同一でなければ、その長さを変更することが可能である。

また、本実施形態では、連結部材１６に上壁部１６ｃ及び下壁部を設けたが、これらを省略することも可能である。

本発明によれば、簡単な構成により、衝撃吸収体の構造の複雑化を伴わずに、衝突荷重を効果的に吸収することが可能なため、車体フレームとバンパビームとの間にバンパステーが設けられた様々な車両に利用することができる

１ 車両
３ フロントサイドフレーム（車体フレーム）
６ バンパビーム（バンパビーム）
６ａ 車幅方向両端部
１０ バンパステー
１１ 衝撃吸収体
１１ａ 前端部
１２ 内側部材
１２ａ 端辺（辺）
１２ｂ 中間辺（辺）
１２ｃ 角部
１２Ａ 側壁
１２Ｂ 側壁
１３ 外側部材
１３ａ 端辺（辺）
１３ｂ 中間辺（辺）
１３Ａ 側壁
１３Ｂ 側壁
１３ｃ 角部（角部）
１６ 連結部材
１６ａ 後壁部
１６ｂ 側壁部（車幅方向内側支持部）
１６ｄ 車幅方向内側フランジ部（車幅方向内側支持部）
１６ｅ 車幅方向外側フランジ部（車幅方向外側支持部）
Ｆ 衝突荷重
Ｍ 回転モーメント（衝突荷重）
Ｌ１ 辺の長さ
Ｌ１´ 座屈ピッチ
Ｌ２ 延設長さ
Ｘ 山部
Ｙ 谷部

Claims (2)

1. 車体フレームと、該車体フレームの車両前方側で車幅方向に沿って延設されるバンパビームの車幅方向両端部との間にそれぞれ設けられ、前記バンパビーム側から入力される衝突荷重を吸収することが可能な多角筒状の衝撃吸収体と、
   前記バンパビームと前記衝撃吸収体とを連結する連結部材と、を備えたバンパステーであって、
   前記衝撃吸収体は、前記連結部材と同等またはそれ以上の強度を有し、その外周面の外周方向の断面形状を構成する複数の辺が略同一の長さに形成されていると共に、車幅方向外側に位置する前記辺の数と車幅方向内側に位置する前記辺の数とが同一となるように形成され、
   前記連結部材は、少なくとも、前記衝撃吸収体の前端部を支持する略板状の後壁部と、該後壁部の車幅方向内側から曲折して車両前方へ向けて延設され前記バンパビームを支持する車幅方向内側支持部と、前記後壁部の車幅方向外側に設けられ前記バンパビームを支持する車幅方向外側支持部と、を有し、
   前記車幅方向内側支持部の延設長さは、前記車幅方向外側支持部の車両前後方向における前記後壁部の車幅方向外側と前記バンパビームとの間の距離よりも大きく設定され、
   前記延設長さと前記距離との差分は、前記辺の長さの略１／２の長さに設定されていることを特徴とするバンパステー。
2. 隣接する２つの前記辺により構成される角部のうち、車幅方向外側に位置する少なくとも１つの角部の角度が９０度以上１１０度以下であることを特徴とする請求項１に記載のバンパステー。

Images