JP6406484B1

JP6406484B1 - バンパービーム

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Publication number: JP6406484B1
Application number: JP2018533958A
Authority: JP
Inventors: 敦雄古賀; 嘉明中澤; 智史広瀬
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2038-03-07
Also published as: EP3604043A1; RU2716405C1; CA3057610C; MX2019011217A; WO2018173759A1; JPWO2018173759A1; EP3604043A4; EP3604043B1; KR20190111148A; CA3057610A1; KR102127301B1; US10766444B2; CN110446630A; US20200086815A1; BR112019018513A2; CN110446630B

Abstract

バンパービーム１００は、クロージングプレート２と、ハット部材１とを備える。ハット部材１は、天板１ａと、２つのフランジ１ｃと、２つ縦壁１ｂとを有する。ハット部材１は、高強度部１０Ｈと低強度部１０Ｌを含む。高強度部１０Ｈは、２つの縦壁１ｂそれぞれの長手方向中央を含み長手方向に少なくも２５０ｍｍにわたる領域に形成される。高強度部１０Ｈの引張強度は、１．５ＧＰａ以上である。低強度部１０Ｌは、高強度部の外側において長手方向に前記縦壁の高さ以上にわたる領域に形成される。低強度部の引張強度は、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度より低い。

Description

本発明は、耐衝撃性を有するバンパービームに関する。

バンパービームには、耐衝撃性が求められる。バンパービームには、断面がハット形状のハット部材と、ハット部材に接合されるクロージングプレートで形成されるものがある。このようなバンパービームは、クロージングプレートを車長方向外側に配置すると質量あたりの衝撃吸収能に優れる。このようにクロージングプレートを衝撃入力面としたものを逆ハットという。ハット部材の天板を衝撃入力面としたものを順ハットという。

例えば、国際公開第WO2016/117335号（特許文献１）には、内部に補強部材を配置した逆ハットのバンパービームが開示されている。内部の補強部材によりバンパービームの衝撃エネルギー吸収効率が改善されている。

国際公開第WO2016/117335号

将来北米での実施が計画されている自動車の衝突試験には、自動車の前部バンパーの車幅方向中央に柱をぶつけるものがある（ポール前突試験）。この衝突試験では、バンパービームの長手方向中央に集中荷重が生じる。この衝突試験に合格するためには、バンパービームの耐力を向上させることが求められる。バンパービームの耐力を向上させるには、バンパービームの肉厚を厚くしたり、バンパービームを大型化したりすることが考えられる。しかし、このような対策ではバンパービームの軽量化と衝突に対する耐力向上を両立できない。

そこで、発明者らは、軽量化と衝突耐力の向上を両立するようなバンパービームの形状と素材を検討した。具体的には、質量効率の高い形状として、逆ハットを採用し、引張強度の高い素材を用いた。

発明者らは、逆ハットの形状で、高い引張強度の材料を用いたバンパービームでは、軽量化を図りながらも、バンパービームの耐力を向上できることを見出した。しかしながら、この構成のバンパービームの衝撃試験において、クロージングプレートの圧子衝突部と反対側のハット部材の天板が衝撃により破断する場合があることがわかった。

そこで、本願は、逆ハットの形状で、高い引張強度の材料を用いた場合に、衝撃による破断を抑制できるバンパービームを開示する。

本発明の１つの観点によるバンパービームは、クロージングプレートと、前記長手方向において前記クロージングプレート側に凸となるように湾曲するハット部材とを備える。前記ハット部材は、天板と、前記天板の両端に位置する２つの第１の稜線と、前記クロージングプレートに接合される２つのフランジと、前記２つのフランジそれぞれの内側端部に位置する２つの第２の稜線と、前記２つの第１の稜線と前記２つの第２の稜線の間に、それぞれ位置する２つ縦壁とを有する。前記ハット部材は、高強度部と低強度部を含む。高強度部は、前記２つの縦壁それぞれの長手方向中央を含み長手方向に少なくも２５０ｍｍにわたる領域に形成される。高強度部の引張強度は、１．５ＧＰａ以上である。低強度部は、前記長手方向において前記クロージングプレート側に凸となるように湾曲するハット部材における前記高強度部の長手方向外側において長手方向に前記縦壁の高さ以上にわたる領域であって、前記２つの第２の稜線のうち一方から、前記２つの縦壁及び前記天板を経て、前記２つの第２の稜線のうち他方に至るまでの領域に形成される。低強度部の引張強度は、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度より低い。

本願開示によれば、逆ハットの形状で、高い引張強度の材料を用いた場合に、衝撃による破断を抑制できるバンパービームを提供することができる。

本実施形態におけるバンパービームの構成を示す側面図である。図１に示すバンパービームの斜視図である。図１に示すバンパービームのＡ−Ａ線の断面図である。バンパービームの低強度部の配置を説明するための図である。バンパービームの低強度部の配置の変形例を示す図である。バンパービームの断面に生じる曲げモーメントの分布を示すグラフである。補強部材を含むバンパービームの構成例を示す側面図である。図７に示すバンパービームのＡ−Ａ線の断面図である。補強部材を有するバンパービームの断面に生じる曲げモーメントの分布を示すグラフである。補強部材の変形例を示す断面図である。補強部材の他の変形例を示す断面図である。逆ハットのバンパービームの天板が衝撃により破断した場合のストロークと荷重の関係を示すグラフである。

発明者らは、断面がハット形状の部材（以降、ハット部材という）と、ハット部材に接合されるクロージングプレートと、で形成されるバンパービームの衝撃に対する挙動について調べた。ハット部材は、天板と、天板の両端から延びる２つの縦壁と、２つの縦壁の天板と反対側の端部からそれぞれ互いに離れる方向へ延びる２つのフランジとを有する。

発明者らは、逆ハットのバンパービームの最大荷重を高める検討を行った。高強度材料を用いて、逆ハットのバンパービームを構成することで、最大荷重を高くすることができることがわかった。しかし、引張強度（ＴＳ）が１．５ＧＰａ以上の高強度材料を用いた逆ハットのバンパービームの衝撃試験では、クロージングプレートへの圧子の衝突時に、圧子衝突部の反対側の天板が破断する場合があることがわかった。図１２は、逆ハットのバンパービームの天板が衝撃により破断した場合の、ストロークと荷重の関係を示すグラフである。図１２に示すように、衝撃により逆ハットのバンパービームの天板が破断すると、荷重が０になる。これにより、バンパービームの耐力が著しく低下する。

発明者らは、天板が破断する場合について詳しく検討した。ポール前突試験のように逆ハットのバンパービーム部材に集中荷重が負荷される場合、曲げ変形にともない天板に引張ひずみが発生する。この場合、集中荷重点に生じるひずみが最も大きい。一般に引張強度の高い素材は延性に乏しく、大きなひずみが生じると割れることが多い。この結果、超高強度かつ低延性材料を用いた場合、天板が破断する可能性があることが判明した。

順ハット及び逆ハットともに、耐荷重性能に対する寄与が大きいのはハット部材である。一方、衝撃を受けた時に引張変形が最も生じるのは、順ハットでは、クロージングプレートであり、逆ハットではハット部材の天板である。引張変形による破断を回避しようとした場合、順ハットではクロージングプレート、逆ハットではハット部材を、高延性化すなわち低強度化することが考えられる。順ハットでは、クロージングプレートの耐荷重性能への寄与が小さいため、クロージングプレートに低強度材を用いても、最大荷重の低下の度合は小さい。すなわち、順ハットでは、クロージングプレートを低強度化することで、引張変形による破断を回避できる。一方、逆ハットの場合、破断を回避するために耐荷重性能への寄与が高いハット部材の強度を低下させると、最大荷重の低下の度合が大きくなる。そのため、破断抑制と高荷重化の両立が難しい。また、ハット部材の材料の強度を低下させると、耐衝撃性能を確保するために板厚を大きくする必要がある。そのため、高荷重化と軽量化の両立も困難になる。

そこで、発明者らは、逆ハットにおいて、衝撃を受けた時の断面に生じる曲げモーメントが大きくなる中央部の強度を確保しつつも、母材破断を抑制する構成について検討した。検討の結果、ハット部材における長手方向中央の引張強度を１．５ＧＰａ以上として、ハット部材の長手方向において中央を含む２５０ｍｍ領域の外側に、中央より引張強度が低い低強度部を、長手方向に縦壁の高さ以上に渡って設ける構成に想到した。この構成により、逆ハットにおいて、高強度材料によって最大荷重を高めつつ、母材破断を抑制することができることを見出した。この知見に基づいて、以下の実施形態に想到した。なお、バンパービームが順ハットに適用されるのか、逆ハットに適用されるのかは、形状から判別可能である。バンパービームは車長方向外側に凸になるよう湾曲するからである。すなわち、逆ハットのバンパービームは、クロージングプレート側に凸になるよう湾曲する。なお、本発明において、「長手方向においてクロージングプレート側に凸となるように湾曲するハット部材」は、クロージングプレートが車両の外側に配置されるように形成されたバンパービームのハット部材を意味する。

（構成１）
本発明の実施形態におけるバンパービームは、クロージングプレートと、前記長手方向において前記クロージングプレート側に凸となるように湾曲するハット部材とを備える。前記ハット部材は、天板と、前記天板の両端に位置する２つの第１の稜線と、前記クロージングプレートに接合される２つのフランジと、前記２つのフランジそれぞれの内側端部に位置する２つの第２の稜線と、前記２つの第１の稜線と前記２つの第２の稜線の間に、それぞれ位置する２つ縦壁とを有する。前記ハット部材は、高強度部と低強度部を含む。高強度部は、前記２つの縦壁それぞれの長手方向中央を含み長手方向に少なくも２５０ｍｍにわたる領域に形成される。高強度部の引張強度は、１．５ＧＰａ以上である。低強度部は、前記長手方向において前記クロージングプレート側に凸となるように湾曲するハット部材における前記高強度部の長手方向外側において長手方向に前記縦壁の高さ以上にわたる領域であって、前記２つの第２の稜線のうち一方から、前記２つの縦壁及び前記天板を経て、前記２つの第２の稜線のうち他方に至るまでの領域に形成される。低強度部の引張強度は、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度より低い。

バンパービームは、クラッシュボックスやフロントサイドメンバーといった他部材の接続部（車体取付部）に相当する端部の２か所で支持される。ポール前突試験のようにバンパービームの長手方向中央に集中荷重が負荷されるときのバンパービームの変形形態は、両端部を支持した状態で中央部を押す３点曲げ試験の変形形態と同様になる。この場合、バンパービームの全断面に負荷される曲げモーメントは、集中荷重点すなわち長手方向中央で最も大きく、端部に近づくにつれて小さくなる。長手方向中央以外に同じ荷重を負荷した場合、集中荷重点の曲げモーメントが最も高くなる。この集中荷重点の曲げモーメントは、長手方向中央に荷重を負荷した場合の集中荷重点の曲げモーメントより低い。つまり、同じ荷重を付加する場合、長手方向中央に荷重を付加すると最もバンパービームが壊れやすい。故に、バンパービームの長手方向中央への荷重負荷に対する耐荷重性能が重要になる。

上記構成１では、長手方向においてクロージングプレート側に凸となるように湾曲するハット部材の長手方向中央における長さ２５０ｍｍの領域における引張強度が１．５ＧＰａ以上の高強度部に加えて、高強度部の長手方向外側の領域に、長手方向に当該領域の縦壁の高さ以上にわたって低強度部が設けられる。この構成により、中央に衝撃による荷重が入力された時の曲げモーメントが最も大きくなる部分の強度が高いので最大荷重を高めることができる。さらに、長手方向の中央を含む長さ２５０ｍｍの領域の外において低強度部が設けられることで、中央に荷重が入力された時に、高強度部より低強度部の方が先に変形しやすくなる。すなわち、変形起点となる低強度部をバンパービームの長手方向中央（集中荷重点）以外に設けることで、集中荷重点にある高強度部が変形する前に、低強度部を局所変形させることができる。また、低強度部は、中央に比べて引張強度が低いので延性が高い。低強度部は、第２の稜線の一方から他方まで、２つの縦壁及び天板にわたって形成される。そのため、低強度部が形成された天板及び２つの縦壁において変形による母材破断が生じにくい。低強度部は延性が高いので、低強度部位が局所変形しても、破断しにくい。すなわち、低強度部位は、割れるのではなく、延びて曲がる。このように、構成１によれば、逆ハットの形状で、且つ１．５ＧＰａ≦ＴＳの高強度材料を用いて最大荷重を確保しつつも、母材破断を抑制できるバンパービームを提供できる。

なお、縦壁の高さは、クロージングプレートに垂直な方向における縦壁の長さとする。すなわち、クロージングプレートに垂直な方向における第１の稜線と第２の稜線の間の距離を、縦壁の高さとする。バンパービームは、バンパーレインフォースメントと称されることもある。

（構成２）
上記構成１において、前記低強度部の引張強度（ＴＳ）は、１．５ＧＰａより小さいことが好ましい。ＴＳ＜１．５ＧＰａとすることで、低強度部の延性を担保して母材破断をより抑制することができる。

（構成３）
上記構成２において、前記低強度部の引張強度ＴＳは、５９０ＭＰａより大きいことが好ましい。５９０ＭＰａ＜低強度部のＴＳ、とすることで、低強度部に荷重が負荷される場合でも、バンパーレビームの耐荷重を確保できる。

（構成４）
上記構成１〜３のいずれかにおいて、前記天板は、前記天板の長手方向に離間した２つの位置において、前記バンパービームを支持する部材が取り付けられる２つの支持部を有してもよい。前記縦壁における前記低強度部と前記高強度部の境界は、前記縦壁の長手方向中央から長手方向に１２５ｍｍだけ離れた位置から、前記縦壁の長手方向中央から前記２つの支持部間の長手方向の距離の３６分の１３だけ離れた位置までの間に配置されることが好ましい。これにより、低強度部を適切な位置に配置することができる。

（構成５）
上記構成１〜４のいずれかにおいて、前記天板は、前記天板の長手方向に離間した２つの位置において、前記バンパービームを支持する部材が取り付けられる２つの支持部を有してもよい。前記低強度部は、前記２つの支持部の間において、前記高強度部の両側に設けられることが好ましい。このように、バンパービームが他の部材に支持される支持部の間に低強度部が設けられることで、低強度部の変形が、他の部材の変形に影響を与えたりするのを抑えることができる。また、低強度部を、高強度部の両側に設けることで、局所変形を２か所で発生させ、ひずみを分散することができる。低強度部を、高強度部の片側に１箇所だけ設ける場合に比べて、天板に生じるひずみを抑えることができる。

ハット部材の長手方向において、低強度部のハット部材端部側の外側に外側高強度部が形成されてもよい。外側高強度部の引張強度は、１．５ＧＰａ以上としてもよい。この場合、外側高強度部と低強度部との境界は、上記の２つ支持部の間にすることが好ましい。すなわち、低強度部が、２つの支持部の間に配置されることが好ましい。これにより、低強度部の変形が他の部材の変形に影響を与えるのを抑えることができる。

或いは、低強度部は、ハット部材の長手方向において、高強度部の端からハット部材の端にわたって形成されてもよい。例えば、ハット部材の長手方向中央部における高強度部以外の部分は、低強度部としてもよい。このような構成であっても、バンパービームの長手方向中央の集中荷重点の部分を局所変形させることができる。その結果、逆ハットの形状で、且つ１．５ＧＰａ≦ＴＳの高強度材料を用いて最大荷重を確保しつつも、母材破断を抑制できるバンパービームを提供できる。また、低強度部の長手方向外側に外側高強度部を設ける構成に比べて、ハット部材における高強度の部分の割合を低くすることができる。これにより、例えば、コスト削減が可能になる。

低強度部の引張強度と前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方との強度差は、前記２つの縦壁の長手方向中央から離れる程、大きくなるよう設定してもよい。また、低強度部の引張強度を、２つの縦壁の長手方向中央からの距離に応じて変化させてもよい。例えば、低強度部を長手方向に複数の区間に分けて、縦壁の長手方向中央により近い区間よりより遠い区間の引張強度を小さくしてもよい。

（構成６）
上記構成１〜５のいずれかにおいて、前記天板は、前記天板の長手方向に離間した２つの位置において、前記バンパービームを支持する部材が取り付けられる２つの支持部を有してもよい。前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が１２５ｍｍより大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の４分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．４倍以下であることが好ましい。前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の長手方向の距離の４分の１より大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の３６分の１３と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．３５倍以下であることが好ましい。前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の長手方向の距離の３６分の１３より大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の２分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．２倍以下であることが好ましい。

上記構成６によれば、低強度部の強度を適正化し、高強度部が局所変形する直前に低強度部が局所変形しやすくすることができる。これにより、高強度部が局所変形した場合とほぼ同等の耐力を得ることができる。なお、上記構成６では、高強度部と低強度部の引張強度の差以外に断面に係る曲げモーメントに影響を与える要素が少ない場合に、上記の効果がより奏する。例えば、高強度部の厚みと低強度部の縦壁の厚みが同じである場合に、上記の効果がより得られやすくなる。又は、高強度部及び低強度部のいずれにも補強部材が設けられていない場合に、上記の効果がより得られやすくなる。

（構成７）
上記構成６において、前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が１２５ｍｍより大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の４分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．３３倍以上であることが好ましい。前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の長手方向の距離の４分の１より大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の３６分の１３と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．２倍以上であることが好ましい。前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の長手方向の距離の３６分の１３より大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の２分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．１倍以上であることが好ましい。

上記構成７によれば、低強度部の強度をより適正化し、さらに、高強度部が局所変形する直前に低強度部が局所変形しやすくすることができる。これにより、高強度部が局所変形した場合とほぼ同等の耐力を得ることができる。

（構成８）
上記構成１〜５のいずれかにおいて、前記バンパービームは、前記縦壁の前記高強度部が形成される領域、及び前記クロージングプレートの前記高強度部と長手方向において重なる領域の少なくとも一部に取り付けられる補強部材をさらに備えることが好ましい。これにより、耐衝撃性能を保ちつつ、全体の厚みを薄くして、軽量化できる。また、低強度部の引張強度ＴＳと、縦壁の長手方向の中央の引張強度ＴＳとの差ΔＴＳを小さくできる。

（構成９）
上記構成８において、前記補強部材は、前記２つの縦壁に接し、かつ前記２つの縦壁の間であって、前記縦壁の高さ方向中央よりクロージングプレートに近い位置に設けられてもよい。例えば、補強部材は、ハット部材内にクロージングプレートと平行になるよう配置された補強板で構成されてもよい。或いは、ハット部材の内部の空間内に充填された樹脂（発泡）により補強部材を構成してもよい。

（構成１０）
上記構成８又は構成９において、前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が１２５ｍｍより大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の４分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．６８倍以下であることが好ましい。前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の長手方向の距離の４分の１より大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の３６分の１３と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．５４倍以下であることが好ましい。前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の長手方向の距離の３６分の１３より大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の２分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．２倍以下であることが好ましい。

上記構成１０によれば、補強部材を設けた場合の低強度部の強度を適正化し、高強度部が局所変形する直前に低強度部が局所変形しやすくすることができる。これにより、高強度部が局所変形した場合とほぼ同等の耐力を得ることができる。

（構成１１）
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が１２５ｍｍより大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の４分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．６倍以上であることが好ましい。前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の長手方向の距離の４分の１より大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の３６分の１３と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．４５倍以上である事が好ましい。前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の長手方向の距離の３６分の１３より大きく、かつ前記２つの支持部間の長手方向の距離の２分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．１倍以上である事が好ましい。

上記構成１１によれば、補強部材を設けた場合の低強度部の強度をより適正化し、さらに、高強度部が局所変形する直前に低強度部が局所変形しやすくすることができる。これにより、高強度部が局所変形した場合とほぼ同等の耐力を得ることができる。

（構成１２）
上記構成１〜５、８、及び９のいずれかにおいて、前記天板又は前記２つの縦壁の前記低強度部の一部に貫通孔が設けられてもよい。貫通孔によって、高強度部と低強度部の引張強度の差を調整することができる。

（構成１３）
上記構成１〜５、８、９及び１２のいずれかにおいて、前記２つの縦壁それぞれにおいて、前記低強度部の少なくとも一部における前記縦壁の高さは、前記長手方向中央における前記縦壁の高さより低くてもよい。低強度部の縦壁の高さを低くすることで、高強度部と低強度部の引張強度の差を調整することができる。

（構成１４）
上記構成１〜５、８、９、１２、及び１３のいずれかにおいて、前記２つの縦壁それぞれにおいて、前記低強度部の少なくとも一部における前記縦壁の厚みは、前記長手方向中央における前記縦壁の厚みより薄くてもよい。低強度部の縦壁の厚みを薄くすることで、高強度部と低強度部の引張強度の差を調整することができる。

［実施形態］
図１は、本実施形態におけるバンパービーム１００の構成を示す側面図である。図２は、図１に示すバンパービーム１００の斜視図である。図３は、図１に示すバンパービーム１００のＡ−Ａ線における断面を示す断面図である。図１、図２及び図３に示すように、バンパービーム１００は、ハット部材１と、ハット部材１に接合されるクロージングプレート２を有する。バンパービーム１００は、ハット部材１とクロージングプレート２により形成される閉断面構造を有する。

図１及び図２に示すように、バンパービーム１００は、長手方向において、ハット部材１からクロージングプレート２の方に向かって凸となるよう湾曲する。そのため、ハット部材１は、長手方向において、クロージングプレート２側に凸となるよう湾曲する。このように、クロージングプレート２側に凸となるよう湾曲した形状のバンパービームは、クロージングプレート２を荷重入力面とする逆ハット型のバンパービームとなる。バンパービーム１００が、車両に取り付けられた状態では、クロージングプレート２が、車長方向の外側に配置される。なお、車長方向は、車両の前後方向であり、車幅方向は、車両の左右方向である。

図３に示すように、バンパービーム１００のハット部材１は、天板１ａと、天板の両端から延びる２つの縦壁１ｂと、２つの縦壁１ｂから延びる２つのフランジ１ｃとを有する。２つの縦壁１ｂは、互いに対向して延びる。２つのフランジ１ｃは、２つの縦壁１ｂの天板１ａとは反対側の端部からそれぞれ互いに離れる方向へ延びて形成される。

天板１ａと２つの縦壁１ｂの間には、第１の稜線１ａｂがある。天板１ａの両端に第１の稜線１ａｂが位置する。また、２つの縦壁１ｂのそれぞれとフランジ１ｃとの間には、第２の稜線１ｂｃがある。第２の稜線１ｂｃは、２つのフランジ１ｃの互いに対向する端部すなわち内側端部に位置する。縦壁１ｂは、第１の稜線１ａｂと第２の稜線１ｂｃの間に位置する。すなわち、縦壁１ｂの一方端は、第１の稜線１ａｂに隣接し、縦壁１ｂの他方端は、第２の稜線１ｂｃに隣接する。

第１の稜線１ａｂ及び第２の稜線１ｂｃは、いずれもハット部材１の長手方向に延びる。図１に示す例では、第１の稜線１ａｂ及び第２の稜線１ｂｃは、ハット部材１からクロージンプレート２へ向かう方向に凸となるよう湾曲している。ハット部材１には、第１の稜線１ａｂ及び第２の稜線１ｂｃが互いに平行な部分と、第１の稜線１ａｂ及び第２の稜線１ｂｃが互いに平行でない部分がある。

なお、バンパービーム１００の長手方向は、バンパービームの寸法が最も長くなる方向とする。図１に示す例では、ｙ方向が長手方向である。バンパービーム１００が車両に取り付けられた状態では、車幅方向が、バンパービーム１００の長手方向となる。また、バンパービーム１００の長手方向、ハット部材１の長手方向及び縦壁１ｂの長手方向は、いずれも同じ方向とする。

２つの縦壁１ｂのそれぞれと天板１ａとの境界部分には、湾曲部（Ｒ）５が形成されている。すなわち、縦壁１ｂの一方端を含む端部は、丸く湾曲した形状となっている。これにより、縦壁１ｂと天板１ａとの境界におけるハット部材の肩部の表面は、曲面になる。この湾曲部（Ｒ）５は、縦壁１ｂの一部であるとして、縦壁１ｂの、クロージングプレート２に垂直な方向における高さＨが決定される。すなわち、湾曲部（Ｒ）５の天板１ａ側の端のＲ境界（Ｒ止まり）５ｂを、縦壁１ｂの一方端とする。第１の稜線１ａｂは、縦壁１ｂの一方端すなわちＲ境界５ｂに隣接する。

２つの縦壁１１のそれぞれと、２つのフランジ１ｃのそれぞれとの境界部分には、湾曲部（Ｒ）６が形成されている。すなわち、縦壁１ｂの他方端を含む端部は、丸く湾曲した形状となっている。これにより、縦壁１ｂとフランジ１ｃとの境界におけるハット部材１の肩部の表面は、曲面になる。この湾曲部（Ｒ）６は、縦壁１ｂの一部であるとして、縦壁１ｂの、クロージングプレート２に垂直な方向における高さＨが決定される。すなわち、湾曲部（Ｒ）６のフランジ１ｃ側の端のＲ境界（Ｒ止まり）６ｂを、縦壁１ｂの他方端とする。第２の稜線１ｂｃは、縦壁１ｂの他方端に隣接する。

図１に示すように、ハット部材１は、２つの縦壁１ｂそれぞれにおいて、長手方向の中央を含み長手方向に少なくも２５０ｍｍにわたる領域に高強度部１０Ｈを有する。高強度部の引張強度は、１．５ＧＰａ以上である。

ハット部材１の高強度部以外の領域には、低強度部１０Ｌが形成される。低強度部１０Ｌは、ハット部材における高強度部１０Ｈの長手方向外側に形成される。低強度部１０Ｌの長手方向の寸法ＬＢは、縦壁１ｂの高さＨ以上である（ＬＢ≧Ｈ）。低強度部１０Ｌは、２つの第２の稜線１ｂｃのうち一方から、一方の縦壁１ｂ、天板１ａ、他方の縦壁１ｂを経て、２つの第２の稜線のうち他方に至るまでの領域に形成される。低強度部１０Ｌの引張強度は、２つの縦壁１ｂの長手方向中央の引張強度より低い。すなわち、低強度部１０Ｌの引張強度は、２つの縦壁１ｂの長手方向中央の引張強度のうち低い方の引張強度より低い。

このように、ハット部材１の長手方向中央に高強度部を形成し、長手方向の中央を含む長手方向の長さが２５０ｍｍの領域以外の領域に低強度部を形成することで、クロージングプレート２の長手方向中央に荷重が入力された場合に、変形起点となる低強度部１０Ｌをバンパービームの長手方向中央１ｍ（集中荷重点）以外に設けることができる。これにより、集中荷重点にある高強度部１０Ｈが変形する前に、低強度部１０Ｌを局所変形させることができる。また、低強度部１０Ｌは、中央に比べて引張強度が低いので延性が高い。そのため、低強度部１０Ｌにおいて変形による母材破断が生じにくい。また、衝撃による荷重が入力されたときに曲げモーメントが大きくなる長手方向中央を含む部分は、引張強度が１．５ＧＰａ以上の高強度部として、最大荷重を高め、もって耐衝撃性能を向上させることができる。

クロージングプレート２は、車両の外側に配置される。ハット部材１は、車両の内側に配置される。ハット部材１は、クロージングプレート２より車両の内側すなわち車両の車室に近い位置に配置される。本実施形態では、バンパービーム１００の車両の内側に配置される部分である天板１ａと縦壁１ｂに低強度部１０Ｌと高強度部１０Ｈによる強度差が設けられる。これに対して、クロージングプレート２には、強度差は設けられない。クロージングプレート２の強度は均一である。すなわち、ハット部材１の強度差に比べると、クロージングプレート２の強度差は無視できる程度に小さい。バンパービーム１００において、車両の内側すなわち車室に近い位置に配置されるハット部材１の天板１ａ及び縦壁１ｂに上記のように強度差を設けることで、母材破断を抑制することができる。なお、クロージングプレート２に強度差が設けられてもよい。

（低強度部の配置例）
図４は、低強度部１０Ｌの配置例を説明するための図である。図４に示す例では、バンパービーム１００は、長手方向に離間した２つの支持部材４によって支持される。バンパービーム１００は、長手方向に離間した２箇所の支持部１ｓで支持部材４に支持される。支持部材４は、例えば、サイドメンバー又はクラッシュボックスとしてもよい。バンパービーム１００の支持部１ｓでは、例えば、ボルト等の締結部材又は溶接により、支持部材４に固定される。このように、バンパービーム１００は、長手方向に離間した２箇所の支持部１ｓで支持された状態で車両に取り付けられる。

図４に示す例では、縦壁１ｂにおける低強度部１０Ｌと高強度部１０Ｈの境界１０ＨＬは、縦壁１ｂの長手方向中央１ｍから長手方向に１２５ｍｍの位置と、縦壁１ｂの長手方向中央１ｍから長手方向に２箇所の支持部１ｓ間の距離ＬＳの４分の１（ＬＳ／４）の位置との間の区間Ｌ１内に配置される。区間Ｌ１は、縦壁１ｂの長手方向中央１ｍからの長手方向の距離ＬＤが、１２５ｍｍから２箇所の支持部１ｓ間の距離ＬＳの４分の１（ＬＳ／４）の範囲（１２５ｍｍ≦ＬＤ≦ＬＳ／４）である。

図４に示す例では、低強度部１０Ｌの長手方向の外側に、低強度部１０Ｌより引張強度が高い外側高強度部１０ＳＨが形成される。外側高強度部１０ＳＨの引張強度は、１．５ＧＰａとしてもよい。縦壁１ｂにおける低強度部１０Ｌと外側高強度部１０ＳＨの境界１０ＳＬは、縦壁１ｂの長手方向中央１ｍから長手方向に２２５ｍｍの位置と、縦壁１ｂの長手方向中央１ｍから長手方向に２箇所の支持部１ｓ間の距離ＬＳの３６分の１３（（１３／３６）ＬＳ）の位置との間の区間Ｌ２内に配置される。区間Ｌ２は、縦壁１ｂの長手方向中央１ｍからの長手方向の距離ＬＤが、２つの支持部材４の間の距離ＬＳの１／４から１３／３６の範囲（ＬＳ／４≦ＬＤ≦（１３／３６）ＬＳ）である。縦壁１ｂの長手方向中央１ｍから長手方向に２箇所の支持部１ｓ間の距離ＬＳの３６分の１３（（１３／３６）ＬＳ）の位置から２箇所の支持部１ｓ間の距離ＬＳの２分の１（ＬＳ／２）の位置までの間の区間Ｌ３には、外側高強度部１０ＳＨが形成される。区間Ｌ３は、縦壁１ｂの長手方向中央１ｍからの長手方向の距離ＬＤが、２つの支持部材４の間の距離ＬＳの１３／３６から１／２の範囲（（１３／３６）ＬＳ≦ＬＤ≦ＬＳ／２）である。

低強度部１０Ｌと高強度部１０Ｈの境界は、例えば、区間Ｌ１又は区間Ｌ２に配置されることが好ましい。これにより、クロージングプレート２の長手方奥中央に衝撃による荷重が入力された時に高強度部１０Ｈより低強度部１０Ｌを先に局所変形させる観点から、適切な位置に低強度部１０Ｌを配置することができる。

また、低強度部１０Ｌは、長手方向において、２つの支持部１ｓの間に配置する。例えば、低強度部１０Ｌは、長手方向において、２つの支持部材４の間に配置することがより好ましい。低強度部１０Ｌは、長手方向において、区間Ｌ１又はＬ２に配置することがさらに好ましい。このように、支持部材４と長手方向において重ならない位置に低強度部１０Ｌを設けることで、低強度部１０Ｌの変形が、支持部材４の変形挙動に影響を及ぼす度合いを少なくできる。

低強度部１０Ｌの長手方向における寸法ＬＢは、（３／２）Ｈ以上（（３／２）Ｈ≦ＬＢ）としてもよく、（５／３）Ｈ以上（（５／３）Ｈ≦ＬＢ）としてもよい。Ｈは低強度部１０Ｌの領域における縦壁１ｂの高さの平均値である。また、低強度部１０Ｌの長手方向における寸法ＬＢの上限は、特に限定されないが、例えば、３Ｈ以下（ＬＢ≦３Ｈ）としてもよい。

図５は、低強度部１０Ｌの配置の変形例を示す図である。図５に例では、低強度部１０Ｌは、ハット部材１の長手方向において、高強度部１０Ｈの端からハット部材１の端までの領域に形成される。ハット部材１の高強度部１０Ｈ以外の部分は、低強度部１０Ｌとなる。図５に示す例では、図１に示す低強度部例と比べて、ハット部材における引張強度が１．５ＧＰａ以上の高強度の部分の割合が低くなる。

図６は、衝撃による荷重が入力された場合のバンパービームの断面に生じる曲げモーメントの長手方向における分布の例を示すグラフである。図６に示すグラフにおいて、縦軸は、曲げモーメントの大きさを示し、横軸は、長手方向における断面位置を示す。図６に示す線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は、荷重入力時の断面に生じる曲げモーメントを表す。各断面に生じる曲げモーメントは、線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の順に、荷重入力時の変形ストロークの増加にともなって大きくなる。なお、線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は、２つの支持部の長手方向中央において、クロージングプレート２に対し荷重が入力された場合の各断面に生じる曲げモーメントを示す。

図６に示すグラフにおいて、破線Ｍｂ１は、バンパービームの断面が座屈する時の曲げモーメント（以下、座屈曲げモーメントと称する）を表す。すなわち、バンパービームの断面に生じる曲げモーメントが破線Ｍｂ１で示すレベルに達した時に、断面が座屈すなわち崩壊する。破線Ｍｂ１は、バンパービームの長手方向において座屈曲げモーメントが均一になっている場合の例である。

各断面における座屈曲げモーメントは、例えば、断面を構成する材料の強度、板厚、又は、形状その他のバンパービームの構成要素によって決まる。そのため、図１に示すように、低強度部１０Ｌを配置することで、低強度部１０Ｌの座屈曲げモーメントが、縦壁１ｂの長手方向中央における高強度部１０Ｈの座屈曲げモーメントより小さくなる。

破線Ｍｂ２は、長手方向中央と一方の支持部の間において、長手方向中央からの距離が距離ＬＰより大きい領域における座屈曲げモーメント（＝Ｍ３）を、長手方向中央の座屈曲げモーメント（＝Ｍ１）より低くした場合（Ｍ１＞Ｍ３）の座屈曲げモーメントの長手方向の分布を示す。例えば、ハット部材１の長手方向中央と一方の支持部の間において、長手方向中央から距離が距離ＬＰより大きい領域に、低強度部１０Ｌを設けることで、破線Ｍｂ２あるいは破線Ｍｂ３に示すような座屈曲げモーメント分布を得ることができる。破線Ｍｂ３は、長手方向中央から距離が距離ＬＰより大きい領域における座屈曲げモーメント（＝Ｍ４）を、長手方向中央の座屈曲げモーメント（＝Ｍ１）よりさらに低くした場合（Ｍ１＞Ｍ４）の座屈曲げモーメントの長手方向の分布を示す。

破線Ｍｂ２で示す座屈曲げモーメント分布の場合の変形挙動について説明する。この場合、荷重によってハット部材１の長手方向中央における断面に生じる曲げモーメントが長手方向中央の座屈曲げモーメント＝Ｍ１に達する直前すなわち線Ｇ３で示す状態の時に、長手方向中央から距離ＬＰの位置Ｐ１の断面に生じる曲げモーメントが、その位置Ｐ１における座屈曲げモーメント＝Ｍ３（Ｍ１＞Ｍ３）に達する。そのため、ハット部材１の長手方向中央の断面よりも、位置Ｐ１における断面の方が先に座屈する。

これにより、ハット部材１の長手方向中央のクロージングプレート２に荷重が入力された場合であっても、長手方向中央から距離ＬＰだけ離れた位置Ｐ１に局所変形が発生する。また、破線Ｍｂ２で示す座屈曲げモーメント分布の場合の荷重による変形時の最大荷重は、破線Ｍｂ１に示す座屈曲げモーメント分布の場合の最大荷重と略同じレベルになる。

破線Ｍｂ３で示す座屈曲げモーメント分布の場合、線Ｇ２で示す状態、すなわち、長手方向中央の断面に生じる曲げモーメントがＭ２（Ｍ１＞Ｍ２）に達した時に、位置Ｐ１の断面に生じる曲げモーメントが、その位置Ｐ１における座屈曲げモーメント＝Ｍ４（Ｍ３＞Ｍ４）に達する。この時、位置Ｐ１の断面が座屈する。このように、破線Ｍｂ３で示す座屈曲げモーメント分布の場合は、破線Ｍｂ２で示す座屈曲げモーメント分布の場合に比べて、荷重による変形時の最大荷重が小さくなる。そのため、最大荷重を高める観点から、長手方向中央における座屈曲げモーメントと、局所変形を発生させたい位置の座屈曲げモーメントとの差ΔＭｂを適切に設定することが好ましい。

この座屈曲げモーメントの差ΔＭｂは、例えば、低強度部１０Ｌと高強度部１０Ｈの引張強度の差、板厚の差、縦壁の高さＨの差等によって調整することができる。製造効率の観点からは、低強度部１０Ｌと高強度部１０Ｈの引張強度の差によって、座屈曲げモーメントの差ΔＭｂを調整することが好ましい。

例えば、縦壁１ｂの長手方向中央と、低強度部１０Ｌの長手方向中央に近い方の端との距離が大きい程、低強度部１０Ｌの引張強度と高強度部１０Ｈの引張強度との強度差を大きくすることができる。一例として、下記のよう低強度部の強度を設定してもよい。

（低強度部の強度設定例）
図４を使い、低強度部の強度設定例を説明する。低強度部が区間Ｌ１にある場合、すなわち、長手方向における縦壁１ｂの中央１ｍから低強度部１０Ｌまでの距離ＬＬが１２５ｍｍより大きく、かつ２つの支持部１ｓ間の距離ＬＳの４分の１以下の場合（１２５ｍｍ＜ＬＬ≦ＬＳ／４）は、低強度部１０Ｌの引張強度ＴＳ＿Ｌが、２つの縦壁１ｂの長手方向中央１ｍの引張強度のうち低い方の引張強度ＴＳ＿ＨＣに対して０．４倍以下（ＴＳ＿Ｌ≦０．４×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ１を長手方向中央１ｍより先に変形させることができる。

低強度部が区間Ｌ２にある場合、すなわち、長手方向における縦壁１ｂの中央１ｍから低強度部１０Ｌまでの距離ＬＬが距離ＬＳの４分の１より大きく、かつ距離ＬＳの３６分の１３以下の場合（ＬＳ／４＜ＬＬ≦（１３／３６）ＬＳ）は、低強度部１０Ｌの引張強度ＴＳ＿Ｌが、引張強度ＴＳ＿ＨＣに対して０．３５倍以下（ＴＳ＿Ｌ≦０．３５×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ１を長手方向中央１ｍより先に変形させることができる。

低強度部が区間Ｌ３にある場合、すなわち、長手方向における縦壁１ｂの中央１ｍから低強度部１０Ｌまでの距離ＬＬが距離ＬＳの３６分の１３より大きく、かつ距離ＬＳの２分の１以下の場合（（１３／３６）ＬＳ＜ＬＬ≦ＬＳ／２）は、低強度部１０Ｌの引張強度ＴＳ＿Ｌが、引張強度ＴＳ＿ＨＣに対して０．２倍以下（ＴＳ＿Ｌ≦０．２×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ１を長手方向中央１ｍより先に変形させることができる。

上記のように、長手方向において、中央から離れるに従って高強度部と低強度部との引張強度の差を大きくすることで、低強度部の引張強度を、荷重を受けた時に高強度部より低強度部を先に変形させるために適切な範囲に設定することができる。

また、各区間における低強度部の引張強度の下限値を設定することで、最大荷重の低下の度合いを抑えることができる。低強度部の引張強度の下限値は、長手方向中央からの距離に応じて設定してもよい。例えば、長手方向中央からの距離が大きくなる程、低強度部の引張強度の下限値を低くしてもよい。一例として、以下のように、低強度部の引張強度を設定してもよい。

例えば、上記例において、区間Ｌ１に低強度部を設ける場合は、区間Ｌ１の引張強度ＴＳ＿Ｌを長手方向中央の引張強度ＴＳ＿ＨＣに対して０．３３倍以上０．４倍以下（０．３３×ＴＳ＿ＨＣ≦ＴＳ＿Ｌ≦０．４×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ１を長手方向中央１ｍより先に変形させ、かつ、最大荷重の低下を抑制することができる。

また、区間Ｌ２に低強度部を設ける場合は、区間Ｌ２の引張強度ＴＳ＿Ｌを長手方向中央の引張強度ＴＳ＿ＨＣの０．２倍以上０．３５倍以下（０．２×ＴＳ＿ＨＣ≦ＴＳ＿Ｌ≦０．３５×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ２を長手方向中央１ｍより先に変形させ、かつ最大荷重の低下を抑制することができる。

また、区間Ｌ３に低強度部を設ける場合は、低強度部１０Ｌの引張強度ＴＳ＿Ｌを、引張強度ＴＳ＿ＨＣに対して０．１倍以上０．２倍以下（０．１×ＴＳ＿ＨＣ≦ＴＳ＿Ｌ≦０．２×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ３を長手方向中央１ｍより先に変形させ、かつ最大荷重の低下を抑制することができる。

（補強部材を含む構成例）
図７は、補強部材３を含むバンパービーム１００の構成例を示す側面図である。図８は、図７に示すバンパービーム１００のＡ−Ａ線における断面を示す断面図である。図７及び図８において、図１及び図３と同じ部材には同じ番号を付している。

図７及び図８に示すバンパービーム１００は、高強度部に取り付けられた補強部材３をさらに備える。図７に示すように、補強部材３は、長手方向において、高強度部１０Ｈと重なる位置に設けられる。これにより、補強部材３は、高強度部１０Ｈを補強する。なお、図７に示す例では、補強部材３は、長手方向において、高強度部１０Ｈに含まれるよう配置されている。補強部材３の一部は、長手方向において高強度部１０Ｈの外側に延びて形成されてもよい。

図８に示すように、補強部材３は、ハット部材１の内部空間に配置される。補強部材３は、２つの縦壁１ｂに接する。補強部材３は、２つの縦壁１ｂの間であって、縦壁１ｂの高さ方向中央よりクロージングプレート２に近い位置に設けられる。補強部材３は、クロージングプレート２と平行になるよう、両端が縦壁１ｂに支持された補強板で構成される。補強部材３の材料は特に限定されない。補強部材３の材料として、例えば、金属、樹脂、又はセラミック等を用いてもよい。

高強度部１０Ｈを補強する補強部材３を設けることで、補強部材３を設けない場合に比べて、高強度部１０Ｈの引張強度と、低強度部１０Ｌの引張強度との差を小さくすることができる。これにより、低強度部１０Ｌの引張強度の設計自由度が高くなる。

図９は、高強度部１０Ｈを補強する補強部材３を備えたバンパービーム１００における曲げモーメント分布の例を示すグラフである。図９に示すグラフにおいて、破線Ｍｂ４は、断面に座屈が生じる時の座屈曲げモーメントを示す。すなわち、断面に生じる曲げモーメントが、座屈曲げモーメントに達すると断面が座屈する。図９に示す破線Ｍｂ４は、長手方向における強度分布が一様のバンパービームの長手方向中央から１２０ｍｍの範囲に補強部材３を配置した場合の、座屈曲げモーメントの長手方向の分布を示す。この例では、補強部材３が設けられる領域における座屈曲げモーメント（＝Ｍ５）は、隣接する領域の座屈曲げモーメント（＝Ｍ６）よりΔＭｂｄだけ高くなっている（Ｍ５−Ｍ６＝ΔＭｂｄ）。

図９における線Ｇ４、Ｇ５は、荷重入力時の断面に生じる曲げモーメントを表す。各断面に生じる曲げモーメントは、線Ｇ４、Ｇ５の順に、荷重入力時の変形ストロークの増加にともなって大きくなる。なお、線Ｇ４、Ｇ５は、２つの支持部の長手方向中央において、クロージングプレート２に対し荷重が入力された場合の各断面に生じる曲げモーメントを示す。曲げモーメントの長手方向の分布が破線Ｍｂ４に示す分布の場合、線Ｇ５の状態すなわち、長手方向中央の断面の曲げモーメントが、長手方向中央の座屈曲げモーメントＭ５に達した時に、長手方向中央の断面が座屈する。

例えば、バンパービーム１００の２つの支持部１ｓの間の中央すなわち長手方向中央に、クロージングプレート２に対する衝撃による荷重が入力された場合に、長手方向中央から距離ＬＰの位置Ｐ１の断面を、長手方向中央より先に座屈させるには、破線Ｍｂ５に示すように、位置Ｐ１の座屈曲げモーメントを、長手方向中央の座屈曲げモーメントに対して少なくともΔＭｂ２程度は下げておく必要がある。この下げ幅ΔＭｂ２は、例えば、図６に示すような補強部材３がない場合の下げ幅ΔＭｂに比べて小さくてすむ。図９に示す例では、補強部材３が取り付けられることにより、長手方向中央の座屈モーメントより位置Ｐ１の座屈曲げモーメントがΔＭｂｄだけ低くなっているためである。

この座屈曲げモーメントの差ΔＭｂ２は、例えば、低強度部１０Ｌと高強度部１０Ｈの引張強度の差、板厚の差、縦壁の高さＨの差等によって調整することができる。

座屈曲げモーメントの差ΔＭｂ２を生じさせるために、例えば、２つの支持部の長手方向中央と一方の支持部の間において、長手方向中央からの距離が、距離ＬＰより大きい領域に低強度部１０Ｌを形成する。この場合、距離ＬＰに応じて、低強度部１０Ｌの引張強度と長手方向中央の引張強度の強度差を設定してもよい。例えば、縦壁１ｂの長手方向中央と、低強度部１０Ｌの長手方向中央に近い方の端との距離が大きい程、低強度部１０Ｌの引張強度と高強度部１０Ｈの引張強度との強度差を大きくすることができる。

一例として、区間Ｌ１に低強度部を設ける場合は、区間Ｌ１の引張強度ＴＳ＿Ｌを長手方向中央の引張強度ＴＳ＿ＨＣに対して０．６８倍以下（ＴＳ＿Ｌ≦０．６８×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ１を長手方向中央１ｍより先に変形させることができる。

また、区間Ｌ２に低強度部を設ける場合は、区間Ｌ２の引張強度ＴＳ＿Ｌを長手方向中央の引張強度ＴＳ＿ＨＣの０．５４倍以下（ＴＳ＿Ｌ≦０．５４×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ２を長手方向中央１ｍより先に変形させることができる。

また、区間Ｌ３に低強度部を設ける場合は、低強度部１０Ｌの引張強度ＴＳ＿Ｌを、引張強度ＴＳ＿ＨＣに対して０．２倍以下（ＴＳ＿Ｌ≦０．２×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ３を長手方向中央１ｍより先に変形させることができる。

上記例では、各区間における低強度部の上限値を設定する例である。さらに、各区間における低強度部の下限値を設定することで、最大荷重の低下の度合いを抑えることができる。

一例として、上記例において、区間Ｌ１に低強度部を設ける場合は、区間Ｌ１の引張強度ＴＳ＿Ｌを長手方向中央の引張強度ＴＳ＿ＨＣに対して０．６倍以上０．６８倍以下（０．６×ＴＳ＿ＨＣ≦ＴＳ＿Ｌ≦０．６８×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ１を長手方向中央１ｍより先に変形させ、かつ、最大荷重の低下を抑制することができる。

また、区間Ｌ２に低強度部を設ける場合は、区間Ｌ２の引張強度ＴＳ＿Ｌを長手方向中央の引張強度ＴＳ＿ＨＣの０．４５倍以上０．５４倍以下（０．４５×ＴＳ＿ＨＣ≦ＴＳ＿Ｌ≦０．５４×ＴＳ＿ＨＣ）とすることが好ましい。これにより、区間Ｌ２を長手方向中央１ｍより先に変形させ、かつ最大荷重の低下を抑制することができる。

（補強部材の変形例）
補強部材は、図７及び図８に示す構成に限られない。例えば、補強部材３は、ハット部材１の内部空間に限られず、ハット部材１の外部に配置されてもよい。また、補強部材は、ハット部材１とクロージングプレート２で囲まれる空間に充填された充填剤で構成されてもよい。

図１０は、補強部材の変形例を示す断面図である。図１０に示す例では、補強部材３は、ハット部材１とクロージングプレート２で囲まれる空間に充填される充填剤である。充填剤は、例えば、樹脂等で形成されてもよい。また、例えば、図８に示すように、ハット部材１の２つの縦壁１ｂの両端が接するよう配置された板で仕切られた空間に充填剤が充填される構成であってもよい。

図１１は、補強部材の他の変形例を示す断面図である。図１１に示す例では、クロージングプレート２の一部が、補強部材３を兼ねる。クロージングプレート２は、ハット部材１の２つのフランジ１ｃに接合される。クロージングプレート２の２つのフランジ１ｃの間の部分は、２つのフランジ１ｃを結ぶ仮想線よりも天板１ａ側に位置する。すなわち、クロージングプレート２は、２つのフランジ１ｃの間において、天板１ａの方に向かって凹んでいる。クロージングプレート２の２つのフランジ１ｃの間の部分の両端は、２つの側壁１ｂに接している。すなわち、クロージングプレート２は、２つのフランジ１ｃそれぞれに接合される部分から天板１ａに向かって湾曲して、２つの縦壁１ｂのそれぞれの内面に接する位置まで延びる。このように、クロージングプレート２の一部を２つの縦壁１ｂのうち一方の縦壁の内面から他方の縦壁の内面へ渡って配置することができる。これにより、クロージンプレート２の一部を、２つの縦壁１ｂが互いに近づくように変形するのを抑える補強部材とすることができる。

上記の例では、補強部材３によって、長手方向中央１ｍにおける座屈が生じる曲げモーメントと、低強度部における座屈が生じる座屈曲げモーメントの差を発生させる。これにより、低強度部の引張強度と長手方向中央１ｍにおける引張強度の差を小さくできる。補強部材３の他の手段でも、長手方向中央１ｍにおける座屈が生じる座屈曲げモーメントと、低強度部における座屈が生じる座屈曲げモーメントの差を発生させることができる。

例えば、低強度部１０Ｌの縦壁１ｂまたは天板１ａに、貫通孔を設けることで、長手方向中央１ｍと低強度部とで、座屈が生じる座屈曲げモーメントの差を発生させることができる。又は、低強度部１０Ｌの縦壁１ｂの高さＨと、高強度部１０Ｈの縦壁１ｂの高さＨを異ならせることで、長手方向中央１ｍと低強度部とで、座屈が生じる座屈曲げモーメントの差を発生させることができる。或いは、低強度部１０Ｌの縦壁１ｂの厚み（板厚）と、高強度部１０Ｈの縦壁１ｂの厚み（板厚）を異ならせることで、長手方向中央１ｍと低強度部１０Ｌとで、座屈が生じる座屈曲げモーメントの差を発生させることができる。

（バンパービームの湾曲の形態）
図１に示すバンパービーム１００は、クロージングプレート２側に凸となるよう湾曲している。図１に示す例では、長手方向中央１ｍの両側であって、１つの支持部１ｓの間に、２つの湾曲部を有する。湾曲部は、側方（図１に示すｘ方向）から見て湾曲している部分である。２つの湾曲部の間の部分は、長手方向に直線上に延びている。また、２つの湾曲部の長手方向外側の部分も、直線上に延びている。このように、バンパービームは、側方（図１に示すｘ方向）から見て、直線状に延びる直線部と湾曲している湾曲部とを含む形状を有してもよい。図１に示す例では、直線部の長手方向両側に湾曲部が配置される。すなわち、湾曲部の間に直線部が配置される。変形例として、バンパービームにおいて、湾曲部の長手方向両側に直線部が配置されてもよい。また、例えば、図１に示すように、バンパービームは、縦壁に垂直な方向から見て左右対称となるよう湾曲していてもよい。なお、低強度部と湾曲部との位置関係は、特に限定されない。

さらに、変形例として、バンパービームは、長手方向全体にわたって一定の曲率で湾曲していてもよい。又は、バンパービームは、長手方向全体にわたって湾曲し、かつ、長手方向の位置に応じて曲率が変化していてもよい。

（製造工程）
バンパービーム１００のハット部材１及びクロージングプレート２は、全体を同一素材で形成してもよい。ハット部材１は、例えば、鋼板から形成される。バンパービーム１００の製造工程には、低強度部１０Ｌ及び高強度部１０Ｈを有するハット部材１を作製する工程と、クロージングプレート２を作製する工程と、ハット部材１とクロージングプレート２を接合する工程とが含まれる。ハット部材１を作製する工程では、素材に強度差を与え、低強度部を形成する工程が含まれる。また、ハット部材１及びクロージングプレート２を湾曲させる工程が、バンパービーム１００の製造工程に含まれる。ハット部材１及びクロージングプレート２を湾曲させる場合は、例えば、プレス曲げ、引張り曲げ、圧縮曲げ、ロール曲げ、押し通し曲げ、又は偏心プラグ曲げ等の曲げ加工方法が用いられる。

低強度部を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、ロールフォーミングにより鋼板を断面ハット型に変形加工し、レーザー又は高周波加熱等の方法で、材料を局所的に加熱、焼き入れを行うことで、硬化領域を含むハット部材１を作り出すことができる。この場合、焼き入れを行わない領域が、相対的に強度が低い低強度部となる。また、調質処理を行ってハット部材１の全体を強化した後に、部分的に焼鈍処理を行って低強度部を形成することもできる。

或いは、熱間プレス（ホットスタンピング）技術を用いてハット部材１を作製することもできる。熱間プレスの工程において、加熱又は冷却の条件を同一素材において部分的に異ならせることで、素材中に低強度部を形成することができる。例えば、鋼板を用いて、鋼がオーステナイト単相域となる温度（Ａｃ３温度）以上に加熱し、金型を用いて成形を行いつつ焼き入れを行う。この際に、冷却速度に差をつけることにより、急冷部は概ね硬質なマルテンサイト組織とし、緩冷部は、軟質なフェライトとパーライトの混相組織又はベイナイト組織とする。これにより、緩冷部を、低強度部とすることができる。また、熱間プレスにより部材全体をマルテンサイト組織の高強度部とした後、部分的に焼戻して低強度部を形成してもよい。

なお、ハット部材１の製造方法は、上記例に限られない。例えば、テーラードブランク等、その他公知の方法を用いて、低強度部を有するハット部材１を形成してもよい。

本実施例では、ハット部材とクロージングプレートで構成される構造部材に圧子を衝突させた場合の構造部材の変形をシミュレーションで解析した。シミュレーションでは、図１と同じ形状のバンパービームの解析モデルを用いた。また、解析モデルにおける各部の寸法は、図４においてＬＳ＝９００ｍｍとした場合の寸法とした。クロージングプレート２の長手方向中央に圧子を衝突させた場合のバンパービームの変形挙動を解析した。シミュレーションでは、高強度部及び低強度部の引張強度を変化させて、ハット部材の長手方向中央より低強度部の方が先に変形する時の高強度部及び低強度部の引張強度を調べた。

下記表１は、解析結果を示す表である。下記表１は、クロージングプレート２の長手方向中央１ｍに対する衝撃の荷重によってバンパービームの低強度部が長手方向中央より先に変形した際の、低強度部の引張強度ＴＳと、低強度部の開始位置の関係を示す。低強度部の開始位置は、縦壁における、低強度部と高強度部との境界と、長手方向中央との距離である。表１における（）内の値は、長手方向中央における引張強度に対する低強度部の引張強度の比率を示す。

上記表１において、Ｃａｓｅ１の条件は、縦壁の長手方向中央を含む高強度部及び外側高強度部の引張強度が１．５ＧＰａ、ハット部材の板厚が全体にわたって一様に２ｍｍ、補強部材はなしである。Ｃａｓｅ２の条件は、縦壁の長手方向中央を含む高強度部及び外側高強度部の引張強度が１．８ＧＰａ、ハット部材の板厚が全体にわたって一様に２ｍｍ、補強部材はなしである。Ｃａｓｅ３の条件は、縦壁の長手方向中央を含む高強度部及び外側高強度部の引張強度が１．５ＧＰａ、ハット部材の板厚が全体にわたって一様に２ｍｍ、高強度部における補強部材はありである。Ｃａｓｅ４の条件は、縦壁の長手方向中央を含む高強度部及び外側高強度部の引張強度が１．５ＧＰａ、ハット部材の板厚が高強度部及び外側高強度部で２ｍｍ、低強度部で１．２ｍｍ、補強部材はなしである。Ｃａｓｅ５の条件は、縦壁の長手方向中央を含む高強度部及び外側高強度部の引張強度が２ＧＰａ、ハット部材の板厚が全体にわたって一様に１．８ｍｍ、高強度部における補強部材はなしである。Ｃａｓｅ６の条件は、縦壁の長手方向中央を含む高強度部及び外側高強度部の引張強度が１．５ＧＰａ、ハット部材の板厚が全体にわたって一様に１．２ｍｍ、高強度部における補強部材はなしである。Ｃａｓｅ７の条件は、縦壁の長手方向中央を含む高強度部及び外側高強度部の引張強度が１．５ＧＰａ、ハット部材の板厚が全体にわたって一様に１．６ｍｍ、高強度部における補強部材はありである。

下記表２は、解析結果を示す表である。下記表２は、最大荷重と低強度部の引張強度との関係を示す。表２に示す結果は、低強度部の開始位置すなわち縦壁における長手方向中央から低強度部と高強度部の境界までの距離が１５０ｍｍの場合の解析結果である。表２において、（）内の”ＯＫ”は、低強度部で折れが発生したことを示し、”ＮＧ”は、長手方向中央で折れが発生したことを示す。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。

１：ハット部材
１ａ：天板
１ｂ：縦壁
１ｃ：フランジ
２：クロージングプレート
１０Ｌ：低強度部
１０Ｈ：高強度部

Claims

クロージングプレートと、
長手方向において前記クロージングプレート側に凸となるように湾曲するハット部材とを備え、
前記ハット部材は、
天板と、
前記天板の両端に位置する２つの第１の稜線と、
前記クロージングプレートに接合される２つのフランジと、
前記２つのフランジそれぞれの内側端部に位置する２つの第２の稜線と、
前記２つの第１の稜線と前記２つの第２の稜線の間に、それぞれ位置する２つ縦壁とを有し、
前記２つの縦壁それぞれにおいて前記長手方向中央を含み前記長手方向に少なくも２５０ｍｍにわたる領域に形成され、引張強度が１．５ＧＰａ以上の高強度部と、
前記長手方向において前記クロージングプレート側に凸となるように湾曲するハット部材における前記高強度部の前記長手方向外側において前記長手方向に前記縦壁の高さ以上にわたる領域であって、前記２つの第２の稜線のうち一方から、前記２つの縦壁及び前記天板を経て、前記２つの第２の稜線のうち他方に至るまでの領域に形成され、引張強度が前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度より低い低強度部と、を含む、バンパービーム。
前記低強度部の引張強度は、１．５ＧＰａより小さい、請求項１に記載のバンパービーム。
前記低強度部の引張強度は、５９０ＭＰａより大きい、請求項２に記載のバンパービーム。
前記天板は、前記天板の前記長手方向に離間した２つの位置において、前記バンパービームを支持する部材が取り付けられる２つの支持部を有し、
前記縦壁における前記低強度部と前記高強度部の境界は、前記縦壁の前記長手方向中央から前記長手方向に１２５ｍｍだけ離れた位置から、前記縦壁の前記長手方向中央から前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の３６分の１３だけ離れた位置までの間に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバンパービーム。
前記天板は、前記天板の前記長手方向に離間した２つの位置において、前記バンパービームを支持する部材が取り付けられる２つの支持部を有し、
前記低強度部は、前記２つの支持部の間において、前記高強度部の両側に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のバンパービーム。
前記天板は、前記天板の前記長手方向に離間した２つの位置において、前記バンパービームを支持する部材が取り付けられる２つの支持部を有し、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が１２５ｍｍより大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の４分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．４倍以下であり、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の４分の１より大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の３６分の１３と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．３５倍以下であり、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の３６分の１３より大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の２分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．２倍以下である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のバンパービーム。
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が１２５ｍｍより大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の４分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．３３倍以上であり、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の４分の１より大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の３６分の１３と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．２倍以上であり、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の３６分の１３より大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の２分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．１倍以上である、
請求項６に記載のバンパービーム。
前記縦壁の前記高強度部が形成される領域、及び前記クロージングプレートの前記高強度部と前記長手方向において重なる領域の少なくとも一部に取り付けられる補強部材をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のバンパービーム。
前記補強部材は、前記２つの縦壁に接し、かつ前記２つの縦壁の間であって、前記縦壁の高さ方向中央よりクロージングプレートに近い位置に設けられる、請求項８に記載のバンパービーム。
前記天板は、前記天板の前記長手方向に離間した２つの位置において、前記バンパービームを支持する部材が取り付けられる２つの支持部を有し、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が１２５ｍｍより大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の４分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．６８倍以下であり、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の４分の１より大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の３６分の１３と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．５４倍以下であり、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の３６分の１３より大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の２分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．２倍以下である、
請求項８又は９に記載のバンパービーム。
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が１２５ｍｍより大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の４分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．６倍以上であり、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の４分の１より大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の３６分の１３と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．４５倍以上であり、
前記長手方向における前記縦壁の中央から前記低強度部までの距離が前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の３６分の１３より大きく、かつ前記２つの支持部間の前記長手方向の距離の２分の１と同じかまたは小さい場合は、前記低強度部の引張強度が、前記２つの縦壁の前記長手方向中央の引張強度のうち低い方に対して０．１倍以上である、請求項１０に記載のバンパービーム。
前記天板又は前記２つの縦壁の前記低強度部の一部に貫通孔が設けられる、請求項１〜５、８、及び９のいずれか１項に記載のバンパービーム。
前記２つの縦壁それぞれにおいて、前記低強度部の少なくとも一部における前記縦壁の高さは、前記長手方向中央における前記縦壁の高さより低い、請求項１〜５、８、９及び１２のいずれか１項に記載のバンパービーム。
前記２つの縦壁それぞれにおいて、前記低強度部の少なくとも一部における前記縦壁の厚みは、前記長手方向中央における前記縦壁の厚みより薄い、請求項１〜５、８、９、１２、及び１３のいずれか１項に記載のバンパービーム。