(57)【要約】      （修正有）【課題】両端部が曲げ加工され、かつ前記両端部に潰し加工部が形成されたアルミニウム合金押出形材製のバンパー補強材において、潰し加工に伴う端部衝突時の衝突荷重に対する反力の減少、及びバンパー補強材のエネルギー吸収量の減少を補うバンパー補強部材を提供する。【解決手段】潰し加工部７の押出方向に垂直な断面において、両フランジ２，３間のスペースを、両フランジ間の厚みの中心ラインＯからアウターフランジ３までの領域Ａｏと前記中心ラインＯからインナーフランジ２までの領域Ａｉに分けたとき、前記２つの領域のうち一方の領域（例えば領域Ａｏ）内に位置するウエブ４〜６の面積が、他方の領域内（例えば領域Ａｉ）に位置する前記ウエブの面積より大きくなるようにする。【選択図】図１
2020142764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターフランジとインナーフランジ、及び両フランジを接続する複数のウェブにより構成された閉断面構造のアルミニウム合金中空押出形材からなり、前記アルミニウム合金中空押出形材の両端部が車体側に曲げられ、前記両端部に前記両フランジ間の厚みが元の厚みより小さい潰し加工部が形成されたバンパー補強材であり、前記潰し加工部の押出方向に垂直な断面において、前記両フランジ間のスペースを、前記両フランジ間の厚みの中心ラインから前記アウターフランジまでの領域と前記中心ラインから前記インナーフランジまでの領域に分けたとき、前記２つの領域のうち一方の領域内に位置する前記ウエブの面積が、他方の領域内に位置する前記ウエブの面積より大きいことを特徴する自動車のバンパー補強材。
【請求項２】
前記中心ラインから前記アウターフランジまでの領域に位置する前記ウエブの面積が、前記中心ラインから前記インナーフランジまでの領域に位置する前記ウエブの面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載された自動車のバンパー補強材。
【請求項３】
前記潰し加工部の一部において、各ウエブが前記アウターフランジに接触していることを特徴とする請求項２に記載された自動車のバンパー補強材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉断面構造のアルミニウム合金押出形材からなる自動車のバンパー補強材に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金押出形材からなるバンパー補強材は、一般に、一対のフランジ（車体前後方向内側（車体側）に位置するインナーフランジと外側（衝突側）に位置するアウターフランジ）と、それらを連結する複数のウエブを備える。バンパー補強材は、これらのフランジ及びウエブにより閉断面構造を有する。
アルミニウム合金押出形材からなるバンパー補強材は、自動車のデザイン上の要請から、あるいは斜め方向からの衝突にも一定の耐衝撃性を有する必要から、両端部が車体側に曲げられている。
【０００３】
また、両端部が車体側に曲げられたバンパー補強材は、例えば特許文献１，２に記載されているように、必要に応じて、前記両端部に潰し加工部が形成される。この潰し加工部では、両フランジに対し垂直方向に潰し加工を受けたことにより、図２に示すように、前記両フランジ間の厚みが元の厚みより小さくなり、前記ウエブは両フランジ間で曲げ変形し湾曲している。潰し加工部では、両フランジ間の厚みが小さくなることにより断面係数が減少している。
特許文献３に記載されているように、潰し加工部における断面係数の減少及びウエブの曲げ変形は、端部衝突時の衝突荷重に対する反力を減少させ、バンパー補強材のエネルギー吸収量を減少させる要因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０３５５６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６８２９９号公報
【特許文献３】特開２０１５−５１７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、両端部が曲げ加工され、かつ前記両端部に潰し加工部が形成されたアルミニウム合金押出形材製のバンパー補強材において、端部衝突時の衝突荷重に対する反力の減少、及びバンパー補強材のエネルギー吸収量の減少を補うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アウターフランジとインナーフランジ、及び両フランジを接続する複数のウェブにより構成された閉断面構造のアルミニウム合金中空押出形材からなり、前記アルミニウム合金中空押出形材の両端部が車体側に曲げられ、前記両端部に前記両フランジ間の厚みが元の厚みより小さい潰し加工部が形成され、前記潰し加工部で前記ウエブが前記両フランジ間で曲げ変形しているバンパー補強材の改良に関し、前記潰し加工部の押出方向に垂直な断面において、前記両フランジ間のスペースを、前記両フランジ間の厚みの中心ラインから前記アウターフランジまでの領域と前記中心ラインから前記インナーフランジまでの領域に分けたとき、前記２つの領域のうち一方の領域内に位置する前記ウエブの面積が、他方の領域内に位置する前記ウエブの面積より大きいことを特徴する。
【発明の効果】
【０００７】
従来のバンパー補強材では、前記潰し加工部において両フランジ間に存在するウエブが、前記２つの領域に均等に存在する（前記２つの領域の一方側に存在するウエブの面積が他方側に存在するウエブの面積と同等）。一方、本発明に係るバンパー補強材では、前記潰し加工部において両フランジ間に存在するウエブが、前記２つの領域のどちらかに偏って存在する（前記２つの領域の一方側に存在するウエブの面積が他方側に存在するウエブの面積より大きい）。このため、本発明に係るバンパー補強材では、端部衝突の際に前記一方側のフランジを支持するウエブの支持点が増加し、それにより、衝突荷重に対する反力の減少、及びバンパー補強材のエネルギー吸収量の減少を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るバンパー補強材の一形態を示すもので、平面図（図１Ａ）及び図１ＡのＩ−Ｉ断面図（図１Ｂ）、ＩＩ−ＩＩ断面図（図１Ｃ）である。
【図２】従来例に係るバンパー補強材を示すもので、平面図（図２Ａ）及び図２ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図（図２Ｂ）、ＩＶ−ＩＶ断面図（図２Ｃ）である。
【図３】端部衝突の説明図（要部平面図）である。
【図４】本発明に係るバンパー補強材の他の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
始めに従来例に係るバンパー補強材１について、図２を参照して説明する。
図２Ａに示すバンパー補強材１は、閉断面構造のアルミニウム合金押出形材を素材とする。前記閉断面構造は、図２Ｂに示すように、車体側及び衝突側に間隔を置いて位置する一対のフランジ（インナーフランジ２、アウターフランジ３）と、車体上下方向に間隔を置いて位置し、前記一対のフランジ２，３を接続する複数個（この例では３個）のウエブ４〜６からなる。図２Ｂに示す断面において、フランジ２，３とウエブ４〜６は、いずれも平板状（フィレットが形成された接続部を除いて均一な厚みを有する）で、互いに略垂直に形成されている。
【００１０】
バンパー補強材１は、中央部１ａが車体幅方向に平行で、両端部１ｂ，１ｂが車体側に曲げ加工され、その一部に対しアウターフランジ３側からインナーフランジ２側に向けて潰し加工が行われている。潰し加工された箇所（潰し加工部７）では、バンパー補強材１の厚みｄ（両フランジ２，３の外面間の厚み）が元の厚みｄ０より小さく（ｄ＜ｄ０）、ウエブ４〜６が両フランジ２，３間で曲げ変形され湾曲している。この例では、潰し加工部７の潰し量（潰しの程度）はバンパー補強材１の端に近いほど大きく、厚みｄは端に近いほど小さい。
潰し加工部７における押出方向に垂直な断面（図２Ｃ）をみると、ウエブ４〜６は両フランジ２，３間の厚みの中心ラインＯに対して対称的に曲げ変形し、曲げの頂部４ａ，５ａ，６ａが中心ラインＯ上に位置している。言い換えれば、両フランジ２，３間のスペースを、厚みの中心ラインＯからインナーフランジ２までの領域Ａｉと中心ラインＯからアウターフランジ３までの領域Ａｏに分けたとき、ウエブ４〜６の総面積のうち領域Ａｉ内に位置する面積と領域Ａｏに位置する面積は等しい。ウエブ４〜６の重心が中心ラインＯ上に位置するということもできる。ここで、「潰し加工部７における押出方向に垂直な断面」の「押出方向」とは、潰し加工前の押出方向（この例ではインナーフランジ２の長手方向）を意味する。
【００１１】
次に本発明に係るバンパー補強材１１について、図１を参照して説明する。図１において、バンパー補強材１１の各部位の記号、番号は、図２のものと同じである。
バンパー補強材１１は、バンパー補強材１と同じ断面形状のアルミニウム合金押出形材からなり、バンパー補強材１と同じく、中央部１ａが車体幅方向に平行で、両端部１ｂ，１ｂが車体側に曲げ加工され、端部１ｂの一部に潰し加工が行われている。バンパー補強材１１の潰し加工された箇所（潰し加工部７）では、バンパー補強材１１の厚みｄが元の厚みｄ０より小さく（ｄ＜ｄ０）、ウエブ４〜６が両フランジ２，３間で曲げ変形され湾曲している。バンパー補強材１１において、潰し加工部７の潰し量（潰しの程度）は、バンパー補強材１と同じく端に近いほど大きく、厚みｄは端に近いほど小さい。
【００１２】
バンパー補強材１１とバンパー補強材１の相違点は、潰し加工部７における押出方向に垂直な断面（図１Ｃ）に明確に示されている。バンパー補強材１１の潰し加工部７において、ウエブ４〜６は両フランジ２，３間の厚みの中心ラインＯに対して非対称的に（アウターフランジ３側に寄った形で）曲げ変形し、曲げの頂部４ａ，５ａ，６ａが中心ラインＯよりアウターフランジ３側（後述する領域Ａｏ内）に位置している。言い換えれば、両フランジ２，３間のスペースを、厚みの中心ラインＯからインナーフランジ２までの領域Ａｉと中心ラインＯからアウターフランジ３までの領域Ａｏに分けたとき、ウエブ４〜６の総面積のうち領域Ａｏに位置する面積が領域Ａｉ内に位置する面積より大きい。ウエブ４〜６の重心が中心ラインＯよりアウターフランジ３側に寄っているということもできる。先の例と同じく、「潰し加工部７における押出方向に垂直な断面」の「押出方向」とは、潰し加工前の押出方向（この例ではインナーフランジ２の長手方向）を意味する。
【００１３】
図１Ｃに示すウエブ４〜６の変形形態は、潰し加工時に両フランジ２，３間の厚みの中心よりアウターフランジ３に近い箇所が曲げの起点（曲げの中心）となることにより得ることができる。具体的手段として、例えばウエブ４〜６の断面のアウターフランジ３に近い箇所に窪みを形成しておく、あるいは潰し加工前にウエブ４〜６に初期不整を与える、等が考えられる。なお、両端のウエブ４，６については、図１Ｃに示すように、曲げの中心が断面の内側を向くことが好ましい。
【００１４】
このバンパー補強材１１に対し、図３に示すように端部衝突が生じると、潰し加工部７が変形する。図３において、１２はバンパーステイ、１３は車体フレーム、１４はバリヤである。端部衝突では、潰し加工部７は曲げられ、潰されて厚みｄが小さくなり、これによりウエブ４〜６がさらに大きく変形する（強く湾曲する）。そして、ウエブ４〜６がこのように変形する過程で、その頂部４ａ，５ａ，６ａ付近がアウターフランジ３の内面に接触し（図４参照）、アウターフランジ３を支持するウエブ４〜６の支持点が３点から６点に増加する。なお、バンパー補強材１ではウエブ４〜６が中心ラインＯに対して対称的に曲げ変形しているため、端部衝突においてウエブ４〜６がさらに変形しても、ウエブ４〜６の支持点が増加する現象がバンパー補強材１１に比べて生じにくい。バンパー補強材１１では、端部衝突の比較的早期に、このようにアウターフランジ３を支持するウエブ４〜６の支持点が増加し、その結果、アウターフランジ３の曲げ強度が向上し、衝突荷重に対する反力が大きくなり、エネルギー吸収量も大きくなる。
【００１５】
なお、バンパー補強材１１は、潰し加工部７において、領域Ａｏに位置するウエブ４〜６の面積が領域Ａｉに位置するウエブ４〜６の面積より大きく（ウエブ４〜６の重心が中心ラインＯよりアウターフランジ３側に寄っている）、曲げの頂部４ａ，５ａ，６ａが領域Ａｏ内に位置しているが、これは逆でもよい。すなわち、領域Ａｉに位置するウエブの面積が領域Ａｏに位置するウエブの面積より大きく（ウエブの重心が中心ラインＯよりインナーフランジ側に寄っている）、曲げの頂部が領域Ａｉ内に位置していてもよい。この場合、端部衝突の際にウエブが変形する過程で、インナーフランジを支持するウエブの支持点が３点から６点に増加する。また、バンパー補強材１１は、３つのウエブ４〜６を有するが、ウエブは両端の２つ（一対）のみでもよい。
【００１６】
本発明に係る別のバンパー補強材２１について、図４を参照して説明する。図４は、バンパー補強材２１における押出方向に垂直な断面を示す。先の例と同じく、ここでいう「押出方向」とは、潰し加工前の押出方向（この例ではインナーフランジ２の長手方向）を意味する。バンパー補強材２１の各部位の記号、番号は、図１のものと同じである。
バンパー補強材２１は、潰し加工部７の一部の領域（潰し量の比較的大きい領域）において、ウエブ４〜６の湾曲した頂部４ａ，５ａ，６ａ付近が、当初から（端部衝突の前から）アウターフランジ３の内面に接触している。バンパー補強材２１は、この点のみでバンパー補強材１１と異なる。アウターフランジ３を支持するウエブ４〜６の支持点が、当初から３点から６点に増加していることにより、アウターフランジ３の曲げ強度が向上し、衝突荷重に対する反力が大きく、エネルギー吸収量も大きくなる。  
【符号の説明】
【００１７】
１，１１，２１  バンパー補強材
２  インナーフランジ
３  アウターフランジ
４〜６  ウエブ
７  潰し加工部
【図１】
2020142764.tif 000003
【図２】
2020142764.tif 000004
【図３】
2020142764.tif 000005
【図４】
2020142764.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月25日(2019.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
いずれも平板状のアウターフランジとインナーフランジ、及び両フランジを接続する複数のウエブにより構成された閉断面構造のアルミニウム合金中空押出形材からなり、前記アルミニウム合金中空押出形材の両端部が車体側に曲げられ、前記両端部に前記両フランジ間の厚みが元の厚みより小さい潰し加工部が形成されたバンパー補強材であり、前記潰し加工部の押出方向に垂直な断面において、両フランジ間のスペースに前記複数のウエブが存在し、前記スペースを前記両フランジ間の厚みの中心ラインから前記アウターフランジまでの領域と前記中心ラインから前記インナーフランジまでの領域に分けたとき、前記２つの領域のうち一方の領域内に位置する前記ウエブの面積が、他方の領域内に位置する前記ウエブの面積より大きいことを特徴する自動車のバンパー補強材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、いずれも平板状のアウターフランジとインナーフランジ、及び両フランジを接続する複数のウエブにより構成された閉断面構造のアルミニウム合金中空押出形材からなり、前記アルミニウム合金中空押出形材の両端部が車体側に曲げられ、前記両端部に前記両フランジ間の厚みが元の厚みより小さい潰し加工部が形成され、前記潰し加工部で前記ウエブが前記両フランジ間で曲げ変形しているバンパー補強材の改良に関し、前記潰し加工部の押出方向に垂直な断面において、前記両フランジ間のスペースに前記複数のウエブが存在し、前記スペースを前記両フランジ間の厚みの中心ラインから前記アウターフランジまでの領域と前記中心ラインから前記インナーフランジまでの領域に分けたとき、前記２つの領域のうち一方の領域内に位置する前記ウエブの面積が、他方の領域内に位置する前記ウエブの面積より大きいことを特徴する。
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月21日(2020.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
いずれも平板状のアウターフランジとインナーフランジ、及び両フランジを接続する複数のウエブにより構成された閉断面構造のアルミニウム合金中空押出形材からなり、前記アルミニウム合金中空押出形材の両端部が車体側に曲げられ、前記両端部に前記両フランジ間の厚みが元の厚みより小さい潰し加工部が形成されたバンパー補強材であり、前記潰し加工部の押出方向に垂直な断面において、前記複数のウエブのうち両端のウエブの曲げの中心が前記断面の内側を向き、両フランジ間のスペースに前記複数のウエブが存在し、前記スペースを前記両フランジ間の厚みの中心ラインから前記アウターフランジまでの領域と前記中心ラインから前記インナーフランジまでの領域に分けたとき、前記２つの領域のうち一方の領域内に位置する前記ウエブの面積が、他方の領域内に位置する前記ウエブの面積より大きいことを特徴する自動車のバンパー補強材。