(57)【要約】【課題】長手方向において断面形状を異形に連続的に変化させた、アルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材を提供する。【解決手段】アルミニウム合金押出形材からなる車両用バンパ補強材１の中空断面の形状が、長手方向の両端部１ｃの口型断面から長手方向の中央部１ｂの略Ｂ型断面に至る異形断面形状に連続的に変化しており、この中空断面形状の変化が、差厚部位を有する背面側フランジ３と、上下ウェブ２、２′とを前記中空断面内で前記長手方向に亘って順次変形させ、その中空断面形状と車両の前後方向の幅とを変化させつつ、衝突面側フランジ４に漸近させることからなる。【選択図】図１
2014226996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空断面を有するアルミニウム合金押出形材からなる車両用バンパ補強材であって、
前記中空断面が、一対の衝突面側フランジおよび背面側フランジと、これら一対のフランジ同士をつなぐ上ウエブおよび下ウエブとにより形成され、
この中空断面の形状が、前記バンパ補強材の長手方向で、その両端部の口型断面から、前記長手方向の中央部の略Ｂ型断面に至る異形断面形状に、連続的に変化しており、
この中空断面形状の変化が、差厚部位を有する前記背面側フランジと、前記上下ウエブとを前記中空断面内で前記長手方向に亘って順次変形させたものからなり、
この変形が、前記背面側フランジのうちで部分的に薄肉とされた中央部薄肉部を頂部とするとともに、この中央部薄肉部の両側に位置する上部と下部の中肉部とを各々側壁とする、前記衝突面側フランジに向かう凸部の形成と、この凸部が、前記長手方向の両端部から中央部に向かうほど、その断面形状と前記車両の前後方向の幅とを変化させつつ、前記衝突面側フランジに漸近することからなっていて、
前記長手方向の中央部では、前記凸部の頂部が前記衝突面側フランジに平行に延在するとともに前記衝突面側フランジの背面に接合される一方で、前記凸部の各側壁が、前記中空断面を３分割する位置に、前記上下ウエブに平行に延在する中リブとして各々形成されて、前記略Ｂ型断面をなしている
ことを特徴とする車両用バンパ補強材。
【請求項２】
前記バンパ補強材の前記背面側フランジが、肉厚ｔ４の前記中央部薄肉部と、この中央部薄肉部より車両上側に延在する肉厚ｔ３の上部中肉部と、この中央部薄肉部より車両下側に延在する肉厚ｔ３´の下部中肉部との差厚部位からなるとともに、これら各部の肉厚が、ｔ３´＞ｔ４、ｔ３＞ｔ４の関係を各々有する一方で、
前記上ウエブが、前記衝突面側フランジの側に延在する肉厚ｔ１の上部衝突面側薄肉部と、前記背面側フランジの側に延在する肉厚ｔ２の上部背面側厚肉部とからなるとともに、前記下ウエブが、前記衝突面側フランジの側に延在する肉厚ｔ１′の下部衝突面側薄肉部と、前記背面側フランジの側に延在する肉厚ｔ２′の下部背面側厚肉部との差厚部位からなり、
これら各部の肉厚が、ｔ２＞ｔ１、ｔ２´＞ｔ１´、ｔ２＞ｔ３、ｔ２´＞ｔ３´の関係を各々有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用バンパ補強材。
【請求項３】
前記バンパ補強材の前記衝突面側フランジの肉厚ｔ５が、前記背面側フランジの前記中央部薄肉部ｔ１、上部中肉部の肉厚ｔ３、下部中肉部の肉厚ｔ３′に対して、ｔ５＞ｔ３およびｔ５＞ｔ３′の関係を有していることを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の車両用バンパ補強材。
【請求項４】
前記バンパ補強材の前記背面側フランジあるいは前記上下ウエブにおける前記差厚部位同士が肉厚の段差を有して接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用バンパ補強材。
【請求項５】
前記バンパ補強材が７０００系アルミニウム合金押出形材からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用バンパ補強材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時のエネルギ吸収性能が優れた軽量な車両用バンパ構造体に関し、バンパ補強材がアルミニウム合金押出形材（以下、単にアルミニウム合金押出形材とも言う）を基材とする車両用バンパ補強材（以下、単にバンパ補強材とも言う）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車体の前端（フロント）及び後端（リア）に取り付けられているバンパの内部には、強度補強材としてのバンパ補強材（バンパリインフォースメントあるいはバンパアマチャアなどとも言う）が設けられている。
【０００３】
このバンパ補強材は、周知の通り、バンパと車体との間に、車体に対し略水平方向で車幅方向に対し平行に延在するように配置されている。そして、車両平面視における車体フロントのデザイン曲率に応じて、両端部の一部あるいは全体的に、フロント側であれば車体後方側に向かって湾曲しているのが一般的である。
【０００４】
このようなバンパ補強材には、地球環境への対応から更に車体を軽量化したいとの要望が強くなり、従来使用されていた鋼材に代わって、高強度アルミ合金製押出形材や超高張力鋼板が使用され始めている。
【０００５】
特にアルミニウム合金押出形材は、溶接などの接合を伴わずに、閉断面や開断面などの中空断面構造が形成可能であり、かつ、断面内の肉厚配分を変更できるなど、軽量化と曲げ強度向上の両面で優れた性質を有する。なお、アルミニウム合金押出中空形材からなるバンパ補強材は、長手方向（押出方向）に亘って、その口型などの断面形状が均一（一定、一様）である。
【０００６】
これらバンパ補強材は、フロントサイドメンバやリヤサイドメンバ等、車体前後方向の骨格部材の車体フレーム類（車体メンバ類）に直接、あるいはバンパステイなどの背面からの支持部材（車体連結用部材）を介して連結される。
【０００７】
バンパ補強材は、バンパと車体の間に延在して、車体の前方や後方からの衝突、あるいは前方や後方への衝突に対するエネルギ吸収部材を構成している。このため、エネルギ吸収部材としてのバンパ補強材には、車体の衝突によりバンパ補強材前面から加わった衝突エネルギを、自らのたわみ変形（長手方向の曲げ変形）および車体前後方向（水平な断面方向）の押しつぶれ変形（圧壊）により吸収し、車体を保護する性能が求められている。高強度な７０００系アルミニウム合金押出中空形材からなるバンパ補強材は、特に、このような衝撃吸収特性（エネルギ吸収特性）に優れている。
【０００８】
例えば、その長手方向（車幅方向）中央部に衝突力を受けた際に、アルミニウム合金押出中空形材からなるバンパ補強材は、その曲げ変形により、両端部のステイ取付部（固定端）よりも中央寄りの部位が後方へとたわみ、このたわみ変形によって衝突エネルギを吸収する。ただ、この中央部でのたわみ変形が大きくなりすぎると、変形したバンパ補強材自体が、背面側あるいは後方側の車体に近づき、バンパ補強材後方側に位置するラジエータなどの機能部品と干渉し、これら部品が損傷する可能性が高くなる。このため、その長手方向（車幅方向）中央部に衝突力を受けた際にも、この中央部での変位（たわみ変形）が少なく、衝突エネルギを吸収することが望まれている。
【０００９】
また、車高の異なる車との衝突変形を考慮し、バンパ補強材の車両上下方向高さは高くなる傾向にあり、衝突面側フランジの幅厚比（フランジ幅／肉厚）が比較的大きくなっている。このように衝突面側フランジの幅厚比が大きくなると、衝突時のたわみ変形で座屈が生じやすくなり、変形荷重は急激に低下し、エネルギ吸収量が低下する。これを回避するために、バンパ補強材中央部では、フランジ中央を支持する、補強用の中リブの本数を増加させて、衝突面側フランジの幅厚比の増加を抑える必要がある。
【００１０】
このように、バンパ補強材の中央部と、それ以外の部位である両端部側などとでは、互いに異なる衝撃吸収性能が求められることが多い。このため、バンパ補強材を、その長手方向に亘って均一な断面形状とするのではなく、その長手方向において断面形状を連続的に変化させることにより、衝撃吸収性能を部位ごとに異なる特性を持たせるような設計も種々提案されている。
【００１１】
例えば、鋼板などのハット成形あるいはロール成形品で構成されたバンパ補強材の場合、長手方向に比較的簡単に断面形状を変化させることができる。そこで、これを利用して、開断面のハット型製品を対象とする構造が提案されている（特許文献１、２参照）。
ただ、これらのバンパ補強材は、開断面構造であるために、閉断面構造バンパ補強材に比べて衝突時に断面が開き変形しやすく、最大荷重到達後に変形荷重が急激に低下するために、エネルギ吸収性能が劣るという問題がある。
【００１２】
これに対して、閉断面型のバンパ補強材を対象とする場合、バンパ取付部の形状を基準断面とし、中央部を潰し加工してバンパ中央の断面係数を増加させることにより、中央部に衝突力が作用する場合の性能向上を図った事例が提案されている（特許文献３、４参照）。
これらの構造は、バンパ補強材の車両幅方向中央を車体上下方向からプレス成形することで、背面側フランジを断面外側に張り出すように成形したことを特徴としている。しかし、これによって衝突背面側に断面が張り出すことで、バンパ補強材の背面の空間が狭く、つまりエネルギ吸収に使える空間が狭くなるという問題があり、断面係数が増加するわりに効果は小さい。
【００１３】
この問題を解決するために、中央部を潰し加工してバンパ中央の断面を前側に張り出すことで、衝突背面側のストローク確保と断面係数の拡大を両立した構造も提案されている（特許文献５参照）。しかし、近年では、車高の異なる車同士の衝突で衝突性能を満足するために、バンパ補強材の車両上下方向高さも確保することが必要になってきており、これらの断面上下方向からの潰し加工を施した構造では、バンパ中央の車両上下方向高さが減少してしまうこと自体が問題になる。
【００１４】
また、部位ごとに異なる衝撃吸収特性を持たせるために、鋼板などの単一の金属板材を絞り加工して、中空断面を略Ｂ字形状となし、かつ、この略Ｂ字形状の断面形状が、バンパ補強材の長手方向で連続的に変化しているようなバンパ補強材も提案されている（特許文献６参照）。この文献では、バンパ補強材の中央部分と両端部とが最も幅狭な略Ｂ字形状となる一方で、両端部側のステイ取り付け部分が最も幅広な略Ｂ字形状となるよう、単一の鋼板が成形加工されており、さらに、このバンパ補強材が長手方向に亘って円弧状に湾曲するように加工されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特表２００６−５２７１２２号公報
【特許文献２】特表２００５−５００１９６号公報
【特許文献３】特開２００１−６３４９５号公報
【特許文献４】米国特許６３４３８２０  Ｂ１号公報
【特許文献５】特許第４９０４３３４号公報
【特許文献６】特許第４２０３２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前記特許文献６のように、車幅方向中央部を略Ｂ型（Ｂ字型、Ｂ字状）の断面形状とすれば、車幅方向中央部に衝突力を受けた際に、中央部断面は、内部に中リブを有する目型断面形状となる。このため、車高の異なる車との衝突性能を満足するためにバンパ補強材の車両上下方向高さを高くした場合でも、この中リブにより衝突面側フランジを支持することが可能になり、衝突面側フランジの幅厚比を小さくすることで、衝突面側フランジの座屈を防止でき、車両幅方向中央部近傍に衝突力が作用する場合のエネルギ吸収性能を確保しやすくなる。
【００１７】
また、前記特許文献６のように、バンパ補強材の中央部分が最も幅狭な略Ｂ字形状とされつつ、その全長に亘って円弧状に湾曲していれば、その背面側の空間は広く、ラジエータなど機能部品との距離が長くなる。このため、バンパ補強材の中央部への衝突力によって、中央部が後方へとたわむ変形をした場合でも、機能部品との衝突や損傷を生じにくい。
【００１８】
ただ、前記特許文献６のような、同じ略Ｂ型（Ｂ字型、Ｂ字状）の断面形状の大きさ（幅）を、その長手方向において連続的に変化させたような、相似形の可変断面形状は、前記特許文献６に記載の通り、金属板とは言いつつ、成形性の良い鋼板でなければ成形が難しい。
【００１９】
また、前記特許文献６に示すような構造は、各断面の線長が長手方向で大きく変化している。板材から成形する場合には、各部の断面線長に応じて、初期ブランクの形状を設定し、成形後に接合することで対応できる。なお、前述したように、このような工程であっても、比較的成形性の良い鋼板が求められるのに対して、長手方向に均一な断面形状を有する閉断面の押出形材から成形する場合、成形後の接合などの手段によって、断面内での線長変化を吸収することができないため、どうしても断面内で大きな伸び変形が必要になる部位が生じる。特に、バンパ補強材向けの、高強度な（高硬度な）７０００系アルミニウム合金では、比較的伸びが低いものが多く、長手方向への極端な断面変化を連続して設けることは事実上不可能といえる。
【００２０】
また、前記特許文献６のような、同じ略Ｂ型の断面形状の大きさを、その長手方向において連続的に変化させたような相似形の可変断面型では、その長手方向の両端部も当然略Ｂ型断面となる。ただ、このような略Ｂ型断面の両端部では、背面側（後面側）に略Ｂ型断面の凹凸を有し、平坦な接合面が小さくなる。このため、少なくともアルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材では、この背面側（後面側）から、特にアルミニウム合金製などのステイを充分な接合強度で接合させにくくなる。
【００２１】
本発明の目的は、その長手方向において断面形状を異形に連続的に変化させることが可能な、アルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材を提供することである。また、その長手方向における断面形状を異形に連続的に変化させることにより、部位ごとに異なる断面形状と、その断面形状からくる特性を持たせた、アルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記目的を達成するために、本発明の車両用バンパ補強材は、中空断面を有するアルミニウム合金押出形材からなる車両用バンパ補強材であって、
前記中空断面が、一対の衝突面側フランジおよび背面側フランジと、これら一対のフランジ同士をつなぐ上ウエブおよび下ウエブとにより形成され、
この中空断面の形状が、前記バンパ補強材の長手方向で、その両端部の口型断面から、前記長手方向の中央部の略Ｂ型断面に至る異形断面形状に、連続的に変化しており、
この中空断面形状の変化が、差厚部位を有する前記背面側フランジと、前記上下ウエブとを前記中空断面内で前記長手方向に亘って順次変形させたものからなり、
この変形が、前記背面側フランジのうちで部分的に薄肉とされた中央部薄肉部を頂部とするとともに、この中央部薄肉部の両側に位置する上部と下部の中肉部とを各々側壁とする、前記衝突面側フランジに向かう凸部の形成と、この凸部が、前記長手方向の両端部から中央部に向かうほど、その断面形状と前記車両の前後方向の幅とを変化させつつ、前記衝突面側フランジに漸近することからなっていて、
前記長手方向の中央部では、前記凸部の頂部が前記衝突面側フランジに平行に延在するとともに前記衝突面側フランジの背面に接合される一方で、前記凸部の各側壁が、前記中空断面を３分割する位置に、前記上下ウエブに平行に延在する中リブとして各々形成されて、前記略Ｂ型断面をなしている
ことである。
【００２３】
本発明車両用バンパ補強材を、このような中空断面形状が前記バンパ補強材の長手方向で連続的に変化している異形断面形状構造とし、衝撃吸収性能を部位ごとに異なる特性を持たせるためには、前記バンパ補強材の前記背面側フランジが、肉厚ｔ４の前記中央部薄肉部と、この中央部薄肉部より車両上側に延在する肉厚ｔ３の上部中肉部と、この中央部薄肉部より車両下側に延在する肉厚ｔ３´の下部中肉部との差厚部位からなるとともに、これら各部の肉厚が、ｔ３´＞ｔ４、ｔ３＞ｔ４の関係を各々有する一方で、
前記上ウエブが、前記衝突面側フランジの側に延在する肉厚ｔ１の上部衝突面側薄肉部と、前記背面側フランジの側に延在する肉厚ｔ２の上部背面側厚肉部とからなるとともに、前記下ウエブが、前記衝突面側フランジの側に延在する肉厚ｔ１′の下部衝突面側薄肉部と、前記背面側フランジの側に延在する肉厚ｔ２′の下部背面側厚肉部との差厚部位からなり、
これら各部の肉厚が、ｔ２＞ｔ１、ｔ２´＞ｔ１´、ｔ２＞ｔ３、ｔ２´＞ｔ３´の関係を各々有することが好ましい。
また、前記バンパ補強材の前記衝突面側フランジの肉厚ｔ５が、前記背面側フランジの前記中央部薄肉部ｔ１、上部中肉部の肉厚ｔ３、下部中肉部の肉厚ｔ３′に対して、ｔ５＞ｔ３およびｔ５＞ｔ３′の関係を有していることが好ましい。
また、前記バンパ補強材の前記背面側フランジあるいは前記上下ウエブにおける前記差厚部位同士が肉厚の段差を有して接続されていることことが好ましい。
また、前記バンパ補強材が７０００系アルミニウム合金押出形材からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材の長手方向における断面形状と車両の前後方向の幅とを、異形断面に連続的に変化させることが可能となる。このため、衝撃吸収（エネルギ吸収）など、部位ごとに異なる断面形状と、その断面形状からくる特性を持たせることが可能である。
【００２５】
すなわち、前記バンパ補強材における長手方向の両端部は口型断面としたまま、その長手方向の中央部を略Ｂ型断面として、これら口型断面から略Ｂ型断面に至る異形断面形状に、中空断面の形状と車両の前後方向の幅とが、その長手方向で連続的に変化し、両端部側から中央部に向かうほど車両の前後方向の幅を減少させる異形断面形状とすることができる。これによって、衝撃吸収性能が部位ごとに異なる特性を持たせ、特に長手方向中央部の衝突背面側のストローク確保と、衝撃吸収性能を向上させることが可能となる。
【００２６】
この車両の前後方向の幅の変化によって、特にバンパ補強材中央部を幅狭として、衝突背面側のストロークを広げ、確保することができる。
【００２７】
また、前記凸部により長手方向中央部の衝突面側フランジを、略Ｂ型断面あるいは略目型断面として、補強用の中リブによって支持、補強することが可能となる。
【００２８】
また、本発明では、長手方向中央部のみの衝突面側フランジのみを、自身の背面側フランジを変形させた中リブによって、部分的に略Ｂ型断面あるいは略目型断面として補強することができ、目型あるいは田型断面よりも軽量な口型断面のアルミニウム合金押出中空形材を、バンパ補強材により活用することができる。
【００２９】
また、前記バンパ補強材における長手方向の両端部は口型断面としたままとすることによって、その両端部の背面側（後面側）に平坦な接合面が確保でき、車体取り付け用のステイを充分な接合強度で接合させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明バンパ補強材の一つの実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の長手方向の各部位における断面を示す断面図である。
【図３】本発明バンパ補強材の製作過程を示す説明図である。
【図４】本発明バンパ補強材の製作過程を示す説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明車両用バンパ補強材の実施の形態について、以下に図を参照しながら詳述する。
【００３２】
図１は、本発明における車両のフロント側バンパ補強材にバンパステイ取付が完了した状態を示している。図１（ａ）は車両上方よりバンパ補強材を平面視したときの、長手方向中心部から右半分の部分断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の端部におけるＦ−Ｆ断面図である。
【００３３】
図２は、図１（ａ）のバンパ補強材の長手方向の各部位の断面を各々示し、図２（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面、図２（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面、図２（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ断面、図２（ｄ）は図１（ａ）のＤ−Ｄ断面、図２（ｅ）は図１（ａ）のＥ−Ｅ断面を各々示す。
【００３４】
（中空断面形状）
図１の本発明車両用バンパ補強材１において、図２（ｅ）に、図１の長手方向両端部の断面であるＥ−Ｅ断面で示す通り、素材のアルミニウム合金押出形材は、口型の中空断面からなっている。すなわち、素材アルミニウム合金押出形材は、本発明が規定する前記長手方向に異形の可変断面に成形される前は、その長手方向に均一な口型の形状の中空断面を有する。なお、本発明で言う中空断面、中空断面形状、あるいは、単に断面や断面形状とは、車両用バンパ補強材の長手方向に対して直角な方向の断面を言う。
【００３５】
図１では、図の左右側が車両の幅（車幅、車体幅）方向であり、図の上下側が車両の前後方向（フロントバンパ補強材の場合には上方向が車両の前方向）、図の前後側が車両の上下方向である。また、図２では、図の左右側が車体の上下方向であり、図の上下側が車両の前後方向（フロントバンパ補強材の場合には上方向が車両の前方向）、図の前後側が車両の幅方向である。
【００３６】
なお、図１では、車輌用バンパ補強材１の中央部から右半分側のみを示す。この場合、バンパ補強材１は、中心線を境に線対称な外形、構造を有している。したがって、車輌用バンパ補強材１の構造や車体への取り付け方、そして、特にバンパ補強材１の両端部側でのステイ９の形状、取りつけ構造、位置も、中心線を境に互いに線対称に同じ構造、形状をしている。
【００３７】
図１、２のフランジ３、４の配置につき、車輌用のフロント上ウエブ２及び下ウエブ２´場合には、フランジ４が車体前方側の衝突面側（前面側）フランジ、フランジ３が車体後方側の背面側（後面側）フランジとなる。また、ウエブ２が車両上側の上ウエブ、ウエブ２´が車両下側の下ウエブとなる。この図１、２において、バンパ補強材の中空断面は、車両幅方向に延在して配置される背面側フランジ３と、この背面側フランジ３に平行でかつ間隔をあけて配置される衝突面側フランジ４と、これら一対の両フランジ３、４同士を各々つなぎ、車両幅方向に互いに間隔をあけて平行に延在して配置される上ウエブ２及び下ウエブ２´により形成されている。
【００３８】
図２（ｅ）に示す通り、バンパ補強材の両端部の中空断面（元の素材アルミニウム合金押出形材の中空断面）は、フランジ３、４に対して、ウエブ２、２´が各々直交している、矩形の口型閉断面形状を示している。ただ、これらが構成する中空断面（元の素材アルミニウム合金押出形材の中空断面）は、断面が概略中空形状でありさえすれば、閉断面や開断面であることを問わない。また、図１、２では、フランジ３、４と、これらのフランジ３、４同士を互いに連結する、四隅の肩Ｒ（曲率、コーナーＲとも言う）がごく小さい、矩形（四角形）の断面形状を示しているが、このような矩形に限らず、いずれかの肩Ｒが大きい、略矩形断面形状や楕円形などの断面形状が用途や要求特性に応じて、適宜選択される。
【００３９】
（長手方向形状）
本発明の異形断面とされたバンパ補強材１は、その長手方向（図１の左右方向）に亘って、直線的であっても良いが、バンパ補強材１の両端部１ｃが、水平面内で車体側に曲げられた（曲げ加工された）形状とされていることが好ましい。これは、車体の設計やデザインなどからくる、バンパ補強材の取り付けスペースの制約のためである。その態様としては、図１（a）に示すように、両端部１ｃ側が車体（車両）後方側あるいは車体側に向かって傾斜するように、その長手方向（図１の左右方向）に亘って全体が円弧状に湾曲するように、曲げ加工されていても良い。
【００４０】
また、図７に示すように、本発明の異形断面とされたバンパ補強材１の中央部１ｂを直線状として、その長手方向の両端部１ｃ側を、円弧状あるいは傾斜させた形状とした態様としても良い。この図７も、図１（ａ）と同じく、図１（ａ）は車両上方よりバンパ補強材を平面視したときの、長手方向中心部から右半分の部分断面図である。
【００４１】
（フランジ、ウエブ）
個々のフランジ３、４、ウエブ２、２´は、図１、２のように、必ずしも平坦な面を有する平板あるいは板状体である必要はない。必要に応じて、後述する、部分的に厚みが異なるような差厚部位や、これら差厚部位同士の境界となる肉厚段差、更には凹凸面や曲線面、溝などの凹凸や模様を有するものが、バンパ補強材１の大きさや形状あるいは要求特性に応じて、適宜許容される。            
【００４２】
また、フランジ３、４同士、ウエブ２、２´同士、更には後述する中リブ３ａ、３ａ′も、互いに厳密な意味で平行である必要はなく、概略平行あるいは概略断面が中空形状でさえあれば、例えば台形断面など、互いに多少とも傾斜しあう、あるいは互いに曲線的となっているなど、適宜の設計変更が、バンパ補強材１の大きさや形状、あるいは要求特性に応じて、設計上許容される。
【００４３】
図１、２において、中空断面の形状は、車輌用のフロントバンパ補強材の場合を想定して、衝突面側フランジ４や、背面側フランジ３の板の面積あるいは幅（高さ）を比較的大きくし、ウエブ２、２´の板の面積あるいは幅（高さ）を比較的小さくした長方形をしている。ただ、バンパ補強材の用途に応じて、これら板の面積あるいは幅（高さ）や、関係は適宜選択される。
【００４４】
（異形断面）
図１、２において、バンパ補強材１の中空断面は、バンパ補強材１の長手方向で連続的に変化している可変断面として異形断面形状を有する。この異形断面形状は、図２に示す通り、バンパ補強材１の長手方向で、その両端部１ｃにおける、図１（ａ）のＥ−Ｅ断面である、図２（ｅ）の口型断面から、その中央部１ｂにおける、図１（ａ）のＡ−Ａ断面である図２（ａ）の、略Ｂ型断面に至る異形断面形状に連続的に変化している。そして、両端部１ｃから中央部１ｂに向かうほど、バンパ補強材１の車両の前後方向の幅が減少し、車幅方向中央部１ｂではこの幅が最小となっている。
【００４５】
このような中空断面形状の連続的な変化は、後述する差厚部位を有する背面側フランジ３と、上下ウエブ２、２´とを、中空断面内で長手方向に亘って順次変形させたものからなっている。
【００４６】
この変形によって、背面側フランジ３が中空断面内で変形して衝突面側フランジ４の方（側）に向かう突出部としての凸部５が形成されている。すなわち、背面側フランジ３のうちで部分的に薄肉とされた中央部薄肉部３ｂを頂部とするとともに、この中央部薄肉部３ｂの両側に位置する上部と下部の中肉部３ａ、３ａ´とを各々側壁とする、衝突面側フランジ４に向かう凸部５が形成されている。
【００４７】
また、この変形は、凸部（突出部）５が、図２（ｅ）から、図２（ｄ）、図２（ｃ）、図２（ｂ）、図２（ａ）に順に至るように、バンパ補強材１の長手方向の両端部１ｃから中央部１ｂに向かうほど、その断面形状を変化させつつ衝突面側フランジ４に漸近（順次接近）していくことからもなっている。
【００４８】
凸部５は、その断面形状が、中央部の図２（ａ）に至るほど変形が進んで、図の上下方向における、その頂部（薄膜中央部）３ｂの高さが高く、側壁（上部と下部の中肉部）３ａ、３ａ´の長さが長くなっている。同時に、凸部５の頂部３ｂが、衝突面側フランジ４に対して、平行に延在しつつ徐々に近接するとともに、凸部の各側壁３ａ、３ａ´が、中空断面を３分割する位置になって、上下ウエブ２、２´と平行に延在するよう変形していく。  
【００４９】
ここで、図２（ｅ）に示す通り、両端部の中空断面はそのまま変形せずに、元の素材アルミニウム合金押出形材の中空断面である口型断面形状を保持している。
【００５０】
この変形によって、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ｂでは、凸部５の頂部３ｂが衝突面側フランジ４に平行に延在するとともに衝突面側フランジ４の背面（裏面）に近接あるいは接触して、６の×印で示す通り、溶接などによって接合される。その一方で、凸部５の各側壁３ａ、３ａ´は、中空断面を３分割する位置に、上下ウエブ２、２´に平行に延在する中リブとして各々形成されて、略Ｂ型断面をなしている。
【００５１】
なお、本発明で言う平行とは、厳密な意味での平行というだけではなく、凸部５の頂部３ｂが衝突面側フランジ４背面へ接合できる範囲や、各側壁３ａ、３ａ´が補強用の中リブとして機能する範囲で、若干の傾きがあるような、概略並行な場合を含む。また、本発明で言う略Ｂ型断面とは、別の表現としては目型断面とも言え、Ｂや目の字に近似あるいは相似する断面形状を包含する表現である。すなわち、図２（a）に示す通り、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ｂの断面形状として、凸部５の各側壁３ａ、３ａ´によって、元の口型の中空断面が３分割された上で、衝突面側フランジ４、上ウエブ２、凸部５の側壁３ａと、衝突面側フランジ４、下ウエブ２´、凸部５の側壁３ａ´によって形成された二つの中空部分を、車体の上下方向に並べて配置した断面形状のことを言う。
【００５２】
このような差厚部位を有する背面側フランジ３と、上下ウエブ２、２´との、元の口型の中空断面内での、バンパ補強材１の長手方向に亘って連続する変形や凸部５の形成によって、バンパ補強材１の車両前後方向の幅も両端部１ｃ側から中央部１ｂに至るほど小さくなるように連続的に変化する。
【００５３】
この変化について、図１、２に示す通り、バンパ補強材１の車両前後方向（図１、２の上下方向）の幅は、両端部１ｃ側から中央部１ｂに至るほど小さくなるように連続的に変化している。すなわち、バンパ補強材１の両端部１ｃ側は、元の素材アルミニウム合金押出形材の口型断面の形状を保持しているので、図２（ｅ）のように最も幅が広い。これに対して、バンパ補強材１の中央部１ｂ側は、図２（ａ）のような、中空断面内での変形によって完成された略Ｂ型断面をなしているため、その幅は最も小さくなる。
【００５４】
ちなみに、前記変形が、元の口型の中空断面内ではなく、部分的にせよ、この口型中空断面の領域あるいは位置から外にはみ出すように変形する場合には、バンパ補強材１のエネルギ吸収特性を低下させるような問題が生じやすい。このような中空断面外となる変形として、例えば、上下ウエブ２、２´の中間部分が車両上下方向にはみ出すように中空断面外に変形する場合が想定される。この場合には、上下ウエブ２、２´の中空断面外への折曲がり変形が顕著になるほど、バンパ補強材断面の圧壊変形強度が低下し、これに伴って衝突時のエネルギ吸収量が低下するため、バンパ補強材１の中央部などの変形ストロークが却って増加して、衝突時に背面側部品を損傷する可能性が生じる。
【００５５】
（異形断面効果）
以上の通り、本発明では、アルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材１の長手方向における、断面形状と車両の前後方向の幅とを、異形断面として、連続的に変化させている。このように、車両用バンパ補強材１の長手方向における断面形状を異形に連続的に変化させたことにより、衝撃吸収（エネルギ吸収）やステイの取り付け性や接合性など、部位ごとに異なる断面形状と、その断面形状からくる特性を持たせることが可能である。
【００５６】
長手方向に均一な口型断面形状を有するアルミニウム合金押出中空形材は、元々衝撃吸収性能（エネルギ吸収性能）が優れる。本発明によれば、このように優れた衝撃吸収性能を有する口型断面形状のアルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材１を、従来は困難であった、口型断面形状から略Ｂ型断面形状と、その長手方向で連続的に変化している異形断面形状として、その性能を向上させることができる。  
すなわち、バンパ補強材１における長手方向の両端部１ｃは口型断面としたまま、その長手方向の中央部１ｂを略Ｂ型断面として、これら口型断面から略Ｂ型断面に至る異形断面形状に、中空断面の形状と車両の前後方向の幅とが、その長手方向で連続的に変化した異形断面形状とすることができる。これによって、衝撃吸収性能が部位ごとに異なる特性を持たせ、特に長手方向中央部の衝突背面側のストロークを広げ確保することや、衝撃吸収性能を向上させることが可能となる。
【００５７】
また、このような中空断面の形状と車両の前後方向の幅とが、その長手方向で連続的に変化した異形断面形状（構造）は、後述する差厚部位を有する背面側フランジ３と、上下ウエブ２、２´とをプレス成形加工することによって、簡便に形成できる。
そして、この車両の前後方向の幅の変化、すなわちバンパ補強材１の両端部１ｃから中央部１ｂに向かうほど、車両の前後方向の幅を減少させることによって、特にバンパ補強材中央部１ｂを最も幅狭とする。これによって、衝突背面側のストロークが確保されることで、バンパ補強材１の背面側の空間を広くできる。このため、中央部１ｂに衝突力が作用して、中央部がたわみ変形（曲げ変形）する場合であっても、背面側に配設されたラジエータなど機能部品の損傷を生じにくい。また、バンパ補強材１の背面側の空間を広くできることが、その分のたわみ変形しろ（曲げ変形しろ）の確保にもつながり、エネルギ吸収性能が向上する。
【００５８】
また、車高の異なる車との衝突性能を満足するために、バンパ補強材１の車両上下方向の高さ（図１の図の前後方向、図２の図の左右方向の長さ）を高くした場合でも、凸部５により中央部１ｂの衝突面側フランジ４を、略Ｂ型断面あるいは略目型断面として、補強用の中リブ３ａ、３ａ′によって支持、補強することが可能となる。これによって、衝突面側フランジ４の幅厚比を小さくすることで、衝突面側フランジ４の座屈を防止でき、車幅方向中央部１ｂに衝突力が作用する場合の、エネルギ吸収性能を確保しやすくなる。
【００５９】
本発明では、中央部１ｂのみの衝突面側フランジ４を、自身の背面側フランジ３などを変形させた中リブ３ａ、３ａ′によって、部分的に略Ｂ型断面あるいは略目型断面として補強することができる。また、バンパ補強材１の中央部１ｂでは、衝突面側フランジ４に凸部５が近接することにより、上下両ウエブ２、２´の上下部背面側厚肉部２ａ、２ａ´が、図２（ａ）に示す通り、バンパ補強材１の背面側フランジとして位置する。これによって、中央部１ｂ断面の断面係数を比較的高くすることができる。
【００６０】
したがって、その全長に亘って目型あるいは田型断面のように、補強用の中リブを設けた、従来のアルミニウム合金押出中空形材を用いる場合に比して、重量を減らすことができる。また、断面係数拡大への寄与が小さい中リブ部３ａ、３ａ´及び衝突面側フランジ４の接合フランジ面７は、比較的薄肉にすることにより、効率的に軽量化できる。これによって、目型あるいは田型断面よりも軽量な、口型断面のアルミニウム合金押出中空形材のバンパ補強材への活用や適用を、目型あるいは田型断面の適用に代わって、大きく広げることができる。
【００６１】
また、バンパ補強材１における長手方向の両端部１ｃは口型断面としたままとすることによって、その両端部１ｃの背面側（後面側）に平坦な接合面が大きく確保できる。このため、アルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材１では、この背面側（後面側）から、特にアルミニウム合金製などのステイ９を充分な接合強度で、簡便に接合させることが可能となる。更に、この両端部１ｃ側の断面形状は、中リブの無い口型断面となるので、曲げ変形時の座屈が生じやすくなってはいるものの、両端部１ｃ側では、バンパ補強材１あるいはステイ９の圧壊変形で、負荷される衝突エネルギを吸収することになるので、これによる不利益はほとんどない。
【００６２】
（バンパ補強材各部位の厚み）
本発明でのバンパ補強材各部位の厚みは、後述する部位同士の差厚関係も考慮すると、フランジ４、３の肉厚範囲として、２〜１０ｍｍの範囲から選択されることが好ましい。フランジ４、３の肉厚は同じとする必要がなく、衝突面側のフランジ４を厚く、背面側のフランジ３を薄くしても良い。このようなフランジ２、３の肉厚に対して、ウエブ２、２′の肉厚は、フランジ４、３の肉厚と同じか、より薄くしても、また、より厚くしても良いが、前記フランジ４、３の肉厚範囲から選択することが好ましい。このように、部位に応じて肉厚（板厚）を自由に変えられることも、バンパ補強材が、中空断面のアルミニウム合金押出形材からなることの大きな利点である。
【００６３】
但し、これらの肉厚に関し、本発明では、バンパ補強材（素材アルミニウム合金押出形材）の中空断面形状を、例えば口型などの元の断面形状から、前記略Ｂ型断面形状などに、前記バンパ補強材の長手方向で連続的に変化させる、異形断面での可変断面形状に成形加工する必要がある。このためには、個々のフランジ３、４、ウエブ２、２´が、各々その部位（場所）に寄らず均一な厚みとなっているのではなく、部位（場所）によって、その厚みが各々異なる差厚化されている（差厚部位からなる）とともに、その差厚の（肉厚の）異なり方に一定の関係があることが好ましい。
【００６４】
（背面側フランジ３の差厚化）
背面側フランジ３は、プレス成形によって変形して、凸部５を形成する重要部位となる。バンパ補強材１（素材アルミニウム合金押出形材）の中央部１ｂの中空断面形状が口型断面形状から略Ｂ型断面形状になるように、背面側フランジ３を、両端部１ｃ側から順に、断面形状が異なる凸部５形状に成形するためには、プレス成形によって、背面側フランジ３が途中から２箇所折れ曲がるような変形をする必要がある。このような折れ曲がり変形のためには、前提となる前記肉厚範囲を満足した上で、最低限、背面側フランジ３の中央部３ｂが、前記凸部の成形が可能なだけ、部分的に薄肉化されることが必要である。この部分的な薄肉化とは、極端には切り欠きに近いような、断面視での長さが短い、点状のような薄肉部であっても、そこを起点に折れ曲がり変形が生じるので、これを含む、折れ変形の起点となる薄肉部、すなわち差厚部位（好ましくは後述する肉厚段差）が設けられている必要がある。
【００６５】
背面側フランジ３の中央部３ｂが薄肉化されず、背面側フランジ３がその部位に亘って同じ肉厚を有している場合には、はっきりした折れ変形の起点が無いため、フランジ全体に変形が生じることで、接合部６のフランジ面やウエブ面３ａ、３ａ´の平坦度が確保しにくい。このため、成形後の製品強度が低下したり、接合面の確保などの点で問題が生じることになる。
そして、特にバンパ補強材が高強度な（高硬度な）７０００系アルミニウム合金からなる場合や、前記バンパ補強材に特有の厚肉な仕様では、曲げ加工時の材料抵抗が大きく、シャープな曲げ半径での加工が難しい点も問題である。
このため、両端部１ｃでの高さが低い（凹凸が小さな）凸部５形状にプレス成形することができたとしても、特に中央部１ｂの凸部５を、略Ｂ型断面形状にプレス成形することが困難となる。
【００６６】
前記異形断面形状へのプレス成形によって、背面側フランジ３が途中から２箇所折れ曲がるような変形をするためには、背面側フランジ３の好ましい差厚部位の態様としては、図２に示す通り、バンパ補強材１の背面側フランジ３が、その車両上下方向の長さが３分割される形で差厚化されていることが好ましい。図２では、背面側フランジ３は、肉厚ｔ４の中央部薄肉部３ｂと、この中央部薄肉部３ｂより車両上側に延在する肉厚ｔ３の上部中肉部３aと、この中央部薄肉部３ｂより車両下側に延在する肉厚ｔ３´の下部中肉部３a´とからなる。ここで、これら各部の肉厚の関係は、当然ながら、ｔ３´＞ｔ４、ｔ３＞ｔ４となる。
【００６７】
背面側フランジ３の車両上下方向の３分割される、これら中央部薄肉部３ｂ、上部中肉部３a、下部中肉部３a´の各部位の長さの割合は、衝突面側フランジ４やバンパ補強材１の中空断面を３分割する分割割合、すなわち側壁あるいは中リブとして衝突面側フランジ４を補強する位置によって決まる。そして、この位置は、バンパ補強材１の車両上下方向の高さや衝突面側フランジ４の幅厚比によって定まり、車幅方向中央部１ｂに衝突力が作用する場合に要求されるエネルギ吸収性能からも設計される。凸部５において、側壁となる上部及び下部中肉部３a、３a´が、衝突面側フランジ３や中空断面を、車両上下方向に３分割する中リブとして形成されていれば、平均的に衝突面側フランジ４の幅厚比を低くすることが可能となり、部品重量の増加を抑えて、より効果的な座屈防止が可能となる。
【００６８】
この点、このような効果を最大限発揮させるためには、衝突面側フランジ４やバンパ補強材１の中空断面を３等分あるいはこれに近い割合に分割する割合が好ましい。このため、これら中央部薄肉部３ｂ、上部中肉部３a、下部中肉部３a´の各部位の長さも、これに応じて、３等分あるいはこれに近い割合に分割することが好ましい。
【００６９】
（上下ウエブ２、２´の差厚化）
一方、背面側フランジ３だけの差厚化でもプレス成形は可能ではあるが、成形性の向上のために、背面側フランジ３だけでなく、上下ウエブ２、２´も、前提となる前記肉厚範囲を満足した上で、差厚部位からなることが好ましい。上下ウエブ２、２´も、プレス成形によって、背面側フランジ３とともに、その途中から折れ曲がり変形して、凸部５を形成するための背面側を形成する必要がある。すなわち、バンパ補強材１（素材アルミニウム合金押出形材）の中央部１ｂの中空断面形状が口型断面形状から略Ｂ型断面形状になるように、背面側フランジ３を、両端部１ｃ側から順に、断面形状が異なる凸部５形状にプレス成形するために、上下ウエブ２、２´も、背面側フランジ３による凸部５の成形を可能とする、途中から折れ曲がり変形することが必要である。そして、この途中からの折れ曲がり変形のために、上下ウエブ２、２´が部分的に薄肉化されており、折れ変形の起点となる差厚部位（好ましくは後述する肉厚段差）が形成されていることが好ましい。
【００７０】
この点で、図２では、上ウエブ２も、衝突面側フランジ４の側に延在する肉厚ｔ１の上部衝突面側薄肉部２ｂと、背面側フランジ３の側に延在する肉厚ｔ２の上部背面側厚肉部２ａとの差厚部位からなる。また、下ウエブ２′も、衝突面側フランジ４の側に延在する肉厚ｔ１′の下部衝突面側部２ｂ′と、背面側フランジ３の側に延在する肉厚ｔ２′の下部背面側厚肉部２ａ′との差厚部位からなる。これら各部の肉厚は、ｔ２＞ｔ１、ｔ２´＞ｔ１´の関係を各々有する。
【００７１】
上ウエブ２の衝突面側フランジ４側の上部衝突面側薄肉部２ｂや、下ウエブ２′の、衝突面側フランジ４側の下部衝突面側薄肉部２ｂ′は、凸部５の形成時のフランジ３の折れ変形に伴い、２ａあるいは２ａ′との差厚部位を起点として容易に折れ変形が生じる。そして、この折れ変形により凸部５の背面側を形成しやすくする。更に、これら上下ウエブ２、２´に設けられた差厚部位や、後述する肉厚段差部１５によって、これらを起点とする曲げ変形が生じることで、この両端部１ｃ側の断面形状は、中リブの無い口型断面となるので、曲げ変形時の座屈が生じやすくなってはいるものの、効率的にエネルギを吸収することができ、口型断面による不利益はほとんどない。
【００７２】
一方、上ウエブ２の背面側フランジ３の側に延在する肉厚ｔ２の上部背面側厚肉部２ａ、下ウエブ２′の背面側フランジ３の側に延在する肉厚ｔ２′の下部背面側厚肉部２ａ′は、バンパ補強材１の中央部１ｂでは、図２（ａ）に示す通り、端部側での背面フランジ３に代わって、凸部５の両側で、背面フランジを形成している。このため、部品重量をあまり増加させずに、バンパ補強材１の中央部１ｂでの曲げ強度を効率的に向上するためには、中立軸から遠い、衝突面および背面側の肉厚を厚くする必要があり、２ａおよび２ａ´部については背面フランジとして、厚肉化している。ここで、特に端部側断面に対して曲げ強度に対する要求が強い中央部断面近傍での断面係数確保を目的とすると、端部側での背面フランジ３（側壁３ａ、３ａ′）の肉厚ｔ２よりも厚い、ｔ２＞ｔ３、ｔ２´＞ｔ３´の関係を各々有することが好ましい。
【００７３】
上下ウエブ２、２´が薄肉部をもたずその部位に亘って同じ肉厚を有している場合には、背面フランジ３を同板厚で構成した場合と同様に、はっきりした折れ変形の起点が無いため、ウエブ全体に変形が生じ、ウエブ面の平坦度が確保しにくい。このため、成形後の製品強度が低下したり、他部品との接合面確保などの点で問題が生じることになる。
そして、特にバンパ補強材が高強度な（高硬度な）７０００系アルミニウム合金からなる場合や、前記バンパ補強材に特有の厚肉な仕様では、曲げ加工時の材料抵抗が大きく、シャープな曲げ半径での加工が難しい点も問題である。
【００７４】
（衝突面側フランジの肉厚関係）
バンパ補強材１の衝突面側フランジ４の肉厚ｔ５については、その圧壊強度を確保する意味から、背面側フランジ３の上下部中肉部３ａ、３ａ′の肉厚ｔ３、ｔ３´に対し、ｔ５＞ｔ３およびｔ５＞ｔ３′の関係を有していることが好ましい。また、この関係に、背面側フランジ３の中央部薄肉部３ｂの肉厚ｔ４を入れて、ｔ５＞ｔ３＞ｔ４または／及びｔ５＞ｔ３′＞ｔ４であることが好ましい。
【００７５】
衝突面側フランジ４は、バンパ補強材１の長手方向の位置によらず、常に衝突変形時の曲げ変形に対して、中立軸から遠い位置に配置される部位に当たる。このため、この衝突面側フランジ４の肉厚ｔ５の厚肉化により、効率的な断面係数の拡大を図り得る。そして、このような肉厚構成を採ることで、衝突力の作用時の曲げ中立軸は、中空断面の中心から衝突面フランジ４側に移動することになり、たわみ変形に伴い衝突面側に作用する圧縮力自体も小さくなり、更に座屈が生じにくくなるという点で有利になる。
また、図２における成形後の（潰し加工後の）バンパ補強材１の長手方向の中央部断面形状では、その曲げ強度をできるだけ高くするために、中空断面の衝突面側フランジ４および背面側フランジ３に厚肉部を設け、これらをつなぐウエブ２、２´はそれに比べて薄肉とし、そして衝突面側フランジ４に接合される背面側フランジ３の凸部（突出部）５の肉厚が最も薄くなる方が、部分的な厚肉化による重量増加に対して、曲げ強度を効率的に高く出来る。
【００７６】
（肉厚段差）
バンパ補強材１の背面側フランジ３あるいは上下ウエブ２ａ、２ａ′における、前記差厚部位同士が、肉厚の段差１５を有して（介して）接続されていることが好ましい。この肉厚の段差１５は、図２の各図に示す通り、肉厚が異なる互いの部位同士の境界としての、急激な（急峻な）板厚差を有する各部位の平坦面に対して略直角あるいは立ち上がり角度が急な段差（差厚段差部）である。このような段差には、前記した、切り欠きに近いような、断面視での長さが短い、点状のような薄肉差厚部位も含みうる。
【００７７】
このような各段差１５を設けることによって、図２の各図に示す通り、異形断面形成のための、これらの部位のプレス成形の際に、これらの段差部分（途中部分）で、各部位の途中での折れ曲がり変形が生じやすくなって、凸部５や略Ｂ型断面形状の成形が一層容易となる効果がある。この効果は、バンパ補強材が高強度な（高硬度な）７０００系アルミニウム合金からなる場合や、前記バンパ補強材に特有の厚肉な仕様で、特に材料抵抗が大きくなる場合に大きい。これに対して、差厚部位同士を、このような肉厚の段差がなく、互いの肉厚（板厚）を徐々になだらかな勾配で変化させて接続すると、このような効果はなくなる。
【００７８】
このような厚みの段差（板厚差）を設けるのは、背面側フランジ３における上部及び下部中肉部３ａ、３ａ´各々の肉厚ｔ３、ｔ３´と中央部薄肉部４ｂの肉厚ｔ４の肉厚差の各境界部分、あるいは上下両ウエブ２、２´における上下部背面側厚肉部２ａ、２ａ´各々の肉厚ｔ２、ｔ２´と上下部衝突面側部２ｂ、２ｂ´各々の肉厚ｔ１、ｔ１´の各肉厚差の境界部分とする。
【００７９】
（異形断面の成形方法）
以下に、本発明バンパ補強材を得るために、差厚部位を有する背面側フランジ３と、上下ウエブ２、２´とを、元の口型の中空断面内で、バンパ補強材１の長手方向に亘って連続する変形や凸部５を形成する、成形方法を図３、４を用いて詳述する。
【００８０】
図３は、前記図１、２と同じ口型素材アルミニウム合金押出中空形材のプレス成形方法を示している。このうち、図３（ａ）は、前記図１、２で示したバンパ補強材の要件として、必須あるいは好ましい肉厚関係や部位を全て有する、前記図１、２と同じ（同じ口型断面形状条件を備えた）素材アルミニウム合金押出中空形材の断面を示している。また、図３（ｂ）は、このアルミニウム合金押出形材１aをプレス成形装置に装着した状態を、押え型を省略し、図１と同じ平面視にて示している。図３（ｃ）は図３（ｂ）の素材アルミニウム合金押出中空形材中央部のＸ−Ｘ断面図である。
【００８１】
図４は、図３（ｂ）に続いて、素材アルミニウム合金押出中空形材１aをプレス成形している工程を示す平面図であり、図４（ｄ）はプレス成形前半工程、図４（ｅ）はプレス成形後半工程を各々示す。
【００８２】
先ず、図３（ｂ）、（ｃ）に示す通り、素材中空形材１ａの開口部に、芯金１１、１１を差し込むとともに、プレス装置の押え型１２を、素材中空形材１ａの衝突面側フランジ４及び上下ウエブ２、２´の外面に装着する。そして、プレス装置のラム先端に取り付けられたパンチ１３により、素材中空形材１ａの長手方向中央部において、背面側フランジ３側から、上向きの矢印で示すように、図の上方向に向けてプレス成形する。
【００８３】
ここで、パンチ１３は、Ｘ−Ｘ断面においては図３（ｃ）に示す如く、背面側フランジ３の中央部薄肉部３ｂの幅と略同一幅を有する先端部１３ａと、背面側フランジ３の全幅より若干小幅な本体部１３ｂからなる。そして、図３（ｂ）に示す如く、その先端部１３ａ及び本体部１３ｂともに、素材中空形材１ａの長手方向中央部が、所定幅だけ衝突面側に突出し、両端に向かうほど背面側に後退する形状を有している。
【００８４】
この様な形状を有するパンチ１３を、背面側フランジ３側からプレスすることによって、図４（ｄ）に示す通り、素材押出中空形材１ａの端部側１ｃは成形せずに口型のままとする一方、長手方向中央部１ｂに向かう部位を成形する。すなわち、パンチ１３の先端部１３ａが、背面側フランジ３や上下ウエブ２、２´を、車両前方側（図の上側）方向へ、中空断面内で変形させて（折り曲げ変形させて）、中央部薄肉部３ｂを頂部とする車両前方向きの凸部（突出部）５が形成される。同時に、アルミニウム合金押出形材１ａの長手方向両端部１ｃから中央部１ｂに向かうほど幅狭（幅が減少する）となる、前記図２に示した、口型断面から略Ｂ型断面に至る異形断面が連続的に形成される。
【００８５】
このような成形の終了後に、図４（ｅ）に示す通り、成形されたバンパ補強材１（あるいは押出中空形材１ａ）を、一旦プレス成形装置から取り出して、長手方向中央部において凸部５が形成された中央部薄肉部３ｂの複数個所を、衝突面側フランジ４に溶接接合（接合部６）して接合フランジ面７を形成する。また、更に、このバンパ補強材１（あるいは押出中空形材１ａ）、その長手方向に湾曲面が形成された押え型を装着したプレス成形装置（図示省略）にセットして、パンチ１３を衝突面側にプレスする。これによって、図４（ｅ）に示すように、その長手方向中央部１ｂを頂点として、両端部１ｃに至るに従って、背面側に後退する湾曲形状が賦与された、車両用バンパ補強材１が得られる。
【００８６】
このようにして形成された車両用バンパ補強材１によれば、その両端部１ｃから中央部１ｂに向かうほど車両の前後方向の幅が減少して、この幅が最小となった車幅方向中央部１ｂでは、背面側フランジ３の中央部薄肉部３ｂを頂部とする車両前方向きの凸部５が形成されている。そして、この中央部薄肉部３ｂが衝突面側フランジ４に溶接接合されている構造になり、バンパ補強材１の車幅方向中央部断面は、図４（ａ）に示す如く、内部に凸部５を形成する背面フランジ３の上下中肉部３ａ、３ａ´が、２本の中リブとして、略Ｂ型断面形状あるいは略目型断面形状を形成している。すなわち、バンパ補強材１の車幅方向（長手方向）の中央部１ｂの衝突面側フランジ４は、この凸部５によって背面側から補強されていることになる。
【００８７】
このため、車高の異なる車との衝突性能を満足するためにバンパ補強材１の車両上下方向の高さを高く（大きく）した場合でも、２本の中リブ３ａ、３ａ´により衝突面側フランジ４を支持することが可能になる。その結果、衝突面側フランジ４の幅厚比を小さくすることで、衝突面側フランジ４の座屈を防止でき、中央部１ｂに衝突力が作用する場合のエネルギ吸収性能を確保しやすくなる。
【００８８】
凸部５は、前記した通り、プレス成形を行うことで容易に形成が可能であり、このようにプレス成形で凸部５を形成することで、この凸部５が形成された部位の断面係数は低下するものの、その背面側の空間は広く、ラジエータなど機能部品との距離が長くなる。このため、バンパ補強材１の中央部１ｂに衝突力が作用する場合であっても、中央部１ｂの変形ストロークが確保され、背面側の機能部品の損傷を生じにくい。
【００８９】
本発明は、従来からある断面係数増大により部材の曲げ強度を高くして衝突ストロークを短くするような対策ではなく、逆に曲げ強度を低くしても、背面側の空間を大きくとり、たわみ変形自体は大きくなるものの衝突までの距離を稼ぐことで、衝突性能の低下を防止するように対策している。これにより、断面係数を小さく設定できるために、従来構造に比べて部品自体の重量を軽くできる。
【００９０】
（アルミニウム合金）
アルミニウム合金は、その強度を高くして、各部位の肉厚を薄くすることによって、バンパ補強材１の重量を軽くし、かつエネルギ吸収特性を向上させるという観点から選択される。この観点によれば、本発明バンパ補強材（素材押出中空形材）に使用するアルミニウム合金は、６０００系や５０００系アルミニウム合金でも良い。ただ、ＪＩＳ規格およびＡＡ規格に規定された範囲の、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系組成あるいはＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ-Ｃｕ系組成からなる、より高強度な７０００系アルミニウム合金からなることが好ましい。このアルミニウム合金からなる押出中空形材は、熱間押出後に溶体化処理および焼き入れ処理（質別記号Ｔ４）やその後の時効処理（質別記号Ｔ６）、過時効処理（質別記号Ｔ７）などが施されて、車両用バンパ補強材の素材として用いられる。
【００９１】
因みに、本発明バンパ補強材（素材押出中空形材）への耐食性付与などの表面処理は不要であるが、他の鋼製や鉄製の自動車部材と接合される場合には、異材同士の電位差による電食の防止のために、接合部に樹脂（接合を兼ねた樹脂でも可）を介在させて、アルミと鋼や鉄とを絶縁すること、あるいは鋼材にダクロ処理などの表面処理を追加することが望ましい。
【００９２】
（バンパ補強材の車両取り付け）
以上のようなバンパ補強材１を車両に取り付けるには、図２（ｅ）に示す口型断面の形状を保持して、溶接などによる接合強度を得るための広い平坦面が確保された、図１の両端部側１ｃの背面側フランジ３に、バンパステイ９を接合すれば良い。
【００９３】
図１の実施態様では、両端部側１ｃの衝突面側フランジ４と背面側フランジ３とを貫通する貫通孔１４を設けて、この貫通孔１４に、バンパステイ９を貫通させている。そして、衝突面側フランジ４の表面（前面）側に前部フランジ９ａを溶接接合している。その一方で、背面側フランジ３側の裏面にも後部フランジ９ｂを溶接接合して取り付けている。
【００９４】
ここで、図１（ｂ）は、アルミニウム合金押出中空形材からなるバンパステイ９の、前部フランジ９ａと後部フランジ９ｂの形成と、ステイ９の衝突面側フランジ４の表面（前面）側への加締接合とを同時に行う方法を示している。すなわち、貫通孔１４に筒状のバンパステイ９を貫通させた後に、ステイの内部（空間）に電磁コイルを挿入した上で、このコイルに通電して電磁力を発生させる電磁成形によって拡管成形された、ステイ９の態様を示している。これによれば、ステイ９の拡管成形によって、前部フランジ９ａと後部フランジ９ｂの形成と、ステイ９の衝突面側フランジ４の表面（前面）側への加締接合とを同時、あるいは順次行うことができる。このように、ステイ９をバンパ補強材１の少なくとも衝突面側フランジ４に加締接合してバンパ補強材１に固定するのが、コスト面や溶接熱影響回避の点から最も望ましい。
【００９５】
このような車両用バンパ補強材１を車両に取り付けるには、更に、図２（ｅ）に示すように、背面側フランジ３及び衝突面側フランジ４の両端部に各々取付孔８ａ、８ｂを形成して、車両前後方向を押出方向とする、閉断面形状のアルミニウム合金押出形材からなるバンパステイ９が、図３に示すように接合される。その際、このバンパステイ９には、衝突面側の一端に前部フランジ９ａが溶接接合されており、この前部フランジ９ａが接合されたバンパステイ９を、バンパ補強材１の両端部に形成された取付孔８ａ、８ｂに衝突面側から貫通した後、背面側のバンパステイ９の他端に、後部フランジ９ｂを溶接接合して取り付ける。
【００９６】
その後、図３（ｂ）に示す如くこのバンパステイ９を内部から拡管して、バンパ補強材１の少なくとも衝突面側フランジ４に加締接合してバンパ補強材１に固定するのが、コスト面や溶接熱影響回避の点から最も望ましい。この態様では、ステイ９がバンパ補強材１と同じ車体前面側に一体に位置しており、バンパ補強材１とともに、あるいは同時に、効率的に衝突エネルギを吸収できる。すなわち、バンパ補強材１の端部側に衝突力が作用した場合、この衝突力は衝突面側フランジ４を介して、あるいは介さずに直接ステイ９に作用するため、このステイ９自体の長手方向（車両前後方向）の圧壊変形により、効率的にエネルギを吸収できる。また、本構造は、バンパ補強材１を貫通するようにステイ９を配置することにより、図示しない後面側のサイドメンバの空間が短くても、このサイドメンバとバンパ補強材１とを、ステイ９を介して容易に接合することができる。
【００９７】
図５、６に、バンパ補強材１へのバンパステイ９の取付け方の他の態様を示す。
【００９８】
図５（ａ）は、図１（ａ）と同じく、図１（ａ）は車両上方よりバンパ補強材を平面視したときの、長手方向中心部から右半分の部分断面図である。図５（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。また、図６は、図１（ａ）と同じく、図１（ａ）は車両上方よりバンパ補強材を平面視したときの、長手方向中心部から右半分の部分断面図である。図６（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。
【００９９】
図５の態様では、バンパ補強材１の背面側フランジ３にのみ取付孔８ｂを形成して、ステイ９を取り付けている。すなわち、この取付孔８ｂをバンパ補強材１の両端まで延長して、端部まで背面側に開放された孔としている。その上で、前部フランジ９ａ及び後部フランジ９が接合されたバンパステイ９を、取付孔８ｂの背面側から、この開放孔に差し込んで、バンパ補強材１の衝突面側フランジ４に、前部フランジ９ａをボルト接合１０により取り付けている。
【０１００】
図６の態様では、背面側フランジ３にステイ９の取付孔を設けず、ステイ９の前部フランジ９ａを、図６に示す如く車両前方側に折り返して、コ状断面を有する受面を形成し、この受面に背面側フランジ３を載置する。そして、折り返されたフランジ９ａ、９ａ及びバンパ補強材１の上下ウエブ２、２´にボルト孔を形成して、折り返されたフランジ９ａ、９ａの外側からボルトを差し込んで、バンパ補強材１端部から上下ウエブ２、２´を介して、バンパ補強材１の中空断面内に挿入したボルト１０により機械的に接合している。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上の通り、本発明によれば、その長手方向において断面形状を異形に連続的に変化させることが可能な、アルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材を提供できる。また、その長手方向における断面形状を異形に連続的に変化させることにより、部位ごとに異なる断面形状と、その断面形状からくる特性を持たせた、アルミニウム合金押出中空形材からなる車両用バンパ補強材を提供できる。したがって、目型あるいは田型断面のアルミニウム合金押出中空形材よりも軽量化で、同程度のエネルギ吸収特性が求められるバンパ補強材に好適である。
【符号の説明】
【０１０２】
１：車両用バンパ補強材、１ａ：アルミニウム合金押出中空形材、２：上ウエブ、２′：下ウエブ、２ａ：上部背面側厚肉部、２ａ′：下部背面側厚肉部、２ｂ：上部衝突面側部、２ｂ′：下部衝突面側部、３：背面側フランジ、３ａ：上部中肉部（中リブ）、３ａ′：下部中肉部（中リブ）、３ｂ：中央部薄肉部、４：衝突面側フランジ、５：凸部、６：溶接接合、７；接合フランジ面、８ａ、８ｂ：取付孔、９：バンパステイ、９ａ：前部フランジ、９ｂ：後部フランジ、１０：ボルト接合、１１：芯金、１２：押え型、１３：パンチ、１３ａ：先端部、１３ｂ：本体部、
ｔ１：（上ウエブの)上部衝突面側部肉厚、ｔ１′：（下ウエブの）下部衝突面側部肉厚、ｔ２:（上ウエブの）上部背面側厚肉部肉厚、ｔ２′：（下ウエブの）下部背面側厚肉部肉厚、ｔ３：（背面側フランジの）上部中肉部肉厚、ｔ３′：（背面側フランジの）下部中肉部肉厚、ｔ４：（背面側フランジの）中央部薄肉部肉厚、ｔ５：衝突面側フランジ肉厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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