(57)【要約】【課題】 アルミニウム合金押出材からなり、曲げ加工により車幅方向両側の端部領域１２，１２が水平面内で車体側に曲げられ、両端部にバンパーステイ３が取り付けられるバンパーリインフォース１１において、バンパーステイの取り付けに必要な取付面を後面壁１１ｂに確保し、同時にバンパーリインフォース１１の端とバンパーカバー４の間に適切なスペースを構成できるようにする。【解決手段】  アルミニウム合金押出材１１Ａの両端を押出方向に垂直な面から傾斜した鉛直面に沿って切断し、両端の後面壁１１ｂ側を前面壁１１ａ側より押出方向に延長させる。これを曲げ加工してバンパーリインフォース１１を成形する。後面壁１１ｂの延長部分１１ｂａをバンパーステイ３の取付面の一部とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面壁と後面壁及びそれらを接続する横壁を備えた中空断面のアルミニウム合金押出材からなり、車幅方向両側の端部領域が水平面内で車体側に曲げられ、前記端部領域の後面壁にバンパーステイが取り付けられるバンパーリインフォースにおいて、両端が押出方向に垂直な面から傾斜した鉛直面に沿って切断され、両端の後面壁側が前面壁側より押出方向に延長しており、前記後面壁の延長部分がバンパーステイの取付面の一部になっていることを特徴とするバンパーリインフォース。
【請求項２】
請求項１に記載されたバンパーリインフォースと、該バンパーリインフォースの前記取付面に取り付けられたバンパーステイからなるバンパー構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の前後に取り付けられるアルミニウム合金押出材製バンパーリインフォースの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の軽量化の要求に対応して、自動車用の各種部材にアルミニウム合金が使用されるようになり、バンパーリインフォースについても、中空断面を有するアルミニウム合金押出材が用いられている。
図４に示すように、アルミニウム合金押出材製のバンパーリインフォース１は、一般に車幅方向両側の端部領域２，２が水平面内で車体側に向けて曲げ加工され、その後面壁１ｂがバンパーステイ３に固定されて支持されている。バンパーリインフォース１とバンパーステイ３の固定はボルト又はリベット締結、溶接等、適宜の手段にて行われる。
バンパーリインフォース１の前方には、これを取り囲むようにしてバンパーカバー４が配置され、このバンパーカバー４とバンパーリインフォース１の間にはウレタン等の充填材（図示せず）が充填されている。なお、バンパーリインフォース１の成形に用いるアルミニウム合金押出材１Ａは、衝突性能を満足することを目的とし、口型、日型、目型などの断面形状のものが適宜選択される。図４では、前面壁１ａ、後面壁１ｂ、横壁１ｃ，１ｄ，１ｅからなる日型断面形状の押出材を用いた例を示している。
【０００３】
バンパーステイ３とバンパーリインフォース１の接合は、交換性を考慮してボルト接合が主流であり、その接合位置は、一般的には図５（ａ）に示すように、ステイ本体（軸部）３ａの外側位置（ボルト接合位置を矢印Ｘで示す）で行われる。ステイ幅が十分に幅広であれば、図５（ｂ）に示すように、ステイ本体３ａ内部にボルト接合位置（矢印Ｘで示す）を設けることも可能である。しかし、後者の場合、バンパーステイ３の直上にボルトが存在するため、バンパーステイ３の直上の部分においてバンパーリインフォース１の圧壊可能なストロークが短くなり（潰れ残りの幅ｔが大きくなる）、エネルギー吸収量が減少するという欠点がある。
また、近年の衝突における安全基準が厳しくなっているため、バンパーステイ３についても一定の耐荷重及びエネルギー吸収量が要求されるようになってきており、衝突時のエネルギー吸収性能と軽量化を両立するためには、車体前後方向を押出方向とするアルミニウム合金製バンパーステイを用いることが有効となってきている。この構造は、衝突方向に対して平行な縦壁をもつ閉断面構造を有することで、変形荷重の増加と軽量化を両立でき、一般的には、バンパーステイの前面側及び後面側に、溶接などによりフランジを取り付け、これを介してバンパーリインフォース及び車体（サイドメンバー）に取り付けられる。
【０００４】
バンパーリインフォース１の曲げ形状は、自動車正面からの衝突だけでなく、斜め方向からの衝突にも一定の耐衝撃性を有する必要があるためと、デザイン上の要請に基づいて決められる。後者の観点では、自動車の外形デザインの一部であるバンパーカバー４内において、バンパーリインフォース１の両端とバンパーカバー４との間に所定のスペースが構成されるように、バンパーリインフォース１の形状が決められる。
一方、バンパーリインフォース１はバンパーステイ３の先端に固定されなくてはならない。そして、バンパーステイ３は図示しないサイドメンバーの延長上に配置され、該サイドメンバーの車幅方向位置は車体フレームの構造によって決まっている。従って、バンパーリインフォース１の形状は、バンパーステイ３の車幅方向位置によっても制約を受ける。
【０００５】
例えば下記特許文献１〜５に示すように、上記の制約の範囲内で、特に両側の端部領域に関して種々の形状のバンパーリインフォースが提案されてきた。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２５２９６号公報
【特許文献２】特開平７−１８６７４９号公報
【特許文献３】特開２０００−３３５３３３号公報
【特許文献４】特開２００３−１４６１５６号公報
【特許文献５】特開２００４−１８９１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３に示すバンパー構造において、バンパーステイ３は車幅方向のかなり外側に位置している（左右のサイドメンバーの間隔が広い）ため、該バンパーステイ３はバンパーリインフォース１の両側の端部領域２，２に取り付けられている。そこで、仮にバンパーカバー４の形状が同一で、バンパーステイ３がさらに車幅方向外側に配置される（左右のサイドメンバーの間隔がさらに広い）ケースを考えると、次のような問題が生じ得る。
（１）図６（ａ）に示すように、バンパーリインフォース１の端とバンパーカバー４の間に、図３のバンパー構造と同じスペース（幅Ｓで示す）を構成しようとしたとき、バンパーリインフォース１の後面壁にバンパーステイ３の取り付けに必要な取付面が確保できない（取付面の左右幅が不足）。いいかえれば、バンパーリインフォース１の車幅方向幅が不足する。
なお、バンパーステイ３の幅が十分に大きい場合には、図６（ｂ）に示すように、バンパーステイ３の直上部でバンパーリインフォース１とボルト接合することも可能であるが、図５（ｂ）を参照して説明したように、バンパーステイ３直上部分においてバンパーリインフォース１の圧壊可能なストロークが短くなり、エネルギー吸収量が減少する欠点がある。
（２）一方、図６（ｃ）に示すように、バンパーリインフォース１の後面壁にバンパーステイ３の取り付けに必要な取付面を確保しようとすると、バンパーリインフォース１１の車幅方向幅を大きくするしかなく、バンパーリインフォース１の端とバンパーカバー４の間に構成されるスペース（幅Ｓａで示す）が狭くなり、適切なスペースが得られない。
【０００８】
本発明は、アルミニウム合金押出材からなるバンパーリインフォースを用いる場合において、前記のケースにおいても、バンパーリインフォースの後面壁にバンパーステイの取り付けに必要な取付面を確保でき、かつバンパーリインフォースの端とバンパーカバーの間に適切なスペースを構成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
図４に示すように、アルミニウム合金押出材製のバンパーリインフォースは、一般に、アルミニウム合金押出材１Ａをその押出方向に垂直な面で切断し、両端部の曲げ加工を行って製造している。従って、バンパーリインフォースは、その車幅方向両側の端部領域（曲げ加工された両端部）の前面壁側のカドが左右に突出し、後面壁側は前記カドより車幅方向内側に後退している。本発明は、この点に着目し、アルミニウム合金押出材の切断形態を変更することにより、前記目的を達成したものである。
すなわち、本発明は、前面壁と後面壁及びそれらを接続する横壁を備えた中空断面のアルミニウム合金押出材からなり、車幅方向両側の端部領域が水平面内で車体側に曲げられ、前記端部領域の後面壁にバンパーステイが取り付けられるバンパーリインフォースにおいて、両端が押出方向に垂直な面から傾斜した鉛直面に沿って切断され、両端の後面壁側が前面壁側より押出方向に延長しており、前記後面壁の延長部分がバンパーステイの取付面の一部になっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記アルミニウム合金押出材の材質は特に限定されないが、押出性及び製品強度を満足させる関係からＪＩＳ６０００系又は７０００系が望ましく、断面形状は例えば口側、日型、目型等の矩形の輪郭のもの、あるいは類似の断面形状で前面壁及び／又は後面壁が横壁からフランジ状に上下に張り出したもの（はしご状断面）等が挙げられる。
また、前記バンパーリインフォースにおいて、両側の端部領域は、曲げ加工を受けたコーナー部のみが湾曲してそれより外側が直線的に傾斜していても、コーナー部より外側が全体的に湾曲していてもよい。また、本発明には、端部領域を含めてバンパーリインフォースが全体的に湾曲したもの（全Ｒ曲げバンパー）も含まれる。
さらに、本発明において、バンパーステイは、軸部が車体前後方向を押出方向とする閉鎖断面構造のアルミニウム合金押出材からなり、かつその前後端（バンパーリインフォース側及びサイドメンバー側）の軸部外側に取付用フランジを有し、該取付用フランジが前記取付面に取り付けられることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アルミニウム合金押出材からなるバンパーリインフォースを用いる場合において、左右のバンパーステイの間隔が広く、各バンパーステイをバンパーリインフォースの端部に配置する場合においても、バンパーリインフォースの後面壁にバンパーステイの取り付けに必要な取付面を確保でき、かつバンパーリインフォースの端とバンパーカバーの間に適切なスペースを構成することができる。
また、本発明によれば、従来形状のバンパーリインフォースに比べてオフセット衝突等の際のエネルギー吸収量及び変形荷重が増加し、逆に、エネルギー吸収量及び変形荷重を従来形状のバンパーリインフォースと同じレベルに保つのであれば、アルミニウム合金押出材の肉厚を予め薄く設計しておくことが可能であり、より軽量なバンパーリインフォースを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１，２を参照して、本発明に係るバンパーリインフォースについて具体的に説明する。
バンパーリインフォース１１は、断面形状が日型（図４（ｃ）参照）のアルミニウム合金押出材からなり、図１（ａ）に示すように、車幅方向両側が曲げ加工を受け、端部領域１２，１２が水平面内で車体側に所定角度で曲げられている。図１（ｂ）に示すように、素材となるアルミニウム合金押出材１１Ａは、その両端が前面壁１１ａ側から後面壁１１ｂ側にかけて斜めに切断され（切断面は上下壁に垂直でかつ押出方向に垂直な面から傾斜している）、その結果、アルミニウム合金押出材１１Ａの両端では、従来のバンパーリインフォースに用いているアルミニウム合金押出材１Ａ（図１（ｄ））と比べると、図１（ｃ）に示すように仮想線の斜線を付した平面視３角形の部分（付加部分１１Ａａ）が付加され、後面壁１１ｂ側が前面壁１１ａ側より押出方向に延長した形になっている（後面壁１１ｂの延長部分１１ｂａ、延長幅Ｗ）。なお、後面壁１１ｂの延長幅Ｗは、前記切断面と押出方向に垂直な面との傾斜角度（切断角度）により決まる。
バンパーリインフォース１１は、このアルミニウム合金押出材１１Ａを曲げ加工して得られたものである。
【００１３】
アルミニウム合金押出材１１Ａでは、後面壁１１ｂ側は前面壁１１ａ側より前記延長幅Ｗの分だけ押出方向（長さ方向）に延長している。一方、曲げ成形後のバンパーリインフォース１１では、押出方向にみると、同じく後面壁１１ｂ側が前面壁１１ａ側より前記延長幅Ｗの分だけ延長しているが、端部領域１２，１２を傾斜させたため、車幅方向にみると、延長部分１１ｂａがない従来例に比べて、バンパーリインフォース１１の幅はほとんど増加していない。延長部分１１ｂａの幅（＝切断角度）を調整することにより、バンパーリインフォース１１の車幅方向幅を全く増加させないことも可能である。
従って、このバンパーリインフォース１１は、後面壁１１ｂ側が延長しているにも関わらず、バンパーリインフォース１１の端とバンパーカバー４の間に適切なスペースを構成することができる。
そして、このバンパーリインフォース１１は、後面壁１１ｂ側に延長部分１１ｂａを有するので、バンパーステイ３，３の間隔が広く、それぞれがバンパーリインフォース１１の端部に配置されるにも関わらず、この延長部１１ｂａを取付面の一部としてバンパーステイ３のフランジを当接させることができるため、バンパーステイ３の取り付けに必要な取付面を十分確保することができる。
【００１４】
また、このバンパーリインフォース１１は、付加部分１１Ａａを有することから、オフセット衝突等の際のエネルギー吸収量及び変形荷重が増加する利点がある。付加部分１１Ａａのあるバンパーリインフォース１１と、付加部分１１Ａａのないバンパーリインフォース１のそれぞれについて、オフセット衝突時の圧壊面積をみると、バンパーステイ３より車体内側部分では両者は当然同一であり、一方、バンパーステイ３より車体外側部分では、前者は後者より付加部分１１Ａａの分だけ大きくなる。図２はこれを模式的に示すもので、バンパーステイ３より車体外側部分における圧壊部分の幅（Ｔ＞Ｔ０）には差があり、バンパーリインフォース１１では圧壊面積が増えていることが分かる。そして、この圧壊面積の増加により、バンパーリインフォース１１のエネルギー吸収量及び変形荷重が増加する。
なお、エネルギー吸収量及び変形荷重を従来形状のバンパーリインフォース１と同じレベルに保つのであれば、衝突時に圧壊変形が生じるバンパーリインフォース１１の横壁（図４（ｃ）の１１ｃ〜１１ｅ参照）を薄く設計することができる。この横壁は車体幅方向に延在しているため、この薄肉化による軽量化効果は、切断角度変更に伴うバンパーリインフォース１１の端部領域増加（付加部分１１Ａａ）による重量増加に比べて大きく、より軽量なバンパーリインフォース構造を提供できる。
【００１５】
さらに、図３に示すように、アルミニウム合金押出材１１Ａの断面形状が車体前後方向で面対称（対称面ＰＳを一点鎖線で示す）であれば、切断方向（切断面をＹで示す）を互い違いにすることにより、押出方向に垂直に切断する従来のバンパーリインフォースに比べて、歩留まりの低下も最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るバンパー構造体（バンパーカバーを含む）の一部断面平面図（ａ）、曲げ加工前のアルミニウム合金押出材の平面図（ｂ）、その一部拡大図（ｃ）及び曲げ加工前のアルミニウム合金押出材（従来材）の平面図（ｄ）である。
【図２】オフセット衝突時のバンパーリインフォースの圧壊変形部の説明図（本発明（ａ）と従来例（ｂ））である。
【図３】長尺のアルミニウム合金押出材からバンパーリインフォース用の素材を切り出す方法を説明する図である。
【図４】従来のバンパー構造体（バンパーカバーを含む）の一部断面平面図（ａ）、曲げ加工前のアルミニウム合金押出材の平面図（ｂ）及びその側面図（ｃ）である。
【図５】バンパーリインフォースとステイの２つの接合方式とそれぞれの圧壊形態を説明する模式図である。
【図６】従来技術の問題点を説明するための、バンパー構造体（バンパーカバーを含む）の一部断面平面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１，１１  バンパーリインフォース
１１Ａａ  付加部分  
１ａ，１１ａ  前面壁
１ｂ，１１ｂ  後面壁
１１ｂａ  後面壁の延長部
１ｃ〜１ｅ  上下壁
２，１２  バンパーリインフォースの端部領域
３  バンパーステイ
４  バンパーカバー
【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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