(57)【要約】【課題】バンパーリインフォースメントが曲げ変形する際に吸収可能な衝突エネルギー量を大きくすることが可能となる。【解決手段】サイドメンバＳ，Ｓに固定される左右一対のバンパーステイ１，１と、バンパーステイ１，１に支持される中空のバンパーリインフォースメント２と、を備えるバンパー構造Ｂ１であって、バンパーステイ１は、バンパーリインフォースメント２の外殻２１とサイドメンバＳとの間に介設されるステイ本体１０と、外殻２１に掛止される掛止部１７とを有する、ことを特徴とする。【選択図】図１
2011051361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に固定される左右一対のバンパーステイと、
前記両バンパーステイに支持される中空のバンパーリインフォースメントと、を備えるバンパー構造であって、
前記バンパーステイは、前記バンパーリインフォースメントの外殻と前記車体との間に介設されるステイ本体と、前記外殻に掛止される掛止部とを有する、ことを特徴とするバンパー構造。
【請求項２】
前記掛止部は、前記ステイ本体の車幅方向外側の端部に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のバンパー構造。
【請求項３】
前記外殻には、その内空に通じる挿通孔が形成されており、
前記掛止部は、前記挿通孔を通って前記外殻の内空部に挿入されており、前記外殻の裏面に当接する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバンパー構造。
【請求項４】
前記掛止部は、前記外殻の長手方向端部の開口から前記外殻の内空部に挿入されており、前記外殻の裏面に当接する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバンパー構造。
【請求項５】
前記バンパーステイは、アルミニウム合金製の押出形材からなり、
前記ステイ本体および前記掛止部は、一体成形されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のバンパー構造。
【請求項６】
前記ステイ本体を構成する部材とは別体の補助部材が前記ステイ本体に取り付けられており、
前記補助部材に前記掛止部が形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のバンパー構造。
【請求項７】
前記バンパーステイが前記バンパーリインフォースメントに減り込んだ後に前記ステイ本体が圧潰するように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記ステイ本体の剛性が設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のバンパー構造。
【請求項８】
前記バンパーリインフォースメントは、前記両バンパーステイの間において屈曲または湾曲しており、
前記バンパーリインフォースメントの屈曲部分または湾曲部分が直線状に伸ばされた後に前記ステイ本体が前記バンパーリインフォースメントに減り込むように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記ステイ本体の剛性が設定されていることを特徴とする請求項７に記載のバンパー構造。
【請求項９】
前記ステイ本体は、前記車体から前記バンパーリインフォースメントに向かうにしたがって幅寸法が漸増する形状を具備している、ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のバンパー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンパー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
バンパーリインフォースメントと、これを支持する左右一対のバンパーステイとにより構成されるバンパー構造が特許文献１に開示されている。このバンパー構造において、バンパーリインフォースメントに衝突荷重が作用し、左右のバンパーステイの間の部位に車体方向に向かう力が発生すると、バンパーリインフォースメントに曲げ変形が生じ、その後、バンパーリインフォースメントの前後方向への圧潰が進行する。なお、車外方向（フロントバンパーの場合は前方、リアバンパーの場合は後方）に凸となるように湾曲または屈折したバンパーリインフォースメントに曲げ変形が生じると、左右のバンパーステイの間において、湾曲した部位が直線状に伸ばされるようになる。また、直線状を呈しているバンパーリインフォースメントに曲げ変形が生じると、左右のバンパーステイの間の部分が車体側に凸となるように湾曲する。このようなバンパー構造によれば、圧潰荷重のピークを低く抑えつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくすることができるので、軽衝突時におけるエアーバック等の安全装置の誤作動を防ぎつつ車体に与えるダメージを緩和することが可能となる。
【０００３】
なお、バンパーリインフォースメントが曲げ変形する際には、バンパーステイの車幅方向内側の部位とバンパーリインフォースメントとの間に圧縮力が作用する一方で、バンパーステイの車幅方向外側の部位とバンパーリインフォースメントとの間に引張力が作用するようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／１１０９３８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バンパーステイの車幅方向外側の部位とバンパーリインフォースメントとの接合部が前記した引張力によって離間すると、ピン支承のような支持形式になる結果、バンパーリインフォースメントの曲げ変形が容易に進行するようになるので、曲げ変形の過程において吸収可能な衝突エネルギー量が小さくなる虞がある。
【０００６】
このような観点から、本発明は、バンパーリインフォースメントが曲げ変形する際に吸収可能な衝突エネルギー量を大きくすることが可能なバンパー構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るバンパー構造は、車体に固定される左右一対のバンパーステイと、前記両バンパーステイに支持される中空のバンパーリインフォースメントと、を備えるバンパー構造であって、前記バンパーステイは、前記バンパーリインフォースメントの外殻と前記車体との間に介設されるステイ本体と、前記外殻に掛止される掛止部とを有する、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、バンパーステイとバンパーリインフォースメントとが機械的に掛合するようになるので、曲げ変形時にピン支承のような支持形式になり易い従来のバンパー構造に比べて、バンパーリインフォースメントが曲げ変形する際の抵抗が大きくなり、ひいては、吸収可能な衝突エネルギー量も増大するようになる。
【０００９】
前記掛止部は、前記ステイ本体の車幅方向外側の端部に設けることが好ましい。このようにすると、バンパーステイの車幅方向外側の部位とバンパーリインフォースメントとの接合部における接合強度が向上するので、衝突によりバンパーリインフォースメントに曲げ変形が生じた際に、前記した接合部が離間し難くなる。
【００１０】
なお、前記外殻に挿通孔を形成するとともに、当該挿通孔を通して前記掛止部を前記外殻の内空部に挿入し、前記外殻の裏面（外殻の内空側の面）に前記掛止部を当接させるとよい。このようにすると、掛止部の位置を比較的自由に設定することが可能になるので、設計の自由度が高まる。また、前記外殻の長手方向端部の開口から前記掛止部を前記外殻の内空部に挿入し、前記外殻の裏面に前記掛止部を当接させてもよい。このようにすると、バンパーリインフォースメントの外殻に挿通孔を形成する作業が不要になるので、加工コストを低く抑えることが可能になる。
【００１１】
前記ステイ本体および前記掛止部を一体成形するとよい。この場合には、前記バンパーステイをアルミニウム合金製の押出形材にて形成することが好ましい。このようにすると、製造コストを抑えることが可能になる。
【００１２】
前記ステイ本体および前記掛止部を別体としても差し支えない。この場合には、前記ステイ本体を構成する部材とは別体の補助部材に前記掛止部を形成し、前記補助部材を前記ステイ本体に取り付ければよい。
【００１３】
本発明においては、前記ステイ本体が前記バンパーリインフォースメントに減り込んだ後に前記ステイ本体が圧潰するように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記ステイ本体の剛性を設定することが好ましい。このようにすると、断面圧潰過程（バンパーリインフォースメントが前後方向へ圧潰する過程）中に車体に伝わる衝突荷重（圧潰荷重）のピークとステイ圧潰過程（ステイ本体が圧潰する過程）中に車体に伝わる衝突荷重のピークとが時間差をもって現れるようになるので、車体に伝達する衝突荷重が一気に増大することが防止されるとともに、衝突荷重が増大した後に衝突荷重が大きく減少することが防止されるようになり、ひいては、衝突荷重の荷重値を維持することが可能となる。
【００１４】
前記バンパーリインフォースメントが、前記両バンパーステイの間において屈曲または湾曲している場合には、前記バンパーリインフォースメントの屈曲部分または湾曲部分が直線状に伸ばされた後に前記ステイ本体が前記バンパーリインフォースメントに減り込むように、前記バンパーリインフォースメントおよび前記ステイ本体の剛性を設定することが好ましい。このようにすると、伸長過程（バンパーリインフォースメントの屈曲部分または湾曲部分が直線状に伸ばされる過程）、断面圧潰過程およびステイ圧潰過程の各過程において車体に伝わる衝突荷重のピークが時間差をもって順次現れるようになるので、車体に伝達する衝突荷重が一気に増大することが防止されるとともに、衝突荷重が増大した後に衝突荷重が大きく減少することが防止されるようになり、ひいては、衝突荷重の荷重値を維持することが可能となる。
【００１５】
前記ステイ本体は、前記車体から前記バンパーリインフォースメントに向かうにしたがって幅寸法が漸増する形状を具備していることが好ましい。このようにすると、バンパーリインフォースメントの支点間距離が狭まるようになるので、バンパーステイ間におけるバンパーリインフォースメントの変形抵抗を維持したままバンパーリインフォースメントの肉厚を小さくすることが可能となり、したがって、伸長過程において吸収される衝突エネルギーの吸収量を減少させることなくバンパーリインフォースメントの軽量化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、バンパーリインフォースメントが曲げ変形する際に吸収可能な衝突エネルギー量を大きくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るバンパー構造を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の第一の実施形態に係るバンパー構造を示す一部破断平面図、（ｂ）はバンパーステイの車幅方向内側の側壁を説明するための拡大平面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るバンパー構造の組立方法を示す図であって、（ａ）はバンパー構造の分解斜視図、（ｂ）は溶接箇所を示す拡大斜視図である。
【図４】（ａ）は衝突荷重が作用する前のバンパー構造を示す平面図、（ｂ）は伸長過程を示す平面図、（ｃ）は断面圧潰過程を示す平面図、（ｄ）はステイ圧潰過程を示す平面図である。
【図５】本発明の第一の実施形態に係るバンパー構造の変形例を示す平面図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係るバンパー構造を示す斜視図である。
【図７】本発明の第二の実施形態に係るバンパー構造を示す一部破断平面図である。
【図８】本発明の第二の実施形態に係るバンパー構造の組立方法を示す図であって、（ａ）はバンパー構造の分解斜視図、（ｂ）は溶接箇所を示す拡大斜視図である。
【図９】本発明の第三の実施形態に係るバンパー構造を示す一部破断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一の実施形態）
図１に示すように、本発明の第一の実施形態に係るバンパー構造Ｂ１は、サイドメンバ（車体）Ｓ，Ｓに固定される左右一対のバンパーステイ１，１と、両バンパーステイ１，１に支持されるバンパーリインフォースメント２と、を具備している。
【００１９】
なお、本実施形態では、バンパー構造Ｂ１がフロントバンパーを構成する場合を例示し、「前後」、「右左」、「上下」は車体に取り付けた状態を基準にする。また、「車幅方向」とは「左右方向」と同義である。
【００２０】
バンパーステイ１は、バンパーリインフォースメント２の外殻２１とサイドメンバＳとの間に介設されるステイ本体１０と、外殻２１に掛止される上下一対の掛止部１７，１７とを具備している。
【００２１】
本実施形態のバンパーステイ１は、閉断面形状の中空空間ａ，ｂ，ｃを有するアルミニウム合金製の中空押出形材（ホロー形材）からなり、その押出方向が上下方向となるように配置されている。三つの中空空間ａ，ｂ，ｃのうち、車幅方向外側の中空空間ａおよび車幅方向内側の中空空間ｃは、平面視三角形状を呈しており、中空空間ａ，ｃの間に位置する中空空間ｂは、平面視五角形状を呈している。
【００２２】
ステイ本体１０の構成をより詳細に説明する。
ステイ本体１０は、中空空間ａ，ｂ，ｃを形成する部位であって、本実施形態のものは、サイドメンバＳからバンパーリインフォースメント２に向かうにしたがって幅寸法が漸増する形状（末広がり形状）を具備している。図２の（ａ）に示すように、ステイ本体１０は、ベース部１１と、一対の側壁１２，１３と、外側固定部１４Ａと、内側固定部１４Ｂと、連結部１４Ｃと、仕切壁１５と、補強壁１６とを備えて構成されている。
【００２３】
ベース部１１は、サイドメンバＳの前端面に固定される平板状の部位であり、中央の中空空間ｂの外殻の一部を構成している。ベース部１１の適所には、ボルト挿通孔が形成されている。このボルト挿通孔には、ベース部１１をサイドメンバＳの前端面に締着するためのボルトが挿通される。なお、ボルトをバンパーリインフォースメント２側から挿入する場合は、バンパーリインフォースメント２の前壁、後壁およびステイ本体１０の連結部１４Ｃに貫通孔を予め形成する。
【００２４】
車幅方向外側の側壁１２は、ベース部１１の車幅方向外側の端縁から外側固定部１４Ａの車幅方向外側の端縁に至る部位であり、外側固定部１４Ａを車体側から支持している。
【００２５】
車幅方向内側の側壁１３は、ベース部１１の車幅方向内側の端縁から内側固定部１４Ｂの車幅方向内側の端縁に至る部位であり、内側固定部１４Ｂを車体側から支持している。両側壁１２，１３は、仕切壁１５を挟むように配置されている。すなわち、両側壁１２，１３は、車幅方向に間隔をあけて配置されていて、両側壁１２，１３の離隔距離は、サイドメンバＳからバンパーリインフォースメント２に向かうにしたがって漸増している。
【００２６】
なお、両側壁１２，１３を区別する場合には、車幅方向外側の側壁１２を「外壁１２」と称し、車幅方向内側の側壁１３を「内壁１３」と称する。
【００２７】
外壁１２は、中空空間ａの外殻の一部を構成する部位であって、ベース部１１に斜交している。ベース部１１と外壁１２とで形成される内角は、鈍角になっている。また、外壁１２は、その全体が平面視円弧状を呈していて、ステイ本体１０の内空側（中空空間ａ側）に湾曲している。すなわち、外壁１２は、ベース部１１の車幅方向外側の端縁と外側固定部１４Ａの車幅方向外側の端縁とを通る平面ｓ１よりも中空空間ａ側に位置している。なお、本実施形態では、平面視円弧状を呈する外壁１２を例示したが、外壁１２の構成を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、複数の円弧状部を連ねた形態の外壁に変更してもよいし、平板状を呈する外壁に変更してもよい。
【００２８】
内壁１３は、ベース部１１に斜交している。ベース部１１と内壁１３とで形成される内角は、鈍角になっている。内壁１３は、ステイ本体１０の内空側（中空空間ｂ，ｃ側）に湾曲している。すなわち、内壁１３の全体が、ベース部１１の車幅方向内側の端縁と内側固定部１４Ｂの車幅方向内側の端縁とを通る平面ｓ２よりも中空空間ｂ，ｃ側に位置している。
【００２９】
図２の（ｂ）に示すように、内壁１３は、複数の円弧状部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを有する。以下の説明においては、ベース部１１に繋がる円弧状部１３Ａを「第一円弧状部１３Ａ」と称し、内側固定部１４Ｂに繋がる円弧状部１３Ｃを「第三円弧状部１３Ｃ」と称し、第一円弧状部１３Ａと第三円弧状部１３Ｃとを繋ぐ円弧状部１３Ｂを「第二円弧状部１３Ｂ」と称する。なお、図２の（ｂ）の図面に付したハッチングは、第一円弧状部１３Ａと第三円弧状部１３Ｃの範囲を明瞭にするために付したものである。
【００３０】
第一円弧状部１３Ａは、ベース部１１の車幅方向内側の端縁から補強壁１６との接続部に至る部位であり、中空空間ｂの外殻の一部を構成している。第一円弧状部１３Ａは、平面視円弧状を呈していて、中空空間ｂ側に湾曲している。
【００３１】
第二円弧状部１３Ｂは、第一円弧状部１３Ａの前端部から第三円弧状部１３Ｃの後端部に至る部位であり、中空空間ｃの外殻の一部を構成している。第二円弧状部１３Ｂは、平面視円弧状を呈していて、中空空間ｃ側に湾曲している。なお、第二円弧状部１３Ｂと第三円弧状部１３Ｃとは滑らかに連続しているが、第一円弧状部１３Ａと第二円弧状部１３Ｂとは屈折した状態（接線が共通しない状態）で連続している。
【００３２】
第三円弧状部１３Ｃは、第二円弧状部１３Ｂの前端部から内側固定部１４Ｂの車幅方向内側の端縁に至る部位であり、中空空間ｃの外殻の一部を構成している。第三円弧状部１３Ｃは、平面視円弧状を呈していて、中空空間ｃ側に湾曲している。
【００３３】
なお、第一円弧状部１３Ａの半径Ｒａ、第二円弧状部１３Ｂの半径Ｒｂ、第三円弧状部１３Ｃの半径Ｒｃは、Ｒｂ＞Ｒａ＞Ｒｃという大小関係になっているが、適宜変更しても差し支えない。また、本実施形態では、三つの円弧状部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを連ねた形態の内壁１３を例示したが、内壁１３の構成を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、一の円弧状部を有する内壁に変更してもよいし、平板状を呈する内壁に変更してもよい。
【００３４】
図２の（ａ）に示すように、外側固定部１４Ａおよび内側固定部１４Ｂは、バンパーリインフォースメント２に固定される部位である。外側固定部１４Ａおよび内側固定部１４Ｂは、車幅方向に間隔をあけて並設されている。外側固定部１４Ａの当接面１４ａおよび内側固定部１４Ｂの当接面１４ｂは、バンパーリインフォースメント２の外殻２１の表面のうち、車体に臨む表面（以下、単に「車体側表面２ａ」という。）と同じ曲率の曲面（円弧面）に成形されており、バンパーリインフォースメント２の車体側表面２ａに面接触可能である。
【００３５】
連結部１４Ｃは、外側固定部１４Ａと内側固定部１４Ｂとを繋ぐ部位である。連結部１４Ｃは、バンパーリインフォースメント２の車体側表面２ａと隙間をあけて対向している。すなわち、連結部１４Ｃの前面は、両固定部１４Ａ，１４Ｂの当接面１４ａ，１４ｂよりも一段下がったところに位置しており、バンパーリインフォースメント２の車体側表面２ａに接触しない。
【００３６】
仕切壁１５は、ベース部１１と外側固定部１４Ａとを繋ぐ部位であり、中空空間ａの外殻の一部を構成するとともに、中空空間ｂの外殻の一部を構成している。仕切壁１５は、ベース部１１の車幅方向外側の端部から外側固定部１４Ａの車幅方向内側の端部に向って立ち上がり、外側固定部１４Ａの車幅方向内側の端部に達している。また、仕切壁１５は、平板状を呈していて、ベース部１１と直交している。
【００３７】
補強壁１６は、内壁１３と内側固定部１４Ｂとを繋ぐ部位であり、中空空間ｂの外殻の一部を構成するとともに、中空空間ｃの外殻の一部を構成している。補強壁１６は、平板状を呈していて、図２の（ｂ）に示すように、第一円弧状部１３Ａと第二円弧状部１３Ｂとの境界部分から内側固定部１４Ｂに向って立ち上がり、内側固定部１４Ｂの車幅方向外側の端部に達している。
【００３８】
図２の（ａ）に示す中空空間ａの潰れ易さは、中空空間ａを取り囲む外壁１２、外側固定部１４Ａおよび仕切壁１５の肉厚、長さなどのほか、外壁１２の曲率（半径）の大小にも依存している。例えば、外壁１２の曲率を小さく（半径を大きく）すると、外壁１２の座屈荷重が大きくなるので、中空空間ａが潰れ難くなり、外壁１２の曲率を大きく（半径を小さく）すると、外壁１２の座屈荷重が小さくなるので、中空空間ａが潰れ易くなる。
【００３９】
中空空間ｂの潰れ易さは、中空空間ｂを取り囲むベース部１１、第一円弧状部１３Ａ（図２の（ｂ）参照）、連結部１４Ｃ、仕切壁１５および補強壁１６の肉厚や長さなどのほか、第一円弧状部１３Ａの半径の大小にも依存している。例えば、第一円弧状部１３Ａの半径を大きくすると、第一円弧状部１３Ａの座屈荷重が大きくなるので、中空空間ｂが潰れ難くなり、第一円弧状部１３Ａの半径を小さくすると、第一円弧状部１３Ａの座屈荷重が小さくなるので、中空空間ｂが潰れ易くなる。
【００４０】
図２の（ｂ）に示す中空空間ｃの潰れ易さは、中空空間ｃを取り囲む第二円弧状部１３Ｂ、第三円弧状部１３Ｃ、内側固定部１４Ｂおよび補強壁１６の肉厚や長さなどのほか、第二円弧状部１３Ｂおよび第三円弧状部１３Ｃの半径の大小にも依存している。例えば、第二円弧状部１３Ｂまたは第三円弧状部１３Ｃの半径を大きくすると、中空空間ｃが潰れ難くなり、第二円弧状部１３Ｂまたは第三円弧状部１３Ｃの半径を小さくすると、中空空間ｃが潰れ易くなる。
【００４１】
掛止部１７は、ステイ本体１０の前面（外側固定部１４Ａ）に突設されていて、外殻２１の挿通孔２ｃからバンパーリインフォースメント２の内空部に入り込み、外殻２１の後壁に掛止される。本実施形態の掛止部１７は、鉤状（断面Ｌ字状）を呈していて、外殻２１の後壁の裏側（内空側）に回り込んだ状態で外殻２１の後壁の裏面２ｂに当接する。本実施形態の掛止部１７は、バンパーステイ１の素となる押出形材の一部において挿通孔２ｃに挿入される部分を残して他の部分を切除することで形成されたものであり、ステイ本体１０と一体成形されている。
【００４２】
バンパーリインフォースメント２は、図１に示すように、バンパーステイ１，１に架設されるものであり、溶接等の手段によりバンパーステイ１に固着される。図示のバンパーリインフォースメント２は、その全体が円弧状（単一の円弧で形成されている場合だけでなく、複数の円弧や直線により構成された略円弧状に形成されている場合も含む）に湾曲しており、両端部が車体側（後方）に傾斜している。すなわち、バンパーリインフォースメント２は、車外方向（前方）に凸となるように湾曲している。ちなみに、このようなバンパーリインフォースメント２は、アルミニウム合金製の中空押出形材に曲げ加工を施すことにより得ることができる。
【００４３】
バンパーリインフォースメント２は、図３の（ａ）に示すように、その外周壁となる角筒状の外殻２１と、この外殻２１の内空部に配置された中壁２２とを備えている。中壁２２は、バンパーリインフォースメント２の断面剛性を向上させる目的で配置されたものであり、本実施形態では、外殻２１の内部空間を上下二つに分割するように配置されている。
【００４４】
外殻２１の後壁（サイドメンバＳに臨む部位）には、挿通孔２ｃ，２ｃが形成されている。挿通孔２ｃ，２ｃは、バンパーステイ１の掛止部１７，１７に対応する位置に形成されている。上側の挿通孔２ｃは、外殻２１の上段の内空部ｄに通じており、下側の挿通孔２ｃは、外殻２１の下段の内空部ｅに通じている。本実施形態の挿通孔２ｃは、縦長の長方形状を呈しているが、挿通孔２ｃの形状を限定する趣旨ではない。
【００４５】
バンパーリインフォースメント２は、バンパーステイ１，１間において湾曲部分が直線状に伸ばされる過程（伸長過程）で衝突エネルギーを吸収するとともに、バンパーステイ１に隣接した領域において外殻２１の上壁、下壁および中壁２２に座屈や塑性曲げ変形が発生する過程（断面圧潰過程）で衝突エネルギーを吸収する。本実施形態では、伸長過程が進行した後に断面圧潰過程が進行するように、バンパーリインフォースメント２全体の曲げ剛性が設定されている。
【００４６】
ちなみに、伸長過程の開始・終了のタイミングに影響を及ぼすのは、主としてバンパーリインフォースメント２全体の曲げ剛性である。当該曲げ剛性は、断面２次モーメントを増減させることで調整される。バンパーリインフォースメント２の断面２次モーメントの大小に影響を及ぼすのは、主に、外殻２１の前壁および後壁の肉厚の大きさと、外殻２１の前壁と後壁との離間距離の大きさであるから、これらを増減させることで、伸長過程の開始・終了のタイミングを調整することができる。一方、断面圧潰過程の開始・終了のタイミングに影響を及ぼすのは、主に、外殻２１の上壁、下壁および中壁２２の肉厚の大きさと、外殻２１の前壁と後壁との離間距離の大きさであるから、これらを増減させることで、断面圧潰過程の開始・終了の時期を調整することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、バンパーリインフォースメント２の伸長過程および断面圧潰過程が進行した後に、ステイ圧潰過程が進行するようにステイ本体１０およびバンパーリインフォースメント２の剛性（各部の肉厚や断面寸法など）が設定されている。
【００４８】
ここで、バンパー構造Ｂ１の組立方法を説明する。
まず、バンパーステイ１の掛止部１７，１７をバンパーリインフォースメント２の外殻２１の後壁に掛止させつつ、ステイ本体１０の前面をバンパーリインフォースメント２の車体側表面２ａに当接させる。すなわち、バンパーステイ１の掛止部１７，１７をバンパーリインフォースメント２の挿通孔２ｃ，２ｃに挿入した状態で、バンパーステイ１をバンパーリインフォースメント２の長手方向にスライドさせ、ステイ本体１０の前面と掛止部１７，１７との間に挿通孔２ｃの開口周縁部（外殻２１の後壁の一部）を入り込ませつつ（図２の（ａ）参照）、ステイ本体１０の外側固定部１４Ａおよび内側固定部１４Ｂをバンパーリインフォースメント２の車体側表面２ａに当接させる。
【００４９】
続いて、図３の（ｂ）に示すように、外側固定部１４Ａの上縁および下縁に沿って溶接Ｗ１を施すとともに、内側固定部１４Ｂの上縁、下縁および車幅方向内側の側縁に沿って溶接Ｗ２を施すことで、ステイ本体１０をバンパーリインフォースメント２に固定する。すなわち、ステイ本体１０は、中空空間ａの外殻と中空空間ｃの外殻とにおいてバンパーリインフォースメント２に固着する。なお、図示は省略するが、例えばボルトやリベット等の機械的接合手段により、ステイ本体１０をバンパーリインフォースメント２に接合してもよい。
【００５０】
次に、図４を参照して、正面衝突時における衝突エネルギーの吸収過程を説明する。
図４の（ａ）に示すバンパー構造Ｂ１に対して、正面側（車体前方）から車体前後方向の衝突荷重が作用すると、図４の（ｂ）に示すように、まず、バンパーステイ１，１間においてバンパーリインフォースメント２の湾曲部分が直線状に伸ばされることで、衝突エネルギーが吸収される（伸長過程）。
【００５１】
バンパーリインフォースメント２の湾曲部分が直線状に伸ばされる際には、中空空間ｃの外殻（図２の（ｂ）に示す内側固定部１４Ｂ、第二円弧状部１３Ｂ、第三円弧状部１３Ｃおよび補強壁１６）を車体側に押圧するような力Ｆがステイ本体１０に作用するが、中空空間ｃの外殻が力学的に安定した平面視三角形状を呈しているので、ステイ本体１０は、伸長過程中のバンパーリインフォースメント２を安定して支持する。なお、伸長過程中に、内壁１３や内側固定部１４Ｂには曲げ変形が発生するので、中空空間ｃの外殻の初期形状が堅固に維持される訳ではないが、伸長過程中における中空空間ｃの外殻は、概ね平面視三角形の状態に維持される。すなわち、中空空間ｃの外殻は、伸長過程中のバンパーリインフォースメント２を安定して支持しつつも、バンパーリインフォースメント２の曲げ伸ばしを阻害することがないように適度に変形する。
【００５２】
なお、ステイ本体１０の車幅方向外側の部位とバンパーリインフォースメント２との間には、引張力Ｆ´（ステイ本体１０とバンパーリインフォースメント２とを離間させようとする力）が作用するが、図２の（ｂ）に示すように、バンパーステイ１の掛止部１７がバンパーリインフォースメント２の外殻２１に機械的に掛合しているので、溶接部分が万一破断したとしても、ステイ本体１０の車幅方向外側の部位とバンパーリインフォースメント２とが接合された状態を維持したまま、伸長過程が進行するようになる。
【００５３】
伸長過程だけで衝突エネルギーを吸収できない場合には、図４の（ｃ）に示すように、ステイ本体１０がバンパーリインフォースメント２に減り込み、ステイ本体１０に隣接した領域においてバンパーリインフォースメント２の断面変形が進行する（すなわち、バンパーリインフォースメント２の内部空間が潰れる）ことで、衝突エネルギーが吸収される（断面圧潰過程）。すなわち、伸長過程が終盤に差し掛かるか、もしくは伸長過程が終了すると、断面圧潰過程が進行し始める。バンパーリインフォースメント２の湾曲部分を直線状に伸ばした後に、ステイ本体１０をバンパーリインフォースメント２に減り込ませれば、伸長過程中にサイドメンバＳに伝わる衝突荷重のピークと断面圧潰過程（バンパーリインフォースメント２が前後方向へ圧潰する過程）中にサイドメンバＳに伝わる衝突荷重のピークとが時間差をもって現れるようになる。
【００５４】
なお、ステイ本体１０がバンパーリインフォースメント２に減り込む際に、ステイ本体１０のエッジ部分でバンパーリインフォースメント２が引き裂かれてしまうと、断面圧潰過程におけるエネルギー吸収量が小さくなってしまうが、バンパー構造Ｂ１によれば、中空空間ｃの外殻が適度に変形するので、バンパーリインフォースメント２が引き裂かれ難くなる。すなわち、中空空間ｃの外殻は、概ね平面視三角形の状態を維持しつつバンパーリインフォースメント２に減り込むが、内壁１３や内側固定部１４Ｂには適度な曲げ変形が発生するので、内側固定部１４Ｂの車幅方向内側の端縁での「引裂き」が発生し難くなり、バンパーリインフォースメント２が広範囲に亘って潰れるようになる。
【００５５】
内壁１３と補強壁１６とのなす角度θ2（図２の（ｂ）参照）を小さくすると、バンパーリインフォースメント２を安定的に支持できるようになる一方で、中空空間ｃの外殻が堅固になり過ぎる虞があるので、θ2の大きさは、内側固定部１４Ｂの車幅方向内側の端縁での「引裂き」が懸念されない程度に設定することが望ましい。図２の（ｂ）に示すように、本実施形態では、内側固定部１４Ｂと補強壁１６とのなす角度θ1、内壁１３と補強壁１６とのなす角度θ2、内壁１３と内側固定部１４Ｂとのなす角度θ3が、θ1＞θ2＞θ3という関係になっているが、このような大小関係にしておけば、引裂き現象の発生を防ぎつつ、バンパーリインフォースメント２を安定的に支持することが可能になる。
【００５６】
断面圧潰過程が進行してもなお衝突エネルギーを吸収しきれない場合には、ステイ本体１０が前後方向に圧潰することで衝突エネルギーが吸収される（ステイ圧潰過程）。すなわち、断面圧潰過程が終盤に差し掛かるか、もしくは断面圧潰過程が終了すると、図４の（ｄ）に示すように、ステイ圧潰過程が進行し始める。ステイ本体１０をバンパーリインフォースメント２に減り込ませた後に、ステイ本体１０等を圧潰させると、断面圧潰過程中にサイドメンバＳに伝わる衝突荷重のピークとステイ圧潰過程中にサイドメンバＳに伝わる衝突荷重のピークとが時間差をもって現れるようになる。なお、ステイ圧潰過程では、ステイ本体１０のうち、図２の（ａ）に示す外壁１２、内壁１３、仕切壁１５、補強壁１６などに座屈や塑性曲げ変形等が発生することで、中空空間ａ，ｂ，ｃが潰れる。
【００５７】
ちなみに、ステイ本体１０の外壁１２および内壁１３は、ステイ本体１０の内空側に湾曲しているので、外壁１２および内壁１３の座屈モードは、多くの場合、ステイ本体１０の内空側に入り込むような座屈モードとなる。つまり、バンパーステイ１によれば、その圧潰過程や圧潰後の形態にばらつきが生じ難くなるので、ステイ圧潰過程において吸収される衝突エネルギー量にばらつきが生じ難くなる。
【００５８】
以上説明したバンパー構造Ｂ１によれば、バンパーステイ１の車幅方向外側の部位とバンパーリインフォースメント２との接合部における接合強度が向上するので、衝突によりバンパーリインフォースメント２に曲げ変形が生じた際に、前記した接合部が離間し難くなる。すなわち、バンパー構造Ｂ１によれば、ステイ本体１０とバンパーリインフォースメント２を直接的に接合するとともに、伸長過程中に引張力Ｆ´（図４の（ｂ）参照）が作用する部位において、バンパーステイ１とバンパーリインフォースメント２とを機械的に掛合させているので、曲げ変形時にピン支承のような支持形式になり易い従来のバンパー構造に比べて、バンパーリインフォースメント２が曲げ変形する際の抵抗が大きくなり、吸収可能な衝突エネルギー量も増大するようになる。
【００５９】
なお、バンパー構造Ｂ１では、バンパーリインフォースメント２の外殻２１に挿通孔２ｃを形成し、挿通孔２ｃを通して掛止部１７を外殻２１の内空部に挿入するように構成したが、このようにすると、掛止部１７の位置を比較的自由に設定することが可能になるので、設計の自由度が高まる。
【００６０】
また、バンパー構造Ｂ１によれば、少なくとも正面衝突の場合においては、伸長過程中にバンパーステイ１，１が前後方向に圧潰するようなことがない。つまり、バンパー構造Ｂ１では、バンパーリインフォースメント２の支点間距離が、見た目だけでなく実質的にも狭まることになる。
【００６１】
なお、何らの対策を施すことなく、バンパーリインフォースメント２の外殻２１の前壁および後壁の肉厚を小さくすると、バンパーリインフォースメント２の軽量化が図られる一方で、バンパーリインフォースメント２の曲げ剛性が小さくなってしまい、バンパーリインフォースメント２の変形抵抗が低下するとともに、伸長過程において吸収される衝突エネルギーの吸収量が減少してしまう。これに対し、本実施形態のバンパー構造Ｂ１によれば、末広がり形状のステイ本体１０によってバンパーリインフォースメント２の支点間距離を狭めているので、外殻２１の前壁および後壁の肉厚を小さくして軽量化を図ったとしても、バンパーリインフォースメント２の変形抵抗が大きく低下するようなことはなく、したがって、伸長過程において吸収される衝突エネルギーの吸収量が大きく減少するようなこともない。つまり、バンパー構造Ｂ１によれば、バンパーステイ１，１間におけるバンパーリインフォースメント２の変形抵抗を低下させることなくバンパーリインフォースメント２の肉厚（特に、外壁２１の前壁および後壁の肉厚）を小さくすることが可能となり、したがって、伸長過程において吸収される衝突エネルギーの吸収量を減少させることなく軽量化を図ることが可能となる。
【００６２】
ちなみに、バンパー構造Ｂ１において、バンパーリインフォースメント２の肉厚を、幅寸法が一定のバンパーステイで支持する場合と同等にすると、バンパーステイ１，１間におけるバンパーリインフォースメント２の変形抵抗が、幅寸法が一定のバンパーステイで支持する場合よりも高まることになるので、伸長過程において吸収される衝突エネルギー量が増大することになる。
【００６３】
また、バンパー構造Ｂ１によれば、少なくとも正面衝突の場合においては、伸長過程、断面圧潰過程およびステイ圧潰過程が順次進行するようになるので、衝突荷重のピークも時間差をもって順次現れるようになる。したがって、バンパー構造Ｂ１によれば、衝突荷重が増大した後に衝突荷重が大きく減少することを防いで荷重値を維持することが可能となる。
【００６４】
さらに、バンパー構造Ｂ１によれば、ステイ本体１０を末広がり形状としたので、末広がり形状ではない場合に比べて、バンパーリインフォースメント２の圧潰範囲を増大させることが可能となり、ひいては、衝突エネルギーの吸収量を増大さることが可能となる。
【００６５】
加えて、バンパー構造Ｂ１によれば、バンパーステイ１およびバンパーリインフォースメント２の両方をアルミニウム合金製の押出形材で形成しているので、バンパー構造Ｂ１の軽量化・低コスト化を図ることが可能となり、さらには、製造が容易になるとともに、品質が安定する。
【００６６】
なお、バンパー構造Ｂ１の構成は、適宜変更しても差し支えない。
例えば、前記した実施形態においては、末広がり形状のステイ本体１０を具備するバンパーステイ１を例示したが、バンパーステイ１の形態を限定する趣旨ではない。また、前記した実施形態においては、押出形材からなるバンパーステイ１を例示したが、プレス成形品、鋳造品、鍛造品などにてバンパーステイを形成してもよいし、複数の部材を溶接等で組み合わせてバンパーステイを形成してもよい。
【００６７】
前記した実施形態では、バンパーリインフォースメント２の外殻２１の後壁にバンパーステイ１の掛止部１７を掛止した場合を例示したが、掛止位置等を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、外殻２１の上壁、下壁または前壁に掛止してもよい。
【００６８】
前記した実施形態においては、全体が円弧状に湾曲したバンパーリインフォースメント２を例示したが、図５に示すように、バンパーステイ１，１の間に二箇所の屈曲部分２ｓ，２ｓを備えるバンパーリインフォースメント２であっても差し支えない。この場合には、バンパーリインフォースメント２の屈曲部分２ｓ，２ｓが直線状に伸ばされることで、衝突初期における衝突エネルギーが吸収されることになる。
【００６９】
図示は省略するが、直線状を呈するバンパーリインフォースメントを使用しても差し支えない。この場合には、バンパーリインフォースメントのうち、左右のバンパーステイの間の部分が車体側に凸となるように湾曲（曲げ変形）することで、衝突初期における衝突エネルギーが吸収されることになる。
【００７０】
（第二の実施形態）  
前記した実施形態のバンパーステイ１では、掛止部１７，１７をステイ本体１０と一体成形した場合を例示したが、図６に示す第二の実施形態に係るバンパー構造Ｂ２のように、これらを別体としても差し支えない。
【００７１】
バンパー構造Ｂ２は、左右一対のバンパーステイ３，３と、両バンパーステイ３，３に支持されるバンパーリインフォースメント２と、を備えている。バンパーリインフォースメント２の構成は、第一の実施形態において説明したものと同様である。
【００７２】
バンパーステイ３は、バンパーリインフォースメント２とサイドメンバＳとの間に介設されるステイ本体３０と、ステイ本体３０に取り付けられた補助部材３７とを具備している。
【００７３】
ステイ本体３０は、閉断面形状の中空空間ａ，ｂ，ｃを有するアルミニウム合金製の中空押出形材（ホロー形材）からなり、その押出方向が上下方向となるように配置されている。ステイ本体３０は、第一の実施形態において説明したバンパーステイ１のステイ本体１０と同様の構成を具備している。すなわち、ステイ本体３０は、サイドメンバＳからバンパーリインフォースメント２に向かうにしたがって幅寸法が漸増する形状（末広がり形状）を具備していて、図７に示すように、ベース部３１と、一対の側壁３２，３３と、外側固定部３４Ａと、内側固定部３４Ｂと、連結部３４Ｃと、仕切壁３５と、補強壁３６とを備えて構成されている。なお、両側壁３２，３３を区別する場合には、車幅方向外側の側壁３２を「外壁３２」と称し、車幅方向内側の側壁３３を「内壁３３」と称する。
【００７４】
補助部材３７は、アルミニウム合金製の板材からなり、ステイ本体３０の車幅方向外側の側面に固着されている。本実施形態の補助部材３７は、ステイ本体３０の外壁３２に固着される取付部３７ａと、バンパーリインフォースメント２の外殻２１の後壁に掛止される掛止部３７ｂとを具備している。
【００７５】
取付部３７ａは、外壁３２に密着した状態で外壁３２に固着されている。すなわち、取付部３７ａは、外壁３２の形状に合わせて湾曲していて、外壁３２に密着する。
【００７６】
掛止部３７ｂは、外殻２１の挿通孔２ｃからバンパーリインフォースメント２の内空部に入り込み、外殻２１の後壁に掛止される。本実施形態の掛止部３７ｂは、取付部３７ａの前端部からステイ本体３０側に張り出していて、外側固定部３４Ａと対向している。すなわち、掛止部３７ｂは、外殻２１の後壁の裏側（内空側）に回り込んだ状態で外殻２１の後壁の裏面に２ｂに当接する。なお、図６に示すように、掛止部３７ｂは、取付部３７ａの前端部の上下二箇所に形成されている。掛止部３７ｂ，３７ｂを形成するには、例えば、補助部材３７の素となる板材の一部を屈曲させ、屈曲させた部分の高さ方向の中央部を切除するか、あるいは、図７に示される断面形状を有する押出形材から切り出して形成すればよい。
【００７７】
ここで、バンパー構造Ｂ２の組立方法を説明する。
図８の（ａ）に示すように、まず、ステイ本体３０の車幅方向外側の側面に補助部材３７を取り付けて、バンパーステイ３を形成する。具体的には、補助部材３７の取付部３７ａをステイ本体３０の外壁３２に沿わせ、取付部３７ａの周縁に沿って溶接Ｗ３を施せばよい。
【００７８】
次に、バンパーステイ３の掛止部３７ｂ，３７ｂをバンパーリインフォースメント２の外殻２１の後壁に掛止させつつ、ステイ本体３０の前面をバンパーリインフォースメント２の車体側側表面２ａに当接させる。すなわち、バンパーステイ３の掛止部３７ｂ，３７ｂをバンパーリインフォースメント２の挿通孔２ｃ，２ｃに挿入した状態で、バンパーステイ３を横方向にスライドさせ、ステイ本体３０の前面と掛止部３７ｂとの間に挿通孔２ｃの開口周縁部（外殻２１の後壁）を入り込ませつつ、ステイ本体３０の外側固定部３４Ａおよび内側固定部３４Ｂをバンパーリインフォースメント２の車体側表面２ａに当接させる。
【００７９】
続いて、図８の（ｂ）に示すように、外側固定部３４Ａの上縁および下縁に沿って溶接Ｗ４を施すとともに、内側固定部３４Ｂの上縁、下縁および車幅方向内側の側縁に沿って溶接Ｗ５を施すことで、ステイ本体３０をバンパーリインフォースメント２に固定する。
【００８０】
以上のような構成のバンパー構造Ｂ２においても、バンパーステイ３の車幅方向外側の部位とバンパーリインフォースメント２との接合部における接合強度が向上するので、衝突によりバンパーリインフォースメント２に曲げ変形が生じた際に、前記した接合部が離間し難くなる。
【００８１】
（第三の実施形態）
第一の実施形態のバンパー構造Ｂ１では、バンパーリインフォースメント２の外殻２１に挿通孔２ｃ，２ｃを形成しておき、挿通孔２ｃ，２ｃを通してバンパーステイ１の掛止部１７を外殻２１の内空部に挿入した場合を例示したが、図９に示すバンパー構造Ｂ３のように、バンパーリインフォースメント４の外殻４１の長手方向端部の開口から掛止部１７を外殻４１の内空部に挿入してもよい。
【００８２】
バンパー構造Ｂ３は、バンパーステイ１と、バンパーリインフォースメント４とを備えている。バンパーステイ１の構成は、第一の実施形態において説明したものと同様である。
【００８３】
バンパーリインフォースメント４は、左右のバンパーステイ１，１（図１参照）に架設されるものであり、溶接等の手段によりバンパーステイ１に固着される。図示のバンパーリインフォースメント４は、その全体が円弧状に湾曲しており、両端部が車体側（後方）に傾斜している。
【００８４】
バンパーリインフォースメント４は、その端部においてバンパーステイ１に支持されている。すなわち、バンパーリインフォースメント４は、その長手方向の端面がバンパーステイ１の車幅方向外側の端部から食み出さないように配置されている。
【００８５】
バンパーステイ１の掛止部１７は、外殻４１の長手方向端部の開口から外殻４１の内空部に挿入され、外殻４１の後壁の裏面４ｂに当接する。
【００８６】
バンパー構造Ｂ３によれば、バンパーリインフォースメント４の外殻４１に挿通孔を形成する作業が不要になるので、加工コストを低く抑えることが可能になる。
【符号の説明】
【００８７】
Ｂ１、Ｂ２，Ｂ３  バンパー構造
１，３        バンパーステイ
１０，３０    ステイ本体
１７，３７ｂ  掛止部
３７          補助部材
２，４        バンパーリインフォースメント
２１，４１    外殻
２ｃ          挿通孔
Ｓ    サイドメンバ（車体）
【図１】
2011051361.tif 000003
【図２】
2011051361.tif 000004
【図３】
2011051361.tif 000005
【図４】
2011051361.tif 000006
【図５】
2011051361.tif 000007
【図６】
2011051361.tif 000008
【図７】
2011051361.tif 000009
【図８】
2011051361.tif 000010
【図９】
2011051361.tif 000011