(57)【要約】  エネルギー管理システムは、第１ビーム部分及び第２ビーム部分を有する、長手方向に延びたビームを備える。第１ビーム部分及び第２ビーム部分の第１のものは、第１面、第１側壁及び第２側壁を有する。第１ビーム部分及び第２ビーム部分の第２のものは、第２面を有する。第１側壁は、第１面から間隔をおいて設けられる第１Ｕ字形部分を有し、第２側壁は、第１面から間隔をおいて設けられる第２Ｕ字形部分を有する。衝突の力が第１ビーム部分の第１面または第２ビーム部分の第２面に当たっている間に、第１側壁は、第１Ｕ字形部分が大きくなるように転回し、且つ第２側壁は、第２Ｕ字形部分が大きくなるように転回する。
2007535437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー管理システムであって、
前面、第１側壁及び第２側壁を有する、長手方向に延びたビームを備え、
前記第１側壁は、前記前面から間隔をおいて設けられる第１Ｕ字形部分を有し、
前記第２側壁は、前記前面から間隔をおいて設けられる第２Ｕ字形部分を有し、
衝突の力が前記ビームの前記前面に当たっている間に、前記第１側壁は、前記第１Ｕ字形部分が大きくなるように転回し、且つ前記第２側壁は、前記第２Ｕ字形部分が大きくなるように転回するエネルギー管理システム。
【請求項２】
前記ビームの前記前面に近接して配置されるエネルギー吸収体を、さらに備える請求項１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項３】
エネルギー管理システムであって、
前面、第１側壁及び第２側壁を有する、長手方向に延びたビームと、
前記ビームの前記前面に近接して配置されるエネルギー吸収体と、
前記ビームを車両に連結するために、前記ビームの後部に係合しているマウントとを備え、
前記第１側壁は、前記前面から間隔をおいて設けられる第１Ｕ字形部分を有し、
前記第２側壁は、前記前面から間隔をおいて設けられる第２Ｕ字形部分を有し、
衝突の力が前記ビームの前記前面に当たっている間に、前記第１側壁は、前記第１Ｕ字形部分が大きくなるように転回し、且つ前記第２側壁は、前記第２Ｕ字形部分が大きくなるように転回するエネルギー管理システム。
【請求項４】
前記ビームが、前ビーム部分と、後ビーム部分とを有する請求項１または３に記載のエネルギー管理システム。
【請求項５】
前記前ビーム部分と、前記後ビーム部分とが、一体化されている請求項４に記載のエネルギー管理システム。
【請求項６】
前記前ビーム部分と、前記後ビーム部分とが、均一の厚さを有する請求項５に記載のエネルギー管理システム。
【請求項７】
前記前面、前記第１側壁及び前記第２側壁が、前記前ビーム部分上にある請求項４に記載のエネルギー管理システム。
【請求項８】
前記前ビーム部分と、前記後ビーム部分とが、機械的に連結される請求項４に記載のエネルギー管理システム。
【請求項９】
締結具が、前記前ビーム部分を、前記後ビーム部分に機械的に連結する請求項８に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１０】
前記前ビーム部分と、前記後ビーム部分とが、溶接される請求項４に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１１】
前記前ビーム部分及び前記後ビーム部分の第１のものは、第１側部フランジ対を有し、前記前ビーム部分及び前記後ビーム部分の第２のものは、第２側部フランジ対を有する請求項４に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１２】
前記第２側部フランジ対は、前記前ビーム部分を前記後ビーム部分に連結するために、前記第１側部フランジ対上でかしめられる請求項１１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１３】
前記前ビーム部分が第１材料から成り、前記後ビーム部分が第２材料から成り、
前記第１材料は、前記第２材料とは異なる請求項１１に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１４】
前記前面、前記第１側壁及び前記第２側壁が、前記前ビーム部分上にあり、
前記後ビーム部分は、第１側部脚及び第２側部脚を有し、
前記後ビーム部分の前記第１側部脚が、前記前ビーム部分の前記第１側壁に重なり、
前記後ビーム部分の前記第２側部脚が、前記前ビーム部分の前記第２側壁に重なる請求項４に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１５】
前記第１側壁及び前記第２側壁のそれぞれが複数のリブを有し、それにより、前記第１側壁及び前記第２側壁を強化して、衝突の力が前記ビームの前記前面に当たっている間の前記第１側壁及び前記第２側壁の座屈を防止する請求項１または３に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１６】
エネルギー管理システムであって、
第１ビーム部分及び第２ビーム部分を有する、長手方向に延びるビームを備え、前記第１ビーム部分及び前記第２ビーム部分の第１のものは、第１面、第１側壁及び第２側壁を有し、前記第１ビーム部分及び前記第２ビーム部分の第２のものは、第２面を有し、
前記第１側壁は、前記第１面から間隔をおいて設けられる第１Ｕ字形部分を有し、
前記第２側壁は、前記第１面から間隔をおいて設けられる第２Ｕ字形部分を有し、
衝突の力が前記第１ビーム部分の前記第１面または前記第２ビーム部分の前記第２面に当たっている間に、前記第１側壁は、前記第１Ｕ字形部分が大きくなるように転回し、且つ前記第２側壁は、前記第２Ｕ字形部分が大きくなるように転回するエネルギー管理システム。
【請求項１７】
前記第１ビーム部分及び前記第２ビーム部分の前記第１のものが、前記第１ビーム部分であり、
前記第１ビーム部分及び前記第２ビーム部分の前記第２のものが、前記第２ビーム部分であり、
衝突の力が前記第１ビーム部分の前記第１面に当たっている間に、前記第１側壁は、前記第１Ｕ字形部分が大きくなるように転回し、且つ前記第２側壁は、前記第２Ｕ字形部分が大きくなるように転回する請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１８】
前記第１ビーム部分の前面に近接して配置されるエネルギー吸収体を、さらに備える請求項１７に記載のエネルギー管理システム。
【請求項１９】
前記第１ビーム部分と、前記第２ビーム部分とが、一体化されている請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２０】
前記第１ビーム部分と、前記第２ビーム部分とが、均一の厚さを有する請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２１】
前記前面、前記第１側壁及び前記第２側壁が、前記第１ビーム部分上にある請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２２】
前記第１ビーム部分と、前記第２ビーム部分とが、機械的に連結される請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２３】
締結具が、前記第１ビーム部分を、前記第２ビーム部分に機械的に連結する請求項２２に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２４】
前記第１ビーム部分と、前記第２ビーム部分とが、溶接される請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２５】
前記第１ビーム部分は、第１側部フランジ対を有し、第２ビーム部分は、第２側部フランジ対を有する請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２６】
前記第２側部フランジ対は、前記第１ビーム部分を前記第２ビーム部分に連結するために、前記第１側部フランジ対上でかしめられる請求項２５に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２７】
前記第１側部フランジ対と、前記第２側部フランジ対とが溶接される請求項１１または１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２８】
前記第１ビーム部分が第１材料から成り、前記第２ビーム部分が第２材料から成り、前記第１材料は、前記第２材料とは異なる請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項２９】
前記前面、前記第１側壁及び前記第２側壁が、前記第１ビーム部分上にあり、
前記第２ビーム部分は、第１側部脚及び第２側部脚を有し、
前記第２ビーム部分の前記第１側部脚が、前記第１ビーム部分の前記第１側壁に重なり、前記第２ビーム部分の前記第２側部脚が、前記第１ビーム部分の前記第２側壁に重なる請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項３０】
前記第１側壁及び前記第２側壁のそれぞれが複数のリブを有し、それにより、第１側壁及び第２側壁を強化して、衝突の力が前記第１ビーム部分の前記第１面または前記第２ビーム部分の前記第２面に当たっている間の前記第１側壁及び前記第２側壁の座屈を防止する請求項１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項３１】
前記第１Ｕ字形部分及び前記第２Ｕ字形部分が、外向きに延出する請求項１、３、または１６に記載のエネルギー管理システム。
【請求項３２】
前記第１Ｕ字形部分は、ビームの長手方向に対して実質的に垂直な方向に第１開口を含み、
前記第２Ｕ字形部分は、ビームの長手方向に対して実質的に垂直な方向に第２開口を含む請求項１、３、または１６に記載のエネルギー管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の背景］
本発明は、変形中にエネルギーを効率的に吸収するビーム構造に関する。本発明の用例には、車両用バンパーシステム、側面衝突バー及びシルプレート（sill plate）を含むことができる。
【背景技術】
【０００２】
最近の衝突ビームは、所定のストロークにわたり、衝突エネルギーの最大量を吸収するように構成されている。同時に、それらは、負荷スパイクを最小限に抑えるように、また、衝突から負荷を受けているときに、一定で予測可能な圧壊を促進するようにエネルギーを分散させるように構成されている。１ミリメートルの空間であっても、エネルギー吸収にとって重要である。さらに、エネルギー吸収システムの個々の構成部品は、他のエネルギー吸収構成部品とうまく組み合わせられなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、上記の所望される特徴を最大にするエネルギー管理ビームが長く望まれてきた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
［発明の概要］
本発明の第１の態様は、前面、第１側壁及び第２側壁を有する、長手方向に延びたビームを備えるエネルギー管理システムを提供する。第１側壁は、前面から間隔をおいて設けられる第１Ｕ字形部分を有し、第２側壁は、前面から間隔をおいて設けられる第２Ｕ字形部分を有する。衝突の力がビームの前面に当たっている間に、第１側壁は、第１Ｕ字形部分が大きくなるように転回し、且つ第２側壁は、第２Ｕ字形部分が大きくなるように転回する。
【０００５】
本発明の別の態様は、前面、第１側壁及び第２側壁を有する、長手方向に延びたビームと、ビームの前面に近接して配置されるエネルギー吸収体と、ビームを車両に連結するために、ビームの後部に係合しているマウントとを備えるエネルギー管理システムを提供する。第１側壁は、前面から間隔をおいて設けられる第１Ｕ字形部分を有し、第２側壁は、前面から間隔をおいて設けられる第２Ｕ字形部分を有する。衝突の力がビームの前面に当たっている間に、第１側壁は、第１Ｕ字形部分が大きくなるように転回し、且つ第２側壁は、第２Ｕ字形部分が大きくなるように転回する。
【０００６】
本発明のさらに別の態様は、第１ビーム部分及び第２ビーム部分を有する、長手方向に延びたビームを備えるエネルギー管理システムを提供する。第１ビーム部分及び第２ビーム部分の第１のものは、第１面、第１側壁及び第２側壁を有する。第１ビーム部分及び第２ビーム部分の第２のものは、第２面を有する。第１側壁は、第１面から間隔をおいて設けられる第１Ｕ字形部分を有し、第２側壁は、第１面から間隔をおいて設けられる第２Ｕ字形部分を有する。衝突の力が第１ビーム部分の第１面または第２ビーム部分の第２面に当たっている間に、第１側壁は、第１Ｕ字形部分が大きくなるように転回し、且つ第２側壁は、第２Ｕ字形部分が大きくなるように転回する。
【０００７】
以下の明細書、特許請求の範囲及び添付図面を検討すれば、本発明の上記及び他の態様、目的及び特徴が当業者によって理解され、明らかになるであろう。
【０００８】
以下の図面の簡単な説明及び関連の図面そのものは、現時点で考えられる最良の態様を構成する本発明の特定の好適な実施形態を例示する。理解されるように、本発明の他の実施形態及びこれらの図面に示された特定構造の変化及び変更も当然可能であり、本開示及びこれらの図面の検討後には、当業者はそれらを当然に思い浮かべることができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［好適な実施形態の詳細な説明］
明細書での説明のために、「上方」、「下方」、「右」、「左」、「後」、「前」、「垂直」、「水平」という用語及びそれらの派生語は、図１の向きで本発明に関連づけられるものとする。しかしながら、本発明は、否であることが明記される場合を除いて、さまざまな代替の向きをとってもよいことを理解されたい。また、添付の図面に示され、以下の明細書に記載されている特定の装置及び処理は、添付の特許請求の範囲に包括的に定義されている発明概念の例示的な実施形態にすぎないことも理解されたい。したがって、本明細書に開示されている実施形態に示された特定の物理的詳細及び特徴は、別段に否であることを明記しない限り、制限として見なされるべきではない。
【００１０】
参照番号１０（図１）は、本発明を具現するエネルギー管理システムを全体的に示している。図示の例では、エネルギー管理システム１０は、前面１８、第１側壁２０及び第２側壁２２を有する、長手方向に延びたビーム１２を備える。第１側壁２０は、前面１８から間隔をおいて設けられる第１Ｕ字形部分２４を有する。第２側壁２２は、前面１８から間隔をおいて設けられる第２Ｕ字形部分２６を有する。衝突の力がビーム１２の前面１８に当たっている間に、第１側壁２０は、第１Ｕ字形部分２４が大きくなるように転回し、且つ第２側壁２２は、第２Ｕ字形部分２６が大きくなるように転回し、それにより、衝突からのエネルギーを吸収する。図示の例では、エネルギー管理システム１０は、エネルギー管理バンパーシステム内で使用され、エネルギー管理バンパーシステムは、ビーム１２の前部に近接して配置されるエネルギー吸収体１４と、ビーム１２を車両に連結するためにビーム１２の後部に係合するマウント１６とを備える。しかしながら、エネルギー管理システム１０は、車両内の側面衝突ビームとして、または衝突され、その衝突からのエネルギーを吸収することが望ましい任意の物体内の任意の場所に使用されることができると考えられる。
【００１１】
図示の例では、エネルギー吸収体１４は、衝突の力がビーム１２の前面１８に当たっている間に、エネルギーの吸収を助け、且つビーム１２全体に応力を分散させる。バンパーシステム１０に使用されることができるエネルギー吸収体１４の一例が、米国特許第６，６７２，６３５号に開示されており、その内容はすべて、参照によって本明細書に援用される。しかしながら、本発明にはいずれのエネルギー吸収体を使用することもできると考えられ、そのようなエネルギー吸収体は当業者に既知である。湾曲及び美観を与えるために、一般的にフェイシア（図示せず）がエネルギー吸収体１４に被せられている。
【００１２】
図示の長手方向に延びたビーム１２（図２）は、２部材のビームであって、前ビーム部分２８及び後ビーム部分３０を有する。前面１８、第１側壁２０及び第２側壁２２は、前ビーム部分２８上にある。後ビーム部分３０はほぼＵ字形であって、ベース３２、第１側部脚３４及び第２側部脚３６を有する。前ビーム部分２８は、第１Ｕ字形部分２４及び第２Ｕ字形部分２６の端部から外向きに延出する第１側部フランジ対３８を有する。同様に、後ビーム部分３０は、第１側部脚３４及び第２側部脚３６の端部から外向きに延出する第２側部フランジ対４０を有する。第２側部フランジ対４０は、前ビーム部分２８を後ビーム部分３０に連結するために、第１側部フランジ対３８の周囲にかしめられる。しかしながら、前ビーム部分２８及び後ビーム部分３０を任意のやり方で連結することができると考えられる。たとえば、（第１側部フランジ対３８及び第２側部フランジ対４０を用いても、または側部フランジを用いずに、前ビーム部分２８の第１側壁２０及び第２側壁２２を、後ビーム部分３０の第１側部脚３４及び第２側部脚３６に（下側または上側で）重ねる（図２Ａを参照）ことによっても、）前ビーム部分２８及び後ビーム部分３０を互いに機械的に締結する、互いに接着する、または互いに溶接することができるであろう。以下により詳細に説明するように、前ビーム部分２８及び後ビーム部分３０は、連続して一体化された部品であることができる。連続して一体化された１部材の部品は、ロール成形製造処理を使用してシート材料から製造されることができる、または押し出し成形処理を使用してアルミニウムから形成されることができるであろう。
【００１３】
図１に示されているように、ビーム１２の前ビーム部分２８は好ましくは、テーパ端部４２を有し、それにより、バンパシステム１０の角部において、よりよい角部の保護のためにエネルギー吸収体１４をより深くすることが可能となる。さらに、前ビーム部分２８及び後ビーム部分３０の両方は好ましくは、ビーム１２に安定性を与えるために、前面１８及びベース３２に沿って長手方向に延びるチャネル４３を、それぞれ有する。
【００１４】
好ましくは、前ビーム部分２８及び後ビーム部分３０は、インライン式にロール成形及び結合が行われる。ビーム１２の前ビーム部分２８及び後ビーム部分３０を形成するために使用することができるロール成形処理の一例が、米国特許第５，３０６，０５８号に開示されており、その内容全体が参照によって本明細書に援用される。米国特許第５，３０６，０５８号に開示されているロール成形処理は、前ビーム部分２８及び後ビーム部分３０の各々の形成に１６個のローラを使用することができ、また、前ビーム部分２８と後ビーム部分３０との結合に４個のローラを使用することができる。
【００１５】
図示の例では、マウント１６はブラケット４４を有し、ブラケット４４はビーム１２の対向する端部においてビーム１２の後ビーム部分３０に連結されている。ブラケット４４は、Ｕ字形であって、後ビーム部分３０のベース３２と、第１側部脚３４及び第２側部脚３６の一部分とを覆っている。ブラケット４４は、任意のやり方で後ビーム部分３０に連結されることができる。たとえば、ブラケット４４は、締結具を使用して機械的に後ビーム部分３０に固定されるか、後ビーム部分３０に接着されるか、後ビーム部分３０に溶接されることができる。バンパーシステム１０に使用することができるブラケット４４及びマウント１６の一例が、米国特許第５，０８０，４１０号に開示されており、その内容全体が参照によって本明細書に援用される。しかしながら、任意のマウントを本発明に使用することができると考えられ、そのようなマウントは、当業者には既知である。
【００１６】
図示のビーム１２は、衝突の力がビーム１２の前面１８に当たっている間に、第１Ｕ字形部分２４が大きくなるように転回する第１側壁２０と、第２Ｕ字形部分２６が大きくなるように転回する第２側壁２２とを有し、それにより、エネルギーを吸収する。図２は、衝突の力がビーム１２の前面１８に当たる前の初期位置にあるビーム１２を示している。しかしながら、衝突の力がビーム１２の前面１８に当たると、ビーム２８の前壁１８が後ビーム部分３０のベース３２の方に移動するであろう。好ましくは、ビーム１２の前ビーム部分２８の第１側壁２０及び第２側壁２２が複数のリブ４６を有し、それにより、第１側壁２０及び第２側壁２２を強化して、衝突の力がビーム１２の前面１８に当たっているときの第１側壁２０及び第２側壁２２の座屈を防止する。図３は、衝突の力がビーム１２の前面１８に当たっている間の中間位置にあるビーム１２を示している。中間位置では、第１Ｕ字形部分２４及び第２Ｕ字形部分２６が初期位置の場合より大きい。さらに、リブ４６が、第１Ｕ字形部分２４及び第２Ｕ字形部分２６の底部に巻き付き始めている。図４は、衝突の力がビーム１２の前面１８に当たったときの最終位置にあるビーム１２を示す。最終位置では、第１Ｕ字形部分２４及び第２Ｕ字形部分２６が中間位置の場合より大きい。さらに、リブ４６が第１Ｕ字形部分２４及び第２Ｕ字形部分２６の底部に完全に巻き付いている。
【００１７】
図５は、負荷対変位のグラフを示し、第１曲線５０は、本発明のビーム１２を使用して測定したデータ点を表し、第２曲線５２は、典型的な従来型ビームを使用して測定したデータ点を表す。本発明のビーム１２に対応する第１曲線５０及び典型的な従来型ビームの第２曲線５２の下側の面積は、ビームが吸収したエネルギーの量を表している。負荷対変位曲線によってグラフ表示したときのビームシステムに関連した効率は、曲線の下側の面積（吸収されたエネルギー）を最高達成負荷（すなわち、グラフの縦座標上の曲線の最大値）及び最長変位量（すなわち、グラフの横座標上の曲線の最大値）の積で割ったものとして定義される。１００％効率システムは、そのシステムについて負荷対変位曲線を描いたとき、方形波に似たグラフになるであろう。図５のグラフに示されているように、本発明のビーム１２の場合の第１曲線５０の方形波状の応答は、典型的な従来型ビームの場合の第２曲線５２より効率的である。
【００１８】
図示のバンパーシステム１０は、バンパーアセンブリの衝突特性を改善するために、さまざまな材料を使用し、且つさまざまな厚さを使用して製造されることができる。図６は、衝突中の本発明のバンパーシステム１０の第１実施形態を示す。エネルギー吸収体１４は、圧潰可能な材料から成る前部分５４と、より剛直な材料で構成された後部分５６とを有する。たとえば、エネルギー吸収体１４は、ポリウレタンで形成されることができ、前部分５４は中空の箱を有し、後部分５６は、強化リブで強化された中実材料で構成される。前部分５４の圧潰可能な材料は、エネルギー吸収体１４の前部分５４に当たる衝突の間に、エネルギー吸収体１４の衝突面の全体にわたってより多い表面接触を迅速に可能にする。エネルギー吸収体１４の衝突面の全体にわたる表面接触が増加すると、前ビーム部分２８の前面１８に当たる力が、前ビーム部分２８全体により均一に分散され、それにより、第１側壁２０の第１Ｕ字形部分２４及び第２側壁２２の第２Ｕ字形部分２６がより多く転回してエネルギーを吸収する。さらに、ビーム１２の後ビーム部分３０は、厚さが約２．５ｍｍ、引張り強さが約８０ｋｓｉであると考えられる。さらに、ビーム１２ａの前ビーム部分２８は、厚さが約１．２ｍｍ、引張り強さが約３５ｋｓｉであり、矩形リブ４６を有することができると考えられる。しかしながら、エネルギー管理システム１０にビームの多くの厚さ及び強さを用いることができると考えられる。
【００１９】
図示の例では、エネルギー管理システム１０の性能を変更するために、第１Ｕ字形部分２４及び第２Ｕ字形部分２６を変化させることができる。図７は、ビーム１２ａの第２実施形態を示し、第１Ｕ字形部分２４ａ及び第２Ｕ字形部分２６ａが、ビーム１２の第１実施形態の第１Ｕ字形部分２４及び第２Ｕ字形部分２６より小さい曲率半径を有する。図８は、第１Ｕ字形部分２４及び第２Ｕ字形部分２６の各々の曲率半径を４ｔにしたビーム１２の第１実施形態を備える図６のエネルギー管理システム１０における測定用のデータ点を表す第１曲線６０を有する負荷対変位のグラフを示す。図８はまた、第１Ｕ字形部分２４ａ及び第２Ｕ字形部分２６ａの各々の曲率半径を２ｔにした図７のビーム１２ａの第２実施形態を備えるエネルギー管理システム１０における測定用のデータ点を表す第２曲線６２を示す。図８は、時速約８ｋｍ（５マイル）で走行中の約１６３３ｋｇ（３６００ポンド）の車両の衝突の場合の負荷対変位のグラフを示す。第１曲線６０と第２曲線６２とを比較すると、第１Ｕ字形部分２４ａ及び第２Ｕ字形部分２６ａの各々の曲率半径が２ｔであるビーム１２ａの場合の第２曲線６２は、第１Ｕ字形部分２４及び第２Ｕ字形部分２６の曲率半径が４ｔであるビーム１２の場合の第２曲線６０の形状よりもっと方形波的な応答を有する。したがって、図８は、ビーム１２の設計特性に応じてエネルギーを吸収する、エネルギー管理システム１０の融通性を示す。
【００２０】
図９は、本発明のバンパーシステム１０ｂの第３実施形態を示す。バンパーシステム１０ｂは、鋼製の前ビーム部分２８ｂと、アルミニウム製の後ビーム部分３０ｂとを有する。さらに、後ビーム部分３０ｂには、第１側部脚３４ｂと第２側部脚３６ｂとの間に延在し、且つベース３２ｂから上向きに延びたＴ字形支持部６４が設けられている。好ましくは、後ビーム部分３０ｂは、押し出し成形によって形成される。図１０は、図９のビーム１２ｂにおける測定用のデータ点を表す第１曲線７０を有する負荷対変位のグラフを示し、ビーム１２ｂの後ビーム部分３０ｂは、厚さが約３．０ｍｍであり、６０００系アルミニウムから形成され、ビーム１２ｂの前ビーム部分２８ｂは、厚さが約１．２ｍｍ、引張り強さが約５０ｋｓｉであって、薄いリブ４６ｂを有する。図１０はまた、後ビーム部分３０ｂの厚さを約５ｍｍの厚さまで増加させた図９のビーム１２ｂにおける測定用のデータ点を表す第２曲線７２も表す。第１曲線７０及び第２曲線７２の両方は、時速約８ｋｍ（５マイル）で走行中の約１６３３ｋｇ（３６００ポンド）の車両質量の場合である。第１曲線７０及び第２曲線７２は、材料及び材料厚さの変化によって本発明を調整する融通性を示す。
【００２１】
図１１は、後ビーム部分３０ｃが「ｗ」字形であるバンパーシステム１０ｃの第４実施形態を示す。後ビーム部分３０ｃのベース３２ｃは、ビーム１２ｃの前ビーム部分２８ｃの前面１８ｃの方に延びた大きい溝７４を有する。したがって、後ビーム部分３０ｃは、ベース３２ｃの一部分、第１脚３４ｃ及び溝７４の第１側部７８によって画定された第１ポケット７６と、ベース３２ｃの一部分、第２脚３６ｃ及び溝７４の第２側部８２によって画定された第２ポケット８０とを有する。第１ポケット７６及び第２ポケット８０は、後ビーム部分３０ｃを補強する。さらに、第１ポケット７６及び第２ポケット８０は、衝突の力がビーム１２ｃの前面１８ｃに当たっている間に、前ビーム部分２８ｃの、第１側壁２０ｃの第１Ｕ字形部分２４ｃ及び第２側壁２２ｃの第２Ｕ字形部分２６ｃが転回して大きくなるとき、それらの案内及び支持を行うようになっている。ビーム１２ｃを、後ビーム部分３０ｃの厚さが約２．５ｍｍ、引張り強さが約８０ｋｓｉであり、また前ビーム部分２８ｃの厚さが約１．２ｍｍ、引張り強さが約５０ｋｓｉである鋼構造にすることができると考えられる。代替として、ビーム１２ｃを、後ビーム部分３０ｃの厚さが約４．０ｍｍ、前ビーム部分２８ｃの厚さが約１．２ｍｍである６０００系アルミニウム構造にすることができると考えられる。図１１に示されているようなビーム１２ｃはリブ４６を有していないが、ビーム１２ｃは任意の寸法または形状のリブ４６を有することができると考えられる。さらに、ビーム１２ｃは、鋼及びアルミニウムから形成することもできると考えられる。
【００２２】
図１２及び図１３は、ビーム１２ｄが一体化された部品から成るバンパーシステム１０ｄの第５実施形態を示す。好ましくは、ビーム１２ｄは、６０００系アルミニウム押し出し成形品から成る。ビーム１２ｄは、一体化された前ビーム部分２８ｄ及び後ビーム部分３０ｄを有する。好ましくは、１部材のビーム１２ｄの後ビーム部分３０ｅは、大きい溝７４ｄと付随の第１ポケット７６ｄ及び第２ポケット８０ｄとを備える。さらに、第１側壁２０ｄ及び第２側壁２２ｄは好ましくは、それぞれ第１Ｕ字形部分２４ｄ及び第２Ｕ字形部分２６ｄに向かう方向に先細になり、それにより、補強を行うとともに、ビーム１２ｄの早期座屈を防止する。図１２及び図１３に示されているようなビーム１２ｄはリブ４６を備えていないが、ビーム１２ｄに似たビームシステムを鋼から形成し、任意の寸法のリブを設けることができると考えられる。図１４は、調質度Ｔ４の６０００系アルミニウムを使用した図１２及び図１３のビーム１２ｄにおける測定用のデータ点を表す第１曲線９０と、調質度Ｔ６の６０００系アルミニウムを使用した図１２及び図１３のビーム１２ｄにおける測定用のデータ点を表す第２曲線９２とを有する負荷対変位のグラフを示し、ともに時速約８ｋｍ（５マイル）で走行中の約１６３３ｋｇ（３６００ポンド）の車両質量の場合である。第１曲線９０及び第２曲線９２は、材料の変化によって性能の変化を達成することができることを示している。
【００２３】
上記構造に対して、本発明の概念から逸脱することなく変化及び修正を加えることができることを理解する必要があり、そのような概念は、添付の特許請求の範囲が別段にその文言で否であることを明記しない限り、特許請求の範囲によって包含されるものとすることをさらに理解する必要がある。この好適な実施形態の性質を学んだ後、当業者または本発明を製造または使用する者であれば、この実施形態の修正を十分に思い浮かべることができ、また、本発明はそのような修正または代替の実施形態に有利に適する。たとえば、ビームの実施形態のいずれも、任意の形状または寸法のリブを有することができ、或いはリブを有しないこともできる。さらに、ビーム１２ｅは、（ビーム１２ｆの初期位置、中間位置及び最終位置を示す）図１５に示されているように後ビーム部分を必要としないこと、図１６及び図１７に示されているようにビーム１２ｆが弧を描いて延びることができること、または図１８（ビーム１２ｇ）に示されているように変化断面を有する（エネルギー吸収体及びビームが変化断面を有するか、ビームの第１Ｕ字形部分及び第２Ｕ字形部分の一部分が事前ロール成形されているかのいずれかである）ことができることが考えられる。さらに、前ビーム部分の前面と後ビーム部分のベースとの間の空間が空であることができ、または内部に空気ポケットを含む物質を有し、それにより、ビームにより良好なエネルギー吸収特性を与えることができると考えられる。また、エネルギー管理システム１０を逆向きにして、後ビーム部分（この状況では実際には前ビーム部分）を衝突の力に直面させることができると考えられ、その場合、衝突の力がビームの後ビーム部分（この状況では前ビーム部分）のベースに当たっている間に、第１側壁は第１Ｕ字形部分が大きくなるように転回し、第２側壁は第２Ｕ字形部分が大きくなるように転回する。したがって、図示して上述した実施形態は、主として説明の目的のために与えられており、本発明の範囲を制限するために使用されるべきではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるバンパーシステムの拡大斜視図である。
【図２】本発明によるビームの、衝突の力がビームの前面に当たる前の断面図である。
【図２Ａ】本発明による代替ビームの、衝突の力がビームの前面に当たる前の断面図である。
【図３】本発明によるビームの、衝突の力がビームの前面に当たった後で中間位置にある断面図である。
【図４】本発明によるビームの、衝突の力がビームの前面に当たった後で最終位置にある断面図である。
【図５】本発明によるビーム及び典型的な従来型ビームの負荷対変位のグラフである。
【図６】本発明によるバンパーアセンブリの第１実施形態の上面図である。
【図７】本発明によるバンパーアセンブリの第２実施形態の前バンパー部分の斜視図である。
【図８】図６の前バンパー部分及び図７の前バンパー部分の場合の負荷対変位のグラフである。
【図９】本発明の第３実施形態のバンパーシステムの部分断面斜視図である。
【図１０】それぞれ異なる厚さのアルミニウムから成る図９のバンパーシステムの場合の負荷対変位のグラフである。
【図１１】本発明の第４実施形態のビームの断面図である。
【図１２】本発明の第５実施形態の１部材のビームの斜視図である。
【図１３】本発明の第５実施形態の１部材のビームの断面図である。
【図１４】それぞれ異なるグレードのアルミニウムから成る図１２及び図１３のバンパーシステムの負荷対変位のグラフである。
【図１５Ａ】後ビーム部分をなくしたビームの、初期位置における断面図である。
【図１５Ｂ】後ビーム部分をなくしたビームの、中間位置における断面図である。
【図１５Ｃ】後ビーム部分をなくしたビームの、最終位置における断面図である。
【図１６】本発明による弧を描いて延びるビームの斜視図である。
【図１７】本発明による弧を描いて延びるビームの斜視図である。
【図１８】変化する断面を有する本発明のビームの上面図である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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