(57)【要約】【課題】本発明は、車両の端部構造に関し、車両の衝突時に、車体フレームに影響を与えないように高い衝突エネルギ吸収効率を有し、且つ、車長方向にコンパクトな構造とすることを目的とする。【解決手段】車両の前後方向の端部に車幅方向に延設されたバンパ支持部６と、該バンパ支持部６に支持され車幅方向に延在する中空状のバンパ２とをそなえ、該バンパ２の長手方向中間部２ａが長手方向端部２ｂ，２ｃよりも車長方向外方に突出形成されるとともに、該バンパ２は、内部に該長手方向に延在し且つ該バンパ２の前後間に掛け渡された仕切り板部材２５が設けられて、車幅方向の略全長に渡って該バンパ支持部６に支持されている。【選択図】        図１
2004210075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向の端部に車幅方向に延設されたバンパ支持部と、
該バンパ支持部に支持され車幅方向に延在する中空状のバンパとをそなえ、
該バンパの長手方向中間部が長手方向端部よりも車長方向外方に突出形成されるとともに、
該バンパは、内部に該長手方向に延在し且つ該バンパの前後間に掛け渡された仕切り板部材が設けられて、車幅方向の略全長に渡って該バンパ支持部に支持されている
ことを特徴とする、車両の端部構造。
【請求項２】
該バンパと該バンパ支持部との間には、補助バンパとして機能する取付ブラケットが、車幅方向の一端から他端にかけて複数介装されていることを特徴とする、請求項１記載の車両の端部構造。
【請求項３】
該バンパの前後方向壁部のうちの前端部分が部分的に薄肉に形成されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両の端部構造。
【請求項４】
該バンパの前壁部前面には、該バンパの長手方向に延びる溝が形成されている
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の端部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時に、塑性変形することにより衝突エネルギを吸収するバンパをそなえ、特に軌道上を走行する車両に用いて好適の、車両の端部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両がある物体と衝突した際に、衝突した車両の端部の構造部材を塑性変形させることにより、衝突時の運動エネルギ（以下、衝突エネルギともいう）を該構造部材の歪エネルギとして吸収させる衝突エネルギ吸収装置（以下、バンパという）がある。
【０００３】
例えば、特許文献１のように、車両の最端部のバンパフェースに衝撃吸収体を介して、座屈して衝突エネルギを吸収するバンパビーム（バンパ）を配設したものがある。このバンパはバンパフェース側の前縦壁と、この前縦壁に離間して位置する後縦壁と、これら前後の縦壁を連結する少なくとも４つ以上の横壁からなる閉断面形状（セル断面形状）に構成されている。
【０００４】
この特許文献１には、２以上の隣接した横壁が衝突により座屈する際に、互いに接触しないように座屈形状制御傾斜部が形成され、衝突エネルギ吸収が効率的に行なわれるように構成されているとともに、時間的な衝撃エネルギ吸収ストロークを確保するため、バンパのバンパフェース側の前縦壁を凹状に形成し、衝突時にバンパ部材が段階的に座屈するように構成された技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２にも、バンパが一以上の隅部を有する中間部材、即ち、閉断面形状（セル断面形状）に構成され、衝撃吸収材（ここでは補強部材）を介して車両の最端部のバンパフェース（ここでは外殻）が設けられている車両の端部構造が開示されている。
この特許文献２には、形成材料の容量（重量）を大きくしないで、強度を補強して衝突時の運動エネルギの吸収能力を向上させるために、このバンパの隅部を肉厚に形成する技術が記載されている。
【０００６】
これら特許文献１，２記載の車両の端部構造は、上述の通り、バンパフェース，衝撃吸収材，バンパから構成されており、このような構成の端部構造は、一般的に自動車等の車両に用いられている。このバンパを含む車両の端部構造は、衝突時の運動エネルギを完全に吸収できるように構成されたものではない。これは、一般的に自動車等の車両においては車体フレーム自体での衝突エネルギ吸収も考慮しているためであり、車両の空気抵抗やデザイン性の問題から車両の外形状を損なわないようにするためや、重量をできるだけ軽減するといった、自動車における従来からの課題に起因している。
【０００７】
これに対して、軌道上を走行する車両（例えば、電車）等では、通常、車両の進行方向の前端部及び後端部に近接して運転室又は客室が設けられているため、一般的に、衝突時にはバンパで完全に衝突エネルギを吸収するように構成されている（例えば、非特許文献１）。
非特許文献１には、軌道上を走行する車両（ここでは新交通システム車両）の車両の端部構造において、メカニカルヒューズ方式のバンパが開示されている（図１４（ａ）参照）。このメカニカルヒューズ方式のバンパ１００は、車両の進行方向に沿って延在するように設置され、バンパ長手方向垂直断面が正方形であり、断面積が最端部から車両との接続部（以下、終端部という）に向かって徐々に拡大するような角錐チューブ状の形状をしている。このバンパ１００の各側面には側面抜き穴１０１が複数形成され、各角部にもコーナ穴１０２が複数形成されている。これらの側面抜き穴１０１及びコーナ穴１０２は、バンパ１００に荷重が掛かった場合に、バンパ１００が効率的に衝突エネルギを吸収しながら座屈できるようにするために設けられている。
【０００８】
そして、図１４（ｂ），（ｃ）に示すように、衝突荷重がバンパ１００に掛かったときには、最端部（衝突部）からバンパ１００の座屈が発生し、終端部に向かって衝突を受けた方向に徐々に座屈が進行して、折畳座屈現象が発生する。
このように、メカニカルヒューズ方式のバンパによると、折畳座屈を利用して、衝突エネルギを車両本体の変形に頼らずバンパ自体で吸収することが可能になる。
【０００９】
また、軌道上を走行する車両等に用いられるバンパ構造として、その他、チューブ方式，フレーム方式と呼ばれる構造が従来からある。これらの詳細は説明しないが、これらのバンパも、バンパの座屈を利用して衝突エネルギを吸収しようとするものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１３７６９９
【特許文献２】
特開平１１−１７０９３５
【非特許文献１】
永池  直文、外３名，新交通システム車両の衝突安全用メカニカルヒューズの開発，「ＭＡＥテクニカルレポート」，三菱自動車エンジニアリング株式会社，平成１２年１０月１日，２０００  ＮＯ．９，ｐ．１９−２９
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記非特許文献１記載のバンパ及びチューブ方式，フレーム方式のバンパは、バンパを座屈させて衝突時の運動エネルギを吸収するものであり、バンパ自体でできる限り衝突エネルギを吸収するためには、どうしても正面衝突方向（即ち、車両長手方向）に長さが必要になる。つまり、これらのバンパは衝突方向である車両長手方向（車長方向）に座屈を繰り返し発生させながら、衝突エネルギを歪エネルギに変換させてエネルギを吸収するが、座屈変形は力を受ける方向に十分な長さ（厚み又は幅に対する相対長さ）があってはじめて発生し、しかも、座屈変形では衝撃を受ける方向の一部の折れ曲がり部のみが塑性変形し、全く塑性変形しない部分が多く残存することになり、質量あたり、換言するとクラッシュ・ストローク当たりのエネルギ吸収効率が低い。このため、長いクラッシュ・ストロークが必要になってしまい、バンパの装着には、車長方向に長い空間が必要になる。
【００１２】
しかし、車長方向に延在するようにバンパを設けると、車両の外観品質を低下させてしまったり、理想的な空気抵抗を実現するのが困難になってしまう。
さらに、バンパが車長方向に長い形状で構成されているため、衝突時の運動エネルギがバンパに対して正面から水平に働かないと、所定のエネルギ吸収量を達成することが困難になってしまう。即ち、仮に、バンパの長手方向に水平でない方向に衝突エネルギが生じると、バンパは円滑に折畳座屈されずに、斜めに折り畳まってしまったり、折れ曲がってしまい、エネルギ吸収効率が著しく低下してしまうおそれがある。
【００１３】
また、前記非特許文献１のメカニカルヒューズ方式のバンパでは、衝突時に、図１５に示すような理論曲線で衝突エネルギを吸収する。上述したとおり、メカニカルヒューズ方式のバンパは、最端部から段階的に座屈が進行する折畳座屈現象によって衝突エネルギを吸収するため、そのエネルギ吸収特性が波のある荷重（ストローク）性能になり、座屈荷重が滑らかではなくエネルギ吸収効率が不安定になって、上記のような、エネルギ吸収効率の低下を招いてしまう。
【００１４】
さらに、図１５の理論曲線に示すように、座屈開始の初期荷重が高いため、不安定なエネルギ吸収が行なわれてしまう。また、初期荷重が高いと、極度な座屈変形が生じてしまい、これに伴って、バンパ部材が破断したり、割れてしまい、破片が飛び散る危険性が生じてしまう。
ところで、メカニカルヒューズ方式，チューブ方式，フレーム方式のバンパでは、一般的に、車体フレームに直接接続されるため、バンパが車体フレームの一部を形成する。そのため、クラッシュ・ストロークが短い場合、衝突が発生してバンパが変形すると、車体フレーム自体も変形してしまい、部品交換のみで復元することが不可能になる。
【００１５】
また、軌道上を走行する車両のバンパを創案する際には、主に、誤操作等により、車両同士が正面衝突する場合を想定する。しかし、従来のメカニカルヒューズ方式，チューブ方式，フレーム方式のバンパは、車長方向に突出して形成されているか、車長方向に垂直に平らに形成されているため、車両同士が正面衝突したときに、一方の車両が他方の車両の上に乗り上げてしまい、バンパが適正に機能しなくなるおそれもある。
【００１６】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、車両の衝突時に、車体フレームに影響を与えないように高い衝突エネルギ吸収効率を有し、且つ、車長方向にコンパクトな車両の端部構造を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の車両の端部構造は、車両の前後方向の端部に車幅方向に延設されたバンパ支持部と、該バンパ支持部に支持され車幅方向に延在する中空状のバンパとをそなえ、該バンパの長手方向中間部が長手方向端部よりも車長方向外方に突出形成されるとともに、該バンパは、内部に該長手方向に延在し且つ該バンパの前後間に掛け渡された仕切り板部材が設けられて、車幅方向の略全長に渡って該バンパ支持部に支持されていることが好ましい（請求項１）。
【００１８】
さらに、該バンパと該バンパ支持部との間には、補助バンパとして機能する取付ブラケットが、車幅方向の一端から他端にかけて複数介装されていることが好ましい（請求項２）。
また、該バンパの前後方向壁部のうちの前端部分が部分的に薄肉に形成されていることが好ましい（請求項３）。なお、この場合には、該バンパを構成する前後方向壁部である上下壁部及び／又は該仕切り板部材を部分的に車両端部に行くにつれて肉厚が漸減した形状に形成することが考えられる。
【００１９】
また、該バンパの前壁部前面には、該バンパの長手方向に延びる溝が形成されていることが好ましい（請求項４）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図１０は本発明の一実施形態としての車両の端部構造を示すもので、図１はその全体構成図、図２（ａ），（ｂ）はそのバンパ及び取付ブラケットと車体フレームとの接続部を示す概略図、図３（ａ），（ｂ）は部分ラップと全面ラップを説明する模式図、図４（ａ），（ｂ）は図３に示すラップ量のバンパへの影響を説明する模式図、図５は図４に示す衝突時のラップ量別クラッシュ・ストロークと衝突荷重，吸収エネルギとの関係を示す図、図６は部分ラップ衝突時のバンパを有限要素法を用いて示す模式図、図７はそのバンパの断面図、図８はそのバンパの初期荷重低減策の有無によるエネルギ吸収効率の理論曲線を示すグラフ、図９はそのバンパを備えた車両同士が正面衝突した時のバンパの模式図、図１０はそのバンパの他の形状を示す断面図、図１１はその取付ブラケットの断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、本実施形態にかかる車両の端部構造は、車両の前後方向の端部に設けられたバンパ支持部６と、バンパ支持部６に取り付けられて車幅方向の略全長に渡って延在する取付ブラケット１と、車両の前後方向最端部において、取付ブラケット１を介してバンパ支持部１に支持されて車幅方向の略全長に渡って延在するバンパ２とから構成されている。
【００２２】
本実施形態では、バンパ支持部６は、車体フレームの前後方向端部をなすクロスメンバにより構成されている。
取付ブラケット１は前面支持プレート３と、後面支持プレート４と、バンパステイ５とから構成されている。前面支持プレート３は車長方向前方にそなえられ、中央部分３ａ，左側部分３ｂ，右側部分３ｃと車幅方向に渡って３つに分割されており、後面支持プレート４は車長方向後方にそなえられ、前面支持プレート３と同様に、中央部分４ａ，左側部分４ｂ，右側部分４ｃと車幅方向に渡って３つに分割されている。また、バンパステイ５は、これら支持プレート３，４の間に複数介装され、溶接などによって、前面支持プレート３と後面支持プレート４とともに一体に結合されている。
【００２３】
バンパ２は、取付ブラケット１の支持プレート３，４と同様に中央部分（長手方向中間部）２ａ，左側部分（左側端部）２ｂ，右側部分（右側端部）２ｃと長手方向に３分割されて、それぞれのバンパ部分２ａ，２ｂ，２ｃが溶接などによって一体に結合されている。そして、バンパ２は長手方向中間部（ここでは中央部分２ａ）が長手方向両端部（左側部分２ｂ及び右側部分２ｃ）よりも車長方向外方に突出形成されている。また、バンパ２は後面を取付ブラケット１、即ち、前面支持プレート３，複数のバンパステイ５及び後面支持プレート４を介して、バンパ支持部（クロスメンバ）６に略全面に渡って支持されている。
【００２４】
この形状により、車両がある物体（衝突物）と衝突した際には、その衝突物がバンパ２の長手方向に対して全面に渡って衝突（全面ラップ衝突）せずに、バンパ２の長手方向に対して部分的に衝突（部分ラップ衝突）するようになっている。例えば、軌道上を走行する車両等では、制御系の故障や操作ミス等によって車両同士が正面衝突する場合が考えられるが、このような場合においても、両車両のバンパが互いに部分的に衝突するようになっているのである。
【００２５】
また、本実施形態にかかる車両の端部構造は、図２（ａ）に示すように、取付ブラケット１の前面支持プレート３にバンパ２がボルトやナット等の接続部材によって固定されて構成されている。
そして、取付ブラケット１の後面支持プレート４が車体側のバンパ支持部６、即ち、車体フレームの前端下部の構成部材、具体的にはクロスメンバ６にボルトやナット等の接続部材によって直接連結されることによって、図２（ｂ）に示すように、取付ブラケット１は車体フレームの前端部に接続されている。ここで、このクロスメンバ６は、非常に剛性の高い鋼材で製造されており、衝突時に容易には塑性変形しないようになっている。また、取付ブラケット１も高い剛性が確保されている。
【００２６】
なお、本実施形態では、取付ブラケット１を介して、バンパ２をクロスメンバ６に固定しているが、取付ブラケット１を介さずにバンパ２をバンパ支持部（クロスメンバ）６に直接固定してもよい。また、取付ブラケット１に支持プレート３，４を設けずに、バンパステイ５のみを介してバンパ２を溶接などによりクロスメンバ６に固定してもよい。
【００２７】
なお、本実施形態では、バンパ２のバンパ支持部がクロスメンバによって構成されているが、車両の形状によっては、クロスメンバだけでなく、車体フレームの側端部をなすサイドメンバの車両の前後方向の端部も、バンパ支持部を構成するような場合もある。
このように、本実施形態にかかる車両の端部構造は、バンパ２の長手方向中間部を、長手方向両端部よりも車長方向外方に突出した形状とすることにより、衝突時に、バンパ２の長手方向に対して部分的に全面的に衝突（全面ラップ衝突）させるのではなく、部分的に衝突（部分ラップ衝突）させるようにしている。これとともに、バンパ２の後面が高剛性の取付ブラケット１を介してクロスメンバ６に略全面に渡って支持させている。
【００２８】
本実施形態にかかる車両の端部構造は、これらの構成によって、エネルギ吸収効率を高めることができ、より多くの衝突エネルギを吸収することができるようにしているのである。
ここで、部分ラップ衝突と全面ラップ衝突との違いを説明すると、図３（ａ），（ｂ）に示すように、部分ラップ衝突（図３（ａ））とは、バンパの衝突方向（長手方向）面の一部分に  衝突物７が衝突するものであり、全面ラップ衝突（図３（ｂ））とは、衝突方向（長手方向）の全面に渡って衝突物７が衝突するものである。
【００２９】
この衝突時の衝突ラップ量の違いにより、バンパの塑性変形状態に差異が発生するとともに、それに伴うクラッシュ・ストロークに対する衝突荷重及び吸収エネルギ量にも差異が発生する。これらの差異を、以下、図４〜図６を用いて説明する。
なお、図４〜図６におけるバンパの形状は、衝突時の衝突ラップ量の違いにより発生する差異を明確にするために、本実施形態にかかるバンパ２の形状とは異なる簡易的な「日」の字型形状のバンパ２００とする。このバンパ２００は、図３に示すように、上面壁２００ａ，下面壁２００ｂ，左側面壁２００ｃ，右側面壁２００ｄからなる閉断面形状の幅方向中央に、この閉断面を左右２等分するように仕切り板部材２００ｅが上面壁２００ａから下面壁２００ｂに渡って配設されている。
【００３０】
また、このバンパ２００は後面が支持面に全面に渡って支持されているので、本実施形態にかかるバンパ２が高剛性のクロスメンバ６に後面を略全面に渡って支持されているのと同様と見なし、バンパ支持部（クロスメンバ）６を省いて説明する。
このバンパ２００に衝突物７が衝突すると、図３（ａ）に示した部分ラップ衝突では、図４（ａ）に示すように、バンパの中央部の衝突物７が接触した部分（斜線部分）の左右側壁及び仕切り板部材が座屈して、バンパの中央部（接触部）のみが凹んだ形状となる。これに対して、図３（ｂ）に示した全面ラップ衝突では、図４（ｂ）に示すように、バンパの全面（斜線部分）に渡って、左右側壁及び仕切り板部材が座屈して、バンパ全体が座屈変形する。
【００３１】
このとき、それぞれのバンパのクラッシュ・ストロークに対する衝突荷重と吸収エネルギ量との理論曲線を図５に示す。全面ラップ衝突におけるクラッシュ・ストロークに対する衝突荷重は、理論曲線（破線）ｂ１０で示すように、クラッシュ・ストロークに対する衝突荷重が初期荷重も含めて小さく、吸収エネルギ量も理論曲線（破線）ｂ２０で示すように、小さいものになる。これに対して、部分ラップ衝突におけるクラッシュ・ストロークに対する衝突荷重は、理論曲線（実線）ａ１０で示すように、初期荷重も含めて全面ラップ衝突時よりも大きなものとなり、吸収エネルギ量も理論曲線（実線）ａ２０で示すように、全面ラップ衝突時と比較して倍以上になる。
【００３２】
また、全面ラップ衝突時には、吸収エネルギ量を示す理論曲線ｂ２０が略水平であり、始めにエネルギを吸収してからはあまりエネルギを吸収していないが、部分ラップ衝突時では、吸収エネルギ量を示す理論曲線ａ２０が右肩上がりに増加しており、クラッシュ・ストロークに応じて高効率にエネルギを吸収することができることを示している。
【００３３】
これらの差異は、全面ラップ衝突時のバンパの塑性変形と、部分ラップ衝突時のバンパの塑性変形との違いにより発生するものである。つまり、全面ラップ衝突では、バンパは座屈変形するだけであり、この座屈変形によるバンパの厚み方向（座屈方向，車両の上下方向）への歪エネルギによって衝突エネルギを吸収しているだけなのに対して、部分ラップ衝突では、座屈変形に加えて、座屈変形以外の塑性変形によっても衝突エネルギを吸収しているためである。
【００３４】
この部分ラップ衝突時における座屈変形以外の塑性変形とは、座屈変形しなかった部分やその境界において発生する、引っ張り力やせん断力等の３次元的な面内応力によって発生するものである。これらは、例えば図６に示すように、楕円の領域Ｘで示す箇所で発生した面外応力による座屈変形に伴って発生するものであり、このバンパの上面では、衝突部が下方に凹むことで発生する引っ張り力が、領域Ｙで示す箇所に発生する。また、バンパの側面では、座屈変形により領域Ｚで示す箇所にせん断力が発生する。これらの面内応力はその他の箇所やバンパ内部においても発生しており、衝突後、この面内応力の発生とこれによるバンパの塑性変形が、バンパの長手方向に広がって行くことによって、多くのエネルギが吸収され、高効率なエネルギ吸収が可能となる。
【００３５】
このため、本実施形態におけるバンパ２は、長手方向中間部２ａが車両方向外方に突出するような凸状に形成され、衝突時にどの角度から衝突物が衝突しても、バンパ２の長手方向に対して部分的に衝突（部分ラップ衝突）させることができ、且つ、バンパ２の後面は取付ブラケット１を介して高剛性のクロスメンバ６に全面に渡って支持されているため、衝突時には、単に座屈変形するだけでなく、衝突部が圧縮変形（座屈変形）を受けた後も、その変形する力、即ち、衝突エネルギがバンパ２の長手方向に広がって行き、座屈変形しない部分においても３次元的な面内応力が発生して、多くの衝突エネルギを高効率で吸収できるようになっているのである。
【００３６】
また、クロスメンバ６が高剛性であるため、バンパ２によって多くの衝突エネルギを吸収すると、衝突時にクロスメンバ６、即ち、車両自体の車体フレームが変形しない可能性が向上する。そのため、衝突後の修理においては、バンパ２及び取付ブラケット１のみを取り替え修理するだけでよく、部品交換のみで対応することが可能となり、修理を容易に、且つ、低コストで行なえるようになる。
【００３７】
なお、本実施形態において、製造上容易にこの構造とするために、取付ブラケット１の支持プレート３，４及びバンパ２を３分割し、中間部が両端部よりも車長方向外方に突出するように構成したが、これに限られるものではなく、バンパ２は３分割以上でも、分割なしで、例えば弧を描くような曲線状に形成されるなど、バンパ２の中間部が車両方向外方に突出するような凸状の形状をしていればよい。
【００３８】
ところで、本実施形態にかかる車両の端部構造のバンパ２は、図７に示すように、車幅方向に渡って延びると、これに離隔して設置された後面縦壁（後壁部）２２と、これら前面縦壁２１と後面縦壁２２との上下端部間に掛け渡された上面壁（前後方向壁部）２３と、下面壁（前後方向壁部）２４とによって断面が閉断面形状に形成され、この閉断面を区切るように、複数（ここでは３つ）の仕切り板部材２５（前後方向壁部）が前面縦壁２１と後面縦壁２２との間に掛け渡されて構成されている。
【００３９】
そして、上面壁２３及び下面壁２４の幅（厚み）は、車長方向端部、つまり、バンパ２の前端部分である前面縦壁２１近傍において、前面縦壁２１へ向けて漸減するように形成されている。また、上下面壁２３，２４の厚みが漸減している部分と連結した前面縦壁２１付近（前端部分）もこの厚さと同様の厚さになっている。また、仕切り板部材２５の幅（厚み）も同様に前面縦壁２１近傍において、前面縦壁２１へ向けて漸減するように形成されている。つまり、図７に示すように、上下面壁２３，２４及び仕切り板部材２５の厚みは、後面縦壁（後壁部）２２近傍での厚みｔ２より前面縦壁（前壁部）２１近傍での厚みｔ１の方が小さくなるように、前面縦壁（前壁部）２１近傍（つまり、車両端部）において、前面縦壁２１に行くほど、徐々に肉薄となるような形状をしている。そのため、衝突時に容易に座屈変形が発生するようになり、衝突後の最初の座屈が開始するまでの初期荷重、特にその極大値を低減することができるため、衝突エネルギ吸収が安定して、エネルギ吸収効率を向上させることができる。
【００４０】
この効果は、図８に示すような理論曲線であらわすことができ、これら上面壁（前後方向壁部）２３と下面壁（前後方向壁部）２４及び仕切り板部材２５（前後方向壁部）の幅（厚み）を車長方向に向けて漸減させる構成を有した初期荷重低減策ありの理論曲線αは、通常の理論曲線βと比較すると、初期荷重、特に最大座屈荷重（初期荷重の極大値）が小さくなり、また、通常の理論曲線βのように、座屈開始直後にエネルギ吸収効率が落ちることがなく、常に右肩上がりで効率の良いエネルギ吸収効率を実現することができることを示している。
【００４１】
なお、本実施形態では、前後方向壁部である上面壁２３，下面壁２４，仕切り板部材２５の全てにおいて、前面縦壁２１近傍において肉厚が前面縦壁２１へ向けて漸減するように形成したが、これに限られるものではなく、上面壁２３，下面壁２４，仕切り板部材２５のうちの一部を前面縦壁２１近傍において肉厚が前面縦壁２１へ向けて漸減するように形成してもよい。
また、このような漸減部分は、本実施形態のように、前面縦壁２１の近傍において部分的に設ける他、前後方向壁部２３，２４，２５の前後方向中間部から前面縦壁２１までにわたって、あるいは、前後方向壁部２３，２４，２５の前後方向全体にわたって設けてもよい。
また、本実施形態では、上面壁２３，下面壁２４，仕切り板部材２５の各後面縦壁２２近傍での厚みをいずれもｔ２、各前面縦壁２１近傍での厚みをいずれもｔ１と等しく設定しているが、これらは別々に設定してもよい。
【００４２】
また、図７に示すように、このバンパ２の前面縦壁２１には車幅方向に延びる溝２６が形成され、前面縦壁２１前面が凹状の形状をしている。そのため、衝突時には、この凹状の車長方向外方に突出した部分、つまり、溝２６以外の部分から座屈変形するようになっている。これにより、座屈が段階的に発生することになり、この構成によっても、衝突時に座屈が開始するまでの初期荷重を低減することができ、効率の良いエネルギ吸収を実現することができる。
【００４３】
なお、このバンパ２の凹状の形状は、仮に同じバンパ２を装備した車両同士が正面衝突し、互いに上下方向に移動するような場合には、図９に示すように、凹状部分が噛み合うことによって、どちらかの車両が他方の車両に乗り上げようとして働く上方向への力（図９中ブロック矢印）を抑制することができるため、車両の乗り上げが防止される効果もある。
【００４４】
なお、図１０に示すように、バンパ２の上下面壁２３，２４前方の前端部分である前面縦壁２１と連結している角部を角落し加工することによって、初期荷重を小さくし、エネルギ吸収効率を高めるようにしてもよい。このように、バンパ２の構造は図７に示したものに限られる物ではなく、断面のアスペクト比，部材の厚み，仕切り板部材の取り付け角度等、衝突条件に対応した剛性を実現できる形状に種々変化させてもよい。
【００４５】
ところで、本実施形態にかかる車両の端部構造の取付ブラケット１のバンパステイ５は、図１１に示すように、上壁３１と、下壁３２と、これら上下壁３１，３２の端部同士を繋ぐ左右の側壁３３，３４とから閉断面形状（セル形状）に形成され、この閉断面形状を４分割するように、仕切り板部材３５が上下壁３１，３２に渡って幅方向の中心に設けられ、仕切り板部材３６が左右側壁３３，３４に渡って高さ方向の中心に設けられて構成されている。
【００４６】
そして、このバンパステイ５は、図１に示した通り、パンパ２とクロスメンバ６との間に、バンパ２の長手方向に渡って複数介装されている。ここで、上述の通り、このバンパステイ５は高い剛性を確保され、バンパ２よりも高剛性とされているが、クロスメンバ６よりは若干低い剛性に確保されている。このため、衝突時に、バンパ２で吸収できなかった衝突エネルギが、バンパステイ５の塑性変形（主に座屈変形）によって吸収されるようになっている。つまり、取付ブラケット１を構成するバンパステイ５は補助的なバンパ、即ち、補助バンパとして働くようになっているのである。
【００４７】
そのため、衝突時にバンパ２によって全ての衝突エネルギを吸収できなかったとしても、バンパステイ５によって衝突エネルギ吸収が行なわれるため、クロスメンバ６、即ち、車両の車体フレームへの衝突エネルギ伝達量が十分減少され、車両自体の車体フレームの変形を防ぐことができる。このため、車両の端部近傍にそなえられた運転室及び客室をより安全に保護することができるようになる。
【００４８】
なお、本実施形態において、これら衝突エネルギの吸収を目的としたバンパ２及びバンパステイ５は、いずれもアルミの押し出し成形を用いて製造されている。押し出し成形により製造すると、押し出し型の形状設定により、設計どおりの形状や厚みを実現することが容易であり、取り付ける車両の特性や、衝突条件に対応したバンパ及び取り付けブラケットを容易に製造することができ、しかも安価に製造加工することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、アルミの押し出し成形によりバンパ２を製造しているが、バンパ２の材料はアルミ（一般には、アルミニウムを主体とするアルミ合金）に限定されることはなく、例えば、チタン（一般には、チタンを主体とするチタン合金）など他の材料を用いたり、押し出し成形以外に溶接により製造するなど種々の方法を用いて製造しうる。例えば、チタンを用いた場合、溶接によって製造することも容易である。
【００５０】
本発明の一実施形態としての車両の端部構造は、上述のように構成されているので、バンパ２の長手方向中間部２ａが長手方向端部２ｂ，２ｃよりも車長方向外方に突出するように構成されているため、衝突時にはバンパ２の長手方向に対して部分的に衝突を発生させることができる。また、バンパ２が取付ブラケット１を介して高剛性のクロスメンバ６に支持され、且つ、バンパ２の後面は取付ブラケット１のバンパステイ５によって全面に渡って保持されているため、バンパ２は衝突時には単に座屈変形するだけでなく、衝突部が圧縮変形（座屈変形）を受けた後も、その変形する力、即ち、衝突エネルギがバンパ２の長手方向に広がっていき、座屈しない部分においても３次元的な面内応力が発生して、多くのエネルギを高効率で吸収することができるようになる。
【００５１】
また、万が一衝突エネルギが大きく、バンパ２によって全ての衝突エネルギを吸収できなかった場合でも、取付ブラケット１のバンパステイ５が塑性変形（主に座屈変形）することによって、残りの衝突エネルギを吸収することができ、できるだけクロスメンバ６変形を阻止することができ、車両自体の車体フレームが変形せず、車両端部近傍に設けられた運転室や客室の安全性を向上させることができる。
【００５２】
また、バンパ２の上面壁（前後方向壁部）２３，下面壁（前後方向壁部）２４及び仕切り板部材（前後方向壁部）２５の幅（厚み）が、車長方向の前端部分（前面縦壁２１）近傍において、前面縦壁２１へ向けて漸減するように形成されているため、衝突時に容易に座屈変形が開始するようになり、衝突後に最初の座屈が開始するまでの初期荷重を低減することができるため、衝突エネルギ吸収が安定して、エネルギ吸収効率を向上させることができる。
【００５３】
なお、バンパ２の前面縦壁２１に車幅方向に延びる溝２６が形成され、車長方向外方に向けて凹状の形状をしているため、衝突時に、この凹状の車長方向外方に突出した部分から座屈変形が開始されるようになり、座屈が段階的に発生することによって、高効率に衝突エネルギを吸収することができる。
したがって、本実施形態の車両の端部構造によると、短いクラッシュ・ストロークで高い衝突エネルギ吸収が可能になり、車両のデザイン性を損なったり、理想の空気抵抗を実現する妨げとなるようなことがなくなる。
【００５４】
また、衝突時の塑性変形によって、部材が破断したり、割れによる構成物の飛散の危険性も解消することができる。
なお、このバンパ２の溝２６による凹状の形状は、仮に同じバンパ２を装備した車両同士が正面衝突した際に、凹状部分が噛み合うことによって、どちらかの車両が他方の車両に乗り上げようとして働く上方向への動きを抑制することができるため、車両の乗り上げを防止することができる。
【００５５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこの一実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、バンパ２や取付ブラケット１の形状はこれらに限られるものではなく、これらを図１２，図１３に示すように構成してもよい。つまり、取付ブランケット１が車両の前後方向端部に設けられたバンパ支持部６に取り付けられて車幅方向の略全長に渡って延在する点では、上記実施形態と同様であるが、車両の前後方向終端部において、この取付ブラケット１を介してバンパ支持部６に支持され車幅方向の略全長に渡って延在したバンパ２の構造が変更されている。すなわち、バンパ２の車幅方向任意の位置にて上面壁２３，下面壁２４，仕切り板部材２５の全てもしくは一部に穴を穿設して脆弱な部位を形成するのである。これにより、衝突エネルギの吸収量に影響を受けない範囲で、衝突後の最初の座屈が開始するまでの初期荷重の極大値、すなわち、衝突時の最大座屈荷重を低減させることができるようになる。なお、このときの上記穿設の大きさ，数量，位置等は目標とする最大座屈荷重に応じて任意に設定することができるものである。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の車両の端部構造によれば、車両の前後方向の端部に車幅方向に延設されたバンパ支持部と、該バンパ支持部に支持され車幅方向に延在する中空状のバンパとをそなえ、該バンパの長手方向中間部が長手方向端部よりも車長方向外方に突出形成されるとともに、該バンパは、内部に該長手方向に延在し且つ該バンパの前後間に掛け渡された仕切り板部材が設けられて、車幅方向の略全長に渡って該バンパ支持部に支持されているため、衝突時には、衝突物をバンパの長手方向に対して部分的に衝突させることができる。これとともに、バンパの後面が高剛性のバンパ支持部によって略全面に渡って支持されている。そのため、バンパは衝突時には単に座屈変形するだけでなく、衝突部が圧縮変形（座屈変形）を受けた後も、その変形する力、即ち、衝突エネルギがバンパの長手方向に広がっていき、座屈しない部分においても３次元的な面内応力が発生して、多くのエネルギを高効率で吸収することができるようになる。
【００５７】
また、請求項２記載の本発明の車両の端部構造によれば、該バンパと該バンパ支持部との間には、補助バンパとして機能する取付ブラケットが、車幅方向の一端から他端にかけて複数介装されているため、衝突時にバンパによって全ての衝突エネルギを吸収できなかったとしても、取付ブラケットによって衝突エネルギ吸収が行なわれるため、車両の車体フレームへの衝突エネルギ伝達が阻止され、車体自体の車体フレームの変形を防ぐことができる。このため、車両の端部近傍にそなえられた運転室及び客室の安全性を高めることができる。
【００５８】
また、請求項３記載の本発明の車両の端部構造によれば、該バンパの前後方向壁部のうちの前端部分が部分的に薄肉に形成されているため、衝突時に容易に座屈変形が開始するようになり、衝突後に最初の座屈が開始するまでの初期荷重を低減することができるため、衝突エネルギ吸収が安定して、エネルギ吸収効率を高めることができる。
【００５９】
また、請求項４記載の本発明の車両の端部構造によれば、該バンパの前壁部前面には、該バンパの長手方向に延びる溝が形成されているため、車長方向外方に向けて凹状の形状をしている。そのため、衝突時に、車長方向外方に突出した部分から座屈変形が開始されるようになり、座屈が段階的に発生することによって、高効率に衝突エネルギを吸収することができる。
【００６０】
また、この車長方向外方に向けた凹状の形状によって、仮に同じバンパを装備した車両同士が正面衝突した際に、凹状部分が噛み合うことによって、どちらかの車両が他方の車両に乗り上げようとして働く上方向への力を抑制することができ、車両の乗り上げを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての車両の端部構造の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態としての車両の端部構造にかかるバンパ及び取付ブラケットと車体フレームとの接続部を示す概略図であり、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその全体構成図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる衝突時のラップ量の違いを説明する模式図であり、（ａ）は部分ラップ、（ｂ）は全面ラップを示している。
【図４】本発明の一実施形態にかかる衝突時のラップ量の違いによるバンパへの影響を説明する模式図であり、（ａ）は部分ラップ、（ｂ）は全面ラップを示している。
【図５】本発明の一実施形態にかかる衝突時のラップ量別クラッシュ・ストロークと衝突荷重，吸収エネルギとの関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる部分ラップ衝突時のバンパを有限要素法を用いて示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態としての車両の端部構造にかかるバンパの断面図である。
【図８】本発明の一実施形態としての車両の端部構造にかかるバンパの初期荷重低減策の有無によるエネルギ吸収効率の理論曲線を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態としての車両の端部構造にかかるバンパを備えた車両同士が正面衝突した時のバンパの模式図である。
【図１０】本発明の一実施形態としての車両の端部構造にかかるバンパの他の形状を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態としての車両の端部構造にかかる取付ブラケットの断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態としての車両の端部構造にかかるバンパの他の形状を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態としての車両の端部構造の他の形状を示す全体構成図である。
【図１４】（ａ）は従来のメカニカルヒューズ方式のバンパを示す図、（ｂ），（ｃ）はこの従来のメカニカルヒューズ方式のバンパが衝突荷重を受けて座屈する状態を示す模式図である。
【図１５】従来のメカニカルヒューズ方式のバンパに関するエネルギ吸収効率の理論曲線を示す図である。
【符号の説明】
１  取付ブラケット（補助バンパ）
２  バンパ
２ａ  中央部分（長手方向中間部）
２ｂ  左側部分（長手方向両端部）
２ｃ  右側部分（長手方向両端部）
３  前面支持プレート
４  後面支持プレート
５  バンパステイ
６  クロスメンバ（バンパ支持部）
２１  前面縦壁（前壁部）
２２  後面縦壁（後壁部）
２３  上面壁（前後方向壁部）
２４  下面壁（前後方向壁部）
２５  仕切り板部材（前後方向壁部）
２６  溝
【図１】
2004210075.tif 000003
【図２】
2004210075.tif 000004
【図３】
2004210075.tif 000005
【図４】
2004210075.tif 000006
【図５】
2004210075.tif 000007
【図６】
2004210075.tif 000008
【図７】
2004210075.tif 000009
【図８】
2004210075.tif 000010
【図９】
2004210075.tif 000011
【図１０】
2004210075.tif 000012
【図１１】
2004210075.tif 000013
【図１２】
2004210075.tif 000014
【図１３】
2004210075.tif 000015
【図１４】
2004210075.tif 000016
【図１５】
2004210075.tif 000017