(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム中空形材からなるバンパーリインフォース本体部の両端に補強用のエンドプレートを設けたバンパーリインフォースにおいて、前記バンパーリインフォース本体部は衝突面となる前壁と車体側の後壁、及び前記前壁と後壁を連結する上下横壁を有するアルミニウム合金押出形材からなり、押出方向に略垂直な面内で切断された端面を有し、前記端面に前記前壁、後壁及び上下横壁の切断面が含まれ、前記エンドプレートはアルミニウム押出形材からなり、前記バンパーリインフォース本体部の前記端面に装着され、前記上横壁の上面に接合された上端リブと、前記下横壁の下面に接合された下端リブと、前記上端及び下端リブが接続するエンドプレート本体部からなり、前記エンドプレート本体部が前記バンパーリインフォース本体部の前記端面からその中空内部に挿入された内側突出部を有することを特徴とするバンパーリインフォース。
【請求項２】
前記エンドプレートにおいて、前記エンドプレート本体部が内向きに屈曲した部分を有し、該部分により前記内側突出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載されたバンパーリインフォース。
【請求項３】
前記エンドプレートの上下端リブの内面と、前記バンパーリインフォース本体部の上下横壁の外面とのクリアランスが、前記上下端リブの先端にいくほど小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載されたバンパーリインフォース。  
【請求項４】
前記バンパーリインフォース本体部の両端部が上下方向に潰し加工されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたバンパーリインフォース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空形材からなるバンパーリインフォース本体部の両端にエンドプレート（補強部材）を設けたバンパーリインフォースに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のコーナー衝突に際し、バンパーリインフォースの端部が変形して車体に接触し、車体が損傷するのを防止するため、バンパーリインフォースの両端部に補強部材（本発明のエンドプレートに相当）を設けることが検討されている。例えば特許文献１では、略Ｕ字状の補強部材を撓ませて、中空形材からなるバンパーリインフォースの両端内部に装入し、撓みの反力で固定し、必要に応じて湾曲部分の内側にボルトを通し脱落を防止することが記載されている。なお、衝突時の脱落を確実に防止するには、ボルト止めは必須と考えられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１３７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された補強部材は、バンパーリインフォースの両端内部に撓みの反力で固定することから、ある程度バンパーリインフォースの奥まで挿入する必要があり（コーナー衝突で最も変形しやすいのはバンパーリインフォース両端面付近であり、その奥は強化の必要性が小さいにも関わらず補強部材が入ることになる）、その分の重量アップが大きく、ボルトで脱落防止する場合はさらに重量アップする。
また、特許文献１に記載された補強部材は略Ｕ字状でバンパーリインフォースの両端内部に撓みの反力で固定するタイプであるから、バンパーリインフォースの両端開口部では上側及び下側が強化され、中央部が強化されない。しかし、想定されるコーナー衝突の打撃位置及びその衝撃荷重の大きさ等によって、特にバンパーリインフォースの上側寄りの位置、下側寄りの位置、あるいは中央部を中心に強化したい場合等があるが、この要請には応えられない。
【０００５】
本発明は、両端部を補強部材で補強した従来のバンパーリインフォースの上記問題点に鑑みてなされたもので、少ない重量アップでバンパーリインフォース本体部の両端面近傍を強化して、コーナー衝突性に優れた（コーナー衝突に対しバンパーリインフォース端部の断面変形を効果的に抑制し、車体が損傷するのを防止できる）バンパーリインフォースを提供することを主たる目的とし、さらに想定されるコーナー衝突の打撃位置及びその衝撃荷重の大きさ等に応じて、バンパーリインフォース本体部の任意の位置（上下方向位置）を重点的に補強できるようにすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、中空形材からなるバンパーリインフォース本体部の両端に補強部材（エンドプレート）を設けたバンパーリインフォースに関し、前記バンパーリインフォース本体部は衝突面となる前壁と車体側の後壁、及び前記前壁と後壁を連結する上下横壁を有するアルミニウム合金押出形材からなり、押出方向に略垂直な面内で切断された端面を有し、前記端面に前記前壁、後壁及び上下横壁の切断面が含まれ、前記エンドプレートはアルミニウム押出形材からなり、前記バンパーリインフォース本体部の前記端面に装着され、前記上横壁の上面に接合された上端リブと、前記下横壁の下面に接合された下端リブと、前記上端及び下端リブが接続するエンドプレート本体部からなり、前記エンドプレート本体部が前記バンパーリインフォース本体部の前記端面からその中空内部に挿入された内側突出部を有する。なお、本発明においてアルミニウムとは、アルミニウム合金を含む。
【０００７】
本発明の具体的な実施形態として、例えば、前記エンドプレート本体部は前記バンパーリインフォース本体部側に屈曲した部分を有し、該部分により前記内側突出部が形成されていること、前記エンドプレートの上下端リブの内面と、前記バンパーリインフォース本体部の上下横壁の外面とのクリアランスが、前記上下端リブの先端にいくほど小さくなるように設定されていること、前記バンパーリインフォース本体部の両端部が上下方向に潰し加工されていること、等が挙げられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、両端部をエンドプレートで補強したバンパーリインフォースにおいて、少ない重量アップで両端面近傍の任意の位置（高さ方向の位置）を強化し、コーナー衝突に際してのバンパーリインフォースの端部の断面変形を効果的に抑制して、車体が損傷するのを防止できる、コーナー衝突性に優れたバンパーリインフォースを提供することができる。また、想定されるコーナー衝突の打撃位置及びその衝撃荷重の大きさ等に応じて、バンパーリインフォース本体部の任意の位置（上下方向位置）を重点的に補強できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１〜図８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。
図１，２に示すバンパーリインフォース１は、バンパーリインフォース本体部２と両端面に装着したエンドプレート３からなる。
バンパーリインフォース本体部２は、前壁４、後壁５、前壁４と後壁５を連結する上横壁６と下横壁７からなる中空矩形断面を有するアルミニウム押出形材を、押出方向に略垂直な面内で所定長さに切断したもので、その両端部が車体側に所定角度曲げ成形されている。前壁４が衝突面となり、後壁５が車体側に位置する。
【００１０】
エンドプレート３は、互いに平行な上端リブ８と下端リブ９、及び両リブが略垂直に接続するエンドプレート本体部１１からなるソリッド断面を有するアルミニウム押出形材を、押出方向に略垂直な面内で所定長さに切断したものである。エンドプレート本体部１１はバンパーリインフォース本体部２の端面に当接し、上下高さ方向中間部に内向きに台形状に屈曲した部分、すなわち内側突出部１２を有し、この内側突出部１２がバンパーリインフォース本体部２の端面からその中空内部に挿入されている。
バンパーリインフォース本体部２の端面に装着されたエンドプレート３は、上端リブ８が上横壁６の上面に溶接接合され（溶接部ａ）、下端リブ９が下横壁７の下面に溶接接合されている（溶接部ｂ）。なお、エンドプレート３の幅（押出方向長さ）は、バンパーリインフォース本体部２の前後壁４，５の間隔より狭い。エンドプレート３は、コーナー衝突試験の試験速度（５ｋｍ／ｈ）で実質的に変形しない強度（材質、厚み）のものが選択される。
【００１１】
このバンパーリインフォース１に対してコーナー衝突があると、バンパーリインフォース本体部２の端面近傍が最も変形しやすいが、そこではエンドプレート３の上下端リブ８，９が上下横壁６，７に溶接接合され、かつ前壁４と後壁５の間にエンドプレート本体部１１の内側突出部１２が挿入されているので、衝突荷重によりエンドプレート３の幅までは断面が潰れ変形しても、上下端リブ８，９が荷重を受けて断面変形を抑制し、かつ内側突出部１２が断面の内側に挟まれることで、それ以上の断面変形が抑制される。なお、エンドプレート３の幅が大きいほどバンパーリインフォース本体部２の断面変形の許容量が小さく、断面変形が抑制され、エンドプレート３の幅が小さいほどバンパーリインフォース本体部２の断面変形によるエネルギー吸収量が大きくなる。これらの点を勘案してエンドプレート３の幅を適宜設定すればよい。エンドプレート３の幅をバンパーリインフォース本体部２の前後壁４，５の間隔にほぼ一致させ、バンパーリインフォース本体部２の端面近傍における断面変形が実質的に生じないようにすることも選択肢の１つである。
【００１２】
このエンドプレート３はコーナー衝突により最も変形しやすい端面近傍のみを強化するもので、上下端リブ８，９の長さは短くてよく（バンパーリインフォース本体部２の上下横壁６，７への溶接接合が可能であればよい）、内側突出部１２はバンパーリインフォース本体部２の奥の方まで挿入されていないから、従来技術のような余分な重量アップはなく、少ない重量アップでバンパーリインフォース１のコーナー衝突性を向上させることができる。内側突出部１２の挿入深さＷ（図２（ｂ）参照）が小さいほど、少ない重量アップでバンパーリインフォース本体部２の端面近傍の強化ができるが、実験の結果、挿入深さＷはバンパーリインフォース本体部２の前壁４の板厚以上であることが、断面変形の抑制という意味で望ましい。
なお、このエンドプレート３は、エンドプレート本体部１１の内側に屈曲した部分（背面側が窪んでいる）が内側突出部１２となっていて、この部分の板厚を大きくしていないから、この点でも重量アップが少ない。
【００１３】
以下、図３〜図８を参照して、本発明に係るバンパーリインフォースの他の例を説明する。図３〜図８において、図２と実質的に同じ部位には同じ番号を付与している。
図２に示す例では、バンパーリインフォース本体部２の端面に装着したエンドプレート３は、上端リブ８を上横壁４に溶接接合し、下端リブ９を下横壁５に溶接接合したが、図３に示すように、溶接接合に代えて、ＦＳＷ接合（摩擦攪拌接合）等、他の接合方法を用いることもできる。図３において１３は回転ツールである。この場合、上端リブ８及び下端リブ９の長さ（押出方向に垂直な長さ）は、図２に示す溶接の場合より長めにしておくことが望ましい。
【００１４】
図１に示す例では、エンドプレート３の幅は上端リブ８から下端リブ９までの全長にわたり同一としたが、図４に示すように、上端リブ８及び下端リブ９とエンドプレート本体部１１とで異なっていてもよい。上端リブ８及び下端リブ９の幅を大きくすることにより、接合長さを稼ぐことができるので、バンパーリインフォース本体部２の断面変形の許容量と断面変形によるエネルギー吸収量を勘案して、エンドプレート本体部１１（特に内側突出部１２）の幅を狭く設定する場合などに有効である。この場合でも、上下端リブ８，９の幅がバンパーレインフォース本体部２の幅を越えてはならない。
【００１５】
図５（ａ）〜（ｃ）にエンドプレート３の他の形態を示す。
図５（ａ）のエンドプレート３は、エンドプレート本体部１１が平面的な板であり、高さ方向の中央付近にリブ（内側突出部１２）が形成されている。この形態では、より少ない重量アップで、バンパーリインフォース本体部２の端面近傍の主として高さ方向の中央付近を強化することができる。なお、リブ（内側突出部１２）の設置位置や設置数は、先に述べたように、想定されるコーナー衝突の打撃位置及びその衝撃荷重の大きさ等に応じて、任意に選択することができる。
【００１６】
図５（ｂ）のエンドプレート３は、上下端リブ８，９の内面が内向きに傾斜し、上下端リブ８，９同士の間隔が先端にいくほど狭くなっていて、上下端リブ８，９の内面と、バンパーリインフォース本体部２の上下横壁６，７の外面とのクリアランスが、上下端リブ８，９の先端にいくほど小さくなるように設定されている。このため、エンドプレート３をバンパーリインフォース本体部２の端面に装着したとき、上下端リブ８，９の先端において、上下横壁６，７の外面との間の隙間が図１に示すエンドプレートに比べて小さいか（図１に示すエンドプレートの場合、押出公差によっては上下端リブ８，９と上下横壁６，７の間に隙間ができやすい）、又はこの隙間がなくなる利点がある。
さらに、エンドプレート３の上下端リブ８，９の先端同士の間隔を、バンパーリインフォース本体部２の上下横壁６，７の間隔より若干小さく設定した場合、このエンドプレート３をバンパーリインフォース本体部２の端面に装着すると（このときエンドプレート３を弾性変形させ、上下端リブ８，９間の間隔を広げて装着する）、上下端リブ８，９の先端において、上下端リブ８，９と上下横壁６，７が確実に接触する（隙間がない）ようになる。
このように、上下端リブ８，９の先端において上下端リブ８，９と上下横壁６，７の隙間を小さくし又はなくすることで、隙間が広がっている場合に比べエンドプレート３の接合がより安定強化される。
【００１７】
図５（ｃ）のエンドプレート３は、上下端リブ８，９の形態は図５（ｂ）のものと同じである。そのほか、エンドプレート本体部１１に内側突出部１２が２つ形成され、バンパーリインフォース本体部２の端面近傍の上下位置を強化している。このエンドプレート３は、図２のエンドプレートよりやや重量アップするが、バンパーリインフォース本体部２の端面近傍の断面変形をより広い範囲で安定して抑制できる。
【００１８】
図６（ａ）〜（ｃ）に、バンパーリインフォース本体部２とエンドプレート３の他の形態を示す。バンパーリインフォース本体部２は、いずれも上横壁６と下横壁７の中間に中横壁１４を有し、日型断面を有している。
図６（ａ）のエンドプレート３は、エンドプレート本体部１１が上横壁６、下横壁７及び中横壁１４に当接し、エンドプレート本体部１１に２つのリブ（内側突出部１２）を有し、各内側突出部１２は上横壁６と中横壁１４の中央付近、及び中横壁１４と下横壁７の中央付近にそれぞれ配置されている。
図６（ｂ）のエンドプレート３は、図５（ｃ）に示すものと同様であるが、エンドプレート本体部１１が中横壁１４にも当接している。
図６（ｃ）のエンドプレート３は、エンドプレート本体部１１が上横壁６、下横壁７及び中横壁１４に当接し、エンドプレート本体部１１にリブ（内側突出部１２）を１つ有し、この内側突出部１２は中横壁１４と下横壁７の中央付近に配置されている。
【００１９】
図７（ａ），（ｂ）に、バンパーリインフォース本体部２とエンドプレート３の他の形態を示す。バンパーリインフォース本体部２はいずれも上下方向（上から下に）潰し加工され、上横壁６が端面に向かって下向きに傾斜している。なお、この潰し加工は端部補強の効果があり、エンドプレート３を装着することで、一層その効果が高まる。
図７（ａ）では、エンドプレート３は、上端リブ８がバンパーリインフォース本体部２の上横壁６と同様に傾斜し、エンドプレート本体部１１にはバンパーリインフォース本体部２の端面の高さ方向の中央付近にリブ（内側突出部１２）が形成されている。
【００２０】
図７（ｂ）ではエンドプレート３の上端リブ８がエンドプレート本体部１１に対し略垂直で、上下端リブ８，９の間隔はリブ全長にわたりほぼ同一である。すなわち、このエンドプレート３は、上下端リブ８，９の内面と、バンパーリインフォース本体部２の上下横壁６，７の外面とのクリアランスが、上下端リブ８，９の先端にいくほど小さくなるように設定されている。これにより、図７（ｂ）に示すように、エンドプレート３をバンパーリインフォース本体部２の端面に装着したとき、図５（ｂ）のケースと同様に、上下端リブ８，９の先端において、上下端リブ８，９と上下横壁６，７の隙間を小さくし又はなくすることができる。
【００２１】
図８は本発明に係るバンパーリインフォースと比較例を対比して、コーナー衝突に対するそれぞれの性能の違いを説明するための模式図である。
比較例１はエンドプレートを装着していないケースであり、衝突荷重（バンパーリインフォース本体部２の下方部分に打撃が負荷されると想定）が掛かったとき、バンパーリインフォース本体部２にそのまま衝突荷重が掛かり、断面変形が大きい。
比較例２はエンドプレート３を装着しているが、エンドプレート３に内側突出部が形成されていないケースであり、衝突荷重を上下端リブ８，９の溶接部で受け、バンパーリインフォース本体部２の下方部分に偏倚した衝突荷重によりエンドプレート３が回転し、溶接部に割れが発生する。溶接部に割れが発生すると、バンパーリインフォース本体部２の断面変形を抑制する機能が急低下したり、エンドプレート３が脱落する危険がある。
【００２２】
一方、実施例１は、内側突出部１２が形成された本発明のエンドプレート３を装着したもので、衝突荷重を上下端リブ８，９の溶接部と内側突出部１２で受ける。衝突荷重はバンパーリインフォース本体部２の下方部分に偏倚しているが、内側突出部１２がバンパーリインフォース本体部２の断面に挟まれてエンドプレート３は回転しない。このため、バンパーリインフォース本体部２の断面変形が抑制され、溶接部に割れが発生するのも防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るバンパーリインフォースの平面図である。
【図２】本発明に係るバンパーリインフォースにおいてエンドプレートの装着状態を示す斜視図（ａ）及び断面図である。
【図３】本発明に係るバンパーリインフォースにおいてエンドプレートの装着方法（ＦＳＷ接合）を説明する断面図である。
【図４】本発明に係る別のエンドプレートの斜視図である。
【図５】本発明に係る別のバンパーリインフォースにおいてエンドプレートの装着状態を示す断面図（左）及び右側面図（右）である。
【図６】本発明に係る別のバンパーリインフォースにおいてエンドプレートの装着状態を示す断面図（左）及び右側面図（右）である。
【図７】本発明に係る別のバンパーリインフォースにおいてエンドプレートの装着状態を示す断面図である。
【図８】発明に係るバンパーリインフォースと比較例を対比して、コーナー衝突に対するそれぞれの性能の違いを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  バンパーリインフォース
２  バンパーリインフォース本体部
３  エンドプレート
４  前壁
５  後壁
６  上横壁
７  下横壁
８  上端リブ
９  下端リブ
１１  エンドプレート本体部
１２  内側突出部
１３  回転ツール
１４  中横壁
【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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【図８】
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