(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体のバンパーの後部に設けられるバンパー補強部材であって、
正面板部と、前記正面板部の上端部及び下端部の内のいずれか一方の端部である一方端部に角部を介して車体側に折り曲げ形成された角部形成板部と、前記正面板部の上端部及び下端部の内の前記一方端部と反対側の端部である他方端部に車体側に折り曲げ形成された第１縦板部と、前記第１縦板部の前記他方端部と反対側の端部である他端部に前記正面壁側に折り曲げ形成された第２縦板部とを備え、
前記第２縦板部の前記第１板部側端部と反対側の端部である他端部が前記角部の内面に固着されることなく対向配置され、前記正面板部が車体側に凹状に変形した際に第２縦板部の他端部が前記角部の内面で支持されるように第１縦板部および第２縦板部が正面板部に対してそれぞれ７５°〜４５°となるように鋭角状に配置された、耐圧壊性に優れたバンパー補強部材。
【請求項２】
車体のバンパーの後部に設けられるバンパー補強部材であって、
正面板部と、前記正面板部の上端部及び下端部の内のいずれか一方の端部である一方端部に角部を介して車体側に折り曲げ形成された角部形成板部と、前記正面板部の上端部及び下端部の内の前記一方端部と反対側の端部である他方端部に車体側に折り曲げ形成された第１縦板部と、前記第１縦板部の前記他方端部と反対側の端部である他端部に前記正面板部に平行に折り曲げ形成された背面板部と、前記背面板部の前記第１縦板部と反対側の端部である他端部に前記正面壁側に折り曲げ形成された第２縦板部とを備え、
前記第２縦板部の前記背面板部側端部と反対側の端部である他端部が前記角部の内面に固着されることなく対向配置され、前記正面板部が車体側に凹状に変形した際に第２縦板部の他端部が前記角部の内面で支持されるように第１縦板部および第２縦板部が正面板部に対してそれぞれ７５°〜４５°となるように鋭角状に配置された、耐圧壊性に優れたバンパー補強部材。
【請求項３】
前記正面板部、角部形成板部、第１縦板部および第２縦板部は一枚の板材が折り曲げられて形成された、請求項１または２に記載した耐圧壊性に優れたバンパー補強部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば自動車車体などのバンパー後部に設けられるバンパー補強部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車車体には、衝突時における車体の前部あるいは後部の破壊を避けるために、車体の前端部あるいは後端部に設けられたバンパーの後部にはバンパー補強部材が設けられている。例えば、車体の前部においては、図１０の自動車前部フレームの平面概略図に示すように、本体フレームに突設された一対のサイドメンバ５４，５４の前端部にバンパー補強部材５１が設けられている。正面衝突の際には障害物が矢印Ｃの方向（衝突方向）からバンパー補強部材５１の正面にぶつかり、その際生じた衝撃荷重をサイドメンバ５４，５４とともに吸収、担持する。なお、一対のサイドメンバ５４，５４の間にはエンジン５５が設置され、その外側にはタイヤ５６，５６が配置される。
【０００３】
前記バンパー補強部材５１は、通常、高強度鋼板で形成されており、例えば、図１１に示すように、Ｃ形断面の部材５１Ａや、また図１２に示すように開口端同士を突き合わせ溶接した溶接部５５を有する長方形断面の部材５１Ｂが使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記Ｃ形断面のバンパー補強部材５１Ａは、構造が簡単でコストも安いが、衝突時の変形中に正面板部５２の上下両端部から車体側に延設された縦板部５３，５３が外側に開いてしまい、部材の縦幅（車体長さ方向の幅）が減少してしまうため、圧壊の際に衝撃荷重に対する耐変形性が低下してしまうという問題がある。この問題に対する対策としては、板厚を増やしたり、隔壁を設けるなどが考えられるが、いずれにしても重量が増加する。近年、地球環境の保護を目的として自動車の燃費向上が求められ、これに伴って車体軽量化が求められているので、重量が増加するような対策は問題がある。
【０００５】
一方、溶接によって箱形に形成したバンパー補強部材５１Ｂでは、圧壊中に縦板部５３，５３が外側に開くような問題はなく、耐圧壊性には優れているが、閉断面構造にするために溶接が必要になり、製作工程が増えてコスト高を招来するという問題がある。
【０００６】
なお、近年、バンパー補強部材をアルミ押し出し材によって形成する試みがなされている。アルミ押し出しによれば、様々な断面構造の部材を容易に製作することができるが、製造設備、材料費が高いという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、溶接を行うことなく、従来と同等の重量の下で耐圧壊性に優れたバンパー補強部材を提供することを目的とする。この目的は下記の発明によって達成される。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のバンパー補強部材は、車体のバンパーの後部に設けられるバンパー補強部材であって、正面板部と、前記正面板部の上端部及び下端部の内のいずれか一方の端部である一方端部に角部を介して車体側に折り曲げ形成された角部形成板部と、前記正面板部の上端部及び下端部の内の前記一方端部と反対側の端部である他方端部に車体側に折り曲げ形成された第１縦板部と、前記第１縦板部の前記他方端部と反対側の端部である他端部に前記正面壁側に折り曲げ形成された第２縦板部とを備え、前記第２縦板部の前記第１板部側端部と反対側の端部である他端部が前記角部の内面に固着されることなく対向配置され、前記正面板部が車体側に凹状に変形した際に第２縦板部の他端部が前記角部の内面で支持されるように第１縦板部および第２縦板部が正面板部に対してそれぞれ７５°〜４５°となるように鋭角状に配置されたものである。
また、前記第１縦板部の前記他方端部と反対側の端部である他端部に前記正面板部に平行に折り曲げ形成された背面板部を設け、この背面板部の前記第１縦板部と反対側の端部である他端部に第２縦板部を前記正面壁側に折り曲げ形成してもよい。この場合、前記第２縦板部の前記背面板部側端部と反対側の端部である他端部が前記角部の内面に固着されることなく対向配置され、前記第１縦板部および第２縦板部が正面板部に対してそれぞれ７５°〜４５°となるように鋭角状に配置される。
【０００９】
この発明によると、バンパー補強部材の正面中央部に障害物が衝突すると、正面板部は車体側に凹状に曲げ変形しようとするが、この際、第２縦板部の他端部が角部内面に押し上げられるように変形しようとするものの、この他端部が角部内面で支持されるため、第２縦板部の他端部が角部内面に溶接等によって固着されていないにもかかわらず、正面板部の変形を第１縦板部、第２縦板部とで阻止することができる。曲げ変形が進み、第１縦板部、第２縦板部が車体側に押し潰されるような変形が生じても、第２縦板部の他端部は角部内面によって支持され続けるため、第１縦板部、第２縦板部が変形に対抗して突っ張り、正面からの荷重を担持することができるので、耐圧壊性に優れる。
【００１０】
また、この発明の部材には、溶接等による固着部がないので、一枚の板材を折り曲げ加工することよって形成することができ、製造が容易であり、また高強度鋼板のような成形が困難な材料でも素材として用いることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。図１は、実施形態にかかるバンパー補強部材１の横断面を示しており、１枚の鋼板が折り曲げられて図例の断面形状に形成されている。この部材１は、障害物の衝突方向Ｃに対向する側に正面板部２が形成され、その上端部に第１角部９を介して角部形成板部３が車体側に折り曲げ延設され、角部形成板部３の前記第１角部９と反対側の端部である他端部には下方に折り曲げ形成された折り曲げ片１０が設けられている。
【００１２】
一方、正面板部２の下端部には、正面板部２と角度θ１をなして第１縦板部４が車体側に斜めに折り曲げられて形成され、この第１縦板部４の前記下端部と反対側の端部である他端部には背面板部５が正面板部２に平行になるように折り曲げられて形成されている。背面板部５の前記第１縦板部４と反対側の端部である他端郡には、第２縦板部６が正面板部２と角度θ２をなすように折り曲げ形成され、その第２縦板部６の前記背面板部側端部と反対側の端部である他端部が第１角部９の内面に対向するように配置されている。また、第２縦板部６の他端部には第２角部７を介して折り曲げ片８が正面板部２の内面に沿って形成されている。なお、第２縦板部６の他端部（第２角部７の先端部でもある。）は、第１角部９に内面に当接してもよく、隙間を介して対向状態とされてもよい。
【００１３】
前記第１縦板部４と正面板部２とのなす角度θ１は、θ１が鋭角をなすように、好ましくはθ１が７５〜４５°程度、より好ましくは７０〜５０°程度になるように配置するのがよい。θ１が過度に大きいと、バンパー補強部材１に障害物が当たって、部材１が車体側へ曲げ変形して圧壊する際に、第１縦板部４が外側（図例では下方）へ開くおそれがある。第１縦板部４が下方へ開くと、第２縦板部６の他端部（第２角部７の先端部でもある。）が第１角部９の内面側に押し上げないようになり、従って他端部が第１角部９の内面によって支持されないようになるため、断面形状の保形効果が失われ、耐圧壊性が有効に発現せず、低下するようになる。一方、θ１が過度に小さいと、第１縦板部４が正面板部２側に倒れた状態になり、圧壊時の荷重を第１縦板部４が有効に担持することができないようになり、耐圧壊性が低下する。一方、第２縦板部６と正面板部２とのなす角度θ２は、θ２が鋭角をなすように、好ましくはθ２が７５〜４５°程度、より好ましくは７０〜５０°程度になるように配置するのがよい。θ２が過度に小さいと、第２縦板部６が正面板部２側に倒れた状態になり、圧壊時の荷重を第２縦板部６が有効に担持することができないようになり、耐圧壊性が低下する。耐圧壊性の観点からは、第１縦板部４および第２縦板都６には衝撃荷重が均等にかかるようにすることが好ましく、θ１とθ２とを同等程度にするのがよい。
【００１４】
上記実施形態では、第２縦板部６の他端部に第２角部７を介して折り曲げ片８を形成するようにしたが、図２に示すように、第２角部７、折り曲げ片８は必ずしも必要ではなく、第２縦板部６の他端部が第１角部９の内面に対向するようにしてもよい。
【００１５】
また、上記実施形態では、第２縦板部６を第１縦板部４の他端部に折り曲げ形成した背面板部５を介して連成するようにしたが、図３に示すように、第１縦板部４の他端部に第２縦板部６を直接折り曲げ連成するようにしてもよい。
【００１６】
また、上記実施形態では、折り曲げ片１０を有する角部形成板部３を第１縦板部の上端部から車体側に長く延設したが、図４に示すように、角部形成板部３Ａは第１角郡９が形成されればよく、その長さは短いものでもよい。また、図例のように、正面板部２側に傾斜するように折り曲げ形成してもよい。
【００１７】
また、図５に示すように、正面板部２Ａの上部に段部１１を曲げ形成し、その段部１１の上端部に第１角部９を介して角部形成板部３Ａを曲げ形成し、この角部形成板部３Ａの他端部に正面板部２Ａと面一に補助板部１２を曲げ形成し、その上端部に折り曲げ片１４を備えた上板部１３を車体側に曲げ形成するようにしてもよい。この部材１においても、衝撃荷重は正面板部２Ａ、第１縦板部４、背面部５および第２縦板部６で担持される。
【００１８】
また、上記実施形態では、第１角部９、角部形成板部３を正面板部２の上端部に、第１縦板部４を下端部に形成するようにしたが、第１縦板部を正面板部２の上端側に、第１角部９、角部形成板部３を下端側に形成してもよい。
【００１９】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定的に解釈されるものではない。
【００２０】
【実施例】
板厚１．４mm、降伏強度（ＹＳ）７４０Ｎ／mm2 、引張強度（ＴＳ）１０２０Ｎ／mm2 の高強度鋼板を曲げ加工して、図１（実施例）、図１１（従来例）の断面形状を有し、長さが１１００mmのバンパー補強部材を製作した。部材重量は実施例が３．９４kg、比較例は３．９０kgであった。部材の寸法は下記のとおりである。
【００２１】
・実施例
Ｗ＝９０mm、Ｌ＝６０mm、Ｗｌ＝１０mm、θ１＝θ２＝６０°
・従来例
Ｗ＝１０５mm、Ｌ＝６０mm、Ｗｌ＝５０、Ｗ２＝５０mm
このバンパー補強都材を用いて曲げ試験を行い、荷重変位曲線を求めた。曲げ試験は、図６に示すように、正面板部を上側としてバンパー補強部材１０１の中心をスパンの中心として１０００mmスパンで単純支持し、部材の中心を加圧部材（幅３００mm、下端部Ｒ５０mm）１０２によって押圧し、その際生じた変位（たわみ）と加えた荷重との関係を測定することによって実施された。
【００２２】
測定結果を図７に示す。また、部材の変形状態の一例として、変位が６０mmにおける変形状態を図８（実施例）、図９（従来例）に示す。同図は、上記曲げ試験の際の部材各部の変形をコンピュータ解析によって求めたものであり、部材中心部で横断した半部を示す。図中、Ａは変形後、Ｂは変形前の状態を示す。
【００２３】
図７より、実施例、従来例は重量がほぼ等しいにもかかわらず、実施例は従来例よりも最高荷重が高く、また最高荷重到達後の荷重低下の度合も小さく、耐圧壊性に優れていることがわかる。また、変形状態は、従来例では図９に示すように外側に開いているが、実施例では図８に示すように第１縦板部４が外側に開くことはなく、第２縦板部６の他端部が第１角部９の内面に押し当てられていることがわかる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のバンパー補強部材によれば、従来と同等の重量の下で耐圧壊性を向上させることができ、また溶接による固着部分がなく、高価な押し出し機等の成形設備も不要であるので、生産性、経済性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかるバンパー補強部材の横断面図である。
【図２】  第２縦板部の他端部が直接第１角部内面に対向配置された変形例を示すバンパー補強部材の横断面図である。
【図３】  第１縦板部の他端部に第２縦板部を直接折り曲げ形成した変形例を示すバンパー補強部材の横断面図である。
【図４】  角部形成板部を短く形成した変形例を示すバンパー補強部材の横断面図である。
【図５】  正面板部の端部に段部を設けたバンパー補強部材の横断面図である。
【図６】  バンパー補強部材の曲げ試験要領を示す説明図である。
【図７】  実施例における曲げ試験結果を示す荷重と変位との関係を示すグラフである。
【図８】  実施例のバンパー補強部材の変形状態説明図である。
【図９】  従来例のバンパー補強部材の変形状態説明図である。
【図１０】  車体前部フレームの平面配置概略説明図である。
【図１１】  従来のバンパー補強部材の横断面図である。
【図１２】  従来の他のバンパー補強部材の横断面図である。
【符号の説明】
１    バンパー補強部材
２，２Ａ  正面板部
３，３Ａ  角部形成板部
４  第１縦板部
６  第２縦板部
９  第１角部（角部）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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