JP2002012103A - バンパステイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】衝突時において多くの衝突エネルギを安定して
確実に吸収するバンパステイを提供する。 【解決手段】アルミニウム合金の押出形材からなり且つ
中空部１２を有し、その押出方向と車体の前後方向とが
直交するようにバンパ１とフレーム６との間に配置され
ると共に、上記中空部２を形成し且つ車体の前後方向に
沿った側壁１４，１５を、上記バンパ１寄りを薄肉とし
且つフレーム６寄りを厚肉の厚肉部１６とする、バンパ
ステイ１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車体の
前後に配置され、衝突時のエネルギを効率良く吸収する
バンパステイに関する。尚、本明細書においては、バン
パの強度部材であるバンパリィンフォースメントを単に
バンパと称するものとする。また、フレームとは、サイ
ドフレーム等のバンパステイを介してバンパが取り付け
られる車体側構造体を指称するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５(Ａ)に示すように、バンパステイ８
０は、自動車のフロント７０におけるバンパ７２とフレ
ーム７６との間に配置され、バンパ７２における表皮７
４に覆われたバンパリィンフォースメント７５と、フレ
ーム７６のフランジ７８との間に、図示しないボルト等
により固定されている。従来のバンパステイ８０は、図
５(Ｂ)に示すように、アルミニウム合金の押出形材をそ
の押出方向と直交し所定の幅に切断したものであり、バ
ンパ７２寄りの幅の狭い衝撃吸収段８１と、フレーム７
６寄りの幅広の衝撃吸収段８２とからなる。衝撃吸収段
８１は、断面長方形の中空部８４を内設する矩形片８３
であり、衝撃吸収段８２は、一対の長片８５，８７と短
片８６，８６とからなる長方形断面を有し、一対の仕切
壁８８により内部に三つの中空部８９ｂ，８９ａ，８９
ｂを形成している。

【０００３】上記バンパステイ８０は、図５(Ｂ)に示す
ように、衝撃吸収段８１，８２間の長片８５に対する、
上記一対の仕切壁８８と衝撃吸収段８１の短片８３ａと
の各接続位置間の距離を、長片８５の厚みの３倍以上に
設定している。これにより、バンパステイ８０は、衝突
時において、短片８３ａ、仕切壁８８、及び短片８６に
おける座屈変形の開始時期がずれながら圧壊するため、
荷重の大幅な変動及びその低下を生じることなく、大量
の衝突エネルギを吸収するものである(特開平８−５８
４９９号公報参照)。

【０００４】また、図５(Ｃ)に示すバンパステイ９０
も、アルミニウム合金の押出形材をその押出方向と直交
し所定の幅に切断したものであり、外矩形部９２の中空
部９３におけるフレーム側の長片９６寄りに、中空部９
５を内設する内矩形部９４を併設すると共に、上記長片
９６の両側にフランジ９８を対称に張り出している。上
記バンパステイ９０は、図５(Ｃ)に示すように、衝突時
において、先ず外矩形部９２の左側から右向きに圧縮変
形して、衝突初期の衝突エネルギを吸収すると共に、続
いて内矩形部９４が残った外矩形部９２と共に長片９６
寄りに圧縮変形して、２回目の衝突エネルギを吸収す
る。係る２段階にわたる変形を生じることにより、バン
パステイ９０は、衝突時に生じるエネルギをより多く吸
収しようとするものである(特開平７−２７７１１２号
公報参照)。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、前記バンパス
テイ８０では、その複雑な断面形状にも拘わらず、衝突
時にて図５(Ｂ)中の矢印で示す右向きの力が短片８３ａ
に作用すると、中空部８９ｂを形成する長片８５の端部
８５ａは、図５(Ｂ)中の破線のように変形し且つ短片８
３ａも変形する。このため、短片８３ａと長片８５の端
部８５ａとの交叉部には過大な曲げ応力が発生し、短片
８３ａと端部８５ａとの交叉部が破断したり、短片８３
ａ自体が座屈変形する。この結果、衝突エネルギを十分
吸収することなく、バンパ７２寄りの衝撃吸収段８１が
潰れる。また、フレーム７６寄りの衝撃吸収段８２は、
これまでの変形により、容易に座屈あるいは横倒れ変形
を生じ易くなっている。従って、以上のようなバンパス
テイ８０では、衝突時のエネルギを十分に吸収できな
い、という問題点があった。

【０００６】一方、前記バンパステイ９０では、図５
(Ｃ)中の矢印のように、外矩形部９２の短片９２ａに右
向きの力が加わると、外矩形部９２の短片９２ａは、フ
レーム側の長片９６よりも立ち上がる長さが長いため、
外矩形部９２自体が横倒れ変形するか、容易に座屈して
してしまう。このため、衝突時の第１段階におけるエネ
ルギの吸収が非常に小さくなる。また、外矩形部９２の
横倒れ変形が進行すると、上記短片９２ａと内矩形部９
４の短片９４ａとが接触するため、内矩形部９４の横倒
れ変形を誘発する。この結果、衝突時の第１段階及び第
２段階において、それぞれ横倒れ変形を生じる。従っ
て、バンパステイ９０では吸収できるエネルギが少な
い、という問題点を有していた。また、外矩形部９２の
短片９２ａに座屈が生じた場合でも、首尾良く係る短片
９２ａが外側に変形する場合以外は、上記と同様に第２
段階におけるエネルギ吸収量が少なくなる、という問題
がある。本発明は、以上において説明した従来の技術に
おける問題点を解決し、衝突時において多くの衝突エネ
ルギを安定して確実に吸収するバンパステイを提供する
こと、を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、アルミニウム合金の押出形材を活用し、
且つバンパ寄りとフレーム寄りとで上記形材の断面にお
ける厚みを変化させる等に着目することにより、成され
たものである。即ち、請求項１のバンパステイは、アル
ミニウム合金の押出形材からなり且つ単数または複数の
中空部を有し、その押出方向と車体の前後方向とが直交
するようにバンパとフレームとの間に配置されると共
に、上記中空部を形成し且つ車体の前後方向に沿った側
壁または側壁および仕切壁を、上記バンパ寄りを薄肉と
し且つフレーム寄りを厚肉とする、ことを特徴とする。

【０００８】これによれば、側壁や仕切壁におけるバン
パ寄りを薄肉とし且つフレーム寄りを厚肉とすることに
より、衝突時において、先に薄肉のバンパ寄りを座屈変
形させ、この際に第１段階として衝突エネルギを吸収し
た後、厚肉のフレーム寄りを座屈変形させて、第２段階
として衝突エネルギを吸収することができる。従って、
係るバンパステイにより、衝突時のエネルギを２段階に
して吸収することができる。即ち、第１段階では薄肉部
の座屈荷重以上を伝えず、第２段階では厚肉部の座屈荷
重以上の荷重をフレームに衝撃荷重として伝えずに、衝
突エネルギを吸収することができる。しかも、確実に２
段階で衝突エネルギを吸収するため、乗員の安全を図る
ことが可能となり、更に小さな衝突時ではバンパステイ
のみ、またはバンパとバンパステイの交換のみによって
修理することが可能となる。尚、第２段階で吸収可能な
エネルギ以上の重度の衝突エネルギを吸収しきれないこ
とは、当然である。

【０００９】また、請求項２のバンパステイは、前記中
空部内に車体の前後方向と略直交する仕切壁が形成さ
れ、これによりバンパ寄りとフレーム寄りとに分けられ
る車体の前後方向に略沿った側壁または側壁および仕切
壁は、車体の前後方向においてバンパ寄りを薄肉とし且
つフレーム寄りを厚肉とする、ことを特徴とする。これ
によれば、バンパステイのバンパ寄りを衝突時の当初に
第１段階として確実に変形させ、これで吸収できない程
度の衝突の際には、第２段階としてフレーム寄りの部分
に大きなエネルギを吸収させつつこれを変形させ、衝突
エネルギを効率良く確実に吸収可能となる。

【００１０】更に、請求項３のバンパステイは、アルミ
ニウム合金の押出形材からなり且つ単数または複数の中
空部を有し、その押出方向と車体の前後方向とが直交す
るようにバンパとフレームとの間に配置されると共に、
上記中空部内に車体の前後方向と略直交する仕切壁が形
成され、これよりバンパ寄りとフレーム寄りとに分けら
れる車体の前後方向に略沿った側壁または側壁および仕
切壁は、車体の前後方向においてバンパ寄りの長さがフ
レーム寄りよりも長い、ことを特徴とする。これによれ
ば、バンパステイにおけるバンパ寄りの側壁ないし仕切
壁の長さを長くしたことにより、フレーム寄りに比べて
座屈強度が小さくなるため、衝突時の当初にバンパ寄り
の部分を第１段階として確実に変形させる。この変形で
吸収できない程度の衝突の際には、第２段階としてフレ
ーム寄りの部分を大きなエネルギを吸収させつつ変形さ
せることにより、衝突エネルギを効率良く確実に吸収可
能となる。

【００１１】また、請求項４のバンパステイは、アルミ
ニウム合金の押出形材からなり且つ少なくとも車体の前
後方向に沿って複数の中空部を有し、その押出方向と車
体の前後方向とが直交するようにバンパとフレームとの
間に配置され、上記バンパ寄りの中空部を形成する側壁
または側壁および仕切壁を、車体の前後方向と平行とす
ると共に、上記フレーム寄りの中空部を形成する少なく
とも一部の側壁又は仕切壁を、そのフレーム寄りの位置
を車体の中央側に向け傾斜させている、ことを特徴とす
る。

【００１２】これによれば、バンパの左右両側でバンパ
ステイが固定されているため、バンパステイは衝突時の
最初にバンパ寄りの部分が第１段階として変形し、衝突
エネルギを吸収する。その際、バンパは車体の幅方向に
おける中央部が若干変形し、これに伴ってバンパステイ
のバンパ寄りが車体幅方向の中央側に引き寄せられる。
そこで、上記のようにフレーム寄りの側壁や仕切壁を、
そのフレーム側の位置を車体の中央側に向けて傾斜させ
ておくことにより、フレーム寄りの側壁や仕切壁は車体
の前後方向に沿うように変形させる。これにより、フレ
ーム寄りの強度の大きな側壁や仕切壁の変形時における
強度が低下せず、第２段階の変形がフレーム寄り側壁等
の変形として生じ、第１段階よりも大きな衝突エネルギ
を吸収する。従って、係るバンパステイにより衝突時に
おける衝突エネルギを効率良く確実に吸収できるので、
乗員の安全を図ることが可能となる。

【００１３】更に、請求項５のバンパステイは、前記押
出形材における押出方向の一端面または両端面におい
て、フレーム寄りの位置に蓋板が固定されている、こと
を特徴とする。これによれば、前記バンパステイと相ま
って、衝突時における最初の荷重は、一端面または両端
面における蓋板のないバンパ寄りに作用してこれを一層
確実に座屈変形させ、第１段階として衝突エネルギを吸
収する。引き続き、一端面または両端面に蓋板を有する
フレーム寄りを座屈変形させて、第２段階として第１段
階よりも大きな衝突エネルギを吸収することができる。

【００１４】これはバンパステイのフレーム寄りに蓋板
を固定することにより、その部分の座屈強度が大きくな
るためである。従って、係るバンパステイにより、衝突
時における衝突エネルギを一層効率良く確実に吸収する
ことが可能となる。また、蓋板の板厚や材質の変更によ
り、座屈強度を変化させることも容易である。尚、前記
押出形材の中空部内にビスホールを一体に付設し、係る
ビスホールにねじ又はボルトを螺入又は貫通することに
より、上記蓋板を容易に固定することができる。勿論、
蓋板は、溶接にて形材の一端面又は両端面に固定しても
良い。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面と共に説明する。図１，図２は、本発明の
バンパステイ１０〜２０ａに関する。図１(Ａ)は、バン
パ１の両端部とフレーム６，６との間に、本発明による
第一の一形態のバンパステイ１０，１０を配置した状態
を示す。バンパ１は、外側に表皮３を有するバンパリィ
ンフォースメント２を含み、後者の両端部４，４の後側
面５，５にバンパステイ１０，１０が配置される。ま
た、フレーム６は、角形断面の中空部７を内設し、且つ
先端にフランジ８を有する。バンパステイ１０は、図１
(Ｂ)に示すように、バンパ１のリィンフォースメント２
に図示しないボルト等により固定されると共に、フレー
ム６のフランジ８に対しても、ボルト・ナット９により
固定される。この結果、バンパステイ１０は、その押出
方向を車体の前後方向と直交して、バンパ１とフレーム
６との間に固定される。

【００１６】バンパステイ１０は、アルミニウム合金
(ＪＩＳ:Ａ６０６３，Ａ６Ｎ０１，Ａ６０６１等をＴ５
ないしＴ６に調質したもの)の押出形材をその押出方向
と直交して所定の幅で切断したもので、図１(Ｂ)に示す
ように、略台形の本体１１と中空部１２とを、図示で奥
行き方向に所定の長さで有する。図１(Ｂ)に示すよう
に、本体１１は、バンパ１側のカーブ片１３、フレーム
６側の端片１７、およびこれらの左右を接続し且つ車体
の前後方向に沿った一対の側壁１４，１５を一体に有
し、側壁１４，１５の中空部１２内には、フレーム６寄
りに厚肉部１６が一体に付設されている。尚、端片１７
の両側には、フランジ１８，１８が左右対称に延在し、
これらを貫通するボルト・ナット９，９により、バンパ
ステイ１０をフレーム６のフランジ８に固定している。

【００１７】バンパ１に他の車両等が衝突すると、図１
(Ｂ)において、衝突に伴う最初の荷重は、バンパリィン
フォースメント２を経て、バンパステイ１０に伝わり且
つこれを介してフレーム６に伝達される。この際、第１
段階としてバンパステイ１０のカーブ片１３および側壁
１４，１５におけるバンパ寄りの薄肉部は、比較的低い
座屈荷重で座屈変形する。このため、衝突によりバンパ
ステイ１０のバンパ寄りに生じる衝撃荷重は、上記座屈
荷重まではフレーム６に伝わり第１次のピーク荷重が発
生する。しかし、当該座屈荷重以上は、衝突エネルギが
上記座屈変形によって吸収されるので、フレーム６には
伝わらない。

【００１８】また、大きな衝突の場合には、バンパ寄り
の薄肉部の座屈変形の終了後、更に衝突エネルギが継続
して加わる。これより生じる衝撃荷重は、第２段階とし
てバンパステイ１０のフレーム寄りの厚肉部１６を介し
てフレーム６に伝達される。この際、上記フレーム寄り
の厚肉部１６は、比較的大きな座屈荷重により座屈変形
する。これより、第１段階よりも大きな衝撃荷重がフレ
ーム６に加わり第２次のピーク荷重が発生するが、厚肉
部１６の座屈変形により多くのエネルギが吸収されるた
め、フレーム６に生じる衝撃力を低減することができ
る。以上のような２段階の座屈変形を確実に生じさせる
バンパステイ１０を用いることにより、衝突エネルギを
大量に効率良く吸収することができ、乗員の安全を図り
得る。

【００１９】図１(Ｃ)はバンパステイ１０の応用形態の
バンパステイ１０′の断面を示す。バンパステイ１０′
は、図１(Ｃ)に示すように、本体１１のバンパ１側のカ
ーブ片１３、フレーム６側の端片１７、これらの左右を
接続する一対の側壁１４，１５、及び一対の中空部１２
ａ，１２ｂを形成する仕切壁１９を一体に有する。側壁
１４，１５のフレーム６寄りには厚肉部１６が、上記仕
切壁１９のフレーム６寄りには厚肉部１９ａが一体に付
設されている。仕切壁１９も車体の前後方向に沿ってお
り、端片１７の左右両側には、フランジ１８，１８が延
在している。

【００２０】係るバンパステイ１０′においても、前記
と同様に衝突に伴う最初の荷重は、側壁１４，１５のバ
ンパ寄りの薄肉部と仕切壁１９のバンパ寄りの薄肉部に
伝達され、これらが容易に座屈変形して、第１次ピーク
荷重が発生し且つ衝突エネルギが吸収される。引き続く
荷重は、側壁１４，１５と仕切壁１９の厚肉部１６，１
９ａに加わり、これらが座屈変形する過程で、第２次ピ
ーク荷重が発生し且つ衝突エネルギが吸収される。従っ
て、厚肉部１９ａを有する仕切壁１９を更に内設したバ
ンパステイ１０′によっても、前記同様に衝突エネルギ
を効率良く吸収可能となる。しかも、仕切壁１９により
中空部１２ａ，１２ｂが形成されるため、衝突エネルギ
の吸収量を一層増加でき、且つ座屈変形を確実にコント
ロールすることが可能となる。

【００２１】図２(Ａ)は、異なる形態のバンパステイ２
０の断面を示す。バンパステイ２０は、図２(Ａ)に示す
ように、略台形の本体２１と中空部２２ａ〜２２ｄとを
図示で奥行き方向に所定の長さで有する。本体２１は、
バンパ１側の斜め片２３、フレーム６側の端片２８、こ
れらの左右を接続し且つ自動車の前後方向に沿った一対
の側壁２４，２４、車体の前後方向に沿った仕切壁２
５，２６、及び車体の前後方向と直交し且つ仕切壁２
５，２６間で交差する仕切壁２７を一体に有する。係る
仕切壁２５，２６，２７により、中空部２２ａ〜２２ｄ
が形成される。また、フレーム寄りの仕切壁２６は、バ
ンパ寄りの仕切壁２５よりも厚肉とされている。尚、端
片２８の両側には、フランジ２９，２９が左右対称に延
在し、これらを貫通する前記ボルト・ナット９，９によ
り、バンパステイ２０を前記フレーム６のフランジ８に
固定可能としている。

【００２２】前記バンパ１に他の車両等が衝突すると、
図２(Ａ)において、衝突に伴う最初の荷重は、バンパス
テイ２０の斜め片２３、側壁２４，２４のバンパ寄り、
および仕切壁２５に伝達され、薄肉のこれらが比較的低
い荷重で座屈変形する。この第１段階において、上記座
屈荷重までは前記フレーム６に伝わり第１次ピーク荷重
が発生するが、座屈変形により衝突エネルギが吸収され
るため、座屈荷重以上はフレーム６に伝わらない。大き
な衝突の場合、引き続いて伝わる衝撃荷重は、第２段階
として側壁２４，２４のフレーム寄りと厚肉の仕切壁２
６とに加わるため、この仕切壁２６が比較的大きな座屈
荷重で座屈変形する。係る第２段階では、第１段階より
も大きな衝撃荷重がフレーム６に加わり、上記厚肉の仕
切壁２６の座屈発生荷重までの大きな衝撃荷重がフレー
ム６に発生する。しかし、上記仕切壁２６の座屈変形に
より多くのエネルギが吸収されるため、フレーム６に伝
わる衝撃力は、これ以上増加しない。係る２段階の座屈
変形を確実に生じさせるバンパステイ２０を用いること
によっても、衝突時のエネルギを大量に効率良く吸収す
ることができ、乗員の安全を図り得る。

【００２３】図２(Ｂ)はバンパステイ２０の応用形態の
バンパステイ２０′の断面を示す。バンパステイ２０′
は、図２(Ｂ)に示すように、その本体２１を構成するバ
ンパ１側の斜め片２３、フレーム６側の端片２８、これ
らの左右を接続し且つ車体の前後方向に沿った一対の側
壁２４，２４、車体の前後方向に沿って連続する仕切壁
２５，２６、及び車体の前後方向と直交する仕切壁２７
を一体に有する。係る仕切壁２５，２６，２７により、
中空部２２ａ〜２２ｄが形成されている。また、側壁２
４，２４におけるフレーム寄りの部分は、バンパ寄りの
部分も厚肉の厚肉部２４ａ，２４ａとされ、且つフレー
ム寄りの仕切壁２６も、バンパ寄りの仕切壁２５よりも
厚肉とされている。係るバンパステイ２０′によって
も、前記バンパステイ２０と同様に衝突に伴うエネルギ
を効率良く吸収できることは明らかである。

【００２４】図２(Ｃ)はバンパステイ２０，２０′の変
形形態のバンパステイ２０″の断面を示す。バンパステ
イ２０″は、図２(Ｃ)に示すように、その本体２１を構
成するバンパ１側の斜め片２３、フレーム６側の端片２
８、これらの左右を接続し且つ車体の前後方向に沿った
左右一対の側壁２４，２４ａ、車体の前後方向に沿った
仕切壁２５，２６ａ、及び車体の前後方向と直交する仕
切壁２７を一体に有する。仕切壁２５，２６ａ，２７に
より、中空部２２ａ〜２２ｄが形成される。また、バン
パ寄りの側壁２４と仕切壁２５は、フレーム寄りの側壁
２４ａや仕切壁２６ａよりも車体の前後方向の長さが長
くなっている。係る側壁２４，仕切壁２５と側壁２４
ａ，仕切壁２６ａとの長さの差により、前記同様の２段
階にわたる変形が可能となる。以上のバンパステイ２
０″(請求項３に相当)によっても、前記バンパステイ２
０，２０′と同様に衝突エネルギを効率良く吸収でき
る。

【００２５】図２(Ｄ)はバンパステイ２０，２０′の異
なる変形形態のバンパステイ２０ａの断面を示す。バン
パステイ２０ａは、図２(Ｄ)に示すように、その本体２
１を構成するバンパ１側の斜め片２３、フレーム６側の
端片２８、これらの左右を接続し且つ車体の前後方向に
沿った一対の側壁２４，２４、車体の前後方向に沿った
仕切壁２５，２６ｂ、及び車体の前後方向と直交する仕
切壁２７を一体に有する。仕切壁２５，２６ｂ，２７に
より、中空部２２ａ〜２２ｄが形成されている。また、
各側壁２４のフレーム寄りには、中空部２２ｃ，２２ｄ
内で断面がテーパ状となる厚肉部２４ｂを有し、仕切壁
２６におけるフレーム寄りの部分も断面の両側がテーパ
状となった厚肉部２６ｂとされている。係るバンパステ
イ２０ａによっても、前記バンパステイ２０と同様に衝
突に伴うエネルギを効率良く吸収できることは明らかで
ある。

【００２６】図３は、更に異なる形態のバンパステイ３
０，３０′，４０に関する。図３(Ａ)に示すバンパステ
イ３０は、アルミニウム合金の押出形材をその押出方向
と直交して所定の幅で切断されたものであり、図示のよ
うに、略台形の本体３１と中空部３２ａ〜３２ｄとを図
示で奥行き方向に所定の長さで有する。図３(Ａ)に示す
ように、本体３１は、前記バンパ１側の斜め片３３、フ
レーム６側の端片３８、および車体の前後方向に沿った
左右一対の側壁３４，３４ａを含む。フレーム寄りの側
壁３４ａは、バンパ寄りの側壁３４よりも厚肉である。
本体３１内には、車体の前後方向に沿った仕切壁３５、
この仕切壁３５のフレーム寄りに位置し且つ端片３８側
が車体の中央寄りに傾斜する仕切壁３５よりも厚肉の仕
切壁３６、および車体の前後方向と直交する仕切壁３７
が一体に形成されている。端片３８の両側には、フラン
ジ３９，３９が対称に延在し、これらを貫通する前記ボ
ルト・ナット９，９により、バンパステイ３０を前記フ
レーム６のフランジ８に固定可能としている。

【００２７】前記バンパ１の車幅方向の中間部に他の車
両等が衝突すると、図３(Ａ)において、衝突に伴う最初
の荷重Ｐは、前記バンパリィンフォースメント２を経
て、バンパステイ３０の斜め片３３に作用する。更に、
バンパ１自体の撓みにより、バンパステイ３０の斜め片
３３における車体の中央寄りの端部に、バンパ１寄りの
各側壁３４および仕切壁３５を、図３(Ａ)中の矢印方向
(車体の中央寄り)に引っ張る荷重Ｑが発生する。このた
め、傾斜した仕切壁３６は車体の前後方向に沿うように
変形する。この結果、前記バンパ１寄りの各側壁３４と
仕切壁３５は、上記矢印に沿って車体の中央寄りに倒れ
込むように変形する。

【００２８】係る第１段階において、衝突荷重によって
バンパ１寄りの薄肉の側壁３４、仕切壁３５が先ず座屈
変形することにより、衝突エネルギが吸収される。引き
続く第２段階の始めにおいて、車体幅(水平)方向の荷重
Ｑも増大し、傾斜した仕切壁３６は車体の前後方向に沿
った向きに変形される。この状態で、側壁３４ａは傾斜
するが、仕切壁３６は車体の前後方向に沿っているた
め、その変形は座屈により発生し、その座屈強度も増大
する。第２段階で加わる荷重Ｐが増大すると、フレーム
寄りの厚肉の側壁３４ａおよび仕切壁３６に比較的大き
な荷重が加わる。上記荷重Ｐが座屈限界に達すると、第
２段階としての座屈が始まり大きな衝突エネルギが吸収
される。以上のように、仕切壁３６は車体の前後方向に
沿っているため、これと側壁３４ａが大きな荷重で座屈
変形する過程において、多くの衝突エネルギが吸収され
る。以上のような２段階の変形を確実に生じさせるバン
パステイ３０を用いることにより、衝突エネルギを大量
に効率良く吸収することができ、乗員の安全を図ること
が可能となる。

【００２９】図３(Ｂ)はバンパステイ３０の応用形態の
バンパステイ３０′の断面を示す。バンパステイ３０′
は、図３(Ｂ)に示すように、本体３１の前記バンパ１側
の斜め片３３、フレーム６側の端片３８、および左右一
対の側壁３４，３４ａを含む。フレーム寄りの側壁３４
ａは、バンパ寄りの側壁３４よりも厚肉である。上記本
体３１内には、車体の前後方向に沿った前記バンパ１寄
りの一対の平行な仕切壁３５，３５、これらのフレーム
６寄りに位置し且つ車体の中央寄りに傾斜する一対の仕
切壁３６，３６、および車体の前後方向と直交する仕切
壁３７が一体に形成されている。前記フレーム６寄りの
仕切壁３６は、バンパ１寄りの仕切壁３５よりも厚肉で
ある。以上の仕切壁３５，３６，３７によって、６個の
中空部３２ａ〜３２ｆが形成される。また、端片３８の
両側には、フランジ３９，３９が左右対称に延在してい
る。

【００３０】以上のバンパステイ３０′においても、前
記と同様に衝突に伴ないバンパステイ３０′に加わる力
により、図３(Ｂ)に示すように、傾斜した一対の仕切壁
３６は、車体の前後方向に沿うよう変形する。係る第１
段階では前記と同様に衝突エネルギが吸収される。引き
続く第２段階では、前記フレーム６寄りの厚肉の側壁３
４ａと仕切壁３６は確実に座屈変形され、更に座屈限界
荷重も大きくなるため、これらが座屈変形する過程で多
くの衝突エネルギが吸収される。従って、傾斜する一対
の厚肉の仕切壁３６を内設したバンパステイ３０′によ
っても、前記同様に衝突に伴うエネルギを効率良く吸収
可能となる。

【００３１】図３(Ｃ)は、バンパステイ３０の変形形態
のバンパステイ４０の断面を示す。バンパステイ４０
は、図３(Ｃ)に示すように、本体４２における前記バン
パ１側の斜め片４３、フレーム６側の端片４８、左側の
側壁４４，４５、および右側の側壁４６，４７を含む。
左側の側壁４４，４５は、車体の前後方向に沿ってお
り、且つフレーム６寄りの側壁４５が厚肉とされてい
る。また、右側にてバンパ１寄りの側壁４６は車体の前
後方向と平行で、フレーム６寄りの側壁４７は側壁４６
よりも厚肉で且つフレーム６側の端部を車体の中央寄り
に傾斜させている。

【００３２】上記本体４２内には、図３(Ｃ)に示すよう
に、車体の前後方向に沿った前記バンパ１寄りの仕切壁
５０、この仕切壁５０のフレーム６寄りに位置し且つ車
体の中央寄りに傾斜する厚肉の仕切壁５２、車体の前後
方向と直交する左側の仕切壁５４、および仕切壁５４の
右側に位置し且つバンパ１寄りに傾斜する仕切壁５６が
一体に形成されている。仕切壁５２はフレーム６寄りの
側壁４７と同様に傾斜している。これらの仕切壁５０，
５２，５４，５６により、４つの中空部５８ａ〜５８ｄ
が形成されている。また、端片５８の両側には、フラン
ジ５９，５９が左右対称に延在している。係るバンパス
テイ４０によっても、前記バンパステイ３０と同様に衝
突に伴うエネルギを効率良く吸収することが可能であ
る。

【００３３】図４(Ａ)は、後述するバンパステイ６０に
用いられるアルミニウム合金の押出形材６１の端面を示
す。この形材６１は、略台形の本体６２と中空部６２ａ
とを図示で奥行き方向に所定の長さで有する。図４(Ａ)
に示すように、形材６１の本体６２は、前記バンパ１側
の斜め片６３、フレーム６側の端片６５、およびこれら
の左右を接続し且つ車体の前後方向に沿った一対の側壁
６４，６４を一体に有する。各側壁６４のフレーム寄り
は、バンパ寄りよりも厚肉の厚肉部６４ａとされてい
る。また、中空部６２ａ内には、各側壁６４の中間と端
片６５の両端部に断面略Ｃ字形のビスホール６７，６８
が一体に付設されている。更に、端片６５の両側には、
フランジ６６，６６が左右対称に延在している。尚、上
記ビスホール６７，６８は、断面が丸いパイプ形の中空
タイプとしても良い。

【００３４】図４(Ｂ)，(Ｃ)は、上記形材６１を用いた
バンパステイ６０の斜視図および垂直断面図を示す。バ
ンパステイ６０は、図４(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、形材
６１の中空部６２ａの両端面におけるフレーム寄りであ
り且つ各厚肉部６４ａを覆う位置に、蓋板６９，６９が
対称に固定されている。蓋板６９，６９は、これらを貫
通したセルフタッピングねじＮを、形材６１の各ビスホ
ール６７，６８内にねじ切りさせつつねじ込むことによ
り、形材６１に固定される。以上のように、蓋板６９，
６９を中空部６２ａの両端面における前記フレーム６寄
りの位置に固定することにより、各厚肉部６４ａと相ま
って、形材６１を含むバンパステイ６０におけるフレー
ム６寄りの部分の剛性を、前記バンパ１寄りの部分より
も一層確実に向上させ、フレーム６寄りの部分の座屈限
界荷重を大きくすることができる。尚、蓋板６９の形状
を替えることにより、座屈荷重の変更も可能である。ま
た、蓋板６９は形材６１の中空部６２ａの一方の端面の
みに固定しても良い。

【００３５】バンパステイ６０に他の車両等が衝突する
と、図４(Ｂ)，(Ｃ)において、衝突に伴う最初の荷重
は、前記バンパリィンフォースメント２を経て、バンパ
ステイ６０に伝わり、前記フレーム６に加わる。バンパ
ステイ６０に加わる荷重が一定以上になると、第１段階
として、各側壁６４のバンパ寄りで且つ蓋板６９に覆わ
れていない部分が、比較的低い荷重で座屈変形する。係
る第１段階では、上記座屈変形により衝突エネルギが吸
収される。引き続く第２段階では、バンパステイ６０に
加わる荷重が更に増大すると、各側壁６４において蓋板
６９に覆われたフレーム６寄りの各厚肉部６４ａを含む
部分の座屈限界荷重を越え、これらが座屈変形する過程
において、多くの衝突エネルギが吸収される。以上のよ
うな２段階の座屈変形を確実に生じさせるバンパステイ
６０を用いることにより、衝突時のエネルギを大量に効
率良く吸収することができ、乗員の安全を図ることが可
能となる。

【００３６】図４(Ｄ)は、上記形材６１の応用形態の押
出形材６１ａの端面を示す。この形材６１ａは、図４
(Ｄ)に示すように、略台形の本体６２と中空部６２ａと
を図示で奥行き方向に所定の長さで有する。その本体６
２は、前記バンパ１側の斜め片６３、フレーム６側の端
片６５、およびこれらの左右を接続し且つ車体の前後方
向に沿った一対の側壁６４，６４を一体に有する。ま
た、中空部６２ａ内には、これを左右に仕切る仕切壁６
２ｂ，６２ｃが車体の前後方向に沿って形成され、前記
フレーム６寄りの仕切壁６２ｃは、バンパ１寄りの仕切
壁６２ｂよりも厚肉とされている。更に、各側壁６４の
中間と端片６５の両端部に断面略Ｃ字形のビスホール６
７，６８が一体に付設されている。尚、上記端片６５の
両側には、フランジ６６，６６が左右対称に延在してい
る。

【００３７】係る形材６１ａの中空部６２ａの両端面に
おける前記フレーム６寄りの位置に、前記蓋板６９，６
９を対称に固定することによっても、当該フレーム６寄
りの部分における座屈限界荷重を増大させたバンパステ
イ(６０)を得ることができる。尚、蓋板６９は、中空部
６２ａの一方の端面にのみ固定しても良い。また、蓋板
６９は、形材６１，６１ａの両端面または一端面に直か
に溶接付けして固定することも可能である。この場合、
押出形材６１，６１ａのビスホール６７，６８を省略し
ても良い。

【００３８】本発明は、以上において説明した各形態に
限定されるものではない。例えば、前記図１，２で示し
たバンパステイ１０〜２０ａや、図３で示したバンパス
テイ３０，４０において、内設する中空部の数は任意で
あり、且つ内部の仕切壁も各形態の趣旨に応じて任意に
設定することが可能である。また、前記バンパステイ１
０〜２０ａやバンパステイ３０，４０において、こけら
の中空部の両端面または一端面に、一対の蓋板６９を対
称に固定しても良い。この場合、蓋板６９は、フレーム
６寄りの位置を覆うようにして固定される。係る固定に
際して、バンパステイ１０等を形成する押出形材に、前
記ビスホール６７，６８を予め一体に付設しておくと、
固定作業を容易に行うことができる。尚、本発明のバン
パステイは、リアバンパ側にも適用できると共に、各種
の自動車のバンパに限らず、例えば鉄道車両の前後端に
おけるスカートの支持用として用いることも可能であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上にて説明した本発明によるバンパス
テイ(請求項１)によれば、側壁や仕切壁におけるバンパ
寄りを薄肉とし且つフレーム寄りを厚肉とすることによ
り、衝突時において先に薄肉のバンパ寄りを座屈変形さ
せ、第１段階の衝突エネルギを吸収した後、厚肉のフレ
ーム寄りを座屈変形させ、第２段階において更に多くの
衝突エネルギを吸収することができる。従って、衝突時
のエネルギを効率良く確実に吸収することができるた
め、乗員の安全を図ることが可能となる。また、請求項
３のバンパステイによれば、バンパステイにおけるバン
パ寄りの側壁ないし仕切壁を長くしたことにより、フレ
ーム寄りに比べて座屈強度が小さくなるため、衝突時の
当初にバンパ寄りの部分を第１段階として確実に変形さ
せる。係る変形で吸収できない程度の衝突の場合には、
第２段階としてフレーム寄りの部分を大きなエネルギを
吸収させつつ変形させることにより、衝突エネルギを効
率良く確実に吸収可能となるので、乗員の安全を図るこ
とが可能となる。

【００４０】更に、請求項４のバンパステイによれば、
衝突時における最初の荷重により、バンパステイのフレ
ーム寄りの側壁や仕切壁を、車体の中央側に向けて倒れ
込む塑性変形を確実に誘発して、第１段階の衝突エネル
ギを吸収した後、フレーム寄りの側壁や傾斜した仕切壁
等が座屈変形させ、第２段階において更に多くの衝突エ
ネルギを吸収することができる。従って、衝突時のエネ
ルギを効率良く確実に吸収することができるので、乗員
の安全を図ることが可能となる。加えて、請求項５のバ
ンパステイによれば、衝突時における最初の荷重を、端
面に蓋板のないバンパ寄りに座屈変形を確実に誘発させ
て、第１段階の衝突エネルギを吸収した後、端面に蓋板
が固定されたフレーム寄りを座屈変形させ、第２段階に
おいて更に多くの衝突エネルギを吸収することができ
る。従って、衝突時のエネルギを効率良く一層確実に吸
収できるため、乗員の安全を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(Ａ)はバンパとフレームの間に、本発明による
一形態のバンパステイを配置した状態を示す斜視図、
(Ｂ)は(Ａ)に示したバンパステイの断面とその付近を示
す平面図、(Ｃ)はその応用形態のバンパステイを示す断
面図。

【図２】(Ａ)〜(Ｄ)は図１で示したバンパステイの応用
形態のバンパステイを示す断面図。

【図３】(Ａ)〜(Ｃ)は異なる形態のバンパステイを示す
断面図。

【図４】(Ａ)は押出形材の端面図、(Ｂ)は(Ａ)の形材を
用いた更に異なる形態のバンパステイを示す斜視図、
(Ｃ)は(Ｂ)のバンパステイの垂直断面図、(Ｄ)は(Ａ)の
形材の応用形態を示す端面図。

【図５】(Ａ)は一般的なバンパステイの配置を示す概略
図、(Ｂ)および(Ｃ)は従来のバンパステイの断面図。

【符号の説明】

１………………………………………………………………
…………バンパ ６………………………………………………………………
…………フレーム １０,１０′,２０,２０′,２０″,２０ａ,３０,３０′,
40,60……バンパステイ １２，１２ａ,１２ｂ,２２ａ〜２２ｄ,３２ａ〜３２ｆ,
６２ａ…中空部 １４,１５，２４,３４,４４〜４７,６４…………………
…………側壁 １６，１９ａ,２４ａ,２４ｂ,２６ｂ,６４ａ……………
…………肉厚部 １９，２５〜２７,３５〜３７,５０〜５６,６２ｂ,６２
ｃ………仕切壁 ６１，６１ａ…………………………………………………
…………押出形材 ６７，６８……………………………………………………
…………ビスホール ６９……………………………………………………………
…………蓋板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々本 隆 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 (72)発明者 樋野 治道 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム合金の押出形材からなり且つ
   単数または複数の中空部を有し、その押出方向と車体の
   前後方向とが直交するようにバンパとフレームとの間に
   配置されると共に、 上記中空部を形成し且つ車体の前後方向に沿った側壁ま
   たは側壁および仕切壁を、上記バンパ寄りを薄肉とし且
   つフレーム寄りを厚肉とする、 ことを特徴とするバンパステイ。
2. 【請求項２】前記中空部内に車体の前後方向と略直交す
   る仕切壁が形成され、これによりバンパ寄りとフレーム
   寄りとに分けられる車体の前後方向に略沿った側壁また
   は側壁および仕切壁は、車体の前後方向においてバンパ
   寄りを薄肉とし且つフレーム寄りを厚肉とする、 ことを特徴とする請求項１に記載のバンパステイ。
3. 【請求項３】アルミニウム合金の押出形材からなり且つ
   単数または複数の中空部を有し、その押出方向と車体の
   前後方向とが直交するようにバンパとフレームとの間に
   配置されると共に、 上記中空部内に車体の前後方向と略直交する仕切壁が形
   成され、これによりバンパ寄りとフレーム寄りとに分け
   られる車体の前後方向に略沿った側壁または側壁および
   仕切壁は、車体の前後方向においてバンパ寄りの長さが
   フレーム寄りよりも長い、ことを特徴とするバンパステ
   イ。
4. 【請求項４】アルミニウム合金の押出形材からなり且つ
   少なくとも車体の前後方向に沿って複数の中空部を有
   し、その押出方向と車体の前後方向とが直交するように
   バンパとフレームとの間に配置され、 上記バンパ寄りの中空部を形成する側壁または側壁およ
   び仕切壁を、車体の前後方向と平行とすると共に、 上記フレーム寄りの中空部を形成する少なくとも一部の
   側壁または仕切壁を、そのフレーム寄りの位置を車体の
   中央側に向け傾斜させている、 ことを特徴とする請求項２または３に記載のバンパステ
   イ。
5. 【請求項５】前記押出形材における押出方向の一端面ま
   たは両端面において、フレーム寄りの位置に蓋板が固定
   されている、 ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のバン
   パステイ。