バンパステー
【課題】車両の衝突の態様が異なる場合であっても衝突荷重の吸収を有効に行うことが可能なバンパステーの提供。
【解決手段】衝撃吸収体１１は、多角筒形状を有し、その外周面の断面形状を構成する複数の辺（辺１２ａ、辺１２ｂ、辺１３ａ及び辺１３ｂ）が略同一の長さに形成されていると共に、隣接する２つの辺により構成される角部（角部１２ｃ及び角部１３ｃ）のうち、車幅方向内側に位置する角部１２ｃの角度が鈍角に形成されている一方、車幅方向外側に位置する２つの角部１３ｃの角度が鋭角に形成されている。
【解決手段】衝撃吸収体１１は、多角筒形状を有し、その外周面の断面形状を構成する複数の辺（辺１２ａ、辺１２ｂ、辺１３ａ及び辺１３ｂ）が略同一の長さに形成されていると共に、隣接する２つの辺により構成される角部（角部１２ｃ及び角部１３ｃ）のうち、車幅方向内側に位置する角部１２ｃの角度が鈍角に形成されている一方、車幅方向外側に位置する２つの角部１３ｃの角度が鋭角に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体フレームとバンパビームとの間に設けられるバンパステーに係り、特に、衝突荷重を吸収することが可能なバンパステーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車幅方向に沿って延設されるバンパビームを備えた車両では、車幅方向両側で車両前後方向に沿って延設される左右一対のフロントサイドフレームと、バンパビームの両端部とをそれぞれ左右一対のバンパステーで連結し、これらバンパステーに衝撃吸収性能を持たせたものが広く知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、フロントサイドフレームとバンパビームとの間に、断面縦長長方形状を有し、アルミ押出し成形により形成された所謂クラッシュボックスを備えたバンパステーを設ける技術について開示されている。
【０００４】
このようなクラッシュボックスを備えたバンパステーによれば、車両前方からバンパビームに衝突荷重が作用した場合、優先的にクラッシュボックスを軸圧縮変形させることで衝突荷重を吸収することが可能である。特に、衝突の態様が軽衝突である場合には、ラジエータやバンパステーに接続されるフロントサイドフレーム等の車両部材の損傷を回避することが可能となる。
【０００５】
ここで、バンパステーによる衝撃吸収性能を向上させるためには、バンパステーに衝突荷重が入力されたときに、その軸方向の中間部等で折れ曲がることなく、軸方向に安定的に座屈変形させるのが有効である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のバンパステーでは、クラッシュボックスが断面縦長長方形状といった極めて単純な形状に形成されているため、クラッシュボックスに入力される衝突荷重の大きさやその荷重の入力方向によっては、クラッシュボックスが軸方向の中間部等で折れ曲がってしまい、衝突荷重の吸収を十分に行うことができないといった問題が生じる。
【０００７】
このような場合、衝突荷重の吸収がクラッシュボックスによって十分に行われる前に、衝突荷重がバンパステーを介してフロントサイドフレームに伝達されてしまうため、場合によっては、上記車両部材が損傷してしまうといった問題が生じる。
【０００８】
そこで、例えば、バンパステーの車幅方向内側及び車幅方向外側の外周面のそれぞれに、複数のクラッシュビード（脆弱部）をその軸方向に等間隔で形成する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００９】
特許文献２に記載のバンパステーによれば、その軸方向に衝突荷重が入力された場合、クラッシュビードが形成される部位を起点として、強制的に蛇腹状に座屈変形させることが可能なため、衝突荷重を良好に吸収することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２１９８６９号公報
【特許文献２】特開２００５−００１４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般に、被衝突物に対して車両が前方から衝突する衝突の態様としては、上記特許文献２に記載のような、衝突荷重がバンパステーに対してその軸方向と略同じ方向で作用するような衝突（被衝突物にバンパビームの車幅方向両端部が衝突、以下、「斜め衝突」と称す）の他、バンパビームの車幅方向中央部に衝突荷重が作用するような衝突（被対象物にバンパビームの車幅方向中央部が衝突、以下、「前面衝突」と称す）もある。
【００１２】
ここで、車両が前面衝突をした場合について説明すると、このような衝突の場合、バンパビームの車幅方向中央部には、車両後方へ向かう衝突荷重が作用するため、バンパビームの左右両側に接続されるバンパステーには、その前端部を車幅方向内側へと移動させるような回転モーメント（衝突荷重）が入力されることとなる。すなわち、車両が前面衝突をした場合、バンパステーには、車両が斜め衝突をした場合と異なる方向の衝突荷重が作用することとなる。
【００１３】
上記のように、特許文献２に記載のバンパステーは、衝突荷重が軸方向と略同じ方向に作用した場合を想定したものである。このため、バンパステーに斜め衝突により生じる回転モーメントが作用した場合、バンパステーによって十分な衝突荷重（回転モーメント）の吸収が十分に行われないまま、その荷重がフロントサイドフレームに伝達される虞がある。このような場合、フロントサイドフレームは、回転モーメントの作用により損傷してしまうといった問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上記不都合を解決するためになされたものであり、その目的は、車両の衝突の態様が異なる場合であっても衝突荷重の吸収を有効に行うことが可能なバンパステーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題は、本発明に係る車両の前部構造によれば、車体フレームと、該車体フレームの車両前方側で車幅方向に沿って延設されるバンパビームの車幅方向両端部との間にそれぞれ設けられ、前記バンパビーム側から入力される衝突荷重を吸収することが可能な衝撃吸収体を備えたバンパステーであって、前記衝撃吸収体は、多角筒形状を有し、その外周面の車幅方向の断面形状を構成する複数の辺が略同一の長さに形成されていると共に、隣接する２つの前記辺により構成される角部のうち、車幅方向内側に位置する角部の角度が鈍角に形成されている一方、車幅方向外側に位置する少なくとも１つの角部の角度が鋭角又は直角に形成されていることにより解決される。
【００１６】
以上のように、上記構成では、車体フレームとバンパビームとの間に設けられる多角筒状の衝撃吸収体は、その外周面の断面形状を構成する、複数の辺の長さが略同一に形成されている。
【００１７】
すなわち、衝撃吸収体の外周面を構成する、上記複数の辺を含む各側壁の周方向の幅は、それぞれ略同一の長さに形成されているため、車両が斜め衝突をした場合（衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が作用した場合）、上記各側壁には、衝突荷重が略均等に作用することとなる。このため、車両が斜め衝突をした場合には、衝撃吸収体を、上記側壁の幅（衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する、辺の長さ）と略同一の間隔で、軸方向に安定して蛇腹状に座屈変形させることが可能となる。
【００１８】
また、上記構成では、衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する複数の角部は、その車幅方向内側に位置する角部の角度が鈍角に形成されていると共に、その車幅方向外側に位置する少なくとも一つの角部の角度が鋭角又は直角に形成されている。
【００１９】
すなわち、衝撃吸収体の外周面のうち車幅方向内側に面する外周面は、車幅方向外側に面する外周面よりも、車幅方向の荷重に対して、相対的にその強度が低いものとなっている。このため、車両が前面衝突をして、バンパステーに回転モーメント（衝突荷重）が作用した場合、積極的に車幅方向内側の外周面が座屈変形することとなる。この座屈変形により、回転モーメントが有効に吸収されるため、バンパステーに接続されるフロントサイドフレーム等の車体フレームに回転モーメントが伝達されることを抑制することが可能となり、斯かる場合、車体フレームの変形を回避することができる。
【００２０】
以上のように、上記構成を備えたバンパステーでは、簡単な構成により、斜め衝突及び前面衝突の何れにおいても、衝撃吸収体を安定的に座屈させることにより衝突荷重を効果的に吸収することが可能なため、特に、衝突の態様が軽衝突である場合には、車体フレームの損傷を有効に防止することができる。
【００２１】
また、上記構成では、単に、衝撃吸収体の外周面の外面形状を構成する辺の長さを略同一に形成すると共に、隣接する２つの辺により構成される角部の角度を所定の角度に設定すればよいため、バンパステーの生産性を向上させることができる。
【００２２】
また、前記衝撃吸収体は、車両前後方向に沿って分割された複数の接合部材からなり、該接合部材のそれぞれに設けられ、前記辺を構成する接合片同士を互いに接合することにより形成され、前記接合される接合片の少なくとも一方には、車両前後方向に沿って前記辺の長さの略２倍の間隔をあけて形成され、所定以上の前記衝突荷重が入力されたときに変形を生じる脆弱部が設けられていると好適である。
【００２３】
上記構成では、衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する、複数の辺には、接合部材の接合片同士を接合した辺（以下、「接合辺」と称す）が含まれることとなる。すなわち、この接合辺は、上記接合片を重ね合わすことにより形成されているため、必然的にその強度は高くなるが、上記構成では、接合片にその変形を誘発する脆弱部が所定の間隔で形成されているため、車両が衝突をしたときに、衝撃吸収体の安定的な座屈を阻害することがない。
【００２４】
しかも、上記構成では、脆弱部は、接合片の車両前後方向に、衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する、辺の長さの２倍の間隔、換言すれば、衝撃吸収体に対して軸方向の衝突荷重が作用したときに、衝撃吸収体が座屈変形する間隔の２倍の間隔で形成されている。すなわち、脆弱部は、衝撃吸収体がその軸方向に蛇腹状に座屈変形したときに形成される、山部又は谷部の何れかの箇所に形成されているため、衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が作用したときに、安定して蛇腹状に座屈変形させることが可能となる。
【００２５】
このとき、前記脆弱部は、前記接合片同士を重ね合わせた状態でスポット溶接することにより形成されると好適である。このように構成すれば、複数の接合部材を接合するのと同時に脆弱部が形成されるため、バンパステーの生産性を確実に向上させることができる。
【００２６】
また、前記複数の辺の総数は、偶数であると好適である。
【００２７】
ここで、衝撃吸収体が蛇腹状に座屈変形した際に形成される山部及び谷部について説明する。例えば、衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が入力されて、ある側壁に山部が一段形成されたとする。そうすると、この側壁に隣接する側壁には、上記山部に連続して谷部が周方向に一段形成され、この谷部が形成された側壁に隣接する側壁には、谷部に連続して山部が周方向に一段形成されることとなる。このように、衝撃吸収体が蛇腹状に座屈変形すると、隣接する各側壁には、その周方向に山部と谷部とが交互に連続して形成されることになる。
【００２８】
すなわち、仮に、上記複数の辺の総数が奇数であるような場合において、衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が入力されると、各側壁に、上記のような山部と谷部とが周方向に交互に連続して形成されなくなってしまい、衝撃吸収体の安定した座屈変形を得ることが困難となる可能性もある。しかし、上記構成では、このような不都合を低減することができるため、衝撃吸収体をより安定的に座屈変形させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明に係るバンパステーによれば、簡単な構成により、斜め衝突及び前面衝突の何れにおいても、衝撃吸収体を安定的に座屈させることにより、衝突荷重を効果的に吸収することが可能なため、特に、衝突の態様が軽衝突である場合には、車体フレームの損傷を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態に係る車両の前部を示す斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】バンパビーム及びバンパステーの組付状態を示す斜視図である。
【図４】バンパステーの断面図である。
【図５】従来の衝撃吸収体に対して衝撃荷重が作用した場合を示す模式図であり、（ａ）は車両が斜め衝突をした状態を示し、（ｂ）は車両が前面衝突をした状態を示す図である。
【図６】本実施形態に係る衝撃吸収体に対して衝撃荷重が作用した場合を示す模式図であり、（ａ）は車両が斜め衝突をした状態を示し、（ｂ）は車両が前面衝突をした状態を示す図である。
【図７】山部及び谷部が形成された衝撃吸収体を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る車両の前部を示す斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３はバンパビーム及びバンパステーの組付状態を示す斜視図、図４はバンパステーの断面図、図５は従来の衝撃吸収体に対して衝撃荷重が作用した場合を示す模式図であり、（ａ）は車両が斜め衝突をした状態を示し、（ｂ）は車両が前面衝突をした状態を示す図、図６は本実施形態に係る衝撃吸収体に対して衝撃荷重が作用した場合を示す模式図であり、（ａ）は車両が斜め衝突をした状態を示し、（ｂ）は車両が前面衝突をした状態を示す図、図７は山部及び谷部が形成された衝撃吸収体を示す側面図である。なお、図中ＦＲは車両前方を、ＵＰは車両上方を、ＩＮは車幅方向内側を示す。また、以下の説明における左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る車両１は、車幅方向両側で車両前後方向に沿って延設される左右一対のフロントサイドフレーム３、３と、フロントサイドフレーム３の前部３ａに固定されるラジエータ支持部材５と、ラジエータ支持部材５の前方に配設されるバンパビーム６とを備えている。なお、上記フロントサイドフレーム３と、バンパビーム６とがそれぞれ特許請求の範囲に記載の「車体フレーム」と、「バンパビーム」とに該当する。
【００３３】
フロントサイドフレーム３は、鋼板製の部材からなり、閉断面形状に形成されている。このフロントサイドフレーム３の前部３ａには、その前端部に、後述する張出部材３０を固定するためのフランジ部（図示省略）が形成されている。
【００３４】
次に、ラジエータ支持部材５について説明する。
図１、図２に示すように、ラジエータ支持部材５は、鋼板製の部材により略枠形状に形成され、車幅方向に沿って延設されるアッパ部２１と、アッパ部２１の車幅方向両端部２１ａからそれぞれ下方へ向けて延設される左右一対のサイド部２２、２２と、一対のサイド部２２、２２の下端部同士を連結するロア部２３とを備え、ラジエータ５０及びコンデンサ５１を支持する。
【００３５】
ラジエータ５０及びコンデンサ５１の上部と、側部と、下部とは、それぞれアッパ部２１と、サイド部２２と、ロア部２３とに対して、ボルト等により締結固定されている。
【００３６】
サイド部２２は、フロントサイドフレーム３及び後述するバンパステー１０に取り付けられるフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａを備えている。
【００３７】
このフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａの所定位置には、フロントサイドフレーム３を取り付けるためのフロントサイドフレーム３取付用のボルト挿通孔（図示省略）及びバンパステー１０を取り付けるためのバンパステー１０取付用のボルト挿通孔２２ｂがそれぞれ複数形成されている。
【００３８】
フロントサイドフレーム３は、そのフランジ部とフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａとをボルト等により固定することにより、ラジエータ支持部材５に対して取り付けられるようになっている。
【００３９】
バンパステー１０は、後述するフランジ部１６に形成されたボルト挿通孔１６ａ及びフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａに形成されたボルト挿通孔２２ｂにボルトを挿通して締め付けることにより、ラジエータ支持部材５に対して取り付けられるようになっている。
【００４０】
次に、バンパビーム６について図２及び図３に基づいて説明する。
バンパビーム６は、バンパ（図示省略）の車両後方で車幅方向に沿って延設され、鋼板製の部材により中空閉断面形状に形成されている。
【００４１】
また、バンパビーム６は、車幅方向両端部６ａ、６ａよりも車幅方向中央部６ｂの方が車両前方に突出した湾曲形状に形成されている。
【００４２】
バンパビーム６の車幅方向両端部６ａ、６ａのそれぞれには、その後面側に後述するバンパステー１０を取り付けるためのバンパステー取付部（図示省略）が設けられている。
【００４３】
次に、バンパステー１０について図２乃至図４に基づいて説明する。
バンパステー１０は、張出部材３０、３０を介して、左右一対のフロントサイドフレーム３、３と、バンパビームの車幅方向両端部６ａ、６ａとの間にそれぞれ設けられている。なお、左右一対のバンパステー１０は、ほぼ同様な構成を有しているため、以下、右側のバンパステー１０について説明し、左側のバンパステー１０についてはその説明を省略する。
【００４４】
バンパステー１０は、衝撃吸収体１１と、衝撃吸収体１１の後端部に配置されるフランジ部１６とを備えている。なお、上記衝撃吸収体１１が特許請求の範囲に記載の「衝撃吸収体」に該当する。
【００４５】
衝撃吸収体１１は、例えば、鋼板製の部材からなり、多角筒形状に形成されている。この衝撃吸収体１１は、車幅方向内側に配置される断面略Ｕ字状に形成された内側部材１２と、車幅方向外側に配置される断面М字状に形成された外側部材１３とを備えている。なお、上記内側部材１２及び外側部材１３が特許請求の範囲に記載の「接合部材」に該当する。
【００４６】
内側部材１２は、車幅方向の断面形状において、７つの辺を有すると共に、上下方向中央を通る水平線ｌに対して略線対称となるように形成されている。また、この７つの辺のうち上下一対の端辺１２ａ、１２ａは、互いに略平行に対向配置されている。なお、上記端辺１２ａが特許請求の範囲に記載の「辺」に該当する。
【００４７】
また、端辺１２ａ、１２ａ及びその他の複数の中間辺１２ｂは、それぞれ略同じ長さＷに形成されている。すなわち、内側部材１２の外周面を構成する複数の側壁のうち、端辺１２ａ、１２ａを含む側壁１２Ａ、１２Ａ、及び、中間辺１２ｂを含む複数の側壁１２Ｂのそれぞれの周方向の幅は、何れも略同じ幅を有することとなる。なお、上記中間辺１２ｂと、側壁１２Ａとがそれぞれ特許請求の範囲に記載の「辺」と、「接合片」とに該当する。
【００４８】
さらに、隣接する２つの辺、すなわち、端辺１２ａと中間辺１２ｂ、及び、中間辺１２ｂと中間辺１２ｂにより構成される角部１２ｃの角度は、全て鈍角となるように形成されている。なお、上記角部１２ｃが特許請求の範囲に記載の「角部」に該当する。
【００４９】
一方、外側部材１３は、内側部材１２と同様に、車幅方向の断面形状において、７つの辺を有すると共に、上下方向中央を通る水平線ｌに対して略線対称となるように形成されている。また、この７つの辺のうち上下一対の端辺１３ａ、１３ａは、互いに略平行に対向配置されている。なお、本実施形態では、後述するように、内側部材１２と外側部材１３との接合を、内側部材１２の側壁１２Ａ、１２Ａの内面側と、外側部材１３の側壁１３Ａ、１３Ａの外面側とをそれぞれ重ね合わせた状態で行うようにしているため、端辺１３ａ、１３ａ間の離間距離は、内側部材１２の端辺１２ａ、１２ａ間の離間距離よりも僅かに短くなるように設定されている。なお、上記端辺１３ａが特許請求の範囲に記載の「辺」に該当する。
【００５０】
また、端辺１３ａ、１３ａ及びその他の複数の中間辺１３ｂは、その長さが内側部材１２の端辺１２ａ及び中間辺１２ｂの長さと略同一の長さＬに形成されている。すなわち、外側部材１３の外周面を構成する、端辺１３ａ、１３ａを含む側壁１３Ａ、１３Ａ、及び、中間辺１３ｂを含む複数の側壁１３Ｂの周方向の幅は、内側部材１２の側壁１２Ａ及び側壁Ｂの幅と略同一の幅に形成されていることとなる。なお、上記中間辺１３ｂと、側壁１３Ａとがそれぞれ特許請求の範囲に記載の「辺」と、「接合片」とに該当する。
【００５１】
隣接する２つの中間辺１３ｂにより構成される４つの角部のうち、上側及び下側に位置する２つの角部１３ｃの角度は、内側部材１２の角部１２ｃとは異なり、鋭角に形成されている。
【００５２】
衝撃吸収体１１は、内側部材１２の内周側と外側部材１３の内周側とを対向させた状態で、内側部材１２の側壁１２Ａ、１２Ａの内面側と、外側部材１３の側壁１３Ａ、１３Ａの外面側とをそれぞれ重ね合わせ、これら側壁１２Ａ及び側壁１３Ａをスポット溶接Ｓにより接合することで形成されるようになっている。なお、上記スポット溶接Ｓの行われる箇所が特許請求の範囲に記載の「脆弱部」に該当する。
【００５３】
上記スポット溶接Ｓは、上記辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬの略２倍の間隔２Ｌをあけて複数箇所で行われるようになっている。スポット溶接が行われた箇所では、それ以外の箇所に比べてその強度が低下するため、バンパステー１０に対してバンパビーム６側から軸方向に衝突荷重Ｆ（図６参照）が作用した場合、衝撃吸収体１１は、スポット溶接Ｓが行われた箇所を起点として、山部Ｘ又は谷部Ｙが形成されるため、良好に蛇腹状に座屈変形し易くなる。なお、本実施形態では、スポット溶接を行うことにより、側壁１２Ａ及び側壁１３Ａの所定箇所の強度を低下させるようにしたが、これに限られず、例えば、切欠きを形成したりやその肉厚を他の部位よりも薄肉化等することにより、強度を低下させることも可能である。また、この際、切欠き等は、内側部材１２又は外側部材１３の何れか一方に形成することも可能である。
【００５４】
内側部材１２と外側部材１３とを接合した状態で、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ及び端辺１３ａにより構成される辺と、中間辺１２ｂと、中間辺１３ｂ）の総数は偶数である「１２」となり、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状は上下方向中央を通る水平線ｌに対して略線対称となるように形成される。
【００５５】
衝撃吸収体１１は、その前端部にバンパビーム６を取り付けるためのバンパビーム取付部１１ａが形成されている。バンパステー１０は、バンパビーム取付部１１ａとバンパビーム６のバンパビーム取付部（図示省略）とをボルト等によって固定することにより、バンパビーム６に対して取り付けられるようになっている。
【００５６】
フランジ部１６は、中空矩形形状を有し、衝撃吸収体１１の後端部に対してボルト等により固定されている。また、フランジ部１６の所定位置には、張出部材３０を取り付けるための張出部材取付用のボルト挿通孔１６ａが複数形成されている。
【００５７】
バンパステー１０は、フランジ部１６のボルト挿通孔１６ａと、張出部材３０のボルト挿通孔２２ｂとのそれぞれにボルト等を挿通して締め付けることにより、張出部材３０に対して取り付けられるようになっている。
【００５８】
バンパビーム６が、バンパステー１０及び張出部材３０を介して、フロントサイドフレーム３に取り付けられた状態では、バンパステー１０は、フロントサイドフレーム３の略延長線上に配置されるようになっている。
【００５９】
次に、図５及び図６に基づいて、本実施形態に係る衝撃吸収体１１と従来の多角筒状の衝撃吸収体１１１とを比較して説明する。なお、上記「従来の衝撃吸収体１１１」とは、本実施形態に係る衝撃吸収体１１と同様な材質により形成されているが、衝撃吸収体１１のように、外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ、中間辺１３ｂ）の長さが略同一の長さに形成されているものでなく、且つ、鋭角な角度に形成される角部１３ｃのようなものが存在しないもの、例えば、断面略縦長長方形状に形成されているものをいう。また、以下の文中における「斜め衝突」とは、衝突荷重がバンパステーに対してその軸方向と略同じ方向で作用するような衝突を意味し、「前面衝突」とは、バンパビームの車幅方向中央部に対して前方から衝突荷重が作用するような衝突を意味する。
【００６０】
先ず、車両が斜め衝突をした場合について、本実施形態に係る衝撃吸収体１１と従来の衝撃吸収体１１１とを比較して図５（ａ）及び図６（ａ）に基づいて説明する。
【００６１】
図５（ａ）に示すように、従来の衝撃吸収体１１１を備えた車両が被対象物８０に対して斜め衝突をすると、バンパステー１１０の衝撃吸収体１１１には、バンパビーム６を介して、衝突荷重Ｆがその軸方向と略同じ方向で入力されることとなる。
【００６２】
衝撃吸収体１１１は、外周面を構成する複数の側壁の周方向の幅が、全て略同一に形成されていないため、衝突荷重Ｆは、これらの側壁に対して、不均一に作用することとなる。このため、衝撃吸収体１１１が軸方向に安定して座屈せずに、その軸方向の中間部付近で折れ曲ってしまうケースが少なくない。このような場合には、衝撃吸収体１１１によって衝突荷重Ｆを有効に吸収することができず、これに接続されるフロントサイドフレーム３に過大な衝突荷重Ｆが作用するため、衝突荷重Ｆの大きさによっては、フロントサイドフレーム３が損傷してしまう。
【００６３】
これに対して、本実施形態に係る衝撃吸収体１１は、図６（ａ）に示すように、側壁１２Ａ、側壁１２Ｂ、側壁１３Ａ及び側壁１３Ｂの周方向の幅が略同一の幅に形成されているため（図４参照）、衝突荷重Ｆは、これらの側壁に対して略均等に作用することとなる。
【００６４】
このため、車両１が斜め衝突をした場合には、衝撃吸収体１１を、側壁（側壁１２Ａ、側壁１２Ｂ、側壁１３Ａ及び側壁１３Ｂ）の幅、すなわち、辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬと略同一の長さ間隔Ｌ´で、その軸方向に山部Ｘと谷部Ｙとが相互に連続するように座屈変形させることが可能となる。従って、この蛇腹状の座屈変形により、衝突荷重Ｆを効果的に吸収することが可能なため、フロントサイドフレーム３の損傷を有効に防止することができる。
【００６５】
また、本実施形態に係る衝撃吸収体１１は、内側部材１２の側壁１２Ａと外側部材１３の側壁１３Ａとを接合することにより形成されているため（図３参照）、これらを接合した箇所は必然的にその剛性強度が増加することとなる。しかし、上述したように、側壁１２Ａ及び側壁１３Ａには、辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬの２倍の間隔２Ｌ、すなわち、衝撃吸収体１１が蛇腹状に座屈変形したときに、その軸方向に形成され得る山部Ｘ又は谷部Ｙの何れかの間隔２Ｌで、その強度を低下させるスポット溶接Ｓが行われている（図３参照）。従って、衝撃吸収体１１に衝突荷重Ｆが作用した際、スポット溶接Ｓの行われた箇所に上記山部Ｘ又は谷部Ｙが形成されるように座屈変形させることが可能なため、衝撃吸収体１１の安定的な座屈変形を阻害することがない。
【００６６】
ここで、衝撃吸収体１１が蛇腹状に座屈変形した際に形成される山部Ｘ及び谷部Ｙについて図７に基づいて説明する。
図７に示すように、仮に、衝撃吸収体１１に軸方向の衝突荷重Ｆが入力されて、複数の側壁１２Ｂのうち、最も上方に位置する側壁１２Ｂに山部Ｘが一段形成されたとする。そうすると、それに隣接するその下方に位置する側壁１２Ｂには、この山部Ｘに連続して谷部Ｙが一段形成され、この谷部Ｙが形成された側壁１２Ｂに隣接するその下方に位置する側壁１２Ｂには、谷部Ｙに連続して山部Ｘが一段形成されることとなる。
【００６７】
このように、衝撃吸収体１１が蛇腹状に座屈変形すると、隣接する各側壁には、その周方向に山部Ｘと谷部Ｙとが交互に連続して形成されることになる。
【００６８】
すなわち、仮に、衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する辺の総数が奇数であるような場合において、衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が入力されると、各側壁に、山部Ｘと谷部Ｙとが周方向に交互に連続して形成されなくなってしまい、衝撃吸収体の安定した座屈変形を得ることが困難となる可能性もある。しかし、本実施形態では、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ及び端辺１３ａにより構成される辺と、中間辺１２ｂと、中間辺１３ｂ）の総数は偶数である「１２」であるため、このような不都合を低減することができ、衝撃吸収体１１をより安定的に座屈変形させることが可能となる。
【００６９】
以上のように、本実施形態に係る衝撃吸収体１１を備えた車両１（図１参照）が被対象物８０に斜め衝突をした場合、衝撃吸収体１１を安定的に座屈変形させることが可能なため、衝撃吸収体１１によって衝突荷重Ｆを効果的に吸収することでき、フロントサイドフレーム３等が損傷してしまうといった事態を回避することが可能である。
【００７０】
次に、車両が前面衝突をした場合について、本実施形態に係る衝撃吸収体１１と従来の多角筒状の衝撃吸収体１１１とを比較して図５（ｂ）及び図６（ｂ）に基づいて説明する。
【００７１】
図５（ｂ）に示すように、従来の衝撃吸収体１１１を備えた車両が被対象物８０に対して前面衝突をすると、バンパビーム６の車幅方向中央部６ｂには、車両後方へ向かう衝突荷重Ｆが入力されることとなる。このため、バンパビーム６の車幅方向中央部６ｂの左右両側に接続されるバンパステー１０には、その前端部を車幅方向内側へと移動させるような回転モーメントＭが作用することとなる。
【００７２】
そうすると、回転モーメントＭの大きさや衝撃吸収体１１１の剛性強度によっては、衝撃吸収体１１１が座屈変形しないケースがある。このような場合、衝撃吸収体１１１による十分な回転モーメントＭの吸収が行われないまま、回転モーメントＭが張出部材３０（図２参照）を介してフロントサイドフレーム３に伝達されてしまい、回転モーメントＭの大きさやフロントサイドフレーム３の剛性強度によっては、フロントサイドフレーム３が損傷してしまう。
【００７３】
これに対して、本実施形態に係る衝撃吸収体１１は、その外周面の断面形状を構成する、複数の角部のうち、その車幅方向内側に位置する複数の角部１２ｃの角度が鈍角に形成されていると共に、その車幅方向外側に位置する２つの角部１３ｃの角度が鋭角に形成されている（図４参照）。すなわち、衝撃吸収体１１の車幅方向内側に面する外周面の強度は、車幅方向外側に面する外周面の強度よりも、車幅方向の荷重に対して、相対的に低いものとなっている。
【００７４】
このため、図６（ｂ）に示すように、衝撃吸収体１１に回転モーメントＭが作用した場合には、積極的に衝撃吸収体１１の車幅方向内側が座屈変形することとなる。
【００７５】
従って、衝撃吸収体１１の車幅方向内側の座屈によって、回転モーメントＭを効果的に吸収することができるため、フロントサイドフレーム３の変形を回避することが可能となる。
【００７６】
このように本実施形態では、簡単な構成により、斜め衝突及び前面衝突の何れにおいても、衝撃吸収体１１を安定的に座屈させることにより、衝突荷重Ｆ又は回転モーメントＭを効果的に吸収することが可能なため、特に、衝突の態様が軽衝突である場合には、フロントサイドフレーム３の損傷を有効に防止することができる。
【００７７】
また、本実施形態に係る衝撃吸収体１１は、単に、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する、辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ、中間辺１３ｂ）の長さを略同一となるように形成すると共に、隣接する２つの辺により構成される角部（角部１２ｃ、角部１３ｃ）の角度を所定の角度となるように設定すればよく、その外周面等に衝撃吸収性能を向上させるためのビード等を形成する必要がないため、バンパステー１０の生産性を向上させることができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、衝撃吸収体１１を内側部材１２と外側部材１３というように分割したが、これに限られず、一体成形により形成することも可能である。さらに、衝撃吸収体１１とフランジ部１６とを別体に形成したが、必ずしもこれらを別体に形成する必要はなく、一体成形により形成することも可能である。
【００７９】
また、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ及び端辺１３ａにより構成される辺と、中間辺１２ｂと、中間辺１３ｂ）の総数を、偶数である「１２」としたが、それ以上又はそれ以下であってもよい。この場合、辺の総数は偶数であることが好ましい。
【００８０】
さらに、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する、車幅方向外側に位置する角部１３ｃの数を「２」としたが、それ以上又はそれ以下であってもよい。また、本実施形態では、角部１３ｃの角度を鋭角に形成したが、直角に形成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明によれば、衝撃吸収体を安定的に座屈させることにより、衝突荷重を効果的に吸収することが可能なため、車体フレームとバンパビームとの間にバンパステーが設けられた様々な車両に利用することができる
【符号の説明】
【００８２】
１ 車両
３ フロントサイドフレーム（車体フレーム）
６ バンパビーム（バンパビーム）
６ａ 両端部
６ｂ 中央部
１０ バンパステー
１１ 衝撃吸収体
１１ａ バンパビーム取付部
１２ 内側部材（接合部材）
１２ａ 端辺（辺）
１２ｂ 中間辺（辺）
１２ｃ 角部（角部）
１２Ａ 側壁（接合片）
１２Ｂ 側壁
１３ 外側部材（接合部材）
１３ａ 端辺（辺）
１３ｂ 中間辺（辺）
１３Ａ 側壁（接合片）
１３Ｂ 側壁
１３ｃ 角部（角部）
１６ フランジ部
１６ａ ボルト挿通孔
８０ 被対象物
１１０ バンパステー
１１１ 衝撃吸収体
Ｆ 衝突荷重
Ｍ 回転モーメント（衝突荷重）
Ｓ スポット溶接（脆弱部）
Ｌ 辺の長さ
Ｘ 山部
Ｙ 谷部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体フレームとバンパビームとの間に設けられるバンパステーに係り、特に、衝突荷重を吸収することが可能なバンパステーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車幅方向に沿って延設されるバンパビームを備えた車両では、車幅方向両側で車両前後方向に沿って延設される左右一対のフロントサイドフレームと、バンパビームの両端部とをそれぞれ左右一対のバンパステーで連結し、これらバンパステーに衝撃吸収性能を持たせたものが広く知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、フロントサイドフレームとバンパビームとの間に、断面縦長長方形状を有し、アルミ押出し成形により形成された所謂クラッシュボックスを備えたバンパステーを設ける技術について開示されている。
【０００４】
このようなクラッシュボックスを備えたバンパステーによれば、車両前方からバンパビームに衝突荷重が作用した場合、優先的にクラッシュボックスを軸圧縮変形させることで衝突荷重を吸収することが可能である。特に、衝突の態様が軽衝突である場合には、ラジエータやバンパステーに接続されるフロントサイドフレーム等の車両部材の損傷を回避することが可能となる。
【０００５】
ここで、バンパステーによる衝撃吸収性能を向上させるためには、バンパステーに衝突荷重が入力されたときに、その軸方向の中間部等で折れ曲がることなく、軸方向に安定的に座屈変形させるのが有効である。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のバンパステーでは、クラッシュボックスが断面縦長長方形状といった極めて単純な形状に形成されているため、クラッシュボックスに入力される衝突荷重の大きさやその荷重の入力方向によっては、クラッシュボックスが軸方向の中間部等で折れ曲がってしまい、衝突荷重の吸収を十分に行うことができないといった問題が生じる。
【０００７】
このような場合、衝突荷重の吸収がクラッシュボックスによって十分に行われる前に、衝突荷重がバンパステーを介してフロントサイドフレームに伝達されてしまうため、場合によっては、上記車両部材が損傷してしまうといった問題が生じる。
【０００８】
そこで、例えば、バンパステーの車幅方向内側及び車幅方向外側の外周面のそれぞれに、複数のクラッシュビード（脆弱部）をその軸方向に等間隔で形成する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【０００９】
特許文献２に記載のバンパステーによれば、その軸方向に衝突荷重が入力された場合、クラッシュビードが形成される部位を起点として、強制的に蛇腹状に座屈変形させることが可能なため、衝突荷重を良好に吸収することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２１９８６９号公報
【特許文献２】特開２００５−００１４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般に、被衝突物に対して車両が前方から衝突する衝突の態様としては、上記特許文献２に記載のような、衝突荷重がバンパステーに対してその軸方向と略同じ方向で作用するような衝突（被衝突物にバンパビームの車幅方向両端部が衝突、以下、「斜め衝突」と称す）の他、バンパビームの車幅方向中央部に衝突荷重が作用するような衝突（被対象物にバンパビームの車幅方向中央部が衝突、以下、「前面衝突」と称す）もある。
【００１２】
ここで、車両が前面衝突をした場合について説明すると、このような衝突の場合、バンパビームの車幅方向中央部には、車両後方へ向かう衝突荷重が作用するため、バンパビームの左右両側に接続されるバンパステーには、その前端部を車幅方向内側へと移動させるような回転モーメント（衝突荷重）が入力されることとなる。すなわち、車両が前面衝突をした場合、バンパステーには、車両が斜め衝突をした場合と異なる方向の衝突荷重が作用することとなる。
【００１３】
上記のように、特許文献２に記載のバンパステーは、衝突荷重が軸方向と略同じ方向に作用した場合を想定したものである。このため、バンパステーに斜め衝突により生じる回転モーメントが作用した場合、バンパステーによって十分な衝突荷重（回転モーメント）の吸収が十分に行われないまま、その荷重がフロントサイドフレームに伝達される虞がある。このような場合、フロントサイドフレームは、回転モーメントの作用により損傷してしまうといった問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上記不都合を解決するためになされたものであり、その目的は、車両の衝突の態様が異なる場合であっても衝突荷重の吸収を有効に行うことが可能なバンパステーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題は、本発明に係る車両の前部構造によれば、車体フレームと、該車体フレームの車両前方側で車幅方向に沿って延設されるバンパビームの車幅方向両端部との間にそれぞれ設けられ、前記バンパビーム側から入力される衝突荷重を吸収することが可能な衝撃吸収体を備えたバンパステーであって、前記衝撃吸収体は、多角筒形状を有し、その外周面の車幅方向の断面形状を構成する複数の辺が略同一の長さに形成されていると共に、隣接する２つの前記辺により構成される角部のうち、車幅方向内側に位置する角部の角度が鈍角に形成されている一方、車幅方向外側に位置する少なくとも１つの角部の角度が鋭角又は直角に形成されていることにより解決される。
【００１６】
以上のように、上記構成では、車体フレームとバンパビームとの間に設けられる多角筒状の衝撃吸収体は、その外周面の断面形状を構成する、複数の辺の長さが略同一に形成されている。
【００１７】
すなわち、衝撃吸収体の外周面を構成する、上記複数の辺を含む各側壁の周方向の幅は、それぞれ略同一の長さに形成されているため、車両が斜め衝突をした場合（衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が作用した場合）、上記各側壁には、衝突荷重が略均等に作用することとなる。このため、車両が斜め衝突をした場合には、衝撃吸収体を、上記側壁の幅（衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する、辺の長さ）と略同一の間隔で、軸方向に安定して蛇腹状に座屈変形させることが可能となる。
【００１８】
また、上記構成では、衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する複数の角部は、その車幅方向内側に位置する角部の角度が鈍角に形成されていると共に、その車幅方向外側に位置する少なくとも一つの角部の角度が鋭角又は直角に形成されている。
【００１９】
すなわち、衝撃吸収体の外周面のうち車幅方向内側に面する外周面は、車幅方向外側に面する外周面よりも、車幅方向の荷重に対して、相対的にその強度が低いものとなっている。このため、車両が前面衝突をして、バンパステーに回転モーメント（衝突荷重）が作用した場合、積極的に車幅方向内側の外周面が座屈変形することとなる。この座屈変形により、回転モーメントが有効に吸収されるため、バンパステーに接続されるフロントサイドフレーム等の車体フレームに回転モーメントが伝達されることを抑制することが可能となり、斯かる場合、車体フレームの変形を回避することができる。
【００２０】
以上のように、上記構成を備えたバンパステーでは、簡単な構成により、斜め衝突及び前面衝突の何れにおいても、衝撃吸収体を安定的に座屈させることにより衝突荷重を効果的に吸収することが可能なため、特に、衝突の態様が軽衝突である場合には、車体フレームの損傷を有効に防止することができる。
【００２１】
また、上記構成では、単に、衝撃吸収体の外周面の外面形状を構成する辺の長さを略同一に形成すると共に、隣接する２つの辺により構成される角部の角度を所定の角度に設定すればよいため、バンパステーの生産性を向上させることができる。
【００２２】
また、前記衝撃吸収体は、車両前後方向に沿って分割された複数の接合部材からなり、該接合部材のそれぞれに設けられ、前記辺を構成する接合片同士を互いに接合することにより形成され、前記接合される接合片の少なくとも一方には、車両前後方向に沿って前記辺の長さの略２倍の間隔をあけて形成され、所定以上の前記衝突荷重が入力されたときに変形を生じる脆弱部が設けられていると好適である。
【００２３】
上記構成では、衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する、複数の辺には、接合部材の接合片同士を接合した辺（以下、「接合辺」と称す）が含まれることとなる。すなわち、この接合辺は、上記接合片を重ね合わすことにより形成されているため、必然的にその強度は高くなるが、上記構成では、接合片にその変形を誘発する脆弱部が所定の間隔で形成されているため、車両が衝突をしたときに、衝撃吸収体の安定的な座屈を阻害することがない。
【００２４】
しかも、上記構成では、脆弱部は、接合片の車両前後方向に、衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する、辺の長さの２倍の間隔、換言すれば、衝撃吸収体に対して軸方向の衝突荷重が作用したときに、衝撃吸収体が座屈変形する間隔の２倍の間隔で形成されている。すなわち、脆弱部は、衝撃吸収体がその軸方向に蛇腹状に座屈変形したときに形成される、山部又は谷部の何れかの箇所に形成されているため、衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が作用したときに、安定して蛇腹状に座屈変形させることが可能となる。
【００２５】
このとき、前記脆弱部は、前記接合片同士を重ね合わせた状態でスポット溶接することにより形成されると好適である。このように構成すれば、複数の接合部材を接合するのと同時に脆弱部が形成されるため、バンパステーの生産性を確実に向上させることができる。
【００２６】
また、前記複数の辺の総数は、偶数であると好適である。
【００２７】
ここで、衝撃吸収体が蛇腹状に座屈変形した際に形成される山部及び谷部について説明する。例えば、衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が入力されて、ある側壁に山部が一段形成されたとする。そうすると、この側壁に隣接する側壁には、上記山部に連続して谷部が周方向に一段形成され、この谷部が形成された側壁に隣接する側壁には、谷部に連続して山部が周方向に一段形成されることとなる。このように、衝撃吸収体が蛇腹状に座屈変形すると、隣接する各側壁には、その周方向に山部と谷部とが交互に連続して形成されることになる。
【００２８】
すなわち、仮に、上記複数の辺の総数が奇数であるような場合において、衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が入力されると、各側壁に、上記のような山部と谷部とが周方向に交互に連続して形成されなくなってしまい、衝撃吸収体の安定した座屈変形を得ることが困難となる可能性もある。しかし、上記構成では、このような不都合を低減することができるため、衝撃吸収体をより安定的に座屈変形させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明に係るバンパステーによれば、簡単な構成により、斜め衝突及び前面衝突の何れにおいても、衝撃吸収体を安定的に座屈させることにより、衝突荷重を効果的に吸収することが可能なため、特に、衝突の態様が軽衝突である場合には、車体フレームの損傷を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態に係る車両の前部を示す斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】バンパビーム及びバンパステーの組付状態を示す斜視図である。
【図４】バンパステーの断面図である。
【図５】従来の衝撃吸収体に対して衝撃荷重が作用した場合を示す模式図であり、（ａ）は車両が斜め衝突をした状態を示し、（ｂ）は車両が前面衝突をした状態を示す図である。
【図６】本実施形態に係る衝撃吸収体に対して衝撃荷重が作用した場合を示す模式図であり、（ａ）は車両が斜め衝突をした状態を示し、（ｂ）は車両が前面衝突をした状態を示す図である。
【図７】山部及び谷部が形成された衝撃吸収体を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る車両の前部を示す斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３はバンパビーム及びバンパステーの組付状態を示す斜視図、図４はバンパステーの断面図、図５は従来の衝撃吸収体に対して衝撃荷重が作用した場合を示す模式図であり、（ａ）は車両が斜め衝突をした状態を示し、（ｂ）は車両が前面衝突をした状態を示す図、図６は本実施形態に係る衝撃吸収体に対して衝撃荷重が作用した場合を示す模式図であり、（ａ）は車両が斜め衝突をした状態を示し、（ｂ）は車両が前面衝突をした状態を示す図、図７は山部及び谷部が形成された衝撃吸収体を示す側面図である。なお、図中ＦＲは車両前方を、ＵＰは車両上方を、ＩＮは車幅方向内側を示す。また、以下の説明における左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る車両１は、車幅方向両側で車両前後方向に沿って延設される左右一対のフロントサイドフレーム３、３と、フロントサイドフレーム３の前部３ａに固定されるラジエータ支持部材５と、ラジエータ支持部材５の前方に配設されるバンパビーム６とを備えている。なお、上記フロントサイドフレーム３と、バンパビーム６とがそれぞれ特許請求の範囲に記載の「車体フレーム」と、「バンパビーム」とに該当する。
【００３３】
フロントサイドフレーム３は、鋼板製の部材からなり、閉断面形状に形成されている。このフロントサイドフレーム３の前部３ａには、その前端部に、後述する張出部材３０を固定するためのフランジ部（図示省略）が形成されている。
【００３４】
次に、ラジエータ支持部材５について説明する。
図１、図２に示すように、ラジエータ支持部材５は、鋼板製の部材により略枠形状に形成され、車幅方向に沿って延設されるアッパ部２１と、アッパ部２１の車幅方向両端部２１ａからそれぞれ下方へ向けて延設される左右一対のサイド部２２、２２と、一対のサイド部２２、２２の下端部同士を連結するロア部２３とを備え、ラジエータ５０及びコンデンサ５１を支持する。
【００３５】
ラジエータ５０及びコンデンサ５１の上部と、側部と、下部とは、それぞれアッパ部２１と、サイド部２２と、ロア部２３とに対して、ボルト等により締結固定されている。
【００３６】
サイド部２２は、フロントサイドフレーム３及び後述するバンパステー１０に取り付けられるフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａを備えている。
【００３７】
このフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａの所定位置には、フロントサイドフレーム３を取り付けるためのフロントサイドフレーム３取付用のボルト挿通孔（図示省略）及びバンパステー１０を取り付けるためのバンパステー１０取付用のボルト挿通孔２２ｂがそれぞれ複数形成されている。
【００３８】
フロントサイドフレーム３は、そのフランジ部とフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａとをボルト等により固定することにより、ラジエータ支持部材５に対して取り付けられるようになっている。
【００３９】
バンパステー１０は、後述するフランジ部１６に形成されたボルト挿通孔１６ａ及びフロントサイドフレーム・バンパステー取付部２２ａに形成されたボルト挿通孔２２ｂにボルトを挿通して締め付けることにより、ラジエータ支持部材５に対して取り付けられるようになっている。
【００４０】
次に、バンパビーム６について図２及び図３に基づいて説明する。
バンパビーム６は、バンパ（図示省略）の車両後方で車幅方向に沿って延設され、鋼板製の部材により中空閉断面形状に形成されている。
【００４１】
また、バンパビーム６は、車幅方向両端部６ａ、６ａよりも車幅方向中央部６ｂの方が車両前方に突出した湾曲形状に形成されている。
【００４２】
バンパビーム６の車幅方向両端部６ａ、６ａのそれぞれには、その後面側に後述するバンパステー１０を取り付けるためのバンパステー取付部（図示省略）が設けられている。
【００４３】
次に、バンパステー１０について図２乃至図４に基づいて説明する。
バンパステー１０は、張出部材３０、３０を介して、左右一対のフロントサイドフレーム３、３と、バンパビームの車幅方向両端部６ａ、６ａとの間にそれぞれ設けられている。なお、左右一対のバンパステー１０は、ほぼ同様な構成を有しているため、以下、右側のバンパステー１０について説明し、左側のバンパステー１０についてはその説明を省略する。
【００４４】
バンパステー１０は、衝撃吸収体１１と、衝撃吸収体１１の後端部に配置されるフランジ部１６とを備えている。なお、上記衝撃吸収体１１が特許請求の範囲に記載の「衝撃吸収体」に該当する。
【００４５】
衝撃吸収体１１は、例えば、鋼板製の部材からなり、多角筒形状に形成されている。この衝撃吸収体１１は、車幅方向内側に配置される断面略Ｕ字状に形成された内側部材１２と、車幅方向外側に配置される断面М字状に形成された外側部材１３とを備えている。なお、上記内側部材１２及び外側部材１３が特許請求の範囲に記載の「接合部材」に該当する。
【００４６】
内側部材１２は、車幅方向の断面形状において、７つの辺を有すると共に、上下方向中央を通る水平線ｌに対して略線対称となるように形成されている。また、この７つの辺のうち上下一対の端辺１２ａ、１２ａは、互いに略平行に対向配置されている。なお、上記端辺１２ａが特許請求の範囲に記載の「辺」に該当する。
【００４７】
また、端辺１２ａ、１２ａ及びその他の複数の中間辺１２ｂは、それぞれ略同じ長さＷに形成されている。すなわち、内側部材１２の外周面を構成する複数の側壁のうち、端辺１２ａ、１２ａを含む側壁１２Ａ、１２Ａ、及び、中間辺１２ｂを含む複数の側壁１２Ｂのそれぞれの周方向の幅は、何れも略同じ幅を有することとなる。なお、上記中間辺１２ｂと、側壁１２Ａとがそれぞれ特許請求の範囲に記載の「辺」と、「接合片」とに該当する。
【００４８】
さらに、隣接する２つの辺、すなわち、端辺１２ａと中間辺１２ｂ、及び、中間辺１２ｂと中間辺１２ｂにより構成される角部１２ｃの角度は、全て鈍角となるように形成されている。なお、上記角部１２ｃが特許請求の範囲に記載の「角部」に該当する。
【００４９】
一方、外側部材１３は、内側部材１２と同様に、車幅方向の断面形状において、７つの辺を有すると共に、上下方向中央を通る水平線ｌに対して略線対称となるように形成されている。また、この７つの辺のうち上下一対の端辺１３ａ、１３ａは、互いに略平行に対向配置されている。なお、本実施形態では、後述するように、内側部材１２と外側部材１３との接合を、内側部材１２の側壁１２Ａ、１２Ａの内面側と、外側部材１３の側壁１３Ａ、１３Ａの外面側とをそれぞれ重ね合わせた状態で行うようにしているため、端辺１３ａ、１３ａ間の離間距離は、内側部材１２の端辺１２ａ、１２ａ間の離間距離よりも僅かに短くなるように設定されている。なお、上記端辺１３ａが特許請求の範囲に記載の「辺」に該当する。
【００５０】
また、端辺１３ａ、１３ａ及びその他の複数の中間辺１３ｂは、その長さが内側部材１２の端辺１２ａ及び中間辺１２ｂの長さと略同一の長さＬに形成されている。すなわち、外側部材１３の外周面を構成する、端辺１３ａ、１３ａを含む側壁１３Ａ、１３Ａ、及び、中間辺１３ｂを含む複数の側壁１３Ｂの周方向の幅は、内側部材１２の側壁１２Ａ及び側壁Ｂの幅と略同一の幅に形成されていることとなる。なお、上記中間辺１３ｂと、側壁１３Ａとがそれぞれ特許請求の範囲に記載の「辺」と、「接合片」とに該当する。
【００５１】
隣接する２つの中間辺１３ｂにより構成される４つの角部のうち、上側及び下側に位置する２つの角部１３ｃの角度は、内側部材１２の角部１２ｃとは異なり、鋭角に形成されている。
【００５２】
衝撃吸収体１１は、内側部材１２の内周側と外側部材１３の内周側とを対向させた状態で、内側部材１２の側壁１２Ａ、１２Ａの内面側と、外側部材１３の側壁１３Ａ、１３Ａの外面側とをそれぞれ重ね合わせ、これら側壁１２Ａ及び側壁１３Ａをスポット溶接Ｓにより接合することで形成されるようになっている。なお、上記スポット溶接Ｓの行われる箇所が特許請求の範囲に記載の「脆弱部」に該当する。
【００５３】
上記スポット溶接Ｓは、上記辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬの略２倍の間隔２Ｌをあけて複数箇所で行われるようになっている。スポット溶接が行われた箇所では、それ以外の箇所に比べてその強度が低下するため、バンパステー１０に対してバンパビーム６側から軸方向に衝突荷重Ｆ（図６参照）が作用した場合、衝撃吸収体１１は、スポット溶接Ｓが行われた箇所を起点として、山部Ｘ又は谷部Ｙが形成されるため、良好に蛇腹状に座屈変形し易くなる。なお、本実施形態では、スポット溶接を行うことにより、側壁１２Ａ及び側壁１３Ａの所定箇所の強度を低下させるようにしたが、これに限られず、例えば、切欠きを形成したりやその肉厚を他の部位よりも薄肉化等することにより、強度を低下させることも可能である。また、この際、切欠き等は、内側部材１２又は外側部材１３の何れか一方に形成することも可能である。
【００５４】
内側部材１２と外側部材１３とを接合した状態で、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ及び端辺１３ａにより構成される辺と、中間辺１２ｂと、中間辺１３ｂ）の総数は偶数である「１２」となり、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状は上下方向中央を通る水平線ｌに対して略線対称となるように形成される。
【００５５】
衝撃吸収体１１は、その前端部にバンパビーム６を取り付けるためのバンパビーム取付部１１ａが形成されている。バンパステー１０は、バンパビーム取付部１１ａとバンパビーム６のバンパビーム取付部（図示省略）とをボルト等によって固定することにより、バンパビーム６に対して取り付けられるようになっている。
【００５６】
フランジ部１６は、中空矩形形状を有し、衝撃吸収体１１の後端部に対してボルト等により固定されている。また、フランジ部１６の所定位置には、張出部材３０を取り付けるための張出部材取付用のボルト挿通孔１６ａが複数形成されている。
【００５７】
バンパステー１０は、フランジ部１６のボルト挿通孔１６ａと、張出部材３０のボルト挿通孔２２ｂとのそれぞれにボルト等を挿通して締め付けることにより、張出部材３０に対して取り付けられるようになっている。
【００５８】
バンパビーム６が、バンパステー１０及び張出部材３０を介して、フロントサイドフレーム３に取り付けられた状態では、バンパステー１０は、フロントサイドフレーム３の略延長線上に配置されるようになっている。
【００５９】
次に、図５及び図６に基づいて、本実施形態に係る衝撃吸収体１１と従来の多角筒状の衝撃吸収体１１１とを比較して説明する。なお、上記「従来の衝撃吸収体１１１」とは、本実施形態に係る衝撃吸収体１１と同様な材質により形成されているが、衝撃吸収体１１のように、外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ、中間辺１３ｂ）の長さが略同一の長さに形成されているものでなく、且つ、鋭角な角度に形成される角部１３ｃのようなものが存在しないもの、例えば、断面略縦長長方形状に形成されているものをいう。また、以下の文中における「斜め衝突」とは、衝突荷重がバンパステーに対してその軸方向と略同じ方向で作用するような衝突を意味し、「前面衝突」とは、バンパビームの車幅方向中央部に対して前方から衝突荷重が作用するような衝突を意味する。
【００６０】
先ず、車両が斜め衝突をした場合について、本実施形態に係る衝撃吸収体１１と従来の衝撃吸収体１１１とを比較して図５（ａ）及び図６（ａ）に基づいて説明する。
【００６１】
図５（ａ）に示すように、従来の衝撃吸収体１１１を備えた車両が被対象物８０に対して斜め衝突をすると、バンパステー１１０の衝撃吸収体１１１には、バンパビーム６を介して、衝突荷重Ｆがその軸方向と略同じ方向で入力されることとなる。
【００６２】
衝撃吸収体１１１は、外周面を構成する複数の側壁の周方向の幅が、全て略同一に形成されていないため、衝突荷重Ｆは、これらの側壁に対して、不均一に作用することとなる。このため、衝撃吸収体１１１が軸方向に安定して座屈せずに、その軸方向の中間部付近で折れ曲ってしまうケースが少なくない。このような場合には、衝撃吸収体１１１によって衝突荷重Ｆを有効に吸収することができず、これに接続されるフロントサイドフレーム３に過大な衝突荷重Ｆが作用するため、衝突荷重Ｆの大きさによっては、フロントサイドフレーム３が損傷してしまう。
【００６３】
これに対して、本実施形態に係る衝撃吸収体１１は、図６（ａ）に示すように、側壁１２Ａ、側壁１２Ｂ、側壁１３Ａ及び側壁１３Ｂの周方向の幅が略同一の幅に形成されているため（図４参照）、衝突荷重Ｆは、これらの側壁に対して略均等に作用することとなる。
【００６４】
このため、車両１が斜め衝突をした場合には、衝撃吸収体１１を、側壁（側壁１２Ａ、側壁１２Ｂ、側壁１３Ａ及び側壁１３Ｂ）の幅、すなわち、辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬと略同一の長さ間隔Ｌ´で、その軸方向に山部Ｘと谷部Ｙとが相互に連続するように座屈変形させることが可能となる。従って、この蛇腹状の座屈変形により、衝突荷重Ｆを効果的に吸収することが可能なため、フロントサイドフレーム３の損傷を有効に防止することができる。
【００６５】
また、本実施形態に係る衝撃吸収体１１は、内側部材１２の側壁１２Ａと外側部材１３の側壁１３Ａとを接合することにより形成されているため（図３参照）、これらを接合した箇所は必然的にその剛性強度が増加することとなる。しかし、上述したように、側壁１２Ａ及び側壁１３Ａには、辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ及び中間辺１３ｂ）の長さＬの２倍の間隔２Ｌ、すなわち、衝撃吸収体１１が蛇腹状に座屈変形したときに、その軸方向に形成され得る山部Ｘ又は谷部Ｙの何れかの間隔２Ｌで、その強度を低下させるスポット溶接Ｓが行われている（図３参照）。従って、衝撃吸収体１１に衝突荷重Ｆが作用した際、スポット溶接Ｓの行われた箇所に上記山部Ｘ又は谷部Ｙが形成されるように座屈変形させることが可能なため、衝撃吸収体１１の安定的な座屈変形を阻害することがない。
【００６６】
ここで、衝撃吸収体１１が蛇腹状に座屈変形した際に形成される山部Ｘ及び谷部Ｙについて図７に基づいて説明する。
図７に示すように、仮に、衝撃吸収体１１に軸方向の衝突荷重Ｆが入力されて、複数の側壁１２Ｂのうち、最も上方に位置する側壁１２Ｂに山部Ｘが一段形成されたとする。そうすると、それに隣接するその下方に位置する側壁１２Ｂには、この山部Ｘに連続して谷部Ｙが一段形成され、この谷部Ｙが形成された側壁１２Ｂに隣接するその下方に位置する側壁１２Ｂには、谷部Ｙに連続して山部Ｘが一段形成されることとなる。
【００６７】
このように、衝撃吸収体１１が蛇腹状に座屈変形すると、隣接する各側壁には、その周方向に山部Ｘと谷部Ｙとが交互に連続して形成されることになる。
【００６８】
すなわち、仮に、衝撃吸収体の外周面の断面形状を構成する辺の総数が奇数であるような場合において、衝撃吸収体に軸方向の衝突荷重が入力されると、各側壁に、山部Ｘと谷部Ｙとが周方向に交互に連続して形成されなくなってしまい、衝撃吸収体の安定した座屈変形を得ることが困難となる可能性もある。しかし、本実施形態では、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ及び端辺１３ａにより構成される辺と、中間辺１２ｂと、中間辺１３ｂ）の総数は偶数である「１２」であるため、このような不都合を低減することができ、衝撃吸収体１１をより安定的に座屈変形させることが可能となる。
【００６９】
以上のように、本実施形態に係る衝撃吸収体１１を備えた車両１（図１参照）が被対象物８０に斜め衝突をした場合、衝撃吸収体１１を安定的に座屈変形させることが可能なため、衝撃吸収体１１によって衝突荷重Ｆを効果的に吸収することでき、フロントサイドフレーム３等が損傷してしまうといった事態を回避することが可能である。
【００７０】
次に、車両が前面衝突をした場合について、本実施形態に係る衝撃吸収体１１と従来の多角筒状の衝撃吸収体１１１とを比較して図５（ｂ）及び図６（ｂ）に基づいて説明する。
【００７１】
図５（ｂ）に示すように、従来の衝撃吸収体１１１を備えた車両が被対象物８０に対して前面衝突をすると、バンパビーム６の車幅方向中央部６ｂには、車両後方へ向かう衝突荷重Ｆが入力されることとなる。このため、バンパビーム６の車幅方向中央部６ｂの左右両側に接続されるバンパステー１０には、その前端部を車幅方向内側へと移動させるような回転モーメントＭが作用することとなる。
【００７２】
そうすると、回転モーメントＭの大きさや衝撃吸収体１１１の剛性強度によっては、衝撃吸収体１１１が座屈変形しないケースがある。このような場合、衝撃吸収体１１１による十分な回転モーメントＭの吸収が行われないまま、回転モーメントＭが張出部材３０（図２参照）を介してフロントサイドフレーム３に伝達されてしまい、回転モーメントＭの大きさやフロントサイドフレーム３の剛性強度によっては、フロントサイドフレーム３が損傷してしまう。
【００７３】
これに対して、本実施形態に係る衝撃吸収体１１は、その外周面の断面形状を構成する、複数の角部のうち、その車幅方向内側に位置する複数の角部１２ｃの角度が鈍角に形成されていると共に、その車幅方向外側に位置する２つの角部１３ｃの角度が鋭角に形成されている（図４参照）。すなわち、衝撃吸収体１１の車幅方向内側に面する外周面の強度は、車幅方向外側に面する外周面の強度よりも、車幅方向の荷重に対して、相対的に低いものとなっている。
【００７４】
このため、図６（ｂ）に示すように、衝撃吸収体１１に回転モーメントＭが作用した場合には、積極的に衝撃吸収体１１の車幅方向内側が座屈変形することとなる。
【００７５】
従って、衝撃吸収体１１の車幅方向内側の座屈によって、回転モーメントＭを効果的に吸収することができるため、フロントサイドフレーム３の変形を回避することが可能となる。
【００７６】
このように本実施形態では、簡単な構成により、斜め衝突及び前面衝突の何れにおいても、衝撃吸収体１１を安定的に座屈させることにより、衝突荷重Ｆ又は回転モーメントＭを効果的に吸収することが可能なため、特に、衝突の態様が軽衝突である場合には、フロントサイドフレーム３の損傷を有効に防止することができる。
【００７７】
また、本実施形態に係る衝撃吸収体１１は、単に、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する、辺（端辺１２ａ、中間辺１２ｂ、端辺１３ａ、中間辺１３ｂ）の長さを略同一となるように形成すると共に、隣接する２つの辺により構成される角部（角部１２ｃ、角部１３ｃ）の角度を所定の角度となるように設定すればよく、その外周面等に衝撃吸収性能を向上させるためのビード等を形成する必要がないため、バンパステー１０の生産性を向上させることができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、衝撃吸収体１１を内側部材１２と外側部材１３というように分割したが、これに限られず、一体成形により形成することも可能である。さらに、衝撃吸収体１１とフランジ部１６とを別体に形成したが、必ずしもこれらを別体に形成する必要はなく、一体成形により形成することも可能である。
【００７９】
また、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する辺（端辺１２ａ及び端辺１３ａにより構成される辺と、中間辺１２ｂと、中間辺１３ｂ）の総数を、偶数である「１２」としたが、それ以上又はそれ以下であってもよい。この場合、辺の総数は偶数であることが好ましい。
【００８０】
さらに、衝撃吸収体１１の外周面の断面形状を構成する、車幅方向外側に位置する角部１３ｃの数を「２」としたが、それ以上又はそれ以下であってもよい。また、本実施形態では、角部１３ｃの角度を鋭角に形成したが、直角に形成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明によれば、衝撃吸収体を安定的に座屈させることにより、衝突荷重を効果的に吸収することが可能なため、車体フレームとバンパビームとの間にバンパステーが設けられた様々な車両に利用することができる
【符号の説明】
【００８２】
１ 車両
３ フロントサイドフレーム（車体フレーム）
６ バンパビーム（バンパビーム）
６ａ 両端部
６ｂ 中央部
１０ バンパステー
１１ 衝撃吸収体
１１ａ バンパビーム取付部
１２ 内側部材（接合部材）
１２ａ 端辺（辺）
１２ｂ 中間辺（辺）
１２ｃ 角部（角部）
１２Ａ 側壁（接合片）
１２Ｂ 側壁
１３ 外側部材（接合部材）
１３ａ 端辺（辺）
１３ｂ 中間辺（辺）
１３Ａ 側壁（接合片）
１３Ｂ 側壁
１３ｃ 角部（角部）
１６ フランジ部
１６ａ ボルト挿通孔
８０ 被対象物
１１０ バンパステー
１１１ 衝撃吸収体
Ｆ 衝突荷重
Ｍ 回転モーメント（衝突荷重）
Ｓ スポット溶接（脆弱部）
Ｌ 辺の長さ
Ｘ 山部
Ｙ 谷部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームと、該車体フレームの車両前方側で車幅方向に沿って延設されるバンパビームの車幅方向両端部との間にそれぞれ設けられ、前記バンパビーム側から入力される衝突荷重を吸収することが可能な衝撃吸収体を備えたバンパステーであって、
前記衝撃吸収体は、
多角筒形状を有し、その外周面の車幅方向の断面形状を構成する複数の辺が略同一の長さに形成されていると共に、
隣接する２つの前記辺により構成される角部のうち、車幅方向内側に位置する角部の角度が鈍角に形成されている一方、車幅方向外側に位置する少なくとも１つの角部の角度が鋭角又は直角に形成されていることを特徴とするバンパステー。
【請求項２】
前記衝撃吸収体は、車両前後方向に沿って分割された複数の接合部材からなり、該接合部材のそれぞれに設けられ、前記辺を構成する接合片同士を互いに接合することにより形成され、
前記接合される接合片の少なくとも一方には、車両前後方向に沿って前記辺の長さの略２倍の間隔をあけて形成され、所定以上の前記衝突荷重が入力されたときに変形を生じる脆弱部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバンパステー。
【請求項３】
前記脆弱部は、前記接合片同士を重ね合わせた状態でスポット溶接することにより形成されることを特徴とする請求項２に記載のバンパステー。
【請求項４】
前記複数の辺の総数は、偶数であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のバンパステー。
【請求項１】
車体フレームと、該車体フレームの車両前方側で車幅方向に沿って延設されるバンパビームの車幅方向両端部との間にそれぞれ設けられ、前記バンパビーム側から入力される衝突荷重を吸収することが可能な衝撃吸収体を備えたバンパステーであって、
前記衝撃吸収体は、
多角筒形状を有し、その外周面の車幅方向の断面形状を構成する複数の辺が略同一の長さに形成されていると共に、
隣接する２つの前記辺により構成される角部のうち、車幅方向内側に位置する角部の角度が鈍角に形成されている一方、車幅方向外側に位置する少なくとも１つの角部の角度が鋭角又は直角に形成されていることを特徴とするバンパステー。
【請求項２】
前記衝撃吸収体は、車両前後方向に沿って分割された複数の接合部材からなり、該接合部材のそれぞれに設けられ、前記辺を構成する接合片同士を互いに接合することにより形成され、
前記接合される接合片の少なくとも一方には、車両前後方向に沿って前記辺の長さの略２倍の間隔をあけて形成され、所定以上の前記衝突荷重が入力されたときに変形を生じる脆弱部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバンパステー。
【請求項３】
前記脆弱部は、前記接合片同士を重ね合わせた状態でスポット溶接することにより形成されることを特徴とする請求項２に記載のバンパステー。
【請求項４】
前記複数の辺の総数は、偶数であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のバンパステー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５３２５２（Ｐ２０１２−１５３２５２Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４０１５（Ｐ２０１１−１４０１５）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
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