自動車用エネルギ吸収部材
【課題】取り付けスペースの制約を満足した上で、曲げ強度およびエネルギー吸収特性が高い、衝突特性に優れたアルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材を提供する。
【解決手段】アルミニウム合金押出中空形材からなる自動車用エネルギ吸収部材１の中空形状３が、外側および内側のフランジ４、５、ウエブ６、７、中リブ８、９とからなる目型断面形状などで形成され、長手方向中央部１ａには、ウエブ６、７側からのプレス加工３０により、中空形状３の一部を変形させた変断面部２が設けられており、この変断面部２では、その横断面幅が小さくなっているとともに、その横断面における外側フランジ４の一部４ｂ、４ｃが中央部４ａよりも自動車車体の外側に向けて張り出している。
【解決手段】アルミニウム合金押出中空形材からなる自動車用エネルギ吸収部材１の中空形状３が、外側および内側のフランジ４、５、ウエブ６、７、中リブ８、９とからなる目型断面形状などで形成され、長手方向中央部１ａには、ウエブ６、７側からのプレス加工３０により、中空形状３の一部を変形させた変断面部２が設けられており、この変断面部２では、その横断面幅が小さくなっているとともに、その横断面における外側フランジ４の一部４ｂ、４ｃが中央部４ａよりも自動車車体の外側に向けて張り出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車車体衝突時の曲げ強度やエネルギー吸収特性が優れた、軽量なアルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材に関するものである。以下、アルミニウムを単にＡｌとも言う。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、自動車車体には、アルミニウム合金押出形材が、補強材あるいはフレーム材などの自動車用エネルギ吸収部材として設けられている。これらは、バンパ補強材、ドアガードバー（ドアビーム）、ルーフ補強材、ルーフサイドレール、サイドシル（サイドレール）、ピラーなどの部材として例示される。これらの自動車用エネルギ吸収部材は、自動車車体の衝突に対するエネルギー吸収部材を構成する。
【０００３】
以下、これらの自動車用エネルギ吸収部材のうち、バンパ補強材（バンパリインフォースメント、バンパアマチャアとも言う）を例にとって説明する。バンパ補強材は、自動車車体の車体の前端（フロント）および後端（リア）に取り付けられているバンパの内部に、周知の通り、補強材として設けられている。このバンパ補強材は、バンパと車体との間に、車体に対し、概ね水平方向で車幅方向に対し平行に延在するように配置される。
【０００４】
このバンパ補強材の支持構造は、衝突側（外側）フランジに対する背面側（内側）フランジが、バンパステイなどの支持部材を介して、車体長さ方向に延在するフロントやリヤのサイドメンバ等の車体フレームに連結、固定される。このような支持構造とすることによって、バンパ補強材は、車体の衝突に対して横断面方向に圧壊変形して衝突エネルギーを吸収し、車体を保護する。
【０００５】
即ち、前記した自動車用エネルギ吸収部材には、このバンパ補強材を含めて、車体衝突時の大荷重付加時に、損壊、飛散などせずに、加わった外力エネルギー（衝突エネルギー）を、自らの曲げ変形や横断面のつぶれ（圧壊）により吸収し、圧壊変形して荷重エネルギーを吸収する性能が求められる。
【０００６】
これらのアルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材には、軽量化のために、５０００系、６０００系、７０００系等の高強度アルミニウム合金押出形材（長手方向に同一断面形状を有する形材）が使用されている。アルミニウム合金は、従来から使用されている鋼材に比して、同じ重量の場合には前記エネルギー吸収性能に優れる。また、長手方向に同一断面形状を有するアルミニウム合金押出形材は、強度や剛性に優れた、横断面形状が日型あるいは目型などの矩形の中空構造を、効率的に、かつ大量に製造することが可能である。このため、自動車車体の衝突に対するエネルギー吸収機能を有する自動車用エネルギ吸収部材として好適である。
【０００７】
ただ、自動車車体の衝突には周知の通り種々の形態があり、これに応じて、自動車車体の衝突試験の形態も、ポール衝突、バリア衝突、オフセット衝などの種々の衝突試験の形態がある。これらの衝突乃至衝突試験の際の衝突荷重（衝突エネルギ）の負荷状況は各々異なり、これに伴って、エネルギー吸収の機構やエネルギー吸収機能の向上機構も各々異なることとなる。しかも、自動車車体の衝突安全性向上のために、これら衝突試験条件は益々厳しさを増し、自動車用エネルギ吸収部材として、これらの衝突試験をクリアするエネルギー吸収機能はより高いものが要求されている。
【０００８】
例えば、前記バンパ補強材では、衝突力を受けた際に、曲げ変形によりステイ取付部より中央寄りの部位が後方へとたわむ、たわみ変形を生じる。バンパ補強材の曲げ強度（圧壊強度）が不足し、このたわみ変形が大きくなると、変形したバンパ補強材が車体側へ近づき、バンパの後方に位置するラジエータなどを始めとする各種自動車部品と干渉し、これら部品を損傷する可能性が高くなる。
【０００９】
また、本発明でひとつの課題とするポール衝突の場合には、特に局所的に略水平方向からの荷重が集中するために、バンパ補強材などの曲げ強度が不足しやすい。このため、衝突荷重が大きくなると、バンパ補強材が中央部より水平方向に折れ曲がり、前記損傷を与えることが生じる。この現象は、バンパ補強材など自動車用エネルギ吸収部材の横断面形状が単に口形の場合だけではなく、日形あるいは目形等の中リブを設けてより補強したタイプの自動車用エネルギ吸収部材においても生じる。
【００１０】
これに対し、バンパ補強材など自動車用エネルギ吸収部材の衝突エネルギの吸収性能を高め、後方の各種自動車部品や車体への干渉や損傷を防止するために、従来から、バンパ補強材の曲げ強度を上げる対策が採られてきた。そして、これら自動車用エネルギ吸収部材の曲げ強度向上のためには、素材アルミニウム合金押出中空形材の高強度化、中空形材壁部厚みを厚くする、自動車用エネルギ吸収部材の幅を大きくする等の断面係数を増加させる方法が考えられる。
【００１１】
しかし、アルミニウム合金中空押出形材を高強度化するには自ずと限界がある。素材自身の高強度化の限界の他に、高強度化した場合には、押出等の形材製造や曲げ加工等の形材の成形加工が難しくなるとともに、割れが生じやすく、却って、衝突のエネルギー吸収量を小さくすることにもつながるからである。また、単にアルミニウム合金中空形材の厚みを厚くした場合、重量が増加して、アルミニウム合金による軽量化の利点が損なわれるため、これにも限界がある。
【００１２】
このため、自動車用エネルギ吸収部材の曲げ強度向上のためには、アルミニウム合金中空押出形材を最適に高強度化するとともに、前記厚みなどによる重量増加を最小限に抑えて、自動車用エネルギ吸収部材の断面係数を増加させることが有効である。このためには、自動車用エネルギ吸収部材の横断面幅を大きくした方が有利であり、他部品との干渉を回避できる範囲で、この幅を大きくすることが多い。
【００１３】
ただ、一方で、自動車用エネルギ吸収部材の横断面幅には、車体設計上の制約があり、自由に自動車用エネルギ吸収部材の横断面幅を大きくすることができない。例えば、バンパ補強材では、高速衝突におけるエネルギ吸収量確保の観点から、バンパ補強材が接続されるサイドメンバの必要長さは概ね定まっており、これに応じて、バンパ補強材の車体との接合位置は規定（規制）される。さらに、衝突面側は車両デザインに応じて規定（規制）されることから、バンパ補強材は、この車両デザインとサイドメンバとの接合位置によって規定される、比較的狭い空間内に配置される必要がある。
【００１４】
そして、近年では、車体前面からの衝突において、歩行者脚部保護を目的としたエネルギ吸収部品を、バンパ補強材前面側に設ける必要もあるなど、前記バンパ補強材を配置する可能な空間は、特にサイドメンバとの取り付け部近傍で、非常に狭くなる傾向がある。つまり、バンパ補強材では、曲げ強度向上のために、断面の車体前後方向幅の増大と、サイドメンバとの取り付け部近傍やバンパ補強材前面でのスペース制約を満足するという相反する要求を満足することが求められている。
【００１５】
ところで、衝突時に最も変形量が大きくなるのは、前記ポール衝突などでのバンパ補強材の車体幅方向中央近傍、即ち、自動車用エネルギ吸収部材の長手方向の中央部に衝突荷重が加わった場合である。この際、自動車用エネルギ吸収部材に加わる曲げモーメントは、衝突部近傍、つまり、長手方向の中央部が最も高くなる。これに対応するため、従来から、アルミニウム合金押出中空形材からなる自動車用エネルギ吸収部材中央部などの断面係数を大きくし、前記した取り付けスペース制約への対応と曲げ強度向上の両立を図った構造が提案されている。
【００１６】
例えば、特許文献１では、バンパ補強材の中央部の断面係数を、左右端部の各サイドメンバ取付部の断面係数に比して大きくしている。具体的には、バンパ補強材の中央部（前記二つの取付部の間の部位）の断面形状を、その図２〜４に示すように、元の図３の矩形（四角）形状から、図４の三角形状に変形させている。そして、重要なことには、バンパ補強材の前方側の前記した取り付けスペースの制約から、この図４や図２に示すように、バンパ補強材の前方側には変形させず、後方に向かって、その断面形状を三角形状に変形させている。
【００１７】
また、中空バンパ補強材や、アルミニウム合金中空部材などを液圧成形あるいはバルジ加工、スウエージング加工などによって成形し、中央部と端部との断面係数を変えて、可変中空部あるいは変断面中空部とすることも特許文献２、３に開示されている。
【００１８】
更に、強度の高いアルミニウム合金中空バンパ補強材を対象として、端部をプレス加工や、断面内部への押し込みなどのよって潰し加工し、取り付けスペースを確保し、あくまで結果的にではあるが、中央部の断面係数が大きくなっている構造案も特許文献４〜６で提案されている。
【００１９】
また、従来から、ポール衝突対応として、バンパ補強材の折れ曲がりやすい長手方向の中央部分に補強材を取り付け、中央部分を補強する方法があり、これも結果的に、中央部の断面係数が大きくなっている。例えば、バンパ補強材の長手方向中央部の前側に、アルミニウム合金中空形材で形成された補強体を接着剤などにより接着固定した補強構造が開示されている（特許文献７参照）。更に、開断面を有するアルミニウム合金補強形材をバンパ補強材の前部側に設けた態様も提案されている（特許文献８参照）。また、バンパ補強材よりも短尺で略矩形断面を有する補強用形材を、バンパ補強材の長手方向中央部の上側か下側のいずれかの側に、バンパ補強材と略平行に取り付け、既存のバンパスペースを利用して補強することが可能なアルミニウム合金製中空バンパ補強材も提案されている（特許文献９参照）。
【特許文献１】特開２００１−６３４９５号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６５９６号公報
【特許文献３】特開２００３−１４６１５９号公報
【特許文献４】特開２００３−１４６１５６号公報
【特許文献５】特表２００３−５１６９０２号公報
【特許文献６】特開平７−２５２９６号公報
【特許文献７】特開平６−２８６５３６号公報
【特許文献８】特開２００１−２２５７６３号公報
【特許文献９】特開２００４−２６２３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
これら従来の方法では、やはり、車体設計上の制約から、自動車用エネルギ吸収部材中央部などの横断面幅を大きくすることができず、曲げ強度の十分な向上のために、自動車用エネルギ吸収部材中央部などの断面係数を増加させることができない。このため、バンパ補強材では、曲げ強度向上のための断面の車体前後方向幅の増大と、サイドメンバとの取り付け部近傍やバンパ補強材前面でのスペース制約を満足するという相反する要求を両立できない。したがって、自動車車体の設計を変更しても前記スペースが確保できない場合は、バンパ補強材など、アルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材自体を採用することができなくなる。
【００２１】
更に、これら従来の方法では、車体衝突時の曲げ強度の向上に加えて、車体衝突時の衝突エネルギーの吸収特性もあまり大きくできない。衝突エネルギーの吸収特性を大きくするためには、車体衝突時に負荷される荷重に対して、最大荷重以降の荷重の低下を抑えて、大きく変形した際の荷重と変形量の積分で定義されるエネルギー吸収量を大きくする必要がある。しかし、前記した従来の方法では、いずれも前記変形量を大きく取れず、衝突エネルギーの吸収特性もあまり大きくできない。したがって、前記した自動車用エネルギ吸収部材には、車体衝突時の曲げ荷重に対する曲げ強度およびエネルギー吸収特性が高いという、衝突特性に優れることが益々要求されている。
【００２２】
したがって、本発明の目的は、前記取り付けスペースの制約を満足した上で、曲げ強度およびエネルギー吸収特性が高い、衝突特性に優れたアルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するための、本発明の自動車用エネルギ吸収部材の要旨は、アルミニウム合金押出中空形材からなり、互いに間隔を開けて配置された、自動車車体における外側および内側のフランジと、これら二つのフランジ同士をつなぎ、互いに間隔を開けて配置された二つのウエブと、これらウエブ同士の間にあって前記二つのフランジ同士をつなぐ中リブとから形成された自動車用エネルギ吸収部材であって、この自動車用エネルギ吸収部材の長手方向中央部には、プレス加工により、前記ウエブ側寄りの一部を変形させた変断面部が設けられており、この変断面部では、その横断面幅が前記中空形材の元の横断面幅に比して小さくなっているとともに、前記外側フランジの前記ウエブ側寄りの一部が前記自動車車体の外側に向けて張り出していることである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、軽量かつ前記衝突特性に優れた自動車用エネルギ吸収部材として、その中空形状の横断面内部に一つ以上の中リブを設けたアルミニウム合金押出中空形材からなることを前提とする。中空形状の横断面内部に中リブが無い、口型などの中空形状では、本発明を採用しても、さしたる効果にはつながらない。中リブがある場合に比して、元々曲げ強度（圧壊強度）およびエネルギー吸収特性が著しく小さくなるからである。また、本発明を採用せずとも、口型中空形状の横断面形状自体（全体）を、外側フランジが自動車車体の外方に向けて張り出した長方形とすれば、多少の効果にはつながるからである。
【００２５】
このような前提の中空形状の自動車用エネルギ吸収部材において、本発明では、その長手方向の中央部に変断面部を設けて、この長手方向中央部の断面係数を、その長手方向端部の断面係数に比べて高くすることで、曲げ強度向上とエネルギー吸収特性向上との衝突特性の向上が図れる。
【００２６】
また、自動車用エネルギ吸収部材の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面を、車体外側方向に張り出す変断面部形状としている。このように、横断面を衝突方向側に張りだす変断面部形状とすることで、車体衝突時に自動車用エネルギ吸収部材に荷重が伝わるタイミングが早くなり、衝突荷重のエネルギ吸収量を増大させることができる。
【００２７】
更に、自動車用エネルギ吸収部材の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面を、車体外側方向に張り出す変断面部形状とすることで、特にポール衝突など、バンパ補強材などの自動車用エネルギ吸収部材中央部近傍への集中荷重に対して、変形荷重が増大し、エネルギ吸収ストロークを短くできるという利点がある。
【００２８】
また、本発明では、自動車用エネルギ吸収部材の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面を、衝突面側の車体外側方向のみに張り出し、背面側の車体内側方向には張り出させない。このため、自動車用エネルギ吸収部材の背面側である、車体内側方向のスペースは変化（減少）しないため、自動車用エネルギ吸収部材の背面側の、例えばバンパ補強材であれば、他のラジエータなど自動車部品との隙を狭くすること無く、衝突時の許容ストロークを確保できる。本発明自動車用エネルギ吸収部材の取り付けスペースも、断面係数を変えない元の自動車用エネルギ吸収部材に対して大きくする必要はない。
【００２９】
そして、自動車用エネルギ吸収部材の長手方向の中央部のみの横断面を、衝突面側の車体外側方向のみに張り出させ、断面係数を増加させる際には、自動車用エネルギ吸収部材の幅方向からのプレスによる潰し加工で、比較的簡便に変断面部を形成（成形）できる。このため、本発明自動車用エネルギ吸収部材は、大量生産に対応した形で比較的安価に製造可能である。
【００３０】
また、自動車用エネルギ吸収部材の車体との取り付け部となる端部側は、もとのままで潰し加工されていないため、接合面の形状精度確保が容易であり、溶接接合をせずとも、あるいは溶接接合を併用したとしても、取り外し可能なボルトで接合することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明のより具体的な実施の形態について、自動車用エネルギ吸収部材の一例としてバンパ補強材の態様を、図面を用いて詳細に説明する。なお、バンパ補強材以外の自動車用エネルギ吸収部材の態様も、バンパ補強材独特の名称を除いて、以下の態様と共通である。
【００３２】
（バンパ補強材）
自動車用エネルギ吸収部材１としてのバンパ補強材の一実施態様を、図１に斜視図、図２に図１のＡＡ線断面図、図３に図１のＢＢ線断面図、で各々例示する。ここで、図１〜３は、バンパ補強材１が車体幅方向（車幅方向）に略水平方向に延在している状態を示し、各図の上方向側が、自動車車体の外側方向、即ち衝突側方向であり、各図の下方向側が、自動車車体の内側方向、即ち衝突側に対する背面側方向である。
【００３３】
なお、図１は、バンパ補強材の取り付け態様を示す、後述する図４、５のバンパ補強材の中央部分のみの要部（一部）を示している。図１において、図の左側の１ａがバンパ補強材の長手方向の中央部であり、この中央部１ａから図の左側に向かって延在する形状は、図示していないが、中央部１ａから右側の形状と対称である。また、この中央部要部から更に右側へも、後述する図４、５に示すように、バンパ補強材のステイ取り付け位置である右側端部側の形状へと延在している。
【００３４】
フランジ：
図１〜３において、バンパ補強材１は、アルミニウム合金押出中空形材からなる。その中空形状は、互いに平行にかつ間隔を開けて配置された、自動車車体における外側（衝突側、前面側）に存在するフランジ４および内側（背面側、後面側）に存在するフランジ５とを有する。これらのフランジ４、５は、板状であり、用途に応じて、自動車車体の幅方向や前後方向に延在し、バンパ補強材であれば自動車車体の前後方向に延在する。フランジ４、５は、図１〜３では矩形の横断面である中空形状を示しているので、互いに平行に配置されるとともに、直線的である。
【００３５】
このフランジ４、５の態様は、自動車用エネルギ吸収部材の用途に応じて適宜変更できる。例えば、中空形状によって、フランジ４、５は必ずしも互いに平行に配置されなくても、また直線的でなくても良い。即ち、横断面が鼓状、太鼓状であり、フランジ４、５が円弧、アーチ状の曲線的、あるいは曲率を有するものであっても良い。また、フランジ４、５同士の互いの間隔が変化するようなテーパ状に配置されても良い。
【００３６】
ウエブ：
間隔を開けて配置された二つのウエブ６、７は、自動車車体の内外方向、バンパ補強材であれば自動車車体の前後方向に延在し、これら二つのフランジ４、５同士をつなぐ。図における左右のウエブ６、７は、板状であり、図１〜３では矩形の横断面である中空形状を示しているので、互いに平行に配置されるとともに、直線的であり、かつフランジ４、５に直交している。なお、この二つのウエブ６、７同士の間隔が、バンパ補強材乃至自動車用エネルギ吸収部材における「横断面幅」を規定し、この二つのウエブ６、７の各外側の面同士の間隔が、この「横断面幅」である。
【００３７】
このウエブ６、７の態様は、自動車用エネルギ吸収部材の用途に応じて適宜変更できる。例えば、中空形状によって、ウエブ６、７同士は必ずしも互いに平行に配置されなくても、また直線的でなくても、あるいはフランジ４、５に直交しなくても良い。すなわち、横断面が鼓状、太鼓状であり、ウエブ６、７が円弧、アーチ状の曲線的、あるいは曲率を有するものであっても良い。また、ウエブ６、７同士の互いの間隔が変化するようなテーパ状に配置されても良い。更に、ウエブ６、７の、一方か両方かあるいは一端か両端かが、フランジ４、５に対して斜めに交わっても良い。
【００３８】
中リブ：
中リブ８、９は、補強用の板状リブであり、前記ウエブ６、７同士の間である中空形状内にあって、互いに間隔を開けて配置され、各々二つのフランジ４、５をつないでいる。図１〜３では、中リブ８、９は２本で、横断面が目型をしているが、中リブを中央部に設けた１本のみとした横断面が日型であっても良い。中リブを設ける本数は、補強の必要性や自動車用エネルギ吸収部材の大きさ（横断面幅など）にもよるが、バンパ補強材など、通常の自動車用エネルギ吸収部材の大きさ（横断面幅など）であれば、図１のように２本までで十分であり、３本以上設ける必要は無い。
【００３９】
この中リブ８、９の態様も、前記したフランジ４、５やウエブ６、７の態様の通り、自動車用エネルギ吸収部材の用途に応じて適宜変更できる。例えば、中空形状によって、中リブ８、９同士は必ずしも互いに平行に配置されなくても、また直線的でなくても、あるいはフランジ４、５に直交しなくても良い。すなわち、中リブ８、９が円弧、アーチ状の曲線的、あるいは曲率を有するものであっても良い。また、中リブ８、９同士の互いの間隔が変化するようなテーパ状あるいはＸ状に交差するように配置されても良い。更に、中リブ８、９の、一方か両方かあるいは一端か両端かが、フランジ４、５に対して斜めに交わっても良い。
【００４０】
変断面部：
図１において、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａには、アルミニウム合金押出中空形材からなるバンパ補強材１の中空形状（横断面）の一部を変形させた変断面部２が設けられている。この変断面部２は、図２に示すように、点線で示す、元の中空形材の横断面（横断面形状）あるいは元の中空形状３の横断面（横断面形状）の一部、即ち、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの（ウエブ６、７側寄りの）両側の横断面を、車体外側方向の衝突方向（図の上側）に対して、より縦長の矩形断面形状に変形させたものである。この変断面部２では、その横断面幅が、中空形材あるいは中空形状３の元の横断面幅に比して小さくなっているとともに、その横断面における外側フランジ４の一部４ｂ、４ｃが中央部４ａよりも自動車車体の外側に向けて張り出している。
【００４１】
これは、例えば、バンパ補強材１の幅方向側である、ウエブ６、７側からの、矢印３０で示すプレス加工により、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの外側フランジ４ｂ、４ｃを、車体外側方向の衝突方向（図の上側）に対して、張り出させたものである。なお、この図１、２の態様では、ウエブ６、７の両側からのプレス加工により、前記中空形状のウエブ６と７の両方の側の中空形状をともに、ほぼ対称形になるよう変形させている。なお、このプレス加工は、他の方向からも可能であれば、必ずしもウエブ６、７側から行わなくても良い。
【００４２】
この変断面部２では、その横断面幅（横断面長さ：二つのウエブ６、７同士の間隔）が、図１、３に示す、あるいは図２に点線で示す、バンパ補強材１の幅である、元の中空形状部分３の横断面幅（二つのウエブ６、７同士の間隔）に比して小さい。そして、これとともに、ウエブ６、７側寄りの、外側フランジ４の一部である４ｂ、４ｃが、図の上方側であり、衝突方向側でもある、自動車車体の外側（外方）に向けて張り出した横断面（横断面形状）を有している。即ち、この変断面部２では、その横断面幅が元の中空形状部分３の横断面幅よりも小さくなっているとともに、その横断面における外側フランジ４の一部４ｂ、４ｃが元の中空形状部分３の横断面幅中央部４ａよりも、自動車車体の外側（外方）に向けて張り出した横断面（横断面形状）を有している。
【００４３】
変断面部の作用効果：
このように変断面部２を設け、外側フランジの一部４ｂ、４ｃを、元の中空形状部分３の横断面幅中央部４ａよりも、前記衝突方向側に向けて張り出させることによって、バンパ補強材１の長手方向中央部１ａ近傍の断面係数を、その長手方向端部側の元の中空形状３の断面係数に比べて高くすることができる。周知の通り、バンパ補強材１の中央部１ａに衝突の曲げ荷重Ｐが作用した時の、中央部の３点曲げの曲げモーメントＭは（荷重Ｐ×部材Ｌ）／４となる。また、断面係数Ｚは、バンパ補強材１の断面の形状を表す係数で、幅ｂ、高さｈの長方形の場合には「部材断面積：（幅ｂ×高さｈ）2 ／６」となる。したがって、外側フランジ４の一部を自動車車体の外側に向けて張り出させた変断面部２の方が、バンパ補強材１の長手方向端部側の元の中空形状３よりも、衝突方向に対して縦長（ウエブ６、７の長さｈが大）となって、曲げ荷重Ｐに対して有利となる。言い換えると、曲げ強度向上とエネルギー吸収特性向上との衝突特性の大幅な向上が図れる。
【００４４】
また、バンパ補強材１の長手方向中央部近傍の変断面部２の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面（外側フランジ４）を、車体外側方向（衝突方向）に張り出す形状としている。このように、横断面（外側フランジ４）を衝突方向側に張りだすことで、車体衝突時に、張りだした外側フランジ４ｂ、４ｃから、バンパ補強材１に荷重が伝わるタイミングが早くなり、エネルギ吸収量を増大させることができる。
【００４５】
更に、バンパ補強材１の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面を、車体外側方向（衝突方向）に張り出すことで、特にポール衝突など、バンパ補強材１中央部近傍への集中荷重に対して、変形荷重が増大し、エネルギ吸収ストロークを短くできるという利点がある。通常のバンパ補強材などの自動車用エネルギ吸収部材の場合、荷重入力点（例えば中央部１ａ）を折れ位置とする３点曲げ変形が生じる。これに対して、本発明構造の場合には、変断面部２の張出側である、張りだした外側外側フランジ４の端部である、フランジ４ｂ、４ｃで折れ変形することで、衝突形態が３点曲げから４点曲げに変化し、このような折れ点の増加に応じて、変形荷重が増加するためである。
【００４６】
また、これの重要な点であるが、本発明では、バンパ補強材１の断面係数増加に際して、この変断面部２では、その横断面幅が前記中空形状の元の横断面幅に比して小さくなっている。この結果、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａ近傍のみの横断面（外側フランジ４ｂ、４ｃ) を、衝突面側の車体外側方向のみに張り出し、バンパ補強材１の背面側の車体内側方向には、内側フランジ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）を張り出させてはいない。このため、バンパ補強材１の背面側である、内側フランジ５よりも車体内側方向（図の下側方向）のスペースは変化（減少）してない。
【００４７】
このため、バンパ補強材１の背面側の、他のラジエータなど自動車部品との隙を狭くすること無く、衝突時の許容ストロークを確保できる。また、本発明バンパ補強材１のバンパ補強材１の長手方向端部側は元の中空形状３のままである。したがって、その長手方向端部側の背面側のステイなどの取り付けスペースも、断面係数を変えない元のバンパ補強材に対して大きくする必要はない。
【００４８】
この変断面部２を設ける自動車用エネルギ吸収部材１の長手方向の長さや領域あるいは大きさ、車体外側（衝突方向）への張出量などは、バンパ補強材など、自動車用エネルギ吸収部材の具体的な用途に応じて必要とされる、前記変断面部の衝突特性向上効果の程度や自動車用エネルギ吸収部材の具体的な設計条件によって、適宜決定される。また、バンパ補強材１では、後述する通り、両端部側が車体後方に向いて湾曲しており、変断面部２をプレス加工により形成する際には、中子の挿入が可能なバンパ補強材１の中央部の直線領域に限定される。したがって、変断面部２の設計は、このような自動車用エネルギ吸収部材の成形可能領域からも決定される。
【００４９】
変断面部の形状：
ここで、本発明で言う、プレス加工により中空形状のウエブ側寄りの一部を変形させるという、「一部」とは、図２、３におけるバンパ補強材１の中空形状の横断面における、中リブ８、９の位置からウエブ６、７寄りの側の横断面両側方部である。これは中空形状で言うと、例えば図３では、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの外側フランジ４ｂ、４ｃにおける４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、内側フランジ５ｂ、５ｃにおける５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇなど４箇所の複数箇所を各々内側に曲げ変形させる。
【００５０】
ただ、これらフランジを変形させる領域を、図１、２のように、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの、外側フランジ４ｂ、４ｃと、内側フランジ５ｂ、５ｃの全部（全域）にするか、あるいは一部（一部の領域）にするか、即ち、衝突方向側に張り出させる外側フランジ４ｂ、４ｃの幅（図の左右方向長さ）と、張り出す長さ（図の上下方向長さ）は、中空形状の横断面の大きさや形状の設計、そして、要求衝突特性との関連で、適宜設計される。
【００５１】
その一方で、図１、２のように、前記中リブ８、９の間における、横断面中央部は、変断面部の形成のためのプレス加工に伴う、多少の変形は必然的にあるものの、これをできるだけ抑制して、元の横断面を維持していることが好ましい。前記横断面中央部の変形とは、中リブ８、９の間における外側フランジ４ａと内側フランジ５ａ、更には、中リブ８、９自体が変形することを意味する。したがって、勿論、変形の形状にもよるが、例えば矩形形状の元の横断面中央部に比して、変形の起点が増して、横断面中央部乃至バンパ補強材１中央部１ａの圧壊強度や曲げ強度が低下する可能性が高くなる。この結果、変断面部を形成させる意味が失われる。また、前記横断面中央部がバンパ補強材１の背面側に向かって変形した場合には、バンパ補強材１の背面側の、他のラジエータなど自動車部品との隙を狭くすることとなる。
【００５２】
変断面部の形成方法：
この変断面部２を形成するためには、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａ近傍のみを、図２のように、バンパ補強材１の幅方向側からのプレスによる潰し加工で形成（成形）する。因みに、この変断面部２をプレス加工乃至プレス成形によって形成することも本発明の特徴であって、前記した従来の中央部と端部との断面係数を変えて変断面中空部を設ける、液圧成形あるいはバルジ加工、スウエージング加工などによる成形では、この変断面部２を実用的にはとても形成できない。特に、前記した中リブ８、９の間における横断面中央部の変形を抑制して、元の横断面を維持することが難しい。
【００５３】
この点、プレス加工であれば、金型や中子を適宜使用して、比較的簡便にこの変断面部２を形成できる。金型や中子は、図示はしないが、プレス加工の際に、図３の元の中空形状３の中空内に挿入したり、外側フランジ４ａと内側フランジ５ａ、中リブ８、９などの外部から用いて、これらの部位の変形を誘導、拘束し、変断面部２の形成を促進する。
【００５４】
また、前記プレス加工以外の加工方法で、例えこの変断面部２を形成できたとしても、とてもプレス加工のようには、変断面部２を有するバンパ補強材１を大量に効率よく加工することができない。そして、この変断面部２を形成するに要する効率やコストは、一定以下の価格が要求される自動車用エネルギ吸収部材として、効率やコスト的に製造する意味があるか否かの重要な問題となる。
【００５５】
この点、プレス加工によれば、図２に示すように、バンパ補強材１の幅方向側である、ウエブ６、７側からの矢印３０で示すプレス加工により、図２に点線で示す、元の中空形状部分３の横断面、即ち、ウエブ６、７側寄りの横断面の一部を変形させる、潰し加工で、比較的簡便に形成（成形）できる。ただ、バンパ補強材１では、後述する通り、両端部側が車体後方に向いて湾曲しており、変断面部２をプレス加工により形成する際には、中子の挿入が可能なバンパ補強材１の中央部の直線領域に限定される。
【００５６】
変断面部の形状精度：
以上述べた変断面部２を、図１、２の形状に、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａ近傍に、形状精度良く形成する方法につき、図２、３を用いてより具体的に説明する。変断面部２を形成するには、より具体的には、以下の変形と変形の抑制が必要である。
【００５７】
（１）外側フランジ４ｂ、４ｃを、元の外側フランジ４ａの横断面位置から、衝突面側の車体外側方向に張り出させる。
（２）ウエブ６、７が、この外側フランジ４ｂ、４ｃの張り出しに追随し、外側フランジ４ｂ、４ｃと内側フランジ５ｂ、５ｃとの交点や、その直線性などが変化しないよう、中空形状の内側に向かって平行移動する。
（３）内側フランジ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）は、バンパ補強材１の背面側の車体内側方向に張り出させる変形はさせない。
（４）好ましくは、中リブ８、９の間における外側フランジ４ａと内側フランジ５ａの変形や、中リブ８、９自体の変形を抑制する。
（５）好ましくは、外側フランジ４ｂ、４ｃの平坦度を維持し、中リブ８、９の位置からウエブ６、７寄りの側の横断面両側方部の矩形形状を維持する。
【００５８】
このためには、プレス加工によって、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａ近傍における、図３に示す元の中空形状部分３の、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの変形する部位あるいは変形する部位に相当する部位である、外側フランジ４ｂ、４ｃにおける４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、内側フランジ５ｂ、５ｃにおける５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇなど４箇所の複数箇所を各々同時に内側に曲げ変形させる必要がある。
【００５９】
薄肉化：
これらの変形箇所をプレス加工によって曲げ変形させやすくするためには、予め、これらの変形箇所の厚みを、強度確保に必要な肉厚としている他の外側フランジや内側フランジの肉厚に比して、部分的あるいは局所的に、薄くすることが好ましい。即ち、図３に示す曲げ変形変形箇所である、外側フランジ４ｂ、４ｃにおける４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、内側フランジ５ｂ、５ｃにおける５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇは、各々元の各フランジの肉厚よりも薄肉化されている。
【００６０】
このように、外側フランジ４と内側フランジ５との、プレス加工により曲げ変形する前記部位や、この部位に相当する部位の肉厚が、元の各フランジの肉厚よりも、バンパ補強材１の長手方向に亙って、予め各々薄肉とされていることが好ましい。これらの変形箇所の厚みを薄くしないと、前記した各部の変形と変形の抑制とが難しくなり、変断面部２を形状精度良く形成することが難しくなる。
【００６１】
なお、このようなバンパ補強材１の横断面における肉厚を部位に応じて、また、図１に示す外側フランジ４ｂ、４ｃにおける４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇのように、変形部位に相当する部位の肉厚を、バンパ補強材１の長手方向に亙って、予め、正確に、形状精度良く、可変とできることが押出中空形材ならではの特徴である。
【００６２】
アーチ状変断面部：
バンパ補強材１の別の実施態様を、前記図１〜３と同様に、図４に斜視図、図５に図４のＡＡ線断面図、図６に図４のＢＢ線断面図、で各々例示する。ここで、図４〜６は、変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃの横断面が、直線的ではなく、自動車車体の外方に向けて張り出したアーチ状の形状をしている以外は、バンパ補強材１の向きや中空形状（横断面形状）、変断面部などは、図１〜３と同じである。
【００６３】
この図４、５のような、変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃの横断
面が、前記アーチ状の形状をしている場合には、前記図１、２のような変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃの横断面が直線的である場合に比して、より、車体外側方向（衝突方向）に対する張出量を増加できる。したがって、車体衝突時に、張りだした外側フランジ４ｂ、４ｃから、バンパ補強材１に荷重が伝わるタイミングがより早くなり、エネルギ吸収量を増大させることができる。
【００６４】
このようなアーチ状の形状をしているように、変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃの横断面を形成したい場合には、図６に元の中空形状３の横断面（横断面形状）を示す通り、図３のような外側、内側フランジのプレス加工により曲げ変形する前記部位や、この部位に相当する部位を薄肉化しない。即ち、前記した薄肉部を設けないと、前記（５）のような、外側フランジ４ｂ、４ｃの平坦度は維持できず、自動車車体の外方に向けて張り出したアーチ状となる。したがって、強度上の限界は当然あるものの、前記した薄肉部の肉厚の調整によって、外側フランジ４ｂ、４ｃの横断面形状（平坦度）が調整できる。
【００６５】
中空形状横断面各部位の肉厚：
バンパ補強材１（自動車用エネルギ吸収部材）の、外側、内側の二つのフランジ４、５、左右のウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚は全て同じとする必要はなく、却って、変える方が好ましい。例えば、前記図１〜６の態様において、衝突荷重に対向する面を形成する外側および内側の二つのフランジ４、５の肉厚は、図における左右のウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚よりも厚くすることが好ましい。これによって、フランジ４、５の圧壊強度を増すとともに、ウエブ６、７、中リブ８、９の薄肉化によって、フランジ４、５の厚肉化に伴う重量増加を抑制できる。また、ウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚も互いに同じとする必要はない。具体的には、フランジ４、５の肉厚を２．０〜５．０ｍｍの範囲とし、ウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚の１．２〜２．０倍程度とする。
【００６６】
このように、バンパ補強材１（アルミニウム合金押出中空形材）の横断面における肉厚を部位に応じて、また長手方向に亙って、予め、正確に、形状精度良く、可変とできることが押出中空形材ならではの特徴である。
【００６７】
中空形状横断面各コーナ部の肩Ｒ：
変断面部２の成形の際には、前記図３に示す、特に、内側フランジ５ｂ、５ｃのウエブ６、７との交点の各肩Ｒ（コーナＲ、コーナ半径）であるＲ５、Ｒ５の大きさも、外側フランジ４ｂ、４ｃを張り出す成形性に影響する。この点、張り出す外側フランジ４ｂ、４ｃの背面側となる、これらＲ５、Ｒ５が各々大きい方が、前記外側フランジ４ｂ、４ｃを張り出す成形をしやすい。この点、図２の変断面部２の成形後の肩ＲであるＲ５が８ｍｍ以上になるように、前記した図３に示す、フランジ４、５とウエブ６、７との交点の元の肩ＲであるＲ５を設計することが好ましい。なお、外側フランジ４ｂ、４ｃのウエブ６、７との交点の各肩ＲであるＲ４、Ｒ４は、前記図４のアーチ状の外側フランジ４ｂ、４ｃのように大きくする以外は、変断面部２の成形性のためだけに、特に大きくしなくても良い。
【００６８】
このように、バンパ補強材１（アルミニウム合金押出中空形材）の中空形状横断面における各コーナＲを部位に応じて、また、バンパ補強材１の長手方向に亙って、予め、正確に、形状精度良く、可変とできることが押出中空形材ならではの特徴である。
【００６９】
中空形状横断面の他の態様：
図７〜図９に、中空形状横断面の他の態様を示す。図７〜図９は、前記図２や図５と同様に、変断面部２の横断面図である。
【００７０】
図７は、外側フランジ４ｂ、４ｃの端部に、ウエブ６、７の横断面位置よりも外側（図の左右側）に張り出した、突出フランジ１０を設けた態様を示している。このような突出フランジ１０を、図７のように外側フランジ４の両端部に２個、あるいは外側フランジ４のいずれか一方の端部に１個設けることによって、外側フランジにおける内側のフランジ４ａが、車体衝突の態様による早期の座屈を防止できる利点がある。このような場合には、バンパ補強材１（アルミニウム合金押出中空形材）の長手方向に亙って、予め突出フランジ１０を設けておく。
【００７１】
図８は、中空形状が日型の横断面形状である場合を示す。このような日型断面の場合、本発明で言う、プレス加工により中空形状のウエブ側寄りの一部を変形させるという、「一部」とは、図８におけるバンパ補強材の中空形状の横断面における中央にある、中リブ８の位置からウエブ６、７寄りの側の横断面両側方部である。
【００７２】
なお、このウエブ６、７寄りの側の外側フランジ４ｂ、４ｃや内側フランジ５ｂ、５ｃにおける複数箇所を各々内側に曲げ変形させる点は前記目型断面と同じである。また、これらフランジを変形させる領域を、中リブ８の位置からウエブ６、７までの、外側フランジ４ｂ、４ｃと、内側フランジ５ｂ、５ｃの全部（全域）にするか、あるいは一部（一部の領域）にするか、即ち、衝突方向側に張り出させる外側フランジ４ｂ、４ｃの幅（図の左右方向長さ）と、張り出す長さ（図の上下方向長さ）は、前記目型断面と同様に、中空形状の横断面の大きさや形状の設計、そして、要求衝突特性との関連で、適宜設計される。また、その一方で、前記目型断面と同様に、中リブ８近傍の横断面中央部は、変断面部の形成のためのプレス加工に伴う、多少の変形は必然的にあるものの、これをできるだけ抑制して、元の横断面を維持していることが好ましい。
【００７３】
図８の日型断面の場合、目型断面よりも中リブ本数が少ない分、曲げ強度が低下する。このため、変断面部２の曲げ強度向上のためには、プレス加工後の変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃと、内側フランジ５ｂ、５ｃとが、各々４ｈ、５ｈにおいて、軽量化のために部分的に肉厚であることが好ましい。したがって、変断面部２のこれらフランジが、各々このような肉厚となるように、元の中空形状部３における、外側フランジ４ｂ、４ｃと、内側フランジ５ｂ、５ｃとの、前記４ｈ、５ｈに相当する部位４ｈ、５ｈを、予め肉厚かすることが好ましい。なお、図８では、外側フランジ４ｂと内側フランジ５ｂとの厚肉部の記載は略している。
【００７４】
図９は、目型断面において、図７と同様の突出フランジ１０を、外側フランジ４ｃの片側にのみ設けた態様を示し、更に、変断面部２も、外側フランジ４ｃと、内側フランジ５ｃの片側にのみ設けた態様を示している。したがって、プレス加工方向３０は、図９に図示する通り、ウエブ７の方向（図の右側）からの片側からのみとなる。
【００７５】
使用アルミニウム合金：
本発明自動車用エネルギ吸収部材で用いる、素材押出中空形材用アルミニウム合金は、軽量化条件を満たした上で、補強材として高強度なアルミニウム合金であることが好ましい。また、中空形材に押出やすく（製造しやすく）、かつプレスによる潰し加工により変断面部２を形成しやすい（プレス成形しやすい）アルミニウム合金であることが好ましい。これらの要求特性を満足するＡｌ合金としては、通常、この種構造部材用途に汎用される、５０００系、６０００系、７０００系等の強度や耐力の比較的高い汎用 (規格) アルミニウム合金のうちでも、６０００系アルミニウム合金が好ましい。したがって、本発明自動車用エネルギ吸収部材は、６０００系アルミニウム合金押出中空形材からなることが好ましい。
【００７６】
バンパ補強材の構造：
以上具体的な実施の形態を説明してきたバンパ補強材の全体的な構造について、以下に図１０、１１を用いて説明する。図１０、１１は、前記図１〜３に示した本発明バンパ補強材の全体的な構造例を示し、図１０は斜視図、図１１は図１０の平面図である。また、図１０、１１は、バンパ補強材１が車幅方向（図の左右方向）に略水平方向に延在している状態を示し、バンパ補強材１の向かって右半分のみを示している。図示しないバンパ補強材１の向かって左半分は、バンパ補強材の中心部１ａを中心とする左右対称の構造をしている。
【００７７】
バンパ補強材１の長手方向（車幅方向）の形状は、フロントにしてもリアにしても、車体設計上、多くは直線的ではなく、図１０、１１に示すように、両端に車体前方向か後方向かに向かって曲げられた湾曲形状を有する。この図１０、１１の湾曲形状では、バンパ補強材１は、両端部の（左右の）各湾曲部１ｂと、中央の直線部（変断面部２や中空形状部３）を有する。なお、バンパ補強材１は、その長手方向が、図１０、１１に示すように、長手方向両端に直線的なあるいは曲線的な湾曲部 (屈曲部) を有していても良く、また、長手方向全体が曲線的に湾曲していても良い。更に、その長手方向全体が湾曲せずに直線的であっても良い。
【００７８】
図１０、１１に示すように、バンパ補強材１は、通常のバンパ補強材と同様に、この両端部の（左右の）各１ｂの背面（裏面）において、中空筒状の各ステイ１１によって支持される。そして、このステイ１１を介して、あるいはステイを介さず直接に、図示しない車体サイドメンバーと接合され、フロントにしてもリアにしても、バンパ補強材１が車体側に支持される。
【００７９】
そして、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａには、アルミニウム合金押出中空形材からなるバンパ補強材１の中空形状（横断面）の一部を変形させた変断面部２が設けられている。変断面部２は、図１０、１１に示すように、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの外側フランジ４ｂ、４ｃを、車体外側方向の衝突方向（図の上側）に対して、張り出させている。
【実施例】
【００８０】
前記図１０、１１（図１〜３）の変断面部２を設けたバンパ補強材（発明例：ＣａｓｅＢ）と、変断面部２を設けないバンパ補強材（比較例：Ｃａｓｅ０）との耐ポール衝突特性と、耐フラットバリヤ衝突特性とを、解析によって求め、評価した。この結果を耐ポール衝突特性は図１４、１５に、耐フラットバリヤ衝突特性は図１７、１８に各々示す。
【００８１】
バンパ補強材の断面形状解析条件：
発明例（ＣａｓｅＢ）の断面形状解析条件を、図１２（ａ）：斜視図、（ｂ）：平面図、（ｃ）：変断面部２断面、に各々示す。また、比較例（Ｃａｓｅ０）の断面形状解析条件を、図１３（ａ）：斜視図、（ｂ）：平面図、（ｃ）：変断面部２断面、に各々示す。なお、フランジ４、５の肉厚は３ｍｍとし、ウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚は共通して２ｍｍとした。また、解析であるので、前記成形のための薄肉部（外側フランジ４における４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、内側フランジ５における５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇなどの曲げ変形部の薄肉化）は本解析条件では敢えて設けなかった。また、前記変断面部２の成形後の肩Ｒである、内側フランジ５ｂ、５ｃのウエブ６、７との交点の各肩Ｒである前記Ｒ５も、８ｍｍ以上ではなく、前記Ｒ４と同じく敢えて３ｍｍとした。
【００８２】
衝突解析条件：
ポール衝突解析条件を図１６に示す。解析では、バンパ補強材中央部のみが前面フランジ４側で、ポール状の剛体（半径１５０ｍｍの円筒）と衝突したこととし、バンパ補強材中央部の局所的な範囲に荷重付加される、ポール荷重、荷重エネルギ吸収量を調査した。図１４にポール荷重ーポール位置関係、図１５にエネルギ吸収量ーポール位置関係を示す。なお、フラットバリヤ衝突とも背面から支持するステイは剛体とした。
【００８３】
フラットバリヤ衝突解析条件を図１９に示す。解析では、バンパ補強材の直線部分全体が、前面フランジ４側で、フラットバリヤ（剛体）と衝突したこととし、バンパ補強材中央部の局所的な範囲に荷重付加される、バリヤ荷重、荷重エネルギ吸収性能を調査した。図１７にバリヤ荷重ーバリヤ位置関係、図１８にエネルギ吸収量ーバリヤ位置関係を示す。
【００８４】
これら図１４、１５、１７、１８から明らかな通り、変断面部２を設けたバンパ補強材（発明例：ＣａｓｅＢ、図では本発明として太線で表示）は、変断面部２を設けないバンパ補強材（比較例：Ｃａｓｅ０、図では従来構造として細線で表示）に比して、耐ポール衝突特性と、耐フラットバリヤ衝突特性ともに優れている。
【００８５】
即ち、耐ポール衝突特性では、変断面部２を設けた発明例は、変断面部２を設けない比較例に比して、図１４の通り、衝突時の最大荷重が増加するとともに、最大荷重後の荷重減少率が小さいという、変断面部２による優れた効果がある。また、図１５の通り、衝突タイミング（荷重エネルギ吸収開始）が早くなり、衝突荷重も増加しているため、荷重エネルギ吸収性能が大幅に増加するという、変断面部２による優れた効果がある。
【００８６】
また、耐フラットバリヤ衝突特性では、変断面部２を設けた発明例は、変断面部２を設けない比較例に比して、図１７の通り、衝突時の最大荷重は若干減少するが、荷重変位のパターン自体に大きな差異は無い。しかし、図１８の通り、衝突タイミング（荷重エネルギ吸収開始）が早くなり、衝突荷重も増加しているため、荷重エネルギ吸収性能が大幅に増加するという、変断面部２による、耐ポール衝突特性と同様の、優れた効果がある。よって、これらの解析結果から、本発明の効果と本発明構成の意義が明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によれば、取り付けスペースの制約を満足した上で、曲げ強度およびエネルギー吸収特性が高い、衝突特性に優れたアルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材を提供することができる。このため、バンパ補強材、ドアガードバー（ドアビーム）、ルーフ補強材、ルーフサイドレール、サイドシル（サイドレール）、ピラーなどの自動車用エネルギ吸収部材用途に適用できるものであり、工業的な価値が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施態様を示す斜視図である。
【図２】図１のＡＡ断面図である。
【図３】図１のＢＢ断面図である。
【図４】本発明の他の実施態様を示す斜視図である。
【図５】図４のＡＡ断面図である。
【図６】図４のＢＢ断面図である。
【図７】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図１０】図１のバンパ補強材としての全体を示す斜視図である。
【図１１】図１０の平面図である。
【図１２】実施例における発明例の解析条件を示す説明図である。
【図１３】実施例における比較例の解析条件を示す説明図である。
【図１４】ポール荷重ーポール位置関係示す説明図である。
【図１５】エネルギ吸収量ーポール位置関係を示す説明図である。
【図１６】ポール衝突解析条件を示す説明図である。
【図１７】バリヤ荷重ーバリヤ位置関係を示す説明図である。
【図１８】エネルギ吸収量ーバリヤ位置関係を示す説明図である。
【図１９】フラットバリヤ衝突解析条件を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８９】
１：バンパ補強材（自動車用エネルギ吸収部材）、２：変断面部、３：中空形状、４：外側フランジ、５：内側フランジ、６、７：ウエブ、８、９：中リブ、１０：突出フランジ、１１：ステイ、３０：プレス加工方向、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車車体衝突時の曲げ強度やエネルギー吸収特性が優れた、軽量なアルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材に関するものである。以下、アルミニウムを単にＡｌとも言う。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、自動車車体には、アルミニウム合金押出形材が、補強材あるいはフレーム材などの自動車用エネルギ吸収部材として設けられている。これらは、バンパ補強材、ドアガードバー（ドアビーム）、ルーフ補強材、ルーフサイドレール、サイドシル（サイドレール）、ピラーなどの部材として例示される。これらの自動車用エネルギ吸収部材は、自動車車体の衝突に対するエネルギー吸収部材を構成する。
【０００３】
以下、これらの自動車用エネルギ吸収部材のうち、バンパ補強材（バンパリインフォースメント、バンパアマチャアとも言う）を例にとって説明する。バンパ補強材は、自動車車体の車体の前端（フロント）および後端（リア）に取り付けられているバンパの内部に、周知の通り、補強材として設けられている。このバンパ補強材は、バンパと車体との間に、車体に対し、概ね水平方向で車幅方向に対し平行に延在するように配置される。
【０００４】
このバンパ補強材の支持構造は、衝突側（外側）フランジに対する背面側（内側）フランジが、バンパステイなどの支持部材を介して、車体長さ方向に延在するフロントやリヤのサイドメンバ等の車体フレームに連結、固定される。このような支持構造とすることによって、バンパ補強材は、車体の衝突に対して横断面方向に圧壊変形して衝突エネルギーを吸収し、車体を保護する。
【０００５】
即ち、前記した自動車用エネルギ吸収部材には、このバンパ補強材を含めて、車体衝突時の大荷重付加時に、損壊、飛散などせずに、加わった外力エネルギー（衝突エネルギー）を、自らの曲げ変形や横断面のつぶれ（圧壊）により吸収し、圧壊変形して荷重エネルギーを吸収する性能が求められる。
【０００６】
これらのアルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材には、軽量化のために、５０００系、６０００系、７０００系等の高強度アルミニウム合金押出形材（長手方向に同一断面形状を有する形材）が使用されている。アルミニウム合金は、従来から使用されている鋼材に比して、同じ重量の場合には前記エネルギー吸収性能に優れる。また、長手方向に同一断面形状を有するアルミニウム合金押出形材は、強度や剛性に優れた、横断面形状が日型あるいは目型などの矩形の中空構造を、効率的に、かつ大量に製造することが可能である。このため、自動車車体の衝突に対するエネルギー吸収機能を有する自動車用エネルギ吸収部材として好適である。
【０００７】
ただ、自動車車体の衝突には周知の通り種々の形態があり、これに応じて、自動車車体の衝突試験の形態も、ポール衝突、バリア衝突、オフセット衝などの種々の衝突試験の形態がある。これらの衝突乃至衝突試験の際の衝突荷重（衝突エネルギ）の負荷状況は各々異なり、これに伴って、エネルギー吸収の機構やエネルギー吸収機能の向上機構も各々異なることとなる。しかも、自動車車体の衝突安全性向上のために、これら衝突試験条件は益々厳しさを増し、自動車用エネルギ吸収部材として、これらの衝突試験をクリアするエネルギー吸収機能はより高いものが要求されている。
【０００８】
例えば、前記バンパ補強材では、衝突力を受けた際に、曲げ変形によりステイ取付部より中央寄りの部位が後方へとたわむ、たわみ変形を生じる。バンパ補強材の曲げ強度（圧壊強度）が不足し、このたわみ変形が大きくなると、変形したバンパ補強材が車体側へ近づき、バンパの後方に位置するラジエータなどを始めとする各種自動車部品と干渉し、これら部品を損傷する可能性が高くなる。
【０００９】
また、本発明でひとつの課題とするポール衝突の場合には、特に局所的に略水平方向からの荷重が集中するために、バンパ補強材などの曲げ強度が不足しやすい。このため、衝突荷重が大きくなると、バンパ補強材が中央部より水平方向に折れ曲がり、前記損傷を与えることが生じる。この現象は、バンパ補強材など自動車用エネルギ吸収部材の横断面形状が単に口形の場合だけではなく、日形あるいは目形等の中リブを設けてより補強したタイプの自動車用エネルギ吸収部材においても生じる。
【００１０】
これに対し、バンパ補強材など自動車用エネルギ吸収部材の衝突エネルギの吸収性能を高め、後方の各種自動車部品や車体への干渉や損傷を防止するために、従来から、バンパ補強材の曲げ強度を上げる対策が採られてきた。そして、これら自動車用エネルギ吸収部材の曲げ強度向上のためには、素材アルミニウム合金押出中空形材の高強度化、中空形材壁部厚みを厚くする、自動車用エネルギ吸収部材の幅を大きくする等の断面係数を増加させる方法が考えられる。
【００１１】
しかし、アルミニウム合金中空押出形材を高強度化するには自ずと限界がある。素材自身の高強度化の限界の他に、高強度化した場合には、押出等の形材製造や曲げ加工等の形材の成形加工が難しくなるとともに、割れが生じやすく、却って、衝突のエネルギー吸収量を小さくすることにもつながるからである。また、単にアルミニウム合金中空形材の厚みを厚くした場合、重量が増加して、アルミニウム合金による軽量化の利点が損なわれるため、これにも限界がある。
【００１２】
このため、自動車用エネルギ吸収部材の曲げ強度向上のためには、アルミニウム合金中空押出形材を最適に高強度化するとともに、前記厚みなどによる重量増加を最小限に抑えて、自動車用エネルギ吸収部材の断面係数を増加させることが有効である。このためには、自動車用エネルギ吸収部材の横断面幅を大きくした方が有利であり、他部品との干渉を回避できる範囲で、この幅を大きくすることが多い。
【００１３】
ただ、一方で、自動車用エネルギ吸収部材の横断面幅には、車体設計上の制約があり、自由に自動車用エネルギ吸収部材の横断面幅を大きくすることができない。例えば、バンパ補強材では、高速衝突におけるエネルギ吸収量確保の観点から、バンパ補強材が接続されるサイドメンバの必要長さは概ね定まっており、これに応じて、バンパ補強材の車体との接合位置は規定（規制）される。さらに、衝突面側は車両デザインに応じて規定（規制）されることから、バンパ補強材は、この車両デザインとサイドメンバとの接合位置によって規定される、比較的狭い空間内に配置される必要がある。
【００１４】
そして、近年では、車体前面からの衝突において、歩行者脚部保護を目的としたエネルギ吸収部品を、バンパ補強材前面側に設ける必要もあるなど、前記バンパ補強材を配置する可能な空間は、特にサイドメンバとの取り付け部近傍で、非常に狭くなる傾向がある。つまり、バンパ補強材では、曲げ強度向上のために、断面の車体前後方向幅の増大と、サイドメンバとの取り付け部近傍やバンパ補強材前面でのスペース制約を満足するという相反する要求を満足することが求められている。
【００１５】
ところで、衝突時に最も変形量が大きくなるのは、前記ポール衝突などでのバンパ補強材の車体幅方向中央近傍、即ち、自動車用エネルギ吸収部材の長手方向の中央部に衝突荷重が加わった場合である。この際、自動車用エネルギ吸収部材に加わる曲げモーメントは、衝突部近傍、つまり、長手方向の中央部が最も高くなる。これに対応するため、従来から、アルミニウム合金押出中空形材からなる自動車用エネルギ吸収部材中央部などの断面係数を大きくし、前記した取り付けスペース制約への対応と曲げ強度向上の両立を図った構造が提案されている。
【００１６】
例えば、特許文献１では、バンパ補強材の中央部の断面係数を、左右端部の各サイドメンバ取付部の断面係数に比して大きくしている。具体的には、バンパ補強材の中央部（前記二つの取付部の間の部位）の断面形状を、その図２〜４に示すように、元の図３の矩形（四角）形状から、図４の三角形状に変形させている。そして、重要なことには、バンパ補強材の前方側の前記した取り付けスペースの制約から、この図４や図２に示すように、バンパ補強材の前方側には変形させず、後方に向かって、その断面形状を三角形状に変形させている。
【００１７】
また、中空バンパ補強材や、アルミニウム合金中空部材などを液圧成形あるいはバルジ加工、スウエージング加工などによって成形し、中央部と端部との断面係数を変えて、可変中空部あるいは変断面中空部とすることも特許文献２、３に開示されている。
【００１８】
更に、強度の高いアルミニウム合金中空バンパ補強材を対象として、端部をプレス加工や、断面内部への押し込みなどのよって潰し加工し、取り付けスペースを確保し、あくまで結果的にではあるが、中央部の断面係数が大きくなっている構造案も特許文献４〜６で提案されている。
【００１９】
また、従来から、ポール衝突対応として、バンパ補強材の折れ曲がりやすい長手方向の中央部分に補強材を取り付け、中央部分を補強する方法があり、これも結果的に、中央部の断面係数が大きくなっている。例えば、バンパ補強材の長手方向中央部の前側に、アルミニウム合金中空形材で形成された補強体を接着剤などにより接着固定した補強構造が開示されている（特許文献７参照）。更に、開断面を有するアルミニウム合金補強形材をバンパ補強材の前部側に設けた態様も提案されている（特許文献８参照）。また、バンパ補強材よりも短尺で略矩形断面を有する補強用形材を、バンパ補強材の長手方向中央部の上側か下側のいずれかの側に、バンパ補強材と略平行に取り付け、既存のバンパスペースを利用して補強することが可能なアルミニウム合金製中空バンパ補強材も提案されている（特許文献９参照）。
【特許文献１】特開２００１−６３４９５号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６５９６号公報
【特許文献３】特開２００３−１４６１５９号公報
【特許文献４】特開２００３−１４６１５６号公報
【特許文献５】特表２００３−５１６９０２号公報
【特許文献６】特開平７−２５２９６号公報
【特許文献７】特開平６−２８６５３６号公報
【特許文献８】特開２００１−２２５７６３号公報
【特許文献９】特開２００４−２６２３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
これら従来の方法では、やはり、車体設計上の制約から、自動車用エネルギ吸収部材中央部などの横断面幅を大きくすることができず、曲げ強度の十分な向上のために、自動車用エネルギ吸収部材中央部などの断面係数を増加させることができない。このため、バンパ補強材では、曲げ強度向上のための断面の車体前後方向幅の増大と、サイドメンバとの取り付け部近傍やバンパ補強材前面でのスペース制約を満足するという相反する要求を両立できない。したがって、自動車車体の設計を変更しても前記スペースが確保できない場合は、バンパ補強材など、アルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材自体を採用することができなくなる。
【００２１】
更に、これら従来の方法では、車体衝突時の曲げ強度の向上に加えて、車体衝突時の衝突エネルギーの吸収特性もあまり大きくできない。衝突エネルギーの吸収特性を大きくするためには、車体衝突時に負荷される荷重に対して、最大荷重以降の荷重の低下を抑えて、大きく変形した際の荷重と変形量の積分で定義されるエネルギー吸収量を大きくする必要がある。しかし、前記した従来の方法では、いずれも前記変形量を大きく取れず、衝突エネルギーの吸収特性もあまり大きくできない。したがって、前記した自動車用エネルギ吸収部材には、車体衝突時の曲げ荷重に対する曲げ強度およびエネルギー吸収特性が高いという、衝突特性に優れることが益々要求されている。
【００２２】
したがって、本発明の目的は、前記取り付けスペースの制約を満足した上で、曲げ強度およびエネルギー吸収特性が高い、衝突特性に優れたアルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するための、本発明の自動車用エネルギ吸収部材の要旨は、アルミニウム合金押出中空形材からなり、互いに間隔を開けて配置された、自動車車体における外側および内側のフランジと、これら二つのフランジ同士をつなぎ、互いに間隔を開けて配置された二つのウエブと、これらウエブ同士の間にあって前記二つのフランジ同士をつなぐ中リブとから形成された自動車用エネルギ吸収部材であって、この自動車用エネルギ吸収部材の長手方向中央部には、プレス加工により、前記ウエブ側寄りの一部を変形させた変断面部が設けられており、この変断面部では、その横断面幅が前記中空形材の元の横断面幅に比して小さくなっているとともに、前記外側フランジの前記ウエブ側寄りの一部が前記自動車車体の外側に向けて張り出していることである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、軽量かつ前記衝突特性に優れた自動車用エネルギ吸収部材として、その中空形状の横断面内部に一つ以上の中リブを設けたアルミニウム合金押出中空形材からなることを前提とする。中空形状の横断面内部に中リブが無い、口型などの中空形状では、本発明を採用しても、さしたる効果にはつながらない。中リブがある場合に比して、元々曲げ強度（圧壊強度）およびエネルギー吸収特性が著しく小さくなるからである。また、本発明を採用せずとも、口型中空形状の横断面形状自体（全体）を、外側フランジが自動車車体の外方に向けて張り出した長方形とすれば、多少の効果にはつながるからである。
【００２５】
このような前提の中空形状の自動車用エネルギ吸収部材において、本発明では、その長手方向の中央部に変断面部を設けて、この長手方向中央部の断面係数を、その長手方向端部の断面係数に比べて高くすることで、曲げ強度向上とエネルギー吸収特性向上との衝突特性の向上が図れる。
【００２６】
また、自動車用エネルギ吸収部材の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面を、車体外側方向に張り出す変断面部形状としている。このように、横断面を衝突方向側に張りだす変断面部形状とすることで、車体衝突時に自動車用エネルギ吸収部材に荷重が伝わるタイミングが早くなり、衝突荷重のエネルギ吸収量を増大させることができる。
【００２７】
更に、自動車用エネルギ吸収部材の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面を、車体外側方向に張り出す変断面部形状とすることで、特にポール衝突など、バンパ補強材などの自動車用エネルギ吸収部材中央部近傍への集中荷重に対して、変形荷重が増大し、エネルギ吸収ストロークを短くできるという利点がある。
【００２８】
また、本発明では、自動車用エネルギ吸収部材の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面を、衝突面側の車体外側方向のみに張り出し、背面側の車体内側方向には張り出させない。このため、自動車用エネルギ吸収部材の背面側である、車体内側方向のスペースは変化（減少）しないため、自動車用エネルギ吸収部材の背面側の、例えばバンパ補強材であれば、他のラジエータなど自動車部品との隙を狭くすること無く、衝突時の許容ストロークを確保できる。本発明自動車用エネルギ吸収部材の取り付けスペースも、断面係数を変えない元の自動車用エネルギ吸収部材に対して大きくする必要はない。
【００２９】
そして、自動車用エネルギ吸収部材の長手方向の中央部のみの横断面を、衝突面側の車体外側方向のみに張り出させ、断面係数を増加させる際には、自動車用エネルギ吸収部材の幅方向からのプレスによる潰し加工で、比較的簡便に変断面部を形成（成形）できる。このため、本発明自動車用エネルギ吸収部材は、大量生産に対応した形で比較的安価に製造可能である。
【００３０】
また、自動車用エネルギ吸収部材の車体との取り付け部となる端部側は、もとのままで潰し加工されていないため、接合面の形状精度確保が容易であり、溶接接合をせずとも、あるいは溶接接合を併用したとしても、取り外し可能なボルトで接合することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明のより具体的な実施の形態について、自動車用エネルギ吸収部材の一例としてバンパ補強材の態様を、図面を用いて詳細に説明する。なお、バンパ補強材以外の自動車用エネルギ吸収部材の態様も、バンパ補強材独特の名称を除いて、以下の態様と共通である。
【００３２】
（バンパ補強材）
自動車用エネルギ吸収部材１としてのバンパ補強材の一実施態様を、図１に斜視図、図２に図１のＡＡ線断面図、図３に図１のＢＢ線断面図、で各々例示する。ここで、図１〜３は、バンパ補強材１が車体幅方向（車幅方向）に略水平方向に延在している状態を示し、各図の上方向側が、自動車車体の外側方向、即ち衝突側方向であり、各図の下方向側が、自動車車体の内側方向、即ち衝突側に対する背面側方向である。
【００３３】
なお、図１は、バンパ補強材の取り付け態様を示す、後述する図４、５のバンパ補強材の中央部分のみの要部（一部）を示している。図１において、図の左側の１ａがバンパ補強材の長手方向の中央部であり、この中央部１ａから図の左側に向かって延在する形状は、図示していないが、中央部１ａから右側の形状と対称である。また、この中央部要部から更に右側へも、後述する図４、５に示すように、バンパ補強材のステイ取り付け位置である右側端部側の形状へと延在している。
【００３４】
フランジ：
図１〜３において、バンパ補強材１は、アルミニウム合金押出中空形材からなる。その中空形状は、互いに平行にかつ間隔を開けて配置された、自動車車体における外側（衝突側、前面側）に存在するフランジ４および内側（背面側、後面側）に存在するフランジ５とを有する。これらのフランジ４、５は、板状であり、用途に応じて、自動車車体の幅方向や前後方向に延在し、バンパ補強材であれば自動車車体の前後方向に延在する。フランジ４、５は、図１〜３では矩形の横断面である中空形状を示しているので、互いに平行に配置されるとともに、直線的である。
【００３５】
このフランジ４、５の態様は、自動車用エネルギ吸収部材の用途に応じて適宜変更できる。例えば、中空形状によって、フランジ４、５は必ずしも互いに平行に配置されなくても、また直線的でなくても良い。即ち、横断面が鼓状、太鼓状であり、フランジ４、５が円弧、アーチ状の曲線的、あるいは曲率を有するものであっても良い。また、フランジ４、５同士の互いの間隔が変化するようなテーパ状に配置されても良い。
【００３６】
ウエブ：
間隔を開けて配置された二つのウエブ６、７は、自動車車体の内外方向、バンパ補強材であれば自動車車体の前後方向に延在し、これら二つのフランジ４、５同士をつなぐ。図における左右のウエブ６、７は、板状であり、図１〜３では矩形の横断面である中空形状を示しているので、互いに平行に配置されるとともに、直線的であり、かつフランジ４、５に直交している。なお、この二つのウエブ６、７同士の間隔が、バンパ補強材乃至自動車用エネルギ吸収部材における「横断面幅」を規定し、この二つのウエブ６、７の各外側の面同士の間隔が、この「横断面幅」である。
【００３７】
このウエブ６、７の態様は、自動車用エネルギ吸収部材の用途に応じて適宜変更できる。例えば、中空形状によって、ウエブ６、７同士は必ずしも互いに平行に配置されなくても、また直線的でなくても、あるいはフランジ４、５に直交しなくても良い。すなわち、横断面が鼓状、太鼓状であり、ウエブ６、７が円弧、アーチ状の曲線的、あるいは曲率を有するものであっても良い。また、ウエブ６、７同士の互いの間隔が変化するようなテーパ状に配置されても良い。更に、ウエブ６、７の、一方か両方かあるいは一端か両端かが、フランジ４、５に対して斜めに交わっても良い。
【００３８】
中リブ：
中リブ８、９は、補強用の板状リブであり、前記ウエブ６、７同士の間である中空形状内にあって、互いに間隔を開けて配置され、各々二つのフランジ４、５をつないでいる。図１〜３では、中リブ８、９は２本で、横断面が目型をしているが、中リブを中央部に設けた１本のみとした横断面が日型であっても良い。中リブを設ける本数は、補強の必要性や自動車用エネルギ吸収部材の大きさ（横断面幅など）にもよるが、バンパ補強材など、通常の自動車用エネルギ吸収部材の大きさ（横断面幅など）であれば、図１のように２本までで十分であり、３本以上設ける必要は無い。
【００３９】
この中リブ８、９の態様も、前記したフランジ４、５やウエブ６、７の態様の通り、自動車用エネルギ吸収部材の用途に応じて適宜変更できる。例えば、中空形状によって、中リブ８、９同士は必ずしも互いに平行に配置されなくても、また直線的でなくても、あるいはフランジ４、５に直交しなくても良い。すなわち、中リブ８、９が円弧、アーチ状の曲線的、あるいは曲率を有するものであっても良い。また、中リブ８、９同士の互いの間隔が変化するようなテーパ状あるいはＸ状に交差するように配置されても良い。更に、中リブ８、９の、一方か両方かあるいは一端か両端かが、フランジ４、５に対して斜めに交わっても良い。
【００４０】
変断面部：
図１において、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａには、アルミニウム合金押出中空形材からなるバンパ補強材１の中空形状（横断面）の一部を変形させた変断面部２が設けられている。この変断面部２は、図２に示すように、点線で示す、元の中空形材の横断面（横断面形状）あるいは元の中空形状３の横断面（横断面形状）の一部、即ち、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの（ウエブ６、７側寄りの）両側の横断面を、車体外側方向の衝突方向（図の上側）に対して、より縦長の矩形断面形状に変形させたものである。この変断面部２では、その横断面幅が、中空形材あるいは中空形状３の元の横断面幅に比して小さくなっているとともに、その横断面における外側フランジ４の一部４ｂ、４ｃが中央部４ａよりも自動車車体の外側に向けて張り出している。
【００４１】
これは、例えば、バンパ補強材１の幅方向側である、ウエブ６、７側からの、矢印３０で示すプレス加工により、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの外側フランジ４ｂ、４ｃを、車体外側方向の衝突方向（図の上側）に対して、張り出させたものである。なお、この図１、２の態様では、ウエブ６、７の両側からのプレス加工により、前記中空形状のウエブ６と７の両方の側の中空形状をともに、ほぼ対称形になるよう変形させている。なお、このプレス加工は、他の方向からも可能であれば、必ずしもウエブ６、７側から行わなくても良い。
【００４２】
この変断面部２では、その横断面幅（横断面長さ：二つのウエブ６、７同士の間隔）が、図１、３に示す、あるいは図２に点線で示す、バンパ補強材１の幅である、元の中空形状部分３の横断面幅（二つのウエブ６、７同士の間隔）に比して小さい。そして、これとともに、ウエブ６、７側寄りの、外側フランジ４の一部である４ｂ、４ｃが、図の上方側であり、衝突方向側でもある、自動車車体の外側（外方）に向けて張り出した横断面（横断面形状）を有している。即ち、この変断面部２では、その横断面幅が元の中空形状部分３の横断面幅よりも小さくなっているとともに、その横断面における外側フランジ４の一部４ｂ、４ｃが元の中空形状部分３の横断面幅中央部４ａよりも、自動車車体の外側（外方）に向けて張り出した横断面（横断面形状）を有している。
【００４３】
変断面部の作用効果：
このように変断面部２を設け、外側フランジの一部４ｂ、４ｃを、元の中空形状部分３の横断面幅中央部４ａよりも、前記衝突方向側に向けて張り出させることによって、バンパ補強材１の長手方向中央部１ａ近傍の断面係数を、その長手方向端部側の元の中空形状３の断面係数に比べて高くすることができる。周知の通り、バンパ補強材１の中央部１ａに衝突の曲げ荷重Ｐが作用した時の、中央部の３点曲げの曲げモーメントＭは（荷重Ｐ×部材Ｌ）／４となる。また、断面係数Ｚは、バンパ補強材１の断面の形状を表す係数で、幅ｂ、高さｈの長方形の場合には「部材断面積：（幅ｂ×高さｈ）2 ／６」となる。したがって、外側フランジ４の一部を自動車車体の外側に向けて張り出させた変断面部２の方が、バンパ補強材１の長手方向端部側の元の中空形状３よりも、衝突方向に対して縦長（ウエブ６、７の長さｈが大）となって、曲げ荷重Ｐに対して有利となる。言い換えると、曲げ強度向上とエネルギー吸収特性向上との衝突特性の大幅な向上が図れる。
【００４４】
また、バンパ補強材１の長手方向中央部近傍の変断面部２の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面（外側フランジ４）を、車体外側方向（衝突方向）に張り出す形状としている。このように、横断面（外側フランジ４）を衝突方向側に張りだすことで、車体衝突時に、張りだした外側フランジ４ｂ、４ｃから、バンパ補強材１に荷重が伝わるタイミングが早くなり、エネルギ吸収量を増大させることができる。
【００４５】
更に、バンパ補強材１の断面係数増加に際しては、その長手方向の中央部のみの横断面を、車体外側方向（衝突方向）に張り出すことで、特にポール衝突など、バンパ補強材１中央部近傍への集中荷重に対して、変形荷重が増大し、エネルギ吸収ストロークを短くできるという利点がある。通常のバンパ補強材などの自動車用エネルギ吸収部材の場合、荷重入力点（例えば中央部１ａ）を折れ位置とする３点曲げ変形が生じる。これに対して、本発明構造の場合には、変断面部２の張出側である、張りだした外側外側フランジ４の端部である、フランジ４ｂ、４ｃで折れ変形することで、衝突形態が３点曲げから４点曲げに変化し、このような折れ点の増加に応じて、変形荷重が増加するためである。
【００４６】
また、これの重要な点であるが、本発明では、バンパ補強材１の断面係数増加に際して、この変断面部２では、その横断面幅が前記中空形状の元の横断面幅に比して小さくなっている。この結果、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａ近傍のみの横断面（外側フランジ４ｂ、４ｃ) を、衝突面側の車体外側方向のみに張り出し、バンパ補強材１の背面側の車体内側方向には、内側フランジ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）を張り出させてはいない。このため、バンパ補強材１の背面側である、内側フランジ５よりも車体内側方向（図の下側方向）のスペースは変化（減少）してない。
【００４７】
このため、バンパ補強材１の背面側の、他のラジエータなど自動車部品との隙を狭くすること無く、衝突時の許容ストロークを確保できる。また、本発明バンパ補強材１のバンパ補強材１の長手方向端部側は元の中空形状３のままである。したがって、その長手方向端部側の背面側のステイなどの取り付けスペースも、断面係数を変えない元のバンパ補強材に対して大きくする必要はない。
【００４８】
この変断面部２を設ける自動車用エネルギ吸収部材１の長手方向の長さや領域あるいは大きさ、車体外側（衝突方向）への張出量などは、バンパ補強材など、自動車用エネルギ吸収部材の具体的な用途に応じて必要とされる、前記変断面部の衝突特性向上効果の程度や自動車用エネルギ吸収部材の具体的な設計条件によって、適宜決定される。また、バンパ補強材１では、後述する通り、両端部側が車体後方に向いて湾曲しており、変断面部２をプレス加工により形成する際には、中子の挿入が可能なバンパ補強材１の中央部の直線領域に限定される。したがって、変断面部２の設計は、このような自動車用エネルギ吸収部材の成形可能領域からも決定される。
【００４９】
変断面部の形状：
ここで、本発明で言う、プレス加工により中空形状のウエブ側寄りの一部を変形させるという、「一部」とは、図２、３におけるバンパ補強材１の中空形状の横断面における、中リブ８、９の位置からウエブ６、７寄りの側の横断面両側方部である。これは中空形状で言うと、例えば図３では、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの外側フランジ４ｂ、４ｃにおける４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、内側フランジ５ｂ、５ｃにおける５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇなど４箇所の複数箇所を各々内側に曲げ変形させる。
【００５０】
ただ、これらフランジを変形させる領域を、図１、２のように、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの、外側フランジ４ｂ、４ｃと、内側フランジ５ｂ、５ｃの全部（全域）にするか、あるいは一部（一部の領域）にするか、即ち、衝突方向側に張り出させる外側フランジ４ｂ、４ｃの幅（図の左右方向長さ）と、張り出す長さ（図の上下方向長さ）は、中空形状の横断面の大きさや形状の設計、そして、要求衝突特性との関連で、適宜設計される。
【００５１】
その一方で、図１、２のように、前記中リブ８、９の間における、横断面中央部は、変断面部の形成のためのプレス加工に伴う、多少の変形は必然的にあるものの、これをできるだけ抑制して、元の横断面を維持していることが好ましい。前記横断面中央部の変形とは、中リブ８、９の間における外側フランジ４ａと内側フランジ５ａ、更には、中リブ８、９自体が変形することを意味する。したがって、勿論、変形の形状にもよるが、例えば矩形形状の元の横断面中央部に比して、変形の起点が増して、横断面中央部乃至バンパ補強材１中央部１ａの圧壊強度や曲げ強度が低下する可能性が高くなる。この結果、変断面部を形成させる意味が失われる。また、前記横断面中央部がバンパ補強材１の背面側に向かって変形した場合には、バンパ補強材１の背面側の、他のラジエータなど自動車部品との隙を狭くすることとなる。
【００５２】
変断面部の形成方法：
この変断面部２を形成するためには、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａ近傍のみを、図２のように、バンパ補強材１の幅方向側からのプレスによる潰し加工で形成（成形）する。因みに、この変断面部２をプレス加工乃至プレス成形によって形成することも本発明の特徴であって、前記した従来の中央部と端部との断面係数を変えて変断面中空部を設ける、液圧成形あるいはバルジ加工、スウエージング加工などによる成形では、この変断面部２を実用的にはとても形成できない。特に、前記した中リブ８、９の間における横断面中央部の変形を抑制して、元の横断面を維持することが難しい。
【００５３】
この点、プレス加工であれば、金型や中子を適宜使用して、比較的簡便にこの変断面部２を形成できる。金型や中子は、図示はしないが、プレス加工の際に、図３の元の中空形状３の中空内に挿入したり、外側フランジ４ａと内側フランジ５ａ、中リブ８、９などの外部から用いて、これらの部位の変形を誘導、拘束し、変断面部２の形成を促進する。
【００５４】
また、前記プレス加工以外の加工方法で、例えこの変断面部２を形成できたとしても、とてもプレス加工のようには、変断面部２を有するバンパ補強材１を大量に効率よく加工することができない。そして、この変断面部２を形成するに要する効率やコストは、一定以下の価格が要求される自動車用エネルギ吸収部材として、効率やコスト的に製造する意味があるか否かの重要な問題となる。
【００５５】
この点、プレス加工によれば、図２に示すように、バンパ補強材１の幅方向側である、ウエブ６、７側からの矢印３０で示すプレス加工により、図２に点線で示す、元の中空形状部分３の横断面、即ち、ウエブ６、７側寄りの横断面の一部を変形させる、潰し加工で、比較的簡便に形成（成形）できる。ただ、バンパ補強材１では、後述する通り、両端部側が車体後方に向いて湾曲しており、変断面部２をプレス加工により形成する際には、中子の挿入が可能なバンパ補強材１の中央部の直線領域に限定される。
【００５６】
変断面部の形状精度：
以上述べた変断面部２を、図１、２の形状に、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａ近傍に、形状精度良く形成する方法につき、図２、３を用いてより具体的に説明する。変断面部２を形成するには、より具体的には、以下の変形と変形の抑制が必要である。
【００５７】
（１）外側フランジ４ｂ、４ｃを、元の外側フランジ４ａの横断面位置から、衝突面側の車体外側方向に張り出させる。
（２）ウエブ６、７が、この外側フランジ４ｂ、４ｃの張り出しに追随し、外側フランジ４ｂ、４ｃと内側フランジ５ｂ、５ｃとの交点や、その直線性などが変化しないよう、中空形状の内側に向かって平行移動する。
（３）内側フランジ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）は、バンパ補強材１の背面側の車体内側方向に張り出させる変形はさせない。
（４）好ましくは、中リブ８、９の間における外側フランジ４ａと内側フランジ５ａの変形や、中リブ８、９自体の変形を抑制する。
（５）好ましくは、外側フランジ４ｂ、４ｃの平坦度を維持し、中リブ８、９の位置からウエブ６、７寄りの側の横断面両側方部の矩形形状を維持する。
【００５８】
このためには、プレス加工によって、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａ近傍における、図３に示す元の中空形状部分３の、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの変形する部位あるいは変形する部位に相当する部位である、外側フランジ４ｂ、４ｃにおける４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、内側フランジ５ｂ、５ｃにおける５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇなど４箇所の複数箇所を各々同時に内側に曲げ変形させる必要がある。
【００５９】
薄肉化：
これらの変形箇所をプレス加工によって曲げ変形させやすくするためには、予め、これらの変形箇所の厚みを、強度確保に必要な肉厚としている他の外側フランジや内側フランジの肉厚に比して、部分的あるいは局所的に、薄くすることが好ましい。即ち、図３に示す曲げ変形変形箇所である、外側フランジ４ｂ、４ｃにおける４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、内側フランジ５ｂ、５ｃにおける５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇは、各々元の各フランジの肉厚よりも薄肉化されている。
【００６０】
このように、外側フランジ４と内側フランジ５との、プレス加工により曲げ変形する前記部位や、この部位に相当する部位の肉厚が、元の各フランジの肉厚よりも、バンパ補強材１の長手方向に亙って、予め各々薄肉とされていることが好ましい。これらの変形箇所の厚みを薄くしないと、前記した各部の変形と変形の抑制とが難しくなり、変断面部２を形状精度良く形成することが難しくなる。
【００６１】
なお、このようなバンパ補強材１の横断面における肉厚を部位に応じて、また、図１に示す外側フランジ４ｂ、４ｃにおける４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇのように、変形部位に相当する部位の肉厚を、バンパ補強材１の長手方向に亙って、予め、正確に、形状精度良く、可変とできることが押出中空形材ならではの特徴である。
【００６２】
アーチ状変断面部：
バンパ補強材１の別の実施態様を、前記図１〜３と同様に、図４に斜視図、図５に図４のＡＡ線断面図、図６に図４のＢＢ線断面図、で各々例示する。ここで、図４〜６は、変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃの横断面が、直線的ではなく、自動車車体の外方に向けて張り出したアーチ状の形状をしている以外は、バンパ補強材１の向きや中空形状（横断面形状）、変断面部などは、図１〜３と同じである。
【００６３】
この図４、５のような、変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃの横断
面が、前記アーチ状の形状をしている場合には、前記図１、２のような変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃの横断面が直線的である場合に比して、より、車体外側方向（衝突方向）に対する張出量を増加できる。したがって、車体衝突時に、張りだした外側フランジ４ｂ、４ｃから、バンパ補強材１に荷重が伝わるタイミングがより早くなり、エネルギ吸収量を増大させることができる。
【００６４】
このようなアーチ状の形状をしているように、変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃの横断面を形成したい場合には、図６に元の中空形状３の横断面（横断面形状）を示す通り、図３のような外側、内側フランジのプレス加工により曲げ変形する前記部位や、この部位に相当する部位を薄肉化しない。即ち、前記した薄肉部を設けないと、前記（５）のような、外側フランジ４ｂ、４ｃの平坦度は維持できず、自動車車体の外方に向けて張り出したアーチ状となる。したがって、強度上の限界は当然あるものの、前記した薄肉部の肉厚の調整によって、外側フランジ４ｂ、４ｃの横断面形状（平坦度）が調整できる。
【００６５】
中空形状横断面各部位の肉厚：
バンパ補強材１（自動車用エネルギ吸収部材）の、外側、内側の二つのフランジ４、５、左右のウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚は全て同じとする必要はなく、却って、変える方が好ましい。例えば、前記図１〜６の態様において、衝突荷重に対向する面を形成する外側および内側の二つのフランジ４、５の肉厚は、図における左右のウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚よりも厚くすることが好ましい。これによって、フランジ４、５の圧壊強度を増すとともに、ウエブ６、７、中リブ８、９の薄肉化によって、フランジ４、５の厚肉化に伴う重量増加を抑制できる。また、ウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚も互いに同じとする必要はない。具体的には、フランジ４、５の肉厚を２．０〜５．０ｍｍの範囲とし、ウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚の１．２〜２．０倍程度とする。
【００６６】
このように、バンパ補強材１（アルミニウム合金押出中空形材）の横断面における肉厚を部位に応じて、また長手方向に亙って、予め、正確に、形状精度良く、可変とできることが押出中空形材ならではの特徴である。
【００６７】
中空形状横断面各コーナ部の肩Ｒ：
変断面部２の成形の際には、前記図３に示す、特に、内側フランジ５ｂ、５ｃのウエブ６、７との交点の各肩Ｒ（コーナＲ、コーナ半径）であるＲ５、Ｒ５の大きさも、外側フランジ４ｂ、４ｃを張り出す成形性に影響する。この点、張り出す外側フランジ４ｂ、４ｃの背面側となる、これらＲ５、Ｒ５が各々大きい方が、前記外側フランジ４ｂ、４ｃを張り出す成形をしやすい。この点、図２の変断面部２の成形後の肩ＲであるＲ５が８ｍｍ以上になるように、前記した図３に示す、フランジ４、５とウエブ６、７との交点の元の肩ＲであるＲ５を設計することが好ましい。なお、外側フランジ４ｂ、４ｃのウエブ６、７との交点の各肩ＲであるＲ４、Ｒ４は、前記図４のアーチ状の外側フランジ４ｂ、４ｃのように大きくする以外は、変断面部２の成形性のためだけに、特に大きくしなくても良い。
【００６８】
このように、バンパ補強材１（アルミニウム合金押出中空形材）の中空形状横断面における各コーナＲを部位に応じて、また、バンパ補強材１の長手方向に亙って、予め、正確に、形状精度良く、可変とできることが押出中空形材ならではの特徴である。
【００６９】
中空形状横断面の他の態様：
図７〜図９に、中空形状横断面の他の態様を示す。図７〜図９は、前記図２や図５と同様に、変断面部２の横断面図である。
【００７０】
図７は、外側フランジ４ｂ、４ｃの端部に、ウエブ６、７の横断面位置よりも外側（図の左右側）に張り出した、突出フランジ１０を設けた態様を示している。このような突出フランジ１０を、図７のように外側フランジ４の両端部に２個、あるいは外側フランジ４のいずれか一方の端部に１個設けることによって、外側フランジにおける内側のフランジ４ａが、車体衝突の態様による早期の座屈を防止できる利点がある。このような場合には、バンパ補強材１（アルミニウム合金押出中空形材）の長手方向に亙って、予め突出フランジ１０を設けておく。
【００７１】
図８は、中空形状が日型の横断面形状である場合を示す。このような日型断面の場合、本発明で言う、プレス加工により中空形状のウエブ側寄りの一部を変形させるという、「一部」とは、図８におけるバンパ補強材の中空形状の横断面における中央にある、中リブ８の位置からウエブ６、７寄りの側の横断面両側方部である。
【００７２】
なお、このウエブ６、７寄りの側の外側フランジ４ｂ、４ｃや内側フランジ５ｂ、５ｃにおける複数箇所を各々内側に曲げ変形させる点は前記目型断面と同じである。また、これらフランジを変形させる領域を、中リブ８の位置からウエブ６、７までの、外側フランジ４ｂ、４ｃと、内側フランジ５ｂ、５ｃの全部（全域）にするか、あるいは一部（一部の領域）にするか、即ち、衝突方向側に張り出させる外側フランジ４ｂ、４ｃの幅（図の左右方向長さ）と、張り出す長さ（図の上下方向長さ）は、前記目型断面と同様に、中空形状の横断面の大きさや形状の設計、そして、要求衝突特性との関連で、適宜設計される。また、その一方で、前記目型断面と同様に、中リブ８近傍の横断面中央部は、変断面部の形成のためのプレス加工に伴う、多少の変形は必然的にあるものの、これをできるだけ抑制して、元の横断面を維持していることが好ましい。
【００７３】
図８の日型断面の場合、目型断面よりも中リブ本数が少ない分、曲げ強度が低下する。このため、変断面部２の曲げ強度向上のためには、プレス加工後の変断面部２における外側フランジ４ｂ、４ｃと、内側フランジ５ｂ、５ｃとが、各々４ｈ、５ｈにおいて、軽量化のために部分的に肉厚であることが好ましい。したがって、変断面部２のこれらフランジが、各々このような肉厚となるように、元の中空形状部３における、外側フランジ４ｂ、４ｃと、内側フランジ５ｂ、５ｃとの、前記４ｈ、５ｈに相当する部位４ｈ、５ｈを、予め肉厚かすることが好ましい。なお、図８では、外側フランジ４ｂと内側フランジ５ｂとの厚肉部の記載は略している。
【００７４】
図９は、目型断面において、図７と同様の突出フランジ１０を、外側フランジ４ｃの片側にのみ設けた態様を示し、更に、変断面部２も、外側フランジ４ｃと、内側フランジ５ｃの片側にのみ設けた態様を示している。したがって、プレス加工方向３０は、図９に図示する通り、ウエブ７の方向（図の右側）からの片側からのみとなる。
【００７５】
使用アルミニウム合金：
本発明自動車用エネルギ吸収部材で用いる、素材押出中空形材用アルミニウム合金は、軽量化条件を満たした上で、補強材として高強度なアルミニウム合金であることが好ましい。また、中空形材に押出やすく（製造しやすく）、かつプレスによる潰し加工により変断面部２を形成しやすい（プレス成形しやすい）アルミニウム合金であることが好ましい。これらの要求特性を満足するＡｌ合金としては、通常、この種構造部材用途に汎用される、５０００系、６０００系、７０００系等の強度や耐力の比較的高い汎用 (規格) アルミニウム合金のうちでも、６０００系アルミニウム合金が好ましい。したがって、本発明自動車用エネルギ吸収部材は、６０００系アルミニウム合金押出中空形材からなることが好ましい。
【００７６】
バンパ補強材の構造：
以上具体的な実施の形態を説明してきたバンパ補強材の全体的な構造について、以下に図１０、１１を用いて説明する。図１０、１１は、前記図１〜３に示した本発明バンパ補強材の全体的な構造例を示し、図１０は斜視図、図１１は図１０の平面図である。また、図１０、１１は、バンパ補強材１が車幅方向（図の左右方向）に略水平方向に延在している状態を示し、バンパ補強材１の向かって右半分のみを示している。図示しないバンパ補強材１の向かって左半分は、バンパ補強材の中心部１ａを中心とする左右対称の構造をしている。
【００７７】
バンパ補強材１の長手方向（車幅方向）の形状は、フロントにしてもリアにしても、車体設計上、多くは直線的ではなく、図１０、１１に示すように、両端に車体前方向か後方向かに向かって曲げられた湾曲形状を有する。この図１０、１１の湾曲形状では、バンパ補強材１は、両端部の（左右の）各湾曲部１ｂと、中央の直線部（変断面部２や中空形状部３）を有する。なお、バンパ補強材１は、その長手方向が、図１０、１１に示すように、長手方向両端に直線的なあるいは曲線的な湾曲部 (屈曲部) を有していても良く、また、長手方向全体が曲線的に湾曲していても良い。更に、その長手方向全体が湾曲せずに直線的であっても良い。
【００７８】
図１０、１１に示すように、バンパ補強材１は、通常のバンパ補強材と同様に、この両端部の（左右の）各１ｂの背面（裏面）において、中空筒状の各ステイ１１によって支持される。そして、このステイ１１を介して、あるいはステイを介さず直接に、図示しない車体サイドメンバーと接合され、フロントにしてもリアにしても、バンパ補強材１が車体側に支持される。
【００７９】
そして、バンパ補強材１の長手方向の中央部１ａには、アルミニウム合金押出中空形材からなるバンパ補強材１の中空形状（横断面）の一部を変形させた変断面部２が設けられている。変断面部２は、図１０、１１に示すように、中リブ８、９の位置からウエブ６、７までの外側フランジ４ｂ、４ｃを、車体外側方向の衝突方向（図の上側）に対して、張り出させている。
【実施例】
【００８０】
前記図１０、１１（図１〜３）の変断面部２を設けたバンパ補強材（発明例：ＣａｓｅＢ）と、変断面部２を設けないバンパ補強材（比較例：Ｃａｓｅ０）との耐ポール衝突特性と、耐フラットバリヤ衝突特性とを、解析によって求め、評価した。この結果を耐ポール衝突特性は図１４、１５に、耐フラットバリヤ衝突特性は図１７、１８に各々示す。
【００８１】
バンパ補強材の断面形状解析条件：
発明例（ＣａｓｅＢ）の断面形状解析条件を、図１２（ａ）：斜視図、（ｂ）：平面図、（ｃ）：変断面部２断面、に各々示す。また、比較例（Ｃａｓｅ０）の断面形状解析条件を、図１３（ａ）：斜視図、（ｂ）：平面図、（ｃ）：変断面部２断面、に各々示す。なお、フランジ４、５の肉厚は３ｍｍとし、ウエブ６、７、中リブ８、９の肉厚は共通して２ｍｍとした。また、解析であるので、前記成形のための薄肉部（外側フランジ４における４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、内側フランジ５における５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇなどの曲げ変形部の薄肉化）は本解析条件では敢えて設けなかった。また、前記変断面部２の成形後の肩Ｒである、内側フランジ５ｂ、５ｃのウエブ６、７との交点の各肩Ｒである前記Ｒ５も、８ｍｍ以上ではなく、前記Ｒ４と同じく敢えて３ｍｍとした。
【００８２】
衝突解析条件：
ポール衝突解析条件を図１６に示す。解析では、バンパ補強材中央部のみが前面フランジ４側で、ポール状の剛体（半径１５０ｍｍの円筒）と衝突したこととし、バンパ補強材中央部の局所的な範囲に荷重付加される、ポール荷重、荷重エネルギ吸収量を調査した。図１４にポール荷重ーポール位置関係、図１５にエネルギ吸収量ーポール位置関係を示す。なお、フラットバリヤ衝突とも背面から支持するステイは剛体とした。
【００８３】
フラットバリヤ衝突解析条件を図１９に示す。解析では、バンパ補強材の直線部分全体が、前面フランジ４側で、フラットバリヤ（剛体）と衝突したこととし、バンパ補強材中央部の局所的な範囲に荷重付加される、バリヤ荷重、荷重エネルギ吸収性能を調査した。図１７にバリヤ荷重ーバリヤ位置関係、図１８にエネルギ吸収量ーバリヤ位置関係を示す。
【００８４】
これら図１４、１５、１７、１８から明らかな通り、変断面部２を設けたバンパ補強材（発明例：ＣａｓｅＢ、図では本発明として太線で表示）は、変断面部２を設けないバンパ補強材（比較例：Ｃａｓｅ０、図では従来構造として細線で表示）に比して、耐ポール衝突特性と、耐フラットバリヤ衝突特性ともに優れている。
【００８５】
即ち、耐ポール衝突特性では、変断面部２を設けた発明例は、変断面部２を設けない比較例に比して、図１４の通り、衝突時の最大荷重が増加するとともに、最大荷重後の荷重減少率が小さいという、変断面部２による優れた効果がある。また、図１５の通り、衝突タイミング（荷重エネルギ吸収開始）が早くなり、衝突荷重も増加しているため、荷重エネルギ吸収性能が大幅に増加するという、変断面部２による優れた効果がある。
【００８６】
また、耐フラットバリヤ衝突特性では、変断面部２を設けた発明例は、変断面部２を設けない比較例に比して、図１７の通り、衝突時の最大荷重は若干減少するが、荷重変位のパターン自体に大きな差異は無い。しかし、図１８の通り、衝突タイミング（荷重エネルギ吸収開始）が早くなり、衝突荷重も増加しているため、荷重エネルギ吸収性能が大幅に増加するという、変断面部２による、耐ポール衝突特性と同様の、優れた効果がある。よって、これらの解析結果から、本発明の効果と本発明構成の意義が明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によれば、取り付けスペースの制約を満足した上で、曲げ強度およびエネルギー吸収特性が高い、衝突特性に優れたアルミニウム合金製自動車用エネルギ吸収部材を提供することができる。このため、バンパ補強材、ドアガードバー（ドアビーム）、ルーフ補強材、ルーフサイドレール、サイドシル（サイドレール）、ピラーなどの自動車用エネルギ吸収部材用途に適用できるものであり、工業的な価値が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施態様を示す斜視図である。
【図２】図１のＡＡ断面図である。
【図３】図１のＢＢ断面図である。
【図４】本発明の他の実施態様を示す斜視図である。
【図５】図４のＡＡ断面図である。
【図６】図４のＢＢ断面図である。
【図７】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図１０】図１のバンパ補強材としての全体を示す斜視図である。
【図１１】図１０の平面図である。
【図１２】実施例における発明例の解析条件を示す説明図である。
【図１３】実施例における比較例の解析条件を示す説明図である。
【図１４】ポール荷重ーポール位置関係示す説明図である。
【図１５】エネルギ吸収量ーポール位置関係を示す説明図である。
【図１６】ポール衝突解析条件を示す説明図である。
【図１７】バリヤ荷重ーバリヤ位置関係を示す説明図である。
【図１８】エネルギ吸収量ーバリヤ位置関係を示す説明図である。
【図１９】フラットバリヤ衝突解析条件を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８９】
１：バンパ補強材（自動車用エネルギ吸収部材）、２：変断面部、３：中空形状、４：外側フランジ、５：内側フランジ、６、７：ウエブ、８、９：中リブ、１０：突出フランジ、１１：ステイ、３０：プレス加工方向、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金押出中空形材からなり、互いに間隔を開けて配置された、自動車車体における外側および内側のフランジと、これら二つのフランジ同士をつなぎ、互いに間隔を開けて配置された二つのウエブと、これらウエブ同士の間にあって前記二つのフランジ同士をつなぐ中リブとから形成された自動車用エネルギ吸収部材であって、この自動車用エネルギ吸収部材の長手方向中央部には、プレス加工により、前記ウエブ側寄りの一部を変形させた変断面部が設けられており、この変断面部では、その横断面幅が前記中空形材の元の横断面幅に比して小さくなっているとともに、前記外側フランジの前記ウエブ側寄りの一部が前記自動車車体の外側に向けて張り出していることを特徴とする自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項２】
前記変断面部は、前記自動車用エネルギ吸収部材の横断面における、前記中リブの位置から前記ウエブ側寄りの横断面を変形させたものである一方で、前記中リブを含む中央部は元の横断面を維持している請求項１に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項３】
前記外側フランジの端部に前記ウエブよりも外側に張り出した突出フランジが設けられている請求項１または２に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項４】
前記外側フランジと前記内側フランジとの肉厚が、前記ウエブや前記中リブよりも厚肉とされている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項５】
前記外側フランジと前記内側フランジとの、前記プレス加工により曲げ変形する部位および曲げ変形する部位に相当する部位の肉厚が、元の各フランジの肉厚よりも、自動車用エネルギ吸収部材の長手方向に亙って予め各々薄肉とされている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項６】
前記変断面部における前記外側フランジの横断面が自動車車体の外方に向けて張り出したアーチ状の形状をしている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項７】
前記変断面部における前記ウエブと前記内側フランジとの各交点が８ｍｍ以上の肩Ｒを有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項８】
前記中空形状が日型あるいは目型の横断面形状をしている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項９】
前記自動車用エネルギ吸収部材が６０００系アルミニウム合金押出中空形材からなる請求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項１０】
前記自動車車体補強材がバンパ補強材である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項１】
アルミニウム合金押出中空形材からなり、互いに間隔を開けて配置された、自動車車体における外側および内側のフランジと、これら二つのフランジ同士をつなぎ、互いに間隔を開けて配置された二つのウエブと、これらウエブ同士の間にあって前記二つのフランジ同士をつなぐ中リブとから形成された自動車用エネルギ吸収部材であって、この自動車用エネルギ吸収部材の長手方向中央部には、プレス加工により、前記ウエブ側寄りの一部を変形させた変断面部が設けられており、この変断面部では、その横断面幅が前記中空形材の元の横断面幅に比して小さくなっているとともに、前記外側フランジの前記ウエブ側寄りの一部が前記自動車車体の外側に向けて張り出していることを特徴とする自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項２】
前記変断面部は、前記自動車用エネルギ吸収部材の横断面における、前記中リブの位置から前記ウエブ側寄りの横断面を変形させたものである一方で、前記中リブを含む中央部は元の横断面を維持している請求項１に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項３】
前記外側フランジの端部に前記ウエブよりも外側に張り出した突出フランジが設けられている請求項１または２に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項４】
前記外側フランジと前記内側フランジとの肉厚が、前記ウエブや前記中リブよりも厚肉とされている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項５】
前記外側フランジと前記内側フランジとの、前記プレス加工により曲げ変形する部位および曲げ変形する部位に相当する部位の肉厚が、元の各フランジの肉厚よりも、自動車用エネルギ吸収部材の長手方向に亙って予め各々薄肉とされている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項６】
前記変断面部における前記外側フランジの横断面が自動車車体の外方に向けて張り出したアーチ状の形状をしている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項７】
前記変断面部における前記ウエブと前記内側フランジとの各交点が８ｍｍ以上の肩Ｒを有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項８】
前記中空形状が日型あるいは目型の横断面形状をしている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項９】
前記自動車用エネルギ吸収部材が６０００系アルミニウム合金押出中空形材からなる請求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【請求項１０】
前記自動車車体補強材がバンパ補強材である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の自動車用エネルギ吸収部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−１４４７４４（Ｐ２０１０−１４４７４４Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１９５５１（Ｐ２００８−３１９５５１）
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１６日（２００８．１２．１６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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