WO2010113894A1

WO2010113894A1 - 車両用バンパビーム

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Publication number: WO2010113894A1
Application number: PCT/JP2010/055603
Authority: WO
Inventors: 拓則山口; 知和中川; 雅男杵渕; 徹橋村; 美枝橘
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2011-09-30
Also published as: JP2010228685A

Abstract

　本発明は、軽量で、かつ、サイドメンバへの衝撃荷重の伝達をより確実に行うことが可能な車両用バンパビームを提供する。本発明のバンパビーム１は、長手方向垂直断面が、前側フランジ２、後側フランジ３、及び複数のウェブ４,５によって閉じられるように構成される。ウェブ４～６は、前側フランジ２との接続部から、前側フランジ２と後側フランジ３との中間部まで、徐々に板厚が減少するとともに、当該中間部から、後側フランジ３との接続部まで、一定の板厚となるように形成されている。前側フランジ２の板厚は、後側フランジ３との接続部におけるウェブ４～６の板厚よりも大きい。

Description

車両用バンパビーム

　本発明は、自動車等の車両に取り付けられる車両用バンパビームに関する。

　図１に模式的に示すように、車両１００に取り付けられるバンパビーム１０１の主たる役割は、障害物２００との衝突時に自身が変形してエネルギーを吸収するとともに、衝突荷重を左右のサイドメンバ１０２に伝達し、サイドメンバ１０２を変形させることで衝突時のエネルギーを吸収させることである。すなわち、衝突時にバンパビーム自身が変形し、また、サイドメンバ１０２を変形させることでキャビン１０３の変形が抑制され、乗員を衝撃から守ることができる。このような観点から、衝撃吸収をより効果的に行うことが可能なバンパビームが求められている。
　一方で、車両の軽量化や車両の操縦性向上の観点から、バンパビームの軽量化が望まれている。すなわち、排ガスの規制強化により車両の燃費向上が望まれており、車両の軽量化の要求が厳しくなっている。また、バンパビームは車体重心から遠く離れた位置に取り付けられるため、バンパビームの重量が増加すると車両の慣性モーメントが増加し、操縦性に悪影響を及ぼしてしまう。

　上述したような衝突時の衝撃吸収性、軽量化等の観点から、断面形状に工夫を施したバンパビームとして、特許文献１～４に記載のものが知られている。

　特許文献１には、前壁部と後壁部とを連結する連結壁部を、前壁部から後壁部に向かって断面２次モーメントが漸減するように形成し、屈曲部を介して後壁部に連結したバンパーリーンフォース（bumper reinforce）が開示されている。この構成によると、バンパーリーンフォースと車体フレームとの間に衝撃吸収部材を設けることなく、バンパーリーンフォースに作用する衝撃を吸収することができる。

　特許文献２には、正面フランジと、上面ウェブ、中間ウェブおよび下面ウェブとの連結部分の肉厚を、その連結部分以外の部位の肉厚に比べて厚くした、車両用バンパリインフォースメント（bumper reinforcement）が開示されている。この構成によると、軽量な構成と大きなエネルギー吸収量が達成できる。

　特許文献３に開示されたバンパリインフォースメント（bumper reinforcement）において、前壁部の上端部となる上壁部の前端部には車体上方に向かって上厚肉部が突出形成されており、上厚肉部の肉厚は前壁部の肉厚より大きい。また、前壁部の下端部となる下壁部の前端部には車体下方に向かって下厚肉部が突出形成されており、下厚肉部の肉厚は前壁部の肉厚より大きい。この構成によると、オフセット衝突時に、サイドメンバを確実に軸圧縮変形させることができる。

　特許文献４に開示された車両用バンパービームにおいては、前壁部と後壁部とを連結する横壁部は、バンパービームの中央部近傍における肉厚が前壁部または後壁部との連結部近傍における肉厚より薄くなるように形成されている。この構成によると、バンパービームの座屈変形を安定して生じさせることができる。

日本国特開２００５－３０６２９４号公報日本国特開２００３－１８２４８１号公報日本国特開２００５－２１２５８７号公報日本国特開２０００－３１８５４９号公報

　上述のように、軽量かつ高い衝撃吸収性を有するバンパビームが提案されているものの、その特性は十分とは言えず、バンパビームの更なる軽量化と、衝撃吸収性の向上とが望まれている。特に、衝突時にバンパビームが屈曲、破断してしまうと、バンパビームからサイドメンバへの衝撃荷重の伝達が不十分となるおそれがある。この場合、サイドメンバの変形が十分に行われず、衝撃エネルギーを十分に吸収することができなくなってしまう。

　本発明は、上記実情に鑑みることにより、軽量であるとともに、サイドメンバへの衝撃荷重の伝達をより確実に行うことが可能な車両用バンパビームを提供することを目的とする。

　本発明に係る車両用バンパビームは、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の車両用バンパビームは、以下の特徴を単独で、または適宜組み合わせて備えている。

　上記目的を達成するための本発明に係る車両用バンパビームにおける第１の特徴は、板状の前側フランジと、前記前側フランジに対向して配置されるとともにサイドメンバの前端に接続される板状の後側フランジと、前記前側フランジと前記後側フランジとを連結する板状の複数のウェブと、を備えるとともに、前記前側フランジ、前記後側フランジ、及び複数の前記ウェブによって閉じられた長手方向垂直断面を有するように構成される車両用バンパビームであって、前記ウェブの板厚が、前記ウェブと前記前側フランジとの接続部から前記前側フランジと前記後側フランジとの中間部まで徐々に減少するとともに、前記中間部から前記後側フランジとの接続部まで一定であり、前記前側フランジの板厚が、前記ウェブと前記後側フランジとの接続部における前記ウェブの板厚よりも大きいことである。

　この構成によると、ウェブにおける前側フランジ近傍の座屈荷重を増加させることができる。これにより、前側フランジに衝撃荷重が作用したときに、前側フランジ近傍でのウェブの座屈を抑制することができる。
　ここで、衝突時にウェブに発生する応力は、衝突後には前側フランジとの接続部で最も大きくなり、後側フランジに近づくほど小さくなることが本願発明者により知見されている。そのため、上記の構成のように、ウェブの板厚を前側フランジとの接続部から中間部に向かって徐々に減少させることで、重量増加を抑えながら座屈の発生を防ぐことが可能になる。
　このように、ウェブの座屈が防止されることで、バンパビームの断面形状の圧縮変形が抑制されることになる。これにより、衝突時においてバンパビームの曲げ強度を維持することができる。結果として、衝突時におけるバンパビームの曲げ変形が抑制され、サイドメンバへの衝撃荷重の伝達をより確実に行うことが可能になる。
　更に、衝突後の初期の座屈では、前側フランジ全体が撓むように変形することを本願発明者は知見している。そのため、上記構成のように、前側フランジの板厚を、後側フランジとの接続部におけるウェブの板厚よりも大きくすることで、効果的にバンパビームの断面形状の変形を抑制することが可能になる。

　また、本発明に係る車両用バンパビームにおける第２の特徴は、前記ウェブの板厚が徐々に減少する部分の、前記前側フランジから前記後側フランジへ向かう方向における長さが、同方向における前記ウェブの全長の３０～５０％であることである。

　この構成によると、ウェブの板厚が徐々に減少する部分の長さを、ウェブの全長の３０％以上にすることにより、ウェブの板厚が一定である部分での座屈の発生を確実に防止できる。
　また、ウェブの板厚が徐々に減少する部分の長さを、ウェブの全長の５０％以下にすることにより、バンパビームの重量の増加を抑えることができる。

　また、本発明に係る車両用バンパビームにおける第３の特徴は、前記ウェブと前記前側フランジとの接続部における前記ウェブの板厚が、前記ウェブと前記後側フランジとの接続部における前記ウェブの板厚の１２０～２００％であることである。

　この構成によると、ウェブと前側フランジとの接続部におけるウェブの板厚を、ウェブと後側フランジとの接続部におけるウェブの板厚の１２０％以上にすることにより、ウェブの前側フランジ近傍部での座屈の発生を防止できる。
　また、ウェブと前側フランジとの接続部におけるウェブの板厚を、ウェブと後側フランジとの接続部におけるウェブの板厚の２００％以下にすることにより、バンパビームの重量の増加を抑えることができる。

　また、本発明に係る車両用バンパビームにおける第４の特徴は、前記ウェブが、前記前側フランジの上端と前記後側フランジの上端とを連結する上端ウェブと、前記前側フランジの下端と前記後側フランジの下端とを連結する下端ウェブと、前記前側フランジの上下方向中間部と前記後側フランジの上下方向中間部とを連結する中間ウェブと、を含み、前記上端ウェブ及び前記下端ウェブの板厚が、前記前側フランジとの接続部から前記前側フランジと前記後側フランジとの中間部まで徐々に減少するとともに、前記中間部から前記後側フランジとの接続部まで一定であり、前記前側フランジとの接続部における前記上端ウェブの板厚と前記下端ウェブの板厚とが等しく、前記後側フランジとの接続部における前記上端ウェブの板厚と前記下端ウェブの板厚とが等しく、且つ、前記上端ウェブ及び前記下端ウェブの板厚が徐々に減少する部分の前記前側フランジから前記後側フランジに向かう方向における長さが等しいことである。

　この構成によると、前側フランジに衝撃荷重が作用したときに、前側フランジ近傍での上端ウェブ及び下端ウェブの座屈を遅らせることができ、バンパビームの耐荷力をより増加させることができる。

　本発明によれば、サイドメンバへの衝撃荷重の伝達をより確実に行うことが可能なバンパビームを軽重量で構成できる。

自動車衝突時の自動車フロント部の変形状態を示す模式図である。本発明の実施形態に係るバンパビーム１を示す模式的な斜視図である。図２に示すバンパビームのＡ－Ａ断面模式図である。本発明の実施形態及び従来構成のバンパビームにおける重量と耐荷力との関係についての解析結果を示す図である。（ａ）～（ｃ）は従来構造における衝突時の断面変形様態を時系列で示す模式図である。（ａ）は従来構造における衝突時の断面変形様態を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の実施形態における衝突時の断面変形様態を示す模式図である。（ａ）は３点曲げ解析方法を説明するための図であり、（ｂ）は圧子押し込み量と反力との関係を説明するための図である。

　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。

　図２は、本発明の実施形態に係るバンパビーム１を示す模式的な斜視図である。また、図３は、図２に示すバンパビーム１のＡ－Ａ断面模式図であり、Ａ－Ａ断面は、バンパビーム１の長手方向と垂直な面による断面である。
　以下、図２における矢印Ｘで示す方向を車両の幅方向、矢印Ｙで示す方向を前後方向（Ｙ１：前方、Ｙ２：後方）、矢印Ｚで示す方向を上下方向（Ｚ１：上方、Ｚ２：下方）として説明する。

（バンパビーム１の概略）
　図２に示すように、本発明の実施形態に係るバンパビーム１は、車両の幅方向に延びるように、車両の前後方向に延在するサイドメンバ１０の前方端部に取り付けられる。尚、このバンパビーム１は、アルミニウム合金の押し出し加工により成形されている。

　図２及び図３に示すように、バンパビーム１は、車両前方に位置する前側フランジ２と、前側フランジ２よりも車両後方に位置する後側フランジ３と、前側フランジ２と後側フランジ３とを連結する３つのウェブ（上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６）と、を備えている。これらのフランジ及びウェブはそれぞれ板状に形成されている。

（各部の構成）
　前側フランジ２は、バンパビーム１の前面（衝撃荷重を受ける面）を形成する板状部である。
　後側フランジ３は、バンパビーム１の後面を形成する板状部であり、前側フランジ２に対向して、前側フランジ２と略平行に配置されている。この後側フランジ３は、サイドメンバ１０の前端に固定される。
　本実施形態においては、図２に示すように、前側フランジ２及び後側フランジ３は、やや湾曲した板として形成されているが、この場合に限られず、平板等であってもよい。

　上端ウェブ４は、バンパビーム１の上面を形成する板状部であり、前側フランジ２の上端と後側フランジ３の上端とを連結している。
　下端ウェブ５は、バンパビーム１の下面を形成する板状部であり、前側フランジ２の下端と後側フランジ３の下端とを連結している。
　中間ウェブ６は、前側フランジ２、後側フランジ３、上端ウェブ４、及び下端ウェブ５で囲まれた閉空間内に設けられた板状部であり、前側フランジ２の上下方向中央部と後側フランジ３の上下方向中央部とを連結している。

　これら上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６は、いずれも前側フランジ２及び後側フランジ３と略直交するように配置されている。そして、これら上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６は、前側フランジ２との接続部から後方に向かって前後方向の所定位置まで板厚が比例的に減少し、当該所定位置から後側フランジ３との接続部まで板厚が一定となるように形成されている。

　具体的には、上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６は以下のように構成される。
　バンパビーム１の長手方向に対して垂直な断面（図３に示す断面）において、上端ウェブ４の上面４ａ（バンパビーム１の上端面）は、前側フランジ２に対して略垂直な方向に直線状に延びている。一方、上端ウェブ４の下面４ｂは、前側フランジ２から所定長さ（Ｌｖ１）離れた所定位置Ｐ１まで、後方に向かうほど上方に位置するように傾斜している。そして、上端ウェブ４の下面４ｂは当該所定位置Ｐ１で屈曲して、所定位置Ｐ１から後側フランジ３まで上端ウェブ４の上面４ａと略平行に延びている。
　また、バンパビーム１の長手方向に対して垂直な断面（図３に示す断面）において、下端ウェブ５の下面５ｂ（バンパビーム１の下端面）は、前側フランジ２に対して略垂直な方向に直線状に延びている。一方、下端ウェブ５の上面５ａは、前側フランジ２から所定長さ（Ｌｖ２）離れた所定位置Ｐ２まで、後方に向かうほど下方に位置するように傾斜している。そして、下端ウェブ５の上面５ａは当該所定位置Ｐ２で屈曲して、所定位置Ｐ２から後側フランジ３まで下端ウェブ５の下面５ｂと略平行に延びている。
　また、バンパビーム１の長手方向に対して垂直な断面（図３に示す断面）において、中間ウェブ６は、前側フランジ２に対して略垂直であるとともにバンパビーム１の上下方向中央を通過する平面Ｓ（以下、対称面Ｓという）に対して対称な形状を有する。そして、中間ウェブ６の上面６ａは、前側フランジ２から所定長さ（Ｌｖ３）離れた所定位置Ｐ３まで、後方に向かうほど下方に位置するように傾斜している。そして、中間ウェブ６の上面６ａは当該所定位置Ｐ３で屈曲して、所定位置Ｐ３から後側フランジ３まで前記対称面Ｓと略平行に延びている。また、中間ウェブ６の下面６ｂは、前側フランジ２から所定長さ（Ｌｖ３）離れた所定位置Ｐ３まで、後方に向かうほど上方に位置するように傾斜している。そして、中間ウェブ６の下面６ｂは当該所定位置Ｐ３で屈曲して、所定位置Ｐ３から後側フランジ３まで前記対称面Ｓと略平行に延びている。
　尚、本実施形態においては、バンパビーム１は、対称面Ｓに対して対称な形状となっている。

　また、本実施形態に係るバンパビーム１においては、上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６における上記所定長さＬｖ１、Ｌｖ２、Ｌｖ３がいずれも等しい。ここで、Ｌｖ１＝Ｌｖ２＝Ｌｖ３＝Ｌｖとすると、当該長さＬｖは、前側フランジ２と後側フランジ３との間隔Ｌｗの４０％となるように構成されている。

　ここで、上端ウェブ４における前側フランジ２との接続部（板厚が最も厚い部分）の板厚をｔａ１、後側フランジ３との接続部の板厚をｔｂ１とする。また、下端ウェブ５における前側フランジ２との接続部（板厚が最も厚い部分）の板厚をｔａ２、後側フランジ３との接続部の板厚をｔｂ２とする。また、中間ウェブ６における前側フランジ２との接続部（板厚が最も厚い部分）の板厚をｔａ３、後側フランジ３との接続部の板厚をｔｂ３とする。
　前側フランジ２は、板厚ｔｆが、上記ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３のいずれよりも大きくなるように形成されている。
　具体的には、本実施形態に係るバンパビーム１においては、上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６のそれぞれと後側フランジ３との接続部の板厚ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３は、いずれも等しい。ここで、ｔｂ１＝ｔｂ２＝ｔｂ３＝ｔｂとすると、前側フランジ２の板厚ｔｆは、板厚ｔｂの約１．５倍となるように構成されている。

　また、本実施形態に係るバンパビーム１においては、上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６のそれぞれと前側フランジ２との接続部の板厚ｔａ１、ｔａ２、ｔａ３は、いずれも等しくなるように構成されている。ここで、ｔａ１＝ｔａ２＝ｔａ３＝ｔａとすると、板厚ｔａは、板厚ｔｂの約１．９倍となるように構成されている。

（従来構造との比較解析）
　本実施形態に係るバンパビーム１、及び、以下に示す３種類の従来構造のバンパビームについて、３点曲げの解析を行うことによりバンパビームの重量と耐荷力との関係を算出した。図４はその解析結果を示す。
　尚、３点曲げ解析は、図７（ａ）に示すように行う。すなわち、バンパビームα１の両端は支持部α２で後側フランジ側から単純支持され、２つの支持部α２の中間においてバンパビームα１に圧子α３の円弧面を前側フランジ側から当接させる。そして、バンパビームの長手方向に対して垂直な方向（図７（ａ）における矢印方向）に圧子を移動させたときに圧子に作用する反力を求める。圧子の移動量（バンパビームへの押し込み量）と圧子に作用する反力との関係は、概ね図７（ｂ）に示すような関係になる。本解析においては、図７（ｂ）に示すグラフにおける反力の最大値をバンパビームの耐荷力とした。ここで、図７（ｂ）において、圧子の押し込み量の増加に伴い、反力が増加から減少に転じているが、これはウェブの座屈に起因するものである。したがって、反力の最大値（即ち、耐荷力）を大きくするには座屈を遅らせる必要があることが分かる。

　本解析における従来構造のバンパビームの形状は、本実施形態に係るバンパビーム１における上端ウェブ４、下端ウェブ５、及び中間ウェブ６の形状を、前後方向において一定の板厚を有するように（すなわち、図５（ａ）のように、全面において均一の厚さを有するウェブが用いられる）に変更したものとした。具体的には、３種類の従来構造のバンパビームは、（ａ）全てのウェブが、本実施形態に係るウェブ４～６の後側フランジ近傍の板厚ｔｂの１．０倍の均一の板厚を有するものと、（ｂ）１．２倍の均一の板厚を有するものと、（ｃ）１．７倍の均一の板厚を有するものと、により構成される。尚、従来構造のバンパビームにおいて、バンパビームの外寸、前後フランジの板厚については、本実施形態に係るバンパビーム１と同じである。

　図４では、本実施形態に係るバンパビーム１の重量及び耐荷力を１００％として、３種類の従来構造のバンパビームの重量及び耐荷力を相対比較で示している。
　図４に示すように、本実施形態に係るバンパビーム１は、同一重量を有する従来構造のバンパビームに比べ、耐荷力が１０％以上優れている。
　また、本実施形態に係るバンパビーム１は、同等の耐荷力を有する従来構造のバンパビームに比べ、重量を約１５％軽量化できることが分かる。

（バンパビーム１の効果）
　以上説明したように、本実施形態に係るバンパビーム１は、板状の前側フランジ２と、前側フランジ２に対向して配置されるとともにサイドメンバの前端に接続される板状の後側フランジ３と、前側フランジ２と後側フランジ３とを連結する板状の３枚のウェブ４～６（上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６）と、を備える。そして、バンパビーム１は、長手方向垂直断面（図３に示す断面）が、前側フランジ２、後側フランジ３、上端ウェブ４、及び下端ウェブ５によって閉じられた断面となるように構成されている。
　また、ウェブ４～６の板厚は、前側フランジ２との接続部から、前側フランジ２および後側フランジ３の中間部まで徐々に減少するとともに、当該中間部から後側フランジ３との接続部まで一定となるように、それぞれ形成されている。
　また、前側フランジ２の板厚は、後側フランジ３との接続部におけるウェブ４～６の板厚よりも大きい。

　この構成によると、ウェブ４～６の前側フランジ２近傍での座屈荷重を増加させることができる。これにより、前側フランジ２に衝撃荷重が作用したときに、ウェブ４～６の前側フランジ２近傍での座屈を抑制することができる。

　本願発明者は、従来構造のバンパビームの衝突時の変形様態について、以下のことを知見している。図５は、衝突時における従来構造のバンパビーム１’の断面変形様態を示す模式図であり、（ａ）は、衝突前のバンパビーム１’の長手方向垂直断面形状、（ｂ）は、衝突後かつ座屈発生直後のバンパビーム１’の断面形状、（ｃ）は、座屈によってバンパビーム１’の前後方向の幅が減少した断面形状を示す。
　即ち、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、従来構造のバンパビーム１’においては、前面から衝撃荷重を受けたときに、前側フランジ２’と上端ウェブ４’および下端ウェブ５’とがほぼ同時に変形する。このとき、前側フランジ２’は上下幅全体で変形する。また、バンパビーム１’の角部１ａ’にモーメントが発生する（図６参照）ことにより、上端ウェブ４’および下端ウェブ５’は、前側フランジ２’近傍において外側に屈曲するように座屈変形する。これに対して、中間ウェブ６’では、上下両側に逆向きのモーメントが発生するため、これらのモーメントが相殺され、曲げ変形が生じにくい。その後、図５（ｃ）に示すように、中間ウェブ６’における前側フランジ２’近傍が座屈することで、バンパビーム１’の断面が潰れていく。すなわち、バンパビーム１’が車両の前後方向に圧縮変形を始める。これにより、曲げ耐荷力が低下していく。

　この点、本実施形態に係るバンパビーム１は、前側フランジ２の接続部に向かって徐々にウェブ４～６の板厚が厚くなっているので、前側フランジ２の近傍におけるウェブ４～６の座屈の発生を抑制することができる。さらに、ウェブ４～６全体の板厚を一様に厚くするわけではないので、バンパビーム１の重量の増加を抑えることができる。

　このように、ウェブ４～６の座屈が防止されることで、バンパビーム１の圧縮変形が抑制され、これによって衝突時におけるバンパビーム１の曲げ強度を維持することができる。結果として、衝突時におけるバンパビーム１の曲げ変形が抑制され、サイドメンバ１０への衝撃荷重の伝達をより確実に行うことが可能になる。

　更に、図５に示すように、衝突後初期においては、前側フランジ２全体が撓むように変形することが分かっている。従って、本実施形態のバンパビーム１のように、前側フランジ２の板厚ｔｆが、後側フランジ３との接続部におけるウェブ４～６の板厚ｔｂよりも大きくなるように構成されることで、前側フランジ２の撓みが抑制され、バンパビーム１の変形をより効果的に（重量を過度に増加させることなく）抑制することが可能になる。

　また、本実施形態に係るバンパビーム１においては、ウェブ４～６の板厚が徐々に減少する部分（以下、板厚変化部という）の、車両の前後方向（前側フランジ２から後側フランジ３に向かう方向）における長さが、同方向における当該ウェブ４～６の全長の４０％である。

　ここで、上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６のそれぞれにおける板厚変化部の長さＬｖ１、Ｌｖ２、Ｌｖ３が、前側フランジ２と後側フランジ３との間隔Ｌｗの３０％よりも小さくなると、衝突直後に前側フランジ２とウェブ４～６との接続部が回転するおそれがある。その結果、ウェブ４～６の板厚が一定に形成されている部分（以下、板厚均一部という）において、座屈が発生するおそれがある。
　例えば、図６に示すように、前側フランジ２に衝撃荷重が作用したときには、バンパビーム１上端の角部１ａに反時計回りのモーメントが発生する。このとき、上端ウェブ４における板厚変化部の長さＬｖ１が間隔Ｌｗの３０％よりも小さいと、図６（ａ）に示すように、角の部分は直角を保ったまま厚肉部だけが回転し易くなり、上端ウェブ４の狭い範囲で座屈変形を生じてしまうおそれがある（図６（ａ）において変形状態を二点鎖線で示す）。これに対し、本実施形態のように、上端ウェブ４における板厚変化部の長さＬｖ１が間隔Ｌｗの３０％以上となるように構成することによれば、図６（ｂ）に示すように、上端ウェブ４全体に変形が及ぶため（図６（ｂ）において変形状態を二点鎖線で示す）、変形に要する荷重が大きくなる。すなわち、バンパビーム１の耐荷力が大きくなる。

　一方、板厚変化部の長さＬｖ１、Ｌｖ２、Ｌｖ３が間隔Ｌｗの５０％よりも大きくなると、同重量でウェブ４～６の板厚を均一にしたものと同等の性能となってしまい、軽量で耐荷力が大きくなるという効果が少なくなってしまう。すなわち、間隔Ｌｗの５０％よりも大きい範囲でウェブの板厚を増しても、耐荷力の増加量は少なくなる一方で、ウェブの重量が増加してしまう。そのため、上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６のそれぞれ４～６における板厚変化部の長さＬｖ１、Ｌｖ２、Ｌｖ３は、間隔Ｌｗの５０％以下であることが望ましい。

　この点、本実施形態に係るバンパビーム１の構成によれば、前記長さＬｖ１、Ｌｖ２、Ｌｖ３が、前記間隔Ｌｗの４０％であるので、ウェブ４～６における板厚均一部で座屈が発生することを防止でき、過度に重量を増加させることなく耐荷力を顕著に増加させることが可能である。

　また、本実施形態に係るバンパビーム１においては、上端ウェブ４、下端ウェブ５、中間ウェブ６のそれぞれと前側フランジ２との接続部の板厚ｔａ１、ｔａ２、ｔａ３が、ウェブ４～６それぞれと後側フランジ３との接続部の板厚ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３の１９０％である。

　ここで、ウェブ４～６と前側フランジ２との接続部の板厚が、ウェブ４～６と後側フランジ３との接続部の板厚の１２０％よりも小さくなると、ウェブ４～６の前側フランジ２近傍部における座屈防止の効果が少なくなるが、２００％よりも大きくなると軽量化の効果が顕著には得られなくなってしまう。
　この点、本実施形態に係るバンパビーム１の構成によれば、ウェブ４～６と前側フランジ２との接続部の板厚ｔａ１、ｔａ２、ｔａ３がそれぞれ、ウェブ４～６と後側フランジ３との接続部の板厚ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３の１９０％であるので、ウェブ４～６の前側フランジ２近傍部において座屈が発生することを防止できる。また、実施形態に係るバンパビーム１の構成によれば、過度に重量を増加させることなく耐荷力を顕著に増加させることが可能である。

　また、本実施形態に係るバンパビーム１において、上端ウェブ４、下端ウェブ５と前側フランジ２との接続部の板厚ｔａ１、ｔａ２が等しい。また、上端ウェブ４、下端ウェブ５と後側フランジとの接続部の板厚ｔｂ１、ｔｂ２が等しい。また、上端ウェブ４、下端ウェブ５における板厚変化部の長さＬｖ１,Ｌｖ２が等しい。すなわち、ｔａ１＝ｔａ２、ｔｂ１＝ｔｂ２、Ｌｖ１＝Ｌｖ２、が成立する。

　この構成によると、前側フランジ２に衝撃荷重が作用したときに、前側フランジ２近傍での上端ウェブ４及び下端ウェブ５の座屈を遅らせることができ、バンパビーム１の耐荷力をより増加させることができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。

（変形例）
　前側フランジ２と後側フランジ３との間に設けられるウェブの数は、上端、下端、及びその中央の３枚である場合に限られない。バンパビームの長手方向垂直断面が閉じられた断面となるように、少なくとも２枚以上あればよい。

　本実施形態のバンパビーム１においては、ウェブ４～６と前側フランジ２との接続部の板厚、後側フランジ３との接続部の板厚、及び板厚変化部の長さは、ウェブ４～６のいずれについても同じであったが、この場合に限らず、各ウェブ毎にそれぞれが異なってもよい。

　本出願は２００９年３月３０日出願の日本特許出願（特願２００９－０８０８２９）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明は、乗員を衝撃から守るために車両に取り付けられるバンパビームとして利用することができる。

１　バンパビーム
２　前側フランジ
３　後側フランジ
４　上端ウェブ
５　下端ウェブ
６　中間ウェブ
１０　サイドメンバ

Claims

　板状の前側フランジと、前記前側フランジに対向して配置されるとともにサイドメンバの前端に接続される板状の後側フランジと、前記前側フランジと前記後側フランジとを連結する板状の複数のウェブと、を備えるとともに、前記前側フランジ、前記後側フランジ、及び複数の前記ウェブによって閉じられた長手方向垂直断面を有するように構成される車両用バンパビームであって、
　前記ウェブの板厚が、前記ウェブと前記前側フランジとの接続部から前記前側フランジと前記後側フランジとの中間部まで徐々に減少するとともに、前記中間部から前記後側フランジとの接続部まで一定であり、
　前記前側フランジの板厚が、前記ウェブと前記後側フランジとの接続部における前記ウェブの板厚よりも大きい車両用バンパビーム。
　前記ウェブの板厚が徐々に減少する部分の、前記前側フランジから前記後側フランジへ向かう方向における長さが、同方向における前記ウェブの全長の３０～５０％である、請求項１に記載の車両用バンパビーム。
　前記ウェブと前記前側フランジとの接続部における前記ウェブの板厚が、前記ウェブと前記後側フランジとの接続部における前記ウェブの板厚の１２０～２００％である、請求項１又は請求項２に記載の車両用バンパビーム。
　前記ウェブが、前記前側フランジの上端と前記後側フランジの上端とを連結する上端ウェブと、前記前側フランジの下端と前記後側フランジの下端とを連結する下端ウェブと、前記前側フランジの上下方向中間部と前記後側フランジの上下方向中間部とを連結する中間ウェブと、を含み、
　前記上端ウェブ及び前記下端ウェブの板厚が、前記前側フランジとの接続部から前記前側フランジと前記後側フランジとの中間部まで徐々に減少するとともに、前記中間部から前記後側フランジとの接続部まで一定であり、
　前記前側フランジとの接続部における前記上端ウェブの板厚と前記下端ウェブの板厚とが等しく、前記後側フランジとの接続部における前記上端ウェブの板厚と前記下端ウェブの板厚とが等しく、且つ、前記上端ウェブ及び前記下端ウェブの板厚が徐々に減少する部分の前記前側フランジから前記後側フランジに向かう方向における長さが等しい、請求項１に記載の車両用バンパビーム。