(第一の実施形態)
 図1に示すように、第一の実施形態に係るバ ンパー構造B1は、サイドメンバ(車体)Sに固定� ��れる左右一対のバンパーステイ1,1と、両バ� ��パーステイ1,1に支持されるバンパーリイン� ��ォースメント2と、を備えている。なお、本 実施形態では、バンパー構造B1がフロントバ� ��パーを構成する場合を例示し、「前後」、� ��右左」、「上下」は車体に取り付けた状態� ��基準にする。また、「車幅方向」とは「左� ��方向」と同義である。

 バンパーステイ1は、サイドメンバSから� �ンパーリインフォースメント2に向かうにし� ��がって幅寸法が漸増する形状(末広がり形状 )を具備している。本実施形態のバンパース� �イ1は、三つの中空空間a,b,cを有するアルミ� �ウム合金製の中空押出形材からなり、その� �出方向が上下方向となるように配置されて� �る。

 図2の(a)に示すように、バンパーステイ1� �、ベース部11と、一対の側壁12,13と、固定部1 4と、仕切壁15と、補強壁16と、外側張出部17� �、内側張出部18と、を備えて構成されている 。

 ベース部11は、サイドメンバSの前端面に� ��定される平板状の部位である。ベース部11� �適所には、ボルト挿通孔が形成されている� �このボルト挿通孔には、ベース部11をサイド メンバSの前端面に締着するためのボルトが� �通される。

 車幅方向外側の側壁12は、ベース部11の車 幅方向外側の端縁から固定部14の車幅方向外� ��の端縁に至る部位である。車幅方向内側の� ��壁13は、ベース部11の車幅方向内側の端縁か ら固定部14の車幅方向内側の端縁に至る平板� ��の部位である。両側壁12,13は、仕切壁15を挟 むように配置されており、車幅方向(左右方� �)に間隔をあけて対向している。両側壁12,13� �離隔距離は、サイドメンバSからバンパーリ� ��ンフォースメント2に向かうにしたがって漸 増している。

 なお、以下の説明において、両側壁12,13� �区別する場合には、車幅方向外側(バンパー� ��インフォースメント2の長手方向の端部寄り )の側壁12を「外壁12」と称し、車幅方向内側( バンパーリインフォースメント2の長手方向� �中央部寄り)の側壁13を「内壁13」と称するこ とがある。

 外壁12は、ベース部11の車幅方向外側の端 縁を通り且つベース部11と直交する平面s1よ� �も車幅方向外側に位置していて、本実施形� �では、折れ曲がりのない平板状を呈してい� �。すなわち、ベース部11と外壁12とで形成さ� ��る内角αは鈍角になっている。なお、外壁12 の肉厚、長さ、内角αの大きさなどを調整す� ��ことで、主として中空空間aの潰れ易さを調 整することができる。例えば、外壁12の肉厚� ��大きくするか、外壁12の長さを小さくする� �、外壁12の座屈荷重が大きくなるので、中空 空間aが潰れ難くなり、外壁12の肉厚を小さく するか、外壁12の長さを大きくすると、外壁1 2の座屈荷重が小さくなるので、中空空間aが� ��れ易くなる。

 内壁13は、ベース部11の車幅方向内側の端 縁を通り且つベース部11と直交する平面s2よ� �も車幅方向内側に位置している。すなわち� �ベース部11と内壁13とで形成される内角βは� �角になっている。本実施形態の内壁13は、前 後方向の中央部の一箇所(折れ線q)において屈 曲している。内壁13のうち、折れ線qよりもベ ース部11側に位置する第一平板部13Aと折れ線q よりもバンパーリインフォースメント2側に� �置する第二平板部13Bとで形成される内角γは 180度よりも大きくなっている。なお、内壁13� ��肉厚、長さ、内角β,γの大きさなどを調整� �ることで、中空空間b,cの潰れ易さを調整す� �ことができる。例えば、内壁13の肉厚を大き くするか、内壁13の長さを小さくすると、内� ��13の座屈荷重が大きくなるので、中空空間b, cが潰れ難くなり、内壁13の肉厚を小さくする か、内壁13の長さを大きくすると、内壁13の� �屈荷重が小さくなるので、中空空間b,cが潰� �易くなる。

 固定部14は、バンパーリインフォースメ� �ト2の車体側の側面2aに固定される部位であ� �。固定部14の当接面14aは、バンパーリインフ ォースメント2の側面2aと同じ曲率の曲面(円� �面)に成形されており、バンパーリインフォ� ��スメント2の側面2aに面接触可能である。

 仕切壁15は、ベース部11と固定部14とを繋� ��部位である。仕切壁15は、中空空間a,bの潰� �易さを調整する役割を主に担っていて、例� �ば、仕切壁15の肉厚を大きくするか、仕切壁 15の長さを小さくすると、仕切壁15の座屈荷� �が大きくなるので、中空空間a,bが潰れ難く� �り、仕切壁15の肉厚を小さくするか、仕切壁 15の長さを大きくすると、仕切壁15の座屈荷� �が小さくなるので、中空空間a,bが潰れ易く� �る。なお、本実施形態の仕切壁15は、ベース 部11の中央部に垂設されているが、仕切壁15� �位置や傾き等を限定する趣旨ではない。

 補強壁16は、内壁13と固定部14とを繋ぐ部� ��である。補強壁16は、内壁13の座屈強度を高 める役割を担うとともに、中空空間b、cの潰� ��易さを調整する役割を担っている。例えば� ��補強壁16の肉厚を大きくするか、補強壁16の 長さを小さくすると、補強壁16の座屈荷重が� ��きくなるので、内壁13が座屈し難くなると� �もに、中空空間b,cが潰れ難くなる。また、� �強壁16の肉厚を小さくするか、補強壁16の長� ��を大きくすると、補強壁16の座屈荷重が小� �くなるので、内壁13が座屈し易くなるととも に、中空空間b,cが潰れ易くなる。なお、本実 施形態の補強壁16は、平面s2と固定部14との交 線pと、内壁13の折れ線qとを結ぶように設け� �れていて、内壁13の第二平板部13Bと固定部14� ��ともにトラス構造を形成しているが、補強� ��16の位置等を限定する趣旨ではない。

 外側張出部17は、外壁12と固定部14との接� ��部から車幅方向外側(図2の(a)において左側)� ��向って張り出す部位である。外側張出部17� �当接面17aは、バンパーリインフォースメン� �2の側面2aと同じ曲率の曲面(円弧面)に成形さ れており、バンパーリインフォースメント2� �側面2aに面接触可能である。

 内側張出部18は、内壁13と固定部14との接� ��部から車幅方向内側(図2の(a)において右側)� ��向って張り出す部位である。内側張出部18� �当接面18aは、バンパーリインフォースメン� �2の側面2aと同じ曲率の曲面(円弧面)に成形さ れており、バンパーリインフォースメント2� �側面2aに面接触可能である。

 なお、本実施形態のバンパーステイ1にお いては、内壁13および補強壁16に座屈や塑性� �げ変形が発生した後に外壁12および仕切壁15� ��座屈や塑性曲げ変形が発生するように各部� ��剛性(肉厚や断面寸法など)が設定されてい� �。

 バンパーリインフォースメント2は、バン パーステイ1,1に架設されるものであり、溶接 等の手段によりバンパーステイ1の当接面14a,1 7a,18aに固着されている。図示のバンパーリイ ンフォースメント2は、その全体が円弧状に� �曲しており(図3の(a)参照)、両端部が車体側(� ��方)に傾斜している。ちなみに、このような バンパーリインフォースメント2は、アルミ� �ウム合金製の中空押出形材に曲げ加工を施� �ことにより得ることができる。

 バンパーリインフォースメント2は、図2� �(b)に示すように、その外殻となる角筒状の� �体部21と、この本体部21の内部に配置された� ��壁22とを備えている。中壁22は、バンパーリ インフォースメント2の断面剛性を向上させ� �目的で配置されたものであり、本実施形態� �は、本体部21の内部空間を上下二つに分割す るように配置されている。

 なお、バンパーリインフォースメント2は 、バンパーステイ1,1間において湾曲部分が直 線状に伸ばされる過程(伸長過程)で衝突エネ� ��ギーを吸収するとともに、バンパーステイ1 に隣接した領域において上壁21a、下壁21bおよ び中壁22に座屈や塑性曲げ変形が発生する過� ��(断面圧潰過程)で衝突エネルギーを吸収す� �。本実施形態では、伸長過程が進行した後� �断面圧潰過程が進行するように、バンパー� �インフォースメント2全体の曲げ剛性が設定� ��れている。

 ちなみに、伸長過程の開始・終了のタイ� ��ングに影響を及ぼすのは、主としてバンパ� ��リインフォースメント2全体の曲げ剛性であ る。当該曲げ剛性は、断面2次モーメントを� �減させることで調整される。バンパーリイ� �フォースメント2の断面2次モーメントの大小 に影響を及ぼすのは、主に、前壁21cおよび後 壁21dの肉厚の大きさと、前壁21cと後壁21dとの 離間距離の大きさであるから、これらを増減 させることで、伸長過程の開始・終了のタイ ミングを調整することができる。一方、断面 圧潰過程の開始・終了のタイミングに影響を 及ぼすのは、主に、上壁21a、下壁21bおよび中 壁22の肉厚と、前壁21cと後壁21dとの離間距離� ��大きさであるから、これらを増減させるこ� ��で、断面圧潰過程の開始・終了の時期を調� ��することができる。

 また、本実施形態では、バンパーリイン� ��ォースメント2の伸長過程および断面圧潰過 程が進行した後に、ステイ圧潰過程が進行す るようにバンパーステイ1およびバンパーリ� �ンフォースメント2の剛性(各部の肉厚や断面 寸法など)が設定されている。

 次に、図3を参照して、バンパー構造B1が衝� ��エネルギーを吸収する過程を説明する。
 車体前後方向の衝突荷重がバンパー構造B1� �作用すると、図3の(b)に示すように、まず、� ��ンパーステイ1,1間においてバンパーリイン� ��ォースメント2の湾曲部分が直線状に伸ばさ れることで、衝突エネルギーが吸収される(� �長過程)。

 伸長過程だけで衝突エネルギーを吸収で� ��ない場合には、図3の(c)に示すように、バン パーステイ1がバンパーリインフォースメン� �2に減り込むことで、衝突エネルギーが吸収� ��れる(断面圧潰過程)。バンパーリインフォ� �スメント2の湾曲部分を直線状に伸ばした後� ��、バンパーステイ1をバンパーリインフォー スメント2に減り込ませれば、伸長過程中に� �イドメンバSに伝わる衝突荷重のピークと断� ��圧潰過程(バンパーリインフォースメントが 前後方向へ圧潰する過程)中にサイドメンバS� ��伝わる衝突荷重のピークとが時間差をもっ� ��現れるようになる。なお、断面圧潰過程で� ��、バンパーステイ1に隣接した領域において 、図2の(b)に示すバンパーリインフォースメ� �ト2の本体部21のうち、主として上壁21a、下� �21bおよび中壁22に座屈や塑性曲げ変形が発生 し、本体部21の内部空間が潰れる。

 断面圧潰過程が進行してもなお衝突エネ� ��ギーを吸収しきれない場合には、バンパー� ��テイ1自体が前後方向に圧潰することで衝突 エネルギーが吸収される(ステイ圧潰過程)。� ��ンパーステイ1をバンパーリインフォースメ ント2に減り込ませた後に、バンパーステイ1� ��圧潰させると、断面圧潰過程中にサイドメ� ��バSに伝わる衝突荷重のピークとステイ圧潰 過程中にサイドメンバSに伝わる衝突荷重の� �ークとが時間差をもって現れるようになる� �なお、ステイ圧潰過程では、バンパーステ� �1の主として外壁12、内壁13、仕切壁15および� ��強壁16に座屈や塑性曲げ変形等が発生し、� �空空間a,b,c(図2の(a)参照)が潰れる。ちなみに 、本実施形態のステイ圧潰過程においては、 まず、バンパーステイ1の内壁13および補強壁 16に座屈や塑性曲げ変形が発生して中空空間b ,cが潰れ、次いで、仕切壁15に座屈や塑性曲� �変形が発生して中空空間bがより一層潰れる� ��ともに、外壁12に座屈や塑性曲げ変形が発� �して中空空間aが潰れる。

 以上説明したバンパー構造B1によれば、� �ンパーステイ1,1間においてバンパーリイン� �ォースメント2の湾曲部分が直線状に伸ばさ� ��る過程(伸長過程)中に、バンパーステイ1,1� �前後方向に圧潰するようなことがない(すな� ��ち、伸長過程中に内壁13が座屈するような� �とがない)ので、バンパーリインフォースメ� ��ト2の支点間距離が、見た目だけでなく実質 的にも狭まることになる。

 なお、何らの対策を施すことなく、バン� ��ーリインフォースメント2の前壁21cおよび後 壁21dの肉厚を小さくすると、バンパーリイン フォースメント2の軽量化が図られる一方で� �バンパーリインフォースメント2の曲げ剛性� ��小さくなってしまい、バンパーリインフォ� ��スメント2の変形抵抗が低下するとともに、 伸長過程において吸収される衝突エネルギー の吸収量が減少してしまう。これに対し、本 実施形態のバンパー構造B1によれば、末広が� ��形状のバンパーステイ1によってバンパーリ インフォースメント2の支点間距離を狭めて� �るので、バンパーリインフォースメント2の� ��壁21cおよび後壁21dの肉厚を小さくして軽量� ��を図ったとしても、バンパーリインフォー� ��メント2の変形抵抗が大きく低下するような ことはなく、したがって、伸長過程において 吸収される衝突エネルギーの吸収量が大きく 減少するようなこともない。つまり、バンパ ー構造B1によれば、バンパーステイ1,1間にお� ��るバンパーリインフォースメント2の変形抵 抗を低下させることなくバンパーリインフォ ースメント2の肉厚(特に、前壁21c、後壁21dの� ��厚)を小さくすることが可能となり、したが って、伸長過程において吸収される衝突エネ ルギーの吸収量を減少させることなく軽量化 を図ることが可能となる。

 ちなみに、バンパー構造B1において、バ� �パーリインフォースメント2の肉厚を、幅寸� ��が一定のバンパーステイで支持する場合と� ��等にすると、バンパーステイ1,1間における� ��ンパーリインフォースメント2の変形抵抗が 、幅寸法が一定のバンパーステイで支持する 場合よりも高まることになるので、伸長過程 において吸収される衝突エネルギー量が増大 することになる。

 また、バンパー構造B1によれば、伸長過� �、断面圧潰過程およびステイ圧潰過程の各� �程中にサイドメンバSに伝わる衝突荷重のピ� ��クが時間差をもって順次現れることになる� ��で、衝突荷重が増大した後に衝突荷重が大� ��く減少することを防いで荷重値を維持する� ��とが可能となる。

 さらに、バンパー構造B1によれば、末広� �り形状のバンパーステイ1を使用しているの� ��、末広がり形状ではないバンパーステイを� ��用した場合に比べて、バンパーリインフォ� ��スメント2の圧潰範囲を増大させることが可 能となり、ひいては、衝突エネルギーの吸収 量を増大さることが可能となる。

 加えて、バンパー構造B1によれば、バン� �ーステイ1およびバンパーリインフォースメ� ��ト2の両方をアルミニウム合金製の押出形材 で形成しているので、バンパー構造B1の軽量� ��・低コスト化を図ることが可能となり、さ� ��には、製造が容易になるとともに、品質が� ��定する。

 なお、バンパーステイ1およびバンパーリ インフォースメント2の構成は、適宜変更し� �も差し支えない。

 例えば、前記した実施形態においては、� ��ンパーステイ1の仕切壁15を一つとした場合� ��例示したが、図4の(a)に示すように、二つ以 上の仕切壁15を配置してもよい。

 また、前記した実施形態においては、補� ��壁16を配置することで、伸長過程中に内壁13 が座屈するのを防止したが、図4の(b)に示す� �うに、内壁13の肉厚を他の部分の肉厚よりも 増大させることで、伸長過程中の座屈を防止 してもよい。この場合、補強壁16は省略する� ��とができる。

 また、前記した実施形態においては、全� ��が円弧状に湾曲したバンパーリインフォー� ��メント2を例示したが、図5に示すように、� �ンパーステイ1,1の間に二箇所の屈曲部分2a,2a を備えるバンパーリインフォースメント2で� �っても差し支えない。この場合には、バン� �ーリインフォースメント2の屈曲部分2a,2aが� �線状に伸ばされることで、衝突初期におけ� �衝突エネルギーが吸収されることになる。

(第二の実施形態)
 第一の実施形態では、外側張出部17と内側� �出部18とを具備したバンパーステイ1を例示� �たが、外側張出部17と内側張出部18とを省略� ��てもよい。

 図6の(a)に示すように、第二の実施形態に 係るバンパー構造B2は、張出部を具備しない� ��ンパーステイ3と、バンパーリインフォース メント4とを備えている。なお、バンパー構� �B2は、フロントバンパーを構成している。

 バンパーステイ3は、サイドメンバSから� �ンパーリインフォースメント4に向かうにし� ��がって幅寸法が漸増する形状(末広がり形状 )を具備している。本実施形態のバンパース� �イ3は、閉断面形状の中空空間a,b,cを有する� �ルミニウム合金製の中空押出形材(ホロー形� ��)からなり、その押出方向が上下方向となる ように配置されている。三つの中空空間a,b,c� ��うち、車幅方向外側の中空空間aおよび車幅 方向内側の中空空間cは、平面視三角形状を� �しており、中空空間a,cの間に位置する中空� �間bは、平面視五角形状を呈している。

 バンパーステイ3の構成をより詳細に説明す る。
 バンパーステイ3は、ベース部31と、一対の� ��壁32,33と、外側固定部34Aと、内側固定部34B� �、連結部34Cと、仕切壁35と、補強壁36とを備� ��て構成されている。

 ベース部31は、サイドメンバSの前端面に� ��定される平板状の部位であり、中央の中空� ��間bの外殻の一部を構成している。ベース部 31の適所には、ボルト挿通孔が形成されてい� ��。このボルト挿通孔には、ベース部31をサ� �ドメンバSの前端面に締着するためのボルト� ��挿通される。

 車幅方向外側の側壁32は、ベース部31の車 幅方向外側の端縁から外側固定部34Aの車幅方 向外側の端縁に至る部位であり、外側固定部 34Aを車体側から支持している。車幅方向内側 の側壁33は、ベース部31の車幅方向内側の端� �から内側固定部34Bの車幅方向内側の端縁に� �る部位であり、内側固定部34Bを車体側から� �持している。両側壁32,33は、仕切壁35を挟む� ��うに配置されており、車幅方向に間隔をあ� ��て対向している。両側壁32,33の離隔距離は� �サイドメンバSからバンパーリインフォース� ��ント4に向かうにしたがって漸増している。

 なお、両側壁32,33を区別する場合には、� �幅方向外側の側壁32を「外壁32」と称し、車� ��方向内側の側壁33を「内壁33」と称する。

 外壁32は、中空空間aの外殻の一部を構成� ��る部位であって、ベース部31に斜交してい� �。ベース部31と外壁32とで形成される内角は� ��鈍角になっている。また、外壁32は、その� �体が平面視円弧状を呈していて、バンパー� �テイ3の内空側(中空空間a側)に湾曲している� ��すなわち、外壁32は、ベース部31の車幅方向 外側の端縁と外側固定部34Aの車幅方向外側の 端縁とを通る平面s3よりも中空空間a側に位置 している。なお、本実施形態では、平面視円 弧状を呈する外壁32を例示したが、外壁32の� �成を限定する趣旨ではない。図示は省略す� �が、複数の円弧状部を連ねた形態の外壁に� �更してもよいし、平板状を呈する外壁に変� �してもよい。

 内壁33は、ベース部31に斜交している。ベ ース部31と内壁33とで形成される内角は、鈍� �になっている。内壁33は、バンパーステイ3� �内空側(中空空間b,c側)に湾曲している。すな わち、内壁33の全体が、ベース部31の車幅方� �内側の端縁と内側固定部34Bの車幅方向内側� �端縁とを通る平面s4よりも中空空間b,c側に位 置している。

 図6の(b)に示すように、内壁33は、複数の� ��弧状部33A,33B,33Cを有する。以下の説明にお� �ては、ベース部31に繋がる円弧状部33Aを「第 一円弧状部33A」と称し、内側固定部34Bに繋が る円弧状部33Cを「第三円弧状部33C」と称し、 第一円弧状部33Aと第三円弧状部33Cとを繋ぐ円 弧状部33Bを「第二円弧状部33B」と称する。な お、図6の(b)の図面に付したハッチングは、� �一円弧状部33Aと第三円弧状部33Cの範囲を明� �にするために付したものである。

 第一円弧状部33Aは、ベース部31の車幅方� �内側の端縁から補強壁36との接続部に至る部 位であり、中空空間bの外殻の一部を構成し� �いる。第一円弧状部33Aは、平面視円弧状を� �していて、中空空間b側に湾曲している。

 第二円弧状部33Bは、第一円弧状部33Aの前� ��部から第三円弧状部33Cの後端部に至る部位� ��あり、中空空間cの外殻の一部を構成してい る。第二円弧状部33Bは、平面視円弧状を呈し ていて、中空空間c側に湾曲している。なお� �第二円弧状部33Bと第三円弧状部33Cとは滑ら� �に連続しているが、第一円弧状部33Aと第二� �弧状部33Bとは屈折した状態(接線が共通しな� ��状態)で連続している。

 第三円弧状部33Cは、第二円弧状部33Bの前� ��部から内側固定部34Bの車幅方向内側の端縁� ��至る部位であり、中空空間cの外殻の一部を 構成している。第三円弧状部33Cは、平面視円 弧状を呈していて、中空空間c側に湾曲して� �る。

 なお、第一円弧状部33Aの半径Ra、第二円� �状部33Bの半径Rb、第三円弧状部33Cの半径Rcは� ��Rb>Ra>Rcという大小関係になっているが� �適宜変更しても差し支えない。また、本実� �形態では、三つの円弧状部33A,33B,33Cを連ねた 形態の内壁33を例示したが、内壁33の構成を� �定する趣旨ではない。図示は省略するが、� �の円弧状部を有する内壁に変更してもよい� �、平板状を呈する内壁に変更してもよい。

 図6の(a)に示すように、外側固定部34Aおよ び内側固定部34Bは、バンパーリインフォース メント4の車体側の側面4aに固定される部位で ある。外側固定部34Aおよび内側固定部34Bは、 車幅方向に間隔をあけて並設されている。外 側固定部34Aの当接面34aおよび内側固定部34Bの 当接面34bは、バンパーリインフォースメント 4の側面4aと同じ曲率の曲面(円弧面)に成形さ� ��ており、バンパーリインフォースメント4の 側面4aに面接触可能である。

 連結部34Cは、外側固定部34Aと内側固定部3 4Bとを繋ぐ部位である。連結部34Cは、バンパ� ��リインフォースメント4の側面4aと隙間をあ� ��て対向している。すなわち、連結部34Cの前� ��は、両固定部34A,34Bの当接面34a,34bよりも一� �下がったところに位置しており、バンパー� �インフォースメント4の側面4aに接触しない� �

 仕切壁35は、ベース部31と外側固定部34Aと を繋ぐ部位である。仕切壁35は、ベース部31� �車幅方向外側の端部から外側固定部34Aの車� �方向内側の端部に向って立ち上がり、外側� �定部34Aの車幅方向内側の端部に達している� �また、仕切壁35は、平板状を呈していて、ベ ース部31と直交している。

 補強壁36は、内壁33と内側固定部34Bとを繋 ぐ部位である。補強壁36は、平板状を呈して� ��て、図6の(b)に示すように、第一円弧状部33A と第二円弧状部33Bとの境界部分から内側固定 部34Bに向って立ち上がり、内側固定部34Bの車 幅方向外側の端部に達している。

 図6の(a)に示す中空空間aの潰れ易さは、� �空空間aを取り囲む外壁32、外側固定部34Aお� �び仕切壁35の肉厚、長さなどのほか、外壁32� ��曲率(半径)の大小にも依存している。例え� �、外壁32の曲率を小さく(半径を大きく)する� ��、外壁32の座屈荷重が大きくなるので、中� �空間aが潰れ難くなり、外壁32の曲率を大き� �(半径を小さく)すると、外壁32の座屈荷重が� ��さくなるので、中空空間aが潰れ易くなる。

 中空空間bの潰れ易さは、中空空間bを取� �囲むベース部31、第一円弧状部33A(図6の(b)参� ��)、連結部34C、仕切壁35および補強壁36の肉� �や長さなどのほか、第一円弧状部33Aの半径� �大小にも依存している。例えば、第一円弧� �部33Aの半径を大きくすると、第一円弧状部33 Aの座屈荷重が大きくなるので、中空空間bが� ��れ難くなり、第一円弧状部33Aの半径を小さ� ��すると、第一円弧状部33Aの座屈荷重が小さ� ��なるので、中空空間bが潰れ易くなる。

 図6の(b)に示す中空空間cの潰れ易さは、� �空空間cを取り囲む第二円弧状部33B、第三円� ��状部33C、内側固定部34Bおよび補強壁36の肉� �や長さなどのほか、第二円弧状部33Bおよび� �三円弧状部33Cの半径の大小にも依存してい� �。例えば、第二円弧状部33Bまたは第三円弧� �部33Cの半径を大きくすると、中空空間cが潰� ��難くなり、第二円弧状部33Bまたは第三円弧� ��部33Cの半径を小さくすると、中空空間cが潰 れ易くなる。

 バンパーステイ3は、図7に示すように、� �側固定部34Aの上縁、下縁および車幅方向外� �の側縁に沿って溶接w1を施すとともに、内側 固定部34Bの上縁、下縁および車幅方向内側の 側縁に沿って溶接w2を施すことで、バンパー� ��インフォースメント4に固定する。すなわち 、バンパーステイ3は、中空空間aの外殻と中� ��空間cの外殻とにおいてバンパーリインフォ ースメント4に固着される。

 バンパーリインフォースメント4の構成は 、第一の実施形態のバンパーリインフォース メント2と同様であるので、詳細な説明は省� �するが、本実施形態においても、伸長過程� �進行した後に断面圧潰過程が進行するよう� �、バンパーリインフォースメント4全体の曲� ��剛性が設定されている。また、本実施形態� ��おいても、バンパーリインフォースメント4 の伸長過程および断面圧潰過程が進行した後 に、ステイ圧潰過程が進行するようにバンパ ーステイ3およびバンパーリインフォースメ� �ト4の剛性(各部の肉厚や断面寸法など)が設� �されている。

 次に、図8を参照して、正面衝突時における 衝突エネルギーの吸収過程を説明する。
 図8の(a)に示すバンパー構造B2に対して、正� ��側(車体前方)から車体前後方向の衝突荷重� �作用すると、図8の(b)に示すように、まず、� ��ンパーステイ3,3間においてバンパーリイン� ��ォースメント4の湾曲部分が直線状に伸ばさ れることで、衝突エネルギーが吸収される(� �長過程)。

 バンパーリインフォースメント4の湾曲部 分が直線状に伸ばされる際には、中空空間c� �外殻(図6の(b)に示す内側固定部34B、第二円弧 状部33B、第三円弧状部33Cおよび補強壁36)を車 体側に押圧するような力Fがバンパーステイ3� ��作用するが、中空空間cの外殻が力学的に安 定した平面視三角形状を呈しているので、バ ンパーステイ3は、伸長過程中のバンパーリ� �ンフォースメント4を安定して支持する。な� ��、伸長過程中に、内壁33や内側固定部34Bに� �曲げ変形が発生するので、中空空間cの外殻� ��初期形状が堅固に維持される訳ではないが� ��伸長過程中における中空空間cの外殻は、概 ね平面視三角形の状態に維持される。すなわ ち、中空空間cの外殻は、伸長過程中のバン� �ーリインフォースメント4を安定して支持し� ��つも、バンパーリインフォースメント4の曲 げ伸ばしを阻害することがないように適度に 変形する。

 伸長過程が終盤に差し掛かるか、もしく� ��伸長過程が終了すると、図8の(c)に示すよう に、断面圧潰過程が進行し始める。断面圧潰 過程では、バンパーステイ3がバンパーリイ� �フォースメント4に減り込み、バンパーステ� ��3に隣接した領域においてバンパーリインフ ォースメント4の断面変形が進行する(すなわ� ��、バンパーリインフォースメント4の内部空 間が潰れる)ことで、衝突エネルギーが吸収� �れる。バンパーリインフォースメント4の湾� ��部分を直線状に伸ばした後に、バンパース� ��イ3をバンパーリインフォースメント4に減� �込ませれば、伸長過程中にサイドメンバSに� ��わる衝突荷重のピークと断面圧潰過程(バン パーリインフォースメント4が前後方向へ圧� �する過程)中にサイドメンバSに伝わる衝突荷 重のピークとが時間差をもって現れるように なる。

 なお、バンパーステイ3がバンパーリイン フォースメント4に減り込む際に、バンパー� �テイ3のエッジ部分でバンパーリインフォー� ��メント4が引き裂かれてしまうと、断面圧潰 過程におけるエネルギー吸収量が小さくなっ てしまうが、バンパー構造B2によれば、中空� ��間cの外殻が適度に変形するので、バンパー リインフォースメント4が引き裂かれ難くな� �。すなわち、中空空間cの外殻は、概ね平面� ��三角形の状態を維持しつつバンパーリイン� ��ォースメント4に減り込むが、内壁33や内側� ��定部34Bには適度な曲げ変形が発生するので� ��内側固定部34Bの車幅方向内側の端縁での「� ��裂き」が発生し難くなり、バンパーリイン� ��ォースメント4が広範囲に亘って潰れるよう になる。

 なお、内壁33と補強壁36とのなす角度θ ₂ (図6の(b)参照)を小さくすると、バンパーリイ ンフォースメント4を安定的に支持できるよ� �になる一方で、中空空間cの外殻が堅固にな� ��過ぎる虞があるので、θ ₂ の大きさは、内側固定部34Bの車幅方向内側の 端縁での「引裂き」が懸念されない程度に設 定することが望ましい。図6の(b)に示すよう� �、本実施形態では、内側固定部34Bと補強壁36 とのなす角度θ ₁ 、内壁33と補強壁36とのなす角度θ ₂ 、内壁33と内側固定部34Bとのなす角度θ ₃ が、θ ₁ >θ ₂ >θ ₃ という関係になっているが、このような大小 関係にしておけば、引裂き現象の発生を防ぎ つつ、バンパーリインフォースメント4を安� �的に支持することが可能になる。

 断面圧潰過程が終盤に差し掛かるか、も� ��くは断面圧潰過程が終了すると、図8の(d)に 示すように、ステイ圧潰過程が進行し始める 。ステイ圧潰過程では、バンパーステイ3自� �が前後方向に圧潰することで衝突エネルギ� �が吸収される。バンパーステイ3をバンパー� ��インフォースメント4に減り込ませた後に、 バンパーステイ3を圧潰させると、断面圧潰� �程中にサイドメンバSに伝わる衝突荷重のピ� ��クとステイ圧潰過程中にサイドメンバSに伝 わる衝突荷重のピークとが時間差をもって現 れるようになる。なお、ステイ圧潰過程では 、バンパーステイ3のうち、図6の(a)に示す外� ��32、内壁33、仕切壁35、補強壁36などに座屈� �塑性曲げ変形等が発生することで、中空空� �a,b,cが潰れる。

 ちなみに、バンパーステイ3の外壁32およ� ��内壁33は、バンパーステイ3の内空側に湾曲� ��ているので、外壁32および内壁33の座屈モー ドは、多くの場合、バンパーステイ3の内空� �に入り込むような座屈モードとなる。つま� �、バンパーステイ3によれば、その圧潰過程� ��圧潰後の形態にばらつきが生じ難くなるの� ��、ステイ圧潰過程において吸収される衝突� ��ネルギー量にばらつきが生じ難くなる。

 以上説明したバンパー構造B2によれば、� �なくとも正面衝突の場合においては、伸長� �程中にバンパーステイ3,3が前後方向に圧潰� �るようなことがない。つまり、バンパー構� �B2では、バンパーリインフォースメント4の� �点間距離が、見た目だけでなく実質的にも� �まることになる。

 また、バンパー構造B2によれば、バンパ� �ステイ3,3間におけるバンパーリインフォー� �メント4の変形抵抗を低下させることなくバ� ��パーリインフォースメント4の肉厚を小さく することが可能となり、したがって、伸長過 程において吸収される衝突エネルギーの吸収 量を減少させることなく軽量化を図ることが 可能となる。

 また、バンパー構造B2によれば、少なく� �も正面衝突の場合においては、伸長過程、� �面圧潰過程およびステイ圧潰過程が順次進� �するようになるので、衝突荷重のピークも� �間差をもって順次現れるようになる。した� �って、バンパー構造B2によれば、衝突荷重が 増大した後に衝突荷重が大きく減少すること を防いで荷重値を維持することが可能となる 。

 さらに、バンパー構造B2によれば、末広� �り形状のバンパーステイ3を使用しているの� ��、末広がり形状ではないバンパーステイを� ��用した場合に比べて、バンパーリインフォ� ��スメント4の圧潰範囲を増大させることが可 能となり、ひいては、衝突エネルギーの吸収 量を増大さることが可能となる。

 加えて、バンパー構造B2によれば、バン� �ーステイ3およびバンパーリインフォースメ� ��ト4の両方をアルミニウム合金製の押出形材 で形成しているので、バンパー構造B2の軽量� ��・低コスト化を図ることが可能となり、さ� ��には、製造が容易になるとともに、品質が� ��定する。

(第三の実施形態)
 図9の(a)に示すように、第三の実施形態に係 るバンパー構造B3は、張出部を具備しないバ� ��パーステイ5,5と、バンパーリインフォース� ��ント6とを備えている。バンパー構造B3は、� ��アバンパーを構成している。

 バンパーステイ5は、サイドメンバSから� �ンパーリインフォースメント6に向かうにし� ��がって幅寸法が漸増する形状(末広がり形状 )を具備している。バンパーステイ5は、閉断� ��空間である中空空間cと、開断面空間である 溝状空間d,e,fとを有するアルミニウム合金製� ��押出形材からなり、その押出方向が上下方� ��となるように配置されている。中空空間cは 、平面視三角形状を呈している。なお、バン パーステイ5の上面は、図9の(b)に示すように� ��斜めに切断されていて、バンパーステイ5の 高さ寸法は、サイドメンバSからバンパーリ� �ンフォースメント6に向うに従って漸減して� ��る。

 バンパーステイ5の構成をより詳細に説明す る。
 図10に示すように、バンパーステイ5は、ベ� ��ス部51と、一対の側壁52,53と、外側固定部54A と、内側固定部54Bと、中間固定部54C,54Dと、� �切壁55C,55Dと、補強壁56と、を備えて構成さ� �ている。

 ベース部51は、サイドメンバSの後端面に� ��定される平板状の部位である。ベース部51� �適所には、ボルト挿通孔が形成されている� �

 車幅方向外側の側壁52は、ベース部51の車 幅方向外側の端縁から外側固定部54Aの車幅方 向外側の端縁に至る部位であり、外側固定部 54Aを車体側から支持している。車幅方向内側 の側壁53は、ベース部51の車幅方向内側の端� �から内側固定部54Bの車幅方向内側の端縁に� �る部位であり、内側固定部54Bを車体側から� �持している。両側壁52,53は、仕切壁55C,55Dを� �むように配置されており、車幅方向に間隔� �あけて対向している。両側壁52,53の離隔距離 は、サイドメンバSからバンパーリインフォ� �スメント6に向かうにしたがって漸増してい� ��。

 なお、両側壁52,53を区別する場合には、� �幅方向外側の側壁52を「外壁52」と称し、車� ��方向内側の側壁53を「内壁53」と称する。

 外壁52は、ベース部51に斜交している。ベ ース部51と外壁52とで形成される内角は、鈍� �になっている。

 内壁53は、ベース部51に斜交している。ベ ース部51と内壁53とで形成される内角は鈍角� �なっている。内壁53は、その全体が平面視円 弧状を呈していて、バンパーステイ5の内空� �(中空空間c側)に湾曲している。

 外側固定部54A、内側固定部54Bおよび中間� ��定部54C,54Dは、バンパーリインフォースメン ト6の車体側の側面6aに固定される部位であり 、車幅方向に間隔をあけて並設されている。 外側固定部54A、内側固定部54Bおよび中間固定 部54C,54Dは、いずれもバンパーリインフォー� �メント6の側面6aに面接触可能である。

 仕切壁55C,55Dは、ベース部51の車幅方向中� ��部から中間固定部54C,54Dに向って垂直に立ち 上がり、中間固定部54C,54Dを支持している。

 補強壁56は、内壁53と内側固定部54Bとを繋 ぐ部位である。本実施形態の補強壁56は、平� ��状を呈していて、ベース部51と内壁53との境 界部分から内側固定部54Bに向って立ち上がり 、内側固定部54Bの車幅方向外側の端部に達し ている。

 本実施形態においても、バンパーリイン� ��ォースメント6の伸長過程および断面圧潰過 程が進行した後に、ステイ圧潰過程が進行す るようにバンパーステイ5およびバンパーリ� �ンフォースメント6の剛性(各部の肉厚や断面 寸法など)が設定されている。

 バンパー構造B3に対して、正面(車両後方) から車体前後方向の衝突荷重が作用すると、 図示は省略するが、まず、バンパーステイ5,5 間においてバンパーリインフォースメント6� �湾曲部分が直線状に伸ばされることで、衝� �エネルギーが吸収される(伸長過程)。

 なお、伸長過程中に、中空空間cの外殻の 平面形状が堅固に維持される訳ではないが、 伸長過程中における中空空間cの外殻は、概� �平面視三角形の状態に維持される。すなわ� �、中空空間cの外殻は、伸長過程中のバンパ� ��リインフォースメント6を安定して支持しつ つも、バンパーリインフォースメント6の曲� �伸ばしを阻害することがないように適度に� �形する。

 そして、伸長過程だけで衝突エネルギー� ��吸収できない場合には、バンパーステイ5が バンパーリインフォースメント6に減り込み� �バンパーリインフォースメント6の断面変形� ��進行する(すなわち、バンパーリインフォー スメント6の内部空間が潰れる)ことで、衝突� ��ネルギーが吸収され(断面圧潰過程)、断面� �潰過程が進行してもなお衝突エネルギーを� �収しきれない場合には、バンパーステイ5自� ��が前後方向に圧潰することで衝突エネルギ� ��が吸収される(ステイ圧潰過程)。

 以上説明したバンパー構造B3によれば、� �なくとも後方正面からの衝突(以下、単に「� ��面衝突」という。)の場合においては、伸長 過程中にバンパーステイ5,5が前後方向に圧潰 するようなことがない。つまり、バンパー構 造B3では、バンパーリインフォースメント6の 支点間距離が、見た目だけでなく実質的にも 狭まることになる。

 また、バンパー構造B3によれば、バンパ� �ステイ5,5間におけるバンパーリインフォー� �メント6の変形抵抗を低下させることなくバ� ��パーリインフォースメント6の肉厚を小さく することが可能となり、したがって、伸長過 程において吸収される衝突エネルギーの吸収 量を減少させることなく軽量化を図ることが 可能となる。

 また、バンパー構造B3によれば、少なく� �も正面衝突の場合において、伸長過程、断� �圧潰過程およびステイ圧潰過程が順次進行� �るようになるので、衝突荷重のピークも時� �差をもって順次現れるようになる。したが� �て、バンパー構造B3によれば、衝突荷重が増 大した後に衝突荷重が大きく減少することを 防いで荷重値を維持することが可能となる。

 さらに、バンパー構造B3によれば、末広� �り形状のバンパーステイ5を使用しているの� ��、末広がり形状ではないバンパーステイを� ��用した場合に比べて、バンパーリインフォ� ��スメント6の圧潰範囲を増大させることが可 能となり、ひいては、衝突エネルギーの吸収 量を増大さることが可能となる。

 加えて、バンパー構造B3によれば、バン� �ーステイ5およびバンパーリインフォースメ� ��ト6の両方をアルミニウム合金製の押出形材 で形成しているので、バンパー構造B3の軽量� ��・低コスト化を図ることが可能となり、さ� ��には、製造が容易になるとともに、品質が� ��定する。