JP2016088451A - 自動車の衝撃吸収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃荷重の方向に拘らず、安定した接合状態を維持できるクラッシュボックスを提供する
【解決手段】クラッシュボックス１０は、上部材１６と下部材１８のフランジ部３４Ａ、３６Ａとフランジ部３４Ｂ、３６Ｂとを接合することにより形成されている。フランジ部３４Ａは、車両幅方向に延在する第１平面４８Ａと第１平面４８Ａの車両幅方向内側端部から車両幅方向内側下方へ傾斜した第２平面５０Ａとからなる接合面４６Ａを備える。したがって、第１平面４８Ａに垂直な方向から衝撃荷重がクラッシュボックス１０に作用すると、第１平面４８Ａと接着剤Ａの間には剥離荷重成分ｆｖのみが作用する。この際、第２平面５０Ａと接着剤Ａの間には、第２平面５０Ａに平行な荷重成分（剪断荷重成分ｆｈ）が作用するため、接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度が向上する。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車の衝撃吸収構造に関する。

近年、車両の軽量化等を図るために、繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）が車両の様々な部品に使用され始めている。例えば、車両前端部において車両幅方向に延在するバンパリインフォースと車両側部において車両前後方向に延在するサイドメンバの間に配設され、衝撃荷重が入力された場合に圧縮変形することによって衝撃荷重を吸収する自動車の衝撃吸収構造にも適用が図られている。

自動車の衝撃吸収構造は、例えば、断面ハット形状の部材の両端に形成されたフランジ部同士を結合することによって閉断面を有する筒状体として形成されている。自動車の衝撃吸収構造がＣＦＲＰで形成された場合、フランジ部同士は接着剤によって接合されることになる。

ところで、自動車の衝撃吸収構造に対する荷重の入力方向は様々であり、この様々な方向から作用する荷重に対して接合面は接合状態を維持しなくてはならない。

なお、様々な方向から入力する衝撃荷重を効果的に吸収するものとして、バンパービームエクステンション（自動車の衝撃吸収構造に相当）の角筒状の本体部分の外表面に車体前後方向に延在する補強リブが形成され、内表面に車体前後方向に対して斜めに傾斜した補強リブが形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

国際公開２０１４／１０６９２４号パンフレット

しかし、特許文献１に記載されたバンパービームエクステンションであっても、断面ハット形状の部材同士を接合するフランジ部の接合面は、平面に形成されている。したがって、接合面に垂直な方向からバンパービームエクステンションに荷重が入力されると、接合面と接着剤層との間には剥離荷重成分(接合面に垂直な方向の荷重成分)のみが作用する。一般的に、接合面と接着剤の間の接合強度は、接合面に垂直な方向に作用する荷重に対して相対的に弱く、接合面に平行な方向に作用する荷重に対して相対的に強い。したがって、この場合には、フランジ部同士の接合強度が低下するおそれがあった。すなわち、衝撃荷重の方向によっては、フランジ部同士の接合強度に改善の余地があった。

本発明は上記事実を考慮し、衝撃荷重の方向に拘らず、安定した接合状態を維持できる自動車の衝撃吸収構造を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明に係る自動車の衝撃吸収構造は、複数の本体部と、各本体部の端部にそれぞれ形成されるフランジ部と、相互の前記フランジ部の対向した面にそれぞれ形成されて連続した２以上の平面、１以上の曲面又は平面と曲面との組み合わせからなる接合面と、を備え、前記接合面同士を接合することによって前記複数の本体部が一体化された構造部材を備える。

この自動車の衝撃吸収構造は、複数の本体部の端部に形成されたフランジ部の接合面同士を接合することによって複数の本体部が一体化された構造部材である。接合面は連続した２以上の平面、１以上の曲面又は平面と曲面の組み合わせから形成されている。したがって、例えば、接合面が連続した２平面、すなわち平行でない２平面から形成されている場合、一の平面に対して垂直な方向から構造部材に衝撃荷重が作用すると、一の平面と接着剤の間に剥離荷重成分（一の平面に垂直な荷重成分）のみが作用する。しかし、一の平面と平行でない他の平面に対しては垂直でない方向から衝撃荷重が作用することになる。すなわち、他の平面と接着剤の間には、剥離荷重成分だけでなく、剪断荷重成分（他の平面に平行な荷重成分）が作用することになる。このように、一の平面と接着剤との間に剥離荷重成分のみが作用する場合でも、他の平面と接着剤との間に剪断荷重成分が作用するため、接合面全体の接合強度が向上する。なお、フランジ部の接合面が、曲面又は曲面と平面との組み合わせで形成されている場合も、同様である。

請求項２記載の発明に係る自動車の衝撃吸収構造は、請求項１記載の発明において、前記構造部材は、閉断面を備える。

この自動車の衝撃吸収構造では、構造部材が閉断面を有するため、閉断面の軸方向からの衝撃荷重を均等に受けることができる。したがって、自動車の衝撃吸収構造の衝撃吸収性が向上する。

請求項３記載の発明に係る自動車の衝撃吸収構造は、請求項１又は２に記載の発明において、一の前記接合面には局部的に凹部が形成され、他の前記接合面には前記凹部に対向する凸部が局部的に形成され、前記凸部が前記凹部に進入して前記一の接合面と前記他の接合面が接合されている。

この自動車の衝撃吸収構造では、一の接合面に局部的に凹部が形成され、他の接合面に局部的に凸部が形成されている。一の接合面の凸部を他方の接合面の凹部に進入させて接合面同士を接合しているため、接合面同士の接合強度が一層向上する。

請求項４記載の発明に係る自動車の衝撃吸収構造は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記接合面が３以上の平面から形成された場合、全ての前記平面が相互に平行でない。

この自動車の衝撃吸収構造では、接合面に形成された３以上の平面の全てが、相互に平行でない。ここで、接合面に形成された３以上の平面のうちの一の平面に垂直な方向から構造部材に衝撃荷重が作用すると、その一の平面と接着剤の間に剥離荷重成分のみ作用する。この際、他の２以上の平面と接着剤の間には、剥離荷重成分だけでなく、剪断荷重成分（他の平面に平行な荷重成分）が作用する。このように、ある平面と接着剤との間に剥離荷重成分のみが作用する場合でも、他の２以上の平面と接着剤との間に剪断荷重成分が作用する。この結果、接合面が１つの平面で形成されている場合と比較して、接合面全体の接合強度が向上する。特に、全て平行でない３以上の平面から接合面が形成されているため、多様な方向から入力される荷重に対して接合強度を一層高く確保できる。

請求項５記載の発明に係る自動車の衝撃吸収構造は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記接合面は、相互に直交する２平面を備える。

この自動車の衝撃吸収構造は、フランジ部の接合面が直交する２平面を備える。したがって、接合面の相互に直交する一方の平面に垂直な方向から構造部材に衝撃荷重が入力した場合、接合面の相互に直交する他方の平面に対しては平行な方向から荷重が作用する。すなわち、接合面の一方の平面と接着剤の間に剥離荷重成分のみが作用した場合に、接合面の他方の平面と接着剤の間に剪断荷重成分のみが作用して、剥離荷重成分が作用しない。このように、接合面の一方の平面と接着剤の間に剥離を生じやすい剥離荷重成分のみが作用するとき、接合面の他方の平面と接着剤の間には剥離を生じにくい剪断荷重成分のみが作用することになる。したがって、接合面が１つの平面で形成されている場合と比較して、接合面全体の接合強度を一層向上させることができる。

請求項６記載の発明に係る自動車の衝撃吸収構造は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記構造部材は、樹脂から成形されている

この自動車の衝撃吸収構造は、構造部材が樹脂から成形されているため、フランジ部の接合面同士を接合することにより本体部を一体化させて構造部材を形成することが一般的である。したがって、上記のように、接合面を平行でない２平面、１以上の曲面又は平面と曲面との組み合わせで形成すれば、接合面同士の接合強度の向上を図ることができる。

請求項１記載の発明の自動車の衝撃吸収構造は、上記構成としたので、衝撃荷重の入力方向に拘らず、安定した接合状態を維持できる。

請求項２記載の発明の自動車の衝撃吸収構造は、上記構成としたので、構造部材の衝撃吸収性が向上する。

請求項３記載の発明の自動車の衝撃吸収構造は、上記構成としたので、衝撃荷重の入力方向に拘らず、一層安定した接合状態を維持できる。

請求項４記載の発明の自動車の衝撃吸収構造は、上記構成としたので、多様な方向からの荷重入力に対して一層安定した接合強度を確保することができる。

請求項５記載の発明の自動車の衝撃吸収構造は、上記構成としたので、特に接合面を構成する一平面に対して剥離荷重成分のみが作用する場合に、接合強度を十分に確保することができる。

請求項６記載の発明の自動車の衝撃吸収構造は、上記構成としたので、軽量化を達成しつつ、多様な方向からの荷重入力に対して安定した接合強度を確保することができる。

本発明の第１実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスを含む車両前部構造の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るクラッシュボックスの斜視図である。 図２の３−３線断面図である。 図３のフランジ部の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスのフランジ部の拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスのフランジ部の拡大断面図である。 本発明の第４実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスのフランジ部の拡大断面図である。 本発明の第５実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスのフランジ部の拡大断面図である。 本発明の第６実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスのフランジ部の拡大断面図である。 本発明の第７実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスのフランジ部の拡大断面図である。 本発明の他の例に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスの断面図である。 本発明の他の例に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスの断面図である。 本発明の他の例に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスの断面図である。 本発明の他の例に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスの断面図である。 本発明の他の例に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスの断面図である。 本発明の他の例に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスの断面図である。

本発明の第１実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスについて図１〜図４を参照して説明する。以下、各図面において、車両上方を矢印ＵＰ、車両幅方向を矢印Ｗ、車両前方を矢印ＦＲで示す。

クラッシュボックス１０は、図１に示すように、車両前方端部において車両幅方向に延在する長尺状のフロントバンパリインフォースメント（以下、単に「バンパリインフォース」という）１２と、車両前部の両側部において車両前後方向に延在する長尺状のフロントサイドメンバ１４との間に配設されている。

具体的には、バンパリインフォース１２の後壁１２Ｒと、フロントサイドメンバ１４の前フランジ１４Ｆの間に取り付けられている。

クラッシュボックス１０は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ、一例として炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ））で構成されている。繊維強化樹脂材は、繊維（強化繊維）を樹脂で固め成る複合材である。クラッシュボックス１０は、図２に示すように、略上下対称形状とされた上部材１６と下部材１８を接合することにより一体化されたものである。

上部材１６は、図２に示すように、軸方向に延在する本体部２０Ａと、本体部２０Ａの車両前方端部（以下、「前端」という）に形成されたバンパリインフォース１２取付用の取付部２２Ａと、本体部２０Ａの車両後方端部（以下、「後端」という）に形成されたフロントサイドメンバ１４取付用の取付部２４Ａとを備える。

上部材１６は、図３に示すように、車両前後（軸）方向に垂直な車両幅方向断面において、断面ハット形状に形成されている。すなわち、上部材１６は、頂壁２８Ａと、頂壁２８Ａの車両幅方向両端部から車両幅方向外側下方に傾斜する一対の側壁３０Ａ、３２Ａと、側壁３０Ａ、３２Ａの端部から車両幅方向外側へ延在する一対のフランジ部３４Ａ、３６Ａとを備える。なお、本体部２０Ａは、頂壁２８Ａ、側壁３０Ａ、３２Ａから構成される。

これらの頂壁２８Ａ、側壁３０Ａ、３２Ａ、フランジ部３４Ａ、３６Ａは、それぞれ車両前後（軸）方向に延在している。

頂壁２８Ａには、車両前後方向に延在するリブ３８Ａが外表面に形成されると共に、車両前後方向に延在するリブ４０Ａが内表面に形成されている。

側壁３０Ａ、３２Ａの外表面にも、車両前後方向に延在するリブ４２Ａ、４４Ａが形成されている。

フランジ部３４Ａは、図４に示すように、下面が後述する下部材１８のフランジ部３４Ｂと接合するための接合面４６Ａとなる。接合面４６Ａには、車両幅方向に延在する第１平面４８Ａがフランジ部３４Ａの車両幅方向外側端部から車両幅方向内側端部近傍まで形成されている。また、接合面４６Ａには、第１平面４８Ａの車両幅方向内側端部からフランジ部３４Ａの車両幅方向内側端部まで車両幅方向（第１平面４８Ａ）に対して所定角度傾斜した第２平面５０Ａが形成されている。

なお、フランジ部３６Ａもフランジ部３４Ａと略同様の構成なので、フランジ部３４Ａと異なる点を除いて、その詳細な説明は省略する（図３参照）。

ところで、図４に示すように、下部材１８のフランジ部３４Ｂも上部材１６のフランジ部と略同様の構成であるが、第２平面５０Ｂは、第２平面５０Ａと平行になるように、フランジ部３４Ｂの車両幅方向内側端部に向かって下側に傾斜して形成されている。

このように形成されたフランジ部３４Ａ、３４Ｂの接合面４６Ａ、４６Ｂの間に接合面４６Ａ、４６Ｂに沿って接着剤Ａが塗布され、フランジ部３４Ａとフランジ部３４Ｂが接合されることにより、上部材１６と下部材１８が一体化されている。

なお、接合面４６Ａ、４６Ｂについて、より正確に説明すると、図４に示すように、第２平面５０Ａ、５０Ｂの車両幅方向内側端部は、相互に接近する曲面形状とされており、車両幅方向内側端部で当接するように形成されている。すなわち、車両幅方向断面において、接合面４６Ａ、４６Ｂは、車両幅方向内側端部の当接点Ｐにおいて点接触するように形成されている。このように形成することによって、フランジ部３４Ａ、３４Ｂの接合時に接着剤Ａが車両幅方向内側端部から閉断面内に漏れ出ることを防止しているものである。

また、図３に示すように、フランジ部３６Ａ、３６Ｂは、フランジ部３４Ａ、３４Ｂと反対に、第２平面５０Ａ、５０Ｂがフランジ部３６Ａ、３６Ｂの内側端部に向かって上側に傾斜して形成されている。

図２に示すように、本体部２０Ａの前端には、取付部２２Ａが連続して形成されている。取付部２２Ａは、本体部２０Ａの前端から車両上方向に延在する縦壁部５２Ａと、縦壁部５２Ａの上端から車両前方向に延在する取付フランジ５４Ａとを備える。

図２に示すように、縦壁部５２Ａは、頂壁２８Ａ、左右一対の側壁３０Ａ、３２Ａの各前端部から外側（本体部２０Ａの軸心側とは反対側）に張り出し、正面視で略逆Ｕ字状に形成されている。縦壁部５２Ａの下端がフランジ部３４Ａ、３６Ａの前端と連続している。縦壁部５２Ａには、その両サイドの上下にボルト挿通孔５６Ａが形成されている。そして、縦壁部５２Ａは、同様の構成の下部材１８の縦壁部５２Ｂと共に前壁を構成し、図１に示されるバンパリインフォース１２の後壁１２Ｒにボルトによって締結されている。

また、図２に示すように、縦壁部５２Ａの上端からは取付フランジ５４Ａが前方側に延出されている。そして、図１に示すように、取付フランジ５４Ａは、バンパリインフォース１２の上壁１２Ｕに例えば接着等によって接合されている。また、図示を省略するが、図２に示される下部材１８の取付フランジ５４Ｂは、図１に示されるバンパリインフォース１２の下壁１２Ｄに例えば接着等によって接合されている。

図２に示すように、本体部２０Ａの車両後方側には、取付部２４Ａが連続して形成されている。取付部２４Ａは、本体部２０Ａの後端から車両上方向に延在する縦壁部５８Ａを備える。

取付部２４Ａは、頂壁２８Ａ、左右一対の側壁３０Ａ、３２Ａの各後端部から本体部２０Ａの外側（本体部２０Ａの軸心側とは反対側）に張り出し、正面視で略逆Ｕ字状に形成されている。取付部２４Ａ（縦壁）の下端がフランジ部３４Ａ、３６Ａの後端と連続している。取付部２４Ａには、その上端部にボルト挿通孔６０Ａが左右一対に形成されている。そして、取付部２４Ａと下部材１８の取付部２４Ｂとで構成された取付部は、図１に示されるフロントサイドメンバ１４の前フランジ１４Ｆにボルトで締結されている。

下部材１８は、上部材１６と略同様の構成なので、同様の構成については同一の参照番号にＢを付してその説明を省略する。

このように構成されたクラッシュボックス１０の作用について説明する。以下、フランジ部３４Ａ、３４Ｂ間で説明するが、フランジ部３６Ａ、３６Ｂ間における作用も同様である。

クラッシュボックス１０には、車両牽引時の荷重や衝突荷重等が様々な方向から作用する。この際、クラッシュボックス１０のフランジ部３４Ａ、３４Ｂおよびフランジ部３６Ａ、３６Ｂがなす接合面４６Ａ、４６Ｂには様々な方向から荷重が作用することがある。

例えば、図４に示すように、車両上下方向に衝撃荷重Ｆが作用することがある。この場合には、例えば、フランジ部３４Ａの第１平面４８Ａに垂直な方向でフランジ部３４Ａの第１平面４８Ａとフランジ部３４Ｂの第１平面４８Ｂとを剥離させる方向に衝撃荷重Ｆが作用する。この結果、フランジ部３４Ａの第１平面４８Ａと接着剤Ａの間に剥離荷重成分（第１平面４８Ａに垂直な荷重成分）ｆｖのみが作用して接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度が低下するおそれがある。

しかしながら、接合面４６Ａには、車両幅方向断面において第１平面４８Ａ（車両幅方向）に対して所定角度傾斜した第２平面５０Ａが形成されている。この結果、第２平面５０Ａに対して衝撃荷重Ｆは垂直に作用しない。したがって、第２平面５０Ａと接着剤Ａの間には、第２平面５０Ａに垂直な剥離荷重成分ｆｖだけでなく、第２平面５０Ａに平行な剪断荷重成分ｆｈが作用する。すなわち、第１平面４８Ａと接着剤Ａとの間に剥離荷重成分のみが作用する場合でも、第２平面５０Ａと接着剤Ａの間に剪断荷重成分ｆｈが作用する。この結果、衝撃荷重に対する接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度が、接合面４６Ａ、４６Ｂが一平面で形成されていた場合と比較して、向上することになる。すなわち、クラッシュボックス１０は、様々な方向から衝撃荷重が入力されても、接合面４６Ａ、４６Ｂが安定した接合状態を維持することができる。

反対に、接合面が一平面で形成された場合と接合強度が同一ならば、接合面４６Ａ、４６Ｂの面積を減少させることができ、クラッシュボックス１０を小型・軽量化することができる。

また、フランジ部３４Ａの車両幅方向幅が同一であれば、車両幅方向に延在する一平面で接合面が形成されたものと比較して、接合面４６Ａの面積を増加させることができ、接合強度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、接合面４６Ａと接着剤Ａとの間に作用する剥離荷重成分と剪断荷重成分のみについて説明したが、接合面４６Ｂと接着剤Ａとの間に作用する剥離荷重成分と接合荷重成分も同様である。以下、実施形態でも同様である。

[第２実施形態]

次に、本発明の第２実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスについて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。また、第１実施形態のクラッシュボックス１０と異なるのは、フランジ部（接合面）のみなので、該当部分のみを説明する。なお、フランジ部３４Ａ、３４Ｂについてのみ説明するが、フランジ部３６Ａ、３６Ｂも同様である。

クラッシュボックス６１は、図５に示すように、上部材１６のフランジ部３４Ａの接合面４６Ａに、フランジ部３４Ａの車両幅方向内側端部から車両幅方向外側に延在する第１平面４８Ａと、第１平面４８Ａの車両幅方向外側端部から車両幅方向外側上方に傾斜する第３平面６２Ａとを備える。下部材１８のフランジ部３４Ｂも同様に車両幅方向内側に車両幅方向に延在する第１平面４８Ｂと、第１平面４８Ｂの車両幅方向外側端部から車両幅方向外側上方に傾斜する第３平面６２Ｂを設けたものである。

このように、クラッシュボックス６１は、車両幅方向に延在する第１平面４８Ａに対して所定角度傾斜した第３平面６２Ａを車両幅方向外側に設けている。したがって、第１実施形態と同様に、例えば第１平面４８Ａに垂直な方向から衝撃荷重Ｆがクラッシュボックス６１に作用すると、第１平面４８Ａと接着剤Ａとの間に剥離荷重成分ｆｖのみが作用する。この際、第１平面４８Ａと平行でない第３平面６２Ａと接着剤Ａとの間には、剥離荷重成分ｆｖのみならず剪断荷重成分ｆｈも作用する。すなわち、第１平面４８Ａと接着剤Ａとの間に剥離荷重成分のみが作用する場合でも、第３平面６２Ａと接着剤Ａの間に剪断荷重成分ｆｈが作用する。したがって、接合面が一平面で形成されている場合と比較して、接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度が向上する。すなわち、クラッシュボックス１０は、様々な方向から衝撃荷重が入力されても、接合面４６Ａ、４６Ｂが安定した接合状態を維持することができる。

また、フランジ部３４Ａ、３４Ｂ自体が略Ｌ字状に形成されたため、フランジ部３４Ａ、３４Ｂの車両幅方向の幅に対して第３平面６２Ａ、６２Ｂの断面長さ（面積）を大きく確保することが可能となる。すなわち、第１平面４８Ａ、４８Ｂと平行でない第３平面６２Ａ、６２Ｂの面積を十分に確保することができ、接合面４６Ａ、４６Ｂが一平面で形成されていた場合と比較して、接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度を一層向上させることができる。

[第３実施形態]

次に、本発明の第３実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスについて説明する。なお、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。また、第１実施形態のクラッシュボックス１０と異なるのは、フランジ部（接合面）のみなので、該当部分のみを説明する。なお、フランジ部３４Ａ、３４Ｂについてのみ説明するが、フランジ部３６Ａ、３６Ｂも同様である。

クラッシュボックス６３は、図６に示すように、上部材１６のフランジ部３４Ａの接合面４６Ａに、車両方向に延在する第１平面４８Ａを備える。また、接合面４６Ａには、第１平面４８Ａの車両幅方向内側端部から車両幅方向内側下方に傾斜した第２平面５０Ａと、第１平面４８Ａの車両幅方向外側端部から車両幅方向外側上方に傾斜した第３平面６２Ａとを備える。この第２平面５０Ａと第３平面６２Ａは車両幅方向断面において車両幅方向に対する傾斜角度θ１、θ２が異なるものとされている。すなわち、第２平面５０Ａと第３平面６２Ａも平行ではない。

したがって、様々な方向から衝突荷重がクラッシュボックス１０に入力された場合でも、フランジ部３４Ａの接合面４６Ａを構成する第１平面４８Ａ、第２平面５０Ａ、第３平面６２Ａのうち、少なくとも２平面と接着剤Ａの間に剪断荷重成分ｆｈが作用する。したがって、接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度が一層向上するという利点がある。すなわち、クラッシュボックス１０は、様々な方向から衝撃荷重が入力されても、接合面４６Ａ、４６Ｂが一層安定した接合状態を維持することができる。

[第４実施形態]

次に、本発明の第４実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスについて説明する。なお、第１実施形態〜第３実施形態と同様の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。また、第１実施形態のクラッシュボックス１０と異なるのは、フランジ部（接合面）のみなので、該当部分のみを説明する。なお、フランジ部３４Ａ、３４Ｂについてのみ説明するが、フランジ部３６Ａ、３６Ｂも同様である。

クラッシュボックス６５では、図７に示すように、上部材１６のフランジ部３４Ａの接合面４６Ａが、フランジ部３４Ａの車両幅方向内側端部から外側端部まで連続して形成された第１平面６４Ａから第６平面７４Ａによって構成されている。第１平面６４Ａ、第３平面６８Ａおよび第５平面７２Ａは、車両幅方向に延在する平面であり、第２平面６６Ａ及び第６平面７４Ａは、車両幅方向外側上方へ傾斜した平面であり、第４平面７０Ａは、車両幅方向外側下方に傾斜した平面である。

このように、車両幅方向に延在する第１平面６４Ａ、第３平面６８Ａ、第５平面７２Ａ以外に、車両幅方向外側上方に傾斜した第２平面６６Ａ、第６平面７４Ａと、車両幅方向外側下方に傾斜した第４平面７０Ａとを備えるため、多様な方向からクラッシュボックス１０に入力される（接合面４６Ａ、４４６Ｂ間の接着剤Ａに作用する）荷重によって各平面と接着剤Ａとの間に作用する剪断荷重成分ｆｈを増加させることができ、一平面で形成された接合面と比較して、接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度を一層向上させることができる。すなわち、クラッシュボックス１０は、様々な方向から衝撃荷重が入力されても、接合面４６Ａ、４６Ｂが一層安定した接合状態を維持することができる。

また、クラッシュボックス６５では、第２平面６６Ａ、第３平面６８Ａ、第４平面７０Ａで形成された凹部７６と、第４平面７０Ｂ、第５平面７２Ｂ、第６平面７４Ｂで形成された凹部７７に、第２平面６６Ｂ、第３平面６８Ｂ、第４平面７０Ｂで形成された凸部７８と、第４平面７０Ａ、第５平面７２Ａ、第６平面７４Ａで形成された凸部７９が挿入されている。したがって、接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度が一層向上する。

なお、第２平面６６Ａと第６平面７４Ａの車両幅方向断面における車両幅方向に対する傾斜角度θ３、θ４が同一（平行）でも良いが、異なっているとクラッシュボックス６５に多様な方向から入力される衝撃荷重Ｆに対して接着剤Ａとの間に剪断荷重成分が作用する平面数を増加させることができ、接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度を向上させることができる。

[第５実施形態]

次に、本発明の第５実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスについて説明する。なお、第１実施形態〜第４実施形態と同様の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。また、第１実施形態のクラッシュボックス１０と異なるのは、フランジ部（接合面）のみなので、該当部分のみを説明する。なお、フランジ部３４Ａ、３４Ｂについてのみ説明するが、フランジ部３６Ａ、３６Ｂも同様である。

クラッシュボックス８１では、接合面４６Ａが、図８に示すように、第４実施形態（図７参照）の第２平面６６Ａ〜第５平面７２Ａを２回繰り返す構成の第１平面８０Ａ〜第８平面９４Ａを備える。また、接合面４６Ａは、第８平面９４Ａの車両幅方向外側端部から車両幅方向外側上方に傾斜した第９平面９６Ａと、第９平面９６Ａの車両幅方向外側端部から車両幅方向に延在する第１０平面９８Ａとを備える。接合面４６Ｂも、接合面４６Ａの第１平面８０Ａ〜第１０平面９８Ａと対向するように、第１平面８０Ｂ〜第１０平面９８Ｂを備える。

この場合も第４実施形態と同様に、多様な方向から入力された荷重により、各平面と接着剤Ａとの間に作用する剪断荷重成分ｆｈを増加させることができ、接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度を増加させることができる。すなわち、クラッシュボックス１０は、様々な方向から衝撃荷重が入力されても、接合面４６Ａ、４６Ｂが一層安定した接合状態を維持することができる。

また、クラッシュボックス８１では、第１平面８０Ａ、第２平面８２Ａ、第３平面８４Ａおよび第５平面８８Ａ、第６平面９０Ａ、第７平面９２Ａで形成された凹部８３、８５に対して第１平面８０Ｂ、第２平面８２Ｂ、第３平面８４Ｂおよび第５平面８８Ｂ、第６平面９０Ｂ、第７平面９２Ｂで形成された凸部８７、８９が挿入された形状となっている。さらに、クラッシュボックス８１では、第３平面８４Ｂ、第４平面８６Ｂ、第５平面８８Ｂおよび第７平面９２Ｂ、第８平面９４Ｂ、第７平面９６Ｂで形成された凹部９１、９３に対して第３平面８４Ａ、第４平面８６Ａ、第５平面８８Ａおよび第７平面９２Ａ、第８平面９４Ａ、第９平面９６Ａで形成された凸部９５、９７が挿入された形状となっている。したがって、接合面４６Ａと接合面４６Ｂの接合強度が一層向上する。

[第６実施形態]

次に、本発明の第６実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスについて説明する。なお、第１実施形態〜第５実施形態と同様の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。また、第１実施形態のクラッシュボックス１０と異なるのは、フランジ部（接合面）のみなので、該当部分のみを説明する。なお、フランジ部３４Ａ、３４Ｂについてのみ説明するが、フランジ部３６Ａ、３６Ｂも同様である。

クラッシュボックス９９は、図９に示すように、フランジ部３４Ａの接合面４６Ａに、車両幅方向に延在する第１平面１００Ａ、第２平面１０２Ａと、第１平面１００Ａと第２平面１０２Ａとの間に車両幅方向断面において車両上方に突出した略半円形状の第１曲面１０４Ａとを備える。第１平面１００Ａと第２平面１０２Ａは平行に形成されている。

この際、第１平面１００Ａに垂直な方向から接合面４６Ａに衝撃荷重Ｆが作用しても、第１曲面１０４Ａと接着剤Ａの間には、車両幅方向断面における第１曲面１０４Ａの接線方向の荷重成分（剪断荷重成分）ｆｈが作用する。接線方向が第１曲面１０４Ａの各位置で異なるため、様々な方向からのクラッシュボックス９９に入力される荷重に対して第１曲面１０４Ａと接着剤Ａとの間には剪断荷重成分ｆｈが作用する。このように、様々な方向からの衝撃荷重Ｆに対して第１曲面１０４Ａと接着剤Ａの間には、剪断荷重成分ｆｈが作用するため、接合面４６Ａと接合面４６Ｂとの接合強度を向上させることができる。すなわち、クラッシュボックス１０は、様々な方向から衝撃荷重が入力されても、接合面４６Ａ、４６Ｂが一層安定した接合状態を維持することができる。

第１接合面４６Ａには、第１曲面１０４Ａによって、第１平面１００Ａ、１０２Ａから車両上方に凹んだ凹部１０１が形成されている。また、第１接合面４６Ｂには、第１曲面１０４Ｂによって、第１平面１００Ｂ、１０２Ｂから車両上方に突出した凸部１０３が形成されている。この凹部１０１に凸部１０３を進入させて接合面４６Ａ、４６Ｂが接合されているため、接合面４６Ａ、４６Ｂの接合強度が一層向上している。

なお、本実施形態では、第１平面１００Ａ、第２平面１０２Ａと第１曲面１０４Ａとの組み合わせとしたが、第１曲面１０４Ａのみで接合面４６Ａを形成しても良い。

[第７実施形態]

次に、本発明の第７実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用されたクラッシュボックスについて説明する。なお、第１実施形態〜第６実施形態と同様の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。また、第１実施形態のクラッシュボックス１０と異なるのは、フランジ部（接合面）のみなので、該当部分のみを説明する。なお、フランジ部３４Ａ、３４Ｂについてのみ説明するが、フランジ部３６Ａ、３６Ｂも同様である。

クラッシュボックス１０５は、図１０に示すように、上部材１６に、側壁３０Ａの下端部に鉛直下方に延在する縦壁部１０６Ａと、縦壁部１０６Ａの下端から車両幅方向外側に延在する横壁部１０７Ａとを備えるフランジ部３４Ａが形成されているものである。一方、下部材１８の側壁３０Ｂ（図１０には図示せず）の上端から鉛直上方に延在する縦壁部１０６Ｂが形成され、縦壁部１０６Ｂの途中から車両幅方向外側へ延在する横壁部１０７Ｂとを備えるフランジ部３４Ｂが形成されている。

そして、フランジ部３４Ａ、３４Ｂの縦壁部１０６Ａ、１０６Ｂの間、及び横壁部１０７Ａ、１０７Ｂの間に接着剤Ａを塗布することにより、上部材１６と下部材１８が接合されている。したがって、接合面４６Ａは、横壁部１０７Ａの下面からなる第１平面１０８Ａと縦壁部１０６Ａの内側面である第２平面１１０Ａとから形成されている。また、接合面４６Ｂは、横壁部１０７Ｂの上面からなる第１平面１０８Ｂと横壁部１０７Ｂよりも上方で縦壁部１０６Ｂの外側面である第２平面１１０Ｂとから形成されている。

このように、接合面４６Ａは、相互に垂直な第１平面１０８Ａと第２平面１１０Ａから形成されている。したがって、第１平面１０８Ａに垂直な方向からクラッシュボックス１０５に衝撃荷重Ｆの入力があると、第１平面１１０Ａと接着剤Ａの間に剥離荷重成分ｆｖのみが作用する。一方、第２平面１１０Ａと接着剤Ａの間には、剪断荷重成分ｆｈのみ作用する（剥離荷重成分が作用しない）。したがって、接合面が一平面のものと比較して、接合面４６Ａと接合面４６Ｂの接合強度が一層向上する。

次に、一連の実施形態では、クラッシュボックス１０、６１、６３、６５、８１、９９、１０５は、図２、図３に示すように、上部材１６と下部材１８を接合することによって形成されているが、これに限定するものではない。以下にクラッシュボックスのバリエーションを（１）〜（６）に示す。なお、本実施形態と同様に構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、下記（１）〜（６）のフランジ部の接合面は、第１実施形態のフランジ部３４Ａ、３４Ｂの接合面４６Ａ、４６Ｂと同様であるため、一部例外を除いて接合面については参照符号を付していない。

（１）図１１に示すように、クラッシュボックス１１２は、右部材１１４と左部材１１６とを接合したものである。右部材１１４は、縦壁１１８Ａと、縦壁１１８Ａの上端から車両幅方向内側上方へ傾斜する第１傾斜壁１２０Ａと、第１傾斜壁１２０Ａの上端から車両幅方向内側に延在する横壁１２２Ａと、横壁１２２Ａの車両幅方向内側端部から上方に延在するフランジ部１２４Ａとを備える。また、右部材１１４は、縦壁１１８Ａの下端から車両幅方向内側下方に傾斜する第２傾斜壁１２６Ａと、第２傾斜壁１２６Ａの下端から車両幅方向内側に延在する横壁１２８Ａと、横壁１２８Ａの車両幅方向内側端部から下方に延在するフランジ部１３０Ａとを備える。

なお、左部材１１６も右部材１１４と同様の構成であり、同様の構成要素には右部材１１４と同一の参照番号にＢを付し、その詳細な説明を省略する。また、フランジ部１２４Ａ、１２４Ｂ、１３０Ａ、１３０Ｂは、本実施形態のフランジ部３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂと同様の構成である。

このように構成された右部材１１４と左部材１１６は、フランジ部１２４Ａ、１２４Ｂとフランジ部１３０Ａ、１３０Ｂとをそれぞれ接合することにより一体化されて、閉断面を有するクラッシュボックス１１２が形成されている。

（２）また、図１２に示すように、クラッシュボックス１３２は、図１１の右部材１１４と左部材１１６をそれぞれ上下に分割して右上部材１３４と、右下部材１３６と、左上部材１３８と、左下部材１４０とを備える。右上部材１３４、左上部材１３８の第１傾斜壁１２０Ａ、１２０Ｂの下端にフランジ部３４Ａ、３６Ａが、右下部材１３６、左下部材１４０の第２傾斜壁１２６Ａ、１２６Ｂの上端にフランジ部３４Ｂ、３６Ｂが形成されている。

このように構成された右上部材１３４と、右下部材１３６と、左上部材１３８と、左下部材１４０は、フランジ部３４Ａ、３４Ｂ、フランジ部３６Ａ、３６Ｂ、フランジ部１２４Ａ、１２４Ｂとフランジ部１３０Ａ、１３０Ｂをそれぞれ接合することにより一体化されて、閉断面を有するクラッシュボックス１３２が形成されている。

（３）図１３に示すように、クラッシュボックス１４２は、左部材１４４と右部材１４６とを備える。左部材１４４は、縦壁１４８と、縦壁１４８の上端から車両幅方向に延在する第１横壁１５０と、第１横壁１５０の端部から上方に傾斜したフランジ部１５２が形成されている。また、左部材１４４には、縦壁１４８の下端から車両幅方向に延在する第２横壁１５４と、第２横壁１５４の端部から下方に傾斜したフランジ部１５６が形成されている。右部材１４６は、縦壁１５８の上端からフランジ部１５２に対向して斜め上方に傾斜するフランジ部１６０と、縦壁１５８の下端からフランジ部１５６に対向して斜め下方に傾斜するフランジ部１６２とを備える。

このように構成された左部材１４４と右部材１４６は、フランジ部１５２、１６０とフランジ部１５６、１６２をそれぞれ接合することにより一体化されて、閉断面を有するクラッシュボックス１４２が形成されている。

（４）図１４に示すように、クラッシュボックス１６４は、上部材１６６と、下部材１６８と、左部材１７０と、右部材１７２とを備える。

上部材１６６は、車両幅方向に延在する横壁１７４と、横壁１７４の両端部から外側斜め上方に延在するフランジ部１７６、１７８を備える。下部材１６８は、車両幅方向に延在する横壁１８０と、横壁１８０の両端部から外側斜め下方に延在するフランジ部１８２、１８４とを備える。

左部材１７０は、縦壁１８６と、縦壁１８６の上端から外側斜め上方に延在するフランジ部１８８と、縦壁１８６の下端から外側斜め下方に延在するフランジ部１９０とを備える。右部材１７２も同様に、縦壁１９２と、フランジ部１９４、１９６とを備える。

このように構成された上部材１６６、下部材１６８、左部材１７０、右部材１７２は、フランジ部１７６、１８８、フランジ部１７８、１９４、フランジ部１８２、１９０、フランジ部１８４、１９６をそれぞれ接合することにより一体化されて、閉断面を有するクラッシュボックス１６４が形成されている。

（５）クラッシュボックス１９８は、図１５に示すように、上部材２００と、下部材２０２と、右部材２０４とを備える。上部材２００は、車両幅方向に延在する横壁２０６と、横壁２０６の一端から車両幅方向外側下方に傾斜する第１側壁２０８と、第１側壁２０８の下端から車両幅方向外側に延在するフランジ部２１０と、横壁２０６の他端から車両幅方向外側上方に傾斜するフランジ部２１２とを備える。下部材２０２は、車両幅方向に延在する横壁２１４と、横壁２１４の一端から車両幅方向外側上方に傾斜する第１側壁２１６と、第１側壁２１６の上端から車両幅方向外側に傾斜するフランジ部２１８と、横壁２１４の他端から車両幅方向外側下方に傾斜するフランジ部２２０とを備える。さらに、右部材２０４は、縦壁２２２と、縦壁２２２の上端から外側斜め上方に延在するフランジ部２２４と、縦壁２２２の下端から車両幅方向外側下方に傾斜するフランジ部２２６とを備える。

このように構成された上部材２００、下部材２０２、右部材２０４は、フランジ部２１０、２１８、フランジ部２１２、２２４、フランジ部２２０、２２６をそれぞれ接合することにより一体化されて、閉断面を有するクラッシュボックス１９８が形成されている。

（６） 図１６に示すように、クラッシュボックス２２８は、上部材２３０と下部材２３２の間に補強部材２３４を介在させたものである。上部材２３０と下部材２３２の形状は、本実施形態の上部材１６、下部材１８の形状と略同様なのでその詳細な説明は省略する。なお、異なる点は、フランジ部３６Ａ、３６Ｂの第２平面５０Ａ、５０Ｂが車両幅方向内側下方に傾斜している点である。

補強部材２３４は、車両幅方向に延在する横壁２３６の両端部にフランジ部２３８、２４０が形成されたものである。フランジ部２３８は、横壁２３６の端部から車両幅方向外側上方に傾斜する傾斜壁部２４２と、傾斜壁部２４２の端部から車両幅方向外側に延在する横壁部２４６とを備える。フランジ部２４０も同様に、傾斜壁部２４４と、横壁部２４８とを備える。したがって、上部材２３０のフランジ部３４Ａ、３６Ａと下部材２３２のフランジ部３４Ｂ、３６Ｂの間に補強部材２３４のフランジ部２３８、２４０を介在させて接着剤Ａにより接合することにより、閉断面を有するクラッシュボックス２２８が形成されている。この結果、クラッシュボックス２２８の強度が一層向上する。

このように、クラッシュボックスのバリエーションとしてクラッシュボックス１１２、１３２、１４２、１６４、１９８、２２８について説明した。ここで、フランジ部の接合面は第１実施形態と同様に平行でない２平面で形成したものを図示したが、これに限定されるものではない。すなわち、第２〜第７実施形態に示したように、接合面が平行でない２以上の平面、又は１以上の曲面、又は平面と曲面の組み合わせで形成されたものであれば、特に限定するものではない。

さらに、接合面において平行でない平面や曲面は、車両幅方向に連続して形成されたが、車両前後方向（閉断面の軸方向）に連続して形成されても良い。

また、一連の実施形態で記載したクラッシュボックスは、全て閉断面を有する筒状体形状とされていたが、これに限定する趣旨ではない。すなわち、閉断面を有しないクラッシュボックスにも適用できる。

１０、６１、６３、６５、８１、９９、１０５、１１２、１３２、１４２、１６４、１９８、２２８ クラッシュボックス（構造部材）
２０Ａ、２０Ｂ 本体部
４６Ａ、４６Ｂ 接合面
４８Ａ、４８Ｂ、６４Ａ、６４Ｂ、８０Ａ、８０Ｂ、１００Ａ、１００Ｂ、１０８Ａ、１０８Ｂ 第１平面（平面）
５０Ａ、５０Ｂ ６６Ａ、６６Ｂ、８２Ａ、８２Ｂ、１０２Ａ、１０２Ｂ、１１０Ａ、１１０Ｂ 第２平面（平面）
６２Ａ、６２Ｂ、６８Ａ、６８Ｂ、８４Ａ、８４Ｂ 第３平面（平面）
７０Ａ、７０Ｂ、８６Ａ、８６Ｂ 第４平面（平面）
７２Ａ、７２Ｂ、８８Ａ、８８Ｂ 第５平面（平面）
７４Ａ、７４Ｂ、９０Ａ、９０Ｂ 第６平面（平面）
７６、７７、８３、８５、９１、９３、１０１ 凹部
７８、７９、８７、８９、９５、９７、１０３ 凸部
９２Ａ、９２Ｂ 第７平面（平面）
９４Ａ、９４Ｂ 第８平面（平面）
９６Ａ、９６Ｂ 第９平面（平面）
９８Ａ、９８Ｂ 第１０平面（平面）
１０４Ａ、１０４Ｂ 第１曲面（曲面）
３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、１２４Ａ、１２４Ｂ、１３０Ａ、１３０Ｂ、１５２、１５６、１６０、１６２、１７６、１７８、１８２、１８４、１８８、１９０、１９４、１９６、２１０、２１２、２１８、２２０、２２４、２２６、２３８、２４０ フランジ部

Claims (6)

1. 複数の本体部と、各本体部の端部にそれぞれ形成されるフランジ部と、相互の前記フランジ部の対向した面にそれぞれ形成されて連続した２以上の平面、１以上の曲面又は平面と曲面との組み合わせからなる接合面と、を備え、前記接合面同士を接合することによって前記複数の本体部が一体化された構造部材を備える自動車の衝撃吸収構造。
2. 前記構造部材は、閉断面を備える請求項１記載の自動車の衝撃吸収構造。
3. 一の前記接合面には局部的に凹部が形成され、他の前記接合面には前記凹部に対向する凸部が局部的に形成され、前記凸部が前記凹部に進入して前記一の接合面と前記他の接合面が接合された請求項１又は２に記載の自動車の衝撃吸収構造。
4. 前記接合面が３以上の平面から形成された場合、全ての前記平面が相互に平行でない請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車の衝撃吸収構造。
5. 前記接合面は、相互に直交する２平面を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車の衝撃吸収構造。
6. 前記構造部材は、樹脂から成形されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動車の衝撃吸収構造。

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