JP2018075907A - 車両の衝撃吸収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】平面視で湾曲ないし傾斜した部分を有するバンパービームをクラッシュカンに取り付ける場合に、クラッシュカンの軽量化を図りながら、クラッシュカンによるエネルギ吸収性能を高めてフロントサイドフレームの変形を抑制する。【解決手段】クラッシュカン４は、クラッシュカン本体４０と、別部材からなる変形誘起部材９０とを備えている。バンパービームにおける湾曲ないし傾斜した部分が変形誘起部材９０の車両前端部に取り付けられている。変形誘起部材９０の車幅方向内側には、脆弱部９３が設けられている。【選択図】図６

Description

本発明は、車両に設けられる衝撃吸収構造に関し、特に車両前後方向から衝撃が作用したときに前後方向に潰れ変形することによってエネルギ吸収を行う構造の技術分野に属する。

一般に、自動車の前部には、車両前後方向に延びるフロントサイドフレームが左右両側にそれぞれ配設されている。これらフロントサイドフレームの前端部には車両前方から衝撃荷重が入力作用したときに前後方向に潰れ変形することによってエネルギ吸収を行うためのクラッシュカンが取り付けられている。さらに左右のクラッシュカンの前端部には、車幅方向に延びるバンパービームが連結部材を介して取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、バンパービームが車幅方向外側ほど後に位置するように湾曲した形状となっており、この湾曲した部分に連結部材の前端部が固定されている。連結部材の車幅方向内側の壁部は、前側ほど車幅方向内側に位置するように傾斜しながら延びている。そして、前方から衝撃荷重が入力したときに、クラッシュカンが潰れ変形する前に、左右のクラッシュカンの間隔が広がるように該クラッシュカンが弾性変形するようになっている。

また、特許文献２のバンパービームは、車幅方向外側ほど後に位置するように傾斜した形状となっている。そして、このバンパービームの傾斜した部分とフロントサイドフレームとの間にはバンパステイが配設されている。バンパステイの車幅方向の両側壁部は車幅方向に湾曲している。

特開２０１０−１００２５９号公報 特開２００６−３３５２４１号公報

ところで、例えば特許文献１、２のバンパービームのように、車両デザインの関係上、バンパービームが車幅方向外側ほど後に位置するように湾曲ないし傾斜する形状が採用されることがある。この場合、クラッシュカンは車幅方向両側にそれぞれ設けられているので、バンパービームの車幅方向両側、つまり、ちょうど湾曲ないし傾斜した部分がクラッシュカンの前端部に取り付けられることになる。このため、クラッシュカンの車幅方向内側の前後方向の寸法が外側の前後方向の寸法に比べて長くなり、言い換えると、クラッシュカンにおける車幅方向内側壁部が外側壁部に比べて前後方向に長くなる。

ここで、クラッシュカンは、車両の車速が例えば１５ｋｍ／ｈ以下で障害物に衝突した軽衝突時に衝突エネルギを吸収することによってフロントサイドフレームの変形を抑制するために設けられるものである。しかしながら、上述したように、バンパービームの湾曲ないし傾斜した部分がクラッシュカンの前端部に取り付けられている場合、軽衝突時の荷重がバンパービームの例えば車幅方向中間部に入力すると、クラッシュカンにおける車幅方向内側壁部が外側壁部に比べて前後方向に長いので、クラッシュカンが変形を開始する初期段階でクラッシュカンの内側壁部を介してフロントサイドフレームの車幅方向内側に対して大きな荷重が伝達しやすく、このことでフロントサイドフレームの車幅方向内側が変形してしまう恐れがある。

一方、特許文献１では、連結部材の車幅方向内側の壁部が傾斜しており、前方から衝撃荷重が入力したときに左右のクラッシュカンの間隔が広がるようになっているので、衝突時の状況によっては圧縮荷重が逃げてしまう恐れがあり、クラッシュカンがフロントサイドフレームとバンパービームとの間で狙い通りに潰れ変形しない場合が考えられる。

また、特許文献２のバンパステイは、車幅方向の両側壁部が湾曲しているが、所定以上のエネルギ吸収量を得るためには、両側壁部をある程度強固に構成しておく必要がある。そして、特許文献２のバンパステイも車幅方向内側壁部が外側壁部に比べて前後方向に長いので、上述したように、バンパステイが変形を開始する初期段階で内側壁部を介してフロントサイドフレームの車幅方向内側に対して大きな荷重が伝達しやすく、フロントサイドフレームの車幅方向内側が変形してしまう恐れがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、平面視で湾曲ないし傾斜した部分を有するバンパービームをクラッシュカンに取り付ける場合に、クラッシュカンの軽量化を図りながら、クラッシュカンによるエネルギ吸収性能を高めてフロントサイドフレームの変形を抑制することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、クラッシュカン本体の車両前部に、車幅方向内側に脆弱部を備える別部材を設けてクラッシュカン本体を狙い通りに潰すことができるようにした。

第１の発明は、車両の左右両側にそれぞれ配設されて車両前後方向に延びるフロントサイドフレームの車両前端部にクラッシュカンがそれぞれ取り付けられ、該左右のクラッシュカンの車両前端部に車幅方向に延びるバンパービームが取り付けられた車両の衝撃吸収構造において、上記クラッシュカンは、車両前後方向に延びるクラッシュカン本体と、該クラッシュカン本体の前端部に取り付けられる別部材からなる変形誘起部材とを備え、上記バンパービームは、平面視で車幅方向外側ほど車両後側に位置するように湾曲ないし傾斜するように形成され、該バンパービームにおける湾曲ないし傾斜した部分が上記変形誘起部材の車両前端部に取り付けられ、上記変形誘起部材の車幅方向内側には、脆弱部が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、軽衝突時の荷重がバンパービームの例えば車幅方向中間部に入力すると、バンパービームにおける湾曲ないし傾斜した部分がクラッシュカンの車両前端部に取り付けられので、変形開始の初期段階では、クラッシュカンの内側に対して外側よりも早期に荷重が入力する。この荷重入力時、クラッシュカンの変形誘起部材の車幅方向内側には脆弱部が設けられていて車幅方向内側が弱くなっているので、クラッシュカンの車幅方向内側が変形しやすくなる。このとき、変形誘起部材はクラッシュカン本体とは別部材であることから、クラッシュカン本体によるエネルギ吸収性能を犠牲にすることなく、クラッシュカンの車幅方向内側の変形を狙い通りに誘起してクラッシュカンを潰れ変形させることが可能になる。これにより、フロントサイドフレームの車幅方向内側に対して大きな荷重が伝達するのが抑制されるので、フロントサイドフレームの車幅方向内側の変形が抑制される。

第２の発明は、第１の発明において、上記変形誘起部材は、上記クラッシュカン本体の車両前端部に沿って上下方向に延びる本体側板部と、上記バンパービームの車両後端部に沿って上下方向に延びるビーム側板部とを備え、上記ビーム側板部は、車幅方向内側ほど上記本体側板部から車両前後方向に離れるように配置され、上記脆弱部は、上記ビーム側板部及び上記本体側板部の車幅方向内側同士を連結することを特徴とする。

この構成によれば、変形誘起部材のビーム側板部と本体側板部との車両前後方向の間隔が車幅方向内側ほど広くなるので、衝撃荷重が入力したときに変形誘起部材がより一層変形し易くなる。

第３の発明は、第２の発明において、上記脆弱部は、上記ビーム側板部及び上記本体側板部の間で車幅方向に屈曲していることを特徴とする。

この構成によれば、脆弱部を屈曲させるという簡単な構成としながら、前方からの衝撃荷重が変形誘起部材に入力したときに脆弱部が前後方向に突っ張ることを防止し、変形誘起部材がより一層変形し易くなる。

第４の発明は、第２または３の発明において、上記ビーム側板部と上記本体側板部との間に形成される空間は、上下方向に開放されていることを特徴とする。

この構成によれば、前方からの衝撃荷重が変形誘起部材に入力したときにビーム側板部が本体側板部に接近する方向に変位し易くなるので、衝撃荷重が入力したときに変形誘起部材がより一層変形し易くなる。

第５の発明は、第２から４のいずれか１つの発明において、上記脆弱部は、上記ビーム側板部及び上記本体側板部の上部から下部まで連続して設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、ビーム側板部及び本体側板部が脆弱部によって上部から下部まで連続して連結されるので、通常時においてバンパービームの支持剛性が高まる。一方、前方からの衝撃荷重が変形誘起部材に入力したときには、変形誘起部材の変形を確実に起こしてクラッシュカンの車幅方向内側の変形を狙い通りに誘起することが可能になる。

第６の発明は、上記変形誘起部材は、上記クラッシュカン本体よりも低強度であることを特徴とする。

この構成によれば、軽衝突時の荷重がバンパービームから変形誘起部材に入力したときに、変形誘起部材がクラッシュカン本体よりも低強度であることから、変形誘起部材が先に変形し始め、これにより、クラッシュカンの車幅方向内側の変形を狙い通りに誘起することが可能になる。

第１の発明によれば、クラッシュカン本体の前端部に取り付けられる別部材からなる変形誘起部材の車幅方向内側に脆弱部を設けたので、クラッシュカンによるエネルギ吸収性能を高めてフロントサイドフレームの変形を抑制できる。

第２の発明によれば、変形誘起部材のビーム側板部と本体側板部との車両前後方向の間隔を車幅方向内側ほど広くすることができる。これにより、衝撃荷重が入力したときに変形誘起部材をより一層変形し易くすることができ、クラッシュカン本体の車幅方向内側を確実に変形させることができる。

第３の発明によれば、変形誘起部材の脆弱部がビーム側板部及び本体側板部の間で車幅方向に屈曲しているので、脆弱部を簡単な構成としながら、前方からの衝撃荷重が変形誘起部材に入力したときに脆弱部が前後方向に突っ張ることを防止することができる。これにより、クラッシュカン本体の車幅方向内側を確実に変形させることができる。

第４の発明によれば、変形誘起部材のビーム側板部と本体側板部との間に形成される空間が上下方向に開放されているので、衝撃荷重が入力したときに変形誘起部材をより一層変形し易くすることができ、クラッシュカン本体の車幅方向内側を確実に変形させることができる。

第５の発明によれば、脆弱部がビーム側板部及び本体側板部の上部から下部まで連続しているので、通常時におけるバンパービームの支持剛性を高めながら、衝撃荷重が入力したときには変形誘起部材の変形を確実に起こしてクラッシュカンの車幅方向内側の変形を狙い通りに誘起することができる。

第６の発明によれば、変形誘起部材がクラッシュカン本体よりも低強度であることから、軽衝突時の荷重が変形誘起部材に入力したときに、変形誘起部材がクラッシュカン本体よりも先に変形し始める。これにより、クラッシュカンの車幅方向内側の変形を狙い通りに誘起することができる。

本発明の実施形態に係る車両の衝撃吸収構造を左上方から見た斜視図である。 車両の衝撃吸収構造の前側部分を示す平面図である。 図１におけるIII−III線断面図である。 図１におけるIV−IV線断面図である。 図１におけるV−V線断面図である。 左側クラッシュカンを右下方から見た斜視図である。 左側クラッシュカンを左上方から見た斜視図である。 左側クラッシュカンの平面図である。 左側クラッシュカンの右側面図である。 図８におけるX−X線断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の衝撃吸収構造１を左斜め上方から見た斜視図である。衝撃吸収構造１は、例えば、乗用自動車の前部に設けられており、左側フロントサイドフレーム２と、右側フロントサイドフレーム３と、左側クラッシュカン４と、右側クラッシュカン５と、車幅方向に延びるバンパービーム６とを備えている。左側フロントサイドフレーム２及び右側フロントサイドフレーム３の前端部に左側クラッシュカン４及び右側クラッシュカン５がそれぞれ取り付けられている。左側クラッシュカン４及び右側クラッシュカン５の前端部にバンパービーム６が取り付けられている。尚、この実施形態では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両左側を単に「左」といい、車両右側を単に「右」というものとする。

左側フロントサイドフレーム２及び右側フロントサイドフレーム３は、それぞれ車体の左側及び右側に配設されており、互いに左右方向に離れた状態で前後方向に延びている。左側フロントサイドフレーム２及び右側フロントサイドフレーム３の間には、図示しないがエンジンや変速機等が配設されている。また、この車両には、エンジンルームＥと車室（図示せず）とを仕切るダッシュパネルＤＰ（仮想線で概略形状を示す）が設けられている。このダッシュパネルＤＰは略上下方向に延びている。左側フロントサイドフレーム２は、ダッシュパネルＤＰの左側部分近傍から前側へ向けて延び、また、右側フロントサイドフレーム３は、ダッシュパネルＤＰの右側部分近傍から前側へ向けて延びている。

車両の前部には、左側フロントサイドフレーム２の左側方でタワー形状に形成された左側サスタワー部７と、右側フロントサイドフレーム３の右側方でタワー形状に形成された右側サスタワー部８とが設けられている。左側サスタワー部７及び右側サスタワー部８の側方には、それぞれレインフォースメント７ａ、８ａが設けられている。

尚、車両にはフロントバンパ、フェンダー、ボンネットフード等が設けられているが、これらの図示は省略している。

（フロントサイドフレームの構成）
左側フロントサイドフレーム２と右側フロントサイドフレーム３は、左右対称構造であるため、以下、左側フロントサイドフレーム２の構造について詳細に説明する。図３〜図５にも示すように、左側フロントサイドフレーム２は、互いに上下方向に離れて左右方向に延びる上板部２１及び下板部２２と、上板部２１及び下板部２２の左端部同士を繋ぐように上下方向に延びる左側板部２３と、上板部２１及び下板部２２の右端部同士を繋ぐように上下方向に延びる右側板部２４とを有しており、全体として略矩形状に近い断面形状となっている。上板部２１及び下板部２２の左右方向の寸法よりも、左側板部２３及び右側板部２４の上下方向の寸法の方が長く設定されている。

図３に示すように、上板部２１は、左側フロントサイドフレーム２の前端部から後端部まで略水平に延びている。下板部２２は、左側フロントサイドフレーム２の前端部から後端部近傍までは上板部２１と略平行に延びているが、下板部２２の後端部近傍は湾曲しており、下板部２２の後端部近傍から後端部までは下降傾斜しながら後側へ延びている。図４及び図５に示すように、左側板部２３は、左側フロントサイドフレーム２の車幅方向外側部分を構成している。また、右側板部２４は、左側フロントサイドフレーム２の車幅方向内側部分を構成している。

左側板部２３には、上下方向中間部に左側フロントサイドフレーム２の内方（右側）へ窪んで前後方向に延びる補強用外側凹条部２３ａが形成されている。外側凹条部２３ａを左側フロントサイドフレーム２の内方へ窪ませることにより、左側フロントサイドフレーム２の側方空間を狭くすることなく、左側フロントサイドフレーム２の補強が可能になる。

外側凹条部２３ａは、左側板部２３の前端部には形成されておらず、左側板部２３の前端部よりも後側の部分から左側板部２３の後端部まで連続して延びている。外側凹条部２３ａの深さは、該外側凹条部２３ａの前端部に近づくほど浅くなり、該外側凹条部２３ａの後端部に近づくほど深くなるように設定されている。外側凹条部２３ａの深さとは、該外側凹条部２３ａの左右方向の寸法である。また、外側凹条部２３ａの上下方向の寸法は、該外側凹条部２３ａの前端部から後端部まで略等しく設定されており、この実施形態では、外側凹条部２３ａの上下方向の寸法は、左側フロントサイドフレーム２の上下方向の寸法の約１／３とされていて、後述するクラッシュカン４の上側横壁部４６と下側横壁部４７との上下方向の離間寸法と略同等である。

図４及び図５にのみ示すが、外側凹条部２３ａは、左側フロントサイドフレーム２の内方へ突出する上部２３ｂ及び下部２３ｃと、上部２３ｂの突出方向先端部（右端部）から下部２３ｃの突出方向先端部（右端部）まで上下方向に延びる中間板部２３ｄとで構成されている。上部２３ｂ及び下部２３ｃの離間寸法が外側凹条部２３ａの上下方向の寸法に対応している。上部２３ｂは、右端部に近づくほど下に位置するように傾斜している。また、下部２３ｃは、右端部に近づくほど上に位置するように傾斜している。

右側板部２４には、上下方向中間部に左側フロントサイドフレーム２の内方（左側）へ窪んで前後方向に延びる補強用内側凹条部２４ａが形成されている。内側凹条部２４ａは、右側板部２４の前端部には形成されておらず、右側板部２４の前端部よりも後側の部分から右側板部２４の後端部まで連続して延びている。つまり、内側凹条部２４ａ及び外側凹条部２３ａが左側フロントサイドフレーム２の前端部には形成されないことになるので、左側フロントサイドフレーム２の前端部は、上下方向に長い略矩形状の断面を有している。これにより、左側フロントサイドフレーム２の前端部には、上部に２つの稜線部２ａ、２ｂが左右方向に互いに間隔をあけて形成され、下部に２つの稜線部２ｃ、２ｄが左右方向に互いに間隔をあけて形成されることになる。稜線部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、左側フロントサイドフレーム２の前端部から後端部まで連続している。稜線部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが形成された箇所は、平板な部分に比べて強度が高まる。

内側凹条部２４ａの深さは、該内側凹条部２４ａの前端部に近づくほど浅くなり、該内側凹条部２４ａの後端部に近づくほど深くなるように設定されている。また、内側凹条部２４ａの上下方向の寸法は、外側凹条部２３ａの上下方向の寸法と同様に設定されている。

内側凹条部２４ａは、外側凹条部２３ａと同様に、左側フロントサイドフレーム２の内方へ突出する上部２４ｂ及び下部２４ｃと、上部２４ｂの突出方向先端部（左端部）から下部２４ｃの突出方向先端部（左端部）まで延びる中間板部２４ｄとで構成されている。上部２４ｂは、左端部に近づくほど下に位置するように傾斜している。また、下部２４ｃは、左端部に近づくほど上に位置するように傾斜している。

左側フロントサイドフレーム２は、車幅方向外側に配置されるアウタパネルＯＰと、車幅方向内側に配置されるインナパネルＩＰとを接合することによって構成されている。アウタパネルＯＰ及びインナパネルＩＰは、例えば鋼鈑等をプレス成形してなるものである。アウタパネルＯＰの上部及び下部には接合用フランジＯＰ１、ＯＰ２が形成され、また、インナパネルＩＰの上部及び下部には接合用フランジＩＰ１、ＩＰ２が形成されており、接合用フランジＯＰ１と接合用フランジＩＰ１、接合用フランジＯＰ２と接合用フランジＩＰ２が例えばスポット溶接により接合されている。アウタパネルＯＰとインナパネルＩＰの接合位置は、左側フロントサイドフレーム２の車幅方向中央部よりも内側（右側）である。

図３に示すように、左側フロントサイドフレーム２の前端部には、上下方向に延びるフレーム側セットプレート２５が固定されている。フレーム側セットプレート２５は、左側フロントサイドフレーム２の前端部の外形状よりも大きく形成されており、クラッシュカン４を取り付けるための部材である。同様に、右側フロントサイドフレーム３の前端部にもフレーム側セットプレート３５が固定されている。

（クラッシュカンの構成）
左側クラッシュカン４と右側クラッシュカン５は左右対称構造であるため、以下、左側クラッシュカン４の構造について詳細に説明する。図６〜図９にも示すように、左側クラッシュカン４は、前後方向に延びる筒状のクラッシュカン本体４０と、該クラッシュカン本体４０の前端部に取り付けられる別部材からなる変形誘起部材９０とを備えている。クラッシュカン本体４０は、衝突時のエネルギ吸収を行うためのものである。変形誘起部材９０は、左側クラッシュカン４の車幅方向内側の変形を積極的に誘起するためのものである。このように、クラッシュカン本体４０と変形誘起部材９０とを別部材からなるものとしているので、クラッシュカン本体４０のエネルギ吸収性能を犠牲にすることなく、変形誘起部材９０を設けることができる。また、前後方向の圧縮力が作用したときに、変形誘起部材９０がクラッシュカン本体４０よりも先に変形を開始するように、変形誘起部材９０がクラッシュカン本体４０よりも低強度に構成されている。

クラッシュカン本体４０は、互いに上下方向に離れて左右方向に延びる上壁部４１及び下壁部４２と、上壁部４１及び下壁部４２の左端部（車幅幅方向外端部）同士を繋ぐように上下方向に延びる外側壁部４３と、上壁部４１及び下壁部４２の右端部（車幅幅方向内端部）同士を繋ぐように上下方向に延びる内側壁部４４とを有する押出成形部材からなる。押出成形部材とは、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金等の材料を口金（図示せず）から押し出すことによって成形された部材である。

上壁部４１及び下壁部４２の左右方向の寸法よりも、外側壁部４３及び内側壁部４４の上下方向の寸法の方が長く設定されており、全体として上下方向に長い略矩形状に近い断面形状となっている。クラッシュカン本体４０の上壁部４１及び下壁部４２の左右方向の寸法は、左側フロントサイドフレーム２の上板部２１及び下板部２２の左右方向の寸法と略同じに設定されている。また、左側クラッシュカン４の外側壁部４３及び内側壁部４４の上下方向の寸法は、左側フロントサイドフレーム２の左側板部２３及び右側板部２４の上下方向の寸法と略同じに設定されている。

クラッシュカン本体４０の前端部には、上部に２つの稜線部４ａ、４ｂが左右方向に互いに間隔をあけて形成され、下部に２つの稜線部４ｃ、４ｄが左右方向に互いに間隔をあけて形成されることになる。稜線部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、クラッシュカン本体４０の前端部から後端部まで連続している。

また、クラッシュカン本体４０の上壁部４１及び下壁部４２の後側の縁部は左右方向に延びている。クラッシュカン本体４０の外側壁部４３及び内側壁部４４の後側の縁部は上下方向に延びている。これにより、クラッシュカン本体４０の後端面は上下及び左右方向に延びる面となり、この後端面には、クラッシュカン側セットプレート４５（図１〜図３にのみ示す）が固定されている。クラッシュカン側セットプレート４５とフレーム側セットプレート２５とは、例えばボルト１００及びナット１０１等の締結部材によって締結されている。

左側フロントサイドフレーム２の前端部の外形状と、クラッシュカン本体４０の後端部の外形状とは略一致している。これにより、車両前後方向視において、左側フロントサイドフレーム２の前端部の４箇所に形成される稜線部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、クラッシュカン本体４０の後端部の４箇所に形成される稜線部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとがそれぞれ重複するとともに、左側フロントサイドフレーム２の上板部２１、下板部２２、左側板部２３及び右側板部２４の前端部と、クラッシュカン本体４０の上壁部４１、下壁部４２、外側壁部４３及び内側壁部４４の後端部とがそれぞれ重複することになる。

尚、図３に示すように、左側フロントサイドフレーム２とクラッシュカン本体４０との間には、セットプレート２５、４５が介在しているので、左側フロントサイドフレーム２とクラッシュカン本体４０とが接触していないが、車両前後方向から見たときには、左側フロントサイドフレーム２の各板部２１〜２４の前端部と、クラッシュカン本体４０の各壁部４１〜４４の後端部とが互いに重複するような位置関係となる。また、車両前後方向から見たときに、左側フロントサイドフレーム２の各板部２１〜２４の前端部と、クラッシュカン本体４０の各壁部４１〜４４の後端部とが完全に重複していなくてもよく、板厚の半分程度のずれは許容される。

また、クラッシュカン本体４０の上壁部４１及び下壁部４２の前側の縁部は、後側の縁部と略平行となるように、左右方向に延びている。これにより、クラッシュカン本体４０の前端面は上下及び左右方向に延びる面となり、この前端面には、変形誘起部材９０が取り付けられるようになっている。

図１０に示すように、クラッシュカン本体４０の内部には、内側壁部４４から外側壁部４３まで延びる上側横壁部４６及び下側横壁部４７が上下方向に互いに間隔をあけて設けられるとともに、上壁部４１から上側横壁部４６まで上下方向に延びる上側縦壁部４８と、下壁部４２から下側横壁部４７まで上下方向に延びる下側縦壁部４９とが設けられている。すなわち、上側横壁部４６は、内側壁部４４の上下方向中央部よりも上側の部位から外側壁部４３の上下方向中央部よりも上側の部位まで左右方向に延びるとともに、上壁部４１と略平行にクラッシュカン本体４０の前端部から後端部まで延びている。下側横壁部４７は、内側壁部４４の上下方向中央部よりも下側の部位から外側壁部４３の上下方向中央部よりも下側の部位まで左右方向に延びるとともに、下壁部４２と略平行にクラッシュカン本体４０の前端部から後端部まで延びている。上側横壁部４６及び下側横壁部４７により、クラッシュカン本体４０の内部が上下方向に３つの空間、即ち上側空間Ｒ１、中央空間Ｒ２及び下側空間Ｒ３に区画される。この実施形態では、上側空間Ｒ１、中央空間Ｒ２及び下側空間Ｒ３の上下方向の寸法は略同じに設定されている。

上側横壁部４６及び下側横壁部４７の高さと、左側フロントサイドフレーム２の外側凹条部２３ａ及び内側凹条部２４ａの高さとは略同一となるように設定されている。具体的には、上側横壁部４６の高さは、外側凹条部２３ａを構成している上部２３ｂ及び内側凹条部２４ａを構成している上部２４ｂと略同一高さに設定されている。下側横壁部４７の高さは、外側凹条部２３ａを構成している下部２３ｃ及び内側凹条部２４ａを構成している下部２４ｃと略同一高さに設定されている。

上側縦壁部４８は、上壁部４１の左右方向中央部から上側横壁部４６の左右方向中央部まで上下方向に延びるとともに、左右両側壁部４３、４４と略平行にクラッシュカン本体４０の前端部から後端部まで延びている。上側縦壁部４８によって上側空間Ｒ１が左右方向に２つに区画されている。下側縦壁部４９は、下壁部４２の左右方向中央部から下側横壁部４７の左右方向中央部まで上下方向に延びるとともに、左右両側壁部４３、４４と略平行にクラッシュカン本体４０の前端部から後端部まで延びている。下側縦壁部４９によって下側空間Ｒ３が左右方向に２つに区画されている。

上壁部４１と下壁部４２とは略同じ肉厚であり、また、外側壁部４３と内側壁部４４とは略同じ肉厚である。さらに、上側横壁部４６と下側横壁部４７とは略同じ肉厚であり、また、上側縦壁部４８と下側縦壁部４９とは略同じ肉厚である。

変形誘起部材９０は、クラッシュカン本体４０の前端部に沿って上下方向に延びる本体側板部９１と、バンパービーム６の後端部に沿って上下方向に延びるビーム側板部９２と、脆弱部９３とを備えており、脆弱部９３は、変形誘起部材９０の車幅方向内側にのみ設けられている。本体側板部９１は、クラッシュカン本体４０の前端部に対して例えば溶接等により取り付けられている。ビーム側板部９２は、バンパービーム６の後端部に対して例えば溶接等により取り付けられている。

本体側板部９１は、クラッシュカン本体４０の前端部に沿っているので、車幅方向と略平行に延びる一方、ビーム側板部９２は、バンパービーム６における傾斜した部分の後端部に沿っているので、車幅方向内側ほど前側に位置するように傾斜している。従って、ビーム側板部９２は、車幅方向内側ほど本体側板部９１から前後方向に離れるように配置されることになり、図８等に示すようにビーム側板部９２と本体側板部９１との間には空間Ｔが形成され、この空間Ｔは上下方向に開放されている。空間Ｔを上下方向に開放したので、後述する衝撃荷重の入力時に変形誘起部材９０が前後方向に変形し易くなる。

脆弱部９３は、ビーム側板部９２及び本体側板部９１の車幅方向内側同士を連結する板状に形成されており、ビーム側板部９２及び本体側板部９１の上部から下部まで連続して設けられている。また、この脆弱部９３は、ビーム側板部９２及び本体側板部９１の間で車幅方向に屈曲している。具体的には、脆弱部９３は、空間Ｔの内方（車幅方向外側）へ向けて屈曲している。つまり、脆弱部９３は、本体側板部９１の前面に固定され、前側ほど車幅方向外側に位置するように傾斜した後側板部９３ａと、ビーム側板部９２の後面に固定され、後側ほど車幅方向外側に位置するように傾斜して上記後側板部９３ａの前端部と連続する前側板部９３ｂとを有している。後側板部９３ａと前側板部９３ｂとは１枚の板材をプレス成形することによって一体成形することができるが、これに限らず、２枚の板材を結合するようにしてもよい。

尚、脆弱部９３は、車幅方向内側に向けて屈曲させてもよい。また、脆弱部９３は、車幅方向外側へ湾曲させてもよいし、車幅方向内側へ湾曲させてもよい。脆弱部９３は、複数屈曲させた形状であってもよい。また、脆弱部９３は、例えば貫通孔や切欠部、薄肉部を有する板状であってもよく、クラッシュカン本体４０の内側壁部４４の座屈荷重よりも低い荷重で前後方向に変形するように構成されていればよい。脆弱部９３が屈曲ないし湾曲していることで、後述する衝撃荷重の入力時に脆弱部９３が前後方向に突っ張るようになるのを防止することができる。

また、クラッシュカン本体４０の上側横壁部４６、下側横壁部４７、上側縦壁部４８及び下側縦壁部４９は省略してもよい。

（バンパービームの構成）
図１に示すように、バンパービーム６は、互いに上下方向に離れて左右方向に延びる上板部６１及び下板部６２と、上板部６１及び下板部６２の前端部同士を繋ぐように上下方向に延びる前板部６３と、上板部２１及び下板部２２の後端部同士を繋ぐように上下方向に延びる後板部６４とを有しており、全体として略矩形状に近い断面形状となっている。上板部６１及び下板部６２の前後方向の寸法よりも、前板部６３及び後板部６４の上下方向の寸法の方が長く設定されている。

バンパービーム６もクラッシュカン本体４０と同様に押出成形部材とすることができるが、これに限られるものではなく、プレス成形された板材で構成されたものであってもよい。バンパービーム６は、平面視で全体として湾曲するように形成されており、車幅方向外側ほど後側に位置するような形状、即ち、車幅方向中央部が最も前に位置するような形状となっている。このようなバンパービーム６の形状は、車両デザインの関係から決定されている。また、バンパービーム６は、車幅方向外側ほど後側に位置するように平面視で傾斜した形状であってもよい。

バンパービーム６の内部には、前板部６３から後板部６４まで延びる上側横板部６６及び下側横板部６７が上下方向に互いに間隔をあけて設けられている。上側横板部６６は、前板部６３の上下方向中央部よりも上側の部位から後板部６４の上下方向中央部よりも上側の部位まで前後方向に延びるとともに、上板部６１と略平行にバンパービーム６の左端部から右端部まで延びている。下側横板部６７は、前板部６３の上下方向中央部よりも下側の部位から後板部６４の上下方向中央部よりも下側の部位まで前後方向に延びるとともに、下板部６２と略平行にバンパービーム６の左端部から右端部まで延びている。

上側横板部６６及び下側横板部６７により、バンパービーム６の内部が上下方向に３つの空間、即ち上側空間Ｓ１、中央空間Ｓ２及び下側空間Ｓ３に区画される。この実施形態では、上側空間Ｓ１、中央空間Ｓ２及び下側空間Ｓ３の上下方向の寸法は略同じに設定されている。上側横板部６６及び下側横板部６７の高さは、それぞれ、クラッシュカン本体４０の上側横壁部４６及び下側横壁部４７の高さと略一致している。

また、前板部６３及び後板部６４の肉厚は、略等しくなっており、上板部６１、下板部６２、上側横板部６６及び下側横板部６７の肉厚と比較して厚く設定されている。上板部６１、下板部６２、上側横板部６６及び下側横板部６７の肉厚は略等しい。

（実施形態の作用効果）
次に、上記のように構成された車両の衝撃吸収構造１の作用効果について説明する。車両が低車速（例えば１５ｋｍ／ｈ以下）で正面衝突したとき（軽衝突時）のように、前方から所定以下の衝撃荷重が入力した場合について説明する。前方からの衝撃荷重は、図示しないフロントバンパ等を介してバンパービーム６に入力し、このバンパービーム６から左側クラッシュカン４及び右側クラッシュカン５に圧縮力が作用する。尚、衝突の状況によっては、左側クラッシュカン４にのみ圧縮力が作用する場合や、右側クラッシュカン５にのみ圧縮力が作用する場合がある。

左側クラッシュカン４及び右側クラッシュカン５は、左側フロントサイドフレーム２及び右側フロントサイドフレーム３に取り付けられているので、バンパービーム６と、左側フロントサイドフレーム２及び右側フロントサイドフレーム３との間で圧縮力を受ける。このとき、左側フロントサイドフレーム２の前端部における上部には稜線部２ａ、２ｂが形成され、また、下部には稜線部２ｃ、２ｄが形成されていて、左側フロントサイドフレーム２の前端部における上部及び下部には平板な部分に比べて強度の高い部分が２箇所ずつ存在することになり、これにより、フロントサイドフレーム２の前端部における上部及び下部の強度が高まっている。

一方、クラッシュカン本体４０も左側フロントサイドフレーム２の前端部と同様に上部及び下部に稜線部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが形成されているので、クラッシュカン本体４０の上部及び下部の強度が高まっている。しかも、クラッシュカン本体４０の上部の強度は、上側横壁部４６及び上側縦壁部４８によって更に高まっており、また、クラッシュカン本体４０の下部の強度も、下側横壁部４７及び下側縦壁部４９によって更に高まっている。

そして、左側フロントサイドフレーム２の各板部２１〜２４の前端部と、クラッシュカン本体４０の各壁部４１〜４４の後端部とがそれぞれ重複することで、左側フロントサイドフレーム２の上部の強度の高い部分と、クラッシュカン本体４０の上部の強度の高い部分とが対応する位置関係になるとともに、左側フロントサイドフレーム２の下部の強度の高い部分と、クラッシュカン本体４０の下部の強度の高い部分とも対応する位置関係になる。

これにより、バンパービーム６を介して左側クラッシュカン４に衝撃荷重が入力した際に、クラッシュカン本体４０の後端部を左側フロントサイドフレーム２の前端部で強固に、かつ、安定的に支持することが可能になるので、左側クラッシュカン４が意図しない方向に変位してしまうのが抑制され、左側クラッシュカン４がバンパービーム６と左側フロントサイドフレーム２との間で潰れ変形して所期のエネルギ吸収性能が発揮される。右側クラッシュカン５も同様である。

また、例えばバンパービーム６の車幅方向中間部に衝突荷重が入力された場合に、バンパービーム６における湾曲ないし傾斜した部分が左側クラッシュカン４の前端部に取り付けられているので、変形開始の初期段階では、左側クラッシュカン４の内側に対して外側よりも早期に荷重が入力する。この荷重入力時、変形誘起部材９０の車幅方向内側には脆弱部９３が設けられていて車幅方向内側が弱くなっているので、左側クラッシュカン４の車幅方向内側が変形しやすくなる。このとき、変形誘起部材９０はクラッシュカン本体４０とは別部材であることから、クラッシュカン本体４０によるエネルギ吸収性能を犠牲にすることなく、左側クラッシュカン４の車幅方向内側の変形を狙い通りに誘起して左側クラッシュカン４を潰れ変形させることが可能になる。これにより、左側フロントサイドフレーム２の車幅方向内側に対して大きな荷重が伝達するのが抑制されるので、左側フロントサイドフレーム２の車幅方向内側の変形が抑制される。右側クラッシュカン５も同様である。

以上より、軽衝突時における左側フロントサイドフレーム２及び右側フロントサイドフレーム３の変形が抑制される。

（その他の実施形態）
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

上記実施形態では、左側フロントサイドフレーム２及び右側フロントサイドフレーム３がプレス成形された板材で構成されている場合について説明したが、これに限らず、押出成形部材で構成されていてもよい。

以上説明したように、本発明に係る車両の衝撃吸収構造は、例えば乗用自動車の前部に設けることができる。

１ 車両の衝撃吸収構造
２、３ フロントサイドフレーム
４、５ クラッシュカン
６ バンパービーム
４０ クラッシュカン本体
４１ 上壁部
４２ 下壁部
４３ 外側壁部
４４ 内側壁部
９０ 変形誘起部材
９１ 本体側板部
９２ ビーム側板部
９３ 脆弱部
Ｔ 空間

Claims (6)

1. 車両の左右両側にそれぞれ配設されて車両前後方向に延びるフロントサイドフレームの車両前端部にクラッシュカンがそれぞれ取り付けられ、該左右のクラッシュカンの車両前端部に車幅方向に延びるバンパービームが取り付けられた車両の衝撃吸収構造において、
   上記クラッシュカンは、車両前後方向に延びるクラッシュカン本体と、該クラッシュカン本体の前端部に取り付けられる別部材からなる変形誘起部材とを備え、
   上記バンパービームは、平面視で車幅方向外側ほど車両後側に位置するように湾曲ないし傾斜するように形成され、該バンパービームにおける湾曲ないし傾斜した部分が上記変形誘起部材の車両前端部に取り付けられ、
   上記変形誘起部材の車幅方向内側には、脆弱部が設けられていることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
2. 請求項１に記載の車両の衝撃吸収構造において、
   上記変形誘起部材は、上記クラッシュカン本体の車両前端部に沿って上下方向に延びる本体側板部と、上記バンパービームの車両後端部に沿って上下方向に延びるビーム側板部とを備え、
   上記ビーム側板部は、車幅方向内側ほど上記本体側板部から車両前後方向に離れるように配置され、上記脆弱部は、上記ビーム側板部及び上記本体側板部の車幅方向内側同士を連結することを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
3. 請求項２に記載の車両の衝撃吸収構造において、
   上記脆弱部は、上記ビーム側板部及び上記本体側板部の間で車幅方向に屈曲していることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
4. 請求項２または３に記載の車両の衝撃吸収構造において、
   上記ビーム側板部と上記本体側板部との間に形成される空間は、上下方向に開放されていることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
5. 請求項２から４のいずれか１つに記載の車両の衝撃吸収構造において、
   上記脆弱部は、上記ビーム側板部及び上記本体側板部の上部から下部まで連続して設けられていることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の車両の衝撃吸収構造において、
   上記変形誘起部材は、上記クラッシュカン本体よりも低強度であることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。

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