JP2021134913A - 荷重吸収部材及び車両荷重吸収構造 - Google Patents

荷重吸収部材及び車両荷重吸収構造 Download PDF

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康秀 松尾
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綾加 各務
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Hatsumi Matsui
初美 松井
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正哉 三浦
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Abstract

【課題】荷重の入力による両本体部の接着部分での剥離の発生を抑制できる荷重吸収部材及び車両荷重吸収構造を得る。【解決手段】本クラッシュボックス10では、第1本体部16の第1本体上部20の車両前側端から第1延出部34が延出され、第2本体部18の第2本体下部70の車両前側端から第2延出部84が延出される。第1本体部16及び第2本体部18の車両前側端に衝突荷重が伝わると、第1延出部34には車両下側の回転モーメントが作用し、第2延出部84には車両上側の回転モーメントが作用する。これによって、第1本体部16の第1左側接着部24及び第1右側接着部28と第2本体部18と第2左側接着部74及び第2右側接着部78との剥離を抑制できる。【選択図】図1

Description

本発明は、車両衝突時等に作用した荷重の少なくとも一部を吸収する荷重吸収部材及びこのような荷重吸収部材の一態様であるクラッシュボックスが適用された車両荷重吸収構造に関する。
例えば、下記特許文献1に開示されたエネルギー吸収部材は、繊維強化樹脂材料によって円筒形状に形成されている。このエネルギー吸収部材の貫通方向は、車両前後方向とされ、車両前面衝突時にフロントバンパビーム入力された衝突荷重は、荷重伝達部材を介してエネルギー吸収部材の車両前側端部に伝えられる。
エネルギー吸収部材に伝わった衝突荷重の大きさが、エネルギー吸収部材の車両前後方向(貫通方向)の圧縮荷重に対する機械的強度を上回っていると、エネルギー吸収部材は、変形する。また、衝突荷重によるエネルギー吸収部材の変形は、荷重伝達部材に設けられた第1の壁部等によって制御され、これによって、エネルギー吸収部材は、衝突荷重によって車両前側から圧縮されるように変形される。
ところで、上記のエネルギー吸収部材の貫通方向に対して直交する方向に開口した断面U字形状の複数の本体部を互いに対向させた状態で接着することによりエネルギー吸収部材を形成することが考えられている。このような構成のエネルギー吸収部材では、上記のような衝突荷重がエネルギー吸収部材に入力されると、両本体部における接着部分が剥離されるようにエネルギー吸収部材が変形されることがある。
特開2017−227276号公報
本発明は、上記事実を考慮して、荷重の入力による両本体部の接着部分での剥離の発生を抑制できる荷重吸収部材及び車両荷重吸収構造を得ることが目的である。
請求項1に記載の荷重吸収部材は、各々が繊維強化樹脂材によって形成されると共に互いに一体とされることによって所定の方向へ貫通した閉断面形状に形成され、前記貫通方向の荷重によって前記貫通方向に変形することによって前記荷重の少なくとも一部を吸収する一対の本体部と、前記一対の本体部の各々に設定され、互いに対向されて接着されることによって一方の前記本体部と他方の前記本体部とが一体にされる接着部と、前記本体部における前記荷重の入力位置よりも一方の前記本体部の前記接着部と他方の前記本体部の前記接着部とは反対側で一対の前記本体部の少なくとも一方から前記荷重の入力位置よりも前記荷重の方向とは反対側へ延出された延出部と、を備えている。
請求項1に記載の荷重吸収部材は、一対の本体部の一方の接着部と他方の本体部の接着部とが対向された状態で接着されることによって所定の方向へ貫通した閉断面形状に形成される。貫通方向の荷重が荷重吸収部材に入力されると、両本体部は、当該荷重によって貫通方向に変形され、これによって、荷重の少なくとも一部が吸収される。
一方、本荷重吸収部材は、延出部を備えている。延出部は、一対の本体部の少なくとも一方に設けられ、上記の荷重の入力位置よりも一方の本体部の接着部の他方の本体部の接着部とは反対側で上記の荷重の入力位置よりも荷重の方向とは反対側へ延出される。このため、本体部に上記の荷重が作用した場合には、延出部が上記の荷重に基づいた回転モーメントの腕として機能する。
このように延出部に作用した回転モーメントは、一方の本体部の接着部を他方の本体部の接着部の側へ移動させる、すなわち、両接着部を密着させるように作用する。これによって、両本体部の接着部が、車両衝突時に本荷重吸収部材に入力された荷重によって剥離されることを抑制できる。
請求項2に記載の荷重吸収部材は、請求項1に記載の荷重吸収部材において、前記延出部は、一対の前記本体部の双方に設けられている。
請求項2に記載の荷重吸収部材では、延出部が一対の本体部の双方に設けられる。このため、車両衝突時の荷重が本荷重吸収部材に入力されると、一方の本体部の延出部に作用する回転モーメントは、一方の本体部の接着部を他方の本体部の接着部へ押し付けるよう作用する。これに対して、他方の本体部の延出部に作用する回転モーメントは、他方の本体部の接着部を一方の本体部の接着部へ押し付けるよう作用する。
すなわち、本荷重吸収部材では、両延出部に作用する回転モーメントは、両接着部を互いに密着させるように作用する。このため、車両衝突時に本荷重吸収部材に入力された荷重によって両接着部が剥離されることを効果的に抑制できる。
請求項3に記載の荷重吸収部材は、請求項1又は請求項2に記載の荷重吸収部材において、一対の前記本体部の少なくとも一方の前記接着部から他方の前記本体部の前記接着部の側又は反対側へ延出され、他方の前記本体部の前記接着部から一方の前記本体部の前記接着部が離れる方向への一方の前記本体部の前記接着部の変形に抗する剛性を補う補強部を備えている。
請求項3に記載の荷重吸収部材では、一対の本体部の少なくとも一方の接着部には補強部が設けられる。補強部は、一方の本体部の接着部から他方の本体部の接着部の側又は一方の本体部の接着部から他方の本体部の接着部とは反対側へ延出される。この補強部が一方の接着部に設けられることによって、一方の本体部の接着部の剛性が補われ、他方の本体部の接着部から離れる方向への一方の本体部の接着部の変形が抑制される。
請求項4に記載の車両荷重吸収構造は、各々が繊維強化樹脂材によって形成された一対の本体部の各接着部が車両上下方向に互いに対向された状態で互いに接着されることによって車両前後方向に貫通した閉断面形状に形成され、車両前後方向の外側からの荷重によって車両前後方向に圧縮変形されることによって前記荷重の少なくとも一部を吸収すると共に、前記荷重の入力位置よりも車両上下方向側で一対の前記本体部の少なくとも一方から前記荷重の入力位置よりも車両前後方向外側へ延出部が延出されたクラッシュボックスと、前記クラッシュボックスの車両前後方向内側に設けられ、前記荷重を受けた前記クラッシュボックスを車両前後方向内側から支持する支持部材と、前記クラッシュボックスの車両前後方向外側に設けられ、前記荷重を前記クラッシュボックスへ伝えるバンパリインフォースと、を備えている。
請求項4に記載の車両荷重吸収構造では、クラッシュボックスが一対の本体部を含んで構成される。これらの一対の本体部の一方の接着部と他方の本体部の接着部とが接着されることによってクラッシュボックスは、車両前後方向に貫通した閉断面形状に形成される。クラッシュボックスの車両前後方向外側には、バンパリインフォースが設けられており、車両衝突時の車両前後方向外側からの荷重がバンパリインフォースを介してクラッシュボックスに伝わる。クラッシュボックスの車両前後方向内側には支持部材が設けられており、上記の荷重がクラッシュボックスに伝わると、クラッシュボックスは、支持部材によって車両前後方向内側から支持される。
この状態で、上記の荷重が、クラッシュボックスの車両前後方向の圧縮荷重に対する機械的強度を上回っていると、クラッシュボックスが車両前後方向に圧縮されるように変形される。上記の荷重の少なくとも一部は、上記のクラッシュボックスの変形に供され、これによって、上記の荷重の少なくとも一部が吸収される。
ここで、クラッシュボックスには延出部が設けられている。延出部は、クラッシュボックスの本体部における上記の荷重の入力位置よりも車両上下方向側で一対の本体部の少なくとも一方から上記の荷重の入力位置よりも車両前後方向外側(すなわち、上記の荷重の方向とは反対側)へ延出される。上記の荷重がクラッシュボックスの本体部に入力された場合には、延出部は、回転モーメントの腕として作用する。延出部に作用した回転モーメントは、車両上下方向に一対の本体部を互いに密着させるように作用する。これによって、両本体部の接着部が、車両衝突時にクラッシュボックスに入力された荷重によって剥離されることを抑制できる。
請求項5に記載の車両荷重吸収構造は、請求項4に記載の車両荷重吸収構造において、前記延出部は、一対の前記本体部のうち、車両上側の前記本体部から前記バンパリインフォースの車両上側へ延出され、車両下側の前記本体部から前記バンパリインフォースの車両下側へ延出されている。
請求項5に記載の車両荷重吸収構造では、クラッシュボックスの一対の本体部のうち車両上側の本体部からバンパリインフォースの車両上側へ延出部が延出され、一対の本体部のうち車両下側の本体部からバンパリインフォースの車両下側へ延出部が延出される。このため、車両衝突時の荷重が本車両荷重吸収構造に入力されると、一方の本体部の延出部に作用する回転モーメントは、一方の本体部の接着部を他方の本体部の接着部へ押し付けるよう作用する。これに対して、他方の本体部の延出部に作用する回転モーメントは、他方の本体部の接着部を一方の本体部の接着部へ押し付けるよう作用する。
すなわち、本車両荷重吸収構造では、両延出部に作用する回転モーメントは、両接着部を互いに密着させるように作用する。このため、車両衝突時にクラッシュボックスに入力された荷重によって両接着部が剥離されることを効果的に抑制できる。
請求項6に記載の車両荷重吸収構造は、請求項4又は請求項5に記載の車両荷重吸収構造において、前記クラッシュボックスは、一対の前記本体部の少なくとも一方の前記接着部から他方の前記本体部の前記接着部の側又は反対側へ延出され、他方の前記接着部から一方の前記接着部が離れる方向への一方の前記接着部の変形に抗する剛性を補う補強部を備えている。
請求項6に記載の車両荷重吸収構造では、一対の本体部の少なくとも一方の接着部からは他方の接着部の側又は反対側へ向けて補強部が延出される。この補強部が接着部に設けられることによって、接着部の剛性が補われ、他方の本体部の接着部から離れる方向への一方の本体部の接着部の変形が抑制される。
請求項7に記載の車両荷重吸収構造は、請求項4から請求項6の何れか1項の車両荷重吸収構造において、前記本体部は、各々が車両前後方向に延び、前記本体部の車幅方向側の部分を構成する一対の脚板部と、前記一対の脚板部の車両前側端の各々から車幅方向外側へ延出されて前記バンパリインフォースの車両後側の面の車両後側に配置されると共に、車両上下方向側から見た前記脚板部に対する角度が90度以下にされた部分を有する対向部と、を有し、車両前側の面が前記バンパリインフォースの車両後側の面に対向された状態で前記バンパリインフォースの車両後側の面へ当接されると共に、車両後側の面が前記対向部の車両前側の面に対向された状態で前記対向部の車両前側の面へ当接され、前記バンパリインフォースから伝わった車両前側からの前記荷重を前記対向部へ伝える荷重伝達部材を備えている。
請求項7に記載の車両荷重吸収構造では、クラッシュボックスの本体部は、一対の脚板部を有している。これらの脚板部は、車両前後方向に延びており本体部の車幅方向側の部分を構成している。これらの脚板部の車両前側端部には対向部が設けられている。対向部は、脚板部の車両前側端から車幅方向外側に延出され、バンパリインフォースの車両後側の面の車両後側に配置される。
バンパリインフォースの車両後側の面とクラッシュボックスの対向部との間には荷重伝達部材が配置される。荷重伝達部材の車両前側の面は、バンパリインフォースの車両後側の面に対向された状態でバンパリインフォースの車両後側の面へ当接される。これに対して、荷重伝達部材の車両後側の面は、クラッシュボックスの対向部の車両前側の面に対向された状態で対向部の車両前側の面へ当接される。したがって、車両の前面衝突時にバンパリインフォースに車両前側から入力された荷重は、荷重伝達部材を介してクラッシュボックスの対向部へ入力される。
ここで、車両上下方向側から見てクラッシュボックスの対向部は、クラッシュボックスの脚板部に対する角度が90度以下にされた部分を有する。このため、クラッシュボックスの貫通方向に対して荷重伝達部材からクラッシュボックスに伝わった荷重の方向の傾斜が小さくなる(又は、傾斜がなくなる)。
以上、説明したように、請求項1に記載の荷重吸収部材は、両本体部の接着部が、車両衝突時に本荷重吸収部材に入力された荷重によって剥離されることを抑制できるため、荷重による本体部の変形を安定させることができる。
また、請求項2に記載の荷重吸収部材では、各本体部の延長部にそれぞれ作用した回転モーメントに両本体部の接着部が互いに密着されるため、車両衝突時に本荷重吸収部材に入力された荷重による両接着部の剥離を効果的に抑制できる。
さらに、請求項3に記載の荷重吸収部材では、一方の本体部の接着部の剛性が補強部によって補われ、他方の本体部の接着部から離れる方向への一方の本体部の接着部の変形が抑制されるため、両接着部が剥離されることを抑制できる。
また、請求項4に記載の車両荷重吸収構造は、クラッシュボックスの両本体部の接着部が、車両衝突時にクラッシュボックスに入力された荷重によって剥離されることを抑制できるため、荷重による本体部の変形を安定させることができる。
さらに、請求項5に記載の車両荷重吸収構造では、各本体部の延長部にそれぞれ作用した回転モーメントに両本体部の接着部が互いに密着されるため、車両衝突時にクラッシュボックスに入力された荷重による両接着部の剥離を効果的に抑制できる。
また、請求項6に記載の車両荷重吸収構造では、接着部の剛性が補強部によって補われ、他方の本体部の接着部から離れる方向への一方の本体部の接着部の変形が抑制されるため、両接着部が剥離されることを抑制できる。
さらに、請求項7に記載の車両荷重吸収構造では、クラッシュボックスの貫通方向に対して荷重伝達部材からクラッシュボックスに伝わった荷重の方向の傾斜が小さくなる(又は、傾斜がなくなる)。このため、クラッシュボックスに伝わった荷重によるクラッシュボックスの変形を制御でき、クラッシュボックスの貫通方向にクラッシュボックスを圧縮するような変形をクラッシュボックスに生じさせることができる。
第1の実施の形態に係る荷重吸収部材の車両前左側からの斜視図である。 第1の実施の形態に係る荷重吸収部材(第1の実施の形態に係る車両荷重吸収構造)の車両上側からの平面図である。 第1の実施の形態に係る荷重吸収部材(第1の実施の形態に係る車両荷重吸収構造)の車両左側からの側面図である。 図2の4−4線に沿って切った断面図である。 図3の5−5線に沿って切った断面図である。 第2の実施の形態に係る荷重吸収部材の車両前左側からの斜視図である。
次に、本発明の各実施の形態を図1から図6の各図に基づいて説明する。なお、各図において、矢印FRは、荷重吸収部材としてのクラッシュボックス10(車両荷重吸収構造)が適用された車両の車両前側を示し、矢印LHは、車両左側を示し、矢印UPは、車両上側を示す。また、以下の各実施の形態では、車両右側に配置されるクラッシュボックス10について説明する。しかしながら、一例としては、例えば、以下に説明するクラッシュボックス10を左右対称の構成にすることで車両左側に配置されるクラッシュボックス10に適用できる。
<第1の実施の形態の構成>
図1から図5の各々に適宜に示されるように、第1の実施の形態に係るクラッシュボックス10は、全体的に車両前後方向に貫通した筒状とされ、車両の骨格部材(構造部材)として支持部材を構成する車両右側のフロントサイドメンバ12(図2及び図3参照)の車両前側に配置される。また、クラッシュボックス10の車両前側には、車両のバンパリインフォース14が配置される。
図1及び図3に示されるように、クラッシュボックス10は、第1本体部16と第2本体部18とを備えている。第1本体部16及び第2本体部18の各々は、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの合成樹脂材料に、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維を複合して強度を向上させた繊維強化樹脂材料によって形成された板材をプレス成形することによって形成されている。
第1本体部16は、第1本体上部20、脚板部としての一対の第1脚板部22、接着部としての第1左側接着部24、補強部としての第1左側補強部26、接着部としての第1右側接着部28、補強部としての第1右側補強部30、第1後側連結部32、延出部としての第1延出部34を含んで構成されている。
第1本体上部20は、略板状とされ、厚さ方向一方の側である車両下側で概ね車両前後方向を軸方向とする軸周り方向に湾曲されている。このため、第1本体上部20を車両前後方向に対して直交する方向に切った第1本体上部20の断面形状は、車両下側へ向けて開口した略逆U字形状とされている。
一対の第1脚板部22の一方は、第1本体上部20の車両左側端から車両下側へ向けて延出されており、他方の第1脚板部22は、第1本体上部20の車両右側端から車両下側へ向けて延出されている。これらの第1脚板部22は、板状とされており、第1脚板部22の厚さ方向は、概ね、車両左右方向とされている。
これらの第1脚板部22の車両前側端部には、対向部としての第1前側連結部36が設けられている。詳細には、図5に示されるように、車両左側の第1前側連結部36は、右側部分38、中央側部分40、左側部分42によって構成されている。車両左側の第1前側連結部36の右側部分38は、車両左側の第1脚板部22の車両前側端から車両左側へ延出されており、右側部分38は、バンパリインフォース14の車両後側の面に対して車両前後方向に離れている。
ここで、車両左側の第1脚板部22の長手方向である車両左側の第1脚板部22の車両前側端から車両後側端への方向に対する車両左側の第1脚板部22の車両前側端からの右側部分38の延出方向が成す角度θ1は、90度以下とされている。車両左側の第1前側連結部36の中央側部分40は、右側部分38の車両左側端から車両前側に延びている。車両左側の第1前側連結部36の左側部分42は、中央側部分40の車両前側端からはバンパリインフォース14の車両後側面に倣うように車両左側へ延びている。
このため、本実施の形態では、車両左側の第1脚板部22に対して車両左側の第1前側連結部36の左側部分42が成す角度は、車両左側の第1脚板部22に対して車両左側の第1前側連結部36の右側部分38が成す角度θ1よりも大きい。この車両左側の第1前側連結部36の左側部分42には、ボルト等の締結部材が貫通配置されており、この締結部材によって車両左側の第1前側連結部36がバンパリインフォース14に締結固定されている。
ここで、車両左側の第1前側連結部36の右側部分38とバンパリインフォース14との間には、荷重伝達部材としての左側スペーサ44が設けられる。左側スペーサ44は、ブロック状とされ、左側スペーサ44の高さ方向は、概ね、車両上下方向とされている。また、左側スペーサ44は、平面視では、車両右側へ向けて細くなる略三角形状とされている。左側スペーサ44の車両前側面は、バンパリインフォース14の車両後側面に当接されており、左側スペーサ44の車両後側面は、車両左側の第1前側連結部36の右側部分38の車両前側面へ当接されている。
これに対して、車両右側の第1前側連結部36は、左側部分46と右側部分48とによって構成されている。車両右側の第1前側連結部36の左側部分46は、車両右側の第1脚板部22の車両前側端から車両右側へ延出されており、バンパリインフォース14の車両後側の面に対して車両前後方向に離れている。
ここで、車両右側の第1脚板部22の長手方向である車両右側の第1脚板部22の車両前側端から車両後側端への方向に対する車両右側の第1脚板部22の車両前側端からの左側部分46の延出方向が成す角度θ2は、80度以上90度以下とされている。車両右側の第1前側連結部36の右側部分48は、左側部分46の車両右側端からバンパリインフォース14の車両後側面に倣って車両右後側に延びている。この車両右側の第1前側連結部36の右側部分48には、ボルト等の締結部材が貫通配置されており、この締結部材によって車両右側の第1前側連結部36がバンパリインフォース14に締結固定されている。
ここで、車両右側の第1前側連結部36の左側部分46とバンパリインフォース14の車両後側面との間には、荷重伝達部材としての右側スペーサ50が設けられる。右側スペーサ50は、ブロック状とされ、右側スペーサ50の高さ方向は、概ね、車両上下方向とされている。また、右側スペーサ50は、平面視では、車両右側へ向けて細くなる略三角形状とされている。右側スペーサ50の車両前側面は、バンパリインフォース14の車両後側面に当接されており、右側スペーサ50の車両後側面は、車両右側の第1前側連結部36の左側部分46の車両前側面へ当接されている
一方、上記の第1左側接着部24は、車両左側の第1脚板部22及び車両左側の第1前側連結部36に設けられている。図4に示されるように、第1左側接着部24は、第1左側縦片52を備えている。第1左側縦片52は、板状とされ、第1左側縦片52の幅方向は、概ね、車両上下方向とされている。第1左側縦片52は、車両左側の第1脚板部22の車両下側端部及び車両左側の第1前側連結部の車両下側端部の各々から車両下側へ延出されている。
また、第1左側接着部24は、第1左側横片54を備えている。第1左側横片54は、板状とされ、第1左側横片54の厚さ方向は、概ね、車両上下方向とされている。車両左側の第1脚板部22の側では、第1左側横片54は、車両左側の第1脚板部22の車両下側端部から車両左側へ延出されている。これに対して、車両左側の第1前側連結部36の側では、第1左側横片54は、車両左側の第1前側連結部36の車両下側端部から車両後側へ延出されている。
第1左側横片54の第1脚板部22とは反対側及び第1左側横片54の第1前側連結部36とは反対側の各々には、第1左側補強部26が設けられている。第1左側補強部26は、板状に形成されており、第1左側補強部26の幅方向は、概ね、車両上下方向とされている。第1左側補強部26は、第1左側横片54の第1脚板部22とは反対側の端部及び第1左側横片54の第1前側連結部とは反対側の端部から車両上側へ延出されている。
一方、上記の第1右側接着部28は、車両右側の第1脚板部22及び車両右側の第1前側連結部36に設けられている。第1右側接着部28は、第1右側縦片56を備えている。第1右側縦片56は、板状とされ、第1右側縦片56の幅方向は、概ね、車両上下方向とされている。
車両右側の第1脚板部22の側では第1右側縦片56の車両上側部分は、車両右側の第1脚板部22の車両下側端部の車両右側に配置されており、第1右側縦片56は、車両右側の第1脚板部22から連続して形成されている。これに対して、車両右側の第1前側連結部36の側では第1右側縦片56の車両上側部分は、車両右側の第1前側連結部36の車両下側端部の車両後側に配置されており、第1右側縦片56は、車両右側の第1前側連結部36から連続して形成されている。
第1右側縦片56の車両下側には、第1右側横片58が設けられている。第1右側横片58は、板状とされ、第1右側横片58の厚さ方向は、概ね、車両上下方向とされている。車両右側の第1脚板部22の側では、第1右側横片58は、第1右側縦片56の車両下側の端部から車両右側へ延出されており、車両右側の第1前側連結部36の側では、第1右側横片58は、第1右側縦片56の車両下側の端部から車両後側へ延出されている。
第1右側横片58の第1脚板部22とは反対側及び第1右側横片58の第1前側連結部36とは反対側の各々には、第1右側補強部30が設けられている。第1右側補強部30は、板状に形成されており、第1右側補強部30の幅方向は、概ね、車両上下方向とされている。第1右側補強部30は、第1右側横片58の第1脚板部22とは反対側の端部及び第1右側横片58の第1前側連結部とは反対側の端部から車両上側へ延出されている。
以上の構成の第1本体部16の車両後側には第1後側連結部32が設けられている。第1後側連結部32は、板状とされ、第1後側連結部32の厚さ方向は、概ね、車両前後方向とされている。第1後側連結部32は、第1本体部16の車両後側端から、第1本体部16の車両上側や車両左右方向外側へ延出されている。第1後側連結部32には、第1後側連結部32の厚さ方向に貫通した第1後側孔部60が形成されている。第1後側孔部60には、例えば、ボルト等の締結部材が貫通配置され、この締結部材によって第1後側連結部32は、本クラッシュボックス10の車両後側に配置されるフロントサイドメンバ12へ締結固定される。
また、図1、図2、図3の各図に示されるように、第1本体部16は、第1延出部34を備えている。第1延出部34は、第1本体部16の第1本体上部20及び車両左右方向両側の第1前側連結部36の車両上側端部から車両前側へ延出されている。第1延出部34は、バンパリインフォース14の車両上側面に対して車両上下方向に対向するように配置されている。第1延出部34の幅方向は、概ね、車両左右方向とされている。第1延出部34の幅寸法は、車両前側へ短くなっており、このため、第1延出部34は、平面視で略台形状とされている。第1延出部34の幅方向両側部分は、概ね、平板状とされている。
一方、図1、図2、図4の各図で適宜に示されるように、第2本体部18は、第2本体下部70、脚板部としての一対の第2脚板部72、接着部としての第2左側接着部74、補強部としての第2左側補強部76、接着部としての第2右側接着部78、補強部としての第2右側補強部80、第2後側連結部82、延出部としての第2延出部84を含んで構成されている。
第2本体下部70は、略板状とされ、厚さ方向他方の側である車両上側で概ね車両前後方向を軸方向とする軸周り方向に湾曲されている。このため、第2本体下部70を車両前後方向に対して直交する方向に切った第2本体下部70の断面形状は、車両上側へ向けて開口した略U字形状とされている。
一対の第2脚板部72の一方は、第2本体下部70の車両左側端から車両上側へ向けて延出されており、他方の第2脚板部72は、第2本体下部70の車両左右側端から車両上側へ向けて延出されている。これらの第2脚板部72は、板状とされており、第2脚板部72の厚さ方向は、概ね、車両左右方向とされている。
これらの第2脚板部72の車両前側端部には、対向部としての第2前側連結部86が設けられている。車両左側の第2前側連結部86は、車両左側の第2脚板部72の車両前側端から車両左側へ延出されている。図面に基づく詳細な説明は、省略するが、車両左側の第2前側連結部86は、上述した第1本体部16の車両左側の第1前側連結部36の右側部分38、中央側部分40、左側部分42に対応する右側部分、中央側部分、左側部分を備えている。さらに、車両左側の第2前側連結部86の右側部分とバンパリインフォース14との間には、上記の左側スペーサ44が設けられており、左側スペーサ44の車両後側面が第2前側連結部86の右側部分の車両前側面へ当接されている。
また、車両右側の第2前側連結部86は、車両右側の第2脚板部72の車両前側端から車両左側へ延出されている。図面に基づく詳細な説明は、省略するが、車両右側の第2前側連結部86は、上述した第1本体部16の車両右側の第1前側連結部36の左側部分46、右側部分48に対応する左側部分、右側部分を備えている。さらに、車両左側の第2前側連結部86の左側部分とバンパリインフォース14との間には、上記の右側スペーサ50が設けられており、右側スペーサ50の車両後側面が第2前側連結部86の左側部分の車両前側面へ当接されている。
一方、上記の第2左側接着部74は、車両左側の第2脚板部72及び車両左側の第2前側連結部86に設けられている。図4に示されるように、第2左側接着部74は、第2左側縦片88を備えている。第2左側縦片88は、板状とされ、第2左側縦片88の幅方向は、概ね、車両上下方向とされている。
車両左側の第2脚板部72の側では第2左側縦片88の車両下側部分は、車両左側の第2脚板部72の車両上側端部の車両左側に配置されている。第2脚板部72側の第2左側縦片88は、車両左側の第2脚板部72から連続して形成されており、第2左側縦片88の車両上側部分は、第1本体部16に第1脚板部22側の第1左側接着部24の第1左側縦片52に対して車両左側で対向されている。
これに対して、車両左側の第2前側連結部86の側では第2左側縦片88の車両下側部分は、車両左側の第2前側連結部86の車両上側端部の車両後側に配置されている。第2前側連結部86側の第2左側縦片88は、車両左側の第2前側連結部86から連続して形成されており、第2左側縦片88の車両上側部分は、第1本体部16に第1脚板部22側の第1左側接着部24の第1左側縦片52に対して車両後側で対向されている。
第2左側縦片88の車両上側には、第2左側横片90が設けられている。第2左側横片90は、板状とされ、第2左側横片90の厚さ方向は、概ね、車両上下方向とされている。車両左側の第2脚板部72の側では、第2左側横片90は、第2左側縦片88の車両上側の端部から車両左側へ延出されており、車両左側の第2前側連結部86の側では、第2左側横片90は、第2左側縦片88の車両上側の端部から車両後側へ延出されている。この第2左側縦片88と第1本体部16の第1左側接着部24の第1左側横片54とは、車両上下方向に対向されており、接着剤によって互いに一体的に接着されている。
第2左側横片90の第2脚板部72とは反対側及び第2左側横片90の第2前側連結部86とは反対側の各々には、第2左側補強部76が設けられている。第2左側補強部76は、板状に形成されており、第2左側補強部76の幅方向は、概ね、車両上下方向とされている。第2左側補強部76は、第2左側横片90の第2脚板部72とは反対側の端部及び第2左側横片90の第2前側連結部とは反対側の端部から車両下側へ延出されている。
一方、上記の第2右側接着部78は、車両右側の第2脚板部72及び車両右側の第2前側連結部86に設けられている。図4に示されるように、第2右側接着部78は、第2右側縦片92を備えている。第2右側縦片92は、板状とされ、第2右側縦片92の幅方向は、概ね、車両上下方向とされている。第2右側縦片92は、車両右側の第2脚板部72の車両上側端部及び車両右側の第2前側連結部の車両上側端部の各々から車両上側へ延出されている。第2右側縦片92の車両上側端は、第1本体部16の車両右側の第1脚板部22の車両下側端に対して車両上下方向に対向されている。
また、第2右側接着部78は、第2右側横片94を備えている。第2右側横片94は、板状とされ、第2右側横片94の厚さ方向は、概ね、車両上下方向とされている。車両右側の第2脚板部72の側では、第2右側横片94は、車両右側の第2脚板部72の車両上側端部から車両右側へ延出されている。これに対して、車両右側の第2前側連結部86の側では、第2右側横片94は、車両右側の第2前側連結部86の車両上側端部から車両後側へ延出されている。第2右側縦片92と、第1本体部16の第1右側接着部28の第1右側横片58とは、車両上下方向に対向されており、接着剤によって互いに一体的に接着されている。
第2右側横片94の第2脚板部72とは反対側及び第2右側横片94の第2前側連結部86とは反対側の各々には、第2右側補強部80が設けられている。第2右側補強部80は、板状に形成されており、第2右側補強部80の幅方向は、概ね、車両上下方向とされている。第2右側補強部80は、第2右側横片94の第2脚板部72とは反対側の端部及び第2右側横片94の第2前側連結部とは反対側の端部から車両下側へ延出されている。
図1に示されるように、以上の構成の第2本体部18の車両後側には第2後側連結部82が設けられている。第2後側連結部82は、板状とされ、第2後側連結部82の厚さ方向は、概ね、車両前後方向とされている。第2後側連結部82は、第2本体部18の車両後側端から、第2本体部18の車両下側や車両左右方向外側へ延出されている。第2後側連結部82には、第2後側連結部82の厚さ方向に貫通した第2後側孔部96が形成されている。第2後側孔部96には、例えば、ボルト等の締結部材が貫通配置され、この締結部材によって第2後側連結部82は、本クラッシュボックス10の車両後側に配置されるフロントサイドメンバ12へ締結固定される。
また、図1及び図3に示されるように、第2本体部18は、第2延出部84を備えている。第2延出部84は、第2本体部18の第2本体下部70及び車両左右方向両側の第2前側連結部86の車両上側端部から車両前側へ延出されている。第2延出部84は、バンパリインフォース14の車両下側面に対して車両上下方向に対向するように配置されている。第2延出部84の幅方向は、概ね、車両左右方向とされている。第2延出部84の幅寸法は、車両前側へ短くなっており、このため、第2延出部84は、平面視で略台形状とされている。第2延出部84の幅方向両側部分は、概ね、平板状とされている。
<第1の実施の形態の作用、効果>
以上の構成のクラッシュボックス10が適用された車両が車両前側の障害物に衝突すると、障害物からの荷重がバンパリインフォース14に入力される。バンパリインフォース14に入力された荷重は、車両前側からの軸力としてクラッシュボックス10に伝わる。クラッシュボックス10の車両後側には車両の車体の骨格部材(構造部材)としてのフロントサイドメンバ12が配置されており、クラッシュボックス10は、フロントサイドメンバ12へ固定されている。このため、上記の荷重が伝わったクラッシュボックス10は、フロントサイドメンバ12によって車両後側から支持される。
車両前側からの軸力としてバンパリインフォース14からクラッシュボックス10に伝わった荷重が、クラッシュボックス10の車両前後方向の圧縮荷重に対する機械的強度を上回ると、クラッシュボックス10の車両前側部分が車両後側部分へ移動するようにクラッシュボックス10が変形(圧壊)される。クラッシュボックス10に伝わった車両前側からの荷重の少なくとも一部は、このようなクラッシュボックス10が変形に供される。これによって、クラッシュボックス10に伝わった車両前側からの荷重の少なくとも一部を吸収でき、クラッシュボックス10からフロントサイドメンバ12に伝わる荷重を小さくできる。
ところで、バンパリインフォース14よりも車両上側では、クラッシュボックス10の第1本体部16における第1本体上部20の車両前側端及び第1前側連結部36の車両上側端から第1延出部34が車両前側へ延出されている。第1前側連結部36を含んだ第1本体部16は、第1延出部34よりも車両下側でバンパリインフォース14と車両前後方向に対向される。このため、第1本体部16におけるバンパリインフォース14からの荷重の入力位置は、第1延出部34よりも車両下側になる。
これにより、バンパリインフォース14から第1本体部16へ荷重が伝わると、第1延出部34は、回転モーメントの腕として作用し、第1延出部34の車両前側部分が車両下側へ回転されるような回転モーメントが第1延出部34に生じる。このため、バンパリインフォース14から第1本体部16へ伝わった荷重によって第1本体部16が車両上側へ移動することを抑制できる。
一方、バンパリインフォース14よりも車両下側では、クラッシュボックス10の第2本体部18における第2本体下部70の車両前側端及び第2前側連結部86の車両下側端から第2延出部84が車両前側へ延出されている。第2前側連結部86を含んだ第2本体部18は、第2延出部84よりも車両下側でバンパリインフォース14と車両前後方向に対向される。このため、第2本体部18におけるバンパリインフォース14からの荷重の入力位置は、第2延出部84よりも車両下側になる。
これにより、バンパリインフォース14から第2本体部18へ荷重が伝わると、第2延出部84は、回転モーメントの腕として作用し、第2延出部84の車両前側部分が車両上側へ回転されるような回転モーメントが第2延出部84に生じる。このため、バンパリインフォース14から第2本体部18へ伝わった荷重によって第2本体部18が車両下側へ移動することを抑制できる。
このように、バンパリインフォース14からクラッシュボックス10に荷重が伝わった際に、第1本体部16では、第1延出部34に車両下側への回転モーメントが生じ、第2本体部18では、第2延出部84に車両上側への回転モーメントが生じる。この回転モーメントは、第1延出部34と第2延出部84とを互いに接近させるように作用する。
したがって、第1本体部16の第1左側接着部24と、第2本体部18の第2左側接着部74とが互いに密着され、第1本体部16の第1右側接着部28と、第2本体部18の第2右側接着部78とが互いに密着される。このため、第1本体部16及び第2本体部18に荷重が入力された際に、第1本体部16の第1左側接着部24と、第2本体部18の第2左側接着部74とが剥離され、第1本体部16の第1右側接着部28と、第2本体部18の第2右側接着部78とが剥離されることを抑制できる。
また、本実施の形態では、第1本体部16に第1左側補強部26及び第1右側補強部30が設けられる。これによって、例えば、図4に示されるように、第1本体部16の車両左側の第1脚板部22と、第1左側接着部24の第1左側横片54と、第1左側補強部26とによって構成される部分を車両前後方向に対して直交する方向に切った断面形状は、車両上側へ開口したU字形状になる。一方、第1右側接着部28の第1右側縦片56と、第1右側接着部28の第1右側横片58と、第1右側補強部30とによって構成される部分を車両前後方向に対して直交する方向に切った断面形状は、車両上側へ開口したU字形状になる。
このため、車幅方向を軸方向とする軸周り方向の車両上側へ第1左側接着部24及び第1右側接着部28を回動させるような荷重に対する剛性が高い。これによって、車両前側からの荷重が第1本体部16に入力された際に、第1左側接着部24及び第1右側接着部28が車両上側へ回動するような第1左側接着部24及び第1右側接着部28の変形を抑制できる。
一方、本実施の形態では、第2本体部18に第2右側補強部80及び第2左側補強部76が設けられる。これによって、例えば、図4に示されるように、第2左側接着部74の第2左側縦片88と、第2左側接着部74の第2左側横片90と、第2左側補強部76とによって構成される部分を車両前後方向に対して直交する方向に切った断面形状は、車両下側へ開口した逆U字形状になる。一方、第2本体部18の車両右側の第2脚板部72と、第2右側接着部78の第2右側横片94と、第2右側補強部80とによって構成される部分を車両前後方向に対して直交する方向に切った断面形状は、車両下側へ開口した逆U字形状になる。
このため、車幅方向を軸方向とする軸周り方向の車両下側へ第2左側接着部74及び第2右側接着部78を回動させるような荷重に対する剛性が高い。これによって、車両前側からの荷重が第2本体部18に入力された際に、第2左側接着部74及び第2右側接着部78が車両下側へ回動するような第2左側接着部74及び第2右側接着部78の変形を抑制できる。
このように、本実施の形態では、第1左側接着部24及び第2左側接着部74の近傍部分で第1左側接着部24と第2左側接着部74とが互いに離れるような変形を抑制でき、第1右側接着部28及び第2右側接着部78の近傍部分で第1右側接着部28と第2右側接着部78とが互いに離れるような変形を抑制できる。これによって、第1本体部16及び第2本体部18に荷重が入力された際に、第1本体部16の第1左側接着部24と、第2本体部18の第2左側接着部74とが剥離され、第1本体部16の第1右側接着部28と、第2本体部18の第2右側接着部78とが剥離されることを抑制できる。
また、第1本体部16の車両左側の第1前側連結部36を構成する右側部分38とバンパリインフォース14の車両後側の面との間には左側スペーサ44が設けられる。左側スペーサ44の車両前側の面は、バンパリインフォース14の車両後側の面に接しており、左側スペーサ44の車両後側の面は、車両左側の第1前側連結部36の右側部分38の車両前側の面に接している。このため、バンパリインフォース14に入力された車両前側からの荷重は、左側スペーサ44を介して車両左側の第1前側連結部36の右側部分38に入力される。
ここで、車両左側の第1脚板部22の車両前側端からの車両左側の第1前側連結部36の右側部分38の延出方向が車両左側の第1脚板部22の長手方向に対して成す角度θ1は、車両左側へ90度以下の範囲とされる。このため、左側スペーサ44から第1前側連結部36の右側部分38へ入力される車両前側からの荷重の方向は、車両左側の第1脚板部22の長手方向に対する傾斜角度が小さくなる。したがって、このような車両前側からの荷重は、車両左側の第1脚板部22に対して車両左側の第1脚板部22の長手方向に沿った圧縮荷重として作用しやすくなる。
一方、第1本体部16の車両右側の第1前側連結部36を構成する左側部分46とバンパリインフォース14の車両後側の面との間には右側スペーサ50が設けられる。右側スペーサ50の車両前側の面は、バンパリインフォース14の車両後側の面に接しており、右側スペーサ50の車両後側の面は、車両右側の第1前側連結部36の左側部分46の車両前側の面に接している。このため、バンパリインフォース14に入力された車両前側からの荷重は、右側スペーサ50を介して車両右側の第1前側連結部36の左側部分46に入力される。
ここで、車両右側の第1脚板部22の車両前側端からの車両右側の第1前側連結部36の左側部分46の延出方向が車両右側の第1脚板部22の長手方向に対して成す角度θ2は、車両右側へ80度以上90度以下の範囲とされる。このため、右側スペーサ50から第1前側連結部36の左側部分46へ入力される車両前側からの荷重の方向は、車両右側の第1脚板部22の長手方向に対する傾斜角度が小さくなる。したがって、このような車両前側からの荷重は、車両右側の第1脚板部22に対して車両右側の第1脚板部22の長手方向に沿った圧縮荷重として作用しやすくなる。
また、詳細な図示に基づく説明は、省略しているが、第2本体部18の両第2前側連結部86は、基本的に第1本体部16の両第1前側連結部36と同様の構成である。したがって、上記のような車両前側からの荷重は、第2本体部18の両第2脚板部72の各々に各第2脚板部72の長手方向に沿った圧縮荷重として作用しやすくなる。
以上のように、本実施の形態では、バンパリインフォース14の長手方向が車幅方向に対して車両前後方向へ傾斜していても、バンパリインフォース14から左側スペーサ44又は右側スペーサ50を介してクラッシュボックス10へ入力される荷重は、クラッシュボックス10の第1本体部16の両第1脚板部22及び第2本体部18の両第2脚板部72の長手方向に沿った圧縮荷重としてクラッシュボックス10に入力されやすくなる。これにより、クラッシュボックス10は、車両前面衝突時の車両前側からの荷重によってクラッシュボックス10の貫通方向に圧縮変形されやすく、クラッシュボックス10の変形による荷重の吸収量を安定させることができる。
<第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態について説明する。図6に示されるように、本実施の形態では、第1延出部34は、車両前後方向に見て車両下側へ開口した逆U字形状とされ、第2延出部84は、車両前後方向に見て車両上側へ開口したU字形状とされている。このような構成の本実施の形態は、前記第1の実施の形態と基本的に同様の効果を得ることができる。
なお、上記の各実施の形態では、第1本体部16は、延出部としての第1延出部34を備え、第2本体部18は、延出部としての第2延出部84を備える構成であった。しかしながら、例えば、第1延出部34及び第2延出部84の一方のみが設けられ、他方が設けられない構成としてもよい。
また、上記の各実施の形態では、第1本体部16は、第1左側補強部26及び第1右側補強部30を備え、第2本体部18は、第2左側補強部76及び第2右側補強部80を備えていた。しかしながら、例えば、第1本体部16は、第1左側補強部26を備えて、第1右側補強部30を備えない構成とし、第2本体部18は、第2右側補強部80を備えて、第2左側補強部76を備えない構成としてもよい。また、第1本体部16は、第1右側補強部30を備えて、第1左側補強部26を備えない構成とし、第2本体部18は、第2左側補強部76を備えて、第2右側補強部80を備えない構成としてもよい。すなわち、第1左側補強部26、第1右側補強部30、第2左側補強部76、第2右側補強部80のうちの何れか1つを備える構成であればよい。
さらに、上記の各実施の形態は、第1左側補強部26及び第1右側補強部30の各々は、第1左側接着部24又は第1右側接着部28から車両上側へ延出されていた。しかしながら、第1左側補強部26及び第1右側補強部30の少なくとも一方の延出方向を車両下側にしてもよい。また、上記の各実施の形態は、第2左側補強部76及び第2右側補強部80の各々は、第2左側接着部74又は第2右側接着部78から車両下側へ延出されていた。しかしながら、第2左側補強部76及び第2右側補強部80の少なくとも一方の延出方向を車両上側にしてもよい。
また、上記の各実施の形態は、車両前部の車両荷重吸収構造を例に説明した。しかしながら、車両後部のバンパリインフォースの車両前側にクラッシュボックスが配置され、このクラッシュボックスの車両前側にサイドメンバ等の支持部材が配置される車両後部の車両荷重吸収構造に本発明を適用してもよい。
さらに、上記の各実施の形態は、本発明に係る荷重吸収部材をクラッシュボックス10に適用した構成であった。しかしながら、車両衝突時の荷重の伝達経路に設けられて、車両衝突時の荷重によって圧縮変形されて荷重の一部を吸収する構成であれば、クラッシュボックス10に限定されることなく広く適用が可能である。
10 クラッシュボックス(荷重吸収部材)
12 フロントサイドメンバ(支持部材)
14 バンパリインフォース
16 第1本体部(本体部)
18 第2本体部(本体部)
22 第1脚板部(脚板部)
24 第1左側接着部(接着部)
26 第1左側補強部(補強部)
28 第1右側接着部(接着部)
30 第1右側補強部(補強部)
34 第1延出部(延出部)
36 第1前側連結部(対向部)
44 左側スペーサ(荷重伝達部材)
50 右側スペーサ(荷重伝達部材)
72 第2脚板部(脚板部)
74 第2左側接着部(接着部)
76 第2左側補強部(補強部)
78 第2右側接着部(接着部)
80 第2右側補強部(補強部)
84 第2延出部(延出部)
86 第2前側連結部(対向部)

Claims (7)

  1. 各々が繊維強化樹脂材によって形成されると共に互いに一体とされることによって所定の方向へ貫通した閉断面形状に形成され、前記貫通方向の荷重によって前記貫通方向に変形することによって前記荷重の少なくとも一部を吸収する一対の本体部と、
    前記一対の本体部の各々に設定され、互いに対向されて接着されることによって一方の前記本体部と他方の前記本体部とが一体にされる接着部と、
    前記本体部における前記荷重の入力位置よりも一方の前記本体部の前記接着部と他方の前記本体部の前記接着部とは反対側で一対の前記本体部の少なくとも一方から前記荷重の入力位置よりも前記荷重の方向とは反対側へ延出された延出部と、
    を備える荷重吸収部材。
  2. 前記延出部は、一対の前記本体部の双方に設けられた請求項1に記載の荷重吸収部材。
  3. 一対の前記本体部の少なくとも一方の前記接着部から他方の前記本体部の前記接着部の側又は反対側へ延出され、他方の前記本体部の前記接着部から一方の前記本体部の前記接着部が離れる方向への一方の前記本体部の前記接着部の変形に抗する剛性を補う補強部を備える請求項1又は請求項2に記載の荷重吸収部材。
  4. 各々が繊維強化樹脂材によって形成された一対の本体部の各接着部が車両上下方向に互いに対向された状態で互いに接着されることによって車両前後方向に貫通した閉断面形状に形成され、車両前後方向の外側からの荷重によって車両前後方向に圧縮変形されることによって前記荷重の少なくとも一部を吸収すると共に、前記荷重の入力位置よりも車両上下方向側で一対の前記本体部の少なくとも一方から前記荷重の入力位置よりも車両前後方向外側へ延出部が延出されたクラッシュボックスと、
    前記クラッシュボックスの車両前後方向内側に設けられ、前記荷重を受けた前記クラッシュボックスを車両前後方向内側から支持する支持部材と、
    前記クラッシュボックスの車両前後方向外側に設けられ、前記荷重を前記クラッシュボックスへ伝えるバンパリインフォースと、
    を備える車両荷重吸収構造。
  5. 前記延出部は、一対の前記本体部のうち、車両上側の前記本体部から前記バンパリインフォースの車両上側へ延出され、車両下側の前記本体部から前記バンパリインフォースの車両下側へ延出された請求項4に記載の車両荷重吸収構造。
  6. 前記クラッシュボックスは、一対の前記本体部の少なくとも一方の前記接着部から他方の前記本体部の前記接着部の側又は反対側へ延出され、他方の前記接着部から一方の前記接着部が離れる方向への一方の前記接着部の変形に抗する剛性を補う補強部を備える請求項4又は請求項5に記載の車両荷重吸収構造。
  7. 前記本体部は、
    各々が車両前後方向に延び、前記本体部の車幅方向側の部分を構成する一対の脚板部と、
    前記一対の脚板部の車両前側端の各々から車幅方向外側へ延出されて前記バンパリインフォースの車両後側の面の車両後側に配置されると共に、車両上下方向側から見た前記脚板部に対する角度が90度以下にされた部分を有する対向部と、
    を有し、
    車両前側の面が前記バンパリインフォースの車両後側の面に対向された状態で前記バンパリインフォースの車両後側の面へ当接されると共に、車両後側の面が前記対向部の車両前側の面に対向された状態で前記対向部の車両前側の面へ当接され、前記バンパリインフォースから伝わった車両前側からの前記荷重を前記対向部へ伝える荷重伝達部材を備える請求項4から請求項6の何れか1項に記載の車両荷重吸収構造。
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