JPH1120733A - 車両の車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にクラッシュボックスが取付けられた車体
構造としてよい潰れ特性にして、狭いクラッシュスペー
スでも有効に衝突荷重の吸収を行い得るようにする。 【解決手段】 左右一対のフロントサイドフレーム１の
両前端部１６をクロスメンバ３で連結し、各前端部にタ
イダウンフック１８の上端部とラジエータブラケット１
７とを取付けて高剛性の受け部１６ａを形成する。板素
材をプレス成形することによりそれぞれ略お椀形状の第
１及び第２の両クラッシュボックス２０，３０を組み合
わせたクラッシュボックス２を左右の受け部に対しボル
ト・ナット３５で固定し、左右のクラッシュボックスに
対しバンパレインフォースメントメンバ１３ａを連結す
る。第２のクラッシュボックスの耐荷重のピーク値が第
１のクラッシュボックスの耐荷重のピーク値発生後の耐
荷重の落ち込み部に生じるように筒壁部の先端部の間
隔、筒壁部の潰れに対する剛性等を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝突時の車両への
衝撃エネルギーを初期吸収するためのクラッシュボック
スを備えた車両の車体構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のクラッシュボックス
を備えた車両の車体構造として、エアバック装置を作動
させる加速度センサの衝突検出機能と関係付けたものが
提案されている（例えば特開平５−１３９２４２号公報
参照）。このものは、車体のフロントサイドフレームの
前端に対し、互いに異なる２種類の全塑性荷重特性のク
ラッシュボックス部分を直列に連結して車両の前方に突
出させたものである。そして、前側のクラッシュボック
ス部分を薄肉厚の４枚の板材で小矩形断面の筒状に形成
する一方、後側のクラッシュボックス部分を厚肉厚の４
枚の板材で大矩形断面の筒状に形成し、前後のクラッシ
ュボックス部分を両者間に剛性を高めた段部を介して連
結している。これにより、衝突荷重を受けた際に、前側
のクラッシュボックス部分だけがより低い荷重で先に潰
れ、この前側のクラッシュボックス部分の潰れが完了し
た後に、後側のクラッシュボックス部分がより高い荷重
で潰れるというように潰れが高低２段階の荷重で生じる
ようにし、この後側のクラッシュボックス部分の潰れ開
始に伴い上記加速度センサが作動するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の提案
された前側と後側との２つのクラッシュボックス部分を
有するクラッシュボックスでは、変形量を横軸に、軸方
向に圧縮変形させる荷重を縦軸にそれぞれ表した場合の
荷重波形を図２１に示すように、前側のクラッシュボッ
クス部分が変形量の増加に従い耐荷重のピーク値Ｐ1
と、耐荷重の落ち込み部とを交互に繰り返して潰れ変形
を順次繰り返し、上記前側クラッシュボックス部分がほ
ぼ完全に潰れた後に、後側のクラッシュボックス部分が
変形量の増加に従い上記ピーク値Ｐ1 よりも高いピーク
値Ｐ2 と、耐荷重の落ち込み部とを上記と同様に交互に
繰り返すことになる。そして、この後側クラッシュボッ
クス部分も完全に潰れた状態に至ると、フロントサイド
フレーム（車体フレーム）に衝突荷重が直に作用するこ
とになる。

【０００４】しかし、上記の従来のクラッシュボックス
では、上記荷重波形においてピーク値の生じる山部と、
耐荷重が落ち込む谷部とを交互に繰り返すだけの前後方
向変位量が前側及び後側の両クラッシュボックスのそれ
ぞれにおいて必要になる上に、その前側及び後側の両ク
ラッシュボックスを車両の前後方向に直列に連結する必
要があるため、車両の車体フレームの前端からバンパー
までの間にかなり長い前後方向寸法（クラッシュスペー
ス）を確保する必要がある。このため、車体全長の増大
化を招く一方、全長に対する車体設計上の制約より車体
フレームの前端側にあまり長いクラッシュスペースを確
保できない場合には適用が困難もしくは不能となる。

【０００５】一方、上記の従来のクラッシュボックスの
前後方向寸法を短くしてしまうと、前側のクラッシュボ
ックス及び後側のクラッシュボックスのそれぞれの荷重
波形が１つの耐荷重の山部と谷部とで構成されることに
なり、衝突時の衝突エネルギーの吸収が十分に行い得な
いことになってしまう。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、衝突荷重の吸
収により衝突荷重の車室側への伝達を遮断するための車
体構造として、特にクラッシュボックスが取付けられた
車体構造をよりよい潰れ特性にすることにあり、具体的
には狭いクラッシュスペースでも有効に衝突荷重の吸収
を行い得る車体構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、車体フレームの端部に対
し、衝突時に車体内方への荷重を受けて潰れることによ
り衝突エネルギーを吸収するクラッシュボックスが配設
された車両の車体構造を前提とする。このものにおい
て、上記クラッシュボックスに対し、上記クラッシュボ
ックスの潰れ変形時の荷重波形における耐荷重のピーク
値以降の耐荷重値の落ち込みを補完する荷重吸収手段を
設ける構成とするものである。

【０００８】上記の構成の場合、図１にクラッシュボッ
クスに対し衝突荷重が作用した際の変形−荷重特性（荷
重波形）を実線Ｃ1 で例示するように、変形量に対する
耐荷重がピーク値Ｐc1に到達してクラッシュボックスが
潰れ出すことにより耐荷重値が落ち込むことになるもの
の、この耐荷重値の落ち込みが荷重吸収手段により補完
され、すなわち、荷重吸収手段の有する変形−荷重特性
における耐荷重の山部（同図の一点鎖線参照）が上記落
ち込み部分が生じる変形量の範囲に生じることになる。
これにより、クラッシュボックスだけの場合に生じる耐
荷重の落ち込みが上記の荷重吸収手段による補完分だけ
低減されることになり、このため、衝撃吸収エネルギー
も上記荷重吸収手段による補完分の面積（同図のハッチ
ング部分）だけ増大し、上記衝突荷重の初期吸収を有効
に行うことが可能になる。

【０００９】請求項２記載の発明は、車体フレームの端
部に対し、衝突時に車体内方への荷重を受けて潰れるこ
とにより衝突エネルギーを吸収するクラッシュボックス
が配設された車両の車体構造を前提とする。このものに
おいて、上記クラッシュボックスに対し、上記クラッシ
ュボックスの潰れ変形時の潰れ行程途中において上記ク
ラッシュボックスとは別に耐荷重を発揮するように構成
された荷重吸収手段を設ける構成とするものである。

【００１０】上記の構成の場合、クラッシュボックスの
潰れ変形時の潰れ行程途中、例えば図１に実線Ｃ1 で例
示するように衝突荷重の作用により変形量に対する耐荷
重がピーク値Ｐc1に到達してクラッシュボックスが潰れ
出すことにより耐荷重値が落ち込むことになるという潰
れ行程の途中において、上記荷重吸収手段による耐荷重
が上記クラッシュボックスとは別に発揮されるため、そ
の荷重吸収手段により発揮される耐荷重の分だけ衝撃吸
収エネルギーが増大し、上記衝突荷重の初期吸収を有効
に行うことが可能になる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明における荷重吸収手段を、第１のクラ
ッシュボックスに対し内装もしくは外装された第２のク
ラッシュボックスにより構成するものである。そして、
上記第１及び第２の両クラッシュボックスとしてそれぞ
れ荷重作用方向である同一の車体外方側に延びる筒壁部
を有するものとし、上記第１及び第２のクラッシュボッ
クスの両筒壁部の基端部を互いに独立して車体フレーム
の同じ端部に対し取付け、衝突時の荷重を受ける先端部
を互いに独立しかつ車体の内外方向に対し互いにずれた
位置に配設するものである。

【００１２】上記の構成の場合、衝突荷重が第１クラッ
シュボックスの先端部に入力し、この先端部と車体フレ
ームの端部に取付けられた基端部との間の筒壁部に作用
する。この際、第２のクラッシュボックスの先端部は上
記第１のクラッシュボックスの端部とは独立しかつ車体
の内方にずらされているため上記衝突荷重は第２のクラ
ッシュボックスには作用せず、しかも、その基端部も車
体フレームに対し独立して同じ端部に取付けられている
ため、第１クラッシュボックス側からの影響もない。そ
して、上記第１クラッシュボックスがその耐荷重のピー
ク値Ｐc1（図１参照）に到達して潰れ出すと、この第１
のクラッシュボックス自体の耐荷重値が落ち込み始める
ことになる。一方、上記第１のクラッシュボックスの変
形の進行が上記第２のクラッシュボックスの先端部のず
れ量に到達すると、第２のクラッシュボックスの先端部
も衝突荷重を受けることになり、その第２のクラッシュ
ボックスの荷重波形（図１にＣ2 で示す曲線参照）に基
づき耐荷重のピーク値Ｐc2に向けて耐荷重を発揮し出す
ことになる。そして、この第２のクラッシュボックスの
耐荷重のピーク値Ｐc2が上記第１のクラッシュボックス
による耐荷重値の落ち込み部に生じることにより、第１
のクラッシュボックスの耐荷重の落ち込みが補完される
ことになる。このため、第１及び第２の両クラッシュボ
ックスを組み合わせることにより、第１のクラッシュボ
ックスの荷重波形における耐荷重の落ち込み部（荷重波
形の谷部）が第２のクラッシュボックスの荷重波形にお
ける耐荷重のピーク部（荷重波形の山部）により補完さ
れ、第１及び第２クラッシュボックスの両荷重波形が合
算されて全体の荷重波形特性がより平坦なものとされ
る。

【００１３】しかも、上記の第１及び第２の両クラッシ
ュボックスが共に同じ荷重作用方向に延びる筒壁部を有
し、このような第２のクラッシュボックスか第１のクラ
ッシュボックスに対し内装もしくは外装されているた
め、従来の如く２つの部分を荷重の作用方向に直列に連
結する場合と比べ、例えば車体の前後方向の長さが短縮
化されることになる。従って、このようにクラッシュス
ペースが狭いものになっても、上記の如く第１のクラッ
シュボックスの耐荷重の落ち込み部の補完により衝突エ
ネルギーの初期吸収を十分有効に行い得ることになる。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明における第２のクラッシュボックスを、第１のクラッ
シュボックスに対し内装し、上記第１及び第２のクラッ
シュボックスの両筒壁部を第１のクラッシュボックスの
筒壁部の潰れ変形に伴い相互に干渉することになる位置
関係に配置するものである。

【００１５】上記の構成の場合、衝突荷重が第１のクラ
ッシュボックスの先端部に作用して耐荷重のピーク値に
到達し、その後、第１のクラッシュボックスの筒壁部が
内方に曲がり出す潰れ変形が急速に進み出して耐荷重が
落ち込むと、その潰れ変形に伴いその筒壁部が第２のク
ラッシュボックスの筒壁部と干渉し出し、この干渉によ
り第２のクラッシュボックスの筒壁部が荷重の伝達を受
けることになる。そして、この荷重の伝達を受けた第２
のクラッシュボックスの筒壁部が耐荷重を発揮して第１
のクラッシュボックスの耐荷重値の落ち込み部を補完す
ることになる。このため、第１及び第２の両クラッシュ
ボックスとの協働作用により衝突エネルギーの初期吸収
を十分有効に行い得ることになる。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明において、第１のクラッシュボックスの潰れに対する
剛性を第２のクラッシュボックスに比して相対的に高く
なるようにするものである。ここで、潰れに対する剛性
の高低設定は、両筒壁部の例えば板厚を変化させること
などにより行われる。

【００１７】上記の構成の場合、第１のクラッシュボッ
クスの耐荷重のピーク値Ｐc1に到達して第１のクラッシ
ュボックス自体の耐荷重値の落ち込みが生じると、その
耐荷重値の落ち込み部に第２のクラッシュボックスの耐
荷重のピーク値が生じることになる。ここで、第１及び
第２のクラッシュボックスの潰れに対する剛性が共に同
程度に設定されていると、通常、第２のクラッシュボッ
クスの耐荷重のピーク値は第１のクラッシュボックスの
残存耐荷重が加わることにより、第１のクラッシュボッ
クスの耐荷重のピーク値Ｐc1よりも高くなる。ところ
が、請求項４記載の発明では、第１のクラッシュボック
スの潰れに対する剛性が第２のクラッシュボックスに比
して相対的に高く（強く）なるように、つまり、潰れに
対する剛性が第２のクラッシュボックスの方がより低く
（弱く）なるように設定されているため、第２のクラッ
シュボックスの耐荷重のピーク値を図１にＰc2で示すよ
うに第１のクラッシュボックスの耐荷重のピーク値Ｐc1
と略同じにすることが可能になる。これにより、耐荷重
値の変化がより一層小さくなり、衝突エネルギーの初期
吸収がより効果的に図られることになる。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項３記載の発
明において、第１及び第２のクラッシュボックスが取付
けられた車体フレームの端部に対し、両クラッシュボッ
クスからの荷重伝達を受ける受け部を配設し、その受け
部の剛性を車体内方側の車体フレームよりも高く設定す
るものである。

【００１９】上記の構成の場合、第１及び第２の両クラ
ッシュボックスが受け部に取付けられ、この受け部が車
体フレームよりも高い剛性を有するように形成されてい
るため、上記各クラッシュボックスが確実に支持される
ことになり、各クラッシュボックスを正確に設計通りに
潰れ変形させることが可能になる。加えて、上記両クラ
ッシュボックスを例えば車体の前端に荷重作用方向が車
体の前後方向に向くように装着した場合、正確に正面衝
突では無くて衝突方向が上記前後方向と多少異なる方向
に衝突荷重が作用した場合（例えばいわゆるオフセット
衝突の場合）であっても、その衝突荷重に対し両クラッ
シュボックスが上記受け部により確実に支持されて各ク
ラッシュボックスの所定の潰れ変形特性を発揮させるこ
とが可能になる。つまり、正確に車体の内外方向のみな
らず、その内外方向に対し多少傾いた方向等のより幅広
い方向から作用する衝突荷重に対しても、衝突エネルギ
ーの吸収機能を発揮させることが可能になる。

【００２０】請求項７記載の発明は、請求項３記載の発
明において、第１及び第２の各クラッシュボックスを板
素材のプレス絞り成形により一体に形成するものであ
る。

【００２１】上記の構成の場合、各クラッシュボックス
がプレス絞り成形により一体に形成されることにより、
その各筒壁部が確実に均一に形成されるため、衝突荷重
を受けた際の潰れ変形を均一化させることが可能にな
る。例えば、４枚の板素材を溶接することにより矩形断
面の筒壁部を形成する場合には、その溶接品質の不均一
さや、溶接ビードの存在等の影響を受けて均一な潰れ変
形が阻害されるおそれがあるが、上記の如くプレス成形
により均一な筒壁部を形成することにより、上記の如き
不都合を解消して潰れ変形の均一化、ひいては、当初の
狙い通りに正確な潰れ変形を生じさせることが可能にな
る。

【００２２】また、請求項８記載の発明は、請求項７記
載の発明における第１及び第２の各クラッシュボックス
として、前面壁部と、この前面壁部の周縁から車体内方
側に延びる筒壁部とからなる略お椀形状に形成する構成
とするものである。

【００２３】上記の構成の場合、請求項７記載の発明に
おけるプレス絞り成形を行う場合の第１及び第２の各ク
ラッシュボックスの形状が具体的に特定される。この場
合、筒壁部の先端部である前面壁部の周縁に衝突荷重を
受け、上記筒壁部の基端部の略お椀形状の開口周縁が車
体フレームの端部に取付けられるものとなる。

【００２４】さらに、請求項９記載の発明は、請求項１
または請求項２記載の発明における荷重吸収手段を、ク
ラッシュボックスの先端部よりも車体内方側に位置付け
られて上記クラッシュボックスが所定量変形した際に弾
性吸収力を発揮する弾性体により構成するものである。
ここで、上記弾性体としては、塊状等に形成したポリウ
レタンもしくはラバー等を用いればよい。

【００２５】上記の構成の場合、クラッシュボックスが
衝突荷重を受けて荷重波形における耐荷重のピーク値が
生じた後の耐荷重値の落ち込み部において、すなわち、
上記クラッシュボックスが衝突荷重を受けて所定量変形
した際に、弾性体により構成された荷重吸収手段が弾性
吸収力を発揮することになる。これにより、上記クラッ
シュボックスの耐荷重の落ち込み量が低減されることに
なり、狭いクラッシュスペースに配設されたクラッシュ
ボックスであっても、衝突エネルギーの初期吸収を有効
に行い得るようになる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００２７】図２は、本発明の実施形態に係る車体構造
を適用した車両前部における車体フレームの平面図を示
す。同図において、１，１は車両の左右（車幅方向）両
側位置にそれぞれ前後方向に延びるように配設された車
体フレームとしてのフロントサイドフレーム、２，２は
各フロントサイドフレーム１の前端に取付けられたクラ
ッシュボックス、３は上記各フロントサイドフレーム１
の両前端を連結するように左右方向に延びるフロントク
ロスメンバ、４はこのフロントクロスメンバ３の略上方
位置を左右方向に延びるシュラウドアッパ、５は上記両
フロントサイドフレーム１，１に跨がって取付けられた
ダッシュパネルである。

【００２８】上記ダッシュパネル５の前方であって、両
フロントサイドフレーム１，１に挟まれた空間がエンジ
ン等が配設されるエンジンルーム６とされ、上記ダッシ
ュパネル５の後方空間が車室７とされる。また、８，８
はそれぞれ前輪のタイヤハウス、９，９は各前輪を支持
するサスペンションタワーであり、このサスペンション
を支持するサスペンションブラケットが上記各フロント
サイドフレーム１に支持されている。さらに、上記各フ
ロントサイドフレーム１の車室７側位置と、サイドシル
１０との間には補強部材としてのトルクボックス１１が
掛け渡され、このトルクボックス１１により上記各フロ
ントサイドフレーム１とサイドシル１０とを互いに連結
するようにしている。上記各トルクボックス１１はパネ
ル素材により閉断面の筒状に構成され、その外方端が上
記サイドシル１０の上面を覆うように固定されている。
これにより、上記各フロントサイドフレーム１の車幅方
向軸回りの揺動に対する抵抗強度の増強が図られてい
る。なお、図２において１２はトンネル、１３はバンパ
である。

【００２９】上記各フロントサイドフレーム１は、いわ
ゆるダブルハット型に構成されたものであり、断面がハ
ット状の一対のパネルを相対向させて上下両フランジ部
で溶着し矩形の閉断面形状に形成したものである。そし
て、上記各フロントサイドフレーム１は、ダッシュパネ
ル５側からサスペンションブラケットを支持する部位に
かけては上下方向に長い縦長の矩形を有し、車両前端側
に向かうにつれて縦横の比率が１に近い、つまり正方形
に近い矩形形状を有するように前後方向に対し矩形断面
の縦横比率が変化するように形成されている。加えて、
上記サスペンションブラケットを支持する部位から前方
に進むに従い、各フロントサイドフレーム１が車幅方向
外方に膨出して横幅が増加するように形成されている。
これにより、後側の上記サスペンションブラケットを支
持する部位の近傍においてはサスペンションからの入力
荷重等に対抗して車幅方向軸回りの揺動に対する抵抗強
度の増大を図る一方、前端側においては車両前方もしく
は斜め前方からの衝突荷重が入力しても車幅方向の曲げ
を生じ難くして前後方向の潰れ変形による衝突荷重の吸
収が行われ易くしている。

【００３０】また、上記各フロントサイドフレーム１の
前端側の所定の前後方向範囲の両側壁部には、図３〜図
５に示すように、車幅方向に凹凸を繰り返すように折り
曲げた第１ビード１４，１４が形成され、この第１ビー
ド１４，１４により正面衝突による衝突荷重が各フロン
トサイドフレーム１にまで及ぶような重衝突荷重が入力
した場合に、上記各フロントサイドフレーム１が確実に
前後方向に潰れ変形を起こして上記重衝突荷重の吸収が
行われるようになっている。なお、上記第１ビード１
４，１４は両側壁部で車幅方向に対し互いに同じ凹凸形
状になるように折曲され、これにより、両側壁部で互い
に逆向きに折曲されるアコーディオン式にした場合に上
下フランジ部が開いてしまうことになるというおそれを
回避して、確実に前後方向に均一な潰れ変形が生じるよ
うにされている。また、図３の１４ａ，１４ａ，…は上
記第１ビード１４の凹凸に対応して下側フランジ部に形
成されたＶの字状の折曲部である。

【００３１】さらに、上記第１ビード１４，１４の前端
位置には各フロントサイドフレーム１の矩形断面の全周
に連続する第２ビード１５が形成されており、この第２
ビード１５により前方から衝突荷重が作用した場合に、
まず上記第２ビード１５が圧縮されて潰れることにより
各フロントサイドフレーム１が確実に前後方向に潰れる
ようにきっかけを与えるようになっている。

【００３２】そして、上記第２ビード１５が形成された
部位から前方の部位である各フロントサイドフレーム１
の前端部１６には、その下面側にフロントクロスメンバ
３の左右両端部が取付けられ、このフロントクロスメン
バ３により左右のフロントサイドフレーム１，１が上記
前端部１６，１６で連結されている。加えて、上記各フ
ロントサイドフレーム１の前端部１６の車幅方向内側面
には図示省略のラジエータ取付け用のラジエータブラケ
ット１７が取付けられ、また、車幅方向外側面にはタイ
ダウンフック１８の上端部が取付けられている。上記ラ
ジエータブラケット１７及びタイダウンフック１８の上
端部は共にＬ型に屈曲され、これらが上記各フロントサ
イドフレーム１の前端部１６の前面に対し面一の状態で
左右両側方に突出した状態とされており、これらラジエ
ータブラケット１７及びタイダウンフック１８と、上記
前端部１６の先端縁とによりクラッシュボックス２が取
付けられる受け部１６ａ（図５参照）が構成されてい
る。この受け部１６ａは、上記ラジエータブラケット１
７及びタイダウンフック１８が取付けられることによ
り、フロントサイドフレーム１の前端部１６だけで受け
部が構成される場合よりも剛性が高くされている。ここ
で、上記ラジエータブラケット１７及びタイダウンフッ
ク１８は上記受け部１６ａを補強して剛性を高めるた
め、及び、後述のクラッシュボックス２の固定部位を形
成するために利用されるものであり、それらの目的だけ
の専用の補強部材もしくは取付部材を設ける場合に比
べ、部品点数の低減化及び軽量化が図り得る。

【００３３】上記クラッシュボックス２は、第１のクラ
ッシュボックス２０と、荷重吸収手段としての第２のク
ラッシュボックス３０とが組み合わされて構成されたも
のである。上記第１クラッシュボックス２０は、図６に
示すように、矩形状の前面壁２１と、この前面壁２１の
周縁から連続して車体後方に対しやや末広がりになるよ
うに延びる矩形断面の筒壁部２２と、この筒壁部２２の
後端開口縁から外周側に広がるフランジ壁部２３とから
略お椀形状に形成されたものである。また、上記第２の
クラッシュボックス３０は、上記第１クラッシュボック
ス２０の筒壁部２２内に内装されるように形成されたも
のであり、上記と同様に、矩形状の前面壁３１と、この
前面壁３１の周縁から連続して車体後方に対しやや末広
がりになるように延びる矩形断面の筒壁部３２と、この
筒壁部３２の後端開口縁から外周側に広がるフランジ壁
部３３とから略お椀形状に形成されたものである。この
場合、上記各筒壁部２２，３２の先端部が各前面壁２
１，３１の周縁により、基端部が各筒壁部２２，３２の
後端開口縁によりそれぞれ構成されることになる。これ
ら第１及び第２の各クラッシュボックス２０，３０は、
所定の大きさの１枚の板素材を用い例えばプレス絞り成
形により上記の所定形状に一体に形成すればよく、特に
上記筒壁部２２，３２を均一に形成する上で上記のプレ
ス絞り成形によるのが好ましい。

【００３４】上記第１及び第２の各クラッシュボックス
２０，３０は、上記の両フランジ壁部２３，３３が互い
に重合された状態でこの両フランジ壁部２３，３３で溶
着されて組み合わされている。なお、上記の溶着は例え
ば周方向全域に所定間隔おきに点溶接する等すればよ
く、また、上記の溶着により組み合わせたもの２０，３
０を上記受け部１６ａに取付ける際に、上記フランジ壁
部３３を覆う程度の大きさの平面板３４を介在させるの
は好ましい。

【００３５】さらに、上記の第１及び第２の各クラッシ
ュボックス２０，３０の仕様について説明すると、第１
クラッシュボックス２０は前後方向（図６に矢印で示す
方向）に対する筒壁部２２の潰れに対する剛性が第２ク
ラッシュボックス３０のそれよりも相対的に高くなるよ
うに形成されている。具体的には、上記前後方向に直交
する方向に広がる断面積を筒壁部２２の方を筒壁部３２
よりも大きくなるようにすればよく、この手段として筒
壁部２２の矩形断面形状を筒壁部３２のそれよりも大き
くする、もしくは、これに加えて板厚が筒壁部２２の方
が筒壁部３２よりも分厚く設定すればよい。

【００３６】そして、第１及び第２のクラッシュボック
ス２０，３０がそれぞれのフランジ壁部２３，３３で連
結された状態のクラッシュボックス２は、図４，図５及
び図７に示すように上記両フランジ壁部２３，３３を貫
通するボルト及びナット３５，３５，…により、上記受
け部１６ａ、具体的にはラジエータブラケット１７及び
タイダウンフック１８の上端部にそれぞれ固定されてい
る。この際、図８に示すように、第１クラッシュボック
ス２０の筒壁部２２の基端部である後端開口縁と、第２
クラッシュボックス３０の筒壁部３２の基端部である後
端開口縁とが、フロントサイドフレーム１の前端部１６
の矩形の先端縁に対し図８にａ，ｂ，ｃ及びｄで示す４
箇所でそれぞれ交差するように配置される。これによ
り、上記両筒壁部２２，３２の各基端部が互いに独立し
て上記フロントサイドフレーム１の前端部１６の同じ部
位に当接されるとともに、矩形の閉断面に形成された前
端部１６の先端縁に対し各筒壁部２２，３２が確実に当
接して支持されるようになっている。

【００３７】一方、各フロントサイドフレーム１，１の
前端に固定された両クラッシュボックス２，２の第１ク
ラッシュボックス２０，２０には、図９及び図５に示す
ようにバンパレインフォースメント１３ａの各端部が覆
うように被され、各前面壁部２１に対しボルト・ナット
１３１，１３１により固定されている。そして、このバ
ンパレインフォースメント１３ａに対しバンパ１３が取
付けられている。これにより、正面衝突もしくはオフセ
ット衝突等の際に上記バンパ１３に対し入力した衝突荷
重が上記バンパレインフォースメント１３ａを介して各
クラッシュボックス２に入力するようにされている。

【００３８】上記構成の実施形態では、前方からの衝突
荷重が上記各クラッシュボックス２に入力すると、図１
０に示すように、その衝突荷重が、まず、第１クラッシ
ュボックス２０の前面壁部２１の全面に作用し、衝突荷
重が前面壁部２１の周縁から筒壁部２２に伝達される。
そして、この筒壁部２２の潰れ変形に対する耐荷重が急
勾配で増大し（図１の荷重波形Ｃ1 参照）、その際の上
記筒壁部２２の変形に伴い、すなわち、上記筒壁部２２
の前面壁部２１側の部分が外方に膨み出すとともに、中
間部分が内方側に折れ曲がって第２クラッシュボックス
３０の筒壁部３２に当接し出す。次に、上記筒壁部２２
の耐荷重がピーク値Ｐc1に到達し出すと、その筒壁部２
２が上記第２クラッシュボックス３０の筒壁部３２に当
接してこの筒壁部３２に衝突荷重を伝達して筒壁部３２
を内方に折り曲げるようになる（図１１参照）。そし
て、上記第１クラッシュボックス２０側の耐荷重のピー
ク値Ｐc1を過ぎると、その次に、第２クラッシュボック
ス３０の筒壁部３２の耐荷重がピーク値Ｐc2（図１参
照）が生じ、このピーク値Ｐc2を過ぎると両クラッシュ
ボックス２０，３０が共に完全に潰れて受け部１６ａに
対し衝突荷重が直に伝達されることになる。以上の各ク
ラッシュボックス２０，３０の潰れ変形の過程で衝突エ
ネルギーの吸収が行われる。

【００３９】ここで、衝突荷重が前方からではなく、例
えば斜め前方から入力するようなオフセット衝突の際に
も、上記各クラッシュボックス２０，３０がラジータブ
ラケット１７及びタイダウンフック１８により確実に支
持されているため、上記斜め前方から入力する衝突荷重
に対しても各クラッシュボックス２０，３０の潰れ特性
を有効に発揮して衝突エネルギーの吸収を図ることがで
きる。

【００４０】＜他の実施形態＞なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
潰れ特性として第１クラッシュボックス２０の荷重波形
が図１の如く１つの耐荷重のピーク値Ｐc1を生じた後に
落ち込み、この第１クラッシュボックス２０の耐荷重の
落ち込み部に第２クラッシュボックス３０の荷重波形に
おける耐荷重のピーク値Ｐc2が生じようにしているが、
これに限らず、例えば図１２に示すように第１クラッシ
ュボックス及び第２クラッシュボックスの両荷重波形Ｃ
1 ，Ｃ2 が共に変形量の増加に対し耐荷重が山部（ピー
ク）と、谷部（落ち込み部）とを交互に繰り返すように
し、かつ、第２クラッシュボックスの変形波形の位相を
ずらせて第２クラッシュボックスの変形波形における耐
荷重の各山部が上記第１クラッシュボックスの耐荷重の
各谷部に位置するような潰れ特性にしてもよい。

【００４１】上記のような潰れ特性を実現する構造とし
て、例えば図１３に示すような第１クラッシュボックス
４０と、第２クラッシュボックス５０とでクラッシュボ
ックス２′を構成すればよい。上記第１クラッシュボッ
クス４０は、横断面形状が例えば矩形で軸方向Ｘに延び
る筒壁部４１と、この筒壁部４１の基端開口縁から外周
側に突出するフランジ壁部４２とで両端が開口した筒状
に形成されたものである。また、上記第２クラッシュボ
ックス５０は、上記第１クラッシュボックス４０の筒壁
部４１の内周面と所定の隙間を隔てて内装される程度の
横断面形状が例えば矩形の筒壁部５１と、上記フランジ
壁部４２と重合可能なフランジ壁部５２とで両端が開口
した筒状に形成されたものである。そして、上記第２ク
ラッシュボックス５０が第１クラッシュボックス４０内
に同軸Ｘ上に内装されて両フランジ壁部４２，５２が溶
接等により接合されて、もしくは、平面板５４に対しボ
ルト・ナット３５，３５により固定されて一体化されて
いる。ここで、上記第１クラッシュボックス４０の板厚
ｔ1 が第２クラッシュボックスの板厚ｔ2 よりも分厚く
設定され（ｔ1 ＞ｔ2 ）、第１クラッシュボックス４０
の筒壁部４１の軸Ｘ方向長さＬ1 が第２クラッシュボッ
クスの筒壁部５１の軸Ｘ方向長さＬ2 よりも所定寸法長
くなるように設定され（Ｌ1 ＞Ｌ2 ）、上記筒壁部４１
の先端開口４１ａから筒壁部５１の先端開口５１ａまで
の長さ（Ｌ1 −Ｌ2 ）が上記の荷重波形の位相をずらす
分に相当する比較的短い寸法になるように上記Ｌ2 に比
してかなり短くなるように設定されている（Ｌ1 −Ｌ2
＞＞Ｌ2 ）。以上の構造にすることにより、上記の如く
両クラッシュボックス４０，５０のそれぞれで山部と谷
部とが交互に繰り返す荷重波形となり、かつ、第２クラ
ッシュボックス５０の荷重波形の山部が第１クラッシュ
ボックス４０の谷部に位置するように位相がずらされる
ことになる。

【００４２】上記実施形態では、第１クラッシュボック
ス２０を独立した一体の部品として形成しているが、こ
れに限らず、第１のクラッシュボックスを例えば図１４
に示すようにバンパレインフォースメント１３ｂの端部
を延設しこの端部に第１クラッシュボックス２０ａの左
右一側部分に相当する形状の分割片部１３２を形成し、
ボルト・ナット３５によりタイダウンフック１８の上端
部に固定する一方、上記第１クラッシュボックス２０ａ
の左右他側部分に相当する形状の分割片２５を上記分割
片部１３２に対しボルト・ナット１３１ａにより、ま
た、ラジエータブラケット１７に対しボルト・ナット３
５によりそれぞれ固定することにより第２クラッシュボ
ックス２０ａを形成するようにしてもよい。

【００４３】また、上記実施形態では、第１及び第２の
クラッシュボックス２０，３０を共に前面壁部２１，３
１と筒壁部２２，３２と取付け用のフランジ壁部２３，
３３とを有する略お椀形状にしているが、これに限ら
ず、少なくとも潰れ変形を生じさせる筒壁部２２，３２
を有していればよく、従って、上記各クラッシュボック
スを両端が開口した筒状に形成するようにしてもよい。

【００４４】さらに、上記実施形態では、荷重吸収手段
としての第２クラッシュボックス３０を第１クラッシュ
ボックス２０と同様に板素材を用いて略お椀形状に成形
したものを用いているが、これに限らず、荷重吸収手段
として例えば図１５に示すようにポリウレタンもしくは
ラバー等により所定形状（例えば第２クラッシュボック
ス３０と同じ外形形状）に成形しその弾性係数を所定の
値に設定した弾性体３０ａを用いてもよい。

【００４５】

【実施例】図６に示す第１クラッシュボックス２０の板
厚を１．４ｍｍに、第２クラッシュボックス３０の板厚
を１．２ｍｍにそれぞれ設定し、また、第２クラッシュ
ボックス３０のフランジ壁部３３から前面壁部３１まで
の高さＬ2 を２５ｍｍに、第１クラッシュボックス２０
のフランジ壁部２３から前面壁部２１までの高さＬ1 を
５０ｍｍにそれぞれ設定したものを実施例として、ＣＡ
Ｅ（Computer AidedEngineering）解析によりクラッシ
ュボックス２の潰れ特性を確認した。

【００４６】図１６に示す無負荷の状態から第１クラッ
シュボックス２０の前面（同図の左端面）に平板状態の
衝撃荷重を図面の右方向に載荷した場合の経過時間に対
する変形性状との関係をみると、１ｍｓｅｃ後には図１
７に示すように第１クラッシュボックス２０の筒壁部２
２が潰れ変形して第２クラッシュボックス３０の筒壁部
３２に干渉し出し、２ｍｓｅｃ後には図１８に示すよう
に筒壁部２２と共に筒壁部３２も潰れ変形し出し、３ｍ
ｓｅｃ後には図１９に示すように両クラッシュボックス
２０，３０共にほぼ完全に潰れてひしゃげた状態になっ
た。その次に、フロントサイドフレーム１に対する上記
衝撃荷重の伝達によりフロントサイドフレーム１の潰れ
変形が始まった。

【００４７】上記の潰れ特性を変形量と荷重との関係で
表すと図２０のようになる。この図１８では、第２クラ
ッシュボックス３０のない第１クラッシュボックス２０
だけでクラッシュボックスを構成した場合を実線で示
し、上記の第１及び第２の両クラッシュボックス２０，
３０を組み合わせたクラッシュボックス２の場合を一点
鎖線で示している。これをみると第１クラッシュボック
ス２０だけで構成した場合では、第１クラッシュボック
ス２０による耐荷重のピーク値Ｐc1が生じた後に耐荷重
が急激に落ち込み、その第１クラッシュボックス２０が
ほぼ完全に潰れてから変形量δ1 でフロントサイドフレ
ーム１による耐荷重のピーク値Ｐf1が生じ、以後、その
フロントサイドフレーム１の潰れ変形特性に基づき耐荷
重の落ち込みとピーク値Ｐc2とが交互に生じる。これに
対し、第１及び第２のクラッシュボックス２０，３０を
組み合わせた本実施例の場合では、上記ピーク値Ｐc1が
生じた後の耐荷重の落ち込み量が低減される上に、その
耐荷重の落ち込み部に第２クラッシュボックス３０によ
る耐荷重のピーク値Ｐc2が生じることになる。

【００４８】以上の解析結果より、第２クラッシュボッ
クス３０によるピーク値Ｐc2の値を第１クラッシュボッ
クス２０によるピーク値Ｐc1の値と同程度にするには、
潰れ変形に対する剛性（例えば板厚）を第１クラッシュ
ボックス２０に対し第２クラッシュボックス３０の方を
相対的に弱く、もしくは、第２クラッシュボックス３０
に対し第１クラッシュボックス２０の方を相対的に強く
すればよいと考えられる。また、この際、上記潰れ変形
に対する剛性を第１クラッシュボックス２０に対し第２
クラッシュボックス３０を相対的に弱くすることにより
第２クラッシュボックス３０によるピーク値Ｐc2が発生
する変形量の位置を図１８の場合よりもさらに小値側に
移行させて第１クラッシュボックス２０の耐荷重の落ち
込み部における最低耐荷重が発生する変形量の位置に移
行させることができ、これにより、上記の第１クラッシ
ュボックス２０の耐荷重の落ち込み部を確実に補完させ
ることができると考えられる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における車両の車体構造によれば、クラッシュボック
スだけの場合に生じる耐荷重の落ち込みを荷重吸収手段
による補完分だけ低減させることができ、衝撃吸収エネ
ルギーも上記荷重吸収手段による補完分だけ増大させる
ことができる。この結果、衝突荷重の初期吸収を有効に
行うことができるようになる。

【００５０】請求項２記載の発明によれば、クラッシュ
ボックスだけの場合に生じる耐荷重の落ち込みを荷重吸
収手段による耐荷重発揮分だけ低減させることができ、
衝撃吸収エネルギーも上記荷重吸収手段による耐荷重発
揮分だけ増大させることができる。この結果、衝突荷重
の初期吸収を有効に行うことができるようになる。

【００５１】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明による効果を具体的に実現させ
ることができる上に、クラッシュスペースが狭いものに
なっても、第１のクラッシュボックスの耐荷重の落ち込
み部が第２のクラッシュボックスにより補完されること
によって、衝突エネルギーの初期吸収を十分有効に行う
ことができることになる上に、全体の荷重波形特性をよ
り平坦なものにすることができる。

【００５２】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明による効果の加え、第１及び第２の両クラッシ
ュボックスとの両筒壁部の干渉による協働作用により第
１のクラッシュボックスの耐荷重値の落ち込み部を補完
して衝突エネルギーの初期吸収を十分有効に行うことが
できるようになる。

【００５３】請求項５記載の発明によれば、請求項３記
載の発明による効果に加え、第２のクラッシュボックス
の耐荷重のピーク値を第１のクラッシュボックスの耐荷
重のピーク値と略同じにすることが可能になり、耐荷重
値の変化がより一層小さくなり、衝突エネルギーの初期
吸収がより効果的に図ることができるようになる。

【００５４】請求項６記載の発明によれば、請求項３記
載の発明による効果に加え、第１及び第２の両クラッシ
ュボックスを受け部によりそれぞれ確実に支持すること
ができ、各クラッシュボックスを正確に設計通りに潰れ
変形させることができるようになる。加えて、正確に車
体の内外方向のみならず、その内外方向に対し多少傾い
た方向等のより幅広い方向から作用する衝突荷重に対し
ても、衝突エネルギーの吸収機能を発揮させることがで
きるようになる。

【００５５】請求項７記載の発明によれば、請求項３記
載の発明による効果に加え、各クラッシュボックスの各
筒壁部を確実に均一に形成することができ、衝突荷重を
受けた際の潰れ変形を確実に均一化させることができる
ようになり、この結果、当初の狙い通りに正確な潰れ変
形を生じさせることができるようになる。

【００５６】また、請求項８記載の発明によれば、請求
項７記載の発明におけるプレス絞り成形を行う場合の第
１及び第２の各クラッシュボックスの形状を具体的に特
定することができる。

【００５７】さらに、請求項９記載の発明によれば、請
求項１または請求項２記載の発明による効果に加え、請
求項３記載の発明とは異なる構成によりクラッシュボッ
クスの耐荷重の落ち込みを補完してその落ち込み量を低
減させることができ、狭いクラッシュスペースに配設さ
れたクラッシュボックスであっても、衝突エネルギーの
初期吸収を有効に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の架台を説明するための潰れ特性及び本
発明による潰れ特性を示す変形量に対する耐荷重特性の
説明図である。

【図２】実施形態の車両前部の車体構造の平面説明図で
ある。

【図３】図２のＡ−Ａ線における一部省略拡大矢視図で
ある。

【図４】前方に向いて左側のクラッシュボックス部分の
部分斜視図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ線における一部省略断面図であ
る。

【図６】クラッシュボックスの平面方向の断面説明図で
ある。

【図７】図２のＣ−Ｃ線における一部省略拡大矢視図で
ある。

【図８】図７のクラッシュボックスを基端部側位置で切
った拡大断面説明図である。

【図９】図２の前端部の部分斜視図である。

【図１０】クラッシュボックスの潰れ変形の過程を概念
的に描いた断面説明図である。

【図１１】図１０の次の過程における潰れ変形を概念的
に描いた断面説明図である。

【図１２】上記実施形態とは異なる潰れ特性である変形
量に対する耐荷重特性の説明図である。

【図１３】図１２の潰れ特性を実現する上記実施形態と
は異なる実施形態の断面説明図である。

【図１４】図５等に示す実施形態とは異なる実施形態を
示す図５対応図である。

【図１５】さらに異なる実施形態を示す図６対応図であ
る。

【図１６】クラッシュボックス及びフロントサイドフレ
ーム部分についてのＣＡＥ解析での骨組図である。

【図１７】図１６のものに衝撃荷重を作用させた場合の
１ｍｓｅｃ後の図１６対応図である。

【図１８】同じく２ｍｓｅｃ後の図１６対応図である。

【図１９】同じく３ｍｓｅｃ後の図１６対応図である。

【図２０】ＣＡＥ解析結果を変形量に対する耐荷重の関
係で示した潰れ特性図である。

【図２１】従来のクラッシュボックスの潰れ特性の変形
波形を示す関係図である。

【符号の説明】

１ フロントサイドフレーム（車体フレー
ム） ２，２′ クラッシュボックス １６ フロントサイドフレームの前端部（車
体フレームの前端部） １６ａ 受け部 ２０，２０ａ，４０ 第１のクラッシュボック
ス ２１，３１ 前面壁部 ２２，３２，４１，５１ 筒壁部 ３０，５０ 第２のクラッシュボック
ス（荷重吸収手段） ３０ａ 弾性体（荷重吸収手段） Ｐc1 第１のクラッシュボック
スの耐荷重のピーク値 Ｐc2 第２のクラッシュボック
スの耐荷重のピーク値

フロントページの続き (72)発明者 小林 泰知 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 寺田 栄 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体フレームの端部に対し、衝突時に車
   体内方への荷重を受けて潰れることにより衝突エネルギ
   ーを吸収するクラッシュボックスが配設された車両の車
   体構造において、 上記クラッシュボックスには、上記クラッシュボックス
   の潰れ変形時の荷重波形特性における耐荷重のピーク値
   以降の耐荷重値の落ち込みを補完する荷重吸収手段が設
   けられていることを特徴とする車両の車体構造。
2. 【請求項２】 車体フレームの端部に対し、衝突時に車
   体内方への荷重を受けて潰れることにより衝突エネルギ
   ーを吸収するクラッシュボックスが配設された車両の車
   体構造において、 上記クラッシュボックスには、上記クラッシュボックス
   の潰れ変形時の潰れ行程途中において上記クラッシュボ
   ックスとは別に耐荷重を発揮するように構成された荷重
   吸収手段が設けられていることを特徴とする車両の車体
   構造。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 荷重吸収手段は、第１のクラッシュボックスに対し内装
   もしくは外装された第２のクラッシュボックスにより構
   成され、 上記第１及び第２の両クラッシュボックスはそれぞれ荷
   重作用方向である同一の車体外方側に延びる筒壁部を有
   し、上記第１及び第２のクラッシュボックスの両筒壁部
   は、基端部が互いに独立して車体フレームの同じ端部に
   対し取付けられ、衝突時の荷重を受ける先端部が互いに
   独立しかつ車体の内外方向に対し互いにずれた位置に配
   設されていることを特徴とする車両の車体構造。
4. 【請求項４】 請求項３において、 第２のクラッシュボックスは、第１のクラッシュボック
   スに対し内装されて、上記第１及び第２のクラッシュボ
   ックスの両筒壁部が第１のクラッシュボックスの筒壁部
   の潰れ変形に伴い相互に干渉することになる位置関係に
   配置されていることを特徴とする車両の車体構造。
5. 【請求項５】 請求項３において、 第１のクラッシュボックスは、潰れに対する剛性が第２
   のクラッシュボックスに比して相対的に高くなるように
   構成されていることを特徴とする車両の車体構造。
6. 【請求項６】 請求項３において、 第１及び第２のクラッシュボックスが取付けられた車体
   フレームの端部には、両クラッシュボックスからの荷重
   伝達を受ける受け部が配設され、 上記受け部の剛性が車体内方側の車体フレームよりも高
   く設定されていることを特徴とする車両の車体構造。
7. 【請求項７】 請求項３において、 第１及び第２の各クラッシュボックスは板素材のプレス
   絞り成形により一体に形成されていることを特徴とする
   車両の車体構造。
8. 【請求項８】 請求項７において、 第１及び第２の各クラッシュボックスは、前面壁部と、
   この前面壁部の周縁から車体内方側に延びる筒壁部とか
   らなる略お椀形状に形成されていることを特徴とする車
   両の車体構造。
9. 【請求項９】 請求項１または請求項２において、 荷重吸収手段は、クラッシュボックスの先端部よりも車
   体内方側に位置付けられて上記クラッシュボックスが所
   定量変形した際に弾性吸収力を発揮する弾性体により構
   成されていることを特徴とする車両の車体構造。