WO2018088099A1

WO2018088099A1 - 車両の衝撃吸収構造

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Publication number: WO2018088099A1
Application number: PCT/JP2017/036853
Authority: WO
Inventors: 邦芳田代; 一平黒田; 中村　悟志
Original assignee: マツダ株式会社
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2018-05-17
Also published as: JP2018075906A; CN109923003B; JP6292279B1; EP3527436A4; US10882482B2; EP3527436A1; CN109923003A; EP3527436B1; US20190256022A1

Abstract

クラッシュカン４の車幅方向内側は外側よりも車両前方へ延びている。クラッシュカン４の車幅方向内側には、材料の一部を欠損することによって欠損部７０～７３が設けられている。

Description

車両の衝撃吸収構造

　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荷重が入力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取り付けられている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１、２では、クラッシュカンの車幅方向内側に、上下方向に延びる複数のビードが互いに前後方向に間隔をあけて形成されている。

　また、特許文献３には、多角形状の筒状部材を備えた衝撃吸収機構が開示されており、この筒状部材の前端部の各隅部には、稜線部に沿って切り込みが形成されている。

特開２０１３－９５３４６号公報特開２０１４－１１３８９４号公報特開２０１５－１５５７０４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、２ではクラッシュカンの車幅方向内側壁部にビードを形成しているが、ビードは材料を部分的に曲げ変形しただけなので材料は残っており、変形開始の初期段階でクラッシュカンの車幅方向内側壁部を狙い通りに変形させるのが難しい場合が考えられる。また、クラッシュカンの変形後はできるだけ前後方向の寸法が短くなるようにしたいが、特許文献１、２のようなビードの形成は材料が残っているので変形後の前後方向の寸法を短くすることに作用しない。

　また、近年、車両の軽量化の要求が高まっており、特にフロントオーバーハングに位置するクラッシュカンの軽量化は車両のハンドリング性能にも影響することから重要視されている。この点、特許文献１、２のようなビードの形成の場合は材料が残っていることから軽量化には寄与しない。

　また、特許文献３では、バンパービームにおける車幅方向に直線状に延びる部分が筒状部材の前端部に取り付けられているので、上述したような問題、即ち、クラッシュカンの変形開始の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いという問題は発生しない。

　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、クラッシュカンの車幅方向内側に材料の一部を欠損することによって欠損部を設けるようにした。

　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クラッシュカンの車両前端部に取り付けられ、上記クラッシュカンの車幅方向内側には、材料の一部を欠損することによって欠損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ているので、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、クラッシュカンの内側には欠損部が設けられていて一部の材料がなくなって弱くなっているので、クラッシュカンの内側が変形しやすくなり、このことでクラッシュカンの内側の変形が狙い通りに誘起される。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。

　また、クラッシュカンの内側の材料の一部が無くなっているので、その分、クラッシュカンが軽量になるとともに、変形後のクラッシュカンの前後方向の寸法が特に車幅方向内側において短くなるので、衝撃吸収性能が向上する。

　第２の発明は、上記クラッシュカンは、互いに上下方向に離れて車幅方向に延びる上壁部及び下壁部と、該上壁部及び下壁部の車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と、該上壁部及び下壁部の車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とを有し、上記クラッシュカンにおける上記上壁部と上記内側壁部とで構成される稜線部と、上記下壁部と上記内側壁部とで構成される稜線部との少なくとも一方に上記欠損部が設けられていることを特徴とする。

　すなわち、クラッシュカンの上壁部と内側壁部とで構成される稜線部及び下壁部と内側壁部とで構成される稜線部は、平坦な部分に比べて圧縮荷重に対する強度が高い部分になるが、この強度が高い部分に欠損部を設けることで、軽衝突時に稜線部がバンパービームとフロントサイドフレームとの間で突っ張るようになることはなく、クラッシュカンの車幅方向内側の変形が確実に誘起される。

　第３の発明は、上記クラッシュカンの内部には、上記内側壁部から上記外側壁部まで延びる横壁部が設けられ、上記欠損部は、上記内側壁部における上記横壁部が連なっている部分に形成されていることを特徴とする。

　この構成によれば、クラッシュカンの内部に横壁部を設けることで、バンパービームの支持剛性が高まるとともに、エネルギ吸収量が増加する。クラッシュカンの内側壁部における横壁部と連なっている部分が欠損することで、内側壁部と横壁部とが部分的に絶縁状態になる。これにより、軽衝突時にクラッシュカンの内側壁部の変形が横壁部によって阻害されにくくなり、内側壁部の変形が確実に誘起される。

　第４の発明は、上記欠損部は、上記横壁部における車幅方向内端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、横壁部の車幅方向内端部の一部が欠損することになるので、横壁部の車幅方向内端部がバンパービームとフロントサイドフレームとの間で突っ張るようになることはなく、クラッシュカンの車幅方向内側の変形が確実に誘起される。

　第５の発明は、上記欠損部は、上記クラッシュカンの車両前部に設けられていることを特徴とする。

　この構成によれば、欠損部がクラッシュカンの車幅方向内側で、かつ、車両前部に位置することになるので、クラッシュカンの車幅方向内側の前部が潰れ変形を開始した後、他の部分が潰れ変形し始める。これにより、クラッシュカンの車幅方向内側と外側とが同等のタイミングで潰れるようになる。

　第１の発明によれば、クラッシュカンの車幅方向内側に材料の一部を欠損することによって欠損部を設けたので、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できる。

　第２の発明によれば、クラッシュカンの上壁部と内側壁部とで構成される稜線部と、下壁部と内側壁部とで構成される稜線部との少なくとも一方に欠損部を設けたので、軽衝突時にクラッシュカンの車幅方向内側の変形を確実に誘起することができる。

　第３の発明によれば、クラッシュカンの内部に横壁部を設けることで、バンパービームの支持剛性を高めることができるとともに、クラッシュカンのエネルギ吸収量を増加させることができる。この場合に、クラッシュカンの横壁部と内側壁部とを欠損部によって部分的に絶縁することができるので、軽衝突時にクラッシュカンの内側壁部を確実に変形させることができる。

　第４の発明によれば、欠損部がクラッシュカンの横壁部における車幅方向内端部まで連続しているので、軽衝突時にクラッシュカン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、欠損部をクラッシュカンの車幅方向内側で、かつ、車両前部に設けることができるので、クラッシュカンの車幅方向内側と外側とを同等のタイミングで潰すことができ、クラッシュカンの全体を利用してエネルギ吸収することができる。

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。実施形態の変形例に係る図６相当図である。実施形態の変形例に係る図７相当図である。実施形態の変形例に係る図８相当図である。実施形態の変形例に係る図９相当図である。

　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、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。左側クラッシュカン４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。

　左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４の前端部から後端部まで連続している。

　また、左側クラッシュカン４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。左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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と左側クラッシュカン４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と左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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。

　一方、図７及び図８に示すように、左側クラッシュカン４の上壁部４１及び下壁部４２の前側の縁部は、左側へ行くほど後に位置するように、左右方向に対して所定の傾斜角度を持って傾斜しながら左右方向に延びている。これにより、左側クラッシュカン４の外側壁部４３の前側の縁部が、内側壁部４４の前側の縁部よりも後に位置することになるので、左側クラッシュカン４の車幅方向内側は外側よりも前方へ延びた形状になる。この左側クラッシュカン４の前端部の形状は、後述するバンパービーム６の形状に対応させるための形状である。尚、左側クラッシュカン４の上壁部４１及び下壁部４２の前側の縁部は、左側へ行くほど後に位置するように、湾曲しながら延びる形状であってもよい。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の前側の縁部は上下方向に延びている。

　図７及び図１０に示すように、左側クラッシュカン４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と略平行に左側クラッシュカン４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と略平行に左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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と略平行に左側クラッシュカン４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と略平行に左側クラッシュカン４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。

　左側クラッシュカン４には、前後方向に圧縮荷重が作用したときに潰れを誘起するための欠損部７０～７３が設けられている。欠損部７０～７３は、左側クラッシュカン４の右側の前部を積極的に潰れ変形させるためのものであり、具体的には、欠損部７０～７３は、左側クラッシュカン４の車幅方向内側、かつ、前部において上下方向に互いに間隔をあけて設けられており、材料の一部を欠損することによってできた貫通孔となっている。欠損部７０～７３は、内側壁部４４の前端部から後側に離れた部分に位置している。上下２つの欠損部７０、７３は、それぞれ、稜線部４ａ、４ｃに形成されている。中間の２つの欠損部７１、７２は、それぞれ、内側壁部４４における上側横壁部４６が連なっている部分と、内側壁部４４における下側横壁部４７が連なっている部分とに形成されている。また、中間の２つの欠損部７１、７２は、それぞれ、上側横壁部４６及び下側横壁部４７の右端部まで連続して設けられている。一方、左側クラッシュカン４の外側壁部４３には欠損部が設けられていない。

　欠損部７０～７３の形成方法としては、まず、押出成形部材を得た後、この押出成形部材に対して例えば切削、穴あけ加工等を施して所望形状の欠損部７０～７３を得る。欠損部７０～７３の数は、４つに限られるものではなく、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。また、欠損部７０～７３のうち、中間の２つの欠損部７１、７２を省略してもよいし、上下の２つの欠損部７０、７３を省略してもよい。また、欠損部７０～７３の任意の欠損部を切り欠き形状としてもよい。欠損部７０～７３の形状が上下方向に長い形状にするのが好ましい。

　欠損部７０～７３は、左側クラッシュカン４を構成している材料の一部を欠損することによって形成されたものであることから、その分、左側クラッシュカン４を軽量にすることができる。

　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４、５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、図２に示す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。

　図１に示すように、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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４の上部及び下部の強度が高まっている。しかも、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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、左側クラッシュカン４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。

　左側クラッシュカン４が潰れ変形するときには、左側クラッシュカン４の車幅方向内側の前部に欠損部７０～７３を設けているので、左側クラッシュカン４の右側の前部が潰れ変形を開始した後、他の部分が潰れ変形し始める。これにより、左側クラッシュカン４の全体を利用してエネルギ吸収が可能になる。

　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、左側クラッシュカン４における車幅方向内側が外側よりも前方へ延びているので、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、左側クラッシュカン４の内側には欠損部７０～７３が設けられていて一部の材料がなくなって弱くなっているので、左側クラッシュカン４の内側が変形しやすくなり、このことで左側クラッシュカン４の内側の変形が狙い通りに誘起される。

　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。また、左側クラッシュカン４の内側の材料の一部が無くなっているので、その分、左側クラッシュカン４を軽量にできるとともに、変形後の左側クラッシュカン４の前後方向の寸法が特に車幅方向内側において短くなり、衝撃吸収性能が向上する。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。

　図１１～図１４に示す変形例のように、欠損部８０～８３は、左側クラッシュカン４の内側壁部４４の前端部から後側に向けて所定範囲を切り欠くことによってできた切欠部としてもよい。上下２つの欠損部８０、８３は、それぞれ、稜線部４ａ、４ｃに形成されている。中間の２つの欠損部８１、８２は、それぞれ、上側横壁部４６及び下側横壁部４７の右端部まで連続して切り欠くことによって設けられている。

　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
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ　　稜線部
６　　　　　　　　バンパービーム
４１　　　　　　　上壁部
４２　　　　　　　下壁部
４３　　　　　　　外側壁部
４４　　　　　　　内側壁部
４６　　　　　　　上側横壁部
４７　　　　　　　下側横壁部
７０～７３　　　　欠損部
８０～８３　　　　欠損部

Claims

　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クラッシュカンの車両前端部に取り付けられ、
　上記クラッシュカンの車幅方向内側には、材料の一部を欠損することによって欠損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。
　請求項１に記載の車両の衝撃吸収構造において、
　上記クラッシュカンは、互いに上下方向に離れて車幅方向に延びる上壁部及び下壁部と、該上壁部及び下壁部の車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と、該上壁部及び下壁部の車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とを有し、
　上記クラッシュカンにおける上記上壁部と上記内側壁部とで構成される稜線部と、上記下壁部と上記内側壁部とで構成される稜線部との少なくとも一方に上記欠損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。
　請求項２に記載の車両の衝撃吸収構造において、
　上記クラッシュカンの内部には、上記内側壁部から上記外側壁部まで延びる横壁部が設けられ、
　上記欠損部は、上記内側壁部における上記横壁部が連なっている部分に形成されていることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
　請求項３に記載の車両の衝撃吸収構造において、
　上記欠損部は、上記横壁部における車幅方向内端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。
　請求項１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、
　上記欠損部は、上記クラッシュカンの車両前部に設けられていることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。