(57)【要約】【課題】車両牽引時に必要な強度を維持しつつ、車両衝突時のエネルギー吸収効率を確保した車両構造の提供。【解決手段】車両５００の前後方向に延びる骨格部材１０と、基端部が骨格部材１０の車両前後方向一方側の端部に対向して設けられ、前記基端部から車両前後方向一方側に向かい延びる多角柱状のクラッシュボックス２０と、クラッシュボックス２０の前記基端部の外周面と、前記基端部が取り付けられる取付面とに連結される補強部材４０と、を備え、補強部材４０は、前記取付面に沿って延び当該取付面に固定される第１固定部４１と、第１固定部４１から前記基端部の外周面に沿って延び当該基端部に固定される第２固定部４２とを有し、第２固定部４２は、クラッシュボックス２０の隣接する複数の面部により形成された稜線２１をまたいで前記外周面に沿って連続して設けられ、稜線２１に対応する箇所に、稜線２１から離れるようにクラッシュボックス２０の径方向外側に突出した突出部４３を有することを特徴とする車両構造１００。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びる骨格部材と、
基端部が前記骨格部材の車両前後方向一方側の端部に対向して設けられ、前記基端部から車両前後方向一方側に向かい延びる多角柱状のクラッシュボックスと、
前記クラッシュボックスの前記基端部の外周面と、前記基端部が取り付けられる取付面とに連結される補強部材と、を備え、
前記補強部材は、前記取付面に沿って延び当該取付面に固定される第１固定部と、前記第１固定部から前記基端部の外周面に沿って延び当該基端部に固定される第２固定部とを有し、
前記第２固定部は、前記クラッシュボックスの隣接する複数の面部により形成された稜線をまたいで前記外周面に沿って連続して設けられ、前記稜線に対応する箇所に、前記稜線から離れるように前記クラッシュボックスの径方向外側に突出した突出部を有することを特徴とする車両構造。
【請求項２】
請求項１記載の車両構造において、
前記突出部は、車両前後方向に延びる稜線を持たない連続した面で形成されることを特徴とする車両構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両構造において、
前記突出部は、車両前後方向から見て前記クラッシュボックスと前記突出部とで囲まれた空間の断面積が、車両前後方向他方側に至るに連れて小さくなるように形成されることを特徴とする車両構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の車両構造において、
前記第２固定部は、前記突出部と当該突出部と隣接する部位との成す角度が、鈍角となるように形成されることを特徴とする車両構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の車両構造において、
前記補強部材は、前記クラッシュボックスの車幅方向を向く一対の側面の上部から当該クラッシュボックスの上面にわたって設けられることを特徴とする車両構造。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１つに記載の車両構造において、
前記クラッシュボックスの車両上下方向一方側の面は、前記車両前後方向一方側に向かうに連れて車両上下方向他方側に傾斜しており、
前記補強部材は、前記クラッシュボックスの車幅方向を向く一対の側面の上部から当該クラッシュボックスの上面にわたって設けられることを特徴とする車両構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クラッシュボックスの車体への取り付けをパッチなどの補強部材で補強する構成が知られている。しかしながら、クラッシュボックスをパッチで補強すると、車両衝突時のクラッシュボックスのつぶれを阻害し、エネルギー吸収効率が低下する。
【０００３】
この点、衝突時のエネルギー吸収効率を確保するために、パッチのコーナー部に切り欠きを入れる技術（例えば特許文献１等参照）が提案されている。しかしながら、この技術では、車両の牽引時などに切り欠き部分に応力が集中し、パッチが破損しやすくなるおそれがある。また、コーナー部に切り欠きを有することによって、パッチの上下面と側面との間で荷重が伝達されづらくなり、牽引時など、斜め方向の荷重の入力に対する補強の効果が弱くなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１６１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上のような課題に基づきなされたものであり、車両牽引時に必要な強度を維持しつつ、車両衝突時のエネルギー吸収効率を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、車両前後方向に延びる骨格部材と、基端部が前記骨格部材の車両前後方向一方側の端部に対向して設けられ、前記基端部から車両前後方向一方側に向かい延びる多角柱状のクラッシュボックスと、前記クラッシュボックスの前記基端部の外周面と、前記基端部が取り付けられる取付面とに連結される補強部材と、を備え、前記補強部材は、前記取付面に沿って延び当該取付面に固定される第１固定部と、前記第１固定部から前記基端部の外周面に沿って延び当該基端部に固定される第２固定部とを有し、前記第２固定部は、前記クラッシュボックスの隣接する複数の面部により形成された稜線をまたいで前記外周面に沿って連続して設けられ、前記稜線に対応する箇所に、前記稜線から離れるように前記クラッシュボックスの径方向外側に突出した突出部を有することを特徴とする車両構造にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両牽引時に必要な強度を維持しつつ、車両衝突時のエネルギー吸収効率を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る車両構造を備えた車両の一例の平面図である。
【図２】本発明に係る車両構造の一例の斜視図である。
【図３】本発明に係る車両構造の他の一例の斜視図である。
【図４】図３に示した車両構造に備えられたクラッシュボックス及び補強部材の車両前側の断面図である。
【図５】図３に示した車両構造に備えられたクラッシュボックス及び補強部材の車両後側の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に、本発明に係る車両構造を備えた車両の一例を示す。
図１に示すように、本発明に係る車両構造１００は、車両５００の前部に備えられている。図１以降の各図において、矢印Ｘで示されたＸ方向は車両５００の車幅方向を、矢印Ｙで示されたＹ方向は車両５００の前後方向を、矢印Ｚで示されたＺ方向は車両５００の上下方向を示している。
【００１０】
車両構造１００は、車両５００の前後方向に延びる左右のサイドメンバ１０（骨格部材）と、左右のサイドメンバ１０の前端部にそれぞれ取り付けられ、前後方向に延びる多角柱状の左右のクラッシュボックス２０とを備えている。
車両構造１００は、左右のクラッシュボックス２０の前端部に固定されるバンパービーム３０を備えている。
車両構造１００は、クラッシュボックス２０のサイドメンバ１０への取り付けを補強する補強部材４０を備えている。
【００１１】
図２は、車両構造１００を車両進行方向からみたときの車幅方向右側の構成を示している。以下の説明では、車幅方向右側の構造について説明するが、車両進行方向で車幅方向左側の構造も同様の構造となっている。
図２に示すように、クラッシュボックス２０は、板金製の四角柱形状である。クラッシュボックス２０は、隣接する複数の側面、具体的には、上面２３と右側面２２（車幅方向外側面）、右側面２２と下面２４、下面２４と左側面２５（車幅方向内側面）、左側面２５と上面２３により形成された４つの稜線２１を有している。クラッシュボックス２０の上面２３は、車両後方側に向けて上るように傾斜している。クラッシュボックス２０の右側面２２及び左側面２５は車両前後方向に対して平行であり、下面２４は水平方向に対して平行である。このため、クラッシュボックス２０のＸＺ断面は、車両後方側ほど大きい。
クラッシュボックス２０は、上下方向に延びるランプサポート６０に固定されており、ランプサポート６０は車両前方を向き、クラッシュボックス２０の後端部（基端部）が取り付けられる取付面を有している。また、ランプサポート６０はサイドメンバ１０に固定されている。すなわち、クラッシュボックス２０は、ランプサポート６０を介してサイドメンバ１０に固定される。
【００１２】
クラッシュボックス２０は、車両５００の前方から衝撃を加えられて荷重を受けると、車両後方側に向けて蛇腹状につぶれ、車両上下方向及び車幅方向に広がるように変形する。このときの変形で衝撃エネルギーが吸収され、サイドメンバ１０等の車両５００の構造部材に加えられる衝撃が緩和される。
本実施形態では、クラッシュボックス２０は四角柱状であるが、クラッシュボックス２０の形状はこれに限られない。
【００１３】
補強部材４０は、板金製であり、車両５００の上下方向に延びサイドメンバ１０に（本実施形態ではランプサポート６０に）固定される第１固定部４１と、第１固定部４１から車両前後方向に延びクラッシュボックス２０のサイドメンバ１０側すなわち車両後方側端部に固定される第２固定部４２とを有している。第１固定部４１と第２固定部４２とは、曲げ加工により一体的に形成される。
第１固定部４１は、補強部材４０の基部となる平板状の平板部であり、クラッシュボックス２０の後端において、クラッシュボックス２０の右側面２２上部から、上面２３、左側面２５上部まで、クラッシュボックス２０を囲うように取付面に沿って連続して設けられている。第１固定部４１は、図示しないボルト及び溶接によりランプサポート６０に固定されており、ランプサポート６０を介してサイドメンバ１０に固定される。
【００１４】
第２固定部４２は、第１固定部４１から車両前方側に向かって立ち上がるように形成された起立部である。第２固定部４２は、クラッシュボックス２０の右側面２２上部に車幅方向外側から隣接した第１部４４、上面２３に車両上方から隣接した第２部４５、左側面２５上部に車幅方向内側から隣接した第３部４６を有している。第１部４４、第２部４５及び第３部４６は、クラッシュボックス２０の４つの稜線２１のうち車両上方側の２つをまたいで連続して形成される。第１部４４、第２部４５及び第３部４６は、それぞれクラッシュボックス２０の右側面２２、上面２３、左側面２５に沿って延び、各面に溶接固定されている。
第２固定部４２は、各稜線２１に対応する箇所、すなわち第１部４４、第２部４５及び第３部４６の各境界部分に、各稜線２１から離れるように、クラッシュボックス２０の径方向外側（延在方向と直交する方向）、本実施形態では車両上方かつ車幅方向に突出した一対の突出部４３を有している。突出部４３は滑らかな曲面で形成される。なお、ここでいう滑らかな曲面とは、突出部４３中に稜線を含まない連続的な曲面のことを指す。本実施形態では、突出部４３は車両前端から後端に至るまで一定の曲率半径で形成され、突出部４３の突出量すなわち突出部４３とクラッシュボックス２０との距離（突出方向の距離Ｌ１、突出部４３の幅方向のＬ２）は、車両前方側から後方側に至るまで一定である。すなわち、第２固定部４２のＸＺ断面におけるクラッシュボックス２０と突出部４３とで囲まれた空間の面積Ｓは、車両前方側から後方側に至るまで一定である。第２固定部４２の突出部４３以外の部分は、クラッシュボックス２０の側面及び上面に沿うように形成されている。
【００１５】
また、突出部４３と第２固定部４２のその他の部分との境界において、突出部４３と第２固定部４２のその他の部分との角度は、鈍角となっている。一例として、図４に示す第２部４５と突出部４３との間の角度θを用いて説明すると、第２部４５と突出部４３との境界における突出部４３の接線（図４中破線）と第２部４５との間の角度θが鈍角となうように、突出部４３は形成されている。なお、この関係は第１部４４及び第３部４６と突出部４３との間の角度も同様である。
【００１６】
補強部材４０は、クラッシュボックス２０のサイドメンバ１０への取り付けを補強し、車両５００の牽引時等に必要な強度を維持するための部材であり、本実施形態では、クラッシュボックス２０の上部に設けられる。車両５００の牽引時、とくに、車両５００を船で輸送する際に、車両５００は船の床面に固定されるため、斜め下方向に引っ張られる。このとき、クラッシュボックス２０が下方向に倒れ込むことを防止するため、クラッシュボックス２０の上部の取り付けを補強する必要があるからである。また、車両５００の牽引時には、牽引車両の旋回などにより、クラッシュボックス２０が車幅方向に引っ張られる。このとき、クラッシュボックス２０が車幅方向に倒れ込むことを防止するため、補強部材４０は、クラッシュボックス２０の左右両側面も覆うように設けられる。
更に、本実施形態では、クラッシュボックス２０の上面２３が車両前方に向かうに連れて下方に傾斜しているため、車両５００の衝突時にクラッシュボックス２０が下方に倒れるように変形しやすい。このため、クラッシュボックス２０の上部の取り付けを補強することが望ましい。
【００１７】
補強部材４０が設けられる位置は、クラッシュボックス２０の上部に限定されず、荷重が入力される方向によって変更することが可能である。例えば、車両５００を牽引する車両の係留位置が、車両５００の係留位置よりも上方にある場合などは、車両５００は斜め上方向に引っ張られる。この場合、クラッシュボックス２０が上方向に倒れ込むことを防止するため、補強部材４０をクラッシュボックス２０の下部に設けるようにするとよい。また、補強部材４０は、クラッシュボックス２０のサイドメンバ１０側端部の全周を覆うように設けられていてもよい。
【００１８】
このような補強部材４０を備えた車両構造１００が、前方から衝撃を加えられて荷重を受けると、クラッシュボックス２０は車両前方側から後方側に向けて蛇腹状につぶれ、車両上下方向及び車幅方向に広がるように変形する。このとき、第２固定部４２の第２部４５は、クラッシュボックス２０上面２３により車両上方に押され、第３部４６は左側面２５により車幅方向内側に、第１部４４は右側面２２により車幅方向外側に押される。ここで、第１部４４、第２部４５及び第３部４６は、突出部４３により第１固定部４１側へ倒れるように変形することが許容されるため補強部材４０によりクラッシュボックス２０の変形が妨げられることが抑制され、クラッシュボックス２０が適切に変形し、衝撃エネルギー吸収性能が最後まで安定して得られる。
【００１９】
また、第２固定部４２は、突出部４３とその他の部分とが繋がった一枚板の構造となっている。このため、車両５００の牽引時に車幅方向に荷重が入力された場合、例えばカーブ走行時などに、第２固定部４２の上面と側面との間で荷重が伝達され、補強効果を十分に得ることができる。
なお、突出部４３に角を作るとそこに応力が集中してしまい、補強部材４０の破損の原因となりうるが、本実施形態では、突出部４３が曲率を有しているため、応力集中を突出部４３全体に分散させることが可能となり、補強部材４０の破損を抑制することができる。
【００２０】
また、突出部４３と第２固定部４２のその他の部分との角度が鋭角となると、第２固定部４２の第１部４４、第２部４５及び第３部４６が倒れるように変形することを突出部４３が阻害してしまう虞があるが、当該角度を鈍角とすることで、クラッシュボックス２０の変形が妨げられることをより抑制することができる。
【００２１】
図３に、補強部材４０の他の一例を示す。図２に示す構成例では、突出部４３とクラッシュボックス２０とで囲まれた空間Ｓの断面積が、車両前端から後端に至るまで一定であるが、図３に示す構成例では、空間Ｓの断面積を車両前後方向で変化させている。かかる構成を模式的に示すために、車両前端付近における空間Ｓの車幅方向断面を図４としたときの、車両後方側（サイドメンバ１０側）における空間Ｓの車幅方向断面を図５に示す。
図３に示すように、突出部４３は、サイドメンバ１０側すなわち本実施形態では車両後方側に至るに連れて曲率半径が小さく形成され、サイドメンバ１０側に至るに連れて突出量（Ｌ１）及び幅（Ｌ２）が小さくなっている。このような構成にすることで、図４及び図５に示すように、突出部４３とクラッシュボックス２０とで囲まれる空間Ｓの断面積が、車両前方側では大きく、後方側では小さくなる。
【００２２】
空間Ｓの断面積を大きくすることによって、車両５００の衝突時に第２固定部４２がより開きやすくなり、クラッシュボックス２０の変形をより許容しやすくなる。
また、空間Ｓの断面積を小さくすることによって、第２固定部４２の第２部４５と第１部４４及び第３部４６との間で荷重がより伝達されやすくなる。
空間Ｓの断面積を車両後方側に至るに連れて小さくすることにより、車両５００の衝突時のクラッシュボックス２０の変形を許容しつつ、第２固定部４２の第２部４５と第１部４４及び第３部４６との間の荷重伝達をより促進させ、補強効果をより得ることができる。
【００２３】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００２４】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２５】
１０…サイドメンバ、２０…クラッシュボックス、２１…稜線、３０…バンパービーム、４０…補強部材、４１…第１固定部、４２…第２固定部、４３…突出部、４４…第１部、４５…第２部、４６…第３部、６０…ランプサポート、１００…車両構造、５００…車両、Ｘ…車両の車幅方向、Ｙ…車両の前後方向、Ｚ…車両の上下方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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