(57)【要約】【課題】車両に求められる制限を満たしつつ、フルラップ衝突やオフセット衝突以外の衝突による衝撃を好適に吸収する。【解決手段】車両１は、フルラップ衝突またはオフセット衝突において所定の入力方向から力が入力される主骨格部材１１を有し、主骨格部材１１が所定の入力方向に座屈することにより衝撃吸収性能を発揮する。主骨格部材１１を中空形状とする。第１変形抑制部材１２は、中空の主骨格部材１１の内側に、所定の入力方向に沿って延びる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルラップ衝突またはオフセット衝突において所定の入力方向から力が入力される骨格部材を有し、前記骨格部材が前記所定の入力方向に座屈することにより衝撃吸収性能を発揮する、車両であって、
前記骨格部材を中空とし、
中空の前記骨格部材の内側に、前記所定の入力方向に沿って延びる第１変形抑制部材を配置する、
車両。
【請求項２】
前記第１変形抑制部材は、前記所定の入力方向における長さが、前記骨格部材より短い、
請求項１記載の車両。
【請求項３】
前記骨格部材についての前記所定の入力方向での一端に固定され、前記骨格部材を他の部材に連結する第１フランジを有し、
前記第１変形抑制部材は、前記第１フランジに立設し、前記骨格部材と離間させて固定される、
請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
前記骨格部材についての前記所定の入力方向での他端に固定され、前記骨格部材を他の部材に連結する第２フランジを有し、
前記第２フランジは、前記所定の入力方向において、前記第１変形抑制部材の先端縁と離間して対向する、
請求項３記載の車両。
【請求項５】
前記第１変形抑制部材は、筒形状に形成される、
請求項１から４のいずれか一項記載の車両。
【請求項６】
前記第１変形抑制部材の内側に、前記第１変形抑制部材と離間させて、前記所定の入力方向に沿って延びる第２変形抑制部材を配置する、
請求項１から５のいずれか一項記載の車両。
【請求項７】
前記骨格部材は、
前記所定の入力方向における少なくとも一部に、他の部分よりつぶれ易く形成された脆弱部、または他の部分よりつぶれ難く形成された補強部、を有する、
請求項１から６のいずれか一項記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨格部材を有する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両は、衝突安全性などを確保するために、フロントサイドメンバ、クラッシュボックスなどの骨格部材を組み合わせた車体構造を有する。
このような車体構造を有する車両では、骨格部材が座屈して変形することにより衝突時の衝撃を吸収する（特許文献１）。骨格部材は、衝突時の入力を吸収するエネルギ吸収部材として機能する。そして、たとえばフロントサイドメンバおよびクラッシュボックスを、前方から入力される衝突力に耐える強度に形成することで、所定のフルラップ衝突やオフセット衝突に好適に対応できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２７６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、現実に発生し得る車両の衝突は、フルラップ衝突やオフセット衝突に限られない。
たとえば、車両同士が車両の幅方向の一端部同士で衝突するスモールオーバラップ衝突がある。また、車両は、車両の幅方向の一端部に人体が接触する可能性もある。
そして、スモールオーバラップ衝突などでは、フロントサイドメンバやクラッシュボックスなどの骨格部材に対して、衝突による力が、骨格部材の延在方向からではなく、斜め方向から入力される可能性がある。この場合、骨格部材は、フルラップ衝突やオフセット衝突に対して発揮し得るエネルギ吸収性能と同等のエネルギ吸収性能を発揮できない可能性がある。たとえば、斜め方向から力が入力されることにより、骨格部材が倒れるように変形する可能性がある。倒れるように変形することにより、骨格部材は、たとえば折り畳まれるように変形できない可能性がある。
【０００５】
また、車両には、長さなどに制約がある。車両のデザイン性も重要である。車両の組立易さも重要である。これらの車両についての制限により、各骨格部材についても各種の制限が生じ得る。
【０００６】
このように、車両では、求められる制限を満たしつつ、フルラップ衝突やオフセット衝突以外の衝突による衝撃を好適に吸収すること、が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両は、フルラップ衝突またはオフセット衝突において所定の入力方向から力が入力される骨格部材を有し、骨格部材が所定の入力方向に座屈することにより衝撃吸収性能を発揮する、車両であって、骨格部材を中空とし、中空の骨格部材の内側に、所定の入力方向に沿って延びる第１変形抑制部材を配置する。
【０００８】
好適には、第１変形抑制部材は、所定の入力方向における長さが、骨格部材より短い、とよい。
【０００９】
好適には、骨格部材についての所定の入力方向での一端に固定され、骨格部材を他の部材に連結する第１フランジを有し、第１変形抑制部材は、第１フランジに立設し、前記骨格部材と離間させて固定される、とよい。
【００１０】
好適には、骨格部材についての所定の入力方向での他端に固定され、骨格部材を他の部材に連結する第２フランジを有し、第２フランジは、所定の入力方向において、第１変形抑制部材の先端縁と離間して対向する、とよい。
【００１１】
好適には、第１変形抑制部材は、筒形状に形成される、とよい。
【００１２】
好適には、第１変形抑制部材の内側に、第１変形抑制部材と離間させて、所定の入力方向に沿って延びる第２変形抑制部材を配置する、とよい。
【００１３】
好適には、骨格部材は、所定の入力方向における少なくとも一部に、他の部分よりつぶれ易く形成された脆弱部、または他の部分よりつぶれ難く形成された補強部、を有する、とよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、骨格部材の内側に、骨格部材と離間させて、フルラップ衝突またはオフセット衝突での力の所定の入力方向に沿って延びる第１変形抑制部材を配置する。
よって、たとえばスモールオーバラップ衝突により、骨格部材に対して所定の入力方向から傾いて力が入力されて、骨格部材が倒れるように変形し始めたとしても、倒れ始めた骨格部材は、第１変形抑制部材に当たる。骨格部材は、それ以上に倒れ難くなる。第１変形抑制部材により倒れ難くなるように変形が抑制された骨格部材は、所定の入力方向において座屈するように変形し易い。たとえばスモールオーバラップ衝突において骨格部材が所定の入力方向において座屈し、骨格部材による所望の衝撃吸収性能が得られる。
また、本発明では、骨格部材の内側に第１変形抑制部材を配置するだけでこのような効果を得ている。よって、新たな骨格部材を追加する場合のように大きな配置スペースを新たに確保することなく、車両について求められる制限を満たしつつ、フルラップ衝突やオフセット衝突以外の衝突による衝撃を好適に吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】自動車の衝突についての説明図である。
【図２】自動車同士の衝突パターンの説明図である。
【図３】本実施形態の自動車で用いられるクラッシュボックスモジュールを模式的に示す図である。
【図４】図３のクラッシュボックスモジュールによる衝撃吸収状態の一例の説明図である。
【図５】図３のクラッシュボックスモジュールによる衝撃吸収状態の他の例の説明図である。
【図６】クラッシュボックスモジュールの変形例を示す断面図である。
【図７】自動車の車体を、斜め上方から見た斜視図である。
【図８】自動車の車体を、下方から見た下面図である。
【００１６】
以下、本発明の実施形態を、図面を参酌して説明する。
【００１７】
図１は、自動車１の衝突についての説明図である。自動車１は、車両の一例である。
図１（Ａ）は、自動車１の前部を模式的に示す透視側面図である。
図１（Ｂ）は、衝突における自動車１の変位と、エネルギの吸収量との関係を示すグラフである。
【００１８】
図１（Ａ）には、自動車１の骨格部材として、Ａピラー２、フロントサイドメンバ３、クラッシュボックス４、フロントバンパビーム５、フロントクロスメンバ６、フロントアッパメンバ７、が図示されている。
Ａピラー２は、乗車部とエンジン室とを仕切るダッシュボード５５の左右両端に溶接される。Ａピラー２は、ダッシュボード５５とともに乗車部の前縁を構成する。
フロントサイドメンバ３は、たとえば鋼板を矩形枠形状に成形した中空の形状を有する。フロントサイドメンバ３は、ダッシュボード５５の前面下部に溶接される。フロントサイドメンバ３は、ダッシュボード５５の前面下部から、前方へ延在する。
クラッシュボックス４は、たとえば鋼板を矩形枠形状に成形した中空の形状を有する。クラッシュボックス４は、フロントサイドメンバ３の前側の先端に、ネジ等により取り付けられる。
フロントバンパビーム５は、一対のクラッシュボックス４の前側の先端に、ネジ等により取り付けられる。フロントバンパビーム５は、一対のクラッシュボックス４の間を橋渡す。
フロントクロスメンバ６は、一対のフロントサイドメンバ３の下側に、ネジ等により取り付けられる。フロントクロスメンバ６は、一対のフロントサイドメンバ３の間を橋渡す。
フロントアッパメンバ７は、Ａピラー２に溶接される。フロントアッパメンバ７は、Ａピラー２の縦方向中央部から、前側へ突出する。
このような車体構造を有する自動車１は、エンジン室に、トランスミッションが一体化されたエンジン７１、ラジエタ７２、その他の設備品が搭載される。エンジン７１は、一対のフロントサイドメンバ３およびフロントクロスメンバ６に、ネジ等により取り付けられる。ラジエタ７２は、たとえばラジエタ７２フレームを用いて、フロントバンパビーム５の後側に、ネジ等により取り付けられる。
フロントクロスメンバ６は、一対の車輪を駆動する駆動軸が設けられる。一対の車輪は、フロントクロスメンバ６についての左右両端の外側に配置される。
【００１９】
このような車体構造の自動車１は、他の自動車１などとの衝突時に、骨格部材が座屈して変形することにより、衝突時の衝撃およびエネルギを吸収する。自動車１は、前へ進む。この際、他の自動車１などと衝突することがある。図１（Ａ）に示すように、衝突の力は、通常、自動車１に対して、前方から後向きに入力される。
他の自動車１などと衝突した場合、クラッシュボックス４、フロントサイドメンバ３などの骨格部材が座屈し、変形する。衝突による自動車１の座屈量は、図１（Ｂ）では横軸の変位量として示される。図１（Ｂ）の縦軸は、衝突エネルギの吸収量（荷重）である。図１（Ｂ）の吸収特性曲線Ａは、各変位状態での吸収量を示す。衝突時の入力が大きいほど、自動車１は大きく座屈する。図１（Ａ）の自動車１の場合、衝突時の入力の大きさに応じて、自動車１は変形する。図１（Ｂ）において、自動車１の変形によるエネルギの総吸収量は、吸収特性曲線Ａの下側の面積に対応する。
たとえば衝突時の入力が小さい場合、自動車１は、吸収特性曲線Ａの第１山の部分により、衝突エネルギを吸収できる。この場合、フロントバンパビーム５および一対のクラッシュボックス４が変形する。
これに対して、たとえば衝突時の入力が大きい場合、自動車１は、吸収特性曲線Ａの第１山の部分および第２山の部分により、衝突エネルギを吸収できる。この場合、フロントバンパビーム５および一対のクラッシュボックス４だけでなく、一対のフロントサイドメンバ３が変形する。
このように骨格部材は、衝突時の入力を吸収するエネルギ吸収部材として機能する。
【００２０】
図２は、自動車１同士の衝突パターンの説明図である。
図２（Ａ）は、自動車１の車体幅の全体で自動車１同士が正面衝突するフルラップ衝突の説明図である。
図２（Ｂ）は、自動車１の車体幅の半分でずれて自動車１同士が衝突するオフセット衝突の説明図である。
図２（Ｃ）は、自動車１の車体の端部で自動車１同士が衝突するスモールオーバラップ衝突の説明図である。
自動車１は、運転者の操作に従って走行するので、時として衝突することがある。
【００２１】
図２（Ａ）のフルラップ衝突において互いに衝突する自動車１は、各々の一対のフロントサイドメンバ３が向き合った状態で衝突する。
この場合、クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３に対して、それらの延在方向（前後方向）から、衝突の力が入力される。クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３は、前後方向に座屈し、図１（Ｂ）に示す衝撃の吸収性能を発揮できる。
【００２２】
図２（Ｂ）のオフセット衝突において互いに衝突する自動車１は、各々の一対のフロントサイドメンバ３が互い違いに入子になった状態で衝突する。ただし、各々のフロントバンパビーム５についての一対のフロントサイドメンバ３の間の部分において、互いに当たる。
クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３に対しては、略それらの延在方向に沿った方向から、衝突の力が入力される。クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３は、略前後方向に座屈し、図１（Ｂ）に示す衝撃の吸収性能を略発揮できる。
【００２３】
図２（Ｃ）のスモールオーバラップ衝突において互いに衝突する自動車１は、各々の一対のフロントサイドメンバ３が完全に外れた状態で衝突する。
各々のフロントバンパビーム５は、フロントサイドメンバ３についての左右方向の外側の部分において、互いに当たる。クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３に対しては、それらの延在方向に対して斜めに傾いた方向から、衝突の力が入力される。この場合、クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３は、たとえば倒れるように変形し、図１（Ｂ）に示す衝撃の吸収性能を発揮できない可能性がある。
【００２４】
このように一対のフロントサイドメンバ３の先端にフロントバンパビーム５を取り付けた車体構造の場合、クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３は、図２（Ａ）のフルラップ衝突に対して、図１（Ｂ）に示す衝撃の吸収性能を発揮できる。また、図２（Ｂ）のオフセット衝突に対して、図１（Ｂ）に示す衝撃の吸収性能を略発揮できる。
しかしながら、図２（Ｃ）のスモールオーバラップ衝突に対しては、クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３は、図１（Ｂ）に示す衝撃の吸収性能を十分に発揮できるとは言い難い。
また、自動車１では、フロントバンパビーム５の左右方向の端部が、人体や構造物と接触することがある。この場合にも、クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３は、図１（Ｂ）に示す衝撃の吸収性能を十分に発揮できるとは言い難い。
自動車１には、フルラップ衝突やオフセット衝突以外の衝突に対しても衝撃を好適に吸収できるように、さらに改善することが求められる。
【００２５】
また、自動車１には、各種の制限がある。
たとえば、自動車１には、長さなどのサイズについて、法令などによる制約がある。クラッシュボックス４またはフロントサイドメンバ３を、法令の制約を超えて長く形成することは難しい。
また、クラッシュボックス４などの骨格部材の周囲には、たとえばラジエタ７２、エンジン７１などの他の部材を配置する必要がある。骨格部材の周囲に、新たな骨格部材を追加するための十分なスペースが確保できないことがある。
この他にもたとえば、自動車１には、デザイン上の制約がある。自動車１にとってデザインは重要である。クラッシュボックス４またはフロントサイドメンバ３を、自動車１のデザインに悪影響を及ぼす長さや形状に形成することは難しい。クラッシュボックス４などの骨格部材の周囲に、デザインに影響を及ぼすことなく新たな部材を配置することが難しいことがある。
この他にもたとえば、自動車１では、自動車１の組立容易性も重要である。クラッシュボックス４およびフロントサイドメンバ３以外の他の部材を追加することは、自動車１の組立性に影響を与える。
また、自動車１の車体構造を新たに設計する場合、その設計および評価を最初から見直す必要がある。既存の車体構造に関する設計資産を活用できなくなる。その結果、開発期間が長くなる。
このように、自動車１には、衝撃吸収性能だけでなく、その他の各種の制限をクリアすることが求められる。
【００２６】
そこで、本実施形態では、自動車１の車体構造に大幅な変更を加えることなく、スモールオーバラップ衝突に対しても好適な衝撃吸収性能が得られるように、自動車１の車体構造を工夫する。
【００２７】
図３は、本実施形態の自動車１で用いられるクラッシュボックスモジュール１０を模式的に示す図である。
図３（Ａ）は、クラッシュボックスモジュール１０の側面図である。図３（Ａ）には、フロントサイドメンバ３およびフロントバンパビーム５が、図示されている。
図３（Ｂ）は、クラッシュボックスモジュール１０の断面図である。
図３のクラッシュボックスモジュール１０は、主骨格部材１１、内枠部材１２、第１フランジ１３、第２フランジ１４を有する。主骨格部材１１、内枠部材１２、第１フランジ１３、第２フランジ１４は、たとえば鉄、アルミニウムなどの金属または合金で形成してよい。
図３のクラッシュボックスモジュール１０は、フロントサイドメンバ３の先端に、ネジ等により取り付けられる。また、クラッシュボックスモジュール１０の前には、フロントバンパビーム５が、ネジ等により取り付けられる。
図３のクラッシュボックスモジュール１０は、図１のクラッシュボックス４の替わりに、フロントサイドメンバ３とフロントバンパビーム５との間に取り付けられる。
【００２８】
主骨格部材１１は、たとえば図１のクラッシュボックス４と同じ形状、同じ構造、同じ材料のものでよい。主骨格部材１１は、たとえば鋼板を矩形枠形状に折り曲げた中空の形状を有する。主骨格部材１１は、たとえば四角形の内径を有する。中空の形状とすることにより、主骨格部材１１は、主骨格部材１１の延在方向から入力される衝撃力により、延在方向で座屈する。衝撃を好適に吸収できる。
【００２９】
内枠部材１２は、主骨格部材１１の内形より一回り小さい枠形状を有する。内枠部材１２は、たとえば鋼板を矩形枠形状に折り曲げた中空の四角柱の枠形状を有する。中空の主骨格部材１１の内側に、内枠部材１２が配置される。内枠部材１２は、主骨格部材１１より短い。主骨格部材１１が倒れるように変形する場合、主骨格部材１１の内側面が内枠部材１２に当たる。主骨格部材１１は、内枠部材１２により支えられる。内枠部材１２は、枠形状を有するため、倒れようとする主骨格部材１１を好適に支えることができる。
【００３０】
第１フランジ１３は、主骨格部材１１の一端（図３では自動車１の前後方向の後端）が溶接される。第１フランジ１３は、たとえば矩形の板形状である。第１フランジ１３は、主骨格部材１１の外周から突出する。第１フランジ１３は、主骨格部材１１の外周に沿って、主骨格部材１１の全周に渡って形成される。
第１フランジ１３には、内枠部材１２が取り付けられる。内枠部材１２は、第１フランジ１３についての、主骨格部材１１の内側となる部分に溶接される。その結果、第１フランジ１３には、主骨格部材１１の一端と、内枠部材１２の一端とが取り付けられる。内枠部材１２は、主骨格部材１１の内側に配置される。
【００３１】
第２フランジ１４は、主骨格部材１１の他端（図３では自動車１の前後方向の前端）に溶接される。第２フランジ１４は、たとえば矩形の板形状である。第２フランジ１４は、主骨格部材１１の外周に沿って、主骨格部材１１の他端から外向きに突出する。
第２フランジ１４についての、主骨格部材１１の内側となる部分は、第１フランジ１３に取り付けられた内枠部材１２の先端縁と離間して対向する。
【００３２】
そして、図３では、クラッシュボックスモジュール１０は、フロントサイドメンバ３とフロントバンパビーム５との間に取り付けられる。第１フランジ１３は、フロントサイドメンバ３のフランジと重ねられ、ネジなどにより固定される。第２フランジ１４は、フロントバンパビーム５のフランジと重ねられ、ネジなどにより固定される。
【００３３】
図４は、図３のクラッシュボックスモジュール１０による衝撃吸収状態の一例の説明図である。
図４は、主骨格部材１１の延在方向から、衝突の力が入力される例である。
図４（Ａ）は、入力開始時点の状態の説明図である。図４（Ｂ）は、主骨格部材１１が座屈してその中側面が内枠部材１２の内側面に当たり始めた状態の説明図である。図４（Ｃ）は、主骨格部材１１の座屈が進んで、第２フランジ１４が内枠部材１２の先端縁に当たる状態の説明図である。図４（Ｄ）は、主骨格部材１１とともに内枠部材１２が座屈している状態の説明図である。図４（Ｅ）は、主骨格部材１１および内枠部材１２が完全に座屈した状態の説明図である。
【００３４】
自動車１が他の自動車１などと衝突すると、クラッシュボックスモジュール１０の主骨格部材１１には、図４（Ａ）に示すように主骨格部材１１の延在方向から、衝突の力が入力される。入力される力の大きさに応じて、主骨格部材１１は座屈する。
具体的にはたとえば、図４（Ｂ）に示すように主骨格部材１１がまず座屈し初める。座屈に伴う変形により、主骨格部材１１は中央部分が内側へ凹む。座屈し始めた主骨格部材１１の内側面の中央部分は、内枠部材１２の外側面に当たる。
さらに力が加えられると、図４（Ｃ）に示すように主骨格部材１１の座屈が進む。主骨格部材１１は、内枠部材１２の周囲で座屈する。座屈が進む主骨格部材１１は、内枠部材１２の周囲において折り畳まれるように座屈する。第２フランジ１４は、内枠部材１２の先端縁に当たる。第２フランジ１４に対して入力される力は、内枠部材１２に対しても直接に作用し始める。
さらに力が加えられると、主骨格部材１１だけでなく、図４（Ｄ）に示すように内枠部材１２も座屈し始める。
さらに力が加えられると、図４（Ｅ）に示すように主骨格部材１１の座屈および内枠部材１２の座屈が進む。主骨格部材１１および内枠部材１２は、入力される力により、完全に座屈する。
さらに力が加えられる場合、クラッシュボックスモジュール１０は、主骨格部材１１および内枠部材１２の変形により力を吸収することができないため、図３に示すフロントサイドメンバ３が座屈し始める。フロントサイドメンバ３は、座屈しながら衝撃を吸収する。
この結果、図３のクラッシュボックスモジュール１０をフロントサイドメンバ３とフロントバンパビーム５との間に接続することにより、主骨格部材１１の延在方向から入力される力に対して、図１（Ｂ）の衝撃の吸収特性を得ることができる。
【００３５】
図５は、図３のクラッシュボックスモジュール１０による衝撃吸収状態の他の例の説明図である。
図５は、主骨格部材１１の延在方向に対して傾いた斜め方向から、衝突の力が入力される例である。
図５（Ａ）は、入力開始時点の状態の説明図である。図５（Ｂ）は、主骨格部材１１が座屈してその内側面が内枠部材１２に当たり始めた状態の説明図である。図５（Ｃ）は、主骨格部材１１の座屈が進んで、第２フランジ１４が内枠部材１２の先端縁に当たる状態の説明図である。図５（Ｄ）は、主骨格部材１１とともに内枠部材１２が座屈している状態の説明図である。図５（Ｅ）は、主骨格部材１１および内枠部材１２が完全に座屈した状態の説明図である。
【００３６】
主骨格部材１１の延在方向に対して斜め方向から衝突の力が入力されると、クラッシュボックスモジュール１０の主骨格部材１１は、図５（Ａ）に示すようにその力の大きさに応じて座屈する。
具体的にはたとえば、図５（Ｂ）に示すように主骨格部材１１は、斜め方向からの力により、倒れるように座屈し初める。倒れるように座屈し始めた主骨格部材１１の内側面は、内枠部材１２の先端縁に当たる。倒れ始めた主骨格部材１１は、それ以上に倒れないように、内枠部材１２により支えられた状態になる。
さらに力が加えられると、図５（Ｃ）に示すように主骨格部材１１の座屈が進む。主骨格部材１１は、内枠部材１２の周囲で座屈する。座屈し始めにおいて斜めに倒れるように変形し始めていた主骨格部材１１は、内枠部材１２の周囲で折り畳まれるように座屈し始める。第２フランジ１４が、内枠部材１２の先端縁に当たる。第２フランジ１４に対して入力される力は、内枠部材１２に対しても直接に作用し始める。
さらに力が加えられると、主骨格部材１１だけでなく、図５（Ｄ）に示すように内枠部材１２も座屈し始める。この際、主骨格部材１１は、引続き、内枠部材１２の周囲で折り畳まれるように座屈する。
さらに力が加えられると、図５（Ｅ）に示すように主骨格部材１１の座屈および内枠部材１２の座屈が進む。主骨格部材１１および内枠部材１２は、入力される力により、完全に座屈する。
この図５（Ｄ）から図５（Ｅ）の座屈状態は、図４（Ｄ）から図４（Ｅ）の座屈状態と略同じになる。
さらに力が加えられる場合、クラッシュボックスモジュール１０は、主骨格部材１１および内枠部材１２の変形により力を吸収することができないため、図３に示すフロントサイドメンバ３が座屈し始める。フロントサイドメンバ３は、座屈しながら衝撃を吸収する。
この結果、図３のクラッシュボックスモジュール１０をフロントサイドメンバ３とフロントバンパビーム５との間に接続することにより、主骨格部材１１の延在方向に対して斜め方向から入力される力に対して、図１（Ｂ）の衝撃の吸収特性を得ることができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態のクラッシュボックスモジュール１０を用いることにより、主骨格部材１１に対して斜め方向から力が作用する場合でも、クラッシュボックス４として機能する主骨格部材１１は、延在方向に座屈する。
よって、本実施形態のクラッシュボックスモジュール１０は、スモールオーバラップ衝突に対しても、フルラップ衝突やオフセット衝突と同等の衝撃の吸収特性を得ることが可能である。
特に、本実施形態のクラッシュボックスモジュール１０は、クラッシュボックス４と同等の中空の主骨格部材１１の内側に、主骨格部材１１と離間させて内枠部材１２を配置するので、主骨格部材１１の側面を、衝突時の入力方向にかかわらず、変形前の主骨格部材１１の延在方向へ座屈するように変形させることができる。衝突時の衝撃力が主骨格部材１１の延在方向からずれて入力され、主骨格部材１１がその延在方向から倒れるように変形し始めても、倒れ始めた主骨格部材１１が内枠部材１２に当たり、主骨格部材１１の倒れが抑えられる。その後の主骨格部材１１は、内枠部材１２の周囲で折り畳まれるように座屈しやすい。主骨格部材１１は、衝突時の力の入力方向がその延在方向からずれていたとしても、フルラップ衝突またはオフセット衝突の場合と同等に変形しやすい。
たとえばスモールオーバラップ衝突や人体との接触の場合のように、主骨格部材１１に対する衝突時の衝撃力の入力方向が、たとえばフルラップ衝突またはオフセット衝突での衝撃力の入力方向からずれていたとしても、主骨格部材１１の完全な変形状態は、フルラップ衝突またはオフセット衝突と同じようになりやすい。
よって、主骨格部材１１は、スモールオーバラップ衝突や人体との接触に対して、フルラップ衝突またはオフセット衝突と同じような衝撃吸収能力を発揮できる。
また、中空の主骨格部材１１の内部に内枠部材１２を配置することによりこのような効果を得ているので、主骨格部材１１の外側に新たな配置スペースを確保する必要がない。特に、クラッシュボックスモジュール１０やフロントサイドメンバ３の周囲には、エンジン７１等が密に配置されるため、骨格部材の周囲に新たな配置スペースを確保することが難しい。
また、主骨格部材１１自体を従来のクラッシュボックス４と同等の構成としつつ、上記効果を得ることができる。自動車１に求められる制限を満たすように主骨格部材１１を構成しつつ、フルラップ衝突やオフセット衝突以外の衝突に対しても衝撃を好適に吸収できる。たとえば主骨格部材１１の長さをクラッシュボックス４の長さから変更することなく、スモールオーバラップ衝突や人体との接触に対して、フルラップ衝突やオフセット衝突と同等の衝撃吸収性能が得られる。
【００３８】
また、本実施形態では、内枠部材１２も、枠状の中空の形状を有し、主骨格部材１１を変形させる入力を原因として変形可能である。衝突時の入力は、内枠部材１２の変形によっても吸収される。その結果、主骨格部材１１の変形のみで衝撃を吸収しようとする場合と比べて、衝撃吸収能力の向上を図れる。また、主骨格部材１１自体はスモールオーバラップ衝突や人体との接触による比較的弱い入力により変形し得るものにしつつ、クラッシュボックスモジュール１０全体としては、フルラップ衝突による比較的強い入力により変形し切るもの、にできる。クラッシュボックスモジュール１０は、大きさの異なる入力に対して、個別に好適に対応できる。
【００３９】
また、本実施形態では、主骨格部材１１の延在方向における内枠部材１２の長さが、主骨格部材１１より短い。衝突時には、まず主骨格部材１１のみが変形する。よって、倒れるように変形し始めた主骨格部材１１は、確実に内枠部材１２に当たる。そして、その後の変形においては、主骨格部材１１は、略確実に、フルラップ衝突またはオフセット衝突と同様に畳み込まれるように変形する。これにより、主骨格部材１１の延在方向に対して斜め方向から入力される力に対して、延在方向から入力される力の場合と同等の、所望の衝撃吸収能力が得られる。
これに対して、仮にたとえば内枠部材１２が主骨格部材１１と同じ長さに形成されている場合、主骨格部材１１が変形し始めると略同時に内枠部材１２が変形し始める。内枠部材１２が変形することにより、変形し始めた主骨格部材１１が内枠部材１２と当たり難くなる。主骨格部材１１が内枠部材１２に当たることによる、倒れ規制の効果が得られない。また、所望の衝撃吸収能力が得られない。
また、内枠部材１２は、主骨格部材１１により外側から抑えられながら変形し始める。内枠部材１２は、内側へ向かって変形しやすい。主骨格部材１１が完全に変形した状態では、内枠部材１２は内側へ折り畳まれた状態で変形しやすい。完全に変形した内枠部材１２と、完全に変形した主骨格部材１１とは、互いに重なり難くなる。完全に変形した状態において内枠部材１２と主骨格部材１１との重なりを抑え、クラッシュボックスモジュール１０が完全に変形した状態における変形の残り代の増加を抑制できる。
【００４０】
また、本実施形態では、主骨格部材１１についての、延在方向の一端に第１フランジ１３が設けられる。主骨格部材１１は、この第１フランジ１３により他の部材と連結する。内枠部材１２は、主骨格部材１１の一端に設けられた第１フランジ１３に立設される。よって、変形時に内枠部材１２と骨格部材との間に作用する力は、第１フランジ１３において略相殺できる。主骨格部材１１が連結される他の部材に対して、該力が作用し難い。他の部材などについて、該力に対する設計変更が不要である。
また、内枠部材１２と主骨格部材１１とが第１フランジ１３により一体化されているので、主骨格部材１１を他の部材に取り付けるだけで内枠部材１２を所望の位置に配置できる。内枠部材１２を追加したことによる組み立て工数の増加を抑制できる。
【００４１】
また、本実施形態では、主骨格部材１１についての、延在方向の他端に第２フランジ１４が設けられる。第２フランジ１４は、延在方向において、内枠部材１２の先端縁と離間して対向する。よって、主骨格部材１１が変形し始めた後、第２フランジ１４は、内枠部材１２の先端縁と当たる。このとき、主骨格部材１１の変形状態により、仮にたとえば第２フランジ１４が内枠部材１２の先端縁に対して斜めに傾いて当たり始めたとしても、その後に全体的に当たるように、主骨格部材１１の変形を修正できる。修正後には、主骨格部材１１は、内枠部材１２との間に折り畳まれるように変形しやすい。
また、第２フランジ１４が内枠部材１２の先端縁に対して全体的に当たった状態では、内枠部材１２が第２の内枠部材１６として機能する。第２フランジ１４は、衝突時の大きい入力に基づいて、第２の内枠部材１６を押しつぶすように変形させる。フルラップ衝突やオフセット衝突での大きい入力に対して、高い衝撃吸収能力を得ることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、内枠部材１２は、主骨格部材１１の内側において筒形状に形成される。よって、主骨格部材１１がいずれの方向へ倒れるように変形し始めたとしても、その倒れを内枠部材１２により抑えることができる。衝突の力の入力方向が、主骨格部材１１の延在方向に対して所定の角度範囲内にある場合、主骨格部材１１を内枠部材１２との間で折り畳むように変形させ、所望の衝撃吸収能力を得ることができる。
【００４３】
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。
【００４４】
たとえば上記実施形態では、主骨格部材１１の内側に、１つの内枠部材１２を配置している。
この他にもたとえば、図６（Ａ）に示すように、主骨格部材１１の内側に、複数の内枠部材１２を順番に入れ子状に並べて配置してよい。図６（Ａ）では、主骨格部材１１の内側に、枠形状の第１の内枠部材１２を配置し、第１の内枠部材１２の内側に、枠形状の第２の内枠部材１６を配置している。また、第２の内枠部材１６は、第１の内枠部材１２より短く、第２の内枠部材１６は、主骨格部材１１より短い。この場合、主骨格部材１１より押されて第１の内枠部材１２が倒れるように変形するとしても、第２の内枠部材１６により倒れの増加を抑えることができる。段階的に吸収力を変化させることができる。
【００４５】
上記実施形態では、主骨格部材１１の内側に内枠部材１２を配置している。
この他にもたとえば、主骨格部材１１の外側に、主骨格部材１１と離間させて、主骨格部材１１の延在方向に沿って延びる外枠部材を併せて配置してもよい。
【００４６】
上記実施形態では、内枠部材１２は、主骨格部材１１と離間した状縦で設けられている。
この他にもたとえば、内枠部材１２の一部が、主骨格部材１１と接触してもよい。
また、内枠部材１２と主骨格部材１１との間に、ゴムなどの軟質部材を介在させてもよい。これらの場合でも、本実施形態と同等の効果を期待できる。
【００４７】
また、上記実施形態では、主骨格部材１１は、図３に示すように一定の板厚である。
この他にもたとえば、図６（Ｂ）または（Ｃ）に示すように、主骨格部材１１の板厚を変化させるようにしてもよい。
図６（Ｂ）の主骨格部材１１は、その延在方向における両端部の内面と中央部の外面とに、周方向に沿った溝が形成される。溝が形成された部位は、変形し易い脆弱部１７として機能する。これにより、主骨格部材１１の変形し初めの変形形状が一定のものになることを期待できる。図６（Ｂ）の主骨格部材１１では、中央部が内側へ凹むむように変形し始めることを期待できる。主骨格部材１１についての凹む部位を限定できる。主骨格部材１１が中央部で凹むことにより、変形した主骨格部材１１が短い内枠部材１２の内面に確実に当たることを期待できる。
図６（Ｃ）の主骨格部材１１は、その延在方向における両端部の外面に、周方向に沿ったリブが形成される。リブが形成された部位は、変形し易い補強部１８として機能する。これにより、主骨格部材１１の変形し初めの変形形状が一定のものになることを期待できる。図６（Ｃ）の主骨格部材１１では、中央部が内側へ凹むように変形し始めることを期待できる。主骨格部材１１の広がる部位を限定できる。主骨格部材１１が中央部で膨らむことにより、変形した主骨格部材１１が短い内枠部材１２の内面に確実に当たることを期待できる。
図６は、実施形態に係るクラッシュボックスモジュール１０の変形例を示す断面図である。図６（Ａ）から（Ｃ）は、図３（Ｂ）に対応する。
【００４８】
また、上記実施形態では、本発明を、自動車１のクラッシュボックス４に適用した例である。
図７および図８は、自動車１の車体構造の一例を示す図である。図７は、斜め上方から見た斜視図である。図８は、下方から見た下面図である。
図７および図８に示す車体では、乗車部のフロアパネル５１の下に、フロアパネル５１の左右両端縁とセンタートンネル５３との間で前後方向へ延びる一対のフロアーメンバ５２が設けられる。フロアパネル５１の上には、フロアパネル５１の左右両端縁に渡るフロアクロスメンバ５４が設けられる。フロアーメンバ５２とフロアクロスメンバ５４とは、フロアパネル５１を介して連結される。
フロアパネル５１の前縁上には、ダッシュボード５５が立設される。ダッシュボード５５は、乗車部とエンジン室とを仕切る。ダッシュボード５５の前面には、一対のフロントサイドメンバ３が前側へ突出させて取り付けられる。一対のフロントサイドメンバ３の先端部にラジエタパネル５６、フロントバンパビーム５が取り付けられる。一対のフロントサイドメンバ３の後端は、一対のフロアーメンバ５２の前端と連結される。
ダッシュボード５５の左右両端縁には、一対のＡピラー２が取り付けられる。一対のＡピラー２には、一対のフロントアッパメンバ７がＡピラー２から前方へ突出させて設けられる。Ａピラー２には、図示外のフロントドアが開閉可能に取り付けられる。フロントドア内には、フロントドアビーム、フロントドアクロスメンバが設けられる。
フロアパネル５１の左右両端縁には、一対のサイドシル５７が設けられる。一対のサイドシル５７の前端は、トルクボックス構造の鋼板により、一対のフロントサイドメンバ３または一対のフロアーメンバ５２と結合される。一対のサイドシル５７は、フロアクロスメンバ５４により連結される。
フロアパネル５１の後端縁上には、乗車部と荷物室とを仕切るリアバルクヘッド５８が立設される。リアバルクヘッド５８の左右両端縁に、一対のＣピラー５９が取り付けられる。
一対のＡピラー２の上端と一対のＣピラー５９の上端との間に、一対のルーフサイドレール６０が取り付けられる。一対のルーフサイドレール６０の間には、ルーフクロスメンバ６１が左右方向に延在して設けられる。一対のルーフサイドレール６０は、ルーフクロスメンバ６１により連結される。サイドシル５７の中央部とルーフサイドレール６０の中央部との間に、Ｂピラー６２が設けられる。サイドシル５７とルーフサイドレール６０とは、Ｂピラー６２により連結される。一対のＢピラー６２には、図示外の一対のリアドアが取り付けられる。リアドア内には、リアドアビーム、リアドアクロスメンバが設けられる。
一対のサイドシル５７の後端には、一対のリアサイドメンバ６３の前端が連結される。一対のリアサイドメンバ６３は、リアバルクヘッド５８から後方へ向かって突出する。リアサイドメンバ６３の後端部に、図示外のリアバンパービームが取り付けられてよい。
このような複数の骨格部材には、鋼板が溶接される。たとえば、Ａピラー２とフロントアッパメンバ７との間に、リインフォースメント用の鋼板６５が取り付けられる。また、車体には、外板として、たとえばボンネットフード板、左右のフェンダー板、トランクリッド板、ルーフ板などが取り付けられる。これにより、自動車１が完成する。なお、複数の骨格部材は、溶接またはねじ止めにより連結できる。
本発明は、このような自動車１の各骨格部材に適用できる。たとえば、フロントサイドメンバ３としての骨格部材の内側に内枠部材１２を設けてよい。また、フロントアッパメンバ７としての骨格部材の内側に内枠部材１２を設けてよい。
これらの場合でも、自動車１に求められる各種の制限を満たしながら、フルラップ衝突やオフセット衝突以外の衝突に対しても好適に衝撃を吸収する、ようにできる。
【符号の説明】
【００４９】
１  自動車（車両）
１０  クラッシュボックスモジュール
１１  主骨格部材（骨格部材）
１２  内枠部材（第１変形抑制部）
１３  第１フランジ
１４  第２フランジ
１６  第２の内枠部材（第２変形抑制部）
１７  脆弱部
１８  補強部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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