(57)【要約】【課題】質量増加を抑制又は軽減することができ、しかも衝突時の横倒れを効果的に抑制又は防止することができる車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造を得る。【解決手段】クラッシュボックス１０はアルミニウム合金の押出し成形によって形成されており、取付部３６がフロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａ内へ挿入された状態で固定されている。取付部３６の内部には第１空間部２６乃至第５空間部３４が形成されており、予め第１中子４０乃至第３中子４４が挿嵌されて、中子４０、４２、４４、クラッシュボックス１０、フロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａが共締めされている。従って、必要な部分のみ板厚を厚くすることができ、衝突時の横倒れも効果的に抑制できる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が衝突荷重が入力される荷重入力部に取り付けられると共に他端部が衝突荷重が伝達される荷重伝達部に取り付けられて軸方向に圧縮変形することにより衝突時のエネルギーを吸収する車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造であって、
前記取付部は筒状に構成されると共に断面内側に壁面が重なるように補強部材が取り付けられており、
当該取付部を前記荷重伝達部の断面内方へ挿入させた状態で取付部の壁重合部を荷重伝達部に結合させた、
ことを特徴とする車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造。
【請求項２】
前記衝撃吸収部材は、その長手方向に沿って複数の閉断面部を有する断面構造とされており、
当該閉断面部内に取付部を補強するための中子を挿嵌して結合させた、
ことを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造。
【請求項３】
前記補強部材は、前記取付部及び荷重伝達部に共締めされている、
ことを特徴とする請求項２記載の衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造。
【請求項４】
前記補強部材は前記閉断面部における車両幅方向外側の壁に固定されている、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突荷重が入力される荷重入力部と衝突荷重が伝達される荷重伝達部との間に介在されて軸方向に圧縮変形することにより衝突時のエネルギーを吸収する車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フロントサイドメンバの前端部とフロントバンパリインフォースメントとの間に衝撃吸収部材としてのクラッシュボックスを設定することが行われている。かかるクラッシュボックスは、前面衝突時にフロントバンパリインフォースメントから軸圧縮荷重を受けて座屈することにより所定のエネルギー吸収を行う（一例として、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された技術について簡単に説明すると、フロントサイドメンバ及びクラッシュボックスはいずれも正六角形状に形成されている。フロントサイドメンバの前端部は閉止されており、その前端面には６個の取付フランジが立設されている。一方、クラッシュボックスは正六角形の筒状に形成されており、後端部の外周部にはボルト挿通孔が形成されている。そして、クラッシュボックスの後端部内へフロントサイドメンバの前端部の取付フランジを差込み、ボルトをクラッシュボックスの外側から挿入して取付フランジに螺合させるようになっている。なお、クラッシュボックスの前端部とフロントバンパリインフォースメントとの結合にも同様構造が採用されている。
【特許文献１】特開２００１−６３６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記先行技術による場合、クラッシュボックスの前側にフロントバンパの斜め前方から衝突荷重が入力された場合に、クラッシュボックスのボルト挿通孔の周辺部に荷重が集中し、当該周辺部が入力荷重に耐えられないことも考えられる。その場合、クラッシュボックスに横倒れが生じ、所期のエネルギー吸収性能が充分に発揮されない可能性がある。
【０００５】
なお、前記課題を解決するために、クラッシュボックスのフロントサイドメンバへの取付部の板厚を増加することも考えられるが、その場合には質量が増加するディメリットが生じる。特に、クラッシュボックスをアルミニウム合金の押出し成形品とした場合には、同一断面形状の長尺状の部材となるため、部分的な板厚増加を試みると、結局はクラッシュボックス全体の板厚増加となり、大幅な質量増加となる。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、質量増加を抑制又は軽減することができ、しかも衝突時の横倒れを効果的に抑制又は防止することができる車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の本発明に係る車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造は、一端部が衝突荷重が入力される荷重入力部に取り付けられると共に他端部が衝突荷重が伝達される荷重伝達部に取り付けられて軸方向に圧縮変形することにより衝突時のエネルギーを吸収する車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造であって、前記取付部は筒状に構成されると共に断面内側に壁面が重なるように補強部材が取り付けられており、当該取付部を前記荷重伝達部の断面内方へ挿入させた状態で取付部の壁重合部を荷重伝達部に結合させた、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係る車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造は、請求項１記載の発明において、前記衝撃吸収部材は、その長手方向に沿って複数の閉断面部を有する断面構造とされており、当該閉断面部内に取付部を補強するための中子を挿嵌して結合させた、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の本発明に係る車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造は、請求項２記載の発明において、前記補強部材は、前記取付部及び荷重伝達部に共締めされている、ことを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の本発明に係る車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造は、請求項２又は請求項３記載の発明において、前記補強部材は前記閉断面部における車両幅方向外側の壁に固定されている、ことを特徴としている。
【００１１】
請求項１記載の本発明によれば、衝突時になると、衝突荷重は荷重入力部に入力される。入力された衝突荷重は、衝撃吸収部材を介して荷重伝達部へ伝達される。この際に、衝撃吸収部材が軸方向に圧縮されて変形することにより、衝突時のエネルギーが吸収される。
【００１２】
ここで、本発明では、衝撃吸収部材の取付部を筒状に構成すると共に断面内側に壁面が重なるように補強部材が取り付けられているため、その部分、つまり壁重合部では衝撃吸収部材の取付部が補強される。そして、この補強された取付部を荷重伝達部の断面内方へ挿入し壁重合部を荷重伝達部に結合させたので、衝撃吸収部材と荷重伝達部材との取付部分に充分な曲げ剛性が付与される。従って、衝撃吸収部材の取付部での横荷重（車両幅方向外側へ作用する荷重）に対する剛性を高めることができ、ひいては衝突荷重入力時における衝撃吸収部材の横倒れを抑制更には防止することができる。
【００１３】
しかも、本発明では、必要な部分のみ補強部材で板厚を上げて、不要な部分の板厚は変わらないので、衝撃吸収部材の質量増加も必要最小限に抑えられる。
【００１４】
請求項２記載の本発明によれば、衝撃吸収部材はその長手方向に沿って複数の閉断面部を有しており、当該閉断面部内に中子を挿嵌して結合させたので、例えば、衝撃吸収部材をアルミニウム合金の押出し材で構成した場合には、中子を挿嵌させる閉断面部の選択や中子の板厚等によって補強したい部位を効果的に補強することができる。
【００１５】
請求項３記載の本発明によれば、補強部材を取付部及び荷重伝達部に共締めさせたので、補強部材と取付部との結合、取付部と荷重伝達部との結合とを別個独立に設定する場合に比し、部品点数の削減、組付工数の削減を図ることができる。
【００１６】
請求項４記載の本発明によれば、補強部材を閉断面部における車両幅方向外側の壁に固定させたので、換言すれば、衝撃吸収部材に横倒れ荷重が入った場合に破断側となるアウタ側のみに補強部材を設定したので、補強に伴う質量増加を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、請求項１記載の本発明は、一端部が衝突荷重が入力される荷重入力部に取り付けられると共に他端部が衝突荷重が伝達される荷重伝達部に取り付けられて軸方向に圧縮変形することにより衝突時のエネルギーを吸収する車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造であって、取付部は筒状に構成されると共に断面内側に壁面が重なるように補強部材が取り付けられており、当該取付部を荷重伝達部の断面内方へ挿入させた状態で取付部の壁重合部を荷重伝達部に結合させたので、必要な部分のみ効果的に補強することができ、その結果、質量増加を抑制又は軽減することができ、しかも衝突時の横倒れを効果的に抑制又は防止することができるという優れた効果を有する。
【００１８】
請求項２記載の本発明に係る車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造は
、請求項１記載の発明において、衝撃吸収部材はその長手方向に沿って複数の閉断面部を有する断面構造とされており、当該閉断面部内に取付部を補強するための中子を挿嵌して結合させたので、中子を挿嵌させる閉断面部の選択や中子の板厚等によって補強したい部位を効果的に補強することができ、その結果、請求項１記載の本発明の効果を容易かつ低コストで効率的に得ることができるという優れた効果を有する。
【００１９】
請求項３記載の本発明に係る車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造は、請求項２記載の発明において、補強部材を取付部及び荷重伝達部に共締めさせたので、補強部材と取付部との結合、取付部と荷重伝達部との結合とを別個独立に設定する場合に比し、部品点数の削減、組付工数の削減を図ることができ、その結果、トータルコストの削減及び組付作業効率の向上を図ることができるという優れた効果を有する。
【００２０】
請求項４記載の本発明に係る車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造は、請求項２又は請求項３記載の発明において、補強部材を閉断面部における車両幅方向外側の壁に固定させたので、換言すれば、衝撃吸収部材に横倒れ荷重が入った場合に破断側となるアウタ側のみに補強部材を設定したので、補強に伴う質量増加を最小限に抑えることができ、その結果、最小限の質量増加で最大限の補強効果を得ることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１〜図５を用いて、本発明に係る車両用衝撃吸収部材の荷重伝達部への取付部の補強構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。
【００２２】
図５には、本実施形態に係る衝撃吸収部材としてのクラッシュボックス１０が採用された車体前部の平面図が示されている。この図に示されるように、車体の前端部には、平面視で略コ字状に形成された荷重入力部としての長尺状のフロントバンパリインフォースメント１２が車両幅方向を長手方向して配置されている。このフロントバンパリインフォースメント１２は高強度部材であり、その前面側には図示しないフロントバンパカバーが取り付けられている。
【００２３】
一方、前輪１４が配置されるフロントホイールハウス１６の内側には、長尺状に形成された荷重伝達部としての高強度のフロントサイドメンバ１８が車両前後方向を長手方向として配置されている。フロントサイドメンバ１８の後端部は、フロントクロスメンバ２０の前面に結合されている。また、フロントサイドメンバ１８の前端部は、フロントバンパリインフォースメント１２に対して所定距離だけ車両後方側へ離間した位置（オフセットした位置）に配置されている。そして、フロントサイドメンバ１８の前端部とフロントバンパリインフォースメント１２の後端面との間に、長尺状のクラッシュボックス１０が介在されている。なお、クラッシュボックス１０は、フロントサイドメンバ１８に対して車両前後方向に連続的に配置されている。
【００２４】
図１には、上記クラッシュボックス１０の組付状態の全体斜視図が示されている。また、図２には当該クラッシュボックス１０から中子を取り外した分解斜視図が示されている。さらに、図３及び図４には、当該クラッシュボックス１０の要部断面図がそれぞれ示されている。
【００２５】
これらの図に示されるように、本実施形態のクラッシュボックス１０は、アルミニウム合金材料を押出し成形することにより、均一断面（一定断面）に形成されている。具体的には、クラッシュボックス１０は、長手直角断面形状が略矩形状を成しており、四隅は面取りされている。各面取り部２２には、前端部から後端部へ向かうにつれて徐々に突出高さが高くなるエネルギー吸収荷重調整用のリブ２４が前後方向に延在されている。なお、面取り部２２及びリブ２４は、クラッシュボックス１０の押出し成形後の二次加工（機械加工）によって形成されている。
【００２６】
また、クラッシュボックス１０の断面内には、頂壁部１０Ａに対して平行な上側横壁１０Ｂが一体に形成されていると共に、底壁部１０Ｃに対して平行な下側横壁１０Ｄが一体に形成されている。さらに、上側横壁１０Ｂの中間部と頂壁部１０Ａの中間部とは上側縦壁１０Ｅによって左右に二分されており、同様に下側横壁１０Ｄの中間部と底壁部１０Ｃの中間部とは下側縦壁１０Ｆによって左右に二分されている。
【００２７】
この結果、クラッシュボックス１０の断面内方の上部には、左右対称形状の五角柱形状の第１空間部２６及び第２空間部２８が形成されている。同様に、クラッシュボックス１０の断面内方の下部には、左右対称形状の五角柱形状の第３空間部３０及び第４空間部３２が形成されている。さらに、第１空間部２６及び第２空間部２８と第３空間部３０及び第４空間部３２との間には、直方体形状の第５空間部３４が形成されている。
【００２８】
上記クラッシュボックス１０の後端部は中空略矩形断面の取付部３６とされており、かかる取付部３６がフロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａ内へ挿入されている。さらに、取付部３６には、複数箇所（各面に二箇所又は三箇所等）にボルト挿通孔３８が形成されている。
【００２９】
上記閉断面部としての第１空間部２６乃至第５空間部３４の内、車両幅方向外側（アウタ側）に位置する第１空間部２６、第３空間部３０及び第５空間部３４には、外形形状が各空間部の形状と同一とされかつ内部が中空とされた補強部材としての第１中子４０、第２中子４２及び第３中子４４がそれぞれ挿嵌されている。
【００３０】
図３及び図４に示されるように、第１中子４０は、外側側壁部４０Ａと頂壁部４０Ｂの二箇所（二面）で、クラッシュボックス１０の取付部３６に広義には固定具、締結具として把握されるかしめナット４６で固定（結合）されている。また、第３中子４４は、外側側壁部４４Ａと底壁部４４Ｂの二箇所で、クラッシュボックス１０の取付部３６にかしめナット４６で固定されている。さらに、第２中子４２は、外側側壁部４２Ａと内側側壁部４２Ｂの二箇所で、クラッシュボックス１０の取付部３６にかしめナット４６で固定されている。なお、クラッシュボックス１０の取付部３６には、中子が挿嵌されない位置でも、フロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａとの結合用にかしめナット４６が装着されている。
【００３１】
さらに、本実施形態では、第１中子４０、第２中子４２、第３中子４４をクラッシュボックス１０の取付部３６に固定するかしめナット４６を利用してフロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａにクラッシュボックス１０の取付部３６をボルト４８及びかしめナット４６で共締めしている。
【００３２】
（作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３３】
前面衝突時になると、その際の衝突荷重はフロントバンパリインフォースメント１２に入力される。入力された衝突荷重は、クラッシュボックス１０を介してフロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａへ伝達される。この際に、クラッシュボックス１０が軸方向に圧縮されて変形することにより、衝突時のエネルギーが吸収される。
【００３４】
ここで、本実施形態では、クラッシュボックス１０の取付部３６を筒状に構成すると共に断面内側に壁面が重なるように第１中子４０、第２中子４２、第３中子４４を挿嵌し、かしめナット４６で結合させたので、その部分、つまり壁重合部ではクラッシュボックス１０の取付部３６が補強される。そして、この補強された取付部３６をフロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａの断面内方へ挿入し、当該壁重合部を当該前端部１８Ａにボルト４８及びかしめナット４６で結合（締結固定）したので、クラッシュボックス１０とフロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａとの取付部分に充分な曲げ剛性が付与される。従って、クラッシュボックス１０の取付部３６での横荷重（車両幅方向外側へ作用する荷重）に対する剛性を高めることができ、ひいては衝突荷重入力時におけるクラッシュボックス１０の横倒れを抑制更には防止することができる。
【００３５】
しかも、本実施形態では、必要な部分のみに第１中子４０乃至第３中子４４を挿嵌して板厚を上げて、不要な部分の板厚は変わらないので、換言すれば、必要な部分のみ補強することができるので、クラッシュボックス１０の質量増加も必要最小限に抑えられる。
【００３６】
その結果、本実施形態によれば、質量増加を抑制又は軽減することができ、しかも衝突時の横倒れを効果的に抑制又は防止することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、クラッシュボックス１０はアルミニウム合金の押出し成形によって構成されており、その長手方向に沿って複数の閉断面部である第１空間部２６乃至第５空間部３４を有し、この内の第１空間部２６、第３空間部３０、第５空間部３４内に第１中子４０、第３中子４４、第２中子４２をそれぞれ挿嵌して結合させる構成を採ったので、中子を挿嵌させる閉断面部の選択や中子の板厚等によって補強したい部位を効果的に補強することができる。その結果、本実施形態によれば、上記質量増加の抑制と横倒れ抑制の両立を容易かつ低コストな構成で実現することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態では、クラッシュボックス１０の取付部３６を第１中子４０乃至第３中子４４と共にフロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａに共締めさせたので、クラッシュボックス１０の取付部３６と中子との結合、取付部３６とフロントサイドメンバ１８の前端部１８Ａとの結合を別個独立に設定する場合に比し、部品点数の削減及び組付工数の削減を図ることができる。その結果、本実施形態によれば、トータルコストの削減及び組付作業効率の向上を図ることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、第１中子４０乃至第３中子４４を第１空間部２６、第３空間部３０、第５空間部３４における車両幅方向外側の壁に固定させたので、換言すれば、クラッシュボックス１０に横倒れ荷重が入った場合に破断側となるアウタ側のみに第１中子４０、第２中子４２、第３中子４４（壁重合部）を設定したので、補強に伴う質量増加を最小限に抑えることができる。その結果、本実施形態によれば、最小限の質量増加で最大限の補強効果を得ることができる。
【００４０】
〔実施形態の補足説明〕
なお、上述した本実施形態では、フロント側に設定されるクラッシュボックス１０に対して本発明を適用したが、これに限らず、リヤ側に設定されるクラッシュボックスに対して本発明を適用してもよい。
【００４１】
また、上述した本実施形態では、補強部材として第１中子４０乃至第３中子４４を用いたが、これに限らず、板厚を増加させることができる部材であればよく、例えば、断面形状がコ字状等の開断面形状の補強部材を用いてもよいし、平板状の補強部材を用いてもよい。
【００４２】
さらに、上述した本実施形態では、クラッシュボックス１０の断面形状を複数の空間部に仕切ったが、これに限らず、中空矩形状のクラッシュボックスとして、内部に単一の中子を入れるようにしてもよい。
【００４３】
また、上述した本実施形態では、クラッシュボックス１０のアウタ側の壁面に中子を固定する構成を採ったが、請求項１乃至請求項３記載の本発明には、中子等の補強部材がアウタ側以外の部分に結合されている構成も含まれる。
【００４４】
さらに、上述した本実施形態では、アルミニウム合金の押出し成形によってクラッシュボックス１０を製作したが、これに限らず、押出し成形以外の手法によって構成されたクラッシュボックスに対して本発明を適用しても差し支えない。
【００４５】
また、上述した本実施形態では、クラッシュボックス１０の材質をアルミニウム合金材としたが、これに限らず、鉄、カーボン、樹脂、グラスファイバ等、種々の材料を適用することが可能である。
【００４６】
さらに、上述した本実施形態では、壁重合部が二重壁部として構成されているが、これに限らず、三重以上の壁面の重合構造としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態に係るクラッシュボックスの組付状態の全体斜視図である。
【図２】図１に示されるクラッシュボックスから中子を取り外した状態の分解斜視図である。
【図３】図１に示されるクラッシュボックスの縦断面構造（車両幅方向に切断した状態）を示す図１の３−３線断面図である。
【図４】図１に示されるクラッシュボックスの縦断面構造（車両前後方向に切断した状態）を示す図１の４−４線断面図である。
【図５】本実施形態に係るクラッシュボックスが採用された車体前部の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０      クラッシュボックス（衝撃吸収部材）
１２      フロントバンパリインフォースメント（荷重入力部）
１８      フロントサイドメンバ（荷重伝達部）
２６      第１空間部（閉断面部）
２８      第２空間部（閉断面部）
３０      第３空間部（閉断面部）
３２      第４空間部（閉断面部）
３４      第５空間部（閉断面部）
３６      取付部
４０      第１中子（補強部材）
４０Ａ      外側側壁部（車両幅方向外側の壁）
４２      第２中子（補強部材）
４２Ａ      外側側壁部（車両幅方向外側の壁）
４４      第３中子（補強部材）
４４Ａ      外側側壁部（車両幅方向外側の壁）
４６      かしめナット
４８      ボルト
【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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