(57)【要約】【課題】車両衝突時、衝突形態に拘らずクラッシュカンの横倒れを抑制し、安定したＥＡ性能を確保することができる車両の衝撃吸収構造を提供する。【解決手段】車体後端側部分に配設され且つ前後に連続して延びるように配列された複数の強化繊維を含む左右１対の繊維強化樹脂製クラッシュカン４と、１対のクラッシュカン４の後端部に取り付けられた左右に延びるバンパレイン３とを備え、クラッシュカン４が、前端部分が車幅方向から挟持されて車体に固定された側壁部４ａと、側壁部４ａの後端部分に設けられ且つバンパレイン３が取り付けられた先端壁部４ｂとを備えた開断面部材に構成され、側壁部４ａの厚みが前端部側程厚くなるように形成されている。【選択図】  図７
2018062218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向先端側部分に配設され且つ前後方向に連続して延びるように配列された複数の強化繊維を含む左右１対の繊維強化樹脂製衝撃吸収部材と、前記１対の衝撃吸収部材の先端部に取り付けられた車幅方向に延びるバンパレインフォースメントとを備えた車両の衝撃吸収構造において、
前記衝撃吸収部材が、基端部分が車幅方向から挟持されて車体に固定された側壁部と、前記側壁部の先端部分に設けられ且つ前記バンパレインフォースメントが取り付けられた先端壁部とを備えた開断面部材に構成され、
前記側壁部の厚みが基端部側程厚くなるように形成されたことを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
【請求項２】
前記側壁部の基端部分の厚みが車幅方向内側程厚くなるように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項３】
前記衝撃吸収部材が複数の繊維強化樹脂シートの積層体によって構成され、
前記複数の繊維強化樹脂シートの積層体は、前記衝撃吸収部材の側壁部の内面から離隔する程前後長が短い繊維強化樹脂シートで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項４】
前記側壁部の基端部分を挟持する挟持部材が、車幅方向外側から前記側壁部の基端部分に当接する外側挟持部材と、車幅方向内側から前記側壁部の基端部分に当接する内側挟持部材とを備え、
前記外側挟持部材及び内側挟持部材がフランジ部と挟持部とを夫々有し、
前記内側挟持部材の内側挟持部の前後長が、前記外側挟持部材の外側挟持部の前後長よりも長く形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項５】
前記外側挟持部材の外側フランジ部は、前記外側挟持部よりも前記衝撃吸収部材の側壁部の内面から離隔する側に配置されると共に前記外側挟持部と協働して鈍角を形成し、
前記内側挟持部材の内側フランジ部は、前記内側挟持部よりも前記衝撃吸収部材の側壁部の内面から離隔する側に配置されると共に前記内側挟持部と協働して鈍角を形成することを特徴とする請求項４に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項６】
前記衝撃吸収部材は、衝突時、前記側壁部から先端壁部が破断された後、前記側壁部の先端部から逐次破壊されるように形成されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後方向に連続して延びる複数の強化繊維を含む左右１対の繊維強化樹脂製衝撃吸収部材と、これら１対の衝撃吸収部材の先端部に取り付けられたバンパレインフォースメントを備えた車両の衝撃吸収構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車体前部又は後部において、左右１対のフロントサイドフレーム又は左右１対のリヤサイドフレームが設けられ、これらサイドフレームの先端部に、衝突時の衝撃エネルギを吸収可能な左右１対のクラッシュカン（クラッシュボックスともいう）を介して車幅方向に延びるバンパレインフォースメントを取り付ける構造が知られている。
これら１対のクラッシュカンは、通常、金属材料によって成形され、車両衝突時には、軸方向の座屈を伴う弾塑性変形により車室に伝達される衝撃エネルギを吸収している。
【０００３】
クラッシュカンは、大型部品であるため、車体重量の軽量化を狙いとして、繊維強化樹脂成形体で構成することも知られている。
強化材として使われる強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維等があり、母材（マトリックス）と組み合わせることによって繊維強化樹脂が形成されている。
このような繊維強化樹脂では、強化繊維が強度等の力学的特性を分担し、母材樹脂が繊維間の応力伝達機能と繊維の保護機能を分担している。
特に、炭素繊維樹脂（Carbon-Fiber-Reinforced-Plastic： CFRP）は、高比強度（強度／比重）と高比剛性（剛性／比重）、所謂軽さと強度・剛性とを併せ持つ特性であるため、航空機や車両等の構造材料として広く実用に供されている。
【０００４】
衝撃吸収部材に要求される性能は、エネルギ吸収量（以下、ＥＡ（Energy Absorption）量という）が大きいことであり、更には、逐次的に圧縮破壊が進行する逐次破壊によって安定的に衝撃エネルギを吸収することである。
そこで、車両衝突時において逐次破壊可能な衝撃吸収構造が既に提案されている。
特許文献１の車両の衝撃吸収構造は、ＣＦＲＰよりなり長手方向の一端がフロントサイドフレームの前端に結合されたクラッシュカンを備え、このクラッシュカンは、長手方向との直交断面が開断面とされ、長手方向におけるフロントサイドフレームとの結合側の一部が厚み方向の両側から補強された補強部に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９５０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の車両の衝撃吸収構造は、車両衝突時、衝突荷重による逐次破壊を用いることにより、鋼板製クラッシュカンに比べてＥＡ量を増加することができる。
しかし、繊維強化樹脂による逐次破壊がＥＡ量に有効に寄与できない虞がある。
特許文献１の車両の衝撃吸収構造では、クラッシュカンの基端部がフロントサイドフレームの先端部にボルト等の締結手段を介して締結固定されているため、車両衝突時、クラッシュカンの基端部にボルト穴の形成に伴う繊維切断部分が形成されている。
そして、クラッシュカンの基端部（ボルト穴部分）に繊維切断部分が形成されると、支持側端部である基端側部分と衝突荷重入力方向側端部である先端側部分との強度差に基づき、繊維切断部分が破壊の起点となって先端側部分の破壊よりも基端側部分の破壊が早く開始されてしまう可能性がある。
【０００７】
一方で、クラッシュカンの軸心に対して交差する衝突荷重が入力する斜め衝突（斜突）時には、クラッシュカンの側壁部の基端部分に衝突荷重に起因した車幅方向内側に向かう曲げモーメントが作用することから、クラッシュカンが横倒れすることも考えられる。
クラッシュカンの基端側部分の破壊が早く開始される場合、或いはクラッシュカンが横倒れする場合、クラッシュカンの軸心方向と衝突荷重入力方向とがずれてしまい、結果的に、衝突荷重によってクラッシュカンを十分に潰し切ることができない虞がある。
即ち、逐次破壊を用いて衝撃エネルギ吸収を図るクラッシュカンにおいて、安定したＥＡ性能を確保するには構造上改善の余地がある。
【０００８】
本発明の目的は、車両衝突時、衝突形態に拘らず安定したＥＡ性能を確保することができる車両の衝撃吸収構造等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、車体前後方向先端側部分に配設され且つ前後方向に連続して延びるように配列された複数の強化繊維を含む左右１対の繊維強化樹脂製衝撃吸収部材と、前記１対の衝撃吸収部材の先端部に取り付けられた車幅方向に延びるバンパレインフォースメントとを備えた車両の衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部材が、基端部分が車幅方向から挟持されて車体に固定された側壁部と、前記側壁部の先端部分に設けられ且つ前記バンパレインフォースメントが取り付けられた先端壁部とを備えた開断面部材に構成され、前記側壁部の厚みが基端部側程厚くなるように形成されたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１の発明によれば、前記衝撃吸収部材が、基端部分が車幅方向から挟持されて車体に固定された側壁部と、前記側壁部の先端部分に設けられ且つ前記バンパレインフォースメントが取り付けられた先端壁部とを備えた開断面部材に構成されているため、繊維切断部分を形成することなく衝撃吸収部材を車体に固定することができ、車両衝突時、逐次破壊された繊維強化樹脂を衝撃吸収部材内部から外部に排出することができる。
側壁部の厚みが基端部側程厚くなるように形成されたため、先端部からの逐次破壊開始を確実にし、斜突時、衝撃吸収部材の横倒れを抑制して安定したＥＡ性能を確保することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記側壁部の基端部分の厚みが車幅方向内側程厚くなるように形成されたことを特徴としている。
この構成によれば、斜突時において側壁部の車幅方向内側に圧縮荷重が生じるが、基端部分が厚くなっているため、側壁部に作用する圧縮変形を抑制でき、衝撃吸収部材の横倒れを抑制することができる。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記衝撃吸収部材が複数の繊維強化樹脂シートの積層体によって構成され、前記複数の繊維強化樹脂シートの積層体は、前記衝撃吸収部材の側壁部の内面から離隔する程前後長が短い繊維強化樹脂シートで構成されていることを特徴としている。
この構成によれば、重量増加を抑えつつ側壁部の厚みを基端部側程厚くすることができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記側壁部の基端部分を挟持する挟持部材が、車幅方向外側から前記側壁部の基端部分に当接する外側挟持部材と、車幅方向内側から前記側壁部の基端部分に当接する内側挟持部材とを備え、前記外側挟持部材及び内側挟持部材がフランジ部と挟持部とを夫々有し、前記内側挟持部材の内側挟持部の前後長が、前記外側挟持部材の外側挟持部の前後長よりも長く形成されたことを特徴としている。
この構成によれば、斜突時、挟持部材を構成する内側挟持部材によって側壁部に作用する圧縮荷重を抑制でき、衝撃吸収部材の横倒れを抑制することができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記外側挟持部材の外側フランジ部は、前記外側挟持部よりも前記衝撃吸収部材の側壁部の内面から離隔する側に配置されると共に前記外側挟持部と協働して鈍角を形成し、前記内側挟持部材の内側フランジ部は、前記内側挟持部よりも前記衝撃吸収部材の側壁部の内面から離隔する側に配置されると共に前記内側挟持部と協働して鈍角を形成することを特徴としている。
この構成によれば、外側フランジ部と内側フランジ部の締結力を利用して外側挟持部と内側挟持部の間隔を狭くでき、衝撃吸収部材の挟持力を高くすることができる。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、前記衝撃吸収部材は、衝突時、前記側壁部から先端壁部が破断された後、前記側壁部の先端部から逐次破壊されるように形成されたことを特徴としている。
この構成によれば、車両衝突時、側壁部の先端部分を起点とした逐次破壊を確実に発生させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車両の衝撃吸収構造によれば、車両衝突時、衝突形態に拘らずクラッシュカンの横倒れを抑制し、安定したＥＡ性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係る衝撃吸収構造を備えた車両の車体後部の斜視図である。
【図２】左側車体後部の平面図である。
【図３】左側から視た側面図である。
【図４】右側後方から視た斜視図である。
【図５】クラッシュカンの斜視図である。
【図６】クラッシュカンの製造工程を説明する図である。
【図７】図３のVII−VII線断面図である。
【図８】図３のVIII−VIII線断面図である。
【図９】車両衝突時の図８相当図である。
【図１０】クラッシュカン、外側挟持部材、内側挟持部材、バンパレインの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
以下の説明は、本発明を車両の車体後部における衝撃吸収構造に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
尚、図において、矢印Ｆは前方を示し、矢印Ｌは左方を示し、矢印Ｕは上方を示すものとして説明する。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施例１について図１〜図１０に基づいて説明する。
図１〜図４に示すように、車両Ｖは、左右１対のリヤサイドフレーム１と、これら１対のリヤサイドフレーム１の間を掛け渡すように設けられたフロアパネル２と、バンパフェイシャ（図示略）に後側外周部分を覆われ且つ左右に延びるバンパレインフォースメント（以下、バンパレインと省略する）３と、１対のリヤサイドフレーム１とバンパレイン３との間に配設された左右１対のクラッシュカン４（衝撃吸収部材）等を備えている。
尚、上記左右１対の部材は、何れも左右対称構造であるため、以下、主に左側の部材について説明する。
【００１９】
リヤサイドフレーム１は、アルミ合金材料を押出成形にて一体部品として成形されている。このリヤサイドフレーム１は、フロアパネル２等を支持すると共に略水平直線状に前後に延びる閉断面を構成している。
図１０に示すように、リヤサイドフレーム１は、断面略台形状に形成され、上下方向に直交する下壁部と、この下壁部の上側位置において平行状に配置され且つ下壁部よりも左右寸法が小さい上壁部と、下壁部と上壁部の左端部同士を連結する外壁部と、下壁部と上壁部の右端部同士を連結する内壁部を備えている。外壁部は左側程下方に移行するように傾斜状に形成され、内壁部は右側程下方に移行するように傾斜状に形成されている。
【００２０】
フロアパネル２は、リヤサイドフレーム１の後端よりも前方に配置され、前端側部分にリヤシート（図示略）が搭載されている。このフロアパネル２の左右両端部分は、１対のリヤサイドフレーム１の夫々の内壁部１ｂに溶接にて夫々接合されている。フロアパネル２の後端側部分には、スペアタイヤ（図示略）を格納可能なスペアタイヤパン２ａが形成されている。このスペアタイヤパン２ａは、フロアパネル２の荷室に対応する部位において下方に凹入するように形成されている。
【００２１】
次に、バンパレイン３について説明する。
バンパレイン３は、アルミ合金材料を押出成形にて一体部品として成形されている。
図１〜図４，図８〜図１０に示すように、バンパレイン３は、断面略台形状に形成され、平面視にて、車幅方向内側程後方に向けて突出する緩湾曲状に形成されている。
このバンパレイン３は、前後方向に直交する後壁部３ａと、この後壁部３ａの前側位置において平行状に配置され且つ後壁部３ａよりも上下寸法が大きい前壁部３ｂと、後壁部３ａと前壁部３ｂの上端部同士を連結する上壁部３ｃと、後壁部３ａと前壁部３ｂの下端部同士を連結する下壁部３ｄと、後壁部３ａの中段部と前壁部３ｂの中段部とを連結する節壁部３ｅ等を備えている。
【００２２】
後壁部３ａの左右両側端部分には、上下１対の作業穴３ｈが夫々形成されている。
上壁部３ｃは、前側程上方に移行するように傾斜状に形成され、その前端部分が前壁部３ｂよりも前方まで延設されている。下壁部３ｄは、前側程下方に移行するように傾斜状に形成され、その前端部分が前壁部３ｂよりも前方まで延設されている。
以上により、バンパレイン３は、略水平状で且つ左右方向に向かって緩湾曲状に延びる上下２つの閉断面を構成し、車両Ｖの衝突時、入力された衝撃エネルギを１対のクラッシュカン４に伝達している。
【００２３】
次に、クラッシュカン４について説明する。
図１〜図５に示すように、クラッシュカン４は、長繊維である炭素繊維を強化材とした炭素繊維樹脂（CFRP）成形体を成形することにより（例えばオートクレーブ法等）、車両正面視左側（車幅方向外側）部分が開口された開断面部材として一体形成されている。
左右１対のクラッシュカン４は、平面視にて、略ハ字状、所謂後側程それらの軸心間隔が拡大するように配設されている。
これら１対のクラッシュカン４は、前後に延びる断面略Ｗ字状の側壁部４ａと、この側壁部４ａの後端から略直交状に屈曲して車幅方向外側に延びる先端壁部４ｂを夫々備えている。
【００２４】
クラッシュカン４の側壁部４ａは、前側（基端部側）程壁部の厚み（板厚）が厚くなるように形成されている。
図６（ａ）に示すように、炭素繊維と母材樹脂からなるプリプレグシート（繊維強化樹脂シート）を複数準備し、前後寸法が異なる複数種類（例えば３種類）のプリプレグシートを積層したプリプレグシート層ｓ１〜ｓ３を夫々形成する。
図６（ｂ）に示すように、プリプレグシート層ｓ１〜ｓ３の前端部（基端部）を揃えた状態で前後寸法の長いプリプレグシート層ｓ１から段階的に前後寸法が徐々に短くなるように各プリプレグシート層ｓ１〜ｓ３を重ね合わせて積層体Ｓを形成する。
図６（ｃ）に示すように、積層体Ｓをバギングした後、オートクレーブ釜によって成形硬化することにより各々のクラッシュカン４を成形している。
【００２５】
それ故、積層体Ｓは、側壁部４ａの左側内面（クラッシュカン４の仮想軸心）から離隔する程前後寸法が短いプリプレグシート層ｓ２，ｓ３によって構成されている。
これにより、このクラッシュカン４は、側壁部４ａの軸心外側程前後寸法が長いプリプレグシートによって構成されたクラッシュカンに比べて側壁部４ａの左側内面よりも右側に位置する炭素繊維樹脂の容積を確保することができ、斜突時の圧縮荷重に対する抗力、所謂側壁部４ａの左側内面を支持する支持力を高くしている。
尚、以下、便宜上、側壁部４ａの厚さ方向を軸心方向とし、側壁部４ａの内面から離隔する側（方向）を軸心外側（軸心外方向）として説明する。
【００２６】
ここで、プリプレグシートｓ１〜ｓ３に含まれる炭素繊維樹脂について説明する。
炭素繊維樹脂に含まれる炭素繊維の大部分に相当する第１炭素繊維は、炭素繊維樹脂成形体の前端から後端に亙って前後方向に連続して一様に延びる単繊維（フィラメント）が所定数（例えば１２ｋ）束ねられた繊維束（トウ）で構成され、炭素繊維樹脂に含まれる炭素繊維の一部に相当する第２炭素繊維は、炭素繊維樹脂成形体の上端から下端に亙って連続して一様に延びる単繊維が所定数束ねられた繊維束で構成されている。
炭素繊維の単繊維の直径は、例えば７〜１０μｍである。炭素繊維樹脂成形体の母材樹脂には、熱硬化性エポキシ系合成樹脂が使用されている。
【００２７】
第１炭素繊維は、側壁部４ａの軸心外側端及び軸心内側端に１層づつ配置され、それらの内側に第１炭素繊維に直交する第２炭素繊維が２層づつ配置されている。
そして、左右両第２炭素繊維の間に主体になる複数層の第１炭素繊維が配置されている。
これにより、車両衝突時、軸心外側端及び軸心内側端に配置された第１炭素繊維に相当する部分にフロンズ部の機能を持たせることができ、軸心方向中間部分に配置された第１炭素繊維に相当する部分にピラー部の機能を夫々持たせることができる。
それ故、側壁部４ａの仮想軸心に平行な圧縮方向の衝突荷重が作用した場合、フロンズ部に相当する第１炭素繊維部分がピラー部に相当する第１炭素繊維部分に先行して剥離破壊し、その後、ピラー部に相当する第１炭素繊維部分が圧縮破壊される。この剥離破壊と圧縮破壊とが後端部から前端部に向かって逐次前方に進行する逐次破壊が行われる。
これにより、軸心方向の幅の大きなピラー部を安定的に形成し、大きなＥＡ量を確保している。
しかも、フロンズ部に相当する第１炭素繊維部分が剥離破壊するとき、第２炭素繊維が複数の第１炭素繊維の間にファイバーブリッジを形成するため、引張荷重によって切断される第２炭素繊維の切断エネルギをＥＡ量増加に利用している。
【００２８】
図５，図８に示すように、先端壁部４ｂは、側壁部４ａの後端において上端部から下端部に亙って略全域を閉塞するように形成されている。これにより、バンパレイン３を介して入力された衝突荷重を、先端壁部４ｂによってクラッシュカン４の屈曲部分（側壁部４ａと先端壁部４ｂの境界部分）全域に一様に分散伝達している。
図８に示すように、先端壁部４ｂには、上下１対のナット部材５が装着され、バンパレイン３の作業穴３ｈから挿通されたボルト６をナット部材５に締結することにより、バンパレイン３の前壁部３ｂにクラッシュカン４の先端壁部４ｂを面接触させた状態でバンパレイン３をクラッシュカン４の後端部に固定している。
【００２９】
図８に示すように、側壁部４ａが、この側壁部４ａに対向した前壁部３ｂに対して略直交するように固定されている。
それ故、バンパレイン３に前方に向かう衝突荷重が作用したとき、バンパレイン３の車幅方向中央部分が前方に変位し、側壁部４ａと側壁部４ａに対向した前壁部３ｂとのなす角度が減少すると共に側壁部４ａと先端壁部４ｂとのなす角度が増加することになる。
図９に示すように、車両衝突時、側壁部４ａと先端壁部４ｂの境界部分に応力が集中して、側壁部４ａと先端壁部４ｂが破断した後、側壁部４ａの後端部に衝突荷重が作用する。これにより、側壁部４ａの後端部が起点となって逐次破壊が開始される。
【００３０】
次に、挟持部材を構成する内側挟持部材７及び外側挟持部材８について説明する。
内側挟持部材７及び外側挟持部材８は、アルミダイカストによって夫々一体形成され、側壁部４ａの前端部分を軸心内側及び軸心外側から挟み込むことによってクラッシュカン４をリヤサイドフレーム１に対して固定している。
これにより、クラッシュカン４の前端側部分に繊維切断部分を形成することなく、リヤサイドフレーム１の後端部にクラッシュカン４を取り付けている。
【００３１】
図１〜図４，図７，図１０に示すように、内側挟持部材７は、内側フランジ部７ａと、この内側フランジ部７ａから後方に突出した内側挟持部７ｂを備えている。
内側フランジ部７ａは、前面部がリヤサイドフレーム１の後端部に溶接にて固着され、内側挟持部７ｂから軸心外方向に張り出すように形成されている。
この内側フランジ部７ａは、上端側部分及び下端側部分に前後に貫通した左右１対のボルト穴７ｈが夫々形成されている。
【００３２】
内側挟持部７ｂは、断面略Ｗ字状に形成され、内側フランジ部７ａの後面部から後方に突出するように構成されている。内側挟持部７ｂの後端側部分は、軸心内方向に段差形成され、前端側部分に比べて厚みが薄い延長部７ｃが形成されている。
延長部７ｃの軸心外側面は、側壁部４ａの基端部分の軸心内側面に面当接している。
図７に示すように、内側挟持部７ｂは、後側程僅かに軸心内側に向けて傾斜するように構成され、内側フランジ部７ａの軸心外側部分と協働して鈍角を形成している。
【００３３】
図１〜図４，図７，図１０に示すように、外側挟持部材８は、外側フランジ部８ａと、この外側フランジ部８ａから後方に突出した外側挟持部８ｂを備えている。
外側フランジ部８ａは、前面部がリヤサイドフレーム１の後端部に溶接にて固着され、外側挟持部８ｂから軸心外方向に張り出すように形成されている。
この外側フランジ部８ａは、上端側部分及び下端側部分に前後に貫通した左右１対のボルト穴８ｈが夫々形成されている。
【００３４】
外側挟持部８ｂは、断面略Ｗ字状に形成され、外側フランジ部８ａの後面部から後方に突出するように構成されている。外側挟持部８ｂの後端側部分には、前端側部分に比べて軸心内側に配設された延長部８ｃが形成されている。延長部８ｃの軸心内側面は、側壁部４ａの前端部分の軸心外側面に面当接している。
延長部８ｃの後端部は、延長部７ｃの後端部よりも後方に延長されている。
これにより、クラッシュカン４の仮想軸心に対して交差する衝突荷重が入力する斜突時、延長部８ｃが衝突荷重に起因した右側に向かう圧縮荷重を支持するため、衝突荷重によるクラッシュカン４の横倒れを防止している。
【００３５】
図７に示すように、外側挟持部８ｂは、後側程僅かに軸心内側に向けて傾斜するように構成され、外側フランジ部８ａの軸心外側部分と協働して鈍角を形成している。
これにより、ボルト穴７ｈとボルト穴８ｈをボルト９によって締結したとき、内側フランジ部７ａと外側フランジ部８ａの離隔距離の減少に同期して内側挟持部７ｂと外側挟持部８ｂの離隔距離を減少させることができる。それ故、内側フランジ部７ａと外側フランジ部８ａの締結用ボルト９が側壁部４ａの前端部分の圧着用ボルトに兼用されている。
【００３６】
図１０に基づき、クラッシュカン４の組み付け手順について説明する。
準備工程として、車体側ユニットとバンパレイン側ユニットを形成する。
左右両リヤサイドフレーム１の後端部に内側挟持部材７の内側フランジ部７ａを接合して車体側ユニットを形成し、左右１対のクラッシュカン４の先端壁部４ｂとバンパレイン３の前壁部３ｂとをボルト穴３ｈから挿通されたボルト６を介して夫々締結固定してバンパレイン側ユニットを形成する。
【００３７】
次に、内側挟持部材７の延長部７ｃの軸心外側面と側壁部４ａの前端部分の軸心内側面を面当接させる。内側挟持部７ｂの段差面が側壁部４ａの前端部を位置決めしている。
側壁部４ａの前端部分の軸心外側面に外側挟持部材８の延長部８ｃの軸心内側面を重ね合わせると同時に、各ボルト穴７ｈとボルト穴８ｈが重畳された状態で内側フランジ部７ａと外側フランジ部８ａを重ね合わせる。
最後に、４つのボルト穴７ｈと４つのボルト穴８ｈを４本のボルト９を介して締結固定する。
【００３８】
次に、本実施例の車両Ｖの衝撃吸収構造における作用、効果について説明する。
この衝撃吸収構造によれば、クラッシュカン４が、前端部分が車幅方向から挟持されて車体に固定された側壁部４ａと、側壁部４ａの後端部分に設けられ且つバンパレイン３が取り付けられた先端壁部４ｂとを備えた開断面部材に構成されているため、繊維切断部分を形成することなくクラッシュカン４を車体に固定することができ、車両衝突時、逐次破壊された繊維強化樹脂をクラッシュカン４内部から外部に排出することができる。
側壁部４ａの厚みが前端部側程厚くなるように形成されたため、後端部からの逐次破壊を確実にし、斜突時、クラッシュカン４の横倒れを抑制して安定したＥＡ性能を確保することができる。
【００３９】
側壁部４ａの前端部分の厚みが車幅方向内側程厚くなるように形成されている。
これにより、斜突時において側壁部４ａの車幅方向内側に圧縮荷重が生じるが、前端部分が厚くなっているため、側壁部４ａに作用する圧縮変形を抑制でき、クラッシュカン４の横倒れを抑制することができる。
クラッシュカン４が複数のプリプレグシート層ｓ１〜ｓ３の積層体Ｓによって構成され、複数のプリプレグシート層ｓ１〜ｓ３の積層体Ｓは、クラッシュカン４の側壁部４ａの内面から離隔する程前後長が短いプリプレグシート層ｓ１〜ｓ３で構成されているため、重量増加を抑えつつ側壁部４ａの厚みを前端部側程厚くすることができる。
【００４０】
側壁部４ａの前端部分を挟持する挟持部材が、車幅方向外側から側壁部４ａの前端部分に当接する外側挟持部材８と、車幅方向内側から側壁部４ａの前端部分に当接する内側挟持部材７とを備え、外側挟持部材８及び内側挟持部材７がフランジ部８ａ，７ａと挟持部８ｂ，７ｂとを夫々有し、内側挟持部材７の内側挟持部７ｂの前後長が、外側挟持部材８の外側挟持部８ｂの前後長よりも長く形成されている。
これにより、斜突時、挟持部材を構成する内側挟持部材７によって側壁部４ａに作用する圧縮荷重を抑制でき、クラッシュカン４の横倒れを抑制することができる。
【００４１】
外側挟持部材８の外側フランジ部８ａは、外側挟持部８ｂよりもクラッシュカン４の軸心外側に配置されると共に外側挟持部８ｂと協働して鈍角を形成し、内側挟持部材７の内側フランジ部７ａは、内側挟持部７ｂよりもクラッシュカン４の軸心外側に配置されると共に内側挟持部７ｂと協働して鈍角を形成するため、外側フランジ部８ａと内側フランジ部７ａの締結力を利用して外側挟持部８ｂと内側挟持部７ｂの間隔を狭くでき、クラッシュカン４の挟持力を高くすることができる。
【００４２】
クラッシュカン４は、衝突時、側壁部４ａから先端壁部４ｂが破断された後、側壁部４ａの後端部から逐次破壊されるように形成されたため、車両衝突時、側壁部４ａの後端部分を起点とした逐次破壊を確実に発生させることができる。
【００４３】
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、リヤサイドフレームに取り付けられるリヤ側のクラッシュカンに適用した例を説明したが、フロントサイドフレームに取り付けられるフロント側のクラッシュカンに適用しても良い。
また、車幅方向外側が開放された部分筒状の開断面部材に構成されたクラッシュカンに適用した例を説明したが、車幅方向内側が開放された開断面部材に構成しても良く、前後方向に直交する縦断面が矩形状、所謂側壁部が板状であっても良い。
【００４４】
２〕前記実施形態においては、炭素繊維樹脂を用いたクラッシュカンの例を説明したが、少なくとも汎用の強化繊維、例えばガラス繊維や金属繊維等を用いても良い。
また、母材樹脂についても、クラッシュカンの仕様に応じて任意に選択することができる。
【００４５】
３〕前記実施形態においては、第２炭素繊維は第１炭素繊維に直交するように配置した例を説明したが、第１炭素繊維に対して少なくとも交差すれば良く、例えば第１炭素繊維に対して４５°、或いは６０°の交差角度をなす第２炭素繊維を用いることも可能である。
【００４６】
４〕前記実施形態においては、オートクレーブ釜を用いたオートクレーブ法によって成形した例を説明したが、オートクレーブ釜による硬化に代えてオーブンで硬化するＲＦＩ法を用いても良い。バギング工程を省略して、プレス型によって加熱プレスする加熱プレス法を用いても良い。
また、プリプレグシートを形成することなく、炭素繊維のプレフォームを型内にセットし、溶融樹脂を型内に注入するＲＴＭ法を用いることも可能である。
【００４７】
５〕前記実施形態においては、３種類のプリプレグシート層を積層してクラッシュカンの側壁部基端部分の厚みを階段状に車幅方向内側程厚く形成した例を説明したが、側壁部基端部分の厚みをリニアに車幅方向内側程厚くなるように形成しても良い。
【００４８】
６〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【符号の説明】
【００４９】
３          バンパレイン
４          クラッシュカン
４ａ        側壁部
４ｂ        先端壁部
７          内側挟持部材
７ａ        内側フランジ部
７ｂ        内側挟持部
８          外側挟持部材
８ａ        外側フランジ部
８ｂ        外側挟持部
Ｖ          車両
ｓ１〜ｓ３  プリプレグシート層
Ｓ          積層体
【図１】
2018062218.tif 000003
【図２】
2018062218.tif 000004
【図３】
2018062218.tif 000005
【図４】
2018062218.tif 000006
【図５】
2018062218.tif 000007
【図６】
2018062218.tif 000008
【図７】
2018062218.tif 000009
【図８】
2018062218.tif 000010
【図９】
2018062218.tif 000011
【図１０】
2018062218.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月23日(2018.2.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後方向に連続して延びる複数の強化繊維を含む左右１対の繊維強化樹脂製衝撃吸収部材と、これら１対の衝撃吸収部材の先端部に取り付けられたバンパレインフォースメントを備えた車両の衝撃吸収構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車体前部又は後部において、左右１対のフロントサイドフレーム又は左右１対のリヤサイドフレームが設けられ、これらサイドフレームの先端部に、衝突時の衝撃エネルギを吸収可能な左右１対のクラッシュカン（クラッシュボックスともいう）を介して車幅方向に延びるバンパレインフォースメントを取り付ける構造が知られている。
これら１対のクラッシュカンは、通常、金属材料によって成形され、車両衝突時には、軸方向の座屈を伴う弾塑性変形により車室に伝達される衝撃エネルギを吸収している。
【０００３】
クラッシュカンは、大型部品であるため、車体重量の軽量化を狙いとして、繊維強化樹脂成形体で構成することも知られている。
強化材として使われる強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維等があり、母材（マトリックス）と組み合わせることによって繊維強化樹脂が形成されている。
このような繊維強化樹脂では、強化繊維が強度等の力学的特性を分担し、母材樹脂が繊維間の応力伝達機能と繊維の保護機能を分担している。
特に、炭素繊維樹脂（Carbon-Fiber-Reinforced-Plastic： CFRP）は、高比強度（強度／比重）と高比剛性（剛性／比重）、所謂軽さと強度・剛性とを併せ持つ特性であるため、航空機や車両等の構造材料として広く実用に供されている。
【０００４】
衝撃吸収部材に要求される性能は、エネルギ吸収量（以下、ＥＡ（Energy Absorption）量という）が大きいことであり、更には、逐次的に圧縮破壊が進行する逐次破壊によって安定的に衝撃エネルギを吸収することである。
そこで、車両衝突時において逐次破壊可能な衝撃吸収構造が既に提案されている。
特許文献１の車両の衝撃吸収構造は、ＣＦＲＰよりなり長手方向の一端がフロントサイドフレームの前端に結合されたクラッシュカンを備え、このクラッシュカンは、長手方向との直交断面が開断面とされ、長手方向におけるフロントサイドフレームとの結合側の一部が厚み方向の両側から補強された補強部に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９５０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の車両の衝撃吸収構造は、車両衝突時、衝突荷重による逐次破壊を用いることにより、鋼板製クラッシュカンに比べてＥＡ量を増加することができる。
しかし、繊維強化樹脂による逐次破壊がＥＡ量に有効に寄与できない虞がある。
特許文献１の車両の衝撃吸収構造では、クラッシュカンの基端部がフロントサイドフレームの先端部にボルト等の締結手段を介して締結固定されているため、車両衝突時、クラッシュカンの基端部にボルト穴の形成に伴う繊維切断部分が形成されている。
そして、クラッシュカンの基端部（ボルト穴部分）に繊維切断部分が形成されると、支持側端部である基端側部分と衝突荷重入力方向側端部である先端側部分との強度差に基づき、繊維切断部分が破壊の起点となって先端側部分の破壊よりも基端側部分の破壊が早く開始されてしまう可能性がある。
【０００７】
一方で、クラッシュカンの軸心に対して交差する衝突荷重が入力する斜め衝突（斜突）時には、クラッシュカンの側壁部の基端部分に衝突荷重に起因した車幅方向内側に向かう曲げモーメントが作用することから、クラッシュカンが横倒れすることも考えられる。
クラッシュカンの基端側部分の破壊が早く開始される場合、或いはクラッシュカンが横倒れする場合、クラッシュカンの軸心方向と衝突荷重入力方向とがずれてしまい、結果的に、衝突荷重によってクラッシュカンを十分に潰し切ることができない虞がある。
即ち、逐次破壊を用いて衝撃エネルギ吸収を図るクラッシュカンにおいて、安定したＥＡ性能を確保するには構造上改善の余地がある。
【０００８】
本発明の目的は、車両衝突時、衝突形態に拘らず安定したＥＡ性能を確保することができる車両の衝撃吸収構造等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、車体前後方向先端側部分に配設され且つ前後方向に連続して延びるように配列された複数の強化繊維を含む左右１対の繊維強化樹脂製衝撃吸収部材と、前記１対の衝撃吸収部材の先端部に取り付けられた車幅方向に延びるバンパレインフォースメントとを備えた車両の衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部材が、基端部分が車幅方向の両側から１対の挟持部材により挟持されて車体に固定された側壁部と、前記側壁部の先端部分に設けられ且つ前記バンパレインフォースメントが取り付けられた先端壁部とを備えた開断面部材に構成され、前記１対の挟持部材によって挟持される前記側壁部の被挟持部の厚みが基端部側程厚くなるように形成され、前記側壁部の被挟持部には前記挟持部材により係止される段差部が形成され、前記段差部は車両上下方向に延びる部分と車幅方向に延びる部分を有することを特徴としている。
【００１０】
請求項１の発明によれば、前記衝撃吸収部材が、基端部分が車幅方向の両側から１対の挟持部材により挟持されて車体に固定された側壁部と、前記側壁部の先端部分に設けられ且つ前記バンパレインフォースメントが取り付けられた先端壁部とを備えた開断面部材に構成されているため、繊維切断部分を形成することなく衝撃吸収部材を車体に固定することができ、車両衝突時、逐次破壊された繊維強化樹脂を衝撃吸収部材内部から外部に排出することができる。
前記１対の挟持部材によって挟持される前記側壁部の被挟持部の厚みが基端部側程厚くなるように形成されたため、先端部からの逐次破壊開始を確実にし、斜突時、衝撃吸収部材の横倒れを抑制して安定したＥＡ性能を確保することができる。
また、前記被挟持部に形成された段差部は車両上下方向に延びる部分と車幅方向に延びる部分を有し、この段差部は挟持部材により係止されているため、衝撃吸収部材に荷重が作用した際に、段差部により何れの向きに対して姿勢の崩れを防止することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、車体前後方向先端側部分に配設され且つ前後方向に連続して延びるように配列された複数の強化繊維を含む左右１対の繊維強化樹脂製衝撃吸収部材と、前記１対の衝撃吸収部材の先端部に取り付けられた車幅方向に延びるバンパレインフォースメントとを備えた車両の衝撃吸収構造において、前記衝撃吸収部材が、基端部分が車幅方向から挟持されて車体に固定された側壁部と、前記側壁部の先端部分に設けられ且つ前記バンパレインフォースメントが取り付けられた先端壁部とを備えた開断面部材に構成され、
前記側壁部の厚みが基端部側程厚くなるように形成され、前記側壁部の基端部分の厚みが外面側に向って厚さを増すように形成されたことを特徴としている。
上記の構成によれば、前記衝撃吸収部材が、基端部分が車幅方向から挟持されて車体に固定された側壁部と、前記側壁部の先端部分に設けられ且つ前記バンパレインフォースメントが取り付けられた先端壁部とを備えた開断面部材に構成されているため、繊維切断部分を形成することなく衝撃吸収部材を車体に固定することができ、車両衝突時、逐次破壊された繊維強化樹脂を衝撃吸収部材内部から外部に排出することができる。
前記側壁部の厚みが基端部側程厚くなるように形成されたため、先端部からの逐次破壊開始を確実にし、斜突時、衝撃吸収部材の横倒れを抑制して安定したＥＡ性能を確保することができる。
斜突時において側壁部の車幅方向内側に圧縮荷重が生じるが、基端部分が厚くなっているため、側壁部に作用する圧縮変形を抑制でき、衝撃吸収部材の横倒れを抑制することができる。
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記衝撃吸収部材が複数の繊維強化樹脂シートの積層体によって構成され、前記複数の繊維強化樹脂シートの積層体は、前記衝撃吸収部材の側壁部の内面側の面から離隔する程前後長が短い繊維強化樹脂シートで構成されていることを特徴としている。
この構成によれば、重量増加を抑えつつ側壁部の厚みを基端部側程厚くすることができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記側壁部の基端部分を挟持する前記１対の挟持部材が、車幅方向外側又は車幅方向内側から前記側壁部の基端部分に当接する内面側挟持部材と、車幅方向内側又は車幅方向外側から前記側壁部の基端部分に当接する外面側挟持部材とを備え、前記内面側挟持部材及び外面側挟持部材がフランジ部と挟持部とを夫々有し、前記外面側挟持部材の外面側挟持部の前後長が、前記内面側挟持部材の内面側挟持部の前後長よりも長く形成されたことを特徴としている。
この構成によれば、斜突時、片方の挟持部材を構成する外面側挟持部材によって側壁部に作用する圧縮荷重を抑制でき、衝撃吸収部材の横倒れを抑制することができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記外面側挟持部材の外面側フランジ部は、前記外面側挟持部よりも前記衝撃吸収部材の側壁部の内面側の面から離隔する側に配置されると共に前記外面側挟持部と協働して鈍角を形成し、前記内面側挟持部材の内面側フランジ部は、前記内面側挟持部よりも前記衝撃吸収部材の側壁部の内面側の面から離隔する側に配置されると共に前記内面側挟持部と協働して鈍角を形成することを特徴としている。
この構成によれば、外面側フランジ部と内面側フランジ部の締結力を利用して外面側挟持部と内面側挟持部の間隔を狭くでき、衝撃吸収部材の挟持力を高くすることができる。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、前記衝撃吸収部材は、衝突時、前記側壁部から先端壁部が破断された後、前記側壁部の先端部から逐次破壊されるように形成されたことを特徴としている。
この構成によれば、車両衝突時、側壁部の先端部分を起点とした逐次破壊を確実に発生させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車両の衝撃吸収構造によれば、車両衝突時、衝突形態に拘らずクラッシュカンの横倒れを抑制し、安定したＥＡ性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係る衝撃吸収構造を備えた車両の車体後部の斜視図である。
【図２】左側車体後部の平面図である。
【図３】左側から視た側面図である。
【図４】右側後方から視た斜視図である。
【図５】クラッシュカンの斜視図である。
【図６】クラッシュカンの製造工程を説明する図である。
【図７】図３のVII−VII線断面図である。
【図８】図３のVIII−VIII線断面図である。
【図９】車両衝突時の図８相当図である。
【図１０】クラッシュカン、外側挟持部材、内側挟持部材、バンパレインの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
以下の説明は、本発明を車両の車体後部における衝撃吸収構造に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
尚、図において、矢印Ｆは前方を示し、矢印Ｌは左方を示し、矢印Ｕは上方を示すものとして説明する。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施例１について図１〜図１０に基づいて説明する。
図１〜図４に示すように、車両Ｖは、左右１対のリヤサイドフレーム１と、これら１対のリヤサイドフレーム１の間を掛け渡すように設けられたフロアパネル２と、バンパフェイシャ（図示略）に後側外周部分を覆われ且つ左右に延びるバンパレインフォースメント（以下、バンパレインと省略する）３と、１対のリヤサイドフレーム１とバンパレイン３との間に配設された左右１対のクラッシュカン４（衝撃吸収部材）等を備えている。
尚、上記左右１対の部材は、何れも左右対称構造であるため、以下、主に左側の部材について説明する。
【００１９】
リヤサイドフレーム１は、アルミ合金材料を押出成形にて一体部品として成形されている。このリヤサイドフレーム１は、フロアパネル２等を支持すると共に略水平直線状に前後に延びる閉断面を構成している。
図１０に示すように、リヤサイドフレーム１は、断面略台形状に形成され、上下方向に直交する下壁部と、この下壁部の上側位置において平行状に配置され且つ下壁部よりも左右寸法が小さい上壁部と、下壁部と上壁部の左端部同士を連結する外壁部と、下壁部と上壁部の右端部同士を連結する内壁部を備えている。外壁部は左側程下方に移行するように傾斜状に形成され、内壁部は右側程下方に移行するように傾斜状に形成されている。
【００２０】
フロアパネル２は、リヤサイドフレーム１の後端よりも前方に配置され、前端側部分にリヤシート（図示略）が搭載されている。このフロアパネル２の左右両端部分は、１対のリヤサイドフレーム１の夫々の内壁部１ｂに溶接にて夫々接合されている。フロアパネル２の後端側部分には、スペアタイヤ（図示略）を格納可能なスペアタイヤパン２ａが形成されている。このスペアタイヤパン２ａは、フロアパネル２の荷室に対応する部位において下方に凹入するように形成されている。
【００２１】
次に、バンパレイン３について説明する。
バンパレイン３は、アルミ合金材料を押出成形にて一体部品として成形されている。
図１〜図４，図８〜図１０に示すように、バンパレイン３は、断面略台形状に形成され、平面視にて、車幅方向内側程後方に向けて突出する緩湾曲状に形成されている。
このバンパレイン３は、前後方向に直交する後壁部３ａと、この後壁部３ａの前側位置において平行状に配置され且つ後壁部３ａよりも上下寸法が大きい前壁部３ｂと、後壁部３ａと前壁部３ｂの上端部同士を連結する上壁部３ｃと、後壁部３ａと前壁部３ｂの下端部同士を連結する下壁部３ｄと、後壁部３ａの中段部と前壁部３ｂの中段部とを連結する節壁部３ｅ等を備えている。
【００２２】
後壁部３ａの左右両側端部分には、上下１対の作業穴３ｈが夫々形成されている。
上壁部３ｃは、前側程上方に移行するように傾斜状に形成され、その前端部分が前壁部３ｂよりも前方まで延設されている。下壁部３ｄは、前側程下方に移行するように傾斜状に形成され、その前端部分が前壁部３ｂよりも前方まで延設されている。
以上により、バンパレイン３は、略水平状で且つ左右方向に向かって緩湾曲状に延びる上下２つの閉断面を構成し、車両Ｖの衝突時、入力された衝撃エネルギを１対のクラッシュカン４に伝達している。
【００２３】
次に、クラッシュカン４について説明する。
図１〜図５に示すように、クラッシュカン４は、長繊維である炭素繊維を強化材とした炭素繊維樹脂（CFRP）成形体を成形することにより（例えばオートクレーブ法等）、車両正面視左側（車幅方向外側）部分が開口された開断面部材として一体形成されている。
左右１対のクラッシュカン４は、平面視にて、略ハ字状、所謂後側程それらの軸心間隔が拡大するように配設されている。
これら１対のクラッシュカン４は、前後に延びる断面略Ｗ字状の側壁部４ａと、この側壁部４ａの後端から略直交状に屈曲して車幅方向外側に延びる先端壁部４ｂを夫々備えている。
【００２４】
クラッシュカン４の側壁部４ａは、前側（基端部側）程壁部の厚み（板厚）が厚くなるように形成されている。
図６（ａ）に示すように、炭素繊維と母材樹脂からなるプリプレグシート（繊維強化樹脂シート）を複数準備し、前後寸法が異なる複数種類（例えば３種類）のプリプレグシートを積層したプリプレグシート層ｓ１〜ｓ３を夫々形成する。
図６（ｂ）に示すように、プリプレグシート層ｓ１〜ｓ３の前端部（基端部）を揃えた状態で前後寸法の長いプリプレグシート層ｓ１から段階的に前後寸法が徐々に短くなるように各プリプレグシート層ｓ１〜ｓ３を重ね合わせて積層体Ｓを形成する。
図６（ｃ）に示すように、積層体Ｓをバギングした後、オートクレーブ釜によって成形硬化することにより各々のクラッシュカン４を成形している。
【００２５】
それ故、積層体Ｓは、側壁部４ａの左側内面（クラッシュカン４の内側空間）から離隔する程前後寸法が短いプリプレグシート層ｓ２，ｓ３によって構成されている。
これにより、このクラッシュカン４は、側壁部４ａの外面側程前後寸法が長いプリプレグシートによって構成されたクラッシュカンに比べて側壁部４ａの左側内面よりも右側に位置する炭素繊維樹脂の容積を確保することができ、斜突時の圧縮荷重に対する抗力、所謂側壁部４ａの左側内面を支持する支持力を高くしている。
尚、以下、便宜上、側壁部４ａの凸面側（車幅方向内側）を外面側、凹面側（車幅方向外側）を内面側として説明する。
【００２６】
ここで、プリプレグシートｓ１〜ｓ３に含まれる炭素繊維樹脂について説明する。
炭素繊維樹脂に含まれる炭素繊維の大部分に相当する第１炭素繊維は、炭素繊維樹脂成形体の前端から後端に亙って前後方向に連続して一様に延びる単繊維（フィラメント）が所定数（例えば１２ｋ）束ねられた繊維束（トウ）で構成され、炭素繊維樹脂に含まれる炭素繊維の一部に相当する第２炭素繊維は、炭素繊維樹脂成形体の上端から下端に亙って連続して一様に延びる単繊維が所定数束ねられた繊維束で構成されている。
炭素繊維の単繊維の直径は、例えば７〜１０μｍである。炭素繊維樹脂成形体の母材樹脂には、熱硬化性エポキシ系合成樹脂が使用されている。
【００２７】
第１炭素繊維は、側壁部４ａの外面側の表層及び内面側の表層に１層づつ配置され、それらの内側に第１炭素繊維に直交する第２炭素繊維が２層づつ配置されている。
そして、左右両第２炭素繊維の間に主体になる複数層の第１炭素繊維が配置されている。
これにより、車両衝突時、外面側表層及び内面側表層に配置された第１炭素繊維に相当する部分にフロンズ部の機能を持たせることができ、外面側と内面側の間の中間部分に配置された第１炭素繊維に相当する部分にピラー部の機能を夫々持たせることができる。
それ故、側壁部４ａと平行な圧縮方向の衝突荷重が作用した場合、フロンズ部に相当する第１炭素繊維部分がピラー部に相当する第１炭素繊維部分に先行して剥離破壊し、その後、ピラー部に相当する第１炭素繊維部分が圧縮破壊される。この剥離破壊と圧縮破壊とが後端部から前端部に向かって逐次前方に進行する逐次破壊が行われる。
これにより、側壁部４ａと直交方向の幅（厚さ）の大きなピラー部を安定的に形成し、大きなＥＡ量を確保している。
しかも、フロンズ部に相当する第１炭素繊維部分が剥離破壊するとき、第２炭素繊維が複数の第１炭素繊維の間にファイバーブリッジを形成するため、引張荷重によって切断される第２炭素繊維の切断エネルギをＥＡ量増加に利用している。
【００２８】
図５，図８に示すように、先端壁部４ｂは、側壁部４ａの後端において上端部から下端部に亙って略全域を閉塞するように形成されている。これにより、バンパレイン３を介して入力された衝突荷重を、先端壁部４ｂによってクラッシュカン４の屈曲部分（側壁部４ａと先端壁部４ｂの境界部分）全域に一様に分散伝達している。
図８に示すように、先端壁部４ｂには、上下１対のナット部材５が装着され、バンパレイン３の作業穴３ｈから挿通されたボルト６をナット部材５に締結することにより、バンパレイン３の前壁部３ｂにクラッシュカン４の先端壁部４ｂを面接触させた状態でバンパレイン３をクラッシュカン４の後端部に固定している。
【００２９】
図８に示すように、側壁部４ａが、この側壁部４ａに対向した前壁部３ｂに対して略直交するように固定されている。
それ故、バンパレイン３に前方に向かう衝突荷重が作用したとき、バンパレイン３の車幅方向中央部分が前方に変位し、側壁部４ａと側壁部４ａに対向した前壁部３ｂとのなす角度が減少すると共に側壁部４ａと先端壁部４ｂとのなす角度が増加することになる。
図９に示すように、車両衝突時、側壁部４ａと先端壁部４ｂの境界部分に応力が集中して、側壁部４ａと先端壁部４ｂが破断した後、側壁部４ａの後端部に衝突荷重が作用する。これにより、側壁部４ａの後端部が起点となって逐次破壊が開始される。
【００３０】
次に、挟持部材を構成する内面側挟持部材7及び外面側挟持部材８について説明する。
内面側挟持部材７及び外面側挟持部材８は、アルミダイカストによって夫々一体形成され、側壁部４ａの前端部分（被挟持部４ｐ）を内面側及び外面側から挟み込むことによってクラッシュカン４をリヤサイドフレーム１に対して固定している。
これにより、クラッシュカン４の前端側部分に繊維切断部分を形成することなく、リヤサイドフレーム１の後端部にクラッシュカン４を取り付けている。
【００３１】
図１〜図４，図７，図１０に示すように、内面側挟持部材７は、内面側フランジ部７ａと、この内面側フランジ部７ａから後方に突出した内面側挟持部７ｂを備えている。
内面側フランジ部７ａは、前面部がリヤサイドフレーム１の後端部に溶接にて固着され、内面側挟持部７ｂから外面側に張り出すように形成されている。
この内面側フランジ部７ａは、上端側部分及び下端側部分に前後に貫通した左右１対のボルト穴７ｈが夫々形成されている。
【００３２】
内面側挟持部７ｂは、断面略Ｗ字状に形成され、内面側フランジ部７ａの後面部から後方に突出するように構成されている。内面側挟持部７ｂの後端側部分は、内面側に移行するように段差形成され、前端側部分に比べて厚みが薄い延長部７ｃが形成されている。
延長部７ｃの外面側の面は、側壁部４ａの基端部分の内面側の面に面当接している。
図７に示すように、内面側挟持部７ｂは、後側程僅かに内面側に向けて傾斜するように構成され、内面側フランジ部７ａと協働して鈍角を形成している。
【００３３】
図１〜図４，図７，図１０に示すように、外面側挟持部材８は、外面側フランジ部８ａと、この外面側フランジ部８ａから後方に突出した外面側挟持部８ｂを備えている。
外面側フランジ部８ａは、前面部が内面側フランジ部７ａの後端部に固着され、外面側挟持部８ｂから外面側に張り出すように形成されている。
この外面側フランジ部８ａには、上端側部分及び下端側部分に前後に貫通した左右１対のボルト穴８ｈが夫々形成されている。
【００３４】
外面側挟持部８ｂは、断面略Ｗ字状に形成され、外面側フランジ部８ａの後面部から後方に突出するように構成されている。外面側挟持部８ｂの後端側部分には、前端側部分に比べて内面側に配設された延長部８ｃが形成されている。延長部８ｃの内面側の面は、側壁部４ａの前端部分の外面側の面に面当接している。
延長部８ｃの後端部は、延長部７ｃの後端部よりも後方に延長されている。
図７に示すように、前記被挟持部４ｐの後端には、外面側挟持部８ｂにより係止される段差部４ｓが形成され、図１０に示すように段差部４ｓは車両上下方向に延びる部分と車幅方向に延びる部分を有する。
これにより、クラッシュカン４に前後方向に対して交差する衝突荷重が入力する斜突時、延長部８ｃが衝突荷重に起因した右側に向かう圧縮荷重を支持するため、衝突荷重によるクラッシュカン４の横倒れを防止している。
【００３５】
図７に示すように、外面側挟持部８ｂは、後側程僅かに内面側に向けて傾斜するように構成され、外面側フランジ部８ａと協働して鈍角を形成している。
これにより、ボルト穴７ｈとボルト穴８ｈをボルト９によって締結したとき、内面側フランジ部７ａと外面側フランジ部８ａの離隔距離の減少に同期して内面側挟持部７ｂと外面側挟持部８ｂの離隔距離を減少させることができる。それ故、内面側フランジ部７ａと外面側フランジ部８ａの締結用ボルト９が側壁部４ａの前端部分の圧着用ボルトに兼用されている。
【００３６】
図１０に基づき、クラッシュカン４の組み付け手順について説明する。
準備工程として、車体側ユニットとバンパレイン側ユニットを形成する。
左右両リヤサイドフレーム１の後端部に内面側挟持部材７の内面側フランジ部７ａを接合して車体側ユニットを形成し、左右１対のクラッシュカン４の先端壁部４ｂとバンパレイン３の前壁部３ｂとをボルト穴３ｈから挿通されたボルト６を介して夫々締結固定してバンパレイン側ユニットを形成する。
【００３７】
次に、内面側挟持部材７の延長部７ｃの外面側の面と側壁部４ａの前端部分の内面側の面を面当接させる。内面側挟持部７ｂの段差面が側壁部４ａの前端部を受け止めて位置決めしている。
側壁部４ａの前端部分の外面側の面に外面側挟持部材８の延長部８ｃの内面側の面を重ね合わせると同時に、各ボルト穴７ｈとボルト穴８ｈが重畳された状態で内面側フランジ部７ａと外面側フランジ部８ａを重ね合わせる。最後に、４つのボルト穴７ｈと４つのボルト穴８ｈを４本のボルト９を介して締結固定する。
【００３８】
次に、本実施例の車両Ｖの衝撃吸収構造における作用、効果について説明する。
この衝撃吸収構造によれば、クラッシュカン４が、前端部分が車幅方向の両側から挟持されて車体に固定された側壁部４ａと、側壁部４ａの後端部分に設けられ且つバンパレイン３が取り付けられた先端壁部４ｂとを備えた開断面部材に構成されているため、繊維切断部分を形成することなくクラッシュカン４を車体に固定することができ、車両衝突時、逐次破壊された繊維強化樹脂をクラッシュカン４内部から外部に排出することができる。
側壁部４ａの厚みが前端部側程厚くなるように形成されたため、後端部からの逐次破壊を確実にし、斜突時、クラッシュカン４の横倒れを抑制して安定したＥＡ性能を確保することができる。
【００３９】
側壁部４ａの前端部分（基端部分）の厚みが外面側に向って厚さを増すように形成されている（図７、図１０参照）。
これにより、斜突時において側壁部４ａの車幅方向内側に圧縮荷重が生じるが、前端部分が厚くなっているため、側壁部４ａに作用する圧縮変形を抑制でき、クラッシュカン４の横倒れを抑制することができる。
クラッシュカン４が複数のプリプレグシート層ｓ１〜ｓ３の積層体Ｓによって構成され、複数のプリプレグシート層ｓ１〜ｓ３の積層体Ｓは、クラッシュカン４の側壁部４ａの内面側の面から離隔する程前後長が短いプリプレグシート層ｓ１〜ｓ３で構成されているため、重量増加を抑えつつ側壁部４ａの厚みを前端部側程厚くすることができる。
【００４０】
側壁部４ａの前端部分を挟持する挟持部材が、車幅方向内側から側壁部４ａの前端部分に当接する外面側挟持部材８と、車幅方向外側から側壁部４ａの前端部分に当接する内面側挟持部材７とを備え、外面側挟持部材８及び内面側挟持部材７がフランジ部８ａ，７ａと挟持部８ｂ，７ｂとを夫々有し、内面側挟持部材７の内面側挟持部７ｂの前後長が、外面側挟持部材８の外面側挟持部８ｂの前後長よりも短く形成されている。
これにより、斜突時、挟持部材を構成する外面側挟持部材８によって側壁部４ａに作用する圧縮荷重を抑制でき、クラッシュカン４の横倒れを抑制することができる。
【００４１】
外面側挟持部材８の外面側フランジ部８ａは、外面側挟持部８ｂよりもクラッシュカン４の外面側に配置されると共に外面側挟持部８ｂと協働して鈍角を形成し、内面側挟持部材７の内面側フランジ部７ａは、内面側挟持部７ｂよりもクラッシュカン４の外面側に配置されると共に内面側挟持部７ｂと協働して鈍角を形成するため、外面側フランジ部８ａと内面側フランジ部７ａの締結力を利用して外面側挟持部８ｂと内面側挟持部７ｂの間隔を狭くでき、クラッシュカン４の挟持力を高くすることができる。
【００４２】
クラッシュカン４は、衝突時、側壁部４ａから先端壁部４ｂが破断された後、側壁部４ａの後端部から逐次破壊されるように形成されたため、車両衝突時、側壁部４ａの後端部分を起点とした逐次破壊を確実に発生させることができる。
【００４３】
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、リヤサイドフレームに取り付けられるリヤ側のクラッシュカンに適用した例を説明したが、フロントサイドフレームに取り付けられるフロント側のクラッシュカンに適用しても良い。
また、車幅方向外側が開放された部分筒状の開断面部材に構成されたクラッシュカンに適用した例を説明したが、車幅方向内側が開放された開断面部材に構成しても良く、前後方向に直交する縦断面が矩形状、所謂側壁部が板状であっても良い。
【００４４】
２〕前記実施形態においては、炭素繊維樹脂を用いたクラッシュカンの例を説明したが、少なくとも汎用の強化繊維、例えばガラス繊維や金属繊維等を用いても良い。
また、母材樹脂についても、クラッシュカンの仕様に応じて任意に選択することができる。
【００４５】
３〕前記実施形態においては、第２炭素繊維は第１炭素繊維に直交するように配置した例を説明したが、第１炭素繊維に対して少なくとも交差すれば良く、例えば第１炭素繊維に対して４５°、或いは６０°の交差角度をなす第２炭素繊維を用いることも可能である。
【００４６】
４〕前記実施形態においては、オートクレーブ釜を用いたオートクレーブ法によって成形した例を説明したが、オートクレーブ釜による硬化に代えてオーブンで硬化するＲＦＩ法を用いても良い。バギング工程を省略して、プレス型によって加熱プレスする加熱プレス法を用いても良い。
また、プリプレグシートを形成することなく、炭素繊維のプレフォームを型内にセットし、溶融樹脂を型内に注入するＲＴＭ法を用いることも可能である。
【００４７】
５〕前記実施形態においては、３種類のプリプレグシート層を積層してクラッシュカンの側壁部基端部分の厚みを階段状に車幅方向内側程厚く形成した例を説明したが、側壁部基端部分の厚みをリニアに車幅方向内側程厚くなるように形成しても良い。
【００４８】
６〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【符号の説明】
【００４９】
３          バンパレイン
４          クラッシュカン
４ａ        側壁部
４ｂ        先端壁部
４ｓ 段差部
４ｐ 被挟持部
７          内面側挟持部材
７ａ        内面側フランジ部
７ｂ        内面側挟持部
８          外面側挟持部材
８ａ        外面側フランジ部
８ｂ        外面側挟持部
Ｖ          車両
ｓ１〜ｓ３  プリプレグシート層
Ｓ          積層体
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向先端側部分に配設され且つ前後方向に連続して延びるように配列された複数の強化繊維を含む左右１対の繊維強化樹脂製衝撃吸収部材と、前記１対の衝撃吸収部材の先端部に取り付けられた車幅方向に延びるバンパレインフォースメントとを備えた車両の衝撃吸収構造において、
前記衝撃吸収部材が、基端部分が車幅方向の両側から１対の挟持部材により挟持されて車体に固定された側壁部と、前記側壁部の先端部分に設けられ且つ前記バンパレインフォースメントが取り付けられた先端壁部とを備えた開断面部材に構成され、
前記１対の挟持部材によって挟持される前記側壁部の被挟持部の厚みが基端部側程厚くなるように形成され、
前記側壁部の被挟持部には前記挟持部材により係止される段差部が形成され、
前記段差部は車両上下方向に延びる部分と車幅方向に延びる部分を有することを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
【請求項２】
車体前後方向先端側部分に配設され且つ前後方向に連続して延びるように配列された複数の強化繊維を含む左右１対の繊維強化樹脂製衝撃吸収部材と、前記１対の衝撃吸収部材の先端部に取り付けられた車幅方向に延びるバンパレインフォースメントとを備えた車両の衝撃吸収構造において、
前記衝撃吸収部材が、基端部分が車幅方向から挟持されて車体に固定された側壁部と、前記側壁部の先端部分に設けられ且つ前記バンパレインフォースメントが取り付けられた先端壁部とを備えた開断面部材に構成され、
前記側壁部の厚みが基端部側程厚くなるように形成され、
前記側壁部の基端部分の厚みが外面側に向って厚さを増すように形成されたことを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
【請求項３】
前記衝撃吸収部材が複数の繊維強化樹脂シートの積層体によって構成され、
前記複数の繊維強化樹脂シートの積層体は、前記衝撃吸収部材の側壁部の内面側の面から離隔する程前後長が短い繊維強化樹脂シートで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項４】
前記側壁部の基端部分を挟持する前記１対の挟持部材が、車幅方向外側又は車幅方向内側から前記側壁部の基端部分の内面側に当接する内面側挟持部材と、車幅方向内側又は車幅方向外側から前記側壁部の基端部分の外面側に当接する外面側挟持部材とを備え、
前記内面側挟持部材及び外面側挟持部材がフランジ部と挟持部とを夫々有し、
前記外面側挟持部材の外面側挟持部の前後長が、前記内面側挟持部材の内面側挟持部の前後長よりも長く形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項５】
前記外面側挟持部材の外面側フランジ部は、前記外面側挟持部よりも前記衝撃吸収部材の側壁部の内面側の面から離隔する側に配置されると共に前記外面側挟持部と協働して鈍角を形成し、
前記内面側挟持部材の内面側フランジ部は、前記内面側挟持部よりも前記衝撃吸収部材の側壁部の内面側の面から離隔する側に配置されると共に前記内面側挟持部と協働して鈍角を形成することを特徴とする請求項４に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項６】
前記衝撃吸収部材は、衝突時、前記側壁部から先端壁部が破断された後、前記側壁部の先端部から逐次破壊されるように形成されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項
に記載の車両の衝撃吸収構造。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018062218.tif 000013
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2018062218.tif 000014
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2018062218.tif 000015