(57)【要約】      （修正有）【課題】衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部と先端壁部が破断・分離しても、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることが可能な車両の衝撃吸収構造を提供する。【解決手段】車体前後方向先端部側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４と、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３とを備えた車両の衝撃吸収構造において、衝撃吸収部材４が、前後方向に延びる衝撃吸収壁部４ａと、衝撃吸収壁部４ａに連なり且つ前記バンパレインフォースメント３を取り付けるための先端壁部４ｂとを備え且つ車幅方向外側に開いた開断面部材に形成され、平面視において、衝撃吸収壁部４ａの車幅方向内側端部で規定される端線とバンパレインフォースメント３との２つの交差角のうちの車幅方向内側の交差角を鋭角にする。【選択図】図５
2018062290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向先端部側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、前後方向に延びる衝撃吸収壁部と、前記衝撃吸収壁部に連なり且つ前記バンパレインフォースメントを取り付けるための先端壁部とを備えて車幅方向外側に開いた開断面部材に形成され、
平面視において、前記衝撃吸収壁部の車幅方向内側端部で規定される端線と前記バンパレインフォースメントとの２つの交差角のうちの車幅方向内側の交差角が鋭角であることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
【請求項２】
前記衝撃吸収部材は、前記バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重により前記先端壁部と前記衝撃吸収壁部を接続する角部が破断し、その後前記バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重により前記衝撃吸収壁部の破断した先端部から逐次破壊することにより衝撃を吸収するように構成されている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】
前記バンパレインフォースメントは、平面視にて中央部分が先端側に凸に湾曲した緩湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項４】
前記バンパレインフォースメントは、前記１対の衝撃吸収部材に連結される連結部に前記衝撃吸収壁部の破断した先端部を収容可能な凹部が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項５】
前記衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部は、縦壁部と、この縦壁部の上下両端に夫々連なる傾斜上壁部及び傾斜下壁部を有する断面ハット形に形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか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繊維強化樹脂により形成された左右１対の衝撃吸収部材と、この１対の衝撃吸収部材の先端部に架け渡すよう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】
従来から車体前部または後部において、左右１対のフロントサイドフレームまたは左右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対の衝撃吸収部材（クラッシュカン）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、軸方向に圧縮破壊されること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】
クラッシュカンは重量がある大型部品であり、軽量化のために繊維強化樹脂成形体で構成することも知られている。強化繊維には、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維等があり、母材と組み合わせることによって繊維強化樹脂が形成される。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。
【０００４】
特に、炭素繊維強化樹脂（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使用されている。
【０００５】
例えば、特許文献１の車両の衝撃吸収構造は、車体前後方向先端側部分に配設された左右１対の繊維強化樹脂製荷重エネルギ吸収材（衝撃吸収部材）と、１対の荷重エネルギ吸収材の先端部にボルトを介して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、荷重エネルギ吸収材が、荷重エネルギ吸収能力に優れた開き断面形状に形成されている。
【０００６】
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。
【０００７】
また、既に本出願人は、車両衝突時に逐次破壊によって衝撃エネルギを吸収可能な炭素繊維樹脂構造体を提案している（特願２０１５−２２７６２４等）。この炭素繊維樹脂構造体は、圧縮荷重入力方向に炭素繊維が延びるように配列されたシート状の複数の第１炭素繊維層と、これら第１炭素繊維層の炭素繊維に交差して炭素繊維が延びるように配列されたシート状の複数の第２炭素繊維層とが交互に積層された板状の部材が所定形状の開断面を有する衝撃吸収部材に形成されており、圧縮荷重が入力されたとき、第２炭素繊維層が第１炭素繊維層から剥離するように構成されている。
【０００８】
これにより、第２炭素繊維層を境界部分として、第２炭素繊維層よりも板厚方向内側の第１炭素繊維層によって柱状のピラー部を形成することができ、車両衝突時に第２炭素繊維層よりも板厚方向外側の第１炭素繊維層がピラー部から枝状に剥離するフロンズ部を形成することができる。従って、繊維強化樹脂の板厚方向両端部を確実且つ安定的に逐次破壊させることができ、ＥＡ量を増加させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−８２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記のような衝撃吸収構造であっても、衝撃吸収部材が安定的に破壊されず、ＥＡ量に有効に寄与できない場合がある。例えば、衝撃吸収部材は、圧縮破壊により衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収壁部と、この衝撃吸収壁部に連なってバンパレインフォースメントを取り付ける先端壁部を有しているが、車両衝突時に衝撃吸収壁部と先端壁部が破断・分離する。このとき、バンパレインフォースメントを介して伝達される圧縮荷重により衝撃吸収壁部の破断した先端部が移動して、衝撃吸収壁部の姿勢が圧縮荷重の入力方向に対して傾斜し、衝撃吸収壁部が安定的に破壊されず衝撃エネルギを吸収できない虞がある。
【００１１】
本発明の目的は、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部と先端壁部が破断・分離しても、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることが可能な車両の衝撃吸収構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明の車両の衝撃吸収構造は、車体前後方向先端部側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、前後方向に延びる衝撃吸収壁部と、前記衝撃吸収壁部に連なり且つ前記バンパレインフォースメントを取り付けるための先端壁部とを備えて車幅方向外側に開いた開断面部材に形成され、平面視において、前記衝撃吸収壁部の車幅方向内側端部で規定される端線と前記バンパレインフォースメントとの２つの交差角のうちの車幅方向内側の交差角が鋭角であることを特徴としている。
【００１３】
これにより、車両衝突時にバンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重を、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部と先端壁部が接続される角部に集中的に作用させて破壊起点が生成される。平面視において衝撃吸収壁部の端線とバンパレインフォースメントとの車幅方向内側の交差角が鋭角であるため、圧縮荷重により角部で破壊が発生し衝撃吸収壁部と先端壁部が破断・分離すると、衝撃吸収壁部の破断した先端部には車幅方向外側向きにも力が作用する。この方向には分離した先端壁部がバンパレインフォースメントと連結されているので、衝撃吸収壁部の破断した先端部はこの先端壁部に受け止められる。そのため、衝撃吸収壁部の破断した先端部の移動が規制されるので、衝撃吸収壁部の姿勢が維持される。従って、入力される圧縮荷重を衝撃吸収壁部に伝達して衝撃吸収壁部を安定的に破壊させることができるので、衝撃吸収部材に衝撃エネルギを吸収させることができる。
【００１４】
第２の発明の車両の衝撃吸収構造は、第１の発明において、前記衝撃吸収部材は、前記バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重により前記先端壁部と前記衝撃吸収壁部を接続する角部が破断し、その後前記バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重により前記衝撃吸収壁部の破断した先端部から逐次破壊することにより衝撃を吸収するように構成されていることを特徴としている。
【００１５】
これにより、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部が破断した先端部から安定的に逐次破壊するので、衝撃吸収部材に衝撃エネルギを吸収させることができる。
【００１６】
第３の発明の車両の衝撃吸収構造は、第１または第２の発明において、前記バンパレインフォースメントは、平面視にて中央部分が先端側に凸に湾曲した緩湾曲状に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
これにより、車両の衝突時にはバンパレインフォースメントが平面視において湾曲が緩やかになって直線状になるように変形する。この変形により、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部の端線とバンパレインフォースメントとの車幅方向内側の交差角が一層鋭角になる。そのため、衝撃吸収壁部と先端壁部とが破断・分離しても、衝撃吸収壁部の破断した先端部の移動が規制されて衝撃吸収壁部の姿勢が維持され、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることができる。
【００１８】
第４の発明の車両の衝撃吸収構造は、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記バンパレインフォースメントは、前記１対の衝撃吸収部材に連結される連結部に前記衝撃吸収壁部の先端部を収容可能な凹部が設けられたことを特徴としている。
【００１９】
これにより、車両衝突時に衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部と先端壁部とが破断・分離しても、衝撃吸収壁部の破断した先端部がバンパレインフォースメントの凹部に収容されて移動が規制され、衝撃吸収壁部の姿勢が維持されるので、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることができる。
【００２０】
第５の発明の車両の衝撃吸収構造は、第１〜第４の発明のいずれかにおいて、前記衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部は、縦壁部と、この縦壁部の上下両端に夫々連なる傾斜上壁部及び傾斜下壁部を有する断面ハット形に形成されたことを特徴としている。
【００２１】
これにより、バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重による衝撃吸収壁部の折れ曲がりを防いで衝撃吸収壁部の姿勢を維持し、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の車両の衝撃吸収構造によれば、車両衝突により衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部と先端壁部が破断・分離しても、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部の姿勢を維持することにより、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の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】車体後部左側の平面図である。
【図３】車体後部左側の側面図である。
【図４】クラッシュカンの後端側部分周辺の斜視図である。
【図５】図３のV −V 線断面図である。
【図６】図５において圧縮荷重によりクラッシュカンが破断した状態を示す図である。
【図７】図６においてバンパレインに凹部が設けられている図である。
【図８】図３のVIII−VIII線断面図である。
【図９】図８の要部拡大図である。
【図１０】クラッシュカン、外側ブラケット、内側ブラケット、ボルト取付部材、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】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。図中の矢印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。
【実施例】
【００２５】
図１〜図３に示すように、車両の後端部は、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の間を架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）と、これら１対のクラッシュカン４を１対のリヤサイドフレーム１に夫々取り付けるための左右１対の内側ブラケット７及び左右１対の外側ブラケット８等を備えている。
【００２６】
フロアパネル２は、前端側部分にリヤシート（図示略）が搭載され、後端側部分にスペアタイヤ（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の夫々の内壁部に溶接にて接合されている。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。
【００２７】
車両の後端部に設けられた衝撃吸収構造Ｃは、衝突によりバンパレイン３に入力されて車室側の１対のリヤサイドフレーム１に伝達される衝撃エネルギを１対のクラッシュカン４が吸収するように構成されている。衝撃吸収構造Ｃは、左右対称構造であるため、以下では主に車両後端部の左側について説明し、右側の説明を省略する。
【００２８】
次に、リヤサイドフレーム１について説明する。
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、フロアパネル２等を支持する。リヤサイドフレーム１は、図１０に示すように、前後方向に直線状に延びる外壁部と、この外壁部の車幅方向内側（右側）に配設されて前後方向に直線状に延びる内壁部と、外壁部と内壁部の上端部同士を連結する上壁部と、外壁部と内壁部の下端部同士を連結する下壁部を備えて、上壁部と下壁部が略平行な台形状の閉断面を有する。
【００２９】
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。このバンパレイン３は、図１〜図４に示すように、先端側壁部３ａと車室側壁部３ｂと、先端側壁部３ａ上端部と車室側壁部３ｂ上端部を接続する上壁部３ｃと、先端側壁部３ａ下端部と車室側壁部３ｂ下端部を接続する下壁部３ｄと、先端側壁部３ａ中段部と車室側壁部３ｂ中段部を接続する中段棚壁部３ｅを有して略水平状に左右に延びる閉断面を有し、平面視にて中央部分が後方に凸に湾曲した緩湾曲状に形成されている。
【００３０】
図５に示すように、バンパレイン３の車室側壁部３ｂの左端側部分には、ボルト６を挿通可能な上下１対のボルト穴３ｆを備えた連結部が形成され、これに対応する先端側壁部３ａの左端側部分には、クラッシュカン４との締結作業用の上下１対の作業穴３ｈが夫々形成されている。この連結部には、図７に示すように、後述の衝撃吸収壁部４ａの断面形状に沿うように凹部３ｇが形成されていてもよい。
【００３１】
次に、クラッシュカン４について説明する。
クラッシュカン４は、長繊維の炭素繊維を強化材とした炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）成形体を例えばＲＴＭ法により成形し、図１〜図４に示すように、左側部分が車幅方向外側（左側）に開いた開断面部材として一体形成されている。ＲＴＭ法とは、炭素繊維のプリフォームを分離可能な成形型のキャビティ内にセットし、このキャビティ内に溶融させた合成樹脂を射出する成形方法である。
【００３２】
クラッシュカン４は、前後に延びる衝撃吸収壁部４ａと、この衝撃吸収壁部４ａの後端部から左方に折り曲げられた先端壁部４ｂ等を備えている。図８に示すように、衝撃吸収壁部４ａは、この衝撃吸収壁部４ａの中段部分である縦壁部４ｃと、この縦壁部４ｃの上下両端に夫々連なる傾斜上壁部４ｄ及び傾斜下壁部４ｅを有し、傾斜上壁部４ｄはその上端部から上方に延びるフランジ部を有し、傾斜下壁部４ｅはその下端部から下方に延びるフランジ部を有して、車幅方向外側に開口する略断面ハット形の開断面部材に形成されている。
【００３３】
傾斜上壁部４ｄ下端部と縦壁部４ｃ上端部が湾曲状に連なり、傾斜下壁部４ｅ上端部と縦壁部４ｃ下端部が湾曲状に連なっている。縦壁部４ｃ中段部分には車幅方向外側（左側）に膨出する膨出部４ｆが形成されている。このように形成された衝撃吸収壁部４ａは、上下方向にコンパクトであると共に前後方向の圧縮荷重による折れ曲がりが発生し難く、衝撃吸収壁部４ａの実効的な幅を大きくしてＥＡ量の増加に寄与している。
【００３４】
図２，図３に示すように、衝撃吸収壁部４ａは、先端壁部４ｂ側ほど傾斜上壁部４ｄ及び傾斜下壁部４ｅが小さくなるように形成されている。それ故、衝撃吸収壁部４ａは、側面視にて、先端側（後側）ほど上下幅及び左右幅が小さくなるように形成されている。これにより衝撃吸収壁部４ａの先端側に圧縮荷重を集中的に作用させることができる。
【００３５】
図２〜図４に示すように、先端壁部４ｂは、バンパレイン３の車室側壁部３ｂに沿うように衝撃吸収壁部４ａの先端部から折り曲げられ、衝撃吸収壁部４ａの先端部に上端部から下端部にわたって前後方向の略全域を閉塞するように形成されている。先端壁部４ｂでは、衝撃吸収壁部４ａからの第１炭素繊維２１が先端壁部４ｂの左端部まで延長されているため、第１炭素繊維２１が略一様に左右方向に延びるように配設されている。また、先端壁部４ｂには、バンパレイン３と連結するために上下１対の取付部が形成されている。そのため、バンパレイン３を介して入力された車両衝突による圧縮荷重は、先端壁部４ｂによって衝撃吸収壁部４ａ全域に一様に分散伝達される。
【００３６】
ここで、クラッシュカン４を形成するＣＦＲＰについて説明する。
図９に示すように、ＣＦＲＰに含まれる炭素繊維の大部分に相当する第１炭素繊維２１は、ＣＦＲＰ成形体の前端から後端にわたって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、ＣＦＲＰに含まれる炭素繊維の一部に相当する第２炭素繊維２２は、ＣＦＲＰ成形体の上端から下端にわた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。ＣＦＲＰ成形体の母材２３には、熱硬化性エポキシ系合成樹脂が使用されている。
【００３７】
第１炭素繊維２１は、衝撃吸収壁部４ａの厚さ方向両端部に１層ずつ配置され、それらの内側に第１炭素繊維２１に直交する第２炭素繊維２２を２層ずつ配置している。そして、左右両第２炭素繊維２２の間に複数層の第１炭素繊維２１が配置されている。これにより、車両衝突時、厚さ方向両端部に配置された第１炭素繊維２１に相当する部分にフロンズ部の機能を持たせると共に、厚さ方向中間部分に配置された第１炭素繊維２１に相当する部分にピラー部の機能を持たせている。
【００３８】
それ故、衝撃吸収壁部４ａの第１炭素繊維２１が延びる方向に圧縮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２１部分がピラー部に相当する第１炭素繊維２１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２１部分が圧縮破壊される。この剥離破壊と圧縮破壊とが衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から逐次前方に進行して、衝撃吸収壁部４ａが逐次破壊される。
【００３９】
このように形成されたクラッシュカン４は、車両衝突時、衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂが接続する角部が破断し、衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から逐次破壊される。逐次破壊により発生した破片は、クラッシュカン４の外部に排出されるので、クラッシュカン４を破片に妨げられることなく潰し切ることができ、ＥＡ量が増加する。
【００４０】
次に、衝撃吸収構造Ｃの組み付け手順について説明する。
図１０に示すように、車両側において、リヤサイドフレーム１の後端部に内側ブラケット７を溶接により接合する。次に、この内側ブラケット７にクラッシュカン４の前端側部分の内周側を重ね合わせ、クラッシュカン４の前端側部分の外周側に外側ブラケット８を重ね合わせた状態で、複数のボルト９により締結する。こうして、内側ブラケット７と外側ブラケット８によりクラッシュカン４の基端部を挟持してリヤサイドフレーム１とクラッシュカン４を連結する。
【００４１】
次に、ボルト６の締結により、クラッシュカン４にバンパレイン３を連結する。先端壁部４ｂの取付部の周辺は、第１炭素繊維２１が切断されているため、バンパレイン３の支持強度が低下している。そこで図５に示すように、取付部はボルト６と螺合可能なナット部材５を内嵌している。これにより、バンパレイン３の上下１対のボルト穴３ｆに挿通された１対のボルト６を先端壁部４ｂに内嵌されたナット部材５に締結することにより、バンパレイン３をクラッシュカン４の先端壁部４ｂに連結している。
【００４２】
以上のように組み付けられた衝撃吸収構造Ｃは、図５に示すように、衝撃吸収壁部４ａの車幅方向内側端部（右側端部）で規定される端線と先端壁部４ｂに取り付けられたバンパレイン３の車室側壁部３ｂが成す２つの交差角のうち、車幅方向内側の交差角θが鋭角である。即ち、平面視において、衝撃吸収壁部４ａの車幅方向内側端部で規定される端線とバンパレイン３が成す車幅方向内側の交差角θは鋭角である。この交差角θは具体的には７５°≦θ＜９０°の範囲に設定され、好ましくは、８０°≦θ≦８５°の範囲であり、本実施例では８５°に設定されている。
【００４３】
これと同様に、図示を省略するが縦壁部４ｃのどの高さ位置においても車幅方向内側端部で規定される端線とバンパレイン３が成す車幅方向内側の交差角は鋭角である。さらに、衝撃吸収壁部４ａは先端側ほど小さくなるので、傾斜上壁部４ｄとバンパレイン３が成す衝撃吸収壁部４ａ外側の角度と、傾斜下壁部４ｅとバンパレイン３が成す衝撃吸収壁部４ａ外側の角度は鋭角である。一方、衝撃吸収壁部４ａの車幅方向外側端部（傾斜上壁部４ｄの上端部及び傾斜下壁部４ｅの下端部）は、平面視において車両の前後方向に沿っている。
【００４４】
次に、本実施例の衝撃吸収構造Ｃの作用、効果について説明する。
車両衝突時には、バンパレイン３から伝達される圧縮荷重を、クラッシュカン４の衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂを接続する角部に集中的に作用させ、破壊起点が生成される。その後、図６に示すように、破壊起点となった衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂを接続する角部において破断し、衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂが分離する。
【００４５】
衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部は、バンパレイン３から伝達される圧縮荷重によりバンパレイン３の車室側壁部３ｂと衝突する。このとき、平面視において、衝撃吸収壁部４ａの端線とバンパレイン３との車幅方向内側の交差角θが鋭角なので、圧縮荷重により衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部が分離した先端壁部４ｂ側に移動する方向に力が作用する。そのため、破断した先端部が先端壁部４ｂに押し当てられて移動が規制され、衝撃吸収壁部４ａの姿勢が維持される。
【００４６】
衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部が、バンパレイン３から伝達される圧縮荷重によりバンパレイン３の車室側壁部３ｂと衝突すると、フロンズ部に相当する第１炭素繊維２１部分がピラー部に相当する第１炭素繊維２１部分に先行して剥離破壊する。その後、ピラー部に相当する第１炭素繊維２１部分が圧縮破壊される。この剥離破壊と圧縮破壊とが衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から逐次前方に進行して、衝撃吸収壁部４ａが逐次破壊される。従って、衝撃吸収壁部４ａには、第１炭素繊維２１が延びる方向に圧縮荷重が入力され、逐次破壊が衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から前方に安定的に進行するので、衝撃エネルギを吸収することができる。
【００４７】
バンパレイン３は、平面視にて中央部分が後方に凸に湾曲した緩湾曲状に形成されているので、図６に示すように、車両衝突時にはバンパレイン３は湾曲が緩やかになって直線状になるように変形する。そのため、衝撃吸収壁部４ａの端線とバンパレイン３との車幅方向内側の交差角θが小さくなって一層鋭角になるので、衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部が圧縮荷重により先端壁部４ｂに押し当てられて移動が規制され、衝撃吸収壁部４ａの姿勢を維持して破断した先端部から逐次破壊を進行させて安定的に衝撃エネルギを吸収することができる。
【００４８】
図７に示すように、バンパレイン３がクラッシュカン４に連結される連結部に衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部を収容可能な凹部３ｇが設けられている場合、破断した先端部が凹部３ｇに収容されてこの先端部の移動が規制される。そのため、衝撃吸収壁部４ａの姿勢が維持され、衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から逐次破壊が安定的に進行するので、衝撃エネルギを吸収することができる。また、凹部３ｇは、衝撃吸収壁部４ａの逐次破壊により発生する破片外部に排出することができるので、破片は逐次破壊を妨げない。
【００４９】
クラッシュカン４は、衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂを備え、衝撃吸収壁部４ａが断面ハット形の開断面を有する。そのため、車両衝突時にバンパレイン３から伝達される圧縮荷重による折れ曲がりを防いで衝撃吸収壁部４ａの姿勢を維持することができるので、衝撃エネルギを吸収することができる。また、衝撃吸収壁部４ａの逐次破壊により発生する破片をクラッシュカン４内部に蓄積せずに外部に排出することができので、バンパレイン３から伝達される圧縮荷重により、破片に妨げられることなくクラッシュカン４を潰し切って、衝撃エネルギを吸収することができ、ＥＡ量を増加させることができる。
【００５０】
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
［１］前記実施例においては、リヤサイドフレーム１に取り付けられるリヤ側のクラッシュカン４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することもできる。
【００５１】
［２］前記実施例においては、強化繊維として炭素繊維用いたＣＦＲＰ製のクラッシュカン４の例を説明したが、ガラス繊維や金属繊維等を用いた強化繊維樹脂でクラッシュカン４を形成しても良い。また、母材樹脂についても、クラッシュカン４の仕様等に応じて適宜選択可能である。
【００５２】
［３］前記実施例においては、第２炭素繊維２２が第１炭素繊維２１に直交するように配置した例を説明したが、第２炭素繊維２２は第１炭素繊維２１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２１に対して３０°、或いは４５°の交差角をなす第２炭素繊維２２を用いることも可能である。
【００５３】
［４］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で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００５４】
１      リヤサイドフレーム
３      バンパレイン
３ａ    先端側壁部
３ｂ    車室側壁部
３ｇ    凹部
４      クラッシュカン
４ａ    衝撃吸収壁部
４ｂ    先端壁部
Ｃ      衝撃吸収構造
θ      交差角
【図１】
2018062290.tif 000003
【図２】
2018062290.tif 000004
【図３】
2018062290.tif 000005
【図４】
2018062290.tif 000006
【図５】
2018062290.tif 000007
【図６】
2018062290.tif 000008
【図７】
2018062290.tif 000009
【図８】
2018062290.tif 000010
【図９】
2018062290.tif 000011
【図１０】
2018062290.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月14日(2018.2.14)
【手続補正１】
【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】
車体前後方向先端部側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、前後方向に延びる衝撃吸収壁部と、前記衝撃吸収壁部から車幅方向外側に連なり且つ前記バンパレインフォースメントを取り付けるための先端壁部とを備えて車幅方向外側に開いた開断面部材に形成され、
平面視において、前記衝撃吸収壁部の車幅方向内側端部で規定される端線と前記バンパレインフォースメントとの２つの交差角のうちの車幅方向内側の交差角が鋭角であることを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
【請求項２】
前記衝撃吸収部材は、前記バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重により前記先端壁部と前記衝撃吸収壁部を接続する角部が破断し、その後前記バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重により前記衝撃吸収壁部の破断した先端部から逐次破壊することにより衝撃を吸収するように構成されている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】
前記バンパレインフォースメントは、平面視にて中央部分が先端側に凸に湾曲した緩湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項４】
前記バンパレインフォースメントは、前記１対の衝撃吸収部材に連結される連結部に前記衝撃吸収壁部の破断した先端部を収容可能な凹部が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項５】
前記衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部は、縦壁部と、この縦壁部の上下両端に夫々連なる傾斜上壁部及び傾斜下壁部を有する断面ハット形に形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【手続補正２】
【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繊維強化樹脂により形成された左右１対の衝撃吸収部材と、この１対の衝撃吸収部材の先端部に架け渡すよう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】
従来から車体前部または後部において、左右１対のフロントサイドフレームまたは左右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対の衝撃吸収部材（クラッシュカン）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、軸方向に圧縮破壊されること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】
クラッシュカンは重量がある大型部品であり、軽量化のために繊維強化樹脂成形体で構成することも知られている。強化繊維には、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維等があり、母材と組み合わせることによって繊維強化樹脂が形成される。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。
【０００４】
特に、炭素繊維強化樹脂（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使用されている。
【０００５】
例えば、特許文献１の車両の衝撃吸収構造は、車体前後方向先端側部分に配設された左右１対の繊維強化樹脂製荷重エネルギ吸収材（衝撃吸収部材）と、１対の荷重エネルギ吸収材の先端部にボルトを介して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、荷重エネルギ吸収材が、荷重エネルギ吸収能力に優れた開き断面形状に形成されている。
【０００６】
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。
【０００７】
また、既に本出願人は、車両衝突時に逐次破壊によって衝撃エネルギを吸収可能な炭素繊維樹脂構造体を提案している（特願２０１５−２２７６２４等）。この炭素繊維樹脂構造体は、圧縮荷重入力方向に炭素繊維が延びるように配列されたシート状の複数の第１炭素繊維層と、これら第１炭素繊維層の炭素繊維に交差して炭素繊維が延びるように配列されたシート状の複数の第２炭素繊維層とが交互に積層された板状の部材が所定形状の開断面を有する衝撃吸収部材に形成されており、圧縮荷重が入力されたとき、第２炭素繊維層が第１炭素繊維層から剥離するように構成されている。
【０００８】
これにより、第２炭素繊維層を境界部分として、第２炭素繊維層よりも板厚方向内側の第１炭素繊維層によって柱状のピラー部を形成することができ、車両衝突時に第２炭素繊維層よりも板厚方向外側の第１炭素繊維層がピラー部から枝状に剥離するフロンズ部を形成することができる。従って、繊維強化樹脂の板厚方向両端部を確実且つ安定的に逐次破壊させることができ、ＥＡ量を増加させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−８２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記のような衝撃吸収構造であっても、衝撃吸収部材が安定的に破壊されず、ＥＡ量に有効に寄与できない場合がある。例えば、衝撃吸収部材は、圧縮破壊により衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収壁部と、この衝撃吸収壁部に連なってバンパレインフォースメントを取り付ける先端壁部を有しているが、車両衝突時に衝撃吸収壁部と先端壁部が破断・分離する。このとき、バンパレインフォースメントを介して伝達される圧縮荷重により衝撃吸収壁部の破断した先端部が移動して、衝撃吸収壁部の姿勢が圧縮荷重の入力方向に対して傾斜し、衝撃吸収壁部が安定的に破壊されず衝撃エネルギを吸収できない虞がある。
【００１１】
本発明の目的は、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部と先端壁部が破断・分離しても、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることが可能な車両の衝撃吸収構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明の車両の衝撃吸収構造は、車体前後方向先端部側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、前後方向に延びる衝撃吸収壁部と、前記衝撃吸収壁部から車幅方向外側に連なり且つ前記バンパレインフォースメントを取り付けるための先端壁部とを備えて車幅方向外側に開いた開断面部材に形成され、平面視において、前記衝撃吸収壁部の車幅方向内側端部で規定される端線と前記バンパレインフォースメントとの２つの交差角のうちの車幅方向内側の交差角が鋭角であることを特徴としている。
【００１３】
これにより、車両衝突時にバンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重を、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部と先端壁部が接続される角部に集中的に作用させて破壊起点が生成される。平面視において衝撃吸収壁部の端線とバンパレインフォースメントとの車幅方向内側の交差角が鋭角であるため、圧縮荷重により角部で破壊が発生し衝撃吸収壁部と先端壁部が破断・分離すると、衝撃吸収壁部の破断した先端部には車幅方向外側向きにも力が作用する。この方向には分離した先端壁部がバンパレインフォースメントと連結されているので、衝撃吸収壁部の破断した先端部はこの先端壁部に受け止められる。そのため、衝撃吸収壁部の破断した先端部の移動が規制されるので、衝撃吸収壁部の姿勢が維持される。従って、入力される圧縮荷重を衝撃吸収壁部に伝達して衝撃吸収壁部を安定的に破壊させることができるので、衝撃吸収部材に衝撃エネルギを吸収させることができる。
【００１４】
第２の発明の車両の衝撃吸収構造は、第１の発明において、前記衝撃吸収部材は、前記バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重により前記先端壁部と前記衝撃吸収壁部を接続する角部が破断し、その後前記バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重により前記衝撃吸収壁部の破断した先端部から逐次破壊することにより衝撃を吸収するように構成されていることを特徴としている。
【００１５】
これにより、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部が破断した先端部から安定的に逐次破壊するので、衝撃吸収部材に衝撃エネルギを吸収させることができる。
【００１６】
第３の発明の車両の衝撃吸収構造は、第１または第２の発明において、前記バンパレインフォースメントは、平面視にて中央部分が先端側に凸に湾曲した緩湾曲状に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
これにより、車両の衝突時にはバンパレインフォースメントが平面視において湾曲が緩やかになって直線状になるように変形する。この変形により、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部の端線とバンパレインフォースメントとの車幅方向内側の交差角が一層鋭角になる。そのため、衝撃吸収壁部と先端壁部とが破断・分離しても、衝撃吸収壁部の破断した先端部の移動が規制されて衝撃吸収壁部の姿勢が維持され、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることができる。
【００１８】
第４の発明の車両の衝撃吸収構造は、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記バンパレインフォースメントは、前記１対の衝撃吸収部材に連結される連結部に前記衝撃吸収壁部の先端部を収容可能な凹部が設けられたことを特徴としている。
【００１９】
これにより、車両衝突時に衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部と先端壁部とが破断・分離しても、衝撃吸収壁部の破断した先端部がバンパレインフォースメントの凹部に収容されて移動が規制され、衝撃吸収壁部の姿勢が維持されるので、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることができる。
【００２０】
第５の発明の車両の衝撃吸収構造は、第１〜第４の発明のいずれかにおいて、前記衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部は、縦壁部と、この縦壁部の上下両端に夫々連なる傾斜上壁部及び傾斜下壁部を有する断面ハット形に形成されたことを特徴としている。
【００２１】
これにより、バンパレインフォースメントから伝達される圧縮荷重による衝撃吸収壁部の折れ曲がりを防いで衝撃吸収壁部の姿勢を維持し、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の車両の衝撃吸収構造によれば、車両衝突により衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部と先端壁部が破断・分離しても、衝撃吸収部材の衝撃吸収壁部の姿勢を維持することにより、衝撃吸収壁部を安定的に破壊させて衝撃エネルギを吸収させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の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】車体後部左側の平面図である。
【図３】車体後部左側の側面図である。
【図４】クラッシュカンの後端側部分周辺の斜視図である。
【図５】図３のV −V 線断面図である。
【図６】図５において圧縮荷重によりクラッシュカンが破断した状態を示す図である。
【図７】図６においてバンパレインに凹部が設けられている図である。
【図８】図３のVIII−VIII線断面図である。
【図９】図８の要部拡大図である。
【図１０】クラッシュカン、外側ブラケット、内側ブラケット、ボルト取付部材、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】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。図中の矢印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。
【実施例】
【００２５】
図１〜図３に示すように、車両の後端部は、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の間を架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）と、これら１対のクラッシュカン４を１対のリヤサイドフレーム１に夫々取り付けるための左右１対の内側ブラケット７及び左右１対の外側ブラケット８等を備えている。
【００２６】
フロアパネル２は、前端側部分にリヤシート（図示略）が搭載され、後端側部分にスペアタイヤ（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の夫々の内壁部に溶接にて接合されている。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。
【００２７】
車両の後端部に設けられた衝撃吸収構造Ｃは、衝突によりバンパレイン３に入力されて車室側の１対のリヤサイドフレーム１に伝達される衝撃エネルギを１対のクラッシュカン４が吸収するように構成されている。衝撃吸収構造Ｃは、左右対称構造であるため、以下では主に車両後端部の左側について説明し、右側の説明を省略する。
【００２８】
次に、リヤサイドフレーム１について説明する。
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、フロアパネル２等を支持する。リヤサイドフレーム１は、図１０に示すように、前後方向に直線状に延びる外壁部と、この外壁部の車幅方向内側（右側）に配設されて前後方向に直線状に延びる内壁部と、外壁部と内壁部の上端部同士を連結する上壁部と、外壁部と内壁部の下端部同士を連結する下壁部を備えて、上壁部と下壁部が略平行な台形状の閉断面を有する。
【００２９】
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。このバンパレイン３は、図１〜図４に示すように、先端側壁部３ａと車室側壁部３ｂと、先端側壁部３ａ上端部と車室側壁部３ｂ上端部を接続する上壁部３ｃと、先端側壁部３ａ下端部と車室側壁部３ｂ下端部を接続する下壁部３ｄと、先端側壁部３ａ中段部と車室側壁部３ｂ中段部を接続する中段棚壁部３ｅを有して略水平状に左右に延びる閉断面を有し、平面視にて中央部分が後方に凸に湾曲した緩湾曲状に形成されている。
【００３０】
図５に示すように、バンパレイン３の車室側壁部３ｂの左端側部分には、ボルト６を挿通可能な上下１対のボルト穴３ｆを備えた連結部が形成され、これに対応する先端側壁部３ａの左端側部分には、クラッシュカン４との締結作業用の上下１対の作業穴３ｈが夫々形成されている。この連結部には、図７に示すように、後述の衝撃吸収壁部４ａの断面形状に沿うように凹部３ｇが形成されていてもよい。
【００３１】
次に、クラッシュカン４について説明する。
クラッシュカン４は、長繊維の炭素繊維を強化材とした炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）成形体を例えばＲＴＭ法により成形し、図１〜図４に示すように、左側部分が車幅方向外側（左側）に開いた開断面部材として一体形成されている。ＲＴＭ法とは、炭素繊維のプリフォームを分離可能な成形型のキャビティ内にセットし、このキャビティ内に溶融させた合成樹脂を射出する成形方法である。
【００３２】
クラッシュカン４は、前後に延びる衝撃吸収壁部４ａと、この衝撃吸収壁部４ａの後端部から左方に折り曲げられた先端壁部４ｂ等を備えている。図８に示すように、衝撃吸収壁部４ａは、この衝撃吸収壁部４ａの中段部分である縦壁部４ｃと、この縦壁部４ｃの上下両端に夫々連なる傾斜上壁部４ｄ及び傾斜下壁部４ｅを有し、傾斜上壁部４ｄはその上端部から上方に延びるフランジ部を有し、傾斜下壁部４ｅはその下端部から下方に延びるフランジ部を有して、車幅方向外側に開口する略断面ハット形の開断面部材に形成されている。
【００３３】
傾斜上壁部４ｄ下端部と縦壁部４ｃ上端部が湾曲状に連なり、傾斜下壁部４ｅ上端部と縦壁部４ｃ下端部が湾曲状に連なっている。縦壁部４ｃ中段部分には車幅方向外側（左側）に膨出する膨出部４ｆが形成されている。このように形成された衝撃吸収壁部４ａは、上下方向にコンパクトであると共に前後方向の圧縮荷重による折れ曲がりが発生し難く、衝撃吸収壁部４ａの実効的な幅を大きくしてＥＡ量の増加に寄与している。
【００３４】
図２，図３に示すように、衝撃吸収壁部４ａは、先端壁部４ｂ側ほど傾斜上壁部４ｄ及び傾斜下壁部４ｅが小さくなるように形成されている。それ故、衝撃吸収壁部４ａは、側面視にて、先端側（後側）ほど上下幅及び左右幅が小さくなるように形成されている。これにより衝撃吸収壁部４ａの先端側に圧縮荷重を集中的に作用させることができる。
【００３５】
図２〜図４に示すように、先端壁部４ｂは、バンパレイン３の車室側壁部３ｂに沿うように衝撃吸収壁部４ａの先端部から折り曲げられ、衝撃吸収壁部４ａの先端部に上端部から下端部にわたって前後方向の略全域を閉塞するように形成されている。先端壁部４ｂでは、衝撃吸収壁部４ａからの第１炭素繊維２１が先端壁部４ｂの左端部まで延長されているため、第１炭素繊維２１が略一様に左右方向に延びるように配設されている。また、先端壁部４ｂには、バンパレイン３と連結するために上下１対の取付部が形成されている。そのため、バンパレイン３を介して入力された車両衝突による圧縮荷重は、先端壁部４ｂによって衝撃吸収壁部４ａ全域に一様に分散伝達される。
【００３６】
ここで、クラッシュカン４を形成するＣＦＲＰについて説明する。
図９に示すように、ＣＦＲＰに含まれる炭素繊維の大部分に相当する第１炭素繊維２１は、ＣＦＲＰ成形体の前端から後端にわたって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、ＣＦＲＰに含まれる炭素繊維の一部に相当する第２炭素繊維２２は、ＣＦＲＰ成形体の上端から下端にわた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。ＣＦＲＰ成形体の母材２３には、熱硬化性エポキシ系合成樹脂が使用されている。
【００３７】
第１炭素繊維２１は、衝撃吸収壁部４ａの厚さ方向両端部に１層ずつ配置され、それらの内側に第１炭素繊維２１に直交する第２炭素繊維２２を２層ずつ配置している。そして、左右両第２炭素繊維２２の間に複数層の第１炭素繊維２１が配置されている。これにより、車両衝突時、厚さ方向両端部に配置された第１炭素繊維２１に相当する部分にフロンズ部の機能を持たせると共に、厚さ方向中間部分に配置された第１炭素繊維２１に相当する部分にピラー部の機能を持たせている。
【００３８】
それ故、衝撃吸収壁部４ａの第１炭素繊維２１が延びる方向に圧縮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２１部分がピラー部に相当する第１炭素繊維２１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２１部分が圧縮破壊される。この剥離破壊と圧縮破壊とが衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から逐次前方に進行して、衝撃吸収壁部４ａが逐次破壊される。
【００３９】
このように形成されたクラッシュカン４は、車両衝突時、衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂが接続する角部が破断し、衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から逐次破壊される。逐次破壊により発生した破片は、クラッシュカン４の外部に排出されるので、クラッシュカン４を破片に妨げられることなく潰し切ることができ、ＥＡ量が増加する。
【００４０】
次に、衝撃吸収構造Ｃの組み付け手順について説明する。
図１０に示すように、車両側において、リヤサイドフレーム１の後端部に内側ブラケット７を溶接により接合する。次に、この内側ブラケット７にクラッシュカン４の前端側部分の内周側を重ね合わせ、クラッシュカン４の前端側部分の外周側に外側ブラケット８を重ね合わせた状態で、複数のボルト９により締結する。こうして、内側ブラケット７と外側ブラケット８によりクラッシュカン４の基端部を挟持してリヤサイドフレーム１とクラッシュカン４を連結する。
【００４１】
次に、ボルト６の締結により、クラッシュカン４にバンパレイン３を連結する。先端壁部４ｂの取付部の周辺は、第１炭素繊維２１が切断されているため、バンパレイン３の支持強度が低下している。そこで図５に示すように、取付部はボルト６と螺合可能なナット部材５を内嵌している。これにより、バンパレイン３の上下１対のボルト穴３ｆに挿通された１対のボルト６を先端壁部４ｂに内嵌されたナット部材５に締結することにより、バンパレイン３をクラッシュカン４の先端壁部４ｂに連結している。
【００４２】
以上のように組み付けられた衝撃吸収構造Ｃは、図５に示すように、衝撃吸収壁部４ａの車幅方向内側端部（右側端部）で規定される端線と先端壁部４ｂに取り付けられたバンパレイン３の車室側壁部３ｂが成す２つの交差角のうち、車幅方向内側の交差角θが鋭角である。即ち、平面視において、衝撃吸収壁部４ａの車幅方向内側端部で規定される端線とバンパレイン３が成す車幅方向内側の交差角θは鋭角である。この交差角θは具体的には７５°≦θ＜９０°の範囲に設定され、好ましくは、８０°≦θ≦８５°の範囲であり、本実施例では８５°に設定されている。
【００４３】
これと同様に、図示を省略するが縦壁部４ｃのどの高さ位置においても車幅方向内側端部で規定される端線とバンパレイン３が成す車幅方向内側の交差角は鋭角である。さらに、衝撃吸収壁部４ａは先端側ほど小さくなるので、傾斜上壁部４ｄとバンパレイン３が成す衝撃吸収壁部４ａ外側の角度と、傾斜下壁部４ｅとバンパレイン３が成す衝撃吸収壁部４ａ外側の角度は鋭角である。一方、衝撃吸収壁部４ａの車幅方向外側端部（傾斜上壁部４ｄの上端部及び傾斜下壁部４ｅの下端部）は、平面視において車両の前後方向に沿っている。
【００４４】
次に、本実施例の衝撃吸収構造Ｃの作用、効果について説明する。
車両衝突時には、バンパレイン３から伝達される圧縮荷重を、クラッシュカン４の衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂを接続する角部に集中的に作用させ、破壊起点が生成される。その後、図６に示すように、破壊起点となった衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂを接続する角部において破断し、衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂが分離する。
【００４５】
衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部は、バンパレイン３から伝達される圧縮荷重によりバンパレイン３の車室側壁部３ｂと衝突する。このとき、平面視において、衝撃吸収壁部４ａの端線とバンパレイン３との車幅方向内側の交差角θが鋭角なので、圧縮荷重により衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部が分離した先端壁部４ｂ側に移動する方向に力が作用する。そのため、破断した先端部が先端壁部４ｂに押し当てられて移動が規制され、衝撃吸収壁部４ａの姿勢が維持される。
【００４６】
衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部が、バンパレイン３から伝達される圧縮荷重によりバンパレイン３の車室側壁部３ｂと衝突すると、フロンズ部に相当する第１炭素繊維２１部分がピラー部に相当する第１炭素繊維２１部分に先行して剥離破壊する。その後、ピラー部に相当する第１炭素繊維２１部分が圧縮破壊される。この剥離破壊と圧縮破壊とが衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から逐次前方に進行して、衝撃吸収壁部４ａが逐次破壊される。従って、衝撃吸収壁部４ａには、第１炭素繊維２１が延びる方向に圧縮荷重が入力され、逐次破壊が衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から前方に安定的に進行するので、衝撃エネルギを吸収することができる。
【００４７】
バンパレイン３は、平面視にて中央部分が後方に凸に湾曲した緩湾曲状に形成されているので、図６に示すように、車両衝突時にはバンパレイン３は湾曲が緩やかになって直線状になるように変形する。そのため、衝撃吸収壁部４ａの端線とバンパレイン３との車幅方向内側の交差角θが小さくなって一層鋭角になるので、衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部が圧縮荷重により先端壁部４ｂに押し当てられて移動が規制され、衝撃吸収壁部４ａの姿勢を維持して破断した先端部から逐次破壊を進行させて安定的に衝撃エネルギを吸収することができる。
【００４８】
図７に示すように、バンパレイン３がクラッシュカン４に連結される連結部に衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部を収容可能な凹部３ｇが設けられている場合、破断した先端部が凹部３ｇに収容されてこの先端部の移動が規制される。そのため、衝撃吸収壁部４ａの姿勢が維持され、衝撃吸収壁部４ａの破断した先端部から逐次破壊が安定的に進行するので、衝撃エネルギを吸収することができる。また、凹部３ｇは、衝撃吸収壁部４ａの逐次破壊により発生する破片外部に排出することができるので、破片は逐次破壊を妨げない。
【００４９】
クラッシュカン４は、衝撃吸収壁部４ａと先端壁部４ｂを備え、衝撃吸収壁部４ａが断面ハット形の開断面を有する。そのため、車両衝突時にバンパレイン３から伝達される圧縮荷重による折れ曲がりを防いで衝撃吸収壁部４ａの姿勢を維持することができるので、衝撃エネルギを吸収することができる。また、衝撃吸収壁部４ａの逐次破壊により発生する破片をクラッシュカン４内部に蓄積せずに外部に排出することができので、バンパレイン３から伝達される圧縮荷重により、破片に妨げられることなくクラッシュカン４を潰し切って、衝撃エネルギを吸収することができ、ＥＡ量を増加させることができる。
【００５０】
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
［１］前記実施例においては、リヤサイドフレーム１に取り付けられるリヤ側のクラッシュカン４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することもできる。
【００５１】
［２］前記実施例においては、強化繊維として炭素繊維用いたＣＦＲＰ製のクラッシュカン４の例を説明したが、ガラス繊維や金属繊維等を用いた強化繊維樹脂でクラッシュカン４を形成しても良い。また、母材樹脂についても、クラッシュカン４の仕様等に応じて適宜選択可能である。
【００５２】
［３］前記実施例においては、第２炭素繊維２２が第１炭素繊維２１に直交するように配置した例を説明したが、第２炭素繊維２２は第１炭素繊維２１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２１に対して３０°、或いは４５°の交差角をなす第２炭素繊維２２を用いることも可能である。
【００５３】
［４］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で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００５４】
１      リヤサイドフレーム
３      バンパレイン
３ａ    先端側壁部
３ｂ    車室側壁部
３ｇ    凹部
４      クラッシュカン
４ａ    衝撃吸収壁部
４ｂ    先端壁部
Ｃ      衝撃吸収構造
θ      交差角