(57)【要約】【課題】初期ピーク荷重を高めずに、初期ピーク荷重直後の荷重低下の落ち込み量を低減することができ、単位重量当たりのエネルギ吸収量（平均荷重）を高めたクラッシュボックスを提供することを目的とする。【解決手段】矩形の鋼製筒体２からなるクラッシュボックス１であって、鋼製筒体２を構成する面のうち、特に、自動車車体の幅方向に対して前記自動車車体の内側に位置する面５に対して、鋼製筒体２の中空部Ａの内側から断面ハット形の補強板１０を設けて、中空部Ａ内に更に小径の中空部Ｂを形成し、かつ、補強板１０軸方向の先端位置を車体後方側にｌだけ後退させて設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の鋼製筒体からなり、軸方向に変形してエネルギを吸収するクラッシュボックスであって、前記鋼製筒体を構成するいずれかの面に対して前記鋼製筒体の中空部内側から断面ハット形の補強板を設けることを含み、当該面の前記軸方向に亙って、この断面ハット形の補強板を他の三面に対して接しないように設けて、当該面と前記断面ハット形の補強板とによって前記中空部内に前記鋼製筒体よりも小径の中空部を形成し、かつ、前記断面ハット形の補強板の前記軸方向の先端位置を、当該面の前記軸方向の先端位置よりも、後方側に後退させて設けたことを特徴とするクラッシュボックス。
【請求項２】
前記クラッシュボックスが、自動車車体の前後方向を軸方向とし、この軸方向に自動車車体の衝突荷重を受けて変形して衝突エネルギを吸収するクラッシュボックスであって、前記補強板を設ける前記面が前記自動車車体の幅方向に対して前記自動車車体の内側に位置する一面であり、この一面の前記軸方向に亙って、前記断面ハット形の補強板を他の三面に対して接しないように設けて、この一面と前記断面ハット形の補強板とによって前記中空部内に前記鋼製筒体よりも小径の中空部を形成し、かつ、前記断面ハット形の補強板の前記軸方向の先端位置を、前記自動車車体の内側に位置する一面の前記軸方向の先端位置よりも、後方側に後退させて設けた請求項１に記載のクラッシュボックス。
【請求項３】
前記クラッシュボックスの、前記鋼製筒体の前記軸方向の先端部と後端部とに、天板と底板とを各々設けた請求項１または２のいずれかに記載のクラッシュボックス。
【請求項４】
前記クラッシュボックスが、自動車車体のバンパ補強材とサイドメンバとの間にバンパステイとして配置されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッシュボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車車体の衝突時に、軸方向に衝突荷重を受けて変形し、衝突エネルギを吸収する、クラッシュボックス（エネルギ吸収部材）に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車体の前端 (フロント) 及び後端 (リア) に取り付けられているバンパの内部には、自動車車体の幅方向に亙って延在し、車体の衝突荷重を受けると断面方向に横圧壊するまたは曲げ（たわみ）変形する、バンパ補強材が設けられている。このバンパ補強材は、バンパリインフォースメントあるいはバンパアマチャアなどともいう。
【０００３】
また、このバンパ補強材と、車体側のサイドメンバ（サイドフレーム）との間に、自動車車体の前後方向を軸方向とした矩形の筒体からなり、前記軸方向に前記自動車車体の衝突荷重を受けて変形し、衝突エネルギを吸収するバンパステイなどのクラッシュボックス（エネルギ吸収部材）を介在させた例が多い。このクラッシュボックスは、前記バンパ補強材の後面（背面）からの支持部材 (車体連結用部材) としての役割も持つ。
【０００４】
なお、このようなクラッシュボックスのエネルギ吸収を伴う変形は、圧壊変形、圧潰変形，圧縮変形、塑性変形、座屈変形などと称される、筒状クラッシュボックスの軸方向の蛇腹状の連続的な変形である（以下はこれらを総称して、単に圧壊変形と言う）。
【０００５】
従来から、前記バンパ補強材や前記クラッシュボックスの材料には、環境負荷低減の目的から、自動車車体の軽量化のために、鋼製に代えて、アルミニウム合金が多く用いられている。ただ、アルミニウム合金材は鋼材に比して高価であり、自動車車体製造のコストが高くなる問題がある。
【０００６】
したがって、自動車車体製造のコストダウンのためには、前記バンパ補強材は衝突エネルギ吸収性の良いアルミニウム合金押出中空形材とするも、これを後面側から支持する前記クラッシュボックス（バンパステイ）は鋼製とするなどの、材料の選択が必要となる。
【０００７】
ここで、前記クラッシュボックスにも、前記バンパ補強材と同様に、衝突エネルギ吸収性の良いことが当然求められるが、前記軸方向に圧壊変形するクラッシュボックスの場合には、前記断面方向に横圧壊するバンパ補強材とは違ったエネルギ吸収性能が求められる。
【０００８】
すなわち、前記クラッシュボックスには、狭い領域（ストローク）で、効率よく衝突エネルギを吸収するために、衝突時の荷重変動が小さいことが求められる。この荷重変動を小さくするためには、小さい衝突初期荷重（初期ピーク荷重）で前記軸方向に圧壊変形することが先ず必要である。次ぎに、そのストロークの範囲での前記圧壊変形途中において、変形中の筒体の折れ曲がりや破損による変形中後期以降の荷重の低下（落ち込み）が無く、連続的に圧壊変形して、一定の衝突エネルギ吸収量を安定して確保し続けることが必要である。
【０００９】
近年、衝突安全基準の強化にも伴い、前記バンパステイなどのクラッシュボックスにも、このような高いエネルギ吸収性能が要求されるようになってきた。クラッシュボックスの変形荷重が荷重制限を超過した場合（圧壊時の最大荷重が高過ぎる場合）には、前記バンパステイよりも車体を構成するサイドメンバなどの部品が先に変形する。また、前記バンパステイが、限られたストローク内でエネルギを吸収できない場合にも、当然その後方に位置するサイドメンバ、ラジエータ、エンジンなどの部品が破損するという問題が生じる。
【００１０】
前記クラッシュボックスの初期ピーク荷重の過度な上昇を抑制する、従来から公知の方法として、前記圧壊変形の開始を促すための脆弱部である、エンボス（凹凸）や穴を設けることが多い（特許文献１、２、３参照）。
【００１１】
一方、前記圧壊変形中後期以降の荷重の落ち込みを抑制するには、クラッシュボックス圧壊時の座屈波長を短くする方法が有効である。この方法として、クラッシュボックスを構成する筒体の断面形状を四方に張りだす十字状としたり（特許文献４）、クラッシュボックスを構成する筒体を二重構造とする（特許文献５）ことが提案されている。また、アルミニウム合金押出中空形材ではあるが、中空部内に、断面が十字状の中リブを設けて、これら中リブ部材同士を接触させて荷重の低下を抑制する方法が知られている（特許文献６）。
【００１２】
一方、前記バンパ補強材が前記クラッシュボックスを介して接合される、自動車車体の左右の前記サイドメンバ（サイドフレーム）なども、一種のクラッシュボックスである。すなわち、筒状部材として、車体の衝突時には、車体の前後方向を軸方向として圧壊変形して、衝突エネルギを吸収する。
【００１３】
このため、従来からこれらのサイドメンバの衝撃力吸収能を高めるために、サイドメンバの中空部内に、種々のリインフォースメントを設けた構造も種々提案されている。この中で、特に、特許文献７では、前記リインフォースメントを、サイドメンバ空間内の幅方向に亙って水平に配置された鋼板によって構成し、このリインフォースメントをサイドメンバと一体的に圧壊しやすくして、前記初期ピーク荷重を高めないようにすることが提案されている。この従来技術では、更に、リインフォースメントの長手方向に亙って、前記圧壊変形促進のための穴 (貫通穴) を複数個連接し、初期ピーク荷重後の荷重低下の落ち込み量を抑制する。
【００１４】
そして、更に、この平板状リインフォースメントの車体前面側の端部位置を、上記サイドメンバの車体前面側の端部位置よりも、車体後面側にずらして配置し、これによって、車体前面側から衝突荷重が負荷された際に、先ず、サイドメンバが軸方向の圧壊を開始し、一定の時間的な遅れを持って、次ぎに、平板状リインフォースメントが軸方向の圧壊を開始するようにしている。その後は、両者が一体的に車体の前後方向に圧壊変形し、この平板状リインフォースメントの圧壊開始の時間的な遅れによって、初期ピーク荷重を低減するとともに、初期ピーク荷重後の荷重低下の落ち込み量を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開2006-62558号公報
【特許文献２】特開2005-1462 号公報
【特許文献３】特開2002-155980号公報
【特許文献４】特開2009-83686号公報
【特許文献５】特許第4271929号公報
【特許文献６】特開2006-335241号公報
【特許文献７】特開2006-62558号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、前記初期ピーク荷重の過度な上昇を抑制する方法として脆弱部を設ける場合は、脆弱部を設けるがゆえに、単位重量あたりのエネルギ吸収量が少なくなり、所定のエネルギ吸収量を確保するための、クラッシュボックス重量が必要となって、重くなる。
【００１７】
また、前記した変形中後期以降の荷重の落ち込み抑制方法（特許文献４、５）は、その効果の割りには、元の筒体のクラッシュボックスに比しての重量増加が大きく、当初の自動車車体の軽量化が図れない。
【００１８】
また、前記特許文献６は、アルミニウム合金押出中空形材には使用できるが、鋼材ではそのような中空断面形状は作ることができず、鋼製クラッシュボックスに適用できない。
【００１９】
更に、前記したサイドメンバの従来技術では、サイドフレームよりも、軸方向の長さ、すなわちストローク（変形領域）が著しく短い、前記バンパステイなどの前記クラッシュボックスにそのまま適用しても、十分に、その効果を発揮しえない。
【００２０】
以上のように、前記鋼製のクラッシュボックスでは、その軽量化を阻害せずに、初期ピーク荷重の過度な上昇を抑制し、かつ初期ピーク荷重直後の、変形中後期以降の荷重の落ち込みを抑制した、高いエネルギ吸収性能が求められている。しかし、これを十分に達成したクラッシュボックスは、これまで無かったのが実情である。
【００２１】
したがって、本発明は、重量あたりのエネルギ吸収量を多くして、所定のエネルギを吸収するための重量を軽量化することが可能で、所定のエネルギを狭い領域で吸収できるようにした、クラッシュボックスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明クラッシュボックスの要旨は、矩形の鋼製筒体からなり、軸方向に変形してエネルギを吸収するクラッシュボックスであって、前記鋼製筒体を構成するいずれかの面に対して前記鋼製筒体の中空部内側から断面ハット形の補強板を設けることを含み、当該面の前記軸方向に亙って、この断面ハット形の補強板を他の三面に対して接しないように設けて、当該面と前記断面ハット形の補強板とによって前記中空部内に前記鋼製筒体よりも小径の中空部を形成し、かつ、前記断面ハット形の補強板の前記軸方向の先端位置を、当該面の前記軸方向の先端位置よりも、後方側に後退させて設けたことである。
【００２３】
ここで、前記クラッシュボックスが、自動車車体の前後方向を軸方向とし、この軸方向に自動車車体の衝突荷重を受けて変形して衝突エネルギを吸収するクラッシュボックスであって、前記補強板を設ける前記面が前記自動車車体の幅方向に対して前記自動車車体の内側に位置する一面であり、この一面の前記軸方向に亙って、前記断面ハット形の補強板を他の三面に対して接しないように設けて、この一面と前記断面ハット形の補強板とによって前記中空部内に前記鋼製筒体よりも小径の中空部を形成し、かつ、前記断面ハット形の補強板の前記軸方向の先端位置を、前記自動車車体の内側に位置する一面の前記軸方向の先端位置よりも、後方側に後退させて設けることが好ましい。また、前記クラッシュボックスの、前記鋼製筒体の前記軸方向の先端部と後端部とに、天板と底板とを各々設けることが好ましい。また、前記クラッシュボックスが、自動車車体のバンパ補強材とサイドメンバとの間にバンパステイとして配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、自動車車体衝突時の衝撃力を、矩形の筒体からなるクラッシュボックスの軸方向に圧壊変形させて衝突エネルギの吸収を行なう点は従来と同じである。また、このクラッシュボックスの中空内部にリインフォースメント（補強板）を設けて、このクラッシュボックスとリインフォースメントとを共に軸方向に圧壊変形させて衝突エネルギの吸収を行なう点も従来と同じである。
【００２５】
但し、本発明では、リインフォースメントを断面ハット形の補強板として、この補強板を、矩形の筒体を構成する、前記自動車車体の幅方向に対して前記自動車車体の内側に位置する一面に対して設ける。そして、この補強板を、この一面以外の三面に対して接しないように設けて、前記中空内部の横断面内に、前記矩形の筒体よりも小径の閉断面中空部を形成することを特徴とする。ここで、本発明で言う「面」とは前記矩形の筒体を構成する、基本的に四枚（４つ）の各「壁」のことであり、「辺」あるいは「フランジ」と表現する場合もある。
【００２６】
そして、更に、かつ、この補強板の前記軸方向の先端位置を、前記自動車車体の内側に位置する一面の前記軸方向の先端位置よりも、後方側に（車体後面側に）後退させて（ずらして）設けることを特徴とする。
【００２７】
この補強板の前記軸方向の先端位置を、前記した通り、後退させて設けることで、車体前面側から衝突荷重が矩形の筒体先端に加わると、先ず、補強板の無い矩形の筒体の先端部の圧壊変形が開始しやすくなる。この結果、クラッシュボックスの軸方向の圧壊強度を、前記補強板の設置によって、高めたとしても、前記した荷重−変位特性における初期ピーク荷重を高めないようにすることができる。すなわち、車体前面側から衝突荷重が加わると、先ず、クラッシュボックス（補強板の無い矩形の筒体の先端部）が軸方向の圧壊を開始し、一定の時間的な遅れを持って、次ぎに、補強板のあるクラッシュボックスの部位とともに、前記断面ハット形の補強板が軸方向の圧壊を開始し、その後は、両者が一体的に車体の前後方向に圧壊変形 (蛇腹状に圧壊) する。
【００２８】
ここで、本発明では、前記補強板を、他の三面に対して接しないように設けるとともに、前記矩形筒体の中空内部内に小径の閉断面中空部を形成している。このため、衝突荷重が負荷された際には、この補強板を設けた前記自動車車体の内側に位置する一面が、平面的な壁や単板としてではなく、立体的な中空構造体として、一体的に圧壊変形してエネルギ吸収を行うことができる。このため、圧壊変形途中において、特に、筒体の各面、特に前記自動車車体の内側に位置する一面、の折れ曲がりや破損を防止して、変形中後期以降の荷重の低下（落ち込み）を抑制することができる。この結果、クラッシュボックスが、そのストロークの範囲で連続的に圧壊変形して、一定の衝突エネルギ吸収量を安定して確保し続けることができ、クラッシュボックスの変位量、即ち、車体への侵入量を確実に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明クラッシュボックスの一態様を示す斜視図である。
【図２】図１のａ−ａ断面図（横断面図）である。
【図３】図１の第一の補強板１０のみを示す斜視図である。
【図４】本発明クラッシュボックスの他の態様を示す斜視図である。
【図５】図４のａ−ａ断面図（横断面図）である。
【図６】図４に天板と底板とを各々設けた場合の縦断面図である。
【図７】図１のクラッシュボックスの先端部と後端部とに天板と底板とを各々設けた態様を示す斜視図である。
【図８】図７の縦断面図である。
【図９】図４のクラッシュボックスをバンパステイとして、バンパ補強材に設けた態様を示す模式図である。
【図１０】本発明クラッシュボックスの他の態様を示す横断面図である。
【図１１】本発明クラッシュボックスの他の態様を示す横断面図である。
【図１２】本発明クラッシュボックスの他の態様を示す横断面図である。
【図１３】本発明クラッシュボックスの他の態様を示す横断面図である。
【図１４】本発明の実施例に係る荷重変位曲線である。
【図１５】本発明の実施例に係る荷重変位曲線である。
【図１６】従来のクラッシュボックスを示す縦断面図である。
【図１７】比較例のクラッシュボックスを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態について図面を用いて以下に具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではないが、以下の説明は、自動車用のクラッシュボックスを例にとって説明する。
【００３１】
（筒体構造）
図１の態様は、例えば、バンパ補強材を後面側から支持する、バンパステイのようなクラッシュボックスを意図しているが、天板を除いて描いており、本発明クラッシュボックスの筒体の中空内部を見やすくしている。前記バンパ補強材は、自動車（車体）のフロント側（前側）でもリア側（後ろ側）でも、いずれでも良く、いずれでも使用できるが、以下の説明は、一応フロント側を意図して行う。
【００３２】
したがって、車体の前後方向での位置関係を言う場合などに、例えば車体後方側という言葉は、リア側の場合には、車体前方側と読み替える。
【００３３】
この図１および図２において、本発明クラッシュボックスの中空筒体は、前提として、図１に一点鎖線で示す自動車車体の前後方向（図の上下方向）を軸方向とした矩形の鋼製筒体２からなる。そして、図１に矢印で示す自動車車体の衝突荷重を受けて、前記軸方向に蛇腹状に変形して、衝突エネルギを吸収する。
【００３４】
ここで、図 1の鋼製筒体２は、コの字状の部材３、４を互いに向き合う形で、コの字における互いの面（フランジ）の端部同士を重ね合わせて溶接により接合し、中空矩形筒体形状に一体化したものである。このコの字状の部材３、４は、鋼板をプレス成形して製作される周知の鋼材であるが、圧延された型鋼などを用いても良い。
【００３５】
この図１および図２における部材３、４の軸方向の長さ（図１における高さ）は、互いに異なっており、自動車車体の幅方向に延在する面５、６（壁５、６）に対して、自動車車体の幅方向に延在する面７、８（壁７、８）の先端部（図１の上方側）は、図１では右上がりに傾斜している。これは、バンパー補強材が、バンパーの設計形状に適合する形で、一定の曲げ角度をもって、自動車車体の幅方向で、自動車車体の後方（フロント側）あるいは前方（リア側））に湾曲（傾斜）しているからである。
【００３６】
図１のクラッシュボックスは、図１の上方側（車体先端側）に向かって、左右２個のうちの、左側に位置するクラッシュボックスを示している。このクラッシュボックスが支持するバンパー補強材は、図１の上方側（車体先端側）に向かって、右上がりに傾斜している。このため、このバンパー補強材の湾曲（傾斜）している部分で、後面側から支持するクラッシュボックスも、このバンパー補強材の湾曲（傾斜）形状に合わせて、前記した通り、面７、８の先端部（図１の上方側）は、図１では右上がりに傾斜している。すなわち、自動車車体の幅方向（図１の右上がりの左右方向、図２の上下方向）に対して、自動車車体の内側に位置する部材３（面５）の方が、自動車車体の外側に位置する部材４（面６）よりも長い。また、各面の後端乃至終端（図１の下方側）は一致させているので、より短い面６の先端６ａの位置は、より長い面５の先端５ａの位置よりも、車体後方側に後退している。
【００３７】
なお、このクラッシュボックスの中空筒体は、この図１以外にも、後述する図１０〜１３に示す通り、種々の断面形状の鋼材の組み合わせと接合による作り方があり、これらから自由に選択される。図１０、１１はハット型（ＨＡＴ型）の断面形状の部材３、４を互いに向き合う形で、互いに、そのフランジ３ａと４ａ同士を溶接により接合し、中空筒体形状に一体化したものである。図１２、１３は、ハット型（ＨＡＴ型）の断面形状の部材４の蓋をする形で、平板な部材３の端部を、部材４のフランジ４ａと溶接により接合し、中空筒体形状に一体化したものである。
【００３８】
このクラッシュボックスの中空筒体に用いる鋼材（鋼板）は、各車種毎の用途に要求される強度に応じて、普通鋼や軟鋼からハイテンまでの種々の強度クラスの鋼（鋼板）が選択され、通常の亜鉛めっき鋼材（鋼板）であっても、更に樹脂塗装された鋼材（鋼板）であっても良い。前記した通り、バンパ補強材をアルミニウム合金押出中空形材とする場合には、これを後面側から支持するクラッシュボックス（バンパステイ）を鋼製とした場合には、異材接合による、特に電食などの腐食対策が必要となる。このため、少なくとも、前記アルミニウム合金押出中空形材と接する部位は、樹脂塗装により互いに絶縁されていることが好ましい。
【００３９】
（補強板構造）
特に自動車のオフセット衝突を考慮すると、バンパ補強材に負荷された衝突荷重が、これを後面側から支持するクラッシュボックスの先端部に伝播される際に、クラッシュボックスを構成する前記筒体の各面５、６、７、８には、荷重が不均等に負荷される。すなわち、設置されているバンパー補強材の曲げ角度（湾曲度）が大きくなると、バンパ補強材に負荷された衝突荷重によって、クラッシュボックスよりも車体幅方向内側のバンパー補強材から荷重が入力される。
【００４０】
したがって、このような衝突形態の場合には、前記矩形筒体を構成する面（壁）５、６、７、８のうち、図１、２に矢印で示す自動車車体の幅方向（図１の右上がりの左右方向、図２の上下方向）に対して、自動車車体の内側に位置する面５（一面５あるいは壁５）に、最も荷重が負荷される。このため、この面５の折れ曲がりや破損による、前記変形中後期以降の荷重の低下（落ち込み）が発生しやすくなる。
【００４１】
それゆえに、この最も荷重が負荷される面５を補強することが重要となる。但し、この面５を補強する手段としては、常識的に、この面５の厚みを厚くする方法が考えられる。この厚みを厚くする方法としては、補強板を中空部の内側からか、あるいは外側からか、面５に接合する方法もあり、面５の厚み（板厚）のみ、他の面の厚み（板厚）よりも大きくする方法もある。しかし、これらの方法は、厚みの増大による補強は、重量増加の割りには、衝突エネルギ吸収量の向上にはつながらない。しかも、厚みの増大による過度の補強は、変形初期のピーク荷重を抑制できずに、安定したエネルギ吸収性が得られないという問題も生じる。
【００４２】
これに対して、本発明では、図１、２に示す通り、前記した通り、最も荷重が負荷される面５に対して（図５の内面側に対して）、鋼製筒体２の中空部Ａ内側から断面ハット形の第一の補強板１０を設ける。本発明では、この第一の補強板１０の断面形状や、面５の軸方向に亙っての設け方が特に重要となるので、以下に順に、その意義について説明する。
【００４３】
補強板断面形状：
図１、２に示したこの第一の補強板１０のみを取り出して、図３に斜視図で示す。補強板１０は、軸方向に延在する平坦部１２と、この平坦部１２の両側面から末広がりに張りだした面１３、１４とが、断面がコの字状の部材を形成している。そして、面１３、１４から更に側方に向かって各々張りだした平坦なフランジ１３ａ、１４ａとを加えて、断面がハット形（ＨＡＴ形）を有する補強部材構造を有している。
【００４４】
このようなハット形の断面形状は、鋼製筒体２の中空部Ａ内に（中空部Ａの横断面内に）、筒体２の平坦な壁である面５と第一の補強板１０とにより、鋼製筒体２よりも小径の第二の閉断面な中空部Ｂを形成するために最適である。このような第二の閉断面な中空部Ｂを、図１、２に示すように、面５以外の鋼製筒体２の、他の三面６、７、８に対して、独立させて（離間させて）この面５の軸方向に亙って設ける。これによって、最も荷重が負荷される面５は、前記厚みを増加させるような平面的な補強ではなく、中空構造化（閉断面中空部）とされ、立体的な中空構造体として補強される。
【００４５】
このため、衝突荷重が負荷された際には、この面５が、平面的な壁や単板としてではなく、第一の補強板１０とで構成された立体的な一体の中空構造体として、圧壊変形してエネルギ吸収を行う。すなわち、この第一の補強板１０を設けた前記自動車車体の内側に位置する面５が、立体的な中空構造体として、一体的に圧壊変形してエネルギ吸収を行うことができる。
【００４６】
したがって、この面５が厚みが薄く平面的な場合の折れ曲がりや破損が防止でき、圧壊変形の際の前記変形中後期以降の荷重の低下（落ち込み）を抑制することができる。この結果、クラッシュボックスが、そのストロークの範囲で連続的に圧壊変形して、一定の衝突エネルギ吸収量を確保し続けることができ、クラッシュボックスの変位量、即ち、車体への侵入量を確実に低減できる。
【００４７】
仮に、第一の補強板１０を、この面５以外の鋼製筒体２の三面６、７、８に対して接するように設けた場合には、他の三面６、７、８の干渉を受けて、前記中空構造体として独立して圧壊変形することができなくなる。また、鋼製筒体２の口型断面中空部Ａ自体に、中リブを設けて補強するのと同じとなって、鋼製筒体２自体が圧壊変形しにくくなるため、変形初期のピーク荷重を抑制できずに、安定したエネルギ吸収性が得られない。
【００４８】
補強板の設置位置：
第一の補強板１０の長さ（設置位置）は、前記中空構造体としての補強効果を、この面５の軸方向に亙って発揮させる（保証する）ために、この面５の軸方向の長さに亙って設けて、後端（終端）をこの面５の後端（終端）と概ね一致させることが好ましい。
【００４９】
但し、第一の補強板１０の前記軸方向の先端位置１０ａを、この面５（一面５）の軸方向の先端位置５ａよりも、図１に示すように、長さＬ１だけ、車体の後方側（リア側では車体の前方側）に後退させて（ずらして）設けることが重要である。第一の補強板１０の前記軸方向の先端位置１０ａを、前記した通り、後退させて設けることで、車体前面側から衝突荷重が矩形筒体２の先端部２ａに加わると、先ず、補強板１０の無い矩形筒体２のこの先端部２ａの圧壊変形が開始しやすくなる。この結果、クラッシュボックス１の軸方向の圧壊強度を、第一の補強板１０の設置によって、高めたとしても、前記した荷重−変位特性における初期ピーク荷重を高めないようにすることができる。
【００５０】
すなわち、車体前面側から衝突荷重が矩形筒体２の先端部２ａに加わると、先ず、クラッシュボックス（補強板の無い矩形筒体２の先端部２ａ）が軸方向の圧壊を開始する。次ぎに、一定の時間的な遅れを持って、第一の補強板１０のある位置のクラッシュボックスの部位と、前記中空構造を形成する第一の補強板１０とが軸方向の圧壊を開始し、車体の前後方向に圧壊変形 (蛇腹状に圧壊) する。この結果、車体前面側から衝突荷重が負荷された際に、圧壊変形途中において、特に、筒体の各面、特に前記自動車車体の内側に位置する一面の折れ曲がりや破損を防止して、変形中後期以降の荷重の低下（落ち込み）を抑制することができる。したがって、クラッシュボックスが、そのストロークの範囲で連続的に圧壊変形して、一定の衝突エネルギ吸収量を安定して確保し続けることができ、クラッシュボックスの変位量、即ち、車体への侵入量を確実に低減できる。
【００５１】
これに対して、図１７に示す比較例は、本発明に係る補強板１０を設けてはいるが、この補強板１０の軸方向の先端位置１０ａを、面５の軸方向の先端位置５ａと同じ位置（レベル）としており、前記５ａよりも後方側に後退させていない。この場合、必然的に、補強板１０を設けて補強しているがゆえに、本発明よりも初期ピーク荷重の上昇が著しく大きくなり、前記安定したエネルギ吸収特性が得られない。
【００５２】
この第一の補強板１０や後述する第二の補強板１１など、補強板の軸方向の先端位置１０ａの前記「後退長さＬ」（「ずらし長さＬ」）の大きさは、当然、クラッシュボックス１の設計条件（大きさ、形状条件）によって異なる。但し、前記バンパステイにおけるひとつの目安としては、初期ピーク荷重の上昇を抑制するための前記「後退長さＬ」の大きさは、矩形筒体の軸方向の長さｌ（長い方の面５の軸方向の長さｌ：ｍｍ）との関係で、ｌ／１０〜ｌ／２の範囲で選択する。
【００５３】
２枚の補強板：
図４、５、６は、クラッシュボックス１に２枚の補強板を設けた、別の態様を示す。これらの図においては、前記図１、２のクラッシュボックス１の面５に第一の補強板１０を設けた態様に加えて、前記自動車車体の幅方向に対して前記自動車車体の外側に位置する面（一面）６にも（図６の内面側に）、同様の断面ハット形の第二の補強板１１を設けている。
【００５４】
この面６に対する第二の補強板１１に期待する機能は第一の補強板１０と同じであり、このため、その設け方も、第一の補強板１０と同じとする。すなわち、この面６以外の三面５、７、８に対して接しないように、この一面６の前記軸方向に亙って更に設けて、前記中空部Ａ内に（中空部Ａの横断面内に）、この一面と前記第二の補強板１１とにより、前記矩形の筒体よりも小径の第三の閉断面中空部Ｃを更に形成する。
【００５５】
そして、この第二の補強板１１の前記軸方向の先端位置１１ａを、前記自動車車体の内側に位置する一面６の前記軸方向の先端位置６ａよりも、Ｌ２だけ後方側に後退させる。この際、前記した通り、面６の先端６ａの位置は、面５の先端５ａの位置よりも、車体後方側に後退している。
【００５６】
図１、２の態様は、バンパー補強材の曲げ角度が大きい場合に有利であるが、一方で、車種によっては、バンパー補強材の曲げ角度（湾曲度、傾斜度）が設計上、より小さくなる場合もある。この場合には、クラッシュボックスよりも車体外側のバンパー補強材からも、クラッシュボックスに荷重が入力されるようになる。このような場合には、次第に、前記自動車車体の幅方向に対して前記自動車車体の外側に位置する面（一面）６にも大きな荷重が負荷される。したがって、前記自動車車体の内外側に位置する面５と同様に、補強板１１で補強することによって、前記補強板１０と同じ効果が達成できる。
【００５７】
補強板の製作：
これら補強板１０、１１は、前記鋼製筒体２と同様に、鋼板をプレス成形して製作される周知の鋼材であるが、圧延された型鋼などを用いても良い。この補強板に用いる鋼材（鋼板）は、これも前記鋼製筒体２と同様に、各車種毎の用途に要求される強度に応じて、普通鋼や軟鋼からハイテンまでの種々の強度クラスの鋼（鋼板）が選択され、通常の亜鉛めっき鋼材（鋼板）であっても、更に樹脂塗装された鋼材（鋼板）であっても良い。
【００５８】
クラッシュボックスの取り付け：
図９は、図７、８のクラッシュボックス１を、バンパ補強材を後面側から支持する、バンパステイとして取り付けた態様を示している。なお、図７、８は、前記した図１、２の鋼製筒体２の先端と後端とに、天板１６と底板１５とを、各々設けた態様を示している。
【００５９】
天板１６は、鋼製筒体２先端側の傾斜形状に適合して、鋼製筒体２先端側に接合するために、切り目を有して互いに分離された、切片状のフランジ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを、鋼製筒体２の各面５、６、７、８の先端部外表面に、各々重ね合わせて溶接などにより接合されている。これに対して、底板１５は、平坦な板であり、鋼製筒体２の各面５、６、７、８の後端部に、溶接などにより接合されている。
【００６０】
図９に示すように、天板１６は、車体先端方向に向かって左側のバンパ補強材の後面壁１７と溶接などにより接合される。また、底板１５は、車体後方左側のサイドメンバの前面壁１８と溶接などにより接合される。勿論これらの接合はボルトなど機械的な接合や、これら機械的な接合と溶接接合との組み合わせであっても良い。
【実施例】
【００６１】
前記湾曲したバンパ補強材を支持するバンパステイを想定したクラッシュボックスとして、図１、２、４の発明例（但し、実際は天板１６と底板１５とを設けた図７、８、６の態様でモデル化）および比較例として従来の態様である図１６の態様をモデル化し、軸方向に圧縮変形させたときの変形形態（荷重−変位関係）とエネルギ吸収量とをＦＥＭ解析にて求めた。
【００６２】
これらの結果として、前記各例の荷重／重量−変位曲線を図１４、１５に、重量と変位８０ｍｍにおけるエネルギ吸収量および重量あたりのエネルギ吸収量を表１に示す。
【００６３】
ここで、前記図１６の比較例（従来例）は、本発明に係る補強板１０を設けない点のみが異なり、他の条件は前記発明例と同じとした。これら発明例、比較例のクラッシュボックスの大きさや形状条件を各々表２に示す。矩形筒体および補強板の材料は、共通して４４０ＭＰａ級の鋼板（ハイテン）とした。また、天板１６および底板１５も同じ４４０ＭＰａ級の鋼板とし、共通して板厚は３．２ｍｍとした。そして、前記ＦＥＭ解析には、汎用の有限要素法解析ソフトＬＳ−ＤＹＮＡを用いた。なお、この解析に際して、これら天板１６および底板１５の形状因子として、天板１６の面積は18694ｍｍ２および底板１５の面積は23614ｍｍ２として、各例とも条件を共通にした。
【００６４】
表１および図１４から分かる通り、各発明例はエネルギ吸収量および重量あたりのエネルギ吸収量（荷重）が比較例よりも高くなっており、本発明の前記安定したエネルギ吸収特性の向上効果を確認することができる。
【００６５】
また、発明例のうちでも、補強板を２個設置した発明例２は、１個の場合の発明例１よりも重量あたりの荷重が高くなっている。また、図１４の発明例２と発明例１との荷重／重量−変位曲線の対比からも、補強板を設けても（増しても）、初期ピーク荷重は大きくならず、初期ピーク荷重後の荷重低下の落ち込みを防止して、逆に上げることもでき、前記安定したエネルギ吸収特性の向上効果が得られることが裏付けられる。
【００６６】
また、第一の補強板１０の軸方向の先端位置１０ａの、面５の軸方向の先端位置５ａからの後退長さＬが違う、発明例３と発明例４との荷重／重量−変位曲線を図１５に示す。この図１５から分かる通り、後退Ｌの長さが小さい発明例３の方が、後退Ｌの長さが大きい発明例４よりも、初期ピーク荷重の上昇が大きく、発明例４の方が、初期ピーク荷重の上昇が、発明例３よりも抑制されている。したがって、初期ピーク荷重の上昇を抑制するための、補強板１０、１１の軸方向の先端位置を長さＬだけ、車体の後方側（リア側では車体の前方側）に後退させて（ずらして）設ける重要性が裏付けられる。
【００６７】
このように、第一の補強板１０の軸方向の先端位置の後退量が少ない（小さい）発明例３の結果から、この発明例３よりも前記後退量が少ない（無い）前記図１７に示す比較例は、必然的に、発明例３よりも初期ピーク荷重の上昇が著しく大きくなり、前記安定したエネルギ吸収特性が得られない。すなわち、前記図１７に示す比較例は、本発明に係る補強板１０を設けてはいるが、この補強板１０の軸方向の先端位置１０ａを、面５の軸方向の先端位置５ａと同じ位置（レベル）としており、第一の補強板１０の軸方向の先端位置１０ａの後退が無い。
【００６８】
以上の結果から、クラッシュボックスとして、前記湾曲したバンパ補強材を支持するバンパステイや、これに負荷される前記オフセット衝突を想定した場合であっても、前記バンパ補強材の湾曲度に応じて、前記安定したエネルギ吸収特性を得るための、本発明要件の臨界的な技術的意義が裏付けられる。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明によれば、初期ピーク荷重を高めずに、初期ピーク荷重直後の荷重低下の落ち込み量を低減することができ、単位重量当たりのエネルギ吸収量（平均荷重）を高めたクラッシュボックスを提供できる。このため、本発明は、これらの要求特性を兼備する必要がある、自動車用のクラッシュボックス（衝撃吸収構造）に好適に適用され、前記オフセット衝突などの高速衝突に対応し、重量増加や構造の複雑化を伴わずに、車体衝突時に車体への侵入量を低減でき、自動車の安全性を確保できる。
【符号の説明】
【００７２】
１：クラッシュボックス、２：鋼製筒体、３、４：コの字状部材、５、６、７、８：面（あるいは壁）、１０、１１：ハット形補強板、１２：平坦部、１３、１４：面、１５：底板、１６：天板、１７：バンパ補強材、１８：サイドフレーム、
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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