(57)【要約】【課題】車両衝突時のエネルギーを安定的に吸収することができる自動車の衝撃吸収構造を得る。【解決手段】クラッシュボックス１４の筒状の本体部１４Ａの壁面にはリブ５０、５２が形成されている。リブ５０、５２は、本体部１４Ａの軸方向の全長に亘ってかつ本体部１４Ａの軸方向のみに沿って長尺状に形成されており、リブ５０、５２以外のリブは本体部１４Ａの壁面に形成されていない。リブ５０は、天壁２０、底壁２２、左右一対の側壁上部２６、及び左右一対の側壁下部２８の各々の外壁面に形成され、リブ５２は、天壁２０及び底壁２２の各々の内壁面に形成されている。また、リブ５０、５２は、バンパリインフォースの側の端部からフロントサイドメンバの側の端部へ向けて突出方向の長さが徐々に長くなるように設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向の端部において車両幅方向に沿って延在するバンパリインフォースと、車両の側部において車両前後方向に沿って延在するサイドメンバと、の間に介在された樹脂製のクラッシュボックスを有し、
前記クラッシュボックスは、
衝突荷重の入力時に車両前後方向に沿った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筒状の本体部と、
前記本体部の壁面に形成され、前記本体部の軸方向の全長に亘ってかつ前記本体部の軸方向のみに沿って形成されたリブと、
を備え、
前記本体部の壁面には前記リブ以外のリブが形成されていない、自動車の衝撃吸収構造。
【請求項２】
前記本体部の筒壁は、前記本体部の軸方向に沿って全長に亘って延在する複数の平壁部を含んで構成されており、前記平壁部の各々に前記リブが形成されている、請求項１記載の自動車の衝撃吸収構造。
【請求項３】
前記リブは、前記バンパリインフォースの側の端部から前記サイドメンバの側の端部へ向けて突出方向の長さが徐々に長くなるように設定されている、請求項１又は請求項２に記載の自動車の衝撃吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の衝撃吸収構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、車体前後方向に延びる車体フレームと車体幅方向に延びるバンパービームとの間に配置された衝撃吸収部材として樹脂製のバンパービームエクステンションが開示されている。簡単に説明すると、このバンパービームエクステンションの角筒状の本体部分には、外表面側に車体前後方向に延びる補強リブが形成されると共に、内表面側に車体前後方向に対して斜めに延びる補強リブが形成されている。
【０００３】
また、外表面側に形成された補強リブは、その後端部の頂部が車体前後方向に沿わずに急激に立ち上がっており、内表面側に形成された補強リブは、複数本設定されて互いに交差している。このような構造では、これらの補強リブによってバンパービームエクステンションの断面二次モーメントを増加させて衝突時のエネルギー吸収量を増加させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１０６９２４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記先行技術による場合、バンパービームエクステンションをその軸方向に対して垂直に切断した場合の切断面の各面積が、例えば、斜めに延びる補強リブの有無や本数、車体前後方向に延びる補強リブの後端部を含むか否か等によって、大きく異なる。このため、バンパービーム側からの荷重に対する剛性が局所的に急変してしまうので、車両衝突時におけるバンパービームエクステンションの圧縮過程でエネルギーを安定的に吸収させる観点からは改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、車両衝突時のエネルギーを安定的に吸収することができる自動車の衝撃吸収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に記載する本発明の自動車の衝撃吸収構造は、車両の前後方向の端部において車両幅方向に沿って延在するバンパリインフォースと、車両の側部において車両前後方向に沿って延在するサイドメンバと、の間に介在された樹脂製のクラッシュボックスを有し、前記クラッシュボックスは、衝突荷重の入力時に車両前後方向に沿った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筒状の本体部と、前記本体部の壁面に形成され、前記本体部の軸方向の全長に亘ってかつ前記本体部の軸方向のみに沿って形成されたリブと、を備え、前記本体部の壁面には前記リブ以外のリブが形成されていない。
【０００８】
上記構成によれば、クラッシュボックスの筒状の本体部の壁面にはリブが形成されているので、本体部の面剛性が向上する。このため、バンパリインフォース側から衝突荷重が入力された場合、本体部の壁面の容易な変形がリブによって抑えられるので、衝突時のエネルギー吸収量が増加する。また、リブは、本体部の軸方向の全長に亘ってかつ本体部の軸方向のみに沿って形成され、それ以外のリブは本体部の壁面に形成されていない。このため、本体部は、その軸方向の全長に亘って面剛性が高められると共に、バンパリインフォース側からの荷重に対する本体部の剛性の急変が抑えられる。これにより、車両衝突時には衝突荷重に対して本体部が安定的に圧縮変形する。
【０００９】
請求項２に記載する本発明の自動車の衝撃吸収構造は、請求項１記載の構成において、前記本体部の筒壁は、前記本体部の軸方向に沿って全長に亘って延在する複数の平壁部を含んで構成されており、前記平壁部の各々に前記リブが形成されている。
【００１０】
上記構成によれば、本体部の筒壁を構成する複数の平壁部の各々にリブが形成されているので、すべての平壁部の面剛性が向上する。このため、バンパリインフォース側から衝突荷重が入力された場合、すべての平壁部において容易な変形が抑えられるので、本体部が一層安定的に圧縮変形する。
【００１１】
請求項３に記載する本発明の自動車の衝撃吸収構造は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記リブは、前記バンパリインフォースの側の端部から前記サイドメンバの側の端部へ向けて突出方向の長さが徐々に長くなるように設定されている。
【００１２】
上記構成によれば、リブは、クラッシュボックスの本体部の剛性をバンパリインフォースの側の端部からサイドメンバの側の端部へ向かうに従って徐々に高めている。このため、バンパリインフォース側から衝突荷重が入力された場合、クラッシュボックスの本体部は、バンパリインフォースの側の端部からサイドメンバの側の端部へ順次効率良くかつ一層安定的に圧縮変形する。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の自動車の衝撃吸収構造によれば、車両衝突時のエネルギーを安定的に吸収することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用された車体前部構造の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の車体前部構造を構成するクラッシュボックスを示す斜視図である。
【図３】図１の車体前部構造を構成するクラッシュボックスを示す正面図である。
【図４】図１の車体前部構造の一部を平面視で示す平面図である。
【図５】図１の車体前部構造の一部を側面視で示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る自動車の衝撃吸収構造が適用された車体前部構造１０について図１〜図５を用いて説明する。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Ｗは車両幅方向を示している。以下の説明で、特記なく前後、上下の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下を示すものとする。
【００１６】
［車体前部の基本骨格］
図１には、車体前部構造１０の概略構成が斜視図にて示されている。この図に示されるように、車両の前後方向の前端部には、長尺状のフロントバンパリインフォースメント（以下、単に「バンパリインフォース」という。）１２が車両幅方向に沿って延在している。このバンパリインフォース１２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。
【００１７】
一方、車両前部の側部には、長尺状のフロントサイドメンバ１６が車両前後方向に沿って延在している。左右一対で設けられたフロントサイドメンバ１６の前端部は、バンパリインフォース１２に対して所定距離だけ車両後方側へ離間した位置に配置されている。バンパリインフォース１２及びフロントサイドメンバ１６は、一例として金属材で構成されるが、繊維強化樹脂材で構成されてもよい。
【００１８】
バンパリインフォース１２の後壁１２Ｒとフロントサイドメンバ１６の前端１６Ａとの間には、樹脂製のクラッシュボックス１４が介在されている。クラッシュボックス１４は、フロントサイドメンバ１６に対して車両前後方向に連続的に配置されている。
【００１９】
［クラッシュボックス］
クラッシュボックス１４は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ、一例として炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ））で構成されている。繊維強化樹脂材は、繊維（強化繊維）を樹脂で固め成る複合材である。クラッシュボックス１４は、筒状の本体部１４Ａ（「エネルギー吸収部」としても把握される要素である。）と、前フランジ１４Ｆと、後フランジ１４Ｒと、を主要部として構成されている。以下においては、本体部１４Ａ、前フランジ１４Ｆ、後フランジ１４Ｒの順で説明した後、本体部１４Ａに形成されたリブ５０について説明する。
【００２０】
（本体部）
図２には、クラッシュボックス１４が斜視図にて示されている。図２に示されるように、クラッシュボックス１４の本体部１４Ａは、車両前後方向を軸方向とする略六角筒状を成す閉断面構造を備えている。なお、図２では、本体部１４Ａの中心軸線を符号ＣＬで示す。
【００２１】
図３には、クラッシュボックス１４が正面図にて示されている。図２及び図３に示されるように、クラッシュボックス１４の本体部１４Ａは、天壁２０と、底壁２２と、左右一対の側壁２４と、を有する。また、図３に示されるように、左右一対の側壁２４の上部を構成する左右一対の側壁上部２６は、各々が下方側へ向けて互いに離反する方向に傾斜し、左右一対の側壁２４の下部を構成する左右一対の側壁下部２８は、各々が上方側へ向けて互いに離反する方向に傾斜している。図２に示されるように、天壁２０、底壁２２、左右一対の側壁上部２６、及び左右一対の側壁下部２８の計六個の壁部は、本体部１４Ａの軸方向に沿って全長に亘って延在する平壁部（平らな壁部）とされている。
【００２２】
なお、天壁２０と左右一対の側壁上部２６との間には両者を連結して湾曲状に曲げられた上側湾曲部２１が形成され、底壁２２と左右一対の側壁下部２８との間には両者を連結して湾曲状に曲げられた下側湾曲部２３が形成されている。すなわち、本体部１４Ａの筒壁３０は、天壁２０、左右一対の上側湾曲部２１、左右一対の側壁上部２６、及び左右一対の側壁下部２８、左右一対の下側湾曲部２３及び底壁２２によって構成されている。
【００２３】
この実施形態では、本体部１４Ａを含むクラッシュボックス１４は、上下対称形状を成す上ハーフ１８Ｕと下ハーフ１８Ｄとが接合されることで構成されている。図３に示されるように、上ハーフ１８Ｕは、軸方向に直交する断面視で下向きに開口するハット形状を成し、天壁２０と、左右一対の上側湾曲部２１と、左右一対の側壁上部２６と、左右一対の接合フランジ３１と、を有している。左右一対の接合フランジ３１は、左右一対の側壁上部２６の下端から互いに離反する方向に張り出している。また、下ハーフ１８Ｄは、軸方向に直交する断面視で上向きに開口するハット形状を成し、底壁２２と、左右一対の下側湾曲部２３と、左右一対の側壁下部２８と、左右一対の接合フランジ３２と、を有している。左右一対の接合フランジ３２は、左右一対の側壁下部２８の上端から互いに離反する方向に張り出している。
【００２４】
図２に示されるように、上ハーフ１８Ｕと下ハーフ１８Ｄとは、接合フランジ３１と接合フランジ３２とが互いに接合されることで、本体部１４Ａを構成している。この本体部１４Ａは、衝突荷重の入力時に車両前後方向に沿った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。
【００２５】
また、上ハーフ１８Ｕの接合フランジ３１の前端と下ハーフ１８Ｄの接合フランジ３２の前端とは、互いに離間するように傾斜されており、その傾斜された部分は非接合部とされると共に前フランジ１４Ｆに連続している。同様に、上ハーフ１８Ｕの接合フランジ３１の後端と下ハーフ１８Ｄの接合フランジ３２の後端とは、互いに離間するように傾斜されており、その傾斜された部分は非接合部とされると共に後フランジ１４Ｒに連続している。
【００２６】
（前フランジ）
本体部１４Ａの車両前方側には、前フランジ１４Ｆが連続して形成されている。前フランジ１４Ｆは、上ハーフ１８Ｕの前端部で構成される前壁上部３４及び上壁３８と、下ハーフ１８Ｄの前端部で構成される前壁下部３６及び下壁４０と、を有する。
【００２７】
図３に示されるように、前壁上部３４は、天壁２０、左右一対の上側湾曲部２１及び左右一対の側壁上部２６の各前端部から本体部１４Ａの軸心側とは反対側に張り出すと共に、正面視で略逆Ｕ字状の縦壁とされ、下端が接合フランジ３１の前端と連続している。前壁上部３４には、その両サイドの上下にボルト挿通孔３４Ｈが貫通形成されている。また、前壁下部３６は、底壁２２、左右一対の下側湾曲部２３及び左右一対の側壁下部２８の各前端部から本体部１４Ａの軸心側とは反対側に張り出すと共に、正面視で略Ｕ字状の縦壁とされ、上端が接合フランジ３２の前端と連続している。前壁下部３６には、その両サイドの上下にボルト挿通孔３６Ｈが貫通形成されている。そして、前壁上部３４及び前壁下部３６は、前壁３３を構成し、図１に示されるバンパリインフォース１２の後壁１２Ｒにボルト締結によって結合されている。
【００２８】
また、図５に示されるように、前壁上部３４の上端からは上壁３８が前方側に延出されており、前壁下部３６の下端からは下壁４０が前方側に延出されている。そして、図４に示されるように、上壁３８は、バンパリインフォース１２の上壁１２Ｕに例えば接着等によって接合されている。また、図示を省略するが、図２に示される下壁４０は、図１に示されるバンパリインフォース１２の下壁１２Ｄに例えば接着等によって接合されている。
【００２９】
（後フランジ）
図２に示されるように、本体部１４Ａの車両後方側には、後フランジ１４Ｒが連続して形成されている。後フランジ１４Ｒは、上ハーフ１８Ｕの後端部で構成される後フランジ上部４２と、下ハーフ１８Ｄの後端部で構成される後フランジ下部４４と、を有する。
【００３０】
後フランジ上部４２は、天壁２０、左右一対の上側湾曲部２１及び左右一対の側壁上部２６の各後端部から本体部１４Ａの軸心側とは反対側に張り出すと共に、正面視で略逆Ｕ字状の縦壁とされ、下端が接合フランジ３１の後端と連続している。後フランジ上部４２には、その上端部にボルト挿通孔４２Ｈが左右一対で貫通形成されている。また、後フランジ下部４４は、底壁２２、左右一対の下側湾曲部２３及び左右一対の側壁下部２８の各後端部から本体部１４Ａの軸心側とは反対側に張り出すと共に、正面視で略Ｕ字状の縦壁とされ、上端が接合フランジ３２の後端と連続している。後フランジ下部４４には、その下端部にボルト挿通孔４４Ｈ（図３参照）が左右一対で貫通形成されている。そして、後フランジ上部４２と後フランジ下部４４とで構成された後フランジ１４Ｒは、図１に示されるフロントサイドメンバ１６の前フランジ１６Ｆにボルト締結によって結合されている。
【００３１】
（リブ）
図２及び図３に示されるように、本体部１４Ａの壁面には、リブ５０、５２が形成されている。リブ５０、５２は、本体部１４Ａの軸方向の全長に亘ってかつ本体部１４Ａの軸方向のみに沿って長尺状に形成されている。換言すれば、リブ５０、５２は、それぞれ車両前後方向に沿って直線状に延在し、各前端が前フランジ１４Ｆの前壁３３に達すると共に、各後端が後フランジ１４Ｒに達している。これらのリブ５０、５２同士は交差していない。そして、本体部１４Ａの壁面には、リブ５０、５２以外のリブが形成されていない。
【００３２】
リブ５０は、天壁２０、底壁２２、左右一対の側壁上部２６、及び左右一対の側壁下部２８の各々の外壁面に形成されている。リブ５０は、天壁２０、底壁２２、左右一対の側壁上部２６、及び左右一対の側壁下部２８の各々において車両正面視で外壁面の延びる方向の中央部から突出している。また、リブ５２は、天壁２０及び底壁２２の各々の内壁面に形成されている。リブ５２は、天壁２０及び底壁２２の各々において車両正面視で内壁面の延びる方向の中央部から突出しており、天壁２０及び底壁２２の各々に形成されたリブ５０とは反対側に設定されている。これらにより、本体部１４Ａをその軸方向に対して垂直に切断した場合の切断面の各面積は、容易に所定範囲内に設定される。
【００３３】
また、図２及び図５に示されるように、リブ５０、５２は、その前端部（図１のバンパリインフォース１２の側の端部）から後端部（図１のフロントサイドメンバ１６の側の端部）へ向けて突出方向の長さが徐々に長くなるように設定されている。リブ５０、５２における突出方向の頂部は、直線状に延在している。
【００３４】
［作用・効果］
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３５】
本実施形態では、図１に示されるように、クラッシュボックス１４の筒状の本体部１４Ａの壁面にはリブ５０、５２（図２、図３参照）が形成されているので、本体部１４Ａの面剛性（面外方向への変形強度）が向上する。このため、バンパリインフォース１２側から衝突荷重Ｆが入力された場合、本体部１４Ａの壁面の容易な変形（座屈）がリブ５０、５２によって抑えられるので、衝突時のエネルギー吸収量が増加する。
【００３６】
また、図２に示されるように、リブ５０、５２は、本体部１４Ａの軸方向の全長に亘ってかつ本体部１４Ａの軸方向のみに沿って形成されており、リブ５０、５２以外のリブは本体部１４Ａの壁面に形成されていない。このため、本体部１４Ａはその軸方向の全長に亘って面剛性が高められると共に、剛性の急変が抑えられる。これにより、車両衝突時には、衝突荷重Ｆ（図１参照）に対して本体部１４Ａが安定的に圧縮変形する。
【００３７】
また、本実施形態では、本体部１４Ａの筒壁３０は、本体部１４Ａの軸方向に沿って全長に亘って延在する複数の平壁部として天壁２０、底壁２２、左右一対の側壁上部２６、及び左右一対の側壁下部２８を含んで構成されている。そして、図３に示されるように、これら平壁部としての天壁２０、底壁２２、左右一対の側壁上部２６、及び左右一対の側壁下部２８の各々にリブ５０が形成されているので、これらすべての平壁部（天壁２０、底壁２２、左右一対の側壁上部２６、及び左右一対の側壁下部２８）の面剛性が向上する。このため、車両前方側から衝突荷重が入力された場合、すべての平壁部（天壁２０、底壁２２、左右一対の側壁上部２６、及び左右一対の側壁下部２８）において容易な変形が抑えられるので、本体部１４Ａが一層安定的に圧縮変形する。換言すれば、エネルギー吸収荷重及び変形モードが一層安定化する。
【００３８】
また、本実施形態では、図２等に示されるように、リブ５０、５２は、バンパリインフォース１２（図１参照）の側の前端部からフロントサイドメンバ１６（図１参照）の側の後端部へ向けて突出方向の長さが徐々に長くなるように設定されている。このため、リブ５０、５２は、クラッシュボックス１４の本体部１４Ａの剛性を前端部側から後端部側へ向かうに従って徐々に高めている。従って、バンパリインフォース１２（図１参照）側から衝突荷重が入力された場合には、クラッシュボックス１４の本体部１４Ａは、前端部から後端部へ順次効率良くかつ一層安定的に圧縮変形する。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の自動車の衝撃吸収構造によれば、車両衝突時のエネルギーを安定的に吸収することができる。
【００４０】
［実施形態の補足説明］
なお、上記実施形態では、自動車の衝撃吸収構造が図１等に示される車体前部構造１０に適用された場合について説明したが、自動車の衝撃吸収構造は、例えば、車両の前後方向の後端部において車両幅方向に沿って延在するリヤのバンパリインフォースと、車両後部の側部において車両前後方向に沿って延在するリヤサイドメンバと、の間にクラッシュボックスが介在された車体後部構造に適用されてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、クラッシュボックス１４が炭素繊維強化樹脂製とされているが、クラッシュボックスは、例えば、ガラス繊維強化樹脂材やケブラー繊維強化樹脂材等のような炭素繊維強化樹脂材以外の繊維強化樹脂材で形成されたものであってもよいし、繊維で強化されていない樹脂によって形成されたものであってもよい。また、樹脂としては、熱可塑性樹脂が採用されてもよいし、熱硬化性樹脂が採用されてもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、クラッシュボックス１４の本体部１４Ａが略六角筒状を成す閉断面構造を備えているが、クラッシュボックスの本体部は、例えば、略四角筒状等のような他の筒形状を成す閉断面構造を備えたものであってもよい。
【００４３】
また、上記実施形態の変形例として、クラッシュボックスの本体部の筒壁が本体部の軸方向に沿って全長に亘って延在する複数の平壁部を含んで構成されると共に複数の平壁部にはリブが形成されていない平壁部が含まれる構成であってもよい。また、上記実施形態の他の変形例として、クラッシュボックスの本体部の筒壁は、本体部の軸方向に沿って全長に亘って延在する平壁部を含まないで構成されたものであってもよい。
【００４４】
また、上記実施形態の変形例として、クラッシュボックスの本体部の筒壁を構成する複数の平壁部における外壁面の各々に複数本（例えば二本）のリブが形成されてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、図２等に示されるように、リブ５０、５２は、バンパリインフォース１２の側の端部からフロントサイドメンバ１６の側の端部へ向けて突出方向の長さが徐々に長くなるように設定されており、このような構成が好ましいが、リブの設定は必ずしもこのようなものに限定されない。例えば、リブは、突出方向の長さが一定に設定されたものでもよいし、バンパリインフォースの側からサイドメンバの側へ向けて突出方向の長さが徐々に長くなる部位と、突出方向の長さが一定の部位とが、車両前後方向において交互に設定されたようなもの等であってもよい。
【００４６】
さらに、請求項１に記載の「本体部の軸方向のみに沿って形成された」の概念には、本体部の軸方向と平行に形成されたものが含まれる他、上記実施形態のように、本体部の軸方向と平行ではないがほぼ平行と認識され、本体部の軸方向のみに沿って形成されたものとして把握されるものも含まれる。
【００４７】
さらにまた、請求項２に記載の「本体部の軸方向に沿って」の概念には、本体部の軸方向と平行な場合が含まれる他、本体部の軸方向と平行ではないがほぼ平行と認識され、本体部の軸方向に沿ったものとして把握されるものも含まれる。
【００４８】
なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。
【００４９】
以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１０    車体前部構造（自動車の衝撃吸収構造）
１２    バンパリインフォース
１４    クラッシュボックス
１４Ａ  本体部
１６    フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
２０    天壁（平壁部）
２２    底壁（平壁部）
２６    側壁上部（平壁部）
２８    側壁下部（平壁部）
３０    本体部の筒壁
５０    リブ
５２    リブ
【図１】
2016074269.tif 000003
【図２】
2016074269.tif 000004
【図３】
2016074269.tif 000005
【図４】
2016074269.tif 000006
【図５】
2016074269.tif 000007