(57)【要約】【課題】本発明は、軸方向に延びる複数の円筒パイプを備える自動車のフレーム構造において、後側フレームとの連結固定をセットプレートを用いることなく、ボルト等の連結部材を用いて行いつつも、中央の円筒パイプと後側フレームとの結合力を高めて衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる自動車のフレーム構造を提供することを目的とする。【解決手段】締結ボルト２Ａ，２Ｂは、前側に位置する第一ボルト２Ａが上部右側の円筒パイプ１１Ａと中央の円筒パイプ１１Ｃと下部左側の円筒パイプ１１Ｅとを右斜め方向に傾斜して貫通するように構成しており、後側に位置する第二ボルト２Ｂが上部左側の円筒パイプ１１Ｂと中央の円筒パイプ１１Ｃと下部右側の円筒パイプ１１Ｄとを左斜め方向に傾斜して貫通するように構成している。  【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる複数の円筒パイプ同士を接続して構成した集合円筒パイプフレームを備える自動車のフレーム構造であって、
前記集合円筒パイプフレームを、中央の円筒パイプの周囲に他の円筒パイプを接続することで構成して、
該集合円筒パイプフレームの後方に、単一の中空断面のフレーム体から構成される後側フレームを配置して、
前記集合円筒パイプフレームの後端を後側フレーム内に挿入すると共に、
前記集合円筒パイプフレームの中央の円筒パイプ、周囲の円筒パイプ及び後側フレームを、前記後側フレームの外方から軸直交方向に貫通する連結部材で連結固定した
自動車のフレーム構造。
【請求項２】
前記集合円筒パイプフレームを、二つの円筒パイプを接続して距離をおいて配置される二組の周囲の円筒パイプと、該周囲の円筒パイプと全て接続される中央の円筒パイプとで構成し、
前記後側フレームを、中央の円筒パイプと周囲の各円筒パイプの中心を結ぶ延長線上で各周囲の円筒パイプと接するように、矩形断面の四隅をカットした略八角形断面形状で構成して、
前記連結部材で、中央の円筒パイプと少なくとも周囲の二つの円筒パイプを貫通して後側フレームに連結固定した
請求項１記載の自動車のフレーム構造。
【請求項３】
前記連結部材を、前記中央の円筒パイプと対角位置に配置される周囲の二つの円筒パイプを貫通して、前記後側フレームに連結固定される第一ボルトと、
該第一ボルトの連結固定位置よりも後方位置で、前記中央の円筒パイプと残りの対角位置に配置される周囲の二つの円筒パイプを貫通して、前記後側フレームに連結固定される第二ボルトで構成した
請求項２記載の自動車のフレーム構造。
【請求項４】
前記連結部材を、中央の円筒パイプと周囲の全ての円筒パイプを貫通する略Ｘ字状の締結手段で構成し、
前記集合円筒パイプフレームの後端部に、該略Ｘ字状の締結手段を差込むスリット部を形成した
請求項２記載の自動車のフレーム構造。
【請求項５】
前記連結部材を、中央の円筒パイプと周囲の全ての円筒パイプを貫通する略Ｘ字状のプレート部材で構成し、
前記集合円筒パイプフレームの後端部及び後側フレームの前端部に、該略Ｘ字状のプレート部材を差込むスリット部を形成して、
該略Ｘ字状のプレート部材の外端部を後側フレームに固定した
請求項２記載の自動車のフレーム構造。
【請求項６】
前記略Ｘ字状のプレート部材の前端部を略円形断面に形成した
請求項５記載の自動車のフレーム構造。
【請求項７】
前記略Ｘ字状のプレート部材の前端部の幅を、後端部の幅よりも大きくした
請求項５記載の自動車のフレーム構造。
【請求項８】
前記略Ｘ字状のプレート部材の中央に、前記中央の円筒パイプに対向する円筒部を設けた
請求項５〜７いずれか記載の自動車のフレーム構造。
【請求項９】
前記円筒パイプの後端に、円筒パイプ後端の断面変形を抑える節部を設けた
請求項１〜８いずれか記載の自動車のフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のフレーム構造に関し、特に、衝突エネルギーの吸収性能を高めた自動車のフレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のフレーム構造においては、フロントサイドフレームやリヤサイドフレームを衝突時に軸方向に座屈変形させて、衝突エネルギーを吸収することで、車室内に衝突の影響が及ばないようにすることが知られている。  
このため、自動車のフレーム構造では、衝突エネルギーの吸収性能が高いフレーム構造が求められる。
【０００３】
例えば、下記特許文献１では、押し出し成形等によって、フレーム断面を複数断面に分割したフレーム構造が提案されている。  
このフレーム構造によると、エネルギー吸収量が増加するとともに、座屈形状が安定するため、エネルギー吸収量及び変形時の座屈変形が安定するという効果が得られる。  
しかし、この押し出し成形のフレーム構造によると、被加工材料及び製造コストが高く、生産性等が悪化するという問題がある。
【０００４】
そこで、生産性の悪化を防ぐフレーム構造として、下記特許文献２のフレーム構造が提案されている。
【０００５】
このフレーム構造は、矩形閉断面等のフレーム内に、複数の小径のパイプ部材等を充填挿入して、フレーム構造を構成したものである。  
このフレーム構造によると、衝突荷重を受けた際に、フレーム内のパイプ部材もフレームと同様に、軸方向に座屈変形するため、衝突エネルギーの吸収量が増加する。特に、フレーム内にパイプ部材が充填されていることから、座屈変形の際には、パイプ部材が相互に干渉し合うことになり、衝突エネルギーの吸収量がさらに増大する旨が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−６３６２６号公報
【特許文献２】特開２００３−３１２５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車体構造を構成するフレーム構造においては、燃費向上、動力性能向上を図るため、軽量化が求められる。特に、車体前後端部に設けられるクラッシュカンのようなフレーム構造においては、こうした要求が高い。
【０００７】
クラッシュカン等の前側フレームをフロントサイドフレームやリヤサイドフレーム等の後側フレームに固定する場合には、一般にセットプレートという平板状のプレート部材を介して連結することが多い。
【０００８】
しかし、厚板のセットプレートを設けると、車体前後端部の重量が増加するという問題がある。
【０００９】
そこで、前述した特許文献１に記載されているように、前側フレームを後側フレームに対して、直接、ボルト部材等を用いて連結固定することが考えられる。ここで、特許文献１のフレーム構造は、正六角形の断面をそれぞれ放射状に延びる仕切り壁で仕切って、各閉断面と後側フレームとを放射状に位置する複数のボルトで連結固定している。
【００１０】
しかし、この連結固定構造を、特許文献２のような複数の円筒パイプ等を集合したフレーム構造で採用すると、後側フレーム外枠から離れた中央の円筒パイプとの間では結合力が低下するため、衝突荷重を受けた際に、中央の円筒パイプだけが後退して、十分に衝突エネルギーを吸収できないおそれがあった。
【００１１】
そこで、本発明は、軸方向に延びる複数の円筒パイプを備える自動車のフレーム構造において、後側フレームとの連結固定をセットプレートを用いることなく、ボルト等の連結部材を用いて行いつつも、中央の円筒パイプと後側フレームとの結合力を高めて衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる自動車のフレーム構造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】
【００１２】
この発明の自動車のフレーム構造は、軸方向に延びる複数の円筒パイプ同士を接続して構成した集合円筒パイプフレームを備える自動車のフレーム構造であって、前記集合円筒パイプフレームを、中央の円筒パイプの周囲に他の円筒パイプを接続することで構成して、該集合円筒パイプフレームの後方に、単一の中空断面のフレーム体から構成される後側フレームを配置して、前記集合円筒パイプフレームの後端を後側フレーム内に挿通すると共に、前記集合円筒パイプフレームの中央の円筒パイプ、周囲の円筒パイプ及び後側フレームを、前記後側フレームの外方から軸直交方向に貫通する連結部材で連結固定したものである。
【００１３】
上記構成によれば、後側フレームの外方から軸直交方向に貫通する連結部材によって、集合円筒パイプフレームの中央の円筒パイプと、周囲の円筒パイプと、後側フレームとの三者を、連結固定することになる。  
このため、一つの連結部材で、中央の円筒パイプと周囲の円筒パイプと後側フレームとを連結固定することが可能となり、中央の円筒パイプと後側フレームを強固に連結固定することができる。
【００１４】
この発明の一実施態様においては、前記集合円筒パイプフレームを、二つの円筒パイプを接続して距離をおいて配置される二組の周囲の円筒パイプと、該周囲の円筒パイプと全て接続される中央の円筒パイプとで構成し、前記後側フレームを、中央の円筒パイプと周囲の各円筒パイプの中心を結ぶ延長線上で各周囲の円筒パイプと接するように、矩形断面の四隅をカットした略八角形断面形状で構成して、前記連結部材で、中央の円筒パイプと少なくとも周囲の二つの円筒パイプを貫通して後側フレームに連結固定したものである。  
上記構成によれば、集合円筒パイプフレームを、上下二つずつの円筒パイプと、中央一つの円筒パイプとを組合せて構成して、後側フレームを、その四隅をカットした略八角形断面形状に構成し、連結部材によって両者を貫通するよう連結固定することで、後側フレームを、略長方形状断面のフレームとして構成した場合であっても、確実に中央の円筒パイプと後側フレームを連結固定することができる。  
よって、一般的な略長方形状断面のフレームに対しても、容易に集合円筒パイプを連結することができ、また、中央の円筒パイプも確実に連結されるため、集合円筒パイプの衝突エネルギーの吸収性能も高めることができる。
【００１５】
この発明の一実施態様においては、前記連結部材を、前記中央の円筒パイプと対角位置に配置される周囲の二つの円筒パイプを貫通して、前記後側フレームに連結固定される第一ボルトと、該第一ボルトの連結固定位置よりも後方位置で、前記中央の円筒パイプと残りの対角位置に配置される周囲の二つの円筒パイプを貫通して、前記後側フレームに連結固定される第二ボルトで構成したものである。  
上記構成によれば、第一ボルトで中央の円筒パイプと、周囲の二つの円筒パイプを貫通して後側フレームと連結固定して、第二ボルトで中央の円筒パイプと残りの周囲の円筒パイプの二つを貫通して後側フレームと連結固定することで、五つの円筒パイプを、二本のボルトだけで後側フレームに連結固定することができる。  
よって、一般的なボルトを用いて、容易に集合円筒パイプと後側フレームとを連結することができる。特に、中央の円筒パイプには二本のボルトが貫通して後側フレームと連結固定されるため、後側フレームとの結合強度がより高まることになり、衝突エネルギーの吸収性能をさらに高めることができる。
【００１６】
この発明の一実施態様においては、前記連結部材を、中央の円筒パイプと周囲の全ての円筒パイプを貫通する略Ｘ字状の締結手段で構成し、前記集合円筒パイプフレームの後端部に、該十字形状の締結手段を差込むスリット部を形成したものである。  
上記構成によれば、略Ｘ字状の締結手段によって、中央の円筒パイプと周囲の全ての円筒パイプを貫通させて、後側フレームと連結固定することで、全ての円筒パイプと後側フレームとの連結固定位置を、前後方向で一致させることができる。  
よって、全ての円筒パイプの座屈変形が、バラツクことなく安定して生じるため、衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
【００１７】
この発明の一実施態様においては、前記連結部材を、中央の円筒パイプと周囲の全ての円筒パイプを貫通する略Ｘ字状のプレート部材で構成し、前記集合円筒パイプフレームの後端部及び後側フレームの前端部に、該略Ｘ字状のプレート部材を差込むスリット部を形成して、該略Ｘ字状のプレート部材の外端部を後側フレームに固定したものである。  
上記構成によれば、略Ｘ字状のプレート部材によって、中央の円筒パイプと周囲の全ての円筒パイプとを連結することで、全ての円筒パイプの連結固定位置を、前後方向で一致させることができる。  
そして、平板状のプレート部材で連結固定することで、座屈変形時の集合円筒パイプフレームの倒れ方向の動きを抑えることができるため、より円筒パイプの座屈変形を生じやすくできる。  
よって、集合円筒パイプの座屈変形を、より安定して生じさせることができ、衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
【００１８】
この発明の一実施態様においては、前記略Ｘ字状のプレート部材の前端部を略円形断面に形成したものである。  
上記構成によれば、略Ｘ字状のプレート部材の前端部が、略円形断面となるため、座屈変形時に、プレート部材の前端部が荷重を受けて当接するスリット部に、応力集中が生じるのを防止できる。  
よって、座屈変形時にスリット部を起点として、円筒パイプに割れが生じるのを防止することができ、円筒パイプフレームを、最後まで完全に座屈変形させることができる。
【００１９】
この発明の一実施態様においては、前記略Ｘ字状のプレート部材の前端部の幅を、後端部の幅よりも大きくしたものである。  
上記構成によれば、略Ｘ字状のプレート部材の前端部の幅を後端部の幅よりも大くしたため、座屈変形時に、プレート部材の前端部が荷重を受けて当接するスリット部に、応力集中が生じるのを防止できる。  
よって、座屈変形時に、スリット部を起点として、円筒パイプに割れが生じるのを防止することができ、円筒パイプフレームを、最後まで完全に座屈変形させることができる。
【００２０】
この発明の一実施態様においては、前記円筒パイプの後端に、円筒パイプ後端の断面変形を抑える節部を設けたものである。  
上記構成によれば、円筒パイプの後端に節部を設けたことにより、座屈変形時における、円筒パイプの断面変形を抑制することができる。  
よって、円筒パイプが最後まで確実に座屈変形することになり、十分に座屈変形を生じさせることができ、集合円筒パイプフレームの衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、一つの連結部材で、中央の円筒パイプと周囲の円筒パイプと後側フレームとを連結固定することが可能となり、中央の円筒パイプと後側フレームを強固に連結固定することができる。  
よって、軸方向に延びる複数の円筒パイプを備える自動車のフレーム構造において、後側フレームとの連結固定をセットプレートを用いることなく、ボルト等の連結部材を用いて行いつつも、中央の円筒パイプと後側フレームとの結合力を高めて衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。  
まず、第一実施形態について説明する。図１は本発明のフレーム構造を採用した車体前部構造の前方斜視図、図２はクラッシュカンの全体斜視図、図３はクラッシュカンの正面図である。なお、本実施形態では、右側前部の車体構造だけを示している。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態では、車体前部に、車体前後方向に延びる略矩形断面のフロントサイドフレーム１を設けている。このフロントサイドフレーム１の前端部には、締結ボルト２を介して車体前後方向に延びるクラッシュカン３を取り付けている。こうして締結ボルト２を介してクラッシュカン３を取り付けることで、セットプレートを介して取り付けるものよりも軽量化を図っている。また、そのクラッシュカン３の前端部には、車幅方向に延びて左右のクラッシュカン３（左側は図示せず）を掛け渡すバンパーレインメンバー４を設けている。
【００２４】
フロントサイドフレーム１の後部には、下方に屈曲して傾斜する屈曲部５を形成している。そして、この屈曲部５の下端には、車体フロア（図示せず）下面で車体前後方向に延びるフロアフレーム６を結合固定している。
【００２５】
この屈曲部５の車幅内方側側面には、車幅内方側に、傾斜して延びる傾斜連結メンバー７を結合固定している。この傾斜連結メンバー７は、図示しないダッシュパネル下部のダッシュクロスメンバーに接合固定している。
【００２６】
また、屈曲部５の下面には、サスペンションクロスメンバー（図示せず）を締結固定するサスクロス取付けブラケット８を接合固定している。
【００２７】
さらに、屈曲部５の前方上面には、上方且つ後方に向って延び、図示しないヒンジピラーに連結される上部連結メンバー９を、接合固定している。
【００２８】
こうして、フロントサイドフレーム１の後部を補強することで、車体前方からフロントサイドフレーム１に入力される衝突荷重を、車体後方側に分散して伝達するように構成している。
【００２９】
前述のクラッシュカン３は、複数の円筒パイプ１１…を集合させて結合した、いわゆる「集合円筒パイプ体」で構成している。この集合円筒パイプ体で構成したクラッシュカン３は、図２にも示すように、五本の円筒パイプ１１…を、上部二本１１Ａ，１１Ｂと下部二本１１Ｄ，１１Ｅと中央一本１１Ｃで、略縦長形状に組み合わることで構成している。
【００３０】
具体的に、このクラッシュカン３は、鋼材で成形した同一の直径ｄ（本実施形態は３８ｍｍ）の円筒パイプ五本１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅを、車体前後方向（図面では上下方向）に並ぶように組み合せ、後述するように、隣り合う各円筒パイプ同士を、それぞれ接合して構成している。
【００３１】
このクラッシュカン３の前後方向長さは、例えば、約１５０ｍｍに設定して、車体前後方向のクラッシュスペースを確保している。なお、円筒パイプの板厚ｔ（本実施形態は１ｍｍ）も全て同一である。
【００３２】
このクラッシュカン３は、車体前後方向の荷重が作用すると、軸方向に座屈変形をして、衝突エネルギーを吸収するように構成している。特に、このクラッシュカン３は、同時に五本の円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅを座屈変形させるため、座屈荷重を従来のクラッシュカンよりも高めることができ、衝突エネルギー吸収量を多くすることができる。
【００３３】
この集合円筒パイプ体の前端から後方側へＳ（本実施形態は約１５ｍｍ）の位置には、衝突荷重が作用した際に、クラッシュカン３の潰れ形状を規定する変形促進部たる横ビード１２…を設けている。なお、このＳは、円筒パイプの潰れ周期のピッチによって変化する。
【００３４】
この横ビード１２は、図３に示すように、全ての円筒パイプ１１に、約１２０度間隔で設けた、内凹形状で形成している。この横ビード１２は、後述するように、クラッシュカン３が座屈変形する際に、座屈変形の「きっかけ」を与えている。
【００３５】
また、クラッシュカン３には、図３に示すように、隣り合う円筒パイプ１１同士を接合する複数の接合部位１３，１４，１５，１６，１７，１８を設定している。  
具体的に、この接合部位は、上部二本１１Ａ，１１Ｂの間に最上部接合部位１３を設定し、上部二本１１Ａ、１１Ｂと中央一本１１Ｃの間に上側部接合部位を二箇所１４，１５設定して、そして、下部二本１１Ｄ，１１Ｅと中央一本１１Ｃの間に下側部接合部位を二箇所１６，１７設定し、さらに、下部二本１１Ｄ，１１Ｅの間に最下部接合部位１８を設定している。
【００３６】
そして、これらの接合部位１３，１４，１５，１６，１７，１８は、円筒パイプ１１の軸方向に、ほぼ全域に亘って略直線状に延設するように設定している（詳細は図示せず）。このように接合部位を設定することで、円筒パイプ１１間の接合強度を高めている。
【００３７】
なお、この円筒パイプ１１間の接合は、レーザー溶接等によって行なうことが考えられる。例えば、円筒パイプ１１内に、光ファイバー等を用いたレーザーガンを差し込み、各接合部位１３，１４，１５，１６，１７，１８を円筒パイプ１１内から加熱して、円筒パイプ１１間の接触点を溶解させて、溶接を行なう。
【００３８】
この接合部位１３，１４，１５，１６，１７，１８の位置関係は、図３に示すように、上部の三点、すなわち、最上部接合部位１３と上側部接合部位の二箇所１４，１５の三点を結んで構成される図形Ｒが、「正三角形」となるように設定している。また、下部の三点、すなわち、最下部接合部位１８と下側部接合部位の二箇所１６，１７の三点を結んで構成される図形Ｑが「逆正三角形」となるように設定している。そして、この「正三角形」Ｒと「逆正三角形」Ｑが、中央の円筒パイプ１１Ｃを挟んで上下対称となるように設定している。
【００３９】
これは、円筒パイプ１１の座屈変形時の変形挙動を考慮して、こうした位置関係に設定しているのである。
【００４０】
図４は、円筒パイプの座屈変形時の断面形状の変形状態を示した模式図であり、（ａ）は座屈変形前の円筒パイプの側面図とＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は座屈変形後の円筒パイプの側面図とＢ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図である。なお、この円筒パイプのモデルも、直径３８ｍｍ、板厚１ｍｍの鋼材パイプである。
【００４１】
（ａ）に示すように、円筒パイプ１１は、座屈変形前には真円形状の円筒断面を有している。
【００４２】
この円筒パイプ１１が、車体前後方向荷重を受けて座屈変形する場合には、（ｂ）に示すように、座屈変形の潰れ周期の半ピッチ毎に、断面形状が「正三角形」と「逆正三角形」を繰返して変形する。
【００４３】
これは、「面」を構成する最小の多角形が三角形であるため、圧縮力を受けて円筒断面が外周側に拡張しようとする際、局所的に三点に応力集中が生じて、「正三角形」断面と、「正逆三角形」断面を周期的に繰返して、座屈変形していくと考えられるからである。
【００４４】
このように、断面形状が「正三角形」と「正逆三角形」を繰り返しながら変形していくため、円筒パイプ１１の接合部位は、この繰り返し変形を阻害しないように設定する必要がある。
【００４５】
そこで、本実施形態では、図５、図６に示すように変形状態を考慮して、接合部位を設定している。図５はクラッシュカンの正面図に右側を頂点とする三角形の変形モデルを加えた図であり、図６はクラッシュカンの正面図に左側を頂点とする三角形の変形モデルを加えた図である。
【００４６】
まず、図５に示すように、断面形状が右側を頂点とする三角形に変形する部分では、各接合部位が矢印に示すように移動する。すなわち、最上部接合部位１３が右側に移動（１３ａ）して、上側部接合部位の右側部位１５が左斜め下側に移動（１５ａ）して、左側部位１４が左斜め上側に移動（１４ａ）する。また、最下部接合部位１８が右側に移動（１８ａ）して、下側部接合部位の右側部位１７が左斜め上側に移動（１７ａ）して、左側部位１６が左斜め下側に移動（１６ａ）する。
【００４７】
一方、図６に示すように、断面形状が左側を頂点とする三角形に変形する部分では、各接合部位が矢印に示すように移動する。すなわち、最上部接合部位１３が左側に移動（１３ｂ）して、上側部接合部位の右側部位１５が右斜め上側に移動（１５ｂ）して、左側部位１４が右斜め下側に移動（１４ｂ）する。また、最下部接合部位１８が左側に移動（１８ｂ）して、下側部接合部位の右側部位１７が右斜め下側に移動（１７ｂ）して、左側部位１６が右斜め上側に移動（１６ｂ）する。
【００４８】
このように、各接合部位１３，１４，１５，１６，１７，１８は、円筒パイプ１１の断面形状の繰り返し変形に即して往復移動することになる。
【００４９】
もっとも、こうした接合部位の移動は、円筒パイプ１１の変形を阻害することなく、また、各円筒パイプ１１間の接合状態も維持することができる。
【００５０】
仮に、各接合部位を「正四角形」を構成するように設定した場合には、円筒パイプ１１の断面変形に即して接合部位が移動しないため、円筒パイプ１１の座屈変形を阻害したり、また、円筒パイプ１１間の接合が剥離したりするおそれがある。
【００５１】
こうした点に関し、本実施形態では、前述のように、各接合部位１３，１４，１５，１６，１７，１８を、「正三角形」と「逆正三角形」を構成するように設定しているため、各円筒パイプ１１間の接合状態を維持した状態で、クラッシュカン３の座屈変形を許容できる。
【００５２】
このように、各接合部位１３，１４，１５，１６，１７，１８がクラッシュカン３の座屈変形を阻害しないため、本実施形態のクラッシュカン３では、全て円筒パイプ１１が完全に座屈変形をして、衝突エネルギーを確実に吸収することができる。  
図７に、クラッシュカンの座屈変形前と座屈変形後の状態を示す。図７（ａ）が座屈変形前のクラッシュカンの側面図、（ｂ）が座屈変形後のクラッシュカンの側面図である。
【００５３】
（ａ）に示すように、フロントサイドフレーム１の前端部に締結ボルト２を介して取り付けられたクラッシュカン３は、車体前後方向に延びて、車体前後方向のクラッシュスペースを確保している。
【００５４】
クラッシュカン３の前部側面には、前述した変形促進部たる横ビード１２を設けている。  
この横ビード１２は、円筒パイプ１１の断面形状が「三角形」に変形する際に、「三角形」の「辺」になるように設定している。すなわち、この横ビード１２を設けることで、横ビード１２を設けていない円周部１９の強度が相対的に高まることになり、圧縮荷重を受けた際には、この円周部１９に応力が集中して三角形の頂点となるような変形が生じ、結果的に、横ビード１２が「辺」になるように設定している。
【００５５】
なお、この横ビード１２の代わりに「横スリット」を設けてもよい。「横スリット」の場合も、横スリットを設けていない円筒部の強度が相対的に高まるため、圧縮荷重を受けた際に、この円周部に応力が集中して三角形の頂点となるような変形が生じ、結果的に、横スリットが「辺」になるからである。
【００５６】
このように、横ビード１２を形成することで、円筒パイプ１１の周期的な潰れピッチの起点と断面形状を規定できるため、各円筒パイプ１１は、全て同位相で同じ断面形状で座屈変形することになる。
【００５７】
（ｂ）に示すように、車体前方から衝突荷重を受けた際に、クラッシュカン３は、フロントサイドフレーム１の前方で座屈変形する。このとき、全ての円筒パイプ１１は、まったく同様に、軸方向に山折れと谷折れを繰り返して座屈変形する。
【００５８】
この座屈変形の潰れ周期のピッチＰは、円筒パイプ１１の板厚が一定の場合、直径ｄに依存しており、直径ｄが小さくなればピッチＰも小さくなり、直径ｄが大きくなればピッチＰも大きくなる（本実施形態では非圧縮時３０ｍｍ）。
【００５９】
この実施形態では、円筒パイプ１１の直径ｄが小さいため、潰れ周期のピッチＰも小さくなり、座屈頂点部位の径方向の移動量も少なくて済むため、図７に示すように、座屈変形後のクラッシュカン３の径方向の外形も、従来の四角柱状のクラッシュカンより、比較的小さなものとなる。
【００６０】
また、潰れ周期のピッチＰが小さいことで、接合部位の径方向の移動量も少なくて済むため、接合部位の剥離も確実に防止できる。
【００６１】
図８は、クラッシュカン後端部の詳細斜視図である。  
この図８に示すように、クラッシュカン３を構成する各円筒パイプ１１…の後端には、後部開口２０を封鎖する円形プレート状の節部２１…を設けている。
【００６２】
この節部２１は、円筒パイプ１１が座屈変形する際に、円筒パイプ１１の後部開口２０が自由に変形するのを防いでいる。特に、締結ボルト２を挿通するための貫通穴２２，２２を形成したことで、円筒パイプ１１の座屈変形が不安定になるが、この節部２１を設けたことで、円筒パイプ１１…を最後まで確実に座屈変形させることができる。
【００６３】
図９は、本実施形態のクラッシュカンと従来構造のクラッシュカンの衝突エネルギー吸収状態を比較するグラフを示した図である。このグラフは、縦軸を座屈荷重、横軸をストローク量で示している。
【００６４】
本実施形態のクラッシュカン３の荷重特性ラインは、Ｘに示した特性ラインである。これに対して、従来の四角柱状のクラッシュカン３の荷重特性ラインは、Ｚに示した特性ラインである。
【００６５】
このグラフに示すように、本実施形態のクラッシュカン３の荷重特性Ｘは、衝突初期の荷重ピーク値Ｘｐにおいて最も高い値を示し、その後、大きな座屈荷重を維持したまま、ストロークして（潰れて）いく。
【００６６】
つまり、本実施形態の平均荷重Ｘｍは、従来構造の荷重特性Ｚの平均荷重Ｚｍの約４倍以上の値となり、衝突エネルギーの吸収性能が従来構造と比較して極めて高くなっていることが分かる。
【００６７】
これは、前述したように、潰れ周期が小さい小径の円筒パイプという質量効率（衝突エネルギーの吸収量をパイプ質量で割った値）の高い衝撃吸収体を、五本同時に同調して座屈変形させているためである。
【００６８】
よって、本実施形態のクラッシュカン３によると、極めて高い衝撃吸収性能を得られることが分かる。
【００６９】
次に、図１０によって、このクラッシュカン３がどの程度の直径と板厚の円筒パイプで確実に座屈変形するかを説明する。  
図１０は、前後方向の長さが約１５０ｍｍの円筒パイプの板厚と直径を変化させてクラッシュカンを座屈変形させた場合のグラフを示した図である。このグラフでは、縦軸を円筒パイプ１１の直径ｄ、横軸を円筒パイプ１１の板厚ｔで示している。
【００７０】
このグラフでは、○は円筒パイプが三角形断面で座屈変形した場合を示し、×は円筒パイプが三角形断面以外で座屈変形した場合を示している。また、ハッチングドット領域については、密なドット領域が全ての円筒パイプが三角形断面で座屈変形する領域であり、疎なドット領域が三角形断面と四角形断面で座屈変形する領域である。さらに、ハッチングがない領域は、座屈変形しない領域であり横折れ変形等により、衝突エネルギーの吸収をほとんど行なわない領域を示している。
【００７１】
このグラフの範囲に限っていえば、円筒パイプが断面形状を三角形断面で変形する領域は、板厚ｔが０．４〜２．０ｍｍで、直径ｄが２０〜８０ｍｍの範囲であることが分かる。また、同じ直径ｄでも板厚ｔが薄ければ、三角形断面で変形するだけでなく四角形断面等で変形することが分かる。さらに、同じ板厚ｔでも直径ｄが小さい場合や、また大きすぎる場合も、全て三角形断面で潰れない場合があることが分かる。
【００７２】
本実施形態のように、板厚ｔが１．０ｍｍ、直径ｄが３８ｍｍの場合（Ｔ）には、確実に全ての円筒パイプ１１が三角形断面で座屈変形していくことが分かる。  
こうしたことから、本発明を効果的に実施するためには、このグラフの密なドット領域の板厚ｔと直径ｄで円筒パイプを設計して、クラッシュカン３を構成することが望ましいことが分かる。
【００７３】
次に、クラッシュカンとフロントサイドフレームの連結固定構造について図１１、図１２により説明する。図１１は図１のＤ−Ｄ断面図であり、図１２は他の締結具を示した平面図である。
【００７４】
図１１に示すように、五本の円筒パイプ１１を集合して構成したクラッシュカン３は、フロントサイドフレーム１の内部に差し込まれた状態で、二本の締結ボルト２Ａ，２Ｂによってフロントサイドフレーム１に連結固定されている。
【００７５】
フロントサイドフレーム１は、クラッシュカン３の外形ラインに沿うように矩形断面の四隅をカットした略八角形断面を有している。この略八角形断面は、図１に示すように、後部の矩形断面から前方側に行くに従って徐々に傾斜する傾斜面１ａ，１ｂを形成することで構成している。
【００７６】
この傾斜面１ａ，１ｂは、図示するように、各円筒パイプ１１…の中心Ｏを結ぶ延長線ＥＬに略直交する傾斜角度α（約３０度）で形成している。
【００７７】
締結ボルト２Ａ，２Ｂは、前述のように二本で構成しており、前側に位置する第一ボルト２Ａが上部右側の円筒パイプ１１Ａと中央の円筒パイプ１１Ｃと下部左側の円筒パイプ１１Ｅとを右斜め方向に傾斜して貫通するように構成しており、後側に位置する第二ボルト２Ｂが上部左側の円筒パイプ１１Ｂと中央の円筒パイプ１１Ｃと下部右側の円筒パイプ１１Ｄとを左斜め方向に傾斜して貫通するように構成している。  
なお、各締結ボルト２Ａ，２Ｂの傾斜角θは、各円筒パイプ１１の中心Ｏを結ぶように、鉛直線から約３０度に設定している。
【００７８】
そして、この締結ボルト２Ａ，２Ｂは、共にフロントサイドフレーム１の上下の傾斜面１ａ，１ｂを貫通して、この傾斜面１ａ，１ｂを締結面としてナット２Ｃ，２Ｄを螺合させて、フロントサイドフレーム１とクラッシュカン３を締結固定している。
【００７９】
なお、各円筒パイプ１１の周面と、フロントサイドフレーム１の傾斜面１ａ，１ｂには、各締結ボルト２Ａ，２Ｂを挿通させるための貫通穴２３，２３を形成している。
【００８０】
この連結固定構造の組立て方法について説明すると、まず、集合円筒パイプ体で構成したクラッシュカン３を、フロントサイドフレーム１の前端開口１ｃ（図１参照）から、フロントサイドフレーム１内に差込む。そして、次に、二本の締結ボルト２Ａ，２Ｂを、フロントサイドフレーム１の外方側から軸直交方向に貫通させる。最後に、この二本の締結ボルト２Ａ，２Ｂのネジ部２４，２４にナット２Ｃ，２Ｄを螺合させて締結することにより、フロントサイドフレーム１とクラッシュカン３を締結固定する。
【００８１】
このように、二本の締結ボルト２Ａ，２Ｂを貫通させて、締結固定することで、クラッシュカン３の中央の円筒パイプ１１Ｃとフロントサイドフレーム１とを直接連結固定することができる。  
このため、座屈変形時に、中央の円筒パイプ１１Ｃだけが後退するのを防ぐことができ、クラッシュカン３の衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。特に、二本の締結ボルト２Ａ，２Ｂが、共に、中央の円筒パイプ１１Ｃを貫通しているため、中央の円筒パイプ１１Ｃの後退を、確実に防ぐことができる。
【００８２】
また、中央の円筒パイプ１１Ｃの中空部分Ｕを利用して、締結ボルト２Ａ，２Ｂを貫通させているため、クラッシュカン３が円筒パイプ１１を五本集合させて多数の閉断面を構成するものであったとしても、二本の締結ボルト２Ａ，２Ｂだけで締結固定することができる。このため、部品点数を最小限に抑えることができる。また、締結作業が少なくて済むため、組付け作業性も向上することができる。
【００８３】
なお、この貫通する締結ボルトは、一般的なボルトだけに限られるものではなく、図１２に示すような締結具であってもよい。
【００８４】
図１２（ａ）では、両端にネジ部２５，２６を形成したロッド部２７と、各ネジ部２５，２６に螺合される二つのナット２８，２９と、で構成される締結具２Ｅを示している。この締結具２Ｅによると、ナット２８，２９の締付け量を調整する量を増加させることができ、フロントサイドフレーム１とクラッシュカン３の結合力を比較的自由に変更することができる。
【００８５】
また、図１２（ｂ）では、ボルト３０のネジ部３１を内ネジとして構成して、この内ネジのネジ部３１に対して螺合する小型ボルト３２を設けて、両者を螺合することで構成する締結具２Ｆを示している。この締結具２Ｆによると、ネジ部３１が外部に露出しないため、ボルト３０を円筒パイプ１１内に挿通させる際に挿通しやすく、組付け作業性を向上することができる。
【００８６】
さらに、図１２（ｃ）では、両端に内ネジのネジ部３３，３３を設けたロッド部３４と、各ネジ部３３，３３に螺合する二つの小型ボルト３５，３５と、で構成する締結具２Ｇを示している。この締結具２Ｇによると、ロッド部３４を上方下方いずれの方向からも、差込むことが可能となるため、組付け作業性をさらに向上することができる。
【００８７】
次に、このように構成された本実施形態の作用効果について説明する。  
この実施形態の自動車のフレーム構造は、クラッシュカン３を軸方向に延びる複数の円筒パイプ１１…同士を接続して構成し、その後方位置に、単一の中空断面のフレーム体から構成されるフロントサイドフレーム１を配置して、前述のクラッシュカン３の後端を、フロントサイドフレーム１に挿入すると共に、クラッシュカン３の中央の円筒パイプ１１Ｃと周囲の円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅ及びフロントサイドフレーム１を、フロントサイドフレーム１外方から軸方向に直交して貫通する締結ボルト２Ａ，２Ｂで連結固定している。
【００８８】
これにより、フロントサイドフレーム１の外方から直交方向に貫通する締結ボルト２Ａ，２Ｂによって、クラッシュカン３の中央の円筒パイプ１１Ｃと、周囲の円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅと、フロントサイドフレーム１との三者を、連結固定することができる。  
このため、一つの締結ボルト２で、中央の円筒パイプ１１Ｃと周囲の円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅとフロントサイドフレーム１との三つを連結固定することが可能となり、中央の円筒パイプ１１Ｃとフロントサイドフレーム１を強固に連結固定することができる。
【００８９】
よって、軸方向に延びる複数の円筒パイプ１１を備える自動車のフレーム構造において、フロントサイドフレーム１との連結固定をセットプレートを用いることなく、締結ボルト２を用いて行いつつも、中央の円筒パイプ１１Ｃとフロントサイドフレーム１との結合力を高めて、衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
【００９０】
また、この実施形態では、クラッシュカン３を、二つの円筒パイプを接続して距離をおいて配置される二組の周囲の円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅと、この周囲の円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅと全て接続される中央の円筒パイプ１１Ｃとで構成し、フロントサイドフレーム１を、中央の円筒パイプ１１Ｃと周囲の各円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅの中心Ｏを結ぶ延長線ＥＬ上で各周囲の円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅと接するように、矩形断面の四隅をカットした略八角形断面形状で構成して、締結ボルト２Ａ，２Ｂで、中央の円筒パイプ１１Ｃと周囲の二つの円筒パイプ１１Ａ，１１Ｅ又は、１１Ｂ，１１Ｄを貫通してフロントサイドフレーム１と連結固定している。  
これにより、フロントサイドフレーム１を略長方形状断面のフレームで構成したとしても、確実に中央の円筒パイプ１１Ｃとフロントサイドフレーム１を連結固定することができる。  
よって、略長方形状断面のフロントサイドフレーム１に対しても、複数の円筒パイプ１１で構成したクラッシュカン３を容易に連結することができ、また、中央の円筒パイプ１１Ｃも確実に連結固定されるため、クラッシュカン３の衝突エネルギーの吸収性能も高めることができる。
【００９１】
また、この実施形態では、締結ボルト２を、中央の円筒パイプ１１Ｃと対角位置に配置される周囲の二つの円筒パイプ１１Ａ，１１Ｅを貫通して、フロントサイドフレーム１に連結固定される第一ボルト２Ａと、その第一ボルト２Ａの連結固定位置よりも後方位置で、前記中央の円筒パイプ１１Ｃと残りの対角位置に配置される周囲の二つの円筒パイプ１１Ｂ，１１Ｄを貫通して、フロントサイドフレーム１に連結固定される第二ボルト２Ｂで構成している。
【００９２】
これにより、五つの円筒パイプ１１…で構成されるクラッシュカン３を、二本の締結ボルト２Ａ，２Ｂだけでフロントサイドフレーム１に連結固定することができる。  
よって、一般的なボルトを用いて、容易にクラッシュカン３とフロントサイドフレーム１とを連結することができる。特に、中央の円筒パイプ１１Ｃには二本の締結ボルト２Ａ，２Ｂが貫通してフロントサイドフレーム１に連結固定されるため、フロントサイドフレーム１と中央の円筒パイプ１１Ｃとの結合強度がより高まることになり、衝突エネルギーの吸収性能をさらに高めることができる。
【００９３】
また、この実施形態では、円筒パイプ１１の後端に、円筒パイプの後部開口２０の口開き変形を抑える節部２１を設けている。  
これにより、座屈変形時における、円筒パイプ１１の口開き変形を抑制することができる。  
よって、円筒パイプ１１が最後まで確実に座屈変形することになり、十分に座屈変形を生じさせることができ、クラッシュカン３の衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
【００９４】
次に、第二実施形態について、図１３〜図１５で説明する。図１３は第二実施形態のＤ−Ｄ断面図で、図１４は第二実施形態のクラッシュカンの連結固定構造の組付け手順を示した側面図で、図１５はその他の締結具の構造を示した平面図である。
【００９５】
この実施形態は、二本の締結ボルトの代わりに、略Ｘ字状の締結具５０を一つ設定して、左右の連結固定位置を前後方向（円筒パイプ１１の軸方向）で一致するように構成したものである。なお、その他の構成については、第一実施形態と同様である。
【００９６】
具体的には、図１３に示すように、クラッシュカン３内に嵌め込まれるように、略Ｘ字状のロッド部材５１を設定して、このロッド部材５１の各端部に内ネジのネジ部５２…を形成して、このロッド部材５１のネジ部５２…に対応して４つの小型ボルト５３…を設けている。
【００９７】
そして、この小型ボルト５３…を略Ｘ字状のロッド部材５１に螺合固定することで、略Ｘ字状の締結具５０を構成している。なお、この略Ｘ字状のロッド部材５１の各ロッド部５１ａの傾斜角θも、各円筒パイプ１１…の中心Ｏを結ぶように鉛直線から約３０度に設定している
フロントサイドフレーム１、及びクラッシュカン３の円筒パイプ１１には、この略Ｘ字状のロッド部材５１を挿通させる貫通穴５４やスリット溝５５を形成している。このように、貫通穴５４やスリット溝５５を形成することで、略Ｘ字状のロッド部材５１をフロントサイドフレーム１やクラッシュカン３内に嵌め込み固定できるように構成している。
【００９８】
図１４で、この略Ｘ字状の締結具５０を利用した連結固定構造の組立て方法について説明する。  
図１４（ａ）に示すように、まず初めに、後方に開放したスリット溝５５を形成したクラッシュカン３に、後方側から略Ｘ字状のロッド部材５１を組付ける。この組付けによって、ロッド部材５１をクラッシュカン３に嵌め込む。
【００９９】
次に、図１４（ｂ）に示すように、フロントサイドフレーム１の前側からクラッシュカン３をフロントサイドフレーム１内に差込み（挿入して）、フロントサイドフレーム１に組み込む。このとき、クラッシュカン３から露出したロッド部材５１の端部がフロントサイドフレーム１の前端に設けた貫通穴５４に対応する位置まで差込む。
【０１００】
その後、図１４（ｃ）に示すように、フロントサイドフレーム１の外方側から小型ボルト５３，５３をそれぞれ組付け、ロッド部材５１の端部のネジ部５２（図１３参照）に螺合させる。
【０１０１】
こうして、図１４（ｄ）に示すように、小型ボルト５３，５３がロッド部材５１（図１３参照）に締結固定されることで、フロントサイドフレーム１とクラッシュカン３を連結固定することができる。
【０１０２】
この図１４（ｄ）からも分かるように、この連結固定構造によると、小型ボルト５３が位置する連結固定位置が、円筒パイプ１１の軸方向で一致した位置になる。このため、衝突荷重を受けた際には、円筒パイプ１１からの荷重を軸に垂直な支持点の集合（仮想的な垂直面に相当）で受け止めることができるので、円筒パイプ１１の座屈変形の挙動が全て同じになり、クラッシュカン３の衝突エネルギーの吸収量をより安定して高めることができる。
【０１０３】
なお、この略Ｘ字状の締結具は、この締結具５０に限られるものではなく、図１５に示すような、締結具であってもよい。
【０１０４】
図１５（ａ）では、一般的なボルト二本を中心位置で一体化して略Ｘ字状に構成したボルト部６０と、この略Ｘ字状のボルト部６０のネジ部６１，６１に螺合する二つのナット６２，６２とで、構成した締結具６３を示している。
【０１０５】
この締結具６３によると、フロントサイドフレーム１側もスリット溝を形成する必要があるが、締結作業がナット６２，６２の二箇所であるため、組付け作業を簡便化することができる。
【０１０６】
また、図１５（ｂ）では、端部に外ネジのネジ部６４…を形成した略Ｘ字状のロッド部材６５と、各ネジ部６４…に対応する四つのナット６６…とで、構成した締結具６７を示している。
【０１０７】
この締結具６７によると、各ナット６６…で締結量を変化させることができるため、クラッシュカン３やフロントサイドフレーム１の成形誤差に対応して締結量を調整することができる。
【０１０８】
さらに、図１５（ｃ）では、端部のネジ部６７，６７を内ネジとした略Ｘ字状のボルト部６８と、各ネジ部６７，６７に螺合する二つの小型ボルト６９，６９とで、構成した締結具７０を示している。
【０１０９】
この締結具７０によると、ネジ部６７が外方側に露出しないため、クラッシュカン３が座屈変形する際に、クラッシュカン３にネジ部６７が当接することがなく、クラッシュカン３の座屈変形に悪影響を与えるおそれがなくなる。
【０１１０】
次に、この第二実施形態の作用効果について説明する。  
この実施形態では、締結具５０（６３，６７，７０）を、中央の円筒パイプ１１Ｃと周囲の全ての円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅを貫通する略Ｘ字状のロッド部材５１で構成し、クラッシュカン３後端部に、略Ｘ字状のロッド部材５１を差込むスリット溝５４を形成している。  
これにより、略Ｘ字状のロッド部材５１によって、中央の円筒パイプ１１Ｃと周囲の全ての円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅを貫通させて、フロントサイドフレーム１に連結固定することで、全ての連結固定位置を、前後方向で一致させることができる。  
よって、座屈変形時に、全ての円筒パイプ１１の座屈変形がばらつくことなく安定して生じるため、衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
【０１１１】
次に、第三実施形態について、図１６〜図１８で説明する。図１６は第三実施形態のＤ−Ｄ断面図で、図１７はプレート部材の単品斜視図であり、図１８は第三実施形態のクラッシュカンの連結固定構造の組付け手順を示した側面図である。
【０１１２】
この実施形態は、略Ｘ字状の締結具の代わりに、略Ｘ字状のプレート部材７１を設定して、全ての連結固定位置を前後方向で一致するように構成すると共に、前後方向で連結部材の係合幅を増加して、座屈変形時のクラッシュカン３の倒れを防止するように構成したものである。なお、その他の構成については、他の実施形態と同様である。
【０１１３】
具体的には、図１６に示すように、クラッシュカン３及びフロントサイドフレーム１内に組み込まれる略Ｘ字状のプレート部材７１を設定して、この端部７１ａ…をフロントサイドフレーム１の傾斜面１ａ，１ｂ及びクラッシュカン３に溶接固定することで、クラッシュカン３とフロントサイドフレーム１を連結固定するように構成している。
【０１１４】
この略Ｘ字状のプレート部材７１は、図１７に示すように、所定の厚みｖ（例えば、５ｍｍ）を有する二枚の長尺矩形のプレート部材７２，７３を中央位置で連結することで、構成している。
【０１１５】
また、この略Ｘ字状のプレート部材７１は、所定の前後方向幅ｗ（例えば５０ｍｍ）を有しており、この前後方向幅を大きくすることで、クラッシュカン３とフロントサイドフレーム１との連結部分での係合幅を大きく確保することができる。
【０１１６】
この略Ｘ字状のプレート部材７１は、クラッシュカン３が座屈変形する場合でも変形しない強度を有するように設定しており、クラッシュカン３から伝達される衝突エネルギーを、フロントサイドフレーム１に確実に伝達するように構成している。
【０１１７】
また、図１６に示すように、フロントサイドフレーム１、及びクラッシュカン３を構成する円筒パイプ１１には、それぞれ、略Ｘ字状のプレート部材７１を組み込むためのスリット溝７４，７５を形成している。
【０１１８】
このスリット溝７４，７５を形成することで、略Ｘ字状のプレート部材７１をフロントサイドフレーム１とクラッシュカン３内に組み込むことが可能となる。
【０１１９】
また、略Ｘ字状のプレート部材７１の端部７１ａには、前述のように、傾斜面１ａ，１ｂに溶接固定する溶接部７６を設定している。この溶接部７６は、アーク溶接等によって形成された肉盛り部分で構成されており、プレート部材７１の端部７１ａに全周に亘って設けている。これにより、略Ｘ字状のプレート部材７１とフロントサイドフレーム１とクラッシュカン３とは、強固に連結固定されている。
【０１２０】
図１８で、この略Ｘ字状のプレート部材を使用した連結固定構造の組立て方法について説明する。  
図１８（ａ）に示すように、まず初めに、後方に開放したスリット溝７５を形成したクラッシュカン３に、後方側から略Ｘ字状のプレート部材７１を組付ける。この組付けによって、プレート部材７１をクラッシュカン３に組み込む。
【０１２１】
次に、図１８（ｂ）に示すように、フロントサイドフレーム１の前側からクラッシュカン３をフロントサイドフレーム１内に差込み（挿入して）、フロントサイドフレーム１に組み込む。このとき、クラッシュカン３から露出したプレート部材７１の端部７１ａを、フロントサイドフレーム１前端のスリット溝７４に差込む。
【０１２２】
その後、図１８（ｃ）に示すように、フロントサイドフレーム１の外方に、プレート部材７１の端部７１ａが露出した状態に組み合わせ、溶接機Ｍでプレート部材７１の端部７１ａを、フロントサイドフレーム１とクラッシュカン３に溶接する。この溶接はプレート部材の端部の全周に亘って行なう。
【０１２３】
こうして、図１８（ｄ）に示すように、略Ｘ字状のプレート部材７１の端部７１ａに溶接部７６を形成して、フロントサイドフレーム１とクラッシュカン３とを、プレート部材７１によって連結固定する。
【０１２４】
この（ｄ）からも分かるように、この連結固定構造によると、連結固定位置が、軸方向で一致した位置になる。このため、衝突荷重を受けた際には、円筒パイプ１１からの荷重を軸に垂直な支持点の集合（仮想的な垂直面に相当）で受け止めることができるので、円筒パイプ１１の座屈変形の挙動が全て同じになり、クラッシュカン３の衝突エネルギーの吸収量をより安定して高めることができる。
【０１２５】
また、この連結固定構造によると、プレート部材７１の係合幅Ｈを、前後方向に長く確保できるため、クラッシュカン３の横方向への倒れ方向の動きを抑えることができ、衝突時の座屈変形を安定させることもできる。
【０１２６】
次に、この第三実施形態の作用効果について説明すると、この実施形態は、連結固定する部材を、中央の円筒パイプ１１Ｃと周囲の全ての円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅを貫通する略Ｘ字状のプレート部材７１で構成し、クラッシュカン３の後端部及びフロントサイドフレーム１の前端部に、略Ｘ字状のプレート部材７１を差込むスリット溝７５，７４を形成して、略Ｘ字状のプレート部材７１の外端部を、フロントサイドフレーム１に溶接している。  
これにより、全ての円筒パイプ１１の連結固定位置を、前後方向で一致させることができる。  
また、略Ｘ字状のプレート部材７１で連結固定することで、座屈変形時のクラッシュカン３の倒れ方向の動きを抑えることができるため、より円筒パイプ１１の座屈変形を生じやすくできる。  
よって、クラッシュカン３の座屈変形を、より安定して生じさせることができ、衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
【０１２７】
次に、第四実施形態について、図１９、図２０で説明する。図１９は第四実施形態のＤ−Ｄ断面図であり、図２０はプレート部材のその他の断面形状を示した斜視図である。
【０１２８】
この実施形態は、略Ｘ字状のプレート部材８０の端部に、折り曲げ片部８１を形成して、この折り曲げ片部８１を、フロントサイドフレーム１の傾斜面１ａ，１ｂに係合するようにして組付けることで、プレート部材８０とフロントサイドフレーム１との間の結合力を高めたものである。なお、その他の構成については、第三実施形態と同様である。
【０１２９】
具体的には、図１９に示すように、四つの折り曲げ片部８１…を、略Ｘ字状のプレート部材８０の端部にそれぞれ形成して、この折り曲げ片部８１…を、フロントサイドフレーム１の傾斜面１ａ，１ｂに溶接固定することで、略Ｘ字状のプレート部材８０を、フロントサイドフレーム１とクラッシュカン３に結合固定することになる。
【０１３０】
このように、折り曲げ片部８１を設けることにより、略Ｘ字状のプレート部材８０が、確実にフロントサイドフレーム１とクラッシュカン３に連結されるため、クラッシュカン３からフロントサイドフレーム１への荷重伝達を、プレート部材８０で、より確実に行なうことができる。
【０１３１】
また、クラッシュカン３からフロントサイドフレーム１への荷重伝達という点において、プレート部材の断面形状は、一般的な長方形断面ではなく、図２０に示すようなプレート部材の断面形状である方が望ましい。
【０１３２】
まず、図２０（ａ）では、プレート部材８２の断面形状を、前後方向に延びる略楕円形状としたものを示している。
【０１３３】
このように、プレート部材８２の断面形状を楕円形状とすることで、衝突荷重が前方から作用した場合には、クラッシュカン３に形成したスリット溝７５（図１８参照）との間で、プレート部材８２が「曲面」で当接することになるため、スリット溝７５に応力集中が生じにくくなり、スリット溝７５で破断変形等が生じないようになる。
【０１３４】
よって、この場合には、スリット溝７５を起点とした割れが生じることなく、円筒パイプ１１の座屈変形が安定して生じることになり、クラッシュカン３が最後まで完全に座屈変形して、衝突エネルギーの吸収性能を安定して高めることができる。
【０１３５】
また、図２０（ｂ）では、プレート部材８３の断面形状を、前側の幅Ｉを広く確保した略三角形状としたものを示している。
【０１３６】
このように、プレート部材８３の断面形状を略三角形状とすることで、衝突荷重が前方から作用した場合には、クラッシュカン３に設けたスリット溝７５（図１８参照）との間でプレート部材８３が「面」で当接することになるため、スリット溝７５に応力集中が生じにくくなり、スリット溝７５で破断変形等が生じないようにできる。
【０１３７】
よって、この場合も、スリット溝７５から割れが生じることなく、円筒パイプ１１の座屈変形が安定して生じることになり、クラッシュカン３が最後まで完全に座屈変形して、衝突エネルギーの吸収性能を安定して高めることができる。
【０１３８】
さらに、図２０（ｃ）では、プレート部材８４の断面形状を、前側の幅Ｊを広くした略台形形状としたものを示している。
【０１３９】
このように、プレート部材８４の断面形状を略台形形状とすることで、衝突荷重が前方から作用した場合には、この場合も、クラッシュカン３に設けたスリット溝７５（図１８参照）との間でプレート部材８４が「広い面」で当接することになるため、スリット溝７５に応力集中が生じにくくなり、スリット溝７５で破断変形等が生じないようにできる。
【０１４０】
よって、この場合も、円筒パイプ１１の座屈変形が安定して生じることになり、クラッシュカン３が最後まで完全に座屈変形して、衝突エネルギーの吸収性能を安定して高めることができる。
【０１４１】
以上のように、これらの実施形態によれば、略Ｘ字状のプレート部材８２，８３，８４の断面形状を工夫することにより、座屈変形時に、スリット溝７５に応力集中が生じるのを防止できる。  
よって、座屈変形時にスリット溝７５を起点として、円筒パイプ１１に割れが生じるのを防止することができ、クラッシュカン３を、最後まで完全に座屈変形させることができる。
【０１４２】
次に、第五実施形態について、図２１で説明する。図２１はプレート部材の単品斜視図である。
【０１４３】
この実施形態は、略Ｘ字状のプレート部材９０の中央に、円筒支持部９１を設けて、クラッシュカン３の中央の円筒パイプ１１Ｃを後方側から支持するように構成したものである。なお、詳細には図示しないが、クラッシュカン３の中央の円筒パイプ１１Ｃも、この円筒支持部９０に対応して、周囲の円筒パイプ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｅよりも後端部を短く形成している。なお、その他の構成については、第三実施形態と同様である。
【０１４４】
具体的には、図２１に示すように、略Ｘ字状のプレート部材９０の中央に、前後方向に延びる円筒形状の円筒支持部９１を形成している。この円筒支持部９１の直径は、中央の円筒パイプ１１Ｃの直径と略一致するように構成している。そして、円筒支持部９１は外方に延びるプレート部９２と同程度の板厚を有しており、他のプレート部９２と同様、クラッシュカン３が座屈変形する場合でも変形しない強度を有している。
【０１４５】
この円筒支持部９１は、クラッシュカン３の中央の円筒パイプ１１Ｃの後方側に位置しており、前方からの衝突荷重が作用した際には、確実に中央の円筒パイプ１１Ｃが後退するのを防ぎ、クラッシュカン３が安定して座屈変形できるように構成している。
【０１４６】
このように構成することで、この実施形態によれば、座屈変形時に後退する中央の円筒パイプ１１Ｃを、プレート部材９０の円筒支持部９１で確実に支持することができる。  
よって、中央の円筒パイプ１１Ｃの後退を確実に抑えることができ、衝突エネルギーの吸収量を確実に高めることができる。
【０１４７】
なお、この円筒支持部９１の代わりに円盤状のプレート部（図示せず）を設定して、中央の円筒パイプ１１Ｃを支持してもよい。
【０１４８】
以上、この発明の構成と前述の実施形態との対応において、
この発明の集合円筒パイプフレームは、実施形態のクラッシュカン３に対応し、
以下、同様に、
後側フレームは、フロントサイドフレーム１に対応し、
連結部材は、締結ボルト２Ａ，２Ｂ、締結具２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、略Ｘ字状の低締結具５０，６３，６７，７０、略Ｘ字状のプレート部材７１、８０，９０に対応し、
略Ｘ字状の締結手段は、略Ｘ字状の低締結具５０，６３，６７，７０に対応し、
円筒部は、円筒支持部９１に対応するも、
この発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、あらゆる自動車のフレーム構造に適用する実施形態を含むものである。
【０１４９】
本実施形態では、車体前部構造のクラッシュカンで説明したが、本発明は、これに限られず、車体後部のクラッシュカンやフロントサイドフレームの一部で採用してもよい。また、パイプ部材の材料も、鋼材だけでなく、アルミ等の軽金属であってもよい。また、結合構造も、溶接だけでなく、嵌合、圧着等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明のフレーム構造を採用した車体前部構造の前方斜視図。
【図２】クラッシュカンの全体斜視図。
【図３】クラッシュカンの正面図。
【図４】円筒パイプの座屈変形時の断面形状の変形状態を示した模式図であり、（ａ）は座屈変形前の円筒パイプの側面図とＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は座屈変形後の円筒パイプの側面図とＢ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図。
【図５】クラッシュカンの正面図に右側を頂点とする三角形の変形モデルを加えた図。
【図６】クラッシュカンの正面図に左側を頂点とする三角形の変形モデルを加えた図。
【図７】（ａ）が座屈変形前のクラッシュカンの側面図、（ｂ）が座屈変形後のクラッシュカンの側面図。
【図８】クラッシュカン後端部の詳細斜視図。
【図９】本実施形態のクラッシュカンと従来構造のクラッシュカンの衝突エネルギー吸収状態を比較するグラフを示した図。
【図１０】円筒パイプの板厚と直径を変化させてクラッシュカンを座屈変形させた場合のグラフを示した図。
【図１１】第一実施形態のＤ−Ｄ断面図。
【図１２】他の締結具を示した平面図。
【図１３】第二実施形態のＤ−Ｄ断面図。
【図１４】第二実施形態のクラッシュカンの連結固定構造の組付け手順を示した側面図。
【図１５】その他の締結具の構造を示した平面図。
【図１６】第三実施形態のＤ−Ｄ断面図。
【図１７】プレート部材の単品斜視図。
【図１８】第三実施形態のクラッシュカンの連結固定構造の組付け手順を示した側面図。
【図１９】第四実施形態のＤ−Ｄ断面図。
【図２０】プレート部材のその他の断面形状を示した斜視図。
【図２１】プレート部材の単品斜視図。
【符号の説明】
【０１５１】
１…フロントサイドフレーム
２，２Ａ，２Ｂ…締結ボルト
２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ…締結具
３…クラッシュカン
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ…円筒パイプ
２１…節部
５０，６３，６７，７０…略Ｘ字状の締結具
７１，８０，９０…略Ｘ字状のプレート部材
９１…円筒支持部
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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