(57)【要約】【課題】簡易な構造にて、サイド部材を可及的に短くしながら、衝撃緩和性能に優れた車両の衝撃緩和構造を提供する。【解決手段】車両前部の衝撃緩和構造１０は、車両前部の側方に配設された車両左右のフロントサイドメンバ１，１と、該左右のフロントサイドメンバ１，１を繋いで車両前部の前方に配設された衝撃緩和部材２と、を備えており、この衝撃緩和部材２は、車両前方に湾曲した姿勢で突出しており、左右のフロントサイドメンバ１，１は、それらの前部を車両の内側に傾斜させた姿勢で配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部の側方に配設された車両左右のフロントサイド部材、もしくは車両後部の側方に配設された車両左右のリアサイド部材と、該左右のサイド部材を繋いで車両前部の前方もしくは車両後部の後方に配設された衝撃緩和部材と、を備え、
前記衝撃緩和部材は、フロントサイド部材に繋がれる場合は前方に、リアサイド部材に繋がれる場合は後方にそれぞれ湾曲した姿勢で突出しており、
前記衝撃緩和部材が前記左右のフロントサイド部材に繋がれる場合は、該左右のフロントサイド部材がそれらの前部を車両の内側に傾斜させた姿勢で配設されており、
前記衝撃緩和部材が前記左右のリアサイド部材に繋がれる場合は、該左右のリアサイド部材がそれらの後部を車両の内側に傾斜させた姿勢で配設されている、車両の衝撃緩和構造。
【請求項２】
前記衝撃緩和部材がフロントサイド部材に繋がれる車両前部の衝撃緩和構造において、
車両前方からの衝撃に対して前記衝撃緩和部材が湾曲姿勢から直線姿勢に移行した際に、前記左右のフロントサイド部材が該衝撃緩和部材に対して略直交するように設定されている、請求項１に記載の車両の衝撃緩和構造。
【請求項３】
前記衝撃緩和部材がリアサイド部材に繋がれる車両後部の衝撃緩和構造において、
車両後方からの衝撃に対して前記衝撃緩和部材が湾曲姿勢から直線姿勢に移行した際に、前記左右のリアサイド部材が該衝撃緩和部材に対して略直交するように設定されている、請求項１に記載の車両の衝撃緩和構造。
【請求項４】
前記衝撃緩和部材が、アルミニウム、アルミニウム合金、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）のいずれか一種からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の衝撃緩和構造。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の衝撃緩和構造を、車両の前部、もしくは車両の後部、もしくは車両の前部および後部に具備している車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両前部もしくは車両後部の衝撃緩和構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般の車両において、車両の前方からの衝突荷重（衝撃）を車両前方の側方に位置するフロントサイド部材（フロントサイドメンバ)に伝え、該フロントサイド部材を圧潰することで衝突荷重を緩和する衝撃緩和構造はよく知られるところである。
【０００３】
この衝撃緩和構造では、所望の衝撃緩和作用を発揮できるだけのサイド部材の長さが必要であり、車両の小型化や軽量化が叫ばれている昨今においては、該サイド部材の短縮化とこれに伴う軽量化、および衝撃緩和性能の確保をともに実現することが困難な状況となっている。
【０００４】
ところで、衝撃緩和構造に関する従来の公開技術として特許文献１に開示の車体前部構造を挙げることができる。この構造は、エンジンルームと車室を画成するトーボードを車両の前方へ湾曲させ、トーボードの左右両側を車両の前部から後方へ延出するフロントサイドフレームに接合したものである。この構造によれば、車両前方から受けた衝突荷重はフロントサイドフレーム等を介してトーボードに伝達され、トーボードが湾曲状に形成されていることで応力集中を抑止でき、衝突荷重を上下左右に分散させて車体後方へ逃がすことができる、というものである。
【０００５】
しかし、トーボードを車両前方のエンジンルーム側に湾曲突出させることによってエンジンルームが狭くなることは必至であり、所定体格のエンジン車載が困難になることから実現性に乏しいと考えられる。
【０００６】
また、後部車体に衝突荷重が作用した際の衝撃緩和構造に関する技術が特許文献２に開示されている。この後部車体構造は、車両後部の左右に位置する２つの第１リアフレームの後端を後方に円弧状に突出した第２リアフレームで繋いだものである。
【０００７】
この衝撃緩和構造では、第２リアフレームの後方に位置するリヤバンパビームに衝突荷重が作用し、この衝突荷重によって円弧状の第２リアフレームが直線状に変形していき、その過程で第２リアフレームから第１リアフレームに荷重が伝達され、たとえば第１リアフレームを圧潰させることができる。しかし、第２リアフレームが直線状に変形するのに伴い、左右の第１リアフレームはそれらの後方が外側に口開きしながら変位していくことは理解に易い。このように左右の第１リアフレームがそれらの後方を外側に口開きしながら変位していくと、直線状に変形していく第２リアフレームが第１リアフレームを十分に押し潰し（圧潰）難くなることもまた理解に易く、この構造では十分な衝撃緩和性能を発揮できないと考えられる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１６１８９２号公報
【特許文献２】特開２００７−１３７３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、衝撃緩和性能に優れ、しかもフロントサイド部材もしくはリアサイド部材の長さを可及的に短くすることのできる車両の衝撃緩和構造とこれを具備する車両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】
【００１０】
前記目的を達成すべく、本発明による車両の衝撃緩和構造は、車両前部の側方に配設された車両左右のフロントサイド部材、もしくは車両後部の側方に配設された車両左右のリアサイド部材と、該左右のサイド部材を繋いで車両前部の前方もしくは車両後部の後方に配設された衝撃緩和部材と、を備え、前記衝撃緩和部材は、フロントサイド部材に繋がれる場合は前方に、リアサイド部材に繋がれる場合は後方にそれぞれ湾曲した姿勢で突出しており、前記衝撃緩和部材が前記左右のフロントサイド部材に繋がれる場合は、該左右のフロントサイド部材がそれらの前部を車両の内側に傾斜させた姿勢で配設されており、前記衝撃緩和部材が前記左右のリアサイド部材に繋がれる場合は、該左右のリアサイド部材がそれらの後部を車両の内側に傾斜させた姿勢で配設されているものである。
【００１１】
本発明の衝撃緩和構造は、車両前部の衝撃緩和構造、車両後部の衝撃緩和構造、もしくは車両の前部および後部双方の衝撃緩和構造に関するものである。
【００１２】
車両前部の衝撃緩和構造の場合には、車両前部の左右に位置するフロントサイド部材と、車両前部で車両前方に湾曲して突出する板状もしくは棒状の衝撃緩和部材の両端が繋がれた構造を呈している。ここで、「湾曲」とは、所定の曲率を有する曲線のほか、多角形状でその各頂部からなる包絡線が曲線を呈するものなどを意味している。
【００１３】
さらに、この衝撃緩和構造は、衝突を受けない常時姿勢において、左右のフロントサイド部材がそれらの前部を車両の内側に傾斜させた姿勢で配設されている。
【００１４】
ここで、フロントサイド部材とは、たとえばフロントエンジン車両前部のエンジンルームの下方両側に位置する、いわゆるフロントサイドメンバや、エンジンルームの上方両側に位置する、いわゆるフロントアッパーフレームの双方を含む意味である。
【００１５】
一方、車両後部の衝撃緩和構造の場合には、車両後部の左右に位置するリアサイド部材と、車両後部で車両後方に湾曲して突出する板状もしくは棒状の衝撃緩和部材の両端が繋がれた構造を呈している。
【００１６】
この衝撃緩和構造においては、衝突を受けない常時姿勢において、左右のリアサイド部材がそれらの後部を車両の内側に傾斜させた姿勢で配設されている。
【００１７】
ここで、リアサイド部材とは、車両後方の下方両側に位置する、いわゆるリアサイドメンバや、上方両側に位置する、いわゆるリアアッパーフレームの双方を含む意味である。
【００１８】
車両前部の衝撃緩和構造、車両後部の衝撃緩和構造のいずれにおいても、左右のサイド部材がその前方もしくは後方を車両の内側に傾斜して配設され、これに車両の前方もしくは後方に湾曲状に突出した衝撃緩和部材が繋がれていることにより、以下の効果を奏することができる。
【００１９】
その一つは、衝突荷重が湾曲状の衝撃緩和部材に作用した際に、これが直線状に変形する過程で衝撃荷重エネルギの一部を吸収でき、サイド部材に作用する衝撃荷重を低減できることである。この作用により、衝撃荷重を吸収するに必要となるサイド部材の長さを可及的に短くすることができる。
【００２０】
他の一つは、衝撃緩和部材に直接繋がれたサイド部材の端部が常時姿勢で内側に傾斜していることにより、衝突荷重によって湾曲状の衝撃緩和部材が直線状に変形した際に、サイド部材の衝撃緩和部材側の端部が側方へ口開きするのを抑止できることである。このことは、直線状に変形した衝撃緩和部材がサイド部材を効果的に押し潰すことに繋がり、サイド部材に伝達された衝撃荷重の一部を該サイド部材にて効果的に吸収可能とするものである。
【００２１】
この直線状に変形した衝撃緩和部材がサイド部材を効果的に押し潰すという作用効果をより一層奏することのできる構成として、以下の形態を挙げることができる。
【００２２】
すなわち、本発明による衝撃緩和構造の好ましい一実施の形態として、車両前部の衝撃緩和構造に関し、車両前方からの衝撃荷重に対して前記衝撃緩和部材が湾曲姿勢から直線姿勢に移行した際に、前記左右のフロントサイド部材が該衝撃緩和部材に対して略直交するように設定された形態である。
【００２３】
衝突荷重によって湾曲姿勢から直線姿勢に変形された衝撃緩和部材に対して、これに左右のフロントサイド部材が略直交姿勢（直交を含む）となるように双方の部材が設定されていることにより、直線状の衝撃緩和部材の押圧方向とサイド部材の潰れ方向が同方向となり、最も高い押し潰し効果が発揮される。
【００２４】
また、本発明による衝撃緩和構造の好ましい他の実施の形態として、車両後部の衝撃緩和構造に関し、車両後方からの衝撃荷重に対して前記衝撃緩和部材が湾曲姿勢から直線姿勢に移行した際に、前記左右のリアサイド部材が該衝撃緩和部材に対して略直交するように設定された形態である。
【００２５】
この形態においても、上記する車両前部の衝撃緩和構造と同様、衝撃緩和部材がサイド部材を最も効果的に押し潰すことを可能とする。
【００２６】
なお、フロントサイド部材、リアサイド部材は、従来の車両に一般に適用されている鋼材や各種金属、各種金属合金から形成できる。
【００２７】
また、衝撃緩和部材は、所望の変形性能および剛性を有する素材であればその形成素材は特に限定されるものではないが、軽量であり、変形性能に優れているという観点から、アルミニウム、アルミニウム合金、熱可塑性樹脂（ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリアミドなど）、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、ポリウレタンなど）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維やガラス繊維の短繊維をランダム状に配してエポキシ樹脂等で固めた素材などから形成されるのが好ましい。
【００２８】
さらに、サイド部材と衝撃緩和部材の接合形態は、溶着による接合、ボルトによるヒンジ接合をはじめとする機械的接合など、少なくとも、部材接合部が構造的弱部とならない接合強度を具備する任意の接合形態を適用できる。
【００２９】
たとえばボルトによるヒンジ接合形態では、衝撃緩和部材が湾曲姿勢の常時の場合において、接合端部が車両内側を向くサイド部材と衝撃緩和部材双方の姿勢を保持するための係合部材を、衝撃緩和部材、サイド部材の双方に設けておいて両係合部材を係合させておき、衝撃荷重が作用した際に係合部材が係脱するように設定されていてもよい。
【００３０】
上記する本発明による車両の衝撃緩和構造は、衝撃緩和部材を湾曲姿勢としておき、その両端に接続されるサイド部材の接続端部を車両の内側を向いた傾斜姿勢とするだけの極めて簡易な構造である。このように簡易な衝撃緩和構造を具備することで、車両の前方もしくは後方から作用する衝撃荷重を効果的に吸収緩和することができ、しかも、サイド部材を可及的に短くできることで車両の軽量化を図ることもできる。
【発明の効果】
【００３１】
以上の説明から理解できるように、本発明の車両の衝撃緩和構造によれば、簡易な構造にて、サイド部材を可及的に短くしながら、衝撃緩和性能に優れた車両の衝撃緩和構造を得ることができる。この衝撃緩和構造をその前部および／または後部に具備する車両は、より軽量で、かつ衝撃安全性に優れた車両となり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図示する車両の衝撃緩和構造は左右のフロントサイドメンバもしくはリアサイドメンバに衝撃緩和部材が繋げられた実施例を示しているが、衝撃緩和部材が左右のフロントアッパーフレームもしくはリアアッパーフレームにそれぞれ繋げられた形態であってもよいことは勿論のことである。さらに、図示するサイドメンバと衝撃緩和部材の接合形態はボルト接合であるが、その他の機械式接合形態や溶接接合などであってもよいことは勿論のことである。
【００３３】
図１は、本発明の衝撃緩和構造を具備する車両の前部を模式的に示した縦断面図であり、図２は図１のII−II矢視図である。
【００３４】
図示する車両１００はフロントエンジン車両であり、その前部ＳＦの構造は、車体上部の側方から天井に延びてボディのドアおよび天井を支持するＡピラー６、エンジンルームＥと車室Ｓを画成するダッシュパネル４、エンジンルームＥの側方上部に位置してボンネットを支持するフロントアッパーフレーム３、エンジンやトランスミッション等を支持する井桁フレーム５と、井桁フレーム５の上方であってエンジンルームＥの側方下部に位置するフロントサイドメンバ１、フロントサイドメンバ１と固定されるフロアサイドメンバ７から大略構成されている。
【００３５】
車両の前部ＳＦにおいて、左右に位置する２つのフロントサイドメンバ１，１はその前端にて棒状もしくは板状の衝撃緩和部材２とボルト接合部Ｂにて繋がっている。
【００３６】
このフロントサイドメンバ１は、車両前方から衝突荷重が作用した際の変形性に優れ、比較的軽量で、かつ車体構成部材として所要の剛性を有した素材から形成されており、具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）のいずれか一種から形成されている。
【００３７】
図１で示すように、フロントサイドメンバ１の端部には衝撃緩和部材２を収容する溝１１が設けてあり、この溝１１に衝撃緩和部材２が収容された姿勢で双方がボルト締結されている。なお、このボルト締結は、双方の溝孔にボルトを螺合させる形態のほかに、接合部材双方の溝孔をボルト径に比して大径としておくことで蝶番構造を呈する形態などがある。
【００３８】
図２で示すように、左右のフロントサイドメンバ１，１は、車両１００の直進方向Ｘに対して、双方の前方が車両の内側に角度θで傾斜した姿勢に配設されており、車両１００の前方に湾曲状に突出した姿勢の衝撃緩和部材２がフロントサイドメンバ１，１に繋げられて、車両前部の衝撃緩和構造１０が形成されている。
【００３９】
なお、図示を省略するが、図２で示すボルト接合部Ｂにおいては、フロントサイドメンバ１，１の端部と衝撃緩和部材２の端部の双方に係合部材が設けてあり、衝突荷重が作用しない常時において図示する衝撃緩和部材２、フロントサイドメンバ１双方の姿勢が保持されている。
【００４０】
図２からも明らかなように、図示する車両前部の衝撃緩和構造１０では、エンジンルームＥの前方に衝撃緩和部材２が配設され、これがさらに車両前方へ突出しているものであり、衝撃緩和部材２の湾曲姿勢がエンジンルームＥの空間を何等狭めるものではない。
【００４１】
この車両１００の前方から衝突荷重が作用した際の衝撃緩和構造１０の作用を図３に模式的に示している。
【００４２】
前方に湾曲状に突出する衝撃緩和部材２に衝撃荷重Ｐ１が作用すると、ボルト接続部Ｂにて衝撃緩和部材２およびフロントサイドメンバ１，１を係合させていた不図示の係合部材が係脱され、変形性能に優れた衝撃緩和部材２は実線で示す直線姿勢に変形していき、この変形過程で衝突荷重エネルギの一部が吸収される。
【００４３】
衝撃緩和部材２が直線姿勢に移行するのに応じて傾斜姿勢の左右のフロントサイドメンバ１，１が直進方向Ｘに近づき、衝撃緩和部材２が直線姿勢になると同時にフロントサイドメンバ１，１が直進方向Ｘに並行となるように、フロントサイドメンバ１，１の傾斜角度、衝撃緩和部材２の曲率、接合部Ｂの強度、これらが一体となったユニット全体としての変形性、変位性、剛性などが設定されている。
【００４４】
衝撃緩和部材２の変形によって衝突荷重エネルギの一部が吸収され、その残りのエネルギは、直線姿勢の衝撃緩和部材２がこれに直交する左右のフロントサイドメンバ１，１を押し潰すことによって吸収される。
【００４５】
図３からも明らかなように、直線状の衝撃緩和部材２に対して左右のフロントサイドメンバ１，１が直交していることにより、衝撃緩和部材２による押圧方向とフロントサイドメンバ１，１の潰れ方向が一致することとなり、結果として効果的にフロントサイドメンバ１，１の圧潰が図られる。このことは、フロントサイドメンバ１の長さを極力短くできることにも繋がり、その結果として車両全体の軽量化に繋がるものである。
【００４６】
次に、図４，５に基づき、本発明の衝撃緩和構造を具備する車両の後部構造を説明する。
【００４７】
図示する車両１００の後部ＳＲの構造は、車体上部の側方から天井に延びてボディのドアおよび天井を支持するＣピラー６Ａ、トランクルームＴＲの側方上部に位置するリアアッパーフレーム３Ａ、トランクルームＴＲの側方下部に位置するリアサイドメンバ１Ａ、リアサイドメンバ１Ａと固定されるフロアサイドメンバ７から大略構成されている。なお、トランクルームを具備しない車両では車両前部の衝撃緩和構造のみを具備すればよく、リアエンジン車両の場合には、図示するトランクルームＴＲがエンジンルームに適用される。
【００４８】
図からも明らかなように、車両後部の衝撃緩和構造１０Ａは、車両前部の衝撃緩和構造１０とその構成は基本的に同じであり、フロントサイドメンバ１と同じリアサイドメンバ１Ａがその後方を車両の内側に傾斜姿勢で配設され（車両進行方向に角度θで傾斜）、衝撃緩和部材１０と同じ湾曲状で車両後方に突出する衝撃緩和部材１０Ａがリアサイドメンバ１Ａ，１Ａと繋がれて衝撃緩和構造１０Ａが形成される。
【００４９】
車両後方から衝突荷重Ｐ２が作用すると、衝撃緩和部材２Ａが直線姿勢に移行するのに応じて傾斜姿勢の左右のリアサイドメンバ１Ａ，１Ａが直進方向Ｘに近づき、衝撃緩和部材２Ａが直線姿勢になると同時にリアサイドメンバ１Ａ，１Ａが直進方向Ｘに並行となるように設定されている。
【００５０】
図示する車両前部の衝撃緩和構造１０、車両後部の衝撃緩和構造１０Ａの構造は、傾斜姿勢のサイドメンバの端部に湾曲状の衝撃緩和部材２を繋いでなる極めて簡易な構造であり、車両の製造コストを高騰させることにはならない。さらに、この車両前部の衝撃緩和構造１０、車両後部の衝撃緩和構造１０Ａのいずれか一方、もしくは双方を車両に搭載することにより、車両の軽量化を図りながら、衝撃緩和性に優れた車両を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の衝撃緩和構造を具備する車両の前部を模式的に示した縦断面図である。
【図２】図１のII−II矢視図である。
【図３】車両前方から衝突荷重が作用した際の衝撃緩和構造の衝撃緩和作用を説明した図である。
【図４】本発明の衝撃緩和構造を具備する車両の後部を模式的に示した縦断面図である。
【図５】図４のV−V矢視図であって、車両後方から衝突荷重が作用した際の衝撃緩和構造の衝撃緩和作用をともに示した図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…フロントサイドメンバ、１Ａ…リアサイドメンバ、２，２Ａ…衝撃緩和部材、３…フロントアッパーフレーム、３Ａ…リアアッパーフレーム、４…ダッシュパネル、５…井桁フレーム、６…Ａピラー、６Ａ…Ｃピラー、７…フロアサイドメンバ、１０…車両前部の衝撃緩和構造、１０Ａ…車両後部の衝撃緩和構造、１００…車両、Ｂ…ボルト結合部、Ｅ…エンジンルーム、Ｓ…車室
【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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