JP2012035760A - 前部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、車両前突時の衝撃をより効果的に吸収することができる前部車体構造を提供することを目的とする。
【解決手段】車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム９、９を備え、該フロントサイドフレーム９、９は、車両前方からの荷重入力時に車両外側への折れ曲がりを可能とする折れ構造を有しており、左右一対のフロントサイドフレーム９、９の間には、これらを連結すると共に、上記荷重入力時にフロントサイドフレーム９、９の車両外側への折れ曲がりに伴って伸張することにより衝撃を吸収する衝撃吸収部材１６を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを備えた前部車体構造に関する。

従来より、車室内の乗員を確実に保護するという観点から、車両前突時の衝撃を車両前部でいかにして吸収するかが課題となっており、この課題を解決すべく、今日までに様々な構造が提案されている。

そのうち、下記特許文献１では、車両前突時に後退するエンジンが前輪サスペンション用のサブフレームを構成するクロスメンバ部を折り曲げることにより、該クロスメンバ部をサイドメンバ部から離脱させ、これを契機としてフロントサイドフレームを折り曲げるようにしたものが開示されている。

特開２００２−２５５０５９号公報

このように、上記特許文献１に開示された従来技術は、フロントサイドフレームの折れ曲がりによって衝撃を吸収しようとするものであるが、フロントサイドフレームの折れ曲がりだけでは、上記衝撃を車両前部で十分に吸収できない場合があり、必ずしも効果的とは言えなかった。

この発明は、車両前突時の衝撃をより効果的に吸収することができる前部車体構造を提供することを目的とする。

この発明の前部車体構造は、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを備えた車両の前部車体構造であって、上記フロントサイドフレームは、車両前方からの荷重入力時に車両外側への折れ曲がりを可能とする折れ構造を有しており、上記左右一対のフロントサイドフレームの間には、これらを連結すると共に、上記荷重入力時に上記フロントサイドフレームの車両外側への折れ曲がりに伴って伸張することにより衝撃を吸収する衝撃吸収部材を備えたものである。

この構成によれば、フロントサイドフレームが折れ曲がった時には、フロントサイドフレームの折れ曲がりそのものによって車両前突時の衝撃を吸収するだけでなく、衝撃吸収部材の伸長によっても上記衝撃を吸収することができ、フロントサイドフレーム、衝撃吸収部材の協働によって衝撃を効果的に吸収することができる。

この発明の一実施態様においては、上記フロントサイドフレームが、車両前方からの荷重入力時に軸方向に圧縮することで衝撃吸収可能なクラッシュ領域と、該クラッシュ領域よりも後方に設けられ、荷重入力時に車両外側へ折れ曲がるベンド領域とから構成されるものである。

この構成によれば、荷重の入力初期の段階では、先ずクラッシュ領域にて衝撃を吸収でき、その後は、該衝撃をベント領域で確実に吸収することができる。

この発明の一実施態様においては、上記衝撃吸収部材が、上記ベンド領域に連結されているものである。

この構成によれば、ベント領域が車両外側に折れ曲がった時、衝撃吸収部材を確実に伸長させることができるため、衝撃吸収部材で確実に衝撃を吸収することができる。

この発明の一実施態様においては、上記衝撃吸収部材が、上記ベンド領域のうち、荷重入力によって該ベント領域が折れ曲がった時に最も車両外側に位置する頂点となる位置の近傍に連結されるものである。

この構成によれば、ベント領域が車両外側に折れ曲がった時、衝撃吸収部材をより確実に且つより長く伸長させることができ、衝撃吸収部材による衝撃吸収をより確実に行うことができる。

この発明の一実施態様においては、上記衝撃吸収部材が、テーパー状に形成された複数の筒部材を連結することにより構成されており、一方の筒部材の内部空間には、隣接する他方の筒部材が挿入され、該他方の筒部材の拡幅部は、上記一方の筒部材の細幅部によって、該一方の筒部材から抜ける方向に移動することが規制される一方、所定の荷重入力時には、上記細幅部が拡開変形し、上記拡幅部が上記一方の筒部材から抜ける方向へ移動することによって、上記衝撃吸収部材が伸長するように構成されたものである。

この構成によれば、フロントサイドフレームが折れ曲がって衝撃吸収部材が伸長する時には、荷重のエネルギーの一部を、筒部材同士の摩擦や細幅部の拡開のために消費させることができ、その結果、衝撃吸収部材による衝撃吸収が可能になる。

この発明の一実施態様においては、上記衝撃吸収部材が、軸方向に収縮した状態で折り畳まれ、所定の荷重入力により軸方向へ伸長する折り畳み部を有するものである。

この構成によれば、折り畳み部が軸方向に伸長した時、荷重のエネルギーの一部が折り畳み部の伸長のために消費されることで、衝撃吸収部材による衝撃吸収が可能になる。

この発明によれば、フロントサイドフレームが折れ曲がった時には、フロントサイドフレームの折れ曲がりそのものによって車両前突時の衝撃を吸収するだけでなく、衝撃吸収部材の伸長によっても上記衝撃を吸収することができ、フロントサイドフレーム、衝撃吸収部材の協働によって衝撃を効果的に吸収することができる。

この発明の第１実施形態に係る前部車体構造を示す平面図。 図１の側面図。 衝撃吸収部材を示す斜視図。 図３のＡ−Ａ線矢視断面図。 衝撃吸収部材の製造方法の一例を説明するための説明図。 衝撃吸収部材の製造方法の一例を説明するための説明図。 車両の前突時の状態を示す平面図であり、障害物と正面衝突した状態を示す図。 図７の側面図。 車両の前突時における図４相当の断面図。 車両の前突時の状態を示す平面図であり、車両の左側前部が障害物とオフセット衝突した状態を示す図。 この発明の第２実施形態に係る衝撃吸収部材を示す斜視図。 図３のＢ−Ｂ線矢視断面図。 衝撃吸収部材の製造方法の一例を説明するための説明図。 衝撃吸収部材の製造方法の一例を説明するための説明図。 車両の前突時における図１２相当の断面図。 この発明の第３実施形態に係る衝撃吸収部材を示す斜視図。 車両の前突時における衝撃吸収部材の状態を示す斜視図。 この発明の第４実施形態に係るに係る前部車体構造を示す平面図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
（第１実施形態）
まず、図１〜図１０に示す第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る前部車体構造を示す平面図であり、図２は、同側面図である。なお、図中において矢印（Ｆ）は車体前方、矢印（Ｒ）は車体後方を示す。

本実施形態に係る車両Ｖは、図１に示すように前側に衝撃吸収空間１が設けられている。該衝撃吸収空間１は、例えば、車両Ｖがエンジンを搭載する車両であれば、エンジンルームに設定され、エンジン及びトランスミッションからなるパワープラントが搭載される。一方、電気自動車や燃料電池自動車のようにエンジンを搭載しない車両であれば、荷室空間に設定されるか、または衝撃吸収空間１の車両前後方向の長さが縮小され、前輪よりも前側のオーバーハング長が短く設定される。

衝撃吸収空間１の後側は、ダッシュパネル２によって仕切られており、このダッシュパネル２の後側が車室３とされ、その車室３の下側はフロアパネル４によって仕切られている。このフロアパネル４は、ダッシュパネル２の下端縁部から、後方へ向かって下方へ傾斜して車体の下端部まで達した後に、そこから略水平に後方へ延びるように形成され、その車幅方向両端縁部には、図１、図２示すように、該縁部に沿って延びるサイドシル５がそれぞれ設けられている。

そして、サイドシル５の前端部には、後述する開口部６を開閉可能に覆うドアを支持するためのヒンジピラー７が設けられると共に、該ヒンジピラー７の上端部からは、車両後方に向かってフロントピラー８が延びている。車両Ｖでは、これらサイドシル５、ヒンジピラー７、フロントピラー８等により、前席の乗員が乗降するための開口部６が形成されている。

また、衝撃吸収空間１の車幅方向両側には、ダッシュパネル２からそれぞれ車両前方へ突出して延びる左右一対のフロントサイドフレーム９、９が設けられている。この左右一対のフロントサイドフレーム９、９は、それぞれ略矩形状の閉断面を有し、車体の下端部からフロアパネル４の傾斜部に沿って前方の衝撃吸収空間１まで延びている。

上述した左右一対のフロントサイドフレーム９、９は、図１、図２に示すように、その車体外方の側面において、車両前後方向中間部及び後端部に、それぞれ上下に亘って車両内側に窪んだ折曲予定部としてのビード９ａ、９ｂが形成されると共に、車体内方の側面には、ビード９ａ、９ｂとの間の位置に、上下及び車両前後方向に亘って車両外側に窪んだ折曲予定部としてのビード９ｃが形成されている。

フロントサイドフレーム９では、ビード９ａより前側の部位が、車両前方からの衝突荷重入力時に軸方向に圧縮変形するクラッシュ領域９Ａにより構成される一方、ビード９ａより後側、つまりはクラッシュ領域９Ａの後側の部位が、車両前方からの衝突荷重入力時に車幅方向外側に折れ曲がるベント領域９Ｂにより構成されている。

また、左右一対のフロントサイドフレーム９、９の後端側は、図１に示すようにフロアパネル４の下面に沿って後方へ延びるように設けられた左右一対のフロアフレーム１０、１０の前端側にそれぞれ連続している。このフロアフレーム１０、１０は、上方が開放したコ字状断面を有し、その上端部が前記フロアパネル４の下面に接合されている。また、左右一対のフロアフレーム１０、１０に挟まれた略中央位置に対応するフロアパネル４には、その前端から後端に亘るように車室３側へ向かって膨出したフロアトンネル部１１が形成されている。

一方、前記フロントサイドフレーム９、９のそれぞれの前端側には、車幅方向及び上下方向にそれぞれ延出した矩形のフランジ部１２、１２が設けられている。このフランジ部１２、１２には、後端部にこのフランジ部１２、１２と略同形状のフランジ部１３、１３を有するクラッシュボックス１４、１４が取付けられている。

また、クラッシュボックス１４、１４は、前側ほど小さい矩形断面を有するように形成され、車両前突時の衝撃により車両前方から圧縮荷重が入力されると、車両前後方向に圧縮変形し、このことにより衝撃を吸収するものである。このクラッシュボックス１４、１４は、フロントサイドフレーム９、９の前端部分、さらに詳しく言えばクラッシュ領域９Ａの前端部分の一部を形成している。

さらに、この左右両側のクラッシュボックス１４、１４の前端部には、バンパーレインフォースメント１５の車幅方向両端部がそれぞれ固定されている。本実施形態では、主にダッシュパネル２、左右一対のフロントサイドフレーム９、９、及びバンパーレインフォースメント１５により衝撃吸収空間１が区画されている。

また、本実施形態では、衝撃吸収空間１内のフロントサイドフレーム９、９間に衝撃吸収部材１６が設けられており、この衝撃吸収部材１６は、車幅方向に延びてフロントサイドフレーム９、９を連結している。そして、衝撃吸収部材１６は、その車幅方向両端部が、ベント領域９Ｂに連結されており、さらに詳しく言えばビード９ａ、９ｂ間に位置するビード９ｃの近傍に接合されている。

図３は、衝撃吸収部材１６を示す斜視図であり、図４は、図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。衝撃吸収部材１６は、図１〜図４に示すように複数の円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１、１６Ｂ２、…が軸方向に連結することにより構成されている。

このうち、円筒部材１６Ａは、衝撃吸収部材１６においてその軸方向両端に配設されるものであり、フロントサイドフレーム９の車体内方の側面に接合されるものである。また、円筒部材１６Ａは、図３、図４に示すようにその一端側にフロントサイドフレーム９に接合される平面状のフランジ部１６ａが形成されると共に、断面の直径が略一定の大径（拡幅）部１６ｂ、及び該大径部１６ｂよりも直径が縮小された小径（細幅）部１６ｃが形成されている。そして、大径部１６ｂと小径部１６ｃとの間は、断面の直径が軸方向において徐々に変化するようにテーパー状に形成されている。

円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…は、左右の円筒部材１６Ａ間に複数配設されて両者を連結するものである。円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…は、大径部１６ｄ、１６ｆと小径部１６ｅ、１６ｇとが軸方向において交互に形成されると共に、大径部１６ｄ、１６ｆと小径部１６ｅ、１６ｇとの間は、断面の直径が軸方向において徐々に変化するようにテーパー状に形成されている。

衝撃吸収部材１６では、円筒部材１６Ａと隣接する円筒部材１６Ｂ１の大径部１６ｄ側が、円筒部材１６Ａの小径部１６ｃ側の内部空間に挿入され、両者が隙間無く重なっていることで円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１が連結状態にあり、さらには、円筒部材１６Ｂ１と隣接する円筒部材１６Ｂ２の大径部１６ｄ側が、円筒部材１６Ｂ１の小径部１６ｇ側の内部空間に挿入され、両者が隙間無く重なっていることで円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２が連結状態にある。

そして、円筒部材１６Ｂ２と隣接する円筒部材１６Ｂ３の大径部１６ｄ側は、円筒部材１６Ｂ２の小径部１６ｇ側の内部空間に挿入されており、両者が隙間無く重なっていることで円筒部材１６Ｂ２、１６Ｂ３が連結状態にある。

このように、衝撃吸収部材１６では、円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１、…の小径部１６ｃ、１６ｇ側の内部空間に、隣接する円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…の大径部１６ｄ側を挿入するという上述の配置を軸方向に沿って繰り返すことで、１つの衝撃吸収部材１６を構成している。

また、各円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１、１６Ｂ２…では、円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…を抜く方向に沿って断面の直径が縮小されるように（細幅となるように）テーパーの傾斜が設定されている。このため、通常時、円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…の大径部１６ｄ側は、円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１、…の小径部１６ｃ、１６ｇにより、円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１、…から抜ける方向に相対移動することが規制されている。

図５、図６は、衝撃吸収部材１６の製造方法の一例を説明するための説明図である。図１〜図４に示す衝撃吸収部材１６を製造するにあたっては、先ず図５に示すように小さい円錐台状筒部材１６Ｘ１、１６Ｘ２の小径部１６ｅ１側を、大きい円錐台状筒部材１６Ｙ１、１６Ｙ２の大径部１６ｂ１、１６ｆ１側に挿入して互いを重ねた状態にする。

そして、円錐台状筒部材１６Ｘ１、１６Ｙ１を重ねたものについては、図６に示すようにその大径部１６ｂ１を、予めフランジ部１６ａが取付けられた円筒部材１６Ａ１の大径部１６ｂ２に接合する。これにより、円筒部材１６Ａが生成される。

一方、円錐台状筒部材１６Ｘ１の小径部１６ｅ１を、テーパーの向きが逆になるように配置された円錐台状筒部材１６Ｚ１の小径部１６ｅ２に接合する。さらに、円錐台状筒部材１６Ｘ２、１６Ｙ２を重ねたものについては、図６に示すようにその大径部１６ｆ１を円錐台状筒部材１６Ｚ１の大径部１６ｆ２に接合する。これにより、円筒部材１６Ｂが生成される。

次に、円錐台状筒部材１６Ｘ２の小径部１６ｅ１を第２の円錐台状筒部材１６Ｚ２の小径部１６ｅ２（ここでは不図示）に接合し、以降、上述した円錐台状筒部材１６Ｘ２、１６Ｙ２、１６Ｚ１、１６Ｚ２の場合と同様の作業を繰り返す。これにより、複数の円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…を生成することができ、最終的に１つの衝撃吸収部材１６を生成することができる。なお、衝撃吸収部材１６の軸方向中央部では、例えば、円錐台状筒部材１６Ｘｍ（ｍ：自然数）を挿入せずに、２つの円筒部材１６Ｂｎ（ｎ：自然数）を左右対称に配置して、小径部１６ｇ同士を接合する。

ここで、衝撃吸収部材１６の製造では、円筒部材１６Ａ１、円錐台状筒部材１６Ｙ１、１６Ｘ１、１６Ｚ１を接合する際、レーザー溶接等によって上記各小径部、大径部の略全周を接合するのが好ましい。

図７、図８は、それぞれ車両Ｖの前突時の状態を示す平面図、側面図であり、障害物αと正面衝突した状態を示している。図７、図８に示すように、車両Ｖが障害物αと正面衝突すると、本実施形態では、バンパーレインフォースメント１５への衝突荷重入力により、フロントサイドフレーム９のクラッシュ領域９Ａが軸方向に圧縮変形し、該領域９Ａが車両前後方向に潰れる。

この時、クラッシュ領域９Ａでは、車両前方から衝突荷重が入力されることにより、先ずクラッシュボックス１４が圧縮変形し、これが車両前後方向に潰れる。そして、さらなる衝突荷重の入力により、クラッシュボックス１４とフロントサイドフレーム９のビード９ａとの間の残りの領域が、クラッシュボックス１４の場合と同様に圧縮変形して車両前後方向に潰れる。

次に、フロントサイドフレーム９では、さらなる衝突荷重の入力により、ベント領域９Ｂにおいて折れ曲がりが生じる。ベント領域９Ｂでは、上述したようにビード９ａ、９ｂが車両内側に窪んでいる一方、両ビード９ａ、９ｂ間に形成されたビード９ｃが車両外側に窪んでいることにより、上記衝撃荷重の入力時には、ベント領域９Ｂが車両外側に折れ曲がる。この時、ビード９ｃと対応する部位では、該ビード部９ｃにより車両外側への折れ曲がりが最も促進されるようになっており、これによって、ベント領域９Ｂが折れ曲がった時には、ビード部９ｃと対応する部位が、図示のように最も車両外側に位置する頂点となる。

本実施形態では、車両Ｖの前突時、車両前方から衝突荷重が入力されると、フロントサイドフレーム９のクラッシュ領域９Ａが車両前後方向に圧縮変形することによって衝撃を吸収することが可能であり、さらには、ベント領域９Ｂが車両外側に折れ曲がることによってさらに衝撃を吸収することが可能になっている。

また、本実施形態の場合、ベント領域９Ｂが車両外側へ折れ曲がるのに伴い、衝撃吸収部材１６では、ビード９ｃの近傍に連結された車幅方向両端部が車両外側に引張られることになる。この時、衝撃吸収部材１６では、車幅方向両端の円筒部材１６Ａが車両外側に引張られることで、図９に示すように小径部１６ｃ側の内部空間に挿入された円筒部材１６Ｂ１の大径部１６ｄが、小径部１６ｃを拡開しながら外側へ抜ける方向に相対移動する。

さらに、円筒部材１６Ｂ１と円筒部材１６Ｂ２との間では、円筒部材１６Ｂ１が車両外側に引張られることにより、小径部１６ｇ側の内部空間に挿入された円筒部材１６Ｂ２の大径部１６ｄが、小径部１６ｇを拡開しながら外側へ抜ける方向に相対移動する。そして、円筒部材１６Ｂ２と円筒部材１６Ｂ３との間においても同様の現象が起き、さらに隣接する円筒部材１６Ｂ４（ここでは不図示）、…においても上述した現象が連鎖的に発生する。

このように、衝撃吸収部材１６では、ベント領域９Ｂが車両外側へ折れ曲がることにより、円筒部材１６Ａと円筒部材１６Ｂ１との間、円筒部材１６Ｂ１と円筒部材１６Ｂ２との間、円筒部材１６Ｂ２と円筒部材１６Ｂ３との間、…において、各円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…が、隣接する円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１、１６Ｂ２、…から抜ける方向に相対移動するようになっており、これによって、衝撃吸収部材１６が、図７に示すように全体的に軸方向つまりは車幅方向に伸長するようになっている。

ここで、円筒部材１６Ｂ１が円筒部材１６Ａか抜ける方向に相対移動する時には、円筒部材１６Ｂ１の大径部１６ｄが、上述したように円筒部材１６Ａの小径部１６ｃを拡開しながら移動するため、両者間には摩擦が生じ、さらには小径部１６ｃを拡開するためにエネルギーが消費される。そして、円筒部材１６Ｂ２、…が円筒部材１６Ｂ１、…から抜ける方向に相対移動する時には、同様に円筒部材１６Ｂ２、１６Ｂ３、…の大径部１６ｄが、円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…の小径部１６ｇを拡開しながら移動するため、両者間には摩擦が生じ、小径部１６ｇを拡開するためにエネルギーが消費される。

従って、車両Ｖの前突によってベント領域９Ｂが、図７、図８に示すように折れ曲がった時には、各円筒部材１６Ｂ、１６Ｂ２、…隣接する円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１…から抜ける方向に相対移動することにより、衝撃吸収部材１６は車幅方向に伸長し、この時、衝突荷重のエネルギーの一部は、上記摩擦や小径部１６ｃ、１６ｇの拡開のために消費されるようになっている。その結果、衝撃吸収部材１６による衝撃吸収が可能になっている。

図１０は、車両Ｖの前突時の状態を示す平面図であり、車両Ｖの左側前部が障害物βとオフセット衝突した状態を示している。図１０に示すように、車両Ｖが障害物βとオフセット衝突すると、オフセット衝突した車両Ｖの左側前部では、正面衝突時と同様、バンパーレインフォースメント１５への衝突荷重入力により、フロントサイドフレーム９のクラッシュ領域９Ａが圧縮変形すると共に、ベント領域９Ｂが車両外側に折れ曲がる。

そして、ベント領域９Ｂが車両外側へ折れ曲がるのに伴い、衝撃吸収部材１６では、その車幅方向左側部が車両外側に引張られる。このため、衝撃吸収部材１６は、正面衝突時と同様に車幅方向に伸長して衝撃を吸収することができる。

このように、本実施形態では、ベント領域９Ｂに折曲予定部としてのビード部９ａ〜９ｃが形成されることにより、フロントサイドフレーム９は、車両前方からの荷重入力時に車両外側への折れ曲がりを可能とする折れ構造を有している。そして、このフロントサイドフレーム９の車両外側への折れ曲がりに伴って、衝撃吸収部材１６が伸長することにより、該衝撃吸収部材１６が衝撃を吸収するように構成されている。このような構成により、ベント領域９Ｂが折れ曲がった時には、該ベント領域９Ｂの折れ曲がりそのものによって車両前突時の衝撃を吸収するだけでなく、衝撃吸収部材１６の伸長によっても上記衝撃を吸収することができ、フロントサイドフレーム９、衝撃吸収部材１６の協働によって衝撃を効果的に吸収することができる。

ところで、衝撃吸収空間１内にエンジンが搭載される車両の場合、一般的にエンジンがエンジンマウントを介してフロントサイドフレームに弾性支持されるため、車両前突時には、衝突荷重をフロントサイドフレームやエンジンマウントを介して車両後方に分散させることが可能である。しかしながら、電気自動車や燃料電池自動車では、エンジンが搭載されないため、上述したようにエンジンマウントを介して衝突荷重を分散させることはできない。

そこで、電気自動車や燃料電池自動車に上述した衝撃吸収部材１６を配設した場合を考えてみる。衝撃吸収部材１６は、エンジンの搭載の有無に関わらず衝撃を吸収することができるものである。従って、この場合、エンジンマウントを介して衝突荷重を分散させる代わりに、衝撃吸収部材１６の伸長によって衝撃を吸収することができ、車室６内の乗員を確実に保護することができる。このような理由から、衝撃吸収空間１に衝撃吸収部材１６を配設した本実施形態の構造は、電気自動車や燃料電池自動車に適用するのがより好適であると言える。

また、本実施形態では、フロントサイドフレーム９が、車両前方からの衝突荷重入力時に軸方向に圧縮変形することによって衝撃を吸収可能なクラッシュ領域９Ａと、該クラッシュ領域９Ａの後方に設けられ、上記衝突荷重入力時に車両外側に折れ曲がることによって衝撃吸収可能なベント領域９Ｂとから構成されることにより、衝突荷重の入力初期の段階では、先ずクラッシュ領域９Ａにて衝撃を吸収でき、その後は、該衝撃をベント領域９Ｂで確実に吸収することができる。

また、特に、衝撃吸収部材１６が、ベント領域９Ｂに連結されることで、ベント領域９Ｂが車両外側に折れ曲がった時、衝撃吸収部材１６を確実に車幅方向に伸長させることができる。このため、衝撃吸収部材１６で確実に衝撃を吸収することができる。

また、ベント領域９Ｂのうち、荷重入力によってこれが折れ曲がった時に最も車両外側に位置する頂点、すなわちビード部９ｃに対応する部位の近傍に衝撃吸収部材１６が連結されることで、ベント領域９Ｂが車両外側に折れ曲がった時には、衝撃吸収部材１６をより確実に且つより長く車幅方向に伸長させることができ、衝撃吸収部材１６による衝撃吸収をより確実に行うことができる。

また、衝撃吸収部材１６では、一方の円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１…のテーパー状部位の内部空間に、隣接する他方の円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…のテーパー状部位が挿入され、他方の円筒部材１６Ｂ１、１６Ｂ２、…の大径部１６ｄは、小径部１６ｃ、１６ｇによって円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１…から抜ける方向に相対移動することが規制されている。

一方、所定の荷重入力時には、各小径部１６ｃ、１６ｇが拡開変形することにより、他方の大径部１６ｄ、…が、一方の円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１、…から抜ける方向へ移動し、衝撃吸収部材１６が伸長するようになっている。これにより、ベント領域９Ｂが折れ曲がって衝撃吸収部材１６が伸長する時には、衝突荷重のエネルギーの一部を、円筒部材１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｂ２、…同士の摩擦や小径部１６ｃ、１６ｇの拡開のために消費させることができ、その結果、衝撃吸収部材１６による衝撃吸収が可能になる。

（第２実施形態）
次に、図１１〜図１５に示す第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、断面が円形をなす円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１、…によって衝撃吸収部材１６を構成したが、本発明は円筒部材によって衝撃吸収部材を構成することに必ずしも限定されるものではない。例えば、図１１〜図１５に示すように、断面が多角形（ここでは四角形）をなす筒部材５６Ａ、５６Ｂ１、５６Ｃ１、…によって衝撃吸収部材５６を構成してもよい。なお、図１１〜図１５において、上述した第１実施形態と同様の構成要素については、同一の番号を付して説明を省略する。

図１１は、衝撃吸収部材５６を示す斜視図であり、図１２は、図１１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。衝撃吸収部材は、図１１、図１２に示すように断面が略正方形をなす複数の筒部材５６Ａ、５６Ｂ１、５６Ｃ１、…が軸方向に連続することにより構成されている。

このうち、円筒部材５６Ａは、衝撃吸収部材５６においてその軸方向両端に配設されるものであり、フロントサイドフレーム９の車両外方の側面に接合されるものである。また、円筒部材５６Ａは、その一端側にフロントサイドフレーム９に接合される平面状のフランジ部５６ａが形成されると共に、断面積が略一定の拡幅部５６ｂ、及び該拡幅部５６ｂよりも断面積が縮小された細幅部５６ｃが形成されている。そして、拡幅部５６ｂと細幅部５６ｃとの間は、断面積が軸方向において徐々に変化するようにテーパー状に形成されている。

筒部材５６Ｂ１、５６Ｃ１、…は、左右の筒部材５６Ａの間に交互に複数配設されて両者を連結するものである。筒部材５６Ｂ１、…は、拡幅部５６ｄ、５６ｆと細幅部５６ｅとが軸方向において交互に形成されると共に、拡幅部５６ｄ、５６ｆと細幅部５６ｅとの間は、断面積が徐々に変化するようにテーパー状に形成されている。一方、筒部材５６Ｃ１、…は、細幅部５６ｇ、５６ｉと拡幅部５６ｈとが軸方向において交互に形成されると共に、細幅部５６ｇ、５６ｉと拡幅部５６ｈとの間は、断面積が徐々に変化するようにテーパー状に形成されている。

衝撃吸収部材５６では、筒部材５６Ａと隣接する筒部材５６Ｂ１の拡幅部５６ｄ側が、筒部材５６Ａの細幅部５６ｃ側の内部空間に挿入され、両者が隙間無く重なっていることで筒部材５６Ａ、５６Ｂ１が連結状態にあり、さらには、拡幅部５６ｆ側が、隣接する筒部材５６Ｃ１の細幅部５６ｇ側の内部空間に挿入され、両者が隙間無く重なっていることで筒部材５６Ｂ、５６Ｃが連結状態にある。

そして、筒部材５６Ｃ１と隣接する筒部材５６Ｂ２の拡幅部５６ｄ側は、筒部材５６Ｃ１の細幅部５６ｉ側の内部空間に挿入されており、両者が隙間無く重なっていることで筒部材５６Ｃ１、５６Ｂ２が連結状態にある。

このように、衝撃吸収部材５６では、筒部材５６Ａ、５６Ｃ１の細幅部５６ｃ、５６ｇ、５６ｉ側の内部空間に、隣接する筒部材５６Ｂ１の拡幅部５６ｄ、５６ｆ側を挿入するという上述の配置を軸方向に沿って繰り返すことで、１つの衝撃吸収部材５６を構成している。

また、各筒部材５６Ａ、５６Ｂ１、５６Ｃ１…では、筒部材５６Ｂ１、５６Ｃ１、…を抜く方向に沿って細幅となるようにテーパーの傾斜が設定されている。このため、通常時、筒部材５６Ｂ１、５６Ｃ１の拡幅部５６ｄ、５６ｆ側は、筒部材５６Ａ、５６Ｃ１、…の細幅部５６ｃ、５６ｇ、５６ｉにより、筒部材５６Ａ、５６Ｂ１、…から抜ける方向に相対移動することが規制されている。

図１３、図１４は、衝撃吸収部材５６の製造方法の一例を説明するための説明図である。図１１、図１２に示す衝撃吸収部材５６を製造するにあたっては、先ず図１３に示すように小さい角錐台状筒部材５６Ｘ１、５６Ｘ２、５６Ｘ３の細幅部５６ｅ１、５６ｅ２、５６ｅ１側を、大きい角錐台状筒部材５６Ｙ１、５６Ｙ２、５６Ｙ３の拡幅部５６ｂ１、５６ｈ１、５６ｈ２側に挿入して互いを重ねた状態にする。

そして、角錐台状筒部材５６Ｘ１、５６Ｙ１を重ねたものについては、図１４に示すようにその拡幅部５６ｂ１を、予めフランジ部５６ａが取付けられた筒部材５６Ａ１の拡幅部５６ｂ２に接合する。これにより、筒部材５６Ａが生成される。

一方、角錐台状筒部材５６Ｘ１の細幅部５６ｅ１を、角錐台状筒部材５６Ｘ２の細幅部５６ｅ２に接合する。これにより、筒部材５６Ｂ１が生成される。さらに、角錐台状筒部材５６Ｘ２、１６Ｙ２を重ねたものについては、図１４に示すようにその拡幅部５６ｈ１を角錐台状筒部材５６Ｙ３の拡幅部５６ｈ２に接合する。これにより、筒部材５６Ｃ１が生成される。以降、上述した角錐台状筒部材５６Ｘ１〜５６Ｘ３、５６Ｙ１〜５６Ｙ３の場合と同様の作業を繰り返す。これにより、複数の筒部材５６Ｂ１、…、５６Ｃ１、…を生成することができ、最終的に１つの衝撃吸収部材５６を生成することができる。

ここで、衝撃吸収部材５６の製造では、筒部材５６Ａ１、角錐台状筒部材５６Ｙ１、５６Ｘ１、５６Ｘ２、…を接合する際、レーザー溶接によって上記拡幅部、細幅部の略全周を接合してもよいし、または拡幅部、細幅部の一方の縁部にフランジ部を一体成形して、これを他方にスポット溶接またはレーザー溶接することによって両者を接合してもよい。

本実施形態の場合、フロントサイドフレーム９のベント領域９Ｂ（図１等参照）が車両外側へ折れ曲がるのに伴って衝撃吸収部材５６の車幅方向両端部が車両外側に引張られた時、衝撃吸収部材５６では、車幅方向両端の筒部材５６Ａが車両外側に引張られることで、図１５に示すように細幅部５６ｃ側の内部空間に挿入された筒部材５６Ｂ１の拡幅部５６ｄが、細幅部５６ｃを拡開しながら外側へ抜ける方向に相対移動する。

さらに、筒部材５６Ｂ１と筒部材５６Ｃ１との間では、筒部材５６Ｂ１が車両外側に引張られることにより、細幅部５６ｇ側の内部空間に挿入された筒部材５６Ｂ１の拡幅部５６ｆが、細幅部５６ｇを拡開しながら外側へ抜ける方向に相対移動する。そして、筒部材５６Ｃ１と筒部材５６Ｂ２との間では、筒部材５６Ｂ２の拡幅部５６ｄが、細幅部５６ｉを拡開しながら外側へ抜ける方向に相対移動し、さらに隣接する筒部材５６Ｃ２、５６Ｂ３（ここでは不図示）、…との間においても上述した現象が連鎖的に発生する。

このように、衝撃吸収部材５６では、ベント領域９Ｂが車両外側へ折れ曲がることにより、筒部材５６Ａと筒部材５６Ｂ１との間、筒部材５６Ｂ１と筒部材５６Ｃ１との間、筒部材５６Ｃ１と筒部材５６Ｂ２との間、…において、各筒部材５６Ｂ１、５６Ｂ２、…が、隣接する筒部材５６Ａ、５６Ｃ１、…から抜ける方向に相対移動するようになっており、これによって、衝撃吸収部材５６が、全体的に車幅方向に伸長するようになっている。

本実施形態の場合、車両Ｖの前突によってベント領域９Ｂが折れ曲がった時には、各筒部材５６Ｂ１、５６Ｂ２、…が隣接する筒部材５６Ａ、５６Ｃ１…から抜ける方向に相対移動することにより、衝撃吸収部材５６は車幅方向に伸長し、この時、衝突荷重のエネルギーの一部は、筒部材５６Ａ、５６Ｂ１、５６Ｃ１、…同士の摩擦や細幅部５６ｃ、５６ｇ、５６ｉの拡開のために消費されるようになっている。その結果、衝撃吸収部材５６による衝撃吸収が可能になっている。

なお、その他の作用効果は、上述した第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図１６、図１７に示す第３実施形態について説明する。図１６は、本発明の第３実施形態に係る衝撃吸収部材６６を示す斜視図であり、図１７は、車両Ｖの前突時における衝撃吸収部材６６の状態を示す斜視図である。図１６、図１７において、上述した実施形態と同様の構成要素については、同一の番号を付して説明を省略する。

本実施形態では、衝撃吸収部材６６が、断面略ハット状に形成されており、その車両前後方向両側のフランジ部６６ａ（図では一方のみ図示）が、車幅方向両端部でフロントサイドフレーム９に接合されている。

また、衝撃吸収部材６６の角部には、車幅方向の所定間隔毎に開口部６６ｂが形成されており、開口部６６ｂが形成されていない側面及び上面には、車幅方向に収縮した状態で内向きに折り畳まれた折り畳み部６６ｃが形成されている。なお、折り畳み部６６ｃの折り畳みの向きとしては、外向きであってもよい。

さらに、開口部６６ｂ及び折り畳み部６６ｃと対応する位置では、フランジ部６６ａが一旦切断され、隣接するフランジ部６６ａの端部同士が上下に重なった状態で互いに接合されている。この接合部位は、伸長制御部６６ｄを構成しており、通常時は、折り畳み部６６ｃにおける伸長が伸長制御部６６ｄによって規制され、折り畳み状態が保持されるようになっている。

本実施形態の場合、車両Ｖの前突によってフロントサイドフレーム９のベント領域９Ｂ（図１等参照）が車両外側へ折れ曲がり、衝撃吸収部材６６に所定の荷重が入力されると、図１７に示すように伸長制御部６６ｄでは、フランジ部６６ａ同士の連結が強制的に解除されるようになっている。

この時、折り畳み部６６ｃでは、その折り畳み状態が解除されるため、折り畳み部６６ｃが車幅方向に伸長し、衝撃吸収部材６６は、全体的に車幅方向に伸長することになる。

本実施形態では、衝撃吸収部材６６が車幅方向に伸長する時、衝突荷重のエネルギーの一部が折り畳み部６６ｃの伸長のために消費されるようになっており、その結果、衝撃吸収部材６６による衝撃吸収が可能になっている。

なお、その他の作用効果は、上述した第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
なお、本発明は、少なくともフロントサイドフレーム９のベント領域９Ｂが車幅方向外側に折れ曲がった時、衝撃吸収部材の伸長によって衝突荷重のエネルギーを消費できるように構成されていればよく、例えば、図１８に示すようにシリンダ７６ａ内に流体が充填された油圧ダンパやガスダンパ等のダンパ部材によって衝撃吸収部材７６を構成してもよい。

本実施形態の場合、通常時は、衝撃吸収部材７６が収縮状態に保持される一方、車両Ｖの前突によってフロントサイドフレーム９のベント領域９Ｂが車幅方向外側に折れ曲がった時には、衝撃吸収部材７６の伸長によって衝撃を吸収することが可能である。

なお、その他の作用効果は、上述した第１実施形態と同様である。

（その他の実施形態）
また、衝撃吸収部材としては、例えば、クラッシュボックス１４に相当する筒部材を予め軸方向に圧縮変形させたものであってもよい。この場合、車両前突によってフロントサイドフレーム９のベント領域９Ｂが車幅方向外側に折れ曲がると、筒部材は、車幅方向外側への引張りにより車幅方向に伸長して圧縮変形前の状態に戻ろうとする。この時、筒部材の伸長によって衝突荷重のエネルギーの一部が消費されるため、結果として筒部材による衝撃吸収が可能になる。

また、衝撃吸収部材としては、例えば、大径（拡幅）部、小径（細幅）部を長手方向において交互に成形することにより側面部を蛇腹状に形成した単一の筒部材であってもよい。

また、折曲予定部を含む折れ構造に関し、ビード部９ａ、９ｃを形成する代わりに、折曲予定部を薄肉部等の脆弱部で構成してもよい。また、特開２００９−１３７３７９号公報に開示されているように、フロントサイドフレームと補強部材とが接続された接続部と他の部位との剛性差によって折曲予定部を構成してもよい。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の、筒部材は、円筒部材１６Ａ、１６Ｂ１、１６Ｂ２、１６Ｂ３…、筒部材５６Ａ、５６Ｂ１、５６Ｃ１、５６Ｂ２…に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

９…フロントサイドフレーム
９Ａ…クラッシュ領域
９Ｂ…ベント領域
１６、５６、６６、７６…衝撃吸収部材
１６Ａ、１６Ｂ１、１６Ｂ２、１６Ｂ３…円筒部材
５６Ａ、５６Ｂ１、５６Ｂ２、５６Ｃ１…筒部材
６６ｃ…折り畳み部

Claims (6)

1. 車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを備えた車両の前部車体構造であって、
   上記フロントサイドフレームは、車両前方からの荷重入力時に車両外側への折れ曲がりを可能とする折れ構造を有しており、
   上記左右一対のフロントサイドフレームの間には、これらを連結すると共に、
   上記荷重入力時に上記フロントサイドフレームの車両外側への折れ曲がりに伴って伸張することにより衝撃を吸収する衝撃吸収部材を備えた
   前部車体構造。
2. 上記フロントサイドフレームは、車両前方からの荷重入力時に軸方向に圧縮することで衝撃吸収可能なクラッシュ領域と、
   該クラッシュ領域よりも後方に設けられ、荷重入力時に車両外側へ折れ曲がるベンド領域とから構成される
   請求項１記載の前部車体構造。
3. 上記衝撃吸収部材は、上記ベンド領域に連結されている
   請求項２記載の前部車体構造。
4. 上記衝撃吸収部材は、上記ベンド領域のうち、荷重入力によって該ベント領域が折れ曲がった時に最も車両外側に位置する頂点となる位置の近傍に連結される
   請求項２または３記載の前部車体構造。
5. 上記衝撃吸収部材は、テーパー状に形成された複数の筒部材を連結することにより構成されており、
   一方の筒部材の内部空間には、隣接する他方の筒部材が挿入され、
   該他方の筒部材の拡幅部は、上記一方の筒部材の細幅部によって、該一方の筒部材から抜ける方向に移動することが規制される一方、
   所定の荷重入力時には、上記細幅部が拡開変形し、上記拡幅部が上記一方の筒部材から抜ける方向へ移動することによって、上記衝撃吸収部材が伸長するように構成された
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の前部車体構造。
6. 上記衝撃吸収部材は、軸方向に収縮した状態で折り畳まれ、所定の荷重入力により軸方向へ伸長する折り畳み部を有する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の前部車体構造。

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