JP2012166673A - ダイカストアルミ合金製クラッシュカン - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化を図りつつエネルギ吸収性能を向上させることができるダイカストアルミ合金製のクラッシュカンを提供する。
【解決手段】車体前後方向に延びるサイドフレームの端部と車幅方向に延びるバンパレインとの間に設けられ、該バンパレインに入力された荷重を吸収するためのクラッシュカン１０は、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成され、車体前後方向に延びるとともに車体前後方向と略直交する方向において閉断面状に形成される壁面部１２を備え、該壁面部１２に、車体前後方向と略直交する方向において環状に形成される少なくとも１つの鋼製部材１３、１４が鋳込まれている。
【選択図】図４

Description

この発明は、車体前後方向に延びるサイドフレームと車幅方向に延びるバンパレインとの間に設けられたクラッシュカンに関し、特に、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成されるクラッシュカンに関する。

自動車等の車両においては、車両衝突時などに車体に衝撃荷重が入力される際に、乗員の安全性を確保するためや車体への損傷を抑制するために衝撃荷重を吸収するための衝撃吸収部材が備えられている。このような衝撃吸収部材として、車体前後方向に延びるサイドフレームの端部と車両の前後部に配設されて車幅方向に延びるバンパレインとの間に設けられたクラッシュカン（クラッシュボックス）が知られている。

クラッシュカンは一般に、プレス加工により断面ハット状に形成された２枚の鋼板のフランジ部を互いに重ね合わせて溶接することにより閉断面状に形成されたものが用いられ、バンパレインのサイドフレーム側に取り付けられて正面衝突やオフセット衝突などの車両衝突時に、バンパレインを通じてクラッシュカンに衝撃荷重が入力されると車体前後方向に折り畳まれるように潰れることでエネルギを吸収する。

このようなクラッシュカンとして、例えば特許文献１には、車体前後方向に延びるサイドフレームと車幅方向に延びるバンパレインとの間に取り付けられ、２枚の鋼板をプレス加工して接合した断面略十字状の閉断面部を有するクラッシュカンが開示されている。

また、鋼板をプレス加工して形成したものではないが、例えば特許文献２には、略中空矩形断面を有し、壁面部の外側に矩形断面の凸部が設けられたアルミ合金の押出成形によって形成された衝撃吸収部材が開示され、例えば特許文献３には、中空部の肉厚を軸方向に沿って連続的に又は部分的に変化させたアルミ合金鋳物製の衝撃吸収部材が開示されている。

特開２０１０−０７００３８号公報 特開２００２−０１２１６５号公報 特開２００２−０３９２４５号公報

ところで、自動車等の車両においては、燃費性能の向上を図るためにクラッシュカンについても軽量化が求められている。このため、クラッシュカンについては、前記特許文献１に記載されるように鉄鋼材料を用いることに代えて、前記特許文献２及び前記特許文献３に記載されるようにアルミ合金を用いることが望まれる。

また、バンパレインとサイドフレームとの間に設けられるクラッシュカンにおいては、車両衝突時などに車体に衝撃荷重が入力される際に、乗員の安全性の更なる向上や車体への損傷の更なる軽減を図るために、エネルギ吸収性能をさらに向上させることが望まれる。

そこで、この発明は、アルミ合金を用いることによって軽量化を図りつつエネルギ吸収性能を向上させることができるアルミ合金製のクラッシュカンを提供することを目的とする。

このため、本願の請求項１に係る発明は、車体前後方向に延びるサイドフレームの端部と車幅方向に延びるバンパレインとの間に設けられ、該バンパレインに入力された荷重を吸収するためのクラッシュカンであって、前記クラッシュカンは、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成され、車体前後方向に延びるとともに車体前後方向と略直交する方向において閉断面状に形成される壁面部を備え、該壁面部に、車体前後方向と略直交する方向において環状に形成される少なくとも１つの第１の鋼製部材が鋳込まれている、ことを特徴とする。

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１の鋼製部材の車体前後方向における断面が、前記クラッシュカンの内方側から外方側に向かって凸状に又は前記クラッシュカンの外方側から内方側に向かって凸状に形成されている、ことを特徴とする。

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記クラッシュカンは、前記壁面部の車体前後方向における一方の端部に前記バンパレインと結合される第１面部を備えるとともに前記壁面部の車体前後方向における他方の端部に前記サイドフレームと結合される第２面部を備え、前記第１面部、前記壁面部及び前記第２面部に、前記第１の鋼製部材と交差して前記第１面部から前記壁面部を通じて前記第２面部まで延びる第２の鋼製部材が鋳込まれている、ことを特徴とする。

本願の請求項１に係るクラッシュカンによれば、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成することにより軽量化を図りつつ、車体前後方向に延びるとともに閉断面状に形成される壁面部に、環状に形成される少なくとも１つの第１の鋼製部材を鋳込むことにより、車両衝突時などにバンパレインを通じてクラッシュカンに荷重が入力された際に、クラッシュカンがエネルギ吸収を十分に行うことなく車体前後方向に急速に潰れてしまうことを抑制してクラッシュカンに作用する荷重を高めることができ、クラッシュカンのエネルギ吸収量を増加させてエネルギ吸収性能を向上させることができる。また、壁面部に鋳込まれた第１の鋼製部材によって、クラッシュカンに作用する荷重の変動を少なくすることができ、クラッシュカンの座屈変形を安定化させ、エネルギ吸収性能を更に高めることができる。

また、本願の請求項２に係る発明によれば、第１の鋼製部材の車体前後方向における断面が、クラッシュカンの内方側から外方側に向かって凸状に又はクラッシュカンの外方側から内方側に向かって凸状に形成されていることにより、第１の鋼製部材の剛性を有効に高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、クラッシュカンは、バンパレインと結合される第１面部を備えるとともにサイドフレームと結合される第２面部を備え、第１面部、壁面部及び第２面部に、第１の鋼製部材と交差して第１面部から壁面部を通じて第２面部まで延びる第２の鋼製部材を鋳込むことにより、車両衝突時などにバンパレインを通じてクラッシュカンに荷重が入力される際に、クラッシュカンが破壊することによってクラッシュカンやバンパレインがサイドフレームから脱落することを防止することができ、前記効果をより有効に奏することができる。

本発明の第１実施形態に係るクラッシュカンを示す側面図である。 前記クラッシュカンがバンパレインに取り付けられた状態を示す斜視図である。 図２におけるＹ３−Ｙ３線に沿った断面図である。 前記クラッシュカンを示す斜視図である。 図４におけるＹ５ａ−Ｙ５ａ線及びＹ５ｂ−Ｙ５ｂ線に沿った断面図である。 前記クラッシュカンを成形するための成形型を示す断面図である。 前記クラッシュカンの荷重変位曲線を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るクラッシュカンを示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係るクラッシュカンを示す斜視図である。 図９におけるＹ１０ａ−Ｙ１０ａ線及びＹ１０ｂ−Ｙ１０ｂ線に沿った断面図である。 荷重変位を計測するために用いたクラッシュカンを示す図である。 図１１に示すクラッシュカンの荷重変位曲線を示すグラフである。 クラッシュカンの荷重変位曲線を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

本願発明者等は、アルミ合金を用いることによって軽量化を図りつつエネルギ吸収性能を向上させることができるアルミ合金製のクラッシュカンの開発にあたり、先ず、矩形閉断面状に形成された閉断面部を有するクラッシュカンをアルミ合金のダイカスト鋳造によって形成し、このクラッシュカンについて荷重変位を計測する試験を行った。

図１１は、荷重変位を計測するために用いたクラッシュカンを示す図であり、図１１（ａ）は、クラッシュカンの斜視図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるＹ１１ｂ−Ｙ１１ｂ線に沿った断面図を示している。図１１に示すように、略矩形状に形成された底面部１０１と、底面部１０１から略直交する方向に延びるとともに矩形閉断面状に形成された壁面部１０２と、壁面部１０２から底面部１０１と平行に外方側に延びるフランジ部１０３とを備え、底面部１０１に２つの開口部１０１ａが形成されるとともに４つのボルト挿通穴１０１ｂが形成され、フランジ部１０３に４つのボルト挿通穴１０３ａが形成された略一定厚さを有するクラッシュカン１００をアルミ合金のダイカスト鋳造によって形成し、このクラッシュカン１００について荷重変位を計測した。

具体的には、クラッシュカン１００のフランジ部１０３を下方から支持した状態で、クラッシュカン１００の底面部１０１に上方から図示しない圧子を一定速度で下降させ、前記圧子を介して、車両衝突時に外部から入力される衝撃荷重を模擬した荷重をクラッシュカン１００に付加し、クラッシュカン１００の荷重変位を調べた。

図１２は、図１１に示すクラッシュカンの荷重変位曲線を示すグラフである。図１２に示すように、クラッシュカン１００については、前記圧子の下降ストロークである変位が小さいときには最大荷重まで変位に伴って荷重が大きくなり、最大荷重を超えると変位が大きくなるにつれて荷重が変動しながら小さくなり、所定変位まで荷重が作用するという荷重変位曲線が得られた。

図１３は、クラッシュカンの荷重変位曲線を説明するための説明図である。クラッシュカン１００の荷重変位曲線の実験結果から、図１３において模式的に示すように、閉断面状に形成された閉断面部を有するクラッシュカン１００は、Ｐ１で示す位置において初期荷重が大きくなり、その後にＰ２で示す位置において変位の増加とともに小さい荷重で変動し、Ｐ３で示す所定変位まで荷重が作用するという荷重変位曲線を有している。

ここで、クラッシュカン１００のエネルギ吸収量は、クラッシュカン１００が潰れることにより吸収できるエネルギであり、荷重と変位との積（斜線ハッチングを施した領域）で表されるものであるので、Ｐ２で示す位置における荷重を大きくすることで、クラッシュカン１００のエネルギ吸収量を増加させてエネルギ吸収性能を向上させることができると考えられる。

以下、本発明の実施形態に係るクラッシュカンについて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るクラッシュカンを示す側面図、図２は、前記クラッシュカンがバンパレインに取り付けられた状態を示す斜視図、図３は、図２におけるＹ３−Ｙ３線に沿った断面図、図４は、前記クラッシュカンを示す斜視図、図５は、図４におけるＹ５ａ−Ｙ５ａ線及びＹ５ｂ−Ｙ５ｂ線に沿った断面図であり、図５（ａ）は、図４におけるＹ５ａ−Ｙ５ａ線に沿った断面図、図５（ｂ）は、図４におけるＹ５ｂ−Ｙ５ｂ線に沿った断面図である。

図１では、車体の右前部に設けられたクラッシュカン１０について示しているが、この図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るクラッシュカン１０は、車体前方側において車幅方向に延びるバンパ（不図示）内に設けられたバンパレイン１と、バンパレイン１の車幅方向端部における車体後方側に配設され、車体前後方向に延びるサイドフレーム５との間に設けられている。

なお、以下の説明では、車体の右前部に設けられたクラッシュカン１０について説明しているが、車体の左前部に設けられるクラッシュカン、車体の右後部に設けられるクラッシュカン及び車体の左後部に設けられるクラッシュカンについても同様に構成されて同様に形成されている。

図２に示すように、バンパレイン１は、車体外方側に位置して略平板状に形成されるバンパレインアウタ２と、車体内方側に位置して断面ハット状に形成されるバンパレインインナ３、具体的には後面部３ａと、後面部３ａの両端から該後面部３ａと略直交する方向に延びる両側の側面部３ｂと、両側の側面部３ｂから後面部３ａと平行に延びるフランジ部３ｃとを備えて断面ハット状に形成されたバンパレインインナ３によって構成されている。

バンパレイン１は、バンパレインインナ３のフランジ部３ｃをバンパレインアウタ２と接合させることにより後面部３ａが車体前後方向内方側に突出して閉断面状に形成され、バンパレインアウタ２とバンパレインインナ３の後面部３ａ及び側面部３ｂとによって形成される閉断面部４を有している。なお、バンパレインインナ２とバンパレインアウタ３とは、例えば鋼板をプレス加工して成形することができる。

一方、サイドフレーム５は、車体前後方向に延びるとともに、車幅方向外方側に位置して断面ハット状に形成されるサイドフレームアウタ６と、車幅方向内方側に位置して断面ハット状に形成されるサイドフレームインナ７とによって閉断面状に形成されている。また、サイドフレーム５の車体前方側に、車体前後方向と略直交する方向に延びる取付プレート８が取り付けられている。なお、サイドフレームアウタ６とサイドフレームインナ７とは、例えば鋼板をプレス加工して成形することができる。

バンパレイン１とサイドフレーム５との間に、具体的にはバンパレイン１の閉断面部４を構成する後面部３ａとサイドフレーム１の端部との間に設けられるクラッシュカン１０は、バンパレイン１に入力された荷重を吸収するためものであり、車体前後方向に延びるとともに車体前後方向と略直交する方向において矩形閉断面状に形成される壁面部１２と、該壁面部１２の車体前後方向における一方の端部に設けられる底面部１５（図３参照）と、該壁面部１２の車体前後方向における他方の端部に設けられるフランジ部１７とを備えている。

クラッシュカン１０の壁面部１２は、図３に示すように、バンパレイン１に取り付けられた際にサイドフレーム５側からバンパレイン１側に向けて先細り状に形成されるとともに略一定の所定厚さを有するように形成されているが、壁面部１２には、２つの鋼製部材１３、１４が一体的に形成されている。

鋼製部材１３は、図４に示すように、所定幅を有して略平板状に形成され、クラッシュカン１０の軸方向である車体前後方向と略直交する方向において壁面部１２の全周に亘って環状に形成されている。鋼製部材１４についても同様に、所定幅を有して略平板状に形成され、車体前後方向と略直交する方向において壁面部１２の全周に亘って環状に形成されている。

鋼製部材１３と鋼製部材１４とはそれぞれ、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、鋼製部材１３、１４の車体前後方向中央部がその車体前後方向両端部に比して鋼製部材１３、１４の外方側に突出し、車体前後方向における断面がクラッシュカン１０の内方側から外方側に向かって凸状に湾曲して形成されている。

また、鋼製部材１３と鋼製部材１４とはそれぞれ、壁面部１２の車体前後方向内方側に設けられ、互いに所定距離離間した状態で設けられている。なお、鋼製部材１３、１４は、後述するようにクラッシュカン１０をアルミ合金のダイカスト鋳造によって形成する際に、予め成形型の所定位置に挿入しておくことで、壁面部１２に鋼製部材１３、１４を鋳込んで一体的に形成することができる。

クラッシュカン１０の底面部１５は、壁面部１２の車体前後方向における一方の端部において車体前後方向と略直交する方向に延び、壁面部１２内の空間を塞ぐように略矩形状に形成されている。底面部１５にはまた、２つの開口部１５ａが形成されるとともにクラッシュカン１０をバンパレイン１に取り付けるための４つのボルト挿通穴１５ｂが形成されている。

図３に示すように、クラッシュカン１０の底面部１５をバンパレイン１の閉断面部４、具体的にはバンパレインインナ３の後面部３ａに当接させ、クラッシュカン１０の底面部１５とバンパレインインナ２とをボルトＢ１及びナットＮ１を用いて相互に締結させることにより、クラッシュカン１０の底面部１５がバンパレイン１と結合され、クラッシュカン１０がバンパレイン１に取り付けられている。なお、バンパレインインナ３には、ボルトＢ１を挿通させるためのボルト挿通穴が形成されている。

一方、クラッシュカン１０のフランジ部１７は、壁面部１２の車体前後方向における他方の端部において車体前後方向と略直交する方向に外方側に延び、略矩形状に形成されている。フランジ部１７はまた、その中央に壁面部１２の形状に対応して矩形状の開口部１７ａが形成されるとともに、その外方側にクラッシュカン１０をサイドフレーム５に取り付けるための４つのボルト挿通穴１７ｂが形成されている。

そして、図１に示すように、クラッシュカン１０のフランジ部１７をサイドフレーム５の取付プレート８に当接させ、クラッシュカン１０のフランジ部１７とサイドフレーム５とがボルトＢ２及びナットＮ２を用いて締結させることにより、クラッシュカン１０のフランジ部１７がサイドフレーム５と結合され、クラッシュカン１０がサイドフレーム５の端部に取り付けられている。なお、サイドフレーム５の取付プレート８には、ボルトＢ２を挿通させるためのボルト挿通穴が形成されている。

このようにして、クラッシュカン１０は、壁面部１２の車体前後方向における一方の端部にバンパレイン１と結合される底面部１５（第１面部）を備えるとともに壁面部１２の車体前後方向における他方の端部にサイドフレーム５と結合されるフランジ部１７（第２面部）を備え、車体前後方向に延びるサイドフレーム５の端部と車幅方向に延びるバンパレイン１との間に設けられている。

次に、本実施形態に係るクラッシュカンの製造について説明する。
図６は、前記クラッシュカンを成形するための成形型を示す断面図である。図６に示すように、本実施形態に係るクラッシュカン１０をアルミ合金のダイカスト鋳造によって形成する際には、クラッシュカン１０の形状に応じて形成されたキャビティＳを有する成形型２０を備えた高真空ダイカスト鋳造装置を用いて形成され、成形型２０は、固定型２１と該固定型２１に対して開閉可能に構成される可動型２５とを備えている。

成形型２０の固定型２１は、クラッシュカン１０の外面形状に応じて凹状に窪んで形成されたキャビティ面２１ａを備えている。また、図示されていないが、固定型２１には、４本の固定ピンが挿入され、クラッシュカン１０の底面部１５に形成されるボルト挿通穴１５ｂに対応するキャビティ面２１ａの一部が前記固定ピンの先端部によって形成されている。

一方、成形型２０の可動型２５は、クラッシュカン１０の内面形状に応じて形成されたキャビティ面２５ａを備え、キャビティ面２５ａの一部は、クラッシュカン１０の壁面部１２に対応して断面矩形状に且つ先細り状に形成された略四角錐台状の突出部２５ｂによって形成されている。可動型２５にはまた、図示しない４本の固定ピンが挿入され、クラッシュカン１０のフランジ部１７に形成されるボルト挿通穴１７ｂに対応するキャビティ面２５ａの一部が前記固定ピンの先端部によって形成されている。

本実施形態ではまた、成形型２０の可動型２５には、突出部２５ｂの外周面に、図６に示すように、環状に形成されるとともにその内方側から外方側に向かって凸状に形成された断面を有する２つの鋼製部材１３、１４が互いに離間して所定位置に配置される。なお、２つの鋼製部材１３、１４は、成形型２０にセットする前に予め所定形状に形成されている。

このようにして形成される成形型２０を備えた高真空ダイカスト鋳造装置を用いて、離型剤をキャビティ面２１ａ、２５ａに塗布した後に固定型２１と可動型２５とを型閉めすることにより成形型２０内に鋼製部材１３、１４を挿入した状態でクラッシュカン１０の形状に応じたキャビティＳを形成し、該キャビティＳに図示しない注入手段によってアルミ合金を注入し、所定時間経過後に成形型２０を型開きして、壁面部１２に環状の鋼製部材１３、１４が鋳込まれたクラッシュカン１０を形成した。

具体的には、型閉め力５００トンの高真空ダイカスト鋳造装置を使用し、鋳造条件として、プランジャ速度を１．５ｍ／ｓ、キャビティＳ内の真空度を９８ｋＰａ、成形型２０の温度を１５０〜１６０℃に設定してダイカスト鋳造を行った。また、アルミ合金材料として、Ｍｎ：１．５６％、Ｓｉ：０．２２％、Ｃｕ：０．０５％、Ｍｇ：０．１６％、Ｆｅ：０．６５％、Ｔｉ：０．１５％、残部がＡｌ及び不可避的不純物である化学成分組成を有するものを用いて行った。

前記アルミ合金材料を用いて前記条件について製造したものについて、機械的特性を評価すると、０．２％耐力が約８０ＭＰａ、引張強さが約１６０ＭＰａ、伸びが約２５％である機械的特性が得られた。なお、前記機械的特性を有するアルミ合金材料は、クラッシュカン１０に衝撃荷重が作用する場合においても割れを抑制することができ、好適に潰れてエネルギを吸収することができる。

また、本実施形態では、前記条件でアルミ合金のダイカスト鋳造によって形成したクラッシュカン１０について、荷重変位を計測する試験を行った。前述したクラッシュカン１００の試験と同様に、クラッシュカン１０のフランジ部１７を下方から支持した状態で、クラッシュカン１０の底面部１５に上方から図示しない圧子を一定速度で下降させ、前記圧子を介して、車両衝突時に外部から入力される衝撃荷重を模擬した荷重をクラッシュカン１０に付加し、クラッシュカン１０の荷重変位を調べた。

図７は、前記クラッシュカンの荷重変位曲線を示すグラフであり、図７では、クラッシュカン１０の荷重変位曲線を実線で示し、前述したクラッシュカン１００の荷重変位曲線ンを一点鎖線で示している。なお、クラッシュカン１０は、クラッシュカン１００と同一の材料を用いて形成され、壁面部１２に２つの鋼製部材１３、１４が鋳込まれていること以外は同様に形成されている。

図７に示すように、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成されたクラッシュカン１０では、クラッシュカン１００の場合と同様に略等しい初期荷重を有しているが、クラッシュカン１００では変位が大きくなると荷重が大きく低下しているのに対してクラッシュカン１０では変位が大きくなっても荷重の低下が小さく、クラッシュカン１００に比べてクラッシュカン１０に作用する荷重が高くなっていることが分かった。また、クラッシュカン１０では、クラッシュカン１００に比べて荷重の変動が少なくなることが分かった。

このように、クラッシュカン１０の壁面部１２に、環状に形成される鋼製部材１３、１４を鋳込むことにより、クラッシュカン１０が車体前後方向に急速に潰れてしまうことを抑制してクラッシュカン１０に作用する荷重を高めることができ、クラッシュカン１０のエネルギ吸収量を増加させてエネルギ吸収性能を向上させることができる。また、クラッシュカン１０に作用する荷重の変動を少なくすることができ、クラッシュカン１０の座屈変形を安定化させ、エネルギ吸収性能を更に高めることができる。

なお、前述した実施形態では、クラッシュカン１０の壁面部１２に車体前後方向と略直交する方向において環状に形成される２つの鋼製部材１３、１４が鋳込まれているが、クラッシュカン１０の壁面部１２に１つの鋼製部材を鋳込むようにしてもよく、また、３つ以上の鋼製部材を鋳込むようにしてもよい。

このように、本実施形態に係るクラッシュカン１０は、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成することにより軽量化を図りつつ、車体前後方向に延びるとともに閉断面状に形成される壁面部１２に、環状に形成される少なくとも１つの鋼製部材１３、１４を鋳込むことにより、車両衝突時などにバンパレイン１を通じてクラッシュカン１０に荷重が入力された際に、クラッシュカン１０がエネルギ吸収を十分に行うことなく車体前後方向に急速に潰れてしまうことを抑制してクラッシュカン１０に作用する荷重を高めることができ、クラッシュカン１０のエネルギ吸収量を増加させてエネルギ吸収性能を向上させることができる。また、壁面部１２に鋳込まれた鋼製部材１３、１４によって、クラッシュカン１０に作用する荷重の変動を少なくすることができ、クラッシュカン１０の座屈変形を安定化させ、エネルギ吸収性能を更に高めることができる。

また、鋼製部材１３、１４の車体前後方向における断面が、クラッシュカン１０の内方側から外方側に向かって凸状に形成されていることにより、鋼製部材１３、１４の剛性を有効に高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。

図８は、本発明の第２実施形態に係るクラッシュカンを示す断面図である。本発明の第２実施形態に係るクラッシュカン３０は、本発明の第１実施形態に係るクラッシュカン１０と、壁面部１２に鋳込まれる環状の鋼製部材の断面がクラッシュカン１０の外方側から内方側に向かって凸状に形成されていること以外は同様であるので、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。なお、図８では、図５（ａ）に対応する断面について示している。

図８に示すように、クラッシュカン３０においても、クラッシュカン１０と同様に、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成され、壁面部１２に車体前後方向と略直交する方向において環状に形成される２つの鋼製部材３３、３４が鋳込まれているが、クラッシュカン３０では、鋼製部材３３、３４の車体前後方向中央部がその車体前後方向両端部に比して鋼製部材３３、３４の内方側に突出し、鋼製部材３３、３４の車体前後方向における断面がクラッシュカン１０の外方側から内方側に向かって凸状に湾曲して形成されている。

クラッシュカン３０においても、クラッシュカン３０をアルミ合金のダイカスト鋳造によって形成する際に、予め成形型の所定位置に鋼製部材３３、３４を挿入しておくことで、具体的には成形型２０の可動型２５の突出部２５ｂの外周面に鋼製部材３３、３４を互いに離間して配置しておくことで、壁面部１２に鋼製部材３３、３４を一体的に形成することができる。

このようにして形成される第２実施形態に係るクラッシュカン３０においても、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成することにより軽量化を図りつつ、車体前後方向に延びるとともに閉断面状に形成される壁面部１２に、環状に形成される鋼製部材３３、３４を鋳込むことにより、クラッシュカン３０に作用する荷重を高めることができ、クラッシュカン３０のエネルギ吸収量を増加させてエネルギ吸収性能を向上させることができるとともにクラッシュカン３０に作用する荷重の変動を少なくすることができ、クラッシュカン３０の座屈変形を安定化させ、エネルギ吸収性能を更に高めることができる。

また、鋼製部材３３、３４の車体前後方向における断面が、クラッシュカン３０の外方側から内方側に向かって凸状に形成されていることにより、鋼製部材３３、３４の剛性を有効に高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。

なお、第１実施形態及び第２実施形態に係るクラッシュカン１０、３０では、２つの鋼製部材１３、１４、３３、３４の車体前後方向の断面がそれぞれ同一形状を有しているが、壁面部１２に少なくとも２つ以上の環状の鋼製部材が鋳込まれる場合に、クラッシュカンの外方側から内方側に向かって凸状に形成される断面を有する環状の鋼製部材とクラッシュカンの内方側から外方側に向かって凸状に形成される断面を有する環状の鋼製部材とを組み合わせて用いることも可能である。

図９は、本発明の第３実施形態に係るクラッシュカンを示す斜視図、図１０は、図９におけるＹ１０ａ−Ｙ１０ａ線及びＹ１０ｂ−Ｙ１０ｂ線に沿った断面図であり、図１０（ａ）は、図９におけるＹ１０ａ−Ｙ１０ａ線に沿った断面図、図１０（ｂ）は、図９におけるＹ１０ｂ−Ｙ１０ｂ線に沿った断面図である。なお、図９では、図を見やすくするために、環状の鋼製部材１３、１４の一部を省略して示している。

本発明の第３実施形態に係るクラッシュカン５０は、本発明の第１実施形態に係るクラッシュカン１０と、底面部１５から壁面部１２を通じてフランジ部１７まで延びる鋼製部材５６がさらに鋳込まれていること以外は同様であるので、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

図９及び図１０に示すように、クラッシュカン５０においても、クラッシュカン１０と同様に、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成され、壁面部１２に車体前後方向と略直交する方向において環状に形成される２つの鋼製部材１３、１４が鋳込まれているが、クラッシュカン５０ではさらに、壁面部１２の車体前後方向に延びる１つの面部１２ａに底面部１５から壁面部１２を通じてフランジ部１７まで延びる鋼製部材５６がさらに鋳込まれている。

この鋼製部材５６は、所定幅を有して略平板状に形成され、底面部１５内において該底面部１５に沿って平行に延びる第１フランジ部５６ａと、フランジ部１７内において該フランジ部１７に沿って平行に延びる第２フランジ部５６ｂと、壁面部１２内において該壁面部１２に沿って車体前後方向に延び、第１フランジ部５６ａと第２フランジ部５６ｂとを連結する連結部５６ｃとを備えている。

鋼製部材５６の連結部５６ｃはまた、環状に形成される２つの鋼製部材１３、１４と交差して設けられ、２つの鋼製部材１３、１４との交差点ＳＷにおいてスポット溶接によって２つの鋼製部材１３、１４と接合されている。なお、本実施形態では、鋼製部材５６の連結部５６ｃは、鋼製部材１３、１４に対してクラッシュカン１０の外方側に設けられているが、クラッシュカン１０の内方側に設けるようにすることも可能である。

クラッシュカン５０においても、クラッシュカン５０をアルミ合金のダイカスト鋳造によって形成する際には、鋼製部材１３、１４と鋼製部材５６とを予め接合し、この接合された鋼製部材１３、１４、５６を予め成形型の所定位置に挿入しておくことで、具体的には成形型２０の可動型２５の突出部２５ｂの外周面に配置しておくことで、壁面部１２に鋼製部材１３、１４を鋳込むとともに底面部１５、壁面部１２及びフランジ部１７に鋼製部材５６を鋳込んで一体的に形成することができる。

このようにして形成される第３実施形態に係るクラッシュカン５０においても、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成することにより軽量化を図りつつ、車体前後方向に延びるとともに閉断面状に形成される壁面部１２に、環状に形成される鋼製部材１３、１４を鋳込むことにより、クラッシュカン５０に作用する荷重を高めることができ、クラッシュカン５０のエネルギ吸収量を増加させてエネルギ吸収性能を向上させることができるとともにクラッシュカン５０に作用する荷重の変動を少なくすることができ、クラッシュカン５０の座屈変形を安定化させ、エネルギ吸収性能を更に高めることができる。

また、クラッシュカン５０は、バンパレイン１と結合される底面部１５を備えるとともにサイドフレーム５と結合されるフランジ部１７を備え、底面部１５、壁面部１２及びフランジ部１７に、鋼製部材１３、１４と交差して底面部１５から壁面部１２を通じてフランジ部１７まで延びる鋼製部材５６を鋳込むことにより、車両衝突時などにバンパレイン１を通じてクラッシュカン５０に荷重が入力される際に、クラッシュカン５０が破壊することによってクラッシュカン５０やバンパレイン１がサイドフレーム５から脱落することを防止することができ、前記効果をより有効に奏することができる。

なお、本発明は、例示された実施の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いて、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。

以上のように、本発明によれば、車体前後方向に延びるサイドフレームと車幅方向に延びるバンパレインとの間にクラッシュカンが設けられた車両において、軽量化を図りつつエネルギ吸収性能を向上させることができることが可能となるから、この種の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１ バンパレイン
５ サイドフレーム
１０、３０、５０ クラッシュカン
１２ 壁面部
１３、１４、３３、３４ 鋼製部材（第１の鋼製部材）
１５ 底面部（第１面部）
１７ フランジ部（第２面部）
５６ 鋼製部材（第２の鋼製部材）

Claims (3)

1. 車体前後方向に延びるサイドフレームの端部と車幅方向に延びるバンパレインとの間に設けられ、該バンパレインに入力された荷重を吸収するためのクラッシュカンであって、
   前記クラッシュカンは、アルミ合金のダイカスト鋳造によって形成され、車体前後方向に延びるとともに車体前後方向と略直交する方向において閉断面状に形成される壁面部を備え、該壁面部に、車体前後方向と略直交する方向において環状に形成される少なくとも１つの第１の鋼製部材が鋳込まれている、
   ことを特徴とするダイカストアルミ合金製クラッシュカン。
2. 前記第１の鋼製部材の車体前後方向における断面が、前記クラッシュカンの内方側から外方側に向かって凸状に又は前記クラッシュカンの外方側から内方側に向かって凸状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のダイカストアルミ合金製クラッシュカン。
3. 前記クラッシュカンは、前記壁面部の車体前後方向における一方の端部に前記バンパレインと結合される第１面部を備えるとともに前記壁面部の車体前後方向における他方の端部に前記サイドフレームと結合される第２面部を備え、前記第１面部、前記壁面部及び前記第２面部に、前記第１の鋼製部材と交差して前記第１面部から前記壁面部を通じて前記第２面部まで延びる第２の鋼製部材が鋳込まれている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイカストアルミ合金製クラッシュカン。

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