JP2015196465A - フレーム構造体及びフレーム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造体単体の衝突時のエネルギー吸収性能を調節することができるフレーム構造体及びフレーム装置を得る。【解決手段】フレーム構造体１２は、芯部１４と、芯部１４の外周側を囲む位置に設けられたフレーム本体部１６と、を含んで構成されている。芯部１４に設けられた変位機構２０は、移動部材１８を支持している。移動部材１８は、芯部１４の外周側の所定位置である第一位置１８Ｘと、フレーム本体部１６を芯部１４の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を第一位置１８Ｘの状態のときよりも芯部１４から離間させる第二位置１８Ｙと、の間で変位可能とされている。変位機構２０は、作動することによって、移動部材１８を、第一位置１８Ｘと第二位置１８Ｙとの間で変位させると共に、移動部材１８がフレーム本体部１６を押圧する場合の反力を芯部１４に支持させる。【選択図】図１

Description

本発明は、フレーム構造体及びフレーム装置に関する。

下記特許文献１には、衝突予知時にバンパを衝突物方向に向けて突出させて衝突安全性能を高める技術が開示されている。また、下記特許文献２には、衝撃検知時にアクチュエータを上方に伸張させることでフードを跳ね上げて衝撃の緩和機能を高める技術が開示されている。これらの技術によれば、変形ストロークが長くなるのでエネルギー吸収性能が向上している。

特許第４４４１７５８号公報 特開２０１３−２４１１３６号公報

しかしながら、上記の技術は、バンパやフードといった構造体単体の衝突時のエネルギー吸収性能を調節するものではない。

本発明は、上記事実を考慮して、構造体単体の衝突時のエネルギー吸収性能を調節することができるフレーム構造体及びフレーム装置を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明のフレーム構造体は、芯部と、前記芯部の外周側を囲む位置に設けられたフレーム本体部と、前記芯部の外周側の所定位置である第一位置と、前記フレーム本体部を前記芯部の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を前記第一位置の状態のときよりも前記芯部から離間させる第二位置と、の間で変位可能な移動部材と、前記芯部に設けられて前記移動部材を支持し、作動することによって前記移動部材を前記第一位置と前記第二位置との間で変位させると共に、前記移動部材が前記フレーム本体部を押圧する場合の反力を前記芯部に支持させる変位機構と、を有する。

上記構成によれば、移動部材は、芯部の外周側の所定位置である第一位置と、フレーム本体部を芯部の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を第一位置の状態のときよりも芯部から離間させる第二位置と、の間で変位可能となっており、変位機構に支持されている。変位機構は、芯部に設けられ、作動することによって移動部材を第一位置と第二位置との間で変位させると共に移動部材がフレーム本体部を押圧する場合の反力を芯部に支持させる。これにより、芯部の外周側を囲む位置に設けられたフレーム本体部が、芯部を中心とする半径方向に変位することで、フレーム構造体の剛性が変化し、フレーム構造体の衝突時のエネルギー吸収性能が変化する。

請求項２に記載する本発明のフレーム構造体は、請求項１記載の構成において、前記フレーム本体部は、互いに平行に並設された複数の長尺部材で構成されている。

上記構成によれば、互いに平行に並設された複数の長尺部材がフレーム本体部として芯部の外周側を囲む位置に設けられており、これら複数の長尺部材が芯部を中心とする半径方向に変位することで、フレーム構造体の剛性が変化する。

請求項３に記載する本発明のフレーム構造体は、請求項１記載の構成において、前記フレーム本体部は、筒状に形成された筒状部材とされ、前記芯部は、前記筒状部材の軸心部に設けられている。

上記構成によれば、フレーム本体部としての筒状部材の軸心部に芯部が設けられており、筒状部材が芯部を中心とする半径方向に変位することで、フレーム構造体の剛性が変化する。

請求項４に記載する本発明のフレーム構造体は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の構成において、前記移動部材は、前記フレーム本体部と結合されている。

上記構成によれば、移動部材がフレーム本体部と結合されているので、移動部材の変位に連動させてフレーム本体部の断面形状を変化させることができる。

請求項５に記載する本発明のフレーム構造体は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の構成において、前記移動部材は、前記芯部の外周側の周方向に複数設けられ、複数の前記移動部材がそれぞれ前記第一位置から前記第二位置に変位することで、前記フレーム本体部を放射状に押し広げる。

上記構成によれば、複数の移動部材がそれぞれ第一位置から第二位置に変位することで、フレーム本体部が放射状に押し広げられるので、フレーム構造体は、その軸方向に交差する種々の方向からの荷重に対する曲げ剛性が高められる。

請求項６に記載する本発明のフレーム構造体は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記移動部材は、前記第一位置と前記第二位置との間の移動方向を軸方向として配置された第一ネジ部材とされ、前記変位機構は、モータと、前記第一ネジ部材に形成された第一ネジ部と、前記第一ネジ部材と同軸に配置され、前記第一ネジ部に螺合する第二ネジ部が形成されると共に、前記モータの駆動によって自らの軸回りに回転する第二ネジ部材と、前記第一ネジ部材の回転を阻止しながら前記第一ネジ部材をその軸方向に沿った直線方向へ案内するガイド部と、を備える。

上記構成によれば、第二ネジ部材は、モータの駆動により、自らの軸回りに回転すると共にその回転力を第一ネジ部材に与える。移動部材を構成する第一ネジ部材は、ガイド部により、回転が阻止されながら第一ネジ部材の軸方向に沿った直線方向へ案内される。これによって、第一ネジ部材は、第一位置と第二位置との間を移動する。また、第一ネジ部材の第一ネジ部と第二ネジ部材の第二ネジ部とが螺合されているので、例えば、第一ネジ部材が第二位置に配置された場合であってもフレーム本体部の断面形状が効果的に保持される。

請求項７に記載する本発明のフレーム構造体は、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の構成において、前記第一位置と前記第二位置との間の移動方向を軸方向として配置された前記移動部材としての移動軸部材と、前記移動軸部材が挿し込まれる孔部が貫通形成されると共に、前記芯部に対して相対移動不能に設けられた支持板部と、前記移動軸部材にその半径方向に出没可能に設けられ、突出状態において前記芯部の側から離間する方向へ向けて前記移動軸部材の軸心の側に傾斜した傾斜面を備え、前記移動軸部材が前記第一位置にある状態では、前記支持板部に対して前記芯部の側に配置されると共に、前記移動軸部材が前記第二位置にある状態では、前記支持板部に対して前記芯部の側とは反対側に配置されて前記支持板部の側に向けられた端面が前記孔部の外周縁部に対面する爪状部と、前記爪状部を前記移動軸部材の半径方向外側に付勢する付勢部と、を有する。

上記構成によれば、移動軸部材が第一位置にある場合、爪状部が支持板部に対して芯部の側に配置される。移動軸部材が第一位置から第二位置へ変位する過程で爪状部が孔部を通過する場合には、爪状部の傾斜面が孔部に当たることで、爪状部は付勢部の付勢力に抗して移動軸部材の変形方向内側に向けて退避される。また、移動軸部材が第一位置から変位して第二位置にある場合、爪状部が支持板部に対して芯部の側とは反対側に配置され、爪状部において支持板部の側に向けられた端面が孔部の外周縁部に対面する。このとき、爪状部は、付勢部により、移動軸部材の半径方向外側に付勢されているので、移動軸部材は第二位置において抜け止めされ、フレーム本体部の断面形状が保持される。

請求項８に記載する本発明のフレーム構造体は、請求項２を引用する請求項７記載の構成において、前記長尺部材は、筒状に形成された筒状部材で構成され、前記支持板部は、前記筒状部材において前記芯部の側に配置された内側板部で構成されている。

上記構成によれば、移動軸部材が第一位置にある場合、爪状部がフレーム本体部（長尺部材）としての筒状部材の内側板部に対して芯部の側に配置される。移動軸部材が第一位置から第二位置へ変位する過程で爪状部が筒状部材の内側板部の孔部を通過する場合には、爪状部の傾斜面が孔部に当たることで、爪状部は付勢部の付勢力に抗して移動軸部材の変形方向内側に向けて退避される。また、移動軸部材が第一位置から変位して第二位置にある場合、爪状部が筒状部材の内側板部に対して芯部の側とは反対側に（つまり、筒状部材の中に）配置されて爪状部にて筒状部材の内側板部の側に向けられた端面が孔部の外周縁部に対面する。このとき、爪状部は、付勢部により、移動軸部材の半径方向外側に付勢されているので、移動軸部材は第二位置において抜け止めされる。

請求項９に記載する本発明のフレーム装置は、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のフレーム構造体で構成された車体骨格部と、車両の衝突検知及び衝突予知の少なくとも一方をしてその信号を出力する緊急状態認知部と、前記緊急状態認知部からの信号に基づいて、前記第一位置に配置された前記移動部材を前記第二位置の方向へ変位させるように前記変位機構を制御する制御部と、を有する。

上記構成によれば、制御部は、緊急状態認知部からの信号に基づいて、第一位置に配置された移動部材を第二位置の方向へ変位させるように変位機構を制御する。これにより、フレーム本体部が芯部を中心とする半径方向外側に変位することで、フレーム構造体の剛性が高められ、フレーム構造体の衝突時のエネルギー吸収性能が向上する。

以上説明したように、本発明によれば、構造体単体の衝突時のエネルギー吸収性能を調節することができるという優れた効果を有する。

本発明の第１の実施形態に係るフレーム構造体を示す半断面の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るフレーム構造体の一部を示す拡大断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るフレーム構造体の一部を拡大断面で示す作用図である。図３（Ａ）は移動部材が第一位置にある状態を示す。図３（Ｂ）は移動部材が第二位置にある状態を示す。 本発明の第４の実施形態に係るフレーム構造体の一部を断面で示す作用図である。図４（Ａ）は移動部材が第一位置にある状態を示す。図４（Ｂ）は移動部材が第二位置にある状態を示す。 本発明の第５の実施形態に係るフレーム構造体の一部を拡大断面で示す作用図である。図５（Ａ）は移動軸部材が第一位置にある状態を示す。図５（Ｂ）は移動軸部材が第二位置にある状態を示す。 本発明の第６の実施形態に係るフレーム構造体の一部を斜視で示す作用図である。図６（Ａ）は移動部材が第一位置にある状態を示す。図６（Ｂ）は移動部材が第二位置にある状態を示す。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るフレーム構造体及びフレーム装置について図１を用いて説明する。

図１には、本実施形態に係るフレーム構造体１２が半断面の斜視図で示されると共に、フレーム構造体１２を備えたフレーム装置１０の概略構成が示されている。図１に示されるフレーム構造体１２は、一例として車体骨格部としてのロッカ（「サイドシル」ともいう。）を構成している。ロッカは、車体側部のドア開口部の下縁側に車体前後方向を長手方向として配置されている。

フレーム構造体１２は、棒軸状（一例として円柱状）の芯部１４と、芯部１４の外周側を囲む位置に設けられたフレーム本体部１６と、を含んで構成されている。フレーム本体部１６は、筒状（一例として円筒状）に形成された筒状部材とされ、芯部１４は、フレーム本体部１６の軸心部に設けられている。

なお、芯部１４は、本実施形態では、一例として、円柱状に形成されているが、例えば、多角柱状等、筒状、ブロック状等のような他の形状に形成されてもよい。また、フレーム本体部１６は、本実施形態では、一例として、円筒状に形成されているが、例えば矩形筒状等のような他の筒形状に形成されてもよい。芯部１４及びフレーム本体部１６は、金属製（例えば、鉄鋼製、アルミニウム合金製等、本実施形態では一例として鉄鋼製）とされている。但し、芯部１４及びフレーム本体部１６は、例えば繊維強化樹脂製等のように金属製以外とされてもよい。

フレーム本体部１６の内側には、棒状の移動部材１８、及びその変位用の変位機構２０が、フレーム本体部１６の半径方向に対で配設されており、これらの移動部材１８及び変位機構２０は、芯部１４の外周側の周方向に複数（本実施形態では一例として三対）設けられている。なお、図１では、移動部材１８及び変位機構２０の構成を分かりやすく示すために、図中右側の移動部材１８及び変位機構２０の対については断面図で示し、その他の移動部材１８及び変位機構２０の対については正面図で示している。

変位機構２０は、芯部１４に設けられて移動部材１８を支持している。移動部材１８は、芯部１４の外周側の所定位置である第一位置１８Ｘと、フレーム本体部１６を芯部１４の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を第一位置１８Ｘの状態のときよりも芯部１４から離間させる第二位置１８Ｙ（二点鎖線で図示）と、の間で変位可能とされている。移動部材１８は、第一ネジ部材としての雌ネジ部材とされ、第一位置１８Ｘと第二位置１８Ｙとの間の移動方向を軸方向として配置されている。

また、変位機構２０は、芯部１４の外周部に固定されたモータ２２と、棒状の第二ネジ部材としての雄ネジ部材２４を備えると共に、移動部材１８に形成された第一ネジ部としての雌ネジ部１８Ａと、ガイド部２６と、を備えている。雄ネジ部材２４は、移動部材１８と同軸に配置され、雌ネジ部１８Ａに螺合する第二ネジ部としての雄ネジ部２４Ａが形成されている。さらに、雄ネジ部材２４は、その基端部２４Ｂがモータ２２の出力軸２２Ａに接続されており、モータ２２の駆動によって自らの軸回りに回転するようになっている。

また、ガイド部２６は、移動部材１８の外周側に配置された複数のガイドレール部２８と、移動部材１８の外周部に形成された複数のスライド部１８Ｂと、を備えている。ガイドレール部２８は、ガイドレール部２８と一体に形成された連結部３０を介して芯部１４に固定され、移動部材１８の側に向けて開口した溝部２８Ａを備えており、溝部２８Ａは、移動部材１８の軸方向に沿って延びている。これに対して、スライド部１８Ｂは、移動部材１８の半径方向外側に凸とされて移動部材１８の軸方向に沿って延びており、溝部２８Ａ内を摺動可能とされている。これらにより、ガイド部２６は、移動部材１８の回転を阻止しながら移動部材１８をその軸方向に沿った直線方向へ案内するようになっている。

以上により、変位機構２０は、モータ２２の駆動力で作動することによって、移動部材１８を、第一位置１８Ｘと第二位置１８Ｙとの間で変位させると共に、移動部材１８がフレーム本体部１６を押圧する場合の反力を芯部１４に支持させるように構成されている。また、変位機構２０の作動によって、複数の移動部材１８がそれぞれ第一位置１８Ｘから第二位置１８Ｙに変位することで、フレーム本体部１６を放射状に押し広げるようになっている。なお、図中では、放射状に押し広げられた状態のフレーム本体部１６を二点鎖線で示している。

変位機構２０のモータ２２は、制御部３２に接続されており、制御部３２は、緊急状態認知部としての判定装置３４に接続されている。判定装置３４は、一例として、いずれも図示しない加速度センサ及びミリ波レーダーを備えると共に、これらが図示しない衝突判定部に接続されている。加速度センサ及びミリ波レーダーは、共に車両側部に配置されている。加速度センサは、加速度を検出し、ミリ波レーダーは、車体側方を電波によりスキャンして障害物等を検出する。そして、衝突判定部は、加速度センサからの入力信号に基づいて自車両の（障害物等との）衝突検知を行うと共に、ミリ波レーダーからの入力信号に基づいて自車両の（障害物等との）衝突予知を行う。すなわち、判定装置３４は、車両の衝突検知（本実施形態では側面衝突の検知）及び衝突予知（本実施形態では側面衝突の予知）の両方が可能とされている。そして、判定装置３４は、衝突検知をした場合に衝突検知の信号を出力し、衝突予知をした場合に衝突予知の信号を出力する。

判定装置３４に接続された制御部３２は、判定装置３４からの入力信号に基づいて、第一位置１８Ｘに配置された移動部材１８を第二位置１８Ｙの方向へ変位させるように変位機構２０を制御する。

（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。

移動部材１８は、芯部１４の外周側の所定位置である第一位置１８Ｘと、フレーム本体部１６を芯部１４の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を第一位置１８Ｘの状態のときよりも芯部１４から離間させる第二位置１８Ｙと、の間で変位可能となっており、変位機構２０に支持されている。変位機構２０は、芯部１４に支持され、作動することによって移動部材１８を第一位置１８Ｘと第二位置１８Ｙとの間で変位させると共に、移動部材１８がフレーム本体部１６を押圧する場合の反力を芯部１４に支持させる。

変位機構２０の作用について具体的に説明すると、まず、モータ２２が駆動することにより、雄ネジ部材２４は、自らの軸回りに回転すると共にその回転力を移動部材１８に与える。移動部材１８は、ガイド部２６（ガイドレール部２８及びスライド部１８Ｂ）により、回転が阻止されながら移動部材１８の軸方向に沿った直線方向へ案内され、第一位置１８Ｘと第二位置１８Ｙとの間を移動する。

これにより、芯部１４の外周側を囲む位置に設けられた筒状のフレーム本体部１６が、その軸心部に設けられた芯部１４を中心とする半径方向に変位して断面形状（断面の大きさ）を変化させることで、フレーム構造体１２の断面剛性が変化し、フレーム構造体１２の衝突時のエネルギー吸収性能が変化する。また、移動部材１８の雌ネジ部１８Ａが雄ネジ部材２４の雄ネジ部２４Ａに螺合されているので、フレーム本体部１６の断面形状は安定的に保持される。

また、本実施形態では、移動部材１８が芯部１４の外周側の周方向に複数設けられており、複数の移動部材１８がそれぞれ第一位置１８Ｘから第二位置１８Ｙに変位することで、フレーム本体部１６が放射状に押し広げられる。このため、フレーム構造体１２は、その断面形状が相似状に大きくなり、その軸方向に交差する種々の方向からの荷重に対する曲げ剛性が高められる。

また、本実施形態では、判定装置３４からの入力信号に基づいて、制御部３２は、第一位置１８Ｘに配置された移動部材１８を第二位置１８Ｙの方向へ変位させるように変位機構２０を制御する。これにより、フレーム本体部１６が芯部１４を中心とする半径方向外側に変位することで、フレーム構造体１２の剛性が高められ、フレーム構造体１２の衝突時のエネルギー吸収性能が向上する。補足すると、衝突時には曲げ応力集中部でのフレーム本体部１６の局所変形（断面崩れ）を低減することができるので、荷重を効果的に伝達しながら衝突時のエネルギーを吸収することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、構造体単体の衝突時のエネルギー吸収性能を調節することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図２を用いて説明する。図２には、本実施形態に係る車体骨格部を構成するフレーム構造体４２の一部が芯部１４の軸方向に直交する拡大断面図で示されると共に、フレーム構造体４２を備えたフレーム装置４０の概略構成が示されている。この図に示されるように、フレーム構造体４２及びフレーム装置４０は、モータ２２の出力軸２２Ａと雄ネジ部材２４の基端部２４Ｂとの間に駆動力伝達部としてギア列４６が介在される点で第１の実施形態とは異なる。

他の構成は、概ね第１の実施形態と同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。なお、図示を省略するが、移動部材１８は、図２の紙面手前側及び紙面奥側にスライド部（１８Ｂ）を備えており、ガイド部２６は、これらのスライド部（１８Ｂ）が摺動するガイドレール部（２８）を備えている。

図２に示されるように、ギア列４６は、モータ２２の出力軸２２Ａに同軸に固着された第一ギア４６Ａと、この第一ギア４６Ａと噛み合って雄ネジ部材２４の基端部２４Ｂに同軸に固着された第二ギア４６Ｂと、を備えている。第二ギア４６Ｂは、第一ギア４６Ａに比べて大径とされている。第二ギア４６Ｂに設けられた軸部４７は、芯部１４に固定された軸受４８に回転自在に支持されている。本実施形態の変位機構４４は、ギア列４６でモータ２２の駆動力を雄ネジ部材２４に伝達している点を除き第１の実施形態における変位機構２０（図１参照）と同様の構成となっている。

変位機構４４の作用について説明すると、まず、モータ２２が駆動するとギア列４６を介して雄ネジ部材２４に回転が伝えられ、雄ネジ部材２４は、自らの軸回りに回転すると共にその回転力を移動部材１８に与える。移動部材１８は、ガイド部２６（ガイドレール部２８及びスライド部１８Ｂ）により、回転が阻止されながら移動部材１８の軸方向に沿った直線方向へ案内され、第一位置１８Ｘと第二位置１８Ｙとの間を移動する。

このため、本実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と実質的に同様の作用及び効果が得られる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について、図３を用いて説明する。図３には、本実施形態に係る車体骨格部を構成するフレーム構造体５２の一部が芯部１４の軸方向に直交する断面視の拡大された作用図で示されると共に、フレーム構造体５２を備えたフレーム装置５０の概略構成が示されている。図３（Ａ）は移動部材５４が第一位置５４Ｘにある状態を示し、図３（Ｂ）は移動部材５４が第二位置５４Ｙにある状態を示している。なお、本実施形態は、以下に説明する点を除き、第１の実施形態と実質的に同様の構成とされている。第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。また、フレーム本体部１６は、一例として略角筒状とされるが、その他の点については第１の実施形態のフレーム本体部１６と同様であるため同一符号を付す。

フレーム本体部１６の内側には、棒状の移動部材５４、及びその変位用の変位機構５６が、フレーム本体部１６の径方向に対で配設され、芯部１４の外周側の周方向に複数（一例として四対）設けられている。

変位機構５６は、芯部１４に設けられて移動部材５４を支持している。移動部材５４は、芯部１４の外周側の所定位置である第一位置５４Ｘ（図３（Ａ）参照）と、フレーム本体部１６を芯部１４の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を第一位置５４Ｘの状態のときよりも芯部１４から離間させる第二位置５４Ｙ（図３（Ｂ）参照）と、の間で変位可能とされている。

また、変位機構５６は、芯部１４の外周部に固定された有底の筒体５８を備えている。筒体５８は、底部５８Ａが芯部１４に固定されると共に、芯部１４から離れた先端開口部５８Ｂの側へ向けて徐々に内径を縮小させたテーパー形状に形成されている。この筒体５８の中に移動部材５４が収容されている。移動部材５４は、筒体５８にピン結合（図示省略）等によって支持され、第一位置１８Ｘと第二位置１８Ｙとの間の移動方向を軸方向として配置されている。

本実施形態における移動部材５４は、一例として、筒体５８の底部５８Ａの側に配置される基端部側から、筒体５８の先端開口部５８Ｂの側に配置される先端部側へ向けて、極僅かに先細りするようにテーパー形状に形成されている。移動部材５４の軸方向中間部（やや先端側）の外径は、筒体５８の先端開口部５８Ｂの内径と同一寸法に設定されている。すなわち、移動部材５４が第二位置１８Ｙに配置された状態では、移動部材５４の軸方向中間部が筒体５８の先端開口部５８Ｂに嵌るようになっている。

また、変位機構５６は、筒体５８の中の底部５８Ａ側に配置されたガス発生装置６０を備えている。ガス発生装置６０は、装置ケース内に火薬が収容されると共に、火薬に着火するための着火装置６０Ａを備えている。そして、ガス発生装置６０は、着火装置６０Ａが火薬に着火することで筒体５８内にガスを発生するようになっている。このガスの圧力Ｆ（図３（Ｂ）参照）は、移動部材５４を第一位置５４Ｘから第二位置５４Ｙへ変位させる駆動力となる。

換言すれば、変位機構５６は、作動することによって、移動部材５４を、第一位置５４Ｘと第二位置５４Ｙとの間で変位させると共に、移動部材５４がフレーム本体部１６を押圧する場合の反力を、ガス等を介して芯部１４に支持させるように構成されている。また、変位機構５６の作動によって、複数の移動部材５４がそれぞれ第一位置５４Ｘから第二位置５４Ｙに変位することで、フレーム本体部１６を放射状に押し広げるようになっている。

着火装置６０Ａには、制御部６２が接続されており、制御部６２には、判定装置３４が接続されている。制御部６２は、判定装置３４からの入力信号に基づいて、着火装置６０Ａを作動させてガス発生装置６０のケース内の火薬に着火させるように制御することで、第一位置５４Ｘに配置された移動部材５４を第二位置５４Ｙの方向へ変位させるように変位機構５６を制御する。

上記構成によれば、衝突検知時や衝突予知時には、ガス発生装置６０における着火装置６０Ａが火薬に着火し、ガス発生装置６０からガスが発生する。このガスの圧力Ｆによって移動部材５４が第一位置５４Ｘから第二位置５４Ｙに変位する。また、筒体５８の内面はテーパー状になっているので、移動部材５４は筒体５８にかしめられたような状態で第二位置５４Ｙに保持される。これにより、芯部１４の外周側を囲む位置に設けられた筒状のフレーム本体部１６が、その軸心部に設けられた芯部１４を中心とする半径方向に変位することで、フレーム構造体５２の剛性が変化し、フレーム構造体５２の衝突時のエネルギー吸収性能が変化する。

このように本実施形態によっても、構造体単体の衝突時のエネルギー吸収性能を調節することができる。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について、図４を用いて説明する。図４には、本実施形態に係る車体骨格部を構成するフレーム構造体６６の一部がフレーム本体部１６の筒軸方向に沿って切断した断面視の作用図で示されると共に、フレーム構造体６６を備えたフレーム装置６４の概略構成が示されている。図４（Ａ）は移動部材７６が第一位置７６Ｘにある状態を示し、図４（Ｂ）は移動部材７６が第二位置７６Ｙにある状態を示している。なお、第１の実施形態と同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。

図４に示されるように、フレーム構造体６６は、棒軸状の芯部としてのネジ付芯部６８を備えている。ネジ付芯部６８は、フレーム本体部１６の軸心部に設けられると共に、モータ７２に直接又は駆動力伝達部を介して接続され、モータ７２の駆動によって自らの軸回りに回転するようになっている。また、ネジ付芯部６８には、雄ネジ部６８Ａが形成されている。ネジ付芯部６８の雄ネジ部６８Ａには、雌ネジ部材７４の雌ネジ部（図示省略）が螺合されている。雌ネジ部材７４は、図示を省略するが、ネジ付芯部６８の軸方向に沿って複数設けられている。

各雌ネジ部材７４とフレーム本体部１６とは、移動部材７６によって連結されている。各移動部材７６は、ネジ付芯部６８の外周側の周方向に等間隔で複数（本実施形態では一例として四個）設けられている。移動部材７６は、その軸方向一方側の端部が雌ネジ部材７４の被取付部７４Ａとピン結合されており、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、雌ネジ部材７４に対して回転移動可能に取り付けられている。また、移動部材７６は、その軸方向他方側の端部がフレーム本体部１６の被取付部１６Ａとピン結合されており、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、フレーム本体部１６に対して回転移動可能に取り付けられている。

移動部材７６は、その先端部がネジ付芯部６８の外周側の所定位置である第一位置７６Ｘ（図４（Ａ）参照）と、フレーム本体部１６をネジ付芯部６８の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を第一位置７６Ｘの状態のときよりもネジ付芯部６８から離間させる第二位置７６Ｙ（図４（Ｂ）参照）と、の間で軸方向を変えながら変位可能とされている。なお、移動部材７６は、フレーム本体部１６よりも高い剛性に設定されている。

移動部材７６を変位させるための変位機構７０は、モータ７２、雄ネジ部６８Ａ、雌ネジ部材７４、及びフレーム本体部１６の被取付部１６Ａを含んで構成されている。変位機構７０は、ネジ付芯部６８に設けられて移動部材７６を支持し、作動することによって移動部材７６を第一位置７６Ｘと第二位置７６Ｙとの間で変位させると共に、移動部材７６がフレーム本体部１６を押圧する場合の反力をネジ付芯部６８に支持させるように構成されている。また、複数の移動部材７６がそれぞれ第一位置７６Ｘから第二位置７６Ｙに変位することで、フレーム本体部１６を放射状に押し広げる。

変位機構７０のモータ７２は、制御部７８に接続されており、制御部７８は、判定装置３４に接続されている。制御部７８は、判定装置３４からの入力信号に基づいて、第一位置７６Ｘに配置された移動部材７６を第二位置７６Ｙの方向へ変位させるように変位機構７０のモータ７２を制御する。

次に、変位機構７０の作用について説明すると、まず、モータ７２が駆動することにより、ネジ付芯部６８は、自らの軸回りに回転すると共にその回転力を雌ネジ部材７４に与える。雌ネジ部材７４は、複数の移動部材７６及びフレーム本体部１６によって回転が阻止されながらネジ付芯部６８の軸方向に沿って移動する。このとき、移動部材７６は、ネジ付芯部６８に対する角度を変えながら第一位置７６Ｘと第二位置７６Ｙとの間を移動する。

これにより、ネジ付芯部６８の外周側を囲む位置に設けられた筒状のフレーム本体部１６が、その軸心部に設けられたネジ付芯部６８を中心とする半径方向に変位することで、フレーム構造体６６の剛性が変化し、フレーム構造体６６の衝突時のエネルギー吸収性能を変化させることができる。また、移動部材７６と軸方向の端部がフレーム本体部１６の被取付部１６Ａとピン結合されているので、移動部材７６の変位に常に連動させてフレーム本体部１６の断面形状を変化させることができる。

また、衝突検知時や衝突予知時には、制御部７８による制御でモータ７２が駆動することで、第一位置７６Ｘに配置された移動部材７６が第二位置７６Ｙの方向へ変位し、フレーム構造体６６の曲げに対する剛性が高まる。よって、フレーム構造体６６の衝突時のエネルギー吸収性能が変化する。

このように本実施形態によっても、構造体単体の衝突時のエネルギー吸収性能を調節することができる。

［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について、図５を用いて説明する。図５には、本実施形態に係る車体骨格部を構成するフレーム構造体８２の一部が芯部１４の軸方向に直交する断面視の拡大された作用図で示されると共に、フレーム構造体８２を備えたフレーム装置８０の概略構成が示されている。図５（Ａ）は移動部材としての移動軸部材８４が第一位置８４Ｘにある状態を示し、図５（Ｂ）は移動軸部材８４が第二位置８４Ｙにある状態を示している。なお、本実施形態は、以下に説明する点を除き、第１、第３の実施形態と実質的に同様の構成とされている。第１、第３の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。

フレーム本体部１６の内側には、移動軸部材８４、及びその変位用の変位機構８６が、フレーム本体部１６の径方向に対で配設されて、芯部１４の外周側の周方向に複数（本実施形態では一例として四対）設けられている。

変位機構８６は、芯部１４に設けられて移動軸部材８４を支持している。移動軸部材８４は、芯部１４の外周側の所定位置である第一位置８４Ｘ（図５（Ａ）参照）と、フレーム本体部１６を芯部１４の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を第一位置８４Ｘの状態のときよりも芯部１４から離間させる第二位置８４Ｙ（図５（Ｂ）参照）と、の間で変位可能とされている。

移動軸部材８４は、第一位置８４Ｘと第二位置８４Ｙとの間の移動方向を軸方向として配置され、軸部８４Ａと、軸部８４Ａの軸方向一端側に設けられたピストン８４Ｂと、軸部８４Ａの軸方向中間部に設けられた爪状部８４Ｃと、を備えている。軸部８４Ａの軸方向は、移動軸部材８４の軸方向と一致している。また、ピストン８４Ｂは、軸部８４Ａよりも大径とされている。爪状部８４Ｃは、移動軸部材８４の軸部８４Ａにその半径方向に出没可能に設けられ、移動軸部材８４の軸周りに複数設定されている。爪状部８４Ｃは、突出状態において芯部１４の側から離間する方向へ向けて移動軸部材８４の軸心の側に傾斜した傾斜面８４Ｓを備えている。また、移動軸部材８４の内部には、爪状部８４Ｃを移動軸部材８４の半径方向外側に付勢する付勢部８４Ｄ（バネ）が設けられている。

変位機構８６は、有底の円筒体８８を備え、この円筒体８８に移動軸部材８４のピストン８４Ｂが収容されている。円筒体８８は、その底部８８Ａが芯部１４の外周部に固定されると共に、芯部１４から離れた先端開口部８８Ｂを備えている。円筒体８８の先端開口部８８Ｂは、支持板部９０の一部によって塞がれると共に、支持板部９０には、移動軸部材８４の軸部８４Ａが挿し込まれる孔部９０Ａが貫通形成されている。支持板部９０と一体に形成されたブラケット部９２は、芯部１４に固定されており、これにより、支持板部９０は、芯部１４に対して相対移動不能に設けられている。

また、変位機構８６は、第３の実施形態と同様のガス発生装置６０を備えており、ガス発生装置６０は、円筒体８８の中の底部８８Ａ側に配置されている。ガス発生装置６０で発生させるガスの圧力Ｆ（図５（Ｂ）参照）は、移動軸部材８４を第一位置８４Ｘから第二位置８４Ｙへ変位させる駆動力となる。

以上により、変位機構８６は、作動することによって、移動軸部材８４を、第一位置８４Ｘと第二位置８４Ｙとの間で変位させると共に、移動軸部材８４がフレーム本体部１６を押圧する場合の反力を芯部１４に支持させるように構成されている。また、移動軸部材８４の爪状部８４Ｃは、移動軸部材８４が第一位置８４Ｘにある状態では、支持板部９０に対して芯部１４の側に配置されると共に、移動軸部材８４が第二位置８４Ｙにある状態では、支持板部９０に対して芯部１４の側とは反対側に配置されて支持板部９０の側に向けられた端面８４Ｔが孔部９０Ａの外周縁部に対面するように設定されている。また、変位機構８６の作動によって、複数の移動軸部材８４がそれぞれ第一位置８４Ｘから第二位置８４Ｙに変位することで、フレーム本体部１６を放射状に押し広げるようになっている。

なお、制御部６２は、判定装置３４からの入力信号に基づいて、着火装置６０Ａを作動させてガス発生装置６０のケース内の火薬に着火させるように制御することで、第一位置８４Ｘに配置された移動軸部材８４を第二位置８４Ｙの方向へ変位させるように変位機構８６を制御する。

本実施形態の構成によれば、衝突検知時や衝突予知時には、第３の実施形態と同様に、ガスの圧力Ｆによって移動軸部材８４を第一位置８４Ｘから第二位置８４Ｙに変位させることができる。これにより、フレーム本体部１６の径が大きくなることで、フレーム構造体８２の剛性が変化し、フレーム構造体８２の衝突時のエネルギー吸収性能が変化する。

また、本実施形態では、移動軸部材８４が第一位置８４Ｘにある場合、爪状部８４Ｃが支持板部９０に対して芯部１４の側に配置される。移動軸部材８４が第一位置８４Ｘから第二位置８４Ｙへ変位する過程で爪状部８４Ｃが孔部９０Ａを通過する場合には、爪状部８４Ｃの傾斜面８４Ｓが孔部９０Ａに当たる。これにより、爪状部８４Ｃは付勢部８４Ｄの付勢力に抗して移動軸部材８４の変形方向内側に向けて退避される。また、移動軸部材８４が第一位置８４Ｘから変位して第二位置８４Ｙにある場合、爪状部８４Ｃが支持板部９０に対して芯部１４の側とは反対側に配置され、爪状部８４Ｃにおいて支持板部９０の側に向けられた端面８４Ｔが孔部９０Ａの外周縁部に対面する。このとき、爪状部８４Ｃは、付勢部８４Ｄにより、移動軸部材８４の半径方向外側に付勢されているので、移動軸部材８４は第二位置８４Ｙにおいて抜け止めされ、フレーム本体部１６の断面形状が保持される。

このように本実施形態によっても、構造体単体の衝突時のエネルギー吸収性能を調節することができる。

［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態について、図６を用いて説明する。図６には、本実施形態に係る車体骨格部を構成するフレーム構造体１０２が斜視図で示されると共に、フレーム構造体１０２を備えたフレーム装置１００の概略構成が示されている。図６（Ａ）は移動部材１８が第一位置１８Ｘにある状態を示し、図６（Ｂ）は移動部材１８が第二位置１８Ｙにある状態を示している。なお、第１の実施形態と同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。また、制御部３２は、すべてのモータ２２に接続されているが、図中では代表して一個のモータ２２との接続についてのみ図示し、その他のモータ２２との接続については図示を省略する。

図６に示されるように、芯部１０４の外周側を囲む位置に設けられたフレーム本体部１０６は、互いに平行に並設された複数の（一例として三本の）長尺部材１０８で構成されている。すなわち、本実施形態は、第１の実施形態におけるフレーム本体部１６（図１参照）に代えて、複数の長尺部材１０８から成るフレーム本体部１０６が配置された点が特徴である。

長尺部材１０８は、筒状（本実施形態では一例として円筒状）に形成された筒状部材（パイプ部材）で構成されている。長尺部材１０８には、移動部材１８の先端部が固定されている。複数の並設された長尺部材１０８は、連結されることで全体として疑似的な円断面を備えたものと把握し得るフレーム本体部１０６を構成している。

一方、芯部１０４は、第１の実施形態における芯部１４（図１参照）に比べて軸方向の長さが短く設定されており、フレーム構造体１０２の軸方向に沿って複数設けられている。芯部１０４に対する変位機構２０の取付構成は、第１の実施形態における芯部１４（図１参照）に対する変位機構２０の取付構成と同様である。本実施形態の変形例として、図６の芯部１０４に代えて、第１の実施形態における芯部１４（図１参照）が適用されてもよい。

移動部材１８は、芯部１０４の外周側の所定位置である第一位置１８Ｘと、フレーム本体部１０６（長尺部材１０８）を芯部１０４の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を第一位置１８Ｘの状態のときよりも芯部１０４から離間させる第二位置１８Ｙと、の間で変位可能とされている。変位機構２０は、芯部１０４に設けられて移動部材１８を支持し、作動することによって移動部材１８を第一位置１８Ｘと第二位置１８Ｙとの間で変位させると共に、移動部材１８がフレーム本体部１０６を押圧する場合の反力を芯部１０４に支持させるように構成されている。

上記構成によっても、前述した第１の実施形態とほぼ同様の作用及び効果が得られる。なお、本実施形態では、長尺部材１０８が三本設けられているが、長尺部材（１０８）は、芯部（１０４）の外周側を囲む位置に四本以上設けられてもよい。

［第６の実施形態の変形例］
次に、図５を援用しながら第６の実施形態の変形例を説明する。

第６の実施形態の変形例では、第６の実施形態における変位機構２０（図６参照）に代えて、第５の実施形態における変位機構８６が適用されている。そして、この第６の実施形態の変形例では、支持板部９０に代えて、図６に示される長尺部材１０８において芯部１０４の側に配置された内側板部１１０が、支持板部を構成している。内側板部１１０は、図５に示される移動軸部材８４の軸部８４Ａが挿し込まれる孔部９０Ａと同様の位置に孔部が貫通形成されると共に、ブラケット部９２と同様の構成部に結合されることで芯部１４に対して相対移動不能に設けられている。なお、図５では、内側板部１１０を二点鎖線で示す。

このような変形例によれば、第５の実施形態と実質的に同様の作用効果が得られる。また、図５のフレーム本体部１６に相当する位置に図６に示される長尺部材１０８の外側板部（内側板部１１０と対向配置される板部）１１２が配置されるので、変位機構８６（図５参照）の作動によって長尺部材１０８自体の断面サイズを変えることもできる。

［実施形態の補足説明］
なお、上記実施形態の変形例として、本発明のフレーム構造体は、バンパリインフォース、インパネリインフォース、ピラー、サイドドアのインパクトビーム等のようなロッカ以外の車体骨格部に適用されてもよいし、船や飛行機の一部等に適用されてもよい。

また、上記実施形態では、緊急状態認知部としての判定装置３４が車両の衝突検知及び衝突予知の両方が可能な構成になっているが、緊急状態認知部は、車両の衝突検知のみが可能なものであってもよいし、車両の衝突予知のみが可能なものであってもよい。また、上記実施形態では、判定装置３４は、車両の側面衝突の衝突検知及び衝突予知が可能となっているが、例えば、車両の正面衝突に応じてフレーム構造体の断面形状を変えたい場合、緊急状態認知部には、車両の正面衝突の衝突検知及び衝突予知の少なくとも一方が可能なものが適用される。

また、変位機構のアクチュエータとしては、例えば圧電素子等のような上記実施形態に示されたアクチュエータ以外のアクチュエータが用いられてもよい。

また、上記第１の実施形態では、第一ネジ部材として、第一ネジ部が雌ネジ部１８Ａとされた雄ネジ部材（移動部材１８）が適用され、第二ネジ部材として、第二ネジ部が雄ネジ部２４Ａとされた雄ネジ部材２４が適用されているが、第一ネジ部材及び第二ネジ部材はこれに限定されない。すなわち、第一ネジ部材として、第一ネジ部が雄ネジ部とされた雄ネジ部材が適用され、第二ネジ部材として、第二ネジ部が雌ネジ部とされた雌ネジ部材が適用されてもよい。

また、上記実施形態の変形例として、直接モータ２２、７２や着火装置６０Ａを作動させるためのスイッチが設けられ、車両が衝突しそうな場合に乗員がそのスイッチを押すことによって直接モータ２２、７２や着火装置６０Ａを作動させてもよい。

また、上記第４、第６の実施形態の変形例として、衝突時にフレーム構造体（６６、１０２）に曲げ起点を設定したい場合には、移動部材（７６、１８）を予め第二位置（７６Ｙ、１０８Ｙ）に設定すると共に、フレーム本体部（１６、１０６）において曲げ起点を設定したい部位に結合された移動部材（７６、１８）を衝突時に第二位置（７６Ｙ、１０８Ｙ）から第一位置（７６Ｘ、１０８Ｘ）に変位させてもよい。

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。

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。

１０ フレーム装置
１２ フレーム構造体（車体骨格部）
１４ 芯部
１６ フレーム本体部
１８ 移動部材（第一ネジ部材）
１８Ａ 雌ネジ部（第一ネジ部）
１８Ｘ 第一位置
１８Ｙ 第二位置
２０ 変位機構
２２ モータ
２４ 雄ネジ部材（第二ネジ部材）
２４Ａ 雄ネジ部（第二ネジ部）
２６ ガイド部
３２ 制御部
３４ 判定装置（緊急状態認知部）
４０ フレーム装置
４２ フレーム構造体（車体骨格部）
４４ 変位機構
５０ フレーム装置
５２ フレーム構造体（車体骨格部）
５４ 移動部材
５４Ｘ 第一位置
５４Ｙ 第二位置
５６ 変位機構
６２ 制御部
６４ フレーム装置
６６ フレーム構造体（車体骨格部）
６８ ネジ付芯部（芯部）
７０ 変位機構
７６ 移動部材
７６Ｘ 第一位置
７６Ｙ 第二位置
７８ 制御部
８０ フレーム装置
８２ フレーム構造体（車体骨格部）
８４ 移動軸部材（移動部材）
８４Ｃ 爪状部
８４Ｄ 付勢部
８４Ｓ 傾斜面
８４Ｔ 端面
８４Ｘ 第一位置
８４Ｙ 第二位置
８６ 変位機構
９０ 支持板部
９０Ａ 孔部
１００ フレーム装置
１０２ フレーム構造体（車体骨格部）
１０４ 芯部
１０６ フレーム本体部
１０８ 長尺部材
１１０ 内側板部（支持板部）

Claims (9)

1. 芯部と、
   前記芯部の外周側を囲む位置に設けられたフレーム本体部と、
   前記芯部の外周側の所定位置である第一位置と、前記フレーム本体部を前記芯部の側とは反対側に押圧してその押圧される部位を前記第一位置の状態のときよりも前記芯部から離間させる第二位置と、の間で変位可能な移動部材と、
   前記芯部に設けられて前記移動部材を支持し、作動することによって前記移動部材を前記第一位置と前記第二位置との間で変位させると共に、前記移動部材が前記フレーム本体部を押圧する場合の反力を前記芯部に支持させる変位機構と、
   を有するフレーム構造体。
2. 前記フレーム本体部は、互いに平行に並設された複数の長尺部材で構成されている、請求項１記載のフレーム構造体。
3. 前記フレーム本体部は、筒状に形成された筒状部材とされ、前記芯部は、前記筒状部材の軸心部に設けられている、請求項１記載のフレーム構造体。
4. 前記移動部材は、前記フレーム本体部と結合されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のフレーム構造体。
5. 前記移動部材は、前記芯部の外周側の周方向に複数設けられ、複数の前記移動部材がそれぞれ前記第一位置から前記第二位置に変位することで、前記フレーム本体部を放射状に押し広げる、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフレーム構造体。
6. 前記移動部材は、前記第一位置と前記第二位置との間の移動方向を軸方向として配置された第一ネジ部材とされ、
   前記変位機構は、
   モータと、
   前記第一ネジ部材に形成された第一ネジ部と、
   前記第一ネジ部材と同軸に配置され、前記第一ネジ部に螺合する第二ネジ部が形成されると共に、前記モータの駆動によって自らの軸回りに回転する第二ネジ部材と、
   前記第一ネジ部材の回転を阻止しながら前記第一ネジ部材をその軸方向に沿った直線方向へ案内するガイド部と、
   を備える、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のフレーム構造体。
7. 前記第一位置と前記第二位置との間の移動方向を軸方向として配置された前記移動部材としての移動軸部材と、
   前記移動軸部材が挿し込まれる孔部が貫通形成されると共に、前記芯部に対して相対移動不能に設けられた支持板部と、
   前記移動軸部材にその半径方向に出没可能に設けられ、突出状態において前記芯部の側から離間する方向へ向けて前記移動軸部材の軸心の側に傾斜した傾斜面を備え、前記移動軸部材が前記第一位置にある状態では、前記支持板部に対して前記芯部の側に配置されると共に、前記移動軸部材が前記第二位置にある状態では、前記支持板部に対して前記芯部の側とは反対側に配置されて前記支持板部の側に向けられた端面が前記孔部の外周縁部に対面する爪状部と、
   前記爪状部を前記移動軸部材の半径方向外側に付勢する付勢部と、
   を有する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のフレーム構造体。
8. 前記長尺部材は、筒状に形成された筒状部材で構成され、
   前記支持板部は、前記筒状部材において前記芯部の側に配置された内側板部で構成されている、請求項２を引用する請求項７記載のフレーム構造体。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のフレーム構造体で構成された車体骨格部と、
   車両の衝突検知及び衝突予知の少なくとも一方をしてその信号を出力する緊急状態認知部と、
   前記緊急状態認知部からの信号に基づいて、前記第一位置に配置された前記移動部材を前記第二位置の方向へ変位させるように前記変位機構を制御する制御部と、
   を有するフレーム装置。

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