WO2019117111A1

WO2019117111A1 - 車両の衝撃吸収構造

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Publication number: WO2019117111A1
Application number: PCT/JP2018/045392
Authority: WO
Inventors: 力河村; 剛史西原; 一孝石倉; 弘明竹下; 常規嶋中; 泰希四柳; 吉昭村上
Original assignee: マツダ株式会社
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2019-06-20
Also published as: EP3722159A4; EP3722159B1; US20210162939A1; JP2019104465A; EP3722159A1; CN111479724A; CN111479724B; JP6555331B2; US11345295B2

Abstract

本発明の車両の衝撃吸収構造は、車両前後方向に延びるとともに車幅方向一方側の面に開口部を有する樹脂製のフレーム部材と、前記フレーム部材の開口部に配置される突張り部材とを備える。前記フレーム部材は、前記開口部を有するフレーム本体部と、フレーム本体部から上下方向の少なくとも一方に突出しかつ車両前後方向に延びるリブとを有する。前記突張り部材は、前記開口部の上下の縁部を規定する一対の開口縁部の間であって上方斜突または下方斜突時の荷重入力による前記フレーム部材の変形時に前記一対の開口縁部と当接可能な位置に配置されている。

Description

車両の衝撃吸収構造

　この発明は、樹脂材料から形成されたフレーム部材を有する車両の衝撃吸収構造に関する。

　従来より、衝突時に車両の前部または後部に加わる衝撃を、圧縮変形可能な緩衝部材（以下、クラッシュカンともいう）を用いて吸収する衝撃吸収構造が知られている。クラッシュカンは、車両の前端面または後端面に沿って車幅方向に延びるバンパレインフォースメントと、車室側からバンパレインフォースメントに向けて延びる左右一対のサイドフレームの先端部との間に取り付けられる。

　クラッシュカンは、通常、金属材料によって形成される。車両衝突時には、クラッシュカンが軸方向に圧縮破壊されることにより、車室に伝達される衝撃エネルギが吸収される。

　ここで、クラッシュカンは比較的大型の部品であるため、金属製のクラッシュカンが車体重量に及ぼす影響は無視できないものとなる。そこで、車体の軽量化を狙いとして、特許文献１に示すように、ＣＦＲＰ等の樹脂材料によりクラッシュカン（クラッシュボックス）を形成することも行われている。

　また、ＣＦＲＰ等の樹脂製のクラッシュカンは、成形型の費用割合を低くする観点から、車種の違いによらず共通化することが望ましい。

　一方、衝突体に対するバンパレインフォースメントの高さは、車種によって異なる。このため、車種によっては、クラッシュカンの長手方向（軸方向）に対し上方または下方に角度を有する斜め方向からバンパレインフォースメントに衝突体が衝突する。

　具体的には、スポーツタイプ等の車高の低い車種では、バンパレインフォースメントの高さが衝突体に対して低くなる。このため、衝突体がバンパレインフォースメントに対して斜め上方から衝突する。これに対して、ＳＵＶ等の車高の高い車種では、バンパレインフォースメントの高さが衝突体に対して高くなる。このため、衝突体がバンパレインフォースメントに対して斜め下方から衝突する。

　上記のような上方斜突または下方斜突が起きると、クラッシュカンには、バンパレインフォースメントを介して、斜め下方または斜め上方に向かう衝突荷重が入力される。これにより、クラッシュカンの長手方向（車両前後方向）の中間部には、クラッシュカンを上下方向に曲げるような曲げ応力が作用して、クラッシュカンに折れが生じるおそれがある。クラッシュカンに折れが生じると、クラッシュカンが軸方向に適切に圧縮破壊されず、十分な衝撃吸収作用が得られなくなる。

　しかしながら、特許文献１のものは、上方斜突または下方斜突時にクラッシュカンの基端部（サイドフレームとの結合部）に作用する曲げ応力により生じる折れ変形を抑制する対策については言及されているが、クラッシュカンの基端部と先端部（バンパレインフォースメントとの結合部）との間の中間部分の折れ変形については言及されておらず、さらなる検討の余地があった。

特開２００９－２７４６６３号公報

　本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、緩衝部材（クラッシュカン）として樹脂製のフレーム部材を使用しながら、上方斜突または下方斜突時に作用する曲げ応力により当該フレーム部材の前後方向の中間部に折れが生じるのを抑制することが可能な車両の衝撃吸収構造を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するためのものとして、本発明の車両の衝撃吸収構造は、車両前後方向に延びるとともに車幅方向一方側の面に開口部を有する樹脂製のフレーム部材と、前記フレーム部材の開口部に配置される突張り部材とを備える。前記フレーム部材は、前記開口部を有するフレーム本体部と、フレーム本体部から上下方向の少なくとも一方に突出しかつ車両前後方向に延びるリブとを有する。前記突張り部材は、前記開口部の上下の縁部を規定する一対の開口縁部の間であって上方斜突または下方斜突時の荷重入力による前記フレーム部材の変形時に前記一対の開口縁部と当接可能な位置に配置されている。

本発明の衝撃吸収構造を車両前部に適用した実施形態を示す図であり、クラッシュカンを含む車両前部の要部を示す斜視図である。上記車両前部の要部を示す右側面図である。図１の状態から突張り部材を取り外した分解斜視図である。図２のＡ－Ａ線に沿った拡大断面図である。

　以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。

　図１～図４は、本発明の衝撃吸収構造を車両前部に適用した場合の好ましい実施形態を示している。図中、矢印Ｆは車両前方を示し、矢印Ｌは車両左方を示し、矢印Ｒは車両右方を示し、矢印Ｕは車両上方を示すものとする。なお、本実施形態に係る車両前部の要部は左右対称であるため、以下では、特に明記する場合を除いて車両左側の構成についてのみ説明する。この場合、車両左側が車幅方向外側に相当し、車両右側が車幅方向内側に相当する。

　図１～図３に示すように、車両前部は、エンジンルームの左右両サイドにおいて前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１００と、フロントサイドフレーム１００よりも前側に配置された左右一対のクラッシュカン１と、フロントサイドフレーム１００とクラッシュカン１との間に配置された左右一対の取付けプレート１１０とを備えている。取付けプレート１１０はフロントサイドフレーム１００の前端部に締結固定され、クラッシュカン１は取付けプレート１１０の前面に締結固定されている。クラッシュカン１は、炭素繊維強化樹脂（以下、「ＣＦＲＰ」と略記する）により形成されている。

　車両の前端部には、車幅方向に延びるバンパレインフォースメント１２０（以下、「バンパレイン１２０」と略記する）が設けられている。バンパレイン１２０は、左右一対のクラッシュカン１の前端部どうしを連結するように取り付けられている。

　図１に示すように、フロントサイドフレーム１００は、車両前後方向に延びる閉断面を有した車体強度部材である。フロントサイドフレーム１００は、フロントサイドフレームインナ１０１と、フロントサイドフレームインナ１０１に車幅方向外側から結合されるフロントサイドフレームアウタ１０２とを有している。フロントサイドフレームインナ１０１およびフロントサイドフレームアウタ１０２は、両者を結合するための上下一対のフランジ部を有している。

　図１、図２に示すように、フロントサイドフレーム１００の前端部における４つのコーナー部（左右の側辺部の上部・下部）にはボルト取付け部１０３が形成されている。各ボルト取付け部１０３は、フロントサイドフレーム１００の前端部の各コーナー部から放射状に張り出すように形成されている。各ボルト取付け部１０３には、図２に示すように、車両前後方向に貫通する取付け穴１０３ａが形成されている。なお、車幅方向内側かつ下側のボルト取付け部１０３については、その図示を省略している。

　図２に示すように、取付けプレート１１０は、正面視において各ボルト取付け部１０３の取付け穴１０３ａに対応する位置に、車両前後方向に貫通する複数の（４つの）取付け穴１１０ａ（図２）を有している。

　取付けプレート１１０は、ボルトおよびナットを含む締結部材Ｔａを用いてフロントサイドフレーム１００の前端部に結合されている。具体的には、取付けプレート１１０がフロントサイドフレーム１００の前端部に当接されるとともに、その状態で取付けプレート１１０の取付け穴１１０ａとフロントサイドフレーム１００の取付け穴１０３ａとにボルトが挿通されかつ当該ボルトにナットが螺着される。これにより、取付けプレート１１０がフロントサイドフレーム１００の前端部に結合される（図１、図２参照）。

　図１、図２に示すように、バンパレイン１２０は、不図示のバンパに所定の強度を持たせるための部材であり、その車幅方向の両端部がそれぞれクラッシュカン１を介してフロントサイドフレーム１００に結合されている。なお、バンパレイン１２０は、前方に凸となるように緩やかに湾曲しつつ車幅方向に延びており、その内部には閉断面空間１２０Ａが形成されている。

　図１～図４に示すように、クラッシュカン１は、フレーム部材１０と突張り部材２０とを有している。フレーム部材１０および突張り部材２０は、共にＣＦＲＰ製の一体成型品により構成されている。

　フレーム部材１０は、車両前後方向に延びるとともに、車両前後方向と直交する断面が車幅方向外側に開口する断面視略ハット状の部材であり、車幅方向外側の面に開口部１５を有している。

　突張り部材２０は、車幅方向に直交する面に沿って車両前後方向に延びる平板に近似した部材であり、フレーム部材１０の開口部１５に対応する位置、つまり開口部１５の上下の縁部を規定する一対の開口縁部１５ｕ，１５ｄの間に配置されている。この突張り部材２０は、フレーム部材１０の一対の開口縁部１５ｕ，１５ｄを突張り支持するための部材であり、フレーム部材１０に上方または下方への曲げ応力が作用したときに、当該フレーム部材１０がその開口部１５を狭めるように（つまり上下の開口縁部１５ｕ，１５ｄを互いに近接させるように）変形するのを抑制する役割を果たす。

　図１～図３に示すように、フレーム部材１０は、フレーム本体部１１と、上側リブ１２ｕと、下側リブ１２ｄと、基端側フランジ部１３（１３ｕ，１３ｄ）と、先端側フランジ部１４とを一体に有している。

　主に図４に示すように、フレーム本体部１１は、上壁部１１ａと、下壁部１１ｂと、これら上下壁部１１ａ，１１ｂの車幅方向内側端どうしを連結する側壁部１１ｃとを有している。言い換えると、フレーム本体部１１は、その車両前後方向全長に渡って、上記３つの壁部１１ａ，１１ｂ，１１ｃにより囲まれた車幅方向外側に開口する開断面空間１１Ａ、つまり車幅方向外側の面に開口部１５を有する開断面空間１１Ａを有している（図２～図４参照）。また、図１～図３に示すように、フレーム本体部１１は、車両前後方向と直交する断面の大きさが車両前方へ向けて徐々に小さくなる先細り形状に形成されている。

　図４に示すように、車幅方向内側の側壁部１１ｃの上下方向の中間部には、開口部１５に向かう側（車幅方向外側）に凹んだ凹入部１１ｃ１が、車両前後方向の全長に渡って延びるように形成されている。この凹入部１１ｃ１の上側および下側には、開口部１５と反対側（車幅方向内側）に膨出する膨出部１１ｃ２，１１ｃ２が形成されている。凹入部１１ｃ１および膨出部１１ｃ２，１１ｃ２は、相互に滑らかに連続するように形成されている。

　上壁部１１ａと側壁部１１ｃとが交差するコーナー部、および下壁部１１ｂと側壁部１１ｃとが交差するコーナー部には、それぞれ湾曲部１１ｄが形成されている。湾曲部１１ｄは、側壁部１１ｃの上下の膨出部１１ｃ２の一部を構成するように湾曲している。

　上壁部１１ａの車幅方向中間部には上壁湾曲部１１ｅが形成されている。すなわち、上壁部１１ａは、この上壁湾曲部１１ｅを境に、車幅方向外側（上側リブ１２ｕに近い側）の領域の方が車幅方向内側の領域よりも高くなるように形成されている。

　同様に、下壁部１１ｂの車幅方向中間部には下壁湾曲部１１ｆが形成されている。すなわち、下壁部１１ｂは、この下壁湾曲部１１ｆを境に、車幅方向外側（下側リブ１２ｄに近い側）の領域の方が車幅方向内側の領域よりも低くなるように形成されている。

　図４に示すように、上側リブ１２ｕは、フレーム本体部１１の上側の開口縁部１５ｕから上方に突出するように形成されている。下側リブ１２ｄは、フレーム本体部１１の下側の開口縁部１５ｄから下方に突出するように形成されている。

　上側リブ１２ｕおよび下側リブ１２ｄは、それぞれフレーム本体部１１の車両前後方向（長手方向）の略全長に渡って形成されている。このような上側リブ１２ｕおよび下側リブ１２ｄは、クラッシュカン１に作用する上方または下方への曲げ応力に対する剛性を高める役割を果たす。このことは、車両前方から入力される衝突荷重の入力方向が車両前後方向（クラッシュカン１の長手方向）に対し上方または下方に角度を有するような衝突（以下、「上方斜突または下方斜突」という）が起きた場合に、クラッシュカン１の前後方向中間部に折れが生じるのを抑制することにつながる。

　図１～図３に示すように、基端側フランジ部１３は、フレーム本体部１１の基端部（後端部）の上縁から上方に突出する上基端側フランジ部１３ｕと、フレーム本体部１１の基端部（後端部）の下縁から下方に突出する下基端側フランジ部１３ｄ（図２）とを有している。

　上下の基端側フランジ部１３ｕ，１３ｄは、車両前後方向に貫通する複数の取付け穴１３ａをそれぞれ有している。一方、図２に示すように、取付けプレート１１０は、正面視（車両前後方向視）で基端側フランジ部１３ｕ，１３ｄの各取付け穴１３ａに対応する位置に、車両前後方向に貫通する複数の取付け穴１１０ｂを有している。

　フレーム部材１０は、ボルトおよびナットを含む締結部材Ｔｂを用いて取付けプレート１１０に結合されている。具体的には、フレーム部材１０の基端側フランジ部１３（上基端側フランジ部１３ｕおよび下基端側フランジ部１３ｄ）が取付けプレート１１０の前面に当接されるとともに、その状態で基端側フランジ部１３の取付け穴１３ａと取付けプレート１１０の取付け穴１１０ｂとにボルトが挿通されかつ当該ボルトにナットが螺着される。これにより、フレーム部材１０の基端部（後端部）が取付けプレート１１０に結合される。言い換えると、フレーム部材１０の基端部が取付けプレート１１０を介してフロントサイドフレーム１００の前端部に結合される。

　上記のような結合構造は、フレーム部材１０の基端部（後端部）とフロントサイドフレーム１００との結合強度を高くするので、上方斜突または下方斜突時にフレーム部材１０の基端部に折れが生じるのを抑制することにつながる。すなわち、上方斜突または下方斜突が起きた場合には、フレーム部材１０に作用する曲げ応力が、フレーム部材１０の基端部において最大となる。上記の結合構造は、このように最大の曲げ応力が作用するフレーム部材１０の基端部を補強するので、当該基端部の折れ変形の抑制に有効である。

　図２、図３に示すように、取付けプレート１１０は、その車幅方向外側寄りの位置に、車両前後方向に貫通する上下一対の取付け穴１１０ｃを有している。これら一対の取付け穴１１０ｃは、突張り部材２０における後述する基端側フランジ部２２を結合するための穴であり、取付けプレート１１０の４隅に形成された４つの取付け穴１１０ａのうち車幅方向外側寄りの一対の取付け穴１１０ａの間に形成されている。

　図１～３に示すように、先端側フランジ部１４は、フレーム本体部１１の先端部（前端部）から車幅方向外側に延びるように形成されている。

　図２に示すように、先端側フランジ部１４は、車両前後方向に貫通する上下一対の取付け穴１４ａを有している。一方、バンパレイン１２０の後壁部１２１は、正面視（車両前後方向視）で先端側フランジ部１４の取付け穴１４ａに対応する位置に、車両前後方向に貫通する複数の（２つの）取付け穴１２０ａを有している。

　図１～図４に示すように、突張り部材２０は、突張り本体部２１と、基端側フランジ部２２と、先端側フランジ部２３とを一体に有している。

　図２、図３に示すように、突張り部材２０の基端側フランジ部２２は、突張り本体部２１の基端部（後端部）から車幅方向外側に延びるように形成されている。基端側フランジ部２２は、正面視（車両前後方向視）で取付けプレート１１０の取付け穴１１０ｃに対応する位置に、車両前後方向に貫通する複数の（２つの）取付け穴２２ａを有している。

　突張り部材２０の基端側フランジ部２２は、ボルトおよびナットを含む締結部材Ｔｃを用いて取付けプレート１１０の前面に結合されている。具体的には、基端側フランジ部２２が取付けプレート１１０の前面に当接されるとともに、その状態で基端側フランジ部２２の取付け穴２２ａと取付けプレート１１０の取付け穴１１０ｃとにボルトが挿通されかつ当該ボルトにナットが螺着される。これにより、突張り部材２０の基端側フランジ部２２が取付けプレート１１０に結合される。

　図１～図３に示すように、突張り部材２０の先端側フランジ部２３は、突張り本体部２１の先端部（前端部）から車幅方向外側に延びるように形成されている。

　図２、図３に示すように、突張り部材２０の先端側フランジ部２３は、正面視（車両前後方向視）でフレーム部材１０における先端側フランジ部１４の取付け穴１４ａに対応する位置に、車両前後方向に貫通する複数の（２つの）取付け穴２３ａを有している。

　突張り部材２０の先端側フランジ部２３は、ボルトおよびナットを含む締結部材Ｔｄを用いて、フレーム部材１０の先端側フランジ部１４と共にバンパレイン１２０の後壁部１２１に結合されている。具体的には、突張り部材２０の先端側フランジ部２３とバンパレイン１２０の後壁部１２１との間に、フレーム部材１０の先端側フランジ部１４が挟み込まれるように配置されるとともに、その状態で先端側フランジ部２３の取付け穴２３ａと先端側フランジ部１４の取付け穴１４ａと後壁部１２１の取付け穴１２０ａとにボルトが挿通されかつ当該ボルトにナットが螺着される。これにより、突張り部材２０およびフレーム部材１０の各先端側フランジ２３，１４（つまりクラッシュカン１の先端部）が、バンパレイン１２０の後壁部１２１に結合される。

　図１、図２、図４に示すように、突張り本体部２１は、フレーム部材１０の車幅方向外側の開口部１５に対応する位置において、バンパレイン１２０の後壁部１２１から取付けプレート１１０の前面までの略全長に渡って車両前後方向に延びるように配置されている。また、突張り本体部２１は、フレーム部材１０の上下の開口縁部１５ｕ，１５ｄとの間にそれぞれ隙間Ｓｕ，Ｓｄが形成されるように配置されている。

　詳しくは、図４に示すように、突張り本体部２１がフレーム部材１０の開口部１５（上下の開口縁部１５ｕ，１５ｄの間）に配置された状態において、突張り本体部２１の上端部２１ｕと上側開口縁部１５ｕとの間には隙間Ｓｕ（上側隙間Ｓｕ）が形成されるとともに、突張り本体部２１の下端部２１ｄと下側開口縁部１５ｄとの間には隙間Ｓｄ（下側隙間Ｓｄ）が形成される。

　これら上側隙間Ｓｕおよび下側隙間Ｓｄの各上下幅は、上方斜突または下方斜突時にフレーム部材１０の開口縁部１５ｕ，１５ｄを突張り部材２０によって突張り支持することが可能な値に設定されている。すなわち、上方斜突または下方斜突によりフレーム部材１０に上下方向の曲げ応力が作用すると、フレーム部材１０は、その上下の開口縁部１５ｕ，１５ｄを互いに近接させる方向に変形する。このとき、上側隙間Ｓｕおよび下側隙間Ｓｄの各上下幅が所定の範囲にあれば、上側開口縁部１５ｕが突張り本体部２１の上端部２１ｕに当接するとともに、下側開口縁部１５ｄが突張り本体部２１の下端部２１ｄに当接するようになる。上述した上側隙間Ｓｕおよび下側隙間Ｓｄの各上下幅は、このような当接による支持（突張り支持）が可能となる値に設定されている。このような各隙間Ｓｕ，Ｓｄの設定は、上方斜突または下方斜突時にフレーム部材１０が過度に変形するのを抑制することにつながる。

　また、上側隙間Ｓｕおよび下側隙間Ｓｄの各上下幅は、車両衝突時に逐次破壊されるフレーム部材１０の破片を外部に排出することが可能な値に設定されている。なお、逐次破壊とは、荷重の入力側から順に（ここでは前から順に）圧縮破壊される変形モードのことである。

　上側隙間Ｓｕおよび下側隙間Ｓｄは、車両前後方向に沿って略一定の上下幅を有するように形成されている。すなわち、図２に示すように、突張り本体部２１は、前方に向けて徐々に先細り状に形成された開口部１５の形状に対応して、車両側面視で台形状に形成されている。

　図１～図４に示すように、突張り本体部２１は、複数の基壁部２５と、基壁部２５に対しフレーム部材１０から遠ざかる方向（車幅方向外側）に突出する複数の凸部２６とを有している。複数の基壁部２５および複数の凸部２６は、車両前後方向に交互にかつ所定ピッチで（等間隔に）並ぶように配置されている。なお、本実施形態では、凸部２６が合計８つとなるように突張り本体部２１が形成されている。

　基壁部２５および凸部２６は、それぞれ、突張り本体部２１の上端部２１ｕから下端部２１ｄにかけて上下方向に延びるように形成されている。

　突張り本体部２１は、その前端から後端にかけて略一定の板厚を有するように形成されている。しかしながら、突張り本体部２１は、上記のように複数の凸部２６を含む波板状に形成されているので、例えば突張り本体部２１を車両前後方向に直線状に延びる平板に形成した場合と比較して、突張り本体部２１の上下方向の突張り支持力（耐圧縮応力）は高いものとなる。

　以上説明したとおり、本実施形態のクラッシュカン１は、車両前後方向に延びるとともに車幅方向外側の面に開口部１５を有するＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）製のフレーム部材１０と、フレーム部材１０の開口部１５に配置される突張り部材２０とを備えている。フレーム部材１０は、開口部１５を有するフレーム本体部１１と、フレーム本体部１１から上方および下方に突出しかつ車両前後方向に延びる上側リブ１２ｕおよび下側リブ１２ｄとを有している。突張り部材２０は、開口部１５の上下の縁部を規定する一対の開口縁部１５ｕ，１５ｄの間であって上方斜突または下方斜突時の荷重入力によるフレーム部材１０の変形時に一対の開口縁部１５ｕ，１５ｄと当接可能な位置に配置されている（図１、図２、図４参照）。

　この構成によれば、樹脂製のフレーム部材１０として開口部１５を有する開断面構造のものが用いられるので、フレーム部材１０が閉断面構造である場合と比較して、フレーム部材１０を樹脂材料により容易に成形することができる。しかしながら、開断面構造のフレーム部材１０は、曲げ応力に対する剛性が弱く、上方斜突または下方斜突時に折れ変形し易いと考えられる。これに対し、上記実施形態では、フレーム部材１０の開口部１５に突張り部材２０が配置されるので、上方斜突または下方斜突時の荷重入力によるフレーム部材１０の変形時に上下の開口縁部１５ｕ，１５ｄに突張り部材２０が当接する結果、フレーム部材１０の変形量が小さく抑えられる。詳しくは、フレーム部材１０がその開口部１５を狭めるように（つまり上下の開口縁部１５ｕ，１５ｄを互いに近接させるように）変形しようとしても、その変形量が、上下の開口縁部１５ｕ，１５ｄと突張り部材２０との当接により制限される。このことは、フレーム部材１０の上下方向の折れ変形を抑制することにつながる。さらに、フレーム部材１０には車両前後方向に延びるリブ１２ｕ，１２ｄが備わるので、このリブ１２ｕ，１２ｄの作用によってもフレーム部材１０の折れ変形が抑制される。以上により、上記実施形態によれば、フレーム部材１０および突張り部材２０を含むクラッシュカン１の製造を容易化しながら、上方斜突または下方斜突時に作用する曲げ応力により当該クラッシュカン１の前後方向中間部に折れが生じるのを効果的に抑制することができる。

　また、上記実施形態では、上側の開口縁部１５ｕと突張り部材２０の上端部２１ｕとの間に車両前後方向に沿って隙間Ｓｕが形成されるとともに、下側の開口縁部１５ｄと突張り部材２０の下端部２１ｄとの間に車両前後方向に沿って隙間Ｓｄが形成されている（図１、図２、図４参照）。

　この構成によれば、車両衝突時に逐次破壊されたフレーム部材１０の破片が上下の隙間Ｓｕ，Ｓｄを通じて外部に排出されるので、このフレーム部材１０の内部の開断面空間１１Ａに破片が蓄積するのを防止することができる。これにより、特に車両の正面衝突時（衝突荷重の入力方向が車両前後方向と略平行になる衝突時）にフレーム部材１０の逐次破壊が円滑に進行するので、フレーム部材１０の圧縮方向の破壊量を十分に確保することができる。

　言い換えると、上記構成では、上方斜突または下方斜突時に作用する曲げ応力によりフレーム部材１０の前後方向中間部に折れが生じるのを抑制しながら、正面衝突時にはフレーム部材１０を適正に逐次破壊させることができ、当該フレーム部材１０による衝撃吸収能力を高めることができる。

　また、上記実施形態において、突張り部材２０は、上下方向に延びる複数の基壁部２５と、基壁部２５に対し車幅方向外側（フレーム部材１０から遠ざかる方向）に突出しかつ上下方向に延びる複数の凸部２６とを有している。これら複数の基壁部２５および複数の凸部２６は、車両前後方向に交互にかつ所定ピッチで並ぶように配置されている（図１～図３参照）。

　この構成によれば、車幅方向外側に突出しかつ上下方向に延びる複数の凸部２６が突張り部材２０に形成されるので、突張り部材２０を単純な平板に形成した場合と比較して、上下方向の荷重に対する突張り部材２０の剛性を高めることができる。このため、上方斜突または下方斜突時にフレーム部材１０の上下の開口縁部１５ｕ，１５ｄを突張り部材２０によりしっかり受け止めることができ、フレーム部材１０の折れ変形を効果的に抑制することができる。

　一方、突張り部材２０は、各凸部２６と各基壁部２５との境界に形成される上下方向に延びる複数の稜線を有するので、正面衝突時には、当該稜線が折れの起点として機能する。これにより、突張り部材２０の圧縮破壊が促進されるので、突張り部材２０およびフレーム部材１０を含むクラッシュカン１を適正に逐次破壊させることができ、当該クラッシュカン１による衝撃吸入能力をより高めることができる。

　また、上記実施形態において、突張り部材２０は、フロントサイドフレーム１００に取付けプレート１１０を介して結合される基端側フランジ部２２と、バンパレイン１２０に直接的に結合される先端側フランジ部２３とを備えている（図１～図３参照）。

　この構成によれば、車両衝突時にバンパレイン１２０から先端側フランジ部２３を通じて入力される衝突荷重により突張り部材２０を前から順に適正に逐次破壊できるとともに、突張り部材２０に入力された衝突荷重を基端側フランジ部２２を通じてフロントサイドフレーム１００に効率よく伝達することができる。

　本発明は、上述した実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本発明の趣旨の逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

　例えば、上記実施形態では、突張り部材２０として、複数の基壁部２５と複数の凸部２６とが車両前後方向に交互に並ぶように形成された波板状の突張り部材２０を採用したが、突張り部材２０の形状はこれに限定されない。例えば、車幅方向の肉厚が大きい厚肉部と当該肉厚が小さい薄肉部とが車両前後方向に交互に並ぶように形成された突張り部材を採用してもよい。

　上記実施形態では、フレーム部材１０および突張り部材２０の双方をＣＦＲＰ（炭素繊維強化樹脂）により形成したが、これらフレーム部材および突張り部材の材質として他の樹脂材料を用いてもよい。また、突張り部材は必ずしも樹脂材料である必要はなく、鋼板等の他の材質により突張り部材を形成してもよい。

　上記実施形態では、上方に突出する上側リブ１２ｕと下側リブ１２ｄとをフレーム部材１０に設けたが、これら上側リブ１２ｕおよび下側リブ１２ｄの一方は省略してもよい。

　上記実施形態では、フレーム部材１０の上側開口縁部１５ｕと突張り部材２０の上端部２１ｕとの間に上側隙間Ｓｕを形成するとともに、フレーム部材１０の下側開口縁部１５ｄと突張り部材２０の下端部２１ｄとの間に下側隙間Ｓｄとを形成したが、これら上側隙間Ｓｕおよび下側隙間Ｓｄの一方は省略してもよい。

　＜実施形態のまとめ＞
　前記実施形態をまとめると以下のとおりである。

　前記実施形態の車両の衝撃吸収構造は、車両前後方向に延びるとともに車幅方向一方側の面に開口部を有する樹脂製のフレーム部材と、前記フレーム部材の開口部に配置される突張り部材とを備える。前記フレーム部材は、前記開口部を有するフレーム本体部と、フレーム本体部から上下方向の少なくとも一方に突出しかつ車両前後方向に延びるリブとを有する。前記突張り部材は、前記開口部の上下の縁部を規定する一対の開口縁部の間であって上方斜突または下方斜突時の荷重入力による前記フレーム部材の変形時に前記一対の開口縁部と当接可能な位置に配置されている。

　この構成によれば、樹脂製のフレーム部材として開口部を有する開断面構造のものが用いられるので、フレーム部材が閉断面構造である場合と比較して、フレーム部材を樹脂材料により容易に成形することができる。しかしながら、開断面構造のフレーム部材は、曲げ応力に対する剛性が弱く、上方斜突または下方斜突時に折れ変形し易いと考えられる。これに対し、前記構成では、フレーム部材の開口部に突張り部材が配置されるので、上方斜突または下方斜突時の荷重入力によるフレーム部材の変形時に上下の開口縁部に突張り部材が当接する結果、フレーム部材の変形量が小さく抑えられる。詳しくは、フレーム部材がその開口部を狭めるように（つまり上下の開口縁部を互いに近接させるように）変形しようとしても、その変形量が、上下の開口縁部と突張り部材との当接により制限される。このことは、フレーム部材の上下方向の折れ変形を抑制することにつながる。さらに、フレーム部材には車両前後方向に延びるリブが備わるので、このリブの作用によってもフレーム部材の折れ変形が抑制される。以上により、前記構成によれば、フレーム部材および突張り部材を含む緩衝部材（クラッシュカン）の製造を容易化しながら、上方斜突または下方斜突時に作用する曲げ応力により当該緩衝部材の前後方向中間部に折れが生じるのを効果的に抑制することができる。

　好ましくは、上側の前記開口縁部と前記突張り部材の上端部との間、および下側の前記開口縁部と前記突張り部材の下端部との間の少なくとも一方に、車両前後方向に沿って隙間が形成される。

　この構成によれば、車両衝突時に逐次破壊されたフレーム部材の破片が隙間を通じて外部に排出されるので、このフレーム部材の内部に破片が蓄積するのを防止することができる。これにより、特に車両の正面衝突時（衝突荷重の入力方向が車両前後方向と略平行になる衝突時）にフレーム部材の逐次破壊が円滑に進行するので、フレーム部材の圧縮方向の破壊量を十分に確保することができる。

　言い換えると、前記構成では、上方斜突または下方斜突時に作用する曲げ応力によりフレーム部材の前後方向中間部に折れが生じるのを抑制しながら、正面衝突時にはフレーム部材を適正に逐次破壊させることができ、当該フレーム部材による衝撃吸収能力を高めることができる。

　好ましくは、前記突張り部材は、上下方向に延びる複数の基壁部と、基壁部に対し車幅方向一方側に突出しかつ上下方向に延びる複数の凸部とを有する。複数の前記基壁部および複数の前記凸部は、車両前後方向に交互に並ぶように配置される。

　この構成によれば、車幅方向外側に突出しかつ上下方向に延びる複数の凸部が突張り部材に形成されるので、突張り部材を単純な平板に形成した場合と比較して、上下方向の荷重に対する突張り部材の剛性を高めることができる。このため、上方斜突または下方斜突時にフレーム部材の上下の開口縁部を突張り部材によりしっかり受け止めることができ、フレーム部材の折れ変形を効果的に抑制することができる。

　一方、突張り部材は、各凸部と各基壁部との境界に形成される上下方向に延びる複数の稜線を有するので、正面衝突時には、当該稜線が折れの起点として機能する。これにより、突張り部材の圧縮破壊が促進されるので、突張り部材およびフレーム部材を含む緩衝部材（クラッシュカン）を適正に逐次破壊させることができ、当該緩衝部材による衝撃吸入能力をより高めることができる。

　前記フレーム部材および前記突張り部材は、車両の前部においてフロントサイドフレームとバンパレインフォースメントとの間に配設することができる。

　この構成によれば、車両前部の軽量化を図りつつ、上方斜突または下方斜突時のフレーム部材の折れ変形を抑制することができる。

　前記構成において、より好ましくは、前記突張り部材は、前記フロントサイドフレームに結合される基端側フランジ部と、前記バンパレインフォースメントに結合される先端側フランジ部とを有する。

　この構成によれば、車両衝突時にバンパレインフォースメントから先端側フランジ部を通じて入力される衝突荷重により突張り部材を前から順に適正に逐次破壊できるとともに、突張り部材に入力された衝突荷重を基端側フランジ部を通じてフロントサイドフレームに効率よく伝達することができる。

Claims

　車両の衝撃吸収構造であって、
　車両前後方向に延びるとともに車幅方向一方側の面に開口部を有する樹脂製のフレーム部材と、
　前記フレーム部材の開口部に配置される突張り部材とを備え、
　前記フレーム部材は、前記開口部を有するフレーム本体部と、フレーム本体部から上下方向の少なくとも一方に突出しかつ車両前後方向に延びるリブとを有し、
　前記突張り部材は、前記開口部の上下の縁部を規定する一対の開口縁部の間であって上方斜突または下方斜突時の荷重入力による前記フレーム部材の変形時に前記一対の開口縁部と当接可能な位置に配置されている、
車両の衝撃吸収構造。
　上側の前記開口縁部と前記突張り部材の上端部との間、および下側の前記開口縁部と前記突張り部材の下端部との間の少なくとも一方に、車両前後方向に沿って隙間が形成されている、
請求項１に記載の車両の衝撃吸収構造。
　前記突張り部材は、上下方向に延びる複数の基壁部と、基壁部に対し車幅方向一方側に突出しかつ上下方向に延びる複数の凸部とを有し、
　複数の前記基壁部および複数の前記凸部は、車両前後方向に交互に並ぶように配置されている、
請求項１または２に記載の車両の衝撃吸収構造。
　前記フレーム部材および前記突張り部材は、車両の前部においてフロントサイドフレームとバンパレインフォースメントとの間に配設されている、
請求項１～３のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
　前記突張り部材は、前記フロントサイドフレームに結合される基端側フランジ部と、前記バンパレインフォースメントに結合される先端側フランジ部とを有する、
請求項４に記載の車両の衝撃吸収構造。