車体の衝突エネルギー吸収体構造
【課題】衝突時に車体フロアに生じる曲げモーメントを低減できる車体の衝突エネルギー吸収体構造を得る。
【解決手段】衝突エネルギー吸収体２０Ａは、車両幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部２２Ａと、当該底壁部２２Ａの車両幅方向右側の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する右側縦壁部２４Ａと、車両幅方向左側の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する左側縦壁部２６Ａと、を備える。
【解決手段】衝突エネルギー吸収体２０Ａは、車両幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部２２Ａと、当該底壁部２２Ａの車両幅方向右側の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する右側縦壁部２４Ａと、車両幅方向左側の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する左側縦壁部２６Ａと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時に車体に加わる衝突エネルギーを吸収する車体の衝突エネルギー吸収体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャビンの車体前方に衝突エネルギー吸収体を設けて、前面衝突時に車体に加わる衝突エネルギーを吸収する構造が知られている。例えば、下記特許文献１には、サイドフレームの前方に衝突エネルギー吸収体を設けて、サイドフレームからフロアフレームに伝わる衝突エネルギーを吸収する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２０７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構造では、サイドフレーム前方に設けられた衝突エネルギー吸収体の車両上下方向の高さとフロアフレームの車両上下方向の高さとの差が大きく、衝突時に該サイドフレームと該フロアフレームとを繋ぐ部分（キック部）に生じる曲げモーメントが大きくなるという課題があった。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、衝突時に車体フロアに生じる曲げモーメントを低減できる車体の衝突エネルギー吸収体構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、バンパカバーの内側に配設され、車幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部と、前記底壁部の車幅方向の一方の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する第１縦壁部と、前記底壁部の車幅方向の他方の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する第２縦壁部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る本発明では、上記構成の底壁部と、第１縦壁部と、第２縦壁部とを備えている。そのため、車両前方又は後方から見た衝突エネルギー吸収体の断面は車両上方向に開口したＵ字状断面となり、当該断面の図心を車両下側に下げることができる。その結果、当該図心が乗員室の床面を形成する車体フロアのフロア部の高さに近づく。換言すると、当該図心とフロア部の高さとの差が小さくなり、その結果、衝突時に車体フロアに生じる曲げモーメントを低減できる。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、請求項１記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造において、前記底壁部が、キャビンの床面を形成する車体フロアのフロア部の車両前後方向の延長上に配設されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る本発明では、底壁部がフロア部の車両前後方向の延長上に配設されているため、衝突時に車体前方又は後方から加わる荷重を効率よくフロア部に流すことができる。
【００１０】
請求項３記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、請求項１又は請求項２記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造において、前記底壁部、前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部は車両前後方向に延びる複数の湾曲部を含んだ形状にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る本発明では、底壁部、第１縦壁部及び第２縦壁部には、車両前後方向に延びる複数の湾曲部が形成されているため、当該湾曲部が形成されていない衝突エネルギー吸収体と比べて、各々の部材を伝わる荷重をより均一な荷重とすることが可能となる。従って、衝突時に車体前方又は後方から加わる荷重をより均一に車体フロアに流すことができる。
【００１２】
請求項４記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、請求項１乃至請求項３いずれか１項に記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造において、前記第１縦壁部と前記第２縦壁部とを車幅方向に繋ぐ横壁を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る本発明では、第１縦壁部と第２縦壁部とを繋ぐ横壁を備えるため、第１縦壁部の上端部と第２縦壁部の上端部とが成形時の残留応力や熱変形などにより開いてしまうことを抑制できる。そのため、寸法精度の良い車体の衝突エネルギー吸収体を得ることができ、衝突エネルギー吸収体が有する性能を狙い通りに発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、衝突時に車体フロアに生じる曲げモーメントを低減できる、という優れた効果を有する。
【００１５】
請求項２記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、衝突時に車体前方又は後方から加わる荷重を効率よくフロア部に流すことができる、という優れた効果を有する。
【００１６】
請求項３記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、衝突時に車体前方又は後方から加わる荷重をより均一に車体フロアに流すことができる、という優れた効果を有する。
【００１７】
請求項４記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、寸法精度の良い車体の衝突エネルギー吸収体を得ることができ、衝突エネルギー吸収体が有する性能を狙い通りに発揮させることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は第１実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、（Ｂ）において衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図３】（Ａ）は第１実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は対比例に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図である。
【図４】第２実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は第２実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、（Ｂ）において衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図６】（Ａ）は複数の湾曲部が適用された衝突エネルギー吸収体に加わる衝突荷重を模式的に表した平面図であり、（Ｂ）は複数の湾曲部が適用されていない衝突エネルギー吸収体に加わる衝突荷重を模式的に表した平面図である。
【図７】第３実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す斜視図である。
【図８】（Ａ）は第３実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は図８（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、（Ｂ）において衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図９】（Ａ）は複数の閉断面が形成された衝突エネルギー吸収体の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示された衝突エネルギー吸収体と同じ断面積であり、かつ閉断面Ｃを備えない衝突エネルギー吸収体を示す断面図である。なお、衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図１０】第４実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す斜視図である。
【図１１】（Ａ）は第４実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は図１１（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、（Ｂ）において衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図１２】（Ａ）は第４実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体の図心を示す断面図であり、（Ｂ）は板厚がＴである車体の衝突エネルギー吸収体の図心を示す断面図である。なお、衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図１３】キャビンの後方に本発明の車体の衝突エネルギー吸収体を適用した例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造について説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。
【００２０】
図１には、本実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体２０Ａが適用された車体フロア１０の左側前方から見た斜視図が示されている。この図に示されるように、車体フロア１０の前端部には左右一対のフロントサスペンションユニット１２等を保持したフロントサスペンションメンバモジュール１４が取り付けられている。また、フロントサスペンションメンバモジュール１４の前端部には、本実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体２０Ａが取り付けられている。また、図２（Ａ）に示されるように、衝突エネルギー吸収体２０Ａはバンパカバー３６Ｆ内側に配設され、衝突エネルギー吸収体２０Ａの前部にはバンパリインフォース３８が取り付けられている。さらに、バンパリインフォース３８の車両後側には、図示しないラジエタや冷暖房装置のコンデンサ等が取り付けられている。
【００２１】
まず、車体フロア１０について説明すると、車体フロア１０はバスタブ状に形成されており、キャビン１１の主要部を構成している。具体的には、図２（Ａ）に示されるように、車体フロア１０の底部には車両前後方向及び車幅方向に延在しキャビン１１の床面を構成するフロア部１０Ａを備えている。フロア部１０Ａには図示しないシートやセンタコンソール、その他内装意匠材が取り付けられている。また、フロア部１０Ａの前端部から車両上方及び車幅方向に延在するダッシュ部１０Ｂを備えている。ダッシュ部１０Ｂには、図示しないインストルメントパネルやステアリングホイール等が取り付けられている。
【００２２】
次に、車体フロア１０の前端部に取り付けられた、サスペンションメンバモジュール１４について説明すると、図１に示されるように、複数の足回り部品がサスペンションメンバ１３に取り付けられることにより、サスペンションメンバモジュール１４が構成されている。本実施形態では、サスペンションユニット１２、タイヤ１９等を保持している図示しないアッパーアーム及びロアアーム等がフロントサスペンションメンバ１３に取り付けられることにより、フロントサスペンションメンバモジュール１４が構成されている。また、図２（Ａ）に示されるように、フロントサスペンションメンバ１３の車両下側の端部には、車幅方向を長手として延在する荷重伝達部材６０が設けられている。なお、荷重伝達部材６０の詳細な構成についての図示は省略するが、当該荷重伝達部材には所要の剛性が確保された部材が用いられていれば良く、例えばサスペンションメンバ１３を補強するための部材と兼用しても良い。
【００２３】
次に、本発明の要部である衝突エネルギー吸収体について説明する。
【００２４】
図１に示されるように、衝突エネルギー吸収体２０Ａは、車両幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部２２Ａと、当該底壁部２２Ａの車両幅方向右側の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する右側縦壁部２４Ａと、車両幅方向左側の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する左側縦壁部２６Ａとが一体に成形されることにより構成されている。従って、図２（Ｂ）に示されるように、当該衝突エネルギー吸収体２０Ａを車両前方から見た断面は、車両上方向に開口部を有するＵ字状の断面を形成している。また、これらの衝突エネルギー吸収体２０Ａを構成する部材には繊維強化樹脂が用いられている。
【００２５】
右側縦壁部２４Ａ及び左側縦壁部２６Ａの車両後方側の端部には、ステアリングギヤボックス１６の車幅方向両端に設けられたタイロッド１８を逃がすための切り欠き３０が設けられている。また、右側縦壁部２４Ａ及び左側縦壁部２６Ａの車両後方側の端部の上端及び下端には、それぞれ衝突エネルギー吸収体２０Ａとフロントサスペンションメンバモジュール１４とを接合するためのフランジ部３２が設けられている。当該フランジ部３２に設けられた図示しない貫通孔にボルト３４を通し、当該ボルト３４をフロントサスペンションメンバモジュール１４に設けられた図示しない螺子孔に締付けることにより衝突エネルギー吸収体２０Ａとフロントサスペンションメンバモジュール１４とが接合されている。なお、繊維強化樹脂を挿んでボルトで締め上げて接合する場合、当該締め上げられた繊維強化樹脂がクリープ変形を起こすことにより、ボルトの軸力が低下することが考えられる。そのため、本実施形態ではフランジ部３２に図示しないカラーが挿入されることにより、繊維強化樹脂材自体がボルトで締め上げられることが抑制されている。
【００２６】
また、衝突エネルギー吸収体２０Ａの底壁部２２Ａはフロア部１０Ａの車両前後方向の延長上に配設されている。なお、図２（Ａ）における２点鎖線で囲まれた部分はフロア部１０Ａの車両前後方向の延長上を示す。
【００２７】
さらに、本実施形態では右側縦壁部２４Ａの上端の一部と左側縦壁部２６Ａの上端の一部とを繋ぐ横壁２８を備える。横壁２８の車幅方向両端部には図示しない螺子孔が形成されており、当該螺子孔に右側縦壁部２４Ａ及び左側縦壁部２６Ａの車幅方向外側から図示しないボルトを締めこむことにより、横壁２８が衝突エネルギー吸収体２０Ａに取り付けられている
【００２８】
（本実施形態の作用／効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２９】
衝突荷重が車体前方から加わると、先ずバンパカバー３６Ｆが変形し、バンパカバー３６Ｆとバンパリインフォース３８とが接触する。バンパカバー３６Ｆとバンパリインフォース３８とが接触することにより、衝突荷重がバンパカバー３６Ｆからバンパリインフォース３８に入力される。次いで、衝突荷重はバンパリインフォース３８から衝突エネルギー吸収体２０Ａに伝達される。この場合、衝突エネルギー吸収体２０Ａが変形することによって衝突エネルギーが吸収される共に、吸収しきれなかった荷重は衝突エネルギー吸収体２０Ａからサスペンションメンバモジュール１４に流れる。そして更に、サスペンションメンバモジュール１４に入力された衝突荷重は、車体フロア１０へ流れる。
【００３０】
ここで、図２（Ｂ）に示されるように、衝突エネルギー吸収体２０Ａの車両前方向から見た断面は、車両上側に開口部を有するＵ字状の断面を形成している。そのため、断面の図心を車両下側に下げることができる。即ち、図３（Ａ）に示されるように、衝突エネルギー吸収体２０Ａの断面の図心Ｇ１の車両上下方向の高さとフロア部１０Ａの車両上下方向の高さＧｆとの差を小さくできるため、前面衝突時に車体フロア１０に生じる曲げモーメントを小さくできる。例えば、図３（Ａ）に示された本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ａの断面の図心Ｇ１と、図３（Ｂ）に示された対比例に係る矩形断面の衝突エネルギー吸収体２０Ｅの断面の図心Ｇ２とを比べると、本実施形態では、その断面の図心Ｇ１が（Ｌ−ｌ）の長さだけフロア部１０Ａの高さＧｆに近づく。その結果、車体フロア１０に生じる曲げモーメントをＭからｍ（Ｍ＞ｍ）に低減することができる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、衝突エネルギー吸収体２０Ａの底壁部２２Ａがフロアロア１０Ｌの車両前後方向の延長上に配設されているので、底壁部２２Ａを伝わる衝突荷重をフロア部１０Ａに効率良く流すことができる。また、本実施形態では荷重伝達部材６０がフロントサスペンションメンバモジュール１４の車両下側に設けられているため、衝突エネルギー吸収体からフロントサスペンションメンバモジュール１４に入力された荷重をさらに効率良くフロア部１０Ａに流すことができる。
【００３２】
また、本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ａは、底壁部が車幅方向を長手として配設されているため、電柱やポールなどに衝突した場合等の局所的な入力に対しても効果的に衝突エネルギーを吸収できる。
【００３３】
さらに、本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ａには、右側縦壁部２４Ａの一部と左側縦壁部２６Ａの一部とを繋ぐ横壁２８が設けられている。そのため、右側縦壁部２４Ａの上端と左側縦壁部２６Ａの上端との間の開きを抑制できる。その結果、寸法精度の良い車体の衝突エネルギー吸収体を得ることができ、衝突エネルギー吸収体が有する性能を狙い通りに発揮させることができる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
次に、図４〜図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
この第２実施形態では、上記第１実施形態における底壁部２２Ａ、右側縦壁部２４Ａ及び左側縦壁部２６Ａに相当する、底壁部２２Ｂ、右側縦壁部２４Ｂ及び左側縦壁部２６Ｂが所謂波板形状となっている点に特徴がある。具体的には、図４及び図５（Ｂ）に示されるように、底壁部２２Ｂには、車両前後方向に延びる１１個の湾曲部５０が形成されている。また、右側縦壁部２４Ｂ及び左側縦壁部２６Ｂには、車両前後方向に延びる５個の湾曲部５０がそれぞれ形成されている。
【００３６】
（本実施形態の作用／効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３７】
本実施形態では、第１実施形態で説明した衝突エネルギー吸収体２０Ａの構成に加え、底壁部２２Ｂ、右側縦壁部２４Ｂ及び左側縦壁部２６Ｂが所謂波板形状となっているため、第１実施形態で得られた効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００３８】
ここで、図６（Ａ）及び（Ｂ）には、衝突エネルギー吸収体の前端部から後端部に掛けて伝達される衝突荷重の分布が模式的に表されている。図６（Ｂ）に示されるように湾曲部５０を備えていない衝突エネルギー吸収体では、各壁部の中央付近での変形が大きくなり、衝突荷重に対する反力を得られない部分が生じる。即ち、衝突荷重を車両前後方向に効率よく伝達できない部分が生じる。
【００３９】
これに対し、図６（Ａ）に示された湾曲部５０を備えている衝突エネルギー吸収体では、湾曲部５０により変形が抑制されるため、衝突荷重に対する反力を得ることができる。即ち、上述した湾曲部５０を備えていない衝突エネルギー吸収体のように、衝突荷重を車両前後方向に効率よく伝達できない部分が生じることがない。その結果、車体前方から入力された衝突荷重をフロントサスペンションメンバモジュール１４に均一に流すことができ、ひいては衝突荷重を車体フロア１０に均一に流すことができる。
【００４０】
なお、本実施形態では湾曲部５０を設けた例について説明したが、湾曲部５０に代えて以下の第３実施形態で説明する屈曲部５２を設けても良い。
【００４１】
＜第３実施形態＞
次に、図７〜図９を用いて、本発明の第３実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造について説明する。なお、第１実施形態等と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
この第３実施形態の車体の衝突エネルギー吸収体２０Ｃは、上記第１実施形態の衝突エネルギー吸収体と略同形状の第１部材２１の上方から、複数の屈曲部を供えたパネル状の第２部材２３を重ねて接合することによって複数の閉断面Ｃが形成されることに特徴がある。
【００４３】
具体的には、図７及び図８（Ｂ）に示されるように、第１部材２１は、車両幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部２１Ａと、当該底壁部２１Ａの車両幅方向右側の端部から車両上下方向及び車両前後方向に延在する右側縦壁部２１Ｂ及び車両幅方向左側の端部から車両上下方向及び車両前後方向に延在する左側縦壁部２１Ｃとを備えている。また、右側縦壁部２１Ｂ及び左側縦壁部２１Ｃの上端部は、それぞれ第２部材と重ねあわされて接合されるフランジ部２１Ｄとされている。
【００４４】
第２部材２３は、車両幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部２３Ａと、当該底壁部２３Ａの車両幅方向右側の端部から車両上下方向及び車両前後方向に延在する右側縦壁部２３Ｂ及び車両幅方向左側の端部から車両上下方向及び車両前後方向に延在する左側縦壁部２３Ｃとを備えている。更に、当該底壁部２３Ａ、右側縦壁部２３Ｂ及び左側縦壁部２３Ｃには、車両前後方向に延びる複数の屈曲部５２がそれぞれ形成されている。底壁部２３Ａの車両上側の面には３つの屈曲部５２が形成され、また、右側縦壁部２３Ｂの車幅方向内側の面には２つの屈曲部５２が形成され、さらに、左側縦壁部２３Ｃの車幅方向内側の面には２つの屈曲部５２が形成されている。
【００４５】
上述した第１部材２１の底壁部２１Ａの車両上側の面に第２部材２３の底壁部２３Ａの車両下側の面が重ね合わされることにより、底壁部２１Ａと底壁部２３Ａとの間に３つの閉断面Ｃが形成されている。ここで、接触部Ｊに熱溶着を施すことにより、第１部材２１と第２部材２３とが接合され、衝突エネルギー吸収体２０Ｃの底壁部２２Ｃが構成されている。なお、熱溶着とは熱可塑性樹脂同士を接合する技術であり、超音波溶着や高周波溶着等も広く熱溶着に含まれるものとする。
【００４６】
また、第１部材２１の右側縦壁部２１Ｂの車両幅方向内側の面に第２部材２３の右側縦壁部２３Ｂの車両幅方向外側の面が重ね合わされることにより、右側縦壁部２１Ｂと右側縦壁部２３Ｂとの間に２つの閉断面Ｃが形成されている。ここで、接触部Ｊに熱溶着を施すことにより、第１部材２１と第２部材２３とが接合され、衝突エネルギー吸収体２０Ｃの右側縦壁部２４Ｃが構成されている。
【００４７】
さらに、第１部材２１の左側縦壁部２１Ｃの車両幅方向内側の面に第２部材２３の左側縦壁部２３Ｃの車両幅方向外側の面が重ね合わされることにより、左側縦壁部２１Ｃと左側縦壁部２３Ｃとの間に２つの閉断面Ｃが形成されている。ここで、接触部Ｊに熱溶着を施すことにより、第１部材２１と第２部材２３とが接合され、衝突エネルギー吸収体２０Ｃの左側縦壁部２６Ｃが構成されている。
【００４８】
このように、第１部材２１と第２部材２３とが接合されることにより、衝突エネルギー吸収体２０Ｃが構成されている。
【００４９】
（本実施形態の作用／効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００５０】
本実施形態では、第１実施形態で説明した衝突エネルギー吸収体２０Ａの構成に加え、
上記第１部材２１と第２部材２３とが重ねて合わされて接合されることによって、複数の閉断面Ｃが形成されている。従って、第１実施形態で得られた効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００５１】
図９（Ａ）には、閉断面Ｃを備える衝突エネルギー吸収体２０Ｃの断面が示されており、（Ｂ）には（Ａ）に示された衝突エネルギー吸収体２０Ｃと同じ断面積であり、かつ閉断面を備えない衝突エネルギー吸収体２０Ｆの断面が示されている。これらの図に示されるように、本実施形態では閉断面Ｃが設けられているため、閉断面を備えない衝突エネルギー吸収体２０Ｆと比較して、底壁部２２Ｃ、右側縦壁部２４Ｃ及び左側縦壁部２６ＣのＬ１、Ｌ２及びＬ３軸に対する断面２次モーメントを上げることができる。その結果、閉断面を備えていない衝突エネルギー吸収体２０Ｆと比較して、底壁部２２Ｃ、右側縦壁部２４Ｃ及び左側縦壁部２６Ｃが折れ曲がることを抑制することができ、衝突エネルギー吸収体を伝わる衝突荷重をより安定的に車体フロア１０に流すことができる。
【００５２】
また、本実施形態では、複数の屈曲部５２を備えるため、当該屈曲部５２が上記第２実施形態で説明した湾曲部５０と同様の効果を奏し、車体前方から入力された衝突荷重をフロントサスペンションメンバモジュール１４に均一に流すことができ、ひいては衝突荷重を車体フロア１０に均一に流すことができる。
【００５３】
さらに、本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ｃでは、第１部材２１と第２部材２３とを別々に成形しているため、各々の板厚や形状を変えることにより、衝突エネルギー吸収体２０Ｃに生じる荷重の分布をより厳密にコントロールすることが可能となる。
【００５４】
なお、本実施形態では屈曲部５２を設けた例について説明したが、屈曲部５２に代えて上述した湾曲部５０を設けても良い。
【００５５】
＜第４実施形態＞
次に、図１０〜１２を用いて、本発明の第４実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造について説明する。なお、第１実施形態等と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
この第４実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ｄは、上記第１実施形態の衝突エネルギー吸収体において、底壁部の板厚が右側縦壁部及び左側縦壁部の板厚と比較して厚くなっている点が特徴である。具体的には、図１０及び図１１（Ｂ）示されるように、底壁部２２Ｄの板厚Ｔが、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの板厚ｔと比較して厚くなっている。なお、本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ｄは、底壁部２２Ｄ、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄにより構成される分割構造となっているが、各構成部材を一体で成形しても良い。
【００５７】
（本実施形態の作用／効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００５８】
本実施形態では、第１実施形態で説明した衝突エネルギー吸収体２０Ａの構成に加え、底壁部の板厚が右側縦壁部及び左側縦壁部の板厚と比較して厚くなっているため、第１実施形態で得られた効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００５９】
本実施形態では、図１２（Ａ）に示されるように、底壁部２２Ｄの板厚Ｔが、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの板厚ｔと比較して厚くなっている。そのため、図１２（Ｂ）に示された、底壁部２２Ｇ、右側縦壁部２４Ｇ及び左側縦壁部２６Ｇの板厚がＴである衝突エネルギー吸収体２０Ｇの断面の図心Ｇ４と比較して、断面の図心Ｇ３を車両下側に下げることができる。本実施形態では、断面の図心をＨ−ｈ（Ｈ＞ｈ）だけ車両下側に下げることができる。その結果、衝突エネルギー吸収体２０Ｄの断面の図心Ｇ３の車両上下方向の高さとフロア部１０Ａの車両上下方向の高さとの差をより一層小さくでき、前面衝突時に車体フロア１０に生じる曲げモーメントをより一層低減できる。
【００６０】
また、本実施形態では、底壁部２２Ｄの板厚Ｔが右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの板厚ｔよりも厚く設定されているため、底壁部２２Ｄの強度が右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの強度よりも高くなる。従って、本実施形態に係る衝突エネルギー吸収体構造では、底壁部２２Ｄからフロア部１０Ａに荷重を効率よく流すことが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形体では、衝突エネルギー吸収体２０Ｄを構成する底壁部２２Ｄ、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの材料として、同一の繊維強化樹脂が用いられている例を説明したが、各構成部材の材料を変更することにより衝突エネルギー吸収体２０Ｄの強度バランスを調整しても良い。例えば、底壁部２２Ｄの材料強度が、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの材料強度と比較して高くなっている構成とすることで、上記の底壁部２２Ｄからフロア部１０Ａに荷重を効率よく流すことができる、という効果を得られる。
【００６２】
以上、第１乃至第４実施形態では車両の前方に衝突エネルギー吸収体を設けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、車両の後方に本発明の車両の衝突エネルギー吸収体構造を適用することもできる。例えば、図１３に示されるように、本発明の衝突エネルギー吸収体２０Ｈをバンパカバー３６Ｒの内側に配設することもできる。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 車体フロア
１０Ａ フロア部
１１ キャビン
１４ フロントサスペンションメンバモジュール
２０Ａ 衝突エネルギー吸収体（第１実施形態）
２０Ｂ 衝突エネルギー吸収体（第２実施形態）
２０Ｃ 衝突エネルギー吸収体（第３実施形態）
２０Ｄ 衝突エネルギー吸収体（第４実施形態）
２０Ｈ 衝突エネルギー吸収体
２２Ａ 底壁部（第１実施形態）
２２Ｂ 底壁部（第２実施形態）
２２Ｃ 底壁部（第３実施形態）
２２Ｄ 底壁部（第４実施形態）
２４Ａ 右側縦壁部（第１実施形態の第１縦壁部）
２４Ｂ 右側縦壁部（第２実施形態の第１縦壁部）
２４Ｃ 右側縦壁部（第３実施形態の第１縦壁部）
２４Ｄ 右側縦壁部（第４実施形態の第１縦壁部）
２６Ａ 左側縦壁部（第１実施形態の第２縦壁部）
２６Ｂ 左側縦壁部（第２実施形態の第２縦壁部）
２６Ｃ 左側縦壁部（第３実施形態の第２縦壁部）
２６Ｄ 左側縦壁部（第４実施形態の第２縦壁部）
２８ 横壁
３６Ｆ バンパカバー
３６Ｒ バンパカバー
５０ 湾曲部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時に車体に加わる衝突エネルギーを吸収する車体の衝突エネルギー吸収体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャビンの車体前方に衝突エネルギー吸収体を設けて、前面衝突時に車体に加わる衝突エネルギーを吸収する構造が知られている。例えば、下記特許文献１には、サイドフレームの前方に衝突エネルギー吸収体を設けて、サイドフレームからフロアフレームに伝わる衝突エネルギーを吸収する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１２０７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構造では、サイドフレーム前方に設けられた衝突エネルギー吸収体の車両上下方向の高さとフロアフレームの車両上下方向の高さとの差が大きく、衝突時に該サイドフレームと該フロアフレームとを繋ぐ部分（キック部）に生じる曲げモーメントが大きくなるという課題があった。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、衝突時に車体フロアに生じる曲げモーメントを低減できる車体の衝突エネルギー吸収体構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、バンパカバーの内側に配設され、車幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部と、前記底壁部の車幅方向の一方の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する第１縦壁部と、前記底壁部の車幅方向の他方の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する第２縦壁部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る本発明では、上記構成の底壁部と、第１縦壁部と、第２縦壁部とを備えている。そのため、車両前方又は後方から見た衝突エネルギー吸収体の断面は車両上方向に開口したＵ字状断面となり、当該断面の図心を車両下側に下げることができる。その結果、当該図心が乗員室の床面を形成する車体フロアのフロア部の高さに近づく。換言すると、当該図心とフロア部の高さとの差が小さくなり、その結果、衝突時に車体フロアに生じる曲げモーメントを低減できる。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、請求項１記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造において、前記底壁部が、キャビンの床面を形成する車体フロアのフロア部の車両前後方向の延長上に配設されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る本発明では、底壁部がフロア部の車両前後方向の延長上に配設されているため、衝突時に車体前方又は後方から加わる荷重を効率よくフロア部に流すことができる。
【００１０】
請求項３記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、請求項１又は請求項２記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造において、前記底壁部、前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部は車両前後方向に延びる複数の湾曲部を含んだ形状にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る本発明では、底壁部、第１縦壁部及び第２縦壁部には、車両前後方向に延びる複数の湾曲部が形成されているため、当該湾曲部が形成されていない衝突エネルギー吸収体と比べて、各々の部材を伝わる荷重をより均一な荷重とすることが可能となる。従って、衝突時に車体前方又は後方から加わる荷重をより均一に車体フロアに流すことができる。
【００１２】
請求項４記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、請求項１乃至請求項３いずれか１項に記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造において、前記第１縦壁部と前記第２縦壁部とを車幅方向に繋ぐ横壁を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る本発明では、第１縦壁部と第２縦壁部とを繋ぐ横壁を備えるため、第１縦壁部の上端部と第２縦壁部の上端部とが成形時の残留応力や熱変形などにより開いてしまうことを抑制できる。そのため、寸法精度の良い車体の衝突エネルギー吸収体を得ることができ、衝突エネルギー吸収体が有する性能を狙い通りに発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、衝突時に車体フロアに生じる曲げモーメントを低減できる、という優れた効果を有する。
【００１５】
請求項２記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、衝突時に車体前方又は後方から加わる荷重を効率よくフロア部に流すことができる、という優れた効果を有する。
【００１６】
請求項３記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、衝突時に車体前方又は後方から加わる荷重をより均一に車体フロアに流すことができる、という優れた効果を有する。
【００１７】
請求項４記載の本発明に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造は、寸法精度の良い車体の衝突エネルギー吸収体を得ることができ、衝突エネルギー吸収体が有する性能を狙い通りに発揮させることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は第１実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、（Ｂ）において衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図３】（Ａ）は第１実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は対比例に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図である。
【図４】第２実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は第２実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、（Ｂ）において衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図６】（Ａ）は複数の湾曲部が適用された衝突エネルギー吸収体に加わる衝突荷重を模式的に表した平面図であり、（Ｂ）は複数の湾曲部が適用されていない衝突エネルギー吸収体に加わる衝突荷重を模式的に表した平面図である。
【図７】第３実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す斜視図である。
【図８】（Ａ）は第３実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は図８（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、（Ｂ）において衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図９】（Ａ）は複数の閉断面が形成された衝突エネルギー吸収体の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示された衝突エネルギー吸収体と同じ断面積であり、かつ閉断面Ｃを備えない衝突エネルギー吸収体を示す断面図である。なお、衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図１０】第４実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す斜視図である。
【図１１】（Ａ）は第４実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体が適用された車体フロア前部を示す側面図であり、（Ｂ）は図１１（Ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、（Ｂ）において衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図１２】（Ａ）は第４実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体の図心を示す断面図であり、（Ｂ）は板厚がＴである車体の衝突エネルギー吸収体の図心を示す断面図である。なお、衝突エネルギー吸収体の断面以外の図示は省略してある。
【図１３】キャビンの後方に本発明の車体の衝突エネルギー吸収体を適用した例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造について説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。
【００２０】
図１には、本実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体２０Ａが適用された車体フロア１０の左側前方から見た斜視図が示されている。この図に示されるように、車体フロア１０の前端部には左右一対のフロントサスペンションユニット１２等を保持したフロントサスペンションメンバモジュール１４が取り付けられている。また、フロントサスペンションメンバモジュール１４の前端部には、本実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体２０Ａが取り付けられている。また、図２（Ａ）に示されるように、衝突エネルギー吸収体２０Ａはバンパカバー３６Ｆ内側に配設され、衝突エネルギー吸収体２０Ａの前部にはバンパリインフォース３８が取り付けられている。さらに、バンパリインフォース３８の車両後側には、図示しないラジエタや冷暖房装置のコンデンサ等が取り付けられている。
【００２１】
まず、車体フロア１０について説明すると、車体フロア１０はバスタブ状に形成されており、キャビン１１の主要部を構成している。具体的には、図２（Ａ）に示されるように、車体フロア１０の底部には車両前後方向及び車幅方向に延在しキャビン１１の床面を構成するフロア部１０Ａを備えている。フロア部１０Ａには図示しないシートやセンタコンソール、その他内装意匠材が取り付けられている。また、フロア部１０Ａの前端部から車両上方及び車幅方向に延在するダッシュ部１０Ｂを備えている。ダッシュ部１０Ｂには、図示しないインストルメントパネルやステアリングホイール等が取り付けられている。
【００２２】
次に、車体フロア１０の前端部に取り付けられた、サスペンションメンバモジュール１４について説明すると、図１に示されるように、複数の足回り部品がサスペンションメンバ１３に取り付けられることにより、サスペンションメンバモジュール１４が構成されている。本実施形態では、サスペンションユニット１２、タイヤ１９等を保持している図示しないアッパーアーム及びロアアーム等がフロントサスペンションメンバ１３に取り付けられることにより、フロントサスペンションメンバモジュール１４が構成されている。また、図２（Ａ）に示されるように、フロントサスペンションメンバ１３の車両下側の端部には、車幅方向を長手として延在する荷重伝達部材６０が設けられている。なお、荷重伝達部材６０の詳細な構成についての図示は省略するが、当該荷重伝達部材には所要の剛性が確保された部材が用いられていれば良く、例えばサスペンションメンバ１３を補強するための部材と兼用しても良い。
【００２３】
次に、本発明の要部である衝突エネルギー吸収体について説明する。
【００２４】
図１に示されるように、衝突エネルギー吸収体２０Ａは、車両幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部２２Ａと、当該底壁部２２Ａの車両幅方向右側の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する右側縦壁部２４Ａと、車両幅方向左側の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する左側縦壁部２６Ａとが一体に成形されることにより構成されている。従って、図２（Ｂ）に示されるように、当該衝突エネルギー吸収体２０Ａを車両前方から見た断面は、車両上方向に開口部を有するＵ字状の断面を形成している。また、これらの衝突エネルギー吸収体２０Ａを構成する部材には繊維強化樹脂が用いられている。
【００２５】
右側縦壁部２４Ａ及び左側縦壁部２６Ａの車両後方側の端部には、ステアリングギヤボックス１６の車幅方向両端に設けられたタイロッド１８を逃がすための切り欠き３０が設けられている。また、右側縦壁部２４Ａ及び左側縦壁部２６Ａの車両後方側の端部の上端及び下端には、それぞれ衝突エネルギー吸収体２０Ａとフロントサスペンションメンバモジュール１４とを接合するためのフランジ部３２が設けられている。当該フランジ部３２に設けられた図示しない貫通孔にボルト３４を通し、当該ボルト３４をフロントサスペンションメンバモジュール１４に設けられた図示しない螺子孔に締付けることにより衝突エネルギー吸収体２０Ａとフロントサスペンションメンバモジュール１４とが接合されている。なお、繊維強化樹脂を挿んでボルトで締め上げて接合する場合、当該締め上げられた繊維強化樹脂がクリープ変形を起こすことにより、ボルトの軸力が低下することが考えられる。そのため、本実施形態ではフランジ部３２に図示しないカラーが挿入されることにより、繊維強化樹脂材自体がボルトで締め上げられることが抑制されている。
【００２６】
また、衝突エネルギー吸収体２０Ａの底壁部２２Ａはフロア部１０Ａの車両前後方向の延長上に配設されている。なお、図２（Ａ）における２点鎖線で囲まれた部分はフロア部１０Ａの車両前後方向の延長上を示す。
【００２７】
さらに、本実施形態では右側縦壁部２４Ａの上端の一部と左側縦壁部２６Ａの上端の一部とを繋ぐ横壁２８を備える。横壁２８の車幅方向両端部には図示しない螺子孔が形成されており、当該螺子孔に右側縦壁部２４Ａ及び左側縦壁部２６Ａの車幅方向外側から図示しないボルトを締めこむことにより、横壁２８が衝突エネルギー吸収体２０Ａに取り付けられている
【００２８】
（本実施形態の作用／効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２９】
衝突荷重が車体前方から加わると、先ずバンパカバー３６Ｆが変形し、バンパカバー３６Ｆとバンパリインフォース３８とが接触する。バンパカバー３６Ｆとバンパリインフォース３８とが接触することにより、衝突荷重がバンパカバー３６Ｆからバンパリインフォース３８に入力される。次いで、衝突荷重はバンパリインフォース３８から衝突エネルギー吸収体２０Ａに伝達される。この場合、衝突エネルギー吸収体２０Ａが変形することによって衝突エネルギーが吸収される共に、吸収しきれなかった荷重は衝突エネルギー吸収体２０Ａからサスペンションメンバモジュール１４に流れる。そして更に、サスペンションメンバモジュール１４に入力された衝突荷重は、車体フロア１０へ流れる。
【００３０】
ここで、図２（Ｂ）に示されるように、衝突エネルギー吸収体２０Ａの車両前方向から見た断面は、車両上側に開口部を有するＵ字状の断面を形成している。そのため、断面の図心を車両下側に下げることができる。即ち、図３（Ａ）に示されるように、衝突エネルギー吸収体２０Ａの断面の図心Ｇ１の車両上下方向の高さとフロア部１０Ａの車両上下方向の高さＧｆとの差を小さくできるため、前面衝突時に車体フロア１０に生じる曲げモーメントを小さくできる。例えば、図３（Ａ）に示された本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ａの断面の図心Ｇ１と、図３（Ｂ）に示された対比例に係る矩形断面の衝突エネルギー吸収体２０Ｅの断面の図心Ｇ２とを比べると、本実施形態では、その断面の図心Ｇ１が（Ｌ−ｌ）の長さだけフロア部１０Ａの高さＧｆに近づく。その結果、車体フロア１０に生じる曲げモーメントをＭからｍ（Ｍ＞ｍ）に低減することができる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、衝突エネルギー吸収体２０Ａの底壁部２２Ａがフロアロア１０Ｌの車両前後方向の延長上に配設されているので、底壁部２２Ａを伝わる衝突荷重をフロア部１０Ａに効率良く流すことができる。また、本実施形態では荷重伝達部材６０がフロントサスペンションメンバモジュール１４の車両下側に設けられているため、衝突エネルギー吸収体からフロントサスペンションメンバモジュール１４に入力された荷重をさらに効率良くフロア部１０Ａに流すことができる。
【００３２】
また、本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ａは、底壁部が車幅方向を長手として配設されているため、電柱やポールなどに衝突した場合等の局所的な入力に対しても効果的に衝突エネルギーを吸収できる。
【００３３】
さらに、本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ａには、右側縦壁部２４Ａの一部と左側縦壁部２６Ａの一部とを繋ぐ横壁２８が設けられている。そのため、右側縦壁部２４Ａの上端と左側縦壁部２６Ａの上端との間の開きを抑制できる。その結果、寸法精度の良い車体の衝突エネルギー吸収体を得ることができ、衝突エネルギー吸収体が有する性能を狙い通りに発揮させることができる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
次に、図４〜図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
この第２実施形態では、上記第１実施形態における底壁部２２Ａ、右側縦壁部２４Ａ及び左側縦壁部２６Ａに相当する、底壁部２２Ｂ、右側縦壁部２４Ｂ及び左側縦壁部２６Ｂが所謂波板形状となっている点に特徴がある。具体的には、図４及び図５（Ｂ）に示されるように、底壁部２２Ｂには、車両前後方向に延びる１１個の湾曲部５０が形成されている。また、右側縦壁部２４Ｂ及び左側縦壁部２６Ｂには、車両前後方向に延びる５個の湾曲部５０がそれぞれ形成されている。
【００３６】
（本実施形態の作用／効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３７】
本実施形態では、第１実施形態で説明した衝突エネルギー吸収体２０Ａの構成に加え、底壁部２２Ｂ、右側縦壁部２４Ｂ及び左側縦壁部２６Ｂが所謂波板形状となっているため、第１実施形態で得られた効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００３８】
ここで、図６（Ａ）及び（Ｂ）には、衝突エネルギー吸収体の前端部から後端部に掛けて伝達される衝突荷重の分布が模式的に表されている。図６（Ｂ）に示されるように湾曲部５０を備えていない衝突エネルギー吸収体では、各壁部の中央付近での変形が大きくなり、衝突荷重に対する反力を得られない部分が生じる。即ち、衝突荷重を車両前後方向に効率よく伝達できない部分が生じる。
【００３９】
これに対し、図６（Ａ）に示された湾曲部５０を備えている衝突エネルギー吸収体では、湾曲部５０により変形が抑制されるため、衝突荷重に対する反力を得ることができる。即ち、上述した湾曲部５０を備えていない衝突エネルギー吸収体のように、衝突荷重を車両前後方向に効率よく伝達できない部分が生じることがない。その結果、車体前方から入力された衝突荷重をフロントサスペンションメンバモジュール１４に均一に流すことができ、ひいては衝突荷重を車体フロア１０に均一に流すことができる。
【００４０】
なお、本実施形態では湾曲部５０を設けた例について説明したが、湾曲部５０に代えて以下の第３実施形態で説明する屈曲部５２を設けても良い。
【００４１】
＜第３実施形態＞
次に、図７〜図９を用いて、本発明の第３実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造について説明する。なお、第１実施形態等と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
この第３実施形態の車体の衝突エネルギー吸収体２０Ｃは、上記第１実施形態の衝突エネルギー吸収体と略同形状の第１部材２１の上方から、複数の屈曲部を供えたパネル状の第２部材２３を重ねて接合することによって複数の閉断面Ｃが形成されることに特徴がある。
【００４３】
具体的には、図７及び図８（Ｂ）に示されるように、第１部材２１は、車両幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部２１Ａと、当該底壁部２１Ａの車両幅方向右側の端部から車両上下方向及び車両前後方向に延在する右側縦壁部２１Ｂ及び車両幅方向左側の端部から車両上下方向及び車両前後方向に延在する左側縦壁部２１Ｃとを備えている。また、右側縦壁部２１Ｂ及び左側縦壁部２１Ｃの上端部は、それぞれ第２部材と重ねあわされて接合されるフランジ部２１Ｄとされている。
【００４４】
第２部材２３は、車両幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部２３Ａと、当該底壁部２３Ａの車両幅方向右側の端部から車両上下方向及び車両前後方向に延在する右側縦壁部２３Ｂ及び車両幅方向左側の端部から車両上下方向及び車両前後方向に延在する左側縦壁部２３Ｃとを備えている。更に、当該底壁部２３Ａ、右側縦壁部２３Ｂ及び左側縦壁部２３Ｃには、車両前後方向に延びる複数の屈曲部５２がそれぞれ形成されている。底壁部２３Ａの車両上側の面には３つの屈曲部５２が形成され、また、右側縦壁部２３Ｂの車幅方向内側の面には２つの屈曲部５２が形成され、さらに、左側縦壁部２３Ｃの車幅方向内側の面には２つの屈曲部５２が形成されている。
【００４５】
上述した第１部材２１の底壁部２１Ａの車両上側の面に第２部材２３の底壁部２３Ａの車両下側の面が重ね合わされることにより、底壁部２１Ａと底壁部２３Ａとの間に３つの閉断面Ｃが形成されている。ここで、接触部Ｊに熱溶着を施すことにより、第１部材２１と第２部材２３とが接合され、衝突エネルギー吸収体２０Ｃの底壁部２２Ｃが構成されている。なお、熱溶着とは熱可塑性樹脂同士を接合する技術であり、超音波溶着や高周波溶着等も広く熱溶着に含まれるものとする。
【００４６】
また、第１部材２１の右側縦壁部２１Ｂの車両幅方向内側の面に第２部材２３の右側縦壁部２３Ｂの車両幅方向外側の面が重ね合わされることにより、右側縦壁部２１Ｂと右側縦壁部２３Ｂとの間に２つの閉断面Ｃが形成されている。ここで、接触部Ｊに熱溶着を施すことにより、第１部材２１と第２部材２３とが接合され、衝突エネルギー吸収体２０Ｃの右側縦壁部２４Ｃが構成されている。
【００４７】
さらに、第１部材２１の左側縦壁部２１Ｃの車両幅方向内側の面に第２部材２３の左側縦壁部２３Ｃの車両幅方向外側の面が重ね合わされることにより、左側縦壁部２１Ｃと左側縦壁部２３Ｃとの間に２つの閉断面Ｃが形成されている。ここで、接触部Ｊに熱溶着を施すことにより、第１部材２１と第２部材２３とが接合され、衝突エネルギー吸収体２０Ｃの左側縦壁部２６Ｃが構成されている。
【００４８】
このように、第１部材２１と第２部材２３とが接合されることにより、衝突エネルギー吸収体２０Ｃが構成されている。
【００４９】
（本実施形態の作用／効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００５０】
本実施形態では、第１実施形態で説明した衝突エネルギー吸収体２０Ａの構成に加え、
上記第１部材２１と第２部材２３とが重ねて合わされて接合されることによって、複数の閉断面Ｃが形成されている。従って、第１実施形態で得られた効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００５１】
図９（Ａ）には、閉断面Ｃを備える衝突エネルギー吸収体２０Ｃの断面が示されており、（Ｂ）には（Ａ）に示された衝突エネルギー吸収体２０Ｃと同じ断面積であり、かつ閉断面を備えない衝突エネルギー吸収体２０Ｆの断面が示されている。これらの図に示されるように、本実施形態では閉断面Ｃが設けられているため、閉断面を備えない衝突エネルギー吸収体２０Ｆと比較して、底壁部２２Ｃ、右側縦壁部２４Ｃ及び左側縦壁部２６ＣのＬ１、Ｌ２及びＬ３軸に対する断面２次モーメントを上げることができる。その結果、閉断面を備えていない衝突エネルギー吸収体２０Ｆと比較して、底壁部２２Ｃ、右側縦壁部２４Ｃ及び左側縦壁部２６Ｃが折れ曲がることを抑制することができ、衝突エネルギー吸収体を伝わる衝突荷重をより安定的に車体フロア１０に流すことができる。
【００５２】
また、本実施形態では、複数の屈曲部５２を備えるため、当該屈曲部５２が上記第２実施形態で説明した湾曲部５０と同様の効果を奏し、車体前方から入力された衝突荷重をフロントサスペンションメンバモジュール１４に均一に流すことができ、ひいては衝突荷重を車体フロア１０に均一に流すことができる。
【００５３】
さらに、本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ｃでは、第１部材２１と第２部材２３とを別々に成形しているため、各々の板厚や形状を変えることにより、衝突エネルギー吸収体２０Ｃに生じる荷重の分布をより厳密にコントロールすることが可能となる。
【００５４】
なお、本実施形態では屈曲部５２を設けた例について説明したが、屈曲部５２に代えて上述した湾曲部５０を設けても良い。
【００５５】
＜第４実施形態＞
次に、図１０〜１２を用いて、本発明の第４実施形態に係る車体の衝突エネルギー吸収体構造について説明する。なお、第１実施形態等と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
この第４実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ｄは、上記第１実施形態の衝突エネルギー吸収体において、底壁部の板厚が右側縦壁部及び左側縦壁部の板厚と比較して厚くなっている点が特徴である。具体的には、図１０及び図１１（Ｂ）示されるように、底壁部２２Ｄの板厚Ｔが、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの板厚ｔと比較して厚くなっている。なお、本実施形態の衝突エネルギー吸収体２０Ｄは、底壁部２２Ｄ、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄにより構成される分割構造となっているが、各構成部材を一体で成形しても良い。
【００５７】
（本実施形態の作用／効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００５８】
本実施形態では、第１実施形態で説明した衝突エネルギー吸収体２０Ａの構成に加え、底壁部の板厚が右側縦壁部及び左側縦壁部の板厚と比較して厚くなっているため、第１実施形態で得られた効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００５９】
本実施形態では、図１２（Ａ）に示されるように、底壁部２２Ｄの板厚Ｔが、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの板厚ｔと比較して厚くなっている。そのため、図１２（Ｂ）に示された、底壁部２２Ｇ、右側縦壁部２４Ｇ及び左側縦壁部２６Ｇの板厚がＴである衝突エネルギー吸収体２０Ｇの断面の図心Ｇ４と比較して、断面の図心Ｇ３を車両下側に下げることができる。本実施形態では、断面の図心をＨ−ｈ（Ｈ＞ｈ）だけ車両下側に下げることができる。その結果、衝突エネルギー吸収体２０Ｄの断面の図心Ｇ３の車両上下方向の高さとフロア部１０Ａの車両上下方向の高さとの差をより一層小さくでき、前面衝突時に車体フロア１０に生じる曲げモーメントをより一層低減できる。
【００６０】
また、本実施形態では、底壁部２２Ｄの板厚Ｔが右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの板厚ｔよりも厚く設定されているため、底壁部２２Ｄの強度が右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの強度よりも高くなる。従って、本実施形態に係る衝突エネルギー吸収体構造では、底壁部２２Ｄからフロア部１０Ａに荷重を効率よく流すことが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形体では、衝突エネルギー吸収体２０Ｄを構成する底壁部２２Ｄ、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの材料として、同一の繊維強化樹脂が用いられている例を説明したが、各構成部材の材料を変更することにより衝突エネルギー吸収体２０Ｄの強度バランスを調整しても良い。例えば、底壁部２２Ｄの材料強度が、右側縦壁部２４Ｄ及び左側縦壁部２６Ｄの材料強度と比較して高くなっている構成とすることで、上記の底壁部２２Ｄからフロア部１０Ａに荷重を効率よく流すことができる、という効果を得られる。
【００６２】
以上、第１乃至第４実施形態では車両の前方に衝突エネルギー吸収体を設けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、車両の後方に本発明の車両の衝突エネルギー吸収体構造を適用することもできる。例えば、図１３に示されるように、本発明の衝突エネルギー吸収体２０Ｈをバンパカバー３６Ｒの内側に配設することもできる。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 車体フロア
１０Ａ フロア部
１１ キャビン
１４ フロントサスペンションメンバモジュール
２０Ａ 衝突エネルギー吸収体（第１実施形態）
２０Ｂ 衝突エネルギー吸収体（第２実施形態）
２０Ｃ 衝突エネルギー吸収体（第３実施形態）
２０Ｄ 衝突エネルギー吸収体（第４実施形態）
２０Ｈ 衝突エネルギー吸収体
２２Ａ 底壁部（第１実施形態）
２２Ｂ 底壁部（第２実施形態）
２２Ｃ 底壁部（第３実施形態）
２２Ｄ 底壁部（第４実施形態）
２４Ａ 右側縦壁部（第１実施形態の第１縦壁部）
２４Ｂ 右側縦壁部（第２実施形態の第１縦壁部）
２４Ｃ 右側縦壁部（第３実施形態の第１縦壁部）
２４Ｄ 右側縦壁部（第４実施形態の第１縦壁部）
２６Ａ 左側縦壁部（第１実施形態の第２縦壁部）
２６Ｂ 左側縦壁部（第２実施形態の第２縦壁部）
２６Ｃ 左側縦壁部（第３実施形態の第２縦壁部）
２６Ｄ 左側縦壁部（第４実施形態の第２縦壁部）
２８ 横壁
３６Ｆ バンパカバー
３６Ｒ バンパカバー
５０ 湾曲部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンパカバーの内側に配設され、車幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部と、
前記底壁部の車幅方向の一方の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する第１縦壁部と、
前記底壁部の車幅方向の他方の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する第２縦壁部と、
を備える車体の衝突エネルギー吸収体構造。
【請求項２】
前記底壁部が、キャビンの床面を形成する車体フロアのフロア部の車両前後方向の延長上に配設された請求項１記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造。
【請求項３】
前記底壁部、前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部は車両前後方向に延びる複数の湾曲部を含んだ形状にそれぞれ形成されている請求項１又は請求項２記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造。
【請求項４】
前記第１縦壁部と前記第２縦壁部とを車幅方向に繋ぐ横壁を備える請求項１乃至請求項３いずれか１項に記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造。
【請求項１】
バンパカバーの内側に配設され、車幅方向を長手として車両前後方向及び車幅方向に延在する底壁部と、
前記底壁部の車幅方向の一方の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する第１縦壁部と、
前記底壁部の車幅方向の他方の端部から車両上方向及び車両前後方向に延在する第２縦壁部と、
を備える車体の衝突エネルギー吸収体構造。
【請求項２】
前記底壁部が、キャビンの床面を形成する車体フロアのフロア部の車両前後方向の延長上に配設された請求項１記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造。
【請求項３】
前記底壁部、前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部は車両前後方向に延びる複数の湾曲部を含んだ形状にそれぞれ形成されている請求項１又は請求項２記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造。
【請求項４】
前記第１縦壁部と前記第２縦壁部とを車幅方向に繋ぐ横壁を備える請求項１乃至請求項３いずれか１項に記載の車体の衝突エネルギー吸収体構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２３１６２（Ｐ２０１３−２３１６２Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２６１２（Ｐ２０１１−１６２６１２）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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