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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6183579
(24)【登録日】2017年8月4日
(45)【発行日】2017年8月23日
(54)【発明の名称】自動車の衝撃吸収部材およびサイドメンバー
(51)【国際特許分類】
B62D 21/15 20060101AFI20170814BHJP
【ＦＩ】
B62D21/15 B
【請求項の数】11
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2017-529109(P2017-529109)
(86)(22)【出願日】2017年3月31日
(86)【国際出願番号】JP2017013566
【審査請求日】2017年5月31日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095957
【弁理士】
【氏名又は名称】亀谷 美明
(74)【代理人】
【識別番号】100096389
【弁理士】
【氏名又は名称】金本 哲男
(74)【代理人】
【識別番号】100101557
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100128587
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 一騎
(72)【発明者】
【氏名】三日月 豊
(72)【発明者】
【氏名】磯貝 栄志
(72)【発明者】
【氏名】石井 誠也
【審査官】
森本 哲也
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−２２７１０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平６−１３５３５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１２／０２６０２８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ６２Ｄ ２１／１５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動車の車両長さ方向に延び、前記車両長さ方向における両端部が、前記車両長さ方向から見た場合に互いに異なる位置となるようにオフセットした衝撃吸収部材であって、
フランジ部で互いに結合されたハット形状の、アウター部材およびインナー部材を備え、
前記アウター部材および前記インナー部材の、前記車両長さ方向に対する垂直な切断面の重心から前記インナー部材の頂部までのオフセット方向の長さＧｉｎと、該切断面の重心から前記アウター部材の頂部までのオフセット方向の長さＧｏｕｔとの比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）を重心比と定義したとき、
前記両端部のうち、前記車両長さ方向から見た位置が車外側にオフセットした端部側から、車内側にオフセットした端部側に向かって前記重心比が大きくなる、自動車の衝撃吸収部材。
フランジ部で互いに結合されたハット形状の、アウター部材およびインナー部材を備え、
前記アウター部材および前記インナー部材の、前記車両長さ方向に対する垂直な切断面の重心から前記インナー部材の頂部までのオフセット方向の長さＧｉｎと、該切断面の重心から前記アウター部材の頂部までのオフセット方向の長さＧｏｕｔとの比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）を重心比と定義したとき、
前記両端部のうち、前記車両長さ方向から見た位置が車外側にオフセットした端部側から、車内側にオフセットした端部側に向かって前記重心比が大きくなる、自動車の衝撃吸収部材。
【請求項2】
自動車の車両長さ方向に延び、前記車両長さ方向における両端部が、前記車両長さ方向から見た場合に互いに異なる位置となるようにオフセットした衝撃吸収部材であって、
フランジ部で互いに結合されたハット形状の、アウター部材およびインナー部材を備え、
前記アウター部材および前記インナー部材の、前記車両長さ方向に対する垂直な切断面において、前記インナー部材のハット高Ｈｉｎと、前記アウター部材のハット高Ｈｏｕｔとの比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）をハット高比と定義したとき、
前記両端部のうち、前記車両長さ方向から見た位置が車外側にオフセットした端部側から、車内側にオフセットした端部側に向かって前記ハット高比が大きくなる、自動車の衝撃吸収部材。
フランジ部で互いに結合されたハット形状の、アウター部材およびインナー部材を備え、
前記アウター部材および前記インナー部材の、前記車両長さ方向に対する垂直な切断面において、前記インナー部材のハット高Ｈｉｎと、前記アウター部材のハット高Ｈｏｕｔとの比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）をハット高比と定義したとき、
前記両端部のうち、前記車両長さ方向から見た位置が車外側にオフセットした端部側から、車内側にオフセットした端部側に向かって前記ハット高比が大きくなる、自動車の衝撃吸収部材。
【請求項3】
フランジ突出方向が鉛直方向であり、前記オフセットの方向が車両幅方向である、請求項１又は２に記載された自動車の衝撃吸収部材。
【請求項4】
前記両端部は、衝突側端部と非衝突側端部からなり、
前記衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記アウター部材と前記インナー部材との結合面までの車両幅方向長さをＷｏｕｔ、前記非衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記結合面までの車両幅方向長さをＷｏｕｔ’、前記衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの車両幅方向長さをＷｉｎ、前記非衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの車両幅方向長さをＷｉｎ’としたとき、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記車両幅方向の車外側に位置する場合には、Ｗｏｕｔ≧Ｗｏｕｔ’×２．８を満足し、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記車両幅方向の車内側に位置する場合には、Ｗｉｎ≧Ｗｉｎ’×２．８を満足する、請求項３に記載された自動車の衝撃吸収部材。
前記衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記アウター部材と前記インナー部材との結合面までの車両幅方向長さをＷｏｕｔ、前記非衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記結合面までの車両幅方向長さをＷｏｕｔ’、前記衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの車両幅方向長さをＷｉｎ、前記非衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの車両幅方向長さをＷｉｎ’としたとき、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記車両幅方向の車外側に位置する場合には、Ｗｏｕｔ≧Ｗｏｕｔ’×２．８を満足し、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記車両幅方向の車内側に位置する場合には、Ｗｉｎ≧Ｗｉｎ’×２．８を満足する、請求項３に記載された自動車の衝撃吸収部材。
【請求項5】
前記両端部は、衝突側端部と非衝突側端部からなり、
前記非衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記アウター部材と前記インナー部材との結合面までの車両幅方向長さをＷｏｕｔ’、前記非衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの車両幅方向長さをＷｉｎ’としたとき、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記車両幅方向の車外側に位置する場合には、Ｗｏｕｔ’≧８ｍｍを満足し、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記車両幅方向の車内側に位置する場合には、Ｗｉｎ’≧８ｍｍを満足する、請求項３又は４に記載された自動車の衝撃吸収部材。
前記非衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記アウター部材と前記インナー部材との結合面までの車両幅方向長さをＷｏｕｔ’、前記非衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの車両幅方向長さをＷｉｎ’としたとき、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記車両幅方向の車外側に位置する場合には、Ｗｏｕｔ’≧８ｍｍを満足し、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記車両幅方向の車内側に位置する場合には、Ｗｉｎ’≧８ｍｍを満足する、請求項３又は４に記載された自動車の衝撃吸収部材。
【請求項6】
フランジ突出方向が車両幅方向であり、前記オフセットの方向が鉛直方向である、請求項１又は２に記載された自動車の衝撃吸収部材。
【請求項7】
前記両端部は、衝突側端部と非衝突側端部からなり、
前記衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記アウター部材と前記インナー部材との結合面までの鉛直方向長さをＶｏｕｔ、前記非衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記結合面までの鉛直方向長さをＶｏｕｔ’、前記衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの鉛直方向長さをＶｉｎ、前記非衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの鉛直方向長さをＶｉｎ’としたとき、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記鉛直方向の車外側に位置する場合には、Ｖｏｕｔ≧Ｖｏｕｔ’×２．８を満足し、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記鉛直方向の車内側に位置する場合には、Ｖｉｎ≧Ｖｉｎ’×２．８を満足する、請求項６に記載された自動車の衝撃吸収部材。
前記衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記アウター部材と前記インナー部材との結合面までの鉛直方向長さをＶｏｕｔ、前記非衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記結合面までの鉛直方向長さをＶｏｕｔ’、前記衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの鉛直方向長さをＶｉｎ、前記非衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの鉛直方向長さをＶｉｎ’としたとき、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記鉛直方向の車外側に位置する場合には、Ｖｏｕｔ≧Ｖｏｕｔ’×２．８を満足し、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記鉛直方向の車内側に位置する場合には、Ｖｉｎ≧Ｖｉｎ’×２．８を満足する、請求項６に記載された自動車の衝撃吸収部材。
【請求項8】
前記両端部は、衝突側端部と非衝突側端部からなり、
前記非衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記アウター部材と前記インナー部材との結合面までの鉛直方向長さをＶｏｕｔ’、前記非衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの鉛直方向長さをＶｉｎ’としたとき、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記鉛直方向の車外側に位置する場合には、Ｖｏｕｔ’≧８ｍｍを満足し、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記鉛直方向の車内側に位置する場合には、Ｖｉｎ’≧８ｍｍを満足する、請求項６又は７に記載された自動車の衝撃吸収部材。
前記非衝突側端部における前記アウター部材の頂部から前記アウター部材と前記インナー部材との結合面までの鉛直方向長さをＶｏｕｔ’、前記非衝突側端部における前記インナー部材の頂部から前記結合面までの鉛直方向長さをＶｉｎ’としたとき、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記鉛直方向の車外側に位置する場合には、Ｖｏｕｔ’≧８ｍｍを満足し、
前記衝突側端部が前記非衝突側端部に対し前記鉛直方向の車内側に位置する場合には、Ｖｉｎ’≧８ｍｍを満足する、請求項６又は７に記載された自動車の衝撃吸収部材。
【請求項9】
請求項１〜８のいずれか一項に記載された衝撃吸収部材を有する部材と、キャビン側に接続される、湾曲部を有する変形抑制部材とを備えた、自動車のサイドメンバー。
【請求項10】
フロントサイドメンバーとして用いられる、請求項９に記載された自動車のサイドメンバー。
【請求項11】
リアサイドメンバーとして用いられる、請求項９に記載された自動車のサイドメンバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、乗用車やトラック等の自動車の衝撃吸収部材に関する。具体的には、自動車衝突時のエネルギーを吸収するための衝撃吸収部材に関する。【背景技術】
【0002】
自動車車体の主流はモノコック構造である。モノコック構造は、通常、鋼板がハット部品と呼ばれるフランジを有する部品にプレス成形され、その後、フランジ部同士がスポット溶接等により箱状に組み立てられ、それら複数の箱状の部品が互いに結合された構成になっている。それらの構造部材のうち、図１に示すようなサイドメンバーやサイドシル等の構造部材は、衝突時に衝撃を吸収する性能、いわゆる衝撃吸収性能を有することが必要とされる。【0003】
例えば自動車のサイドメンバーには、前面衝突時の衝撃を吸収するためのフロントサイドメンバーと、後面衝突時の衝撃を吸収するためのリアサイドメンバーがある。図２（斜視図）および図３（平面図）に示すようにフロントサイドメンバーは、車両のライト側に取り付けられるものと、レフト側に取り付けられるものがある。また、フロントサイドメンバーは、衝撃吸収部材を有するフロントサイドメンバーフロントと、キャビン側に接続される、湾曲部を有するフロントサイドメンバーリアとが互いに結合されることで構成される。フロントサイドメンバーフロントは前面衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収機能を有し、フロントサイドメンバーリアは衝突時に変形がしにくい変形抑制機能を有する。【0004】
また、図４（斜視図）に示すようにリアサイドメンバーも車両のライト側に取り付けられるものと、レフト側に取り付けられるものがある。リアサイドメンバーは、衝撃吸収部材を有するリアサイドメンバーリアと、キャビン側に接続される、湾曲部を有するリアサイドメンバーフロントとが互いに結合されることで構成される。リアサイドメンバーフロントは衝突時に変形がしにくい変形抑制機能を有し、リアサイドメンバーリアは後面衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収機能を有する。【0005】
ここで、本明細書における“衝撃吸収部材”とは、衝突時の圧縮力によって座屈し、大きな塑性変形（例えば軸圧潰変形や曲げ変形）をすることにより衝撃を吸収（緩和）する部材を指す。衝撃吸収部材は衝突時に大きく塑性変形するため、衝突時の乗員空間確保の観点から、衝撃吸収部材は乗員搭乗箇所に対し車両長さ方向の車外側および車両幅方向の車外側の少なくともいずれかに配置される。図５（平面図）に例示するフロントサイドメンバーの場合、フロントサスペンション部品の取付部となるフロントサブフレームよりも前方、即ち、車両長さ方向Ｌの車外側にあるストレート部が衝撃吸収部材である。一方、図６（側面図）に例示するリアサイドメンバーの場合、リアサスペンション部品の取付部となるリアサブフレームよりも後方、即ち、車両長さ方向Ｌの車外側に位置するストレート部が衝撃吸収部材である。また、サイドメンバーが屈曲部を有する場合、その屈曲部よりも車両長さ方向の車外側に位置するストレート部が衝撃吸収部材である。なお、“ストレート部” の形状は、車両長さ方向Ｌに対して屈曲しない厳密なストレート形状に限らず、略ストレート形状も含んでいる。また、本明細書における“衝撃吸収部材”には、フロントサイドメンバーの前端部あるいはリアサイドメンバーの後端部に設けられることがあるクラッシュボックスは含まれない。【0006】
自動車衝突時の安全性を向上させるためには、このような衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を高めていくことが求められる。従来の衝撃吸収部材には特許文献１〜３に記載されたものがある。【0007】
特許文献１には、自動車のフロントサイドメンバーを構成するアウターパネルおよびインナーパネルのそれぞれに複数のビードを半ピッチずらして配置する技術が開示されている。そのようなビードが設けられることで、衝撃荷重の負荷時にそれら複数のビードのそれぞれを起点とした蛇腹状の軸圧潰変形が発生する。特許文献１では、これにより衝撃吸収性能の向上を図っている。【0008】
特許文献２には、トラック用シャシーオフセットフレームにおいて、衝撃吸収性能を高めるために、衝撃荷重負荷時の折れの起点となる応力集中部位の鉛直方向の反対側の部位に応力集中助長手段を設ける技術が開示されている。特許文献２では、このような応力集中助長手段を設けることで、折れの起点近傍の応力値をほぼ一定にしてＺ字の折れを抑制している。特許文献２では、これにより折れの起点間で蛇腹状の軸圧潰変形を発生させて衝撃吸収性能の向上を図っている。【0009】
特許文献３には、車両長さ方向に延びる前部メンバーと、前部メンバーの後端部から屈曲して後方に延びる中途部メンバーと、中途部メンバーの後端部から後方に延びる後部メンバーで構成されるサイドメンバーが開示されている。特許文献３ではこのサイドメンバーにより、衝突時の衝撃を吸収している。なお、特許文献３のサイドメンバーが取り付けられる車両構造は、フロアパネルの一部が上方に膨出し、その内部空間にエンジンが収容され、エンジンの上方に乗員用シートが配置された、いわゆるキャブオーバー型の車両構造である。このような車両構造の場合、サイドメンバーを構成する前部メンバー、中途部メンバーおよび後部メンバーのうち、中途部メンバーが衝撃吸収部材として大きく塑性変形すると、乗員用シートの下方が変形することになってしまい、乗員空間確保に問題が生じる。このため、特許文献３に記載されたサイドメンバーの衝撃吸収部材は前部メンバーである。【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開平５−１０５１１０号公報
【特許文献2】特開２０００−２８９６４６号公報
【特許文献3】特開２０１４−４０２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
衝撃吸収部材の形状は車体形状に合わせて造り込まれるが、サイドメンバー等の車両長さ方向に延びる衝撃吸収部材の中には、車両長さ方向から見て衝突側端部の位置と非衝突側端部の位置が互いに異なるものがある。なお、本明細書における“衝突側端部”とは、車両長さ方向に延びる衝撃吸収部材の両端部のうち、相対的に車両長さ方向の車外側に位置している端部のことを指し、“非衝突側端部”とは相対的に車両長さ方向の車内側に位置している端部のことを指す。例えば衝撃吸収部材をフロントサイドメンバーとして用いた場合の“衝突側端部”とは車両長さ方向の前方側の端部である。また、衝撃吸収部材をリアサイドメンバーとして用いた場合の“衝突側端部”は車両長さ方向の後方側の端部である。また、本明細書における“衝突側端部の位置”とは、車両長さ方向Ｌから見た衝突側端部の重心（図心）の位置を指す。また、“非衝突側端部の位置”とは、車両長さ方向Ｌから見た非衝突側端部の重心（図心）の位置を指す。【0012】
図７は、図５のような形状を有するフロントサイドメンバー（レフト側）の衝撃吸収部材を示す平面図である。図７に示す例では、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し車両幅方向Ｗの車外側に変位Ｗ０だけオフセットしている。この衝撃吸収部材５１はハットチャンネル形状の、アウター部材５２とインナー部材５３を備えている。図８〜図１０に示すように、アウター部材５２とインナー部材５３は衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’まで断面形状が同一となっており、各断面における車両幅方向Ｗの長さや鉛直方向Ｖの長さも等しくなっている。【0013】
このような衝撃吸収部材５１の場合、前面衝突時に車両長さ方向Ｌの前方から衝突側端部Ｅに衝撃荷重が入力されると、衝撃吸収部材５１には軸圧縮力に加え、車両幅方向Ｗの車外側に衝撃吸収部材５１を折り曲げるような曲げモーメントＭが発生する。この曲げモーメントＭにより、図１１に示すように衝撃吸収部材５１の車両幅方向Ｗの車外側の部分に車両長さ方向Ｌに沿った圧縮応力が発生する。また、曲げモーメントＭにより衝撃吸収部材５１の車両幅方向Ｗの車内側の部分に車両長さ方向Ｌに沿った引張応力が発生する。その曲げモーメントＭは衝突側端部Ｅに比べ、非衝突側端部Ｅ’において高くなる。即ち、衝撃吸収部材５１の非衝突側端部Ｅ’の車両幅方向Ｗの車外側の部分には、高い圧縮応力が発生して曲げ変形を誘発する状況にある。加えて、衝撃吸収部材５１の車両幅方向Ｗの車内側の部分には車両長さ方向Ｌの引張応力が発生することにより、車両幅方向Ｗの車内側が座屈変形しにくい状況となる。即ち、図７のような衝撃吸収部材５１は、衝撃荷重の入力時に曲げ変形が生じやすく、安定的な軸圧潰変形が起こりにくいために、衝撃吸収性能を十分に向上させることができなかった。【0014】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、衝突側端部と非衝突側端部の車両幅方向における位置が同一である衝撃吸収部材を対象とするものである。このため、図７のような形状の衝撃吸収部材に特許文献１の技術を適用すると、前方からの衝突の初期段階で非衝突側端部に曲げモードの変形が発生してしまい、衝撃吸収部材として狙っていた衝撃吸収性能が得られないおそれがある。【0015】
一方で、特許文献２に開示された技術は、車両長さ方向から見て衝突側端部と非衝突側端部の位置が互いに異なる衝撃吸収部材に適用し得る。しかしながら、特許文献２の技術は、折れ起点間に蛇腹状の軸圧潰変形を発生させる技術であることから、衝撃吸収性能の向上効果が得られる場合は複数個の折れ起点がある場合に限定される。【0016】
また、特許文献３の衝撃吸収部材である前部メンバーを図７のような形状の衝撃吸収部材として適用しても、衝撃荷重の入力時において、前部メンバーの車両幅方向の車外側の部分に高い圧縮応力が発生して曲げ変形が誘発されてしまう。加えて、前部メンバーの車両幅方向の車内側の部分には車両長さ方向の引張応力が発生することにより、車両幅方向の車内側が座屈変形しにくい状況となる。このため、衝撃吸収性能を十分に向上させることができない。【0017】
本発明は、従来技術が有するこのような課題に鑑みてなされたものであり、（ａ）車両長さ方向に延びる形状であり、かつ、車両長さ方向から見て衝突側端部と非衝突側端部の位置（例えば車両幅方向の位置や鉛直方向の位置）が互いに異なる衝撃吸収部材において、（ｂ）非衝突側端部における曲げモードでの変形を抑制し、（ｃ）衝突側端部における蛇腹状の軸圧潰モードの変形を安定的に発生させることを目的とする。【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明者らは上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、以下の知見を得た。即ち、上記課題を解決する本発明は、自動車の車両長さ方向に延び、前記車両長さ方向における両端部が、前記車両長さ方向から見た場合に互いに異なる位置となるようにオフセットした衝撃吸収部材であって、フランジ部で互いに結合されたハット形状の、アウター部材およびインナー部材を備え、前記アウター部材および前記インナー部材の、前記車両長さ方向に対する垂直な切断面の重心から前記インナー部材の頂部までのオフセット方向の長さＧｉｎと、該切断面の重心から前記アウター部材の頂部までのオフセット方向の長さＧｏｕｔとの比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）を重心比と定義したとき、前記両端部のうち、前記車両長さ方向から見た位置が車外側にオフセットした端部側から、車内側にオフセットした端部側に向かって前記重心比が大きくなることを特徴としている。【0019】
別の観点による本発明は、自動車の車両長さ方向に延び、前記車両長さ方向における両端部が、前記車両長さ方向から見た場合に互いに異なる位置となるようにオフセットした衝撃吸収部材であって、フランジ部で互いに結合されたハット形状の、アウター部材およびインナー部材を備え、前記アウター部材および前記インナー部材の、前記車両長さ方向に対する垂直な切断面において、前記インナー部材のハット高Ｈｉｎと、前記アウター部材のハット高Ｈｏｕｔとの比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）をハット高比と定義したとき、前記両端部のうち、前記車両長さ方向から見た位置が車外側にオフセットした端部側から、車内側にオフセットした端部側に向かって前記ハット高比が大きくなることを特徴としている。【0020】
また、別の観点による本発明は、自動車のサイドメンバーであって、上記の衝撃吸収部材を有する部材と、キャビン側に接続される、湾曲部を有する変形抑制部材とを備えていることを特徴としている。【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、衝撃吸収部材の衝撃吸収性能を向上させることが可能となる。【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】自動車の車両構造の一例を示す斜視図である。
【図2】フロントサイドメンバーの形状の一例を示す斜視図である。
【図3】フロントサイドメンバーの形状の一例を示す平面図である。
【図4】リアサイドメンバーの形状の一例を示す斜視図である。
【図5】衝撃吸収部材の定義を説明するために例示されたフロントサイドメンバーの平面図である。
【図6】衝撃吸収部材の定義を説明するために例示されたリアサイドメンバーの側面図である。
【図7】従来の衝撃吸収部材（フロントレフト側）の概略形状を示す図である。
【図11】従来の衝撃吸収部材（フロントレフト側）における衝撃荷重入力時の応力分布図を示す図である。
【図12】本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材（フロントレフト側）の概略形状を示す平面図である。
【図16】本発明の第１の実施形態に係る衝撃吸収部材（フロントレフト側）における衝撃荷重入力時の応力分布図を示す図である。
【図17】本発明の第２の実施形態に係る衝撃吸収部材（フロントレフト側）の概略形状を示す平面図である。
【図21】本発明の第２の実施形態に係る衝撃吸収部材（フロントレフト側）における衝撃荷重入力時の応力分布図を示す図である。
【図22】本発明の第３の実施形態に係るフロントサイドメンバーの概略形状を示す平面図である。
【図23】本発明の第３の実施形態に係る衝撃吸収部材（フロントレフト側）の概略形状を示す平面図である。
【図27】本発明の第３の実施形態に係る衝撃吸収部材（フロントレフト側）における衝撃荷重入力時の応力分布図を示す図である。
【図28】本発明の第４の実施形態に係る衝撃吸収部材（リアレフト側）の概略形状を示す側面図である。
【図32】本発明の第４の実施形態に係る衝撃吸収部材（リアレフト側）における衝撃荷重入力時の応力分布図を示す図である。
【図33】本発明の第５の実施形態に係る衝撃吸収部材（リアレフト側）の概略形状を示す側面図である。
【図37】本発明の第５の実施形態に係る衝撃吸収部材（リアレフト側）における衝撃荷重入力時の応力分布図を示す図である。
【図38】衝撃荷重入力シミュレーションにおける本発明の実施例の検証モデルを示す平面図である。
【図39】衝撃荷重入力シミュレーションにおける本発明の実施例の検証モデルを示す側面図である。
【図40】衝撃荷重入力シミュレーションにおける比較例の検証モデルを示す平面図である。
【図41】衝撃荷重入力シミュレーションにおける比較例の検証モデルを示す側面図である。
【図42】衝撃荷重入力シミュレーションの解析条件を示す図である。
【図43】シミュレーション後の実施例の衝撃吸収部材の変形状態を示す図である。
【図44】シミュレーション後の比較例の衝撃吸収部材の変形状態を示す図である。
【図45】剛体壁の変位と衝撃吸収部材への入力荷重との関係を示す図である。
【図46】剛体壁の変位と衝撃吸収部材の衝撃吸収エネルギーとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。【0024】
＜第１の実施形態＞第１の実施形態で例示する衝撃吸収部材は、図３のような形状を有するフロントサイドメンバー（レフト側）の衝撃吸収部材である。図１２に示すように第１の実施形態における衝撃吸収部材１は、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し、車両幅方向Ｗの車外側に変位Ｗ０だけオフセットした形状となっている。なお、図１２ではフロントレフト側の衝撃吸収部材１を例示しているが、フロントライト側の衝撃吸収部材としては、例えばフロントレフト側の衝撃吸収部材１を車両長さ方向Ｌから見て左右反転した形状のものが適用される。
【0025】
衝撃吸収部材１はアウター部材２とインナー部材３からなる。図１３〜図１５に示すようにアウター部材２とインナー部材３の両部材は、車両長さ方向Ｌに対し垂直な切断面の形状が、いわゆるハット形状を有しており、鉛直方向Ｖに突出するフランジ部２ａ、３ａが形成されている。アウター部材２とインナー部材３は、互いのフランジ部２ａ、３ａの面同士が合わされて結合される。これにより衝撃吸収部材１は車両長さ方向Ｌから見て閉断面形状となる。また、図１２に示すようにアウター部材２とインナー部材３は、フランジ部２ａ、３ａが突出する方向（第１の実施形態では鉛直方向Ｖ）から見たときに、アウター部材２とインナー部材３の結合面Ｊが直線状となるように形成されている。以降の説明では、アウター部材２とインナー部材３の結合面（ここでは、フランジ部２ａとフランジ部３ａとの結合面）を単に“結合面Ｊ”と称する場合もある。なお、アウター部材２のフランジ部２ａとインナー部材３のフランジ部３ａの結合方法としては通常スポット溶接が用いられるが、レーザー溶接やアーク溶接、シーム溶接等の他の結合方法を用いても良い。【0026】
図１３に示すように衝突側端部Ｅの車両長さ方向Ｌから見た断面においては、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｏｕｔ（ハット高Ｈｏｕｔとも称す）が、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｉｎ（ハット高Ｈｉｎとも称す）よりも長くなっている。図１３〜図１５に示すように、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｏｕｔは、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれて短くなっている。一方で、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｉｎは、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれて長くなっている。そして、図１５に示すように非衝突側端部Ｅ’においては、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｏｕｔ’が、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｉｎ’よりも短くなっている。なお、“アウター部材の頂部”とは車両長さ方向Ｌから見て、アウター部材２の、フランジ突出方向（例えば第１の実施形態では鉛直方向Ｖ）に対する垂直な方向（例えば第１の実施形態では車両幅方向Ｗ）におけるフランジ部２ａから最も遠い部位のことを指す。同様に“インナー部材の頂部”とは車両長さ方向Ｌから見て、インナー部材３の、フランジ突出方向に対する垂直な方向におけるフランジ部３ａから最も遠い部位のことを指す。【0027】
本一例の場合、インナー部材３のハット高Ｈｉｎと、アウター部材２のハット高Ｈｏｕｔとの比（以下、ハット高比Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔと称す）は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かうに従い漸増する。衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かう方向に対するハット高比Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔの増加率は任意に設定できる。例えば、ハット高Ｈｉｎ、Ｈｏｕｔの和を一定、ハット高比Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔの増加率を一定にする。この場合、フランジが突出する方向から見たフランジの形状（結合面Ｊ）は、直線となり、シンプルな形状のアウター部材２及びインナー部材３により衝撃吸収部材１を形成できる。なお、“ハット高比Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔの増加率”は、衝突側端部Ｅにおけるハット高比Ｈｉｎ／ＨｏｕｔをＡ、非衝突側端部Ｅ’におけるハット高比Ｈｉｎ／ＨｏｕｔをＢ、衝撃吸収部材１の車両長さ方向Ｌの長さをＬ１としたときに、（Ｂ−Ａ）／Ｌ１で算出される。ハット高比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）の増加率は０．０３３以上であることが好ましい。これにより衝撃吸収部材１の衝撃吸収性能を向上させることができる。【0028】
このような形状の衝撃吸収部材１の場合、車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の、非衝突側端部Ｅ’における重心Ｇは、衝突側端部Ｅにおける重心Ｇ０に対し、車両幅方向Ｗにおける衝撃吸収部材１内のフランジ部２ａ、３ａの位置の変化に伴い、車両幅方向Ｗの車外側に移動することになる。図１３〜図１５に示すように衝撃吸収部材１の重心Ｇの位置は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれ、衝突側端部Ｅの重心Ｇ０の位置から車両幅方向Ｗの車外側に移動していく。なお、図１４および図１５においては、図１３に示す衝突側端部Ｅにおける重心Ｇ０の位置を点線で示している。【0029】
第１の実施形態の衝撃吸収部材１には、前面衝突時において図１２に示すような、鉛直方向Ｖの車内側から見て反時計回りの曲げモーメントＭが生じる。一方、第１の実施形態の衝撃吸収部材１は、前述の通り、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて重心の位置が車両幅方向Ｗの車外側に移動していくような形状を有している。これにより、曲げモーメントＭが、車両長さ方向Ｌに対して一定であると仮定した場合、図１６に示す応力分布図のように曲げモーメントＭによって衝突側端部Ｅで発生する衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車内側の引張応力は、非衝突側端部Ｅ’で発生する引張応力に比べて小さくなる。即ち、図８〜図１０のような衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の重心の位置が変わらず、図１１のような応力分布となる従来の衝撃吸収部材５１に比べて、衝突側端部Ｅにおける衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車内側の引張応力が小さくなる。これにより衝突側端部Ｅにおける車両幅方向Ｗの車内側が座屈しにくい状況が改善され、軸圧潰変形が誘発されやすくなる。さらに、曲げモーメントＭによって非衝突側端部Ｅ’で発生する衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車外側の圧縮応力は、衝突側端部Ｅで発生する圧縮応力に比べて小さくなる。これにより非衝突側端部Ｅ’における衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車外側は、非衝突側端部Ｅ’における従来の衝撃吸収部材５１の車両幅方向Ｗの車外側よりも圧縮されにくい状況になり、非衝突側端部Ｅ’における曲げ変形が抑制されやすくなる。なお、図１６中の１点鎖線は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に至る、車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の重心を結んだ中立軸Ｎである。【0030】
以上の通り、衝撃吸収部材１の衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向（第１の実施形態では車両幅方向Ｗ）の車外側に位置する場合、第１の実施形態のように車両長さ方向Ｌに垂直な切断面における重心の位置が、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて車両幅方向Ｗの車外側に移動するような構成の衝撃吸収部材１であれば、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。換言すると、衝突側端部Ｅにおける衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車内側の引張応力と、非衝突側端部Ｅ’における衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車外側の圧縮応力の差を小さくすることで、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。【0031】
なお、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し車両幅方向Ｗの車外側に位置する場合の、衝突側端部Ｅにおけるアウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｏｕｔと、非衝突側端部Ｅ’におけるアウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｏｕｔ’は、Ｗｏｕｔ≧Ｗｏｕｔ’×２．８を満たすことが好ましい。これにより、衝突側端部Ｅの車両幅方向Ｗの車内側における車両長さ方向Ｌの引張応力と非衝突側端部Ｅ’の車両幅方向Ｗの車外側における車両長さ方向Ｌの圧縮応力の差を十分に小さくすることができ、Ｗｏｕｔ＜Ｗｏｕｔ’×２．８となる場合に比べて衝撃吸収性能を向上させることができる。また、ＷｏｕｔとＷｏｕｔ’のより好ましい関係は、Ｗｏｕｔ≧Ｗｏｕｔ’×３である。【0032】
また、Ｗｏｕｔ’は、Ｗｏｕｔ’≧８ｍｍを満たすことが好ましい。これにより、アウター部材２の曲げ剛性，強度を大きくすることができる。その結果、Ｗｏｕｔ’＜８ｍｍの場合に比べて非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができ、衝撃吸収性能を向上させることができる。Ｗｏｕｔ’のより好ましい範囲は、Ｗｏｕｔ’≧１０ｍｍである。【0033】
そして、Ｗｏｕｔ≧Ｗｏｕｔ’×３を満たし、かつ、Ｗｏｕｔ’≧１０ｍｍを満たす衝撃吸収部材１であれば衝撃吸収性能を更に向上させることができる。【0034】
また、衝撃吸収性能の向上の観点からは、衝撃吸収部材１の車両長さ方向Ｌの長さＬ１が３００ｍｍ≦Ｌ１≦６５０ｍｍの範囲であって、かつ、衝突側端部Ｅと非衝突側端部Ｅ’の車両幅方向Ｗのオフセット量Ｗ０とＬ１の比が０．０１７≦Ｗ０／Ｌ１≦０．０８７を満たすことが好ましい。Ｌ１＜３００ｍｍ、またはＷ０／Ｌ１＜０．０１７の範囲では非衝突側端部Ｅ’を曲げるモーメントを抑える効果が小さく、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形抑制効果が小さい。また、６５０ｍｍ＜Ｌ１、または０．０８７＜Ｗ０／Ｌ１の範囲では、衝突側端部Ｅを曲げるモーメントが過大であり、曲げ変形の抑制効果が小さくなる。なお、衝撃吸収部材１の車両長さ方向Ｌの長さＬ１のより好ましい数値範囲は４００ｍｍ≦Ｌ１≦６００ｍｍである。また、衝突側端部Ｅと非衝突側端部Ｅ’の車両幅方向Ｗのオフセット量Ｗ０とＬ１の比のより好ましい数値範囲は０．０３５≦Ｗ０／Ｌ１≦０．０７０である。【0035】
＜第２の実施形態＞第２の実施形態の衝撃吸収部材も第１の実施形態と同様にフロントサイドメンバー（レフト側）の衝撃吸収部材である。また、図１７〜図２０に示すように第２の実施形態の衝撃吸収部材１は、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し、車両幅方向Ｗの車外側に変位Ｗ０だけオフセットしているという点で第１の実施形態と同様である。一方、第２の実施形態では、衝撃吸収部材１の形状が第１の実施形態のものとは異なっている。具体的に説明すると、図１２〜図１５に示す第１の実施形態ではインナー部材３が矩形断面部材にフランジ部３ａが形成されるようなハット形状であったところ、第２の実施形態では、インナー部材３が多角形断面部材にフランジ部３ａが形成されるようなハット形状となっている。
【0036】
図１８〜図２０に示すように第２の実施形態の衝撃吸収部材１も第１の実施形態と同様、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれ、アウター部材２の車両幅方向長さが短くなり、インナー部材３の車両幅方向長さが長くなっている。【0037】
このため、第２の実施形態の衝撃吸収部材１の場合も、非衝突側端部Ｅ’における重心が、衝突側端部Ｅにおける重心に対し、車両幅方向Ｗにおける衝撃吸収部材１内のフランジ部２ａ、３ａの位置の変化に伴い、車両幅方向Ｗの車外側に移動する。これにより、図１８〜図２０にも示すように衝撃吸収部材１の重心Ｇの位置は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれ、衝突側端部Ｅの重心Ｇ０の位置から車両幅方向Ｗの車外側に移動していく。なお、図１９および図２０においては、図１８に示す衝突側端部Ｅにおける重心Ｇ０の位置を点線で示している。【0038】
衝突側端部Ｅの重心と非衝突側端部Ｅ’の重心がこのような位置関係となることで、曲げモーメントＭが、車両長さ方向Ｌに対して一定であると仮定した場合、図２１に示す応力分布図のように曲げモーメントＭによって衝突側端部Ｅで発生する車両幅方向Ｗの車内側の引張応力は、非衝突側端部Ｅ’で発生する引張応力に比べて小さくなる。さらに、曲げモーメントＭによって非衝突側端部Ｅ’で発生する車両幅方向Ｗの車外側の圧縮応力は、衝突側端部Ｅで発生する圧縮応力に比べて小さくなる。したがって、第２の実施形態の衝撃吸収部材１も第１の実施形態と同様に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制しつつ、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができる。これにより、衝撃吸収性能を高めることが可能となる。なお、図２１中の１点鎖線は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に至る、車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の重心を結んだ中立軸Ｎである。【0039】
以上の通り、衝撃吸収部材１の衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向（第２の実施形態では車両幅方向Ｗ）の車外側に位置する場合、第２の実施形態のように車両長さ方向Ｌに垂直な切断面における重心の位置が、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて車両幅方向Ｗの車外側に移動するような構成の衝撃吸収部材１であれば、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。換言すると、衝突側端部Ｅにおける衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車内側の引張応力と、非衝突側端部Ｅ’における衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車外側の圧縮応力の差を小さくすることで、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。【0040】
＜第３の実施形態＞第３の実施形態で例示する衝撃吸収部材は、図２２のような形状を有するフロントサイドメンバー（レフト側）の衝撃吸収部材である。図２３に示すように第３の実施形態における衝撃吸収部材１は、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し、車両幅方向Ｗの車内側に変位Ｗ０だけオフセットした形状となっている。なお、図２３ではフロントレフト側の衝撃吸収部材１を例示しているが、フロントライト側の衝撃吸収部材としては、例えばフロントレフト側の衝撃吸収部材１を車両長さ方向Ｌから見て左右反転した形状のものが適用される。
【0041】
衝撃吸収部材１はアウター部材２とインナー部材３からなる。図２４〜図２６に示すようにアウター部材２とインナー部材３の両部材は、第１の実施形態と同様に車両長さ方向Ｌに対し垂直な切断面の形状が、いわゆるハット形状を有しており、鉛直方向Ｖに突出するフランジ部２ａ、３ａが形成されている。アウター部材２とインナー部材３は、互いのフランジ部２ａ、３ａの面同士が合わされて結合される。また、図２３に示すようにアウター部材２とインナー部材３は、フランジ部２ａ、３ａが突出する方向（第２の実施形態では鉛直方向Ｖ）から見たときに結合面Ｊが直線状となるように形成されている。【0042】
図２４に示すように、第３の実施形態では、衝突側端部Ｅの車両長さ方向Ｌから見た断面において、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｏｕｔ（ハット高Ｈｏｕｔとも称す）が、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｉｎ（ハット高Ｈｉｎとも称す）よりも短くなっている。図２４〜図２６に示すようにアウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さは、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれて長くなっている。一方で、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さは、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれて短くなっている。そして、図２６に示すように非衝突側端部Ｅ’においては、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｏｕｔ’が、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｉｎ’よりも長くなっている。【0043】
第３の実施形態の場合、前面衝突時に衝撃吸収部材１に生じる曲げモーメントＭは、図１２に示す第１の実施形態の衝撃吸収部材１に生じる曲げモーメントＭとは逆回りのモーメントである。このため、第３の実施形態の衝撃吸収部材１は第１の実施形態の場合と異なり、車両幅方向Ｗの車内側に曲がっていく。【0044】
一方、第３の実施形態の場合、非衝突側端部Ｅ’における重心は、衝突側端部Ｅにおける重心に対し、車両幅方向Ｗにおける衝撃吸収部材１内のフランジ部２ａ、３ａの位置の変化に伴い、車両幅方向Ｗの車内側に移動することになる。このため、図２４〜図２６にも示すように衝撃吸収部材１の重心Ｇの位置は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれ、衝突側端部Ｅの重心Ｇ０の位置から車両幅方向Ｗの車内側に移動していく。なお、図２５および図２６においては、図２４に示す衝突側端部Ｅにおける重心Ｇ０の位置を点線で示している。【0045】
衝突側端部Ｅの重心と非衝突側端部Ｅ’の重心がこのような位置関係となることで、曲げモーメントＭが、車両長さ方向Ｌに対して一定であると仮定した場合、図２７に示す応力分布図のように曲げモーメントＭによって衝突側端部Ｅで車両幅方向Ｗの車外側に発生する引張応力は、非衝突側端部Ｅ’で発生する引張応力に比べて小さくなる。さらに、曲げモーメントＭによって非衝突側端部Ｅ’で車両幅方向Ｗの車内側に発生する圧縮応力は、衝突側端部Ｅで発生する圧縮応力に比べて小さくなる。【0046】
その結果、図８〜図１０のような衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の重心の位置が変わらず、図１１のような応力分布となる従来の衝撃吸収部材に比べて、非衝突側端部Ｅ’における曲げ変形の誘発を抑制することが可能になると共に、衝突側端部Ｅにおける車両幅方向Ｗの車外側が座屈しにくい状況も改善することができる。即ち、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向（第３の実施形態では車両幅方向Ｗ）の車内側に位置する場合、第３の実施形態のような衝撃吸収部材１であれば、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制しつつ、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができる。これにより、衝撃吸収性能を高めることが可能となる。なお、図２７中の１点鎖線は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に至る、車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の重心を結んだ中立軸Ｎである。【0047】
以上の通り、衝撃吸収部材１の衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向（第３の実施形態では車両幅方向Ｗ）の車内側に位置する場合、第３の実施形態のように車両長さ方向Ｌに垂直な切断面における重心の位置が、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて車両幅方向Ｗの車内側に移動するような構成の衝撃吸収部材１であれば、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。換言すると、衝突側端部Ｅにおける衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車外側の引張応力と、非衝突側端部Ｅ’における衝撃吸収部材１の車両幅方向Ｗの車内側の圧縮応力の差を小さくすることで、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。【0048】
なお、衝撃吸収部材１の衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し車両幅方向Ｗの車内側に位置する場合の、衝突側端部Ｅにおけるインナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｉｎと、非衝突側端部Ｅ’におけるインナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向長さＷｉｎ’は、Ｗｉｎ≧Ｗｉｎ’×２．８を満たすことが好ましい。これにより、衝突側端部Ｅの車両幅方向Ｗの車外側における車両長さ方向Ｌの引張応力と非衝突側端部Ｅ’の車両幅方向Ｗの車内側における車両長さ方向Ｌの圧縮応力の差を十分に小さくすることができ、Ｗｉｎ＜Ｗｉｎ’×２．８の場合に比べて衝撃吸収性能を向上させることができる。また、ＷｉｎとＷｉｎ’のより好ましい関係は、Ｗｉｎ≧Ｗｉｎ’×３ である。【0049】
また、Ｗｉｎ’は、Ｗｉｎ’≧８ｍｍを満たすことが好ましい。これにより、インナー部材３の曲げ剛性，強度を大きくすることができる。その結果、Ｗｉｎ’＜８ｍｍの場合に比べて非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができ、衝撃吸収性能を向上させることができる。Ｗｉｎ’のより好ましい範囲は、Ｗｉｎ’≧１０ｍｍである。【0050】
そして、Ｗｉｎ≧Ｗｉｎ’×３を満たし、かつ、Ｗｉｎ’≧１０ｍｍを満たす衝撃吸収部材１であれば衝撃吸収性能を更に向上させることができる。【0051】
また、衝撃吸収性能の向上の観点からは、衝撃吸収部材１の車両長さ方向Ｌの長さＬ１が３００ｍｍ≦Ｌ１≦６５０ｍｍの範囲であって、かつ、衝突側端部Ｅと非衝突側端部Ｅ’の車両幅方向Ｗのオフセット量Ｗ０とＬ１の比が０．０１７≦Ｗ０／Ｌ１≦０．０８７を満たすことが好ましい。Ｌ１＜３００ｍｍ、またはＷ０／Ｌ１＜０．０１７の範囲では非衝突側端部Ｅ’を曲げるモーメントを抑える効果が小さく、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形抑制効果が小さい。また、６５０ｍｍ＜Ｌ１、または０．０８７＜Ｗ０／Ｌ１の範囲では、衝突側端部Ｅを曲げるモーメントが過大であり、曲げ変形の抑制効果が小さくなる。なお、衝撃吸収部材１の車両長さ方向Ｌの長さＬ１のより好ましい数値範囲は４００ｍｍ≦Ｌ１≦６００ｍｍである。また、衝突側端部Ｅと非衝突側端部Ｅ’の車両幅方向Ｗのオフセット量Ｗ０とＬ１の比のより好ましい数値範囲は０．０３５≦Ｗ０／Ｌ１≦０．０７０である。【0052】
＜第４の実施形態＞第１〜第３の実施形態ではフロントサイドメンバーの衝撃吸収部材を例に挙げて本発明の実施形態について説明したが、第４の実施形態ではリアサイドメンバーの衝撃吸収部材を例に挙げて本発明の実施形態について説明する。第４の実施形態で例示する衝撃吸収部材は、図４のような形状を有するリアサイドメンバー（レフト側）の衝撃吸収部材である。図２８に示すように第４の実施形態における衝撃吸収部材１は、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し、鉛直方向Ｖの車内側に変位Ｖ０だけオフセットした形状となっている。なお、図２８ではリアレフト側の衝撃吸収部材１を例示しているが、リアライト側の衝撃吸収部材としては例えばリアレフト側の衝撃吸収部材１を車両長さ方向Ｌから見て左右反転した形状のものが適用される。
【0053】
衝撃吸収部材１はアウター部材２とインナー部材３からなる。図２９〜図３１に示すようにアウター部材２とインナー部材３の両部材は、車両長さ方向Ｌに対し垂直な切断面の形状が、いわゆるハット形状を有しており、車両幅方向Ｗに突出するフランジ部２ａ、３ａが形成されている。アウター部材２とインナー部材３は、互いのフランジ部２ａ、３ａの面同士が合わされて結合される。これにより衝撃吸収部材１は車両長さ方向Ｌから見て閉断面形状となる。また、アウター部材２とインナー部材３は、図２８に示すようにフランジ部２ａ、３ａが突出する方向（第４の実施形態では車両幅方向Ｗ）から見たときに結合面Ｊが直線状となるように形成されている。【0054】
図２９に示すように衝突側端部Ｅの車両長さ方向Ｌから見た断面においては、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｏｕｔ（ハット高Ｈｏｕｔとも称す）が、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｉｎ（ハット高Ｈｉｎとも称す）よりも短くなっている。図２９〜図３１に示すように、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さは、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれて長くなっている。一方で、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さは、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれて短くなっている。そして、図３１に示すように非衝突側端部Ｅ’においては、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｏｕｔ’が、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｉｎ’よりも長くなっている。【0055】
このような形状の衝撃吸収部材１の場合、非衝突側端部Ｅ’における重心は、衝突側端部Ｅにおける重心に対し、鉛直方向Ｖにおける衝撃吸収部材１内のフランジ部２ａ、３ａの位置の変化に伴い、鉛直方向Ｖの車内側に移動することになる。このため、図２９〜図３１にも示すように衝撃吸収部材１の重心Ｇの位置は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれ、衝突側端部Ｅの重心Ｇ０の位置から鉛直方向Ｖの車内側に移動していく。なお、図３０および図３１においては、図２９に示す衝突側端部Ｅにおける重心Ｇ０の位置を点線で示している。【0056】
第４の実施形態の衝撃吸収部材１には、後面衝突時において図２８に示すような、車両幅方向Ｗの車外側から見て反時計回りの曲げモーメントＭが生じる。一方で、第４の実施形態の衝撃吸収部材１は、前述の通り、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて重心の位置が鉛直方向Ｖの車内側に移動していくような形状を有している。これにより、曲げモーメントＭが、車両長さ方向Ｌに対して一定であると仮定した場合、図３２に示す応力分布図のように曲げモーメントＭによって衝突側端部Ｅで発生する衝撃吸収部材１の鉛直方向Ｖの車外側の引張応力は、非衝突側端部Ｅ’で発生する引張応力に比べて小さくなる。これに加え、曲げモーメントＭによって非衝突側端部Ｅ’で発生する鉛直方向Ｖの車内側の圧縮応力は、衝突側端部Ｅで発生する圧縮応力に比べて小さくなる。【0057】
その結果、図８〜図１０のような衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の重心の位置が変わらず、図１１のような応力分布となる従来の衝撃吸収部材に比べて、非衝突側端部Ｅ’における曲げ変形の誘発を抑制することが可能になると共に、衝突側端部Ｅにおける鉛直方向Ｖの車外側が座屈しにくい状況を改善することができる。即ち、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向（第４の実施形態では鉛直方向Ｖ）の車内側に位置する場合、第４の実施形態のような衝撃吸収部材１であれば、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制しつつ、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができる。これにより、衝撃吸収性能を高めることが可能となる。なお、図３２中の１点鎖線は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に至る、車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の重心を結んだ中立軸Ｎである。【0058】
以上の通り、衝撃吸収部材１の衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向（第４の実施形態では鉛直方向Ｖ）の車内側に位置する場合、第４の実施形態のように車両長さ方向Ｌに垂直な切断面における重心の位置が、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて鉛直方向Ｖの車内側に移動するような構成の衝撃吸収部材１であれば、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。換言すると、衝突側端部Ｅにおける衝撃吸収部材１の鉛直方向Ｖの車外側の引張応力と、非衝突側端部Ｅ’における衝撃吸収部材１の鉛直方向Ｖの車内側の圧縮応力の差を小さくすることで、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。【0059】
なお、衝撃吸収部材１の衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し鉛直方向Ｖの車内側に位置する場合の、衝突側端部Ｅにおけるインナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｉｎと、非衝突側端部Ｅ’におけるインナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｉｎ’は、Ｖｉｎ≧Ｖｉｎ’×２．８を満たすことが好ましい。これにより、衝突側端部Ｅの鉛直方向Ｖの車外側における車両長さ方向Ｌの引張応力と非衝突側端部Ｅ’の鉛直方向Ｖの車内側における車両長さ方向Ｌの圧縮応力の差を十分に小さくすることができ、Ｖｉｎ＜Ｖｉｎ’×２．８の場合に比べて衝撃吸収性能を向上させることができる。また、ＶｉｎとＶｉｎ’のより好ましい関係は、Ｖｉｎ≧Ｖｉｎ’×３である。【0060】
また、Ｖｉｎ’は、Ｖｉｎ’≧８ｍｍを満たすことが好ましい。これにより、インナー部材３の曲げ剛性，強度を大きくすることができる。その結果、Ｖｉｎ’＜８ｍｍの場合に比べて非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができ、衝撃吸収性能を向上させることができる。Ｖｉｎ’のより好ましい範囲は、Ｖｉｎ’≧１０ｍｍである。【0061】
そして、Ｖｉｎ≧Ｖｉｎ’×３を満たし、かつ、Ｖｉｎ’≧１０ｍｍを満たす衝撃吸収部材１であれば衝撃吸収性能を更に向上させることができる。【0062】
また、衝撃吸収性能の向上の観点からは、衝撃吸収部材１の車両長さ方向Ｌの長さＬ１が３００ｍｍ≦Ｌ１≦６５０ｍｍの範囲であって、かつ、衝突側端部Ｅと非衝突側端部Ｅ’の鉛直方向Ｖのオフセット量Ｖ０とＬ１の比が０．０１７≦Ｖ０／Ｌ１≦０．０８７を満たすことが好ましい。Ｌ１＜３００ｍｍ、またはＶ０／Ｌ１＜０．０１７の範囲では非衝突側端部Ｅ’を曲げるモーメントを抑える効果が小さく、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形抑制効果が小さい。また、６５０ｍｍ＜Ｌ１、または０．０８７＜Ｖ０／Ｌ１の範囲では、衝突側端部Ｅを曲げるモーメントが過大であり、曲げ変形の抑制効果が小さくなる。なお、衝撃吸収部材１の車両長さ方向Ｌの長さＬ１のより好ましい数値範囲は４００ｍｍ≦Ｌ１≦６００ｍｍである。また、衝突側端部Ｅと非衝突側端部Ｅ’の鉛直方向Ｖのオフセット量Ｖ０とＬ１の比のより好ましい数値範囲は０．０３５≦Ｖ０／Ｌ１≦０．０７０である。【0063】
＜第５の実施形態＞第５の実施形態の衝撃吸収部材も第４の実施形態と同様にリアサイドメンバー（レフト側）の衝撃吸収部材である。ただし、第５の実施形態の衝撃吸収部材は、衝突側端部Ｅと非衝突側端部Ｅ’との位置関係が第４の実施形態の衝撃吸収部材と逆になっている。即ち、第５の実施形態の衝撃吸収部材は、図３３に示すように衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し、鉛直方向Ｖの車外側に変位Ｖ０だけオフセットした形状となっている。
【0064】
衝撃吸収部材１はアウター部材２とインナー部材３からなる。図３４〜図３６に示すようにアウター部材２とインナー部材３の両部材は、第４の実施形態と同様に車両長さ方向Ｌに対し垂直な切断面の形状が、いわゆるハット形状を有しており、車両幅方向Ｗに突出するフランジ部２ａ、３ａが形成されている。アウター部材２とインナー部材３は、互いのフランジ部２ａ、３ａの面同士が合わされて結合される。また、図３３に示すようにアウター部材２とインナー部材３は、フランジ部２ａ、３ａが突出する方向（第５の実施形態では車両幅方向Ｗ）から見たときに結合面Ｊが直線状となるように形成されている。【0065】
図３４に示すように第５の実施形態では、衝突側端部Ｅの車両長さ方向Ｌから見た断面において、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｏｕｔ（ハット高Ｈｏｕｔとも称す）が、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｉｎ（ハット高Ｈｉｎとも称す）よりも長くなっている。図３４〜図３６に示すように、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さは、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれて短くなっている。一方で、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さは、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれて長くなっている。そして、図３６に示すように非衝突側端部Ｅ’においては、アウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｏｕｔ’が、インナー部材３の頂部３ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｉｎ’よりも短くなっている。【0066】
第５の実施形態の場合、後面衝突時に衝撃吸収部材１に生じる曲げモーメントＭは、図２８に示す第４の実施形態の衝撃吸収部材１に生じる曲げモーメントＭとは逆回りのモーメントである。このため、第５の実施形態の衝撃吸収部材１は第４の実施形態の場合と異なり、鉛直方向Ｖの車外側に曲がっていく。【0067】
一方、第５の実施形態の衝撃吸収部材１の場合、非衝突側端部Ｅ’における重心は、衝突側端部Ｅにおける重心に対し、鉛直方向Ｖにおける衝撃吸収部材１内のフランジ部２ａ、３ａの位置の変化に伴い、鉛直方向Ｖの車外側に移動することになる。このため、図３４〜図３６にも示すように衝撃吸収部材１の重心Ｇの位置は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に近づくにつれ、衝突側端部Ｅの重心Ｇ０の位置から鉛直方向Ｖの車外側に移動していく。なお、図３５および図３６においては、図３４に示す衝突側端部Ｅにおける重心Ｇ０の位置を点線で示している。【0068】
衝突側端部Ｅの重心と非衝突側端部Ｅ’の重心がこのような位置関係となることで、曲げモーメントＭが、車両長さ方向Ｌに対して一定であると仮定した場合、図３７に示す応力分布図のように曲げモーメントＭによって衝突側端部Ｅで発生する鉛直方向Ｖの車内側の引張応力は、非衝突側端部Ｅ’で発生する引張応力に比べて小さくなる。一方で、曲げモーメントＭによって非衝突側端部Ｅ’で発生する鉛直方向Ｖの車外側の圧縮応力は、衝突側端部Ｅ側で発生する圧縮応力に比べて小さくなる。なお、図３７中の１点鎖線は、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に至る、車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の重心を結んだ中立軸Ｎである。【0069】
その結果、図８〜図１０のような衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて車両長さ方向Ｌに垂直な切断面の重心の位置が変わらず、図１１のような応力分布となる従来の衝撃吸収部材に比べて、非衝突側端部Ｅ’における曲げ変形の誘発を抑制することが可能になると共に、衝突側端部Ｅにおける鉛直方向Ｖの車外側が座屈しにくい状況を改善することができる。即ち、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対してオフセット方向（第５の実施形態では鉛直方向Ｖ）の車外側に位置する場合、第５の実施形態のような衝撃吸収部材１であれば、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制しつつ、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができる。これにより、衝撃吸収性能を高めることが可能となる。【0070】
以上の通り、衝撃吸収部材１の衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向（第５の実施形態では鉛直方向Ｖ）の車外側に位置する場合、第５の実施形態のように車両長さ方向Ｌに垂直な切断面における重心の位置が、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて鉛直方向Ｖの車外側に移動するような構成の衝撃吸収部材１であれば、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。換言すると、衝突側端部Ｅにおける衝撃吸収部材１の鉛直方向Ｖの車内側の引張応力と、非衝突側端部Ｅ’における衝撃吸収部材１の鉛直方向Ｖの車外側の圧縮応力の差を小さくすることで、衝突側端部Ｅの軸圧潰変形を安定的に発生させることができると共に、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができる。【0071】
なお、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し鉛直方向Ｖの車外側に位置する場合の、衝突側端部Ｅにおけるアウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｏｕｔと、非衝突側端部Ｅ’におけるアウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの鉛直方向長さＶｏｕｔ’は、Ｖｏｕｔ≧Ｖｏｕｔ’×２．８を満たすことが好ましい。これにより、衝突側端部Ｅの鉛直方向Ｖの車内側における車両長さ方向Ｌの引張応力と非衝突側端部Ｅ’の鉛直方向Ｖの車外側における車両長さ方向Ｌの圧縮応力の差を十分に小さくすることができ、Ｖｏｕｔ＜Ｖｏｕｔ’×２．８となる場合に比べて衝撃吸収性能を向上させることができる。また、ＶｏｕｔとＶｏｕｔ’のより好ましい関係は、Ｖｏｕｔ≧Ｖｏｕｔ’×３である。【0072】
また、Ｖｏｕｔ’は、Ｖｏｕｔ’≧８ｍｍを満たすことが好ましい。これにより、アウター部材２の曲げ剛性，強度を大きくすることができる。その結果、Ｖｏｕｔ’＜８ｍｍの場合に比べて非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形を抑制することができ、衝撃吸収性能を向上させることができる。Ｖｏｕｔ’のより好ましい範囲は、Ｖｏｕｔ’≧１０ｍｍである。【0073】
そして、Ｖｏｕｔ≧Ｖｏｕｔ’×３を満たし、かつ、Ｖｏｕｔ’≧１０ｍｍを満たす衝撃吸収部材１であれば衝撃吸収性能を更に向上させることができる。【0074】
また、衝撃吸収性能の向上の観点からは、衝撃吸収部材１の車両長さ方向Ｌの長さＬ１が３００ｍｍ≦Ｌ１≦６５０ｍｍの範囲であって、かつ、衝突側端部Ｅと非衝突側端部Ｅ’の鉛直方向Ｖのオフセット量Ｖ０とＬ１の比が０．０１７≦Ｖ０／Ｌ１≦０．０８７を満たすことが好ましい。Ｌ１＜３００ｍｍ、またはＶ０／Ｌ１＜０．０１７の範囲では非衝突側端部Ｅ’を曲げるモーメントを抑える効果が小さく、非衝突側端部Ｅ’の曲げ変形抑制効果が小さい。また、６５０ｍｍ＜Ｌ１、または０．０８７＜Ｖ０／Ｌ１の範囲では、衝突側端部Ｅを曲げるモーメントが過大であり、曲げ変形の抑制効果が小さくなる。なお、衝撃吸収部材１の車両長さ方向Ｌの長さＬ１のより好ましい数値範囲は４００ｍｍ≦Ｌ１≦６００ｍｍである。また、衝突側端部Ｅと非衝突側端部Ｅ’の鉛直方向Ｖのオフセット量Ｖ０とＬ１の比のより好ましい数値範囲は０．０３５≦Ｖ０／Ｌ１≦０．０７０である。【0075】
第１〜第５の実施形態における衝撃吸収部材の説明は以上の通りであるが、衝撃吸収部材の形状は第１〜第５の実施形態で説明したものに限定されない。【0076】
例えば第１〜第５の実施形態では、アウター部材２のフランジ部２ａおよびインナー部材３のフランジ部３ａが、衝撃吸収部材１の閉断面の外側に突出するように形成されていたが、フランジ部２ａ、３ａが閉断面の内側に突出するように形成されていても良い。また、アウター部材２およびインナー部材３は、フランジ突出方向から見た結合面Ｊの少なくとも一部が曲線状となるように形成されていても良い。即ち、第１〜第５の実施形態では、ハット高比（Ｈｉｎ＋Ｈｏｕｔ）の増加率が一定である場合について例示したが、フランジ突出方向から見たフランジ部２ａ、３ａの形状は直線状のものに限定されず、曲線状のものであっても良い。また直線状の部分と曲線状の部分を有するものであっても良い。このようにフランジ突出方向から見たフランジ部２ａ、３ａの形状に曲線状の部分がある場合には、ハット高比（Ｈｉｎ＋Ｈｏｕｔ）の増加率が平均で０．０３３以上であれば良い。ただし、途中で変曲点があるような結合面を有するものは、衝撃荷重の入力時にその変曲点で衝撃吸収部材が折れるおそれがあるため、好ましくない。また、例えば衝突側端部Ｅおよび非衝突側端部Ｅ’の車両幅方向Ｗのサイズや鉛直方向Ｖのサイズは互いに異なっていても良い。さらに、第１〜第５の実施形態の衝撃吸収部材１は、アウター部材２の頂部２ｂやインナー部材３の頂部３ｂが平面状の形状であったが、曲面部を有する形状であっても良い。【0077】
このように、衝撃吸収部材の形状としては様々なものが考えられるが、衝撃吸収性能を向上させるためには、衝突側端部Ｅおよび非衝突側端部Ｅ’のオフセット状態に応じ、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’にかけて重心の位置が適切な方向に移動していることが重要となる。ここで、アウター部材２およびインナー部材３の、車両長さ方向Ｌに対する垂直な切断面において、その切断面の重心Ｇからインナー部材３の頂部３ｂまでのオフセット方向の長さＧｉｎと、その切断面の重心Ｇからアウター部材２の頂部２ｂまでのオフセット方向の長さＧｏｕｔとの比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）を“重心比”と定義する。【0078】
第１の実施形態の場合、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車外側”に位置しており、図１３〜図１５に示すように衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）が大きくなっている。第２の実施形態の場合、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車外側”に位置しており、図１８〜図２０に示すように衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）が大きくなっている。第３の実施形態の場合、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車内側”に位置しており、図２４〜図２６に示すように衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）が小さくなっている。第４の実施形態の場合、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車内側”に位置しており、図２９〜図３１に示すように衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）が小さくなっている。第５の実施形態の場合、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車外側”に位置しており、図３４〜図３６に示すように衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）が大きくなっている。【0079】
即ち、衝撃吸収部材１の衝撃吸収性能を向上させるためには、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車外側”に位置する場合には、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）が大きくなっていくように衝撃吸収部材１が構成されていれば良い。一方で、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車内側”に位置する場合には、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）が小さくなっていくように衝撃吸収部材１が構成されていれば良い。【0080】
換言すると、自動車の車両長さ方向Ｌに延び、車両長さ方向Ｌにおける両端部が、車両長さ方向Ｌから見た場合に互いに異なる位置となるようにオフセットした衝撃吸収部材１の衝撃吸収性能を向上させるためには、アウター部材２およびインナー部材３の、車両長さ方向Ｌに対する垂直な切断面の重心からインナー部材３の頂部３ｂまでのオフセット方向の長さＧｉｎと、該切断面の重心からアウター部材２の頂部２ｂまでのオフセット方向の長さＧｏｕｔとの比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）を重心比と定義したとき、車両長さ方向Ｌにおける両端部のうち、車両長さ方向Ｌから見た位置が車外側にオフセットした端部側から、車内側にオフセットした端部側に向かって上記重心比が大きくなっていれば良い。【0081】
また、前述のインナー部材３のハット高Ｈｉｎと、アウター部材３のハット高Ｈｏｕｔとの比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）をハット高比と定義したとすると、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車外側”に位置している第１の実施形態の場合、図１３〜図１５に示すようにハット高比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）が衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって車外側に移動していく。第２の実施形態の場合、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車外側”に位置しており、図１８〜図２０に示すようにハット高比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）が衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって車外側に移動していく。第３の実施形態の場合、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車内側”に位置しており、図２４〜図２６に示すようにハット高比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）が衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって車内側に移動していく。第４の実施形態の場合、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車内側”に位置しており、図２９〜図３１に示すようにハット高比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）が衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって車内側に移動していく。第５の実施形態の場合、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対しオフセット方向の“車外側”に位置しており、図３４〜図３６に示すようにハット高比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）が衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって車外側に移動していく。【0082】
換言すると、自動車の車両長さ方向Ｌに延び、車両長さ方向Ｌにおける両端部が、車両長さ方向Ｌから見た場合に互いに異なる位置となるようにオフセットした衝撃吸収部材１の衝撃吸収性能を向上させるためには、アウター部材２およびインナー部材３の、車両長さ方向Ｌに対する垂直な切断面において、インナー部材３のハット高Ｈｉｎと、アウター部材２のハット高Ｈｏｕｔとの比（Ｈｉｎ／Ｈｏｕｔ）をハット高比と定義したとき、車両長さ方向Ｌにおける両端部のうち、車両長さ方向Ｌから見た位置が車外側にオフセットした端部側から、車内側にオフセットした端部側に向かって上記ハット高比が大きくなっていれば良い。【0083】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範疇に属するものと了解される。【実施例】
【0084】
本発明の効果を検証するための実施例として、図３８および図３９に示すような本発明に係る衝撃吸収部材のモデルを作成し、衝撃吸収部材の衝突側端部に衝撃荷重を負荷するシミュレーションを実施した。【0085】
実施例のモデルは、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し車両幅方向Ｗの車外側に位置している。衝突側端部Ｅにおけるアウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向Ｗの長さＷｏｕｔは３１ｍｍであり、非衝突側端部Ｅ’におけるアウター部材２の頂部２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向Ｗの長さＷｏｕｔ’は１０ｍｍである。即ち、Ｗｏｕｔ／Ｗｏｕｔ’は３．１である。車両幅方向Ｗへのオフセット量Ｗ０は４２．０ｍｍであり、衝撃吸収部材の車両長さ方向の長さＬ１は６００ｍｍである。即ち、Ｗ０／Ｌ１が０．０７０である。なお、実施例においてはＷｉｎ／Ｗｏｕｔ＝０．６５、Ｗｉｎ’／Ｗｏｕｔ’＝４．１２であり、衝突側端部Ｅから非衝突側端部Ｅ’に向かって漸増するＷｉｎ／Ｗｏｕｔの増加率（（４．１２−０．６５）／６００）は０．０５８である。また、衝突側端部Ｅにおける重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）は０．９３であり、非衝突側端部Ｅ’における重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）は１．１９である。Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔの増加率と同様に計算すると、重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）の増加率は０．０００４である。平面視におけるアウター部材２の頂部２ｂと車両長さ方向Ｌとのなす角は８６度であり、平面視における結合面Ｊと車両長さ方向Ｌとのなす角は８８度である。【0086】
また、比較例として図４０および図４１に示すような従来の衝撃吸収部材のモデルを作成し、衝撃吸収部材の衝突側端部に衝撃荷重を負荷するシミュレーションを実施した。【0087】
比較例のモデルは、実施例と同様、衝突側端部Ｅが非衝突側端部Ｅ’に対し車両幅方向Ｗの車外側に位置している。衝突側端部Ｅにおけるアウター部材５２の頂部５２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向Ｗの長さＷｏｕｔは１０ｍｍであり、非衝突側端部Ｅ’におけるアウター部材５２の頂部５２ｂから結合面Ｊまでの車両幅方向Ｗの長さＷｏｕｔ’は１０ｍｍである。即ち、Ｗｏｕｔ／Ｗｏｕｔ’は１．０である。衝撃吸収部材の車両長さ方向の長さＬ１は６００ｍｍである。なお、比較例におけるＷｉｎ／Ｗｏｕｔの増加率および重心比（Ｇｉｎ／Ｇｏｕｔ）の増加率は共に０である。平面視におけるアウター部材５２の頂部５２ｂと車両長さ方向Ｌとのなす角は８６度であり、平面視における結合面Ｊと車両長さ方向Ｌとのなす角も同様に８６度である。【0088】
なお、実施例の衝撃吸収部材、比較例の衝撃吸収部材ともに、アウター部材およびインナー部材が５９０ＭＰａ級の板厚１．２ｍｍのハイテン材であることを想定して物性値が設定されている。【0089】
解析条件は図４２に示す通りであり、前面衝突（剛体壁衝突ともいう）を想定してシミュレーションを実施した。具体的には、車両長さ方向Ｌの前方から衝突側端部Ｅに当てた剛体壁を約２８ｋｍ／ｈの一定速度で移動させていき、非衝突側端部Ｅ’を完全拘束状態とした。なお、図４２で図示されたモデルは比較例のモデルであるが、実施例のモデルを用いたシミュレーションも同一の解析条件で実施している。【0090】
シミュレーション後の実施例における衝撃吸収部材の変形状態を図４３に示す。また、シミュレーション後の比較例における衝撃吸収部材の変形状態を図４４に示す。図４３に示すように実施例の衝撃吸収部材では、非衝突側端部において曲げ変形が発生しておらず、衝突側端部において蛇腹状の軸圧潰変形をしていることがわかる。一方、図４４に示すように比較例の衝撃吸収部材では、非衝突側端部近傍において曲げ変形が発生し折れ曲がっていることがわかる。以上より、本発明に係る衝撃吸収部材は非衝突側端部の曲げ変形を抑制し、衝突側端部に蛇腹状の軸圧潰変形を安定的に発生させる効果があることがわかる。【0091】
ここで、本シミュレーションにおける剛体壁の変位と入力荷重との関係を図４５に示す。なお、図４５の縦軸の“荷重比”とは、実施例および比較例のそれぞれの入力荷重値を比較例の最大入力荷重値で除して規格化したものである。図４５に示すように実施例の衝撃吸収部材は、安定的に荷重が入力されており、剛体壁の変位と共に継続的に軸圧潰変形が発生していることがわかる。一方、比較例の衝撃吸収部材は途中で曲げ変形が発生してしまい、それ以降の入力荷重が小さくなっている。【0092】
次に、剛体壁の変位量に対する入力荷重の積分値を衝撃吸収部材のエネルギー吸収量として、図４６に剛体壁の変位とエネルギー吸収量との関係を示す。なお、図４６の縦軸の“吸収エネルギー比”とは、実施例および比較例のそれぞれのエネルギー吸収量を、剛体壁の変位が１５０ｍｍのときの比較例のエネルギー吸収量で除して規格化したものである。図４６によれば、実施例の衝撃吸収部材が比較例の衝撃吸収部材に比べてエネルギー吸収量が高いことがわかる。即ち、本発明に係る衝撃吸収部材は、非衝突側端部における曲げ変形を抑制し、衝突側端部において蛇腹状の軸圧潰変形を安定的に発生させる効果があり、これにより衝撃吸収性能が向上することがわかる。【産業上の利用可能性】
【0093】
本発明の衝撃吸収部材は、自動車の衝撃吸収構造に組み込むことができる。例えば本発明によれば、衝撃吸収部材を有する部材と、キャビン側に接続される、湾曲部を有する変形抑制部材とを備えたサイドメンバーを構成することが可能である。フロントサイドメンバーの場合、“衝撃吸収部材を有する部材”とは例えば図２に示すようなフロンドサイドメンバーフロントであり、“キャビン側に接続される、湾曲部を有する変形抑制部材”とは例えば図２に示すようなフロントサイドメンバーリアである。また、リアサイドメンバーの場合、“衝撃吸収部材を有する部材”とは例えば図４に示すようなリアサイドメンバーリアであり、“キャビン側に接続される、湾曲部を有する変形抑制部材”とは例えば図４に示すようなリアサイドメンバーフロントである。また、本発明の衝撃吸収部材は、図１に示すようなサイドシルの車両長さ方向の端部に設けることも可能である。【符号の説明】
【0094】
１ 衝撃吸収部材２ アウター部材
２ａ アウター部材のフランジ部
２ｂ アウター部材の頂部
３ インナー部材
３ａ インナー部材のフランジ部
３ｂ インナー部材の頂部
５１ 従来の衝撃吸収部材
５２ 従来のアウター部材
５２ａ 従来のアウター部材のフランジ部
５３ 従来のインナー部材
５３ａ 従来のインナー部材のフランジ部
Ｅ 衝撃吸収部材の衝突側端部
Ｅ’ 衝撃吸収部材の非衝突側端部
Ｇ 重心
Ｇ０ 衝突側端部の重心
Ｇｉｎ 重心からインナー部材頂部までの長さ
Ｇｏｕｔ 重心からアウター部材頂部までの長さ
Ｈｉｎ インナー部材のハット高さ
Ｈｏｕｔ アウター部材のハット高さ
Ｊ アウター部材とインナー部材の結合面
Ｌ 車両長さ方向
Ｌ１ 衝撃吸収部材の車両長さ方向の長さ
Ｎ 中立軸
Ｖ 鉛直方向
Ｖ０ 鉛直方向における非衝突側端部に対する衝突側端部のオフセット量
Ｖｉｎ 衝突側端部におけるインナー部材の頂部から結合面までの鉛直方向長さ
Ｖｉｎ’ 非衝突側端部におけるインナー部材の頂部から結合面までの鉛直方向長さ
Ｖｏｕｔ 衝突側端部におけるアウター部材の頂部から結合面までの鉛直方向長さ
Ｖｏｕｔ’ 非衝突側端部におけるアウター部材の頂部から結合面までの鉛直方向長さ
Ｗ 車両幅方向
Ｗ０ 車両幅方向における非衝突側端部に対する衝突側端部のオフセット量
Ｗｉｎ 衝突側端部におけるインナー部材の頂部から結合面までの車両幅方向長さ
Ｗｉｎ’ 非衝突側端部におけるインナー部材の頂部から結合面までの車両幅方向長さ
Ｗｏｕｔ 衝突側端部におけるアウター部材の頂部から結合面までの車両幅方向長さ
Ｗｏｕｔ’ 非衝突側端部におけるアウター部材の頂部から結合面までの車両幅方向長さ
【要約】
自動車の車両長さ方向に延び、車両長さ方向における両端部が、車両長さ方向から見た場合に互いに異なる位置となる衝突側端部と非衝突側端部を有する衝撃吸収部材において、衝突時に衝突側端部に発生する引張応力が抑制され、かつ、非衝突側端部に発生する圧縮応力が抑制されるように、衝突側端部と非衝突側端部の位置関係に応じて、衝突側端部の重心の位置と非衝突側端部の重心の位置が互いに異なるように、衝撃吸収部材のアウター部材とインナー部材を成形する。