荷重支持構造
【課題】側面衝突時において、より効率的に衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護するための空間を確保することができる荷重支持構造を提供すること。
【解決手段】本発明による荷重支持構造は、
側面衝突時の荷重を支持する支持部材６と、
支持部材６に側面衝突時の荷重を伝達する伝達部材５を備える側面衝突時の荷重支持構造であって、
伝達部材５の剛性を、支持部材の剛性６よりも小さくすることを特徴とする。
【解決手段】本発明による荷重支持構造は、
側面衝突時の荷重を支持する支持部材６と、
支持部材６に側面衝突時の荷重を伝達する伝達部材５を備える側面衝突時の荷重支持構造であって、
伝達部材５の剛性を、支持部材の剛性６よりも小さくすることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両の車体構造に適用されて好適な荷重支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の側面に他の車両が衝突する側面衝突時において、車両の車体に車幅方向外側から内側に荷重が入力された場合において、特許文献１に記載されているように、車体のフロアを補強する補強部材であるフロアクロスメンバを座屈変形させることによりその荷重を支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収するとともに、乗員を保護するための空間を確保することが行われている。
【特許文献１】特開２０００−２８０９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このような従来技術の荷重支持構造においては、車両の側面から荷重が入力されて、その荷重をフロアクロスメンバに伝達するにあたり、車両のフロア両側に車両前後方向に延びる構造部材であるロッカを利用している。このため、このロッカからフロアクロスメンバに荷重が伝達される場合に、側面衝突時において衝突してくる側の車両の前方のバンパーがフロアクロスメンバよりも上方に位置する場合では、車両の側面の上方が下方に対してより車幅方向内側に変形して、ロッカの上方が下方に対して車幅方向内側により変形し、ロッカからフロアクロスメンバに対して大きな曲げモーメントが伝達されてしまい、フロアクロスメンバを有効に座屈変形させて、衝撃エネルギーを吸収できないという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑み、側面衝突時において、より効率的に衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護するための空間を確保することができる荷重支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題を解決するため、
本発明による荷重支持構造は、
側面衝突時の荷重を支持する支持部材と、
前記支持部材に側面衝突時の荷重を伝達する伝達部材を備える側面衝突時の荷重支持構造であって、
前記伝達部材の剛性を、前記支持部材の剛性よりも小さくすることを特徴とする。
【０００６】
なお、前記支持部材とは、典型的には車両のフロアを補強するフロアクロスメンバを示し、前記伝達部材とは、典型的には車両のセンターピラー又はクォーターピラーの下方及び、車両のフロアの両側に車両前後方向に延在する構造部材であるロッカの上方に隣接して位置するピラー内ボックスを指すものとする。
【０００７】
なお、センターピラーとはセダン車又はワゴン車において前部座席ドアと後部座席ドアとの間に位置する車両のルーフの荷重を支持する構造部材であり、クォーターピラーとは、セダン車又はワゴン車においては、後部座席ドアの後方に位置する車両のルーフの荷重を支持する構造部材であり、ハッチバック車においては座席ドアの後方に位置する車両のルーフの荷重を支持するための構造部材である。
【０００８】
ここで、前記荷重支持構造において、
前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の上端を、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端よりも、上方にオフセットさせて位置させることを特徴とする、
ことが好ましい。
【０００９】
これによれば、側面衝突時において、前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の上下方向の中間部分が、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端に接触し、前記伝達部材の剛性が前記支持部材の剛性よりも小さいことに起因して、前記伝達部材が、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端を中心に、前記伝達部材の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形する。
【００１０】
このため、前記伝達部材から前記支持部材へ側面衝突時の荷重を伝達するにあたっては、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端と前記伝達部材の前記支持部材に対向する面との接触点を介して伝達され、当該接触点においては車幅方向外側から内側に向かう荷重は伝達されるが、前記支持部材に対する曲げモーメントは伝達されにくい、もしくは小さくなる、あるいは、前記支持部材に伝達する曲げモーメントは小さくなる。
【００１１】
これにより、前記支持部材を効果的に座屈変形させて側面衝突時の荷重を前記支持部材により支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収するとともに、乗員を保護するための空間を確保することができる。
【００１２】
さらに、前記支持部材が側面衝突時に前記伝達部材から伝達される曲げモーメントを支持する剛性を有する必要を廃することができるので、前記支持部材に必要とされる剛性を小さくして、前記支持部材の断面積を小さくすることができる。
【００１３】
加えて、前記荷重支持構造において、
前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端に接触する部分に、剛性低下手段を備えることを特徴とする、
ことが好ましい。
【００１４】
ここで、前記剛性低下手段とは、典型的には、前記伝達部材の前記支持部材に対向する面に設けられる溝状部又は凹状部である。
【００１５】
これによれば、側面衝突時において、前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の上下方向の中間部分が、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端に接触し、前記伝達部材の剛性が前記支持部材の剛性よりも小さいことに起因して、前記伝達部材が、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端を中心に、前記伝達部材の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形することをより容易なものとすることができる。
【００１６】
これによっても、側面衝突時において前記伝達部材が前記支持部材に曲げモーメントを作用させることを小さくでき、前記支持部材を効果的に座屈変形させて側面衝突時の荷重を前記支持部材により支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収するとともに、乗員を保護するための空間を確保することができる。
【００１７】
さらに、前記支持部材が側面衝突時に前記伝達部材から伝達される曲げモーメントを支持する剛性を有する必要を廃することができるので、前記支持部材に必要とされる剛性を小さくして、前記支持部材の断面積を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、側面衝突時において、より効率的に衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護するための空間を確保することができる荷重支持構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を適用対象となる車体構造とともに車室内斜め前方から視て示す模式図である。図２は、本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を図１のＡＡ断面において示す模式断面図である。図３は、本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を図１のＡＡ断面においてより詳細に示す模式断面図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施例１に係わる荷重支持構造の適用対象となる車体構造は車室内斜め前方から視て、センターピラー１と、ロッカインナ２と、ロッカアウタ３と、サイドメンバアウタ４と、センターピラー内ボックス５と、フロアクロスアッパメンバ６と、フロアクロスロアメンバ７と、フロア８を備えて構成される。
【００２２】
なお、図１中ＵＰは上方を、ＦＲは車両前方を、ＩＮは車幅方向内側を指す。また、図１〜３中Ｂは、衝突してくる車両側のバンパーを模したハニカム部材よりなる衝突試験用のバリアである。さらに、図１中Ｍは乗員を示す。
【００２３】
センターピラー１は、ここでは図示しない前部座席ドアの後方及び後部座席ドアの前方に位置して、図示しないサイドレールから下方にフロア８に向けて延在され、車両のルーフ及びサイドレールの荷重を支持する構造部材をなすものである。
【００２４】
ロッカインナ２は、車幅方向外側に開口する断面コの字状の鋼板からなる構造部材であり、フロア８の車幅方向外側に位置して、車両前後方向に延びてフロア８及びセンターピラー１ひいては図示しないルーフの荷重を支持するものである。
【００２５】
ロッカアウタ３は、車幅方向内側に開口する断面コの字状の鋼板からなる構造部材であり、ロッカインナ２の更に車幅方向外側に位置して、車両前後方向に延びてフロア８及びセンターピラー１ひいては図示しないルーフの荷重を支持するものである。
【００２６】
サイドメンバアウタ４は、センターピラー１の車幅方向外側に位置して、車両最外形部の意匠面を構成する鋼板よりなる意匠部材である。
【００２７】
フロア８は、前述したロッカインナ２及びロッカアウタ３により支持されて、車幅方向及び車両前後方向に平板状に延びて車両の車室内の床面を形成する、鋼板からなる構造部材である。
【００２８】
フロアクロスアッパメンバ６は、フロア８の上面に、センターピラー１の車幅方向内側に位置して車幅方向に延びて配置される、車両下方に開口する断面コの字状の鋼板よりなり、フロア８を補強する補強部材をなすとともに、側面衝突時の荷重を支持する支持部材をなすものである。
【００２９】
フロアクロスロアメンバ７は、フロア８の下面のフロアクロスアッパメンバ６に対応する位置に、センターピラー１の車幅方向内側に位置して車幅方向に延びて配置される、車両上方に開口する断面コの字状の鋼板よりなり、フロア８を補強する補強部材をなすとともに、側面衝突時の荷重を支持する支持部材をなすものである。
【００３０】
さらに、フロアクロスロアメンバ７の車幅方向内側は、上方に突出するトンネルを構成しており、その内部にはここでは図示しないトランスミッションやデファレンシャルが内蔵される。
【００３１】
センターピラー内ボックス５はセンターピラー１の内部に位置する、車幅方向外側に開口する断面コの字状の鋼板よりなる構造部材であり、側面衝突時においてバリアＢからサイドメンバアウタ４を介して入力される荷重を、フロアクロスアッパメンバ６に伝達する伝達部材を構成するものである。センターピラー内ボックス５の車両前後方向長さは、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７の車両前後方向長さとほぼ同一に形成される。
【００３２】
なお、フロアクロスアッパメンバ６の車幅方向外側端部は上下方向に拡大されて形成され、フロアクロスロアメンバ７の車幅方向外側端部はフロアクロスアッパメンバ６の上下方向拡大部分に車幅方向に噛み合う形態に形成されて、センターピラー内ボックス５から伝達された側面衝突時の荷重の一部は、フロアクロスアッパメンバ６の車幅方向外側端部からフロアクロスロアメンバ７の車幅方向外側端部へと伝達される。
【００３３】
センターピラー内ボックス５を構成する鋼板は、フロアクロスアッパメンバ６を構成する鋼板よりも板厚が薄い鋼板により構成されて、センターピラー内ボックス５の車幅方向の剛性は、フロアクロスアッパメンバ６の車幅方向の剛性よりも小さく設定されている。
【００３４】
さらに、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面６ａの上端を、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂよりも上方に寸法Ａだけオフセットさせて位置させる。
【００３５】
以上述べたセンターピラー内ボックス５、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７が本実施例１の荷重支持構造を構成する。また、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７は一体となってフロアクロスメンバを構成する。
【００３６】
ここで、特には乗用車の側面にトラック等の大型車のバンパーが衝突した場合を模擬すると、側方衝突時においてバリアＢは車両の車幅方向外側から内側に向けて車両に対して接近して、バリアＢがロッカインナ２及びロッカアウタ３によりの上方にオフセットした状態で車幅方向外側から内側に進行する。
【００３７】
図４はこの場合のバリアＢと本実施例１に係わる荷重支持構造の相対位置関係を示す模式断面図である。以下にこの図を用いて本実施例１の荷重支持構造の作用効果について述べる。
【００３８】
つまり、以上述べた本実施例１による荷重支持構造によれば以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、側面衝突時において、バリアＢの車幅方向外側から内側へのせり出しに伴って、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａの上下方向の中間部分５ｂが、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂに接触し、センターピラー内ボックス５の剛性がフロアクロスアッパメンバ６の剛性よりも小さいことに起因して、センターピラー内ボックス５が、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂを中心に、センターピラー内ボックス５の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形する。
【００３９】
なお、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面６ａの上端を、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂよりも上方に寸法Ａだけオフセットさせていることにより、中間部分５ｂを構成して上記変形をより確実なものとしている。
【００４０】
このため、センターピラー内ボックス５からフロアクロスアッパメンバ６へ側面衝突時の荷重を伝達するにあたっては、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂとセンターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａとのピンポイントの接触点を介して伝達され、接触点においては車幅方向外側から内側に向かう荷重は伝達されるが、フロアクロスアッパメンバ６に対する曲げモーメントは伝達されない。
【００４１】
これにより、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を効果的に座屈変形させて側面衝突時の荷重をフロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７により支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収することができる。これとともに、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７の車幅方向の荷重支持により、乗員Ｍを保護するための空間を確保することができる。
【００４２】
加えて、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７が曲げモーメントを支持する剛性を有する必要を廃することができるので、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７に必要とされる剛性を小さくして、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を構成する鋼板の板厚を薄くすることができ、またあるいは、断面積を小さくすることができる。これにより車両の軽量化を図ることもできる。
【実施例２】
【００４３】
以上述べた実施例１によれば、センターピラー内ボックス５の剛性を、フロアクロスアッパメンバ６の剛性より小さくすることで、バリアＢがロッカインナ２及びロッカアウタ３によりの上方において車幅方向外側から内側に接近して乗り上げて、センターピラー内ボックス５をフロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面の上端を中心として、センターピラー内ボックス５の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形させたが、この変形を更に容易なものとするために以下のような構成とすることもできる。以下その構成についての実施例２について述べる。
【００４４】
前提となる車両の車体構造は実施例１に示したものと同様であるため、前提となる構成要素には同一の符号を付して個々の説明は割愛する。以下相違点のみを図を用いて説明する。図５は、本発明に係る荷重支持構造の他の実施形態を図１のＡＡ断面においてより詳細に示す模式断面図である。図６は、本発明に係わる荷重支持構造の他の実施形態において、バリアＢと荷重支持構造の構成要素との相対位置関係を示す模式断面図である。
【００４５】
図５に示すように、実施例１に示した構成に加えて、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａの、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂに接触する中間部分５ｂに、車両前後方向に延びる溝状部を備える。この溝状部はセンターピラー内ボックス５の車幅方向の剛性を低下させる剛性低下手段を構成する。
【００４６】
このように溝状部を中間部分５ｂに設けることにより、側面衝突時においては図６に示すように、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａの上下方向の中間部分５ｂが、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂに接触し、センターピラー内ボックス５の剛性がフロアクロスアッパメンバ６の剛性よりも小さいことに起因して、センターピラー内ボックス５が、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂを中心に、センターピラー内ボックス５の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形することをより容易なものとすることができる。
【００４７】
このため、センターピラー内ボックス５からフロアクロスアッパメンバ６へ側面衝突時の荷重を伝達するにあたっては、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂとセンターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａとのピンポイントの接触点を介して伝達され、接触点においては車幅方向外側から内側に向かう荷重は伝達されるが、フロアクロスアッパメンバ６に対する曲げモーメントは伝達されない。
【００４８】
これによっても、実施例１に示した荷重支持構造と同様に、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を効果的に座屈変形させて側面衝突時の荷重をフロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７により支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収することができる。これとともに、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７の車幅方向の荷重支持により、乗員Ｍを保護するための空間を確保することができる。
【００４９】
加えて、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７が曲げモーメントを支持する剛性を有する必要を廃することができる。これにより、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７に必要とされる剛性を小さくして、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を構成する鋼板の板厚を薄くすることができ、またあるいは、断面積を小さくすることができる。これに起因して車両の軽量化を図ることもできる。
【００５０】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００５１】
例えば上述した実施例２においては、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａの上下方向の中間部分５ｂに溝状部を設けたが、この溝状部はセンターピラー内ボックス５の剛性を部分的に調整するためのものである。これを設けなくても、センターピラー内ボックス５の剛性をフロアクロスアッパメンバ６に対して十分小さくでき、上端６ｂを中心としたセンターピラー内ボックス５の変形が確保できる場合には、これを廃した実施例１のような構成で十分である。
【００５２】
つまり中間部分５ｂに溝状部を設けるかどうかは、センターピラー内ボックス５に伝達部材として要求される剛性と、フロアクロスアッパメンバ６との比較に基づいて要求される剛性の小ささとを比較考量して、適宜決定される事項である。また、中間部分５ｂに溝状部を設けることに換えて凹状部を設けることも可能である。
【００５３】
さらに、上述した実施例１及び２においては、本発明に係わる荷重支持構造を、センターピラー１近傍のフロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を支持部材として適用したが、これは側面衝突時において、セダン車やワゴン車においては乗員Ｍ保護の観点から最も厳しい荷重がさらされる部位がセンターピラー１近傍であるためである。
【００５４】
つまり、セダン車又はワゴン車の後部座席ドア後方のクォーターピラー近傍に、センターピラー１近傍のフロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７に相当する車幅方向に延びる構造部材が存在する場合には、その部位に本発明に係わる荷重支持構造を適用することも可能である。
【００５５】
もちろんハッチバック車のクォーターピラー近傍の車体構造においても、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７に相当する車幅方向に延びる構造部材が存在する場合には、本発明に係わる荷重支持構造を適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、車両に適用して好適な荷重支持構造に関するものであり、より効率的に衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護するための空間を確保することができる荷重支持構造を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用しても有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を適用対象となる車体構造とともに車室内斜め前方から視て示す模式図である。
【図２】本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を図１のＡＡ断面において示す模式断面図である。
【図３】本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を図１のＡＡ断面においてより詳細に示す模式断面図である。
【図４】本発明に係わる荷重支持構造の一実施形態において、側面衝突時のバリアＢと荷重支持構造の構成要素との相対位置関係を示す模式断面図である。
【図５】本発明に係る荷重支持構造の他の実施形態を図１のＡＡ断面においてより詳細に示す模式断面図である。
【図６】本発明に係わる荷重支持構造の他の実施形態において、バリアＢと荷重支持構造の構成要素との相対位置関係を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ センターピラー
２ ロッカインナ
３ ロッカアウタ
４ サイドメンバアウタ
５ センターピラー内ボックス
５ａ フロアクロスアッパメンバ６に対向する面
５ｂ 中間部分
６ フロアクロスアッパメンバ
６ａ センターピラー内ボックス５に対向する面
６ｂ センターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端
７ フロアクロスロアメンバ
８ フロア
Ｂ バリア
Ｍ 乗員
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両の車体構造に適用されて好適な荷重支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の側面に他の車両が衝突する側面衝突時において、車両の車体に車幅方向外側から内側に荷重が入力された場合において、特許文献１に記載されているように、車体のフロアを補強する補強部材であるフロアクロスメンバを座屈変形させることによりその荷重を支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収するとともに、乗員を保護するための空間を確保することが行われている。
【特許文献１】特開２０００−２８０９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このような従来技術の荷重支持構造においては、車両の側面から荷重が入力されて、その荷重をフロアクロスメンバに伝達するにあたり、車両のフロア両側に車両前後方向に延びる構造部材であるロッカを利用している。このため、このロッカからフロアクロスメンバに荷重が伝達される場合に、側面衝突時において衝突してくる側の車両の前方のバンパーがフロアクロスメンバよりも上方に位置する場合では、車両の側面の上方が下方に対してより車幅方向内側に変形して、ロッカの上方が下方に対して車幅方向内側により変形し、ロッカからフロアクロスメンバに対して大きな曲げモーメントが伝達されてしまい、フロアクロスメンバを有効に座屈変形させて、衝撃エネルギーを吸収できないという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑み、側面衝突時において、より効率的に衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護するための空間を確保することができる荷重支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題を解決するため、
本発明による荷重支持構造は、
側面衝突時の荷重を支持する支持部材と、
前記支持部材に側面衝突時の荷重を伝達する伝達部材を備える側面衝突時の荷重支持構造であって、
前記伝達部材の剛性を、前記支持部材の剛性よりも小さくすることを特徴とする。
【０００６】
なお、前記支持部材とは、典型的には車両のフロアを補強するフロアクロスメンバを示し、前記伝達部材とは、典型的には車両のセンターピラー又はクォーターピラーの下方及び、車両のフロアの両側に車両前後方向に延在する構造部材であるロッカの上方に隣接して位置するピラー内ボックスを指すものとする。
【０００７】
なお、センターピラーとはセダン車又はワゴン車において前部座席ドアと後部座席ドアとの間に位置する車両のルーフの荷重を支持する構造部材であり、クォーターピラーとは、セダン車又はワゴン車においては、後部座席ドアの後方に位置する車両のルーフの荷重を支持する構造部材であり、ハッチバック車においては座席ドアの後方に位置する車両のルーフの荷重を支持するための構造部材である。
【０００８】
ここで、前記荷重支持構造において、
前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の上端を、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端よりも、上方にオフセットさせて位置させることを特徴とする、
ことが好ましい。
【０００９】
これによれば、側面衝突時において、前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の上下方向の中間部分が、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端に接触し、前記伝達部材の剛性が前記支持部材の剛性よりも小さいことに起因して、前記伝達部材が、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端を中心に、前記伝達部材の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形する。
【００１０】
このため、前記伝達部材から前記支持部材へ側面衝突時の荷重を伝達するにあたっては、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端と前記伝達部材の前記支持部材に対向する面との接触点を介して伝達され、当該接触点においては車幅方向外側から内側に向かう荷重は伝達されるが、前記支持部材に対する曲げモーメントは伝達されにくい、もしくは小さくなる、あるいは、前記支持部材に伝達する曲げモーメントは小さくなる。
【００１１】
これにより、前記支持部材を効果的に座屈変形させて側面衝突時の荷重を前記支持部材により支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収するとともに、乗員を保護するための空間を確保することができる。
【００１２】
さらに、前記支持部材が側面衝突時に前記伝達部材から伝達される曲げモーメントを支持する剛性を有する必要を廃することができるので、前記支持部材に必要とされる剛性を小さくして、前記支持部材の断面積を小さくすることができる。
【００１３】
加えて、前記荷重支持構造において、
前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端に接触する部分に、剛性低下手段を備えることを特徴とする、
ことが好ましい。
【００１４】
ここで、前記剛性低下手段とは、典型的には、前記伝達部材の前記支持部材に対向する面に設けられる溝状部又は凹状部である。
【００１５】
これによれば、側面衝突時において、前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の上下方向の中間部分が、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端に接触し、前記伝達部材の剛性が前記支持部材の剛性よりも小さいことに起因して、前記伝達部材が、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端を中心に、前記伝達部材の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形することをより容易なものとすることができる。
【００１６】
これによっても、側面衝突時において前記伝達部材が前記支持部材に曲げモーメントを作用させることを小さくでき、前記支持部材を効果的に座屈変形させて側面衝突時の荷重を前記支持部材により支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収するとともに、乗員を保護するための空間を確保することができる。
【００１７】
さらに、前記支持部材が側面衝突時に前記伝達部材から伝達される曲げモーメントを支持する剛性を有する必要を廃することができるので、前記支持部材に必要とされる剛性を小さくして、前記支持部材の断面積を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、側面衝突時において、より効率的に衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護するための空間を確保することができる荷重支持構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を適用対象となる車体構造とともに車室内斜め前方から視て示す模式図である。図２は、本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を図１のＡＡ断面において示す模式断面図である。図３は、本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を図１のＡＡ断面においてより詳細に示す模式断面図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施例１に係わる荷重支持構造の適用対象となる車体構造は車室内斜め前方から視て、センターピラー１と、ロッカインナ２と、ロッカアウタ３と、サイドメンバアウタ４と、センターピラー内ボックス５と、フロアクロスアッパメンバ６と、フロアクロスロアメンバ７と、フロア８を備えて構成される。
【００２２】
なお、図１中ＵＰは上方を、ＦＲは車両前方を、ＩＮは車幅方向内側を指す。また、図１〜３中Ｂは、衝突してくる車両側のバンパーを模したハニカム部材よりなる衝突試験用のバリアである。さらに、図１中Ｍは乗員を示す。
【００２３】
センターピラー１は、ここでは図示しない前部座席ドアの後方及び後部座席ドアの前方に位置して、図示しないサイドレールから下方にフロア８に向けて延在され、車両のルーフ及びサイドレールの荷重を支持する構造部材をなすものである。
【００２４】
ロッカインナ２は、車幅方向外側に開口する断面コの字状の鋼板からなる構造部材であり、フロア８の車幅方向外側に位置して、車両前後方向に延びてフロア８及びセンターピラー１ひいては図示しないルーフの荷重を支持するものである。
【００２５】
ロッカアウタ３は、車幅方向内側に開口する断面コの字状の鋼板からなる構造部材であり、ロッカインナ２の更に車幅方向外側に位置して、車両前後方向に延びてフロア８及びセンターピラー１ひいては図示しないルーフの荷重を支持するものである。
【００２６】
サイドメンバアウタ４は、センターピラー１の車幅方向外側に位置して、車両最外形部の意匠面を構成する鋼板よりなる意匠部材である。
【００２７】
フロア８は、前述したロッカインナ２及びロッカアウタ３により支持されて、車幅方向及び車両前後方向に平板状に延びて車両の車室内の床面を形成する、鋼板からなる構造部材である。
【００２８】
フロアクロスアッパメンバ６は、フロア８の上面に、センターピラー１の車幅方向内側に位置して車幅方向に延びて配置される、車両下方に開口する断面コの字状の鋼板よりなり、フロア８を補強する補強部材をなすとともに、側面衝突時の荷重を支持する支持部材をなすものである。
【００２９】
フロアクロスロアメンバ７は、フロア８の下面のフロアクロスアッパメンバ６に対応する位置に、センターピラー１の車幅方向内側に位置して車幅方向に延びて配置される、車両上方に開口する断面コの字状の鋼板よりなり、フロア８を補強する補強部材をなすとともに、側面衝突時の荷重を支持する支持部材をなすものである。
【００３０】
さらに、フロアクロスロアメンバ７の車幅方向内側は、上方に突出するトンネルを構成しており、その内部にはここでは図示しないトランスミッションやデファレンシャルが内蔵される。
【００３１】
センターピラー内ボックス５はセンターピラー１の内部に位置する、車幅方向外側に開口する断面コの字状の鋼板よりなる構造部材であり、側面衝突時においてバリアＢからサイドメンバアウタ４を介して入力される荷重を、フロアクロスアッパメンバ６に伝達する伝達部材を構成するものである。センターピラー内ボックス５の車両前後方向長さは、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７の車両前後方向長さとほぼ同一に形成される。
【００３２】
なお、フロアクロスアッパメンバ６の車幅方向外側端部は上下方向に拡大されて形成され、フロアクロスロアメンバ７の車幅方向外側端部はフロアクロスアッパメンバ６の上下方向拡大部分に車幅方向に噛み合う形態に形成されて、センターピラー内ボックス５から伝達された側面衝突時の荷重の一部は、フロアクロスアッパメンバ６の車幅方向外側端部からフロアクロスロアメンバ７の車幅方向外側端部へと伝達される。
【００３３】
センターピラー内ボックス５を構成する鋼板は、フロアクロスアッパメンバ６を構成する鋼板よりも板厚が薄い鋼板により構成されて、センターピラー内ボックス５の車幅方向の剛性は、フロアクロスアッパメンバ６の車幅方向の剛性よりも小さく設定されている。
【００３４】
さらに、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面６ａの上端を、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂよりも上方に寸法Ａだけオフセットさせて位置させる。
【００３５】
以上述べたセンターピラー内ボックス５、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７が本実施例１の荷重支持構造を構成する。また、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７は一体となってフロアクロスメンバを構成する。
【００３６】
ここで、特には乗用車の側面にトラック等の大型車のバンパーが衝突した場合を模擬すると、側方衝突時においてバリアＢは車両の車幅方向外側から内側に向けて車両に対して接近して、バリアＢがロッカインナ２及びロッカアウタ３によりの上方にオフセットした状態で車幅方向外側から内側に進行する。
【００３７】
図４はこの場合のバリアＢと本実施例１に係わる荷重支持構造の相対位置関係を示す模式断面図である。以下にこの図を用いて本実施例１の荷重支持構造の作用効果について述べる。
【００３８】
つまり、以上述べた本実施例１による荷重支持構造によれば以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、側面衝突時において、バリアＢの車幅方向外側から内側へのせり出しに伴って、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａの上下方向の中間部分５ｂが、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂに接触し、センターピラー内ボックス５の剛性がフロアクロスアッパメンバ６の剛性よりも小さいことに起因して、センターピラー内ボックス５が、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂを中心に、センターピラー内ボックス５の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形する。
【００３９】
なお、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面６ａの上端を、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂよりも上方に寸法Ａだけオフセットさせていることにより、中間部分５ｂを構成して上記変形をより確実なものとしている。
【００４０】
このため、センターピラー内ボックス５からフロアクロスアッパメンバ６へ側面衝突時の荷重を伝達するにあたっては、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂとセンターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａとのピンポイントの接触点を介して伝達され、接触点においては車幅方向外側から内側に向かう荷重は伝達されるが、フロアクロスアッパメンバ６に対する曲げモーメントは伝達されない。
【００４１】
これにより、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を効果的に座屈変形させて側面衝突時の荷重をフロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７により支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収することができる。これとともに、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７の車幅方向の荷重支持により、乗員Ｍを保護するための空間を確保することができる。
【００４２】
加えて、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７が曲げモーメントを支持する剛性を有する必要を廃することができるので、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７に必要とされる剛性を小さくして、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を構成する鋼板の板厚を薄くすることができ、またあるいは、断面積を小さくすることができる。これにより車両の軽量化を図ることもできる。
【実施例２】
【００４３】
以上述べた実施例１によれば、センターピラー内ボックス５の剛性を、フロアクロスアッパメンバ６の剛性より小さくすることで、バリアＢがロッカインナ２及びロッカアウタ３によりの上方において車幅方向外側から内側に接近して乗り上げて、センターピラー内ボックス５をフロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面の上端を中心として、センターピラー内ボックス５の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形させたが、この変形を更に容易なものとするために以下のような構成とすることもできる。以下その構成についての実施例２について述べる。
【００４４】
前提となる車両の車体構造は実施例１に示したものと同様であるため、前提となる構成要素には同一の符号を付して個々の説明は割愛する。以下相違点のみを図を用いて説明する。図５は、本発明に係る荷重支持構造の他の実施形態を図１のＡＡ断面においてより詳細に示す模式断面図である。図６は、本発明に係わる荷重支持構造の他の実施形態において、バリアＢと荷重支持構造の構成要素との相対位置関係を示す模式断面図である。
【００４５】
図５に示すように、実施例１に示した構成に加えて、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａの、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂに接触する中間部分５ｂに、車両前後方向に延びる溝状部を備える。この溝状部はセンターピラー内ボックス５の車幅方向の剛性を低下させる剛性低下手段を構成する。
【００４６】
このように溝状部を中間部分５ｂに設けることにより、側面衝突時においては図６に示すように、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａの上下方向の中間部分５ｂが、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂに接触し、センターピラー内ボックス５の剛性がフロアクロスアッパメンバ６の剛性よりも小さいことに起因して、センターピラー内ボックス５が、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂを中心に、センターピラー内ボックス５の上方が下方に対して車幅方向外側から内側に向けて倒れ込むように回転して変形することをより容易なものとすることができる。
【００４７】
このため、センターピラー内ボックス５からフロアクロスアッパメンバ６へ側面衝突時の荷重を伝達するにあたっては、フロアクロスアッパメンバ６のセンターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端６ｂとセンターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａとのピンポイントの接触点を介して伝達され、接触点においては車幅方向外側から内側に向かう荷重は伝達されるが、フロアクロスアッパメンバ６に対する曲げモーメントは伝達されない。
【００４８】
これによっても、実施例１に示した荷重支持構造と同様に、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を効果的に座屈変形させて側面衝突時の荷重をフロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７により支持させて、側面衝突時の衝撃エネルギーを吸収することができる。これとともに、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７の車幅方向の荷重支持により、乗員Ｍを保護するための空間を確保することができる。
【００４９】
加えて、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７が曲げモーメントを支持する剛性を有する必要を廃することができる。これにより、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７に必要とされる剛性を小さくして、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を構成する鋼板の板厚を薄くすることができ、またあるいは、断面積を小さくすることができる。これに起因して車両の軽量化を図ることもできる。
【００５０】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００５１】
例えば上述した実施例２においては、センターピラー内ボックス５のフロアクロスアッパメンバ６に対向する面５ａの上下方向の中間部分５ｂに溝状部を設けたが、この溝状部はセンターピラー内ボックス５の剛性を部分的に調整するためのものである。これを設けなくても、センターピラー内ボックス５の剛性をフロアクロスアッパメンバ６に対して十分小さくでき、上端６ｂを中心としたセンターピラー内ボックス５の変形が確保できる場合には、これを廃した実施例１のような構成で十分である。
【００５２】
つまり中間部分５ｂに溝状部を設けるかどうかは、センターピラー内ボックス５に伝達部材として要求される剛性と、フロアクロスアッパメンバ６との比較に基づいて要求される剛性の小ささとを比較考量して、適宜決定される事項である。また、中間部分５ｂに溝状部を設けることに換えて凹状部を設けることも可能である。
【００５３】
さらに、上述した実施例１及び２においては、本発明に係わる荷重支持構造を、センターピラー１近傍のフロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７を支持部材として適用したが、これは側面衝突時において、セダン車やワゴン車においては乗員Ｍ保護の観点から最も厳しい荷重がさらされる部位がセンターピラー１近傍であるためである。
【００５４】
つまり、セダン車又はワゴン車の後部座席ドア後方のクォーターピラー近傍に、センターピラー１近傍のフロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７に相当する車幅方向に延びる構造部材が存在する場合には、その部位に本発明に係わる荷重支持構造を適用することも可能である。
【００５５】
もちろんハッチバック車のクォーターピラー近傍の車体構造においても、フロアクロスアッパメンバ６及びフロアクロスロアメンバ７に相当する車幅方向に延びる構造部材が存在する場合には、本発明に係わる荷重支持構造を適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、車両に適用して好適な荷重支持構造に関するものであり、より効率的に衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護するための空間を確保することができる荷重支持構造を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用しても有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を適用対象となる車体構造とともに車室内斜め前方から視て示す模式図である。
【図２】本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を図１のＡＡ断面において示す模式断面図である。
【図３】本発明に係る荷重支持構造の一実施形態を図１のＡＡ断面においてより詳細に示す模式断面図である。
【図４】本発明に係わる荷重支持構造の一実施形態において、側面衝突時のバリアＢと荷重支持構造の構成要素との相対位置関係を示す模式断面図である。
【図５】本発明に係る荷重支持構造の他の実施形態を図１のＡＡ断面においてより詳細に示す模式断面図である。
【図６】本発明に係わる荷重支持構造の他の実施形態において、バリアＢと荷重支持構造の構成要素との相対位置関係を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ センターピラー
２ ロッカインナ
３ ロッカアウタ
４ サイドメンバアウタ
５ センターピラー内ボックス
５ａ フロアクロスアッパメンバ６に対向する面
５ｂ 中間部分
６ フロアクロスアッパメンバ
６ａ センターピラー内ボックス５に対向する面
６ｂ センターピラー内ボックス５に対向する面６ａの上端
７ フロアクロスロアメンバ
８ フロア
Ｂ バリア
Ｍ 乗員
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面衝突時の荷重を支持する支持部材と、
前記支持部材に側面衝突時の荷重を伝達する伝達部材を備える側面衝突時の荷重支持構造であって、
前記伝達部材の剛性を、前記支持部材の剛性よりも小さくすることを特徴とする荷重支持構造。
【請求項２】
前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の上端を、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端よりも、上方にオフセットさせて位置させることを特徴とする請求項１に記載の荷重支持構造。
【請求項３】
前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端に接触する部分に、剛性低下手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷重支持構造。
【請求項１】
側面衝突時の荷重を支持する支持部材と、
前記支持部材に側面衝突時の荷重を伝達する伝達部材を備える側面衝突時の荷重支持構造であって、
前記伝達部材の剛性を、前記支持部材の剛性よりも小さくすることを特徴とする荷重支持構造。
【請求項２】
前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の上端を、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端よりも、上方にオフセットさせて位置させることを特徴とする請求項１に記載の荷重支持構造。
【請求項３】
前記伝達部材の前記支持部材に対向する面の、前記支持部材の前記伝達部材に対向する面の上端に接触する部分に、剛性低下手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷重支持構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１６８７３９（Ｐ２００８−１６８７３９Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７６２（Ｐ２００７−２７６２）
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【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２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]