説明

車両の荷重伝達構造

【課題】 車両の前面から荷重が入力した場合であっても、車両の減速度の低減を図ることができ、車室内の安定の維持に寄与することができる車両の荷重伝達構造を提供する。
【解決手段】 左フロントサイドメンバ1Lには、左サブメンバ5Lおよび左サスペンションメンバ6Lが設けられ、右フロントサイドメンバ1Rには、右サブメンバ5Rおよび右サスペンションメンバ6Rが設けられている。左サブメンバ5Lおよび左サスペンションメンバ6L、右サブメンバ5Rおよび右サスペンションメンバ6Rは、いずれも車両の前方から荷重が入力された際の荷重伝達経路となる。左サブメンバ5Lと右サブメンバ5Rとの間に強度差が設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の荷重伝達構造に係り、特に、車両における前部構造における荷重伝達構造に関する。
【背景技術】
【0002】
車両の前部では、車両が正面から他車両などの障害物と正面衝突した場合などに、荷重を後方に伝達する荷重伝達構造が設けられている。このような荷重伝達構造が設けられた車両として、従来、フロントサイドメンバに干渉構造部が設定された車体前部構造がある(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
この車体前部構造は、車体の前部において、車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のフロントサイドメンバを備えるとともに、左右一対のフロントサイドメンバの前端部同士を連結するフロントバンパリインフォースを備えている。また、フロントバンパリインフォースの車両後方側に近接して配置されるとともに、垂直面を構成して前面衝突時に衝突荷重が入力される壁体とを備えている。
【0004】
さらに、フロントサイドメンバの下方に車両前後方向に沿って配置された前後方向部材が配設されている。そして、前面衝突時の壁体への荷重入力により、壁体の車両幅方向の両端下部が前後方向部材の前端部に干渉し、前後方向部材に前後方向荷重が伝達されるように干渉構造部が設定されているものである。
【0005】
この車体構造では、壁体の車両幅方向の両端下部が前後方向部材の前端部に干渉し、前後方向部材に前後方向荷重が伝達されるように干渉構造部が設定されていることにより、前面衝突時に相手車両の構造部材等が侵入することを抑制するのみならず、前面衝突時に効率よくエネルギー吸収することでキャビンの変形を抑制するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−137326号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、上記特許文献1に開示された車体前部構造においては、車両の前面衝突時の壁体への荷重入力の際、左右の干渉構造部材に対してほぼ同時に荷重が入力するとともに、荷重の発生と荷重の低減とがほぼ同時に発生することとなる。このため、車両の減速度が上昇する可能性が考えられ、車室内を安定した状態に維持するという点で改善の余地があった。
【0008】
そこで、本発明の課題は、車両の前面から荷重が入力した場合であっても、車両の減速度の低減を図ることができ、車室内の安定の維持に寄与することができる車両の荷重伝達構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決した本発明に係る車両の荷重伝達構造は、車両の左側に設けられた左サイドメンバと、車両の右側に設けられた右サイドメンバとを備え、車両の前後方向に荷重を伝達する左サブ荷重伝達路が左サイドメンバに設けられ、車両の前後方向に荷重を伝達する右サブ荷重伝達路が右サイドメンバに設けられており、左サブ荷重伝達路と右サブ荷重伝達路との間に、強度差が設けられていることを特徴とする。
【0010】
本発明に係る車両の荷重伝達構造においては、左サブ荷重伝達路と右サブ荷重伝達路との間に、強度差が設けられている。このため、車両が正面衝突した場合に車両の左側と右側とにおける荷重伝達に時間差が生じ、荷重の低減タイミングが分散される。その結果、荷重の発生と荷重の低減のタイミングをずらすことができ、車両全体としての減速度を低減することができる。したがって、車両の前面から荷重が入力した場合であっても、車両の減速度を低減することにより、車室内の安定の維持に寄与することができる。
【0011】
ここで、左サブ荷重伝達路は、左サブメンバおよび左サスペンションメンバに形成され、右サブ荷重伝達路は、右サブメンバおよび右サスペンションメンバに形成されており、左サブ荷重伝達路には、左サブ荷重伝達路における他の部位よりも強度が低くされている左脆弱部が形成され、右サブ荷重伝達路には、右サブ荷重伝達路における他の部位よりも強度が低くされている右脆弱部が形成されており、左サブ荷重伝達路における左脆弱部の前後方向の部位は、右サブ荷重伝達路における右脆弱部の前後方向の部位と異なる位置に設定されている態様とすることができる。
【0012】
このように、左サブ荷重伝達路における左脆弱部の前後方向の部位は、右サブ荷重伝達路における右脆弱部の前後方向の部位と異なる位置に設定されていることにより、荷重伝達が左右同時に起こらないように、荷重伝達のタイミングに差を付けることができる。そのため、車両の前面から荷重が入力した場合における車室内の車室内の安定の維持にさらに効果的に寄与することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係る車両の荷重伝達構造によれば、車両の前面から荷重が入力した場合であっても、車両の減速度の低減を図ることができ、車室内の安定の維持に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態に係る車両の荷重伝達構造の要部側面図である。
【図2】(a)は、右サブメンバの斜視図、(b)は、左サブメンバの斜視図である。
【図3】サブメンバと強度との関係を説明する説明図である。
【図4】車両の前面から荷重が入力された際に車両にかかる荷重の時間変化を示すグラフである。
【図5】サブメンバとその強度との関係の他の例を示すグラフである。
【図6】(a)は、右サブメンバの他の例の斜視図、(b)は、左サブメンバの他の例の斜視図である。
【図7】(a)は、右サブメンバのさらに他の例の斜視図、(b)は、左サブメンバのさらに他の例の斜視図である。
【図8】(a)は、右サブメンバのさらに他の例の斜視図、(b)は、左サブメンバのさらに他の例の斜視図である。
【図9】(a)は、右サブメンバのさらに他の例の斜視図、(b)は、左サブメンバのさらに他の例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
【0016】
図1は、本発明の実施形態に係る車両の荷重伝達構造の要部側面図である。図1に示すように、本実施形態に係る車両の伝達構造は、左フロントサイドメンバ1Lを備えている。図1に示す左フロントサイドメンバ1Lは、車両の左側に設けられており、本発明の左サイドメンバに相当する。また、車両の右側には、左フロントサイドメンバ1Lと実質的な形状が同一である本発明の右サイドメンバに相当する右フロントサイドメンバ1Rが設けられている。
【0017】
左フロントサイドメンバ1Lは、車両の前後方向に延在して形成されており、前方上段部11、傾斜部12、および後方下段部13を備えている。前方上段部11および後方下段部13は、いずれも略水平に配置されており、前方上段部11の後端部と後方下段部13との間に傾斜部12が配置されている。さらに、前方上段部11と傾斜部12との分かれ目付近における下面側には、下方に突出するブラケット部材14が設けられている。
【0018】
左フロントサイドメンバ1Lにおける前方上段部11の先端には、左クラッシュボックス2Lが取り付けられており、左クラッシュボックス2Lの先端側には、バンパリーンホースメント3が配設されている。バンパリーンホースメント3には、左クラッシュボックス2Lの先端面が接触した状態で接続されている。
【0019】
さらに、左フロントサイドメンバ1Lにおける先端部の下面側には、上下方向に延在する左ラジエータサポート4Lが設けられている。また、左ラジエータサポート4Lの車両後方位置には、左サブメンバ5Lが設けられ、左サブメンバ5Lのさらに後方位置には、左サスペンションメンバ6Lが設けられている。
【0020】
左サブメンバ5Lは、前後方向に延在する棒状の部材である。また、左サスペンションメンバ6Lは、前後方向に延在するとともに、その長手方向途中位置から上方に向けた突出部が形成されている。この突出部と左フロントサイドメンバ1Lの下面に設けられたブラケット部材14とが接続されている。さらに、左サスペンションメンバ6Lにおける後端部は、左フロントサイドメンバ1Lにおける傾斜部12と後方下段部13との分かれ目の近傍位置に接続されている。
【0021】
バンパリーンホースメント3は、車両の幅方向に延在する部材であり、車両が正面衝突した際に荷重が直接入力される部材である。バンパリーンホースメント3から入力された荷重は、左クラッシュボックス2Lを介して左フロントサイドメンバ1Lに入力されるとともに、左ラジエータサポート4Lを介して左サブメンバ5Lに入力され、続いて、左サスペンションメンバ6Lに入力される。左サスペンションメンバ6Lに入力された荷重は、左フロントサイドメンバ1Lにおける傾斜部12と後方下段部13との分かれ目の近傍位置から左フロントサイドメンバ1Lに入力される。左サブメンバ5Lおよび左サスペンションメンバ6Lは、本発明の左サブ荷重伝達路を構成する。
【0022】
さらに、車両の右側においても、車両の左側と同様に、右フロントサイドメンバ1Rのほか、右クラッシュボックス2R、右ラジエータサポート4R、右サブメンバ5R、および右サスペンションメンバ6Rが設けられている。この車両の右側における右サブメンバ5Rおよび右サスペンションメンバ6Rは、本発明の右サブ荷重伝達路を構成する。
【0023】
また、左サブメンバ5Lは、リーンホースによる補強が行われている。この補強は、左右によって異なる。ここで、図2(a)に、右サブメンバ5Rを示し、図2(b)に、左サブメンバ5Lを示す。図2(a)に示す右サブメンバ5Rは、長手方向の先端部と後端部とにそれぞれリーンホース30が設けられている。
【0024】
一方、図2(b)に示す左サブメンバ5Lは、長手方向略中央位置に、リーンホース30が設けられている。このため、図3に示すように、右サブメンバ5Rでは、両端部側の強度が大きく、左サブメンバ5Lでは、中央部の強度が大きくされている。リーンホース30を設ける位置は、左右サブメンバ5L,5Rにおける荷重の差を発生させたいタイミングに応じて決定することができる。
【0025】
ここで、サブメンバ5L,5Rにおける強度は、リーンホースが設けられている部位と設けられていない部位とで大きく変化するように設定されている。また、左サブメンバ5Lにおけるリーンホース30が設けられていない部位が本発明の左脆弱部、左サブメンバ5Rにおけるリーンホース30が設けられていない部位が本発明の右脆弱部となる。
【0026】
以上の構成を有する本実施形態に係る車両の荷重伝達構造の作用について説明する。本実施形態に係る車両の荷重伝達構造においては、車両が正面衝突等して車両の前方から荷重が入力された際、その荷重は左右のフロントサイドメンバ1L,1Rを介して後方に伝達される。さらには、図3に示すように、フロントサイドメンバ1L,1Rからラジエータサポート4L,4R、サブメンバ5L,5R、およびサスペンションメンバ6L,6Rを含む荷重伝達経路Fが形成されている。
【0027】
ここで、左フロントサイドメンバ1Lに取り付けられた左サブメンバ5Lと、右フロントサイドメンバ1Rに取り付けられた右サブメンバ5Rとでは、異なる態様でリーンホース30が設けられている。具体的には、図3にグラフで示すように、左右サブメンバ5L,5Rで互いの強度が異なるようにされている。
【0028】
このため、左右のフロントサイドメンバ1L,1Rにおける荷重の伝達に時間差が生じることとなる。ここで、左右サブメンバで強度差が設けられてない従来のサブメンバとの比較を説明する。図4は、車両の前面から荷重が入力された際に、車両にかかる荷重の時間変化を示すグラフである。図4では、本実施形態に係るサブメンバを設けた場合に車両にかかる荷重の時間変化を実線L1で示し、左右サブメンバの間における強度差がない従来のサブメンバを設けた場合に車両にかかる荷重の時間変化を破線L2で示している。
【0029】
図4に示すように、従来のサブメンバを設けた場合には、左右サブメンバの強度が同じであるので、車両にかかる荷重は、いったん大きく上昇し、その後小さくなる。このため、車両における減速度が大きくなり、車室内を安定した状態で維持することが難しかった。
【0030】
これに対して、本実施形態では、左右サブメンバ5L,5Rの強度差が異なることから、荷重が低下するタイミングがずらされている。このため、荷重が低下するタイミングがずらされることで荷重の時間変化を示す波形が制御され、車両にかかる荷重が複数回にわたって増減を繰り返す。したがって、減速度の立ち上がりが調整されることから、前方からの荷重の入力時における車両全体としての減速度を低減することができる。よって、車両の前面から荷重が入力した場合であっても、車両の減速度の低減を図ることができ、車室内の安定の維持に寄与することができる。
【0031】
また、本実施形態に係る車両の荷重伝達構造では、右サブメンバ5Rと左サブメンバ5Lとでは、リーンホース30が、前後方向でずれた位置に設けられている。このため、車両における荷重伝達が左右フロントサイドメンバ1L,1Rで同時に起こらないように、荷重伝達のタイミングに差を付けることができる。したがって、車両の前面から荷重が入力した場合における、車室内の安定の維持にさらに寄与することができる。
【0032】
次に、本発明の変形例について説明する。上記の実施形態においては、左右サブメンバ5L,5Rにおいて、リーンホース30が取り付けられている位置と取り付けられていない位置とで強度が位置とで大きく変化するように設定されているようにされている。これに対して、図5に示すように、リーンホースが設けられている位置の端部において、リーンホースが設けられていない位置に近づくにつれて、強度が徐々に大きくなる態様とすることができる。
【0033】
また、上記実施形態においては、サブメンバの強度差を付けるにあたって、リーンホースを設けるようにしているが、他の態様とすることもできる。たとえば、図6(a)(b)に示すように、テーラードブランク溶接(以下「TWB」という)40を用いて右サブメンバ5Rおよび左サブメンバ5Lを設ける態様とすることもできる。
【0034】
たとえば、図6(a)に示すように、右サブメンバ5Rでは、その長手方向中央部に低強度鋼材41を配置し、低強度鋼材41の前後端のそれぞれに低強度鋼材41よりも強度が高い高強度鋼材42を配置している。これらの低強度鋼材41および高強度鋼材42をTWB40によって接合することにより、右サブメンバ5Rが構成されている。
【0035】
一方、図6(b)に示すように、左サブメンバ5Lでは、その長手方向中央部に高強度鋼材42を配置し、高強度鋼材42の前後端のそれぞれに低強度鋼材41を配置している。これらの低強度鋼材41および高強度鋼材42をTWB40によって接合することにより、左サブメンバ5Lが構成されている。
【0036】
また、図7に示すように、レーザ焼き入れによって強度差を設定する態様とすることもできる。たとえば、図7(a)に示すように、右サブメンバ5Rでは、その長手方向両端部における稜線部にレーザ焼き入れを行うことによって焼き入れ部50を形成して強度を高めている。また、長手方向中央部についてはレーザ焼き入れを行うことなく、強度は高められていない。こうして、右サブメンバ5Rでは、両端部の強度が中央部の強度よりも高くされている。
【0037】
一方、図7(b)に示すように、左サブメンバ5Lでは、その長手方向中央部における稜線部にレーザ焼き入れを行うことによって焼き入れ部50を形成して強度を高めている。また、長手方向両端部についてはレーザ焼き入れを行うことなく、強度は高められていない。こうして、左サブメンバ5Lでは、中央部の強度が両端部の強度よりも高くされている。
【0038】
さらに、図8に示すように、母材破断強度を用いて強度差を設定する態様とすることもできる。母材破断強度を用いる際には、母材に穴部を形成したり、母材に切欠きを形成したりする態様とすることができる。たとえば、図8(a)に示すように、右サブメンバ5Rでは、その長手方向両端部に穴部60を形成して強度を低くしている。また、長手方向中央部については穴部が形成されておらず、強度は低くされていない。こうして、右サブメンバ5Rでは、中央部の強度が両端部の強度よりも高くされている。
【0039】
一方、図8(b)に示すように、左サブメンバ5Lでは、その長手方向中央部に穴部60を形成して強度を低くしている。また、長手方向両端部については穴部が形成されておらず、強度は低くされていない。こうして、左サブメンバ5Lでは、両端部の強度が中央部の強度よりも高くされている。
【0040】
また、図9に示すように、サブメンバの形状を変えることにより、強度差を設定する態様とすることもできる。たとえば、図9(a)に示すように、右サブメンバ5Rでは、長手方向中央の側部に凹部70が形成され、その長手方向両端の側部に凸部71が形成されている。こうして、右サブメンバ5Rでは、長手方向中央の側部が長手方向両端の側部よりも凹んだ形状をなしており、両端部の強度が中央部の強度よりも高くされている。
【0041】
一方、図9(b)に示すように、左サブメンバ5Lでは、その長手方向両端の側部に凹部70が形成され、長手方向中央の側部に凸部71が形成されている。こうして、左サブメンバ5Lでは、長手方向中央の側部が長手方向両端の側部よりも突出した形状をなしており、中央部の強度が両端部の強度よりも高くされている。
【0042】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、右サブメンバ5Rにおける強度が低くされた位置と、左サブメンバ5Lにおける強度が高くされた位置とが対応しているが、これらは対応しない態様とすることができる。また、上記実施形態では、左右サブメンバ5L,5Rの強度を変更しているが、サスペンションメンバ6L,6Rや左右サブメンバ5L,5Rおよびサスペンションメンバ6L,6Rの強度を変更する態様とすることもできる。
【符号の説明】
【0043】
1L,1R…フロントサイドメンバ、2L,2R…左クラッシュボックス、3…バンパリーンホースメント、4L,4R…ラジエータサポート、5L,5R…サブメンバ、6L,6R…サスペンションメンバ、11…前方上段部、12…傾斜部、13…後方下段部、14…ブラケット部材、30…リーンホース、41…低強度鋼材、42…高強度鋼材、50…切欠き部、60…穴部、70…凹部、71…凸部。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の左側に設けられた左サイドメンバと、前記車両の右側に設けられた右サイドメンバとを備え、
前記車両の前後方向に荷重を伝達する左サブ荷重伝達路が前記左サイドメンバに設けられ、前記車両の前後方向に荷重を伝達する右サブ荷重伝達路が前記右サイドメンバに設けられており、
前記左サブ荷重伝達路と前記右サブ荷重伝達路との間に、強度差が設けられていることを特徴とする車両の荷重伝達構造。
【請求項2】
前記左サブ荷重伝達路は、左サブメンバおよび左サスペンションメンバに形成され、
前記右サブ荷重伝達路は、右サブメンバおよび右サスペンションメンバに形成されており、
前記左サブ荷重伝達路には、前記左サブ荷重伝達路における他の部位よりも強度が低くされている左脆弱部が形成され、
前記右サブ荷重伝達路には、前記右サブ荷重伝達路における他の部位よりも強度が低くされている右脆弱部が形成されており、
前記左サブ荷重伝達路における前記左脆弱部の前後方向の部位は、前記右サブ荷重伝達路における右脆弱部の前後方向の部位と異なる位置に設定されている請求項1に記載の車両の荷重伝達構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−153262(P2012−153262A)
【公開日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−14294(P2011−14294)
【出願日】平成23年1月26日(2011.1.26)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】