説明

車両構造

【課題】小オーバーラップ衝突時において、バンパリインホースメントからサイドメンバに効率良く衝突荷重を伝達することで、車室の変形を抑制できる車体構造を提供する。
【解決手段】車対車の小オーバーラップ衝突の際に、各車両のバンパリインホースメント3に備わる突起部材(滑り抑制手段)4が各車両の車幅方向外側への移動を抑えることにより、衝突した車両同士が向き合った状態が保たれる。これにより、車両が衝突対象車両に対して相対的に横滑りしてサイドメンバ2へ力を十分伝達できない方向から衝突することを防ぐため、衝突荷重がサイドメンバ2に効率良く伝達され、車室の変形を抑制できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、車両のボディ構造に関するものとして、車両の前方又は後方の端部に衝突する小オーバーラップ衝突時において、ボディが変形することを抑制する構造が開示されている。この車両構造は、バンパリインホースメントの車幅方向外側部分を車両内側に傾斜させて、傾斜したバンパリインホースメントの領域と衝突吸収材であるパワーユニットおよび車体骨格部材とを連結する構成である(例えば、特許文献1参照)。このような構成によって、小オーバーラップ衝突の衝突荷重を衝撃吸収部材に直接伝達し、車両の内側方向へ衝突荷重が移動するように誘起され、被衝突物に対して横方向に遠ざかりつつ前方へ移動することで、車体変形量を軽減している。
【特許文献1】特開2004−66932号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、このような構造にあっては、小オーバーラップ衝突時において、被衝突物が自車両に対して相対的に車両幅方向外側に滑って移動した場合、車体骨格部材ではない車輪部材等を介して衝突荷重が車室に入力され、車室の変形が大きくなるという恐れがあった。
【0004】
そこで、本発明はこのような技術課題を解決するためになされたものであって、小オーバーラップ衝突時において、バンパリインホースメントからサイドメンバに効率良く衝突荷重を伝達することで、車室の変形を抑制できる車体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】
すなわち本発明に係る車体構造は、車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、
左右一対のサイドメンバの車両前部側または後部側の端部に結合し、車幅方向に延びるバンパリインホースメントと、バンパリインホースメントの車両前後方向外側、かつサイドメンバとバンパリインホースメントの結合部よりも車幅方向外側に設けられ、前方または後方の衝突時に、衝突対象物が車幅方向外側に相対的に滑って移動することを抑制する滑り抑制手段と、を備えて構成される。
【0006】
この構成によって、車対車の小オーバーラップ衝突の際に、各車両に備わる滑り抑制手段が各車両の車幅方向外側への移動を抑えることにより、衝突した車両同士が向き合った状態が保たれる。これにより、車両が衝突対象車両に対して相対的に横滑りしてサイドメンバへ力を十分伝達できない方向から衝突することを防ぐため、衝突荷重がサイドメンバに効率良く伝達され、車室の変形を抑制できる。さらに、このような構成は、衝突荷重が車輪部材等を介して車室に入力されることを防ぐため、車体破損箇所を少なくし修理コストを低減することができる。
【0007】
ここで、本発明に係る車体構造において、滑り抑制手段は、車両前後方向外側に突起した突起部材を含むことが好ましい。これにより、車対車の小オーバーラップ衝突の際に、各車両に備わる突起物同士が接合することで、車両が衝突対象車両に対して相対的に車幅方向外側へ移動することを抑制することができる。さらに、この突起部材は、先端を車幅方向内側に屈曲した屈曲部を有することが一層好ましい。この構成によって、屈曲部同士がより強固に係合し、車両同士が正対した状態を維持できるため、車両が衝突対象車両に対して相対的に車幅方向外側へ移動することを一層抑制すると共に、衝突荷重がサイドメンバに効率良く伝達され、車室の変形を抑制できる。
【0008】
また、本発明に係る車体構造において、滑り抑制手段は、突起部材の周りに設けられ、衝突対象物を絡ませる係止部材を含むことがさらに好適である。これにより、車両同士の係合箇所が増え、車両の車幅方向外側への移動を防ぐ機会を増加することができる。
【0009】
また、本発明に係る車体構造において、前方または後方の衝突を検知するセンサを備え、滑り抑制手段は、センサが衝突を検知した場合に磁力を生じる電磁石を含むことが好ましい。この構成によって、車対車の小オーバーラップ衝突の際に、衝突対象車両の電磁石が自車両の電磁石と吸着するため、車両が衝突対象車両に対して相対的に車幅方向外側へ移動することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、小オーバーラップ衝突時において、バンパリインホースメントからサイドメンバに効率良く衝突荷重を伝達し、車室の変形を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
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。
【0012】
(第一実施形態)
まず、本発明の第一実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る車両構造を有する車両の内部構造の一部を示す斜視図、図2は、図1の車両前方部分の拡大図である。本実施形態に係る車両構造は、小オーバーラップ衝突時において車室が変形することを抑制する構造であり、図1に示すように、フロントサイドメンバ(サイドメンバ)2、バンパリインホースメント3、突起部材(滑り抑制手段)4を備えて構成される。
【0013】
フロントサイドメンバ2は、エンジン(不図示)等を挟むようにして車両のフロア部分に配置され、車両前後方向に延びる左右一対の骨状の補強部材であり、前方衝突の発生時には、車両内側に入力される衝突荷重を吸収する部材として機能する。また、フロントサイドメンバ2によって吸収しきれなかった衝突荷重を、フロントサイドメンバ2と接合する他の車体骨格部材10に伝達する機能を備えている。
【0014】
このフロントサイドメンバ2の車両前方側端部には、バンパリインホースメント3が接合部A,Aにおいて接合されている。バンパリインホースメント3は、バンパー11の内側に配置され、バンパー11に沿って車幅方向へ延びる骨状の補強部材であり、前方衝突の発生時には、車両内側に入力される衝突荷重をフロントサイドメンバ2へ伝達する部材として機能する。
【0015】
バンパリインホースメント3において、接合部A,Aよりも車幅方向外側には、それぞれ突起部材4が配置されている。この突起部材4は、バンパリインホースメント3の車両前方側の側面に配置され、衝突対象物が自車両に対して相対的に車幅方向外側に滑って移動することを抑制する機能を備えている。そのため、突起部材4は、バンパリインホースメント3に強固に配置されており、例えば溶接されている。さらに、突起部材4は、衝突荷重に耐えられる材料で構成されており、例えばバンパリインホースメント3と同じ材料で構成されている。また、突起部材4は、図2で示すように、突起部材4の先端が車幅方向内側に屈曲した屈曲部5を有している。これにより、突起部材4の屈曲部5とバンパリインホースメント3との間には、空隙が形成されている。この空隙は、空隙内に衝突対象車両の突起部材4が入り込めるように、屈曲部5の厚さと同じかそれよりも大きく形成される。
【0016】
次に、第一実施形態に係る車両構造の作用効果を説明する。図3は本実施形態に係る車両構造を有する車両が小オーバーラップ衝突した場合の平面図であり、衝突荷重の伝達を説明するものである。また、図8は従来の車両構造を有する車両が小オーバーラップ衝突した場合の平面図である。
【0017】
図8を用いて、従来の車両構造を有する車両が小オーバーラップ衝突した場合の各車両の動きを説明する。車両80,81が対向して走行し、車両前方右端部において衝突した場合、車両80が衝突荷重F80を前方右端部から車両81の車両内に向かって入力する。他方、車両81が衝突荷重F81を前方右端部から車両80の車両内に向かって入力する。衝突荷重F80,F81は、それぞれ車両81,80の進行方向に対して平行でないため、進行方向に対して直交方向の成分、すなわち車幅方向の成分(F80b,F81b)を持っている。これにより、車両81,80は衝突荷重F80,F81によって、車両が接触した状態で車幅方向へ滑りつつ前方へ移動する(図中の点線)。このような移動によって、荷重の吸収や伝達がされにくいタイヤ部などから衝突荷重を入力することとなり、車体側面や車室が変形する可能性があった。なお、衝突荷重F80は、進行方向の成分F80aと車幅方向の成分F80bの和で表現でき、F81についても同様である。
【0018】
これに対し、図3を用いて、第一実施形態の車両構造を有する車両が小オーバーラップ衝突した場合の各車両の動きを説明する。車両30,31が対向して走行し、車両前方右端部において衝突した場合、車両30が衝突荷重F30を前方右端部から車両31の車両内に向かって入力する。他方、車両31が衝突荷重F31を前方右端部から車両30の車両内に向かって入力する。この時の衝突荷重F30,F31は、それぞれ車両31,30の進行方向に対して平行でないため、進行方向に対して直交する方向の成分、すなわち車幅方向の成分(F30b,F31b)を持っている。これにより、車両31,30は衝突荷重F30,F31によって、車両が接触した状態で車幅方向へ滑りつつ前方へ移動しようとするが、車両30,31に備わる突起部材4同士がお互いに噛み合って衝突荷重F30b,F31bの成分を打ち消しあう。また、完全に打ち消しあわない場合においては、車両30と車両31が一体となり回転運動となる。これにより、衝突後において、車両30と車両31が相対的に車幅方向へ滑って移動することなく、車両30と車両31とがお互いに向き合った状態を保つため、衝突荷重F30,F31は、バンパリインホースメント3を介してフロントサイドメンバ2へ効率よく伝達される。なお、衝突荷重F30は、進行方向の成分F30aと車幅方向の成分F30bの和で表現でき、F31についても同様である。
【0019】
以上により、第一実施形態の車両構造によれば、車対車の小オーバーラップ衝突の際に、各車両30,31に備わる突起部材4が各車両30,31の車幅方向外側への移動を抑えることにより、衝突した車両30,31同士が向き合った状態が保たれる。これにより、車両30,31が衝突対象車両に対して相対的に横滑りしてフロントサイドメンバ2へ力を十分伝達できない方向から衝突することを防ぐため、衝突荷重F30,F31がフロントサイドメンバ2に効率良く伝達され、車室の変形を抑制できる。さらに、このような構成は、衝突荷重が車輪部材等を介して車室に入力されることを防ぐため、車体破損箇所を少なくし修理コストを低減することができる。
【0020】
(第二実施形態)
次に本発明の第二実施形態について説明する。図4は第二実施形態に係る車両構造を有する車両の内部構造の一部を示す斜視図である。本実施形態に係る車両構造は、第一実施形態に係る車両構造とほぼ同様に構成されるものであり、突起部材の形状のみが異なっている。
【0021】
図4に示すように、第二実施形態の突起部材40は、バンパリインホースメント3の車両前方側の側面、かつバンパリインホースメント3とフロントサイドメンバ2との接合部A,Aよりも車幅方向外側に配置され、衝突対象物が自車両に対して相対的に車幅方向外側に滑って移動することを抑制する機能を備えている。そのため、突起部材40は、バンパリインホースメント3に強固に配置されており、例えば溶接されている。
【0022】
第一実施形態との違いは、突起部材に屈曲部5を有していない点であり、このように構成した場合であっても、車対車の小オーバーラップ衝突の際に、各車両に備わる突起部材40が各車両の車幅方向外側への移動を抑えることにより、衝突した車両同士が向き合った状態が保たれ、車両が衝突対象車両に対して相対的に横滑りしてフロントサイドメンバ2へ力を十分伝達できない方向から衝突することを防ぐため、衝突荷重がフロントサイドメンバ2に効率良く伝達され、車室の変形を抑制できる。
【0023】
(第三実施形態)
次に本発明の第三実施形態について説明する。図5は第三実施形態に係る車両構造を有する車両の内部構造の一部を示す斜視図である。本実施形態に係る車両構造は、第一実施形態に係る車両構造とほぼ同様に構成されるものであり、突起部材50の形状およびワイヤー部材(係止部材)51を備える点で異なっている。
【0024】
図5に示すように、突起部材50が、バンパリインホースメント3の車両前方側の側面、かつバンパリインホースメント3とフロントサイドメンバ2との接合部A,Aよりも車幅方向外側に配置され、突起部材50の先端が車幅方向内側に屈曲した屈曲部51を有している。突起部材50の屈曲部51の断面は、例えば、後述するワイヤー部材の網目よりも小さく構成される。また、突起部材50の屈曲部51とバンパリインホースメント3との間には、空隙が形成されている。この空隙は、空隙内に衝突対象車両の突起部材50が入り込めるように、突起物50の屈曲部51の厚さと同じかそれよりも大きく形成される。
【0025】
この突起物50を覆うようにワイヤー部材51が設置されている。ワイヤー部材51は、網状のワイヤーからなる部材である。このワイヤー部材51の網目の大きさは、例えば突起部材50の屈曲部51の断面積よりも大きく形成される。ワイヤー部材51は、バンパリインホースメント3に強固に設置され、例えばバンパリインホースメント3に溶接されている。ワイヤー部材51は、衝突対象の突起物50とかみ合い、小オーバーラップ衝突において相対的な車両の横滑りを抑制する。
【0026】
第一実施形態との違いは、突起部材50の形状およびワイヤー部材51を備える点であり、このように構成した場合であっても、車対車の小オーバーラップ衝突の際に、各車両に備わる突起部材50が各車両の車幅方向外側への移動を抑えることにより、衝突した車両同士が向き合った状態が保たれ、車両が衝突対象車両に対して相対的に横滑りしてフロントサイドメンバ2へ力を十分伝達できない方向から衝突することを防ぐため、衝突荷重がフロントサイドメンバ2に効率良く伝達され、車室の変形を抑制できる。さらに、ワイヤー部材51は多数の網目を有することから、突起部材50の係合箇所が増えるため、車室の変形を抑制する機会を増加することができる。
【0027】
(第四実施形態)
次に本発明の第四実施形態について説明する。本実施形態に係る車両構造は、第一実施形態に係る車両構造とほぼ同様に構成されるものであり、センサ60および電磁石(滑り抑制手段)を備える点で異なっている。
【0028】
まず、図6を用いて本実施形態に係る車両構造を有する車両の構成について説明する。図6に示すように、本実施形態に係る車両構造を有する車両は、車両の衝突を検知するセンサ60を備えている。このセンサ60は、衝突の衝撃を感知するのに最適な位置に配置され、例えば車両前方端部に設置される。センサ60は、加速度を取得してECU61へ出力する。ここで、ECU(Electronic Control Unit)とは、電子制御ユニットであり、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。ECU61は、衝突判定部62と電流供給部63を備えている。衝突判定部62は、センサ60から入力した加速度に基づいて衝突発生を判断する機能と、衝突が発生したと判断した場合、電流供給部63へ信号を送る機能を備えている。電流供給部63は、衝突判定部62から信号を受け取った場合、電磁石64へ所定の電流を供給する機能を備えている。
【0029】
電磁石64は、例えば、磁性材料の芯のまわりにコイルを巻き、通電することによって一時的に磁力を発生させる磁石である。この電磁石64は、第一実施形態の突起部材と同様に、バンパリインホースメントの車両前方側の側面、かつバンパリインホースメントとフロントサイドメンバとの接合部よりも車幅方向外側に配置される。
【0030】
次に、図7を用いて本実施形態に係る車両構造を有する車両の動作について説明する。図7に示す制御処理は、例えば、イグニッションオンにより開始され、所定の周期で繰り返し実行される。処理が開始すると、加速度入力処理が開始される(S10)。S10の処理は、センサ60が取得した加速度を入力する処理である。S10の処理が終了すると、衝突判断処理へ移行する(S12)。
【0031】
S12の処理は、衝突判定部62で実行される処理であり、車両が衝突したか否かを判断する処理である。この判断は、例えば、S10の処理で入力した加速度が所定の値より大きいか否かで判断される。S10の処理で入力した加速度が所定値と同一又は小さい場合は、図7の制御処理を終了する。S10の処理で入力した加速度が所定値よりも大きい場合は、電流供給処理へ移行する(S14)。
【0032】
S14の処理は、電流供給部63で実行される処理であり、所定の電流を電磁石に送り込む処理である。S14の処理が終了すると図7の処理が終了する。
【0033】
第一実施形態との違いは、センサ60および電磁石64を備える点であり、このように構成した場合であっても、車対車の小オーバーラップ衝突の際に、センサ60が衝突を検知して電磁石64に磁力が生じるため、各車両に備わる電磁石64同士が吸着して各車両の車幅方向外側への移動を抑え、衝突した車両同士が向き合った状態が保たれる。このため、車両が衝突対象車両に対して相対的に横滑りしてフロントサイドメンバへ力を十分伝達できない方向から衝突することを防ぐため、衝突荷重がフロントサイドメンバに効率良く伝達され、車室の変形を抑制できる。
【0034】
なお、上述した各実施形態は本発明に係る車両構造の一例を示すものである。本発明に係る車両構造は、これらの各実施形態に係る車両構造に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る車両構造を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【0035】
例えば、上述した各実施形態においては、車両の前方部について説明をしたが、後方部に本発明を採用した場合でも、前方部に採用した場合と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】第一実施形態に係る車両構造を有する車両の内部構造の一部を示す斜視図である。
【図2】図1の車両前方部分の拡大図である。
【図3】図1の車両構造を有する車両が小オーバーラップ衝突した場合の平面図である。
【図4】第二実施形態に係る車両構造を有する車両の内部構造の一部を示す斜視図である。
【図5】第三実施形態に係る車両構造を有する車両の内部構造の一部を示す斜視図である。
【図6】第四実施形態に係る車両構造を有する車両の構成図である。
【図7】図6の車両構造を有する車両の動作を示すフローチャートである。
【図8】従来の車両構造を有する車両が小オーバーラップ衝突した場合の平面図である。
【符号の説明】
【0037】
1…車両、2…フロントサイドメンバ(サイドメンバ)、3…バンパリインホースメント、4,40,50…突起部材、5…屈折部、51…ワイヤー部材(係止部材)、60…センサ、64…電磁石。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、
前記左右一対のサイドメンバの車両前部側または後部側の端部に結合し、車幅方向に延びるバンパリインホースメントと、
前記バンパリインホースメントの車両前後方向外側、かつ前記サイドメンバと前記バンパリインホースメントの結合部よりも車幅方向外側に設けられ、前方または後方の衝突時に、衝突対象物が車幅方向外側に相対的に滑って移動することを抑制する滑り抑制手段と、
を備えた車両構造。
【請求項2】
前記滑り抑制手段は、車両前後方向外側に突起した突起部材を含むことを特徴とする請求項1に記載の車両構造。
【請求項3】
前記突起部材は、先端を車幅方向内側に屈曲した屈曲部を有することを特徴とする請求項2に記載の車両構造。
【請求項4】
前記滑り抑制手段は、前記突起部材の周りに設けられ、衝突対象物を絡ませる係止部材を含むことを特徴とする請求項2又は3に記載の車両構造。
【請求項5】
前方または後方の衝突を検知するセンサを備え、
前記滑り抑制手段は、前記センサが衝突を検知した場合に磁力を生じる電磁石を含むこと、
を特徴とする請求項1に記載の車両構造。

【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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【公開番号】特開2008−162344(P2008−162344A)
【公開日】平成20年7月17日(2008.7.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−352325(P2006−352325)
【出願日】平成18年12月27日(2006.12.27)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】