車両構造
【課題】衝突安全性能の向上と軽量化との両立を効率的に図ることができる車両構造を得る。
【解決手段】アッパフレーム２０の下端部が結合されるロアフレーム３０は、サイドフレーム３２とクロスメンバ３４とが連結構造部３６によって連結されている。連結構造部３６は、ロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で、サイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りにクロスメンバ３４の相対回動を許容する。また、サイドフレーム３２は、前輪タイヤ２８Ａの車両後方側で後輪タイヤ２８Ｂの車両前方側に配置され、アッパフレーム２０、サイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉよりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されている。
【解決手段】アッパフレーム２０の下端部が結合されるロアフレーム３０は、サイドフレーム３２とクロスメンバ３４とが連結構造部３６によって連結されている。連結構造部３６は、ロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で、サイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りにクロスメンバ３４の相対回動を許容する。また、サイドフレーム３２は、前輪タイヤ２８Ａの車両後方側で後輪タイヤ２８Ｂの車両前方側に配置され、アッパフレーム２０、サイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉよりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビンの骨格を構成するアッパフレームがロアフレームに結合された車両構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型車両の車両構造においては、シートの前方側に枢支軸が配置されて車体幅方向に延びると共に、この枢支軸により肘掛けの前端部が車体に枢支されるものがある（例えば、特許文献１参照）。このような構造では、枢支軸や肘掛けの基部側により、車体の前部を補強し、車両の前突時（前面衝突時）に車体前部が大きく変形することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８４０７０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、この構造では、キャビン側だけの補強で変形防止を図っているので、衝突安全性能の向上と軽量化との両立に対し非効率的である。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、衝突安全性能の向上と軽量化との両立を効率的に図ることができる車両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に記載する本発明の車両構造は、キャビンの骨格を構成するアッパフレームと、前記アッパフレームの下端部が結合されて車両下部に配置され、車両前後方向に沿って配設される左右一対のサイドフレームと、車両幅方向に沿って配設されて前記左右一対のサイドフレームを連結する前後一対のクロスメンバと、を備えたロアフレームと、前記サイドフレームの前端の車両前方側及び前記サイドフレームの後端の車両後方側に前記サイドフレームに対して所定の間隔を開けて配設されたタイヤと、前記サイドフレームと前記クロスメンバとを連結すると共に、前記ロアフレームに対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で前記サイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに前記クロスメンバの相対回動を許容する連結手段と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載する本発明の車両構造によれば、ロアフレームは、アッパフレームの下端部が結合されて車両下部に配置されており、左右一対のサイドフレームが前後一対のクロスメンバによって連結されている。また、サイドフレームの前端の車両前方側及びサイドフレームの後端の車両後方側には、タイヤがサイドフレームに対して所定の間隔を開けて配設されている。このため、例えば、前突時（前面衝突時）や後突時（後面衝突時）には、タイヤに入力された荷重が当該タイヤからサイドフレームへ伝達される。
【０００８】
ここで、サイドフレームとクロスメンバとは、連結手段によって連結されており、この連結手段は、ロアフレームに対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で、サイドフレームに対して車両上下方向の軸回りにクロスメンバの相対回動を許容する。このため、例えば、衝突時にタイヤへ衝突荷重が入力された後、ロアフレームに対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力されると、クロスメンバがサイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに相対回動することで衝突エネルギーが吸収される。また、このとき、クロスメンバがサイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに相対回動することで、サイドフレームが反衝突側のタイヤに当ると、サイドフレームから反衝突側のタイヤへ衝突荷重が伝えられ、これによっても衝突エネルギーが吸収される。
【０００９】
請求項２に記載する本発明の車両構造は、請求項１記載の構成において、前記サイドフレームは、前記キャビンを形成して車両の両サイドに配設されるサイド部材よりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されている。
【００１０】
請求項２に記載する本発明の車両構造によれば、サイドフレームは、キャビンを形成して車両の両サイドに配設されるサイド部材よりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されているので、前突時や後突時にタイヤ側からサイドフレームに荷重が入力されても、キャビン側への荷重伝達が抑えられる。このため、この場合におけるアッパフレームの変形が抑えられる。
【００１１】
請求項３に記載する本発明の車両構造は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記クロスメンバは、前記サイドフレームの前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されている。
【００１２】
請求項３に記載する本発明の車両構造によれば、クロスメンバは、サイドフレームの前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されているので、前突時や後突時には、タイヤ側からの荷重がサイドフレームの前端や後端に安定的に入力される。このため、例えば、オフセット衝突時には、タイヤ側からサイドフレームへの安定した荷重入力によって、クロスメンバをサイドフレームに対して効果的に相対回動させることができ、衝突エネルギーが効果的に吸収される。
【００１３】
請求項４に記載する本発明の車両構造は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の構成において、一方の端部が前記クロスメンバに結合されると共に他方の端部が前記クロスメンバの車両前後方向外側に配設されるサイドメンバを有し、前記サイドメンバの他方の端部は、前記タイヤの車両前後方向外側の端部位置よりも車両前後方向内側に配置されている。
【００１４】
請求項４に記載する本発明の車両構造によれば、サイドメンバは、一方の端部がクロスメンバに結合されると共に、他方の端部がクロスメンバの車両前後方向外側に配設されており、当該他方の端部は、タイヤの車両前後方向外側の端部位置よりも車両前後方向内側に配置されている。このため、前突時や後突時には、サイドメンバに荷重が入力される前にタイヤに荷重が入力され、当該タイヤからサイドフレームの前端や後端に荷重が伝達される。よって、ロアフレームがある程度変形することによって衝突エネルギーが吸収されてから、サイドメンバに荷重が入力され、当該サイドメンバの変形によっても衝突エネルギーが吸収される。
【００１５】
請求項５に記載する本発明の車両構造は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の構成において、前記アッパフレームの前記ロアフレームへの結合部には、前記アッパフレームを前記ロアフレームへ結合すると共に、前記サイドフレームに対して前記クロスメンバが車両上下方向の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されて前記アッパフレームの前記ロアフレームからの離脱を許容する結合手段が設けられている。
【００１６】
請求項５に記載する本発明の車両構造によれば、アッパフレームのロアフレームへの結合部に設けられた結合手段は、アッパフレームをロアフレームへ結合すると共に、サイドフレームに対してクロスメンバが車両上下方向の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されてアッパフレームのロアフレームからの離脱を許容する。このため、衝突時にサイドフレームに対してクロスメンバが車両上下方向の軸回りに相対回動すると、ロアフレームからアッパフレームが離脱するので、ロアフレームが変形してもアッパフレームの変形は抑えられる。
【００１７】
請求項６に記載する本発明の車両構造は、請求項４記載の構成において、前記サイドメンバは、車両の左右に配設されると共に前記他方の端部には車両前後方向を軸方向とするクラッシュボックスがそれぞれ設けられており、車両幅方向の一方側の前記クラッシュボックスよりも、車両幅方向の他方側の前記クラッシュボックスは、軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されている。
【００１８】
請求項６に記載する本発明の車両構造によれば、車両の左右に配設されるサイドメンバは、他方の端部に車両前後方向を軸方向とするクラッシュボックスがそれぞれ設けられており、車両幅方向の一方側のクラッシュボックスよりも、車両幅方向の他方側のクラッシュボックスは、軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されている。このため、例えば、フルラップでの衝突時に衝突荷重がタイヤに入力されて左右のサイドフレームに伝達された後、左右のクラッシュボックスに衝突荷重が入力された場合、耐力が低い車両幅方向の一方側のクラッシュボックスが先に潰れ切ることになる。これによって、ロアフレームには、車両幅方向の他方側よりも先に車両幅方向の一方側でより大きい所定値以上の衝突荷重が入力されることになるので、クロスメンバがサイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに相対回動する。このロアフレームの変形により衝突エネルギーが吸収される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車両構造によれば、衝突安全性能の向上と軽量化との両立を効率的に図ることができるという優れた効果を有する。
【００２０】
請求項２に記載の車両構造によれば、前突時や後突時にタイヤに荷重が入力された場合、アッパフレームの変形を効果的に抑えることができるという優れた効果を有する。
【００２１】
請求項３に記載の車両構造によれば、前突時や後突時にタイヤ側からの荷重をサイドフレームの前端や後端に安定的に入力させることができるという優れた効果を有する。
【００２２】
請求項４に記載の車両構造によれば、前突時や後突時には、ロアフレームによって衝突エネルギーを吸収させてからサイドメンバによって衝突エネルギーを吸収させることができ、また、これによって、先にサイドメンバに衝突荷重が入力されるような対比構造に比べサイドメンバの軽量化を図ることもできるという優れた効果を有する。
【００２３】
請求項５に記載の車両構造によれば、衝突時にロアフレームが変形してもアッパフレームの変形を抑えることができるという優れた効果を有する。
【００２４】
請求項６に記載の車両構造によれば、フルラップでの衝突時にもロアフレームを効果的に変形させて衝突エネルギーを効果的に吸収す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】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両構造を車両平面視で示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車両構造を車両正面視で示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車両構造を車両側面視で示す概略構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る車両構造の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る車両構造の連結構造部を示す斜視図である。
【図６】図５の６線矢視方向から見た状態の連結構造部を示す正面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る車両構造の結合構造部を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る車両構造の結合構造部を車両側面視で示す側面図（図７の８−８線に沿った側断面図に対応する図）である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る車両構造を備えた車両がオフセット衝突する前後の状態を車両平面視で模式的に示す図である。図９（Ａ）はオフセット衝突する直前の状態を示す。図９（Ｂ）はオフセット衝突後の状態を示す。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る車両構造の連結構造部を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る車両構造の一部を平面視で示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る車両構造について図１〜図９を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。また、本実施形態に係る車両構造が適用される車両は、超軽量車両（所謂マイクロカー領域の車両）とされている。
【００２７】
図１には、本実施形態に係る車両構造１０が車両平面視の概略構成図にて示されており、図２には、車両構造１０が車両正面視の概略構成図にて示され、図３には、車両構造１０が車両側面視の概略構成図にて示されている。また、図４には、車両構造１０の概略構成が分解斜視図にて示されている。
【００２８】
図４に示されるように、車両構造１０は、キャビン２４（客室）の骨格を構成するアッパフレーム２０を備えている。アッパフレーム２０の前部は、フード１２Ａ、フロントバンパ１２Ｂ及びフェンダパネル１２Ｃによって覆われている。また、アッパフレーム２０の上部は樹脂製のルーフパネル１２Ｄによって覆われると共に、ルーフパネル１２Ｄの前側にフロントウィンドガラス１２Ｅ、ルーフパネル１２Ｄの後側に樹脂製のリヤガラスハッチ１２Ｆが配設され、リヤガラスハッチ１２Ｆの車両下方側には樹脂製のリヤバンパ１２Ｇが配設されている。さらに、アッパフレーム２０の側部は、樹脂製のサイド部材としてのサイドメンバパネル１２Ｈによって覆われ、このサイドメンバパネル１２Ｈのドア開口部１１２に樹脂製のサイド部材としてのフロントドア１２Ｉが配設されている。これらのサイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉは、キャビン２４の側部を形成して車両の両サイドに配設される。なお、図中では、車両左側のサイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉのみを図示し、車両右側のサイドメンバパネル及びフロントドアは図示を省略している。
【００２９】
アッパフレーム２０は、金属製（例えば、鋼製やアルミニウム合金製）のパイプで形成されている。
【００３０】
アッパフレーム２０の側部前側には、略車両上下方向に延在する左右一対のフロントピラー部２０Ａが設けられている。フロントピラー部２０Ａの長手方向中間部には、フロントサイドアッパメンバ部２０Ｂの後端部が結合されている。フロントサイドアッパメンバ部２０Ｂは、車両前方側へ向けて徐々に車両下方側に延出するように略湾曲状に形成されており、下端部同士がフロントクロスアッパメンバ部２０Ｃによって連結されている。フロントサイドアッパメンバ部２０Ｂの延出方向の中間部には、補強クロスメンバ部２０Ｄが掛け渡されると共に、フロントピラー部２０Ａの下部側から延設された補強メンバ部２０Ｅが結合されている。フロントサイドアッパメンバ部２０Ｂと補強メンバ部２０Ｅとの結合部近傍には、サスペンション取付部２０Ｆが設けられている。このサスペンション取付部２０Ｆには、前輪タイヤ２８Ａ（図１参照）用の図示しないサスペンションが取り付けられる。
【００３１】
フロントピラー部２０Ａの上端には、フロントウィンドフレーム部２０Ｇが掛け渡されると共に、ルーフサイドレール部２０Ｈの前端に連続している。ルーフサイドレール部２０Ｈは車両前後方向に延在している。ルーフサイドレール部２０Ｈの後端には、リヤガラスフレーム部２０Ｉが掛け渡されると共に、略車両上下方向に延在するリヤピラー部２０Ｊの上端に連続している。ルーフサイドレール部２０Ｈの長手方向中間部とリヤピラー部２０Ｊの長手方向中間部とは、車両側面視で略Ｌ字状の補強メンバ部２０Ｋによって連結されている。補強メンバ部２０Ｋの中間部には、サスペンション取付部２０Ｌが設けられている。このサスペンション取付部２０Ｌには、後輪タイヤ２８Ｂ（図１参照）用の図示しないサスペンションが取り付けられる。
【００３２】
また、リヤピラー部２０Ｊの長手方向中間部には、リヤサイドアッパメンバ部２０Ｍの前端部が結合されている。リヤサイドアッパメンバ部２０Ｍは、車両後方側へ向けて徐々に車両下方側に延出するように略湾曲状に形成されており、下端部同士がリヤクロスアッパメンバ部２０Ｎによって連結されている。
【００３３】
フロントピラー部２０Ａの下端部側とリヤピラー部２０Ｊの下端部側とは、車両前後方向に延在するフロアメンバ２０Ｐによって連結されている。このフロアメンバ２０Ｐ上には、車両床部を構成する樹脂製のフロアパネル２２が配設されている。フロアメンバ２０Ｐとフロアパネル２２とは、接着やボルト締結等によって結合されている。
【００３４】
アッパフレーム２０の下端部は、金属製（例えば、鋼製やアルミニウム合金製）のロアフレーム３０に結合されている。このロアフレーム３０は、車両下部に配置されており、車両前後方向に沿って配設される左右一対のサイドフレーム３２を備えている。左右一対のサイドフレーム３２は、前後一対のクロスメンバ３４によって連結されており、クロスメンバ３４は、車両幅方向に沿って配設されている。これにより、ロアフレーム３０は、車両平面視で略矩形枠状部分（囲み部）を備えた構造に形成されている。なお、ロアフレーム３０の略矩形枠の内側には、電池２６が配設される。
【００３５】
図１及び図２に示されるように、サイドフレーム３２は、サイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉよりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されている。なお、図２では、キャビン形成部（キャビンスペース）の車両幅方向の範囲を符号Ｓ１で示し、サイドフレーム３２及び後述する前輪タイヤ２８Ａ、後輪タイヤ２８Ｂが配設される車両幅方向の範囲を符号Ｓ２で示している。
【００３６】
図１及び図３に示されるように、サイドフレーム３２の前端の車両前方側には、サイドフレーム３２に対して所定の間隔を開けて前輪タイヤ２８Ａ（ホイール付き前輪タイヤ）が配設されている。また、サイドフレーム３２の後端の車両後方側には、サイドフレーム３２に対して所定の間隔を開けて後輪タイヤ２８Ｂ（ホイール付き後輪タイヤ）が配設されている。前輪タイヤ２８Ａ及び後輪タイヤ２８Ｂは、走行用とされ、サスペンション（図示省略）を介してアッパフレーム２０に支持されており、路面に接して車重を支持している。
【００３７】
図１に示されるサイドフレーム３２とクロスメンバ３４とは、いずれも長手方向に直交する方向の断面の形状が矩形状とされており、連結手段としての連結構造部３６によって連結されている。図５には、この連結構造部３６が斜視図にて示され、図６には、連結構造部３６が図５の６線矢視方向から見た状態の正面図にて示されている。
【００３８】
図５及び図６に示されるように、クロスメンバ３４の長手方向の端部には、サイドフレーム３２の上面側及び下面側に重なるフランジ３４Ａが形成されている。クロスメンバ３４の上下のフランジ３４Ａ及びサイドフレーム３２は、車両上下方向を軸方向とする段付ボルト４０の雄ねじ部によって貫通されており、この雄ねじ部がナット３８の雌ねじ部に螺合されている。これによって、段付ボルト４０の頭部４０Ａとナット３８との間で、クロスメンバ３４の上下のフランジ３４Ａとサイドフレーム３２とが締め付けられている。
【００３９】
また、サイドフレーム３２の車両幅方向内側の側面３２Ａに対してクロスメンバ３４の縦壁部３４Ｂにおける長手方向の端部は突き当てられた状態でアーク溶接等によって溶接されている。図中では、この溶接部を符号４２で示す。
【００４０】
すなわち、連結構造部３６では、段付ボルト４０とナット３８とによってクロスメンバ３４のフランジ３４Ａがサイドフレーム３２に締結されると共に、クロスメンバ３４の縦壁部３４Ｂにおける長手方向の端部がサイドフレーム３２の車両幅方向内側の側面３２Ａに突き当て状態で溶接によって結合されている。
【００４１】
ここで、溶接部４２による取付強度は、溶接のみでクロスメンバ（３４）とサイドフレーム（３２）とを接合するような一般的な構造における取付強度よりも低く設定されており、連結構造部３６は、ロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で、サイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回り（車両上下方向の軸回り）にクロスメンバ３４の相対回動（相対回転移動）を許容するように設定されている。なお、サイドフレーム３２に対するクロスメンバ３４の相対回動を許容する状態においては、溶接部４２は破断状態になっても破断されずに変形状態になってもどちらでもよい。
【００４２】
また、図５に示されるように、クロスメンバ３４は、サイドフレーム３２の前端及び後端よりも車両前後方向内側（すなわち、前端よりも車両後方側、後端よりも車両前方側）に連結されている。換言すれば、図１に示されるように、サイドフレーム３２の前端は、クロスメンバ３４とサイドフレーム３２との連結部位よりも車両前方側へ突出した突出部３２Ｂとされており、サイドフレーム３２の後端は、クロスメンバ３４とサイドフレーム３２との連結部位よりも車両後方側へ突出した突出部３２Ｃとされている。
【００４３】
図４に示されるように、車両前方部側においてクロスメンバ３４のサイドフレーム３２への結合部よりもやや車両幅方向内側には、アッパサポートフロント部４４が設けられ、車両後方部側においてクロスメンバ３４のサイドフレーム３２への結合部よりもやや車両幅方向内側には、アッパサポートリヤ部４６が設けられている。アッパサポートフロント部４４は、前側のクロスメンバ３４から車両前方側へ延出しており、アッパサポートリヤ部４６は、後側のクロスメンバ３４から車両後方側へ延出している。
【００４４】
なお、アッパサポートリヤ部４６の延出長さは、アッパフレーム２０との位置関係等により、図４ではサイドフレーム３２の突出部３２Ｃの突出長さより若干長く図示されているが、アッパフレーム２０の形状等によってはサイドフレーム３２の突出部３２Ｃの突出長さより若干短く設定されてもよい。
【００４５】
アッパサポートフロント部４４の延出先端側及びアッパサポートリヤ部４６の延出先端部側には、車両上下方向を中心軸とする半円柱状に切り欠かれた切欠部４４Ａ、４６Ａが形成されている。
【００４６】
図７及び図８には、アッパフレーム２０のアッパサポートフロント部４４（ロアフレーム３０）への結合部４８に設けられた結合手段としての結合構造部５０が示されている。なお、アッパフレーム２０のアッパサポートリヤ部４６（図４参照）への結合構造部は、アッパフレーム２０のアッパサポートフロント部４４への結合構造部５０と実質的に同様の構造であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図８に示されるように、アッパサポートフロント部４４の下面には、ブラケット５２が溶接により接合されている。ブラケット５２は、薄板状とされてボルト挿通用の貫通孔５２Ａ（図７参照）が貫通形成されており、アッパサポートフロント部４４への接合状態では、この貫通孔５２Ａがアッパサポートフロント部４４の切欠部４４Ａの概ね車両下方側へ配設されている。
【００４８】
アッパサポートフロント部４４の切欠部４４Ａ内には、フロアメンバ２０Ｐを貫通したフロントピラー部２０Ａの下端部１２０が収容されており、この下端部１２０は、アッパサポートフロント部４４の切欠部４４Ａに数箇所だけアーク溶接等によって溶接（仮溶接）されている。図８では、この溶接部を符号５４で示す。
【００４９】
また、図７及び図８に示されるように、フロントピラー部２０Ａの下端部１２０にはボルト軸５６が予め埋め込まれている。ボルト軸５６は、フロントピラー部２０Ａの下端部１２０から突出してブラケット５２の貫通孔５２Ａを貫通しており、ボルト軸５６の雄ねじ部がブラケット５２の下面側に配設されるナット５８の雌ねじ部に螺合されている。これによって、図８に示されるように、フロントピラー部２０Ａの下端部１２０とナット５８との間で、ブラケット５２が締め付けられている。
【００５０】
すなわち、結合構造部５０では、ボルト軸５６とナット５８との螺合による締結力でアッパフレーム２０がロアフレーム３０に結合されると共に、フロントピラー部２０Ａの下端部１２０がアッパサポートフロント部４４に溶接されることによって、アッパフレーム２０がロアフレーム３０に結合されている。ここで、結合構造部５０は、アッパフレーム２０をロアフレーム３０へ結合すると共に、図１に示されるサイドフレーム３２に対してクロスメンバ３４が段付ボルト４０の軸回りに（車両上下方向の軸回りに）相対回動することによって荷重が付与されてアッパフレーム２０のロアフレーム３０からの離脱を許容するように設定されている（図９（Ｂ）参照）。
【００５１】
図４に示されるように、アッパサポートフロント部４４よりもやや車両幅方向内側には、左右一対のサイドメンバとしてのフロントサイドメンバ６０が配設され、アッパサポートリヤ部４６よりもやや車両幅方向内側には、左右一対のサイドメンバとしてのリヤサイドメンバ６２が配設されている。フロントサイドメンバ６０及びリヤサイドメンバ６２は、車両前後方向を長手方向として配置されており、一方の端部としての基端部６０Ａ、６２Ａがクロスメンバ３４に結合されると共に、他方の端部としての先端部６０Ｂ、６２Ｂがクロスメンバ３４の車両前後方向外側（すなわち、フロントサイドメンバ６０では車両前方側、リヤサイドメンバ６２では車両後方側）に配設されている。なお、フロントサイドメンバ６０の先端部６０Ｂ及びリヤサイドメンバ６２の先端部６２Ｂには、衝撃吸収用のクラッシュボックスが設けられてもよい。
【００５２】
図１に示されるように、フロントサイドメンバ６０の先端部６０Ｂには、アッパフレーム２０のフロントクロスアッパメンバ部２０Ｃから車両後方側に延出された左右一対の取付部２０Ｑが取り付けられている。また、リヤサイドメンバ６２の先端部６２Ｂは、アッパフレーム２０のリヤクロスアッパメンバ部２０Ｎから車両前方側に延出された左右一対の取付部２０Ｒが取り付けられている。
【００５３】
また、フロントサイドメンバ６０及びリヤサイドメンバ６２の先端部６０Ｂ、６２Ｂは、前輪タイヤ２８Ａの前端位置２８Ｘよりも車両後方側、後輪タイヤ２８Ｂの後端位置２８Ｙよりも車両前方側に配置（つまり、タイヤの車両前後方向外側の端部位置よりも車両前後方向内側に配置）されている。
【００５４】
（作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５５】
図１に示されるように、サイドフレーム３２の前端の車両前方側には、前輪タイヤ２８Ａがサイドフレーム３２に対して所定の間隔を開けて配設されているので、前突時に衝突荷重が前輪タイヤ２８Ａに入力されると、前輪タイヤ２８Ａは潰れ変形しながらサイドフレーム３２の前端に当り、衝突荷重が前輪タイヤ２８Ａからサイドフレーム３２へ伝達される。また、サイドフレーム３２の後端の車両後方側には、後輪タイヤ２８Ｂがサイドフレーム３２に対して所定の間隔を開けて配設されているので、後突時に衝突荷重が後輪タイヤ２８Ｂに入力されると、後輪タイヤ２８Ｂは潰れ変形しながらサイドフレーム３２の後端に当り、衝突荷重が後輪タイヤ２８Ｂからサイドフレーム３２へ伝達される。
【００５６】
ここで、本実施形態の車両構造１０では、ロアフレーム３０を構成するサイドフレーム３２とクロスメンバ３４とは、連結構造部３６によって連結されており、この連結構造部３６は、ロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で、サイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りにクロスメンバ３４の相対回動を許容する。
【００５７】
このため、図９に示されるように、オフセット衝突（ＯＤＢ）時にバリア６６からの衝突荷重が前輪タイヤ２８Ａ側に入力され（矢印Ｆ１参照）、前輪タイヤ２８Ａからロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力されると（矢印Ｆ２参照）、図９（Ｂ）に示されるように、クロスメンバ３４がサイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りに相対回動することで広範囲に荷重が分散されつつ衝突エネルギーが吸収される。換言すれば、車両衝突時にはロアフレーム３０が衝突荷重吸収部として機能し、キャビン２４（図２参照）の下方側においてロアフレーム３０全体が車両平面視で平行四辺形に変形することで衝撃が吸収される。
【００５８】
また、このとき、クロスメンバ３４がサイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りに相対回動することで、サイドフレーム３２の後端が反衝突側の後輪タイヤ２８Ｂに当ると、サイドフレーム３２から反衝突側の後輪タイヤ２８Ｂへ衝突荷重が伝えられ（矢印Ｆ３参照）、これによっても衝突エネルギー（衝撃）が吸収される。
【００５９】
また、本実施形態の車両構造１０では、図１に示されるように、クロスメンバ３４は、サイドフレーム３２の前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されているので、前突時や後突時には、前輪タイヤ２８Ａ側や後輪タイヤ２８Ｂ側からの衝突荷重がサイドフレーム３２の前端の突出部３２Ｂや後端の突出部３２Ｃに安定的に入力される。このため、図９に示されるようなオフセット衝突時には、前輪タイヤ２８Ａ側からサイドフレーム３２の突出部３２Ｂへの安定した荷重入力によって（矢印Ｆ２参照）、クロスメンバ３４をサイドフレーム３２に対して効果的に相対回動させることができ、衝突エネルギーが効果的に吸収される。また、図９（Ｂ）に示されるように、サイドフレーム３２の後端側の突出部３２Ｃから反衝突側の後輪タイヤ２８Ｂへも安定した荷重入力がなされる。
【００６０】
また、本実施形態の車両構造１０では、図１に示されるように、サイドフレーム３２は、アッパフレーム２０、サイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉよりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されているので、前突時や後突時に前輪タイヤ２８Ａ側や後輪タイヤ２８Ｂ側からサイドフレーム３２に衝突荷重が入力されても、図９（Ｂ）に示されるように、アッパフレーム２０（ひいてはキャビン２４（図２参照）側）への荷重伝達が抑えられつつ衝撃が吸収される（キャビン部と衝突荷重吸収部との分離）。このため、この場合におけるアッパフレーム２０の変形が抑えられる。
【００６１】
また、本実施形態の車両構造１０では、図９（Ａ）に示されるアッパフレーム２０をロアフレーム３０へ結合する結合構造部５０は、サイドフレーム３２に対してクロスメンバ３４が段付ボルト４０の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されて、図９（Ｂ）に示されるように、アッパフレーム２０のロアフレーム３０からの離脱を許容する。このため、オフセット衝突時にサイドフレーム３２に対してクロスメンバ３４が段付ボルト４０の軸回りに相対回動すると、ロアフレーム３０からアッパフレーム２０が離脱するので、ロアフレーム３０が変形してもアッパフレーム２０の変形は効果的に抑えられる。
【００６２】
さらに、本実施形態の車両構造１０では、図１に示されるように、フロントサイドメンバ６０の先端部６０Ｂ及びリヤサイドメンバ６２の先端部６２Ｂは、前輪タイヤ２８Ａの前端位置２８Ｘよりも車両後方側、後輪タイヤ２８Ｂの後端位置２８Ｙよりも車両前方側に配置されている。このため、前突時や後突時には、フロントサイドメンバ６０やリヤサイドメンバ６２に衝突荷重が入力される前に前輪タイヤ２８Ａや後輪タイヤ２８Ｂに衝突荷重が入力され、当該タイヤ（２８Ａ、２８Ｂ）からサイドフレーム３２の突出部３２Ｂ、３２Ｃに荷重が伝達される。
【００６３】
よって、ロアフレーム３０がある程度変形することによって衝突エネルギーが吸収されてから、フロントサイドメンバ６０やリヤサイドメンバ６２に衝突荷重が入力され、当該サイドメンバ（フロントサイドメンバ６０又はリヤサイドメンバ６２）の変形によっても衝突エネルギーが吸収される（衝突エネルギーの分散吸収）。また、サイドメンバに先に荷重が入力されるような対比構造に比べサイドメンバ（フロントサイドメンバ６０やリヤサイドメンバ６２）の軽量化が図れる。
【００６４】
さらにまた、本実施形態の車両構造１０では、車両の側突（側面衝突）時に、例えば、車両幅方向の一方側の前輪タイヤ２８Ａに衝突車両６７Ａから衝突荷重が入力された場合、フロントクロスアッパメンバ部２０Ｃを介して車両幅方向の他方側の前輪タイヤ２８Ａに衝突荷重が伝達され、衝突エネルギーが吸収される。また、車両の側突時に、例えば、車両幅方向の一方側の後輪タイヤ２８Ｂに衝突車両６７Ｂから衝突荷重が入力された場合、リヤクロスアッパメンバ部２０Ｎを介して車両幅方向の他方側の後輪タイヤ２８Ｂに衝突荷重が伝達され、衝突エネルギーが吸収される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係る車両構造１０によれば、衝突安全性能の向上と軽量化との両立を効率的に図ることができる。また、軽量化により燃費向上が図られる。
【００６６】
なお、上記においては、図９に示される車両右側にオフセット衝突した場合を例に挙げて具体的に説明したが、車両左側にオフセット衝突した場合にも実質的に同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る車両構造７０について、図１０を用いて説明する。なお、本実施形態の構成は、以下に説明する点を除いて、第１の実施形態の構成とほぼ同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図１０には、本発明の第２の実施形態に係る車両構造７０の一部（第１の実施形態における図５に相当する部分）が斜視図にて示されている。図１０に示されるように、車両構造７０における連結手段としての連結構造部７２は、図５等に示される第１の実施形態における車両構造１０の連結構造部３６とは、その溶接位置等が異なる。
【００６９】
より具体的には、クロスメンバ３４の縦壁部３４Ｂにおける長手方向の端部側には、車両前方側及び車両後方側に屈曲されて延設されたフランジ部７４が形成され、当該フランジ部７４がサイドフレーム３２の車両幅方向内側の側面３２Ａに面接触されており、これらのフランジ部７４の延出方向の先端部７４Ａがサイドフレーム３２の側面３２Ａにアーク溶接等によって溶接されている。図中では、この溶接部を符号７６で示す。溶接部７６による取付強度は、溶接のみでクロスメンバ（３４）とサイドフレーム（３２）とを接合するような一般的な構造における取付強度よりも低く設定されている。
【００７０】
つまり、連結構造部７２は、フランジ部７４が形成されると共に、溶接部４２（図５参照）に代えて溶接部７６が設けられている点で、図５等に示される第１の実施形態における連結構造部３６と異なるが、他の点については、連結構造部３６と同様の構成となっている。よって、他の点については同一符号を付して説明を省略する。
【００７１】
ここで、図１０に示される連結構造部７２は、連結構造部３６（図５等参照）と同様に、サイドフレーム３２とクロスメンバ３４とを連結すると共に、ロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態でサイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回り（車両上下方向の軸回り）にクロスメンバ３４の相対回動を許容するように設定されている。
【００７２】
以上説明した本実施形態の構成によっても、前述した第１実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００７３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る車両構造８０について、図１１を用いて説明する。なお、本実施形態の構成は、以下に説明する点を除いて、第１の実施形態の構成とほぼ同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１１には、本発明の第３の実施形態に係る車両構造８０の車両前部側が平面視の概略構成図にて示されている。この図に示されるように、車両構造８０には、左右一対のフロントサイドメンバ６０の先端部６０Ｂにクラッシュボックス８２、８４が設けられている。これらのクラッシュボックス８２、８４は、車両前後方向を軸方向としており、フロントサイドメンバ６０の本体よりも軸圧縮荷重に対する耐力が低く、かつ、車両右側（車両幅方向の他方側）のクラッシュボックス８２は、車両左側（車両幅方向の一方側）のクラッシュボックス８４よりも軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されている。
【００７５】
この点について補足説明すると、車両構造８０は、前突時にフロントサイドメンバ６０よりも先に前輪タイヤ２８Ａに衝突荷重が入力される構造になっているので、従来のように前突時にタイヤより先にフロントサイドメンバに衝突荷重が入力されるような対比構造に比べて、フロントサイドメンバ６０の先端側の初期荷重設定を厳格に行う必要がない。このため、左右のクラッシュボックス８２、８４に軸圧縮荷重に対する耐力差を設けることが可能になっている。
【００７６】
なお、図１１には、車両前部に耐力差のあるクラッシュボックス８２、８４を設けた構成が示されているが、車両後部についても同様に軸圧縮荷重に対して耐力差があるクラッシュボックスをリヤサイドメンバ６２（図１参照）の先端部６２Ｂに設けてもよい。
【００７７】
次に、本実施形態に係る車両構造８０を備えた車両がフルラップで前突した場合における作用について説明する。
【００７８】
車両構造８０を備えた車両の前端部がバリア６６にフルラップで衝突した場合、バリア６６からの衝突荷重は、左右一対の前輪タイヤ２８Ａに入力された後、左右一対のサイドフレーム３２に伝達される。これによって衝突エネルギーが所定量吸収される。その後、左右一対の前輪タイヤ２８Ａが所定量後退すると、バリア６６からの衝突荷重がフロントバンパ１２Ｂ及びフロントクロスアッパメンバ部２０Ｃを介してクラッシュボックス８２、８４に入力される。
【００７９】
ここで、車両右側のクラッシュボックス８２は、車両左側のクラッシュボックス８４よりも軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されているので、耐力が低い車両左側のクラッシュボックス８４が先に潰れ切ることになる。これによって、ロアフレーム３０には、車両右側よりも先に車両左側でより大きい所定値以上の衝突荷重が入力されることになるので、クロスメンバ３４がサイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りに相対回動（換言すれば、ロアフレーム３０が車両平面視で平行四辺形に変形）する。この変形により、さらに衝突エネルギーが吸収される。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の構成によれば、前述した第１実施形態と同様の作用及び効果が得られるうえに、フルラップでの前突時においても、ロアフレーム３０を車両平面視で平行四辺形に変形させて衝突エネルギーを吸収することができる。なお、第３の実施形態におけるクラッシュボックス８２、８４を左右逆に配設しても実質的に同様の作用及び効果を得ることができる。
【００８１】
［実施形態の補足説明］
なお、上記実施形態では、図１等に示されるアッパフレーム２０のロアフレーム３０への結合構造部５０は、締結と溶接を併用しており、耐久性等を考慮すれば、このような構成が好ましいが、アッパフレームのロアフレームへの結合部に設けられる結合手段は、締結手段（例えば、ボルト及びナット）のみや溶接のみによって結合される結合手段であってもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、アッパフレーム２０をロアフレーム３０へ結合する結合構造部５０は、サイドフレーム３２に対してクロスメンバ３４が段付ボルト４０の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されてアッパフレーム２０のロアフレーム３０からの離脱を許容するように設定されており、衝突時におけるロアフレーム３０の変形荷重をアッパフレーム２０側に極力伝達しない観点からはこのような構成を採用するのが好ましいが、アッパフレームのロアフレームへの結合部分は前記離脱を許容するものでなくてもよい。
【００８３】
また、アッパフレームのロアフレームへの結合部分は、例えば、アッパサポートフロント部（４４）やアッパサポートリヤ部（４６）が上記実施形態よりも車両前後方向に長く延在しかつこれらに車両前後方向に延在する長孔が貫通形成されると共に、前記長孔内にフロントピラー部（２０Ａ）やリヤピラー部（２０Ｊ）の下端部（１２０）が挿入された状態でアッパフレーム（２０）がロアフレーム（３０）へ結合され、サイドフレーム（３２）に対してクロスメンバ（３４）が段付ボルト（４０）の車両上下方向の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されてアッパフレーム（２０）のロアフレーム（３０）に対する相対移動を許容するような設定がなされてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、連結構造部３６、７２は、締結と溶接を併用しており、耐久性等を考慮すれば、このような構成が好ましいが、連結手段は、締結手段（例えば、ボルト及びナット）のみによって構成された連結手段であってもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、サイドフレーム３２は、サイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉよりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されており、このような構成がキャビン２４側への荷重を抑える観点からはより好ましいが、サイドフレームの配設位置がこのような位置にない構成とすることも可能である。
【００８６】
また、上記実施形態では、クロスメンバ３４は、サイドフレーム３２の前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されており、前突時や後突時に前輪タイヤ２８Ａ側や後輪タイヤ２８Ｂ側からの荷重をサイドフレーム３２の前端や後端に安定的に入力させる観点からはこのような構成がより好ましいが、クロスメンバは、サイドフレームの前端及び後端に連結されても（換言すれば、サイドフレーム３２に突出部３２Ｂ、３２Ｃがないような構成でも）よい。
【００８７】
また、上記実施形態では、フロントサイドメンバ６０とリヤサイドメンバ６２との両方が配設されているが、これらのいずれか一方のみが配設される構成やこれらのいずれも配設されない構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 車両構造
１２Ｈ サイドメンバパネル（サイド部材）
１２Ｉ フロントドア（サイド部材）
２０ アッパフレーム
２８Ａ 前輪タイヤ（タイヤ）
２８Ｂ 後輪タイヤ（タイヤ）
２８Ｘ 前輪タイヤの前端位置（タイヤの車両前後方向外側の端部位置）
２８Ｙ 後輪タイヤの後端位置（タイヤの車両前後方向外側の端部位置）
２４ キャビン
３０ ロアフレーム
３２ サイドフレーム
３４ クロスメンバ
３６ 連結構造部（連結手段）
４８ アッパフレームのロアフレームへの結合部
５０ 結合構造部（結合手段）
６０ フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
６２ リヤサイドメンバ（サイドメンバ）
７０ 車両構造
７２ 連結構造部（連結手段）
８０ 車両構造
８２ クラッシュボックス
８４ クラッシュボックス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビンの骨格を構成するアッパフレームがロアフレームに結合された車両構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型車両の車両構造においては、シートの前方側に枢支軸が配置されて車体幅方向に延びると共に、この枢支軸により肘掛けの前端部が車体に枢支されるものがある（例えば、特許文献１参照）。このような構造では、枢支軸や肘掛けの基部側により、車体の前部を補強し、車両の前突時（前面衝突時）に車体前部が大きく変形することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８４０７０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、この構造では、キャビン側だけの補強で変形防止を図っているので、衝突安全性能の向上と軽量化との両立に対し非効率的である。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、衝突安全性能の向上と軽量化との両立を効率的に図ることができる車両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に記載する本発明の車両構造は、キャビンの骨格を構成するアッパフレームと、前記アッパフレームの下端部が結合されて車両下部に配置され、車両前後方向に沿って配設される左右一対のサイドフレームと、車両幅方向に沿って配設されて前記左右一対のサイドフレームを連結する前後一対のクロスメンバと、を備えたロアフレームと、前記サイドフレームの前端の車両前方側及び前記サイドフレームの後端の車両後方側に前記サイドフレームに対して所定の間隔を開けて配設されたタイヤと、前記サイドフレームと前記クロスメンバとを連結すると共に、前記ロアフレームに対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で前記サイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに前記クロスメンバの相対回動を許容する連結手段と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載する本発明の車両構造によれば、ロアフレームは、アッパフレームの下端部が結合されて車両下部に配置されており、左右一対のサイドフレームが前後一対のクロスメンバによって連結されている。また、サイドフレームの前端の車両前方側及びサイドフレームの後端の車両後方側には、タイヤがサイドフレームに対して所定の間隔を開けて配設されている。このため、例えば、前突時（前面衝突時）や後突時（後面衝突時）には、タイヤに入力された荷重が当該タイヤからサイドフレームへ伝達される。
【０００８】
ここで、サイドフレームとクロスメンバとは、連結手段によって連結されており、この連結手段は、ロアフレームに対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で、サイドフレームに対して車両上下方向の軸回りにクロスメンバの相対回動を許容する。このため、例えば、衝突時にタイヤへ衝突荷重が入力された後、ロアフレームに対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力されると、クロスメンバがサイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに相対回動することで衝突エネルギーが吸収される。また、このとき、クロスメンバがサイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに相対回動することで、サイドフレームが反衝突側のタイヤに当ると、サイドフレームから反衝突側のタイヤへ衝突荷重が伝えられ、これによっても衝突エネルギーが吸収される。
【０００９】
請求項２に記載する本発明の車両構造は、請求項１記載の構成において、前記サイドフレームは、前記キャビンを形成して車両の両サイドに配設されるサイド部材よりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されている。
【００１０】
請求項２に記載する本発明の車両構造によれば、サイドフレームは、キャビンを形成して車両の両サイドに配設されるサイド部材よりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されているので、前突時や後突時にタイヤ側からサイドフレームに荷重が入力されても、キャビン側への荷重伝達が抑えられる。このため、この場合におけるアッパフレームの変形が抑えられる。
【００１１】
請求項３に記載する本発明の車両構造は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記クロスメンバは、前記サイドフレームの前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されている。
【００１２】
請求項３に記載する本発明の車両構造によれば、クロスメンバは、サイドフレームの前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されているので、前突時や後突時には、タイヤ側からの荷重がサイドフレームの前端や後端に安定的に入力される。このため、例えば、オフセット衝突時には、タイヤ側からサイドフレームへの安定した荷重入力によって、クロスメンバをサイドフレームに対して効果的に相対回動させることができ、衝突エネルギーが効果的に吸収される。
【００１３】
請求項４に記載する本発明の車両構造は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の構成において、一方の端部が前記クロスメンバに結合されると共に他方の端部が前記クロスメンバの車両前後方向外側に配設されるサイドメンバを有し、前記サイドメンバの他方の端部は、前記タイヤの車両前後方向外側の端部位置よりも車両前後方向内側に配置されている。
【００１４】
請求項４に記載する本発明の車両構造によれば、サイドメンバは、一方の端部がクロスメンバに結合されると共に、他方の端部がクロスメンバの車両前後方向外側に配設されており、当該他方の端部は、タイヤの車両前後方向外側の端部位置よりも車両前後方向内側に配置されている。このため、前突時や後突時には、サイドメンバに荷重が入力される前にタイヤに荷重が入力され、当該タイヤからサイドフレームの前端や後端に荷重が伝達される。よって、ロアフレームがある程度変形することによって衝突エネルギーが吸収されてから、サイドメンバに荷重が入力され、当該サイドメンバの変形によっても衝突エネルギーが吸収される。
【００１５】
請求項５に記載する本発明の車両構造は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の構成において、前記アッパフレームの前記ロアフレームへの結合部には、前記アッパフレームを前記ロアフレームへ結合すると共に、前記サイドフレームに対して前記クロスメンバが車両上下方向の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されて前記アッパフレームの前記ロアフレームからの離脱を許容する結合手段が設けられている。
【００１６】
請求項５に記載する本発明の車両構造によれば、アッパフレームのロアフレームへの結合部に設けられた結合手段は、アッパフレームをロアフレームへ結合すると共に、サイドフレームに対してクロスメンバが車両上下方向の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されてアッパフレームのロアフレームからの離脱を許容する。このため、衝突時にサイドフレームに対してクロスメンバが車両上下方向の軸回りに相対回動すると、ロアフレームからアッパフレームが離脱するので、ロアフレームが変形してもアッパフレームの変形は抑えられる。
【００１７】
請求項６に記載する本発明の車両構造は、請求項４記載の構成において、前記サイドメンバは、車両の左右に配設されると共に前記他方の端部には車両前後方向を軸方向とするクラッシュボックスがそれぞれ設けられており、車両幅方向の一方側の前記クラッシュボックスよりも、車両幅方向の他方側の前記クラッシュボックスは、軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されている。
【００１８】
請求項６に記載する本発明の車両構造によれば、車両の左右に配設されるサイドメンバは、他方の端部に車両前後方向を軸方向とするクラッシュボックスがそれぞれ設けられており、車両幅方向の一方側のクラッシュボックスよりも、車両幅方向の他方側のクラッシュボックスは、軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されている。このため、例えば、フルラップでの衝突時に衝突荷重がタイヤに入力されて左右のサイドフレームに伝達された後、左右のクラッシュボックスに衝突荷重が入力された場合、耐力が低い車両幅方向の一方側のクラッシュボックスが先に潰れ切ることになる。これによって、ロアフレームには、車両幅方向の他方側よりも先に車両幅方向の一方側でより大きい所定値以上の衝突荷重が入力されることになるので、クロスメンバがサイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに相対回動する。このロアフレームの変形により衝突エネルギーが吸収される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車両構造によれば、衝突安全性能の向上と軽量化との両立を効率的に図ることができるという優れた効果を有する。
【００２０】
請求項２に記載の車両構造によれば、前突時や後突時にタイヤに荷重が入力された場合、アッパフレームの変形を効果的に抑えることができるという優れた効果を有する。
【００２１】
請求項３に記載の車両構造によれば、前突時や後突時にタイヤ側からの荷重をサイドフレームの前端や後端に安定的に入力させることができるという優れた効果を有する。
【００２２】
請求項４に記載の車両構造によれば、前突時や後突時には、ロアフレームによって衝突エネルギーを吸収させてからサイドメンバによって衝突エネルギーを吸収させることができ、また、これによって、先にサイドメンバに衝突荷重が入力されるような対比構造に比べサイドメンバの軽量化を図ることもできるという優れた効果を有する。
【００２３】
請求項５に記載の車両構造によれば、衝突時にロアフレームが変形してもアッパフレームの変形を抑えることができるという優れた効果を有する。
【００２４】
請求項６に記載の車両構造によれば、フルラップでの衝突時にもロアフレームを効果的に変形させて衝突エネルギーを効果的に吸収す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】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両構造を車両平面視で示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車両構造を車両正面視で示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車両構造を車両側面視で示す概略構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る車両構造の概略構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る車両構造の連結構造部を示す斜視図である。
【図６】図５の６線矢視方向から見た状態の連結構造部を示す正面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る車両構造の結合構造部を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る車両構造の結合構造部を車両側面視で示す側面図（図７の８−８線に沿った側断面図に対応する図）である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る車両構造を備えた車両がオフセット衝突する前後の状態を車両平面視で模式的に示す図である。図９（Ａ）はオフセット衝突する直前の状態を示す。図９（Ｂ）はオフセット衝突後の状態を示す。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る車両構造の連結構造部を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る車両構造の一部を平面視で示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る車両構造について図１〜図９を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。また、本実施形態に係る車両構造が適用される車両は、超軽量車両（所謂マイクロカー領域の車両）とされている。
【００２７】
図１には、本実施形態に係る車両構造１０が車両平面視の概略構成図にて示されており、図２には、車両構造１０が車両正面視の概略構成図にて示され、図３には、車両構造１０が車両側面視の概略構成図にて示されている。また、図４には、車両構造１０の概略構成が分解斜視図にて示されている。
【００２８】
図４に示されるように、車両構造１０は、キャビン２４（客室）の骨格を構成するアッパフレーム２０を備えている。アッパフレーム２０の前部は、フード１２Ａ、フロントバンパ１２Ｂ及びフェンダパネル１２Ｃによって覆われている。また、アッパフレーム２０の上部は樹脂製のルーフパネル１２Ｄによって覆われると共に、ルーフパネル１２Ｄの前側にフロントウィンドガラス１２Ｅ、ルーフパネル１２Ｄの後側に樹脂製のリヤガラスハッチ１２Ｆが配設され、リヤガラスハッチ１２Ｆの車両下方側には樹脂製のリヤバンパ１２Ｇが配設されている。さらに、アッパフレーム２０の側部は、樹脂製のサイド部材としてのサイドメンバパネル１２Ｈによって覆われ、このサイドメンバパネル１２Ｈのドア開口部１１２に樹脂製のサイド部材としてのフロントドア１２Ｉが配設されている。これらのサイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉは、キャビン２４の側部を形成して車両の両サイドに配設される。なお、図中では、車両左側のサイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉのみを図示し、車両右側のサイドメンバパネル及びフロントドアは図示を省略している。
【００２９】
アッパフレーム２０は、金属製（例えば、鋼製やアルミニウム合金製）のパイプで形成されている。
【００３０】
アッパフレーム２０の側部前側には、略車両上下方向に延在する左右一対のフロントピラー部２０Ａが設けられている。フロントピラー部２０Ａの長手方向中間部には、フロントサイドアッパメンバ部２０Ｂの後端部が結合されている。フロントサイドアッパメンバ部２０Ｂは、車両前方側へ向けて徐々に車両下方側に延出するように略湾曲状に形成されており、下端部同士がフロントクロスアッパメンバ部２０Ｃによって連結されている。フロントサイドアッパメンバ部２０Ｂの延出方向の中間部には、補強クロスメンバ部２０Ｄが掛け渡されると共に、フロントピラー部２０Ａの下部側から延設された補強メンバ部２０Ｅが結合されている。フロントサイドアッパメンバ部２０Ｂと補強メンバ部２０Ｅとの結合部近傍には、サスペンション取付部２０Ｆが設けられている。このサスペンション取付部２０Ｆには、前輪タイヤ２８Ａ（図１参照）用の図示しないサスペンションが取り付けられる。
【００３１】
フロントピラー部２０Ａの上端には、フロントウィンドフレーム部２０Ｇが掛け渡されると共に、ルーフサイドレール部２０Ｈの前端に連続している。ルーフサイドレール部２０Ｈは車両前後方向に延在している。ルーフサイドレール部２０Ｈの後端には、リヤガラスフレーム部２０Ｉが掛け渡されると共に、略車両上下方向に延在するリヤピラー部２０Ｊの上端に連続している。ルーフサイドレール部２０Ｈの長手方向中間部とリヤピラー部２０Ｊの長手方向中間部とは、車両側面視で略Ｌ字状の補強メンバ部２０Ｋによって連結されている。補強メンバ部２０Ｋの中間部には、サスペンション取付部２０Ｌが設けられている。このサスペンション取付部２０Ｌには、後輪タイヤ２８Ｂ（図１参照）用の図示しないサスペンションが取り付けられる。
【００３２】
また、リヤピラー部２０Ｊの長手方向中間部には、リヤサイドアッパメンバ部２０Ｍの前端部が結合されている。リヤサイドアッパメンバ部２０Ｍは、車両後方側へ向けて徐々に車両下方側に延出するように略湾曲状に形成されており、下端部同士がリヤクロスアッパメンバ部２０Ｎによって連結されている。
【００３３】
フロントピラー部２０Ａの下端部側とリヤピラー部２０Ｊの下端部側とは、車両前後方向に延在するフロアメンバ２０Ｐによって連結されている。このフロアメンバ２０Ｐ上には、車両床部を構成する樹脂製のフロアパネル２２が配設されている。フロアメンバ２０Ｐとフロアパネル２２とは、接着やボルト締結等によって結合されている。
【００３４】
アッパフレーム２０の下端部は、金属製（例えば、鋼製やアルミニウム合金製）のロアフレーム３０に結合されている。このロアフレーム３０は、車両下部に配置されており、車両前後方向に沿って配設される左右一対のサイドフレーム３２を備えている。左右一対のサイドフレーム３２は、前後一対のクロスメンバ３４によって連結されており、クロスメンバ３４は、車両幅方向に沿って配設されている。これにより、ロアフレーム３０は、車両平面視で略矩形枠状部分（囲み部）を備えた構造に形成されている。なお、ロアフレーム３０の略矩形枠の内側には、電池２６が配設される。
【００３５】
図１及び図２に示されるように、サイドフレーム３２は、サイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉよりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されている。なお、図２では、キャビン形成部（キャビンスペース）の車両幅方向の範囲を符号Ｓ１で示し、サイドフレーム３２及び後述する前輪タイヤ２８Ａ、後輪タイヤ２８Ｂが配設される車両幅方向の範囲を符号Ｓ２で示している。
【００３６】
図１及び図３に示されるように、サイドフレーム３２の前端の車両前方側には、サイドフレーム３２に対して所定の間隔を開けて前輪タイヤ２８Ａ（ホイール付き前輪タイヤ）が配設されている。また、サイドフレーム３２の後端の車両後方側には、サイドフレーム３２に対して所定の間隔を開けて後輪タイヤ２８Ｂ（ホイール付き後輪タイヤ）が配設されている。前輪タイヤ２８Ａ及び後輪タイヤ２８Ｂは、走行用とされ、サスペンション（図示省略）を介してアッパフレーム２０に支持されており、路面に接して車重を支持している。
【００３７】
図１に示されるサイドフレーム３２とクロスメンバ３４とは、いずれも長手方向に直交する方向の断面の形状が矩形状とされており、連結手段としての連結構造部３６によって連結されている。図５には、この連結構造部３６が斜視図にて示され、図６には、連結構造部３６が図５の６線矢視方向から見た状態の正面図にて示されている。
【００３８】
図５及び図６に示されるように、クロスメンバ３４の長手方向の端部には、サイドフレーム３２の上面側及び下面側に重なるフランジ３４Ａが形成されている。クロスメンバ３４の上下のフランジ３４Ａ及びサイドフレーム３２は、車両上下方向を軸方向とする段付ボルト４０の雄ねじ部によって貫通されており、この雄ねじ部がナット３８の雌ねじ部に螺合されている。これによって、段付ボルト４０の頭部４０Ａとナット３８との間で、クロスメンバ３４の上下のフランジ３４Ａとサイドフレーム３２とが締め付けられている。
【００３９】
また、サイドフレーム３２の車両幅方向内側の側面３２Ａに対してクロスメンバ３４の縦壁部３４Ｂにおける長手方向の端部は突き当てられた状態でアーク溶接等によって溶接されている。図中では、この溶接部を符号４２で示す。
【００４０】
すなわち、連結構造部３６では、段付ボルト４０とナット３８とによってクロスメンバ３４のフランジ３４Ａがサイドフレーム３２に締結されると共に、クロスメンバ３４の縦壁部３４Ｂにおける長手方向の端部がサイドフレーム３２の車両幅方向内側の側面３２Ａに突き当て状態で溶接によって結合されている。
【００４１】
ここで、溶接部４２による取付強度は、溶接のみでクロスメンバ（３４）とサイドフレーム（３２）とを接合するような一般的な構造における取付強度よりも低く設定されており、連結構造部３６は、ロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で、サイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回り（車両上下方向の軸回り）にクロスメンバ３４の相対回動（相対回転移動）を許容するように設定されている。なお、サイドフレーム３２に対するクロスメンバ３４の相対回動を許容する状態においては、溶接部４２は破断状態になっても破断されずに変形状態になってもどちらでもよい。
【００４２】
また、図５に示されるように、クロスメンバ３４は、サイドフレーム３２の前端及び後端よりも車両前後方向内側（すなわち、前端よりも車両後方側、後端よりも車両前方側）に連結されている。換言すれば、図１に示されるように、サイドフレーム３２の前端は、クロスメンバ３４とサイドフレーム３２との連結部位よりも車両前方側へ突出した突出部３２Ｂとされており、サイドフレーム３２の後端は、クロスメンバ３４とサイドフレーム３２との連結部位よりも車両後方側へ突出した突出部３２Ｃとされている。
【００４３】
図４に示されるように、車両前方部側においてクロスメンバ３４のサイドフレーム３２への結合部よりもやや車両幅方向内側には、アッパサポートフロント部４４が設けられ、車両後方部側においてクロスメンバ３４のサイドフレーム３２への結合部よりもやや車両幅方向内側には、アッパサポートリヤ部４６が設けられている。アッパサポートフロント部４４は、前側のクロスメンバ３４から車両前方側へ延出しており、アッパサポートリヤ部４６は、後側のクロスメンバ３４から車両後方側へ延出している。
【００４４】
なお、アッパサポートリヤ部４６の延出長さは、アッパフレーム２０との位置関係等により、図４ではサイドフレーム３２の突出部３２Ｃの突出長さより若干長く図示されているが、アッパフレーム２０の形状等によってはサイドフレーム３２の突出部３２Ｃの突出長さより若干短く設定されてもよい。
【００４５】
アッパサポートフロント部４４の延出先端側及びアッパサポートリヤ部４６の延出先端部側には、車両上下方向を中心軸とする半円柱状に切り欠かれた切欠部４４Ａ、４６Ａが形成されている。
【００４６】
図７及び図８には、アッパフレーム２０のアッパサポートフロント部４４（ロアフレーム３０）への結合部４８に設けられた結合手段としての結合構造部５０が示されている。なお、アッパフレーム２０のアッパサポートリヤ部４６（図４参照）への結合構造部は、アッパフレーム２０のアッパサポートフロント部４４への結合構造部５０と実質的に同様の構造であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図８に示されるように、アッパサポートフロント部４４の下面には、ブラケット５２が溶接により接合されている。ブラケット５２は、薄板状とされてボルト挿通用の貫通孔５２Ａ（図７参照）が貫通形成されており、アッパサポートフロント部４４への接合状態では、この貫通孔５２Ａがアッパサポートフロント部４４の切欠部４４Ａの概ね車両下方側へ配設されている。
【００４８】
アッパサポートフロント部４４の切欠部４４Ａ内には、フロアメンバ２０Ｐを貫通したフロントピラー部２０Ａの下端部１２０が収容されており、この下端部１２０は、アッパサポートフロント部４４の切欠部４４Ａに数箇所だけアーク溶接等によって溶接（仮溶接）されている。図８では、この溶接部を符号５４で示す。
【００４９】
また、図７及び図８に示されるように、フロントピラー部２０Ａの下端部１２０にはボルト軸５６が予め埋め込まれている。ボルト軸５６は、フロントピラー部２０Ａの下端部１２０から突出してブラケット５２の貫通孔５２Ａを貫通しており、ボルト軸５６の雄ねじ部がブラケット５２の下面側に配設されるナット５８の雌ねじ部に螺合されている。これによって、図８に示されるように、フロントピラー部２０Ａの下端部１２０とナット５８との間で、ブラケット５２が締め付けられている。
【００５０】
すなわち、結合構造部５０では、ボルト軸５６とナット５８との螺合による締結力でアッパフレーム２０がロアフレーム３０に結合されると共に、フロントピラー部２０Ａの下端部１２０がアッパサポートフロント部４４に溶接されることによって、アッパフレーム２０がロアフレーム３０に結合されている。ここで、結合構造部５０は、アッパフレーム２０をロアフレーム３０へ結合すると共に、図１に示されるサイドフレーム３２に対してクロスメンバ３４が段付ボルト４０の軸回りに（車両上下方向の軸回りに）相対回動することによって荷重が付与されてアッパフレーム２０のロアフレーム３０からの離脱を許容するように設定されている（図９（Ｂ）参照）。
【００５１】
図４に示されるように、アッパサポートフロント部４４よりもやや車両幅方向内側には、左右一対のサイドメンバとしてのフロントサイドメンバ６０が配設され、アッパサポートリヤ部４６よりもやや車両幅方向内側には、左右一対のサイドメンバとしてのリヤサイドメンバ６２が配設されている。フロントサイドメンバ６０及びリヤサイドメンバ６２は、車両前後方向を長手方向として配置されており、一方の端部としての基端部６０Ａ、６２Ａがクロスメンバ３４に結合されると共に、他方の端部としての先端部６０Ｂ、６２Ｂがクロスメンバ３４の車両前後方向外側（すなわち、フロントサイドメンバ６０では車両前方側、リヤサイドメンバ６２では車両後方側）に配設されている。なお、フロントサイドメンバ６０の先端部６０Ｂ及びリヤサイドメンバ６２の先端部６２Ｂには、衝撃吸収用のクラッシュボックスが設けられてもよい。
【００５２】
図１に示されるように、フロントサイドメンバ６０の先端部６０Ｂには、アッパフレーム２０のフロントクロスアッパメンバ部２０Ｃから車両後方側に延出された左右一対の取付部２０Ｑが取り付けられている。また、リヤサイドメンバ６２の先端部６２Ｂは、アッパフレーム２０のリヤクロスアッパメンバ部２０Ｎから車両前方側に延出された左右一対の取付部２０Ｒが取り付けられている。
【００５３】
また、フロントサイドメンバ６０及びリヤサイドメンバ６２の先端部６０Ｂ、６２Ｂは、前輪タイヤ２８Ａの前端位置２８Ｘよりも車両後方側、後輪タイヤ２８Ｂの後端位置２８Ｙよりも車両前方側に配置（つまり、タイヤの車両前後方向外側の端部位置よりも車両前後方向内側に配置）されている。
【００５４】
（作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５５】
図１に示されるように、サイドフレーム３２の前端の車両前方側には、前輪タイヤ２８Ａがサイドフレーム３２に対して所定の間隔を開けて配設されているので、前突時に衝突荷重が前輪タイヤ２８Ａに入力されると、前輪タイヤ２８Ａは潰れ変形しながらサイドフレーム３２の前端に当り、衝突荷重が前輪タイヤ２８Ａからサイドフレーム３２へ伝達される。また、サイドフレーム３２の後端の車両後方側には、後輪タイヤ２８Ｂがサイドフレーム３２に対して所定の間隔を開けて配設されているので、後突時に衝突荷重が後輪タイヤ２８Ｂに入力されると、後輪タイヤ２８Ｂは潰れ変形しながらサイドフレーム３２の後端に当り、衝突荷重が後輪タイヤ２８Ｂからサイドフレーム３２へ伝達される。
【００５６】
ここで、本実施形態の車両構造１０では、ロアフレーム３０を構成するサイドフレーム３２とクロスメンバ３４とは、連結構造部３６によって連結されており、この連結構造部３６は、ロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で、サイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りにクロスメンバ３４の相対回動を許容する。
【００５７】
このため、図９に示されるように、オフセット衝突（ＯＤＢ）時にバリア６６からの衝突荷重が前輪タイヤ２８Ａ側に入力され（矢印Ｆ１参照）、前輪タイヤ２８Ａからロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力されると（矢印Ｆ２参照）、図９（Ｂ）に示されるように、クロスメンバ３４がサイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りに相対回動することで広範囲に荷重が分散されつつ衝突エネルギーが吸収される。換言すれば、車両衝突時にはロアフレーム３０が衝突荷重吸収部として機能し、キャビン２４（図２参照）の下方側においてロアフレーム３０全体が車両平面視で平行四辺形に変形することで衝撃が吸収される。
【００５８】
また、このとき、クロスメンバ３４がサイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りに相対回動することで、サイドフレーム３２の後端が反衝突側の後輪タイヤ２８Ｂに当ると、サイドフレーム３２から反衝突側の後輪タイヤ２８Ｂへ衝突荷重が伝えられ（矢印Ｆ３参照）、これによっても衝突エネルギー（衝撃）が吸収される。
【００５９】
また、本実施形態の車両構造１０では、図１に示されるように、クロスメンバ３４は、サイドフレーム３２の前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されているので、前突時や後突時には、前輪タイヤ２８Ａ側や後輪タイヤ２８Ｂ側からの衝突荷重がサイドフレーム３２の前端の突出部３２Ｂや後端の突出部３２Ｃに安定的に入力される。このため、図９に示されるようなオフセット衝突時には、前輪タイヤ２８Ａ側からサイドフレーム３２の突出部３２Ｂへの安定した荷重入力によって（矢印Ｆ２参照）、クロスメンバ３４をサイドフレーム３２に対して効果的に相対回動させることができ、衝突エネルギーが効果的に吸収される。また、図９（Ｂ）に示されるように、サイドフレーム３２の後端側の突出部３２Ｃから反衝突側の後輪タイヤ２８Ｂへも安定した荷重入力がなされる。
【００６０】
また、本実施形態の車両構造１０では、図１に示されるように、サイドフレーム３２は、アッパフレーム２０、サイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉよりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されているので、前突時や後突時に前輪タイヤ２８Ａ側や後輪タイヤ２８Ｂ側からサイドフレーム３２に衝突荷重が入力されても、図９（Ｂ）に示されるように、アッパフレーム２０（ひいてはキャビン２４（図２参照）側）への荷重伝達が抑えられつつ衝撃が吸収される（キャビン部と衝突荷重吸収部との分離）。このため、この場合におけるアッパフレーム２０の変形が抑えられる。
【００６１】
また、本実施形態の車両構造１０では、図９（Ａ）に示されるアッパフレーム２０をロアフレーム３０へ結合する結合構造部５０は、サイドフレーム３２に対してクロスメンバ３４が段付ボルト４０の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されて、図９（Ｂ）に示されるように、アッパフレーム２０のロアフレーム３０からの離脱を許容する。このため、オフセット衝突時にサイドフレーム３２に対してクロスメンバ３４が段付ボルト４０の軸回りに相対回動すると、ロアフレーム３０からアッパフレーム２０が離脱するので、ロアフレーム３０が変形してもアッパフレーム２０の変形は効果的に抑えられる。
【００６２】
さらに、本実施形態の車両構造１０では、図１に示されるように、フロントサイドメンバ６０の先端部６０Ｂ及びリヤサイドメンバ６２の先端部６２Ｂは、前輪タイヤ２８Ａの前端位置２８Ｘよりも車両後方側、後輪タイヤ２８Ｂの後端位置２８Ｙよりも車両前方側に配置されている。このため、前突時や後突時には、フロントサイドメンバ６０やリヤサイドメンバ６２に衝突荷重が入力される前に前輪タイヤ２８Ａや後輪タイヤ２８Ｂに衝突荷重が入力され、当該タイヤ（２８Ａ、２８Ｂ）からサイドフレーム３２の突出部３２Ｂ、３２Ｃに荷重が伝達される。
【００６３】
よって、ロアフレーム３０がある程度変形することによって衝突エネルギーが吸収されてから、フロントサイドメンバ６０やリヤサイドメンバ６２に衝突荷重が入力され、当該サイドメンバ（フロントサイドメンバ６０又はリヤサイドメンバ６２）の変形によっても衝突エネルギーが吸収される（衝突エネルギーの分散吸収）。また、サイドメンバに先に荷重が入力されるような対比構造に比べサイドメンバ（フロントサイドメンバ６０やリヤサイドメンバ６２）の軽量化が図れる。
【００６４】
さらにまた、本実施形態の車両構造１０では、車両の側突（側面衝突）時に、例えば、車両幅方向の一方側の前輪タイヤ２８Ａに衝突車両６７Ａから衝突荷重が入力された場合、フロントクロスアッパメンバ部２０Ｃを介して車両幅方向の他方側の前輪タイヤ２８Ａに衝突荷重が伝達され、衝突エネルギーが吸収される。また、車両の側突時に、例えば、車両幅方向の一方側の後輪タイヤ２８Ｂに衝突車両６７Ｂから衝突荷重が入力された場合、リヤクロスアッパメンバ部２０Ｎを介して車両幅方向の他方側の後輪タイヤ２８Ｂに衝突荷重が伝達され、衝突エネルギーが吸収される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係る車両構造１０によれば、衝突安全性能の向上と軽量化との両立を効率的に図ることができる。また、軽量化により燃費向上が図られる。
【００６６】
なお、上記においては、図９に示される車両右側にオフセット衝突した場合を例に挙げて具体的に説明したが、車両左側にオフセット衝突した場合にも実質的に同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る車両構造７０について、図１０を用いて説明する。なお、本実施形態の構成は、以下に説明する点を除いて、第１の実施形態の構成とほぼ同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６８】
図１０には、本発明の第２の実施形態に係る車両構造７０の一部（第１の実施形態における図５に相当する部分）が斜視図にて示されている。図１０に示されるように、車両構造７０における連結手段としての連結構造部７２は、図５等に示される第１の実施形態における車両構造１０の連結構造部３６とは、その溶接位置等が異なる。
【００６９】
より具体的には、クロスメンバ３４の縦壁部３４Ｂにおける長手方向の端部側には、車両前方側及び車両後方側に屈曲されて延設されたフランジ部７４が形成され、当該フランジ部７４がサイドフレーム３２の車両幅方向内側の側面３２Ａに面接触されており、これらのフランジ部７４の延出方向の先端部７４Ａがサイドフレーム３２の側面３２Ａにアーク溶接等によって溶接されている。図中では、この溶接部を符号７６で示す。溶接部７６による取付強度は、溶接のみでクロスメンバ（３４）とサイドフレーム（３２）とを接合するような一般的な構造における取付強度よりも低く設定されている。
【００７０】
つまり、連結構造部７２は、フランジ部７４が形成されると共に、溶接部４２（図５参照）に代えて溶接部７６が設けられている点で、図５等に示される第１の実施形態における連結構造部３６と異なるが、他の点については、連結構造部３６と同様の構成となっている。よって、他の点については同一符号を付して説明を省略する。
【００７１】
ここで、図１０に示される連結構造部７２は、連結構造部３６（図５等参照）と同様に、サイドフレーム３２とクロスメンバ３４とを連結すると共に、ロアフレーム３０に対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態でサイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回り（車両上下方向の軸回り）にクロスメンバ３４の相対回動を許容するように設定されている。
【００７２】
以上説明した本実施形態の構成によっても、前述した第１実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００７３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る車両構造８０について、図１１を用いて説明する。なお、本実施形態の構成は、以下に説明する点を除いて、第１の実施形態の構成とほぼ同様の構成となっている。よって、第１の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１１には、本発明の第３の実施形態に係る車両構造８０の車両前部側が平面視の概略構成図にて示されている。この図に示されるように、車両構造８０には、左右一対のフロントサイドメンバ６０の先端部６０Ｂにクラッシュボックス８２、８４が設けられている。これらのクラッシュボックス８２、８４は、車両前後方向を軸方向としており、フロントサイドメンバ６０の本体よりも軸圧縮荷重に対する耐力が低く、かつ、車両右側（車両幅方向の他方側）のクラッシュボックス８２は、車両左側（車両幅方向の一方側）のクラッシュボックス８４よりも軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されている。
【００７５】
この点について補足説明すると、車両構造８０は、前突時にフロントサイドメンバ６０よりも先に前輪タイヤ２８Ａに衝突荷重が入力される構造になっているので、従来のように前突時にタイヤより先にフロントサイドメンバに衝突荷重が入力されるような対比構造に比べて、フロントサイドメンバ６０の先端側の初期荷重設定を厳格に行う必要がない。このため、左右のクラッシュボックス８２、８４に軸圧縮荷重に対する耐力差を設けることが可能になっている。
【００７６】
なお、図１１には、車両前部に耐力差のあるクラッシュボックス８２、８４を設けた構成が示されているが、車両後部についても同様に軸圧縮荷重に対して耐力差があるクラッシュボックスをリヤサイドメンバ６２（図１参照）の先端部６２Ｂに設けてもよい。
【００７７】
次に、本実施形態に係る車両構造８０を備えた車両がフルラップで前突した場合における作用について説明する。
【００７８】
車両構造８０を備えた車両の前端部がバリア６６にフルラップで衝突した場合、バリア６６からの衝突荷重は、左右一対の前輪タイヤ２８Ａに入力された後、左右一対のサイドフレーム３２に伝達される。これによって衝突エネルギーが所定量吸収される。その後、左右一対の前輪タイヤ２８Ａが所定量後退すると、バリア６６からの衝突荷重がフロントバンパ１２Ｂ及びフロントクロスアッパメンバ部２０Ｃを介してクラッシュボックス８２、８４に入力される。
【００７９】
ここで、車両右側のクラッシュボックス８２は、車両左側のクラッシュボックス８４よりも軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されているので、耐力が低い車両左側のクラッシュボックス８４が先に潰れ切ることになる。これによって、ロアフレーム３０には、車両右側よりも先に車両左側でより大きい所定値以上の衝突荷重が入力されることになるので、クロスメンバ３４がサイドフレーム３２に対して段付ボルト４０の軸回りに相対回動（換言すれば、ロアフレーム３０が車両平面視で平行四辺形に変形）する。この変形により、さらに衝突エネルギーが吸収される。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態の構成によれば、前述した第１実施形態と同様の作用及び効果が得られるうえに、フルラップでの前突時においても、ロアフレーム３０を車両平面視で平行四辺形に変形させて衝突エネルギーを吸収することができる。なお、第３の実施形態におけるクラッシュボックス８２、８４を左右逆に配設しても実質的に同様の作用及び効果を得ることができる。
【００８１】
［実施形態の補足説明］
なお、上記実施形態では、図１等に示されるアッパフレーム２０のロアフレーム３０への結合構造部５０は、締結と溶接を併用しており、耐久性等を考慮すれば、このような構成が好ましいが、アッパフレームのロアフレームへの結合部に設けられる結合手段は、締結手段（例えば、ボルト及びナット）のみや溶接のみによって結合される結合手段であってもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、アッパフレーム２０をロアフレーム３０へ結合する結合構造部５０は、サイドフレーム３２に対してクロスメンバ３４が段付ボルト４０の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されてアッパフレーム２０のロアフレーム３０からの離脱を許容するように設定されており、衝突時におけるロアフレーム３０の変形荷重をアッパフレーム２０側に極力伝達しない観点からはこのような構成を採用するのが好ましいが、アッパフレームのロアフレームへの結合部分は前記離脱を許容するものでなくてもよい。
【００８３】
また、アッパフレームのロアフレームへの結合部分は、例えば、アッパサポートフロント部（４４）やアッパサポートリヤ部（４６）が上記実施形態よりも車両前後方向に長く延在しかつこれらに車両前後方向に延在する長孔が貫通形成されると共に、前記長孔内にフロントピラー部（２０Ａ）やリヤピラー部（２０Ｊ）の下端部（１２０）が挿入された状態でアッパフレーム（２０）がロアフレーム（３０）へ結合され、サイドフレーム（３２）に対してクロスメンバ（３４）が段付ボルト（４０）の車両上下方向の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されてアッパフレーム（２０）のロアフレーム（３０）に対する相対移動を許容するような設定がなされてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、連結構造部３６、７２は、締結と溶接を併用しており、耐久性等を考慮すれば、このような構成が好ましいが、連結手段は、締結手段（例えば、ボルト及びナット）のみによって構成された連結手段であってもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、サイドフレーム３２は、サイドメンバパネル１２Ｈ及びフロントドア１２Ｉよりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されており、このような構成がキャビン２４側への荷重を抑える観点からはより好ましいが、サイドフレームの配設位置がこのような位置にない構成とすることも可能である。
【００８６】
また、上記実施形態では、クロスメンバ３４は、サイドフレーム３２の前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されており、前突時や後突時に前輪タイヤ２８Ａ側や後輪タイヤ２８Ｂ側からの荷重をサイドフレーム３２の前端や後端に安定的に入力させる観点からはこのような構成がより好ましいが、クロスメンバは、サイドフレームの前端及び後端に連結されても（換言すれば、サイドフレーム３２に突出部３２Ｂ、３２Ｃがないような構成でも）よい。
【００８７】
また、上記実施形態では、フロントサイドメンバ６０とリヤサイドメンバ６２との両方が配設されているが、これらのいずれか一方のみが配設される構成やこれらのいずれも配設されない構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０ 車両構造
１２Ｈ サイドメンバパネル（サイド部材）
１２Ｉ フロントドア（サイド部材）
２０ アッパフレーム
２８Ａ 前輪タイヤ（タイヤ）
２８Ｂ 後輪タイヤ（タイヤ）
２８Ｘ 前輪タイヤの前端位置（タイヤの車両前後方向外側の端部位置）
２８Ｙ 後輪タイヤの後端位置（タイヤの車両前後方向外側の端部位置）
２４ キャビン
３０ ロアフレーム
３２ サイドフレーム
３４ クロスメンバ
３６ 連結構造部（連結手段）
４８ アッパフレームのロアフレームへの結合部
５０ 結合構造部（結合手段）
６０ フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
６２ リヤサイドメンバ（サイドメンバ）
７０ 車両構造
７２ 連結構造部（連結手段）
８０ 車両構造
８２ クラッシュボックス
８４ クラッシュボックス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビンの骨格を構成するアッパフレームと、
前記アッパフレームの下端部が結合されて車両下部に配置され、車両前後方向に沿って配設される左右一対のサイドフレームと、車両幅方向に沿って配設されて前記左右一対のサイドフレームを連結する前後一対のクロスメンバと、を備えたロアフレームと、
前記サイドフレームの前端の車両前方側及び前記サイドフレームの後端の車両後方側に前記サイドフレームに対して所定の間隔を開けて配設されたタイヤと、
前記サイドフレームと前記クロスメンバとを連結すると共に、前記ロアフレームに対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で前記サイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに前記クロスメンバの相対回動を許容する連結手段と、
を有する車両構造。
【請求項２】
前記サイドフレームは、前記キャビンを形成して車両の両サイドに配設されるサイド部材よりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されている請求項１記載の車両構造。
【請求項３】
前記クロスメンバは、前記サイドフレームの前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されている請求項１又は請求項２に記載の車両構造。
【請求項４】
一方の端部が前記クロスメンバに結合されると共に他方の端部が前記クロスメンバの車両前後方向外側に配設されるサイドメンバを有し、
前記サイドメンバの他方の端部は、前記タイヤの車両前後方向外側の端部位置よりも車両前後方向内側に配置されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両構造。
【請求項５】
前記アッパフレームの前記ロアフレームへの結合部には、前記アッパフレームを前記ロアフレームへ結合すると共に、前記サイドフレームに対して前記クロスメンバが車両上下方向の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されて前記アッパフレームの前記ロアフレームからの離脱を許容する結合手段が設けられている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車両構造。
【請求項６】
前記サイドメンバは、車両の左右に配設されると共に前記他方の端部には車両前後方向を軸方向とするクラッシュボックスがそれぞれ設けられており、
車両幅方向の一方側の前記クラッシュボックスよりも、車両幅方向の他方側の前記クラッシュボックスは、軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されている請求項４記載の車両構造。
【請求項１】
キャビンの骨格を構成するアッパフレームと、
前記アッパフレームの下端部が結合されて車両下部に配置され、車両前後方向に沿って配設される左右一対のサイドフレームと、車両幅方向に沿って配設されて前記左右一対のサイドフレームを連結する前後一対のクロスメンバと、を備えたロアフレームと、
前記サイドフレームの前端の車両前方側及び前記サイドフレームの後端の車両後方側に前記サイドフレームに対して所定の間隔を開けて配設されたタイヤと、
前記サイドフレームと前記クロスメンバとを連結すると共に、前記ロアフレームに対して車両幅方向の一方側に車両幅方向の他方側よりも大きい所定値以上の荷重が入力された状態で前記サイドフレームに対して車両上下方向の軸回りに前記クロスメンバの相対回動を許容する連結手段と、
を有する車両構造。
【請求項２】
前記サイドフレームは、前記キャビンを形成して車両の両サイドに配設されるサイド部材よりも、車両平面視で車両幅方向外側に配設されている請求項１記載の車両構造。
【請求項３】
前記クロスメンバは、前記サイドフレームの前端及び後端よりも車両前後方向内側に連結されている請求項１又は請求項２に記載の車両構造。
【請求項４】
一方の端部が前記クロスメンバに結合されると共に他方の端部が前記クロスメンバの車両前後方向外側に配設されるサイドメンバを有し、
前記サイドメンバの他方の端部は、前記タイヤの車両前後方向外側の端部位置よりも車両前後方向内側に配置されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両構造。
【請求項５】
前記アッパフレームの前記ロアフレームへの結合部には、前記アッパフレームを前記ロアフレームへ結合すると共に、前記サイドフレームに対して前記クロスメンバが車両上下方向の軸回りに相対回動することによって荷重が付与されて前記アッパフレームの前記ロアフレームからの離脱を許容する結合手段が設けられている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車両構造。
【請求項６】
前記サイドメンバは、車両の左右に配設されると共に前記他方の端部には車両前後方向を軸方向とするクラッシュボックスがそれぞれ設けられており、
車両幅方向の一方側の前記クラッシュボックスよりも、車両幅方向の他方側の前記クラッシュボックスは、軸圧縮荷重に対する耐力が高く設定されている請求項４記載の車両構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−８４１７１（Ｐ２０１１−８４１７１Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３８５６３（Ｐ２００９−２３８５６３）
【出願日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【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２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【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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