説明

車体構造

【課題】車両の前方部分で衝突時の衝撃吸収が効率よく行える車体構造を提供すること。
【解決手段】サイドメンバ1の下方にロアクロスメンバ2を設け、サイドメンバ1の先端とロアクロスメンバ2との間に圧縮力を伝達せず張力を伝達するワイヤ3を設けて構成されている。車高の低い車両と衝突した場合には、他車のフレームがワイヤ3に当接し、ワイヤ3の張力がサイドメンバ1の先端側を下方へ変形させ、衝撃を吸収できる。また、同じ車高の車両と衝突した場合には、サイドメンバ1が圧縮変形するが、ワイヤ3を通じてロアクロスメンバ2に圧縮力が伝達されないので、サイドメンバ1の後方の変形を防止できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、サイドメンバの下方に下方骨格部材を設けた車体構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、サイドメンバの下方に下方骨格部材を設けた車体構造として、特開2003−146242号公報に記載されるように、車両の前後方向に延びるサイドフレームの下方にサブフレームを配置し、サイドフレームの先端部とその後方部にてサブフレームを結合したものが知られている。この車体構造は、衝突時にサイドフレームとともにサブフレームを変形させて衝撃吸収しようとするものである。
【特許文献1】特開2003−146242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、このような車体構造にあっては、衝突時にサイドフレームとサブフレームの双方に圧縮力が作用し、サブフレームを通じて衝突荷重がサイドフレームの後方へ伝達されるおそれがある。この場合、衝突によりサイドフレームの後方まで変形することとなる。
【0004】
そこで本発明は、車両の前方部分で衝突時の衝撃吸収が効率よく行え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サイドメンバと、前記サイドメンバと結合し、前記サイドメンバの下方に設けられる下方骨格部材と、前記サイドメンバの先端と前記下方骨格部材との間に結合され、圧縮力を伝達せず張力を伝達する張力伝達部材とを備えて構成されている。
【0006】
この発明によれば、サイドメンバの先端と下方骨格部材との間に圧縮力を伝達せず張力を伝達する張力伝達部材を結合したことにより、自車より車高の低い車両と衝突した場合(特に自車のフロントサイドメンバより他車のフロントサイドメンバが低い場合)など張力伝達部材に衝突荷重が加わった場合に、張力伝達部材によってサイドメンバの先端に張力が伝達され、そのサイドメンバの先端部が下方へ変形することにより、車両の前方部分で効率よく衝撃吸収が行える。また、自車と同じ車高の車両と衝突した場合(特に自車のフロントサイドメンバと他車のフロントサイドメンバがほぼ同じ高さにある場合)などサイドメンバに衝突荷重が加わった場合に、サイドメンバが圧縮変形するが、張力伝達部材を通じてサイドメンバから下方骨格部材に圧縮力が伝達されない。このため、軽度の衝突では、下方骨格部材に変形がなく、サイドメンバ先端部の修理のみで済むので、修理コストの低減が図れる。
【0007】
また本発明に係る車体構造において、前記サイドメンバは、前記下方骨格部材との結合部の後方側に対しその先端側の曲げ強度を小さくする屈曲部を有することが好ましい。
【0008】
この発明によれば、自車より車高の低い車両と衝突した場合など張力伝達部材に衝突荷重が加わった場合に、張力伝達部材によってサイドメンバの先端の屈曲部に張力が伝達され、その屈曲部が下方へ曲がって変形する。この屈曲変形により、車両の前方部分で効率よく衝撃を吸収することができる。その際、屈曲部が変形することにより、下方骨格部材が張力によって変形することが抑制される。このため、軽度の衝突では、下方骨格部材に変形がなく、サイドメンバ先端部の修理のみで済み、修理コストの低減が図れる。
【0009】
また本発明に係る車体構造において、前記サイドメンバは、前記下方骨格部材との結合部より先端側にその後方側に比べて座屈強度が小さい座屈部を有することが好ましい。
【0010】
この発明によれば、自車より車高の低い車両と衝突した場合など張力伝達部材に衝突荷重が加わった場合に、張力伝達部材によってサイドメンバの先端の座屈部に張力が伝達され、その座屈部が座屈して変形する。この座屈変形により、車両の前方部分で効率よく衝撃吸収が行える。その際、座屈部が変形することにより、下方骨格部材が張力によって変形することが抑制される。このため、軽度の衝突では、下方骨格部材に変形がなく、サイドメンバ先端部の修理のみで済み、修理コストの低減が図れる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、車両の前方部分で衝突時の衝撃吸収が効率よく行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。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。
(第一実施形態)
図1は本発明の実施形態に係る車体構造の構成概要図である。
【0013】
図1に示すように、本実施形態に係る車体構造は、車両に設けられる車体の構造であって、サイドメンバ1、ロアクロスメンバ2及びワイヤ3を備えて構成されている。サイドメンバ1は、車両前後方向に延びる骨格部材であり、例えば車両の左右にそれぞれ一つずつ配設されている。サイドメンバ1の先端には、エネルギ吸収部11が設けられている。エネルギ吸収部11は、車両が衝突を起こした際にその衝突エネルギを吸収するものであり、サイドメンバ1の他の部分より外力を受けて変形しやすい構造となっている。
【0014】
このエネルギ吸収部11は、例えば、サイドメンバ1の他の部分よりも低強度の部材により構成され又サイドメンバ1の他の部分よりも肉厚の薄い鋼材により構成され、サイドメンバ1の他の部分より変形しやすい構造とされる。車両前方から衝突荷重を受けた場合には、エネルギ吸収部11がサイドメンバ1の他の部分よりも先に座屈し、その座屈による変形により衝突エネルギを吸収する。その際、エネルギ吸収部11は、サイドメンバ1の他の部分より座屈強度が小さい座屈部として機能する。
【0015】
エネルギ吸収部11の後端部にはフランジ11aが形成されている。エネルギ吸収部11は、このフランジ11aを介して、その後方のサイドメンバ1の部分とネジ止めによりフランジ結合されている。エネルギ吸収部11の先端には、バンパリインホースメント4が設けられている。バンパリインホースメント4は、衝突荷重を左右のサイドメンバ1に効率よく分散するための部材であって、車幅方向に向けて配設され、左右のエネルギ吸収部11、11に取り付けられている。
【0016】
ロアクロスメンバ2は、サイドメンバ1の下方に設けられる下方骨格部材であり、サイドメンバ1の下部に結合されている。このロアクロスメンバ2は、その両端部が左右のサイドメンバ1に取り付けられ、車幅方向に向けて配設されている。ロアクロスメンバ2は、その基端部をサイドメンバ1の下部に挿入して、サイドメンバ1に取り付けることが好ましい。このように取り付けることにより、ロアクロスメンバ2が水平方向の力を受けてもサイドメンバ1から外れにくくなる。
【0017】
サイドメンバ1の先端とロアクロスメンバ2との間にはワイヤ3が結合されている。ワイヤ3は、サイドメンバ1とロアクロスメンバ2の間において、圧縮力を伝達せず張力を伝達する張力伝達部材として機能するものである。ワイヤ3の一端は、サイドメンバ1の先端に取り付けられるバンパリインホースメント4に取り付けられ、ワイヤ3の他端はロアクロスメンバ4の下部に取り付けられている。ワイヤ3の一端は、サイドメンバ1に直接取り付ける場合もある。また、張力伝達部材としては、このワイヤ3以外のものであっても、圧縮力をほとんど伝達せず張力を伝達可能であるものであれば、チェーン、強化樹脂繊維材など他のものを用いてもよい。
【0018】
次に、本実施形態に係る車体構造の衝突時の衝撃吸収について説明する。
【0019】
図2〜5は、本実施形態に係る車体構造の衝突時の衝撃吸収についての説明図である。図2に示すように、本実施形態に係る車体構造を備えた車両Aと車高の低い車両Bとが正面衝突する場合、車両Bのフレーム91がエネルギ吸収部11の下方にあるロアクロスメンバ2に向けて接近してくる。
【0020】
そして、図3に示すように、車両Aと車両Bが更に接近すると、車両Bのフレーム91が、ロアクロスメンバ2に当接する前にワイヤ3と接触する。この時、ワイヤ3に衝突荷重が加わる。その際、ワイヤ3は、サイドメンバ1の先端にあるバンパリインホースメント4及びロアクロスメンバ2に衝突荷重を張力として伝達させる。
【0021】
この張力により、サイドメンバ1の先端のエネルギ吸収部11が下方へ屈曲する。その際の屈曲変形によって、衝突の衝撃を吸収することができる。このとき、衝突荷重が所定以下で小さい場合には、ロアクロスメンバ2及びロアクロスメンバ2の結合部より後方のサイドメンバ1には損傷がない。
【0022】
図4に示すように、本実施形態に係る車体構造を備えた車両Aと車高の同じ車両Cとが正面衝突する場合、車両Cのフレーム92がサイドメンバ1に向けて接近してくる。
【0023】
そして、図5に示すように、車両Aと車両Bが更に接近すると、車両Cのフレーム92がサイドメンバ1の先端にあるロアクロスメンバ2に当接する。これにより、衝突荷重がサイドメンバ1の軸方向に伝達され、低強度のエネルギ吸収部11が圧縮変形し衝撃を吸収する。
【0024】
一方、車両Cのフレーム92がロアクロスメンバ2に当接することにより、衝突荷重がワイヤ3に伝達される。しかしながら、ワイヤ3は、張力のみを伝達し圧縮力を伝達しないので、ワイヤ3を通じて衝突荷重がロアクロスメンバ2及びサイドメンバ1に伝達されることはない。このため、ワイヤ3を通じて伝達される衝突荷重によってロアクロスメンバ2又はサイドメンバ1が破損することはない。
【0025】
以上のように、本実施形態に係る車体構造によれば、サイドメンバ1の先端とロアクロスメンバ2との間に圧縮力を伝達せず張力を伝達するワイヤ3を結合したことにより、自車より車高の低い車両と衝突した場合などワイヤ3に衝突荷重が加わった場合に、そのワイヤ3によってサイドメンバ1の先端に張力が伝達され、そのサイドメンバ1の先端部が下方へ変形することにより、車両の前方部分で効率よく衝撃吸収が行える。
【0026】
また、衝突初期にサイドメンバ1の先端部分が屈曲変形することにより、自車のオーバーハングが短くなる。これにより、自車のサイドメンバ1などのフレームが衝突時の相手車両のAピラーまでに到達するまでの時間を長くすることができ、相手車両の破損低減及び安全性を高めることができる。
【0027】
一方、自車と同じ車高の車両と衝突した場合などサイドメンバ1に衝突荷重が加わった場合に、サイドメンバ1が圧縮変形するが、ワイヤ3を通じてサイドメンバ1からロアクロスメンバ2に圧縮力が伝達されない。このため、軽度の衝突では、ロアクロスメンバ2及びロアクロスメンバ2の後方部分に変形がない。従って、サイドメンバ1先端部の修理のみで済むので、修理コストの低減が図れる。また、ワイヤ3自体も圧縮荷重によって破損することはないので、修理などは不要であり、修理コストの低減が図れる。
【0028】
また、ワイヤ3を設けることにより、車両重心から遠く設置されるバンパリインホースメント4の結合や支持を強化することができる。このため、操縦安定性及び振動ノイズ特性の向上が図れる。
(第二実施形態)
次に本発明の第二実施形態に係る車体構造について説明する。
【0029】
図6、7は、本実施形態に係る車体構造の概要説明図である。図6に示すように、本実施形態に係る車体構造は、上述した第一実施形態に係る車体構造とほぼ同様に構成されるものであるが、サイドメンバ1に屈曲部11bを設けた点で第一実施形態に係る車体構造と異なるものである。
【0030】
屈曲部11bは、サイドメンバ1においてロアクロスメンバ2との結合部の後方側に対しその先端側の曲げ強度を小さくするものであり、例えばエネルギ吸収部11に形成した溝として設けられる。すなわち、屈曲部11bは、エネルギ吸収部11の上面及び下面において車幅方向に沿って刻設した溝として設けられている。この屈曲部11bを形成することにより、サイドメンバ1に曲げ荷重が加わった場合、屈曲部11bを起点としてサイドメンバ1が屈曲しやすくなり、サイドメンバ1の先端側が曲がりやすくなる。
【0031】
例えば、図7に示すように、本実施形態に係る車体構造を備えた車両Aと車高の低い車両Bとが正面衝突する場合、車両Bのフレーム91が、ロアクロスメンバ2に当接する前にワイヤ3と接触する。この時、ワイヤ3に衝突荷重が加わり、ワイヤ3は、サイドメンバ1の先端にあるバンパリインホースメント4及びロアクロスメンバ2に衝突荷重を張力として伝達させる。
【0032】
この張力により、サイドメンバ1の先端部に曲げ荷重が加わる。すると、屈曲部11bを起点としてサイドメンバ1が下方へ屈曲し、その際の屈曲変形によって、衝突の衝撃が吸収される。その際、衝突荷重が所定以下で小さい場合には、ロアクロスメンバ2及びロアクロスメンバ2の結合部より後方のサイドメンバ1には損傷がない。
【0033】
以上のように、本実施形態に係る車体構造にあっても、上述した第一実施形態と同様な作用効果が得られる。また、それに加え、衝突時において、サイドメンバ1の先端側をより確実に屈曲させて衝撃吸収が行える。従って、車両の前方部分で効率よく衝撃吸収が行え、修理コストの低減が図れる。また、屈曲部11bを溝の刻設により形成した場合、その溝の部分を衝突時の座屈の起点とすることができ、座屈部として機能させることができる。
【0034】
なお、上述した各実施形態は本発明に係る車体構造の一例を示すものである。本発明に係る車体構造は、このようなもの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ように変形したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の第一実施形態に係る車体構造の構成概要図である。
【図2】図1の車体構造における衝撃吸収の説明図である。
【図3】図1の車体構造における衝撃吸収の説明図である。
【図4】図1の車体構造における衝撃吸収の説明図である。
【図5】図1の車体構造における衝撃吸収の説明図である。
【図6】本発明の第二実施形態に係る車体構造の構成概要図である。
【図7】図6の車体構造における衝撃吸収の説明図である。
【符号の説明】
【0036】
1…サイドメンバ、2…ロアクロスメンバ(下方骨格部材)、3…ワイヤ(張力伝達部材)、4…バンパリインホースメント。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両前後方向に延びるサイドメンバと、
前記サイドメンバと結合し、前記サイドメンバの下方に設けられる下方骨格部材と、
前記サイドメンバの先端と前記下方骨格部材との間に結合され、圧縮力を伝達せず張力を伝達する張力伝達部材と、
を備えた車体構造。
【請求項2】
前記サイドメンバは、前記下方骨格部材との結合部の後方側に対しその先端側の曲げ強度を小さくする屈曲部を有することを特徴とする請求項1に記載の車体構造。
【請求項3】
前記サイドメンバは、前記下方骨格部材との結合部より先端側にその後方側に比べて座屈強度が小さい座屈部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の車体構造。

【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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【公開番号】特開2006−347225(P2006−347225A)
【公開日】平成18年12月28日(2006.12.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−172704(P2005−172704)
【出願日】平成17年6月13日(2005.6.13)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】