車体結合構造
【課題】オフセット衝突時等においてもキャビン部を車台フレームに対してより安定的に相対移動させることができる車体結合構造を得る。
【解決手段】非衝突側の連結部材１００には、キャビン側取付部１０１とフレーム側取付部１０２との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定された脆弱部１１０を形成してあるので、車台フレーム１０の回転挙動を利用して連結部材１００に車両左右方向の荷重が加えられることになる。このため、非衝突側の連結部材１００の破断タイミングと衝突側の連結部材１００の破断タイミングとを近づけることができ、キャビン部２０を車台フレーム１０に対してより安定的に相対移動させることができる。
【解決手段】非衝突側の連結部材１００には、キャビン側取付部１０１とフレーム側取付部１０２との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定された脆弱部１１０を形成してあるので、車台フレーム１０の回転挙動を利用して連結部材１００に車両左右方向の荷重が加えられることになる。このため、非衝突側の連結部材１００の破断タイミングと衝突側の連結部材１００の破断タイミングとを近づけることができ、キャビン部２０を車台フレーム１０に対してより安定的に相対移動させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体結合構造に関し、とりわけ、それぞれ独立に構成される車台フレームとキャビン部とが、衝突時の荷重入力で相対移動するように構成された車体結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体結合構造として、車台フレームとキャビン部とが分離されてそれぞれ独立に構成され、キャビン部が左右両側部にそれぞれ配設された連結部材を介して車台フレームに搭載され、前面衝突または後面衝突によって連結部材が破断することにより、キャビン部が車台フレームに対して相対的に衝突側に移動して、衝突時の衝撃がキャビン部に伝播されるのを効果的に緩和するとともに、車台フレームとキャビン部の強度を高めたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３３８４２１号公報（第６，８頁、図１）
【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、かかる従来の車体結合構造にあっては、車両左右方向片側に片寄って衝突されるオフセット衝突時等には、車台フレームの衝突側には荷重が大きく作用することになるが、車両左右方向反対側となる非衝突側には衝突荷重が伝達されにくくなる。これは、軽量化等の理由から、車台フレームの前後方向に延在するフレーム部材間で車両左右方向に架設されるクロス部材については、その結合部も含めて剛体化し難いためである。
【０００４】
したがって、非衝突側では車台フレームとキャビン部とを連結している連結部材に剪断荷重が入力されにくくなるため、衝突側の連結部材の破断タイミングと非衝突側の連結部材の破断タイミングとが時間的にずれてしまい、キャビン部を車台フレームに対して安定して相対移動させることが難しくなってしまう虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、オフセット衝突時等においてもキャビン部を車台フレームに対してより安定的に相対移動させることができる車体結合構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車輪およびパワートレーンユニットを搭載する車台フレームと、乗員の居住空間であるキャビン部と、がそれぞれ独立に構成され、それら車台フレームとキャビン部とが、衝突時の荷重入力によって相対移動を可能とする連結部材を介して連結された車体結合構造において、前記連結部材は、車台フレームとキャビン部のそれぞれの車両左右方向両側部の骨格部分同士を連結するとともに、各連結部材には、キャビン側取付部とフレーム側取付部との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定した脆弱部が形成されることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両が前面または後面でオフセット衝突した際に、車台フレームは車両左右方向片側に片寄った衝突部分を中心に回転する一方、キャビン部は慣性力により衝突時の速度ベクトルに沿った方向、つまり、オフセット前面衝突である場合には車両前方に、オフセット後面衝突である場合には車両後方に相対移動する。
【０００８】
このとき、各連結部材には、キャビン側取付部とフレーム側取付部との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定した脆弱部を形成してあるので、車台フレームの回転挙動を利用して非衝突側の連結部材に車両左右方向の荷重を印加することで、非衝突側の連結部材の破断タイミングと衝突側の連結部材の破断タイミングとを近づけることができ、キャビン部を車台フレームに対して安定的に相対移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）図１は、車体骨格の分解斜視図、図２は、連結部材の取付状態を示す斜視図、図３は、車台フレームおよびキャビン部のオフセット前面衝突時の挙動を上側から見た平面図、図４は、衝突側の連結部材の破断状態を斜め前方から見た斜視図、図５は、非衝突側の連結部材の破断状態を斜め後方から見た斜視図、また、図６は、非衝突側の連結部材の破断後の状態を斜め後方から見た斜視図である。
【００１１】
本実施形態の車体結合構造は、図１に示すように図示省略した車輪やパワートレーンユニットを搭載する車台フレーム１０と、乗員の居住空間であるキャビン部２０と、を分離してそれぞれが独立して相互に分離可能に構成されており、それら車台フレーム１０とキャビン部２０とが、衝突時の荷重入力により相対移動を可能とする連結部材１００を介して連結してある。
【００１２】
車台フレーム１０には、車両左右方向両側に車両前後方向に延在して骨格部分となる左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒを備え、これら左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒには、キャビン部２０の下方に位置する平坦なフロア部１２と、このフロア部１２の車両前方および車両後方に傾斜面１３ａ，１３ｂを形成する前方・後方キックアップ部１３Ｆ，１３Ｒと、前方キックアップ部１３Ｆの車両前方に設けたフロントエンド部１４Ｆおよび後方キックアップ部１３Ｒの車両後方に設けたリヤエンド部１４Ｒと、を形成してある。
【００１３】
また、左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの車両前端部および車両後端部は、それぞれフロントエンドクロスメンバ１５Ｆおよびリヤエンドクロスメンバ１５Ｒで連結されるとともに、フロア部１２の前側部および後側部は、それぞれフロントフロア部クロスメンバ１６Ｆおよびリヤフロア部クロスメンバ１６Ｒで連結され、かつ、これらフロント・リアフロア部クロスメンバ１６Ｆ，１６Ｒの前後方向中間部はセンタフロア部クロスメンバ１６Ｃで連結してある。
【００１４】
このとき、フロント・リヤ・センタフロア部クロスメンバ１６Ｆ，１６Ｒ，１６Ｃの上面は、左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの上面から上方に突出しないように設定され、本実施形態ではそれぞれを同一面に形成してある。
【００１５】
そして、上記構成の車台フレーム１０では、車両前方および車両後方からの入力に対する剛性・強度のバランスについて、フロントエンド部１４Ｆとリヤエンド部１４Ｒとで略等しくする一方、前方・後方キックアップ部１３Ｆ，１３Ｒとフロア部１２とで略等しくし、かつ、車両前側のフロントエンド部１４Ｆおよびリヤエンド部１４Ｒよりも車両後側の前方・後方キックアップ部１３Ｆ，１３Ｒおよびフロア部１２を大きく設定する、つまり、フロントエンド部１４Ｆの強度≒リヤエンド部１４Ｒの強度＜前方・後方キックアップ部１３Ｆ，１３Ｒの強度≒フロア部１２の強度とすることが好ましい。
【００１６】
キャビン部２０の下面は平坦に形成されており、その下部骨格として車両左右方向両側端部に前後方向に延在する左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒが設けられている。それら左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒの車両前端部は、フロントクロスメンバ２２Ｆで連結されるとともに、車両後端部はリヤクロスメンバ２２Ｒで連結され、かつ、前後方向中央部はセンタクロスメンバ２２Ｃで連結されている。
【００１７】
また、左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒの前端部には、フロントピラー２４Ａを、前後中央部には、センターピラー２４Ｂを、後端部にはリヤピラー２４Ｃをそれぞれ立ち上げてあり、左側および右側のそれぞれの上端部に左・右ルーフサイドレール２５Ｌ，２５Ｒを連結してある。
【００１８】
そして、キャビン部２０の下面には、各クロスメンバ２２Ｆ，２２Ｒ，２２Ｃの下側に亘ってフロアパネル２６（図２参照）を敷設し、かつ、そのフロアパネル２６を各クロスメンバ２２Ｆ，２２Ｒ，２２Ｃに結合してある。
【００１９】
また、左・右のフロントピラー２４Ａを下方から所定高さ位置でダッシュクロスメンバ２７によって連結し、そのダッシュクロスメンバ２７の下方をダッシュパネル２８で覆ってある。
【００２０】
また、図２に示すように、平板状のインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａと、車両左右方向外方に突出するように湾曲したアウタパネル２１Ｌｂ，２１Ｒｂと、をそれぞれの上・下端部で接合することで、左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒをそれぞれ閉断面に形成してある。
【００２１】
このとき、左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒの車両左右方向の間隔Ｗ１は、車台フレーム１０の左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの車両左右方向の間隔Ｗ２よりも所定量大きく形成してあり、キャビン部２０が車台フレーム１０から左右に突出するようになっている。
【００２２】
ここで、車台フレーム１０とキャビン部２０とを連結した連結部材１００は、図１に示すように、車台フレーム１０の中央部に設けたフロア部１２の車両左右方向両側部にそれぞれ前部と後部に対を成して４箇所（図中Ｐ部で示す）に配置されている。それら連結部材１００の配置箇所は、キャビン部２０下部の車両左右方向両側部で前部と後部に対応した部位となっている。
【００２３】
そして、各連結部材１００は、図２に示すように、車台フレーム１０とキャビン部２０のそれぞれの車両左右方向両側部の骨格部分同士、つまり、車台フレーム１０では左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒと、キャビン部２０では左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒとの対応するもの同士を連結するとともに、各連結部材１００には、キャビン側取付部１０１とフレーム側取付部１０２との間に車両前後方向（図中略左右方向）軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向（図中略紙面直角方向）軸周りの曲げ耐力を高く設定した脆弱部１１０が形成されている。
【００２４】
この連結部材１００は、アルミ合金等の軽金属を素材とするダイキャストにより１つのブロック体として全体に縦長に成形され、上部にキャビン側取付部１０１を形成するとともに、下部にフレーム側取付部１０２を形成してある。
【００２５】
キャビン側取付部１０１は、全体として略立方体状であり、その車両左右方向外側面が取付面１０１ａとなっている。また、フレーム側取付部１０２は、車両前後方向に細長くなるように延長された略直方体状となり、その車両左右方向内側面が取付面１０２ａとなっている。
【００２６】
そして、キャビン側取付部１０１が左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒのインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａに取り付けられるとともに、フレーム側取付部１０２が左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの外側面１１Ｌａ，１１Ｒａの下部に取り付けられている。
【００２７】
このとき、キャビン側取付部１０１はフレーム側取付部１０２よりも上方にオフセット（オフセット量Ｋ）されており、また、脆弱部１１０は、フレーム側取付部１０２の近傍に配置されている。
【００２８】
そして、このキャビン側取付部１０１が左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒのインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａに取り付けられるにあたっては、その取付部１０１に挿通されたピン部材１３０を介して連結部材１００とインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａとが相互に結合されている。
【００２９】
ピン部材１３０は、その中心軸方向が車両左右方向に沿う姿勢で配置されており、キャビン側取付部１０１と左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒとはピン部材１３０を中心として、車両左右方向軸周りに相対回転できるようになっている。
【００３０】
また、フレーム側取付部１０２は、車両前後方向に適宜間隔をもって配置される複数のボルト１３１を介して左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒに結合されている。
【００３１】
脆弱部１１０は、ブロック状となった連結部材１００をフレーム側取付部１０２に至る部分で車両左右方向（図２中略紙面直角方向）に薄肉化することで、車両前後方向に細長い断面矩形状の薄肉部として形成されている。
【００３２】
ここで、本実施形態では、前後で対をなす連結部材１００について、前部に配設された連結部材１００にそれぞれ形成された脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力より、後部に配設された連結部材１００にそれぞれ形成された脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力を大きくしてある。
【００３３】
また、車台フレーム１０のフロア部１２には、フロント・リアフロア部クロスメンバ１６Ｆ，１６Ｒとセンタフロア部クロスメンバ１６Ｃとを設けたが、これらクロスメンバ１６Ｆ，１６Ｒ，１６Ｃのいずれかは、車両左右方向に並べて対を成して配設される左右の連結部材１００同士を結ぶ位置に設けることが望ましく、本実施形態ではリヤフロア部クロスメンバ１６Ｒが、車両後方の左・右連結部材１００を結ぶ線上に配置されている。
【００３４】
したがって、本実施形態にかかる車体結合構造によれば、図３に示すように、車両がオフセット前面衝突（左舷オフセット）した場合、衝突対象物Ｃに車台フレーム１０の左サイドフレーム１１Ｌの前端が干渉し、当該部分のフロントエンド部１４Ｆが圧潰（軸方向に圧縮して潰れる状態）する。なお、図３中、Ｗｆは前輪、Ｗｒは後輪を示す。
【００３５】
そして、衝突荷重Ｆは左サイドフレーム１１Ｌ側からキックアップ部１３Ｆに伝達され、そのまま左舷のリア側のキックアップ部１３Ｒへと伝達されるが、さらに、フロントフロア部クロスメンバ１６Ｆを介して非衝突側の右サイドフレーム１１Ｒへも伝達されることになる。
【００３６】
このとき、車両前後方向の衝突荷重については、衝突側が非衝突側よりも大きくなる。また、車両前後方向に入力された衝突荷重Ｆは連結部材１００に伝播して、その脆弱部１１０を破断させることにより、キャビン部２０は車台フレーム１０に対して相対的に衝突側（車両前方）に相対移動する。
【００３７】
ここで、仮に、キャビン部２０が相対移動する際の減速度をコントロールするために、連結部材の車両前後方向の破断荷重を単に高めに設定すると、オフセット衝突の場合の非衝突側では入力荷重が小さくなるため、連結部材が破断されなくなってしまうことになる。
【００３８】
また、衝突現象が進行するにしたがって、衝突側のフロントエンド部１４Ｆの変形が終了し、車台フレーム１０はオフセットした衝突位置を中心Ｏとして図３で反時計回りに回転することになる一方、キャビン部２０は慣性力によって衝突初期の速度ベクトルの方向、つまり、車両前方に相対移動するため、キャビン部２０と車台フレーム１０とは相対的に車両横方向にズレが生じてしまう。このため、車台フレーム１０に沿って安定的にキャビン部２０を前方移動させるためには、相対的なズレを抑制する必要がある。
【００３９】
ここで、車両の通常走行時に発生する横加速度は０Ｇ〜５Ｇ程度であるが、オフセット衝突に伴う車台フレーム１０の回転挙動時の横加速度は３０Ｇ〜４０Ｇにも達することが確かめられている。
【００４０】
こうした点を考慮して、本実施形態の車体結合構造では、オフセット前面衝突で衝突側（本実施形態では左舷側）に入力された衝突荷重Ｆは、衝突側の左サイドフレーム１１Ｌを伝って車両後方へと伝達され、当該衝突側の連結部材１００では、図４に示すように車両前後方向の荷重によって脆弱部１１０が破断する。
【００４１】
一方、非衝突側の連結部材１００には、キャビン側取付部１０１とフレーム側取付部１０２との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定された脆弱部１１０を形成してあるので、図５に示すように、脆弱部１１０は車台フレーム１０の回転挙動に伴う車両左右方向の荷重によって破断する。
【００４２】
このため、脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力と車両前後方向軸周りの曲げ耐力とを適宜に調整することで、非衝突側の連結部材１００の破断タイミングと衝突側の連結部材１００の破断タイミングとを近づけることができ、キャビン部２０を車台フレーム１０に対してより安定的に車両前後方向に相対移動させることが可能となる。
【００４３】
このとき、各連結部材１００では、キャビン側取付部１０１をフレーム側取付部１０２よりも上方にオフセットしているので、脆弱部１１０に曲げモーメントが集中されて、脆弱部１１０がより破断しやすくなる。
【００４４】
また、本実施形態では、脆弱部１１０が、フレーム側取付部１０２の近傍に配置されているため、脆弱部１１０が破断した際には、図６に示すように、その脆弱部１１０よりも上方部分の破断残り部分１０３がキャビン部２０に残された状態となる。
【００４５】
このため、オフセット衝突時の車台フレーム１０の回転挙動に伴って、車台フレーム１０とキャビン部２０とが車両横方向に相対ズレを発生した場合には、破断残り部分１０３が車台フレーム１０の右サイドフレーム１１Ｒの側面に干渉することによって、ズレを抑制することができ、以て、より安定的に車台フレーム１０に沿ってキャビン部２０を前後方向に相対移動させることができる。
【００４６】
また、キャビン側取付部１０１は、その取付部１０１に挿通したピン部材１３０を介して連結部材１００と左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒとを結合するので、衝突時に車台フレーム１０に荷重Ｆが加わり、取付部１０１の取付部で剪断荷重を受けることになるが、このとき、連結部材１００のキャビン部２０側に連結する部分をピン結合とすることで、曲げモーメント最大点をフレーム側取付部１０２の近傍に設けた脆弱部１１０に集中させることができるようになり、より安定的に脆弱部１１０で破断させることができる。
【００４７】
さらに、脆弱部１１０は、連結部材１００を車両左右方向に薄肉化することで車両前後方向に長い断面矩形状の薄肉部として形成されているので、その薄肉部の断面係数により車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力の方を高くしやすくなり、オフセット衝突時に非衝突側の連結部材１００を脆弱部１１０からより確実に破断させることができる。
【００４８】
さらにまた、キャビン部２０の前部と後部に対を成して配設した連結部材１００について、前部に配設された連結部材１００に形成された脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力より、後部に配設された連結部材１００に形成された脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力を大きくしたので、前面オフセット衝突時に、車台フレーム１０とキャビン部２０とが車両左右方向に片寄った衝突点を中心Ｏに横方向に相対ズレを発生した際に、そのズレ量が後方側程大きくなるため、後部に配設された連結部材１００の車両前後方向軸周りに加わる曲げ耐力を大きくすることで、前部と後部の双方の連結部材１００の破断タイミングを近付けることができ、キャビン部２０をより安定的に車台フレーム１０に沿って車両前後方向に相対移動させることができる。
【００４９】
また、車台フレーム１０は、車両左右方向に対を成して配設される左右の連結部材１００を結ぶ位置にクロスメンバ（本実施形態ではリヤフロア部クロスメンバ１６Ｒ）を設けたので、オフセット衝突によって車台フレーム１０とキャビン部２０が横方向の相対ズレを発生した際に、車両左右方向の荷重をクロスメンバ１６Ｒを介して非衝突側の連結部材１００に効率良く伝達し、その非衝突側の連結部材１００の破断を促進することができる。
【００５０】
もちろん、車両後方の左・右連結部材１００を結ぶリヤフロア部クロスメンバ１６Ｒに限ることなく、フロントフロア部クロスメンバ１６Ｆを、車両前方に配設した左右の連結部材１００を結ぶ位置に設けてもよい。
【００５１】
（第２実施形態）図７は、非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。なお、本実施形態にかかる車体結合構造は、上記第１実施形態にかかる車体結合構造と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００５２】
本実施形態にかかる車体結合構造は、図７に示すように、基本的には上記第１実施形態と略同様の構成を備えている。すなわち、ブロック体で形成された連結部材１００の上部にはキャビン側取付部１０１が、また下部にはフレーム側取付部１０２が形成してあり、キャビン側取付部１０１が左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒのインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａに取り付けられるとともに、フレーム側取付部１０２が左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの外側面１１Ｌａ，１１Ｒａの下部に取り付けられ、フレーム側取付部１０２の近傍に脆弱部１１０が形成されている。
【００５３】
また、キャビン側取付部１０１は、その取付部１０１に挿通したピン部材１３０Ａを介して連結部材１００とインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａとを結合するようになっているが、本実施形態では、ピン部材１３０Ａは、その中心軸方向が車両前後方向に沿う姿勢で配置されている。
【００５４】
キャビン側取付部１０１を車両前後方向に挿通するピン部材１３０Ａの両端部は、インナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａからキャビン側取付部１０１の前後両側面を挟むように突設した側壁１３２ａ，１３２ｂを有するブラケット１３２によって支持されており、キャビン側取付部１０１は両側壁１３２ａ，１３２ｂ間でピン部材１３０Ａを中心として、車両前後方向軸周りに相対回転できるようになっている。
【００５５】
したがって、本実施形態にかかる車体結合構造によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するのはもちろんのこと、特に、キャビン側取付部１０１がピン部材１３０Ａを介して車両前後方向軸周りに相対回転できるようになっているので、オフセット衝突時に連結部材１００に車両左右方向の荷重が入力された時に、曲げモーメントを脆弱部１１０により集中させ易くなって、脆弱部１１０でより確実に破断させることができる。
【００５６】
（第３実施形態）図８は、非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。なお、本実施形態にかかる車体結合構造は、上記第１あるいは第２実施形態にかかる車体結合構造と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００５７】
本実施形態にかかる車体結合構造は、図８に示すように、基本的には上記第１実施形態と略同様の構成を備えている。すなわち、連結部材１００では、上部に設けたキャビン側取付部１０１と下部に設けたフレーム側取付部１０２とが上下方向にオフセットされており（Ｋ：オフセット量）、かつ、脆弱部１１０が、フレーム側取付部１０２の近傍に配置してあるとともに、車両左右方向に薄肉化することで車両前後方向に長くなる断面矩形状の薄肉部として形成してある。
【００５８】
そして、本実施形態では、脆弱部１１０には、車両前後方向に沿う断面Ｖ字状の溝１１１が形成されている。
【００５９】
したがって、本実施形態にかかる車体結合構造によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するのはもちろんのこと、特に、脆弱部１１０に車両前後方向に沿う溝１１１が形成されていることにより、オフセット衝突時に衝突位置を中心Ｏとして車台フレーム１０とキャビン部２０とが車両横方向にズレが発生して、連結部材１００に車両左右方向の荷重が入力された時に、溝１１１によって脆弱部１１０は、車両左右方向軸周りの曲げ耐力よりも車両前後方向軸周りの曲げ耐力の方が低くなるため、非衝突側の連結部材１００をより迅速に、かつ、より安定的に破断させることができるようになる。
【００６０】
また、本実施形態では、上記脆弱部１１０を第１実施形態の連結部材１００に適用した場合を例示したが、第２実施形態の連結部材１００に対しても適用可能であることはもちろんである。
【００６１】
（第４実施形態）図９は非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。なお、本実施形態にかかる車体結合構造は、上記第１〜第３実施形態にかかる車体結合構造と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００６２】
本実施形態にかかる車体結合構造は、図９に示すように、基本的には上記第２実施形態と略同様の構成を備えている。すなわち、連結部材１００では、上部に設けたキャビン側取付部１０１は、その中心軸方向が車両前後方向に沿う姿勢で配置したピン部材１３０Ａを介して、ブラケット１３２の側壁１３２ａ，１３２ｂに相対回転可能に支持されているが、特に、本実施形態では、ピン部材１３０Ａの外周に緩衝材としてのゴムブッシュ１３３を設けてある。
【００６３】
すなわち、キャビン側取付部１０１には、ピン部材１３０Ａを挿通する挿通孔１３４が車両前後方向に形成されるが、本実施形態では、その挿通孔１３４がピン部材１３０Ａよりも大径に形成され、それらピン部材１３０Ａの外周と挿通孔１３４の内周との間にゴムブッシュ１３３が介挿してある。このとき、ゴムブッシュ１３３は圧入でも良いが、特に加硫接着しておくことが好ましい。
【００６４】
したがって、本実施形態にかかる車体結合構造によれば、第２実施形態と同様の作用効果を奏するのはもちろんのこと、特に、ピン部材１３０Ａの外周にゴムブッシュ１３３が設けられているので、通常走行時に、車台フレーム１０からキャビン部２０に伝達される路面振動やエンジン振動等の騒音がゴムブッシュ１３３によって効率良く吸収され、車室内での静粛性を向上することができる。
【００６５】
また、ゴムブッシュ１３３がピン部材１３０Ａの外周に設けられることにより、連結部材１００にはシル部２１Ｌ，２１Ｒに対して車両前後方向軸周りに所定の回転抵抗が作用する。このとき、ゴムブッシュ１３３のねじれ耐力は脆弱部１１０の曲げ耐力よりも著しく低いため、オフセット衝突時にゴムブッシュ１３３の変形が底付きした時点で荷重を支持できるため、最終的には、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６６】
また、本実施形態ではゴムブッシュ１３３を第２実施形態の連結部材１００に適用した場合を例示したが、第１実施形態の連結部材１００に対しても適用可能であることはもちろんである。
【００６７】
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は限定されず、種々の変形が可能である。例えば、連結部材１００はダイキャストによるブロック体とすることなく、薄板鋼板を断面コ字状や閉断面となるように折曲形成することができ、これによって更なる軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造が適用される車体骨格の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造の連結部材の取付状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造が適用される車台フレームおよびキャビン部のオフセット前面衝突時の挙動を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造の衝突側の連結部材の破断状態を斜め前方から見た斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材の破断状態を斜め後方から見た斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材の破断後の状態を斜め後方から見た斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。
【図９】本発明の第４実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 車台フレーム
１１Ｌ，１１Ｒ サイドフレーム（骨格部分）
１６Ｒ リヤフロア部クロスメンバ（左右連結部材を結ぶ位置に設けたクロスメンバ）
２０ キャビン部
２１Ｌ，２１Ｒ シル部（骨格部分）
１００ 連結部材
１０１ キャビン側取付部
１０２ フレーム側取付部
１１０ 脆弱部
１１１ 溝
１３０，１３０Ａ ピン部材
１３３ ゴムブッシュ（緩衝材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体結合構造に関し、とりわけ、それぞれ独立に構成される車台フレームとキャビン部とが、衝突時の荷重入力で相対移動するように構成された車体結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体結合構造として、車台フレームとキャビン部とが分離されてそれぞれ独立に構成され、キャビン部が左右両側部にそれぞれ配設された連結部材を介して車台フレームに搭載され、前面衝突または後面衝突によって連結部材が破断することにより、キャビン部が車台フレームに対して相対的に衝突側に移動して、衝突時の衝撃がキャビン部に伝播されるのを効果的に緩和するとともに、車台フレームとキャビン部の強度を高めたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３３８４２１号公報（第６，８頁、図１）
【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、かかる従来の車体結合構造にあっては、車両左右方向片側に片寄って衝突されるオフセット衝突時等には、車台フレームの衝突側には荷重が大きく作用することになるが、車両左右方向反対側となる非衝突側には衝突荷重が伝達されにくくなる。これは、軽量化等の理由から、車台フレームの前後方向に延在するフレーム部材間で車両左右方向に架設されるクロス部材については、その結合部も含めて剛体化し難いためである。
【０００４】
したがって、非衝突側では車台フレームとキャビン部とを連結している連結部材に剪断荷重が入力されにくくなるため、衝突側の連結部材の破断タイミングと非衝突側の連結部材の破断タイミングとが時間的にずれてしまい、キャビン部を車台フレームに対して安定して相対移動させることが難しくなってしまう虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、オフセット衝突時等においてもキャビン部を車台フレームに対してより安定的に相対移動させることができる車体結合構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車輪およびパワートレーンユニットを搭載する車台フレームと、乗員の居住空間であるキャビン部と、がそれぞれ独立に構成され、それら車台フレームとキャビン部とが、衝突時の荷重入力によって相対移動を可能とする連結部材を介して連結された車体結合構造において、前記連結部材は、車台フレームとキャビン部のそれぞれの車両左右方向両側部の骨格部分同士を連結するとともに、各連結部材には、キャビン側取付部とフレーム側取付部との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定した脆弱部が形成されることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両が前面または後面でオフセット衝突した際に、車台フレームは車両左右方向片側に片寄った衝突部分を中心に回転する一方、キャビン部は慣性力により衝突時の速度ベクトルに沿った方向、つまり、オフセット前面衝突である場合には車両前方に、オフセット後面衝突である場合には車両後方に相対移動する。
【０００８】
このとき、各連結部材には、キャビン側取付部とフレーム側取付部との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定した脆弱部を形成してあるので、車台フレームの回転挙動を利用して非衝突側の連結部材に車両左右方向の荷重を印加することで、非衝突側の連結部材の破断タイミングと衝突側の連結部材の破断タイミングとを近づけることができ、キャビン部を車台フレームに対して安定的に相対移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）図１は、車体骨格の分解斜視図、図２は、連結部材の取付状態を示す斜視図、図３は、車台フレームおよびキャビン部のオフセット前面衝突時の挙動を上側から見た平面図、図４は、衝突側の連結部材の破断状態を斜め前方から見た斜視図、図５は、非衝突側の連結部材の破断状態を斜め後方から見た斜視図、また、図６は、非衝突側の連結部材の破断後の状態を斜め後方から見た斜視図である。
【００１１】
本実施形態の車体結合構造は、図１に示すように図示省略した車輪やパワートレーンユニットを搭載する車台フレーム１０と、乗員の居住空間であるキャビン部２０と、を分離してそれぞれが独立して相互に分離可能に構成されており、それら車台フレーム１０とキャビン部２０とが、衝突時の荷重入力により相対移動を可能とする連結部材１００を介して連結してある。
【００１２】
車台フレーム１０には、車両左右方向両側に車両前後方向に延在して骨格部分となる左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒを備え、これら左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒには、キャビン部２０の下方に位置する平坦なフロア部１２と、このフロア部１２の車両前方および車両後方に傾斜面１３ａ，１３ｂを形成する前方・後方キックアップ部１３Ｆ，１３Ｒと、前方キックアップ部１３Ｆの車両前方に設けたフロントエンド部１４Ｆおよび後方キックアップ部１３Ｒの車両後方に設けたリヤエンド部１４Ｒと、を形成してある。
【００１３】
また、左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの車両前端部および車両後端部は、それぞれフロントエンドクロスメンバ１５Ｆおよびリヤエンドクロスメンバ１５Ｒで連結されるとともに、フロア部１２の前側部および後側部は、それぞれフロントフロア部クロスメンバ１６Ｆおよびリヤフロア部クロスメンバ１６Ｒで連結され、かつ、これらフロント・リアフロア部クロスメンバ１６Ｆ，１６Ｒの前後方向中間部はセンタフロア部クロスメンバ１６Ｃで連結してある。
【００１４】
このとき、フロント・リヤ・センタフロア部クロスメンバ１６Ｆ，１６Ｒ，１６Ｃの上面は、左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの上面から上方に突出しないように設定され、本実施形態ではそれぞれを同一面に形成してある。
【００１５】
そして、上記構成の車台フレーム１０では、車両前方および車両後方からの入力に対する剛性・強度のバランスについて、フロントエンド部１４Ｆとリヤエンド部１４Ｒとで略等しくする一方、前方・後方キックアップ部１３Ｆ，１３Ｒとフロア部１２とで略等しくし、かつ、車両前側のフロントエンド部１４Ｆおよびリヤエンド部１４Ｒよりも車両後側の前方・後方キックアップ部１３Ｆ，１３Ｒおよびフロア部１２を大きく設定する、つまり、フロントエンド部１４Ｆの強度≒リヤエンド部１４Ｒの強度＜前方・後方キックアップ部１３Ｆ，１３Ｒの強度≒フロア部１２の強度とすることが好ましい。
【００１６】
キャビン部２０の下面は平坦に形成されており、その下部骨格として車両左右方向両側端部に前後方向に延在する左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒが設けられている。それら左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒの車両前端部は、フロントクロスメンバ２２Ｆで連結されるとともに、車両後端部はリヤクロスメンバ２２Ｒで連結され、かつ、前後方向中央部はセンタクロスメンバ２２Ｃで連結されている。
【００１７】
また、左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒの前端部には、フロントピラー２４Ａを、前後中央部には、センターピラー２４Ｂを、後端部にはリヤピラー２４Ｃをそれぞれ立ち上げてあり、左側および右側のそれぞれの上端部に左・右ルーフサイドレール２５Ｌ，２５Ｒを連結してある。
【００１８】
そして、キャビン部２０の下面には、各クロスメンバ２２Ｆ，２２Ｒ，２２Ｃの下側に亘ってフロアパネル２６（図２参照）を敷設し、かつ、そのフロアパネル２６を各クロスメンバ２２Ｆ，２２Ｒ，２２Ｃに結合してある。
【００１９】
また、左・右のフロントピラー２４Ａを下方から所定高さ位置でダッシュクロスメンバ２７によって連結し、そのダッシュクロスメンバ２７の下方をダッシュパネル２８で覆ってある。
【００２０】
また、図２に示すように、平板状のインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａと、車両左右方向外方に突出するように湾曲したアウタパネル２１Ｌｂ，２１Ｒｂと、をそれぞれの上・下端部で接合することで、左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒをそれぞれ閉断面に形成してある。
【００２１】
このとき、左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒの車両左右方向の間隔Ｗ１は、車台フレーム１０の左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの車両左右方向の間隔Ｗ２よりも所定量大きく形成してあり、キャビン部２０が車台フレーム１０から左右に突出するようになっている。
【００２２】
ここで、車台フレーム１０とキャビン部２０とを連結した連結部材１００は、図１に示すように、車台フレーム１０の中央部に設けたフロア部１２の車両左右方向両側部にそれぞれ前部と後部に対を成して４箇所（図中Ｐ部で示す）に配置されている。それら連結部材１００の配置箇所は、キャビン部２０下部の車両左右方向両側部で前部と後部に対応した部位となっている。
【００２３】
そして、各連結部材１００は、図２に示すように、車台フレーム１０とキャビン部２０のそれぞれの車両左右方向両側部の骨格部分同士、つまり、車台フレーム１０では左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒと、キャビン部２０では左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒとの対応するもの同士を連結するとともに、各連結部材１００には、キャビン側取付部１０１とフレーム側取付部１０２との間に車両前後方向（図中略左右方向）軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向（図中略紙面直角方向）軸周りの曲げ耐力を高く設定した脆弱部１１０が形成されている。
【００２４】
この連結部材１００は、アルミ合金等の軽金属を素材とするダイキャストにより１つのブロック体として全体に縦長に成形され、上部にキャビン側取付部１０１を形成するとともに、下部にフレーム側取付部１０２を形成してある。
【００２５】
キャビン側取付部１０１は、全体として略立方体状であり、その車両左右方向外側面が取付面１０１ａとなっている。また、フレーム側取付部１０２は、車両前後方向に細長くなるように延長された略直方体状となり、その車両左右方向内側面が取付面１０２ａとなっている。
【００２６】
そして、キャビン側取付部１０１が左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒのインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａに取り付けられるとともに、フレーム側取付部１０２が左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの外側面１１Ｌａ，１１Ｒａの下部に取り付けられている。
【００２７】
このとき、キャビン側取付部１０１はフレーム側取付部１０２よりも上方にオフセット（オフセット量Ｋ）されており、また、脆弱部１１０は、フレーム側取付部１０２の近傍に配置されている。
【００２８】
そして、このキャビン側取付部１０１が左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒのインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａに取り付けられるにあたっては、その取付部１０１に挿通されたピン部材１３０を介して連結部材１００とインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａとが相互に結合されている。
【００２９】
ピン部材１３０は、その中心軸方向が車両左右方向に沿う姿勢で配置されており、キャビン側取付部１０１と左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒとはピン部材１３０を中心として、車両左右方向軸周りに相対回転できるようになっている。
【００３０】
また、フレーム側取付部１０２は、車両前後方向に適宜間隔をもって配置される複数のボルト１３１を介して左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒに結合されている。
【００３１】
脆弱部１１０は、ブロック状となった連結部材１００をフレーム側取付部１０２に至る部分で車両左右方向（図２中略紙面直角方向）に薄肉化することで、車両前後方向に細長い断面矩形状の薄肉部として形成されている。
【００３２】
ここで、本実施形態では、前後で対をなす連結部材１００について、前部に配設された連結部材１００にそれぞれ形成された脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力より、後部に配設された連結部材１００にそれぞれ形成された脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力を大きくしてある。
【００３３】
また、車台フレーム１０のフロア部１２には、フロント・リアフロア部クロスメンバ１６Ｆ，１６Ｒとセンタフロア部クロスメンバ１６Ｃとを設けたが、これらクロスメンバ１６Ｆ，１６Ｒ，１６Ｃのいずれかは、車両左右方向に並べて対を成して配設される左右の連結部材１００同士を結ぶ位置に設けることが望ましく、本実施形態ではリヤフロア部クロスメンバ１６Ｒが、車両後方の左・右連結部材１００を結ぶ線上に配置されている。
【００３４】
したがって、本実施形態にかかる車体結合構造によれば、図３に示すように、車両がオフセット前面衝突（左舷オフセット）した場合、衝突対象物Ｃに車台フレーム１０の左サイドフレーム１１Ｌの前端が干渉し、当該部分のフロントエンド部１４Ｆが圧潰（軸方向に圧縮して潰れる状態）する。なお、図３中、Ｗｆは前輪、Ｗｒは後輪を示す。
【００３５】
そして、衝突荷重Ｆは左サイドフレーム１１Ｌ側からキックアップ部１３Ｆに伝達され、そのまま左舷のリア側のキックアップ部１３Ｒへと伝達されるが、さらに、フロントフロア部クロスメンバ１６Ｆを介して非衝突側の右サイドフレーム１１Ｒへも伝達されることになる。
【００３６】
このとき、車両前後方向の衝突荷重については、衝突側が非衝突側よりも大きくなる。また、車両前後方向に入力された衝突荷重Ｆは連結部材１００に伝播して、その脆弱部１１０を破断させることにより、キャビン部２０は車台フレーム１０に対して相対的に衝突側（車両前方）に相対移動する。
【００３７】
ここで、仮に、キャビン部２０が相対移動する際の減速度をコントロールするために、連結部材の車両前後方向の破断荷重を単に高めに設定すると、オフセット衝突の場合の非衝突側では入力荷重が小さくなるため、連結部材が破断されなくなってしまうことになる。
【００３８】
また、衝突現象が進行するにしたがって、衝突側のフロントエンド部１４Ｆの変形が終了し、車台フレーム１０はオフセットした衝突位置を中心Ｏとして図３で反時計回りに回転することになる一方、キャビン部２０は慣性力によって衝突初期の速度ベクトルの方向、つまり、車両前方に相対移動するため、キャビン部２０と車台フレーム１０とは相対的に車両横方向にズレが生じてしまう。このため、車台フレーム１０に沿って安定的にキャビン部２０を前方移動させるためには、相対的なズレを抑制する必要がある。
【００３９】
ここで、車両の通常走行時に発生する横加速度は０Ｇ〜５Ｇ程度であるが、オフセット衝突に伴う車台フレーム１０の回転挙動時の横加速度は３０Ｇ〜４０Ｇにも達することが確かめられている。
【００４０】
こうした点を考慮して、本実施形態の車体結合構造では、オフセット前面衝突で衝突側（本実施形態では左舷側）に入力された衝突荷重Ｆは、衝突側の左サイドフレーム１１Ｌを伝って車両後方へと伝達され、当該衝突側の連結部材１００では、図４に示すように車両前後方向の荷重によって脆弱部１１０が破断する。
【００４１】
一方、非衝突側の連結部材１００には、キャビン側取付部１０１とフレーム側取付部１０２との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定された脆弱部１１０を形成してあるので、図５に示すように、脆弱部１１０は車台フレーム１０の回転挙動に伴う車両左右方向の荷重によって破断する。
【００４２】
このため、脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力と車両前後方向軸周りの曲げ耐力とを適宜に調整することで、非衝突側の連結部材１００の破断タイミングと衝突側の連結部材１００の破断タイミングとを近づけることができ、キャビン部２０を車台フレーム１０に対してより安定的に車両前後方向に相対移動させることが可能となる。
【００４３】
このとき、各連結部材１００では、キャビン側取付部１０１をフレーム側取付部１０２よりも上方にオフセットしているので、脆弱部１１０に曲げモーメントが集中されて、脆弱部１１０がより破断しやすくなる。
【００４４】
また、本実施形態では、脆弱部１１０が、フレーム側取付部１０２の近傍に配置されているため、脆弱部１１０が破断した際には、図６に示すように、その脆弱部１１０よりも上方部分の破断残り部分１０３がキャビン部２０に残された状態となる。
【００４５】
このため、オフセット衝突時の車台フレーム１０の回転挙動に伴って、車台フレーム１０とキャビン部２０とが車両横方向に相対ズレを発生した場合には、破断残り部分１０３が車台フレーム１０の右サイドフレーム１１Ｒの側面に干渉することによって、ズレを抑制することができ、以て、より安定的に車台フレーム１０に沿ってキャビン部２０を前後方向に相対移動させることができる。
【００４６】
また、キャビン側取付部１０１は、その取付部１０１に挿通したピン部材１３０を介して連結部材１００と左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒとを結合するので、衝突時に車台フレーム１０に荷重Ｆが加わり、取付部１０１の取付部で剪断荷重を受けることになるが、このとき、連結部材１００のキャビン部２０側に連結する部分をピン結合とすることで、曲げモーメント最大点をフレーム側取付部１０２の近傍に設けた脆弱部１１０に集中させることができるようになり、より安定的に脆弱部１１０で破断させることができる。
【００４７】
さらに、脆弱部１１０は、連結部材１００を車両左右方向に薄肉化することで車両前後方向に長い断面矩形状の薄肉部として形成されているので、その薄肉部の断面係数により車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力の方を高くしやすくなり、オフセット衝突時に非衝突側の連結部材１００を脆弱部１１０からより確実に破断させることができる。
【００４８】
さらにまた、キャビン部２０の前部と後部に対を成して配設した連結部材１００について、前部に配設された連結部材１００に形成された脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力より、後部に配設された連結部材１００に形成された脆弱部１１０の車両前後方向軸周りの曲げ耐力を大きくしたので、前面オフセット衝突時に、車台フレーム１０とキャビン部２０とが車両左右方向に片寄った衝突点を中心Ｏに横方向に相対ズレを発生した際に、そのズレ量が後方側程大きくなるため、後部に配設された連結部材１００の車両前後方向軸周りに加わる曲げ耐力を大きくすることで、前部と後部の双方の連結部材１００の破断タイミングを近付けることができ、キャビン部２０をより安定的に車台フレーム１０に沿って車両前後方向に相対移動させることができる。
【００４９】
また、車台フレーム１０は、車両左右方向に対を成して配設される左右の連結部材１００を結ぶ位置にクロスメンバ（本実施形態ではリヤフロア部クロスメンバ１６Ｒ）を設けたので、オフセット衝突によって車台フレーム１０とキャビン部２０が横方向の相対ズレを発生した際に、車両左右方向の荷重をクロスメンバ１６Ｒを介して非衝突側の連結部材１００に効率良く伝達し、その非衝突側の連結部材１００の破断を促進することができる。
【００５０】
もちろん、車両後方の左・右連結部材１００を結ぶリヤフロア部クロスメンバ１６Ｒに限ることなく、フロントフロア部クロスメンバ１６Ｆを、車両前方に配設した左右の連結部材１００を結ぶ位置に設けてもよい。
【００５１】
（第２実施形態）図７は、非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。なお、本実施形態にかかる車体結合構造は、上記第１実施形態にかかる車体結合構造と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００５２】
本実施形態にかかる車体結合構造は、図７に示すように、基本的には上記第１実施形態と略同様の構成を備えている。すなわち、ブロック体で形成された連結部材１００の上部にはキャビン側取付部１０１が、また下部にはフレーム側取付部１０２が形成してあり、キャビン側取付部１０１が左・右シル部２１Ｌ，２１Ｒのインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａに取り付けられるとともに、フレーム側取付部１０２が左・右サイドフレーム１１Ｌ，１１Ｒの外側面１１Ｌａ，１１Ｒａの下部に取り付けられ、フレーム側取付部１０２の近傍に脆弱部１１０が形成されている。
【００５３】
また、キャビン側取付部１０１は、その取付部１０１に挿通したピン部材１３０Ａを介して連結部材１００とインナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａとを結合するようになっているが、本実施形態では、ピン部材１３０Ａは、その中心軸方向が車両前後方向に沿う姿勢で配置されている。
【００５４】
キャビン側取付部１０１を車両前後方向に挿通するピン部材１３０Ａの両端部は、インナパネル２１Ｌａ，２１Ｒａからキャビン側取付部１０１の前後両側面を挟むように突設した側壁１３２ａ，１３２ｂを有するブラケット１３２によって支持されており、キャビン側取付部１０１は両側壁１３２ａ，１３２ｂ間でピン部材１３０Ａを中心として、車両前後方向軸周りに相対回転できるようになっている。
【００５５】
したがって、本実施形態にかかる車体結合構造によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するのはもちろんのこと、特に、キャビン側取付部１０１がピン部材１３０Ａを介して車両前後方向軸周りに相対回転できるようになっているので、オフセット衝突時に連結部材１００に車両左右方向の荷重が入力された時に、曲げモーメントを脆弱部１１０により集中させ易くなって、脆弱部１１０でより確実に破断させることができる。
【００５６】
（第３実施形態）図８は、非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。なお、本実施形態にかかる車体結合構造は、上記第１あるいは第２実施形態にかかる車体結合構造と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００５７】
本実施形態にかかる車体結合構造は、図８に示すように、基本的には上記第１実施形態と略同様の構成を備えている。すなわち、連結部材１００では、上部に設けたキャビン側取付部１０１と下部に設けたフレーム側取付部１０２とが上下方向にオフセットされており（Ｋ：オフセット量）、かつ、脆弱部１１０が、フレーム側取付部１０２の近傍に配置してあるとともに、車両左右方向に薄肉化することで車両前後方向に長くなる断面矩形状の薄肉部として形成してある。
【００５８】
そして、本実施形態では、脆弱部１１０には、車両前後方向に沿う断面Ｖ字状の溝１１１が形成されている。
【００５９】
したがって、本実施形態にかかる車体結合構造によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するのはもちろんのこと、特に、脆弱部１１０に車両前後方向に沿う溝１１１が形成されていることにより、オフセット衝突時に衝突位置を中心Ｏとして車台フレーム１０とキャビン部２０とが車両横方向にズレが発生して、連結部材１００に車両左右方向の荷重が入力された時に、溝１１１によって脆弱部１１０は、車両左右方向軸周りの曲げ耐力よりも車両前後方向軸周りの曲げ耐力の方が低くなるため、非衝突側の連結部材１００をより迅速に、かつ、より安定的に破断させることができるようになる。
【００６０】
また、本実施形態では、上記脆弱部１１０を第１実施形態の連結部材１００に適用した場合を例示したが、第２実施形態の連結部材１００に対しても適用可能であることはもちろんである。
【００６１】
（第４実施形態）図９は非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。なお、本実施形態にかかる車体結合構造は、上記第１〜第３実施形態にかかる車体結合構造と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００６２】
本実施形態にかかる車体結合構造は、図９に示すように、基本的には上記第２実施形態と略同様の構成を備えている。すなわち、連結部材１００では、上部に設けたキャビン側取付部１０１は、その中心軸方向が車両前後方向に沿う姿勢で配置したピン部材１３０Ａを介して、ブラケット１３２の側壁１３２ａ，１３２ｂに相対回転可能に支持されているが、特に、本実施形態では、ピン部材１３０Ａの外周に緩衝材としてのゴムブッシュ１３３を設けてある。
【００６３】
すなわち、キャビン側取付部１０１には、ピン部材１３０Ａを挿通する挿通孔１３４が車両前後方向に形成されるが、本実施形態では、その挿通孔１３４がピン部材１３０Ａよりも大径に形成され、それらピン部材１３０Ａの外周と挿通孔１３４の内周との間にゴムブッシュ１３３が介挿してある。このとき、ゴムブッシュ１３３は圧入でも良いが、特に加硫接着しておくことが好ましい。
【００６４】
したがって、本実施形態にかかる車体結合構造によれば、第２実施形態と同様の作用効果を奏するのはもちろんのこと、特に、ピン部材１３０Ａの外周にゴムブッシュ１３３が設けられているので、通常走行時に、車台フレーム１０からキャビン部２０に伝達される路面振動やエンジン振動等の騒音がゴムブッシュ１３３によって効率良く吸収され、車室内での静粛性を向上することができる。
【００６５】
また、ゴムブッシュ１３３がピン部材１３０Ａの外周に設けられることにより、連結部材１００にはシル部２１Ｌ，２１Ｒに対して車両前後方向軸周りに所定の回転抵抗が作用する。このとき、ゴムブッシュ１３３のねじれ耐力は脆弱部１１０の曲げ耐力よりも著しく低いため、オフセット衝突時にゴムブッシュ１３３の変形が底付きした時点で荷重を支持できるため、最終的には、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６６】
また、本実施形態ではゴムブッシュ１３３を第２実施形態の連結部材１００に適用した場合を例示したが、第１実施形態の連結部材１００に対しても適用可能であることはもちろんである。
【００６７】
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は限定されず、種々の変形が可能である。例えば、連結部材１００はダイキャストによるブロック体とすることなく、薄板鋼板を断面コ字状や閉断面となるように折曲形成することができ、これによって更なる軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造が適用される車体骨格の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造の連結部材の取付状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造が適用される車台フレームおよびキャビン部のオフセット前面衝突時の挙動を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造の衝突側の連結部材の破断状態を斜め前方から見た斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材の破断状態を斜め後方から見た斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材の破断後の状態を斜め後方から見た斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。
【図９】本発明の第４実施形態にかかる車体結合構造の非衝突側の連結部材を斜め後方から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 車台フレーム
１１Ｌ，１１Ｒ サイドフレーム（骨格部分）
１６Ｒ リヤフロア部クロスメンバ（左右連結部材を結ぶ位置に設けたクロスメンバ）
２０ キャビン部
２１Ｌ，２１Ｒ シル部（骨格部分）
１００ 連結部材
１０１ キャビン側取付部
１０２ フレーム側取付部
１１０ 脆弱部
１１１ 溝
１３０，１３０Ａ ピン部材
１３３ ゴムブッシュ（緩衝材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪およびパワートレーンユニットを搭載する車台フレームと、乗員の居住空間であるキャビン部と、がそれぞれ独立に構成され、それら車台フレームとキャビン部とが、衝突時の荷重入力によって相対移動を可能とする連結部材を介して連結された車体結合構造において、
前記連結部材は、車台フレームとキャビン部のそれぞれの車両左右方向両側部の骨格部分同士を連結するとともに、各連結部材には、キャビン側取付部とフレーム側取付部との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定した脆弱部が形成されることを特徴とする車体結合構造。
【請求項２】
前記キャビン側取付部が前記フレーム側取付部よりも上方にオフセットしていることを特徴とする請求項１に記載の車体結合構造。
【請求項３】
前記脆弱部が前記フレーム側取付部の近傍に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車体結合構造。
【請求項４】
前記連結部材と前記キャビン部の骨格部分とが前記キャビン側取付部に挿通させたピン部材を介して結合されることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項５】
前記脆弱部は、連結部材を車両左右方向に薄肉化することで車両前後方向に長い断面矩形状の薄肉部として形成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項６】
前記脆弱部には、車両前後方向に沿う断面Ｖ字状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項７】
前記連結部材が、キャビン部の前部と後部にそれぞれ設けられ、
前部に配設された連結部材に形成された脆弱部の車両前後方向軸周りの曲げ耐力より、後部に配設された連結部材に形成された脆弱部の車両前後方向軸周りの曲げ耐力が大きいことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項８】
前記連結部材が、キャビン部の右部と左部のそれぞれに車両左右方向に並べて設けられ、
それら車両左右方向に並べられた連結部材同士を結ぶ位置に、車台フレームの一部としてのクロスメンバが設けられることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項９】
前記ピン部材の外周に緩衝材が設けられることを特徴とする請求項４に記載の車体結合構造。
【請求項１０】
前記連結部材は、薄板鋼板で折曲形成されることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項１】
車輪およびパワートレーンユニットを搭載する車台フレームと、乗員の居住空間であるキャビン部と、がそれぞれ独立に構成され、それら車台フレームとキャビン部とが、衝突時の荷重入力によって相対移動を可能とする連結部材を介して連結された車体結合構造において、
前記連結部材は、車台フレームとキャビン部のそれぞれの車両左右方向両側部の骨格部分同士を連結するとともに、各連結部材には、キャビン側取付部とフレーム側取付部との間に車両前後方向軸周りの曲げ耐力よりも車両左右方向軸周りの曲げ耐力を高く設定した脆弱部が形成されることを特徴とする車体結合構造。
【請求項２】
前記キャビン側取付部が前記フレーム側取付部よりも上方にオフセットしていることを特徴とする請求項１に記載の車体結合構造。
【請求項３】
前記脆弱部が前記フレーム側取付部の近傍に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車体結合構造。
【請求項４】
前記連結部材と前記キャビン部の骨格部分とが前記キャビン側取付部に挿通させたピン部材を介して結合されることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項５】
前記脆弱部は、連結部材を車両左右方向に薄肉化することで車両前後方向に長い断面矩形状の薄肉部として形成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項６】
前記脆弱部には、車両前後方向に沿う断面Ｖ字状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項７】
前記連結部材が、キャビン部の前部と後部にそれぞれ設けられ、
前部に配設された連結部材に形成された脆弱部の車両前後方向軸周りの曲げ耐力より、後部に配設された連結部材に形成された脆弱部の車両前後方向軸周りの曲げ耐力が大きいことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項８】
前記連結部材が、キャビン部の右部と左部のそれぞれに車両左右方向に並べて設けられ、
それら車両左右方向に並べられた連結部材同士を結ぶ位置に、車台フレームの一部としてのクロスメンバが設けられることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【請求項９】
前記ピン部材の外周に緩衝材が設けられることを特徴とする請求項４に記載の車体結合構造。
【請求項１０】
前記連結部材は、薄板鋼板で折曲形成されることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１つに記載の車体結合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１６８８２０（Ｐ２００８−１６８８２０Ａ）
【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２００７−４９１９（Ｐ２００７−４９１９）
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【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１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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