JP4349330B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

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。

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。
特開２００３−１４６２４２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１の車体構造における衝撃吸収の説明図である。 図１の車体構造における衝撃吸収の説明図である。 図１の車体構造における衝撃吸収の説明図である。 図１の車体構造における衝撃吸収の説明図である。 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

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。

Claims (3)

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。
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。
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。
   

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