JP2004338421A

JP2004338421A - 車体構造

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Publication number: JP2004338421A
Application number: JP2003133719A
Authority: JP
Inventors: Hideji Saeki; 秀司佐伯
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-12
Also published as: JP4161792B2; US7185934B2; US20040245033A1

Abstract

【課題】キャビン部を車台フレームに対して相対移動可能とすることができて、衝突時の乗員の安全性と車体の強度との両立を効率良く確保することができる車体構造の提供を図る。
【解決手段】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を独立構造とし、キャビン部２０を車台フレーム１０に対して変位機構３０を介して相対移動可能に連結することにより、衝突時にキャビン部は車台フレームに対して変位機構を介して相対移動するため、衝突時の衝撃がキャビン部に伝播されるのを緩和でき、また、キャビン部２０および車台フレーム１０の強度を高めることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体構造に関し、とりわけ、車体の強度確保と乗員の保護性との両立を図る車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車体構造としては軽合金押出し材を主要骨格部材に用いたものがあり、これによって車体の軽量化と保護性の向上との両立を狙うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２０２２６８号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の車体構造にあっては、軽量かつ高強度である軽合金押出し材を主要骨格部材に適用することで、高強度かつ軽量な車体構造を具現化できるが、近年においては、より高い衝撃エネルギーの吸収能力が要求されるコンパティビリティ（両立性）の問題が顕在し、生体工学的に耐性に劣る高齢者の増加に見られるように、車両に対して更なる保護性の向上が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明はキャビン部を車台フレームに対して相対移動可能とすることができて、衝突時の乗員の保護性と車体の強度との両立を効率良く確保することができる車体構造を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、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、を分離してそれぞれを独立構造とし、キャビン部と車台フレームとを変位機構を介して衝撃荷重に対して相対移動可能に連結したことを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、衝突時に車台フレームに衝突荷重が入力した場合に、キャビン部はこの車台フレームに対して変位機構を介して相対移動するため、衝突時の衝撃が居住空間であるキャビン部に伝播されるのを効果的に緩和できるとともに、このようにキャビン部と車台フレームとの相対移動が可能であるためこれらキャビン部および車台フレームを強度を高めて構成することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００９】
図１〜図１１は本発明にかかる車体構造の第１実施形態を示し、図１は車体全体の分解斜視図、図２は車台フレームにおける前後方向入力に対する強度分布図、図３は図１中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図、図４は図１中Ｂ部の拡大斜視図、図５は図１中Ｃ−Ｃ線に沿った拡大断面図、図６は図１中の矢視Ｄ方向から見た要部拡大図、図７は前面衝突時における変位機構の挙動説明図、図８は側面衝突時における変位機構の挙動説明図、図９は本実施形態を模擬した仕様と従来の車体構造の前面衝突シミュレーション結果における剛壁反力と時間の関係を示す説明図、図１０は本実施形態を模擬した仕様と従来の車体構造の前面衝突シミュレーション結果におけるキャビン減速度と時間の関係を示す説明図、図１１は本実施形態を模擬した仕様と従来の車体構造についての側面衝突シミュレーション結果においてキャビン変形量を一定にするために要求される車体強度を比較した説明図である。
【００１０】
この実施形態の車体構造は図１に示すように、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を独立構造とし、キャビン部２０と車台フレーム１０とを変位機構３０を介して衝撃荷重に対して相対移動可能に連結してある。
【００１１】
変位機構３０の１つは、前面衝突時または後面衝突時に、その衝突側でキャビン部２０を車台フレーム１０に対して上方に移動させるとともに、非衝突側でキャビン部２０の浮き上がりを拘束するキャビン部前後移動機構３１である。
【００１２】
このキャビン部前後移動機構３１は、後述の前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂ、ボルト３３、係合部材５０Ａ，５０Ｂ等によって構成される。
【００１３】
また、変位機構３０の１つは、側面衝突時にその入力荷重がキャビン部２０に集中して作用した場合に、キャビン部２０を車台フレーム１０に対して非衝突側に変位させるキャビン部横移動機構３２である。
【００１４】
このキャビン部横移動機構３２は、後述のボルト３３、姿勢安定機構４０等によって構成される。
【００１５】
車台フレーム１０は、キャビン部２０の下方に位置するフロア部１１と、このフロア部１１の車両前方および車両後方に傾斜面１２を形成する前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂと、前方キックアップ部１２Ａの車両前方に設けたフロントエンド部１３Ａおよび後方キックアップ部１２Ｂの車両後方に設けたリアエンド部１３Ｂと、を備えている。
【００１６】
このとき、車両前方および車両後方からの入力に対する剛性・強度のバランスを、図２に示すようにフロントエンド部１３Ａとリアエンド部１３Ｂとを略等しくする一方、前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂとフロア部１１とを略等しくし、かつ、前者のフロントエンド部１３Ａおよびリアエンド部１３Ｂよりも後者の前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂおよびフロア部１１を大きく設定してある。
【００１７】
つまり、これら骨格部材の剛性・強度のバランスを式で表すと、フロントエンド部１３Ａ≒リアエンド部１３Ｂ＜前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂ≒フロア部１１となる。
【００１８】
また、前記フロア部１１は、前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂから連続して車幅方向両側端部に前後方向に延在した左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂと、前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂとフロア部１１との境界部分に設けられて左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂを連結した前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂと、前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂと左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂとの結合部分に連結されて前後方向に延在し、車幅方向中央部の間隔が幅狭となるように配置された左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂと、これら左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭となる前後方向中央部分を車幅方向に連結した中央クロスフレーム１５Ｃと、を備えている。
【００１９】
左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂは、平面視で中央クロスフレーム１５Ｃが連結する幅狭部分Ｎで前後方向に延在する所定区間Ｋを設けた台形状を成しており、この幅狭の所定区間Ｋで変位機構３０の１つを構成している。
【００２０】
また、フロントエンド部１３Ａの前端にフロントクロスメンバ１７Ａを結合し、リアエンド部１３Ｂの後端にリアクロスメンバ１７Ｂを結合してある。
【００２１】
キャビン部２０は、その下部を平坦に形成してその下部骨格を、車幅方向両側端部に前後方向に延在した左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂと、前記下部平坦部の前端部・前後方向中央部分・後端部で前記左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂを車幅方向にそれぞれ連結した前方・中央部・後方車幅方向骨格部材２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと、これら車幅方向骨格部材の上面から下面の間に水平方向に設けたフロアパネル２３と、を備えている。
【００２２】
前記左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂの前端部にフロントピラー２４Ａを、前後中央部にセンターピラー２４Ｂを、後端部にリアピラー２４Ｃをそれぞれ立ち上げてあり、それぞれの上端部はルーフサイドレール２５に結合してある。
【００２３】
また、左・右のフロントピラー２４Ａの中間部に跨ってダッシュクロスメンバ２６を連結し、このダッシュクロスメンバ２６と前方車幅方向骨格部材２２Ａとの間をダッシュパネル２６ａで覆ってある。
【００２４】
更に、ルーフサイドレール２５の前端部間および後端部間をそれぞれルーフクロスメンバ２５ａ，２５ｂで連結するとともに、リアピラー２４Ｃの中間部間をリアクロスメンバ２７で連結してあり、このリアクロスメンバ２７と後方車幅方向骨格部材２２Ｃとの間をエンドパネル２７ａで覆ってある。
【００２５】
また、図３に示すように、キャビン部２０と車台フレーム１０とを、所定以上の荷重入力で剪断破断するボルト３３を介して締結・結合し、このボルト３３を前記変位機構３０の１つとして用いるようにしている。
【００２６】
前記ボルト３３による車台フレーム１０の締結部位は、左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂとなっており、また、ボルト３３によるキャビン部２０の締結部位は、左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂと中央部車幅方向骨格部材２２Ｂとの結合部分の近傍となる中央部車幅方向骨格部材２２Ｂに設定してあり、左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂと中央部車幅方向骨格部材２２Ｂとの結合部分から前記センターピラー２４Ｂを立ち上げてある。
【００２７】
前記ボルト３３は、キャビン部２０の前記中央部車幅方向骨格部材２２Ｂおよび車台フレーム１０の前記左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂにそれぞれ固定されて、互いに同軸方向に近接配置した上・下筒部材３４Ａ，３４Ｂに略密接して貫通配置してある。
【００２８】
車台フレーム１０とキャビン部２０との間には、図１に示すように、左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂの前後端部の四箇所に位置して姿勢安定機構４０を介在してある。
【００２９】
これら姿勢安定機構４０は、車台フレーム１０およびキャビン部２０を構成する素材よりも弾性率が低い物質、例えば合成樹脂で形成してあり、それぞれを車台フレーム１０に接着剤によって接合してある。
【００３０】
また、キャビン部２０の下部骨格、つまり、この実施形態では前方車幅方向骨格部材２２Ａおよび後方車幅方向骨格部材２２Ｃの車幅方向中央部には、キャビン部２０の前後方向への移動時に左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭部分Ｎ間の下面に摺動自在に係合する前方および後方の係合部材５０Ａ，５０Ｂを垂設してあり、これら係合部材５０Ａ，５０Ｂによって変位機構３０の１つを構成している。
【００３１】
係合部材５０Ａ，５０Ｂは、例えば係合部材５０Ｂに例をとって図４に示すと、下部骨格である前記前方車幅方向骨格部材２２Ａおよび後方車幅方向骨格部材２２Ｃに取り付ける保持腕５１と、この保持腕５１の下端部に結合されて車幅方向に延在し、図５に示すように、その車幅方向長さＷ１を左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭部分Ｎ間の間隔Ｗ２よりも長く形成して、これら左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの下側に配置した水平部５２と、によって略Ｔ字状に形成してある。
【００３２】
保持腕５１は、図４に示すように車台フレーム１０の中央クロスフレーム１５Ｃに対向する側を略垂直となる垂直壁５１ａとして形成するとともに、この垂直壁５１ａとは反対側を上方に向かってこの垂直壁５１ａから離れる方向に傾斜する傾斜部５１ｂとして形成してある。
【００３３】
また、前記保持腕５１の垂直壁５１ａには、この保持腕５１がフロア部１１の前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂに干渉した際に、保持腕５１の圧潰を促進する脆弱部５３を設けてある。
【００３４】
脆弱部５３は、この実施形態では前記垂直壁５１ａに車幅方向に延びる上下二段の凹設溝５３ａによって形成してある。
【００３５】
更に、前記左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂ間には、前記係合部材５０Ａ，５０Ｂよりも前後方向中央側に易変形物４１を配置してある。
【００３６】
易変形物４１は、車台フレーム１０およびキャビン部２０を構成するフレーム部材および骨格部材や係合部材５０Ａ，５０Ｂを構成する部材よりも変形強度が低い部材であり、この実施形態では発泡金属によって形成される。
【００３７】
また、この実施形態では前記易変形物４１の外側面を、変形可能なカバー４２によって覆ってある。
【００３８】
一方、図７に示すように左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂの断面高さｈ１を左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの断面高さｈ２よりも大きくするとともに、左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂと左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの上面高さ位置を略等しくし、係合部材５０Ａ，５０Ｂの下端位置、つまり、水平部５２の下端位置を左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂの下面よりも上方に配置してある。
【００３９】
ところで、この第１実施形態では車台フレーム１０および／またはキャビン部２０を構成するフレーム部材および骨格部材は、矩形状若しくは多角形状の閉断面を成す中空部材で構成してある。
【００４０】
以上の構成によりこの第１実施形態の車体構造にあっては、車台フレーム１０とキャビン部２０とを分離してそれぞれを独立構造とし、キャビン部２０を車台フレーム１０に対して変位機構３０を介して相対移動可能に連結したので、衝突時に車台フレーム１０に衝突荷重が入力した場合に、キャビン部２０はこの車台フレーム１０に対して変位機構３０を介して相対移動するため、衝突時の衝撃が居住空間であるキャビン部２０に伝播されるのを効果的に緩和することができる。
【００４１】
そして、このようにキャビン部２０と車台フレーム１０との相対移動が可能であるため、これらキャビン部２０および車台フレーム１０を強度を高めて構成することができ、ひいては、衝突時の乗員の保護性と車体の強度との両立を効率良く確保することができる。
【００４２】
ところで、この第１実施形態では前記作用効果に加えて、変位機構３０は、前面衝突時または後面衝突時、その衝突側でキャビン部２０を車台フレーム１０に対して上方に移動させるとともに、非衝突側でキャビン部２０の浮き上がりを拘束するキャビン部前後移動機構３１であるので、前面および後面からの衝突時、例えば、図７に示すように前面衝突時に、キャビン部２０を車台フレーム１０に対して破線位置から実線位置へと衝突側に相対移動させて、衝突物に対してキャビン部２０の衝突方向部分が上方に逃げる挙動を確実に確保できるため、衝突荷重がキャビン部２０に直接入力するのを回避し、ひいては、乗員への影響を低減することができる。
【００４３】
また、変位機構３０は、側面衝突時にその入力荷重がキャビン部２０に集中して作用した場合に、キャビン部２０を車台フレーム１０に対して非衝突側に変位させるキャビン部横移動機構３２であるので、側面衝突時に移動する部分がキャビン部２０のみであるため、その慣性質量を減少してキャビン部２０における衝突部位の変形による浸入をより合理的に抑制することができる。
【００４４】
更に、車台フレーム１０を、フロア部１１と、前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂと、フロントエンド部１３Ａおよびリアエンド部１３Ｂと、を備えていて、車両前方および車両後方からの入力に対する剛性・強度のバランスを、フロントエンド部１３Ａ≒リアエンド部１３Ｂ＜前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂ≒フロア部１１としたので、前面衝突時または後面衝突時に、フロントエンド部１３Ａおよび後方キックアップ部１２Ｂで被衝突物を受け止めることができるため、衝突時の車台フレーム１０の変形をこれらフロントエンド部１３Ａおよび後方キックアップ部１２Ｂに止めることができる。
【００４５】
また、フロア部１１は、左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂと、前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂと、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂと、中央クロスフレーム１５Ｃと、を備えているので、フロントエンド部１３Ａおよび後方キックアップ部１２Ｂに作用する衝突荷重は、前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂから左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂと、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂと、前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂと、に伝達して車台フレーム１０全体で衝突荷重を支持することができ、車台フレーム１０の前方および後方からの入力に対する前記剛性・強度バランスを容易に設定することができる。
【００４６】
一方、キャビン部２０は、その下部を平坦に形成してその下部骨格を、左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂと、前方・中央部・後方車幅方向骨格部材２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと、フロアパネル２３と、を備えているので、通常使用時や衝突時においてキャビン部２０の下部に作用する入力に対する同部位の強度を充分に確保することができる。
【００４７】
また、変位機構３０は、キャビン部２０と車台フレーム１０とを締結・結合し、所定以上の荷重入力で剪断破断するボルト３３を備えているので、前面衝突時や後面衝突時に車台フレーム１０に衝突荷重が入力した際に、キャビン部２０に作用する慣性力により前記ボルト３３を剪断破断して、車台フレーム１０に作用した衝撃がキャビン部２０に伝播されるのを緩和することができる。
【００４８】
更に、前記ボルト３３は、キャビン部２０および車台フレーム１０にそれぞれ固定されて、互いに同軸方向に近接配置した上・下筒部材３４Ａ，３４Ｂに略密接して貫通配置したので、前面衝突や後面衝突によって衝突荷重が車台フレーム１０に入力した場合、若しくは側面衝突によって衝突荷重がキャビン部２０に集中して入力した場合に、上・下筒部材３４Ａ，３４Ｂを同軸方向に近接配置してあるため、これら上・下筒部材３４Ａ，３４Ｂ間でボルト３３に大きな剪断力を作用させて、ボルト３３の破断により衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【００４９】
更にまた、前記ボルト３３によるキャビン部２０の締結部位は、左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂと中央部車幅方向骨格部材２２Ｂとの結合部分の近傍となる中央部車幅方向骨格部材２２Ｂに設定してあり、左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂと中央部車幅方向骨格部材２２Ｂとの結合部分からセンターピラー２４Ｂを立ち上げたので、特に、側面衝突時にキャビン部２０に衝突荷重が集中して入力した場合に、キャビン部２０の側面への入力をセンターピラー２４Ｂで受け止めるとともに、その荷重を左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂおよび中央部車幅方向骨格部材２２Ｂに効率良く伝達することができ、その結果、前記ボルト３３により確実に剪断力を作用させることができる。
【００５０】
また、変位機構３０は、キャビン部２０の下部骨格である前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂから垂設されて、前後方向中央部方向への移動時に左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭部分Ｎ間の下面に摺動自在に係合する係合部材５０Ａ，５０Ｂを備えているので、図７に示したように、前面衝突時や後面衝突時に車台フレーム１０に衝突荷重が入力してキャビン部２０と相対移動した際に、非衝突側の係合部材５０Ａ，５０Ｂが前記幅狭部分Ｎに係合して、キャビン部２０の非衝突側が浮き上がるのを避けることができる。
【００５１】
尚、キャビン部２０の衝突側は係合部材５０Ａ，５０Ｂが幅狭部分Ｎに係合しないため、キャビン部２０は衝突側の前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂに沿って競り上がるように移動することになる。
【００５２】
更に、キャビン部２０の相対移動量が大きい場合は、非衝突側の係合部材５０Ａ，５０Ｂが中央クロスフレーム１５Ｃに係止して、キャビン部２０の移動を最終的に抑えることができる。
【００５３】
また、側面衝突時には、衝突荷重が車両下部に作用する場合はサイドフレーム１４Ａ，１４Ｂで荷重を受け止めた後、前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂおよび左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂに荷重を伝達・分散し、車台フレーム１０全体で衝突荷重を受け止めることができる。
【００５４】
一方、車両に対して高い位置、つまりキャビン部２０に衝突荷重が集中して入力する場合は、前記ボルト３３が剪断破断して図８に示すようにキャビン部２０が車台フレーム１０に対して非衝突側に相対移動する。
【００５５】
この移動量は図５に示すように、係合部材５０Ａ，５０Ｂと左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭部分Ｎとの車幅方向クリアランスＣＬによって規制され、側面衝突時の移動により係合部材５０Ａ，５０Ｂが左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの一方に干渉した時点で、キャビン部２０は車台フレーム１０と一体となる。
【００５６】
この結果、被衝突物の速度が高い衝突初期において移動部分の慣性質量が低減することにより、図１１に示すようにキャビン部２０における衝突部位の変形による進入をより合理的に抑制できるとともに、後半においてはキャビン部２０と車台フレーム１０との分離を回避して保護性を確保することができる。
【００５７】
更に、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂ間には、前記係合部材５０Ａ，５０Ｂよりも前後方向中央側に易変形物４１を配置したので、前面衝突時または後面衝突時にキャビン部２０が車台フレーム１０に対して相対移動することに伴って、非衝突側の係合部材５０Ａ，５０Ｂが左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂ間を移動する際に、この係合部材５０Ａ，５０Ｂが易変形物４１を圧潰若しくは剪断変形させることにより適度な抵抗力を発生させて、衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【００５８】
また、前記易変形物４１は衝突時のみに効果を発揮するのではなく、通常走行状態では易変形物４１が左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂ間に固定されるために、易変形物４１は左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂと一体の構造部材として機能して車台フレーム１０の剛性を向上させることができる。
【００５９】
従って、この第１実施形態の車体構造では、図９，図１０に示すように、被衝突物に対する強度を確保しつつ乗員への衝撃を緩和することにより、より高い保護性を確保することができる。
【００６０】
また、車台フレーム１０とキャビン部２０との間には、左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂの前後端部の四箇所に位置して姿勢安定機構４０を介在したので、通常使用時に車台フレーム１０とキャビン部２０との間のクリアランスを吸収し、これら車台フレーム１０とキャビン部２０を所定の姿勢に維持することができる。
【００６１】
更に、前記姿勢安定機構４０を、車台フレーム１０およびキャビン部２０を構成する素材よりも弾性率が低い物質、例えば合成樹脂で形成したので、通常走行時に車台フレーム１０側からの振動を姿勢安定機構４０が吸収して、居住空間であるキャビン部２０の静粛性を確保することができる。
【００６２】
更に、前記左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂは、平面視で中央クロスフレーム１５Ｃが連結する幅狭部分Ｎで前後方向に延在する所定区間Ｋを設けた台形状を成しているので、前面衝突時や後面衝突時に係合部材５０Ａ，５０Ｂが前記幅狭部分Ｎを移動する際の車幅方向の挙動をより安定させることができる。
【００６３】
ところで、前記係合部材５０Ａ，５０Ｂは、キャビン部２０の下部骨格に取り付ける保持腕５１と、この保持腕５１の下端部に結合されて車幅方向に延在し、その車幅方向長さＷ１を左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭部分Ｎ間の間隔Ｗ２よりも長く形成して、これら左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの下側に配置した水平部５２と、によって略Ｔ字状に形成したので、保持腕５１が前記幅狭部分Ｎの通過部分となり、水平部５２がキャビン部２０の浮き上がりを阻止する係止部となり、係合部材５０Ａ，５０Ｂの構造を簡単に、かつ、確実に係止機能を発揮することができる。
【００６４】
また、保持腕５１は、車台フレーム１０の中央クロスフレーム１５Ｃに対向する側を略垂直となる垂直壁５１ａとして形成するとともに、この垂直壁５１ａとは反対側を上方に向かってこの垂直壁５１ａから離れる方向に傾斜する傾斜部５１ｂとして形成したので、保持腕５１はキャビン部２０の下部骨格に取り付く上端部に向かって強度を高めることができるため、水平部５２に前後方向荷重が作用した際に保持腕５１の上端部に作用するモーメントをより合理的に支持することができる。
【００６５】
また、保持腕５１は中央クロスフレーム１５Ｃに対向する側、つまり、前記易変形物４１を配置した側が垂直壁５１ａとなっているので、係合部材５０Ａ，５０Ｂの移動力を垂直壁５１ａによって易変形物４１に確実に伝達して、この易変形物４１を効率良く圧潰若しくは剪断変形させて、衝突エネルギーを吸収することができる。
【００６６】
更に、前記垂直壁５１ａに、保持腕５１の圧潰を促進する脆弱部５３を設けたので、前面衝突時または後面衝突時にキャビン部２０が車台フレーム１０に対して相対移動することに伴って、保持腕５１がフロア部１１の前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂに干渉した際に、前記脆弱部５３を基点として保持腕５１が圧潰変形することにより、キャビン部２０の相対移動に対して極度の抵抗力の高まりを抑制しつつ、その移動を継続させることができる。
【００６７】
ところで、この実施形態では係合部材５０Ａ，５０Ｂの移動によって抵抗力を発生する手段として易変形物４１を用いたが、これに限ることなく係合部材５０Ａ，５０Ｂの保持腕５１の車幅方向の幅を、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭部分Ｎの間隔よりも広くし、かつ、この保持腕５１の取り付け部分を含めた強度を左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂよりも高くすることができる。
【００６８】
この場合は、係合部材５０Ａ，５０Ｂが左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭部分Ｎを移動する際に、保持腕５１が左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂを車幅方向外方に押し広げつつ通過し、このときの左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの変形により前記易変形物４１と同様に抵抗力を発生させて、衝突エネルギーを吸収することができる。
【００６９】
また、左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂの断面高さｈ１を左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの断面高さｈ２よりも大きくするとともに、左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂと左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの上面高さ位置を略等しくし、係合部材５０Ａ，５０Ｂの下端位置を左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂの下面よりも上方に配置したので、車両を側面から見た場合に、係合部材５０Ａ，５０Ｂの下端位置を左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂの側方投影面内に納めることができるため、外観を向上させることができる。
【００７０】
また、車台フレーム１０および／またはキャビン部２０を構成するフレーム部材および骨格部材を、矩形状若しくは多角形状の閉断面を成す中空部材で構成したので、部材毎の強度をより合理的に設定・確保することができる。
【００７１】
ところで、この第１実施形態では車台フレーム１０および／またはキャビン部２０を構成するフレーム部材および骨格部材は、前記矩形状若しくは多角形状の閉断面を成す中空部材に限ることなく、スチール若しくはアルミ等のパネル部材をプレス成形して接合したプレス成形部材で形成することができる。
【００７２】
この場合は、それぞれのプレス成形部材の形状自由度が高く設定できるとともに、局部的な剛性・強度の向上が容易であるとともに、既存の車両製造設備を流用することが可能であり、車体製造に対する設備投資を最小限に抑えることができる。
【００７３】
また、車台フレーム１０および／またはキャビン部２０を構成するフレーム部材および骨格部材を、閉断面管状部材を液圧成型した成形部材を全部若しくは一部に用いて構成することができる。
【００７４】
この場合は、フレーム部材や骨格部材お剛性・強度の確保をより合理的に設定することができる。
【００７５】
更に、車台フレーム１０および／またはキャビン部２０を構成するフレーム部材および骨格部材を、アルミ合金等の軽合金を押出し成型した押出し部材を主構成とし、鋳物部品およびパネル部品を組み合わせたスペースフレーム構造とすることができる。
【００７６】
この場合は、高剛性、高強度な車体をより軽量に造ることが可能となり、車両軽量化を図ることができる。
【００７７】
更にまた、車台フレーム１０および／またはキャビン部２０を構成するフレーム部材および骨格部材を、繊維強化樹脂により一体成型することができる。
【００７８】
この場合は、高剛性、高強度な車体をより軽量、かつ、少ない工程で造ることができ、これにより車両の軽量化および生産性の向上を図ることができる。
【００７９】
また、車台フレーム１０からフロントエンド部１３Ａおよびリアエンド部１３Ｂを分離し、これらフロントエンド部１３Ａおよびリアエンド部１３Ｂを車台フレーム１０の前方キックアップ部１２Ａおよび後方キックアップ部１２Ｂに、例えばボルト・ナットを用いて着脱可能に結合することができる。
【００８０】
この場合は、衝突後の補修性を向上できるとともに、フロントエンド部１３Ａおよびリアエンド部１３Ｂを予め付属部品を組付けてから前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂに取り付けるモジュール構造を達成でき、生産性の向上を図ることができる。
【００８１】
図１２は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１２は車体全体の分解斜視図である。
【００８２】
この第２実施形態の車体構造は、図１２に示すように左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂを、平面視で中央クロスフレーム１５Ｃが連結する幅狭部分Ｎを頂点とする円弧状若しくは曲線として形成してある。
【００８３】
また、前方キックアップ部１２Ａの傾斜面１２とキャビン部２０との間の空間部分に易変形物４３を配置してあり、この易変形物４３はキックアップ部１２Ａの傾斜面１２に固定してある。
【００８４】
前記易変形物４３は、車台フレーム１０やキャビン部２０の構成部材よりも強度が低い物質、例えば合成樹脂等が用いられる。
【００８５】
更に、フロントエンド部１３Ａに下側フレーム１８を設けて、上下二段のフレーム構造としてある。
【００８６】
また、車台フレーム１０の左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂは、前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂよりも車幅方向外方にオフセット配置して、それら左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂの前後両端部は車幅方向外方に湾曲して前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂに連結している。
【００８７】
そして、前記左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂとキャビン部２０の左・右側端部骨格部材２１Ａ，２１Ｂとを、センターピラー２４Ｂの連結部を挟んで前後２箇所に形成した取付穴３５，３５ａにボルトを挿通して締結・結合してあり、この場合のボルトは前記第１実施形態に示したボルト３３と同様の締結構造が採用される。
【００８８】
以上の構成によりこの第２実施形態の車体構造にあっては、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂを、平面視で中央クロスフレーム１５Ｃが連結する幅狭部分Ｎを頂点とする円弧状若しくは曲線として形成したので、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂと左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂで囲まれる空間をより効率良く形成することができる。
【００８９】
また、前方キックアップ部１２Ａの傾斜面１２とキャビン部２０との間の空間部分に易変形物４３を配置したので、前面衝突時にキャビン部２０が車台フレーム１０に対して相対移動する際に、前記易変形物４３を圧縮・剪断変形させることにより適度な抵抗力を得ることができ、これにより衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【００９０】
尚、前記易変形物４３は後方キックアップ部１２Ｂの傾斜面１２とキャビン部２０との間に設けて、後面衝突時のエネルギーを吸収させることもできる。
【００９１】
フロントエンド部１３Ａに下側フレーム１８を設けて、上下二段のフレーム構造としたので、前面衝突時にフロントエンド部１３Ａからの荷重伝達経路が下側フレーム１８を介して車台フレーム１０の下部にも伝達されるため、より確実に前方からの衝突物を受け止めることができるとともに、上下方向に荷重分散されてフロントエンド部１３Ａの強度確保を容易にすることができる。
【００９２】
尚、上下二段のフレーム構造はリアエンド部１３Ｂに採用して、後面衝突に対応させることもできる。
【００９３】
図１３，図１４は本発明の第３実施形態を示し、前記第１，第２実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１３は車体全体の分解斜視図、図１４は図１３中の矢視Ｖ方向から見た要部拡大図である。
【００９４】
この第３実施形態の車体構造は、図１３に示すように左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂを、平面視で中央クロスフレーム１５Ｃが連結する幅狭部分Ｎを頂点とする三角形状に形成してある。
【００９５】
また、前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂに、係合部材５０Ａ，５０Ｂとの干渉を避ける凹設部５４Ａ，５４Ｂを設けてある。
【００９６】
前記凹設部５４Ａ，５４Ｂは、前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂの車幅方向中央部を頂点として斜め下方に突出する湾曲形状として形成され、図１４に示すように係合部材５０Ａ，５０Ｂの前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂに対する面直方向長さｈが、前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂの同方向湾曲オフセット量Ｌよりも小さくなっている。
【００９７】
更に、図１３に示すように車台フレーム１０を構成するフレーム部材を、板厚が異なるスチール若しくはアルミ等のパネル部材を接合したテーラードブランク材を袋状に加工して、これを液圧成型した成形部材を用いて一体で形成してあり、フロア部１１と前方・後方キックアップ部１２Ａ，１２Ｂとの境界部分近傍（図１３中斜線部で示す）が、その他の部分よりも板厚を厚くしてある。
【００９８】
以上の構成によりこの第３実施形態の車体構造にあっては、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂを、平面視で中央クロスフレーム１５Ｃが連結する幅狭部分Ｎを頂点とする三角形状に形成したので、前面衝突時や後面衝突時および側面衝突時に左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂをトラス部材として機能させることができ、これにより車台フレーム１０の強度を高め、ひいては車体の軽量化を達成することができる。
【００９９】
また、前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂに、係合部材５０Ａ，５０Ｂとの干渉を避ける凹設部５４Ａ，５４Ｂを設けたので、前面衝突時や後面衝突時にキャビン部２０が車台フレーム１０に対して相対移動する際に、衝突側の係合部材５０Ａ，５０Ｂが前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂに干渉するのを防止して、キャビン部２０の挙動を安定化させることができる。
【０１００】
更に、車台フレーム１０を構成するフレーム部材を、板厚が異なるスチール若しくはアルミ等のパネル部材を接合したテーラードブランク材を袋状に加工して、これを液圧成型した成形部材を用いて一体で形成したので、部品点数を大幅に削減することができるため、生産性の向上を図ることができる。
【０１０１】
尚、テーラードブランク材を袋状に加工して液圧成型した成形部材は、車台フレーム１０のフレーム部材に限ることなく、キャビン部２０の骨格部材にあっても適用することができる。
【０１０２】
図１５は本発明の第４実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１５は係合部材の取付け状態を示す分解斜視図である。
【０１０３】
この第４実施形態の車体構造は、図１５に示すように係合部材５０Ａ，５０Ｂの保持腕５１は、その上端部をキャビン部２０の下部骨格に対して中央クロスフレーム１５Ｃ（図１参照）方向への回動を可能に連結するとともに、その逆方向の回動を回動抑制機構Ｒにより阻止するようにしてある。
【０１０４】
即ち、この実施形態の係合部材５０Ａ，５０Ｂは、アルミ押出し材により側面視で前後方向幅が略均一となるように形成して、保持腕５１の上端部を取付ブラケット５５を介してキャビン部２０の前方・後方車幅方向骨格部材２２Ａ，２２Ｃ（図１５では前方車幅方向骨格部材２２Ａを示す）に取り付けるようになっている。
【０１０５】
このとき、保持腕５１は、その上端部に形成した取付穴５１ｃと取付ブラケット５５の取付穴５５ａとをピン結合して、取付ブラケット５５に対して振り子状に前後揺動自在に取り付けてある。
【０１０６】
そして、車両前方の係合部材５０Ａでは取付ブラケット５５の前壁５５ｂ、車両後方の係合部材５０Ｂでは取付ブラケット５５の後壁５５ｃを前記回動抑制機構Ｒとして、保持腕５１が車両の前後方向中央部から前後方向外方に回動するのを阻止してある。
【０１０７】
つまり、前記回動抑制機構Ｒは、前方の係合部材５０Ａが車両後方に回動するのを許容しつつ車両前方への回動を阻止する一方、後方の係合部材５０Ｂが車両前方に回動するのを許容しつつ車両後方への回動を阻止するようになっている。
【０１０８】
また、前記前方・後方車幅方向骨格部材２２Ａ，２２Ｃには、係合部材５０Ａ，５０Ｂの取り付け部分に補強部材５６を設けて、係合部材５０Ａ，５０Ｂの取付け強度を高めてある。
【０１０９】
以上の構成によりこの第４実施形態の車体構造にあっては、前面衝突時または後面衝突時にキャビン部２０が車台フレーム１０に対して相対移動する際に、衝突側の係合部材５０Ａ，５０Ｂが前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂに干渉すると非衝突側に回動して逃げるため、前方・後方クロスフレーム１５Ａ，１５Ｂとの干渉による抵抗力の発生を避けて、キャビン部２０の挙動を安定化させることができる。
【０１１０】
また、非衝突側の係合部材５０Ａ，５０Ｂでは、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂ間に配置した易変形物４１（図１参照）、または中央クロスフレーム１５Ｃと干渉する際に、回動抑制機構Ｒにより支持腕５１の回動が阻止されるため、易変形物４１を圧潰若しくは剪断変形し、または中央クロスフレーム１５Ｃとの干渉により抵抗力を発生させて、衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【０１１１】
図１６は本発明の第５実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１６は係合部材の斜視図である。
【０１１２】
この第５実施形態の車体構造は、図１６に示すように係合部材５０Ａ，５０Ｂを、パネル材をプレス成形して接合することにより保持腕５１および水平部５２を形成するとともに、水平部５２にその長さ方向に管状部材５７を設けてある。
【０１１３】
以上の構成によりこの第５実施形態にあっては、係合部材５０Ａ，５０Ｂをプレス成形したので形状の自由度が増すとともに、管状部材５７が補強部材となって水平部５２の強度を増大できるため、前面衝突時や後面衝突時にキャビン部２０の非衝突側が上方移動するのを抑制する際に作用する曲げに対して大きな抗力を発揮することができる。
【０１１４】
図１７は本発明の第６実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１７は係合部材の斜視図である。
【０１１５】
この第６実施形態の車体構造は、係合部材５０Ａ，５０Ｂを、液圧成型部品５８を組み合わせて保持腕５１および水平部５２を形成するとともに、水平部５２をリブ５８ａで補強してある。
【０１１６】
また、この実施形態では保持腕５１の上端にプレート５８ｂを結合して、このプレート５８ｂを介して係合部材５０Ａ，５０Ｂを前方・後方車幅方向骨格部材２２Ａ，２２Ｃに取り付けるようにしている。
【０１１７】
以上の構成によりこの第６実施形態にあっては、液圧成型部品５８の組み合わせで係合部材５０Ａ，５０Ｂを構成したことによりコストダウンを達成できるとともに、水平部５２をリブ５８ａによって補強したことにより、前面衝突時や後面衝突時にキャビン部２０の非衝突側が上方移動するのを抑制する際に作用する曲げに対して大きな抗力を発揮することができる。
【０１１８】
尚、この第６実施形態では保持腕５１の上端に取付用のプレート５８ｂを結合したが、このプレート５８ｂに代えて図１８に示すように、液圧成型部品５８を矩形状に組み合わせて用いることもできる。
【０１１９】
図１９，図２０は本発明の第７実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１９は車台フレームの前半部分の斜視図、図２０は図１９中Ｆ−Ｆ線に沿った拡大断面図である。
【０１２０】
この第７実施形態の車体構造は、図１９，図２０に示すように左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭部分Ｎの対向面に、それぞれの対向側を開口した開断面部材６０を取り付けるとともに、係合部材５０Ａ，５０Ｂの水平部５２の両端部をその開断面部材６０の開口部６０ａに移動自在に挿入してある。
【０１２１】
また、前記開断面部材６０内には、係合部材５０Ａ，５０Ｂの水平部５２の挿入部分よりも中央クロスフレーム１５Ｃ側に図外の易変形物を装填してある。
【０１２２】
易変形物は、車台フレーム１０、キャビン部２０および係合部材５０Ａ，５０Ｂよりも変形強度が小さい物質、例えば、発泡金属、軽合金ハニカム部材、発泡樹脂等が用いられる。
【０１２３】
以上の構成によりこの第７実施形態にあっては、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの幅狭部分Ｎの対向面に、係合部材５０Ａ，５０Ｂの水平部５２の両端部を開口部６０ａに挿入する開断面部材６０を取り付けたので、前面衝突時や後面衝突時にキャビン部２０が車台フレーム１０に対して相対移動した際に、非衝突側の係合部材５０Ａ，５０Ｂの水平部５２が開断面部材６０の開口部６０ａ内をスライドすることにより、キャビン部２０の浮き上がりを阻止する拘束力を得ることができ、また、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂの剛性および強度を損ねるのを防止できる。
【０１２４】
また、開断面部材６０内には、係合部材５０Ａ，５０Ｂの水平部５２の挿入部分よりも中央クロスフレーム１５Ｃ側に易変形物を装填したので、水平部５２の移動時に易変形物を変形させることにより抵抗力を発生させて、衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【０１２５】
ところで、前記第７実施形態では左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂに開断面部材６０を付加して、係合部材５０Ａ，５０Ｂの水平部５２をガイドするようにしたが、左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂ自体で水平部５２をガイドすることができる。
【０１２６】
つまり、左・右センターフレームの少なくとも幅狭部分を、それぞれの対向面を開口した開断面構造とするとともに、係合部材の水平部の両端部をその開断面の開口部に移動自在に挿入し、かつ、その水平部の挿入部分よりも中央クロスフレーム側の開断面内に易変形物を装填することができる。
【０１２７】
図２１は本発明の第８実施形態を示し、第１，第２実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２１は車台フレームの斜視図である。
【０１２８】
この第８実施形態の車体構造は、図２１に示すようにフロントエンド部１３Ａに駆動ユニットＰを搭載するとともに、車台フレーム１０の左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂと左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂとで囲まれた領域に、燃料タンクやバッテリー等のエネルギー貯蔵システムＥを搭載してある。
【０１２９】
以上の構成によりこの第８実施形態にあっては、車両に搭載する重量物であるエネルギー貯蔵システムＥを車台フレーム１０の前後中央部分に集中して搭載することができ、車両重心高さを低くすることが可能となって、走行時の挙動安定性の向上を図ることができる。
【０１３０】
図２２は本発明の第９実施形態を示し、第１，第２実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図２２は車台フレームの斜視図である。
【０１３１】
この第９実施形態の車体構造は、図２２に示すように車台フレーム１０の左・右センターフレーム１６Ａ，１６Ｂと左・右サイドフレーム１４Ａ，１４Ｂとで囲まれた領域に、バッテリー、水素ガス貯蔵システム等の燃料電池システムのエネルギー貯蔵手段Ｇやエネルギー生成システムＦを搭載するとともに、制・駆動および操舵等の車両運動に関する操作系統を電子制御化してキャビン部２０に設けた操作システムでコントロールし、かつ、駆動モータを車輪アクスル部分に搭載して電気自動車を構成してある。
【０１３２】
以上の構成によりこの第９実施形態にあっては、キャビン部２０において車両運動に関する機械式操作部分を必要としないので、車台フレーム１０に対するキャビン部２０の交換が容易となり、単一の車台フレーム１０に対して外観や機能が異なる複数種類のキャビン部２０を設定することが可能となり、選択範囲を広げることがでると共に、重量物を車台フレーム１０の前後中央部分に集中して搭載することができる。
【０１３３】
ところで、本発明の車体構造は前記第１〜第９実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における車体全体の分解斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態における車台フレームにおける前後方向入力に対する強度分布図。
【図３】図１中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図。
【図４】図１中Ｂ部の拡大斜視図。
【図５】図１中Ｃ−Ｃ線に沿った拡大断面図。
【図６】図１中の矢視Ｄ方向から見た要部拡大図。
【図７】本発明の第１実施形態における前面衝突時における変位機構の挙動説明図。
【図８】本発明の第１実施形態における側面衝突時における変位機構の挙動説明図。
【図９】本発明の第１実施形態を模擬した仕様と従来の車体構造の前面衝突シミュレーション結果における剛壁反力と時間の関係を示す説明図。
【図１０】本発明の第１実施形態を模擬した仕様と従来の車体構造の前面衝突シミュレーション結果におけるキャビン減速度と時間の関係を示す説明図。
【図１１】本発明の第１実施形態を模擬した仕様と従来の車体構造についての側面衝突シミュレーション結果においてキャビン変形量を一定にするために要求される車体強度を比較した説明図。
【図１２】本発明の第２実施形態における車体全体の分解斜視図。
【図１３】本発明の第３実施形態における車体全体の分解斜視図。
【図１４】図１３中の矢視Ｅ方向から見た要部拡大図。
【図１５】本発明の第４実施形態における係合部材の取付け状態を示す分解斜視図。
【図１６】本発明の第５実施形態における係合部材の斜視図。
【図１７】本発明の第６実施形態における係合部材の斜視図。
【図１８】本発明の第６実施形態の変形例を示す係合部材の斜視図。
【図１９】本発明の第７実施形態における車台フレームの前半部分の斜視図。
【図２０】図１９中Ｆ−Ｆ線に沿った拡大断面図。
【図２１】本発明の第８実施形態における車台フレームの斜視図。
【図２２】本発明の第９実施形態における車台フレームの斜視図。
【符号の説明】
１０車台フレーム
１１フロア部
１２傾斜部
１２Ａ前方キックアップ部
１２Ｂ後方キックアップ部
１３Ａフロントエンド部
１３Ｂリアエンド部
１４Ａ左サイドフレーム
１４Ｂ右サイドフレーム
１５Ａ前方クロスフレーム
１５Ｂ後方クロスフレーム
１５Ｃ中央クロスフレーム
１６Ａ右センターフレーム
１６Ｂ左センターフレーム
１７Ａフロントクロスメンバ
１７Ｂリアクロスメンバ
２０キャビン部
２１Ａ左側端部骨格部材
２１Ｂ右側端部骨格部材
２２Ａ前方車幅方向骨格部材
２２Ｂ中央部車幅方向骨格部材
２２Ｃ後方車幅方向骨格部材
２４Ｂセンターピラー
３０変位機構
３３ボルト
３１キャビン部前後移動機構
３２キャビン部横移動機構
３４Ａ上筒部材
３４Ｂ下筒部材
４０姿勢安定機構
４１易変形物
４３易変形物
５０Ａ，５０Ｂ係合部材
５１保持腕
５１ａ垂直壁
５１ｂ傾斜部
５２水平部
５３脆弱部
５４Ａ，５４Ｂ凹設部
５７管状部材
５８液圧成型部品
５８ａリブ
６０開断面部材
６０ａ開口部
Ｎ幅狭部分
Ｒ回動抑制機構
Ｅエネルギー貯蔵システム
Ｇエネルギー貯蔵手段
Ｆエネルギー生成システム

Claims

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、を分離してそれぞれを独立構造とし、キャビン部と車台フレームとを変位機構を介して衝撃荷重に対して相対移動可能に連結したことを特徴とする車体構造。
変位機構は、前面衝突時または後面衝突時に、その衝突側でキャビン部を車台フレームに対して上方に移動させるとともに、非衝突側でキャビン部の浮き上がりを拘束するキャビン部前後移動機構であることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
変位機構は、側面衝突時にその入力荷重がキャビン部に集中して作用した場合に、キャビン部を車台フレームに対して非衝突側に変位させるキャビン部横移動機構であることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
車台フレームは、キャビン部の下方に位置するフロア部と、このフロア部の車両前方および車両後方に傾斜面を形成する前方・後方キックアップ部と、
前方キックアップ部の車両前方に設けたフロントエンド部および後方キックアップ部の車両後方に設けたリアエンド部と、を備え、
車両前方および車両後方からの入力に対する剛性・強度のバランスを、フロントエンド部とリアエンド部とを略等しくする一方、前方・後方キックアップ部とフロア部とを略等しくし、かつ、前者のフロントエンド部およびリアエンド部よりも後者の前方・後方キックアップ部およびフロア部を大きく設定し、
前記フロア部は、前方・後方キックアップ部から連続して車幅方向両側端部に前後方向に延在した左・右サイドフレームと、
前方・後方キックアップ部とフロア部との境界部分に設けられて左・右サイドフレームを連結した前方・後方クロスフレームと、
前方・後方クロスフレームとサイドフレームとの結合部分に連結されて前後方向に延在し、車幅方向中央部の間隔が幅狭となるように配置された左・右センターフレームと、
これら左・右センターフレームの幅狭となる前後方向中央部分を車幅方向に連結した中央クロスフレームと、を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車体構造。
キャビン部は、その下部を平坦に形成してその下部骨格を、車幅方向両側端部に前後方向に延在した左・右側端部骨格部材と、
前記下部平坦部の前端部・前後方向中央部分・後端部で前記左・右側端部骨格部材を車幅方向にそれぞれ連結した前方・中央部・後方車幅方向骨格部材と、
これら前方・中央部・後方車幅方向骨格部材の上面から下面の間に水平方向に設けたフロアパネルと、を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車体構造。
変位機構は、キャビン部と車台フレームとを締結・結合し、所定以上の荷重入力で剪断破断するボルトを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車体構造。
ボルトを、キャビン部および車台フレームにそれぞれ固定されて、互いに同軸方向に近接配置した上・下筒部材に略密接して貫通配置したことを特徴とする請求項６に記載の車体構造。
ボルトによるキャビン部の締結部位を、左・右側端部骨格部材と中央部車幅方向骨格部材との結合部分、または中央部車幅方向骨格部材に設定し、左・右側端部骨格部材と中央部車幅方向骨格部材との結合部分からセンターピラーを立ち上げたことを特徴とする請求項６または７に記載の車体構造。
変位機構は、キャビン部の下部骨格から垂設されて、前後方向中央部方向への移動時に左・右センターフレームの幅狭部分間の下面に摺動自在に係合する係合部材を備えたことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の車体構造。
左・右センターフレーム間には、前記係合部材よりも前後方向中央側に易変形物を配置したことを特徴とする請求項９に記載の車体構造。
車台フレームとキャビン部との間に姿勢安定機構を介在したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の車体構造。
姿勢安定機構は、車台フレームおよびキャビン部を構成する素材よりも弾性率が低い物質で形成したことを特徴とする請求項１１に記載の車体構造。
左・右センターフレームは、平面視で中央クロスフレームが連結する幅狭部分で前後方向に平行に延在する所定区間を設けた台形状を成すことを特徴とする請求項４〜１２のいずれか１つに記載の車体構造。
左・右センターフレームは、平面視で中央クロスフレームが連結する幅狭部分を頂点とする円弧状若しくは曲線を成すことを特徴とする請求項４〜１３のいずれか１つに記載の車体構造。
左・右センターフレームは、平面視で中央クロスフレームが連結する幅狭部分を頂点とする三角形状を成すことを特徴とする請求項４〜１３のいずれか１つに記載の車体構造。
前方・後方キックアップ部の傾斜面とキャビン部との間の空間部分に易変形物を配置したことを特徴とする請求項４〜１５のいずれか１つに記載の車体構造。
フロントエンド部および／またはリアエンド部を、上下二段のフレーム構造としたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の車体構造。
係合部材は、キャビン部の下部骨格に取り付ける保持腕と、この保持腕の下端部に結合されて車幅方向に延在し、その車幅方向長さを左・右センターフレームの幅狭部分間の間隔よりも長く形成して、これら左・右センターフレームの下側に配置した水平部と、によって略Ｔ字状に形成したことを特徴とする請求項９〜１７のいずれか１つに記載の車体構造。
保持腕は、車台フレームの中央クロスフレームに対向する側を略垂直となる垂直壁として形成するとともに、この垂直壁とは反対側を上方に向かってこの垂直壁から離れる方向に傾斜する傾斜部として形成したことを特徴とする請求項１８に記載の車体構造。
垂直壁に、保持腕の圧潰を促進する脆弱部を設けたことを特徴とする請求項１９に記載の車体構造。
保持腕の車幅方向の幅を左・右センターフレームの幅狭部分の間隔よりも広くし、かつ、係合部材のこの保持腕の取り付け部分を含めた強度を左・右センターフレームよりも高くしたことを特徴とする請求項１９に記載の車体構造。
前方・後方クロスフレームに、係合部材との干渉を避ける凹設部を設けたことを特徴とする請求項４〜２０のいずれか１つに記載の車体構造。
保持腕は、その上端部をキャビン部の下部骨格に対して中央クロスフレーム方向への回動を可能に連結するとともに、その逆方向の回動を回動抑制機構により阻止するようにしたことを特徴とする請求項１８に記載の車体構造。
係合部材は、パネル材をプレス成形して接合することにより保持腕および水平部を形成するとともに、水平部にその長さ方向に管状部材を設けたことを特徴とする請求項１８〜２３のいずれか１つに記載の車体構造。
係合部材は、液圧成型部品を組み合わせて保持腕および水平部を形成するとともに、水平部をリブで補強したことを特徴とする請求項１８〜２３のいずれか１つに記載の車体構造。
左・右サイドフレームの断面高さを左・右センターフレームの断面高さよりも大きくするとともに、左・右サイドフレームと左・右センターフレームの上面高さ位置を略等しくし、係合部材の下端位置を左・右サイドフレームの下面よりも上方に設定したことを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１つに記載の車体構造。
左・右センターフレームの少なくとも幅狭部分の対向面に、それぞれの対向側を開口した開断面部材を取り付けるとともに、係合部材の水平部の両端部をその開断面部材の開口部に移動自在に挿入したことを特徴とする請求項１８〜２６のいずれか１つに記載の車体構造。
開断面部材内には、係合部材の水平部の挿入部分よりも中央クロスフレーム側に易変形物を装填したことを特徴とする請求項２７に記載の車体構造。
左・右センターフレームの少なくとも幅狭部分を、それぞれの対向面を開口した開断面構造とするとともに、係合部材の水平部の両端部をその開断面の開口部に移動自在に挿入し、かつ、その水平部の挿入部分よりも中央クロスフレーム側の開断面内に易変形物を装填したことを特徴とする請求項１８〜２６のいずれか１つに記載の車体構造。
車台フレームおよび／またはキャビン部を構成するフレーム部材および骨格部材は、矩形状若しくは多角形状の閉断面を成す中空部材であることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１つに記載の車体構造。
車台フレームおよび／またはキャビン部を構成するフレーム部材および骨格部材は、スチール若しくはアルミ等のパネル部材をプレス成形して接合したプレス成形部材であることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１つに記載の車体構造。
車台フレームおよび／またはキャビン部を構成するフレーム部材および骨格部材は、閉断面管状部材を液圧成型した成形部材を全部若しくは一部に用いたことを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１つに記載の車体構造。
車台フレームおよび／またはキャビン部を構成するフレーム部材および骨格部材は、板厚が異なるスチール若しくはアルミ等のパネル部材を接合したテーラードブランク材を袋状に加工して、これを液圧成型した成形部材を全部若しくは一部に用いたことを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１つに記載の車体構造。
車台フレームおよび／またはキャビン部を構成するフレーム部材および骨格部材は、アルミ合金等の軽合金を押出し成型した押出し部材を主構成とし、鋳物部品およびパネル部品を組み合わせたスペースフレーム構造であることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１つに記載の車体構造。
車台フレームおよび／またはキャビン部を構成するフレーム部材および骨格部材は、繊維強化樹脂により一体成型したことを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１つに記載の車体構造。
車台フレームからフロントエンド部およびリアエンド部を分離し、これらフロントエンド部およびリアエンド部を車台フレームの前方キックアップ部および後方キックアップ部に着脱可能に結合したことを特徴とする請求項４〜３５のいずれか１つに記載の車体構造。
フロントエンド部またはリアエンド部に駆動ユニットを搭載するとともに、車台フレームのセンターフレームとサイドフレームとで囲まれた領域に、燃料タンクやバッテリー等のエネルギー貯蔵システムを搭載したことを特徴とする請求項４〜３６のいずれか１つに記載の車体構造。
車台フレームのセンターフレームとサイドフレームとで囲まれた領域に、バッテリー、水素ガス貯蔵システム等の燃料電池システムのエネルギー貯蔵手段やエネルギー生成システムを搭載するとともに、制・駆動および操舵等の車両運動に関する操作系統を電子制御化してキャビン部に設けた操作システムでコントロールし、かつ、駆動モータを車輪アクスル部分に搭載して電気自動車を構成したことを特徴とする請求項１〜３６のいずれか１つに記載の車体構造。