JP2005112114A

JP2005112114A - 車体構造

Info

Publication number: JP2005112114A
Application number: JP2003348061A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Minami; 輝之南
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】衝突時に車輪をロッカへ十分に当接させる。
【解決手段】車体後方側から車体前方側に向かって衝突荷重が作用した場合に、サスペンションアッパアーム２４の車室側連結部２４Ａが連結されたリヤサイドメンバ１２の第１連結部３０からの入力によって、リヤサイドメンバ１２に形成された第１変形部３６が通常位置から車体前方内側方向へ向かって屈曲するようになっている。これと同時に、サスペンションロアアーム５４の車室側連結部５４Ａが連結されたリヤサブフレーム４０の第１連結部６０からの入力によって、サブフレーム４０のサイドレール４２に形成された第２変形部６６が通常位置から車体前方内側方向へ向かって屈曲するようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は車体構造に関し、特に、自動車等の車体において衝突時に車輪がロッカに当接する車体構造に関する。

従来から、自動車等の車体において衝突時に車輪がロッカに当接することで、車輪からロッカに荷重を直に伝達し、ロッカを有効に活用する車体構造が知られており、このような車体構造においては、フロントサイドメンバの屈曲部近傍にサスペンションアッパアームの後端部を連結することで、衝突時にフロントサイドメンバの屈曲部近傍が変形し、車輪を車体内側に変位させ、車輪をロッカに当接させる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、サスペンションメンバのサスペンションアーム連結部近傍にビードを形成した構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、井型サブフレームのサイドフレームの中間部にサスペンションロアアームの連結部を設けた構成が知られている（例えば、特許文献３参照）。また、サスペンションアームの連結部がサブフレームより上方にオフセットしている構成が知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開平５−１１６６４６号公報特開平６−２９８１２１号公報実開平２−９８０７４号公報特開２００２−１３７６１７号公報

しかしながら、特許文献１では、フロントサイドメンバの下方に配設されたサブフレームにサスペンションロアアームが連結されている場合に、サブフレームの剛性により、衝突時にサスペンションロアアームが変形し難い。この結果、衝突時にフロントサイドメンバの屈曲部近傍が変形してもサブフレームは殆ど変形しない。このため、車輪をロッカへ十分に当接させることができない。

本発明は上記事実を考慮し、衝突時に車輪をロッカへ十分に当接させることができる車体構造を提供することが目的である。

請求項１記載の本発明は、サイドメンバにおけるサスペンションアッパアームの連結部近傍に形成され、前記サイドメンバにおける他の部位に比べて容易に変形する第１変形部と、
前記サイドメンバの下方に配設されたサブフレームと、
前記サブフレームにおけるサスペンションロアアームの連結部近傍に形成され、前記サブフレームにおける他の部位に比べて容易に変形する第２変形部と、
を有し、前記第１変形部と前記第２変形部とは車輪がロッカに当接する方向へ変形することを特徴とする。

従って、サスペンションアッパアームからサイドメンバに衝突荷重が入力されると共に、サスペンションロアアームからサブフレームに衝突荷重が入力されると、サイドメンバにおけるサスペンションアッパアームの連結部近傍に形成された第１変形部は、車輪がロッカに当接する方向へサイドメンバにおける他の部位に比べて容易に変形すると共に、サブフレームにおけるサスペンションロアアームの連結部近傍に形成された第２変形部は、車輪がロッカに当接する方向へサブフレームにおける他の部位に比べて容易に変形する。この結果、衝突時にサスペンションアッパアームとサスペンションロアアームとに支持された車輪をロッカへ十分に当接させることができる。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車体構造において、前記サスペンションアッパアームの車体前後方向車室側が連結された前記サイドメンバの第１連結部と、
前記サスペンションアッパアームの車体前後方向外側が連結された前記サイドメンバの第２連結部と、
前記サスペンションロアアームの車体前後方向車室側が連結された前記サブフレームの第１連結部と、
前記サスペンションロアアームの車体前後方向外側が連結された前記サブフレームとの第２連結部と、
を有し、前記第１変形部は前記サイドメンバの第１連結部の近傍に形成され、前記第２変形部は前記サブフレームの第１連結部の近傍に形成されたことを特徴とする。

従って、請求項１記載の内容に加えて、車輪に衝突荷重が作用した場合に、車輪とサスペンションアッパアーム及びサスペンションロアアームは、車体前後方向車室側且つ車幅方向内側へ回転しようとする。この際、サスペンションアッパアームの車体前後方向車室側が連結されたサイドメンバの第１連結部の近傍に形成された第１変形部が変形すると共に、サスペンションロアアームの車体前後方向車室側が連結されたサブフレームの第１連結部の近傍に形成された第２変形部が変形する。この結果、車輪の車室側且つ車幅方向内側への回転を促すことができる。

請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の車体構造において、前記サブフレームは左右のサイドレールに車幅方向に沿った複数のクロスレールを配設した構造であって、前記第２変形部は前記サイドレールにおける隣接するクロスレールの間の部位であることを特徴とする。

従って、請求項２記載の内容に加えて、左右のサイドレールに車幅方向に沿った複数のクロスレールを配設した構造のサブフレームにおけるサイドレールの隣接するクロスレールの間の部位が第２変形部である。このため、第２変形部が車幅方向内側へ変形し易い。

請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の車体構造において、前記サブフレームの第１連結部は車体側面視において前記サイドレールに対して上下方向にオフセットしていることを特徴とする。

従って、請求項３記載の内容に加えて、サブフレームの第１連結部が車体側面視においてサイドレールに対して上下方向にオフセットしている。この結果、衝突時にサブフレームの第１連結部とサイドレールとの干渉を防止できる。このため、サブフレームの第１連結部が変形し易い。

請求項５記載の本発明は、請求項２から４の何れか１項に記載の車体構造において、前記第１変形部は前記サイドメンバに形成された屈曲部であることを特徴とする。

従って、請求項２から４の何れか１項に記載の内容に加えて、第１変形部がサイドメンバに形成された屈曲部であるため、サイドメンバの第１変形部が変形し易い。

請求項１記載の本発明は、サイドメンバにおけるサスペンションアッパアームの連結部近傍に形成され、サイドメンバにおける他の部位に比べて容易に変形する第１変形部と、サイドメンバの下方に配設されたサブフレームと、サブフレームにおけるサスペンションロアアームの連結部近傍に形成され、サブフレームにおける他の部位に比べて容易に変形する第２変形部と、を有し、第１変形部と第２変形部とは車輪がロッカに当接する方向へ変形するため、衝突時に車輪をロッカへ十分に当接させることができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車体構造において、サスペンションアッパアームの車体前後方向車室側が連結されたサイドメンバの第１連結部と、サスペンションアッパアームの車体前後方向外側が連結されたサイドメンバの第２連結部と、サスペンションロアアームの車体前後方向車室側が連結されたサブフレームの第１連結部と、サスペンションロアアームの車体前後方向外側が連結されたサブフレームとの第２連結部と、を有し、第１変形部はサイドメンバの第１連結部の近傍に形成され、第２変形部はサブフレームの第１連結部の近傍に形成されたため、請求項１記載の効果に加えて、車輪の車室側且つ車幅方向内側への回転を促すことができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の車体構造において、サブフレームは左右のサイドレールに車幅方向に沿った複数のクロスレールを配設した構造であって、第２変形部はサイドレールにおける隣接するクロスレールの間の部位であるため、請求項２記載の効果に加えて、第２変形部が車幅方向内側へ変形し易いという優れた効果を有する。

請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の車体構造において、サブフレームの第１連結部は車体側面視においてサイドレールに対して上下方向にオフセットしているため、請求項３記載の効果に加えて、サブフレームの第１連結部が変形し易いという優れた効果を有する。

請求項５記載の本発明は、請求項２から４の何れか１項に記載の車体構造において、第１変形部はサイドメンバに形成された屈曲部であるため、請求項２から４の何れか１項に記載の効果に加えて、サイドメンバの第１変形部が変形し易いという優れた効果を有する。

本発明における車体構造の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。

なお、図中矢印ＵＰは車体上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車体前方方向を示し、図中矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。

図１に示される如く、本実施形態の自動車車体１０の後部には、車幅方向両端部に車体前後方向に沿ってリヤサイドメンバ１２が配設されている（車体左側のリヤサイドメンバ１２は図示省略）。また、リヤサイドメンバ１２の前部１２Ａは、車体後方車幅方向内側から車体前方車幅方向外側へ向かって傾斜しており、リヤサイドメンバ１２の前端部１２Ｂは、ロッカ１４の後端部１４Ａにおける車幅方向内側部１４Ｂに連結されている。

ロッカ１４は、車体１０の車幅方向両端部に車体前後方向に沿って配設されており、後端面１４Ｄが後輪１６のトレッド１６Ａと対向している。

一方、リヤサイドメンバ１２の後部１２Ｃは、平面視において車体前後方向に沿って直線状に延設されており、後端部１２Ｄにはリヤバンパリインフォースメント１８が架設されている。また、リヤサイドメンバ１２の後部１２Ｃにおける前端部は平面視において屈曲部１２Ｅとなっており、この屈曲部１２Ｅには、リヤクロスメンバ２０が架設されている。

図２に示される如く、リヤサイドメンバ１２の後部１２Ｃにおける前端部は側面視においても屈曲部１２Ｅとなっている。また、リヤサイドメンバ１２の前部１２Ａは、車体後方上側から車体前方下側へ向かって傾斜しており、リヤサイドメンバ１２の後部１２Ｃは、側面視においても車体前後方向に沿って直線状に延設されている。

リヤサイドメンバ１２の後部１２Ｃには、サスペンションアッパアーム２４が取付けられている。サスペンションアッパアーム２４の車体前後方向の車室側（本実施形態では車体前方側）の連結部２４Ａはリヤサイドメンバ１２に形成された第１連結部３０に連結されており、サスペンションアッパアーム２４の車体前後方向の外側（本実施形態では車体後方側）の連結部２４Ｂはリヤサイドメンバ１２に形成された第２連結部３２に連結されている。

図１に示される如く、リヤサイドメンバ１２の第１連結部３０の近傍は、リヤサイドメンバ１２における他の部位に比べて容易に変形する第１変形部３６（屈曲部）となっており、図３に示される如く、車体後方側から車体前方側に向かって衝突荷重Ｆが作用した場合に、第１変形部３６は図３に二点鎖線で示す通常位置から実線で示すように、後輪１６がロッカ１４の後端面１４Ｄに当接する方向へ変形するようになっている。

図２に示される如く、リヤサイドメンバ１２の下方にはリヤサブフレーム４０が配設されている。

図１に示される如く、リヤサブフレーム４０は、左右のサイドレール４２（車体左側のサイドレール４２は図示省略）に車幅方向に沿った複数（本実施形態では４本）のクロスレール４４、４６、４８、５０を配設した梯子形状の構造となっている。また、サイドレール４２の前部４２Ａは車体前後方向に沿って直線状に配設されており、左右のサイドレール４２の前部４２Ａにおける前端部４２Ｂに第１のクロスレール４４が架設されている。また、左右のサイドレール４２の前部４２Ａにおける後端部４２Ｃの近傍に第２のクロスレール４６が架設されてメンバいる。

図２に示される如く、左右のサイドレール４２の前部４２Ａにおける後端部４２Ｃは、連結部４２Ｄを介してリヤサイドメンバ１２の前部１２Ａに連結されている。

図１に示される如く、サイドレール４２の後部４２Ｅは車体前方車幅方向外側から車体後方車幅方向内側へ向かって傾斜しており、左右のサイドレール４２の後部４２Ｅにおける前端部４２Ｆは第２のクロスレール４６の車幅方向両端部近傍に連結されている。左右のサイドレール４２の後部４２Ｅにおける前後方向中央部４２Ｇには、第３のクロスレール４８が架設されており、左右のサイドレール４２の後部４２Ｅにおける後端部４２Ｈには、第４のクロスレール５０が架設されている。

図２に示される如く、第４のクロスレール５０の車幅方向両端部５０Ａは、連結部５０Ｂを介してリヤサイドメンバ１２の後部１２Ｃに連結されている。また、左右のサイドレール４２の後部４２Ｅには、サスペンションロアアーム５４が取付けられている。

サスペンションロアアーム５４の車体前後方向の車室側（本実施形態では車体前方側）の連結部５４Ａは左右のサイドレール４２の後部４２Ｅに形成された第１連結部６０に連結されており、サスペンションロアアーム５４の車体前後方向の外側（本実施形態では車体後方側）の連結部５４Ｂは左右のサイドレール４２の後部４２Ｅに形成された第２連結部６２に連結されている。また、リヤサブフレーム４０のサイドレール４２の第１連結部６０は、車体側面視においてサイドレール４２に対して車体上方にオフセットしている。

図４に示される如く、左右のサイドレール４２の第１連結部６０は、左右のサイドレール４２の後部４２Ｅにおける隣接する第２のクロスレール４６との連結部と第３のクロスレール４８との連結部との間の部位となっている。

従って、リヤサイドレール４２の第１連結部６０の近傍は、サイドレール４２における第２のクロスレール４６との連結部または第３のクロスレール４８との連結部に比べて容易に変形する第２変形部６６となっている。この結果、図４に示される如く、車体後方側から車体前方側に向かって衝突荷重Ｆが作用した場合に、第２変形部６６は二点鎖線で示す通常位置から実線で示すように、後輪１６がロッカ１４の後端面１４Ｄに当接する方向へ変形するようになっている。

なお、図２の符号７０はシートクッションを、符号７２はシートバックを、符号７４はサスペンションのコイルスプリングを示している。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、図３に示される如く、車体後方側から車体前方側に向かって衝突荷重Ｆが作用した場合に、サスペンションアッパアーム２４の車室側連結部２４Ａが連結されたリヤサイドメンバ１２の第１連結部３０からの入力によって、リヤサイドメンバ１２に形成された第１変形部３６が図３に二点鎖線で示す通常位置から実線で示すように、車体前方内側方向（図３の矢印Ａ方向）へ向かって屈曲する。これと同時に、図４に示される如く、サスペンションロアアーム５４の車室側連結部５４Ａが連結されたリヤサブフレーム４０の第１連結部６０からの入力によって、リヤサブフレーム４０のサイドレール４２に形成された第２変形部６６が図４に二点鎖線で示す通常位置から実線で示すように、車体前方内側方向（図４の矢印Ｂ方向）へ向かって屈曲する。

この結果、図３及び図４に示される如く、後輪１６が二点鎖線で示す通常位置から、車体前方内側方向（図３及び図４の矢印Ｃ方向）へ向かって移動し、後輪１６がロッカ１４の後端面１４Ｄに確実に当接する。このため、衝突時にサスペンションアッパアーム２４とサスペンションロアアーム５４とに支持された後輪１６をロッカ１４へ十分に（当接面積が大きくなるように）当接させることができる。よって、後輪１６からの衝突荷重をロッカ１４に早期に確実に伝達することができるため、後突においてロッカ１４を有効に活用できる。

また、図３及び図４に示される如く、車体後方側から車体前方側に向かって後輪１６に衝突荷重Ｆが作用した場合に、後輪１６とサスペンションアッパアーム２４及びサスペンションロアアーム５４は、車体前後方向車室側且つ車幅方向内側（図３及び図４の矢印Ｄ方向）へ回転しようとする。この際、リヤサイドメンバ１２の第１変形部３６が変形すると共に、リヤサブフレーム４０の第２変形部６６が変形する。この結果、後輪１６の車体前後方向車室側且つ車幅方向内側（矢印Ｄ方向）への回転を促すことができる。

また、本実施形態では、リヤサブフレーム４０のサイドレール４２の後部４２Ｅにおける第２のクロスレール４６との連結部と第３のクロスレール４８との連結部との間の部位が第２変形部６６であるため、衝突荷重Ｆが作用した場合に、第２変形部６６が車幅方向内側へ変形し易い。

また、本実施形態では、リヤサブフレーム４０のサイドレール４２の第１連結部６０が車体側面視においてサイドレール４２に対して車体上方にオフセットしている。この結果、衝突時にリヤサブフレーム４０のサイドレール４２に形成した第１連結部６０とサイドレール４２との干渉を防止できるため、サイドレール４２の第１連結部６０が変形し易い。

また、本実施形態では、リヤサイドメンバ１２の第１変形部３６がサイドメンバ１２に形成された屈曲部１２Ｅであるため、サイドメンバ１２の第１変形部３６が屈曲部１２Ｅを起点にして変形し易い。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、リヤサブフレーム４０のサイドレール４２の第１連結部６０を車体側面視においてサイドレール４２に対して車体上方にオフセットさせたが、これに代えて、リヤサブフレーム４０のサイドレール４２の第１連結部６０を車体側面視においてサイドレール４２に対して車体下方にオフセットしても良い。

また、上記実施形態では、本発明の車体構造を車体後部に適用したが、本発明の車体構造は車体前部にも適用可能である。

本発明の一実施形態に係る車体構造を適用した車体後部の右側半分を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る車体構造を適用した車体後部を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る車体構造を適用した車体後部の右側半分の上部を示す作用説明図である。本発明の一実施形態に係る車体構造を適用した車体後部の右側半分の下部を示す作用説明図である。

符号の説明

１２リヤサイドメンバ
１４ロッカ
１６後輪
２４サスペンションアッパアーム
２４Ａサスペンションアッパアームの車室側連結部
３０リヤサイドメンバの第１連結部
３２リヤサイドメンバの第２連結部
３６第１変形部
４０リヤサブフレーム
４２リヤサブフレームのサイドレール
４４第１クロスレール
４６第２クロスレール
４８第３クロスレール
５０第４クロスレール
５４サスペンションロアアーム
５４Ａサスペンションロアアームの車室側連結部
６０リヤサブフレームの第１連結部
６２リヤサブフレームの第２連結部
６６第２変形部

Claims

サイドメンバにおけるサスペンションアッパアームの連結部近傍に形成され、前記サイドメンバにおける他の部位に比べて容易に変形する第１変形部と、
前記サイドメンバの下方に配設されたサブフレームと、
前記サブフレームにおけるサスペンションロアアームの連結部近傍に形成され、前記サブフレームにおける他の部位に比べて容易に変形する第２変形部と、
を有し、前記第１変形部と前記第２変形部とは車輪がロッカに当接する方向へ変形することを特徴とする車体構造。
前記サスペンションアッパアームの車体前後方向車室側が連結された前記サイドメンバの第１連結部と、
前記サスペンションアッパアームの車体前後方向外側が連結された前記サイドメンバの第２連結部と、
前記サスペンションロアアームの車体前後方向車室側が連結された前記サブフレームの第１連結部と、
前記サスペンションロアアームの車体前後方向外側が連結された前記サブフレームとの第２連結部と、
を有し、前記第１変形部は前記サイドメンバの第１連結部の近傍に形成され、前記第２変形部は前記サブフレームの第１連結部の近傍に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
前記サブフレームは左右のサイドレールに車幅方向に沿った複数のクロスレールを配設した構造であって、前記第２変形部は前記サイドレールにおける隣接するクロスレールの間の部位であることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
前記サブフレームの第１連結部は車体側面視において前記サイドレールに対して上下方向にオフセットしていることを特徴とする請求項３に記載の車体構造。
前記第１変形部は前記サイドメンバに形成された屈曲部であることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の車体構造。