JP2005170230A

JP2005170230A - 車体構造

Info

Publication number: JP2005170230A
Application number: JP2003412658A
Authority: JP
Inventors: Masaya Endo; 雅哉遠藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】衝突時に乗員の脚を保護するのに必要な空間を確保することができる車体構造を提供する。
【解決手段】車両の前後方向からの衝突時に変形可能な変形部分１２ａが前部１２に設けられた一対のサイドメンバ１１に、該各サイドメンバの変形可能な各変形部分１２ａの変形と同時に変形可能なサブフレーム２５を設け、車両の衝突時にサブフレーム２５の変形により前輪１３の操舵のためのタイロッド２２を変形させることにより、前輪１３のトーイン角を増大させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の衝突時の乗員への衝撃を緩和することのできる車体構造に関する。

一般に、車体の前後方向に延びる一対のサイドメンバの前部には、車両が前面衝突した際に衝突による衝撃を吸収するために圧縮変形する変形部分が設けられている。しかしながら、衝突時のサイドメンバの変形部分の変形によりサイドメンバの前部に支持されたフロントバンパーが後方へ移動すると、前輪がフロントバンパーに後方へ押されて車室と車体前部とを隔てるダッシュパネルに当接し、これによりダッシュパネル全体が車室内側へ大きく変形してしまうことがある。このダッシュパネルの全体的な変形は、乗員に大きな損傷を与えてしまう虞がある。

そこで、衝突時に前輪がダッシュパネルに当接した場合でもダッシュパネル全体の変形を抑制することができる車体構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この車体構造では、衝突時にフロントバンパーが前輪を後方へ押した際、前輪の後部の一部をダッシュパネルの両側端の下部から車両後方へ延びるサイドシルに当接させることによりサイドシルを圧縮変形させる。これにより、衝突時にダッシュパネルが前輪から受ける衝突荷重が分散されるため、ダッシュパネル全体の車室内側への変形を抑制することができ、乗員の損傷を軽減することができる。
特開平７−２５３５７号（第３−４頁、第１図）

しかしながら、衝突時にダッシュパネルへの前輪の当接によるダッシュパネル全体の変形は防止されるが、ダッシュパネルの乗員の足元の部分は車室内側へ変形してしまうという問題がある。

このため、乗員の脚がダッシュパネルとシートとの間に挟まり、衝突時に乗員の脚を保護するのに必要な空間を車室内に確保することが困難になってしまう。

本発明の目的は、衝突時に乗員の脚を保護するのに必要な空間を確保することができる車体構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、前輪を操舵するための操舵機構が設けられた車両の前後方向に沿って配置され、車両の前後方向からの衝突時に変形可能な変形部分が前部に設けられた一対のサイドメンバと、前記前輪の後方に配置され、前記各サイドメンバの前記各前部と車室とを区画するダッシュパネルとを有する車体構造であって、前記各サイドメンバの変形可能な前記各部分が変形するときの衝突荷重により、前記前輪が前記ダッシュパネルに干渉することを防止すべく前記前輪のトーイン角を増大させる機構が設けられていることを特徴とする。

上記の構成では、車両の前後方向からの衝突時に前輪のトーイン角を増大させる機構が設けられていることから、前輪は衝突時にダッシュパネルを避けるように車体外方へ向けて強制的に操舵される。これにより、たとえ衝突時のフロントバンパーの後方への移動により前輪が後方へ押されたとしても、衝突時に前輪がダッシュパネルに干渉することが防止される。従って、衝突時にダッシュパネルが前輪との干渉により従来のように車室内側へ変形することはないため、衝突時に乗員の脚を保護するのに必要な空間を車室内に確実に確保することができる。

本発明によれば、車両の前後方向からの衝突時に前輪のトーイン角を増大させる機構が設けられていることから、前輪は衝突時にダッシュパネルを避けるように車体外方へ向けて強制的に操舵される。これにより、たとえ衝突時のフロントバンパーの後方への移動により前輪が後方へ押されたとしても、衝突時に前輪がダッシュパネルに干渉することが防止される。従って、衝突時にダッシュパネルが前輪との干渉により従来のように室内側へ変形することはないため、衝突時に乗員の脚を保護するのに必要な空間を車室内に確実に確保することができる。

以下、本発明を図示の実施例に沿って説明する。

本発明に係る車体構造１０は、図１に示すように、車両の前後方向に沿って配置された一対のサイドメンバ１１と、該各サイドメンバ１１の各前部１２の車幅方向の外側に配置された前輪１３と、該前輪１３の後方に配置され、各サイドメンバ１１の各前部１２と車室１４とを区画するダッシュパネル１５とを備える。

各サイドメンバ１１は、従来よく知られているように、車体構造１０の剛性を高めるための基本的な骨格である。各サイドメンバ１１の各前部１２には、衝突時に衝突による衝撃を吸収するために、従来よく知られた圧縮変形可能な変形部分１２ａが設けられている。各サイドメンバ１１の各前部１２には、走行路面から車体が受ける衝撃を緩和するためのサスペンション装置１６が配置されている。

サスペンション装置１６は、図示の例では、ストラットタイプのサスペンション装置１６で構成されており、各サイドメンバ１１の前部１２に揺動可能に支持された一対のサスペンションアーム１７（一方のみが図示されている。）と、該各サスペンションアームに支持された棒状の一対のサスペンションストラット１８（一方のみが図示されている。）とを備える。

各サスペンションストラット１８は、各下端１８ａで各サスペンションアーム１７に連結された後述するナックルアーム１９を介して各サスペンションアーム１７に支持されており、各上端１８ｂで図示しない車体に取り付けられている。各サスペンションストラット１８の各一端と、各サスペンションアーム１７及び各ナックルアーム１９の連結部１７ａとを結ぶ仮想線は、従来よく知られているように、前輪１３の操舵回転の中心であるキングピン軸２０となる。

また、各サイドメンバ１１の各前部１２の車両下方には、前輪１３を操舵するための操舵機構２１が設けられている。

操舵機構２１は、図示の例では、各サスペンションアーム１７に揺動可能に連結された前記した一対のナックルアーム１９と、各ナックルアーム１９に接続された一対のタイロッド２２と、両タイロッド２２を連結する棒状のステアリングラック２３とを備える。

各ナックルアーム１９は、各サスペンションアーム１７との連結部１７ａから車両前方へ向けて延びており、前輪１３を前記したキングピン軸２０の周りに揺動可能に支持している。

各タイロッド２２は、キングピン軸２０よりも車両の前方で各サイドメンバ１１を横切るように配置されており、各一端２２ａで各ナックルアーム１９の先端部１９ａに揺動可能に接続されている。また、各タイロッド２２は、各他端２２ｂでステアリングラック２３の各端部に固定されている。

従来よく知られているように、車室１４内に設けられた図示しないステアリングホイールを操作すると、その操作力をステアリングラック２３が車幅方向に沿った直線運動に変換し、この直線運動が各タイロッド２２を介して各ナックルアームに伝達され、各ナックルアーム１９がキングピン軸２０を中心に揺動することにより前輪１３が操舵される。

更に、本発明に係る車体構造１０は、図２及び図３に示すように、車両の衝突時に前輪１３のトーイン角を増大させるための機構２４を備える。この機構２４は、各サイドメンバ１１を補強するための板状のサブフレーム２５を備える。車体は左右対称的であるため、車体構造１０の底面図である図３には車体の左側を省略して右側のみが示されている。

サブフレーム２５は、各サイドメンバ１１の各前部１２の下方で各サイドメンバ１１に支持されている。サブフレーム２５は、図示の例では、各サイドメンバ１１の各前部１２に沿って延びる一対の側枠部２７と、車幅方向に延び、各側枠部２７をそれらの後端部で連結する後枠部２８とを有し、全体でコ字状の平面形状を有する。

各側枠部２７は、図２に示すように、各サイドメンバ１１の各前部１２から間隔をおいて複数の支持部材２６を介して各サイドメンバ１１に固定されている。各側枠部２７は、それぞれ車両の前後方向に互いに間隔をおき且つ長手方向に整列して配置された一対の基部２８ａ，２８ｂと、該各基部に連なりサイドメンバ１１の前部１２に向けて互いに近づく方向へ延びる一対の傾斜部２９ａ，２９ｂと、各基部２８ａ，２８ｂに平行であり、両傾斜部２９ａ，２９ｂを連結する頂部３０とを有する。一方の基部２８ｂよりも車両の前方に位置する基部２８ａである前方基部２８ａの後端３１は、それぞれ各タイロッド２２に車両の前後方向で対向している。

各前方基部２８ａと該各前方基部２８ａに連なる各前方傾斜部２９ａとの各連結部３２及び各前方傾斜部２９ａと各頂部３０との各連結部３３は、それぞれ車両の前後方向からの衝突時における各サイドメンバ１１の変形可能な各変形部分１２ａの変形と同時に、各前方基部２８ａと各前方傾斜部２９ａとのなす角及び各前方傾斜部２９ａと各頂部３０とのなす角が減少するように屈曲変形可能である。

車両が前面衝突した場合、図４に示すように、各サイドメンバ１１の各前部１２は衝突による衝撃荷重を受けるため、前記したように、各サイドメンバ１１の各前部１２の各変形部分１２ａが圧縮変形する。また、前面衝突時には、サブフレーム２５の各側枠部２７にも衝突による衝突荷重が作用するため、前記したように、各側枠部２７の各連結部３２，３３が各サイドメンバ１１の各変形部分１２ａの変形と同時に屈曲変形する。これにより、各サイドメンバ１１及びサブフレーム２５の各側枠部２７の変形により衝突時に車体が受ける衝撃荷重が分散されるため、乗員への衝突による衝撃が確実に緩和される。また、サブフレーム２５の各側枠部２７の各連結部３２，３３の屈曲変形により、各前方基部２８ａは車両後方へ移動する。各前方基部２８ａの後方への移動により、各前方基部２８ａの各後端３１は、前記したように、各タイロッド２２に車両の前後方向で対向していることから、各前基部２８ａの各後端３１は各タイロッド２２に当接する。これにより、各前方基部２８ａから各タイロッド２２に衝突による衝撃荷重が伝達されるため、各タイロッド２２は、図５に示すように、車両の後方へ押し曲げられる。各タイロッド２２が押し曲げられると、ステアリングラック２３と各ナックルアーム１９との間隔が小さくなるため、各ナックルアーム１９の各先端部１９ａはステアリングラック２３へ引き寄せられる。このため、前輪１３は、トーイン角が増大する方向へナックルアーム１９と一体にキングピン軸２０を中心に回転する。

車両がその右斜め前方又は左斜め前方から衝突した場合、車体の右側又は左側に配置されたサイドメンバ１１及びサブフレーム２５の側枠部２７が前面衝突した場合と同様に変形するため、右側の前輪１３又は左側の前輪１３のトーイン角は増大する。

本実施例によれば、前記したように、車両の前方からの衝突時に前輪１３はダッシュパネル１５を避けるように車両外方へ向けて強制的に操舵される。これにより、たとえ衝突時に前輪１３の車両前方に設けられたフロントバンパーが後方へ移動することにより前輪１３が後方へ押されたとしても、衝突時に前輪１３がダッシュパネル１５に干渉することを防止することができる。従って、衝突時にダッシュパネル１５が前輪との干渉により従来のように室内側へ変形することはないため、衝突時に乗員の脚を保護するのに必要な空間を車室１４内に確実に確保することができる。

本実施例では、サブフレーム２５の各側枠部２７に、その各基部２８ａ，２８ｂに連なり各サイドメンバ１１に近づく方向に延びる一対の傾斜部２９ａ，２９ｂを設けた例を示したが、両傾斜部２９ａ，２９ｂに代えて、各基部２８ａ，２８ｂに連なり各サイドメンバ１１から遠ざかる方向に延びる一対の傾斜部を設けることができる。

また、図６に示すように、サブフレーム２５をその各側枠部３４が各サイドメンバ１１と各タイロッド２２との間に配置されるように形成し、各側枠部３４に各タイロッド２２よりも車両の前方で各側枠部３４から下方へ突出するブラケット３５を設けることができる。これにより、車両の前面衝突時に各ブラケット３５が各タイロッド２２に当接して各タイロッド２２を後方へ押し曲げることができる。

また、本実施例では、車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ１１が設けられた例を示したが、サイドメンバ１１の前部１２を別体で設けることができる。

更に、本実施例では、サスペンション装置１６がストラットタイプのサスペンション装置１６で構成された例を示したが、これに代えて、例えばダブルウィッシュボーンタイプやマルチリンクタイプ等のサスペンション装置１６を用いることができる。

本発明に係る車体構造を概略的に示す斜視図である。図１のIーI線に沿った縦断面図である。本発明に係る車体構造を概略的に示す底面図である。本発明に係る車体構造の車両の前方からの衝突時の状態を概略的に示す図１のIーI線に沿った縦断面図である。本発明に係る車体構造の車両の前方からの衝突時の状態を概略的に示す底面図である。本発明に係る車体構造の変形例を概略的に示す縦断面図である。

符号の説明

１３前輪
２１操舵機構
１２ａ変形部分
１２前部
１１サイドメンバ
１４車室
１５ダッシュパネル
１０車体構造
２４機構
２０キングピン軸
１９ナックルアーム
２２タイロッド
２５サブフレーム

Claims

前輪を操舵するための操舵機構が設けられた車両の前後方向に沿って配置され、車両の前後方向からの衝突時に変形可能な変形部分が前部に設けられた一対のサイドメンバと、前記前輪の後方に配置され、前記各サイドメンバの前記各前部と車室とを区画するダッシュパネルとを有する車体構造であって、前記各サイドメンバの変形可能な前記各部分が変形するときの衝突荷重により、前記前輪が前記ダッシュパネルに干渉することを防止すべく前記前輪のトーイン角を増大させる機構が設けられていることを特徴とする車体構造。
前記操舵機構は、前記前輪をキングピン軸の周りに揺動可能に支持する一対のナックルアームと、前記各サイドメンバを横切るように前記キングピン軸よりも前方に配置されるタイロッドであって前記前輪の操舵のために前記両ナックルアームを連結するためのタイロッドとを備え、前記前輪のトーイン角を増大させる機構は、前記各サイドメンバの前記前部で該各サイドメンバに支持され、車両の前後方向からの衝突時における前記各サイドメンバの変形可能な前記各部分の変形と同時に変形可能なサブフレームを備え、該サブフレームは、車両の衝突時に変形したときに前記タイロッドに当接して該タイロッドを変形させることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。