JP2005212720A

JP2005212720A - 車体構造

Info

Publication number: JP2005212720A
Application number: JP2004025280A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Fukuhara; 哲朗福原; Hideyuki Yoshioka; 秀幸吉岡; Akiyoshi Watanabe; 明義渡辺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-08-11

Abstract

【課題】車室に発生するモーメントを低減できる車体構造を得る。
【解決手段】車体１０の前突時には、アッパメンバ１２からフロントピラー２２に荷重が伝達されると共に、フロントサイドメンバ１４からトルクボックス２８を介してロッカ２４に荷重が伝達されて、フロントピラー２２の角部３０及びロッカ２４に上側へのモーメントが作用する。ここで、トルクボックス２８がフロントサイドメンバ１４側からロッカ２４側へ向けて下側かつ後側へ傾斜されているため、トルクボックス２８を介してロッカ２４に下側への荷重も伝達される。これにより、フロントピラー２２の角部３０及びロッカ２４に、下側へのモーメントも作用することで、上側へのモーメントが下側へのモーメントによって打ち消されて、車室１６に発生するモーメントを低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車体前部の伝達部材と車体左右方向端部の補強部材とを連結部材が連結する車体構造に関する。

車体構造としては、フロントサイドメンバとロッカとをトルクボックスが連結するものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

この車体構造では、車体前部の上部にアッパメンバが設けられており、アッパメンバはフロントピラーの上下方向中央部に連結されている。

しかしながら、この車体構造では、トルクボックスが車体左右方向に平行に配置されている。このため、車体の前突時には、フロントサイドメンバからトルクボックスを介してロッカに車体後側への荷重が伝達されると共に、アッパメンバからフロントピラーに車体後側への荷重が伝達されることで、車室（特にロッカ及びフロントピラー上端の角部（所謂第２コーナ））に上側へのモーメントが発生するという問題がある。
特開２００３−１１８６４７公報特開２００２−２７４４３７公報

本発明は、上記事実を考慮し、伝達部材が車体前側からの荷重を受けた際に車室に発生するモーメントを低減できる車体構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の車体構造は、車体の前部に車体前後方向側へ沿って設けられ、車体前側からの荷重を車体後側へ伝達可能とされた伝達部材と、車体の左右方向端部に車体前後方向側へ沿って設けられ、車室を補強する補強部材と、前記伝達部材と前記補強部材とを連結し、前記伝達部材への荷重を前記補強部材へ伝達可能とされると共に、前記伝達部材側から前記補強部材側へ向けて車体下側かつ車体後側へ傾斜された連結部材と、を備えている。

請求項１に記載の車体構造では、車体の前部に伝達部材が車体前後方向側へ沿って設けられており、伝達部材は車体前側からの荷重を車体後側へ伝達可能とされている。また、車体の左右方向端部に補強部材が車体前後方向側へ沿って設けられており、補強部材は車室を補強している。さらに、伝達部材と補強部材とを連結部材が連結しており、連結部材は伝達部材への荷重を補強部材へ伝達可能とされている。

このため、伝達部材が車体前側からの荷重を受けた際には、伝達部材から連結部材を介して補強部材に車体前側からの荷重が伝達されて、補強部材に車体上側へのモーメントが作用する。

ここで、連結部材が伝達部材側から補強部材側へ向けて車体下側かつ車体後側へ傾斜されている。このため、伝達部材が車体前側から荷重を受けた際には、伝達部材から連結部材を介して補強部材に車体下側への荷重も伝達される。これにより、補強部材に車体下側へのモーメントも作用させることができ、補強部材に作用する車体上側へのモーメントが車体下側へのモーメントによって打ち消されることで、車室に発生するモーメントを低減することができる。

図１には、本発明の車体構造が適用されて構成された実施の形態に係る車体１０の主要部が車体１０内側から車体１０右部を見た側面図にて示されている。さらに、図２には、車体１０の主要部が車体上側から見た平面図にて示されており、図３には、車体１０の主要部が車体１０前側から見た正面図にて示されている。なお、本実施の形態では、車体１０の前方を「前方」といい、車体１０の後方を「後方」といい、車体１０の右方を「右方」といい、車体１０の左方を「左方」といい、車体１０の上方を「上方」といい、車体１０の下方を「下方」という。

本実施の形態に係る車体１０には、前部上側の左右方向両端において、筒状（閉断面状）のアッパメンバ１２が設けられており、アッパメンバ１２は前後方向側へ沿って配置されている。

車体１０には、前部下側の左部及び右部において、伝達部材としての筒状（閉断面状）のフロントサイドメンバ１４が設けられており、フロントサイドメンバ１４は前後方向側へ沿って配置されている。また、フロントサイドメンバ１４は、フロントタイヤ（図示省略）に連絡されている。

車体１０には、前後方向中央の内部において、車室１６（キャビン）が形成されており、車室１６の上面はルーフ１８に覆われている。車室１６の前側部位は、右側及び左側へ開放されて、開口２０とされており、開口２０は、上端及び下端が略水平とされると共に、前端下側及び後端が略垂直とされ、かつ、前端上側が後方へ向かうに従い上方へ向かう方向へ傾斜されている。

開口２０の前端部位は、筒状（閉断面状）のフロントピラー２２によって形成されており、フロントピラー２２は、下側部位が略垂直に配置されると共に、上側部位が後方へ向かうに従い上方へ向かう方向へ傾斜されて、車室１６を補強している。フロントピラー２２の上下方向中央（屈曲部）にはアッパメンバ１２の後端が連結されると共に、フロントピラー２２の上端にはルーフ１８の前端が連結されている。

開口２０の下端部位は、補強部材としての筒状（閉断面状）のロッカ２４によって形成されており、ロッカ２４は、車体１０の前後方向中央下部の左右方向両端部において前後方向側へ沿って配置されて、車室１６を補強している。また、ロッカ２４の前端には、フロントピラー２２の下端が連結されている。

開口２０の後端部位は、筒状（閉断面状）のセンタピラー２６によって形成されており、センタピラー２６は、略垂直に配置されて、車室１６を補強している。センタピラー２６の上端にはルーフ１８の前後方向中央が連結されると共に、センタピラー２６の下端にはロッカ２４の前後方向中央が連結されている。

フロントサイドメンバ１４の後部とロッカ２４の前部とは、連結部材としての筒状（閉断面状）のトルクボックス２８（アウタトルクボックス）に連結されている。トルクボックス２８は、フロントサイドメンバ１４側からロッカ２４側へ向けて下側かつ後側へ傾斜された状態に配置されている。

ここで、車体１０の前突時には、車体１０の前側からの荷重が、アッパメンバ１２からフロントピラー２２に伝達されると共に、フロントタイヤからフロントサイドメンバ１４及びトルクボックス２８を介してロッカ２４に伝達される構成である。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

本実施の形態では、車体１０の前部にアッパメンバ１２及びフロントサイドメンバ１４が前後方向側へ沿って設けられており、アッパメンバ１２及びフロントサイドメンバ１４は前側からの荷重を後側へ伝達可能とされている。また、車体１０の左右方向両端部にロッカ２４が前後方向側へ沿って設けられると共に、車室１６の前部にフロントピラー２２が設けられており、ロッカ２４及びフロントピラー２２は車室１６を補強している。さらに、アッパメンバ１２がフロントピラー２２に連結されており、アッパメンバ１２への荷重がフロントピラー２２へ伝達可能とされている。しかも、フロントサイドメンバ１４とロッカ２４とをトルクボックス２８が連結しており、トルクボックス２８はフロントサイドメンバ１４への荷重をロッカ２４へ伝達可能とされている。

このため、図４に示す如く、車体１０の前突時には、アッパメンバ１２からフロントピラー２２に後方への荷重Ｆ１が伝達されると共に、フロントタイヤからフロントサイドメンバ１４及びトルクボックス２８を介してロッカ２４に後方への荷重Ｆ２が伝達されて、特にフロントピラー２２上端の角部３０（所謂第２コーナ）及びロッカ２４に上側へのモーメントＭ１（曲げモーメント）が作用する。

ここで、トルクボックス２８がフロントサイドメンバ１４側からロッカ２４側へ向けて下側かつ後側へ傾斜されている。このため、車体１０の前突時には、フロントサイドメンバ１４からトルクボックス２８を介してロッカ２４に下側への荷重Ｆ３も伝達される。これにより、特にフロントピラー２２上端の角部３０及びロッカ２４に下側へのモーメントＭ２（キャンセルモーメント）も作用させることができ、特にフロントピラー２２上端の角部３０及びロッカ２４に作用する上側へのモーメントＭ１が下側へのモーメントＭ２によって打ち消されることで、車室１６に発生するモーメントを低減することができる。

例えば、基本ＦＥＭ（有限要素法）モデルによれば、従来構造に比し、フロントピラー２２上端の角部３０に発生する上側へのモーメントが７％減少し、ロッカ２４に発生する上側へのモーメントが３０％減少した。

本発明の実施の形態に係る車体の主要部を示す車体内側から車体右部を見た側面図である。本発明の実施の形態に係る車体の主要部を示す車体上側から見た平面図である。本発明の実施の形態に係る車体の主要部を示す車体前側から見た正面図である。本発明の実施の形態に係る車体の前突時における荷重の伝達状況及びモーメントの作用状況を示す概略図である。

符号の説明

１０車体
１４フロントサイドメンバ（伝達部材）
１６車室
２４ロッカ（補強部材）
２８トルクボックス（連結部材）

Claims

車体の前部に車体前後方向側へ沿って設けられ、車体前側からの荷重を車体後側へ伝達可能とされた伝達部材と、
車体の左右方向端部に車体前後方向側へ沿って設けられ、車室を補強する補強部材と、
前記伝達部材と前記補強部材とを連結し、前記伝達部材への荷重を前記補強部材へ伝達可能とされると共に、前記伝達部材側から前記補強部材側へ向けて車体下側かつ車体後側へ傾斜された連結部材と、
を備えた車体構造。