JP2008056129A

JP2008056129A - ダッシュクロスメンバ構造

Info

Publication number: JP2008056129A
Application number: JP2006236271A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Kawase; 將嗣川瀬; Hideyuki Yoshioka; 秀幸吉岡; Tetsuro Fukuhara; 哲朗福原; Yoshimitsu Yokoi; 義光横井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-03-13

Abstract

【課題】ステアリングギアボックスに車両衝突時の荷重を負担させることができ、車体を軽量化することが可能であるダッシュクロスメンバ構造を提供することを目的とする。
【解決手段】左右のフロントサイドメンバ１４に結合され、車幅方向中央部で分断された左右一対のダッシュクロスメンバ１０に、ステアリングギアボックス１６を架設し、結合部２０により結合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダッシュクロスメンバの構造に関する。

現状では、ダッシュクロスメンバが車幅方向全域に配設され、このダッシュクロスメンバに沿ってステアリングギアボックスが配設されている（例えば、特許文献１参照）。このため、車両重量の増加を避けることができなかった。
実公平２−４８４９０号公報

本発明は上記事実を考慮し、車両の軽量化が可能なダッシュクロスメンバ構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載のダッシュクロスメンバ構造は、車両前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバに結合され、車幅方向中央部で左右に分断されたダッシュクロスメンバと、車幅方向に延在するステアリングギアボックスと、前記ステアリングギアボックスの車幅方向両端をそれぞれ、左右の前記ダッシュクロスメンバに結合する結合手段と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載のダッシュクロスメンバ構造では、車幅方向中央部で左右に分断されたダッシュクロスメンバが、車両前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバに結合されている。この左右のダッシュクロスメンバには、車幅方向に延在するステアリングギアボックスの車幅方向両端がそれぞれ、結合手段によって結合されている。

即ち、ステアリングギアボックスを、ダッシュクロスメンバの代替部材として使用し、ステアリングギアボックスに衝突荷重を負担させることによって、ダッシュクロスメンバの一部を削減し、車体を軽量化することを可能としている。

請求項２に記載のダッシュクロスメンバ構造は、請求項１に記載のダッシュクロスメンバ構造であって、前記結合手段は、前記ステアリングギアボックスの車幅方向両端をそれぞれ、車両上下方向の軸回りの回転が拘束されるように左右の前記ダッシュクロスメンバに結合することを特徴とする。

請求項２に記載のダッシュクロスメンバ構造では、結合手段が、ステアリングギアボックスの車幅方向両端をそれぞれ、車両上下方向の軸回りの回転が拘束されるように左右のダッシュクロスメンバに結合している。これによって、ステアリングギアボックスの衝突荷重の負担を増加でき、ダッシュクロスメンバの衝突荷重の負担を軽減できる。

請求項３に記載のダッシュクロスメンバ構造は、請求項２に記載のダッシュクロスメンバ構造であって、前記結合手段は、前記ステアリングギアボックスの車幅方向両端をそれぞれ、左右のダッシュクロスメンバに複数点ずつ車両上下方向に締結する締結手段であることを特徴とする。

請求項３に記載のダッシュクロスメンバ構造では、締結手段が、ステアリングギアボックスの車幅方向両端をそれぞれ、左右のダッシュクロスメンバに複数点ずつ車両上下方向に締結している。これによって、ステアリングギアボックスの車幅方向両端がそれぞれ、車両上下方向の軸回りの回転が拘束されるように、左右のダッシュクロスメンバに結合される。

以上説明したように、車両の軽量化が可能なダッシュクロスメンバ構造を提供できる。

次に、本発明のダッシュクロスメンバ構造の一実施形態を図１乃至図６に従って説明する。

なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。

図１乃至図３に示すように、本発明のダッシュクロスメンバ構造を備える車両の前側では、左右一対のフロントサイドメンバ１４が車両前後方向に延在しており、左右のフロントサイドメンバ１４の車両後側において、左右一対のダッシュクロスメンバ１０とステアリングギアボックス１６とが車幅方向に延在している。

フロントサイドメンバ１４の車両前側には、バンパリインフフォース（図示省略）が配設され、フロントサイドメンバ１４の車両後側は、車両後方へかけて車両下側へ傾斜したキック部１４Ａとなっており、このキック部１４Ａの車両前側のフロントサイドメンバ前部１４Ｂの車両後端上部に、段差部１４Ｃと、段差部１４Ｃの車両前端部から車両上方へ張出したフランジ部１４Ｄとが形成されている。

また、各ダッシュクロスメンバ１０は、車両後側が開口した車幅方向の断面形状がハット形状の部材であり、開口縁部をダッシュパネル（図示省略）に結合され、前面１０Ａ及び下面１０Ｂの車幅外側を、左右の段差部１４Ｃとフランジ部１４Ｄとに結合されている。

また、ステアリングギアボックス１６は、左右のダッシュクロスメンバ１０の車両上側に架設されており、結合手段、締結手段としての結合部２０により長手方向両端をそれぞれ、左右のダッシュクロスメンバ１０の上面１０Ｃに結合されている。

各結合部２０は、ステアリングギアボックス１６の長手方向両端にそれぞれ一対ずつ配設された計４個のフランジ部２２と、各フランジ部２２をダッシュクロスメンバ１０の上面１０Ｃに締結する計４本のボルト２４とを備えている。フランジ部２２には、ボルト２４が挿通される孔２２Ａが形成されている。また、ステアリングギアボックス１６の長手方向両端にそれぞれ配設されている一対のフランジ部２２は、車幅方向に離してステアリングギアボックス１６と一体で形成されている。また、左右のダッシュクロスメンバ１０の上面１０Ｃにはそれぞれ、ボルト２４が羅合する２個のネジ孔１６Ｄが、孔２２Ａに対応して車幅方向に並べて形成されている。

即ち、ステアリングギアボックス１６の長手方向両端はそれぞれ、結合部２０によって左右のダッシュクロスメンバ１０の上面１０Ｃに、２点ずつ車両上下方向に締結されている。

次に、本実施形態による作用について説明する。

図４に示すように、車両衝突時、フロントサイドメンバ１４に車両前方から衝突荷重Ｐが入力されると、この衝突荷重Ｐは、フロントサイドメンバ１４から左右のダッシュクロスメンバ１０に伝わる。この際、左右のダッシュクロスメンバ１０には、せん断力や横曲げモーメントＭ１が加わる。

ここで、車幅方向中央部で分断された左右のダッシュクロスメンバ１０には、ステアリングギアボックス１６が架設され、ステアリングギアボックス１６の長手方向両端がそれぞれ、結合部２０によって結合されているので、左右のダッシュクロスメンバ１０からステアリングギアボックス１６にせん断力や横曲げモーメントが加えられる。

ここで、ステアリングギアボックス１６の長手方向両端をそれぞれ、左右のダッシュクロスメンバ１０に２点ずつ車両上下方向に締結したことによって、ステアリングギアボックス１６の車両上下方向の軸（以下、Ｈ軸という）回りの回転が拘束されるようになっている。これによって、ステアリングギアボックス１６に衝突荷重Ｐを負担させることができる。

従って、ステアリングギアボックス１６を、ダッシュクロスメンバ１０の代替部材として使用することによって、ダッシュクロスメンバの一部を削減し、車両を軽量化することが可能である。

ここで、図５（Ａ）に示す比較例のように、車幅方向に延在する１本のダッシュクロスメンバ１０２が左右のフロントサイドメンバ１４に結合され、このダッシュクロスメンバ１０２の上面１０２Ａにステアリングギアボックス１６の長手方向両端が、それぞれ１点の締結により結合されている場合と、図５（Ｂ）に示す本実施形態とでは、本実施形態の方が、正面衝突時、及びオフセット衝突時にフロントサイドメンバ１４に加わる横曲げモーメントＭ１（図５（Ｃ）参照）が小さくなり、正面衝突時、及びオフセット衝突時にキック部１４Ａに加わる縦曲げモーメントＭ２（図５（Ｄ）参照）が大きくなった。

これは、本実施形態におけるダッシュクロスメンバ１０とステアリングギアボックス１６との車幅方向の剛性Ｋｗが、比較例におけるダッシュクロスメンバ１０２とステアリングギアボックス１６との車幅方向の剛性Ｋｗよりも高いことによって、フロントサイドメンバ１４の横曲げモーメントＭ１が抑制されるためである。また、本実施形態におけるダッシュクロスメンバ１０とステアリングギアボックス１６との剛性Ｋｌが、比較例におけるダッシュクロスメンバ１０２とステアリングギアボックス１６との剛性Ｋｌよりも小さいことによって、キック部１４Ａの縦曲げモーメントＭ２の抑制効果が小さいためである。

本実施形態では、フロントサイドメンバ１４を薄肉化して軽量化することの効果が、キック部１４Ａに簡単な補強を追加してキック部１４Ａを重量化することの効果よりも大きいので、図５（Ａ）の比較例と比較して総重量を低下できる。

以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる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問う業者にとって明らかである。例えば、本実施形態では、本発明のダッシュクロスメンバ構造を、ステアリングギアボックス１６の長手方向両端がそれぞれ、車幅方向に並んだ２点で左右のダッシュクロスメンバ１０に締結された構造としたが、ステアリングギアボックス１６の長手方向両端を、複数点で車両上下方向に左右のダッシュクロスメンバ１０に結合すれば良く、また、ステアリングギアボックス１６をＨ軸回りの回転が拘束されるようにダッシュクロスメンバ１０に結合すれば良く、さらには、ステアリングギアボックス１６の長手方向両端をそれぞれ、左右のダッシュクロスメンバ１０に結合すれば良く、例えば、図６に示すように、ステアリングギアボックス１６の長手方向両端をそれぞれ、左右のダッシュクロスメンバ１０に車両前後方向に並んだ２点で車両上下方向に結合しても良い。また、締結箇所や各締結箇所における締結点数を増減しても良い。また、ステアリングギアボックス１６をダッシュクロスメンバ１０に締結するためのフランジ部２２は、必ずしもステアリングギアボックス１６と一体である必要は無く、別体であっても良い。

なお、本発明の締結手段によるステアリングギアボックスとダッシュクロスメンバとの車両上下方向の締結は、垂直方向の締結に限られず、垂直方向に対して傾斜した方向の締結も含まれる。

本発明の一実施形態に係るダッシュクロスメンバ構造を備える車両の前側を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るダッシュクロスメンバ構造を備える車両の前側を示す分解斜視図である。本発明の一実施形態に係るダッシュクロスメンバ構造を備える車両の前側を示す側面図である。本発明の一実施形態に係るダッシュクロスメンバ構造を備える車両の前側を示す平面図である。（Ａ）は、比較例に係るダッシュクロスメンバ構造を模式的に示す平面図、（Ｂ）は、本発明のダッシュクロスメンバ構造を模式的に示す平面図、（Ｃ）、（Ｄ）は、フロントサイドメンバに衝突荷重が加わった時の状態を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係るダッシュクロスメンバ構造の変形例を備える車両の前側を示す斜視図である。

符号の説明

１０ダッシュクロスメンバ
１４フロントサイドメンバ
１６ステアリングギアボックス
２０結合部（結合手段、締結手段）

Claims

車両前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバに結合され、車幅方向中央部で左右に分断されたダッシュクロスメンバと、
車幅方向に延在するステアリングギアボックスと、
前記ステアリングギアボックスの車幅方向両端をそれぞれ、左右の前記ダッシュクロスメンバに結合する結合手段と、
を有することを特徴とするダッシュクロスメンバ構造。
前記結合手段は、前記ステアリングギアボックスの車幅方向両端をそれぞれ、車両上下方向の軸回りの回転が拘束されるように左右の前記ダッシュクロスメンバに結合することを特徴とする請求項１に記載のダッシュクロスメンバ構造。
前記結合手段は、前記ステアリングギアボックスの車幅方向両端をそれぞれ、左右のダッシュクロスメンバに複数点ずつ車両上下方向に締結する締結手段であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダッシュクロスメンバ構造。