JP2016078660A - フレーム付車両の車体構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレーム付車両において、車両前突時のボディの前方移動を規制するとともに、オフセット衝突時のフロアパネルの変形を抑制する。
【解決手段】車両1のフレーム2は、車幅方向の両側で前後方向に延びる左右1対のサイドメンバ3L,3Rを有し、フロアパネル6を含むボディ5は、フレーム2によって支持される。左右のストッパ部10L,10Rは、左右のサイドメンバ3L,3Rに対してそれぞれ固定される。左右のストッパ受部11L,11Rは、左右のストッパ部10L,10Rの後方にそれぞれ対向配置され、ボディ5に対して固定される。左右のクラッシュボックス12L,12Rは、フレーム2側からストッパ部10L,10R及びストッパ受部11L,11Rを介してボディ5側へ後方への荷重が入力する際に、ボディ5側へ入力する荷重を所定の上限荷重未満に制限する。
【選択図】図1
【解決手段】車両1のフレーム2は、車幅方向の両側で前後方向に延びる左右1対のサイドメンバ3L,3Rを有し、フロアパネル6を含むボディ5は、フレーム2によって支持される。左右のストッパ部10L,10Rは、左右のサイドメンバ3L,3Rに対してそれぞれ固定される。左右のストッパ受部11L,11Rは、左右のストッパ部10L,10Rの後方にそれぞれ対向配置され、ボディ5に対して固定される。左右のクラッシュボックス12L,12Rは、フレーム2側からストッパ部10L,10R及びストッパ受部11L,11Rを介してボディ5側へ後方への荷重が入力する際に、ボディ5側へ入力する荷重を所定の上限荷重未満に制限する。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両前突時のボディの前方移動を阻止するフレーム付車両の車体構造に関する。
ボディ(キャブ、サイドシル、フロア等)がマウント機構(ラバー等)を介してフレームに支持されるフレーム付車両において、車両前突時のマウント機構の破損によるボディの前方移動(慣性力による移動)を阻止するためにキャブストッパを設ける構造が知られている(例えば、特開平10−338162号公報)。
フレーム付車両の車幅方向の一側(例えば右側)のみが前方の障害物に前突する所謂オフセット衝突では、衝突発生時において、フレームを構成する左右のサイドメンバのうち右側のサイドメンバは、障害物に衝突して急激に減速して停止するが、左側のサイドメンバは、急激に減速せずに前方へ移動する。従って、上記従来のキャブストッパを備える車両では、ボディの前方への移動は、衝突側である右側のみで規制され、非衝突側である左側では規制されない。このため、フレームに対するボディの移動を単に規制してしまうと、ボディ側のフロアパネルに前後方向のせん断荷重が発生してフロアパネルが変形し、フロアパネルに支持されたシートがフロアパネルから離脱する可能性がある。衝突発生時にシートが離脱すると、乗員の拘束が実質的に解除されてしまうため、衝突発生時のフロアパネルの変形を抑制する必要がある。
そこで本発明は、車両前突時のボディの前方移動を規制するとともに、オフセット衝突時のフロアパネルの変形を抑制することが可能なフレーム付車両の車体構造の提供を目的とする。
上記目的を達成すべく、本発明は、フレーム付車両の車体構造であって、左右のストッパ部と、左右のストッパ受部と、左右の荷重入力制限部材と、を備える。フレーム付車両のフレームは、車幅方向の両側で前後方向に延びる左右1対のサイドメンバを有し、フロアパネルを含むボディは、フレームによって支持される。左右のストッパ部は、左右のサイドメンバに対してそれぞれ固定される。左右のストッパ受部は、左右のストッパ部の後方にそれぞれ対向配置され、ボディに対して固定される。
荷重入力制限部材は、フレーム側からストッパ部及びストッパ受部を介してボディ側へ後方への荷重が入力する際に、ボディ側へ入力する荷重を所定の上限荷重未満に制限する。
上記構成では、フレーム付車両の前面の略全域が障害物に前突する所謂バリア衝突時において、ボディをフレームに対して支持するマウント機構が破損し、慣性力によってボディがフレームに対して前方へ移動すると、車幅方向の両側において、ストッパ受部の前方への移動をストッパ部が規制する。従って、ボディの前方移動を阻止して、車室内に乗員の生存空間を確保することができる。
また、フレーム付車両の左右のうち一側(例えば右側)のみが前方の障害物に前突する所謂オフセット衝突では、ボディの衝突側(右側)の前方への移動は、バリア衝突の場合と同様に、ストッパ部によって規制されるが、ボディの非衝突側(左側)の前方への移動は規制されず、移動が規制される右側のサイドメンバからボディへ入力する後方への荷重が左側に比べて顕著に増大し、フロアパネルに前後方向のせん断荷重が発生する。このとき、荷重入力制限部材を備える上記構成では、右側のサイドメンバからボディの右側に入力する後方への荷重は、右側の荷重入力制限部材によって所定の上限荷重未満に制限される。例えばフレーム付車両の右側がオフセット衝突し、右側のサイドメンバが急激に減速して前方への移動が規制される際に、ボディの右側に入力する後方への荷重は、荷重入力制限部材によって上限荷重未満に制限される。従って、フロアパネルが所定の変形(例えば上下方向の変位が所定幅以上の波形状の変形)を起こすせん断荷重(フロア変形荷重)を実験や計算等によって求め、求めたフロア変形荷重を上限荷重として予め設定することによって、フロアパネルの過大な変形を抑制して、シートの離脱を防止することができる。
また、荷重入力制限部材は、ストッパ部とストッパ受部との間に配置されるエネルギ吸収体であってもよい。エネルギ吸収体は、フレーム側からボディ側への後方への荷重の入力によりストッパ部とストッパ受部との間で圧潰してエネルギを吸収する。
上記構成では、フレーム付車両の前突時において、エネルギ吸収体がエネルギを吸収する分だけボディ側への入力荷重が抑制される。従って、例えば、フロアパネルに加わるせん断荷重力をフロア変形荷未満とするエネルギ吸収特性のエネルギ吸収体を設けることによって、フロアパネルの過大な変形を抑制して、シートの離脱を防止することができる。
本発明によれば、フレーム付車両において、車両前突時のボディの前方移動を規制するとともに、オフセット衝突時のフロアパネルの変形を抑制することができる。
以下、本発明の一実施形態に係るフレーム付車両(以下、単に車両と称する)1の車体構造について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、左右方向は、車両1の前方を向いた状態での左右を意味する。
図1に示すように、車両1のフレーム2は、左右1対のサイドメンバ3L,3Rと複数のクロスメンバ4とを有するはしご形フレーム(ラダーフレーム)である。左右のサイドメンバ3L,3Rは、車幅方向の両側で前後方向に延びる。複数のクロスメンバ4は前後方向に相互に離間して車幅方向に延び、左右のサイドメンバ3L,3Rを連結する。車両1のボディ5は、フロアパネル6と左右1対のサイドシル7L,7Rとを有する。フロアパネル6は、フレーム2の上方に配置されて車室の底面を形成し、フロアパネル6の車幅方向の中央には、円弧状に上方へ膨出するトンネル部9が曲折形成されている。左右のサイドシル7L,7Rは、フロアパネル6の車幅方向両側に固定され、左右のサイドメンバ3L,3Rの車幅方向外側で前後方向に延びる。左右のサイドメンバ3L,3Rの前端は、フロアパネル6及び左右のサイドシル7L,7Rの前端よりも前方へ延びる。左右のサイドシル7L,7Rは、ラバー等のマウント機構(図示省略)を介してフレーム2に支持され、フロアパネル6には、乗員が着座するシート(座席)8が支持される。
左右のサイドメンバ3L,3Rには、左右のストッパ部10L,10Rがそれぞれ固定され、左右のサイドシル7L,7Rには、左右のストッパ受部11L,11Rがそれぞれ固定される。ストッパ部10L,10Rは、サイドメンバ3L,3Rから車幅方向外側に突出する。ストッパ受部11L,11Rは、ストッパ部10L,10Rの後方でサイドシル7L、7Rから車幅方向内側に突出し、ストッパ部10L,10Rの後面と対向する。左右のストッパ受部11L,11Rの前面には、クラッシュボックス(荷重入力制限部材、エネルギ吸収体)12L、12Rがそれぞれ固定される。クラッシュボックス12L、12Rは、周面部に潰れ変形を助長する孔が形成された筒状体であり、ストッパ部10L,10Rとストッパ受部11L,11Rとの間に配置される。クラッシュボックス12L、12Rは、フレーム2側からストッパ部10L,10R及びストッパ受部11L,11Rを介してボディ5側へ後方への荷重が入力する際に、ストッパ部10L,10Rとストッパ受部11L,11Rとの間で圧潰してエネルギを吸収する(図2(c)参照)。クラッシュボックス12L,12Rがエネルギを吸収することによって、ボディ5側へ入力する荷重が所定の上限荷重未満に制限される。なお、クラッシュボックス12L,12Rの形態は、周面部に孔を有する筒状体に限定されない。また、クラッシュボックス12L,12Rを、ストッパ受部11L,11Rに固定せず、ストッパ10L,10Rの後面に固定してもよい。
本実施形態では、フロアパネル6の左右の端縁フロアパネル6が所定の変形(例えば上下方向の変位が所定幅以上の波形状の変形)を起こすせん断荷重(フロア変形荷重)を実験や計算等によって求め、このフロア変形荷重を上限荷重とするように、クラッシュボックス12L,12Rのエネルギ吸収特性が設定されている。すなわち、フレーム2側からストッパ部10L,10R及びストッパ受部11L,11Rを介してボディ5側へ後方への荷重が入力する際に、ボディ5側へ入力する荷重がフロア変形荷重未満に制限される。
次に、車両1の前突時の状態について説明する。
車両1の前面の略全域(左右のサイドメンバ3L,3Rの前端)が障害物に前突する所謂バリア衝突時において、マウント機構が破損し、慣性力によってボディ5(左右のサイドシル7L,7R)がフレーム2(左右のサイドメンバ3L,3R)に対して前方へ移動すると、車幅方向の両側において、クラッシュボックス12L,12Rの前端がストッパ部10L,10Rに後方から当接し、クラッシュボックス12L,12Rがストッパ部10L,10Rとストッパ受部11L,11Rとの間に挟まれ、前後方向から押圧されて圧壊する。クラッシュボックス12L,12Rとストッパ部10L,10Rとの当接後は、ストッパ受部11L,11Rの前方への移動は、ストッパ部10L,10Rによって規制される。従って、ボディ5の前方移動を阻止して、車室内に乗員の生存空間を確保することができる。
また、車両1の左右のうち一側(例えば右側)のみが前方の障害物20に前突する所謂オフセット衝突では、マウント機構破損時の衝突側(右側)のサイドシル7Rの前方への移動は、バリア衝突の場合と同様に、ストッパ部10Rによって規制される。すなわち、クラッシュボックス12Rの前端がストッパ部10Rに後方から当接し(図2(b)参照)、クラッシュボックス12Rがストッパ部10Rとストッパ受部11Rとの間に挟まれ、前後方向から押圧されて圧壊する(図2(c)参照)。これに対し、非衝突側(左側)では、サイドメンバ3Lが障害物20に衝突せずに前方へ移動するため、クラッシュボックス12Lがストッパ部10Lに当接せず、サイドシル7Lの前方への移動は、ストッパ部10Lによって規制されない(図3(b)参照)。このため、右側のサイドメンバ3Rからサイドシル7Rに入力する後方への荷重が左側に比べて顕著に増大し、フロアパネル6に前後方向のせん断荷重が発生する。このとき、右側のサイドメンバ3Rからサイドシル7Rに入力する後方への荷重は、右側のクラッシュボックス12Rによって所定の上限荷重(フロア変形荷重)未満に制限される。従って、フロアパネル6の過大な変形を抑制して、シート8の離脱を防止することができる。
次に、図4及び図5を参照して、オフセット衝突時のボディ5の衝突側(右側)の減速度(負の加速度)及び移動量について、本実施形態と比較例と対比して説明する。第1比較例は、ストッパ部とストッパ受部との間にクラッシュボックスを配置せず、本実施形態のクラッシュボックス12Rの前端と同位置にストッパ部の前端を設定したフレーム付車両である。図4及び図5において、実線は本実施形態を示し、1点鎖線は第1比較例を示す。フレーム側からボディ側に入力する荷重は、ボディに発生する減速度に応じて変化(増減)する。なお、図5の2点鎖線は、ストッパ部、ストッパ受部及びクラッシュボックスの何れも備えない第2比較例の車両の移動量を示す。
図4に示すように、第1比較例では、オフセット衝突の発生によりストッパ部とストッパ受部とが当接し、ボディの前方への移動が規制されると、減速度は、急激に増大して最大値に達した後、減少する。これに対し、本実施形態の減速度は、クラッシュボックス12Rが潰れ変形を開始するまでの衝突当初は、第1比較例と同様に増大するが、上限荷重(フロア変形荷重)に対応する所定の減速度(フロア変形加速度)に達する前に、クラッシュボックス12Rが潰れ変形を開始する。クラッシュボックス12Rが潰れ変形を開始すると、サイドメンバ3Rからサイドシル7Rに入力する後方への荷重は、クラッシュボックス12Rの圧潰(エネルギ吸収)によってフロア変形荷重未満に制限され、ボディ5の減速度は、フロア変形加速度を超えることなく、ほぼ一定の減速度を維持した後、減少する。
また、図5に示すように、第2比較例では、オフセット衝突の発生後、ボディの移動量は単純に増加する。これに対し、第1比較例及び本実施形態では、ストッパ部によってボディの移動が規制され、ボディは、車室内に乗員の生存空間を確保するために許容される最大移動量(許容移動限界)を超えることなく停止する。なお、本実施形態では、クラッシュボックス12Rの圧潰時はボディが完全に停止せずに前方へ若干移動する。
このように、本実施形態によれば、車両前突時のボディ5の前方移動を規制するとともに、オフセット衝突時のフロアパネル6の変形を抑制することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
本発明の車体構造は、様々なフレーム付車両に適用することができる。
1 フレーム付車両
2 フレーム
3L,3R 左右のサイドメンバ
5 ボディ
6 フロアパネル
7L,7R 左右のサイドシル
8 シート
10L,10R 左右のストッパ部
11L,11R 左右のストッパ受部
12L,12R 左右のクラッシュボックス(荷重入力制限部材、エネルギ吸収体)
20 障害物
2 フレーム
3L,3R 左右のサイドメンバ
5 ボディ
6 フロアパネル
7L,7R 左右のサイドシル
8 シート
10L,10R 左右のストッパ部
11L,11R 左右のストッパ受部
12L,12R 左右のクラッシュボックス(荷重入力制限部材、エネルギ吸収体)
20 障害物
Claims (2)
- 車幅方向の両側で前後方向に延びる左右1対のサイドメンバを有するフレームによって、フロアパネルを含むボディが支持されるフレーム付車両の車体構造であって、
前記左右のサイドメンバに対して固定される左右のストッパ部と、
前記左右のストッパ部の後方に対向配置され、前記ボディに対して固定される左右のストッパ受部と、
前記フレーム側から前記ストッパ部及び前記ストッパ受部を介して前記ボディ側へ後方への荷重が入力する際に、前記ボディ側へ入力する荷重を所定の上限荷重未満に制限する左右の荷重入力制限部材と、を備える
ことを特徴とするフレーム付車両の車体構造。 - 請求項1に記載のフレーム付車両の車体構造であって、
前記荷重入力制限部材は、前記ストッパ部と前記ストッパ受部との間に配置されるエネルギ吸収体であり、
前記エネルギ吸収体は、前記フレーム側から前記ボディ側への前記後方への荷重の入力により前記ストッパ部と前記ストッパ受部との間で圧潰してエネルギを吸収する
ことを特徴とするフレーム付車両の車体構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014212420A JP2016078660A (ja) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | フレーム付車両の車体構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014212420A JP2016078660A (ja) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | フレーム付車両の車体構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016078660A true JP2016078660A (ja) | 2016-05-16 |
Family
ID=55955674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014212420A Pending JP2016078660A (ja) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | フレーム付車両の車体構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016078660A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018039360A (ja) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | いすゞ自動車株式会社 | フレーム付車両のストッパ装置 |
JP2018043590A (ja) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | いすゞ自動車株式会社 | フレーム付車両のストッパ装置 |
WO2024034008A1 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | 三菱自動車工業株式会社 | フレーム車両の車体構造 |
-
2014
- 2014-10-17 JP JP2014212420A patent/JP2016078660A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018043590A (ja) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | いすゞ自動車株式会社 | フレーム付車両のストッパ装置 |
WO2024034008A1 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | 三菱自動車工業株式会社 | フレーム車両の車体構造 |
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