JP2017043184A

JP2017043184A - 車両骨格構造

Info

Publication number: JP2017043184A
Application number: JP2015166289A
Authority: JP
Inventors: 黒川　博幸; Hiroyuki Kurokawa; 博幸黒川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-25
Also published as: JP6520569B2

Abstract

【課題】左右一対のリヤサイドフレームの間に設けられた燃料タンクの保護性能を向上する。
【解決手段】車室１２の後方に設けられる左右一対のリヤサイドフレーム１４は、燃料タンク３８の車両幅方向外側において車両前後方向に延在する前後ストレート部２２をそれぞれ有している。前後ストレート部２２の車両幅方向外側にはステップ４０が設けられ、ステップ４０によって前後ストレート部２２が補強されている。ステップ４０の前端部４２は燃料タンク３８よりも車両前後方向前側に設けられ、ステップ４０の後端部４４は燃料タンク３８よりも車両前後方向後側に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両骨格構造に関する。

車両幅方向の両側にて車両前後方向に延びるサイドレールと、左右のサイドレールを車両幅方向に連結するクロスメンバを有し、燃料タンクが左右のサイドレールの間に保持される車両用フレーム構造が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００９−２８０１０６号公報

サイドフレーム間に燃料タンクを設けた車両において、車両の側面衝突によってサイドフレームが変形した場合、または車両の衝突によってサイドフレームが変形した場合、サイドフレーム間に設けられた燃料タンクを保護するためには改善の余地がある。

本発明は、サイドフレーム間に燃料タンクを設けた車両において、燃料タンクの保護性能を向上した車両骨格構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両骨格構造は、車両前後方向後側に設けられた燃料タンクと、車両前後方向に延在し、前記燃料タンクの車両幅方向外側に設けられ、車両側面視で前記燃料タンクの一部に重なっているサイドフレームと、前記サイドフレームの車両幅方向外側に取り付けられ、前端部が前記燃料タンクよりも車両前後方向前側に設けられると共に、後端部が前記燃料タンクよりも車両前後方向後側に設けられたステップと、を備えた車両骨格構造。

請求項１記載の本発明によれば、サイドフレームの車両幅方向外側にステップを取り付けることにより、サイドフレームを部分的に補強することができる。当該ステップの車両前後方向後端部を、燃料タンクよりも車両前後方向後側に設けることで、サイドフレームにおける燃料タンクの車両幅方向外側に位置する領域が補強される。これにより、衝突時のサイドフレームの変形を抑制することができ、サイドフレーム間に設けられた燃料タンクの保護性能を向上することができる。

以上説明したように、本発明に係る車両骨格構造は、後面衝突によるサイドフレームの変形を抑制し、サイドフレーム間に設けられた燃料タンクを保護できるという優れた効果を有する。

一実施形態の車両骨格構造が適用された車両後部を示す斜視図である。一実施形態の車両骨格構造が適用された車両後部に設けられたステップを示す分解斜視図である。一実施形態の車両骨格構造が適用された車両後部を示す平面図である。（Ａ）図３中のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。（Ｂ）変形例１における、図３中のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。（Ｃ）変形例２における、図３中のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両骨格構造について説明する。なお、各図において示される矢印Ｕｐは車両上下方向上側を示す。また、矢印Ｒｒは、車両前後方向後側（車両後方）を示す。さらに、矢印Ｒｈは車両左右方向（車両幅方向）の車両右側を示す。

図１には、本実施形態に係る車両骨格構造が適用された車両１０が示されている。図１に示されるように、車両１０は、車室１２と、車室１２の車両前後方向後側に設けられる左右一対のサイドフレーム１４を有している。車室１２の車両前後方向後側を構成するリヤパネル１６は、炭素繊維強化樹脂で成形された剛性及び強度が高い車両骨格部材である。なお、リヤパネル１６は金属で成形されてもよい。

リヤパネル１６の車両前後方向後側に設けられるサイドフレーム１４は、後述するアッパサイドメンバ１８とロアサイドメンバ２０を含んで構成されている。アッパサイドメンバ１８とロアサイドメンバ２０は、一定断面とされたアルミニウム合金等の軽量金属材の押出成形によって矩形状閉断面に形成され、剛性及び強度の高い車両骨格部材となっている。

アッパサイドメンバ１８は、車両前後方向にストレートに延在し、サイドフレーム１４の車両上下方向上側を構成している。アッパサイドメンバ１８の前端部には、それぞれ平板状のフランジ部（図示省略）が固着（溶接）されており、各フランジ部が、リヤパネル１６の車両上下方向上側における左右両側に、ボルト締結によって取り付けられている。

一方、ロアサイドメンバ２０は、アッパサイドメンバ１８の車両上下方向下側に設けられ、サイドフレーム１４の車両上下方向下側を構成している。ロアサイドメンバ２０の車両前後方向前側には、車両前後方向に延在する前後ストレート部２２が設けられている。そして、ロアサイドメンバ２０の車両前後方向後側には、前後ストレート部２２の後端部から車両前後方向後側かつ車両上下方向上側に向かって延在する上下ストレート部２４が設けられている。上下ストレート部２４の上端部は、連結メンバ２６を介してアッパサイドメンバ１８の後端部に接続されている。また、左右一対の上下ストレート部２４の車両上下方向下側には、左右一対のクラッシュボックス６０がそれぞれ接合されており、クラッシュボックス６０の車両前後方向後端には、車両幅方向に延在するバンパリインフォースメント６２が接合されている。

前後ストレート部２２の前端部には、それぞれ前後ストレート部の外周を覆うジョイント部２８が設けられ、さらにジョイント部２８の前端部には平板状のフランジ部３０が固着（溶接）されている。フランジ部３０は、リヤパネル１６の車両上下方向下側における左右両側に、ボルト締結によって取り付けられている。そして、ジョイント部２８には、車両幅方向外側に向かって突出する前側取付ブラケット３２が一体形成されている（図２参照）。前側取付ブラケット３２には、後述するステップフレーム４８の前側が締結固定される。

前後ストレート部２２の後部には、リヤサスペンションアーム３４Ａを取り付けるためのサスペンションブラケット３４が前後２箇所に設けられている。２つのサスペンションブラケット３４のうち、前側のサスペンションブラケット３４には、車両幅方向外側に突出する後側取付ブラケット３６が一体形成され、後述するステップフレーム４８の後側が締結固定されている（図２参照）。

左右一対の連結メンバ２６の間には、アッパクロスメンバ６４Ａが架け渡されている。また、左右一対の前後ストレート部の間には、ロアクロスメンバ６４Ｂが架け渡されている。ロアクロスメンバ６４Ｂは、サスペンションブラケット３４よりも車両前後方向前側において、前後ストレート部２２の下面に取り付けられている。

前後ストレート部２２の車両幅方向内側には燃料タンク３８が設けられている。燃料タンク３８は左右一対の前後ストレート部２２の間で車両幅方向に延在しており、車両前後方向下側が、車両幅方向外側から見た側面視で前後ストレート部２２と重なって設けられている。なお、燃料タンク３８の車両前後方向前側にはリヤパネル１６が設けられ、車両前後方向後側にはロアクロスメンバ６４Ｂが設けられている。すなわち、燃料タンク３８はロアサイドメンバ２０とロアクロスメンバ６４Ｂとリヤパネル１６によって形成された強固な領域に設けられている。

前後ストレート部２２の車両幅方向外側には、ステップ４０が設けられている。ステップ４０は前後ストレート部２２の車両上下方向下側における車両幅方向外側の面に接触している。また、ステップ４０は車両前後方向に長手とされる板状であって、ステップ４０の前端部４２は燃料タンク３８よりも車両前後方向前側に設けられ、ステップ４０の後端部４４は燃料タンク３８よりも車両前後方向後側に設けられている。なお、このステップ４０は、乗員が荷室（図示省略）を利用する際の足場として用いることができる。

ステップ４０は、図２に示されるように、本体部分を形成するステッププレート４６と、外周縁を形成するステップフレーム４８を含んで構成されている。ステッププレート４６は炭素繊維強化樹脂製の板材であり、平面視で多角形状とされている。ステッププレート４６における車両幅方向内側で車両前後方向に延在する内側辺４６Ａは、ロアサイドメンバ２０の延在方向に沿って設けられ、他の辺よりも長くなっている。

ステップフレーム４８は、ステップ４０の外周縁を構成する環状とされ、本実施形態では一例としてアルミダイキャストによって形成されている。ステップフレーム４８において車両幅方向内側を構成する内側縁部５０には、締結穴が複数形成されている。複数の締結穴のうち、前側に設けられる前側締結穴５２Ａは、ジョイント部２８に設けられた前側取付ブラケット３２にボルト締結される。そして、後側に設けられる後側締結穴５２Ｂは、サスペンションブラケット３４に設けられた後側取付ブラケット３６にボルト締結される。

また、ステップフレーム４８の環の内周には、ステップ４０の面方向内側に向かって凸状に形成されたプレート支持部５４が設けられている。ステッププレート４６は、ステップフレーム４８の内周側に嵌め込まれると共にプレート支持部５４によって下から支持されることで、ステップフレーム４８に組付けられている。なお、ステッププレート４６の上面とステップフレーム４８の上面は面一とされている（図４（Ａ）参照）。

次に、図３を用いて本実施形態の車両骨格構造の作用並びに効果について説明する。

本実施形態では、前後ストレート部２２の車両幅方向外側にステップ４０を設けられている。これにより、前後ストレート部２２において車両幅方向外側から見た側面視でステップ４０と重なる領域Ｓが強固にされる。そのため、後面衝突によって車両前後方向後側から前側に向かう荷重を受けても、領域Ｓの変形を抑制することができる。

そして、ステップ４０の前端部４２は燃料タンク３８よりも車両前後方向前側に設けられ、ステップ４０の後端部４４は燃料タンク３８よりも車両前後方向後側に設けられている。すなわち、燃料タンク３８は、ステップ４０により強固にされた領域Ｓ内に設けられている。これによって、後面衝突時の燃料タンク３８の保護性能を向上することができる。

さらに、図２に示されるように、本実施形態ではステップフレーム４８の前側が、ジョイント部２８に一体形成された前側取付ブラケット３２に締結固定されている。これにより、サイドフレーム１４とジョイント部２８との接合強度を向上できる。また、サイドフレーム１４の根元部分をステップ４０によって補強するため、車両走行時のサイドフレーム１４の振動を抑制し、操縦安定性が向上することができる。

加えて、ステップフレーム４８の後側は、サスペンションブラケット３４に固定されているため、サスペンション周辺の剛性を高めることができる。また、走行時にサスペンションから入力される振動をステップ４０に分散させることができ、操縦安定性を向上することができる。

図４には、図３中のＸ−Ｘ線に沿った断面図が示されている。これによると、ステッププレート４６の上面とステップフレーム４８の上面が面一とされている。したがって、乗員が足を乗せた際の安定性が向上する。また、意匠性も高めることができる。

＜変形例１＞
本実施形態では、アルミダイキャスト製のステップフレーム４８を用いたが、図４（Ｂ）に示されるように、丸パイプ５６Ａでステップフレームを形成することもできる。ステップフレームを丸パイプ５６Ａとする場合、プレート支持部を丸パイプ５６Ａとは別体のブラケット５６Ｂとして設け、丸パイプ５６Ａの内周側に溶接して接合する。
＜変形例２＞
また、ステッププレート５８をプレス成形によって形成することもできる。この場合、図４（Ｃ）に示されるように、ステップフレーム５８は車両下側に向かって開いた形状となる。プレート支持部５４はステップフレーム５８と一体形成されるため、製造工程を簡素化することができる。

以上説明した実施形態では、燃料タンク３８が車室１２よりも車両前後方向後側に設けられていたが、燃料タンク３８の一部が車室１２の車両上下方向下側に設けられている構成としてもよい。

１０車両
２２前後ストレート部（サイドフレーム）
３８燃料タンク
４０ステップ
４２前端部
４４後端部

Claims

車両前後方向後側に設けられた燃料タンクと、
車両前後方向に延在し、前記燃料タンクの車両幅方向外側に設けられ、車両側面視で前記燃料タンクの一部に重なっているサイドフレームと、
前記サイドフレームの車両幅方向外側に取り付けられ、前端部が前記燃料タンクよりも車両前後方向前側に設けられると共に、後端部が前記燃料タンクよりも車両前後方向後側に設けられたステップと、
を備えた車両骨格構造。