JP2017065439A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両衝突時にサブフレームに加わる荷重を的確にサイドフレームに伝達することのできる車体構造を提供する。【解決手段】サイドフレーム１０及びサブフレーム５０を備える車体構造において、サブフレーム５０のサイドメンバ３０は比較的剛性の高い高剛性部３１と高剛性部３１の後方に配置されるトラス部３２とを有し、トラス部３２は斜め上方へ延びクロスメンバ２０に接続される上側傾斜部３３と斜め下方へ延びる下側傾斜部３４とを有し、サイドメンバ３０は、さらに高剛性部３１より前方に配置されたサイドフレーム用取付部と、トラス部３２に形成されたクロスメンバ２０に取り付けられるためのクロスメンバ用取付部と、を有するようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、前後方向へ延びる左右一対のサイドフレームと、各サイドフレームの下側にて左右方向へ延びるクロスメンバと、クロスメンバの下側にて前後方向へ延びるサブフレームと、備えた車体構造に関する。

この種の車体構造として、サブフレームの前部範囲の後端近傍がサブフレーム支持部を介してサイドフレームに結合支持され、サイドフレーム支持部の後面をサブフレーム側からサイドフレーム側に移行するに従って後方となるように傾斜して延在しているものが知られている（例えば特許文献１）。この車体構造では、これにより、サブフレームの前端に入力された衝撃荷重は、サブフレーム支持部の傾斜した後面部に沿って伝達されてサイドフレームに伝達される。

特開２００１−３０７５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の車体構造においても、車両衝突時等に前方から負荷が加わった際にサブフレームとサイドメンバの接続部分が変形すると、サブフレームに加わる荷重をサブフレームに的確に伝達できないおそれがある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両衝突時にサブフレームに加わる荷重を的確にサイドフレームに伝達することのできる車体構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明によれば、前後方向へ延びる左右一対のサイドフレームと、前記各サイドフレームの下部に接続され、左右方向へ延びるクロスメンバと、前記サイドフレーム及び前記クロスメンバの下方に配置され、前後方向へ延びる一対のサイドメンバを有するサブフレームと、を備え、前記サイドメンバは、車両衝突時に圧潰するエネルギ吸収部と、前記エネルギ吸収部の後方に配置され比較的剛性の高い高剛性部と、前記高剛性部の後方に配置されるトラス部と、を有し、前記トラス部は、所定の分割位置から後方に向かって斜め上方へ延び前記クロスメンバに接続される上側傾斜部と、前記分割位置から後方に向かって斜め下方へ延びる下側傾斜部と、前記分割位置より後方で前記上側傾斜部と前記下側傾斜部とを接続する後方接続部と、を有し、前記サイドメンバは、さらに、前記高剛性部より前方に配置された前記サイドフレームに取り付けられるためのサイドフレーム用取付部と、前記トラス部に形成された前記クロスメンバに取り付けられるためのクロスメンバ用取付部と、を有する車体構造が提供される。

この車体構造によれば、高剛性部及びトラス部を設けたことにより、サブフレームのサイドメンバにおけるクロスメンバとの接続部分及びその前側近傍の剛性が向上する。これにより、車両衝突時等に前方から負荷が加わり、前方のエネルギ吸収部が圧潰している間も、サイドメンバにおけるクロスメンバとの接続部分及びその前部近傍の変形が抑制される。そして、トラス部の上側傾斜部が、分割位置からクロスメンバへ向かって斜め上方へ延びていることから、サブフレームに前方から加わった荷重を上側傾斜部を介してクロスメンバ及びサイドフレームに確実に伝達することができる。

上記車体構造において、前記サイドメンバは、前記高剛性部より前側に配置され比較的剛性の低い低剛性部を有してもよい。

この車体構造によれば、車両衝突の初期に低剛性部を積極的に変形させることにより、車両衝突の初期のエネルギ吸収量を増大させることができる。また、車両衝突の初期にサイドメンバを低剛性部にて座屈させることにより、サイドメンバにおけるクロスメンバとの接続部分及びその前部近傍の姿勢を維持することができる。従って、車両衝突の初期にサイドメンバのエネルギ吸収部が変形した後も、サブフレームに前方から加わった荷重を上側傾斜部を介してクロスメンバ及びサイドフレームに伝達し続けることができる。

上記車体構造において、前記サイドメンバは、略水平の前側水平部と、後方へ向かって斜め下方へ延びる中間傾斜部と、略水平の後側水平部と、が前側から順に連続的に形成されたフレーム本体を有し、前記低剛性部は、前記フレーム本体における前記前側水平部と前記中間傾斜部の境界部分に配置され、前記下側分割部は、前記フレーム本体の前記中間傾斜部の一部をなしてもよい。

この車体構造によれば、サイドメンバのフレーム本体の前後中央が傾斜したサブフレームであっても、車両衝突時に前側水平部と中間傾斜部の境界部分で座屈させることができ、的確に衝突時のモードを制御することができる。

上記車体構造において、前記サイドメンバの前記サイドフレーム用取付部は、前記サイドメンバの前端近傍に配置されてもよい。

この車体構造によれば、サイドメンバの前端近傍が的確に支持され、車両衝突の初期にサイドメンバに加わる荷重をサイドフレームの後側に伝達させ、車両衝突時の前半からサイドフレームの後側にてエネルギ吸収を図ることができる。

上記車体構造において、前記サイドメンバは、平面視にて、前後方向へ延びる前側前後延在部と、後方へ向かって左右内側へ延びる斜め延在部と、前後方向へ延びる後側前後延在部と、が前側から順に連続的に形成されたフレーム本体を有し、前記サイドメンバの前記サイドフレーム用取付部は、前記前側前後延在部に配置されてもよい。

この車体構造によれば、サイドフレーム用取り付け部が前側前後延在部に配置されているので、車両衝突時にサイドフレーム用取り付け部から比較的脆弱な斜め延在部に直接的に負荷が加わることはない。

上記車体構造において、前記サブフレームの前記高剛性部は、タイダウンフックであってもよい。

この車体構造によれば、タイダウンフックを高剛性部として利用することができる。

上記車体構造において、前記クロスメンバは、前記トラス部の前記クロスメンバ用取付部から、後方に向かって斜め上方へ前記サイドフレームまで延びる荷重伝達部を有してもよい。

この車体構造によれば、クロスメンバにおいて、サブフレームのサイドメンバから伝達された荷重をサイドフレームへ効果的に伝達することができる。

上記車体構造において、前記サイドメンバは、前記トラス部の後方に配置された第２のクロスメンバ用取付部と、前記第２のクロスメンバ用取付部の近傍に設けられ前方から負荷が加わった際に応力が集中する応力集中部と、を有してもよい。

この車体構造によれば、車両衝突時にサイドメンバに前方からの負荷が加わると、応力集中部とともにクロスメンバの後側の接続部分が変形することによりエネルギ吸収を図ることができる。また、後側の接続部分が変形することにより、車両衝突の前半に上側傾斜部を介してサイドフレーム側へ荷重伝達を行った後、車両衝突の後半にサイドメンバがクロスメンバ側に拘束されることはなく、サイドメンバによりサイドフレームの後側の変形が阻害されるようなことはない。

上記車体構造において、前記サイドメンバは、略水平の前側水平部と、後方へ向かって斜め下方へ延びる中間傾斜部と、略水平の後側水平部と、が前側から順に連続的に形成されたフレーム本体を有し、前記下側傾斜部部は、前記フレーム本体の前記中間傾斜部に配置され、前記応力集中部は、前記フレーム本体における前記中間傾斜部と前記後側水平部の境界部分であってもよい。

この車体構造によれば、フレーム本体の前後中央が傾斜したサブフレームである場合に、中間傾斜部と後側水平部の境界を応力集中部として利用することができる。

本発明によれば、車両衝突時にサブフレームに加わる荷重を的確にサイドフレームに伝達することができる。

本発明の一実施形態を示す車体構造の概略側面図である。 車体構造の概略斜視図である。 車体構造の概略底面図である。

図１から図３は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は車体構造の概略側面図、図２は車体構造の概略斜視図、図３は車体構造の概略底面図である。

図１に示すように、車体１は、例えば鋼板をプレス成型したパネル状の部材を集成し、スポット溶接等で接合して構成されている。車体１は車両前側にて前後方向へ延びる左右一対のサイドフレーム１０と、各サイドフレーム１０の下部に接続され左右方向へ延びるクロスメンバ２０と、サイドフレーム１０及びクロスメンバ２０の下方に配置され前後方向へ延びる一対のサイドメンバ３０を含むサブフレーム５０と、を備えている。クロスメンバ２０にはエンジンマウント等を介してパワーユニットが搭載され、サブフレーム５０にはブッシュ、ブラケット等を介してサスペンションのアームが取り付けられる。

図１に示すように、サブフレーム５０のサイドメンバ３０は、略水平の前側水平部Ａと、後方へ向かって斜め下方へ延びる中間傾斜部Ｂと、略水平の後側水平部Ｃと、が前側から順に連続的に形成されたフレーム本体を有する。サイドメンバ３０は、前側水平部Ａにてサイドフレーム１０に取り付けられ、中間傾斜部Ｂの後側及び後側水平部Ｃの前側にてクロスメンバ２０に取り付けられ、後側水平部Ｃの後側にて車体のフロアに取り付けられる。

図２に示すように、サイドメンバ３０は、比較的剛性の高い高剛性部３１と、高剛性部３１の後方に配置されるトラス部３２と、を有する。サイドメンバ３０の高剛性部３１の前側は、車両衝突時に圧潰するエネルギ吸収部をなす。トラス部３２は、所定の分割位置から後方へ向かって斜め上方へ延びクロスメンバ２０に接続される上側傾斜部３３と、分割位置から後方へ向かって斜め下方へ延びる下側傾斜部３４と、分割位置より後方で上側傾斜部３３と下側傾斜部３４とを接続する後方接続部３５と、を有する。本実施形態においては、下側傾斜部３４は、フレーム本体の中間傾斜部Ｂの一部をなす。また、本実施形態においては、高剛性部３１は、タイダウンフック３６である。

図３に示すように、サイドメンバ３０は、高剛性部３１より前方に配置されたサイドフレーム１０に取り付けられるためのサイドフレーム用取付部４０と、トラス部３２に形成されたクロスメンバに取り付けられるためのクロスメンバ用第１取付部４３と、トラス部３２の後方に配置されたクロスメンバ用第２取付部４４と、クロスメンバ用第２取付部４４の近傍に設けられ前方から負荷が加わった際に応力が集中する応力集中部３９と、を有する。図１に示すように、本実施形態においては、応力集中部３９は、フレーム本体における中間傾斜部Ｂと後側水平部Ｃの境界部分である。

図１に示すように、クロスメンバ２０は、トラス部３２のクロスメンバ用第１取付部４３から後方に向かって斜め上方へサイドフレーム１０まで延びる荷重伝達部２１と、トラス部３２後方のクロスメンバ用第２取付部４４から上方へ向かってサイドフレーム１０まで延びる上下延在部２２と、を有する。

図３に示すように、サイドメンバ３０のフレーム本体は、平面視にて、前後方向へ延びる前側前後延在部Ｄと、後方へ向かって左右内側へ延びる斜め延在部Ｅと、前後方向へ延びる後側前後延在部Ｆと、が前側から順に連続的に形成されている。サイドメンバ３０は、フレーム本体の前端側に配置されたサイドフレーム用取付部４０と、フレーム本体の後端側に配置されたフロア用第１取付部４１及びフロア用第２取付部４２と、クロスメンバ２０の下方に配置されたクロスメンバ用第１取付部４３及びクロスメンバ用第２取付部４４と、により固定されている。

図３に示すように、サイドフレーム用取付部４０は、高剛性部３１より前方に配置される。本実施形態においては、サイドフレーム用取付部４０は、前側前後延在部Ｄに配置され、サイドメンバ３０の前端近傍に配置される。クロスメンバ用第１取付部４３は、クロスメンバ２０の荷重伝達部２１に対応するようトラス部３２に形成される。また、クロスメンバ用第２取付部４４は、クロスメンバ２０の上下延在部２２に対応するようトラス部３２の後方に形成される。

また、図２に示すように、サイドメンバ３０は、高剛性部３１より前側に配置され比較的剛性の低い低剛性部３７を有する。本実施形態においては、低剛性部３７は、前後方向に延びるビード３８を途中で分断した分断部３８ａにより構成される。低剛性部３７はフレーム本体における前側水平部Ａと中間傾斜部Ｂの境界部分に配置される。

以上のように構成された車体構造では、高剛性部３１及びトラス部３２を設けたことにより、サブフレーム５０のサイドメンバ３０におけるクロスメンバ２０との接続部分及びその前側近傍の剛性が向上する。これにより、車両衝突時等に前方から負荷が加わった際に、前方のエネルギ吸収部が圧潰している間も、サイドメンバ３０におけるクロスメンバ２０との接続部分及びその前部近傍の変形が抑制される。ここで、本実施形態においては、タイダウンフックを高剛性部３１として利用していることから、サイドメンバ３０に局所的に剛性を高めるための特別な構造を設ける必要はない。

そして、トラス部３２の上側傾斜部３３が、分割位置からクロスメンバ２０へ向かって斜め上方へ延びていることから、サブフレーム５０に前方から加わった荷重を上側傾斜部３３を介してクロスメンバ２０及びサイドフレーム１０に確実に伝達することができる。特に、本実施形態においては、クロスメンバ２０がサイドメンバ３０のクロスメンバ用第１取付部４３からサイドフレーム１０へ向かって延びる荷重伝達部２１を有しているので、クロスメンバ２０においてサイドメンバ３０から伝達された荷重をサイドフレーム１０へ効果的に伝達することができる。

また、車両衝突の初期に低剛性部３７を積極的に変形させることにより、車両衝突の初期のエネルギ吸収量を増大させることができる。また、車両衝突の初期にサイドメンバ３０を低剛性部３７にて座屈させることにより、サイドメンバ３０におけるクロスメンバ２０との接続部分及びその前部近傍の姿勢を維持することができる。従って、車両衝突の初期にサイドメンバ３０のエネルギ吸収部が変形した後も、サブフレーム５０に前方から加わった荷重を上側傾斜部３３を介してクロスメンバ２０及びサイドフレーム１０に伝達し続けることができる。

そして、低剛性部３７を前側水平部Ａと中間傾斜部Ｂの境界部分に配置したので、サイドメンバ３０のフレーム本体の前後中央が傾斜したサブフレーム５０であっても、車両衝突時に前側水平部Ａと中間傾斜部Ｂの境界部分で座屈させることができ、的確に衝突時のモードを制御することができる。

また、サイドフレーム用取付部４０をサイドメンバ３０の前端近傍に配置したので、サイドメンバ３０の前端近傍が的確に支持され、車両衝突の初期にサイドメンバ３０に加わる荷重をサイドフレーム１０の後側に伝達させ、車両衝突時の前半からサイドフレーム１０の後側にてエネルギ吸収を図ることができる。さらに、サイドフレーム用取付部４０が前側前後延在部Ｄに配置されているので、車両衝突時にサイドフレーム用取付部４０から比較的脆弱な斜め延在部Ｅに直接的に負荷が加わることはない。

また、車両衝突時にサイドメンバ３０に前方からの負荷が加わると、サイドメンバ３０の応力集中部３９とともにクロスメンバ２０の上下延在部２２が変形することによりエネルギ吸収を図ることができる。本実施形態においては、応力集中部３９はフレーム本体における中間傾斜部Ｂと後側水平部Ｃの境界部分に配置され、フレーム本体の前後中央が傾斜したサイドメンバ３０である場合に、中間傾斜部Ｂと後側水平部Ｃの境界部分を応力集中部３９として利用することができる。また、上下延在部２２が変形することにより、車両衝突の前半に上側傾斜部３３を介してサイドフレーム１０側へ荷重伝達を行った後、車両衝突の後半にサイドメンバ３０がクロスメンバ２０側に拘束されることはなく、サイドメンバ３０によりサイドフレーム１０の後側の変形が阻害されるようなことはない。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１ 車体
１０ サイドフレーム
２０ クロスメンバ
３０ サイドメンバ
３１ 高剛性部
３２ トラス部
３３ 上側傾斜部
３４ 下側傾斜部
３５ 後方接続部
３６ タイダウンフック
３７ 低剛性部
３９ 応力集中部
４０ サイドフレーム用取付部
４３ クロスメンバ用第１取付部
４４ クロスメンバ用第２取付部
５０ サブフレーム

Claims (9)

1. 前後方向へ延びる左右一対のサイドフレームと、
   前記各サイドフレームの下部に接続され、左右方向へ延びるクロスメンバと、
   前記サイドフレーム及び前記クロスメンバの下方に配置され、前後方向へ延びる一対のサイドメンバを有するサブフレームと、を備え、
   前記サイドメンバは、車両衝突時に圧潰するエネルギ吸収部と、前記エネルギ吸収部の後方に配置され比較的剛性の高い高剛性部と、前記高剛性部の後方に配置されるトラス部と、を有し、
   前記トラス部は、所定の分割位置から後方に向かって斜め上方へ延び前記クロスメンバに接続される上側傾斜部と、前記分割位置から後方に向かって斜め下方へ延びる下側傾斜部と、前記分割位置より後方で前記上側傾斜部と前記下側傾斜部とを接続する後方接続部と、を有し、
   前記サイドメンバは、さらに、前記高剛性部より前方に配置された前記サイドフレームに取り付けられるためのサイドフレーム用取付部と、前記トラス部に形成された前記クロスメンバに取り付けられるためのクロスメンバ用取付部と、を有する車体構造。
2. 前記サイドメンバは、前記高剛性部より前側に配置され比較的剛性の低い低剛性部を有する請求項１に記載の車体構造。
3. 前記サイドメンバは、略水平の前側水平部と、後方へ向かって斜め下方へ延びる中間傾斜部と、略水平の後側水平部と、が前側から順に連続的に形成されたフレーム本体を有し、
   前記低剛性部は、前記フレーム本体における前記前側水平部と前記中間傾斜部の境界部分に配置され、
   前記下側分割部は、前記フレーム本体の前記中間傾斜部の一部をなす請求項１または２に記載の車体構造。
4. 前記サイドメンバの前記サイドフレーム用取付部は、前記サイドメンバの前端近傍に配置される請求項１から３のいずれか１項に記載の車体構造。
5. 前記サイドメンバは、平面視にて、前後方向へ延びる前側前後延在部と、後方へ向かって左右内側へ延びる斜め延在部と、前後方向へ延びる後側前後延在部と、が前側から順に連続的に形成されたフレーム本体を有し、
   前記サイドメンバの前記サイドフレーム用取付部は、前記前側前後延在部に配置される請求項１から４のいずれか１項に記載の車体構造。
6. 前記サイドメンバの前記高剛性部は、タイダウンフックである請求項１から５のいずれか１項に記載の車体構造。
7. 前記クロスメンバは、前記トラス部の前記クロスメンバ用取付部から、後方に向かって斜め上方へ前記サイドフレームまで延びる荷重伝達部を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の車体構造。
8. 前記サイドメンバは、前記トラス部の後方に配置された第２のクロスメンバ用取付部と、前記第２のクロスメンバ用取付部の近傍に設けられ前方から負荷が加わった際に応力が集中する応力集中部と、を有する請求項１から７のいずれか１項に記載の車体構造。
9. 前記サイドメンバは、略水平の前側水平部と、後方へ向かって斜め下方へ延びる中間傾斜部と、略水平の後側水平部と、が前側から順に連続的に形成されたフレーム本体を有し、
   前記下側傾斜部部は、前記フレーム本体の前記中間傾斜部に配置され、
   前記応力集中部は、前記フレーム本体における前記中間傾斜部と前記後側水平部の境界部分である請求項８に記載の車体構造。

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