JP2017065439A - 車体構造 - Google Patents

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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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