JP2020147208A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な使用用途に対応することができる車体構造を得る。【解決手段】隣接して配置された複数のモジュール１８同士の間の連結部材３４には、複数の角孔３４Ｂが設けられており、角孔３４Ｂには、複数のモジュール１８のそれぞれに設けられている車両前後方向に延設されたアッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２が、それぞれの長手方向に沿って挿入されている。これにより、隣接するモジュール１８同士を繋げて車両１２の様々な使用用途に対応することができる。また、連結部材３４の角孔３４Ｂは、回転非許容構造をとるため、挿入されたアッパサイドメンバ３０は、当該アッパサイドメンバ３０の長手方向を軸方向とする回転が許容されない。したがって、車両の側面から衝突荷重が入力されると、衝突荷重は連結部材３４を介して他のモジュール１８へと分散させることができる。つまり、車両側面衝突性能を確保することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、車体構造に関する。

下記特許文献１には、車体構造に関する発明が開示されている。この車体構造では、複数の分割モジュールを組み合わせる構造とされており、これらの分割モジュール間にモジュールと同材の円筒状に形成された連結材と、この連結材に圧入される高強度管とが設けられている。これにより、分割モジュールを軽金属により構成した場合でも、分割モジュール間の連結部を高い剛性とすることができる。

特開２００６−２９８１２１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成では、高強度管が圧入される連結材を分割モジュールに接合する構成とされているため、車両の用途に応じて分割モジュールの組み合わせを変える場合には、分割モジュールの組み合わせに応じて連結材を都度接合する必要がある。このため、連結材の接合状態によっては、分割モジュールの組み合わせに制限ができる可能性がある。したがって、上記先行技術はこの点で改良の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、様々な使用用途に対応することができる車体構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る車体構造は、隣接して複数配置されると共に、長尺状の骨格部材がそれぞれ設けられているモジュールと、前記複数のモジュールのうち一方側のモジュールの前記骨格部材と、これに隣接する他方側のモジュールの前記骨格部材とがそれぞれ長手方向に沿って挿入された複数の挿入部が形成され、当該複数の挿入部が前記骨格部材の長手方向を軸方向とする前記骨格部材の回転を許容する回転許容構造及び前記骨格部材の長手方向を軸方向とする前記骨格部材の回転を許容しない回転非許容構造の少なくとも一方をとる連結部材と、を有している。

請求項１に記載の発明によれば、隣接して配置された複数のモジュール同士の間には、連結部材が設けられている。連結部材には、複数の挿入部が設けられており、この挿入部には、複数のモジュールのそれぞれに設けられている車両前後方向に延設された骨格部材が、それぞれの骨格部材の長手方向に沿って挿入されている。つまり、隣接するモジュールの骨格部材同士を連結部材によって連結できるので、隣接するモジュール同士を繋げることができる。また、連結部材の挿入部は、回転許容構造及び回転非許容構造の少なくとも一方をとる。回転許容構造をとる挿入部では、挿入された骨格部材における当該骨格部材の長手方向を軸方向とする回転が許容される。したがって、車両側面衝突時等、車両の側面から衝突荷重が入力されると、回転許容構造をとる骨格部材及び当該骨格部材を有するモジュールが車両前後方向を軸方向として回転することで、衝突荷重を吸収することができる。

一方、回転非許容構造をとる挿入部では、挿入された骨格部材における当該骨格部材の長手方向を軸方向とする回転が許容されない。したがって、車両側面衝突時等、車両の側面から衝突荷重が入力されると、回転非許容構造をとる骨格部材及び当該骨格部材を有するモジュールに入力された衝突荷重を、連結部材を介して他のモジュールの骨格部材へと分散させることができる。つまり、繋げるモジュールの数や構成、大きさ等に応じて、衝突荷重をモジュールの回転により吸収させるか、他のモジュールへ分散させるかを選択することができるので、使用用途に合わせて適切な車体構成とすることができる。

請求項１記載の本発明に係る車体構造は、様々な使用用途に対応することができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係る車体構造を有する車両を概略的に示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る車体構造を有する車両を構成するモジュールを示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る車体構造の連結部材及び骨格部材を示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る車体構造を有する車両の第１の変形例を示す側面図である。 第１実施形態に係る車体構造を有する車両の第２の変形例を示す側面図である。 第２実施形態に係る車体構造の連結部材及び骨格部材を示す分解斜視図である。 第２実施形態に係る車体構造の連結部材の挿入部の変形例を示す正面図である。 （Ａ）は、第２実施形態に係る車体構造の骨格部材の第１変形例を示す断面図であり、（Ｂ）は、第２実施形態に係る車体構造の骨格部材の第２変形例を示す断面図である。

（第１実施形態）
以下、図１〜図４を用いて、本発明に係る車体構造１０の第１実施形態について説明する。

（全体構成）
図１に示されるように、車体構造１０を有する車両１２は、アッパボディ部１４とシャーシ１６とを含んで構成されている。アッパボディ部１４は、複数のモジュール１８を車両前後方向に連結することで、内部に図示しない乗員が乗車する居室空間が形成されている。

（モジュール基本構成）
モジュール１８は、機能がそれぞれ異なる標準モジュール１８Ａ、運転席モジュール１８Ｂ、エンドモジュール１８Ｃ及びドアモジュール１８Ｄのいずれかの構成とされている。標準モジュール１８Ａ、運転席モジュール１８Ｂ、エンドモジュール１８Ｃ及びドアモジュール１８Ｄは、図２に示されるように、直方体状に形成された車体骨格２０と、外装パネル２２とを有している。車体骨格２０は、柱部材２４と、アッパクロスメンバ２６と、ロアクロスメンバ２８と、アッパサイドメンバ３０と、ロアサイドメンバ３２と、連結部材３４とを有している。

柱部材２４は、車両上下方向に延設された骨格部材であり、車体骨格２０の四隅にそれぞれ立設されている。この柱部材２４は、一例として、鋼鉄製とされており、本実施形態では角柱状に形成されている。

アッパクロスメンバ２６は、車両幅方向に延設された車両前後方向に一対の骨格部材であり、隣接する柱部材２４の車両上方側同士を車両幅方向に連結するように車両幅方向に延設されている。このアッパクロスメンバ２６は、一例として、鋼鉄製とされており、本実施形態では角柱状に形成されている。

ロアクロスメンバ２８は、車両幅方向に延設された車両前後方向に一対の骨格部材であり、隣接する柱部材２４の車両下方側同士を車両幅方向に連結するように車両幅方向に延設されている。このロアクロスメンバ２８は、一例として、鋼鉄製とおされており、本実施形態では角柱状に形成されている。

アッパサイドメンバ３０は、車両前後方向に延設された車両幅方向に一対の骨格部材であり、隣接する柱部材２４の車両上方側同士を車両前後方向に連結するように車両前後方向に延設されている。このアッパサイドメンバ３０は、一例として、鋼鉄製とされており、本実施形態では角柱状に形成されている。

ロアサイドメンバ３２は、車両前後方向に延設された車両幅方向に一対の骨格部材であり、隣接する柱部材２４の車両下方側同士を車両前後方向に連結するように車両前後方向に延設されている。このロアサイドメンバ３２は、一例として、鋼鉄製とされており、本実施形態では角柱状に形成されている。以上の柱部材２４、アッパクロスメンバ２６、ロアクロスメンバ２８、アッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２は、長手方向に直交するそれぞれの断面形状の各辺の寸法が略同一となるように設定されている。

柱部材２４、アッパクロスメンバ２６及びアッパサイドメンバ３０は、連結部材３４を介して互いに接続されている。連結部材３４は、ダイキャスト製の立方体状に形成されており、図３に示されるように、車両後方側面３４Ａにアッパサイドメンバ３０の前端部３０Ａに対応した挿入部としての角孔３４Ｂが形成されている。したがって、連結部材３４にアッパサイドメンバ３０を挿入することができる。また、連結部材３４における車両幅方向内側面３４Ｃ（図２参照）及び車両前方側面(不図示)にも、車両後方側面３４Ａと同様に、角孔３４Ｂが形成されており、これによって連結部材３４に柱部材２４及びアッパクロスメンバ２６も挿入することができる。以上の構成により、アッパサイドメンバ３０は、アッパサイドメンバ３０の長手方向を中心とする回転が抑制され、当該構成が請求項１に記載の「回転非許容構造」に相当する。

また、柱部材２４、ロアクロスメンバ２８及びロアサイドメンバ３２も、連結部材３４を介して互いに接続されている。この場合、連結部材３４は、上述した柱部材２４、アッパクロスメンバ２６及びアッパサイドメンバ３０を接続する場合に対して、水平方向にて対称となる向きにて柱部材２４、ロアクロスメンバ２８及びロアサイドメンバ３２を接続している。これにより、車体骨格２０が直方体状に形成されると共に、隣接するモジュール１８の車体骨格２０と一体的に連結することができる。以上の構成により、ロアサイドメンバ３２は、ロアサイドメンバ３２の長手方向を中心とする回転が抑制され、当該構成が請求項１に記載の「回転非許容構造」に相当する。

車体骨格２０の外側には、外装パネル２２が外側から取り付けられる。当該外装パネル２２は、モジュール１８の外装を構成すると共に、各種モジュールによりそれぞれ異なる構成とされている。詳細については、各モジュールごとに後述する。

（運転席モジュール）
図１に示されるように、運転席モジュール１８Ｂは、乗員による運転が行われる車両１２における車両前方側に設けられるモジュール１８であり、内部にステアリングホイールやインストルメントパネル等を有する運転ユニット（いずれも不図示）が設けられている。この運転ユニットを操作することで、シャーシ１６における後述する駆動機構及び操舵機構が操作可能となる。また、運転席モジュール１８Ｂには、車両前方側、車両側方側及び車両上方側のそれぞれに外装パネル２２Ａが設けられており、これらの外装パネル２２Ａにはウィンドウガラス３１が設けられている。さらに、車両前方側の外装パネル２２には、図示しないヘッドライトが取り付けられている。なお、運転席モジュール１８Ｂの車両後方側には、外装パネル２２Ａが設けられておらず、これによって運転席モジュール１８Ｂの内部は車両後方側から外部へ開放されている。

（エンドモジュール）
エンドモジュール１８Ｃは、車両１２における車両後方側に設けられるモジュール１８であり、一例として内部にラゲッジルームが設けられている。また、エンドモジュール１８Ｃの車両後方側、車両上方側及び車両側方側には、それぞれ外装パネル２２Ｂが設けられていると共に、車両後方側の外装パネル２２Ｂには、ウィンドウガラス３３とテールライト３６が取り付けられている。なお、エンドモジュール１８Ｃの車両前方側には、外装パネル２２Ｂが設けられておらず、これによってエンドモジュール１８Ｃの内部は車両前方側から外部へ開放されている。

（標準モジュール）
標準モジュール１８Ａは、車両１２における運転席モジュール１８Ｂの車両後方側とエンドモジュール１８Ｃの車両前方側とにそれぞれ設けられるモジュール１８であり、一例として内部に乗員が着座可能とされた図示しない車両用シートが設けられている。また、標準モジュール１８Ａの車両側方側及び車両上方側には、それぞれ外装パネル２２Ｃが設けられていると共に、車両側方側の外装パネル２２Ｃには、ウィンドウガラス３８が設けられている。なお、標準モジュール１８Ａの車両前方側及び後方側には、外装パネル２２Ｃが設けられておらず、これによって標準モジュール１８Ａの内部は車両前方側及び車両後方側から外部へ開放されている。

（ドアモジュール）
ドアモジュール１８Ｄは、車両１２における車両前方側の標準モジュール１８Ａと車両後方側の標準モジュール１８Ａとの間に設けられるモジュール１８であり、一例として内部に乗員が着座可能とされた図示しない車両用シートが設けられている。また、ドアモジュール１８Ｄの車両上方側及び車両側方側には、それぞれ外装パネル２２Ｄが設けられていると共に、車両側方側の外装パネル２２Ｄには、ウィンドウガラス４０を有するスライドドアユニット４２が設けられている。したがって、このスライドドアユニット４２を開状態とすることで、ドアモジュール１８Ｄの内外の移動が可能となる。なお、ドアモジュール１８Ｄの車両前方側及び後方側には、外装パネル２２Ｄが設けられておらず、これによってドアモジュール１８Ｄの内部は車両前方側及び車両後方側から外部へ開放されている。

（連結）
以上の標準モジュール１８Ａ、運転席モジュール１８Ｂ、エンドモジュール１８Ｃ及びドアモジュール１８Ｄは、それぞれ隣接するモジュール１８同士が連結部材３４(図２参照)によって車体骨格２０同士が車両前後方向に連結された構成とされている。これにより、車体骨格２０が車両全体にて一体的に構成されている。すなわち、それぞれのモジュール１８の内部が連続するため、一体的な車室空間が形成されている。なお、それぞれのモジュール１８が連結された状態において、隣接するモジュール１８の外装パネル２２同士は、接着剤を介して接着されており、これによって車外からの液体の浸入を防止している。

（シャーシ）
連結されたモジュール１８は、車両下部を構成するシャーシ１６に載置されている。このシャーシ１６は、平面視にて車両前後方向を長手方向とする略矩形状に形成されていると共に、車両前後方向の端部にそれぞれ左右一対の車輪４４が設けられている。この車輪４４は、それぞれ図示しない操舵機構及び駆動機構に接続されており、運転席モジュール１８Ｂ内の運転ユニットからの操作によって作動がコントロール可能とされている。

（第１実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態では、図２に示されるように、隣接して配置された複数のモジュール１８同士の間には、連結部材３４が設けられている。連結部材３４には、複数の角孔３４Ｂが設けられており、この角孔３４Ｂには、複数のモジュール１８のそれぞれに設けられている車両前後方向に延設されたアッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２が、それぞれのアッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２の長手方向に沿って挿入されている。つまり、隣接するモジュール１８のアッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２同士を連結部材３４によって連結できるので、隣接するモジュール１８同士を繋げることができる。これにより、車両１２の様々な使用用途に対応することができる。また、連結部材３４の角孔３４Ｂは、回転非許容構造をとるため、挿入されたアッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２は、当該アッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２の長手方向を軸方向とする回転が許容されない。したがって、車両側面衝突時等、車両の側面から衝突荷重が入力されると、回転非許容構造をとるアッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２及び当該アッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２を有するモジュール１８に入力された衝突荷重を、連結部材３４を介して他のモジュール１８のアッパサイドメンバ３０及びロアサイドメンバ３２へと分散させることができる。つまり、衝突荷重を他のモジュール１８へ分散させて車両側面衝突性能を確保することができる。

（変形例）
図４に示されるように、本実施形態の第１の変形例は、自動運転が可能な車両５０において複数のモジュール１８を連結した構成とされており、具体的には、標準モジュール１８Ａと、ドアモジュール１８Ｄと、シャーシ１６とを有する構成とされている。つまり、自動運転に伴い、不要となる運転席モジュール１８Ｂと、エンドモジュール１８Ｃとが省かれた構成とされている。標準モジュール１８Ａは、ドアモジュール１８Ｄの車両前後方向に一対設けられており、車両前方側の標準モジュール１８Ａの車両前方側には、図示しない外装パネルが設けられている。また、車両後方側の標準モジュール１８Ａの車両後方側には、図示しない外装パネルが設けられている。そして、この前後一対の標準モジュール１８Ａと、ドアモジュール１８Ｄとは、内部が一体的な車室空間を形成しながらシャーシ１６に載置されている。

また、乗車可能な乗員の定員を増やしたい場合には、図５に示される本実施形態の第２の変形例のように、さらにモジュール１８を連結することで対応することができる。一例として、図４に示される車両５０を車両前後方向にて２台連結することで、乗員の定員増加に容易に対応することができる。また、これ以外にも、使用状況等に応じて連結するモジュール１８の組み合わせを適宜変更してもよい。

（第２実施形態）
次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る車体構造について説明する。なお、前述した第１実施形態等と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

この第２実施形態に係る車体構造６０は、基本的な構成は第１実施形態と同様とされ、連結部材６２の一部が回転許容構造をとる点に特徴がある。

すなわち、図６に示されるように、隣接するモジュール１８のうち一方側のアッパサイドメンバ６４は、車両前後方向に延設された車両幅方向に一対の骨格部材であり、隣接する柱部材２４の車両上方側同士を車両前後方向に連結するように車両前後方向に延設されている。このアッパサイドメンバ６４は、一例として、鋼鉄製とされており、本実施形態では円柱状に形成されている。また、図示しないが、アッパサイドメンバ６４が設けられているモジュール１８における柱部材２４の車両下方側同士を車両前後方向に連結するロアサイドメンバも、アッパサイドメンバ６４と同様に円柱状に形成されている。

柱部材２４、アッパクロスメンバ２６及びアッパサイドメンバ３０、６４は、連結部材６２を介して互いに接続されている。連結部材６２は、ダイキャスト製の立方体状に形成されており、車両後方側面６２Ａにアッパサイドメンバ６４の前端部６４Ａに対応した挿入部としての丸孔６２Ｂが形成されている。したがって、連結部材６２にアッパサイドメンバ６４をアッパサイドメンバ６４の長手方向、すなわち車両前後方向を軸方向として回転可能に挿入することができる。以上の構成により、アッパサイドメンバ６４は、アッパサイドメンバ６４の長手方向を中心とする回転が許容される。この連結部材６２の一部の構成が請求項１に記載の「回転許容構造」に相当する。また、連結部材６２における車両幅方向内側面、車両前方側面、車両下方側面(いずれも不図示)には、角孔３４Ｂが形成されており、これによって連結部材６２にアッパサイドメンバ３０、柱部材２４及びアッパクロスメンバ２６も挿入することができる。

（第２実施形態の作用・効果）
次に、第２実施形態の作用並びに効果を説明する。

上記構成によっても、連結部材６２の一部が回転許容構造をとる点以外は第１実施形態の車体構造１０と同様に構成されているので、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、連結部材６２の一部が、回転許容構造をとるため、挿入されたアッパサイドメンバ６４における当該アッパサイドメンバ６４の長手方向を軸方向とする回転が許容される。したがって、車両側面衝突時等、車両の側面から衝突荷重が入力されると、連結部材６２における回転許容構造に対応したアッパサイドメンバ６４を有するモジュール１８が車両前後方向を軸方向として回転することができる。これにより、衝突荷重を吸収することができる。

一方、連結部材６２における回転非許容構造に対応したアッパサイドメンバ３０は、アッパサイドメンバ３０の長手方向を軸方向とする回転が許容されない。したがって、車両側面衝突時等、車両の側面から衝突荷重が入力されると、連結部材６２を介して他のモジュール１８のアッパサイドメンバ３０、６４等へと分散させることができる。つまり、繋げるモジュール１８の数や構成、大きさ等に応じて、衝突荷重をモジュール１８の回転により吸収させるか、他のモジュール１８へ分散させるかを連結部材６２の構成を変更することにより選択することができるので、使用用途に合わせて適切な車体構成とすることができる。これにより、様々な使用用途に対応することができる。

（変形例）
アッパサイドメンバ６４は、連結部材６２の丸孔６２Ｂに挿入された構成とされているが、第２実施形態の変形例では、図７に示される転がり軸受７０を連結部材６２内に設けてこの転がり軸受７０内にアッパサイドメンバ６４を挿入してアッパサイドメンバ６４の長手方向を軸方向とする回転を許容する構成としてもよい。

なお、第２実施形態では、アッパサイドメンバ６４が円柱状に形成された構成とされているが、これに限らず、ロアサイドメンバ３２やアッパクロスメンバ２６やロアクロスメンバ２８の少なくとも一部が円柱状に形成された構成としてもよい。これに併せて、連結部材６２の丸孔６２Ｂが、ロアサイドメンバ３２やアッパクロスメンバ２６やロアクロスメンバ２８に対応した位置に設けられている構成としてもよい。

また、図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、アッパサイドメンバ６４、ロアサイドメンバ３２、アッパクロスメンバ２６及びロアクロスメンバ２８のすべてを円柱状に形成すると共に、長手方向を軸方向とする回転を許容させない骨格部材には回転阻止部７２を形成し、連結部材６２にもこの回転阻止部７２に対応した形状の孔部(不図示)を設けた構成としてもよい。これにより、同一の円柱状の部材を使用して部品点数を削減すると共に、車両の構成に応じて衝突荷重の分散具合をコントロールすることができる。なお、回転阻止部７２は、骨格部材の径方向に沿って突出された板状とされているが、これに限らず、その他の形状とされてもよい。さらに、連結部材６２に設けられる孔部を、骨格部材の長手方向を軸方向とする回転を所定の範囲内のみ許容するように形成してもよい。

さらにまた、上述した第１、第２実施形態では、アッパサイドメンバ３０、６４、ロアサイドメンバ３２、アッパクロスメンバ２６及びロアクロスメンバ２８が鋼鉄製とされ、連結部材３４、６２がダイキャスト製とされているが、これに限らず、アルミニウム合金製や炭素繊維強化樹脂等その他の材料により構成されてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 車体構造
１８ モジュール
３０ アッパサイドメンバ（骨格部材）
３２ ロアサイドメンバ（骨格部材）
３４ 連結部材
３４Ｂ 角孔（挿入部）
６２ 連結部材
６２Ｂ 丸孔（挿入部）
６４ アッパサイドメンバ（骨格部材）

Claims (1)

1. 隣接して複数配置されると共に、車両前後方向に延設された骨格部材がそれぞれ設けられているモジュールと、
   前記複数のモジュールのうち一方側のモジュールの前記骨格部材と、これに隣接する他方側のモジュールの前記骨格部材とがそれぞれ長手方向に沿って挿入された複数の挿入部が形成され、当該複数の挿入部が前記骨格部材の長手方向を軸方向とする前記骨格部材の回転を許容する回転許容構造及び前記骨格部材の長手方向を軸方向とする前記骨格部材の回転を許容しない回転非許容構造の少なくとも一方をとる連結部材と、
   を有する車体構造。