JP2020163877A - 車体構造 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態に係る車体構造1を上方から見た図である。図2は、車体構造1を前方から見た図である。
この車体構造1は、自動車の車体2の後部に適用したバンパー構造であり、図1及び図2に示すように、車体後部に配置されるバンパービーム11と、バンパービーム11が取り付けられる車体フレーム21とを備えている。図1及び図2中、符号C1は車体2の左右中心であり、以下、「左右中心C1」と適宜に表記する。なお、本説明では車体2を基準にして各方向を記載する。図1、図2及び後述する各図には、車体2の後方を符号RRで示し、車体2の上方向を符号UPで示し、車体2の左方向を符号LHで示している。
左右のサイドメンバ23は、左右(車幅方向と一致)に間隔を空けて前後方向に延びる金属部材で形成されている。より具体的には、各サイドメンバ23は、略C形状(門型形状とも称する)に曲げ加工された鋼板を互いに接合することによって矩形の筒形状に形成されている。左右のサイドメンバ23は、左右中心C1を基準にして左右対称、かつ、互いに平行に配置されている。各サイドメンバ23の形状、構成及び配置等は適宜に変更してもよく、公知の他の形状等を適用してもよい。
バンパービーム11の中間部12には、ビーム取付体31が取り付けられている。このビーム取付体31は、バンパービーム11単体の場合と比べ、車体後方の物体からの荷重を受ける面を増大させる壁体として機能すると共に、その荷重の一部を吸収してバンパービーム11に伝達する荷重伝達部材として機能する。ビーム取付体31については後述する。
図3は、バンパービーム11を周辺構成と共に示す斜視図である。また、図4は、バンパービーム11を上方から見た図である。
図3及び図4に示すように、バンパービーム11の中間部12は、バンパービーム11のうち最も後方に位置する部分となり、換言すると、車体フレーム21から最も外側に離れ、車体後方からの物体が最先に当接する部分となる。この中間部12は、左右方向に直線状に延びる形状に形成されている。
この点P2を基準にした湾曲部分は円弧に沿って湾曲しており、点P2の曲げ角度θ2は、点P1の曲げ角度θ1よりも大きい値に設定される。この曲げ角度θ2は、例えば、160度以上、かつ、180度以下が好ましく、本実施形態では約175度に設定している。これらにより、バンパービーム11の左右いずれかにオフセットした位置に、物体が接触しても、左右の外縁部13の点P2周辺への接触を抑制でき、車体フレーム21へ均等に荷重を伝えることができる。
例えば、後方からの物体が中間部12の左右いずれかにオフセットした位置(例えば、点P1の位置)に接触し、その位置を基準にして左右外側に回転しても、その物体が外縁部56の中央部分に接触し難くなる。仮に、この左右外側に回転した物体が外縁部56の中央部分に接触したとしても、物体からの荷重がバンパービーム11の変形によって緩和又は吸収されるので、外縁部56の中央部分の過度な変形を抑えることができる。
本実施形態では、バンパービーム11の中間部12及び外縁部13を上記のように形成することで、バンパービーム11に後方からの物体が接触しても外縁部13への応力集中を抑え、左右のサイドメンバ23に荷重を均等に伝達し易くなる。
そこで、本実施形態では、バンパービーム11の左右外側の端部11X(以下、「両端11X」と言う)を連結して両端11X間の伸びを抑制する連結部材51(図1〜図3参照)を設けている。
図2に示すように、左右の固定部52は、バンパービーム11の長手方向に直行する上下長L1よりも大の上下長L2を有する板形状に形成されており、各固定部52に、バンパービーム11の両端11Xが溶接によって接合される。
なお、連結部材51は、一枚の金属板で形成される構成に限定されず、複数の金属部材を溶接等で接合して形成してもよい。例えば、連結部材51を、この連結部材51の左右中央を基準にして分割した2部品で形成し、この2部品を溶接等で接合してもよい。また、左右の固定部52及び架橋部53をそれぞれ別部品で形成し、これらを溶接等で接合してもよい。架橋部53を別部品で形成した場合、架橋部53の板厚を、左右の固定部52の板厚よりも厚くしてもよい。
このように、連結部材51をサイドメンバ23に固定すれば、バンパービーム11もサイドメンバ23に固定されるので、連結部材51とバンパービーム11とを別々に車体フレーム21に取り付ける場合と比べ、取り付け作業が簡易になる。
このように、本実施形態では、バンパービーム11と連結部材51とを1つの部品として扱うことができ、取り付け作業を簡易化し、かつ、部品点数及び重量の増大を回避し易くなる。
架橋部53は、一定の上下長L3で左右方向に延在する板形状に形成される。この架橋部53により、左右の固定部52を介して、バンパービーム11の両端Xが連結される。これによって、連結部材51によってバンパービーム11の両端11X間の伸びを含む変形が抑制される。
符号Aで示すように、オフセット衝突時は、車体後方の物体60からの荷重F0によってバンパービーム11を左右方向に拡げる力FAが発生する。この場合、連結部材51によって、力FAに対向する力FBが発生するので、バンパービーム11の延在方向である左右方向に沿った変位を抑制できる。この変位を抑制できるので、左右のサイドメンバ23に、物体60からの荷重F0に起因する荷重FCを均等に伝達し易くなる。また、バンパービーム11の左右方向の変位が抑制されるので、バンパービーム11の過大な変形も抑制できる。
図2に示すように、架橋部53の上下長L3を、バンパービーム11の上下長L1と同程度の長さとし、かつ、バンパービーム11と車体前後方向に重ねて配置することで、バンパービーム11後方のスペースを利用して架橋部53をコンパクトに配置している。なお、本実施形態では、架橋部53の上下長L3を、バンパービーム11の上下長L1以上、かつ、固定部52の上下長L2未満の長さに設定しているが、これに限定されず、例えば、上下長L1未満の長さに設定してもよい。
架橋部53の一部をバンパービーム11側にオフセットさせているので、オフセットさせない場合と比べ、連結部材51によるバンパービーム11の両端11X間の伸びを抑制する効果の発生タイミングを遅らせることができる。
図1に示すように、本実施形態では、架橋部53の一部をバンパービーム11側にオフセットしているので、車体フレーム21側の後部荷室空間、又はスペアタイヤのスペースから架橋部53を退避させることができる。したがって、後部荷室空間の確保、又はスペアタイヤのスペースの確保に有利である。
また、同図1に示したように、架橋部53とバンパービーム11との間には隙間SMが設けられるので、バンパービーム11が変位する空間を確保できると共に、架橋部53の変形をバンパービーム11が妨げる事態を回避し易くなる。
図3に示すように、ビーム取付体31は、左右に延びる筒状に形成され、例えば、アルミニウム合金等の金属材を押出成形することによって形成されている。ビーム取付体31の幅は、例えば、バンパービーム11の幅の25%以上、かつ、35%以下に設定される。
ビーム取付体31は、車体後方を向く正面壁33と、正面壁33の下縁から前方に延びる第1底板34と、第1底板34の前縁から上方に延びる底側縦壁35と、底側縦壁35の上下中間部から前方に延びる第2底板36と、第2底板36の前縁から斜め後方に延びて正面壁33の上縁につながる傾斜壁37とを有している。更に、ビーム取付体31の内部には、正面壁33の上下中間部から前方斜め下方に延びて底側縦壁35の上縁につながる荷重伝達壁38と、荷重伝達壁38の前縁から後方水平に延びて傾斜壁37につながる荷重吸収壁39とを有している。
また、正面壁33、第1底板34、及び底側縦壁35によって閉断面の第1中空部31Cが形成され、荷重吸収壁39、底側縦壁35、荷重伝達壁38、第2底板36、及び傾斜壁37によって閉断面の第2中空部31Dが形成されている。また、正面壁33の上縁と傾斜壁37の上縁との境界部分は、下方に凹む凹状上壁31Kに形成されている。
仮に、上記荷重によって、正面壁33が前方に押し出されると、荷重伝達壁38を介して、底側縦壁35に荷重が伝達される。この場合、底側縦壁35の上端に略前方に向く荷重が加わり、底側縦壁35は下縁を軸線として前方に回転し、第2中空部31Dが潰れるように、荷重吸収壁39、第1底板34及び傾斜壁37が変形し、車体後方からの荷重を緩和、又は吸収できる。
また、連結部材51の架橋部53の一部が、バンパービーム11側、又は車体フレーム21側にオフセットしているので、連結部材51がバンパービーム11の両端11X間の伸びを抑制する効果の発生タイミングを遅らせることができる。
なお、本実施形態では架橋部53の全体をバンパービーム11との間に隙間SMを空けて配置する場合を説明したが、これに限定されず、上記した各種の効果が得られる範囲で、架橋部53の一部をバンパービーム11に接触させてもよい。
なお、バンパービーム11と車体フレーム21との間の空きスペースが広い場合、固定部52と車体フレーム21(サイドメンバ23)との連結構造、又は、連結部材51に要求される性能等に応じて、連結部材51の各部の長さ、及び形状は適宜に変更してもよい。
また、本実施形態では、左右の固定部52と架橋部53とが連結される部分を、左右中心C1に向かって上下長が徐々に狭くなり、架橋部53と同じ上下長L3まで狭くしているが、この形状に限定しなくてもよい。
例えば、上述の実施形態では、図1〜図3等に示した車体構造1に本発明を適用する場合を説明したが、車体構造1の各部の形状を適宜に変更してもよい。例えば、バンパービーム11の両端11X以外の複数の箇所を、サイドメンバ23を含む車体フレーム21に支持するようにし、前記複数の箇所を連結して前記箇所間の伸びを抑制する連結部材51を一体に設けるようにしてもよい。
さらに、本発明は、自動車の車体構造に限定されず、公知の様々な車両の車体構造に適用してもよい。
2 車体
11 バンパービーム(ビーム部材)
11X 両端
12 中間部
13 外縁部
21 車体フレーム(フレーム部材)
22 フロアパネル
23 サイドメンバ
23A フランジ
31 ビーム取付体
51 連結部材
52 固定部
53 架橋部
54 貫通孔
60 物体
C1 車体の左右中心
Claims (6)
- 所定方向に延在するビーム部材と、前記ビーム部材の複数の箇所を支持するフレーム部材とを備える車体構造において、
前記ビーム部材には、前記複数の箇所を連結して前記箇所間の伸びを抑制する連結部材が設けられていることを特徴とする車体構造。 - 前記連結部材は、前記ビーム部材の前記箇所と前記フレーム部材との間に配置されることを特徴とする請求項1に記載の車体構造。
- 前記連結部材における前記複数の箇所間の一部は、前記ビーム部材側、又は前記フレーム部材側にオフセットしていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車体構造。
- 前記連結部材における前記複数の箇所間は、前記ビーム部材との間に隙間を空けて配置され、前記一部は、前記ビーム部材側にオフセットしていることを特徴とする請求項3に記載の車体構造。
- 前記連結部材は、前記複数の箇所にそれぞれ固定される複数の固定部と、前記固定部間を架橋する架橋部とを有し、
前記所定方向に直交する方向において、各固定部の長さは、前記ビーム部材及び前記架橋部よりも長いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の車体構造。 - 前記フレーム部材は、前記所定方向に間隔を空けて前記所定方向に直交する方向に延在するサイドメンバを有し、
前記ビーム部材は、前記連結部材を介して前記サイドメンバに固定されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の車体構造。
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