JP4628797B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、バンパビームをサイドフレームに対してステーを介して固設する車体構造に関する。

一般に、車両、例えば自動車の前部及び後部に、バンパを構成するバンパビームが配設される。該バンパビームを支持する支持部材、所謂ステーの構造は、多数提案されており、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示されたステー構造は、車体の前後方向に延在する一対のサイドフレームの両先端に接続された一対のステー（以下、単にステーと称す）の内部に、それぞれリンフォースを備えることにより、例えば斜め衝突（以下、オフセット衝突と称す）等の車両の大衝突の際には、定型的にステー及びリンフォースが変形することで、衝突の際のエネルギを安定して吸収するようになっており、また車両の軽衝突の際には、ステー及びリンフォースが変形することで、衝突エネルギを吸収し、車体が変形することがないようになっている。
特開２００３−２７６５３３号公報

ところで、ミニバン、ＳＵＶ等の一般の乗用車に比し車高が高い車両（以下、高車高車と称す）の前部及び後部に、バンパビームを配設するに際し、乗用車等の車両（以下、標準車高車と称す）に用いるバンパビーム及びステーを採用すると、該バンパビーム及びステーが、標準車高車よりも車両の車高方向上方に配設されることになる。

バンパビーム及びステーの位置が高くなると、米国ＩＩＨＳ等が定める大衝突実験に用いる地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有するＯＤＢ（Offset deformable barrier）のバンパハニカムとオーバーラップしなくなってしまうため、高車高車に取付けるバンパビーム及びステーは、標準車高車とは別設計のものが利用されている場合がある。

また、標準車高車に採用するバンパビーム及びステーを、高車高車と共用することも種々提案されている。その一例として、バンパビーム及びステーが、バンパハニカムとオーバーラップする位置まで車高方向下側に下げることが考えられる。

この技術によれば、オフセット衝突性も含めた大衝突性能は確保できるが、バンパビーム及びステーの位置が、該ステーが固定されるサイドフレームの位置と高さ方向においてオフセットされてしまうため、米国ＩＩＨＳ等が定める壁面等への５マイルでの軽衝突性確保が難しくなってしまうといった問題があった。

よって、従来では、上述した特許文献１も含めて、高車高車においては、大衝突性及び軽衝突性を確保するため、高車高車に配設されるバンパビーム及びステーは、標準車高車に配設されるバンパビーム及びステーとは別設計とし、サイドフレーム、バンパビーム及びステーが高さ方向に同軸となる位置において、車高方向下側に延長して形成されている、即ち車高方向に大きく形成されている。

しかしながら、このように大きく形成したバンパビーム及びステーを配設すると、高車高車は、標準車高車よりも、バンパビーム及びステーを車高方向に大きくした分だけ重量が重くなるだけでなく、製品コストがアップしてしまうといった問題があった。

本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高車高車に配設されるバンパビーム及びステーの軽量化及び原価減を図るとともに、オフセット衝突性も含めた大衝突性及び軽衝突性を確保することができる車体構造を提供するにある。

上記目的を達成するために本発明による車体構造は、車幅方向に延在するバンパビームと、車体の前後方向に延在する左右一対のサイドフレームの一端に接続され、上記バンパビームを前部で支持するステーと、上記ステーの下部に固設された、上記車体の前後方向に沿った２面と、該２面の先端を連結する上記車幅方向に沿った先端面とを具備して、上記バンパビームの下面に対向する対向部に沿って上記バンパビームの先端面方向へ延出するブラケットと、を具備し、上記ブラケットの先端面が、衝突を受ける面を構成していることを特徴とする。

本発明の車体構造によれば、高車高車に配設されるバンパビーム及びステーの軽量化及び原価減を図るとともに、オフセット衝突性も含めた大衝突性及び軽衝突性を確保することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下、本実施の形態においては、車体構造は、自動車車体の後部構造を例に挙げて説明する。また、本実施の形態において、高車高車とは、車体後部に配設されるバンパビームが、米国ＩＩＨＳ等が定める大衝突実験に用いる地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有する衝撃面がハニカム状のバンパハニカムとオーバーラップ（干渉）しない高さの位置に固定された車両とし、標準車高車とは、上記車体後部に配設されるバンパビームが、バンパハニカムとオーバーラップする高さの位置に固定された車両とする。

図１は、本発明の一実施の形態を示す高車高車の車体の後部構造を示す断面図、図２は、図１のステー及びブラケットの斜視図、図３は、図２のステー及びブラケットの分解斜視図、図４は、図１のバンパビーム、一対のステー、及び一対のブラケットの斜視図である。

図１に示すように、高車高車の車体後部７０には、車体前後方向に延出する既知の左右一対のサイドフレーム２０（図１では、１本のみ図示）が配設されている。また、該両サイドフレーム２０の一端である先端部２０ｋの下部から下方に固定板２１が延出されている。

固定板２１に、一対のステー５０及び該一対のステー５０に溶着された一対のブラケット１が、固定板２１に溶着されたネジ５１を介して、ナット５２によりそれぞれ固定されている。

また、一対のステー５０は、両サイドフレーム２０の先端部２０ｋにも、耳部５０ｍにおいてボルトによる締め付け、または、溶接により取付けられている。一対のステー５０は、一対のサイドフレーム２０とオフセットされていない同軸上となる高さの位置に取付けられている。

図２、図３に示すように、ステー５０と、ブラケット１とは、別体で形成した後、ステー５０の下面に形成された下方に向かって斜面状を有する当接面５０ｓと、ブラケット１の上面の後半部に形成された上方に向かって斜面状を有する当接面１ｋとが互いの面で当接する位置において、例えば溶接により溶着されて一体化されている。

一対のステー５０は、後述する車幅方向に延在するバンパビーム１０を前部において支持するものであり、図３に示すように、下面に、下方に向かって斜面状を有する当接面５０ｓが形成された、鉄部材等から形成された中空の箱状部材によりそれぞれ形成されている。尚、一対のステー５０は、アルミから形成されていてもよい。

また、一対のステー５０の前部である先端面５０ｔは、バンパビーム１０が固定される面であり、図２、図３に示すように、バンパビーム１０を固定するための後述するねじ１１が挿通される貫通孔５０ｈが、１つのステー５０につき、それぞれ、例えば３つ形成されている。尚、貫通孔５０ｈの数は、３つに限定されない。

一対のブラケット１は、高車高車において、衝突エネルギの吸収性能に対し、バンパビーム１０と同等の機能を有するように設計されており、図１〜図３に示すように、バンパビーム１０の後述する先端面１０ｆの方向に規定の長さを有して延出する、上方が開口した断面形状が凹状の形状に、鉄部材等からそれぞれ形成されている。尚、一対のブラケット１の上方は、開口したものに限らず閉口した形状としてもよい。

また、図１〜図４に示すように、一対のブラケット１の前半部の上部に、一対のブラケット１が一対のサイドフレーム２０に固定された際、バンパビーム１０の下面１０ｋと対向する対向部１ｊが形成されており、さらに、一対のブラケット１の後半部の上部には、上方に向かって斜面状を有する当接面１ｋがそれぞれ形成されている。

さらに、一対のブラケット１の先端面１ｆは、大衝突実験に用いる地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有するバンパハニカム１００とオーバーラップする高さに位置している。

また、図１に示すように、一対のステー５０のそれぞれの先端面５０ｔに、車幅方向に延在する、例えば鉄部材から構成されたバンパビーム１０が、一対のステー５０にそれぞれ形成された３つの貫通孔５０ｈに挿通され、先端面５０ｔに溶着されたネジ１１を介して、ナット１２により固定されている。尚、バンパビーム１０は、アルミから構成されていても良い。

尚、この際、バンパビーム１０は、地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有するバンパハニカム１００とオーバーラップしない高さに位置している。また、バンパビーム１０の先端面１０ｆは、米国ＩＩＨＳ等が定める壁面等への５マイルでの軽衝突性を確保するため、一対のブラケット１の先端面１ｆよりも規定の長さａだけ、先端側に位置している。また、バンパビーム１０の下面１０ｋは、一対のブラケット１の前半部の上部の対向部１ｊと当接していても、離間していても良い。

さらに、バンパビーム１０は、一対のステー５０のそれぞれの先端面５０ｔに、該一対のステー５０及びサイドフレーム２０とオフセットされていない、同軸上となる高さの位置に固定されている。

バンパビーム１０は、図１に示すように、基端側の高さ方向の略中央が開口した中空の略角柱により形成されており、高さ方向の略中央に、バンパビーム１０の基端と先端との間を連結する耐衝撃性向上のための柱１０ｐが２本形成されている。よって、バンパビーム１０の内部には、高さ方向の上側と下側に、２つの略四角形状の閉断面が形成されている。

バンパビーム１０の先端面１０ｆに、例えばウレタン等の低反発材料から構成された既知の緩衝材３０が車体の前後方向に規定の幅を以て装着されている。また、緩衝材３０の前面に、柔軟な材料によって形成されたバンパフェース４０が配置されている。

バンパフェース４０は、緩衝材３０、一対のステー５０、一対のブラケット１、バンパビーム１０を、車幅方向及び車体の前後方向において被覆しており、車体の後部７０に、既知の手段により固定されている。

図５は、図１のステー及びバンパビームを標準車高車に適用した場合を示す斜視図である。尚、標準車高車にも、高車高車において用いられる一対ステー及びバンパビームと同一の一対のステー５０及びバンパビーム１０が用いられる。

同図に示すように、一対のステー５０のそれぞれの先端面５０ｔに、車幅方向に延在するバンパビーム１０が、図１〜図４において示した上述した手段により固定されている。この際、バンパビーム１０は、米国ＩＩＨＳ等が定める大衝突実験に用いる地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有するバンパハニカム１００とオーバーラップする高さに位置している。尚、標準車高車に配設されるバンパビーム１０の車体の前後方向の幅は、高車高車に配設されるバンパビームの車体の前後方向の幅と同一である。

また、高車高車に適用した一対のステー５０を標準車高車に適用する場合、バンパビーム１０が、バンパハニカム１００とオーバーラップするため、一対のステー５０の下面の当接面５０ｓに、一対のブラケット１が溶着されない。尚、その他の一対のサイドフレーム２０、一対のステー５０、バンパビーム１０、緩衝材３０、バンパフェース４０の構成と、これらの固定状態は、上述した高車高車に配設されたものと同一であるため、その説明は省略する。

次に、このように構成された車体の後部構造の作用について図６〜図１１を用いて説明する。図６は、大衝突における図１の高車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図、図７は、大衝突における図５の標準車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図である。

また、図８は、大衝突における従来の高車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図、図９は、大衝突における従来の標準車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図である。

さらに、図１０は、壁面への軽衝突における図１の高車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図、図１１は、壁面への軽衝突における従来の高車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図である。

図６に示すように、高車高車の車体の後部に、地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有するバンパハニカム１００を衝突させて大衝突実験、例えばオフセット衝突実験を行った際、一対のブラケット１の先端面１ｆは、地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有するバンパハニカム１００とオーバーラップする高さに位置するよう配置されているため、バンパハニカム１００は、一対のブラケット１の内、一方のブラケット１の先端面１ｆに衝突する。

この際、ブラケット１は、ステー５０と当接面１ｋにおいて溶着されているため、大衝突の際の衝撃荷重は、図８に示すように、バンパハニカム１００を従来のバンパビーム２１０に衝突させたときと同じように、ステー５０を経てサイドフレーム２０に伝達される。

このことにより、サイドフレーム２０は、従来と同様、車体の前後方向である軸方向に潰れるよう破壊される。尚、これらのことは、オフセット衝突に限らず、正面衝突においても同様である。

また、図１０に示すように、高車高車の車体の後部を、壁面３００へ速度５マイルで軽衝突させて、軽衝突実験を行った際、バンパビーム１０の先端面１０ｆは、ブラケット１の先端面１ｆより規定の長さａだけ、先端側に位置している、即ち壁面３００側に位置しているため、壁面３００には、バンパビーム１０の先端面１０ｆが最初に衝突する。

この際、バンパビーム１０と、一対のステー５０と、一対のサイドフレーム２０とは、高さ方向にオフセットされていない同軸上に配置されていることから、軽衝突の際の衝撃荷重は、ステー５０を経てサイドフレーム２０に伝達される。このことにより、バンパビーム１０及びステー５０は、従来と同様、車体の前後方向である軸方向に潰れるよう荷重伝達される。

さらに、図７に示すように、標準車高の車体の後部に、地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有するバンパハニカム１００を衝突させて大衝突実験、例えばオフセット衝突実験を行った際は、バンパビーム１０の先端面１０ｆは、地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有するバンパハニカム１００とオーバーラップする高さに配置されているため、バンパハニカム１００は、バンパビーム１０の先端面１０ｆに衝突する。

この際、バンパビーム１０と、一対のステー５０と、一対のサイドフレーム２０とは、高さ方向にオフセットされていない同軸上に配置されていることから、大衝突の際の衝撃荷重は、ステー５０を経てサイドフレーム２０に伝達される。このことにより、バンパビーム１０及びサイドフレーム２０は、従来と同様、車体の前後方向である軸方向に潰れるよう破壊される。尚、これらのことは、オフセット衝突に限らず、正面衝突においても同様である。

このように、本発明の一実施の形態を示す車体の後部構造においては、標準車高車と高車高車とに配設する一対のステー５０及びバンパビーム１０を同一のものとした、即ち共通化した。また、高車高車においては、一対のステー５０に、一対のブラケット１を溶着し、該一対のブラケット１の先端面１ｆが、地上高２８０ｍｍ〜４８０ｍｍの高さを有するバンパハニカム１００とオーバーラップするようにした。即ち、大衝突実験の際は、バンパハニカム１００を、ブラケット１の先端面１ｆへ衝突させるようにした。

この際、ブラケット１は、ステー５０と当接面１ｋにおいて溶着されているため、大衝突の際の衝撃荷重は、従来の図８に示すように、バンパハニカム１００をバンパビーム２１０に衝突させたときと同じように、ステー５０を経てサイドフレーム２０に伝達されるため、他の部材が変形することがないことから、本構造においては、変形モードが従来のバンパビーム２１０に衝突させたときと変化することがない。即ち、エネルギ吸収率に変化がない。よって、米国ＩＩＨＳ等が定めるオフセット衝突性も含めた大衝突性をブラケット１で確保できるようにした。

このことによれば、図８に示すように、ステー２５０及びバンパビーム２１０を、大衝突性を確保するため、図９に示す標準車高車に用いるステー２５０、バンパビーム２１０と比して、車両の高さ方向に延長して形成する必要がなくなるため、図６、図７に示すように、標準車高車と高車高車とで、共通のステー５０及びバンパビーム１０を用いることができる。

よって、高車高車に用いる一対のステー５０及びバンパビーム１０を従来のものよりも軽量化することができ、かつ一対のステー５０及びバンパビーム１０の原価減を図ることができる。

また、高車高車と標準車高車とで同一のステー５０及びバンパビーム１０を用いることにより、ステー５０及びバンパビーム１０の組み付けミスを防止することができるため、作業性が向上する。

また、高車高車に用いるバンパビーム１０の先端面１０ｆを、一対のブラケット１の先端面１ｆよりも先端側に位置するように配置した。言い換えれば、一対のブラケット１の先端面１ｆを、バンパビーム１０の先端面１０ｆよりもバンパビーム１０の基端側に入り込んで位置するように配置した。

このことによれば、高車高車の車体の後部を、壁面３００へ速度５マイルで軽衝突させて、軽衝突実験を行った際、壁面３００には、最初にバンパビーム１０の先端面１０ｆが衝突するため、バンパビーム１０と、一対のステー５０と、一対のサイドフレーム２０とは、同軸上の高さに配置されていることから、軽衝突の際の衝撃荷重は、従来と同様、ステー５０を経てサイドフレーム２０に伝達される。

よって、図１１に示すように、大衝突性を向上するため、従来のバンパビーム１０を車両の高さ方向下側に配置したときのように、ステー３５０が、壁面３００への軽衝突により発生したモーメントＭにより、車体の下側に潜り込んでしてしまい、車体が変形してしまうことがないことから、米国ＩＩＨＳ等が定める車体の軽衝突性を確保することができる。

尚、以下、変形例を示す。
本実施の形態においては、車体構造は、自動車車体の後部構造を例に挙げて説明したが、これに限らず、自動車車体の前部構造に本実施の形態を適用しても良いということは勿論である。

本発明の一実施の形態を示す高車高車の車体の後部構造を示す断面図。 図１のステー及びブラケットの斜視図。 図２のステー及びブラケットの分解斜視図。 図１のバンパビーム、一対のステー、及び一対のブラケットの斜視図。 図１のステー及びバンパビームを標準車高車に適用した場合を示す斜視図。 大衝突における図１の高車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図。 大衝突における図５の標準車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図。 大衝突における従来の高車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図。 大衝突における従来の標準車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図。 壁面への軽衝突における図１の高車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図。 壁面への軽衝突における従来の高車高車の車体の後部構造の作用を模式的に示した図。

符号の説明

１…ブラケット
１ｆ…ブラケット先端面
１０…バンパビーム
１０ｆ…バンパビーム先端面
１０ｋ…バンパビーム下面
２０…サイドフレーム
２０…サイドフレーム先端部
５０…ステー
５０ｓ…ステーの当接面
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (4)

1. 車幅方向に延在するバンパビームと、
   車体の前後方向に延在する左右一対のサイドフレームの一端に接続され、上記バンパビームを前部で支持するステーと、
   上記ステーの下部に固設された、上記車体の前後方向に沿った２面と、該２面の先端を連結する上記車幅方向に沿った先端面とを具備して、上記バンパビームの下面に対向する対向部に沿って上記バンパビームの先端面方向へ延出するブラケットと、
   を具備し、
   上記ブラケットの先端面が、衝突を受ける面を構成していることを特徴とする車体構造。
2. 上記ブラケットと上記ステーとは、別体で形成した後、一体に接合されるとともに、該接合面は、上記ステーの下面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. 上記ステーは、上記下面が上記サイドフレームの下端と上記バンパビームの下端を直線的に結ぶように設けられており、上記ステーの下面が上記ブラケットとの上記接合面を為していることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
4. 上記ブラケットの先端面は、上記バンパビームの先端面よりも、該バンパビームの基端側に入り込んで位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体構造。

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