JP6376183B2

JP6376183B2 - 車体構造

Info

Publication number: JP6376183B2
Application number: JP2016142550A
Authority: JP
Inventors: 幸人中野; 誠日下部; 英一西垣; 豪軌杉浦; 後藤　良次; 良次後藤; 一郎青井
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2018-08-22
Anticipated expiration: 2036-07-20
Also published as: JP2018012396A

Description

本発明は、車体構造に関する。

車室を構成するフレームを備えると共に、車体前部に配置される衝撃吸収用のフロント部及び車体後部に配置される衝撃吸収用のリヤ部が前記フレームを含む構成部に固定された構造が知られている。例えば、下記特許文献１には、フロントエネルギ吸収モジュールが乗員室モジュール及びフロントサスペンションモジュールの各前側に取り付けられ、リヤエネルギ吸収モジュールが乗員室モジュール及びリヤサスペンションモジュールの各後側に取り付けられた構成が開示されている。

特表２０００−５０９３４５号公報

しかしながら、上記先行技術では、フロントエネルギ吸収モジュール及びリヤエネルギ吸収モジュールは、それぞれ片持ち支持状態で乗員室モジュール等に取り付けられ、それぞれの自重は下方側から支持されていないので、乗員室モジュール等への固定箇所を多く設定しないと、乗員室モジュール等に強固に保持させることができない。

本発明は、上記事実を考慮して、車室を構成するフレームに衝撃吸収用のフロント部及びリヤ部を簡易な構成で強固に保持させることができる車体構造を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明の車体構造は、車室を構成するフレームとされ、前端部に車体正面側から見て枠状とされた前側枠部を備えると共に、後端部に車体正面側から見て枠状とされた後側枠部を備え、前記前側枠部の下辺部と前記後側枠部の下辺部とが車体前後方向に連結された第一モジュールと、前記第一モジュールよりも車体前後方向の荷重に対する剛性が低く設定され、車体前後方向に延在して前記前側枠部及び前記後側枠部を貫通すると共に、車体前後方向の中間部が前記前側枠部及び前記後側枠部の各下辺部の上面に固定された第二モジュールと、を有する。

上記構成によれば、車室を構成するフレームとされた第一モジュールは、前端部において車体正面側から見て枠状とされた前側枠部と後端部において車体正面側から見て枠状とされた後側枠部とのそれぞれの下辺部同士が車体前後方向に連結されている。これに対して、第二モジュールは、車体前後方向に延在して前側枠部及び後側枠部を貫通すると共に、車体前後方向の中間部が前側枠部及び後側枠部の各下辺部の上面に固定されている。

ここで、第一モジュールの前側枠部への第二モジュールの固定は、第二モジュールにおいて第一モジュールよりも車体前方側に配置されたフロント部が第一モジュールに保持されるのに寄与するのみならず、第二モジュールにおいて第一モジュールよりも車体後方側に配置されたリヤ部が第一モジュールに保持されるのにも寄与している。同様に、第一モジュールの後側枠部への第二モジュールの固定は、第二モジュールにおいて第一モジュールよりも車体後方側に配置されたリヤ部が第一モジュールに保持されるのに寄与するのみならず、第二モジュールにおいて第一モジュールよりも車体前方側に配置されたフロント部が第一モジュールに保持されるのにも寄与している。よって、本発明においては、第一モジュールへの第二モジュールの固定箇所の数が抑えられても、第二モジュールのフロント部及びリヤ部を第一モジュールに強固に保持させることができる。

また、第二モジュールは、前側枠部及び後側枠部の各下辺部の上面に載せられて支持された状態で固定されているので、第二モジュールを下方側へ変位させないための固定構造を最小限に抑えることができる。したがって、この点からも、本発明は、第二モジュールのフロント部及びリヤ部を第一モジュールへ簡易な構造で保持させることができるといえる。

また、第二モジュールは、第一モジュールよりも車体前後方向の荷重に対する剛性が低く設定されている。このため、車室を構成するフレームとされた第一モジュールの剛性を確保しつつ、前面衝突時には、第二モジュールにおいて第一モジュールよりも車体前方側に配置されたフロント部を衝撃吸収部として機能させることができ、後面衝突時には、第二モジュールにおいて第一モジュールよりも車体後方側に配置されたリヤ部を衝撃吸収部として機能させることができる。

請求項２に記載する本発明の車体構造は、請求項１に記載の構成において、前記第一モジュールにおける前記前側枠部の上辺部及び前記後側枠部の上辺部の少なくとも一方と、前記第二モジュールと、を連結する連結部材が設けられている。

上記構成によれば、第一モジュールにおける前側枠部の上辺部及び後側枠部の上辺部の少なくとも一方と、第二モジュールとが、連結部材によって連結されているので、前側枠部及び後側枠部を貫通する第二モジュールは上側からも支持される。したがって、第二モジュールのフロント部及びリヤ部を第一モジュールへ一層安定的に保持させることができる。

請求項３に記載する本発明の車体構造は、請求項２に記載の構成において、前記連結部材として、前記第一モジュールの前記前側枠部の上辺部と、前記第二モジュールにおいて車体上方側から見て前記前側枠部の下辺部と重なる部位と、を連結する左右対の前寄り連結部材と、前記第一モジュールの前記後側枠部の上辺部と、前記第二モジュールにおいて車体上方側から見て前記後側枠部の下辺部と重なる部位と、を連結する左右対の後寄り連結部材と、が設けられている。

上記構成によれば、第一モジュールの前側枠部の上辺部と、第二モジュールにおいて車体上方側から見て前側枠部の下辺部と重なる部位とが、左右対の前寄り連結部材によって連結されている。また、第一モジュールの後側枠部の上辺部と、第二モジュールにおいて車体上方側から見て後側枠部の下辺部と重なる部位とが、左右対の後寄り連結部材によって連結されている。これらにより、第二モジュールは、第一モジュールにおける前側枠部及び後側枠部に一層安定的に保持される。

請求項４に記載する本発明の車体構造は、請求項２又は請求項３に記載の構成において、前記連結部材として、前記第一モジュールの前記前側枠部の上辺部と前記第二モジュールの前端部側の部位とを連結する左右対の前側連結部材と、前記第一モジュールの前記後側枠部の上辺部と前記第二モジュールの後端部側の部位とを連結する左右対の後側連結部材と、が設けられている。

上記構成によれば、第一モジュールの前側枠部の上辺部と第二モジュールの前端部側の部位とが左右対の前側連結部材によって連結されると共に、第一モジュールの後側枠部の上辺部と第二モジュールの後端部側の部位とが左右対の後側連結部材によって連結されている。したがって、第二モジュールが第一モジュールに一層安定的に保持されるうえ、第二モジュールの前端部側及び後端部側の所謂自重垂れも一層効果的に抑えられる。

請求項５に記載する本発明の車体構造は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の構成において、前記前側枠部の下辺部の前面及び前記後側枠部の下辺部の後面の少なくとも一方には、サスペンションの取り付け用とされたブラケットが固定されている。

上記構成によれば、前側枠部の下辺部の前面及び後側枠部の下辺部の後面の少なくとも一方にサスペンションの取り付け用のブラケットが固定されているので、サスペンションの取付部の剛性を高めることができる。

請求項６に記載する本発明の車体構造は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記第二モジュールにおいて前記第一モジュールよりも車体前方側に配置されたフロント部は、その車体幅方向外側の端部に左右対のフロントサイドメンバを備え、前記第二モジュールにおいて前記第一モジュールよりも車体後方側に配置されたリヤ部は、その車体幅方向外側の端部に左右対のリヤサイドメンバを備え、前記左右対のフロントサイドメンバと前記左右対のリヤサイドメンバとの少なくとも一方は、車体前後方向において前記第一モジュールの側とは反対側から前記第一モジュールの側へ向けて車体幅方向内側に斜めに延びている。

上記構成によれば、左右対のフロントサイドメンバと左右対のリヤサイドメンバとの少なくとも一方は、車体前後方向において第一モジュールの側とは反対側から第一モジュールの側へ向けて車体幅方向内側に斜めに延びているので、サスペンションの配置スペースを確保するうえで有利となっている。

以上説明したように、本発明の車体構造によれば、車室を構成するフレームに衝撃吸収用のフロント部及びリヤ部を簡易な構成で強固に保持させることができるという優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る車体構造を車体斜め上方側から見た状態で示す斜視図である。図２（Ａ）は、図１の車体構造を車体上方側から見た状態で示す平面図である。図２（Ｂ）は、図１の車体構造を車体左側から見た状態で示す側面図である。図２（Ｃ）は、図１の車体構造を車体正面側から見た状態で示す正面図である。図１の車体構造の一部を構成する高剛性モジュールを車体斜め上方側から見た状態で示す斜視図である。図４（Ａ）は、図３の高剛性モジュールを車体上方側から見た状態で示す平面図である。図４（Ｂ）は、図３の高剛性モジュールを車体左側から見た状態で示す側面図である。図４（Ｃ）は、図３の高剛性モジュールを車体正面側から見た状態で示す正面図である。図１の車体構造の一部を構成する衝突緩和モジュールを車体斜め上方側から見た状態で示す斜視図である。図５の衝突緩和モジュールのうち前後端以外の部分を車体斜め下方側から見た状態で示す斜視図である。図７（Ａ）は、図５の衝突緩和モジュールを車体上方側から見た状態で示す平面図である。図７（Ｂ）は、図５の衝突緩和モジュールを車体左側から見た状態で示す側面図である。図７（Ｃ）は、図５の衝突緩和モジュールを車体下方側から見た状態で示す底面図である。図７（Ｄ）は、図５の衝突緩和モジュールを車体正面側から見た状態で示す正面図である。図５の衝突緩和モジュールのうち前後端以外の部分を高剛性モジュールに組み付けようとしている状態を示す斜視図である。図５の衝突緩和モジュールのうち前後端以外の部分を高剛性モジュールに貫通させた状態を示す図であり、図９（Ａ）は、車体上方側から見た状態で示す平面図であり、図９（Ｂ）は、車体左側から見た状態で示す側面図であり、図９（Ｃ）は、車体正面側から見た状態で示す正面図である。サスペンションの取付部を拡大して示す斜視図である。図１０（Ａ）はサスペンションを取り付ける前の状態を示す。図１０（Ｂ）はサスペンションを取り付けた後の状態を示す。

本発明の一実施形態に係る車体構造について図１〜図１０を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車体前方側を示しており、矢印ＵＰは車体上方側を示しており、矢印Ｗは車体幅方向を示している。

図１には、本実施形態に係る車体構造１０を車体斜め上方側から見た状態の斜視図が示されている。また、図２（Ａ）には、車体構造１０を車体上方側から見た状態の平面図が示され、図２（Ｂ）には、車体構造１０を車体左側から見た状態の側面図が示され、図２（Ｃ）には、車体構造１０を車体正面側から見た状態の正面図が示されている。

図１及び図２に示されるように、車体構造１０は、車室を構成するフレームとされた第一モジュールとしての高剛性モジュール１２を備えている。高剛性モジュール１２は、乗員空間の保護（衝突時における変形抑制）及び操縦安定性等の観点から剛性性能を確保するように設計されたモジュールであり、本実施形態では剛性を上げやすい鉄鋼系材料で構成されている。また、車体構造１０は、高剛性モジュール１２を車体前後方向に貫通して（いわば串刺しにして）配置された第二モジュールとしての衝突緩和モジュール７０を備えている。衝突緩和モジュール７０は、前面衝突時対応の観点から衝突緩和性能を確保する（つまり前面衝突時に塑性変形して衝撃エネルギを吸収する）ように設計されたモジュールであり、本実施形態では鉄鋼系材料よりもヤング率が小さく比重の小さいアルミニウム合金系材料で構成されている。

（高剛性モジュール１２の構成）
図３には、高剛性モジュール１２を車体斜め上方側から見た状態の斜視図が示されている。また、図４（Ａ）には、高剛性モジュール１２を車体上方側から見た状態の平面図が示され、図４（Ｂ）には、高剛性モジュール１２を車体左側から見た状態の側面図が示され、図４（Ｃ）には、高剛性モジュール１２を車体正面側から見た状態の正面図が示されている。

図３及び図４に示される高剛性モジュール１２は、複数のパイプ部材によって構成されている。図３及び図４（Ｃ）に示されるように、高剛性モジュール１２は、その前端部に車体正面側から見て枠状とされた前側枠部１４を備えている。前側枠部１４は、その上端を構成して車体幅方向に延在する上辺部１６を備えると共に、上辺部１６の下方側に配置されて車体幅方向に延在する下辺部１８を備えている。下辺部１８の車体幅方向外側の端末位置は、上辺部１６の車体幅方向外側の端末位置よりも、若干車体幅方向外側に設定されている。図３に示される下辺部１８の車体幅方向中間部の上面１８Ｘは、衝突緩和モジュール７０（図１参照）が固定される部位とされている。

また、図３及び図４（Ｃ）に示されるように、前側枠部１４は、上辺部１６の車体幅方向外側の端部と下辺部１８の車体幅方向の端部とを連結する左右一対の側辺部２０を備えている。左右一対の側辺部２０は、車体上方側へ向けて車体幅方向内側に若干傾斜している。また、前側枠部１４において左右一対の側辺部２０よりも若干車体幅方向内側には、左右一対の縦辺部２２が設けられている。左右一対の縦辺部２２は、上辺部１６の車体幅方向外側の部位と下辺部１８の車体幅方向外側の部位とを連結して車体上下方向に延在しており、上辺部１６と下辺部１８と共に開口部２４を形成している。

また、図３に示されるように、高剛性モジュール１２は、その後端部に車体正面側から見て枠状とされた後側枠部２６を備えている。後側枠部２６は、その上端を構成して車体幅方向に延在する上辺部２８を備えると共に、上辺部２８の下方側に配置されて車体幅方向に延在する下辺部３０を備えている。下辺部３０の車体幅方向中間部の上面３０Ｘは、衝突緩和モジュール７０（図１参照）が固定される部位とされている。後側枠部２６の両サイドには、左右一対の側辺部３２が設けられており、側辺部３２は、車体上下方向に延在している。

また、後側枠部２６において左右一対の側辺部３２よりも若干車体幅方向内側には、左右一対の縦辺部３４が設けられている。左右一対の縦辺部３４は、上辺部２８の車体幅方向外側の部位と下辺部３０の車体幅方向外側の部位とを連結して車体上下方向に延在しており、上辺部２８と下辺部３０と共に開口部３６を形成している。また、後側枠部２６の両サイドにおいては側辺部３２の下部と縦辺部３４の下部とが連結部３８によって車体幅方向に連結されている。

高剛性モジュール１２は、前側枠部１４の下辺部１８の車体幅方向外側の端部と後側枠部２６の下辺部３０の車体幅方向外側の端部とを車体前後方向に連結する左右一対のロッカ部４０（「サイドシル部」ともいう。）を備えている。図４（Ａ）に示されるように、左右一対のロッカ部４０同士は、複数のクロスメンバ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃによって車体幅方向に連結されている。複数のクロスメンバ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃの各上面の車体幅方向中央部４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、衝突緩和モジュール７０（図１参照）が対向配置される部位とされている。

図３に示されるように、前側枠部１４の下辺部１８、後側枠部２６の下辺部３０及び複数のクロスメンバ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃは、複数の縦メンバ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃによって車体前後方向に連結されている。また、複数のクロスメンバ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃのうち最も車体前方側に配置されたクロスメンバ４２Ａと、前側枠部１４内の縦辺部２２の下部とは、斜めメンバ４６Ａによって連結されている。斜めメンバ４６Ａは、車体前方側へ向けて車体上方側に傾斜している。さらに、複数のクロスメンバ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃのうち最も車体後方側に配置されるクロスメンバ４２Ｃと、後側枠部２６内の縦辺部３４の上下方向中間部とは、斜めメンバ４６Ｂによって連結されている。斜めメンバ４６Ｂは、車体後方側へ向けて車体上方側に傾斜している。

また、図３及び図４（Ａ）に示されるように、高剛性モジュール１２は、車体上方側から見て前側枠部１４の上辺部１６を前辺部とする矩形枠状の上枠部４８が形成されている。上枠部４８は、前側枠部１４の上辺部１６の車体後方側に配置された後辺部５０を備えている。後辺部５０は、車体幅方向に延在して前側枠部１４の上辺部１６と平行に配置されている。また、上枠部４８は、前側枠部１４の上辺部１６の車体幅方向外側の端部と後辺部５０の車体幅方向外側の端部とを車体前後方向に連結する左右一対の側辺部５２を備えている。さらに、前側枠部１４の上辺部１６と後辺部５０とは、左右一対の連結部５４によって車体前後方向に連結されている。

図３及び図４（Ｂ）に示されるように、上枠部４８の左右両サイドの後端部とロッカ部４０とは、傾斜連結部５６によって連結されている。傾斜連結部５６は、車体下方側へ向けて車体幅方向外側に傾斜する（図３参照）と共に車体下方側へ向けて車体後方側に傾斜している（図４（Ｂ）参照）。図３に示されるように、傾斜連結部５６の下部と縦辺部２２の下部とは連結部５８Ａによって連結されている。連結部５８Ａは、車体側面視で水平に延びる（図４（Ｂ）参照）と共に、車体後方側へ向けて車体幅方向外側に傾斜している。

図３及び図４（Ｂ）に示されるように、左右一対のロッカ部４０の後部には、フレーム側部の一部を構成するピラー６０が立設されている。ピラー６０は、車体上下方向に延在しており、側面衝突時における乗員空間の確保にも寄与し得る構成要素である。ピラー６０の上端位置は、一例として後側枠部２６の上端位置よりも低い位置に設定されている。ピラー６０の上端側にはロールオーバーバー６２が設けられている。図３及び図４（Ｃ）に示されるように、ロールオーバーバー６２は、車体正面視で略逆Ｕ字状に形成され、左右一対のピラー６０同士を連結している。ロールオーバーバー６２のサイド部は、車体上方側へ向けて車体幅方向内側に若干傾斜する（図４（Ｃ）参照）と共に、図４（Ｂ）に示されるように、車体上方側へ向けて車体後方側に若干傾斜している。

図３に示されるように、ロールオーバーバー６２の上部両サイドと後側枠部２６の上辺部２８の両サイドとは、傾斜連結部６４によって連結されている。傾斜連結部６４は、車体下方側へ向けて車体幅方向外側に傾斜する（図４（Ｃ）参照）と共に車体下方側へ向けて車体後方側に傾斜している（図４（Ｂ）参照）。

また、図３に示されるように、ピラー６０の上下方向中間部と、後側枠部２６の側辺部３２の下部とは、連結部５８Ｂによって車体前後方向に連結され、ピラー６０の上下方向中間部と、後側枠部２６内の縦辺部３４とは、連結部５８Ｃによって連結されている。連結部５８Ｂ、５８Ｃ、３８は、同等の車体上下方向位置に設定されており、車体上方側から見て三角形状を構成している。

また、ピラー６０の上部と後側枠部２６の上側コーナ部（側辺部３２の上端部）とは、斜め連結部５８Ｄによって連結され、ピラー６０の上部とロッカ部４０の車体前後方向中間部とは、斜め連結部５８Ｅによって連結されている。斜め連結部５８Ｄ、５８Ｅは、いずれも車体後方側へ向けて車体上方側に傾斜しており、斜め連結部５８Ｅの延長線上に斜め連結部５８Ｄが設定されている。

斜め連結部５８Ｅの長手方向中間部とピラー６０の上下方向中間部とは、連結部５８Ｆによって車体前後方向に連結されている。連結部５８Ｆは、その車体後方側に設定された連結部５８Ｂの延長線上に設定されている。また、斜め連結部５８Ｅの長手方向中間部と、その車体前方側の傾斜連結部５６の下部とは、連結部５８Ｇによって連結されている。図４（Ｂ）に示されるように、連結部５８Ｇは、その車体後方側に設定された連結部５８Ｆ、５８Ｂと同等の車体上下方向位置に設定されると共に、連結部５８Ｇの車体前方側に設定された連結部５８Ａと同等の車体上下方向位置に設定されている。また、図３に示されるように、ピラー６０の下部とクロスメンバ４２Ｃの車体幅方向の外側部分とは、斜め連結部５８Ｈによって連結されている。斜め連結部５８Ｈは、車体幅方向内側へ向けて車体下方側に傾斜している。

一方、前側枠部１４の下辺部１８の前面１８Ｆには、サスペンション９８（図１０（Ｂ）参照）の取り付け用とされた左右一対のブラケット６６が固定されている。図１０（Ａ）に示されるように、ブラケット６６は、前側枠部１４内の縦辺部２２の下部前面２２Ｆにも固定されている。また、図１０（Ｂ）に示されるように、ブラケット６６の前面側にはサスペンション９８が取り付けられる。また、図３に示されるように、後側枠部２６の下辺部３０の後面３０Ｒには、サスペンションの取り付け用とされた左右一対のブラケット６８が固定されている。ブラケット６８は、後側枠部２６内の縦辺部３４の下部後面３４Ｒにも固定されている。なお、ブラケット６８へのサスペンションの取り付け形態は、図１０（Ｂ）に示される形態を車体前後方向の前後に反転させたものと実質的に同様とされる。

（衝突緩和モジュール７０の構成）
図５には、衝突緩和モジュール７０を車体斜め上方側から見た状態の斜視図が示され、図６には、衝突緩和モジュール７０のうち前後端以外の部分（以下、便宜上この部分を「衝突緩和モジュール主部７０Ｓ」という。）を車体斜め下方側から見た状態の斜視図が示されている。また、図７（Ａ）には、衝突緩和モジュール７０を車体上方側から見た状態の平面図が示され、図７（Ｂ）には、衝突緩和モジュール７０を車体左側から見た状態の側面図が示されている。さらに、図７（Ｃ）には、衝突緩和モジュール７０を車体下方側から見た状態の底面図が示され、図７（Ｄ）には、衝突緩和モジュール７０を車体正面側から見た状態の正面図が示されている。

図５〜図７に示される衝突緩和モジュール７０は、高剛性モジュール１２（図３参照）よりも車体前後方向の荷重に対する剛性が低く設定されている。衝突緩和モジュール７０は、複数のパイプ部材を含んで構成されて所定方向に延びると共に、車体前後方向に沿って配置される。この衝突緩和モジュール７０は、本実施形態では一例として上面視で全体として略Ｘ字形とされた要部を備え、車体前後方向において前後対称であってかつ車体幅方向において左右対称に形成されている。また、図５及び図７（Ｂ）に示されるように、衝突緩和モジュール７０は、その長手方向の両端部以外の部分が上下二段の構成になっている。

衝突緩和モジュール７０の長手方向中間部は、直線状に延びる上下二段の角パイプが連結された直線部７２を備えている。図６に示される直線部７２の下段７２Ｌの下面７２Ｙには、図４（Ａ）に示される高剛性モジュール１２のクロスメンバ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃの各上面の車体幅方向中央部４２ａ、４２ｂ、４２ｃに対向配置される部位とされた図６に示される対面部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃが設けられている。

図６に示されるように、直線部７２の長手方向の両端部には、直線部７２の幅方向に短く延びた幅方向延在部７４Ｆ、７４Ｒが設けられ、一対の幅方向延在部７４Ｆ、７４Ｒの延在方向の中間部に直線部７２の長手方向の端部が突き当てられて固定されている。一方の幅方向延在部７４Ｆの下段７４ＬＦの下面７４ＹＦ側には、図３に示される高剛性モジュール１２における前側枠部１４の下辺部１８の上面１８Ｘ側に固定される部位として、図６に示される被固定部７４ＡＦが設けられている。同様に、他方の幅方向延在部７４Ｒの下段７４ＬＲの下面７４ＹＲ側には、図３に示される高剛性モジュール１２における後側枠部２６の下辺部３０の上面３０Ｘ側に固定される部位として、図６に示される被固定部７４ＡＲが設けられている。

図５及び図６に示される衝突緩和モジュール７０は、前後一対の幅方向延在部７４Ｆ、７４Ｒ及び直線部７２を含む車体前後方向の範囲が車体平面視で図３に示される高剛性モジュール１２と重なるように配置されるキャビン重合部７０Ｍとされている。言い換えれば、衝突緩和モジュール７０においてキャビン重合部７０Ｍよりも車体前方側（組付け状態では高剛性モジュール１２（図１参照）よりも車体前方側）に配置される部位がフロント部７０Ｆとされ、衝突緩和モジュール７０においてキャビン重合部７０Ｍよりも車体後方側（組付け状態では高剛性モジュール１２（図１参照）よりも車体後方側）に配置される部位がリヤ部７０Ｒとされる。

図５及び図７（Ａ）に示されるように、衝突緩和モジュール７０のフロント部７０Ｆは、その車体幅方向外側の端部に左右対のフロントサイドメンバ７８Ｆを備えており、フロントサイドメンバ７８Ｆは、フロント部７０Ｆの上段を構成している。同様に、衝突緩和モジュール７０のリヤ部７０Ｒは、その車体幅方向外側の端部に左右対のリヤサイドメンバ７８Ｒを備えており、リヤサイドメンバ７８Ｒは、リヤ部７０Ｒの上段を構成している。

左右対のフロントサイドメンバ７８Ｆは、車体前後方向においてキャビン重合部７０Ｍの側（組付け状態では高剛性モジュール１２（図１参照）の側）とは反対側つまり車体前方側からキャビン重合部７０Ｍの側（組付け状態では高剛性モジュール１２（図１参照）の側）へ向けて車体幅方向内側に斜めに延びている。また、左右対のリヤサイドメンバ７８Ｒは、車体前後方向においてキャビン重合部７０Ｍの側（組付け状態では高剛性モジュール１２（図１参照）の側）とは反対側つまり車体後方側からキャビン重合部７０Ｍの側（組付け状態では高剛性モジュール１２（図１参照）の側）へ向けて車体幅方向内側に斜めに延びている。

ところで、本実施形態の衝突緩和モジュール７０は、前述したように前後対称に形成されており、フロントサイドメンバ７８Ｆ及びリヤサイドメンバ７８Ｒについても前後対称に形成されている。以下における衝突緩和モジュール７０のフロント部７０Ｆ及びリヤ部７０Ｒ並びにそれらの近傍の説明においては、フロント部７０Ｆ及びその近傍の構成を代表して説明し、リヤ部７０Ｒ及びその近傍の構成要素については、フロント部７０Ｆ及びその近傍における対応する構成要素の符号の末尾の「Ｆ」を「Ｒ」に変えた符号を付して説明を省略する。

フロントサイドメンバ７８Ｆの後端側に連続する部位は、キャビン重合部７０Ｍにおいて幅方向延在部７４Ｆの上段７４ＵＦの側面及び直線部７２の前部側面に接合されている。なお、以下の説明では、フロントサイドメンバ７８Ｆの後端側に連続する部位でかつ幅方向延在部７４Ｆの上段７４ＵＦに対して車体幅方向外側に隣接する部位を、便宜上、交差部７６Ｆという。フロントサイドメンバ７８Ｆの前端には連結体８０Ｆが嵌められて固定されており、連結体８０Ｆには、クラッシュボックス８２Ｆを介してバンパリインフォースメント８４Ｆが取り付けられている。バンパリインフォースメント８４Ｆは、車体前端部において略車体幅方向を長手方向として配置され、その両サイド側の後面にクラッシュボックス８２Ｆが取り付けられている。

左右対のフロントサイドメンバ７８Ｆの間には、車体平面視でクロス状の第一連結部８６Ｆが配置され、この第一連結部８６Ｆの各端部は左右対のフロントサイドメンバ７８Ｆの内面側にそれぞれ固定されている。なお、第一連結部８６Ｆの前端部は連結体８０Ｆを介してフロントサイドメンバ７８Ｆの前端部に固定されている。第一連結部８６Ｆにおいて車体平面視でＶ字状とされた前側部分同士は、車体幅方向に延在する第二連結部８８Ｆによって連結されている。また、図５に示されるように、左右対のフロントサイドメンバ７８Ｆの前端に嵌められた連結体８０Ｆの互いに対向する内面同士は、屈曲連結部９０Ｆによって連結されている。屈曲連結部９０Ｆは、車体正面側から見て車体上方側に向けて開放するハット形状に形成されている。

図６及び図７（Ｃ）に示されるように、屈曲連結部９０Ｆの車体幅方向中間部の両サイドには、フロント部７０Ｆの両サイド側の下段を構成するフロントサイド部９２Ｆの前端が突き当てられた状態で固定されている。左右対のフロントサイド部９２Ｆは、その前部及び前後方向中間部が車体前後方向に沿って延在すると共に、後部が車体後方側へ向けて互いに若干接近する側に傾斜している。フロントサイド部９２Ｆの後部は、フロントサイドメンバ７８Ｆの後部の直下に配置され、フロントサイドメンバ７８Ｆの延在方向と同じ方向に延在している。左右対のフロントサイド部９２Ｆの後端は幅方向延在部７４Ｆの下段７４ＬＦの両サイドに結合されている。

（車体構造１０について）
次に、図１及び図２に示される高剛性モジュール１２に衝突緩和モジュール７０が組み付けられた車体構造１０について説明する。

図１に示されるように、衝突緩和モジュール７０は、車体前後方向に延在して高剛性モジュール１２の前側枠部１４及び後側枠部２６を貫通している。衝突緩和モジュール７０の車体前後方向の中間部は、高剛性モジュール１２における前側枠部１４の下辺部１８の上面１８Ｘ及び後側枠部２６の下辺部３０の上面３０Ｘに固定されている。より具体的には、図６に示される衝突緩和モジュール７０における前側の幅方向延在部７４Ｆの下面７４ＹＦ側の被固定部７４ＡＦが、図３に示される前側枠部１４の下辺部１８の上面１８Ｘ側にボルト締結され、図６に示される衝突緩和モジュール７０における後側の幅方向延在部７４Ｒの下面７４ＹＲ側の被固定部７４ＡＲが、図３に示される後側枠部２６の下辺部３０の上面３０Ｘ側にボルト締結されている。また、図６に示される衝突緩和モジュール７０における直線部７２の下面７２Ｙ側の対面部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃは、図４（Ａ）に示される高剛性モジュール１２のクロスメンバ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃの各上面の車体幅方向中央部４２ａ、４２ｂ、４２ｃに対向配置されている。

さらに、図１に示されるように、高剛性モジュール１２の前側枠部１４の上辺部１６と、衝突緩和モジュール７０においてフロントサイドメンバ７８Ｆの後端側に連続する交差部７６Ｆとは、左右対の前寄り連結部材９４Ｆによって連結されている。衝突緩和モジュール７０の交差部７６Ｆは、車体上方側から見て前側枠部１４の下辺部１８と重なる部位とされている。また、左右対の前寄り連結部材９４Ｆは、車体下方側へ向けて車体幅方向内側に若干傾斜している。

図１及び図２に示されるように、高剛性モジュール１２の前側枠部１４の上辺部１６と、衝突緩和モジュール７０の前端部側の屈曲連結部９０Ｆにおけるサイド側上部とは、左右対の前側連結部材９６Ｆによって連結されている。左右対の前側連結部材９６Ｆは、車体前方側へ向けて車体下方側に傾斜すると共に、図２（Ａ）に示されるように車体平面視で車体前方側へ向けて車体幅方向内側に若干傾斜している。

図１に示されるように、高剛性モジュール１２の後側枠部２６の上辺部２８と、衝突緩和モジュール７０においてリヤサイドメンバ７８Ｒの前端側に連続する交差部７６Ｒとは、左右対の後寄り連結部材９４Ｒによって連結されている。衝突緩和モジュール７０の交差部７６Ｒは、車体上方側から見て後側枠部２６の下辺部３０と重なる部位とされている。また、左右対の後寄り連結部材９４Ｒは、車体下方側へ向けて車体幅方向内側に若干傾斜している。

図１及び図２に示されるように、高剛性モジュール１２の後側枠部２６の上辺部２８と、衝突緩和モジュール７０の後端部側の屈曲連結部９０Ｒにおけるサイド側上部とは、左右対の後側連結部材９６Ｒによって連結されている。左右対の後側連結部材９６Ｒは、車体後方側へ向けて車体下方側に傾斜すると共に、図２（Ａ）に示されるように車体平面視で車体後方側へ向けて車体幅方向内側に若干傾斜している。

（組付け手順）
次に、衝突緩和モジュール７０を高剛性モジュール１２に組み付ける手順について図８及び図９を参照しながら概説する。図８には、衝突緩和モジュール主部７０Ｓを高剛性モジュール１２に組み付けようとしている状態の斜視図が示されている。図９（Ａ）には、衝突緩和モジュール主部７０Ｓを高剛性モジュール１２に貫通させた状態を車体上方側から見た状態の平面図が示されている。図９（Ｂ）には、図９（Ａ）と同様の状態を車体左側から見た状態の側面図が示され、図９（Ｃ）には、図９（Ａ）と同様の状態を車体正面側から見た状態の正面図が示されている。

衝突緩和モジュール７０（図５参照）を高剛性モジュール１２に組み付ける際には、まず、図８に示されるように、高剛性モジュール１２の前側枠部１４内の開口部２４と後側枠部２６内の開口部３６とを貫通する方向（矢印Ｓ方向参照）に、衝突緩和モジュール主部７０Ｓの長手方向を合わせる。次に、衝突緩和モジュール主部７０Ｓの一端側（後端側）が高剛性モジュール１２の前側枠部１４内の開口部２４及び後側枠部２６内の開口部３６を貫通するように、衝突緩和モジュール主部７０Ｓを移動させ、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示される状態にする。

次に、図６に示される衝突緩和モジュール主部７０Ｓにおける前側の幅方向延在部７４Ｆの下面７４ＹＦ側の被固定部７４ＡＦを、図３に示される高剛性モジュール１２における前側枠部１４の下辺部１８の上面１８Ｘ側にボルト締結し、図６に示される衝突緩和モジュール主部７０Ｓにおける後側の幅方向延在部７４Ｒの下面７４ＹＲ側の被固定部７４ＡＲを、図３に示される高剛性モジュール１２における後側枠部２６の下辺部３０の上面３０Ｘ側にボルト締結する。このとき、図６に示される衝突緩和モジュール７０における直線部７２の下面７２Ｙ側の対面部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃは、図４（Ａ）に示される高剛性モジュール１２におけるクロスメンバ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃの各上面の車体幅方向中央部４２ａ、４２ｂ、４２ｃに対向配置されている。

次に、図１に示される前寄り連結部材９４Ｆの一端側を高剛性モジュール１２の前側枠部１４の上辺部１６の下面側にボルト締結すると共に、前寄り連結部材９４Ｆの他端側を衝突緩和モジュール７０においてフロントサイドメンバ７８Ｆの後端側に連続する交差部７６Ｆにボルト締結する。また、後寄り連結部材９４Ｒの一端側を高剛性モジュール１２の後側枠部２６の上辺部２８の下面側にボルト締結すると共に、後寄り連結部材９４Ｒの他端側を衝突緩和モジュール７０においてリヤサイドメンバ７８Ｒの前端側に連続する交差部７６Ｒにボルト締結する。

さらに、前側連結部材９６Ｆの一端側を高剛性モジュール１２の前側枠部１４の上辺部１６の前面側にボルト締結すると共に、前側連結部材９６Ｆの他端側を衝突緩和モジュール７０の前端部側の屈曲連結部９０Ｆにおけるサイド側上部にボルト締結する。また、後側連結部材９６Ｒの一端側を高剛性モジュール１２の後側枠部２６の上辺部２８の後面側にボルト締結すると共に、後側連結部材９６Ｒの他端側を衝突緩和モジュール７０の後端部側の屈曲連結部９０Ｒにおけるサイド側上部にボルト締結する。

そして、衝突緩和モジュール主部７０Ｓの前後端側にクラッシュボックス８２Ｆ、８２Ｒ及びバンパリインフォースメント８４Ｆ、８４Ｒを取り付けることで、図１に示される車体構造１０とする。このように、本実施形態では図１に示される車体構造１０を製作し易い。

（実施形態の作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態では、衝突緩和モジュール７０は、車体前後方向に延在して高剛性モジュール１２における前側枠部１４及び後側枠部２６を貫通すると共に、車体前後方向の中間部が前側枠部１４の下辺部１８の上面１８Ｘ及び後側枠部２６の下辺部３０の上面３０Ｘに固定されている。ここで、高剛性モジュール１２の前側枠部１４への衝突緩和モジュール７０の固定は、衝突緩和モジュール７０において高剛性モジュール１２よりも車体前方側に配置されたフロント部７０Ｆが高剛性モジュール１２に保持されるのに寄与するのみならず、衝突緩和モジュール７０において高剛性モジュール１２よりも車体後方側に配置されたリヤ部７０Ｒが高剛性モジュール１２に保持されるのにも寄与している。

同様に、高剛性モジュール１２の後側枠部２６への衝突緩和モジュール７０の固定は、衝突緩和モジュール７０において高剛性モジュール１２よりも車体後方側に配置されたリヤ部７０Ｒが高剛性モジュール１２に保持されるのに寄与するのみならず、衝突緩和モジュール７０において高剛性モジュール１２よりも車体前方側に配置されたフロント部７０Ｆが高剛性モジュール１２に保持されるのにも寄与している。

よって、本実施形態においては、高剛性モジュール１２への衝突緩和モジュール７０の固定箇所の数が抑えられても、衝突緩和モジュール７０のフロント部７０Ｆ及びリヤ部７０Ｒを高剛性モジュール１２に強固に保持させることができる。

また、衝突緩和モジュール７０は、前側枠部１４の下辺部１８の上面１８Ｘ及び後側枠部２６の下辺部３０の上面３０Ｘに載せられて支持された状態で固定されているので、衝突緩和モジュール７０を下方側へ変位させないための固定構造を最小限に抑えることができる。したがって、この点からも、本実施形態の構成では、衝突緩和モジュール７０のフロント部７０Ｆ及びリヤ部７０Ｒを高剛性モジュール１２へ簡易な構造で保持させることができるといえる。

また、衝突緩和モジュール７０は、高剛性モジュール１２よりも車体前後方向の荷重に対する剛性が低く設定されている。このため、車室を構成するフレームとされた高剛性モジュール１２の剛性を確保しつつ、前面衝突時には、衝突緩和モジュール７０において高剛性モジュール１２よりも車体前方側に配置されたフロント部７０Ｆを衝撃吸収部として機能させることができ、後面衝突時には、衝突緩和モジュール７０において高剛性モジュール１２よりも車体後方側に配置されたリヤ部７０Ｒを衝撃吸収部として機能させることができる。

補足説明すると、例えば、剛性性能の確保のために活用可能な鉄鋼材料と、衝突緩和性能の確保のために活用可能なアルミニウム合金と、の両方の材料を含むマルチマテリアルを用いて車体を設計して剛性性能と衝突緩和性能とを両立させることは難しい。しかしながら、本実施形態では、性能毎にモジュールを分けてモジュール単位で異なる材料を採用することで、材料の特性を最も発揮できる構造を独立に設計することができるので、一般的に背反関係にある剛性性能と衝突緩和性能とを比較的容易に両立させることができる。

また、本実施形態では、高剛性モジュール１２の前側枠部１４の上辺部１６と、衝突緩和モジュール７０とが、前寄り連結部材９４Ｆ及び前側連結部材９６Ｆによって連結されると共に、高剛性モジュール１２の後側枠部２６の上辺部２８と、衝突緩和モジュール７０とが、後寄り連結部材９４Ｒ及び後側連結部材９６Ｒによって連結されている。このため、前側枠部１４及び後側枠部２６を貫通する衝突緩和モジュール７０は上側からも支持される。したがって、衝突緩和モジュール７０のフロント部７０Ｆ及びリヤ部７０Ｒを高剛性モジュール１２へ一層安定的に保持させることができる。

より具体的に説明すると、高剛性モジュール１２の前側枠部１４の上辺部１６と、衝突緩和モジュール７０において車体上方側から見て前側枠部１４の下辺部１８と重なる交差部７６Ｆとが、左右対の前寄り連結部材９４Ｆによって連結されている。また、高剛性モジュール１２の後側枠部２６の上辺部２８と、衝突緩和モジュール７０において車体上方側から見て後側枠部２６の下辺部３０と重なる交差部７６Ｒとが、左右対の後寄り連結部材９４Ｒによって連結されている。これらにより、衝突緩和モジュール７０は、高剛性モジュール１２における前側枠部１４及び後側枠部２６に一層安定的に保持される。

さらに、高剛性モジュール１２の前側枠部１４の上辺部１６と衝突緩和モジュール７０の前端部側の屈曲連結部９０Ｆとが左右対の前側連結部材９６Ｆによって連結されると共に、高剛性モジュール１２の後側枠部２６の上辺部２８と衝突緩和モジュール７０の後端部側の屈曲連結部９０Ｒとが左右対の後側連結部材９６Ｒによって連結されている。したがって、衝突緩和モジュール７０が高剛性モジュール１２に一層安定的に保持されるうえ、衝突緩和モジュール７０の前端部側及び後端部側の所謂自重垂れも一層効果的に抑えられる。

以上説明したように、本実施形態の車体構造１０によれば、車室を構成するフレームとされた高剛性モジュール１２に衝撃吸収用のフロント部７０Ｆ及びリヤ部７０Ｒを簡易な構成で強固に保持させることができる。

また、本実施形態では、高剛性モジュール１２における前側枠部１４の下辺部１８の前面１８Ｆにサスペンション取り付け用のブラケット６６が固定され、高剛性モジュール１２における後側枠部２６の下辺部３０の後面３０Ｒにサスペンション取り付け用のブラケット６８が固定されている。これにより、サスペンション取付部においては、前側枠部１４の下辺部１８に加えてブラケット６６の剛性も付加され、後側枠部２６の下辺部３０に加えてブラケット６８の剛性も付加されるため、サスペンション取付部の剛性が高められる。

また、本実施形態では、左右対のフロントサイドメンバ７８Ｆ及び左右対のリヤサイドメンバ７８Ｒは、いずれも車体前後方向において高剛性モジュール１２の側とは反対側から高剛性モジュール１２の側へ向けて車体幅方向内側に斜めに延びているので、サスペンション９８（図１０（Ｂ）参照）の配置スペースを確保するうえで有利となっている。

また、本実施形態では、高剛性モジュール１２の前側枠部１４の上辺部１６と、衝突緩和モジュール７０とが、前寄り連結部材９４Ｆ及び前側連結部材９６Ｆによって連結されていることで、前面衝突時におけるフロント部７０Ｆの変形モードのコントロールに有利となっている。同様に、本実施形態では、高剛性モジュール１２の後側枠部２６の上辺部２８と、衝突緩和モジュール７０とが、後寄り連結部材９４Ｒ及び後側連結部材９６Ｒによって連結されていることで、後面衝突時におけるリヤ部７０Ｒの変形モードのコントロールに有利となっている。

さらに、本実施形態では、衝突緩和モジュール７０が車体前後方向において前後対称に構成されることにより、前面衝突時の性能を設計できれば、同時に後面衝突時の性能も確保することができる。したがって、前面衝突時の性能と後面衝突時の性能とを個別に設計する場合に比べてコストを削減することができる。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態の変形例として、前寄り連結部材９４Ｆが配置されない構成も採り得るし、後寄り連結部材９４Ｒが配置されない構成も採り得る。また、上記実施形態の変形例として、前側連結部材９６Ｆが配置されない構成も採り得るし、後側連結部材９６Ｒが配置されない構成も採り得る。さらに、上記実施形態の変形例として、第一モジュール（高剛性モジュール１２）における前側枠部（１４）の上辺部（１６）及び後側枠部（２６）の上辺部（２８）の一方のみと、第二モジュール（衝突緩和モジュール７０）と、が連結部材によって連結される構成も採り得る。

また、上記実施形態の変形例として、衝突緩和モジュール７０における直線部７２が、高剛性モジュール１２のクロスメンバ４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃに固定（連結）されている構成も採り得る。

また、上記実施形態の変形例として、前側枠部１４の下辺部１８の前面１８Ｆに固定されたサスペンション取り付け用のブラケット６６と、後側枠部２６の下辺部３０の後面３０Ｒに固定されたサスペンション取り付け用のブラケット６８と、のうちの一方又は両方が配置されず、ブラケットに代えて他の手段によってサスペンションの取付部の剛性が高められるような構成も採り得る。

また、上記実施形態の変形例として、左右対のフロントサイドメンバ（７８Ｆ）が車体前後方向に沿って延在するような構成も採り得るし、左右対のリヤサイドメンバ（７８Ｒ）が車体前後方向に沿って延在するような構成も採り得る。

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

以上、本発明の一例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、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０車体構造
１２高剛性モジュール（第一モジュール）
１４前側枠部
１６前側枠部の上辺部
１８前側枠部の下辺部
１８Ｆ前側枠部の下辺部の前面
１８Ｘ前側枠部の下辺部の上面
２６後側枠部
２８後側枠部の上辺部
３０後側枠部の下辺部
３０Ｒ後側枠部の下辺部の後面
３０Ｘ後側枠部の下辺部の上面
６６ブラケット
６８ブラケット
７０衝突緩和モジュール（第二モジュール）
７０Ｆフロント部
７０Ｒリヤ部
７８Ｆフロントサイドメンバ
７８Ｒリヤサイドメンバ
９４Ｆ前寄り連結部材（連結部材）
９４Ｒ後寄り連結部材（連結部材）
９６Ｆ前側連結部材（連結部材）
９６Ｒ後側連結部材（連結部材）
９８サスペンション

Claims

車室を構成するフレームとされ、前端部に車体正面側から見て枠状とされた前側枠部を備えると共に、後端部に車体正面側から見て枠状とされた後側枠部を備え、前記前側枠部の下辺部と前記後側枠部の下辺部とが車体前後方向に連結された第一モジュールと、
前記第一モジュールよりも車体前後方向の荷重に対する剛性が低く設定され、車体前後方向に延在して前記前側枠部及び前記後側枠部を貫通すると共に、車体前後方向の中間部が前記前側枠部及び前記後側枠部の各下辺部の上面に固定された第二モジュールと、
を有する車体構造。
前記第一モジュールにおける前記前側枠部の上辺部及び前記後側枠部の上辺部の少なくとも一方と、前記第二モジュールと、を連結する連結部材が設けられている、請求項１に記載の車体構造。
前記連結部材として、
前記第一モジュールの前記前側枠部の上辺部と、前記第二モジュールにおいて車体上方側から見て前記前側枠部の下辺部と重なる部位と、を連結する左右対の前寄り連結部材と、
前記第一モジュールの前記後側枠部の上辺部と、前記第二モジュールにおいて車体上方側から見て前記後側枠部の下辺部と重なる部位と、を連結する左右対の後寄り連結部材と、
が設けられている、請求項２に記載の車体構造。
前記連結部材として、
前記第一モジュールの前記前側枠部の上辺部と前記第二モジュールの前端部側の部位とを連結する左右対の前側連結部材と、
前記第一モジュールの前記後側枠部の上辺部と前記第二モジュールの後端部側の部位とを連結する左右対の後側連結部材と、
が設けられている、請求項２又は請求項３に記載の車体構造。
前記前側枠部の下辺部の前面及び前記後側枠部の下辺部の後面の少なくとも一方には、サスペンションの取り付け用とされたブラケットが固定されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車体構造。
前記第二モジュールにおいて前記第一モジュールよりも車体前方側に配置されたフロント部は、その車体幅方向外側の端部に左右対のフロントサイドメンバを備え、
前記第二モジュールにおいて前記第一モジュールよりも車体後方側に配置されたリヤ部は、その車体幅方向外側の端部に左右対のリヤサイドメンバを備え、
前記左右対のフロントサイドメンバと前記左右対のリヤサイドメンバとの少なくとも一方は、車体前後方向において前記第一モジュールの側とは反対側から前記第一モジュールの側へ向けて車体幅方向内側に斜めに延びている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車体構造。