JP6597649B2

JP6597649B2 - 車体骨格構造

Info

Publication number: JP6597649B2
Application number: JP2017004553A
Authority: JP
Inventors: 将大小野田; 恵司山口; 剛希小松; 健登重石; 貴明小野寺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2037-01-13
Also published as: CN108297940A; US10407100B2; JP2018111462A; CN108297940B; US20180201323A1

Description

本発明は、車体骨格構造に関する。

特許文献１には、フロントタイヤの車両後方側に屈曲部を備えたサイドレールと、屈曲部から車幅方向外側へ突出された突出部とを有する車両前部構造が開示されている。突出部は、キャブマウントブラケットと、キャブマウントブラケットの車両前方側に設けられキャブマウントブラケットに接合された傾斜部材とを含んで構成されている。

特開２０１５−２１４１９７号公報

サイドレールを有する車両では、正面衝突時において、サイドレールを変形させることで衝突エネルギーが吸収される。ここで、サイドレールを正面衝突時に変形し易いように構成しておくと、オフセット衝突時において、必要以上にサイドレールが変形してフロントタイヤが車室側へ移動し易くなる。

一方、サイドレールが正面衝突時に変形し難くなるようにサイドレールに部材を設けた場合には、正面衝突時にサイドレールが変形し難いため、衝突エネルギー吸収量が減少することになる。

つまり、オフセット衝突時におけるフロントタイヤの車室側への移動を抑制することと、正面衝突時におけるサイドレールでの衝突エネルギー吸収量の減少を抑制することとを両立させるには、改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、オフセット衝突時におけるフロントタイヤの車室側への移動を抑制することと、正面衝突時におけるサイドレールでの衝突エネルギー吸収量の減少を抑制することとを両立させることができる車体骨格構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る車体骨格構造は、車両前後方向に延在されフロントタイヤと車幅方向に対向配置されたサイドレールと、前記サイドレールにおける前記フロントタイヤよりも車両後方側の部位から車幅方向外側に向けて張出され、ボデーが搭載されるキャブマウント部材と、前記キャブマウント部材における前記サイドレールから車幅方向に離れた部位から前記フロントタイヤに向けて突出された突出部と、を有し、前記サイドレールには、車両前後方向の後側が前側よりも車幅方向の外側に位置するように湾曲された第１湾曲部と、該第１湾曲部よりも後側に配置され車両前後方向に沿うように湾曲された第２湾曲部とが形成され、前記キャブマウント部材は、車両平面視で、前記第２湾曲部における車幅方向の外側面の弧の頂点よりも車両前後方向の後側の部位から車幅方向外側に向けて張出されており、前記突出部の先端面は、前記第１湾曲部の中心軸と前記第２湾曲部の中心軸との変曲点よりも車両前後方向の前側に配置されている。なお、外側面の弧の頂点とは、車両平面視で外側面の弧を二等分する点を意味する。

請求項１に記載の本発明に係る車体骨格構造では、オフセット衝突時において、サイドレールが変形してフロントタイヤが車室側に移動するときに、フロントタイヤが突出部と接触する。これにより、車室側へのフロントタイヤの移動が規制される。さらに、フロントタイヤから突出部に入力された衝突荷重がキャブマウント部材を通ってサイドレールに伝達されるので、突出部及びキャブマウント部材の変形が抑制され、フロントタイヤの車室側への移動を抑制することができる。

一方、正面衝突時には、サイドレールが変形して衝突エネルギーを吸収する。このとき、突出部がサイドレールから離れて配置されているため、サイドレールの変形が突出部によって拘束され難い。このため、正面衝突時におけるサイドレールでの衝突エネルギー吸収量の減少を抑制することができる。

また、正面衝突時において、第１湾曲部と第２湾曲部との間でサイドレールが変形して衝突エネルギーを吸収する。ここで、第２湾曲部における車幅方向の外側面の円弧の頂点及び頂点の周辺部は、変形する部位となる。一方、キャブマウント部材は、この頂点よりも車両前後方向の後側の部位から張出されている。つまり、キャブマウント部材が、サイドレールの変形する部位よりも後側に配置されているので、キャブマウント部材がサイドレールの変形を拘束するのを抑制することができる。

請求項２に記載の本発明に係る車体骨格構造の前記キャブマウント部材の前記フロントタイヤと車両前後方向に対向する対向面は、車両平面視で車幅方向の外側端が内側端よりも車両前後方向の前側に位置するように傾斜されている。

請求項２に記載の本発明に係る車体骨格構造では、キャブマウント部材の外側端が内側端よりも前側に位置している。ここで、オフセット衝突時には、フロントタイヤが車幅方向の外側から内側に向かって移動するので、キャブマウント部材の外側端と内側端が車幅方向に並ぶ構成に比べて、キャブマウント部材とフロントタイヤとを衝突の初期から接触させることができる。言い換えると、オフセット衝突時にフロントタイヤと突出部とを衝突の初期から接触させられるので、フロントタイヤの車室側への移動をさらに抑制することができる。

請求項３に記載の本発明に係る車体骨格構造の前記突出部における車幅方向の外側の部位には、車両平面視で、後端が前端よりも車幅方向の外側に位置するように傾斜された傾斜面が形成されている。

請求項３に記載の本発明に係る車体骨格構造では、オフセット衝突時にフロントタイヤが車幅方向の外側から内側に向かって移動して突出部と接触する場合に、フロントタイヤが傾斜面に接触する。ここで、フロントタイヤの移動方向に対して直交する面の面積は、突出部の先端面に比べて傾斜面の方が広い。つまり、傾斜面を形成することで、フロントタイヤと突出部との接触面積を増やすことができる。さらに、傾斜面は、後端が前端よりも車幅方向の外側に位置するように傾斜している。これにより、突出部の車幅方向の幅は、先端側に比べてキャブマウント部材側の方が広くなるので、突出部が矩形状の構成に比べて、入力された衝突荷重に対する突出部の耐力が高くなる。このように、傾斜面を形成することでフロントタイヤと突出部との接触面積を増やすと共に突出部の耐力が高められるので、フロントタイヤの車室側への移動をさらに抑制することができる。

請求項４に記載の本発明に係る車体骨格構造の前記サイドレールには、車幅方向に延在されたクロスメンバが接合され、前記キャブマウント部材は、車両平面視で、前記キャブマウント部材の車両前後方向の後側の後面を延長した仮想線よりも車両前後方向の前側でかつ前記突出部よりも後側に前記クロスメンバの車幅方向の端部が配置されるように、前記サイドレールから張出されている。

請求項４に記載の本発明に係る車体骨格構造では、オフセット衝突時において、フロントタイヤが突出部と接触することでキャブマウント部材に入力された衝突荷重の伝達方向に、クロスメンバの端部が配置されている。これにより、突出部を介してキャブマウント部材に入力された衝突荷重が、サイドレールだけでなくクロスメンバにも伝達され易くなるので、フロントタイヤの車室側への移動をさらに抑制することができる。

請求項１に記載の車体骨格構造によれば、オフセット衝突時におけるフロントタイヤの車室側への移動を抑制することと、正面衝突時におけるサイドレールでの衝突エネルギー吸収量の減少を抑制することとを両立させることができるという効果を有する。

また、請求項１に記載の車体骨格構造によれば、キャブマウント部材がサイドレールの変形を拘束するのを抑制することができるという効果を有する。

請求項２、請求項３及び請求項４に記載の車体骨格構造によれば、フロントタイヤの車室側への移動をさらに抑制することができるという効果を有する。

第１実施形態に係る車体骨格構造が適用された車両の骨格部分の一部の平面図である。第１実施形態に係るサイドレール、キャブマウント部材及び突出部を示す平面図である。第１実施形態に係るキャブマウント部材及び突出部を車両正面視した正面図である。（Ａ）第１実施形態に係る車体骨格構造の正面衝突時の変形状態を示す説明図であり、（Ｂ）第１実施形態に係る車体骨格構造のオフセット衝突時の変形状態を示す説明図である。第１実施形態に係る車体骨格構造と比較例に係る車体骨格構造とにおけるクラッシュストロークと車室に作用する加速度との関係を示すグラフである。（Ａ）第２実施形態に係る車体骨格構造が適用された車両の骨格部分の一部の平面図であり、（Ｂ）第２実施形態に係る車体骨格構造が適用された車両の骨格部分の一部の側面図である。第２実施形態に係る車体骨格構造のオフセット衝突時の変形状態を示す説明図である。変形例に係る車体骨格構造の一部を示す平面図である。

[第１実施形態]
図１には、本実施形態に係る車両１０の骨格部分が示されている。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲは車両前方（進行方向）を示しており、矢印ＵＰは車両上方を示しており、ＩＮは車幅方向内側を示しており、ＯＵＴは車幅方向外側を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、進行方向を向いた場合の車幅方向の左右を示すものとする。

車両１０は、フレーム構造の車両（フレーム車）として構成されており、ボデー１２を有する。ボデー１２は、図示しない複数のボデーマウントを介して、後述するアウトリガ２４に結合されている。また、ボデー１２には、車室１３が形成されている。さらに、車両１０には、本実施形態に係る車体骨格構造２０が適用されている。

〔車体骨格構造〕
車体骨格構造２０は、サイドレール２２と、キャブマウント部材の一例としてのアウトリガ２４と、突出部２６とを有する。なお、車体骨格構造２０は、一例として、車両１０の車幅方向の中央に対して左右対称に構成されているため、ここでは左側の車体骨格構造２０について図示及び説明し、右側の車体骨格構造２０の図示及び説明を省略する。

＜サイドレール＞
サイドレール２２は、車両１０における車幅方向外側に車両前後方向に延在されている。また、サイドレール２２は、一例として、車両前後方向から見た場合に、断面Ｕ字状の鋼材（サイドレールインナ及びサイドレールアウタ）が車幅方向に対向した状態で接合されており、中空かつ矩形状の閉断面形状を有する。

サイドレール２２の車両前後方向の前部２２Ａ側における車幅方向外側には、フロントタイヤ１４が配設されている。言い換えると、サイドレール２２は、フロントタイヤ１４と車幅方向に対向配置されている。このため、左右で一対のサイドレール２２の前部２２Ａ側では、フロントタイヤ１４との干渉回避を考慮して、サイドレール２２の車両前後方向の中間に位置する中間部２２Ｂ側よりも車幅方向の寸法（間隔）が短くなるように設定されている。

サイドレール２２の前部２２Ａと中間部２２Ｂとの間には、車両平面視で（車両上下方向の上側から見た場合に）第１湾曲部３２及び第２湾曲部３４が形成されている。なお、第１湾曲部３２及び第２湾曲部３４の詳細については、後述する。サイドレール２２の前部２２Ａは、サスペンションユニットなどの配置を考慮して、中間部２２Ｂよりも車両上方に配置されている。つまり、サイドレール２２の前部２２Ａは、車両前後方向の中間で車両上方に突出されている。

一対のサイドレール２２の前部２２Ａの前端部には、車幅方向に沿ってバンパリインフォースメント１６が架け渡されている。バンパリインフォースメント１６は、車幅方向の中央部に対して車幅方向外側の端部が車両後方側に湾曲する構成とされている。一対のサイドレール２２の間でかつバンパリインフォースメント１６よりも車両後方側には、クロスメンバ１９Ａ、クロスメンバ１９Ｂ、クロスメンバ１９Ｃ及びクロスメンバ１９Ｄが車幅方向に沿って延在されている。すなわち、クロスメンバ１９Ａ、クロスメンバ１９Ｂ、クロスメンバ１９Ｃ及びクロスメンバ１９Ｄは、車両前方側から順に、一対のサイドレール２２に車幅方向に架け渡されている。これにより、車両１０には、はしご形のフレームが形成されている。

クロスメンバ１９Ａ、１９Ｂ及び１９Ｃは、サイドレール２２の前部２２Ａに設けられている。クロスメンバ１９Ｄは、中間部２２Ｂに設けられている。サイドレール２２の前部２２Ａにおけるクロスメンバ１９Ｂとクロスメンバ１９Ｃとの間には、サイドレール２２の車幅方向外側に突出する金属製のサスペンションマウントブラケット２８が配設されている。サスペンションマウントブラケット２８には、図示しないサスペンションマウントが取付けられるようになっている。このサスペンションマウント及びサスペンションマウントブラケット２８を介して、図示しないサスペンションユニットが、サイドレール２２に連結できるように構成されている。

（第１湾曲部）
第１湾曲部３２は、サイドレール２２におけるクロスメンバ１９Ｃの接合部位よりも後側の部位に形成されている。また、第１湾曲部３２は、車両前後方向に沿っている前部２２Ａから、車両前後方向の後側が前側よりも車幅方向の外側に位置するように湾曲された部位である。言い換えると、第１湾曲部３２は、サイドレール２２の前部２２Ａから車両後方側へ向かうにつれて、車幅方向の外側へ向かうように湾曲された部位である。第１湾曲部３２の図示しない曲率中心は、車両平面視において、サイドレール２２に対して車幅方向の外側に位置している。さらに、第１湾曲部３２は、車両側面視で（車幅方向から見た場合に）前部２２Ａから車両後方側へ向かうにつれて車両上下方向の下側へ向かって傾斜している。

（第２湾曲部）
図２に示すように、第２湾曲部３４は、第１湾曲部３２よりも車両前後方向の後側に配置されている。具体的には、第２湾曲部３４は、第１湾曲部３２の車両前後方向の後端に連続して形成され、車両前後方向の後側が前側よりも車幅方向の外側に位置するように湾曲された部位である。言い換えると、第２湾曲部３４は、第１湾曲部３２の後端から車幅方向の外側へ向かうにつれて、徐々に車両後方側（直線状の中間部２２Ｂ側）へ向かうように（車両前後方向に沿うように）湾曲された部位である。第２湾曲部３４の後述する曲率中心Ｏは、車両平面視において、サイドレール２２に対して車幅方向の内側に位置している。さらに、第２湾曲部３４は、車両側面視で第１湾曲部３２から車両後方側の中間部２２Ｂへ向かうにつれて、車両前後方向に対する傾斜が小さくなる（略水平に近づく）形状とされている。

図２では、第１湾曲部３２の中心軸Ｃ１、第２湾曲部３４の中心軸Ｃ２、中間部２２Ｂの中心軸Ｃ３が、それぞれ一点鎖線で示されている。中心軸Ｃ１と中心軸Ｃ２とが繋がる点を変曲点Ｐ、中心軸Ｃ２と中心軸Ｃ３とが繋がる点を変曲点Ｑと称する。つまり、第２湾曲部３４は、サイドレール２２のうち変曲点Ｐから変曲点Ｑまでを構成する部位である。また、車両平面視で、第２湾曲部３４の車幅方向の外側に位置する側面を外側面３４Ａと称し、第２湾曲部３４の車幅方向の内側に位置する側面を内側面３４Ｂと称する。

外側面３４Ａは、一例として、曲率中心Ｏ、曲率半径Ｒ１の円弧状に形成されている。曲率中心Ｏと変曲点Ｐとを通る直線Ｋ１が外側面３４Ａと交わる点を端点Ａと称し、曲率中心Ｏと変曲点Ｑとを通る直線Ｋ２が外側面３４Ａと交わる点を端点Ｂと称する。つまり、外側面３４Ａは、車両平面視で円弧ＡＢとして表される。また、直線Ｋ１が内側面３４Ｂと交わる点を端点Ｃと称し、直線Ｋ２が内側面３４Ｂと交わる点を端点Ｄと称する。つまり、内側面３４Ｂは、一例として、車両平面視で円弧ＣＤとして表される。内側面３４Ｂの曲率半径は、図示を省略するが、外側面３４Ａの曲率半径よりも小さい。本実施形態では、円弧ＣＤの範囲内において、衝突時のサイドレール２２の変形起点が設定されている。

ここで、「外側面の弧の頂点」とは、「車両平面視で外側面の弧を二等分する点」を意味する。本実施形態では、一例として、外側面３４Ａが円弧状に形成されているため、車両平面視で円弧ＡＢを二等分する点Ｅが、外側面３４Ａの円弧ＡＢの頂点となる。なお、曲率中心Ｏと点Ｅとを通る直線を直線Ｋ３と称して、破線で示している。

＜アウトリガ＞
図１に示すアウトリガ２４は、サイドレール２２におけるフロントタイヤ１４よりも車両後方側の部位から車幅方向外側に向けて張出され、フロントタイヤ１４と車両前後方向に対向配置されている。具体的には、アウトリガ２４は、第２湾曲部３４の車両前後方向の後側部分から中間部２２Ｂの前部までの範囲において、サイドレール２２から車幅方向外側に張出されている。サイドレール２２とアウトリガ２４とは、溶接されている。アウトリガ２４には、車両上下方向に貫通した取付孔２５が形成されている。取付孔２５には、図示しないボデーマウントが取付けられており、このボデーマウントを介してアウトリガ２４にボデー１２が搭載されている。

また、アウトリガ２４は、図示しないアッパブラケットとロアブラケットとを含んで構成されており、車両平面視で、車幅方向外側を上底側とし内側を下底側とする略台形状に形成されている。図２に示すように、アウトリガ２４は、本体部２４Ａと、根元部２４Ｂと、先端部２４Ｃと、前部２４Ｄと、後部２４Ｅとで構成されている。

本体部２４Ａには、既述の取付孔２５が形成されている。根元部２４Ｂは、サイドレール２２の車幅方向の外側面に溶接されている。先端部２４Ｃは、本体部２４Ａに対して車幅方向における根元部２４Ｂ側とは反対側に位置している。前部２４Ｄは、本体部２４Ａに対する車両前後方向の前側部分を構成している。また、前部２４Ｄは、後述する前面３６を有する。後部２４Ｅは、本体部２４Ａに対する車両前後方向の後側部分を構成している。また、後部２４Ｅは、後述する後面３８を有する。根元部２４Ｂ側は台形の下底側に相当し、先端部２４Ｃ側は台形の上底側に相当する。

図１に示すように、車両平面視で、根元部２４Ｂの車両前後方向の前端に相当する点を端点Ｇと称し、後端に相当する点を端点Ｈと称する。端点Ｇから端点Ｈまでの車両前後方向に沿った長さをＬ１とする。また、車両平面視で、先端部２４Ｃの車両前後方向の前端に相当する点を端点Ｉと称し、後端に相当する点を端点Ｊと称する。端点Ｉから端点Ｊまでの車両前後方向に沿った長さをＬ２とする。ここで、Ｌ１＞Ｌ２に設定されている。また、端点Ｇ、端点Ｈ、端点Ｉ、端点Ｊは、車両側面視で、車両前後方向の前側から後側へ向けて端点Ｉ、端点Ｇ、端点Ｊ、端点Ｈの順に並んでいる。

図２に示すように、アウトリガ２４の根元部２４Ｂの端点Ｇは、既述の第２湾曲部３４の点Ｅよりも車両前後方向の後側に位置している。なお、図２では、サイドレール２２の軸方向における点Ｅと端点Ｇとの距離をｄ１で表している。言い換えると、アウトリガ２４は、車両平面視で、第２湾曲部３４における車幅方向の外側面３４Ａの円弧ＡＢの頂点（点Ｅ）よりも車両前後方向の後側の部位から、車幅方向外側に向けて張出されている。

図１に示すアウトリガ２４におけるフロントタイヤ１４と車両前後方向に対向する対向面を前面３６と称する。前面３６について、車幅方向の内側端は端点Ｇとなっている。また、前面３６について、車幅方向の外側端を端点Ｋと称する。端点Ｋは、一例として、端点Ｉよりも車幅方向の内側でかつ車両前後方向の前側に配置されている。ここで、車両平面視で、前面３６の車幅方向の外側端（端点Ｋ）は、内側端（端点Ｇ）よりも車両前後方向の前側に位置する。つまり、前面３６は、車幅方向に対して、予め設定された角度で傾斜されている。

アウトリガ２４における後部２４Ｅに形成された面（車両前後方向の後側の面）を後面３８と称する。後面３８について、車幅方向の内側端に相当する点を端点Ｈと称する。また、後面３８について、車幅方向の外側端に相当する点を端点Ｌと称する。端点Ｌは、一例として、端点Ｊよりも車幅方向の内側でかつ車両前後方向の後側に配置されている。ここで、車両平面視で、後面３８の車幅方向の外側端（端点Ｌ）は、内側端（端点Ｈ）よりも車両前後方向の前側に位置する。つまり、後面３８は、車幅方向に対して、予め設定された角度で傾斜されている。さらに、後面３８の車幅方向に対する傾斜角度は、一例として、前面３６の車幅方向に対する傾斜角度よりも大きい角度で設定されている。なお、車両側面視で、端点Ｈは、既述のクロスメンバ１９Ｄよりも車両前後方向の前側に設定されている。

＜突出部＞
図２に示すように、突出部２６は、アウトリガ２４の前面３６におけるサイドレール２２から車幅方向の外側に離れた部位から、フロントタイヤ１４（図１参照）に向けて車両前後方向の前側に突出されている。なお、本実施形態では、一例として、アウトリガ２４と突出部２６とが一体に形成されている。

また、突出部２６は、一例として、車両平面視で略四角形状に形成されており、車両上下方向を高さ方向とする略四角柱状に形成されている。具体的には、突出部２６は、先端面２６Ａと、後端面２６Ｂと、傾斜面の一例としての第１側面２６Ｃと、第２側面２６Ｄと、上面２６Ｅと、底面２６Ｆ（図３参照）とを有する。

先端面２６Ａは、一例として、車両側面視で変曲点Ｐよりも車両前後方向の前側となる位置において、車幅方向及び車両上下方向に沿って形成されている。先端面２６Ａの車幅方向の幅をＷ１とする。図３に示すように、先端面２６Ａは、車両正面視で、略矩形状に形成されている。また、先端面２６Ａは、突出部２６におけるアウトリガ２４の車幅方向の中央部と車両前後方向に重なる位置に形成されている。さらに、先端面２６Ａは、車両正面視でフロントタイヤ１４と車両前後方向に重なる位置に形成されている。

図２に示す後端面２６Ｂは、車両平面視でアウトリガ２４の前面３６と重なる面であり、仮想面として設定されている。後端面２６Ｂは、前面３６と同様に、車幅方向に対して、予め設定された角度で傾斜されている。後端面２６Ｂの車幅方向の幅をＷ２として、Ｗ２＞Ｗ１に設定されている。

第１側面２６Ｃは、突出部２６における車幅方向の外側の部位に形成された側面である。また、第１側面２６Ｃは、車両平面視で、後端に相当する点（点Ｍで示す）が前端に相当する点（点Ｎで示す）よりも車幅方向の外側に位置するように傾斜されている。第１側面２６Ｃの車両前後方向に対する傾斜角度は、衝突時におけるフロントタイヤ１４（図１参照）の移動予測方向に合わせて設定されている。

図３に示すように、第１側面２６Ｃは、車両正面視で、略矩形状に形成されている。また、第１側面２６Ｃは、車両正面視でフロントタイヤ１４と車両前後方向に重なる位置に形成されている。第１側面２６Ｃの面積は、先端面２６Ａの面積に比べて大きくなるように設定されている。

図２に示す第２側面２６Ｄは、突出部２６における車幅方向の内側の部位に形成された側面である。また、第２側面２６Ｄは、車両平面視で、後端が前端よりも車幅方向の内側に位置するように傾斜されている。第２側面２６Ｄの車両前後方向に対する傾斜角度は、先端面２６Ａ及び後端面２６Ｂの車幅方向の配置によって決められている。

図３に示すように、第２側面２６Ｄは、車両正面視で、略矩形状に形成されている。また、第２側面２６Ｄの一部は、車両正面視でフロントタイヤ１４と車両前後方向に重なる位置に形成されている。第２側面２６Ｄの面積は、一例として、第１側面２６Ｃの面積に比べて大きくなるように設定されている。

上面２６Ｅは、先端面２６Ａ、後端面２６Ｂ（図２参照）、第１側面２６Ｃ及び第２側面２６Ｄの上端を覆っている。底面２６Ｆは、先端面２６Ａ、後端面２６Ｂ、第１側面２６Ｃ及び第２側面２６Ｄの下端を覆っている。

＜比較例＞
本実施形態の車体骨格構造２０に対して、突出部２６を除くと共に、サイドレール２２の第２湾曲部３４が曲がり難いように第２湾曲部３４を補強した構造を、比較例の車体骨格構造とする。なお、比較例の車体骨格構造の図示は省略する。

図５には、車両１０（図１参照）の正面衝突時におけるストローク（クラッシュストローク：単位ｍｍ）と、車室１３（図１参照）に作用する加速度Ｇ（単位ｍ／ｓ^２）との関係がグラフＧ１及びグラフＧ２で示されている。グラフＧ１は、本実施形態の車体骨格構造２０（図１参照）において得られたグラフである。グラフＧ２は、比較例の車体骨格構造において得られたグラフである。

グラフＧ２に示すように、比較例の車体骨格構造では、正面衝突時に第２湾曲部３４（図２参照）が曲がり難いため、ストロークが本実施形態の車体骨格構造２０（図１参照）に比べて短くなっている。言い換えると、比較例の車体骨格構造では、ストロークが短くなることで、サイドレール２２（図２参照）における衝突エネルギー吸収量が減少する。このため、車室１３（図１参照）に作用する加速度Ｇが大きくなる場合がある。

〔作用及び効果〕
次に、第１実施形態の車体骨格構造２０の作用及び効果について説明する。

図４（Ａ）に示すように、車体骨格構造２０では、車両１０の正面衝突時において、バンパリインフォースメント１６から衝突荷重が入力されると、サイドレール２２の第１湾曲部３２及び第２湾曲部３４が変形して、衝突エネルギーを吸収する。このとき、突出部２６がサイドレール２２から車幅方向に離れて配置されているため、サイドレール２２の変形が突出部２６によって拘束され難い。このため、車体骨格構造２０では、正面衝突時におけるサイドレール２２での衝突エネルギー吸収量の減少を抑制することができる。そして、車体骨格構造２０では、衝突エネルギー吸収量の減少が抑制されることにより、図５のグラフＧ１に示すように、比較例に比べてストロークが増加すると共に車室１３（図１参照）に作用する加速度Ｇが比較例よりも大きくなるのを抑制することができる。なお、図５では、比較例よりも加速度Ｇが低下する状態を下向きの矢印で表している。

一方、図４（Ｂ）に示すように、車体骨格構造２０では、車両１０のオフセット衝突時において、バンパリインフォースメント１６の端部に衝突荷重が入力されると、サイドレール２２の第１湾曲部３２及び第２湾曲部３４が変形して、衝突エネルギーを吸収する。このとき、サイドレール２２の変形に伴いフロントタイヤ１４が車室１３側に移動する場合がある。ここで、フロントタイヤ１４が車室１３側に移動するときに、突出部２６がフロントタイヤ１４と接触する。これにより、車室１３側へのフロントタイヤ１４の移動が規制される。さらに、フロントタイヤ１４から突出部２６に入力された衝突荷重Ｆは、アウトリガ２４を通ってサイドレール２２に伝達される。このため、突出部２６及びアウトリガ２４の変形が抑制されるので、フロントタイヤ１４の車室１３側への移動を抑制することができる。

以上、説明したように、車体骨格構造２０では、オフセット衝突時におけるフロントタイヤ１４の車室１３側への移動を抑制することと、正面衝突時におけるサイドレール２２での衝突エネルギー吸収量の減少を抑制することとを両立させることができる。

また、図２に示す車体骨格構造２０において、第２湾曲部３４における車幅方向の外側面３４Ａの円弧の頂点（点Ｅ）及び点Ｅの周辺部は、衝突荷重が入力されたときに変形する部位となる。一方、アウトリガ２４は、点Ｅよりも車両前後方向の後側の部位（端点Ｇ及び端点Ｇよりも後側）から車幅方向の外側に向けて張出されている。つまり、アウトリガ２４が、サイドレール２２の変形する部位よりも車両前後方向の後側に配置されているので、アウトリガ２４がサイドレール２２の変形を拘束し難い。これにより、アウトリガ２４がサイドレール２２の変形を拘束するのを抑制することができる。

さらに、車体骨格構造２０では、アウトリガ２４の前面３６の外側端（端点Ｋ）が内側端（端点Ｇ）よりも車両前後方向の前側に位置している。ここで、図４（Ｂ）に示す車両１０のオフセット衝突時には、フロントタイヤ１４が車幅方向の外側から内側に向かって斜め方向に移動する。このため、外側端が内側端よりも前側に位置しているアウトリガ２４では、外側端と内側端が車幅方向に並ぶ構成に比べて、アウトリガ２４とフロントタイヤ１４とを衝突の早期から接触させることができる。言い換えると、オフセット衝突時にフロントタイヤ１４と突出部２６とを衝突の初期から接触させられるので、フロントタイヤ１４の車室１３側への移動をさらに抑制することができる。

加えて、車体骨格構造２０では、車両１０のオフセット衝突時にフロントタイヤ１４が車幅方向の外側から内側に向かって斜め方向に移動して突出部２６と接触する場合に、フロントタイヤ１４が突出部２６の第１側面２６Ｃに接触する。ここで、フロントタイヤ１４の移動方向に対して直交する面の面積は、突出部２６の先端面２６Ａに比べて第１側面２６Ｃの方が広い。つまり、車体骨格構造２０では、突出部２６に傾斜した第１側面２６Ｃを形成することで、第１側面２６Ｃが無い構成に比べて、フロントタイヤ１４と突出部２６との接触面積を増やすことができる。

さらに、図２に示す第１側面２６Ｃは、後端が前端よりも車幅方向の外側に位置するように傾斜している。これにより、突出部２６の車幅方向の幅は、先端側（幅Ｗ１）に比べてアウトリガ２４側（幅Ｗ２）の方が広くなるので、突出部２６が車両平面視で矩形状の構成に比べて、入力された衝突荷重に対する突出部２６の耐力が高くなる。このように、第１側面２６Ｃを形成することでフロントタイヤ１４と突出部２６との接触面積を増やすと共に突出部２６の耐力が高められ、アウトリガ２４が変形し難くなる。これにより、図１に示すフロントタイヤ１４の車室１３側への移動をさらに抑制することができる。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態の車体骨格構造５０について説明する。

図６（Ａ）、（Ｂ）には、車体骨格構造５０が示されている。車体骨格構造５０は、第１実施形態の車両１０（図１参照）において、車体骨格構造２０（図１参照）に換えて設けられている。なお、車体骨格構造５０について、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）では、バンパリインフォースメント１６（図１参照）の図示を省略している。

図６（Ａ）に示す第２実施形態の車両１０では、クロスメンバ１９Ｄ（図１参照）に換えて、クロスメンバ５２が設けられている。クロスメンバ５２は、車幅方向に延在されている。クロスメンバ５２の車幅方向の端部は、サイドレール２２に接合されている。

車両平面視で、アウトリガ２４の後面３８を延長した仮想線Ｓよりも車両前後方向の前側でかつ突出部２６よりも後側にクロスメンバ５２の車幅方向の端部（接合部）が配置されるように、アウトリガ２４がサイドレール２２から張出されている。言い換えると、アウトリガ２４の後部は、車両側面視でクロスメンバ５２と重なるように、車両後方側に延ばされている。なお、突出部２６よりも後側の位置とは、車両平面視で、突出部２６の後端に位置する前面３６を延長した仮想線Ｔよりも車両前後方向の後側の位置を意味する。

〔作用及び効果〕
次に、第２実施形態の車体骨格構造５０の作用及び効果について説明する。

図７に示すように、車体骨格構造５０では、オフセット衝突時において、フロントタイヤ１４が突出部２６と接触することでアウトリガ２４に入力された衝突荷重Ｆの伝達方向に、クロスメンバ５２の端部（接合部）が配置されている。これにより、衝突荷重Ｆが、サイドレール２２だけでなくクロスメンバ５２にも伝達（分散）され易くなるので、フロントタイヤ１４の車室１３側への移動をさらに抑制することができる。なお、アウトリガ２４に入力された衝突荷重は、突出部２６を介して間接的に入力された荷重に限らず、フロントタイヤ１４からアウトリガ２４に直接的に入力された荷重を含む。

＜変形例＞
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

図８には、本実施形態の変形例として、車体骨格構造６０が示されている。車体骨格構造６０は、第１実施形態の車両１０（図１参照）において、車体骨格構造２０（図１参照）に換えて設けられている。なお、車体骨格構造６０について、前述した第１、第２実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第１、第２実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

車体骨格構造６０は、サイドレール２２と、キャブマウント部材の一例としてのアウトリガ６２及びブレース６４と、突出部２６とを有する。また、サイドレール２２には、クロスメンバ５２が接合されている。

アウトリガ６２は、第２湾曲部３４の車両前後方向の後部から中間部２２Ｂの前部までの範囲において、サイドレール２２から車幅方向外側に張出されている。サイドレール２２とアウトリガ６２とは、溶接されている。アウトリガ６２には、図示しないボデーが搭載されている。また、アウトリガ６２は、一例として、車両平面視で、略平行四辺形状に形成されており、本体部６２Ａと、根元部６２Ｂと、先端部６２Ｃと、前部６２Ｄと、後部６２Ｅとで構成されている。

本体部６２Ａには、既述の取付孔２５が形成されている。根元部６２Ｂは、サイドレール２２の外側面３４Ａに溶接されている。先端部６２Ｃは、本体部６２Ａに対して車幅方向における根元部６２Ｂ側とは反対側に位置している。前部６２Ｄは、本体部６２Ａに対する車両前後方向の前側部分を構成している。また、前部６２Ｄは、前面３６を有する。後部６２Ｅは、本体部６２Ａに対する車両前後方向の後側部分を構成している。また、後部６２Ｅは、後面６６を有する。前面３６及び後面６６は、車幅方向の外側端が内側端よりも車両前後方向の前側に位置するように傾斜している。

ブレース６４は、一例として、角筒状に形成されており、軸方向から見た場合に閉断面構造とされている。また、ブレース６４の一端部６４Ａは、後面６６の車幅方向の外側端部に溶接されており、ブレース６４の他端部６４Ｂは、サイドレール２２の中間部２２Ｂの車幅方向外側面に溶接されている。一端部６４Ａは、他端部６４Ｂに対して車両前後方向の前側でかつ車幅方向の外側に配置されている。つまり、ブレース６４は、車両前後方向に対して交差する斜め方向にアウトリガ６２とサイドレール２２とを繋いでいる。なお、サイドレール２２、アウトリガ６２及びブレース６４の間には、一例として、車両平面視で、三角形状の空間部６８が形成されている。また、車両側面視で、ブレース６４の他端部６４Ｂとクロスメンバ５２とが重なる配置とされている。

車体骨格構造６０では、オフセット衝突時において、図示しないフロントタイヤが突出部２６と接触することでアウトリガ６２に入力された衝突荷重が、ブレース６４を介してサイドレール２２に伝達される。荷重の伝達方向には、クロスメンバ５２の端部が配置されている。これにより、突出部２６からアウトリガ６２に入力された衝突荷重が、ブレース６４を介して、サイドレール２２だけでなくクロスメンバ５２にも伝達（分散）され易くなるので、フロントタイヤ１４（図１参照）の車室１３側への移動を抑制することができる。

＜他の変形例＞
車体骨格構造２０、５０、６０において、サイドレール２２に第１湾曲部３２及び第２湾曲部３４が形成されていなくてもよい。例えば、サイドレール２２に車両平面視力でクランク状の屈曲部が形成されていてもよい。また、サイドレール２２に、サイドレール２２の他の部位の耐力よりも低い耐力の脆弱部（ビード等）を形成して、該脆弱部を衝突時の変形起点としてもよい。なお、サイドレール２２の変形が規制されない場合は、アウトリガ２４の端点Ｇが点Ｅよりも車両前後方向の前側に配置されていてもよい。

また、車体骨格構造２０、５０、６０において、前面３６の車幅方向の外側端と内側端が、車幅方向に並んで（揃って）いてもよい。さらに、車体骨格構造２０、５０において、突出部２６の第１側面２６Ｃは、車両平面視で、複数方向に傾斜された複数の傾斜面で構成されていてもよい。また、第１側面２６Ｃは、車両前後方向に沿って配置されていてもよい。加えて、突出部２６の先端面２６Ａ及び第１側面２６Ｃは、車両平面視で、円弧状に形成されていてもよい。

突出部２６は、内部が中空、中実のいずれであってもよい。また、突出部２６は、アウトリガ２４、６２と一体に形成されたものに限らず、アウトリガ２４、６２に接合又は締結により取付けられる別部材（例えばブラケット）で構成されていてもよい。さらに、突出部２６は、車両前後方向及び車幅方向の少なくとも一方において、車両上下方向の高さが異なっていてもよい。

アウトリガ２４、６２に対する突出部２６の配置は、アウトリガ２４、６２の車幅方向の中央部に合せた配置に限らず、アウトリガ２４、６２の車幅方向の内側、外側の一方に片寄った配置とされていてもよい。また、突出部２６の材質とアウトリガ２４、６２の材質は、同じであってもよく、異なっていてもよい。さらに、突出部２６の車両上下方向の高さは、アウトリガ２４、６２の車両上下方向の高さよりも高くてもよい。

アウトリガ２４は、予め設定された大きさのものをクロスメンバ５２の位置に合わせて配置する構成に限らず、クロスメンバ５２の位置に合わせて後部２４Ｅを車両後方側に拡大させた構成であってもよい。

以上、本発明の第１、第２実施形態及び変形例に係る車体骨格構造について説明したが、これらの実施形態及び変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１２ボデー
１４フロントタイヤ
２０車体骨格構造
２２サイドレール
２４アウトリガ（キャブマウント部材の一例）
２６突出部
２６Ａ先端面
２６Ｃ第１側面（傾斜面の一例）
３２第１湾曲部
３４第２湾曲部
３４Ａ外側面
３４Ｂ内側面
３６前面（対向面の一例）
３８後面
５０車体骨格構造
５２クロスメンバ
６０車体骨格構造
６２アウトリガ（キャブマウント部材の一例）
６４ブレース（キャブマウント部材の一例）
Ｅ点（頂点の一例）
Ｐ変曲点
Ｃ１中心軸
Ｃ２中心軸

Claims

車両前後方向に延在されフロントタイヤと車幅方向に対向配置されたサイドレールと、
前記サイドレールにおける前記フロントタイヤよりも車両後方側の部位から車幅方向外側に向けて張出され、ボデーが搭載されるキャブマウント部材と、
前記キャブマウント部材における前記サイドレールから車幅方向に離れた部位から前記フロントタイヤに向けて突出された突出部と、
を有し、
前記サイドレールには、車両前後方向の後側が前側よりも車幅方向の外側に位置するように湾曲された第１湾曲部と、該第１湾曲部よりも後側に配置され車両前後方向に沿うように湾曲された第２湾曲部とが形成され、
前記キャブマウント部材は、車両平面視で、前記第２湾曲部における車幅方向の外側面の弧の頂点よりも車両前後方向の後側の部位から車幅方向外側に向けて張出されており、
前記突出部の先端面は、前記第１湾曲部の中心軸と前記第２湾曲部の中心軸との変曲点よりも車両前後方向の前側に配置されている、車体骨格構造。
前記キャブマウント部材の前記フロントタイヤと車両前後方向に対向する対向面は、車両平面視で車幅方向の外側端が内側端よりも車両前後方向の前側に位置するように傾斜されている請求項１に記載の車体骨格構造。
前記突出部における車幅方向の外側の部位には、車両平面視で、後端が前端よりも車幅方向の外側に位置するように傾斜された傾斜面が形成されている請求項１又は請求項２に記載の車体骨格構造。
前記サイドレールには、車幅方向に延在されたクロスメンバが接合され、
前記キャブマウント部材は、車両平面視で、前記キャブマウント部材の車両前後方向の後側の後面を延長した仮想線よりも車両前後方向の前側でかつ前記突出部よりも後側に前記クロスメンバの車幅方向の端部が配置されるように、前記サイドレールから張出されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車体骨格構造。