JP6988347B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本開示の技術は、車体下部構造に関する。

車体下部構造の一例として、例えば、特許文献１には、一対のサイドフレームから垂下された支持ブラケットの下端側前面にクロスメンバを架け渡すと共に、該クロスメンバに車体前方に向けて突出する牽引フックを取り付けた構造が開示されている。

特開２０１７−１２８１４８号公報

ところで、上記特許文献１に記載の構造では、サイドフレームの少なくとも支持ブラケットよりも車体前方側が、車両衝突時等に車体後方に潰れることにより衝撃を吸収する衝撃吸収部（クラッシュボックス）として機能するようになっている。

しかしながら、当該文献１に記載の構造では、牽引フックが支持ブラケットから車体前方に向けて大きく突出して設けられている。このため、衝突時等には、衝撃吸収部が完全に潰れ切ることなく潰れ代を残した状態で、牽引フックの先端部が衝突体（相手側）に当接してしまう可能性がある。

潰れ代を残した状態で牽引フックが衝突体と接すると、潰れ代がさらに変形することにより、牽引フックは衝突体によって車体後方に強く押されることになる。牽引フックが後方に押されると、牽引フックを取り付けたクロスメンバを介して支持ブラケットにモーメントが作用することになり、サイドフレームが支持ブラケットとの接合部を起点に下方に折れ曲がるいわゆる縦折れを引き起こす場合がある。

本開示の技術は、衝突時等に衝撃吸収部が潰れ代を残した状態で、牽引フック（突出部材）の先端が衝突体に接することを効果的に防止することを目的とする。

本開示の技術は、車体前後方向に延びるサイドフレームと、その上端側を前記サイドフレームの所定部位に接合されて下方に延びるブラケットと、前記ブラケットから車体前方に突出する突出部材と、を備え、前記サイドフレームは、前記ブラケットよりも車体前方側の部位を他の部位よりも剛性が低く、且つ、衝突時に車体後方に潰れることが可能な第１衝撃吸収部とされ、前記第１衝撃吸収部が潰れ切った時の車体前後方向の潰れ残り長さが、前記突出部材の前記ブラケットからの突出長さ以上となるように設定されたことを特徴とする。

また、前記サイドフレームの前記ブラケットよりも車体後方側の少なくとも一部が、前記サイドフレームの前記ブラケットとの接合部よりも剛性が低く、且つ、衝突時に車体後方に潰れることが可能な第２衝撃吸収部とされてもよい。

また、前記サイドフレームの前記ブラケットとの接合部の側面に、当該サイドフレームの剛性を高くする補強部材が設けられてもよい。

また、前記ブラケットの下端に車体幅方向に延びるクロスメンバが固定されると共に、前記突出部材が前記クロスメンバに取り付けられ、前記補強部材、前記ブラケット及び、前記クロスメンバが、その車体前後方向の中心位置を車体上下方向に一致するように配設されることが好ましい。

また、前記補強部材がキャブマウントブラケットであってもよい。

また、前記突出部材が牽引フックであってもよい。

本開示の技術によれば、衝突時等に衝撃吸収部が潰れ代を残した状態で、牽引フック（突出部材）の先端が衝突体に接することを効果的に防止することができる。

本実施形態に係る車体下部構造を示す模式的な斜視図である。 本実施形態に係る車体下部構造の要部を説明する模式的な側面図である。 比較例としての従前の車体下部構造を説明する模式的な側面図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る車体下部構造について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態に係る車体下部構造１を示す模式的な斜視図である。同図に示すように、車体下部構造１は、車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム１０と、サイドフレーム１０の前端から車体後方側に所定量オフセットした部位に下方に延設された左右一対の支持ブラケット１３と、各支持ブラケット１３に車体幅方向に架け渡されたクロスメンバ１６と、クロスメンバ１６に固定されて車体前方に突出する左右一対の牽引フック１８（突出部材の一例）と、サイドフレーム１０に固定された左右一対のキャブマウントブラケット３０（補強部材の一例）とを備えている。

サイドフレーム１０は、車体幅方向内側に開口する断面略Ｕ字状のアウタフレーム１１と、車体幅方向外側に開口する断面略Ｕ字状のインナフレーム１２とを備えている。具体的には、サイドフレーム１０は、これらアウタフレーム１１及びインナフレーム１２を、互いに車体幅方向に対向させた状態で溶接等により接合することで、縦断面略矩形状の閉断面構造とされている。サイドフレーム１０の前端部には、不図示のバンパリインフォースメントが架け渡されている。

本実施形態において、サイドフレーム１０のキャブマウントブラケット３０との接合部２０よりも車体前方側の部位は前側衝撃吸収部２１（第１衝撃吸収部）とされ、サイドフレーム１０の接合部２０よりも車体後方側の部位は後側衝撃吸収部２２（第２衝撃吸収部）とされている。前側及び後側衝撃吸収部２１，２２は、複数の脆弱部２３（ビード部）を有することにより、その剛性を少なくとも接合部２０よりも低く形成されており、車両衝突時等に車体後方（サイドフレーム１０の軸方向）に圧縮変形して潰れることにより、衝撃を効果的に吸収できるようになっている。これら接合部２０、前側衝撃吸収部２１及び、後側衝撃吸収部２２の詳細については後述する。

支持ブラケット１３は、車体幅方向内側に開口する断面略Ｕ字状のアウタブラケット１４と、車体幅方向外側に開口する断面略Ｕ字状のインナブラケット１５とを備えている。具体的には、支持ブラケット１３は、これらアウタブラケット１４及びインナブラケット１５を、互いに車体上下方向に対向させた状態で溶接等により接合することで、横断面略矩形状の閉断面構造とされている。支持ブラケット１３は、その上端縁をサイドフレーム１０の下面に溶接等により接合することにより、サイドフレーム１０の下面から車体下方に垂下されている。また、支持ブラケット１３の下端部には、車体幅方向に延在するクロスメンバ１６が架け渡されている。

クロスメンバ１６は、例えば、縦断面略矩形状の鋼材であって、その上面を支持ブラケット１３の下端に溶接等により接合することで、支持ブラケット１３に固定されている。クロスメンバ１６の下面には、車体前方に突出する略Ｕ字状の牽引フック１８が、不図示のボルトナット等の締結具により固定されている。なお、牽引フック１８を固定する部位は、クロスメンバ１６の下面に限定されず、その基端側をクロスメンバ１６の内部に固定し、先端側をクロスメンバ１６の前面から突出するように取り付けてもよい。また、牽引フック１８の固定方法はボルトナットに限定されず、溶接等により固定してもよい。

キャブマウントブラケット３０は、支持ブラケット１３の上方に位置するサイドフレーム１０（アウタフレーム１１）の側壁面から車両幅方向外側に突出して設けられている。具体的には、キャブマウントブラケット３０は、取付穴３５が貫通形成された略半円形状の上壁３１と、上壁３１の周縁から下方に延びる略半円弧状の側壁３２とを備えている。

キャブマウントブラケット３０は、上壁３１の基端側及び側壁３２の両基端側をサイドフレーム１０の側壁面に溶接等で接合することにより、サイドフレーム１０に強固に固定されている。上壁３１の取付穴３５には、不図示のキャブマウントが取り付けられ、該キャブマウントを介して不図示のキャブ（ボデー）が連結されるようになっている。なお、サイドフレーム１０のキャブマウントブラケット３０が接合された部位（接合部２０）の剛性をさらに高めるために、上壁３１及び側壁３２により画定される空間に臨むサイドフレーム１０の側壁面に鋼板製のパッチ等（不図示）を設けてもよい。

次に、図２に基づいて、本実施形態に係る車体下部構造１の要部を説明する。

図２（Ａ）は、サイドフレーム１０の前側及び後側衝撃吸収部２１，２２が変形していない非衝突時（又は、衝突開始時）の状態を示し、図２（Ｂ）は、オフセット衝突や正面衝突等によりサイドフレーム１０の前側衝撃吸収部２１が完全に潰れ切った状態を示し、図２（Ｃ）は、前側衝撃吸収部２１が完全に潰れ切り、さらに後側衝撃吸収部２２の少なくとも一部が潰れた状態を示している。なお、図中において、符号８０は相手側車両等の衝突体を示している。

図２（Ａ）に示すように、本実施形態において、サイドフレーム１０に固定された支持ブラケット１３及び、支持ブラケット１３に固定されたクロスメンバ１６は、その車体前後方向の中心位置Ｃが車体上下方向で略一致するように配設されている。すなわち、従前のクロスメンバが支持ブラケットの前面に固定された構造に比べ、牽引フック１８の支持ブラケット１３からの車体前方への突出量Ｘが短くなるように構成されている。

サイドフレーム１０の前側及び後側衝撃吸収部２１，２２には、これらの車体前後方向の剛性を低下させる複数のビード部２３が設けられている。また、サイドフレーム１０の接合部２０の側壁面には、キャブマウントブラケット３０が、その車体前後方向の中心位置を支持ブラケット１３及びクロスメンバ１６の中心位置Ｃと車体上下方向に略一致させるように固定されている。

すなわち、前側衝撃吸収部２１と後側衝撃吸収部２２との間に配設された接合部２０の剛性が、これら前側及び後側衝撃吸収部２１，２２の剛性よりも高くなるように構成されている。これにより、衝突時等には、前側衝撃吸収部２１及び、又は後側衝撃吸収部２２が車体後方に潰される一方、接合部２０は潰されることなく形状を維持することが可能になる。なお、前側及び後側衝撃吸収部２１，２２の剛性を下げる構成は、ビード部２３に限定されず、例えば、前側及び後側衝撃吸収部２１，２２の板厚を接合部２０の板厚よりも薄くする等、他の手法により構成してもよい。

図２（Ｂ）に示すように、前側衝撃吸収部２１は、衝突等によって完全に潰れ切った時の車体前後方向（サイドフレーム１０の軸方向）の長さ（以下、潰れ切った時の長さを単に「潰れ残り長さＹ」という）が、牽引フック１８の支持ブラケット１３から突出量Ｘよりも長いか、或いは、突出量Ｘと同等の長さとなるように設定されている（Ｙ≧Ｘ）。

すなわち、衝突時に牽引フック１８の先端部が衝突体８０と接触するまでの間に、前側衝撃吸収部２１が潰れ代を残すことなく完全に潰れ切るように構成されている。このように構成することで、牽引フック１８が衝突体８０によって車体後方に向けて押されることを効果的に防止することが可能になる。

図２（Ｃ）に示すように、前側衝撃吸収部２１が完全に潰れ切った後は、後側衝撃吸収部２２が潰れ始めることにより、接合部２０は形状を維持した状態で車体後方に変位する。すなわち、牽引フック１８が衝突体８０によって強く押されることなく、接合部２０の形状を維持しつつ、後側衝撃吸収部２２を変形させることにより、サイドフレーム１０の縦折れが効果的に防止されるように構成されている。これにより、サイドフレーム１０の変形モードの安定化を図ることが可能になる。

次に、図２及び図３に基づいて、本実施形態に係る車体下部構造１の作用効果を従前の車体下部構造１００と比較しながら説明する。

図３は、比較例としての従前の車体下部構造１００を示す模式的な側面図である。同図に示すように、従前の構造１００では、クロスメンバ１６０は支持ブラケット１３０の下端側前面に架け渡されており、牽引フック１８０が支持ブラケット１３０から車体前方側に大きく突出して設けられていた。このため、図３（Ｂ）に示すように、車両衝突時等には、前側衝撃吸収部２１０が完全に潰れ切ることなく潰れ代Ｚを残した状態で、牽引フック１８０の先端部が衝突体８０と接触していた。その結果、潰れ代Ｚがその後に変形して潰れると、図３（Ｃ）に示すように、牽引フック１８０が衝突体８０によって車体後方に強く押され、モーメントが作用することにより、サイドフレーム１１０が支持ブラケット１３０との接合部を起点に折れ曲がる縦折れを引き起こす場合がある。

これに対し、本実施形態の車体下部構造１では、図２（Ｂ）に示すように、前側衝撃吸収部２１の潰れ残り長さＹを牽引フック１８の突出量Ｘよりも長いか、或いは、同等とすることにより、牽引フック１８の先端部が衝突体８０と接触した際には、前側衝撃吸収部２１が潰れ代を残すことなく完全に潰れ切るようになっている。また、接合部２０の剛性を確保したことにより、前側衝撃吸収部２１が潰れ切った後は、図２（Ｃ）に示すように、接合部２０が形状を維持しつつ、後側衝撃吸収部２２が変形して潰れるようになっている。

これにより、牽引フック１８が衝突体８０によって車体後方に強く押されることを確実に防止しつつ、サイドフレーム１０が支持ブラケット１３との接合部位を起点に折れ曲がる縦折れを効果的に防止することが可能となり、サイドフレーム１０の変形モードの安定化を図ることができる。また、前側衝撃吸収部２１及び、後側衝撃吸収部２２がサイドフレーム１０の軸方向に圧縮変形することにより、サイドフレーム１０が縦折れする場合に比べて、衝撃力を効果的に吸収することも可能になる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、クロスメンバ１６に固定されて車体前方に突出する部材は、牽引フック１８に限定されず、他の突出部材であってもよい。また、牽引フック１８はクロスメンバ１６に固定されるものとして説明したが、支持ブラケット１３側に固定されてもよい。

また、接合部２０の側壁面に固定される部材は、キャブマウントブラケット３０に限定されず、接合部２０の剛性を高めることができる補強部材であれば、他のブラケット類等であってもよい。

また、サイドフレーム１０や支持ブラケット１３、クロスメンバ１６の断面形状は矩形状に限定されず、一方が開放するＵ字状であってもよい。

１ 車体下部構造
１０ サイドフレーム
１３ 支持ブラケット
１６ クロスメンバ
１８ 牽引フック
２０ 接合部
２１ 前側衝撃吸収部
２２ 後側衝撃吸収部
２３ ビード部
３０ キャブマウントブラケット

Claims (4)

1. 車体前後方向に延びるサイドフレームと、
   その上端側を前記サイドフレームの所定部位に接合されて下方に延びるブラケットと、
   前記ブラケットから車体前方に突出した状態を維持するように固定された突出部材と、を備え、
   前記サイドフレームは、前記ブラケットよりも車体前方側の部位を他の部位よりも剛性が低く、且つ、衝突時に車体後方に潰れることが可能な第１衝撃吸収部とされ、前記第１衝撃吸収部が潰れ切った時の車体前後方向の潰れ残り長さが、前記突出部材の前記ブラケットからの突出長さ以上となるように設定されており、
   前記サイドフレームの前記ブラケットとの接合部の側面に、当該サイドフレームの剛性を高くする補強部材が設けられており、
   前記ブラケットの下端に車体幅方向に延びるクロスメンバが固定されると共に、前記突出部材が前記クロスメンバに固定され、前記補強部材、前記ブラケット及び、前記クロスメンバが、その車体前後方向の中心位置を車体上下方向に一致するように配設された
   ことを特徴とする車体下部構造。
2. 前記サイドフレームの前記ブラケットよりも車体後方側の少なくとも一部が、前記サイドフレームの前記ブラケットとの接合部よりも剛性が低く、且つ、衝突時に車体後方に潰れることが可能な第２衝撃吸収部とされた
   請求項１に記載の車体下部構造。
3. 前記補強部材がキャブマウントブラケットである
   請求項１に記載の車体下部構造。
4. 前記突出部材が牽引フックである
   請求項１から３の何れか一項に記載の車体下部構造。

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