JP7048192B2 - 車両構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両構造に関する。

この種の車両構造としては、車体の骨格部材として、左右一対のサイドメンバを備えた車両構造がある（たとえば、特許文献１を参照）。一対のサイドメンバは、車幅方向に間隔を隔てて車両の下部に配置され、かつ車両の前部から後部にわたって延びている。

このような構造においては、一対のサイドメンバのうち、フロントサスペンションの取付け箇所周辺部の車幅方向相互間隔をやや狭くした上で、その後部には、車両後方側ほど車幅方向相互間隔が徐々に大きくなる拡幅傾斜部を連設し、かつこの拡幅傾斜部の後端には、底面視において屈曲した第１の屈曲部を介してサイドメンバのリヤ部が繋がって設けられた構成がよく採用される。このような構成によれば、サイドメンバのリヤ部を車両の車幅方向外方寄りに配置し、車両後部の車体剛性を効果的に高めることができるなどの利点が得られる。
一方、一対のサイドメンバの車両前後方向の中間部およびリヤ部は、車両のフロア部の下側に配されるが、これらの部分には、側面視において屈曲した第２の屈曲部が前端部に形成された後上がり傾斜部が設けられる。このような構成によれば、サイドメンバのリヤ部を高くし、たとえばリヤサスペンションの構成部材の取付けなどに適したものとすることが可能である。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。
すなわち、サイドメンバの前記した第１および第２の屈曲部のそれぞれは、剛性断点になり易く、車両の前突や後突などの衝突が発生してサイドメンバに衝突荷重が入力した際には、第１および第２の屈曲部のそれぞれの箇所が起点となって、サイドメンバに折れ変形を生じ易い。このような折れ変形が生じたのでは、サイドメンバの耐荷重性能が低くなり、車両の衝突に対する車体強度も低くなる虞がある。また、衝突荷重の伝達性が悪くなる他、衝突エネルギがサイドメンバによって適切に吸収されるようにサイドメンバの曲げ変形を適切にコントロールすることも難しくなるため、衝撃吸収性能を高めることも困難となる。
このような不具合を防止する手段としては、第１および第２の屈曲部のそれぞれの箇所近辺を、たとえば厚肉化したり、あるいは補強部材を用いて補強するといったことが考えられる。ところが、第１および第２の屈曲部のそれぞれに対して、前記したような手段を採用したのでは、生産性が悪化し、製造コストが高価となる。また、車両重量も増加する。

特開２０１３－６３７５８号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、製造コストや車両重量の増加を抑制しつつ、車両の衝突時における耐荷重性能や衝撃吸収性能の向上などを適切に図ることが可能な車両構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両構造は、車幅方向に間隔を隔てて車両の下部に位置し、かつ前記車両の前部から後部にわたって延びた左右一対のサイドメンバを備えており、これら一対のサイドメンバは、車両前後方向の途中箇所から車両後方側ほど車幅方向相互間隔が広くなり、かつ底面視において屈曲した第１の屈曲部が後端部に形成されている拡幅傾斜部と、この拡幅傾斜部の車両後方側に前記第１の屈曲部を介して繋がったリヤ部と、側面視において後上がり状に屈曲した第２の屈曲部が前端部に形成され、かつこの第２の屈曲部を始端として後上がり状に傾斜している後上がり傾斜部と、を有している、車両構造であって、前記第１の屈曲部の車幅方向の外側面および内側面のそれぞれは、前記拡幅傾斜部の後端寄り部分と前記リヤ部の前端寄り部分との外側面どうしおよび内側面どうしを滑らかに繋ぐ底面視湾曲状の曲面とされており、前記第１および第２の屈曲部は、少なくともこれら第１および第２の屈曲部の一部分どうしが、車両前後方向において互いにオーバラップする位置関係となるように同一箇所に形成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、サイドメンバの前記した第１および第２の屈曲部は、同一箇所に集約して形成されているため、第１および第２の屈曲部が互いに離間した箇所にそれぞれ個別に設けられていた従来技術と比較すると、車両の衝突時に剛性断点となり得る屈曲部の数が少なくなる。したがって、その分だけ、車両の前突や後突などの衝突時に、サイドメンバに不当な折れ変形を生じ難くし、車体強度を高め、耐荷重性（耐衝撃性）をよくすることができる。また、サイドメンバの荷重伝達性をよくし、さらにはサイドメンバの曲げ変形による衝突エネルギの吸収性能をコントロールし易くなるため、衝撃吸収性能も優れたものとすることが可能となる。
一方、本発明においては、既述したように、第１および第２の屈曲部を同一箇所に集約することによって、サイドメンバの強度向上が図られる。また、仮に、第１および第２の屈曲部を厚肉にし、あるいは補強部材を用いて補強する場合には、実質的に１箇所を補強すればよいこととなる。従来技術とは異なり、第１および第２の屈曲部のそれぞれを個別に厚肉にしたり、あるいは別々の補強部材を用いて補強する必要はない。このようなことから、本発明によれば、サイドメンバの構成を簡素化し、製造コストの低減化、ならびに車両重量の軽減などを適切に図ることもできる。
また、本発明によれば、サイドメンバの強度向上が図られるため、車両の操安性をよくする効果も得られる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る車両構造の一例を示す概略側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の概略底面図である。 （ａ）は、図１（ｂ）のIIa－IIa断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIb－IIb断面図である。 図１（ｂ）のIII－III断面図である。 図１（ａ）のIV部の拡大断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す車両構造Ａは、車両１の下部に配設された左右一対のサイドメンバ３（図１では、網点模様を付している）、ダッシュパネル１１ａの後部およびフロアパネル１１ｂにより構成されたフロア部１１、および第１ないし第３のクロスメンバ６ａ～６ｃを具備している。

一対のサイドメンバ３は、車幅方向において互いに間隔を隔てた配置とされ、かつ車両
１の前部から後部にわたって一連に延びている。図２（ａ）に示すように、各サイドメンバ３は、たとえば断面ハット状などの部材を用いて構成されており、車両１のフロア部１１が設けられている箇所においては、このフロア部１１の下面部に溶接されている。

一対のサイドメンバ３は、図１（ｂ）の底面視に示すように、フロント部３２、内入り傾斜部３３、直状部３４、拡幅傾斜部３５、およびリヤ部３６を有している。拡幅傾斜部３５の後端部とリヤ部３６の前端部との境界部分は、第１の屈曲部Ｂ１となっている。
また、一対のサイドメンバ３は、図１（ａ）の側面視に示すように、後下がり傾斜部３７、略水平状の中間水平部３８、および後上がり傾斜部３９を有している。中間水平部３８の後端部と後上がり傾斜部３９の前端部との境界部分は、第２の屈曲部Ｂ２となっている。

フロント部３２は、エンジンや変速機などから構成されたパワープラント２が内部に配されているエンジンルーム１０の側部に位置し、かつ車両前後方向に略直線状に延びる部分である。
内入り傾斜部３３は、フロント部３２の後端に繋がっており、かつ車両後方側ほど車幅方向相互間隔が狭くなるように、底面視おいて傾斜した部分である。この内入り傾斜部３３の下方近傍には、前輪１９ａを懸架する不図示のフロントサスペンションメンバ（サブフレームとも称される）が取付けられる。内入り傾斜部３３は、このようなフロントサスペンションメンバの取付けに適する。

直状部３４は、内入り傾斜部３３の後端部に繋がって設けられ、かつ底面視において、車両前後方向に略非傾斜で略直線状に延びる部分である。この直状部３４は、内入り傾斜部３３の後端部から第１および第２のクロスメンバ６ａ，６ｂの相互間の位置まで延びている。

第１のクロスメンバ６ａは、フロア部１１に設けられたフロアトンネル部１２と、車両１の車幅方向外端下部に設けられたロッカ１５との相互間に橋渡し接続されており、図２（ｂ）に示すように、たとえば断面ハット状の部材を用いて構成されている。第１のクロスメンバ６ａの下部は、フロア部１１の上面部に溶接されている。第２のクロスメンバ６ｂは、第１のクロスメンバ６ａよりも車両後方側に離間した配置に設けられているが、その構成は、第１のクロスメンバ６ａと同様である。直状部３４と第１のクロスメンバ６ａとが重なった箇所では、これら両者はフロア部１１を挟んで相互に溶接（スポット溶接など）されている。図中、符号５１は、フロアトンネル部１２の基部を補強するための補強部材を示す。

一対のサイドメンバ３の拡幅傾斜部３５は、直状部３４の後端部に繋がって設けられ、かつ車両後方側ほど車幅方向相互間隔が広くなるように、底面視において傾斜した部分である。底面視において、拡幅傾斜部３５と第２のクロスメンバ６ｂとは交差し、かつこれらの一部分どうしは重なっている。この重なり部分においては、拡幅傾斜部３５と第２のクロスメンバ６ｂとが、フロア部１１を挟んで相互に溶接（スポット溶接など）されている。好ましくは、直状部３４および拡幅傾斜部３５のうち、第１および第２のクロスメンバ６ａ，６ｂと溶接される箇所は、部分的な幅広状とされている。

直状部３４の後端部と拡幅傾斜部３５の前端部との境界部分は、第３の屈曲部Ｂ３となっている。この第３の屈曲部Ｂ３は、第１および第２のクロスメンバ６ａ，６ｂの相互間に位置していることにより、後述するように、車両１の衝突時に折れ変形が生じ難くなっている。
また、直状部３４の前端部と内入り傾斜部３３の後端部との境界部分は、第４の屈曲部Ｂ４となっているが、この第４の屈曲部Ｂ４は、ロッカ１５にトルクボックス１６を介し
て接続されるなどして補強されている。

一対のサイドメンバ３のリヤ部３６は、拡幅傾斜部３５の後端部に第１の屈曲部Ｂ１を介して繋がっており、かつ車両後方側ほど車幅方向相互間隔が徐々に狭くなるリヤ内入り傾斜部３６ａと、その後端部に繋がって車両前後方向に略非傾斜で略直線状に延びるリヤ直状部３６ｂとを有している。
各サイドメンバ３のうち、第１の屈曲部Ｂ１の形成箇所が最も車幅方向外方側に位置しているが、この第１の屈曲部Ｂ１においては、図３に示すように、各サイドメンバ３の車幅方向外方側の側壁部３ａが、ロッカ１５の内側壁部に当接し、かつ溶接されている。これは、第１の屈曲部Ｂ１の強度を高める上で好ましい。

図１（ａ）において、後上がり傾斜部３９は、側面視において後上がり状に傾斜しており、中間水平部３８の後端部に第２の屈曲部Ｂ２を介して繋がっている。この後上がり傾斜部３９が設けられていることにより、リヤ部３６の高さを高くし、後輪１９ｂを懸架する不図示のリヤサスペンションの構成部材をリヤ部３６に取付けるのに適したものにし得るなどの利点が得られる。

第１および第２の屈曲部Ｂ１，Ｂ２は、サイドメンバ３のうちの同一箇所に形成されている。具体的には、図１（ａ）に示す第２の屈曲部Ｂ２の中心線ＣＬ２と、同図（ｂ）に示す第１の屈曲部Ｂ１の中心線ＣＬ１とは、略一致している。前記した「同一箇所に形成」とは、好ましくは、第１および第２の屈曲部Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの中心線ＣＬ１，ＣＬ２が一致した構成とされるが、これに限定されず、少なくとも第１および第２の屈曲部Ｂ１，Ｂ２の一部分どうしが、車両前後方向において互いにオーバラップする位置関係にあればよい。

図４に示すように、フロア部１１のうち、フロントフロアパネル１１ｂ’の後端には、起立壁部１１ｄが形成されて段部１１ｃが設けられており、この断部１１ｃの前部には、第３のクロスメンバ６ｃが設けられている（符号１１ｂ”は、リヤフロアパネルを示す）。この第３のクロスメンバ６ｃは、左右一対のロッカ１５の相互間に橋渡し接続されて車幅方向に延びている。また、この第３のクロスメンバ６ｃは、第２の屈曲部Ｂ２に沿った配置とされており、好ましくは、第３のクロスメンバ６ｃの下方に第２の屈曲部Ｂ２が位置し、車両前後方向において、これら第３のクロスメンバ６ｃと第２の屈曲部Ｂ２とは、互いにオーバラップするように設けられている。

次に、前記した車両構造Ａの作用について説明する。

まず、サイドメンバ３の第１および第２の屈曲部Ｂ１，Ｂ２は、既述したように、同一箇所に集約して形成されている。このため、たとえば第１および第２の屈曲部Ｂ１，Ｂ２を互いに離間した別々の箇所に設けた場合と比較すると、車両１の前突や後突などの衝突時において、剛性断点の総数を少なくし、サイドメンバ３に不当な折れ変形を生じ難くすることが可能となる。また、第１および第２の屈曲部Ｂ１，Ｂ２が形成されている箇所を、必要な剛性を備えたものとすることも容易となる。このため、製造コストの上昇や重量増加を抑制しつつ、車両１の衝突時におけるサイドメンバ３の耐荷重性（耐衝撃性）を高め、また衝突荷重の伝達性をよくするとともに、サイドメンバ３の曲げ変形のコントロールの容易化を図り、衝突時の衝撃吸収性能を優れたものとすることもできる。その結果、乗員保護性能を高めることができる。

また、図３を参照して説明したように、サイドメンバ３の第１の屈曲部Ｂ１（および第２の屈曲部Ｂ２）の形成箇所は、ロッカ１５に溶接されているため、このロッカ１５を利用して効率よく補強されている。
さらに、図４を参照して説明したように、サイドメンバ３の第２の屈曲部Ｂ２（および第１の屈曲部Ｂ１）は、第３のクロスメンバ６ｃの下方に位置し、この第３のクロスメンバ６ｃによっても補強されている。このようなことから、車両１の衝突時に、第１および第２の屈曲部Ｂ１，Ｂ２に折れ変形を生じることを、適切に防止または抑制することが可能である。

サイドメンバ３のうち、第３の屈曲部Ｂ３は、既述したとおり、第１および第２のクロスメンバ６ａ，６ｂの間に位置しており、第３の屈曲部Ｂ３の車両前方側部分と車両後方側部分は、第１および第２のクロスメンバ６ａ，６ｂにフロア部１１を介して溶接されている。このため、第３の屈曲部Ｂ３の位置において、サイドメンバ３が容易に折れ変形を生じることも適切に防止される。車両１の前突時には、サイドメンバ３にその車両前方側から入力した衝突荷重の一部を、第１のクロスメンバ６ａに受けさせることができるために、第３の屈曲部Ｂ３の折れ変形を一層確実に防止することが可能である。

このように、本実施形態によれば、特別な補強部材を多数用いるようなことなく、サイドメンバ３の強度を合理的に高めることが可能である。また、このことにより、車両１の操安性をよくする効果も期待できる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
上述の実施形態においては、底面視において、サイドメンバ３の拡幅傾斜部３５の後端部に、第１の屈曲部Ｂ１を介してリヤ内入り傾斜部３６ａが連設されているが、本発明はこれに限定されない。拡幅傾斜部３５の後端部には、リヤ内入り傾斜部３６ａに代えて、車両前後方向に略非傾斜で略直線状に延びるように形成された部分（リヤ直状部３６ｂと同様な形状部分）が、第１の屈曲部Ｂ１を介して連設された構成とすることもできる。

Ａ 車両構造
Ｂ１，Ｂ２ 第１および第２の屈曲部
３ サイドメンバ
３５ 拡幅傾斜部
３９ 後上がり傾斜部

Claims (1)

1. 車幅方向に間隔を隔てて車両の下部に位置し、かつ前記車両の前部から後部にわたって延びた左右一対のサイドメンバを備えており、
   これら一対のサイドメンバは、
   車両前後方向の途中箇所から車両後方側ほど車幅方向相互間隔が広くなり、かつ底面視において屈曲した第１の屈曲部が後端部に形成されている拡幅傾斜部と、
   この拡幅傾斜部の車両後方側に前記第１の屈曲部を介して繋がったリヤ部と、
   側面視において後上がり状に屈曲した第２の屈曲部が前端部に形成され、かつこの第２の屈曲部を始端として後上がり状に傾斜している後上がり傾斜部と、
   を有している、車両構造であって、
   前記第１の屈曲部の車幅方向の外側面および内側面のそれぞれは、前記拡幅傾斜部の後端寄り部分と前記リヤ部の前端寄り部分との外側面どうしおよび内側面どうしを滑らかに繋ぐ底面視湾曲状の曲面とされており、
   前記第１および第２の屈曲部は、少なくともこれら第１および第２の屈曲部の一部分どうしが、車両前後方向において互いにオーバラップする位置関係となるように同一箇所に形成されていることを特徴とする、車両構造。

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