JP2018103844A

JP2018103844A - 車体骨格構造

Info

Publication number: JP2018103844A
Application number: JP2016252979A
Authority: JP
Inventors: 恵司山口; Keiji Yamaguchi; 貴明小野寺; Takaaki Onodera; 健登重石; Kento Shigeishi; 将大小野田; Masahiro Onoda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2036-12-27
Also published as: JP6720857B2

Abstract

【課題】正面衝突時において減速度の増大を抑制でき、微小ラップ衝突時において衝突側に対し反衝突側の変形を抑制できる車体骨格構造を提供する。【解決手段】車体骨格構造Ｓ１は、車両前方から車両後方へ向かって車両幅方向外側へ屈曲する屈曲部１８を備えた一対のサイドレール１４と、屈曲部１８の車両前方側で一対のサイドレール１４を連結するクロスメンバ２４と、屈曲部１８の車両後方側で一対のサイドレール１４を連結するクロスメンバ２６と、屈曲部１８から車両幅方向外側へ突出されたキャブマウントブラケット３４と、サイドレール１４とクロスメンバ２４との結合部３６又は該結合部３６の近傍とクロスメンバ２６の中央付近とを連結する連結部材３８と、連結部材３８に設けられ、圧縮荷重に対して脆弱な脆弱部３９と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、車体骨格構造に関する。

特許文献１には、サイドレールに形成された車両幅方向外側へ屈曲する屈曲部の車両前方側と車両後方側で一対のサイドレールをクロスメンバで連結する構造が開示されている。特許文献１に開示された構造では、車両前方側のクロスメンバと屈曲部の車両前方側との結合部と、車両後方側のクロスメンバとを連結している。

特開２０１４−２１３７６４号公報

特許文献１に開示された構造では、正面衝突時において車体に作用する荷重が大きくなり減速度が増大する可能性がある。また、微小ラップ衝突時において車体の変形を抑制することについて改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、正面衝突時において減速度の増大を抑制でき、微小ラップ衝突時において衝突側に対し反衝突側の変形を抑制できる車体骨格構造を提供することを課題とする。

本発明の第１態様の車体骨格構造は、両前部の車両幅方向外側に車両前後方向に沿って延在されると共に、車両前方から車両後方へ向かって車両幅方向外側へ屈曲する屈曲部を備えた一対のサイドレールと、前記屈曲部の車両前方側で一対の前記サイドレールを連結する第１クロスメンバと、前記屈曲部の車両後方側で一対の前記サイドレールを連結する第２クロスメンバと、前記屈曲部から車両幅方向外側へ突出されたキャブマウントブラケットと、前記サイドレールと前記第１クロスメンバとの結合部又は該結合部の近傍から車両後方で且つ車両幅方向内側へ向かって延在して前記結合部又は該結合部の近傍と前記第２クロスメンバの中央付近とを連結する、もしくは、前記結合部又は該結合部の近傍から車両後方で且つ車両幅方向外側へ向かって延在して前記結合部又は該結合部の近傍と前記キャブマウントブラケットの外端とを連結する連結部材と、前記連結部材に設けられ、圧縮荷重に対して脆弱な脆弱部と、を有する。

第１態様の車体骨格構造では、正面衝突時に連結部材に圧縮荷重が作用する。この連結部材には、脆弱部が形成されているため、正面衝突によって作用する圧縮荷重に対し脆弱部を起点にして連結部材が変形する（折れ曲がる）。このように、連結部材が変形することで、正面衝突時の減速度の増大が抑制される。また、微小ラップ衝突時には、衝突側に位置する連結部材に圧縮荷重が作用し、該連結部材が脆弱部を起点に変形する。一方、反衝突側に位置する連結部材には、引張荷重が作用するため、該連結部材が脆弱部を起点に変形しにくく、反衝突側の変形を抑制できる。

本発明は、正面衝突時において減速度の増大を抑制でき、微小ラップ衝突時において衝突側に対し反衝突側の変形を抑制できる車体骨格構造を提供することができる。

第１実施形態に係る車体骨格構造が適用された車両の要部を示す平面図である。図１の矢印２で指し示す部分の拡大平面図である。（Ａ）図２の３Ａ−３Ａ線端面図である。（Ｂ）図２の３Ｂ−３Ｂ線端面図である。図２の４−４線断面図である。図１で示す車体骨格構造が微小ラップ衝突によって変形した状態を示す平面図である。第２実施形態に係る車体骨格構造が適用された車両の要部を示す平面図である。図６の矢印７で指し示す部分の拡大平面図である。第２実施形態の変形例を示す図７に対応する拡大平面図である。（Ａ）図７の９Ａ−９Ａ線端面図である。（Ｂ）図７の９Ｂ−９Ｂ線端面図である。図８の１０−１０線断面図である。図６で示す車体骨格構造が微小ラップ衝突によって変形した状態を示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車体骨格構造について説明する。
なお、図面に適宜示される矢印ＦＲは車両前方を示し、矢印ＵＰは車両上方を示し、矢印ＬＨは車両幅方向左側を示している。また、以下の説明で、特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両左右方向（車両幅方向）の左右を示すものとする。

（第１実施形態）
図１には、本実施形態に係る車体骨格構造Ｓ１が適用された車両１０の車両前部１２が示されている。図１に示されるように、車両１０の車両幅方向両側には、左右一対のサイドレール１４が設けられている。

サイドレール１４は、車両前部１２の車両幅方向外側に車両前後方向に沿って延在されており、サイドレール１４の前部１４Ａ側における車両幅方向外側には、図示しないフロントタイヤが配設される。このため、サイドレール１４の前部１４Ａ側では、このフロントタイヤとの干渉を考慮して、サイドレール１４の車両前後方向中央部１４Ｂ側よりも車両幅方向の寸法が短くなるように設定されている。

ここで、サイドレール１４の車両前後方向の前部１４Ａと中央部１４Ｂとの間には、サイドレール１４の車両前方から車両後方へ向かって車両幅方向外側へ屈曲する屈曲部１８が設けられている。屈曲部１８は、上記フロントタイヤの車両後方側に設けられており、この屈曲部１８によって、サイドレール１４の前部１４Ａと中央部１４Ｂとが接続されている。なお、サイドレール１４の前部１４Ａは、サスペンションユニットなどの配置を考慮して、中央部１４Ｂよりも車両上方に配置されている。このため、屈曲部１８は、サイドレール１４の前部１４Ａから車両後方側へ向かうにつれて、下方側へ向かって傾斜している。

一対のサイドレール１４の前端部には、車両幅方向に沿ってバンパリインフォースメント２０が架け渡されている。なお、サイドレール１４の前端部とバンパリインフォースメント２０との間に、クラッシュボックスなどのエネルギ吸収部材を配設してもよい。また、本実施形態では、バンパリインフォースメント２０をサイドレール１４の前部１４Ａより長く、中央部１４Ｂより短い長さとしているが、これに限らず、バンパリインフォースメント２０を中央部１４Ｂより車両幅方向に長く形成してもよい。

バンパリインフォースメント２０より車両後方には、複数のクロスメンバ２２、２４、２６、２８が一対のサイドレール１４間に車両幅方向に沿って架け渡されている。これにより、本実施形態の車両前部１２には、はしご形のフレームが構成されている。なお、クロスメンバ２２、２４は、サイドレール１４の前部１４Ａ側に設けられおり、クロスメンバ２６、２８は、サイドレール１４の中央部１４Ｂ側に設けられている。また、図１では、サイドレール１４の前部１４Ａ及び中央部１４Ｂの一部が図示されているが、これより後方側においても、複数のクロスメンバが一対のサイドレール１４間に架け渡されている。

図２に示されるように、クロスメンバ２４は、屈曲部１８の車両前方側で一対のサイドレール１４を連結している。このクロスメンバ２４は、本発明における第１クロスメンバの一例である。

また、クロスメンバ２６は、屈曲部１８の車両後方側で一対のサイドレール１４を連結している。このクロスメンバ２６は、本発明における第２クロスメンバの一例である。

サイドレール１４の前部１４Ａにおけるクロスメンバ２２とクロスメンバ２４との間には、サイドレール１４の車両幅方向内側に突出する金属製のエンジンマウントブラケット３０が配設されている。エンジンマウントブラケット３０には、図示しないエンジンマウントが取付けられるようになっており、このエンジンマウント及びエンジンマウントブラケット３０を介して、エンジンユニットがサイドレール１４に連結できるように構成されている。

また、サイドレール１４の前部１４Ａにおけるクロスメンバ２２とクロスメンバ２４との間には、エンジンマウントブラケット３０よりもやや車両前方側にサイドレール１４の車両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３２が配設されている。サスペンションマウントブラケット３２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おり、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３２を介して、サスペンションユニットがサイドレール１４に連結できるように構成されている。

さらに、サスペンションマウントブラケット３２よりも車両後方の屈曲部１８には、屈曲部１８から車両幅方向外側へ突出するキャブマウントブラケット３４が設けられている。また、車両前方側から見た場合、キャブマウントブラケット３４が最も車両幅方向外側へ突出した状態となっている。

キャブマウントブラケット３４は、車幅方向内側から外側にかけて徐々に薄肉化されており、このキャブマウントブラケット３４には、図示しないキャブマウントを取り付けるための取付孔３４Ａが形成されている。そして、キャブマウント及びキャブマウントブラケット３４を介して、図示しないキャブ（ボデー）をサイドレール１４に連結できるように構成されている。

図２に示されるように、サイドレール１４とクロスメンバ２４との結合部３６の近傍とクロスメンバ２６の中央付近とが連結部材３８によって連結されている。具体的には、連結部材３８によって結合部３６の近傍（本実施形態では、クロスメンバ２４の車幅方向の端部側（結合部３６側））とクロスメンバ２６の中央付近とが連結されている。また、本発明は上記構成に限定されず、連結部材３８によって結合部３６とクロスメンバ２６の中央付近とが連結されてもよい。この連結部材３８は、結合部３６の近傍から車両後方（クロスメンバ２６側）で且つ車両幅方向内側へ向かって延在している。この連結部材３８は、図３（Ｂ）に示されるように、断面コ字状とされ、開放部が車両上方側を向いている。また、連結部材３８の一端部３８Ａ及び他端部３８Ｂは、それぞれクロスメンバ２４、２６にボルト４０及びナット４２を用いて締結されている。図４では、連結部材３８の他端部３８Ｂとクロスメンバ２６との締結部分を示している。

また、連結部材３８には、圧縮荷重に対して脆弱な脆弱部３９が設けられている。この脆弱部３９は、連結部材３８の断面コ字状の一般部３８Ｃと比べて、圧縮荷重に対して脆弱であれば、構成については特に限定しない。なお、本実施形態では、図３（Ａ）に示されるように、脆弱部３９を一般部３８Ｃに対して両側に折り返し部がない平板状としている。このような脆弱部３９は、例えば、連結部材３８の一部において両側の折り返し部を切り落とすことで形成できる。

次に、本実施形態に係る車体骨格構造Ｓ１の作用並びに効果について説明する。
車体骨格構造Ｓ１では、正面衝突時に連結部材３８に圧縮荷重が作用すると、脆弱部３９を起点にして連結部材３８が変形する（折れ曲がる）。このように、連結部材３８が変形することで、正面衝突時における減速度の増大が抑制される。

また、車体骨格構造Ｓ１では、微小ラップ衝突時に衝突側に位置する連結部材３８に圧縮荷重が作用すると、該連結部材３８が脆弱部３９を起点に変形する（折れ曲がる）。一方、反衝突側に位置する連結部材３８には、引張荷重が作用するため、該連結部材３８が脆弱部３９を起点に変形しにくく、反衝突側の変形を抑制できる。すなわち、反衝突側に位置する連結部材３８によって反衝突側が支持されて、反衝突側の変形が抑制される（図５参照）。

以上のことから、車体骨格構造Ｓ１によれば、正面衝突時において減速度の増大を抑制でき、微小ラップ衝突時において衝突側に対し反衝突側の変形を抑制できる。

また、車体骨格構造Ｓ１では、サイドレール１４の車両幅方向内側に連結部材３８が配置されるため、連結部材３８を配置することにより、車体骨格を構成する部材のレイアウトの自由度の低下を抑制できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る車体骨格構造Ｓ２について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、本実施形態では、連結部材４４の配置位置が第１実施形態と異なるため、以下では、連結部材４４の配置位置とこれらに関わる構成のみ説明する。

図６及び図７に示されるように、サイドレール１４とクロスメンバ２４との結合部３６とキャブマウントブラケット３４の外端（突出方向の先端）とが連結部材４４によって連結されている。なお、本発明は上記構成に連結部材３８によって結合部３６の近傍（例えば、結合部３６に対して車両前後方向にずれた部分）とキャブマウントブラケット３４の外端とが連結されてもよい。この連結部材４４は、結合部３６から車両後方（クロスメンバ２６側）で且つ車両幅方向外側へ向かって延在している。この連結部材４４は、図９（Ｂ）に示されるように、断面コ字状とされ、開放部が車両前方側を向いている。また、連結部材４４の一端部４４Ａ及び他端部４４Ｂは、それぞれサイドレール１４及びキャブマウントブラケット３４にボルト４０及びナット４２を用いて締結されている。図１０では、連結部材４４の一端部４４Ａとサイドレール１４との締結部分を示している。

また、連結部材４４には、圧縮荷重に対して脆弱な脆弱部４６が設けられている。この脆弱部４６は、連結部材４４の断面コ字状の一般部４４Ｃと比べて、圧縮荷重に対して脆弱であれば、構成については特に限定しない。なお、本実施形態では、図９（Ａ）に示されるように、脆弱部４６を一般部４４Ｃに対して両側に折り返し部がない平板状としている。このような脆弱部４６は、例えば、連結部材４４の一部において両側の折り返し部を切り落とすことで形成できる。

なお、本発明は上記構成に限定されず、図８に示される連結部材４８のように、ブラケット５０、５２を介して結合部３６、キャブマウントブラケット３４に連結される構成としてもよい。この連結部材４８は、断面コ字状とされ、開放部が車両後方側を向いており、第１実施形態と同様の脆弱部３９が設けられている。

次に、本実施形態に係る車体骨格構造Ｓ２の作用並びに効果について説明する。
車体骨格構造Ｓ２では、正面衝突時に連結部材４４に圧縮荷重が作用すると、脆弱部４６を起点にして連結部材４４が変形する（折れ曲がる）。このように、連結部材４４が変形することで、正面衝突時における減速度の増大が抑制される。

また、車体骨格構造Ｓ２では、微小ラップ衝突時に衝突側に位置する連結部材４４に圧縮荷重が作用すると、該連結部材４４が脆弱部４６を起点に変形する（折れ曲がる）。一方、反衝突側に位置する連結部材４４には、引張荷重が作用するため、該連結部材４４が脆弱部４６を起点に変形しにくく、反衝突側の変形を抑制できる。すなわち、反衝突側に位置する連結部材４４によって反衝突側が支持されて、反衝突側の変形が抑制される（図１１参照）。

以上のことから、車体骨格構造Ｓ２によれば、正面衝突時において減速度の増大を抑制でき、微小ラップ衝突時において衝突側に対し反衝突側の変形を抑制できる。

また、車体骨格構造Ｓ２では、サイドレール１４の車両幅方向外側に連結部材４４が配置されるため、例えば、サイドレール１４の車両幅方向内側（一対のサイドレール１４間）に連結部材４４が配置される構成と比べて、反衝突側の変形をより抑制できる。

以上、本発明の一実施形態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、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

Ｓ１、Ｓ２車体骨格構造
１２車両前部
１４サイドレール
１８屈曲部
２４クロスメンバ（第１クロスメンバ）
２６クロスメンバ（第２クロスメンバ）
３４キャブマウントブラケット
３６結合部
３８連結部材
３９脆弱部
４４連結部材
４６脆弱部
４８連結部材

Claims

車両前部の車両幅方向外側に車両前後方向に沿って延在されると共に、車両前方から車両後方へ向かって車両幅方向外側へ屈曲する屈曲部を備えた一対のサイドレールと、
前記屈曲部の車両前方側で一対の前記サイドレールを連結する第１クロスメンバと、
前記屈曲部の車両後方側で一対の前記サイドレールを連結する第２クロスメンバと、
前記屈曲部から車両幅方向外側へ突出されたキャブマウントブラケットと、
前記サイドレールと前記第１クロスメンバとの結合部又は該結合部の近傍から車両後方で且つ車両幅方向内側へ向かって延在して前記結合部又は該結合部の近傍と前記第２クロスメンバの中央付近とを連結する、もしくは、前記結合部又は該結合部の近傍から車両後方で且つ車両幅方向外側へ向かって延在して前記結合部又は該結合部の近傍と前記キャブマウントブラケットの外端とを連結する連結部材と、
前記連結部材に設けられ、圧縮荷重に対して脆弱な脆弱部と、
を有する車体骨格構造。