特許第6051813号(P6051813)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6051813
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】車体構造
(51)【国際特許分類】
   B62D 25/20 20060101AFI20161219BHJP
   B62D 21/02 20060101ALI20161219BHJP
   B62D 25/08 20060101ALI20161219BHJP
【FI】
   B62D25/20 C
   B62D21/02 A
   B62D25/08 D
【請求項の数】6
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2012-258599(P2012-258599)
(22)【出願日】2012年11月27日
(65)【公開番号】特開2014-104838(P2014-104838A)
(43)【公開日】2014年6月9日
【審査請求日】2015年9月28日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100100712
【弁理士】
【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦
(74)【代理人】
【識別番号】100101247
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(74)【代理人】
【識別番号】100098327
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】八木 優一
(72)【発明者】
【氏名】冨樫 一洋
【審査官】 須山 直紀
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許出願公開第2006/0170205(US,A1)
【文献】 特開平08−282532(JP,A)
【文献】 特開2008−230556(JP,A)
【文献】 特許第3289629(JP,B2)
【文献】 特開2010−235014(JP,A)
【文献】 特開2004−291710(JP,A)
【文献】 特開2007−269123(JP,A)
【文献】 特開平11−078966(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62D 25/20
B62D 21/02
B62D 25/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体両側部にて車体前後方向に延設される左右のサイドメンバと、
前記左右のサイドメンバ相互を連結して車幅方向に延設されるクロスメンバと、
前記サイドメンバの車幅方向側部と前記クロスメンバの車体後方側部とを、車体前後方向に対して斜めに連結する補強部材と、
前記補強部材の端部を前記サイドメンバとクロスメンバとの少なくともいずれか一方に取り付ける取付ブラケットと、を有し、
前記取付ブラケットは、前記補強部材の上下両側にて上下方向に延びる延長部を備え、
前記延長部は、車体が前方から受ける衝撃荷重によって前記補強部材を上下方向に変位させようとする荷重を受けたときに、前記取付ブラケットが設けられている側のサイドメンバとクロスメンバとのいずれか一方の前記側部に押し付けられることを特徴とする車体構造。
【請求項2】
前記延長部は、前記取付ブラケットの取付補強部に一体化されていることを特徴とする請求項1に記載の車体構造。
【請求項3】
前記延長部は、前記補強部材の上側及び下側にそれぞれ位置する上側延長部及び下側延長部を備え、前記取付補強部は、前記上側延長部と一体の平板状部材で構成された上側取付補強部と、前記下側延長部と一体の平板状部材で構成された下側取付補強部とを有し、これら上側取付補強部と下側取付補強部とが互いに重ね合わされた状態で接合固定されていることを特徴とする請求項2に記載の車体構造。
【請求項4】
前記上側延長部及び下側延長部は、前記補強部材の延長方向に対して直交する方向かつ水平方向で補強部材の中心に位置していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の車体構造。
【請求項5】
前記上側延長部及び下側延長部を備える取付ブラケットは、当該取付ブラケットが設けられている側のサイドメンバとクロスメンバとのいずれか一方に固定されるプレート部材を備え、このプレート部材に、前記補強部材の端部が接合固定されるとともに、前記取付補強部の一側縁が接合固定されていることを特徴とする請求項3に記載の車体構造。
【請求項6】
前記上側延長部及び下側延長部は、前記補強部材の表面から上方及び下方に向けてそれぞれ突出するフランジ部で構成され、このフランジ部の側縁部が、前記取付ブラケットが設けられている側のサイドメンバとクロスメンバとのいずれか一方に対向して配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、前方からの衝撃荷重に対する補強部材を備える車体構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の車体構造として、補強部材となる衝撃吸収部材の両端部を、左右の取付ブラケットを介して車体前後方向に延設される左右のリヤフレームに取り付ける技術が知られている(下記特許文献1参照)。上記した取付ブラケットは、車幅方向に対して交差する面と上下方向に対して交差する面の二つの面に取付面を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−230556号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このように、従来の車体構造では、補強部材を取り付ける取付ブラケットが二方向の取付面を備えているので、補強部材の取付位置が限定されてしまい、取付位置の自由度が不充分となっている。
【0005】
そこで、本発明は、補強部材の取付位置としてより自由度を持たせることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、サイドメンバの車幅方向側部とクロスメンバの車体後方側部とを連結する補強部材を有するとともに、補強部材の端部をサイドメンバとクロスメンバとの少なくともいずれか一方に取り付ける取付ブラケットを有し、取付ブラケットは、補強部材の上下両側にて上下方向に延びる延長部を備え、延長部は、車体が前方から受ける衝撃荷重によって補強部材が上下方向に変位するよう荷重を受けたときに、取付ブラケットが設けられている側のサイドメンバとクロスメンバとのいずれか一方に押し付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、補強部材を、サイドメンバの車幅方向側部とクロスメンバの車体後方側部とを、車体前後方向に対して斜めに連結している。これにより、補強部材の各メンバに対する取り付け面は、水平方向に交差する面だけあればよく、上下方向に交差する面が不要となり、補強部材の取付位置としてより自由度を持たせることができる。その際、本発明では、車体が前方から受ける衝撃荷重によって補強部材が上下方向に変位するよう荷重を受けたときに、延長部が、取付ブラケットが設けられている側のサイドメンバとクロスメンバとのいずれか一方に押し付けられて荷重に対抗することで、補強部材の上下方向の変位を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本発明の一実施形態に係る車体構造の車体前部における主要な骨格構造を示す斜視図である。
図2図1に対してフロントピラーを省略した斜視図である。
図3図2のA矢視図である。
図4図3の車体構造に使用する前側及び後側取付ブラケットを含む連結パイプの斜視図である。
図5図4の前側及び後側取付ブラケットを含む連結パイプの車体前方側から見た斜視図である。
図6図5のB−B断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0010】
図1は、本発明の一実施形態に係る車体構造の車体前部における主要な骨格構造を示しており、図中の矢印FRで示す方向が車体前方、同矢印UPRで示す方向が車体上方である。この車体構造は、車体両側部にて車体前後方向に延設される左右のフロントサイドメンバ(以下、単にサイドメンバという)1と、車体前方側にて左右のサイドメンバ1相互を連結して車幅方向に延設されるフロントクロスメンバ3(以下、単にクロスメンバという)とを備えている。
【0011】
左右のサイドメンバ1は、クロスメンバ3よりも車体前方に突出する前方突出部1aを備え、クロスメンバ3は、左右のサイドメンバ1に対して車幅方向外側に突出する車幅方向突出部3aを備えている。図2に示す車幅方向突出部3aの端部3a1には、図1に示すように車体上下方向に延設されるフロントピラー5の下端を連結している。
【0012】
図2は、図1に対してフロントピラー5を省略した図であり、サイドメンバ1の車幅方向外側の車幅方向側部1bと、クロスメンバ3の車幅方向突出部3aの車体後方側部3bとを、補強部材として連結パイプ7で互いに連結している。この連結パイプ7は、左右のサイドメンバ1の両方に左右対称に取り付けている。
【0013】
図3は、車幅方向右側のサイドメンバ1に連結された連結パイプ7の周辺を示す図2のA矢視図である。連結パイプ7は、車体前方側でかつ車幅方向外側の前側端部7aを、前側取付ブラケット9を介してクロスメンバ3の車幅方向突出部3aの端部3a1近傍に連結している。また、連結パイプ7は、車体後方側でかつ車幅方向内側の後側端部7bを、後側取付ブラケット11を介してサイドメンバ1に連結している。これにより連結パイプ7は、サイドメンバ1とクロスメンバ3とを、車体前後方向に対して斜めに連結していることになる。
【0014】
前側取付ブラケット9は、図4図5に示すように、クロスメンバ3の車体後方側部3bに接触する平板状で矩形状の固定部9aと、連結パイプ7の前側端部7aを収容するパイプ収容凹部9bとを備えている。
【0015】
パイプ収容凹部9bは、固定部9aの上下方向中央部にて車体後方側に突出する凸部9cをプレス成形することで形成している。また、このパイプ収容凹部9bは、後側取付ブラケット11側(図4中で左側)がそれと反対側よりも凸部9cの突出量が徐々に多くなるようにして後側取付ブラケット11側が開口しており、この開口側から連結パイプ7が挿入可能となっている。
【0016】

上記した前側取付ブラケット9の凸部9cの突出先端側には、連結パイプ7の延長方向に沿って長孔9dを形成している。そして、連結パイプ7の前側端部7aをパイプ収容凹部9bに収容配置した状態で、長孔9dにおける連結パイプ7の延長方向と平行な上下の二箇所に炭酸ガスアーク溶接を行って溶接固定部13を形成し、連結パイプ7を後側取付ブラケット11に溶接固定する。
【0017】
前側取付ブラケット9の固定部9aのパイプ収容凹部9bに対して上下の二箇所には、取付孔9eを形成してある。この取付孔9eに図3に示すボルト15を挿入してクロスメンバ3に締結することで、前側取付ブラケット9をクロスメンバ3に取り付ける。
【0018】
後側取付ブラケット11は、サイドメンバ1に固定されるプレート部材としての取付板17と、該取付板17及び連結パイプ7の後側端部7bに溶接固定される上下一対の連結具19とを備えている。取付板17は、サイドメンバ1の延長方向に沿って長い板状部材で構成してあり、前方側の上下二箇所と後方側の一箇所に取付孔17aを形成している。この三つの取付孔17aに図3に示すボルト20を挿入してサイドメンバ1に締結することで、後側取付ブラケット11をサイドメンバ1に取り付ける。
【0019】
上下一対の連結具19は、水平面を境にして互いに上下対称形状となっている。この連結具19は、図5に示すように、車体上下方向から見た平面視でほぼ三角形状の平板状部材で構成した取付補強部21と、連結パイプ7に溶接固定されるパイプ固定部23とを備えている。
【0020】
取付補強部21は、上下一対の連結具19間で互いに重ね合わせた状態で面接合してスポット溶接により溶接固定して一体化している。その際、一方の取付補強部21に凹部を他方の取付補強部21に凸部をそれぞれ形成して、これら凹部と凸部とを互いに整合させて、連結パイプ7の長手方向に沿って二箇所の位置決め部25を形成している。そして、互いに接合した一対の取付補強部21の一側縁を取付板17に当接させた状態で、その上下両側に対して炭酸ガスアーク溶接を行って溶接固定部27を形成し、取付補強部21を取付板17に溶接固定する。
【0021】
上下一対の連結具19のパイプ固定部23は、図6に示すように、連結パイプ7の円周方向のほぼ1/4にわたり接合される円弧部23aと、円弧部23aの取付補強部21と反対側の端部から上下方向に延びるフランジ部23bとを備えている。この場合、フランジ部23bは、連結パイプ7の延長方向に対して直交する方向かつ水平方向で連結パイプ7の中心Oに位置している。このことは、上下のフランジ部23b相互を上下方向に結ぶ直線Pが、連結パイプ7の中心Oを通っていることを意味している。
【0022】
フランジ部23bは、上部の連結具19に関しては上側延長部を構成し、下部の連結具19に関しては下側延長部を構成している。したがって、上側及び下側の各延長部は、後側取付ブラケット11の取付補強部21に一体化していることになる。
【0023】
パイプ固定部23は、円弧部23aからフランジ部23bにわたり、取付補強部21の一側縁と同様に取付板17に当接させてある。そのうちフランジ部23bは、図4に示すように、上記の当接状態で炭酸ガスアークを行って溶接固定部29を形成して取付板17に溶接固定する。
【0024】
図5に示すように、パイプ固定部23の円弧部23aには、連結パイプ7の延長方向に沿って長孔23cを形成してある。長孔23cにおける連結パイプ7の延長方向と平行な下部の一箇所に炭酸ガスアークを行って溶接固定部31を形成し、円弧部23aを連結パイプ7に溶接固定する。また、図4に示すように、上下のフランジ部23bの基部と連結パイプ7との間は、炭酸ガスアークを行って溶接固定部33を形成する。さらに、連結パイプ7は、後側端部7bの端面を取付板17に当接させて、該当接状態で炭酸ガスアークにより溶接固定部35を形成して取付板17に溶接固定する。
【0025】
このように、上下一対の連結具19は、その取付補強部21相互を重ね合わせて溶接固定するとともに、その円弧部23aを連結パイプ7に溶接固定することで、連結パイプ7に一体化する。そして、この一体化した連結具19における取付補強部21の一側縁及びフランジ部23bの側縁部をそれぞれ溶接固定部27及び29にて取付板17に溶接固定するとともに、連結パイプ7の端部を溶接固定部35にて取付板17に溶接固定する。
【0026】
取付板17は、前述したように図3に示すボルト20の締結によってサイドメンバ1に面接合した状態で取り付ける。これにより、連結パイプ7の後側端部7bが、後側取付ブラケット11を介してサイドメンバ1に連結される。また、前述したように前側取付ブラケット9の前側端部7aは、前側取付ブラケット9を介してクロスメンバ3に連結される。その結果、連結パイプ7はサイドメンバ1とクロスメンバ3とを互いに連結することになる。
【0027】
本発明の一実施形態による車体構造は以上のように構成される。ここで、このような車体構造を備える車両が、図示しない障害物に前方から衝突した場合、特に車幅方向中心から車幅方向外側に位置するサイドメンバ1を備える部位付近が衝突するようなオフセット衝突を想定する。
【0028】
この場合、サイドメンバ1が衝撃荷重を受けてその軸方向(車体前後方向)に圧潰変形するとともに、クロスメンバ3にも衝撃荷重が伝達される。その際、クロスメンバ3の車幅方向突出部3aは、連結パイプ7が補強部材となって後方への変形が抑制される。これにより、車幅方向突出部3aに下端が連結されているフロントピラー5の車体後方への移動が抑制されて、車室の変形が抑制され、衝突による車室への影響を最小限に抑えることができる。
【0029】
また、上記したオフセット衝突時には、連結パイプ7が上下方向に折れ曲がるように変位する曲げ荷重を受けることもある。ここで、後側取付ブラケット11における上下一対の連結具19のフランジ部23bが、溶接固定部29にて取付板17を介してサイドメンバ1に接触している。この場合、連結パイプ7がサイドメンバ1に対し上下に折れ曲がる方向に変位するよう荷重を受けると、上記した溶接固定部29にてフランジ部23bの側縁部が取付板17を介してサイドメンバ1に押し付けられて前記した荷重に対抗する。
【0030】
これによって、連結パイプ7のサイドメンバ1に対する上下方向の折れ曲がり変形を抑制できる。その結果、連結パイプ7が上下方向に折れ曲がるように変位する曲げ荷重を受けても、連結パイプ7の変形を抑制できてクロスメンバ3の変形も抑制でき、もってフロントピラー5の変形も抑制できる。
【0031】
その際、本実施形態では、補強部材である連結パイプ7を、サイドメンバ1の車幅方向側部1bとクロスメンバ3の車体後方側部3bとを、車体前後方向に対して斜めに連結している。これにより、連結パイプ7のサイドメンバ1及びクロスメンバ3に対する取り付け面は、水平方向に交差する面だけでよく、上下方向に交差する面が不要となり、連結パイプ7の取付位置としてより自由度を持たせることができる。
【0032】
また、本実施形態では、フランジ部23bは、後側取付ブラケット11の取付補強部21に一体化されている。ここで、連結パイプ7に固定しているパイプ固定部23と一体の取付補強部21は、連結パイプ7を取付板17に溶接固定する際に、一側縁を溶接固定部27にて取付板17に溶接固定することで、連結パイプ7の取付板17に対する固定状態を補強している。このような取付補強部21にフランジ部23bを一体化させることで、フランジ部23bを単品として別途設ける場合に比較して、部品点数の増加を抑えることができ、製造コストの増大を抑制することができる。
【0033】
また、本実施形態では、取付補強部21は、上側のフランジ部23bと一体の平板状部材で構成された上側取付補強部と、下側のフランジ部23bと一体の平板状部材で構成された下側取付補強部とが、互いに重ね合わされた状態で接合固定されている。これにより、取付補強部21の強度が高まり、前記した車両衝突時での連結パイプ7の耐衝撃特性が向上する。
【0034】
また、本実施形態では、上側及び下側の各取付補強部21は、連結パイプ7の延長方向に対して直交する方向かつ水平方向で連結パイプ7の中心に位置している。すなわち、上下のフランジ部23b相互を上下方向に結ぶ直線Pが、連結パイプ7の中心Oを通っている。
【0035】
これにより、上下のフランジ部23bの連結パイプ7への周方向の設定位置が、図6の位置に対し、図6中で取付補強部21からより遠い位置にある場合やより近い位置にある場合に比較して、フランジ部23bの耐荷重特性が向上する。また、円弧部23aが連結パイプ7の円周方向のほぼ1/4にわたり接合されるので、連結パイプ7に対する溶接接合領域が充分確保でき、連結具19の連結パイプ7への固定状態もより確実なものとなる。
【0036】
また、本実施形態では、上側及び下側の各フランジ部23bを備える後側取付ブラケット11は、当該後側取付ブラケット11が設けられている側のサイドメンバ1に固定される取付板17を備えている。そして、この取付板17に、連結パイプ7の端部が接合固定されるとともに、取付補強部21の一側縁が接合固定されている。これにより、連結パイプ7は、後側取付ブラケット11と一体となり、また前側取付ブラケット9にも一体となっているので、これらを補強部材ユニットとして車体に容易に取り付けることができる。
【0037】
また、本実施形態では、上側及び下側の各延長部は、連結パイプ7の表面から上方及び下方に向けてそれぞれ突出するフランジ部23bで構成され、このフランジ部23bの側縁部が、後側取付ブラケット11が設けられている側のサイドメンバ1に対向して配置されている。このような単にフランジ部23bを形成して該フランジ部23bをサイドメンバ1に対向して配置するという簡素な構成によって、連結パイプ7が上下方向に折れ曲がるように変位する曲げ荷重を受けても、連結パイプ7の変形を抑制できる。
【0038】
なお、本発明では、上下一対の連結具19及び取付板17を備える後側取付ブラケット11と同様なブラケット構成部材を、前側取付ブラケット9を設定してある連結パイプ7の前側端部7aに設けることもできる。
【0039】
また、フランジ部23bは、溶接固定部29によって側縁部を取付板17に接触させているが、側縁部を取付板17に接触させずに近接させた状態としてもよい。接触させずに近接させた場合でも、連結パイプ7が上下方向の曲げ荷重を受けたときに、延長部23bの側縁部が取付板17に接触することで荷重に対抗して連結パイプ7の上下方向の変位を抑制する。
【符号の説明】
【0040】
1 サイドメンバ
3 クロスメンバ
7 連結パイプ(補強部材)
7a 連結パイプの前側端部(補強部材の端部)
7b 連結パイプの後側端部(補強部材の端部)
11 後側取付ブラケット(取付ブラケット)
17 後側取付ブラケットの取付板(プレート部材)
21 後側取付ブラケットの取付補強部(上側取付補強部、下側取付補強部)
23b 後側取付ブラケットのフランジ部(上側延長部、下側延長部)
図1
図2
図3
図4
図5
図6