(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記エクステンションの車両前後方向に略沿う面には、当該エクステンションの内側に凹状に窪む凹部が設けられ、前記凹部に、前記変位抑制部材が配置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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献1に記載の車体構造は、左右のエクステンションの車幅方向内側の面にクロスメンバの端部が溶接等によって直接固定されている。このため、車両前後方向からエクステンションやクロスメンバに衝撃荷重が入力されると、エクステンションとクロスメンバの間に剥離方向の力が作用し、入力荷重を、車両前後方向中央側の車体部材に効率良く伝達できない状況が考えられる。
【0005】
そこで本発明は、エクステンションやクロスメンバに入力された車両前後方向に沿う荷重を効率良く車体部材に伝達することができる車体構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る車体構造は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る車体構造は、車両の左右の側部で前後方向に略沿って延びる一対のサイドフレーム(例えば、実施形態のリヤサイドフレーム3)と、各前記サイドフレームの前後方向の端部から、車両前後方向の中央から離れる方向に前後に延びる一対のエクステンション(例えば、実施形態のエクステンション14)と、一対の前記エクステンションの車幅方向内側に配置され、車幅方向に略沿って延びるクロスメンバ(例えば、実施形態のリヤエンドクロスメンバ16)と、を備えた車体構造において、前記クロスメンバには、車両前後方向中央側に延びる左右の一対の延設部(例えば、実施形態の延設部17)が設けられ、各前記延設部が、前記エクステンションよりも車両前後方向中央側の車体部材
である前記サイドフレームに車両前後方向で結合され
、各前記延設部は、前記サイドフレームに向かって車幅方向外側に傾斜して配置され、左右の対応する前記サイドフレームと前記エクステンションの間には、連結プレート(例えば、実施形態の連結プレート18)が固定され、前記連結プレートは、前記サイドフレームと前記エクステンションの間に介装されるベース部(例えば、実施形態のベース部18a)と、前記ベース部から前記クロスメンバに向かって車幅方向内側に傾斜して延出する傾斜部(例えば、実施形態の傾斜部18b)と、を有し、前記延設部は、前記連結プレートの前記傾斜部に結合されていることを特徴とする。
【0007】
上記の構成により、エクステンションに車両前後方向から入力された衝撃荷重は、そのまま左右の対応するサイドフレームに伝達される。このとき、クロスメンバは左右の延設部を介して
サイドフレームに車両前後方向で結合されているため、クロスメンバや延設部には剥離方向の荷重が作用しにくい。また、クロスメンバに車両前後方向から衝撃荷重が入力されると、その衝撃荷重はエクステンションを介さずに、延設部を通して
サイドフレームに伝達される。このとき、クロスメンバは左右の延設部を介して
サイドフレームに車両前後方向で結合されているため、クロスメンバや延設部には剥離方向の荷重か作用しにくい。したがって、上記の構成により、エクステンションやクロスメンバに入力された車両前後方向の荷重を効率良く
サイドフレームに伝達することができる。
【0008】
この構成の場合、サイドフレームと別の車体部材に延設部が結合されるものでないため、クロスメンバの車体側との連結部の構造をコンパクトにすることができる。
【0009】
また、この場合、クロスメンバに車両前後方向から衝撃荷重が入力されたときに、車幅方向外側に傾斜した各延設部を介して左右のサイドフレームに効率良く荷重を伝達することができる。
【0010】
また、この場合、クロスメンバに車両前後方向から衝撃荷重が入力されたときに、延設部に伝達された荷重を、取付プレートの傾斜部を介して、サイドフレームに効率良く伝達することができる。
【0011】
前記延設部には、前後方向に略沿って延びるビード(例えば、実施形態のビード19)が設けられるようにしても良い。
この場合、延設部の荷重伝達方向の剛性がビードによって高められる。このため、クロスメンバから延設部に入力された衝撃荷重を効率良くサイドフレームに伝達することができる。
【0012】
前記エクステンションの前記
サイドフレームに近接する側に、当該エクステンションの変位を抑制する変位抑制部材(例えば、実施形態の変位抑制パイプ42,第1変位抑制プレート44A,第2変位抑制プレート44B)が設けられるようにしても良い。
この場合、車両前後方向からエクステンションに衝撃荷重が入力されたときに、変位抑制部材がエクステンションの
サイドフレーム側の変位を規制した状態で、エクステンションの
サイドフレームから離間した側が潰れ変形するようになる。この結果、エクステンションの倒れによってエクステンションが周囲の他の部品と干渉したり、エクステンションからサイドフレームへのスムーズな荷重伝達が阻害されるのを抑制される。
【0013】
前記エクステンションの車両前後方向に略沿う面には、当該エクステンションの内側に凹状に窪む凹部(例えば、実施形態の凹部40)が設けられ、前記凹部に、前記変位抑制部材が配置されるようにしても良い。
この場合、エクステンションに設けられた凹部に変位抑制部材が配置されるため、エクステンションと変位抑制部材を合わせた形状の大型化を抑制することができる。また、エクステンションの凹部によってエクステンションに稜線部が設けられるため、エクステンションの剛性を高めることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明では、クロスメンバに、車両前後方向の中央側に延びる左右の一対の延設部が設けられ、その各延設部が、エクステンションよりも車両前後方向の中央側の車体部材に車両前後方向で結合されている。このため、本発明によれば、エクステンションやクロスメンバに入力された車両前後方向に沿う荷重を効率良く車体部材に伝達することができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、
図1〜
図3に示す第1実施形態について説明する。なお、図面には、車両1の前方を指す矢印FRと、車両1の上方を指す矢印UPと、車両1の左側方を指す矢印LHが適宜記されている。
【0017】
図1は、本実施形態の車両1の後部領域を下方から見た図である。また、
図2は、バッテリ8やモータ11、サブフレーム10等の一部の部品を取り去った車両1の後部領域を下方から見た図である。
車両1の前後方向の中央領域の左右両側には、車両1の前後方向に略沿って延びる一対のサイドシル2が延在している。また、車両の前後方向の後部側領域には、車両1の前後方向に略沿って延びる一対のリヤサイドフレーム3(サイドフレーム)が延在している。左右の各リヤサイドフレーム3は、後部領域において、車体前後方向に略沿って延びる前後延出部3aと、その前後延出部3aの前端側で車幅方向外側に斜めに屈曲する屈曲部3bと、その屈曲部3bから車幅方向外側前方に延びる傾斜部3cと、を有している。左右の各リヤサイドフレーム3は、傾斜部3cの前部側領域が左右の対応するサイドシル2の後端部に溶接等によって結合されている。左右の各リヤサイドフレーム3の車幅方向外側には、車両の左右の後輪Wrが配置されている。
【0018】
左右のリヤサイドフレーム3の傾斜部3cの前部領域間には、車幅方向に略沿って延びるリヤクロスメンバ4が架設されている。また、車両1の前後方向の中央領域には、車両前後方向に略沿って延びる左右一対の縦フレーム5が配置されている。左右の縦フレーム5は、リヤクロスメンバ4のうちの、左右のリヤサイドフレーム3との結合部よりも車幅方向内側位置に結合され、リヤクロスメンバ4から車体前後方向に略沿って前方に延びている。各縦フレーム5の後部は、リヤクロスメンバ4に溶接等によって結合されている。
【0019】
左右の各縦フレーム5の前端部は、車体の図示しない別のクロスメンバに結合されている。左右のサイドシル2と縦フレーム5には、車両のフロアパネル6が支持されている。また、左右のリヤサイドフレーム3とリヤクロスメンバ4の上面側には、リヤフロアパネル7が接合されている(架設されている)。
【0020】
左右のリヤサイドフレーム3の屈曲部3bの近傍部よりも前方側領域と、リヤクロスメンバ4とに挟まれた領域には、下面視が略三角形状の補強部材30が接合されている。補強部材30は、例えば、プレス成形された金属板によって形成されている。補強部材30の前部領域は、リヤクロスメンバ4のうちの、リヤサイドフレーム3との連結部の近傍から縦フレーム5との連結部の近傍に亘って結合されている。補強部材30の車幅方向外側の斜辺は、左右の対応するリヤサイドフレーム3の下面に接合され、補強部材30の車幅方向内側の斜辺は、上方側に段差状に屈曲して、リヤフロアパネル7の下面に接合されている。補強部材30は、リヤサイドフレーム3とリヤフロアパネル7に接合されて、これらとともに閉断面を形成している。この閉断面は、リヤクロスメンバ4の後面からリヤサイドフレーム3の屈曲部3bの近傍に向かって車幅方向の間隔が次第に狭まるように形成されている。
なお、補強部材30は、左右のリヤサイドフレーム3の屈曲部3bから車両前方に延び、リヤクロスメンバ4のうちの、少なくとも縦フレーム5と前後方向で重なる位置に固定されている。
【0021】
フロアパネル6の下方には、
図1に示すように、車両駆動用の高圧のバッテリ8が搭載されている。バッテリ8は金属製の取付ブラケット9(バッテリ取付部材)等を介して縦フレーム5等の車体のフレーム部材(車体部材)に取り付けられている。バッテリ8の後端部の車幅方向外側位置には、左右のリヤサイドフレーム3とサイドシル2との結合部が配置されている。左右のリヤサイドフレーム3のサイドシル2との結合部の一部には、他の部位よりも脆弱な材料によって形成された脆弱部31が設けられている。
【0022】
また、
図1に示すように、左右の補強部材30と左右のリヤサイドフレーム3の後部領域には、車両下方から金属製のサブフレーム10が取り付けられている。サブフレーム10の上部には、車両駆動装置であるモータ11と、リヤサスペンション部品等が取り付けられている。
なお、バッテリ8の後部を車体側に取り付ける取付ブラケット9は、モータ11の前方側に配置され、左右の縦フレーム5の後端部にボルト締結等によって固定されている。
【0023】
また、
図2に示すように、リヤサイドフレーム3の傾斜部3cの側壁と、補強部材30の側壁の間には、バルクヘッド12(隔壁部材)が配置されている。バルクヘッド12は、車幅方向に延び、リヤサイドフレーム3の傾斜部3cと補強部材30とに結合されている。バルクヘッド12は、補強部材30がリヤサイドフレーム3やリヤフロアパネル7とともに形成する閉断面を内側から補強する。なお、本実施形態の場合、バルクヘッド12には、サブフレーム10の後部を締結固定するための筒状のボルト受部材13が支持されている。
【0024】
左右の各リヤサイドフレーム3の後端部(前後方向の端部)には、車両後方に向かって延出する角筒状のエクステンション14が結合されている。左右のエクステンション14の後端部には、車幅方向に略沿って延びる車両のリヤバンパ15(
図1参照)が取り付けられている。また、左右のエクステンション14の車幅方向内側領域には、車幅方向に略沿って延びるリヤエンドクロスメンバ16(クロスメンバ)が配置されている。リヤエンドクロスメンバ16は、リヤバンパ15の前部に配置され、リヤバンパ15のバンパビームを兼ねている。
【0025】
リヤエンドクロスメンバ16は、例えば、角筒状の金属パイプによつて形成されている。リヤエンドクロスメンバ16の車幅方向の延出長さは、左右のエクステンション14の離間幅より短く設定されている。このため、リヤエンドクロスメンバ16の車幅方向の各端面と左右の対応するエクステンション14との間には隙間が設けられている。また、リヤエンドクロスメンバ16の後端面は、左右のエクステンション14の後端面よりも前方に配置されている。
【0026】
リヤエンドクロスメンバ16の車幅方向両端の前面側には、車両前方側に延びる金属製の延設部17が結合されている。延設部17は、例えば、プレス成形された複数の金属板が相互に接合されて角筒状に形成されている。左右の各延設部17は、左右の対応するリヤサイドフレーム3に向かって車幅方向外側に傾斜して配置されている。
【0027】
左右の各リヤサイドフレーム3とエクステンション14の間には、金属製の連結プレート18が介装されている。連結プレート18は、リヤサイドフレーム3とエクステンション14の間に挟み込まれた状態で、両者(リヤサイドフレーム3及びエクステンション14)に結合されている。
【0028】
図3は、リヤエンドクロスメンバ16の左側部分と、車両右側の延設部17と、車両右側の連結プレート18の結合部分を示す斜視図である。
同図に示すように、連結プレート18は、左右の対応するリヤサイドフレーム3とエクステンション14の間に介装される平板状のベース部18aと、ベース部18aの車幅方向内側の端部から、車両前方側のリヤエンドクロスメンバ16に向かって車幅方向内側に傾斜して延出する傾斜部18bと、を有している。傾斜部18bは、側壁18bsと上壁18buを有する屈曲断面形状に形成されている。傾斜部18bは、この屈曲断面形状によって延出方向の剛性が保持されている。連結プレート18の傾斜部18bには、左右の対応する延設部17の後端部が溶接等によって結合されている。したがって、各延設部17は、連結プレート18を介して左右の対応するリヤサイドフレーム3の後端部に前後方向で結合されている。
連結プレート18の傾斜部18bは、対応する延設部17に結合された状態において、下面視(若しくは、上面視)での傾斜が延設部17の傾斜に連続するように形成されている。
【0029】
左右の延設部17の車幅方向外側と内側の各側面には、角筒形状の内側に向かって窪み、かつ延設部17の延出方向に沿って(前後方向に略沿って)延びるビード19が設けられている。なお、本実施形態では、ビード19が延設部17の車幅方向外側と内側の各面に形成されているが、ビード19は、延設部17の上側の面や下側の面に形成するようにしても良い。
【0030】
つづいて、リヤバンパ15を通して車両後方から衝撃荷重が入力されたときの上記の車体構造の挙動について説明する。
リヤバンパ15を通して後方からエクステンション14に衝撃荷重が入力された場合には、その衝撃荷重は、エクステンション14を圧壊しつつ、連結プレート18のベース部18aを介して左右の対応するリヤサイドフレーム3に伝達される。このとき、リヤエンドクロスメンバ16は、左右の延設部17と連結プレート18を介してリヤサイドフレーム3に車両前後方向で結合されているため、リヤエンドクロスメンバ16や延設部17には剥離方向の荷重が作用しにくい。
【0031】
また、リヤバンパ15を通して後方からリヤエンドクロスメンバ16に衝撃荷重が入力された場合には、その衝撃荷重はエクステンション14を介さずに、延設部17を通して左右のリヤサイドフレーム3に伝達される。このとき、リヤエンドクロスメンバ16は、左右の延設部17を介して、エクステンション14とは別に連結プレート18に車両前後方向で結合されているため、リヤエンドクロスメンバ16や延設部17には剥離方向の荷重が作用しにくい。
したがって、リヤバンパ15を通してリヤバンパ15とリヤエンドクロスメンバ16のいずれに衝撃荷重が入力された場合にも、その入力された荷重を、リヤサイドフレーム3に効率良く伝達することができる。
【0032】
以上のように、本実施形態の車体構造は、リヤエンドクロスメンバ16に前方に延びる左右の一対の延設部17が設けられ、各延設部17の前端部がリヤサイドフレーム3に車両前後方向で結合されている。このため、本実施形態の車体構造を採用した場合には、エクステンション14やリヤエンドクロスメンバ16に入力された車両後方からの衝撃荷重を効率良く車体部材に伝達することができる。
【0033】
なお、本実施形態においては、左右の各延設部17の端部がリヤサイドフレーム3の後端部に前後方向で結合されているが、延設部17の端部は、リヤサイドフレーム3以外の車体部材に車両前後方向で結合されるようにしても良い。
ただし、本実施形態の車体構造のように、左右の各延設部17の端部がリヤサイドフレーム3の後端部に前後方向で結合されるようにした場合には、リヤエンドクロスメンバ16の車体側との連結部の構造をコンパクトにすることができる。
【0034】
また、本実施形態の車体構造では、左右の各延設部17が、左右の対応するリヤサイドフレーム3に向かって車幅方向外側に傾斜して配置されている。このため、リヤエンドクロスメンバ16に車両後方から衝撃荷重が入力されたときに、車幅方向外側に傾斜した各延設部17を通して左右のリヤサイドフレーム3に荷重を効率良く伝達することができる。
【0035】
さらに、本実施形態の車体構造では、リヤサイドフレーム3とエクステンション14の間に連結プレート18が固定されている。そして、連結プレート18は、リヤサイドフレーム3とエクステンション14の間に介装されるベース部18aと、ベース部18aからリヤエンドクロスメンバ16に向かって車幅方向内側に傾斜して延出する傾斜部18bと、を有し、延設部17は、連結プレート18の傾斜部18bに結合されている。このため、本実施形態の車体構造は、左右の各延設部17がリヤサイドフレーム3に向かって車幅方向外側に傾斜していることと相俟って、リヤエンドクロスメンバ16に車両後方から衝撃荷重が入力されたときに、その荷重を左右のリヤサイドフレーム3により効率良く伝達することができる。
【0036】
また、本実施形態の車体構造では、前後方向に略沿って延びるビード19が左右の延設部17に設けられているため、延設部17の荷重伝達方向の剛性をビード19によって高めることができる。したがって、この構成を採用した場合には、リヤエンドクロスメンバ16から延設部17に入力された衝撃荷重をリヤサイドフレーム3に効率良く伝達することができる。
【0037】
次に、
図4,
図5に示す第2実施形態について説明する。
図4は、第2実施形態の車両後部右側のエクステンション114と連結プレート18の結合部を示す斜視図であり、
図5は、
図4のV−V線に沿う断面を示す図である。
本実施形態の車体構造は、第1実施形態の車体構造とはエクステンション114の構造のみが異なり、他の部位の構造は同様とされている。
エクステンション114は、車幅方向内側の側壁114siと、上壁114u及び下壁114lを形成する断面略コ字状のインナパネル114Aと、車幅方向外側の側壁114soを形成するアウタパネル114Bと、を有している。インナパネル114Aとアウタパネル114Bは、相互に接合されて略矩形状の閉断面を形成している。
【0038】
インナパネル114Aとアウタパネル114Bの各側壁114si,114soには、エクステンション114の筒形状の内側方向に窪む凹部40が形成されている。凹部40は、エクステンション114の延出方向(車両の前後方向)に略沿うように各側壁114si,114soに形成されている。
【0039】
各側壁114si,114soの凹部40内には、軸方向の両端部にフランジ部41を有する金属製の変位抑制パイプ42(変位抑制部材)が配置されている。変位抑制パイプ42は、軸方向が凹部40の延出方向(エクステンション114の延出方向)に沿うように配置されている。変位抑制パイプ42は、凹部40を上下に跨ぐ固定プレート43を介して各側壁114si,114soに取り付けられている。具体的には、例えば、変位抑制パイプ42は固定プレート43に溶接等によって固定され、固定プレート43は上下の縁部が各側壁114si,114soの外面に溶接やボルト締結等によって固定される。
本実施形態において、変位抑制部材を構成する変位抑制パイプ42は、各側壁114si,114soの凹部40のうちの、車体前方寄り位置に(エクステンション114の車体部材に近接する側に)配置されている。
【0040】
本実施形態の車体構造は、基本的に第1実施形態の車体構造とほぼ同様に機能する。ただし、本実施形態の車体構造では、エクステンション114の車体前方寄り位置に変位抑制パイプ42が配置されているため、車体後方からエクステンション114に衝撃荷重が入力されたときに、エクステンション114の基部側が倒れ込むのを変位抑制パイプ42によって抑制することができる。即ち、車体後方からエクステンション114に衝撃荷重が入力されたときには、エクステンション114の基部側(前部側)の倒れを変位抑制パイプ42によって抑制された状態で、エクステンション114の先端部側が潰れ変形することになる。このため、上記の構成により、エクステンション114が基部側から倒れ込むことによってエクステンション114が周囲の他の部材と干渉したり、衝撃荷重がリヤサイドフレーム3に効率良く伝達されなくなるのを防止することができる。
【0041】
また、本実施形態の車体構造では、エクステンション114の車両前後方向に略沿う面に凹部40が設けられ、その凹部40内に変位抑制パイプ42が配置されている。このため、エクステンション114に凹部40を設けずに、エクステンション114の外面に直接変位抑制パイプ42を取り付ける場合に比較し、エクステンション114と変位抑制パイプ42を合わせた形状の大型化を抑制することができる。また、凹部40によってエクステンション114に延出方向に略沿う稜線部が追加されるため、凹部40によってエクステンション114の荷重伝達方向の剛性を高めることができる。
【0042】
図6は、第3実施形態の車両左側のエクステンション214と連結プレート18の結合部を示す斜視図である。
本実施形態の車体構造は、エクステンション214に取り付けられる変位抑制部材の形態のみが第2実施形態と異なっている。本実施形態の変位抑制部材は、前後方向の幅が略一定幅の第1変位抑制プレート44Aと第2変位抑制プレート44Bとによって構成されている。第1変位抑制プレート44Aと第2変位抑制プレート44Bは、例えば、金属板によって構成されている。エクステンション214の車幅方向内側と外側の各側壁214sには、第2実施形態と同様に、エクステンション214の延出方向に略沿う凹部40が形成されている。
【0043】
第1変位抑制プレート44Aは、側壁44siと上壁44u及び下壁(図示せず)を有し、第2変位抑制プレート44Bは、側壁44soを有している。第1変位抑制プレート44Aと第2変位抑制プレート44Bの各側壁44si,44soには、エクステンション214の凹部40内に嵌合可能な凸部50が形成されている。また、第1変位抑制プレート44Aと第2変位抑制プレート44Bの前後幅は、エクステンション214の基部側周囲を覆い得る幅に形成されている。
本実施形態の場合、第1変位抑制プレート44Aと第2変位抑制プレート44Bがエクステンション214の基部側周囲に嵌合され、その状態で第1変位抑制プレート44Aと第2変位抑制プレート44Bが相互に結合されている。
【0044】
本実施形態の車体構造では、エクステンション214の基部側周囲に固定されたプレート材(第1変位抑制プレート44A及び第2変位抑制プレート44B)のみによってエクステンション214の基部側の変位を抑制することができる。したがって、本実施形態の構成を採用した場合には、変位抑制部材の構造の簡素化と、それによる製造コストの低減を図ることができる。
【0045】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の各実施形態では、リヤサイドフレームの後部に延設部を介してクロスメンバ(リヤエンドクロスメンバ)が結合されているが、フロントサイドフレームの前部に、同様に延設部を介してクロスメンバを結合するようにしても良い。