(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】
(24)【登録日】2024-07-22
(45)【発行日】2024-07-30
(54)【発明の名称】車体構造部材
(51)【国際特許分類】
B62D 25/20 20060101AFI20240723BHJP
【FI】
B62D25/20 H
B62D25/20 E
(21)【出願番号】P 2019009622
(22)【出願日】2019-01-23
【審査請求日】2021-04-26
【審判番号】
【審判請求日】2023-01-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】村田 宗志朗
(72)【発明者】
【氏名】各務 綾加
(72)【発明者】
【氏名】匂坂 享史
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 悠
(72)【発明者】
【氏名】有本 慎一
(72)【発明者】
【氏名】廣川 公
【合議体】
【審判長】一ノ瀬 覚
【審判官】高橋 学
【審判官】横溝 顕範
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2017/0073010(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62D 25/08, B62D 25/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金型により成形された車体構造部材であって、
前記車体構造部材の主要部を構成する一般部と、
前記一般部から立設し、衝突荷重の入力方向に沿って形成されたリブと、
を含んで構成され、
前記車体構造部材には、前記一般部の外縁から立設し、前記リブとそれぞれ繋がる第1側壁部及び第2側壁部がさらに設けられ、
前記リブは、前記第1側壁部及び前記第2側壁部間に亘って設けられると共に、当該第1側壁部及び当該第2側壁部に対して車両前後方向に沿って屈曲点を有さない直線状であって車両上下方向において同一の高さとなるように形成されている車体構造部材。
【請求項2】
前記車体構造部材は、車両前後方向に沿って配設され、かつ車両上下方向に沿って湾曲し、又は車両幅方向に沿って湾曲してアーチ状に形成されている請求項1に記載の車体構造部材。
【請求項3】
前記リブは、車両前後方向に沿って形成されている請求項1又は請求項2に記載の車体構造部材。
【請求項4】
前記車体構造部材は、車両前後方向に沿って配設されると共に車両上下方向に沿って湾曲するアーチ状に形成され、
かつ前記リブは、前記車体構造部材の車両前後方向の両端部において当該車体構造部材の車両前後方向に対して交叉する方向に沿って切断した断面における図心の車両上下方向の高さ位置よりも上方側に配置さ
れている請求項1~請求項3の何れか1項に記載の車体構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車体構造部材に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、アルミダイキャストで形成され閉断面部を構成する部材(以下、「車体構造部材」という)を介して、フロントサイドメンバとフロアメンバが接続された車体構造に関する技術が開示されている。上記先行技術では、車体構造部材の閉断面部にはトラス形状にリブが形成され、剛性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記先行技術では、車体構造部材に対して車両前後方向に沿って衝突荷重が入力された場合、曲げモーメントの発生により閉断面部が大きく曲げ変形する可能性がある。
【0005】
本発明は、上記事実を考慮し、衝突荷重の入力時に曲げ変形を抑制することが可能な車体構造部材を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1に記載の本発明に係る車体構造部材は、金型により成形された車体構造部材であって、前記車体構造部材の主要部を構成する一般部と、前記一般部から立設し、衝突荷重の入力方向に沿って形成されたリブと、を含んで構成され、前記車体構造部材には、前記一般部の外縁から立設し、前記リブとそれぞれ繋がる第1側壁部及び第2側壁部がさらに設けられ、前記リブは、前記第1側壁部及び前記第2側壁部間に亘って設けられると共に、当該第1側壁部及び当該第2側壁部に対して車両前後方向に沿って屈曲点を有さない直線状であって車両上下方向において同一の高さとなるように形成されている。
【0007】
請求項1に記載の本発明に係る車体構造部材は、金型により成形されている。そして、当該車体構造部材の主要部を構成する一般部からはリブが立設しており、当該リブは、衝突荷重の伝達方向に沿って形成されている。
【0008】
車体構造部材の一般部にリブが形成されることによって車体構造部材を補強し、当該車体構造部材自体の剛性を向上させることができる。このように、車体構造部材自体の剛性を向上させることで、車体構造部材に対して衝突荷重が入力された際、当該車体構造部材において曲げ変形を抑制することが可能となる。
【0009】
また、本発明では、当該リブが衝突荷重の入力方向に沿って形成されている。比較例として、例えば、リブが衝突荷重の入力方向に対して交叉する方向に沿って形成された場合、車体構造部材に衝突荷重が入力され、当該車体構造部材に曲げモーメントが発生し当該車体構造部材が曲げ変形した場合、衝突エネルギの吸収が充分になされない可能性がある。
【0010】
これに対して、本発明では、前述のように、当該リブが衝突荷重の入力方向に沿って形成されているため、車体構造部材に衝突荷重が入力されると、当該衝突荷重は、リブに沿って伝達されることとなる。これにより、当該リブは軸圧縮可能とされる。このように、リブが軸圧縮されると、当該リブの変形(弾性変形及び塑性変形)により、衝突エネルギが効果的に吸収されることとなる。
ここで、本発明では、車体構造部材において、一般部の外縁から立設し、リブとそれぞれ繋がる第1側壁部及び第2側壁部がさらに設けられている。これにより、車体構造部材はさらに補強され、当該車体構造部材自体の剛性をさらに向上させることができる。
さらに、当該リブは、第1側壁部及び第2側壁部間に亘って設けられると共に、当該第1側壁部及び第2側壁部に対して車両前後方向に沿って屈曲点を有さない直線状であって車両上下方向において同一の高さとなるように形成されている。これにより、第1側壁部及び第2側壁部とリブが車両前後方向に一体となって、荷重伝達部材の一部となる。また、第1側壁部及び第2側壁部に対してリブが車両前後方向に沿って屈曲点を有さない直線状であって車両上下方向において同一の高さとなるように形成されることにより、第1側壁部及び第2側壁部を当該リブの一部として兼用させることができる。これにより、第1側壁部及び第2側壁部とは別にリブを形成した場合と比較して、新たなリブを形成する必要がない分、車体構造部材の軽量化を図ることが可能となる。
【0011】
請求項2に記載の本発明に係る車体構造部材は、請求項1に記載の本発明に係る車体構造部材において、前記車体構造部材は、車両前後方向に沿って配設され、かつ車両上下方向に沿って湾曲し、又は車両幅方向に沿って湾曲してアーチ状に形成されている。
【0012】
請求項2に記載の本発明に係る車体構造部材では、車体構造部材は車両前後方向に沿って配設されている。さらに、当該車体構造部材は、車両上下方向に沿って湾曲し、又は車両幅方向に沿って湾曲してアーチ状に形成されている。
【0013】
このため、車両の前面衝突(以下、「車両の前突」という)又は車両の後面衝突(以下、「車両の後突」という)により、車体構造部材において、車両前後方向に沿って衝突荷重が入力されると、当該車体構造部材はいわゆるアーチ状に形成されているため、車体構造部材には曲げモーメントが発生する。
【0014】
したがって、アーチ状を成す車体構造部材では、車体構造部材の一般部から立設するリブが衝突荷重の入力方向(車両前後方向)に沿って形成されることによって、衝突荷重の入力時において、曲げモーメントの発生を抑制し、車体構造部材の曲げ変形を抑えることが可能となる。
【0015】
請求項3に記載の本発明に係る車体構造部材は、請求項1又は請求項2に記載の本発明に係る車体構造部材において、前記リブは、車両前後方向に沿って形成されている。
【0016】
請求項3に記載の本発明に係る車体構造部材では、リブは、車両前後方向に沿って形成されているため、車両の前突又は車両の後突により、車体構造部材において、車両前後方向に沿って衝突荷重が入力されると、当該衝突荷重は、リブに沿って伝達され、当該リブは軸圧縮可能とされる。このように、当該リブが軸圧縮されることによって、効果的に衝突エネルギを吸収することが可能となる。
【0021】
請求項4に記載の本発明に係る車体構造部材は、請求項1~請求項3の何れか1項に記載の車体構造部材において、前記車体構造部材は、車両前後方向に沿って配設されると共に車両上下方向に沿って湾曲するアーチ状に形成され、かつ前記リブは、前記車体構造部材の車両前後方向の両端部において当該車体構造部材の車両前後方向に対して交叉する方向に沿って切断した断面における図心の車両上下方向の高さ位置よりも上方側に配置されている。
【0022】
請求項4に記載の本発明に係る車体構造部材は、車両前後方向に沿って配設されると共に車両上下方向に沿って湾曲するアーチ状に形成されている。つまり、車体構造部材の車両前後方向の前部及び後部は、当該車体構造部材の車両前後方向の中央部よりも車両上下方向の下方側に配置されている。
【0023】
このため、車体構造部材の車両前後方向の両端部では、当該リブは、車体構造部材の車両前後方向に対して交叉する方向(以下、「車両上下方向かつ車両幅方向」という)に沿って切断された断面における図心の車両上下方向の高さ位置よりも上方側に配置されている。
【0024】
すなわち、車両上下方向に沿って湾曲するアーチ状に形成された車体構造部材において、車体構造部材の車両前後方向の両端部で、リブの車両上下方向の高さ位置を調整することによって、車体構造部材の車両前後方向の各断面における図心の車両上下方向の高さ位置を略一定とすることができる。これにより、車両の前突時又は車両の後突時に、車体構造部材において曲げモーメントの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【0025】
請求項1に記載の車体構造部材は、衝突荷重の入力時に曲げ変形を抑制することができる、という優れた効果を有する。
【0026】
請求項2に記載の車体構造部材は、曲げ変形を抑制することができる、という優れた効果を有する。
【0027】
請求項3に記載の車体構造部材は、所定のストロークでより大きな衝突エネルギを吸収することができる、という優れた効果を有する。
【0030】
請求項4に記載の車体構造部材は、車両の前突時又は車両の後突時に、曲げモーメントの発生を抑制することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【
図1】本発明の一実施形態に係る車体構造部材が適用されたリアフロアサイドメンバを備えた車両下部における後部側を示す平面図である。
【
図2】本発明の一実施形態に係る車体構造部材が適用されたリアフロアサイドメンバを示す側面図である。
【
図3】本発明の一実施形態に係る車体構造部材が適用されたリアフロアサイドメンバに形成されたリブの配置を説明するためのリアフロアサイドメンバの側面図である。
【
図4】
図2で示すリアフロアサイドメンバを模式的に示した側面図である。
【
図5】比較例であり、
図4に対応する側面図である。
【
図6】本発明の一実施形態に係る車体構造部材が適用されたフロントサイドメンバリアを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
本発明の一実施形態に係る車体構造部材について説明する。なお、各図において適宜示される矢印FRは、車両前後方向前側を示しており、矢印UPは、車両上下方向上側を示している。また、矢印OUTは、車両幅方向の外側を示している。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向(車幅方向)の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。
【0033】
「車体構造部材の構成」
まず、本実施の形態に係る車体構造部材が適用された車両の構成について説明する。
【0034】
図1には、本実施の形態に係る車体構造部材が適用された車両10の下部(以下、「車両下部」という)12における車両10の後部(以下、「車両後部」という)14側を示す平面図が示されている。
【0035】
この図に示されるように、車両10の側部(以下、「車両側部」という)16には、車両前後方向に延びるロッカ18が左右に設けられている。この左右のロッカ18は、当該ロッカ18の長手方向に対して直交する方向(車両上下方向及び車両幅方向)に沿って切断したときの断面形状が閉断面形状とされており、それぞれ車両側部16の骨格の一部を構成している。
【0036】
左右のロッカ18間には、車両前後方向かつ車両幅方向に沿って延在され車室内(キャビン)22の床面を構成するフロアパネル24が設けられており、当該フロアパネル24の車両幅方向の両端部は、左右のロッカ18にそれぞれ結合されている。また、ロッカ18の車両前後方向の後端側には、当該左右のロッカ18間において、車両幅方向に沿ってフロアクロスメンバ28が配設されており、当該フロアクロスメンバ28は、フロアパネル24上に結合されている。
【0037】
また、左右のロッカ18の車両前後方向の後方側には、車両前後方向に沿ってリアフロアサイドメンバ20がそれぞれ延在されている。左右のリアフロアサイドメンバ20間には、フロアパネル24の車両前後方向の後方側に位置し車両前後方向かつ車両幅方向に沿って延在されて車室内22の後部側の床面を構成するセンタフロアパネル26が設けられている。そして、このセンタフロアパネル26の車両幅方向の両端部は、左右のリアフロアサイドメンバ20にそれぞれ結合されている。
【0038】
また、当該リアフロアサイドメンバ20の車両前後方向の中央部52には、左右のリアフロアサイドメンバ20間において、車両幅方向に沿ってフロアクロスメンバ30が配設されており、当該フロアクロスメンバ30は、センタフロアパネル26上に結合されている。
【0039】
さらに、リアフロアサイドメンバ20の車両前後方向の後部54には、左右のリアフロアサイドメンバ20間において、車両幅方向に沿ってフロアクロスメンバ32が配設されている。前述したフロアクロスメンバ30と同様に、当該フロアクロスメンバ32もセンタフロアパネル26上に結合されている。
【0040】
なお、左右のリアフロアサイドメンバ20の車両前後方向の前部50側、つまり、フロアクロスメンバ28とフロアクロスメンバ30の間には、センタフロアパネル26の下方側に燃料タンク34が配設されている。また、左右のリアフロアサイドメンバ20の車両幅方向の外側には、図示はしないが、ショックアブソーバが取付けられるサスペンションタワー36等が設けられている。
【0041】
さらに、左右のリアフロアサイドメンバ20の車両前後方向の後方側には、車両前後方向に沿ってリアフロアサイドメンバリア38がそれぞれ延在されている。また、センタフロアパネル26の車両前後方向の後方側には、車両前後方向かつ車両幅方向に沿って延在され荷室内35の床面を構成するリアフロアパネル37が設けられている。このリアフロアパネル37の車両幅方向の両外側には、車両前後方向かつ車両幅方向に沿って延在されたリアフロアサイドパネル39がそれぞれ設けられており、左右のリアフロアサイドメンバリア38は、このリアフロアサイドパネル39にそれぞれ結合されている。
【0042】
[リアフロアサイドメンバ]
ここで、本実施に形態に係る車体構造部材としてのリアフロアサイドメンバ20について詳述する。まず、リアフロアサイドメンバ20の基本構成について説明し、次いで、リアフロアサイドメンバ20の要部について説明する。
【0043】
<リアフロアサイドメンバの基本構成>
図1に示されるように、リアフロアサイドメンバ20は、平面視で車両幅方向の内側へ向かって突出するように湾曲すると共に、
図2に示されるように、当該リアフロアサイドメンバ20の側面視で車両上下方向の上方側へ向かって突出するように湾曲している(いわゆるアーチ型形状)。なお、
図2には、リアフロアサイドメンバ20の側面図が示されている。
【0044】
当該リアフロアサイドメンバ20は、アルミダイキャストで形成されており、リアフロアサイドメンバ20における車両幅方向に沿って型開きする金型が用いられている。また、当該リアフロアサイドメンバ20は、車両上下方向かつ車両幅方向に沿って切断したときの断面形状が、車両幅方向の外側を開口とするハット型形状を成している。
【0045】
すなわち、当該リアフロアサイドメンバ20は、簡単に説明すると、リアフロアサイドメンバ20の主要部を構成する奥壁部(一般部)40と、当該奥壁部40の外縁から立設し互いに対向して配置された一対の側壁部42、44と、当該側壁部42、44の先端からそれぞれ延出されたフランジ部46、48と、を含んで構成されている。
【0046】
ここで、説明の便宜上、リアフロアサイドメンバ20を車両前後方向に沿って前部50、中央部52、後部54に分けて説明する。なお、
図2に示すリアフロアサイドメンバ20において、上下方向に沿って示された直線Pは、リアフロアサイドメンバ20の前部50と中央部52の境界を示し、直線Qは、リアフロアサイドメンバ20の中央部52と後部54の境界を示している。以下、直線Pを「境界線P」と称し、直線Qを「境界線Q」と称する。
【0047】
また、リアフロアサイドメンバ20の前部50及び後部54には、図示はしないが、サスペンションメンバが取り付けられる、いわゆるサスメン取付部55、57がそれぞれ設けられており、前部50及び後部54において示される中心線R、Sは、それぞれサスメン取付部55、57の軸芯線を示している。以下、中心線Rを「軸芯線R」と称し、中心線Sを「軸芯線S」と称する。
【0048】
(リアフロアサイドメンバの前部)
まず、リアフロアサイドメンバ20の前部50(以下、「リアフロアサイドメンバ前部50という」)について説明する。
【0049】
図1に示されるように、リアフロアサイドメンバ前部(車体構造部材の車両前後方向の端部)50は、車両側部16において車両前後方向に延びるロッカ18に接続される。なお、当該ロッカ18は車両前後方向の後部において別部材としてロッカリア19が設けられた構成であってもよい。また、リアフロアサイドメンバ20では、当該リアフロアサイドメンバ前部50において、ロッカ18と接続される接続部21が別途設けられてもよい。
【0050】
図2に示されるように、リアフロアサイドメンバ前部50は、奥壁部40Aと、側壁部42A、44Aと、フランジ部46A、48Aと、を含んで構成されている。当該奥壁部40Aの上端40A1は、リアフロアサイドメンバ前部50の前端50Aから後端50Bに亘って、車両前後方向の後方側へ向かうにつれて車両上下方向の上方側へ向かって緩やかな曲線を成して傾斜する傾斜部41が形成されている。
【0051】
一方、当該奥壁部40Aの下端40A2は、リアフロアサイドメンバ前部50の車両前後方向の前部50C側と後部50D側とで形状が異なっている。具体的に説明すると、奥壁部40Aの下端40A2の当該前部50C側は、奥壁部40Aの上端40A1と略平行に形成されており、車両前後方向の後方側へ向かうにつれて車両上下方向の上方側へ向かって緩やかな曲線を成して傾斜する傾斜部43が形成されている。これに対して、奥壁部40Aの下端40A2の当該後部50D側は、車両前後方向の後方側へ向かって略水平方向に沿って延びる水平部45が形成されている。
【0052】
そして、当該奥壁部40Aの上端40A1、下端40A2からは、当該上端40A1、下端40A2の形状に沿って、側壁部42A、44Aが車両幅方向の外側へ向かってそれぞれ形成されている。すなわち、側壁部42Aは傾斜部41を含んで構成され、側壁部44Aは傾斜部43及び水平部45を含んで構成されている。
【0053】
また、フランジ部46Aは、側壁部42Aの先端から当該側壁部42Aの形状に沿って車両上下方向の上方側へ向かって延出され、フランジ部48Aは、側壁部44Aの先端から当該側壁部44Aの形状に沿って車両上下方向の下方側へ向かって延出されている。なお、フランジ部46Aでは、リアフロアサイドメンバ前部50の前部50C側が切り欠かれている(切欠き部56)。また、側壁部44Aの傾斜部43では、フランジ部48Aは、車両前後方向の後方側かつ車両上下方向の下方側へ向かって延出されている。
【0054】
(リアフロアサイドメンバの中央部)
次に、リアフロアサイドメンバ20の中央部52(以下、「リアフロアサイドメンバ中央部52という」)について説明する。
【0055】
図2に示されるように、リアフロアサイドメンバ中央部(車体構造部材の車両前後方向の中央部)52は、奥壁部40Bと、側壁部42B、44Bと、フランジ部46B、48Bと、を含んで構成されている。当該奥壁部40Bの上端40B1には、リアフロアサイドメンバ中央部52の前端52Aから後端52Bに亘って、車両上下方向の上方側へ向かって膨らむ曲線部59が形成されている。
【0056】
一方、当該奥壁部40Bの下端40B2には、リアフロアサイドメンバ中央部52の前部52Cにおいて、車両前後方向の後方側へ向かうにつれて車両上下方向の上方側へ向かって急激に傾斜する急勾配部58が形成されている。さらに、奥壁部40Bの下端40B2には、当該急勾配部58からリアフロアサイドメンバ中央部52の後端52Bに亘って、奥壁部40Bの上端40B1と略平行に形成され、車両上下方向の上方側へ向かって曲線状に膨らむ曲線部60が形成されている。
【0057】
当該奥壁部40Bの上端40B1、下端40B2からは、当該上端40B1、下端40B2の形状に沿って、側壁部42B、44Bが車両幅方向の外側へ向かってそれぞれ形成されている。すなわち、側壁部42Bは曲線部59を含んで構成され、側壁部44Bは急勾配部58及び曲線部60を含んで構成されている。
【0058】
また、フランジ部46Bは、側壁部42Bの先端から当該側壁部42Bの形状に沿って車両上下方向の上方側へ向かって延出され、フランジ部48Bは、側壁部44Bの先端から当該側壁部44Bの形状に沿って車両上下方向の下方側へ向かって延出されている。なお、側壁部44Bの急勾配部58では、フランジ部48Bは、車両前後方向の後方側かつ車両上下方向の下方側へ向かって延出されている。
【0059】
(リアフロアサイドメンバの後部)
さらに、リアフロアサイドメンバ20の後部54(以下、「リアフロアサイドメンバ後部54という」)について説明する。
【0060】
図1に示されるように、リアフロアサイドメンバ後部(車体構造部材の車両前後方向の端部)54は、車両後部14において車両前後方向に延びるリアフロアサイドメンバリア38に接続される。
図2に示されるように、リアフロアサイドメンバ後部54は、奥壁部40Cと、側壁部42C、44Cと、フランジ部46C、48Cと、を含んで構成されている。当該奥壁部40Cの上端40C1には、リアフロアサイドメンバ後部54の前端54Aから後端54Bに亘って、車両上下方向の下方側へ向かって僅かに膨らむ曲線部61が形成されている。
【0061】
一方、当該奥壁部40Cの下端40C2には、リアフロアサイドメンバ後部54の前部54Cにおいて、車両前後方向の後方側へ向かうにつれて車両上下方向の下方側へ向かって傾斜する傾斜部62が形成されている。さらに、奥壁部40Cの下端40C2には、リアフロアサイドメンバ後部54の後部54Dにおいて、車両前後方向の後方側へ向かって略水平方向に沿って延びる水平部63が形成されている。
【0062】
当該奥壁部40Cの上端40C1、下端40C2からは、当該上端40C1、下端40C2の形状に沿って、側壁部42C、44Cが車両幅方向の外側へ向かってそれぞれ形成されている。すなわち、側壁部42Cは曲線部61を含んで構成され、側壁部44Cは傾斜部62及び水平部63を含んで構成されている。また、フランジ部46Cは、側壁部42Cの先端から当該側壁部42Cの形状に沿って車両上下方向の上方側へ向かって延出され、フランジ部48Cは、側壁部44Cの先端から当該側壁部44Cの形状に沿って車両上下方向の下方側へ向かって延出されている。
【0063】
<リアフロアサイドメンバの要部>
ところで、本実施形態では、
図2に示されるように、奥壁部40には、側壁部42と側壁部44の間を架け渡すようにして、車両上下方向に沿って形成された板状の縦リブ66、78、86等及び車両前後方向に沿って形成された板状の横リブ(リブ)68、80、92等が互いに略直交して設けられている。なお、縦リブ66、78、86等と横リブ68、80、92等の板厚は略同じとなるように設定されている。以下、これらの縦リブ66、78、86、横リブ68、80、92等について詳述する。
【0064】
(リアフロアサイドメンバの前部)
まず、リアフロアサイドメンバ前部50(リアフロアサイドメンバ前部50の前端50Aからリアフロアサイドメンバ中央部52の前端52A(境界線P)までの領域)側について説明する。
【0065】
当該リアフロアサイドメンバ前部50には、複数の縦リブ66が設けられている。この縦リブ66は、リアフロアサイドメンバ前部50の側壁部42Aと側壁部44Aの水平部45の間に架け渡されている。ここで、複数の縦リブ66の中央に位置する縦リブ66Aは、前述したサスメン取付部55の軸芯線Rと車両側面視で重なる位置に設けられている。また、側壁部44Aの傾斜部43側には、縦リブ70が設けられており、当該縦リブ70は、側壁部42Aと後述する横リブ72の間に架け渡されている。
【0066】
また、リアフロアサイドメンバ前部50では、前述した複数の縦リブ66に対して、略直交するようにして複数の横リブ(リブ)68が設けられている。当該横リブ68は、リアフロアサイドメンバ前部50からリアフロアサイドメンバ中央部52の前部52Cに亘って車両前後方向に沿って形成され、リアフロアサイドメンバ前部50の側壁部42Aとリアフロアサイドメンバ中央部52の側壁部44Bの間に架け渡されている。
【0067】
また、リアフロアサイドメンバ前部50の前部50Cでは、側壁部42Aと側壁部44Aの間に当該側壁部42A、44Aと略平行となるように配置された傾斜リブ74、76が形成されており、傾斜リブ74は縦リブ70及び横リブ72と繋がり、傾斜リブ76は横リブ72と繋がっている。
【0068】
(リアフロアサイドメンバの中央部)
次に、
図2に示すリアフロアサイドメンバ中央部52(リアフロアサイドメンバ中央部52の前端52A(境界線P)からリアフロアサイドメンバ後部54の前端54A(境界線Q)までの領域)側について説明する。
【0069】
当該リアフロアサイドメンバ中央部52には、複数の縦リブ78が設けられている。当該縦リブ78は、リアフロアサイドメンバ中央部52の頂部Z付近において、車両前後方向に沿って所定の間隔を保持して複数設けられている。当該縦リブ78は、リアフロアサイドメンバ中央部52の側壁部42Bと側壁部44Bの間に架け渡されており、側壁部44Bの曲線部60の略曲率中心から放射線状に延びるようにしてそれぞれ配置されている。
【0070】
そして、複数の縦リブ78のうち前部に位置する縦リブ78Aと後部に位置する縦リブ78Bとの間に、複数の横リブ80が車両前後方向に沿って架け渡されている。当該縦リブ78Aの前方側には、縦リブ78Cが設けられており、当該縦リブ78Cは、側壁部42Bと側壁部44Bの間に架け渡されている。
【0071】
また、当該縦リブ78Cと縦リブ78Aの間には、側壁部42Bとも繋がり、車両前後方向の後方側へ向かうにつれて車両上下方向の下方側へ向かって傾斜する傾斜リブ82が架け渡されている。なお、この傾斜リブ82は、側壁部42Bと後述する横リブ(リブ)80Aにも繋がっている。
【0072】
一方、横リブ80のうち、リアフロアサイドメンバ中央部52の車両上下方向の中央部に位置する横リブ80Aは、縦リブ78Bを越えて側壁部42Bまで延びている。また、横リブ80Aの下方側に位置する横リブ80Bは、側壁部42Aから側壁部42Bを含んで、後述するリアフロアサイドメンバ後部54の側壁部42Cに亘って延びている。なお、横リブ80Aと横リブ80Bの間には、縦リブ78Bとも繋がり、車両前後方向の後方側へ向かうにつれて車両上下方向の下方側へ向かって傾斜する傾斜リブ84が架け渡されている。
【0073】
(リアフロアサイドメンバの後部)
次に、
図2に示すリアフロアサイドメンバ後部54(リアフロアサイドメンバ中央部52の前端52A(境界線P)からリアフロアサイドメンバ後部54の前端54Aから後端54Bまでの領域)側について説明する。
【0074】
当該リアフロアサイドメンバ後部54には、縦リブ86が設けられている。この縦リブ86は、リアフロアサイドメンバ後部54の側壁部42Cと側壁部44Cの間に架け渡されている。ここで、当該縦リブ86は、前述したサスメン取付部57の軸芯線Sと車両側面視で重なる位置に設けられている。また、当該縦リブ86の前方側及び後方向には、それぞれ縦リブ88、90が設けられている。縦リブ88は、側壁部42Cと後述する横リブ(リブ)92Aの間に架け渡されており、縦リブ90は、側壁部42Cと後述する横リブ(リブ)91の間に架け渡されている。
【0075】
また、リアフロアサイドメンバ後部54では、前述した複数の縦リブ86、88、90に対して、略直交するようにして横リブ80B、92、92Aが設けられている。当該横リブ80Bは、リアフロアサイドメンバ後部54の前部54Cからリアフロアサイドメンバ中央部52の後部52Dに亘って形成されており、リアフロアサイドメンバ中央部52の側壁部44Bとリアフロアサイドメンバ後部54の側壁部42Cの間に架け渡されている。また、横リブ92は、側壁部44Cと縦リブ86、88、90を繋ぐように形成されており、横リブ92Aは、側壁部44Cと縦リブ86、88を繋ぐように形成されている。
【0076】
ここで、
図3には、リアフロアサイドメンバ20の側面図が示されている。
図3に示されるように、リアフロアサイドメンバ前部50において、リアフロアサイドメンバ20の車両前後方向に対して交叉する方向(車両上下方向かつ車両幅方向)に沿って切断された断面、つまり、リアフロアサイドメンバ20の車両前後方向に沿った所定の位置X1における断面の図心がO1で示されている。また、リアフロアサイドメンバ中央部52において、車両前後方向に沿った所定の位置X2における断面の図心がO2で示されている。さらに、リアフロアサイドメンバ後部54において、車両前後方向に沿った所定の位置X3における断面の図心がO3で示されている。
【0077】
そして、本実施形態では、リアフロアサイドメンバ前部50では、所定の位置X1における断面の図心O1よりも車両上下方向の上方側に横リブ68は配置されている(領域A)。また、リアフロアサイドメンバ中央部52では、所定の位置X2における断面の図心O2よりも車両上下方向の下方側に横リブ80Aは配置されている(領域B)。さらに、リアフロアサイドメンバ後部54では、所定の位置X3における断面の図心O3よりも車両上下方向の上方側に横リブ80B、92は配置されている(領域C)。
【0078】
ところで、本実施形態では、前述のように、リアフロアサイドメンバ20はアルミダイキャストで形成されており、リアフロアサイドメンバ20を成形する金型(図示省略)は、リアフロアサイドメンバ20における車両幅方向に沿って型開きするように構成されている。
【0079】
当該金型によってリアフロアサイドメンバ20が成形され、金型が型開きされた状態で、金型からリアフロアサイドメンバ20を離型させるため、図示はしないが、当該金型の一部を構成する固定型側には押出しピンが設けられている。この押出しピンがリアフロアサイドメンバ20に当接し当該リアフロアサイドメンバ20を押圧することによって、リアフロアサイドメンバ20は固定型から離型するようになっている。
【0080】
このため、リアフロアサイドメンバ20には、当該押出しピンが当接する押出しピン座が設けられることとなる。具体的に説明すると、本実施形態では、リアフロアサイドメンバ20の奥壁部40からは、円柱状の押出しピン座93、94、96が複数立設されている。なお、押出しピン座93、94、96の直径は、縦リブ66、78、横リブ68、80等の板厚よりも厚くなるように設定されている。
【0081】
そして、押出しピン座93は、少なくとも縦リブ66A、86と側壁部42の交点を含み、他の縦リブ66、78、又は横リブ68、80、92と側壁部42の交点に設けられており、当該押出しピン座93と側壁部42とは一体的に形成されている。
【0082】
また、押出しピン座94は、少なくとも縦リブ66A、86と側壁部44の交点を含み、他の縦リブ66、78、又は横リブ68、72、92と側壁部44の交点に設けられており、当該押出しピン座94と側壁部44とは一体的に形成されている。
【0083】
さらに、押出しピン座96は、縦リブ66、70と横リブ68が交叉する複数の交点のうちの一部の交点、及び縦リブ78と横リブ80が交叉する複数の交点のうちの一部の交点等に設けられている。
【0084】
前述のように、押出しピン座93は側壁部42と一体的に形成され、押出しピン座94は側壁部44と一体的に形成されているため、当該押出しピン座93、94は、押出しピン座96よりも厚肉とされている。
【0085】
[車体構造部材の作用及び効果]
次に、本実施の形態に係る車体構造部材の作用及び効果について説明する。
【0086】
本実施形態では、
図2に示されるリアフロアサイドメンバ20はアルミダイキャスト製である。一般に、ダイキャスト製のダイキャスト部材は設計自由度が高いため、部位によって肉厚を厚くして高い剛性が得られるように形成されるが、肉厚を厚くすると、車両重量が増加してしまう。
【0087】
このため、本実施形態では、リアフロアサイドメンバ20において、対向して設けられた側壁部42と側壁部44の間に、車両上下方向に沿って形成された縦リブ66、78、86等及び車両前後方向に沿って形成された横リブ68、80、92等を設けることで、必要最小限の肉厚でリアフロアサイドメンバ20を補強するようにしている。
【0088】
これにより、本実施形態では、リアフロアサイドメンバ20自体の剛性を向上させ、リアフロアサイドメンバ20に対して車両前後方向に沿って衝突荷重が入力された際、当該リアフロアサイドメンバ20において曲げ変形を抑制することが可能となる。
【0089】
また、本実施形態では、当該横リブ68、80、92等が衝突荷重の入力方向(車両前後方向)に沿って形成されている。比較例として、例えば、
図5に示されるように、アーチ状のリアフロアサイドメンバ200において、衝突荷重F’の入力方向(車両前後方向)に対して交叉する方向に沿ってリブ202が形成された場合について検討する。リアフロアサイドメンバ200に衝突荷重F’が入力され、当該リアフロアサイドメンバ200に曲げモーメントMが発生した際、リアフロアサイドメンバ200は曲げ変形し、衝突エネルギの吸収が充分になされない可能性がある。なお、
図5は、リアフロアサイドメンバ200の側面図を模式的に示した模式図である。
【0090】
これに対して、
図3、
図4に示されるように、本実施形態では、前述のように、アーチ状のリアフロアサイドメンバ20において、リアフロアサイドメンバ20の奥壁部40から立設する横リブ68、80、92等が衝突荷重Fの入力方向(車両前後方向)に沿って形成されている。
【0091】
ここで、横リブ68のうち一番上に位置する横リブ(リブ)68Aは、リアフロアサイドメンバ前部50の側壁部42Aとリアフロアサイドメンバ中央部52の側壁部44Bの間に架け渡されている。また、横リブ80のうち中央部に位置する横リブ(リブ)80Bは、リアフロアサイドメンバ中央部52の側壁部44Bとリアフロアサイドメンバ後部54の側壁部42Cの間に架け渡されている。
【0092】
このため、リアフロアサイドメンバ20において、車両前後方向に沿って衝突荷重Fが入力されると、当該衝突荷重Fは、リアフロアサイドメンバ後部54の側壁部42Cから、横リブ80Bを介して側壁部44Bに伝達され、当該側壁部44Bを介して、横リブ68Aを経て側壁部44Aに伝達される。また、このとき、リアフロアサイドメンバ後部54に設けられた他の横リブ92、92Aでは、当該衝突荷重Fは、側壁部44Cに伝達され、当該側壁部44Bを経て横リブ68を介して側壁部44Aに伝達される。
【0093】
つまり、当該横リブ68、80、92等が衝突荷重Fの入力方向に沿って形成されているため、リアフロアサイドメンバ20に衝突荷重Fが入力されると、当該衝突荷重Fは、横リブ68、80、92等に沿って(厳密に説明すると横リブ92、横リブ80、横リブ68の順となる)伝達され、当該横リブ68、80、92等は軸圧縮可能とされる。
【0094】
このように、横リブ68、80、92等が軸圧縮されると、横リブ68、80、92等が軸圧縮される過程で当該横リブ68、80、92等の変形(弾性変形及び塑性変形)により、衝突エネルギが効果的に吸収される。これにより、所定のストロークでより大きな衝突エネルギを吸収することができる。裏を返せば、短いストロークで衝突エネルギを吸収することが可能となり、鋼板よりも延性の小さいアルミダイキャストであっても割れずに済む。なお、
図4は、
図2で示すリアフロアサイドメンバ20の側面図を模式的に示した模式図である。
【0095】
また、本実施形態では、リアフロアサイドメンバ20の奥壁部40の外縁から立設し、横リブ68と繋がる側壁部42、44がさらに設けられている。これにより、リアフロアサイドメンバ20はさらに補強され、当該リアフロアサイドメンバ20自体の剛性を向上させることができる。但し、当該側壁部42、44は、必ずしも必要ではない。
【0096】
さらに、本実施形態では、横リブ68A、80Bと側壁部44が車両前後方向に沿って連続して形成されている。これにより、横リブ68Aと側壁部44と横リブ80Bとが車両前後方向に一体となって、荷重伝達部材の一部となる。
【0097】
このように、横リブ68Aと側壁部44と横リブ80Bとが車両前後方向に沿って連続して形成されることにより、当該側壁部44を当該横リブ68A、80Bの一部として兼用させることができる。これにより、図示はしないが、側壁部44とは別にリブを形成した場合と比較して、新たなリブを形成する必要がない分、リアフロアサイドメンバ20の軽量化を図ることが可能となる。
【0098】
また、新たなリブを設けることによる鍛造上の課題、いわゆる金型側において冷却スペースの確保の問題、又はリアフロアサイドメンバ20側において湯回り等の問題が発生しない。なお、リアフロアサイドメンバ20の形状等により、横リブ68A、80Bと側壁部44とは、必ずしも車両前後方向に沿って連続して形成される必要はない。
【0099】
一方、
図3に示されるように、本実施形態では、リアフロアサイドメンバ20のリアフロアサイドメンバ前部50側において、横リブ68Aは、車両前後方向に沿った所定の位置X1における断面の図心O1よりも上方側に配置されている(領域A)。また、リアフロアサイドメンバ中央部52において、横リブ80Aは、車両前後方向に沿った所定の位置X2における断面の図心O2よりも下方側に配置されている(領域B)。さらに、リアフロアサイドメンバ後部54側において、横リブ80Bは、車両前後方向に沿った所定の位置X3における断面の図心O3よりも上方側に配置されている(領域C)。
【0100】
当該リアフロアサイドメンバ20は、車両上下方向に沿って湾曲するアーチ状に形成されている。つまり、リアフロアサイドメンバ20のリアフロアサイドメンバ前部50及びリアフロアサイドメンバ後部54は、リアフロアサイドメンバ中央部52よりも車両上下方向の下方側に配置されている。
【0101】
このため、前述のように、リアフロアサイドメンバ20のリアフロアサイドメンバ前部50側では、横リブ68Aは、車両前後方向に沿った所定の位置X1における断面の図心O1よりも上方側に配置され、リアフロアサイドメンバ後部54側では、横リブ80Bは、車両前後方向に沿った所定の位置X3における断面の図心O3よりも上方側に配置されている。一方、リアフロアサイドメンバ中央部52では、横リブ80Aは、車両前後方向に沿った所定の位置X2における断面の図心O2よりも下方側に配置されている。
【0102】
すなわち、本実施形態では、車両上下方向に沿って湾曲するアーチ状に形成されたリアフロアサイドメンバ20において、リアフロアサイドメンバ20のリアフロアサイドメンバ前部50、リアフロアサイドメンバ後部54、リアフロアサイドメンバ中央部52で、横リブ68A、横リブ80B、横リブ80Aの車両上下方向の高さ位置をそれぞれ調整している。これにより、リアフロアサイドメンバ20の車両前後方向の各断面における図心O1、O1、O3の車両上下方向の高さ位置を略一定とすることができる。
【0103】
これにより、車両の後突時において、曲げモーメントの発生を抑制することができ、また、当該横リブ68A、80A、80Bを介して荷重伝達効率を上げることができる。なお、領域A、領域B、領域C以外にリブが形成されもよいのは勿論のことである。
【0104】
(本実施形態の補足事項)
本実施形態では、リアフロアサイドメンバ20は、アルミダイキャストで形成されているが、アルミニウムに限らず、亜鉛・マグネシウム・銅等の合金によるダイキャスト製品であってもよく、また、鋳物により形成されてもよい。さらに、リアフロアサイドメンバ20が繊維強化樹脂(FRP)によって成形されてもよい。
【0105】
また、本実施形態では、リアフロアサイドメンバ20は、車両上下方向に沿って湾曲するアーチ状を成しているが、車両幅方向に沿って湾曲してアーチ状に形成されてもよく、さらには、必ずしもアーチ状を成す必要はない。
【0106】
さらに、本実施形態では、リアフロアサイドメンバ20について説明したが、これに限るものではない。例えば、
図6に示されるように、車体前部100側において車両前後方向に沿って配設されるフロントサイドメンバ102と、当該フロントサイドメンバ102の車両前後方向の後方側において車両前後方向に沿って配設されるフロアアンダリインフォースメント104と、を接続するフロントサイドメンバリア106に適用されても良い。当該フロントサイドメンバリア106において、車両前後方向に沿ってリブ106Aが形成されることによって、車両の前突時において、曲げモーメントの発生を抑制することができ、当該リブ106Aを介して荷重伝達効率を上げることができる。
【0107】
また、上記以外に、本発明は、車体構造部材であればよい。このため、サイドメンバ以外にトンネル部、又はフロアクロスメンバ28(
図1参照)等に適用されてもよい。
【0108】
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0109】
10 車両
20 リアフロアサイドメンバ(車体構造部材)
28 フロアクロスメンバ(車体構造部材)
40 奥壁部(一般部)
42 側壁部
44 側壁部
50 リアフロアサイドメンバ前部(車体構造部材の車両前後方向の端部)
52 リアフロアサイドメンバ中央部(車体構造部材の車両前後方向の中央部)
54 リアフロアサイドメンバ後部(車体構造部材の車両前後方向の端部)
68 横リブ(リブ)
68A 横リブ(リブ)
72 横リブ(リブ)
80 横リブ(リブ)
80A 横リブ(リブ)
80B 横リブ(リブ)
91 横リブ(リブ)
92 横リブ(リブ)
92A 横リブ(リブ)
106 フロントサイドメンバリア(車体構造部材)
106A リブ
O1 図心
O2 図心
O3 図心