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車体前部構造 - トヨタ自動車株式会社
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発明の名称 車体前部構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−8196(P2007−8196A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−188089(P2005−188089)
出願日 平成17年6月28日(2005.6.28)
代理人 【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳
発明者 石川 良一 / 林 繁雄
要約 課題
フロントサイドメンバに路面入力等の車体上下方向荷重が直接入力されるフロントボディー構造において捩り剛性を向上させることができる車体前部構造を得る。

解決手段
フロントサイドメンバ12にはショックアブソーバ28の上端部28Aが支持されている。また、フロントサイドメンバ12の後端側とトーボード22とはブレース30によって相互に連結されている。従って、ショックアブソーバ28からフロントサイドメンバ12へ直接入力された路面入力は、ブレース30によって車体フロア24側へ伝達されて分散される。従って、フロントサイドメンバ12の振れを抑制することができ、フロントボディーの捩り剛性を高めることができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
車体前部の両サイドに車体前後方向に沿って延在され、路面入力緩衝用のショックアブソーバの上端側が連結されたフロントサイドメンバと、
車体上下方向に沿って配置され、エンジンルームとキャビンとを隔成するダッシュパネルと、
このダッシュパネルにおける車体フロアとの結合部付近とフロントサイドメンバとを繋ぐ補強部材と、
を有することを特徴とする車体前部構造。
【請求項2】
前記補強部材は、少なくとも一部がプレス成形品として構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の車体前部構造。
【請求項3】
前記補強部材は、少なくとも一部がアルミニウム合金材の押出し成形品として構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の車体前部構造。
【請求項4】
前記補強部材には、フロントサイドメンバからの入力荷重が所定値以上になると荷重入力側から順次変形してエネルギー吸収を行うエネルギー吸収部が設定されている、
ことを特徴とする請求項3記載の車体前部構造。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、フロントボディーの捩り剛性を向上させることが可能な車体前部構造に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献1には、フロア部材とダッシュボードとの間に形成された角部の下面に、車体前後方向に沿って延在するフロントサイドメンバとダッシュボードとの結合部を補強するフロア側フレーム部材を設ける構成が開示されている。
【特許文献1】特開2001−225765号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、昨今では軽量化のためにアルミボディーを採用した車種が市場に投入されているが、この種のアルミボディーを採用した車種では、路面入力緩衝用のショックアブソーバの上端部をフロントサイドメンバに直接支持させることがある。
【0004】
このような車種に上記先行技術を適用した場合、フロントサイドメンバとダッシュボードとの結合部を補強する効果は得られても、ショックアブソーバから直接入力される路面入力に起因したフロントサイドメンバの振れを抑えることは困難であり、フロントボディーの捩り剛性を向上させるには至らない。
【0005】
本発明は上記事実を考慮し、フロントサイドメンバに路面入力等の車体上下方向荷重が直接入力されるフロントボディー構造において捩り剛性を向上させることができる車体前部構造を得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記載の本発明に係る車体前部構造は、車体前部の両サイドに車体前後方向に沿って延在され、路面入力緩衝用のショックアブソーバの上端側が連結されたフロントサイドメンバと、車体上下方向に沿って配置され、エンジンルームとキャビンとを隔成するダッシュパネルと、このダッシュパネルにおける車体フロアとの結合部付近とフロントサイドメンバとを繋ぐ補強部材と、を有することを特徴としている。
【0007】
請求項2記載の本発明に係る車体前部構造は、請求項1記載の発明において、前記補強部材は、少なくとも一部がプレス成形品として構成されている、ことを特徴としている。
【0008】
請求項3記載の本発明に係る車体前部構造は、請求項1記載の発明において、前記補強部材は、少なくとも一部がアルミニウム合金材の押出し成形品として構成されている、ことを特徴としている。
【0009】
請求項4記載の本発明に係る車体前部構造は、請求項3記載の発明において、前記補強部材には、フロントサイドメンバからの入力荷重が所定値以上になると荷重入力側から順次変形してエネルギー吸収を行うエネルギー吸収部が設定されている、ことを特徴としている。
【0010】
請求項1記載の本発明によれば、車体前部の両サイドに車体前後方向に沿って延在するフロントサイドメンバに路面入力緩衝用のショックアブソーバの上端側が連結されているので、作用方向が略車体上下方向である路面入力はショックアブソーバからフロントサイドメンバへ直接入力される。
【0011】
ここで、本発明では、ダッシュパネルにおける車体フロアとの結合部付近とフロントサイドメンバとが補強部材によって繋がれているため、フロントサイドメンバに入力された荷重は補強部材を通ってダッシュパネルにおける車体フロアとの結合部付近に伝達されて分散される。従って、ショックアブソーバからの路面入力がフロントサイドメンバに直接入力されても、フロントサイドメンバの振れは抑制又は抑止される。
【0012】
請求項2記載の本発明によれば、上記補強部材の少なくとも一部がプレス成形品として構成されているので、製作が容易である。
【0013】
請求項3記載の本発明によれば、上記補強部材の少なくとも一部がアルミニウム合金の押出し成形品として構成されているので、一定断面の補強部材を容易に製作することができる。
【0014】
請求項4記載の本発明によれば、フロントサイドメンバからの入力荷重が所定値以上になると荷重入力側から順次変形してエネルギー吸収を行うエネルギー吸収部を補強部材に設定したので、フロントサイドメンバに入力された荷重のエネルギー吸収効率が高くなる。
【発明の効果】
【0015】
以上説明したように、請求項1記載の車体前部構造は、車体前部の両サイドに車体前後方向に沿って延在され、路面入力緩衝用のショックアブソーバの上端側が連結されたフロントサイドメンバと、車体上下方向に沿って配置され、エンジンルームとキャビンとを隔成するダッシュパネルと、このダッシュパネルにおける車体フロアとの結合部付近とフロントサイドメンバとを繋ぐ補強部材と、を有するので、フロントサイドメンバに直接入力された路面入力を補強部材を介してダッシュパネルにおける車体フロアとの結合部付近に伝達して分散させることができ、その結果、フロントサイドメンバに路面入力等の車体上下方向荷重が直接入力されるフロントボディー構造において捩り剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。
【0016】
請求項2記載の本発明に係る車体前部構造は、請求項1記載の発明において、補強部材の少なくとも一部がプレス成形品として構成されているので、製作が容易であり、その結果、コスト削減を図ることができるという優れた効果を有する。
【0017】
請求項3記載の本発明に係る車体前部構造は、請求項1記載の発明において、補強部材の少なくとも一部がアルミニウム合金の押出し成形品として構成されているので、一定断面の補強部材を容易に製作することができ、その結果、補強部材の品質が安定するという優れた効果を有する。
【0018】
請求項4記載の本発明に係る車体前部構造は、請求項3記載の発明において、フロントサイドメンバからの入力荷重が所定値以上になると荷重入力側から順次変形してエネルギー吸収を行うエネルギー吸収部を補強部材に設定したので、フロントサイドメンバに入力された荷重のエネルギー吸収効率が高くなり、その結果、その分車体フロアへの荷重伝達量を低減させることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
〔第1実施形態〕
以下、図1及び図2を用いて、本発明に係る車体前部構造の第1実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印FRは車体前方側を示しており、矢印UPは車体上方側を示しており、矢印OUTは車体幅方向外側を示している。
【0020】
図1には、本実施形態に係る車体前部構造の側面図が示されている。この図に示されるように、アルミボディーである車体前部10の両サイドには、車体前後方向に沿って延在する左右一対のフロントサイドメンバ12が配置されている。また、車体側部の上縁部には、エプロンアッパメンバ14が車体前後方向に沿って配設されている。
【0021】
一方、エンジンルーム16とキャビン18との間には、両者を隔成するダッシュパネル20が略垂直に配設されている。このダッシュパネル20の下部には、傾斜板状に形成された乗員の足乗せ用のトーボード22が一体的に設けられている。トーボード22の途中部位には、エンジンルーム16側へ突出する凸部23が一体に形成されている。上記構成のトーボード22の下端部は、車体フロア24の前端部に一体化されている。なお、「一体化」には、トーボード22と車体フロア24とが一体に形成されている場合の他、トーボード22と車体フロア24とが別体で構成されていてスポット溶接等で結合されている場合を含む。
【0022】
上述したフロントサイドメンバ12には、タイヤ26からの路面入力緩衝用のショックアブソーバ(油圧緩衝器)28の上端部28Aが連結されて支持されている。なお、ショックアブソーバ28の下端部28Bは、図示しないサスペンションメンバに揺動可能に支持されたサスペンションアームに連結されて支持されている。
【0023】
フロントサイドメンバ12におけるショックアブソーバ連結位置の後方側の下面とトーボード22における車体フロア24との結合部との間には、側面視で前傾するように傾斜された補強部材としてのブレース30が掛け渡されている。
【0024】
図2に拡大して示されるように、ブレース30は、断面形状が略コ字状に形成されたサイドメンバ側結合部32と、上下二枚板でクリップ形状に形成されたトーボード側結合部34と、サイドメンバ側結合部32とトーボード側結合部34との間に掛け渡された二本の角パイプ36と、によって構成されている。なお、二本の角パイプ36はアルミニウム合金材によって構成されており、平面視でコ字状に形成されて繋がっている。
【0025】
また、サイドメンバ側結合部32の両側部32A間の寸法はフロントサイドメンバ12の幅方向寸法より僅かに大きめに設定されており、フロントサイドメンバ12の下面に下方側から嵌合可能とされている。さらに、両側部32Aにはボルト挿通孔38が形成されており、フロントサイドメンバ12の側部へボルト等の固定手段によって固定されている。なお、ボルト等の固定手段に替えて溶接等を用いてもよい。
【0026】
一方、トーボード側結合部34は、上板34Aと下板34Bとで構成されており、上板34Aの前後方向中間部にはトーボード22への固定用のボルト挿通孔40が形成されている。また、上板34Aの後端部と下板34Bの後端部とは二枚重ねの状態で車体上方側へ所定角度折り曲げられており、この折り曲げ部42には車体フロア24への固定用のボルト挿通孔44が形成されている。
【0027】
なお、サイドメンバ側結合部32及びトーボード側結合部34はいずれもプレス成形品として構成されており、溶接等によってアルミニウム合金材の角パイプ36と一体化されて一つの構造体とされている。
【0028】
(作用・効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【0029】
本実施形態に係る車体前部構造では、車体前部10の両サイドに車体前後方向に沿って延在するフロントサイドメンバ12に路面入力緩衝用のショックアブソーバ28の上端部28Aが連結されているので、タイヤ(前輪)26からの路面入力Fはショックアブソーバ28からフロントサイドメンバ12へ直接入力される。
【0030】
ここで、本実施形態に係る車体前部構造では、トーボード22における車体フロア24との結合部とフロントサイドメンバ12の後端側とをブレース30で繋いだので、フロントサイドメンバ12に入力された荷重Fはブレース30を通って(矢印P参照)トーボード22更には車体フロア24へと伝達されて分散される。従って、ショックアブソーバ28からの路面入力Fがフロントサイドメンバ12に直接入力されても、フロントサイドメンバ12の振れは抑制又は抑止される。その結果、本実施形態によれば、フロントサイドメンバ12に路面入力F等の車体上下方向荷重が直接入力されるフロントボディー構造において捩り剛性を向上させることができる。
【0031】
補足すると、例えば、アルミボディーの車体前部構造としてショックアブソーバの上端部をエプロンアッパメンバに連結及び支持させて、エプロンアッパメンバとトーボードとを斜めに繋ぐようにエプロンブレースを配置する構成も成立するが、この場合にはエプロンメンバを介してエプロンブレースでショックアブソーバ等からの入力を受け止めることになる。従って、エプロンアッパメンバ自体が変形したり、或いは荷重伝達経路上に介在する部材が増えると、各部材の接合部(溶接部)にも変形が生じ易くなる。これらの要因からフロントボディーの捩り剛性が低くなることが考えられるが、本実施形態によれば、ショックアブソーバ28からの直接力によって生じるフロントサイドメンバ12の振れをブレース30でダイレクトに押さえる構成であるため、荷重伝達経路上に介在する部材が少なく、それ故、部材同士を結合する箇所も少ない。従って、上記の通り、フロントボディーの捩り剛性を向上させることができる。
【0032】
また、荷重伝達経路に介在する部材を少なくできるので、部品点数の削減及び溶接点数の削減によるコスト削減効果も得られる。
【0033】
さらに、本実施形態では、ブレース30の少なくとも一部(サイドメンバ側結合部32及びトーボード側結合部34)がプレス成形によって構成されているため、加工等が容易であり、製作が容易である。また、アルミ合金製の角パイプ36を用いることにより、軽量かつ安価で高い剛性を確保できるというメリットも得られる。
【0034】
〔第2実施形態〕
以下、図3及び図4を用いて、本発明に係る車体前部構造の第2実施形態について説明する。なお、前述した第1実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【0035】
これらの図に示されるように、本実施形態では、アルミニウム合金の押出し材によってブレース50を構成した点に特徴がある。
【0036】
図3に示されるように、この車体前部10では、ダッシュパネル20の下部が傾斜されておらず、トーボード22は形成されていない。そして、ダッシュパネル20の下端部が車体フロア24に一体化されている。なお、ダッシュパネル20の下端部近傍には、車両前方斜め上方へ向けて突出する凸部52が形成されている。
【0037】
フロントサイドメンバ12におけるショックアブソーバ28の上端部28Aの取付位置よりも車両後方側の下面には、下向きの凸部54が形成されている。この凸部54とダッシュパネル20側の凸部52との間に側面視で前傾するように傾斜された補強部材としてのブレース50が掛け渡されている。
【0038】
図4に示されるように、ブレース50は、断面形状が略コ字状に形成されたサイドメンバ側結合部56と、側面視でジグザグ形状に形成されたエネルギー吸収部58と、エネルギー吸収部58の後端部から所定角度屈曲された状態で延出された車体フロア側結合部60と、によって構成されている。なお、エネルギー吸収部58及び車体フロア側結合部60は、押出し成形によって一体に形成されている。また、エネルギー吸収部58の後端部には、ダッシュパネル20の凸部52への取付用のボルト挿通孔40が形成されている。
【0039】
また、サイドメンバ側結合部56の両側部56A間の寸法はフロントサイドメンバ12の凸部54の幅方向寸法より僅かに大きめに設定されており、当該凸部54に下方側から嵌合されている。
【0040】
上記構成によっても、前述した第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【0041】
すなわち、車体前部10の両サイドに車体前後方向に沿って延在するフロントサイドメンバ12に路面入力緩衝用のショックアブソーバ28の上端部28Aが連結されているので、タイヤ(前輪)26からの路面入力Fはショックアブソーバ28からフロントサイドメンバ12へ直接入力される。この点は前述した第1実施形態と同様である。
【0042】
ここで、本実施形態に係る車体前部構造では、ダッシュパネル20における車体フロア24との結合部とフロントサイドメンバ12の後端側とをブレース50で繋いだので、フロントサイドメンバ12に入力された荷重Fはブレース50を通って(図3の矢印P参照)ダッシュパネル20の下端部、更には車体フロア24へと伝達されて分散される。従って、ショックアブソーバ28からの路面入力Fがフロントサイドメンバ12に直接入力されても、フロントサイドメンバ12の振れは抑制又は抑止される。その結果、本実施形態によれば、フロントサイドメンバ12に路面入力F等の車体上下方向荷重が直接入力されるフロントボディー構造において捩り剛性を向上させることができる。
【0043】
また、荷重伝達経路に介在する部材を少なくできるので、部品点数の削減及び溶接点数の削減によるコスト削減効果も得られる。
【0044】
さらに、本実施形態に係る車体前部構造では、ブレース50のエネルギー吸収部58及び車体フロア側結合部60がアルミニウム合金の押出し成形品として構成されているので、ブレース50の大半の部分を一定断面にすることができる。その結果、ブレース50の品質管理が容易であり、エネルギー吸収性能等の品質が安定する。
【0045】
また、上記ブレース50では、押出し成形を利用して側面視でジグザグ形状のエネルギー吸収部58を設定したので、フロントサイドメンバ12からの入力荷重Pが所定値以上になると荷重入力側から順次変形してエネルギー吸収を行う。このため、フロントサイドメンバ12に入力された荷重のエネルギー吸収効率が高くなり、その分車体フロア24への荷重伝達量を低減させることができる。
【0046】
〔実施形態の補足説明〕
なお、上述した第2実施形態では、ブレース50のエネルギー吸収部58を側面視でジグザグ形状にしたが、これに限らず、側面視で梯子状にしてもよいし、ハニカム形状にしてもよい。
【0047】
また、上述した第1実施形態のブレース30の角パイプ36の長手方向の中間部等、第2実施形態のブレース50の上下板材の長手方向の中間部等に所定値以上の荷重入力により、ブレース30、50を屈曲させる脆弱部を設定して車体フロア24への入力荷重をコントロールしてもよい。
【0048】
さらに、上述した第1実施形態では、ブレース30の一部をプレス成形品としたが、これに限らず、全部をプレス成形品として構成してもよい。
【0049】
同様に、上述した第2実施形態では、ブレース50の一部を押出し成形品としたが、これに限らず、全部を押出し成形品として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】第1実施形態に係る車体前部構造の全体構成を示す側面図である。
【図2】図1に示されるブレースの単品斜視図である。
【図3】第2実施形態に係る車体前部構造の全体構成を示す側面図である。
【図4】図3に示されるブレースの単品斜視図である。
【符号の説明】
【0051】
10 車体前部
12 フロントサイドメンバ
16 エンジンルーム
18 キャビン
20 ダッシュパネル
22 トーボード(ダッシュパネルにおける車体フロアとの結合部付近)
24 車体フロア
28 ショックアブソーバ
30 ブレース
50 ブレース
58 エネルギー吸収部




 

 


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