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技術 車体下部構造

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 鈴木雄一郎
出願日 2016年10月3日 (4年4ヶ月経過) 出願番号 2016-195866
公開日 2018年4月12日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2018-058425
状態 特許登録済
技術分野 車両用バンパ 車両用車体構造
主要キーワード 各補強リブ 開断面形状 車幅方向外 筐体状 衝突側 フロントバンパリインフォースメント オフセット前面衝突 高剛性化
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年4月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

車両の斜め前方側から入力された衝突荷重を効率よく分散できる車体下部構造を得る。

解決手段

車体前後方向に延在する左右一対アンダーフロントサイドメンバ24と、車幅方向に延在するとともにアンダーフロントサイドメンバ24を連結するクロスメンバ22と、車幅方向に延在するとともにクロスメンバ22と一体化されたステアリングギアボックスと、を有するサスペンションメンバ20と、車幅方向に延在し、左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24の前端部に架設されたアンダーフロントバンパリインフォースメント30と、を備えた車体下部構造10とする。

概要

背景

左右一対サイドメンバ部と、左右一対のサイドメンバ部を車幅方向で連結するとともにステアリングギアボックス一体化されたクロスメンバ部と、で平面視「I」字状に構成されたフロントサスペンションメンバは、従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなフロントサスペンションメンバは、フロントサイドメンバの前部に吊り下げられた状態で取り付けられている。

概要

車両の斜め前方側から入力された衝突荷重を効率よく分散できる車体下部構造を得る。車体前後方向に延在する左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24と、車幅方向に延在するとともにアンダーフロントサイドメンバ24を連結するクロスメンバ22と、車幅方向に延在するとともにクロスメンバ22と一体化されたステアリングギアボックスと、を有するサスペンションメンバ20と、車幅方向に延在し、左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24の前端部に架設されたアンダーフロントバンパリインフォースメント30と、を備えた車体下部構造10とする。

目的

本発明は、車両の斜め前方側から入力された衝突荷重を効率よく分散できる車体下部構造を得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車体前後方向に延在する左右一対アンダーフロントサイドメンバと、車幅方向に延在するとともに前記アンダーフロントサイドメンバを連結するクロスメンバと、車幅方向に延在するとともに前記クロスメンバと一体化されたステアリングギアボックスと、を有するサスペンションメンバと、車幅方向に延在し、前記左右一対のアンダーフロントサイドメンバの前端部に架設されたアンダーフロントバンパリインフォースメントと、を備えた車体下部構造

請求項2

前記アンダーフロントサイドメンバは、前記クロスメンバの車幅方向両端部が嵌合して接合される嵌合部を有する請求項1に記載の車体下部構造。

請求項3

前記クロスメンバの車幅方向両端部は、前記嵌合部にボルト締結によって接合されている請求項2に記載の車体下部構造。

技術分野

0001

本発明は、車体下部構造に関する。

背景技術

0002

左右一対サイドメンバ部と、左右一対のサイドメンバ部を車幅方向で連結するとともにステアリングギアボックス一体化されたクロスメンバ部と、で平面視「I」字状に構成されたフロントサスペンションメンバは、従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなフロントサスペンションメンバは、フロントサイドメンバの前部に吊り下げられた状態で取り付けられている。

先行技術

0003

特開2001−191945号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、このようなフロントサスペンションメンバがフロントサイドメンバの前部に吊り下げられた状態で配置されているだけであると、例えば車両のオフセット前面衝突時など、車両の斜め前方側から入力された衝突荷重は、そのフロントサスペンションメンバのクロスメンバ部に伝達され難く、そのクロスメンバ部を介して衝突側とは反対側の非衝突側へ分散され難い。このように、車両の斜め前方側から入力された衝突荷重を効率よく分散させる構造には、未だ改善の余地がある。

0005

そこで、本発明は、車両の斜め前方側から入力された衝突荷重を効率よく分散できる車体下部構造を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の車体下部構造は、車体前後方向に延在する左右一対のアンダーフロントサイドメンバと、車幅方向に延在するとともに前記アンダーフロントサイドメンバを連結するクロスメンバと、車幅方向に延在するとともに前記クロスメンバと一体化されたステアリングギアボックスと、を有するサスペンションメンバと、車幅方向に延在し、前記左右一対のアンダーフロントサイドメンバの前端部に架設されたアンダーフロントバンパリインフォースメントと、を備えている。

0007

請求項1に記載の発明によれば、ステアリングギアボックスが一体化されているクロスメンバによって連結された左右一対のアンダーフロントサイドメンバの前端部に、アンダーフロントバンパリインフォースメントが架設されている。ここで、ステアリングギアボックスが一体化されているクロスメンバは、ステアリングギアボックスが一体化されていないクロスメンバに比べて、その剛性が高い。

0008

したがって、例えば車両のオフセット前面衝突により、車両の斜め前方側から入力された衝突荷重は、一方のアンダーフロントサイドメンバから高剛性化されたクロスメンバを介して他方のアンダーフロントサイドメンバへ効率よく伝達される。つまり、本発明によれば、車両の斜め前方側から入力された衝突荷重が(衝突側とは反対側の非衝突側へ)効率よく分散される。

0009

また、請求項2に記載の車体下部構造は、請求項1に記載の車体下部構造であって、前記アンダーフロントサイドメンバは、前記クロスメンバの車幅方向両端部が嵌合して接合される嵌合部を有している。

0010

請求項2に記載の発明によれば、アンダーフロントサイドメンバに、クロスメンバの車幅方向両端部が嵌合されて接合される嵌合部が設けられている。したがって、アンダーフロントサイドメンバに入力された衝突荷重は、その嵌合部を介して、クロスメンバへ効率よく伝達される。

0011

また、請求項3に記載の車体下部構造は、請求項2に記載の車体下部構造であって、前記クロスメンバの車幅方向両端部は、前記嵌合部にボルト締結によって接合されている。

0012

請求項3に記載の発明によれば、クロスメンバの車幅方向両端部が、アンダーフロントサイドメンバの嵌合部にボルト締結によって接合されている。したがって、クロスメンバの車幅方向両端部が、アンダーフロントサイドメンバの嵌合部に溶接によって接合されている構成に比べて、溶接時の熱による強度低下が生じず、かつ接合工程が簡略化される。

発明の効果

0013

請求項1に係る発明によれば、車両の斜め前方側から入力された衝突荷重を効率よく分散させることができる。

0014

請求項2に係る発明によれば、アンダーフロントサイドメンバに入力された衝突荷重を、嵌合部を介して、クロスメンバへ効率よく伝達することができる。

0015

請求項3に係る発明によれば、クロスメンバの車幅方向両端部が、アンダーフロントサイドメンバの嵌合部に溶接によって接合されている構成に比べて、溶接時の熱による強度低下を生じさせることがなく、かつ接合工程を簡略化することができる。

図面の簡単な説明

0016

本実施形態に係る車体下部構造を示す底面図である。
本実施形態に係る車体下部構造を構成するサスペンションメンバの嵌合部を示す斜視図である。
本実施形態に係る車体下部構造を構成するサスペンションメンバの嵌合部を断面で示す正面図である。

実施例

0017

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印UPを車体上方向、矢印FRを車体前方向、矢印OUT車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向(車幅方向)の左右を示すものとする。

0018

図1図3に示されるように、本実施形態に係る車体下部構造10は、車体前後方向に延在する左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24と、車幅方向に延在するとともに左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24を連結するクロスメンバ22と、車幅方向に延在するとともにクロスメンバ22の上面に一体に設けられたステアリングギアボックス26と、を有する金属(例えば鉄)製のサスペンションメンバ20を備えている。

0019

サスペンションメンバ20は、アンダーフロントサイドメンバ24の上方で車体前後方向に延在する左右一対のアッパーフロントサイドメンバ14の前部に吊り下げられた状態で支持されている。なお、サスペンションメンバ20のアンダーフロントサイドメンバ24、クロスメンバ22及びステアリングギアボックス26の構成については、後で詳述する。

0020

左右一対のアッパーフロントサイドメンバ14は、前部(図示省略)が後部14A(図1参照)よりも高位となるように、その中途部が傾斜部(図示省略)とされている。そして、左右一対のアッパーフロントサイドメンバ14の前端部には、略車幅方向に延在するアッパーフロントバンパリインフォースメント(図示省略)が、クラッシュボックス(図示省略)を介して架設されている。

0021

また、図1に示されるように、本実施形態に係る車体下部構造10は、略車幅方向に延在し、左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24の前端部にクラッシュボックス32を介して架設されたアンダーフロントバンパリインフォースメント30を備えている。つまり、この車両12は、アッパーフロントバンパリインフォースメントとアンダーフロントバンパリインフォースメント30とが上下に配置された構造を有している。

0022

なお、本実施形態に係る車体下部構造10では、左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24の前端部とアンダーフロントバンパリインフォースメント30との間にクラッシュボックス32が設けられない構成とされていてもよい。すなわち、左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24の前端部にアンダーフロントバンパリインフォースメント30が直接架設される構成とされていてもよい。

0023

また、各アッパーフロントサイドメンバ14の前端部には、ラジエータ16の車幅方向両端上部が取り付けられており、各アンダーフロントサイドメンバ24の前端部には、ラジエータ16の車幅方向両端下部が取り付けられている。つまり、このラジエータ16は、左右一対のアッパーフロントサイドメンバ14の前端部と左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24の前端部とで支持された状態に取り付けられている。

0024

次に、本実施形態に係る車体下部構造10を構成するサスペンションメンバ20について詳細に説明する。

0025

図1図3に示されるように、サスペンションメンバ20のクロスメンバ22は、下方へ開口する略矩形開断面形状に形成されており、その周壁22Aよりも内方側における下面には、底面視略「X」字状の複数の補強リブ23が車幅方向に並んで一体に形成されている。各補強リブ23は、クロスメンバ22の剛性を高めるために、車体前後方向及び車幅方向に対して斜めに延在し、周壁22Aの前側と後側とを連結している(図1参照)。

0026

なお、各補強リブ23の形状は、特に限定されるものではなく、クロスメンバ22の剛性を高められる形状であればよい。また、各補強リブ23は、クロスメンバ22の周壁22Aと同じ高さに形成されており、その周壁22Aの下面から下方へ突出しない構成になっている(図3参照)。また、図1図2に示されるように、クロスメンバ22の前側の周壁22Aには、トルクロッド(図示省略)を取り付けるための孔部25Aを有する上下一対ブラケット25が一体に形成されている。

0027

図2図3に示されるように、ステアリングギアボックス26は、略円筒状ラックハウジング27を有しており、そのラックハウジング27の周面の一部がクロスメンバ22の上面と一体化されている。すなわち、ステアリングギアボックス26のラックハウジング27は、鋳造(又は溶接)によりクロスメンバ22と一体に形成されている。ラックハウジング27の車幅方向外側には、略円錐筒状のラックエンド27Aが設けられており、各ラックエンド27Aの軸心部からタイロッド28が車幅方向外側へ突出している。

0028

図2に示されるように、左右一対のアンダーフロントサイドメンバ24は、前部24Aが後部24Bよりも高位となるように、その中途部が傾斜部24Cとされており、前部24Aは、略矩形閉断面形状に形成されている。そして、各アンダーフロントサイドメンバ24の後部24Bは、略扁平形状に形成されており、その車幅方向内側端部には、クロスメンバ22の車幅方向両端部22Bがそれぞれ嵌合する嵌合部34が形成されている。

0029

各嵌合部34は、前壁35、上壁36、後壁37、下壁38及び外壁39を有して車幅方向内側に開口する筐体状に形成されており、クロスメンバ22の車幅方向両端部22Bが、それぞれほぼ隙間なく挿入可能になっている。そして、各嵌合部34の上壁36には、ボルト18を挿入させる貫通孔36Aが前後に2個形成されており、各嵌合部34の下壁38には、ボルト18の雄ネジ部18Aを螺合させる雌ネジ部38Aが前後に2個形成されている(図3参照)。

0030

また、クロスメンバ22の車幅方向両端部22Bには、ボルト18を挿通させるために、上下方向に貫通する貫通孔22Cがラックエンド27Aを挟んで前後に2個形成されている。したがって、各嵌合部34に、クロスメンバ22の車幅方向両端部22Bを挿入して嵌合し、上方からボルト18を各貫通孔36A及び各貫通孔22Cに挿入して、その雄ネジ部18Aを雌ネジ部38Aに螺合することにより、クロスメンバ22の車幅方向両端部22Bが、各嵌合部34にボルト締結によって接合される構成になっている。

0031

以上のような構成とされた本実施形態に係る車体下部構造10において、次にその作用について説明する。

0032

車両12が、例えばオフセット前面衝突したときには、車両12の斜め前方側から衝突荷重が入力される。すなわち、アッパーフロントバンパリインフォースメント及びアンダーフロントバンパリインフォースメント30に斜め前方側から衝突荷重が入力される。アッパーフロントバンパリインフォースメントに入力された衝突荷重は、一方のクラッシュボックスを介して、その一方のアッパーフロントサイドメンバ14に入力される。

0033

そして、アンダーフロントバンパリインフォースメント30に入力された衝突荷重は、一方のクラッシュボックス32を介して、その一方のアンダーフロントサイドメンバ24に入力される。ここで、左右のアンダーフロントサイドメンバ24を連結しているクロスメンバ22は、ステアリングギアボックス26(ラックハウジング27)と一体化されている。

0034

クロスメンバ22とステアリングギアボックス26(ラックハウジング27)とが一体化されていると、クロスメンバ22とステアリングギアボックス26(ラックハウジング27)とが別体で構成されているよりも、クロスメンバ22の剛性が高められる。つまり、本実施形態に係るサスペンションメンバ20では、クロスメンバ22の剛性が向上されている。

0035

したがって、ステアリングギアボックス26(ラックハウジング27)が一体化されていないクロスメンバ(図示省略)に比べて、一方のアンダーフロントサイドメンバ24に入力された衝突荷重は、その一方のアンダーフロントサイドメンバ24からクロスメンバ22を介して他方のアンダーフロントサイドメンバ24へ効率よく伝達される。

0036

特に、クロスメンバ22は、その車幅方向両端部22Bが、アンダーフロントサイドメンバ24に設けられた嵌合部34に挿入されて嵌合しているので、その嵌合部34において応力集中が抑制され、その接合強度が確保されている。よって、アンダーフロントサイドメンバ24に入力された衝突荷重は、その嵌合部34の前壁35からクロスメンバ22の車幅方向両端部22Bへ効率よく伝達される。

0037

このように、本実施形態に係る車体下部構造10を構成するサスペンションメンバ20によれば、車両12の斜め前方側から入力された衝突荷重を、その衝突側とは反対側の非衝突側へ効率よく分散させることができる。したがって、車両12の例えばオフセット前面衝突時において、車室が変形するのを抑制することができる。

0038

なお、クロスメンバ22の車幅方向両端部22Bが、嵌合部34にボルト締結によって接合されていると、クロスメンバ22の車幅方向両端部22Bが、嵌合部34に例えば溶接によって接合されている構成に比べて、溶接時の熱による強度低下を生じさせることがなく、かつ接合工程を簡略化することができる利点がある。

0039

また、サスペンションメンバ20のクロスメンバ22とステアリングギアボックス26のラックハウジング27とが一体化されていると、クロスメンバ22にラックハウジング27を取り付けるための部品が不要となるため、製造コストの増加や車両12の重量増加を抑制することができる。そして、サスペンションメンバ20を車両12に組み付ける際の作業効率を向上させることができるとともに、クロスメンバ22の周りに設けられる他の部品の配置自由度を向上させることができる。

0040

以上、本実施形態に係る車体下部構造10について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体下部構造10は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、クロスメンバ22の車幅方向両端部22Bは、ボルト締結のみによってアンダーフロントサイドメンバ24の嵌合部34に接合される構成に限定されるものではなく、溶接等を併用して接合される構成とされていてもよい。

0041

10車体下部構造
20サスペンションメンバ
22クロスメンバ
24アンダーフロントサイドメンバ
26ステアリングギアボックス
30 アンダーフロントバンパリインフォースメント
34 嵌合部

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