CN104053591B - 车身下部结构 - Google Patents

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Abstract

一种车身下部结构，其具备：地板(10)，在车身前后方向上延伸设置；一对门槛(20)，分别沿着地板(10)的车身两侧部而在车身前后方向上延伸设置；以及横梁(30)，从地板(10)的地板面(11)分离地架设在一对门槛(20)之间，具有比门槛(20)高的强度。由此，在侧面碰撞时，通过具有比门槛(20)高的强度的横梁(30)的轴力，将门槛(20)的上部比门槛(20)的下部牢固地支承，由此门槛(20)的下部向横梁(30)的下方容易压入。因此，抑制使门槛(20)的上部向车身宽度方向的内侧倒入的扭转变形，也抑制中柱(40)的旋转变形，因此能够提高车身下部结构的侧面碰撞性能。

Description

车身下部结构
技术领域
本发明涉及车身下部结构。
背景技术
以往，例如日本特开2000-168627号公报所示，已知有能够有效地吸收侧面碰撞时的能量的车身下部结构。该车身下部结构将横梁中的位于地板的通道部周边的部分形成为Z字状，在侧面碰撞时抑制中柱产生的力矩并吸收能量。
然而，当碰撞载荷作用于中柱等时，绕纵向轴的力矩作用于与中柱的下部接合的门槛(下纵梁)，产生使门槛的上部向车身宽度方向的内侧倒入的扭转变形。并且，当这样的扭转变形增大时，使中柱向车身宽度方向的内侧倒入的旋转变形变大，无法充分确保车身下部结构的侧面碰撞性能。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-168627号公报
发明内容
发明要解决的课题
因此，在以往的车身下部结构中，为了抑制门槛的扭转变形，在中柱的下部周边设置横梁等加强件，但未必能充分确保侧面碰撞性能。
因此，本发明欲提供一种能够提高侧面碰撞性能的车身下部结构。
用于解决课题的方案
本发明的车身下部结构具备：地板，在车身前后方向上延伸设置；一对门槛，分别沿着地板的车身两侧部而在车身前后方向上延伸设置；以及横梁，从地板的地板面分离地架设在一对门槛之间，具有比门槛高的强度。
根据本发明的车身下部结构，分别沿着地板的车身两侧部在车身前后方向上延伸设置一对门槛，从地板的地板面分离地在一对门槛间架设具有比门槛高的强度的横梁。由此，在侧面碰撞时，通过具有比门槛高的强度的横梁的轴力，将门槛的上部比门槛的下部牢固地支承，由此门槛的下部向横梁的下方容易压入。因此，抑制使门槛的上部向车身宽度方向的内侧倒入的扭转变形，也抑制中柱的旋转变形，因此能够提高车身下部结构的侧面碰撞性能。
另外，可以的是，在门槛的内侧下部设有朝向车身宽度方向的内侧突出的突出部。由此，在侧面碰撞时，通过突出部的抵碰而门槛的下部向横梁的下方更容易压入。
另外，可以的是，在横梁设有：第一横部，在车身宽度方向上延伸设置于车身前侧；第二横部，在车身宽度方向上延伸设置于车身后侧；以及一对连结构件，分别沿着一对门槛而将第一横部与第二横部连结。由此，通过连结构件的变形能够吸收侧面碰撞时的能量。而且，能够减少对中柱的下部周边进行加强的加强件的部件个数。
另外，可以的是，在地板设有鼓出部，该鼓出部从地板面向上方鼓出而与第一横部的下表面接触。由此，通过从第一横部向鼓出部的载荷传递，能够提高车身下部结构的刚性。
另外，可以的是，在地板的中央部设有通道部，在横梁设有以覆盖通道部的方式折弯的脆弱部。由此，在侧面碰撞时，脆弱部变形为截面大致Z字状，门槛容易以与车身宽度方向大致平行地移动的方式变形，从而能够抑制门槛的扭转变形。
另外，可以的是，横梁以比门槛小的截面高度形成。由此，能抑制横梁的截面高度，形成横梁适合采用超高张力钢板的结构。
发明效果
根据本发明，能够提供一种可提高侧面碰撞性能的车身下部结构。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的车身下部结构的立体图。
图2是表示构成车身下部结构的地板及门槛的立体图。
图3是表示构成车身下部结构的横梁的立体图。
图4是沿着图1的IV-IV′线表示车身下部结构的剖视图。
图5是沿着图1的V-V′线表示车身下部结构的剖视图。
图6是沿着图1的VI-VI′线表示车身下部结构的剖视图。
图7是表示构成本发明的实施方式的车身下部结构的门槛的详细情况的剖视图。
图8是表示图7所示的门槛的侧面碰撞时的变形状态的剖视图。
图9是表示图6所示的车身下部结构的侧面碰撞时的变形状态的剖视图。
图10是表示现有技术的门槛的详细情况的剖视图。
图11是表示图10所示的门槛的侧面碰撞时的变形状态的剖视图。
图12是表示地板的第一变形例的立体图。
图13是表示地板的第二变形例的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，在附图的说明中，对于同一要素标注同一标号，省略重复的说明。
首先，参照图1至图7，说明本发明的实施方式的车身下部结构。
图1是表示本发明的实施方式的车身下部结构的立体图。如图1所示，车身下部结构包含地板10、一对门槛(下纵梁)20、及横梁30。地板10在车身下部沿车身前后方向(图1中为左右方向)延伸设置。一对门槛20分别沿着地板10的车身右侧及左侧而在车身前后方向上延伸设置。横梁30从地板10的地板面11(参照图2)分离地架设在一对门槛20之间，具有比门槛20高的强度。
图2是表示构成车身下部结构的地板10及门槛20的立体图。如图2所示，在地板10设有从地板面11向上方突出而将地板10在车身宽度方向上分成两部分的通道部12。通道部12形成为例如截面大致倒U字状。而且，设有从通道部12的两侧的地板面11向上方鼓出的地板鼓出部(鼓出部)13。地板鼓出部13形成为例如枕状。图2所示的地板鼓出部13与门槛20的侧面接触，并从通道部12的侧面分离地设置。需要说明的是，地板面11是与横梁30相对的平坦的面，是未形成通道部12或地板鼓出部13的面(一般面)。
如图2所示，门槛20是例如截面方筒状的构件，也可以是截面筒状的构件。在门槛20的车身前后方向的中央接合有在车高方向上延伸设置的中柱40(需要说明的是，在图2中，仅示出了一方的中柱40)。门槛20由外侧及内侧门槛21、22、隔壁(加强部)23构成。关于门槛20的详细情况，参照图7在后面叙述。
图3是表示构成车身下部结构的横梁30的立体图。横梁30是例如俯视大致矩形的构件。横梁30例如以横梁30的截面高度程度从地板面11分离地架设，从而在侧面碰撞时通过具有比门槛20高的强度的横梁30的轴力而将门槛20的上部比门槛20的下部更牢固地支承。由此，横梁30以通过其右侧部及左侧部对门槛20的上部进行支承的方式架设在一对门槛20之间。横梁30由第一及第二横部31、32、作为连结构件的一对门槛加强部33、作为连结构件的一对通道加强部34构成。这些构件优选一体形成，但也可以组装形成。横梁30通过1500MPa级以上的超高张力钢板或铝的压铸件等形成。
第一及第二横部31、32在横梁30的车身前侧及后侧分别沿车身宽度方向延伸设置，形成为例如截面大致礼帽状。一对门槛加强部33沿着车身右侧及左侧的各自的门槛20设置，将第一及第二横部31、32连结。门槛加强部33形成为例如截面大致Z字。一对通道加强部34分别沿着通道部12的右侧及左侧设置，将横梁30在车身宽度方向上分成两部分并将第一及第二横部31、32连结。通道加强部34形成为例如截面大致礼帽状。在一对通道加强部34之间设有车载设备、配线的配置等用的开口35。而且，在横梁30的四角设有座椅安装孔36。
图4是沿着图1的IV-IV′线表示车身下部结构的剖视图。如图4所示，横梁30设置成第一横部31的下表面与地板鼓出部13的上表面接合，第二横部32的下表面与地板面11不接触。由此，第一横部31在车身前后方向上与地板鼓出部13形成闭截面。需要说明的是，第二横部32为了在与地板面11之间确保后部座席的脚下空间而经由其他的支承构件50支承于地板面11。
图5是沿着图1的V-V′线表示车身下部结构的剖视图。如图5所示，横梁30的截面高度形成得比门槛20的截面高度小。而且，第一横部31以覆盖通道部12的上表面的方式折弯形成。在该折弯部设有使材料强度下降的脆弱部W。脆弱部W通过对折弯部实施例如热处理、截面的切口、构件厚的减少而设置。需要说明的是，第二横部32也可以与第一横部31同样地形成。另外，也与图4的说明相关联，横梁30设置成第一横部31的下表面与地板鼓出部13的上表面接合，但在地板鼓出部13与通道部12之间与地板面11不接触。
图6是沿着图1的VI-VI′线表示车身下部结构的剖视图。如图6所示，横梁30以门槛加强部33与门槛20的上表面及侧面接合的方式形成。由此，门槛加强部33对门槛20的车内上侧的棱线进行加强，能够提高对于来自侧部的输入的强度。而且，横梁30以第一及第二横部31、32的下表面与通道部12的上表面接合的方式形成。而且，横梁30以通道加强部34与第一及第二横部31、32的连接部的倾斜面与通道部12的上部棱线接合而形成闭截面的方式形成。由此，通道加强部34对通道部12的上部棱线进行加强，能够提高强度。
图7是表示构成本发明的实施方式的车身下部结构的门槛20的详细情况的剖视图。如图7所示，外侧及内侧门槛21、22分别沿着车身宽度方向的外侧及内侧而在车身前后方向上延伸设置。外侧及内侧门槛21、22例如是截面大致C字状的构件，以构成例如截面方筒状的门槛20的方式相互接合。隔壁23沿着门槛20的内侧下部而在车身前后方向延伸设置。隔壁23是例如截面大致礼帽状的加强构件，在车身宽度方向的外侧设有2个脚部23a，在车身宽度方向的内侧设有突出部23b。
在外侧门槛21的车身前后方向的中央，外侧门槛21的上表面及侧面与中柱40的下部接合。在内侧门槛22的上表面及侧面上部接合有门槛加强部33(参照图6)。隔壁23设置成2个脚部23a与外侧门槛21的内侧面接合，突出部23b隔着内侧门槛22不与横梁30的侧部相对。
接下来，参照图8至图11，说明侧面碰撞时的车身下部结构的作用。
图8是表示图7所示的门槛20的侧面碰撞时的变形状态的剖视图。如图8所示，若在侧面碰撞时碰撞载荷F作用于中柱40，则绕纵向轴的力矩M与侧方载荷H一起作用于与中柱40的下部接合的门槛20。于是，作用于门槛20的侧方载荷H由架设在一对门槛20之间的第一横部31(及第二横部32)的轴力支承。而且，侧面碰撞时的能量由门槛加强部33的变形吸收。
在此，通过具有比门槛20高的强度的第一横部31(及第二横部32)的轴力，将门槛20的上部比门槛20的下部更牢固地支承，由此门槛20的下部由侧方载荷H向横梁30的下方压入而变形。由此，抑制使门槛20的上部向车身宽度方向的内侧倒入的扭转变形。在此，通过将隔壁23的突出部23b以不与横梁30的侧部相对的方式配置，侧方载荷H向内侧门槛22的下部传递，门槛20的下部向横梁30的下方更容易压入。而且，第一横部31(及第二横部32)的侧端下部经由内侧门槛22而与隔壁23干涉，门槛20的旋转中心位于比其下端靠上方的位置。由此，能够减少作用于门槛20的力矩，因此能够抑制中柱40的旋转变形。
图9是表示图6所示的车身下部结构的侧面碰撞时的变形状态的剖视图。如图9所示，通过在第一横部31(及第二横部32)设置脆弱部W，当侧方载荷H经由门槛20而作用于第一横部31(及第二横部32)时，在脆弱部W产生截面大致Z字状的压曲变形。由此，与使门槛20的上部向车身宽度方向的内侧倒入相比，门槛20以与车身宽度方向大致平行地移动的方式位移。
由此，抑制使门槛20的上部向车身宽度方向的内侧倒入的扭转变形，因此能抑制使中柱40向车身宽度方向的内侧倒入的旋转变形，从而能够提高车身下部结构的侧面碰撞性能。此外，使用超高强度钢板等来提高横梁30的强度，由此使横梁30与隔壁23协作而能够有效地抑制门槛20的扭转变形。
另一方面，图10是表示现有技术的门槛2的详细情况的剖视图。在图10所示的以往的车身下部结构中，门槛2包括外侧及内侧门槛2a、2b、以及设置在门槛2的内侧的一对大致矩形截面的隔壁2c。在此，内侧门槛2b的上表面及侧面整体与横梁3的侧部接合。隔壁2c设置成与门槛2的内表面整体接触且其车身宽度方向的内侧整体与横梁3的侧部相对。
图11是表示图10所示的门槛2的侧面碰撞时的变形状态的剖视图。如图11所示，若在侧面碰撞时碰撞载荷F作用于中柱4，则绕纵向轴的力矩M作用于门槛2。然而，门槛2通过横梁3的轴力来支承其上部及下部，因此其下部不向横梁3的下方压入地发生变形。而且，横梁3的强度不高，因此也无法牢固地支承门槛2。由此，无法抑制使门槛2的上部向车身宽度方向的内侧倒入的扭转变形。而且，由于门槛2的旋转中心位于其下端，因此无法减少作用于门槛2的力矩。因此，使中柱4向车身宽度方向的内侧倒入的旋转变形变大，无法充分确保车身下部结构的侧面碰撞性能。
接下来，参照图12及图13，说明地板10的变形例。图12及图13是分别表示地板10的第一及第二变形例60、70的立体图。
如图12所示，地板鼓出部63可以以与门槛20接触且与通道部62接触的方式设置。由此，容易从地板鼓出部63向通道部62传递碰撞载荷F，因此能够提高车身下部结构的刚性。
另外，如图13所示，地板鼓出部73可以以其上表面与第一及第二横部31、32的下表面接触的方式在车身前后方向的后侧延伸设置。由此，第一及第二横部31、32在车身前后方向上与地板鼓出部73形成闭截面。由此，容易从横梁30向地板70传递碰撞载荷F，因此能够提高车身下部结构的刚性。
如以上说明的那样，根据本发明的实施方式的车身下部结构，分别沿着地板10、60、70的车身两侧部而在车身前后方向延伸设置一对门槛20，从地板10、60、70的地板面11、61、71分离地在一对门槛20之间架设具有比门槛20高的强度的横梁30。由此，在侧面碰撞时，通过具有比门槛20高的强度的横梁30的轴力，将门槛20的上部比门槛20的下部更牢固地支承，由此门槛20的下部向横梁30的下方容易压入。由此，抑制使门槛20的上部向车身宽度方向的内侧倒入的扭转变形，也抑制中柱40的旋转变形，因此能够提高车身下部结构的侧面碰撞性能。
另外，通过在门槛20的内侧下部设置朝向车身宽度方向的内侧突出的突出部23c，由此在侧面碰撞时，通过突出部23c的抵碰而门槛20的下部向横梁30的下方更容易压入。
另外，通过一对门槛加强部33将第一及第二横部31、32连结，由此能够通过门槛加强部33的变形来吸收侧面碰撞时的能量。而且，能够减少对中柱40的下部周边进行加强的加强件的部件个数。
另外，通过设置与第一横部31的下表面接触的地板鼓出部13、63、73，通过从第一横部31向地板鼓出部13、63、73的载荷传递，能够提高车身下部结构的刚性。
另外，通过设置以覆盖通道部12、62、72的方式折弯的脆弱部W，由此在侧面碰撞时，脆弱部W变形为截面大致Z字状，门槛20容易以与车身宽度方向大致平行地移动的方式变形，能够抑制门槛20的扭转变形。
另外，通过抑制横梁30的截面高度，能抑制横梁30的截面高度，形成横梁30适合采用超高张力钢板的结构。
需要说明的是，前述的实施方式说明了本发明的车身下部结构的最佳的实施方式，本发明的车身下部结构并不限定为本实施方式记载的情况。本发明的车身下部结构在不脱离各权利要求记载的发明的宗旨的范围内能变形本实施方式的车身下部结构，或者也可以适用于其他的结构。
标号说明
10、60、70…地板，11、61、71…地板面，12、62、72…通道部，13、63、73…地板鼓出部，20…门槛，23c…突出部，30…横梁，31…第一横部，32…第二横部，33…门槛加强部，40…中柱，W…脆弱部。

Claims (5)

1.一种车身下部结构，其具备：
地板，在车身前后方向上延伸设置；
一对门槛，分别沿着所述地板的车身两侧部而在车身前后方向上延伸设置；以及
横梁，以比所述门槛小的截面高度形成，以从所述地板的地板面分离而通过侧部对所述门槛的上部进行支承的方式架设在所述一对门槛之间，
在所述横梁设有：
第一横部，在车身宽度方向上延伸设置于车身前侧；
第二横部，在车身宽度方向上延伸设置于车身后侧；以及
一对连结构件，分别沿着所述一对门槛而将所述第一横部与所述第二横部连结。
2.根据权利要求1所述的车身下部结构，其中，
在所述门槛的内侧下部设有朝向车身宽度方向的内侧突出的突出部。
3.根据权利要求2所述的车身下部结构，其中，
在所述地板设有鼓出部，该鼓出部从所述地板面向上方鼓出而与所述第一横部的下表面接触。
4.根据权利要求1所述的车身下部结构，其中，
在所述地板的中央部设有通道部，
在所述横梁设有以覆盖所述通道部的方式折弯的脆弱部。
5.根据权利要求1所述的车身下部结构，其中，
所述横梁具有比所述门槛高的强度。
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