JP2006232073A - 補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の側面衝突時にピラーから入力される衝突荷重を効果的に受け止める。
【解決手段】 補強構造１０では、サイドメンバ１２及びＶ字メンバ１８が車両後側へ延在されると共に、前クロスメンバ２７が車幅方向に配置されてサイドメンバ１２及びＶ字メンバ１８に結合されている。また、ロッカ２２にセンタピラー２６が立設されている。ここで、前クロスメンバ２７がセンタピラー２６に結合されているため、車両の側面衝突時にセンタピラー２６から入力される衝突荷重を、前クロスメンバ２７がダイレクトに受け止めることができる。さらに、サイドメンバ１２からＶ字メンバ１８が分岐されているため、車両の側面衝突時にセンタピラー２６から入力される衝突荷重を、前クロスメンバ２７、サイドメンバ１２及びＶ字メンバ１８が効果的に受け止めることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車体を車幅方向からの入力に対して補強する補強構造に関する。

車体構造として、フロアトンネルとサイドシルとの間にセンタピラー近傍において第１クロスメンバ、第２クロスメンバ及び第３クロスメンバが結合されて、車体の車幅方向からの入力に対して補強されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この車体構造では、上述の如く第１クロスメンバ、第２クロスメンバ及び第３クロスメンバがサイドシルに結合されているため、車両の側面衝突時にセンタピラーから入力される衝突荷重を第１クロスメンバ、第２クロスメンバ及び第３クロスメンバがサイドシルを介して受け止める。これにより、車両の側面衝突時にセンタピラーから入力される衝突荷重を効果的に受け止めることができず、第１クロスメンバ、第２クロスメンバ及び第３クロスメンバを必要としている。
特開２００２−２７４４３８公報

本発明は、上記事実を考慮し、車両の側面衝突時にピラーから入力される衝突荷重を効果的に受け止めることができる補強構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の補強構造は、車室のフロアパネルに沿って車両後側へ延在され、車両の骨格部材を形成するメインメンバと、前記メインメンバから分岐され、前記フロアパネルに沿って車両後側へ延在されたサブメンバと、車室の車幅方向端部に立設されたピラーと、車幅方向に沿って配置され、前記メインメンバ、サブメンバ及びピラーに結合されたクロスメンバと、を備えている。

請求項２に記載の補強構造は、請求項１に記載の補強構造において、前記クロスメンバを前記メインメンバ及びサブメンバに水平方向で連結した、ことを特徴としている。

請求項３に記載の補強構造は、請求項１又は請求項２に記載の補強構造において、前記クロスメンバは、上方に向けて開いたコ字状断面を有するクロスメンバ本体と、上方に向けて開いたコ字状断面を有して前記クロスメンバ本体の内側に重ねられ、前記クロスメンバの前記メインメンバとの結合部と前記クロスメンバの前記サブメンバとの結合部との間で底壁が傾斜されて、前記クロスメンバの前記メインメンバとの結合部において底壁が前記クロスメンバの上下方向中間部に配置された横壁とされた補強部材と、を有することを特徴としている。

請求項４に記載の補強構造は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の補強構造において、前記メインメンバ、サブメンバ及びクロスメンバの少なくとも１つの断面内に車両のシートの取付部を配置した、ことを特徴としている。

請求項５に記載の補強構造は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の補強構造において、車幅方向に沿って配置されて前記メインメンバと前記サブメンバとを結合する部材を前記クロスメンバのみとした、ことを特徴としている。

請求項６に記載の補強構造は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の補強構造において、前記メインメンバと前記サブメンバとを車両後側へ向かうに従い離間させた、ことを特徴としている。

請求項１に記載の補強構造では、メインメンバ及びサブメンバが車室のフロアパネルに沿って車両後側へ延在されると共に、クロスメンバが車幅方向に沿って配置されており、メインメンバ及びサブメンバにクロスメンバが結合されている。さらに、車室の車幅方向端部に立設されているピラーにクロスメンバが結合されている。

このため、車両の側面衝突時にピラーから入力される衝突荷重を、クロスメンバが、ダイレクトに受け止めることができて、効果的に受け止めることができる。

さらに、メインメンバからサブメンバが分岐されている。このため、車両の側面衝突時にピラーから入力される衝突荷重をクロスメンバ、メインメンバ及びサブメンバが効果的に受け止めることができる。

請求項２に記載の補強構造では、クロスメンバがメインメンバ及びサブメンバに水平方向で連結されている。このため、車両の側面衝突時にピラーから入力される衝突荷重を確実にクロスメンバ、メインメンバ及びサブメンバが効果的に受け止めることができる。

請求項３に記載の補強構造では、クロスメンバがクロスメンバ本体と補強部材とで上方に向けて開いた２重のコ字状断面を有しており、クロスメンバ本体内側の補強部材の底壁が、クロスメンバのメインメンバとの結合部とクロスメンバのサブメンバとの結合部との間で傾斜されて、クロスメンバのメインメンバとの結合部においてクロスメンバの上下方向中間部に配置された横壁とされている。このため、車両の側面衝突時にピラーから入力される衝突荷重をクロスメンバが上下方向中間部において効果的に受け止めることができる。

請求項４に記載の補強構造では、メインメンバ、サブメンバ及びクロスメンバの少なくとも１つの断面内に、車両のシートの取付部が配置されている。このため、シートの取付部における車体の剛性を高くすることができる。

請求項５に記載の補強構造では、車幅方向に沿って配置されてメインメンバとサブメンバとを結合する部材がクロスメンバのみとされている。これにより、車体を車幅方向側において補強する構成を簡単にすることができる。

請求項６に記載の補強構造では、メインメンバとサブメンバとが車両後側へ向かうに従い離間されている。このため、クロスメンバ、メインメンバ及びサブメンバが平面視三角形状を形成しており、車両の側面衝突時にピラーから入力される衝突荷重をクロスメンバ、メインメンバ及びサブメンバが一層効果的に受け止めることができる。

図１には、本発明の実施の形態に係る補強構造１０が上側から見た平面図にて示されており、図２には、補強構造１０が車両左側から見た側面図にて示されている。また、図３には、補強構造１０の主要部の車両右側部分が車両左斜め前方から見た斜視図にて示されており、図４には、補強構造１０の主要部の車両右側部分が車両前側から見た断面図にて示されている。さらに、図５には、補強構造１０の主要部の車両右側部分が車両左側から見た断面図（図４の５−５線断面図）にて示されている。なお、図面では、車両前方を矢印ＦＲで示し、車両右方を矢印ＲＨで示し、上方を矢印ＵＰで示す。

本実施の形態に係る補強構造１０は、メインメンバとしての断面コ字形長尺板状のサイドメンバ１２を一対備えており、一対のサイドメンバ１２は、車両の骨格部材を形成して、車両の左右両側部において車両前後方向へ延在されている。各サイドメンバ１２の車両前後方向中間部における両側壁は、車室１４のフロアパネル１６の下面に結合（溶接）されている。

各サイドメンバ１２の車幅方向内側には、サブメンバとしての断面コ字形長尺板状のＶ字メンバ１８が設けられており、各Ｖ字メンバ１８は、両側壁において各サイドメンバ１２の車両前部近傍における車幅方向内側の側壁に固定されると共に、底壁において各サイドメンバ１２の車両前部近傍における底壁に固定されて、各サイドメンバ１２に結合されている（各サイドメンバ１２から分岐されている）。各Ｖ字メンバ１８は各サイドメンバ１２から車両後側へ延在されており、各サイドメンバ１２の各Ｖ字メンバ１８との結合部よりも車両後側の部分と各Ｖ字メンバ１８とを合せた形状が平面視Ｖ字状にされて、各サイドメンバ１２と各Ｖ字メンバ１８とは車両後側へ向かうに従い徐々に離間されている。また、各Ｖ字メンバ１８の両側壁は、フロアパネル１６の下面に結合されている。

各サイドメンバ１２の車幅方向外側には、結合部材としての断面コ字形長尺板状のトルクボックス２０が設けられており、各トルクボックス２０は、両側壁において各サイドメンバ１２の車両前部近傍における車幅方向外側の側壁に固定されると共に、底壁において各サイドメンバ１２の車両前部近傍における底壁に固定されて、各サイドメンバ１２に結合されている。各トルクボックス２０は各サイドメンバ１２から車幅方向外側へ延在されており、各トルクボックス２０の両側壁はフロアパネル１６の下面に結合されている。

各トルクボックス２０の車幅方向外側端部には、外側部材としての長尺矩形筒状のロッカ２２が結合されており、各ロッカ２２は、両側壁において各トルクボックス２０の車両後側の側壁に固定されると共に、底壁において各トルクボックス２０の底壁に固定されている。各ロッカ２２は、各トルクボックス２０から車両後方へ延在されて、車室１４の車幅方向各端部に配置されており、各ロッカ２２の上壁はフロアパネル１６の側縁に固定されている。

一対のロッカ２２の車両後側端間には、補助クロスメンバとしての長尺矩形筒状の後クロスメンバ２４が連結されており、後クロスメンバ２４は、車幅方向に配置されている。後クロスメンバ２４は、上壁において各サイドメンバ１２の底壁に固定されて、各サイドメンバ１２に結合されている。

各ロッカ２２の車両前後方向中央部分には、ピラーとしての長尺矩形筒状のセンタピラー２６（Ｂピラー）が結合されており、各センタピラー２６は各ロッカ２２から上側へ立設されている。

一対のセンタピラー２６の下部間には、クロスメンバとしての前クロスメンバ２７が設けられており、前クロスメンバ２７は車幅方向に沿って配置されている。前クロスメンバ２７は、断面コ字形長尺板状のクロスメンバ本体２８を有しており、クロスメンバ本体２８の両側壁は、フロアパネル１６の下面に結合されている。なお、各Ｖ字メンバ１８の各サイドメンバ１２への結合部分と前クロスメンバ２７との間には、車幅方向に配置される他の骨格部材は、配置されていない。

クロスメンバ本体２８は、各センタピラー２６の下部と各サイドメンバ１２の車両前後方向中央部分との間において、外クロス部２８Ａを有しており、各外クロス部２８Ａは、両側壁及び底壁において各センタピラー２６の車幅方向内側の側壁に固定されて、各センタピラー２６に結合され、かつ、両側壁において各サイドメンバ１２の車幅方向外側の側壁に固定されると共に、底壁において各サイドメンバ１２の底壁に固定されて、各サイドメンバ１２に結合されている。

クロスメンバ本体２８は、一対のサイドメンバ１２の車両前後方向中央部分間において、中央クロス部２８Ｂを有しており、中央クロス部２８Ｂは、両側壁において各サイドメンバ１２の車幅方向内側の側壁に固定されると共に、底壁において各サイドメンバ１２の底壁に固定されて、各サイドメンバ１２に結合されている。さらに、中央クロス部２８Ｂの車幅方向中間部には、車両前側の側壁において各Ｖ字メンバ１８の両側壁が固定されると共に、底壁において各Ｖ字メンバ１８の底壁が固定されて、各Ｖ字メンバ１８の車両後側端が結合されている。

中央クロス部２８Ｂ内には、補強部材としての断面コ字形長尺板状のリインフォースメント３０が設けられており、リインフォースメント３０は、底壁の車幅方向中間部分が中央クロス部２８Ｂの底壁に固定されると共に、両側壁が中央クロス部２８Ｂの両側壁に固定されて、前クロスメンバ２７が一対のサイドメンバ１２間で上方へ向けて開かれた２重のコ字状断面となり、中央クロス部２８Ｂを補強している。リインフォースメント３０の底壁は、車幅方向両端近傍（前クロスメンバ２７のサイドメンバ１２との結合部と前クロスメンバ２７のＶ字メンバ１８との結合部との間）において、傾斜壁３０Ａとされており、各傾斜壁３０Ａは、車幅方向外側へ向かうに従い上側へ向かう方向へ傾斜されている。リインフォースメント３０の底壁は、車幅方向両端（前クロスメンバ２７のサイドメンバ１２との結合部）において、横壁３０Ｂとされており、各横壁３０Ｂは、中央クロス部２８Ｂの上下方向中間部（好ましくは上下方向中央部）に水平（横方向）に配置されて、各サイドメンバ１２の上下方向中間部（好ましくは上下方向中央部）に対向している。

前クロスメンバ２７上方には、各サイドメンバ１２上方を含む全体において、取付補強部材としての長尺板状のパッチ３２が配置されており、パッチ３２は、クロスメンバ本体２８、各サイドメンバ１２及び各Ｖ字メンバ１８の両側壁が結合されるフロアパネル１６の下面に結合されている。

前クロスメンバ２７の断面内及び前クロスメンバ２７の各Ｖ字メンバ１８との結合部分の断面内におけるフロアパネル１６及びパッチ３２は、車両のシート（図示省略）の取付部３４とされており、ナット３６が取り付けられている。なお、各取付部３４には、車両の前から１列目のシートの車両後側部、又は、車両の前から２列目のシートの車両前側部が取り付けられている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成の補強構造１０では、各サイドメンバ１２及び各Ｖ字メンバ１８が、フロアパネル１６に沿って車両後側へ延在されて、車体を車両前後方向において補強している。さらに、前クロスメンバ２７が、フロアパネル１６に沿って車幅方向に配置されて、車体を車幅方向において補強すると共に、各サイドメンバ１２及び各Ｖ字メンバ１８に結合されている。また、車室１４の車幅方向両端部にロッカ２２が配置されており、各ロッカ２２の車両前後方向中央部分にセンタピラー２６が立設されている。

ここで、前クロスメンバ２７が各センタピラー２６に直接結合されている。このため、車両の側面衝突時には、センタピラー２６から入力される衝突荷重を、前クロスメンバ２７が、ロッカ２２を介さずにダイレクトに受け止めることができて、効果的に受け止めることができる。

さらに、前クロスメンバ２７のクロスメンバ本体２８の中央クロス部２８Ｂを補強するリインフォースメント３０の両端部の各横壁３０Ｂが、中央クロス部２８Ｂの上下方向中間部において水平に配置されて、各サイドメンバ１２の上下方向中間部に対向している。しかも、前クロスメンバ２７はサイドメンバ１２との結合部とＶ字メンバ１８との結合部との間において内部にリインフォースメント３０の傾斜壁３０Ａが配置されている。このため、前クロスメンバ２７はサイドメンバ１２との結合部とＶ字メンバ１８との結合部との間においてバルクヘッド（断面保持部材）状に形成されて車幅方向の剛性を高くされている。さらに、中央クロス部２８Ｂの上部にパッチ３２及びフロアパネル１６が水平に配置されると共に、中央クロス部２８Ｂの底壁が水平に配置されている。これにより、車両の側面衝突時にサイドメンバ１２から入力される衝突荷重を中央クロス部２８Ｂが上部（パッチ３２及びフロアパネル１６）、上下方向中間部（横壁３０Ｂ及び傾斜壁３０Ａ）及び下部（底壁）において効果的に受け止めることができる。

また、各サイドメンバ１２から各Ｖ字メンバ１８が分岐されている。しかも、各サイドメンバ１２と各Ｖ字メンバ１８とが車両後側へ向かうに従い徐々に離間されているため、前クロスメンバ２７、サイドメンバ１２及びＶ字メンバ１８が平面視三角形状のトラス骨格構造を形成している。さらに、前クロスメンバ２７が各Ｖ字メンバ１８を横切っていても、前クロスメンバ２７が各Ｖ字メンバ１８に分断されず連続配置されている（前クロスメンバ２７の車幅方向への荷重伝達系が各Ｖ字メンバ１８に拘らず連続性を有している）。このため、車両の側面衝突時にセンタピラー２６から入力される衝突荷重を、前クロスメンバ２７、サイドメンバ１２及びＶ字メンバ１８が効果的に受け止めることができる。

さらに、前クロスメンバ２７の上部から下部が、各サイドメンバ１２及び各Ｖ字メンバ１８の上部から下部に結合されて、互いに水平方向で連結されている。このため、車両の側面衝突時にセンタピラー２６から入力される衝突荷重を確実に前クロスメンバ２７、サイドメンバ１２及びＶ字メンバ１８が効果的に（上部から下部に亘って分散して）受け止めることができる。

以上により、車幅方向に配置されて各サイドメンバ１２と各Ｖ字メンバ１８とを結合する骨格部材が前クロスメンバ２７のみであっても、車両の側面衝突時にセンタピラー２６から入力される衝突荷重を前クロスメンバ２７、サイドメンバ１２及びＶ字メンバ１８が充分に受け止めることができる。これにより、車体を車幅方向において補強する構成を簡単にすることができ、コスト及び質量を低減することができる。

さらに、上述の如く、各サイドメンバ１２から各Ｖ字メンバ１８が分岐されると共に、各サイドメンバ１２と各Ｖ字メンバ１８とが車両後側へ向かうに従い離間されている。このため、車両の前面衝突時にサイドメンバ１２から入力される衝突荷重を、Ｖ字メンバ１８に効果的に分散することができ、車体を車両前後方向において効果的に補強することができる。

また、前クロスメンバ２７の断面内及び前クロスメンバ２７の各Ｖ字メンバ１８との結合部分の断面内におけるフロアパネル１６及びパッチ３２に、シートの取付部３４が配置されている。しかも、上述の如く、前クロスメンバ２７は、サイドメンバ１２との結合部とＶ字メンバ１８との結合部との間において、内部にリインフォースメント３０の傾斜壁３０Ａ及び横壁３０Ｂが配置されてバルクヘッド（断面保持部材）状に形成されることで車幅方向の剛性が高くされている。このため、シートの取付部３４の車体の剛性を高くすることができる。

さらに、上述の如く各サイドメンバ１２と各Ｖ字メンバ１８とが車両後側へ向かうに従い離間されているため、各サイドメンバ１２と各Ｖ字メンバ１８との車幅方向間をシートの車幅方向長さ程度に離すことができる。このため、上述の如く車幅方向に配置されてサイドメンバ１２とＶ字メンバ１８とを結合する骨格部材が前クロスメンバ２７のみであっても、例えばシートの車両前側の車幅方向両端部を各サイドメンバ１２及び各Ｖ字メンバ１８の断面内に取り付けることができ、車室１４内のシート配列に影響ができることを抑制できると共に、車幅方向に配置されてサイドメンバ１２とＶ字メンバ１８とを結合する骨格部材をシート取付のためだけに余分に設定する必要をなくすことができる。

なお、本実施の形態では、クロスメンバ本体２８の中央クロス部２８Ｂ内にリインフォースメント３０を設けた構成としたが、クロスメンバ本体２８の外クロス部２８Ａ内にリインフォースメント（補強部材）を設けた構成としてもよい。

本発明の実施の形態に係る補強構造を示す上側から見た平面図である。 本発明の実施の形態に係る補強構造を示す車両左側から見た側面図である。 本発明の実施の形態に係る補強構造の主要部の車両右側部分を示す車両左斜め前方から見た斜視図である。 本発明の実施の形態に係る補強構造の主要部の車両右側部分を示す車両前側から見た断面図である。 本発明の実施の形態に係る補強構造の主要部の車両右側部分を示す車両左側から見た断面図（図４の５−５線断面図）である。

符号の説明

１０ 補強構造
１２ サイドメンバ（メインメンバ）
１４ 車室
１６ フロアパネル
１８ Ｖ字メンバ（サブメンバ）
２６ センタピラー（ピラー）
２７ 前クロスメンバ（クロスメンバ）
２８ クロスメンバ本体
３０ リインフォースメント（補強部材）
３０Ｂ 横壁
３４ 取付部

Claims (6)

1. 車室のフロアパネルに沿って車両後側へ延在され、車両の骨格部材を形成するメインメンバと、
   前記メインメンバから分岐され、前記フロアパネルに沿って車両後側へ延在されたサブメンバと、
   車室の車幅方向端部に立設されたピラーと、
   車幅方向に沿って配置され、前記メインメンバ、サブメンバ及びピラーに結合されたクロスメンバと、
   を備えた補強構造。
2. 前記クロスメンバを前記メインメンバ及びサブメンバに水平方向で連結した、ことを特徴とする請求項１記載の補強構造。
3. 前記クロスメンバは、
   上方に向けて開いたコ字状断面を有するクロスメンバ本体と、
   上方に向けて開いたコ字状断面を有して前記クロスメンバ本体の内側に重ねられ、前記クロスメンバの前記メインメンバとの結合部と前記クロスメンバの前記サブメンバとの結合部との間で底壁が傾斜されて、前記クロスメンバの前記メインメンバとの結合部において底壁が前記クロスメンバの上下方向中間部に配置された横壁とされた補強部材と、
   を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の補強構造。
4. 前記メインメンバ、サブメンバ及びクロスメンバの少なくとも１つの断面内に車両のシートの取付部を配置した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の補強構造。
5. 車幅方向に沿って配置されて前記メインメンバと前記サブメンバとを結合する部材を前記クロスメンバのみとした、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の補強構造。
6. 前記メインメンバと前記サブメンバとを車両後側へ向かうに従い離間させた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の補強構造。

Images