JP2007069853A - 車体下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ステップの踏み面を下げた場合にも、ボデーの剛性を十分に確保できる車体下部構造を提供する。
【解決手段】サイドメンバとロッカとブレースとをもつ車体下部構造において、サイドメンバとロッカとの間隙にサイドメンバの長手方向とロッカの長手方向とに沿って延びるブレースを介装し、ブレースがサイドメンバの長手方向とロッカの長手方向とに沿ってサイドメンバとロッカとに接合するようにする。ブレースとサイドメンバとの接合面積、および、ブレースとロッカとの接合面積が大きくなるため、ボデーの剛性が大きく向上し、ステップの踏み面を下げてもボデーの剛性を充分に確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の車体構造に関し、特に、自動車の車体下部の構造に関する。

一般的な自動車の車体下部構造を図６〜８に示し、従来の自動車の車体下部構造を説明する。図６は従来の車体を模式的に表す斜視図である。図７はサイドメンバとブレースとロッカとを模式的に表す上面図である。図８は図６中Ａ−Ａ’位置における断面図である。

従来、自動車の車体下部構造においては、図６〜８に示すように、サイドメンバ１０１とロッカ１０２とをブレース１０３を介して固定したものが知られている。サイドメンバ１０１は車体の下部骨格（シャーシフレーム）の一部を形成する部材であり、一般には、車体の左側と右側とにそれぞれ配設されている。左右のサイドメンバは車体の前後方向に延びている。ロッカ１０２は、車体の外殻（ボデーフレーム）の一部を形成する部材であり、左側のサイドメンバ１０１よりも左側（車体外側）と右側のサイドメンバ１０１よりも右側（車体外側）とにそれぞれ配設されている。ロッカ１０２は左右のサイドメンバ１０１と同様に、車体の前後方向に延びている。ブレース１０３は短冊状をなし、長手方向の一端側がサイドメンバ１０１と接合し、長手方向の他端側がロッカ１０２と接合している。すなわち、ブレース１０３はサイドメンバ１０１とロッカ１０２とを左右方向（車幅方向）に固定する（例えば、特許文献１参照）。ブレース１０３がサイドメンバ１０１とロッカ１０２とを左右方向に固定することで、サイドメンバ１０１とロッカ１０２との左右方向の相対変位が抑えられ、ボデーの左右方向の剛性が向上する。

ところで、近年では、乗員の自動車への降乗を容易にするように、ステップの踏み面を下げることが要求されている。図８に示すように、サイドメンバ１０１はステップパネル１４０と接合し、ステップパネル１４０の上にはスカッフプレート１４１が取り付けられている。ステップ１４２はステップパネル１４０の一部とスカッフプレート１４１とで構成され、スカッフプレート１４１の上面がステップ１４２の踏み面１４３となる。

ステップ１４２の踏み面１４３は、図８に示すように、サイドメンバ１０１、ブレース１０３およびロッカ１０２の上方に形成される。しかし、ロッカ１０２とステップ１４２との間隙は、ある一定以上の大きさに形成される必要がある。スライドドア１５０の開閉機構を配設するためである。すなわち、図８に示すように、ロッカ１０２およびステップ１４２の車体外側には、スライドドア１５０が配される。一方、ロッカ１０２とステップ１４２との間隙には、ステップアンダーパネル１５１およびスライドドアロアレール１５２が形成されている。スライドドア１５０から延びるスライドドアロアアーム１５３はロッカ１０２とステップ１４２との間隙に挿入される。ステップアンダーパネル１５１およびスライドドアロアレール１５２は、スライドドアロアアーム１５３の先端に形成されているスライドドアロアローラ１５４を案内する。よって、ロッカ１０２とステップ１４２との間隙には、少なくともスライドドアロアアーム１５３の先端、スライドドアロアローラ１５４、ステップアンダーパネル１５１およびスライドドアロアレール１５２を収容するための空間が必要になる。したがって、ステップ１４２の踏み面１４３を下げるためには、ロッカ１０２とステップ１４２との間隙を充分に確保するために、ロッカ１０２の配置位置を下方にずらす必要がある。

しかし、ロッカ１０２の配置位置を下方にずらすと、サイドメンバ１０１とロッカ１０２との間の距離が大きくなる。このため、従来のブレース１０３、すなわち、サイドメンバ１０１とロッカ１０２とを左右方向に固定するブレース１０３では、サイドメンバ１０１とロッカ１０２とを安定に固定し難くなる。サイドメンバ１０１とロッカ１０２との間の距離が大きくなる分、ブレース１０３を長く形成する必要があり、ブレース１０３自体の剛性が低下するためである。したがって、この場合にはボデーの剛性を十分に確保できない可能性があった。

サイドメンバ１０１を下方に延設すればロッカ１０２とサイドメンバ１０１との距離を小さくすることができるが、成形性などの製造上の理由により、サイドメンバ１０１を下方に延設するのは困難である。また、サイドメンバ１０１を下方に延設するとサイドメンバ１０１が大きくなるために、車体の重量が増大する不具合もあった。
特開２００１−６３６２０号公報

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、ステップの踏み面を下げた場合にも、ボデーの剛性を十分に確保できる車体下部構造を提供することを目的とする。

本発明の車体下部構造は、車体の下部骨格の一部を形成するサイドメンバとサイドメンバよりも車体外側に配置されるロッカとの間隙に、サイドメンバの長手方向とロッカの長手方向とに沿って延びるブレースが介装され、ブレースはサイドメンバの長手方向とロッカの長手方向とに沿ってサイドメンバとロッカとに接合することを特徴とする。

本発明の車体下部構造は、下記の構成（１）または（２）の何れかを備えることが好ましい。
（１）上記ブレースは、車幅方向の一方の端部に形成され上記サイドメンバと接合するサイドメンバ側接合部と、車幅方向の他方の端部に形成され上記ロッカと接合するロッカ側接合部と、サイドメンバ側接合部とロッカ側接合部とを連結する連結部と、を備え、連結部は、水平方向に対して交叉しかつ鉛直方向に対して交叉する方向に延びる。
（２）（１）の場合、上記連結部は、鉛直方向に対して３０°〜６０°傾斜する方向に延びる。

図６および７に示すように、従来の車体下部構造においては、ブレースは左右方向に延びていた。したがって、従来の車体下部構造では、ブレースが延びる方向はサイドメンバとロッカとの長手方向（前後方向）に交叉する方向であった。また、ブレースは、長手方向の２端部でサイドメンバとロッカとを接合していた。したがって、従来の車体下部構造では、サイドメンバとブレースとの接合面積、および、ロッカとブレースとの接合面積が小さかった。このため、従来の車体下部構造ではボデーの剛性が比較的小さく、ステップの踏み面を下げてサイドメンバとロッカとの間の距離が大きくなった場合には、ボデーの充分な剛性を確保できないおそれがあった。

本発明の車体下部構造によると、ブレースはサイドメンバの長手方向とロッカの長手方向とに沿って延びている。そしてブレースは、サイドメンバの長手方向とロッカの長手方向とに沿ってサイドメンバとロッカとに接合している。このため、本発明の車体下部構造では、ブレースとサイドメンバとの接合面積、および、ブレースとロッカとの接合面積が大きくなり、ボデーの剛性は大きく向上する。したがって、ステップの踏み面を下げ、サイドメンバとロッカとの間の距離が大きくなった場合にも、ボデーの剛性を充分に確保できる。

本発明の車体下部構造が上記構成（１）を備える場合には、ボデーの左右方向の剛性だけでなく、ボデーの上下方向の剛性や前後方向の剛性が高められる。したがって、上記構成（１）を備える本発明の車体下部構造によると、サイドメンバとロッカとの相対変位を確実に抑制できるため、ステップの踏み面を下げた場合にもボデーの剛性が充分に確保できる。

本発明の車体下部構造が上記構成（２）を備える場合には、ボデーの上下方向の剛性や前後方向の剛性をより充分に高められる。したがって、上記構成（２）を備える本発明の車体下部構造によると、サイドメンバとロッカとの相対変位をより確実に抑制できるため、ステップの踏み面を下げた場合にもボデーの剛性がより充分に確保できる。

本発明の車体下部構造は、種々の自動車に用いることができる。例えば、シャーシフレームとボディフレームとが一体成形されている（所謂モノコックボディの）自動車に用いても良いし、シャーシフレームとボディフレームとが各々別体で成形されている自動車に用いても良い。また、ステップの踏み面を下げた自動車に用いても良いし、ステップの踏み面を下げない自動車に用いても良い。

本発明の車体下部構造において、サイドメンバとブレースと、および、ブレースとロッカとは、種々の方法で接合すればよい。例えば、これらを溶接しても良いし、ボルトによって締結しても良い。

以下、本発明の車体下部構造を図面を基に説明する。

（実施例１）
実施例１の車体下部構造は、上記構成（１）および（２）を備える。実施例１の車体下部構造を模式的に表す要部拡大斜視図を図１に示す。実施例１の車体下部構造を模式的に表す断面図を図２に示す。図２の要部拡大図を図３に示す。以下、上、下、左、右、前、後とは、図１に示す上、下、左、右、前、後を指す。

実施例１の車体下部構造は、一対のサイドメンバ１と一対のロッカ２と一対のブレース３とを備える。サイドメンバ１は、車体の前後方向に延びる長尺材であり、車体の左側と右側とにそれぞれ配設されて車体の下部骨格の一部を形成する。サイドメンバ１は断面略コ字状をなし、上方に開口している。サイドメンバ１の上縁には外方に延びるフランジ１０が形成されている。ロッカ２は、サイドメンバ１と同様に車体の前後方向に延びる長尺材である。ロッカ２は、左側のサイドメンバ１よりも左側（車体外側）と右側のサイドメンバ１よりも右側（車体外側）とにそれぞれ配設され、車体の外殻（ボデーフレーム）の一部を形成する。ロッカ２はロッカインナ２０とロッカアウタ２１とからなる。ロッカインナ２０は断面略コ字状をなし、車体外側に開口している。ロッカアウタ２１はロッカインナ２０の開口を覆い、ロッカインナ２０に接合されて一体化している。

図２に示すように、フランジ１０はフロアパネル４０と接合している。フロアパネル４０の上にはステップパネル４１が取り付けられている。フロアパネル４０の一部とステップパネル４１とでステップ４２が構成され、ステップパネル４１の上面がステップ４２の踏み面４３となる。ロッカ２はステップパネル４１およびフロアパネル４０よりも下側に配置されている。

図１に示すように、サイドメンバ１とロッカ２とは左右方向に所定の隙間をもって配されている。サイドメンバ１とロッカ２との隙間にはサイドメンバ１の長手方向とロッカ２の長手方向とに沿って延びるブレース３が介装されている。すなわちブレース３はサイドメンバ１およびロッカ２と同様に車体の前後方向に延びている。ブレース３はサイドメンバ側接合部３０とロッカ側接合部３１と連結部３２を備えている。

サイドメンバ側接合部３０はサイドメンバ１の外側壁１１と略平行に延び、サイドメンバ１の外側壁１１に接合している。詳しくは、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１とは前後方向（サイドメンバ１およびブレース３の長手方向）に沿って１０箇所スポット溶接されて接合している。ロッカ側接合部３１はロッカ２の内側壁２２と略平行に延び、ロッカ２の内側壁２２に接合している。詳しくは、ロッカ側接合部３１とロッカ２とは前後方向（ロッカ２およびブレース３の長手方向）に沿って１１箇所スポット溶接されて接合している。

連結部３２はサイドメンバ側接合部３０とロッカ側接合部３１とを連結する。連結部３２は、図３に示すように、鉛直方向ａに対して４５°傾斜する方向に延びている。したがって、連結部３２は水平方向に対しても４５°傾斜する方向に延びている。

実施例１の車体下部構造では、ブレース３がサイドメンバ１の長手方向とロッカ２の長手方向とに沿ってサイドメンバ１とロッカ２とに接合している。このため、実施例１の車体下部構造では、サイドメンバ１とブレース３（サイドメンバ側接合部３０）との接合面積、および、ロッカ２とブレース３（ロッカ側接合部３１）との接合面積が大きい。よって、サイドメンバ１、ブレース３、ロッカ２が強固に固定されてボデーの剛性が大きく向上する。このため、実施例１の車体下部構造では、ステップ４２の踏み面４３を下げ、サイドメンバ１とロッカ２との間の距離が大きくなった場合にも、ボデーの剛性を充分に確保できる。

実施例１の車体下部構造では、サイドメンバ１とロッカ２とは左右方向に所定の隙間をもって配されており、サイドメンバ１とロッカ２とはブレース３によって左右方向に固定されている。このため、サイドメンバ１とロッカ２との左右方向の相対変位が抑えられ、ボデーの左右方向の剛性が向上する。

また、ブレース３がサイドメンバ１とロッカ２とを前後方向（長手方向）に沿って接合しているため、サイドメンバ１とロッカ２とはブレース３によって前後方向にも固定されている。したがって、サイドメンバ１とロッカ２との前後方向の相対変位が抑えられ、ボデーの前後方向の剛性が向上する。

さらに、ブレース３のサイドメンバ側接合部３０はサイドメンバ１の外側壁１１と接合し、ロッカ側接合部３１はロッカ２の内側壁２２と接合している。このため、サイドメンバ１とロッカ２とはブレース３によって上下方向にも固定されている。したがって、サイドメンバ１とロッカ２との上下方向の相対変位が抑えられ、ボデーの上下方向の剛性が向上する。

実施例１の車体下部構造において、ブレース３の連結部３２は、鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に延びている。このため連結部３２は上下方向に変形し難く、ボデーの上下方向の剛性はさらに向上する。また、連結部３２は水平方向に対しても４５°傾斜する方向に延びている。このため連結部３２は左右方向に変形し難く、ボデーの左右方向の剛性はさらに向上する。なお、連結部３２の延びる方向が鉛直方向に対して３０°〜６０°傾斜する方向であれば、連結部３２は左右方向と上下方向とに変形し難い。よって、連結部３２の延びる方向が鉛直方向に対して３０°〜６０°傾斜する方向であれば、ボデーの剛性は充分に高められる。

実施例１の車体下部構造では、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１とはサイドメンバ１およびブレース３の長手方向に沿って１０箇所接合し、ロッカ側接合部３１とロッカ２とはロッカ２およびブレース３の長手方向に沿って１１箇所接合しているが、接合箇所の数は、サイドメンバ１、ロッカ２、およびブレース３の形状や、必要とするボデーの剛性に応じて適宜設定できる。好ましくは、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１とはサイドメンバ１およびブレース３の長手方向に沿って１０箇所以上接合するのがよい。ロッカ側接合部３１とロッカ２とはロッカ２およびブレース３の長手方向に沿って１０箇所以上接合するのがよい。隣接する接合箇所同士の間隔は８０ｍｍ以下であることが好ましい。

（実施例２）
実施例２の車体下部構造は、上記構成（１）および（２）を備える。実施例２の車体下部構造は、ブレースの形状およびロッカインナの形状以外は実施例１の車体下部構造と同じである。実施例２の車体下部構造を模式的に表す断面図を図４に示す。

実施例２の車体下部構造において、ロッカインナ２０の内側壁２２は下端が鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に延びている。

ブレース３のサイドメンバ側接合部３０は実施例１のブレース３と同様の形状をもつ。サイドメンバ１の外側壁１１は略鉛直方向に延びている。サイドメンバ側接合部３０はサイドメンバ１の外側壁１１と略平行に延び、サイドメンバ１の外側壁１１にスポット溶接されて接合している。連結部３２は、実施例１の連結部３２と同様に、鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に延びている。ロッカ側接合部３１は連結部３２と同様に鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に延びている。ロッカ側接合部３１はロッカインナ２０の内側壁２２下端にスポット溶接されて接合している。

実施例２の車体下部構造では、図４に示すように、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１の外側壁１１とが鉛直方向に対面して接合されている。また、ロッカ側接合部３１とロッカインナ２０の内側壁２２とが鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に対面して接合されている。したがって、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１とが接合する方向と、ロッカ側接合部３１とロッカ２とが接合する方向とは、互いに交叉する方向となる。このため、実施例２の車体下部構造は、サイドメンバ１とブレース３との接合と、ブレース３とロッカ２との接合とが非常に外れ難く、ボデーの剛性が非常に向上する。これは、以下の理由によるものである。

一般に、接合された二部材は、それぞれの部材が互いに対面している方向と直交する方向（剥離方向）の外力が作用すると接合部分が外れ易く、それぞれの部材が互いに対面している方向（剪断方向）の外力が作用しても接合部分は外れ難い。例えば、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１との接合部分では、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１とが対面している方向（鉛直方向）と直交する方向（水平方向）が剥離方向となる。サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１とが対面している方向（鉛直方向）が剪断方向となる。したがって、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１との接合部分は、水平方向の外力が作用すると外れ易く、鉛直方向の外力が作用しても外れ難い。

実施例２の車体下部構造では、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１とが鉛直方向に対面して接合され、ロッカ側接合部３１とロッカ２とが鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に対面して接合されている。したがって、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１との接合部分の剥離方向ｃと、ロッカ側接合部３１とロッカ２との接合部分の剥離方向ｄとが互いに異なる方向になっている。両者の剥離方向（ｃ、ｄ）が異なることで、実施例２の車体下部構造では、種々の方向から外力が加わっても、サイドメンバ１とブレース３とロッカ２との接合が充分に維持され、サイドメンバ１とロッカ２との相対変位を確実に抑制できる。このため、ボデーの剛性が非常に向上する。

なお、実施例２の車体下部構造では、ロッカ側接合部３１とロッカインナ２０の内側壁２２とが鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に対面して接合されているため、ロッカ側接合部３１とロッカ２との接合部分は、左右方向、上下方向、前後方向の何れにも剥離し難い。

（実施例３）
実施例３の車体下部構造は、上記構成（１）および（２）を備える。実施例３の車体下部構造は、ブレースの形状以外は実施例２の車体下部構造と同じである。実施例３の車体下部構造を模式的に表す断面図を図５に示す。

実施例３の車体下部構造において、ブレース３のサイドメンバ側接合部３０はサイドメンバ１の底壁１２と略平行に延び、サイドメンバ１の底壁１２にスポット溶接されて接合している。サイドメンバ１の底壁１２およびサイドメンバ側接合部３０は、水平方向に延びている。連結部３２は、実施例１および実施例２の連結部３２と同様に、鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に延びている。ロッカ側接合部３１は実施例２のロッカ側接合部３１と同様に、鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に延びている。ロッカ側接合部３１はロッカインナ２０の内側壁２２下端にスポット溶接されて接合している。

実施例３の車体下部構造では、図５に示すように、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１の外側壁１１とが水平方向に対面して接合されている。また、ロッカ側接合部３１とロッカインナ２０の内側壁２２とが鉛直方向に対して４５°傾斜する方向に対面して接合されている。したがって、実施例３の車体下部構造においても、サイドメンバ側接合部３０とサイドメンバ１との剥離方向ｃと、ロッカ側接合部３１とロッカ２との剥離方向ｄとは、互いに異なる方向になる。このため、実施例３の車体下部構造は、実施例２の車体下部構造と同様に、種々の方向から外力が加わっても、サイドメンバ１とブレース３とロッカ２との接合が充分に維持され、サイドメンバ１とロッカ２との相対変位を確実に抑制できる。このため、ボデーの剛性が非常に向上する。

実施例１の車体下部構造を模式的に表す要部拡大斜視図である。 実施例１の車体下部構造を模式的に表す断面図である。 図２の要部拡大図である。 実施例２の車体下部構造を模式的に表す断面図である。 実施例３の車体下部構造を模式的に表す断面図である。 従来の車体を模式的に表す斜視図である。 従来の車体下部構造におけるサイドメンバとブレースとロッカとを模式的に表す上面図である。 図６中Ａ−Ａ’位置における断面図である。

符号の説明

１：サイドメンバ、２：ロッカ、３：ブレース、４２：ステップ、４３：ステップの踏み面、３０：サイドメンバ側接合部、３１：ロッカ側接合部、３２：連結部

Claims (3)

1. 車体の下部骨格の一部を形成するサイドメンバと該サイドメンバよりも車体外側に配置されるロッカとの間隙に、該サイドメンバの長手方向と該ロッカの長手方向とに沿って延びるブレースが介装され、該ブレースは該サイドメンバの長手方向と該ロッカの長手方向とに沿って該サイドメンバと該ロッカとに接合することを特徴とする車体下部構造。
2. 前記ブレースは、車幅方向の一方の端部に形成され前記サイドメンバと接合するサイドメンバ側接合部と、車幅方向の他方の端部に形成され前記ロッカと接合するロッカ側接合部と、該サイドメンバ側接合部と該ロッカ側接合部とを連結する連結部と、を備え、
   該連結部は、水平方向に対して交叉しかつ鉛直方向に対して交叉する方向に延びる請求項１に記載の車体下部構造。
3. 前記連結部は、鉛直方向に対して３０°〜６０°傾斜する方向に延びる請求項２に記載の車体下部構造。

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