JP2008184105A

JP2008184105A - 車両骨格部材の結合部構造

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Publication number: JP2008184105A
Application number: JP2007020811A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Suzuki; 保雄鈴木; Norihisa Aoki; 典久青木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP4910731B2

Abstract

【課題】部材を追加したり部材の肉厚を増加させたりすることなく、車体骨格の結合部近傍の結合強度を増大させることのできる車両骨格部材の結合部構造の提供を目的とする。
【解決手段】一方向に延在するロッカ１２と、ロッカ１２と交差配置されて交差方向に延在し、端部でロッカ１２に結合されたクロスメンバ１３およびフロアパネル１４とを有し、クロスメンバ１３およびフロアパネル１４は、ロッカ１２とクロスメンバ１３およびフロアパネル１４との結合部に対して下方に位置する結合とされ、ロッカ１２とフロアパネル１４とは、クロスメンバ１３の延在方向に沿った長さがＬの傾斜面１５によって連結されているとともに、傾斜面１５の長さＬは、クロスメンバ１３の上面の幅Ｗに対してＷ＝２Ｌの関係にあるように設定されている車両骨格部材の結合部構造である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両骨格部材の結合部構造に係り、特に、圧縮荷重を受ける車両構造部材を有する結合部構造に関する。

車体の前後方向に延びる左右一対のロッカと、車幅方向に沿って設けられ、前記一対のロッカを結合するクロスメンバと、前記ロッカとクロスメンバとに結合されたフロアパネルとを備える車体構造の自動車においては、シートは通常クロスメンバで支持される。

したがって前記自動車が走行中に前方に位置する物体に衝突する前面衝突を起すと、前記シートに着座していた着座者の慣性力による大きな外力がクロスメンバに加わる。これにより、クロスメンバとロッカとの結合部にクロスメンバの端部を剥離させる方向に大きな応力が生じる。

そこで、ロッカとクロスメンバとの結合強度を向上させるべく、ロッカとクロスメンバとフロアパネル端縁とを互いに結合する補強板を設け、ロッカとクロスメンバの端部と補強板との各一部を互いに重ね合わせて結合することが提案された（特許文献１）。
特開２０００−２５６５５号公報

前記結合方法によってロッカとクロスメンバとフロアパネルとの前記方向に沿った結合強度は大幅に改善された。

しかしながら、上述した前面衝突時の対策も重要ではあるが、側面衝突時には、ロッカとクロスメンバとの結合部に、ロッカを屈曲させる方向、言い換えればクロスメンバを軸圧縮させる方向への荷重が入力されることから、その方向への強度の向上も強く求められる。

また、特許文献１の結合方法においては、部材が増加するから、コストおよび質量の増加が避けられないという問題もある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、部材を追加したり部材の肉厚を増加させたりすることなく、車体骨格の結合部近傍の強度、特にクロスメンバを屈曲させる方向の結合強度を増大させることのできる車両骨格部材の結合部構造の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、一方向に延在する第１骨格部材と、前記第１骨格部材に対して交差配置されて交差方向に延在し、端部で前記第１骨格部材に結合された第２骨格部材と、を有し、前記第２骨格部材の底面が、前記第１骨格部材と前記第２骨格部材との結合部に対して下方に位置するとともに、前記結合部と前記第２骨格部材の底面とが、前記第２骨格部材の延在方向に沿った長さＬが前記第２骨格部材の上面の幅Ｗに対してＷ＝２Ｌの関係にあるように設定されている傾斜面によって連結されていることを特徴とする。

請求項１に記載の車両骨格部材の結合部構造において第２骨格部材の上面の幅はＷであるから、前記上面の座屈波長λは２Ｗである。一方、第２骨格部材の底面においては、第１骨格部材と第２骨格部材との結合部と前記第２結合部材の底面とが前記第２骨格部材の延在方向に沿った長さがＬの傾斜面によって連結されているから、前記底面の座屈波長λ’は４Ｌとなる。ここで、前記長さＬは、Ｗ＝２Ｌになるように設定されているから、底面の座屈波長λ’＝４Ｌ＝２Ｗとなり、上面の座屈波長λと一致する。したがって、第１結合部材を屈曲させる方向の荷重が加わると、前記第２骨格部材は上方または下方に屈曲する方向の変形をすることなく、軸方向に圧縮される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両骨格部材の結合部構造において、前記第２骨格部材の底面に、前記傾斜面を経由して前記結合部に向かう長さ４Ｌのビード状の補強部が長手方向に沿って形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の車両骨格部材の結合部構造においては、第２骨格部材の底面に、前記傾斜面を経由して前記結合部に向かう長さ４Ｌのビード状の補強部が長手方向に沿って形成されている。ここで、Ｌは前記傾斜面の前記第２骨格部材の延在方向に沿った長さであり、第２骨格部材の上面の幅Ｗ＝２Ｌであるから、前記補強部の長さは２Ｗになる。したがって第２骨格部材の底面においては、座屈波長λ’が変化しないにも拘わらず、圧縮強度が効果的に向上する。

請求項３に記載の発明は、一方向に延在する第１骨格部材と、前記第１骨格部材と交差配置されて交差方向に延在し、端部で前記第１骨格部材に結合された第２骨格部材と、を有し、前記第２骨格部材の底面は、前記第１骨格部材と前記第２骨格部材との結合部に対して下方に位置するとともに、前記第２骨格部材の上面および底面と前記結合部とは、前記第２骨格部材の延在方向に沿った長さＬが等しく、且つ同一方向に傾斜する傾斜面によって連結されていることを特徴とする。

請求項３に記載の車両骨格部材の結合部構造においては、第２骨格部材は、上下方向にオフセットした状態で第１骨格部材に結合されているにも拘わらず、第１骨格部材との結合部と前記第２骨格部材の上面および底面とが、前記第２骨格部材の延在方向に沿った長さＬが等しく、且つ同一方向に傾斜する傾斜面によって連結されている。

したがって、第２骨格部材の上面および底面の何れも座屈波長が４Ｌとなり、一致するから、第１結合部材を屈曲させる方向の荷重が加わると、前記第２骨格部材は上方または下方に屈曲する方向の変形をすることなく、軸方向に圧縮される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車両骨格部材の結合部構造において、前記第２骨格部材における頂面および底面の少なくとも一方には、前記傾斜面を経由して前記結合部に向かう長さ４Ｌのビード状の補強部が長手方向に沿って設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の車両骨格部材の結合部構造においては、前記第２骨格部材における頂面および底面の少なくとも一方に、前記傾斜面を経由して前記結合部に向かう長さ４Ｌのビード状の補強部が長手方向に沿って設けられている。したがって、前記第２骨格部材の軸方向の圧縮強度が更に向上する。

請求項５に記載の発明は、一方向に延在する第１骨格部材と、前記第１骨格部材と交差配置されて交差方向に延在し、端部で前記第１骨格部材に結合された第２骨格部材と、を有し、前記第２骨格部材の底面は、前記第１骨格部材と前記第２骨格部材との結合部に対して下方に位置するとともに、前記結合部と前記第２骨格部材の底面とは、前記第２骨格部材の延在方向に沿った長さがＬの傾斜面によって連結され、前記第２骨格部材の上面における前記結合部からの距離がＬの部分に凹陥部が、前記上面における前記結合部からの距離が３Ｌの部分に突出部が形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の車両骨格部材の結合部構造においては、第２骨格部材の上面の第１骨格部材との結合部からの距離がＬの部分に凹陥部が、前記凹陥部からの距離が２Ｌの部分に突出部が形成されているから、第２骨格部材の圧縮方向の荷重が加わると、上面においては、前記凹陥部の部分で下方に、前記突出部の部分で上方に屈曲しようとする。したがって第２骨格部材の上面の座屈波長λは４Ｌとなる。一方、第２骨格部材の底面においては、前記結合部と底面とが長さＬの傾斜面で連結されているから、座屈波長λ’＝４Ｌである。

したがって、第２骨格部材の上面の幅Ｗと前記傾斜面の長さＬとがＷ＝２Ｌの関係にない場合にも第２骨格部材の上面と底面との座屈波長を一致させることができるから、第１結合部材を屈曲させる方向の荷重が加わると、前記第２骨格部材は上方または下方に屈曲する方向の変形をすることなく、軸方向に圧縮される。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車両骨格部材の結合部構造において、前記凹陥部が前記第２骨格部材の幅方向に沿ったビード状凹陥部である凹ビードであり、前記突出部が前記第２骨格部材の幅方向に沿ったビード状突出部である凸ビードであることを特徴とする。

請求項６に記載の車両骨格部材の結合部構造においては、凹陥部として凹ビードを、突出部として凸ビードが形成されている。したがって、第２骨格部材の圧縮方向の荷重が加わると、上面においては、前記凹ビードを中心として下方に屈曲しようとし、前記凸ビードを中心として上方に屈曲しようとする。したがって第２骨格部材の上面においては、前記結合部からの距離がＬの位置において下方に、前記距離が３Ｌの位置において上方に屈曲するから、第２骨格部材の上面の座屈波長λを正確に４Ｌに設定できる。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の車両骨格部材の結合部構造において、前記第２骨格部材の上面を波打ち面とすることによって前記凹陥部および突出部が形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の車両骨格部材の結合部構造においては、前記第２骨格部材の上面が波打ち面とされているから、第２骨格部材に圧縮荷重が加わると、第２骨格部材の上面は前記波打ち面の形状に従って波型に変形する。したがって、第２骨格部材の上面の座屈波長は、前記波打ち面の波長に等しくなる。

ここで、前記波打ち面は、第１骨格部材と第２骨格部材との結合部からの距離がＬの部分が凹陥し、前記結合部からの距離が３Ｌの部分が突出するように形成されているから、前記波打ち面の波長は４Ｌとなる。したがって、前記第２骨格部材の上面の座屈波長λは４Ｌとなり、底面の座屈波長λ’と一致する。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載の車両骨格部材の結合部構造において、前記第１骨格部材がロッカであり、前記第２骨格部材はクロスメンバとフロアパネルとから構成されていることを特徴とする。

請求項８に記載の車両骨格部材の結合部構造においては、クロスメンバとフロアパネルとから構成される部材は、上面と底面との座屈波長が一致している。したがって、ロッカを屈曲させる方向の荷重が加わると、前記クロスメンバとフロアパネルとは、何れも上方または下方に屈曲する方向の変形をすることなく、軸方向に圧縮される。

請求項１に記載の発明によれば、前述のように第２結合部材の上面と底面とで座屈波長が一致している。したがって、第２結合部材の底面は、第１骨格部材との結合部よりも車両下方に位置しているにも拘わらず、第１結合部材を屈曲させる方向の荷重が加わると、前記第２骨格部材は軸方向に圧縮される。故に、第２骨格部材は偏った曲げ変形を起すことなく、第１結合部材を支持する部材としての強度を充分に発揮する。これにより、部材を追加したり部材の肉厚を増加させたりすること無く、車体骨格の結合部近傍の強度を増大させることのできる車体骨格部材の結合部構造が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、第２結合部材の底面の座屈波長λ’を変化させること無く、第２骨格部材の耐荷重および圧縮強度を更に向上させることができる。したがって、第１結合部材を屈曲させる方向の荷重に対する結合強度が請求項１に記載の発明に比較して更に向上する。

請求項３に記載の発明によれば、前述のように第２結合部材の上面と底面とで座屈波長が一致しているから、第１結合部材を屈曲させる方向の荷重が加わると、第２骨格部材は偏った曲げ変形を起すことなく、軸方向に圧縮される。したがって、結合部において第２骨格部材が第１骨格部材に対して車両上下方向にオフセットした状態で結合されているにも拘わらず、前記第２骨格部材は、第１結合部材を支持する部材としての強度を充分に発揮し、前記方向の荷重に対する結合強度が向上する。

請求項４に記載の発明によれば、前述のように、前記第２骨格部材における頂面および底面の少なくとも一方に形成された補強部によって第２骨格部材の耐荷重および圧縮強度を更に向上させることができる。したがって、第１結合部材を屈曲させる方向の荷重に対する結合強度が請求項３に記載の発明に比較して更に向上する。

請求項５に記載の発明によれば、第２骨格部材の上面の幅Ｗと前記傾斜面の長さＬとがＷ＝２Ｌの関係にない場合においても、第２骨格部材の上面と底面との座屈波長を一致させることができる。したがって、第２結合部材の底面は、第１骨格部材との結合部よりも車両下方に位置しているにも拘わらず、第１結合部材を屈曲させる方向の荷重が加わると、前記第２骨格部材は軸方向に圧縮されるから、第２骨格部材は、第１結合部材を支持する部材としての強度を充分に発揮する。これにより、前記方向の荷重に対する結合強度が向上する。

請求項６に記載の発明によれば、第２骨格部材の上面における凹ビード及び凸ビードを設ける位置を正確に設定することによって前記上面の座屈波長λを正確に４Ｌに設定できる。したがって、第２骨格部材の上面の座屈波長λを底面の座屈波長λ’＝４Ｌと正確に一致させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、第２骨格部材の上面に形成される波打ち面の波長によって前記上面の座屈波長を設定できる。したがって、前記波打ち面の波長を正確に４Ｌに設定することにより、第２骨格部材の上面と底面との座屈波長を正確に一致させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、側面衝突時のようにロッカを屈曲させる方向の荷重が加わると、前記クロスメンバとフロアパネルとは、何れも上方または下方に屈曲する方向の変形をすることなく、軸方向に圧縮される。

したがって、クロスメンバとフロアパネルとは側面衝突時においてロッカを支持する部材としての強度を充分発揮するから、ロッカの変形を抑えることができ、フロアパネルの上下方向への変形も抑制できる。このように、ロッカとクロスメンバおよびフロアパネルとの結合部の構造に前記結合部構造を採用することにより、側面衝突に強い車体構造が得られる。

１．実施形態１
［構成］
本発明の車両骨格部材の結合部構造を有する自動車の一例について以下に説明する。

図１，２に示すように、この自動車の車体１は、車両前後方向に沿って延在するロッカ１２と、ロッカ１２に直交するように結合され、車幅方向内側に向かって延在するクロスメンバ１３と、クロスメンバ１３の下方に結合されているとともに、車幅方向外側の端縁部においてロッカ１２に結合されたフロアパネル１４とを備えている。以下、図１以下において矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＲＥは車両後方を、矢印ＩＮは車幅方向内側を、矢印ＵＰは車両上方を示す。

ロッカ１２は、図１，２に示すように、車幅方向で対面する断面ハット形状のインナーパネル１２Ａとアウターパネル１２Ｂとを備え、インナーパネル１２Ａとアウターパネル１２Ｂとが上縁同士および下縁同士が夫々スポット溶接されて閉断面構造を形成している。なお、図１以下において「×」はスポット溶接の箇所を示す。ロッカ１２は本発明の車両骨格部材の結合部構造における第１骨格部材に相当する。

図１に示すように、クロスメンバ１３はハット型の断面を有し、車幅方向外側の端部においてロッカ１２のインナーパネル１２Ａに結合されているとともに、クロスメンバ１３の車両下方側に結合されたフロアパネル１４とともに閉断面構造を形成する。フロアパネル１４は、ロッカ１２とクロスメンバ１３との結合部Ａよりも車両下方向に位置する。車体１においては、ロッカ１２が本発明の第１骨格部材に相当する。

図１，２に示すように、フロアパネル１４もまた、車幅方向外側の端縁部においてロッカ１２のインナーパネル１２Ａに結合されている。そして、フロアパネル１４におけるインナーパネル１２Ａに結合された側の端縁近傍は、車幅方向内側に向かって下降する傾斜面１５とされている。そして、クロスメンバ１３におけるインナーパネル１２Ａに結合された側の端部近傍の下側も傾斜面１５に沿った形状とされている。クロスメンバ１３とフロアパネル１４および傾斜面１５とで構成される閉断面構造は、本発明における第２骨格部材に相当し、フロアパネル１４および傾斜面１５によって前記閉断面構造の底面Ｂが構成される。

傾斜面１５のクロスメンバ１３の延在方向に沿った長さをＬ、クロスメンバ１３の上面の幅をＷとすると、傾斜面１５の長さＬはＷ＝２Ｌになるように設定されている。

ロッカ１２、クロスメンバ１３、およびフロアパネル１４は鋼鈑から成形されたものであってもよく、軽合金板から成形されたものであってもよい。また、ロッカ１２、クロスメンバ１３、およびフロアパネル１４を接合する方法としては、スポット溶接の他に突合せ溶接や接着、ボルト締結などが可能である。

［作用］
以下、実施形態１の作用について説明する。

車体１におけるロッカ１２とクロスメンバ１３との結合部においてロッカ１２に車幅方向内側に向かう衝撃荷重が加わった場合において、クロスメンバ１３の上面の座屈波長λが底面Ｂの座屈波長λ’よりも小さなときは、図３（Ｂ）に示すように底面Ｂの変形の方がクロスメンバ１３の上面の変形よりも大きくなるから、クロスメンバ１３、傾斜面１５、およびフロアパネル１４は車両下方に屈曲する。一方、クロスメンバ１３の上面の座屈波長λが底面Ｂの座屈波長λ’よりも大きなときは、図３（Ｃ）に示すように前記衝撃荷重による変形はクロスメンバ１３の上面の方が底面よりも大きくなるから、クロスメンバ１３、傾斜面１５、およびフロアパネル１４は車両上方に屈曲する。

ここで、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、クロスメンバ１３の上面の座屈波長λは２Ｗであり、底面Ｂの座屈波長λ’は傾斜面１５の長さＬから４Ｌとして与えられる。そして本実施形態では、傾斜面の長さＬは、Ｗ＝２Ｌとなるように設定されている。したがって、クロスメンバ１３の上面の座屈波長λと底面Ｂの座屈波長λ’とは一致するから、図３（Ａ）に示すようにクロスメンバ１３、傾斜面１５、およびフロアパネル１４は、前記衝撃荷重によって車両上方または車両下方に屈曲することなく、まっすぐに軸圧縮される。これにより、クロスメンバ１３およびフロアパネル１４は前記衝撃荷重に対してロッカ１２を支持する部材としての強度を充分に発揮することができる。

２．実施形態２
［構成］
本発明の車両骨格部材の結合部構造を有する自動車の別の例について以下に説明する。

図４に示すように、この自動車の車体２は、実施形態１の自動車の車体１と同様に車両前後方向に沿って延在するロッカ１２と、ロッカ１２に直交するように結合され、車幅方向内側に向かって延在するクロスメンバ１３と、クロスメンバ１３の下方に結合されているとともに、車幅方向外側の端縁部においてロッカ１２に結合されたフロアパネル１４とを備えている。フロアパネル１４におけるロッカ１２に結合された側の端縁近傍には、クロスメンバ１３の延在方向に沿った長さがＬ（クロスメンバ１３の上面の幅をＷとするとＷ＝２Ｌ）である傾斜面１５が形成されている。傾斜面１５の長さＬは、Ｗ＝２Ｌの関係が成り立つように設定されている。

フロアパネル１４および傾斜面１５におけるクロスメンバ１３の下側に位置する部分には、図４、５に示すように、互いに平行な２本のビード状の補強部１６がクロスメンバ１３の延在方向に沿って形成されている。補強部１６の長さは４Ｌとされている。但し、補強部１６の本数は２本には限定されず、１本のみであっても良く、また３本以上であってもよい。また、補強部１６は、図４、５に示す例においては車両上方に向かって突出するように形成されているが、図６に示すように車両下方に向かって突出するように形成してもよい。更に、補強部１６のロッカ１２側の末端は、図７に示すようにロッカ１２のインナーパネル１２Ａに達していなくてもよく、言い換えれば、補強部１６のロッカ１２側の末端がインナーパネル１２Ａよりも車幅方向内側に位置していてもよい。なお、図７に示す態様においては、補強部１６は車両上方に向かって突出するように形成されているが、補強部１６は車両下方に向かって突出するように形成されてもよい。

また、図４〜７にはフロアパネル１４および傾斜面１５にのみ補強部１６を形成した例を示したが、フロアパネル１４および傾斜面１５に補強部１６を形成する代わりにクロスメンバ１３の上面に補強部１６を形成することができ、また、フロアパネル１４および傾斜面１５に補強部１６を形成するとともにクロスメンバ１３の上面にも補強部１６を形成してもよい。

［作用］
以下、実施形態２の作用について説明する。

本実施形態においては、補強部１６の長さは４Ｌとされているから、図４に示すようにフロアパネル１４の座屈波長λ’は４Ｌである。一方、傾斜面１５の長さＬは、クロスメンバ１３の上面の幅Ｗとの間にＷ＝２Ｌの関係が成り立つように設定されているから、クロスメンバ１３の上面の座屈波長λも２Ｗ＝４Ｌである。

したがって、実施形態１の作用のところで説明したように、ロッカ１２に屈曲荷重が加わった場合、クロスメンバ１３およびフロアパネル１４は、前記衝撃荷重によって車両上方または車両下方に屈曲することなく、まっすぐに軸圧縮される。

更に、フロアパネル１４と傾斜面１５、およびクロスメンバ１３の上面の何れかまたは両方に補強部１６が形成されているから、クロスメンバ１３およびフロアパネル１４の軸圧縮強度は、補強部１６がない場合に比較して更に向上する。

３．実施形態３
［構成］
本発明の車両骨格部材の結合部構造を有する自動車の更に別の例について以下に説明する。

図８に示すように、この自動車の車体３は、実施形態１の自動車の車体１と同様に車両前後方向に沿って延在するロッカ１２と、ロッカ１２に直交するように結合され、車幅方向内側に向かって延在するクロスメンバ１３と、クロスメンバ１３の下方に結合されているとともに、車幅方向外側の端縁部においてロッカ１２に結合されたフロアパネル１４とを備えている。フロアパネル１４におけるロッカ１２に結合された側の端縁近傍には、クロスメンバ１３の延在方向に沿った長さがＬ（クロスメンバ１３の上面の幅Ｗに対してＷ≠２Ｌであってもよい。）である傾斜面１５が形成されている。

図８，９に示すように、クロスメンバ１３の上面におけるロッカ１２との結合部からの距離がＬの位置に、ビード状の凹陥部である凹ビード１７Ａがクロスメンバ１３の幅方向（車両前後方向）に沿って設けられている。そして、凹ビード１７Ａからの距離が２Ｌの位置に、ビード状の突出部である凸ビード１７Ｂがクロスメンバ１３の幅方向に沿って設けられている。

なお、クロスメンバ１３の上面に凹ビード１７Ａおよび凸ビード１７Ｂを設ける代わりに、図１０、１１に示すように、ロッカ１２との結合部からの距離がＬの位置に中心が位置するように凹陥面１８Ａを設け、凹陥面１８Ａの中心からの距離が２Ｌの位置に中心が位置するように突出面１８Ｂを設けてもよい。図１０、１１に示す例においては、凹陥面１８Ａと突出面１８Ｂとは全体として波打ち面を形成しているが、凹陥面１８Ａ、突出面１８Ｂは、それぞれ球面状、円錐状、三角錐状、四角錐状、多角錐状、円錐台状、三角錐台状、四角錐台状、多角錐台状の凹陥面、突出面であっても良い。

［作用］
以下、実施形態３の作用について説明する。

前述のように、クロスメンバ１３の上面には凹ビード１７Ａ、凸ビード１７Ｂ、または凹陥面１８Ａ、突出面１８Ｂが設けられている。

したがって、ロッカ１２とクロスメンバ１３との結合部においてロッカ１２に車幅方向内側に向かう衝撃荷重が加わると、図１２、１３に示すように、クロスメンバ１３における凹ビード１７Ａまたは凹陥面１８Ａが設けられている部分は車両下方に向かって屈曲し、凸ビード１７Ｂまたは突出面１８Ｂが設けられている部分は車両上方に向かって屈曲する。したがって、クロスメンバ１３の上面の座屈波長λは４Ｌとなる。一方、フロアパネル１４には、クロスメンバ１３の延在方向に沿った長さがＬの傾斜面１５が設けられているから、フロアパネル１４および傾斜面１５の座屈波長λ’も４Ｌである。

このように、傾斜面１５の長さＬがＷ＝２Ｌの関係を満たさなくてもクロスメンバ１３の上面と底面との座屈波長は一致するから、クロスメンバ１３およびフロアパネル１４は、前記衝撃荷重によって車両上方または車両下方に屈曲することなく、まっすぐに軸圧縮される。

４．実施形態４
［構成］
本発明の車両骨格部材の結合部構造を有する自動車の更に別の例について以下に説明する。

図１４および図１５に示すように、この自動車の車体４は、実施形態１の自動車の車体１と同様に車両前後方向に沿って延在するロッカ１２と、ロッカ１２に直交するように結合され、車幅方向内側に向かって延在するクロスメンバ１３と、クロスメンバ１３の下方に結合されているとともに、車幅方向外側の端縁部においてロッカ１２に結合されたフロアパネル１４とを備えている。フロアパネル１４におけるロッカ１２に結合された側の端縁近傍には、クロスメンバ１３の延在方向に沿った長さがＬ（クロスメンバ１３の上面の幅Ｗに対してＷ≠２Ｌであってもよい。）である傾斜面１５が形成されている。同様にクロスメンバ１３の上面におけるロッカ１２との結合部近傍にも、クロスメンバ１３の延在方向に沿った長さがＬの傾斜面１９が形成されている。傾斜面１５および傾斜面１９は、何れも結合部から車幅内側方向に向かって車両下方に傾斜している。

なお、車体４においては、図１６に示すように、フロアパネル１４および傾斜面１５におけるクロスメンバ１３の下側に位置する部分に互いに平行な２本のビード状の補強部１６を形成してもよい。補強部１６は、クロスメンバ１３の延在方向に沿って形成され、長さは４Ｌとされている。但し、補強部１６の本数は２本には限定されず、１本のみであっても良く、また３本以上であってもよい。また、補強部１６は、図１６に示す例においては車両上方に向かって突出するように形成されているが、車両下方に向かって突出するように形成してもよい。更に、補強部１６のロッカ１２側の末端は、図７に示すようにロッカ１２のインナーパネル１２Ａに達していなくてもよく、言い換えれば、補強部１６のロッカ１２側の末端がインナーパネル１２Ａよりも車幅方向内側に位置していてもよい。また、フロアパネル１４および傾斜面１５に加えてクロスメンバ１３の上面にもビード状の補強材を形成することができる。

［作用］
以下、実施形態４の作用について説明する。

前述のように、フロアパネル１４におけるロッカ１２との結合部近傍には長さＬの傾斜面１５が、クロスメンバ１３の上面における前記結合面の近傍には同じく長さＬの傾斜面１９が設けられている。

したがって、クロスメンバ１３の上面および下面の何れにおいても座屈波長は４Ｌに設定されるから、クロスメンバ１３の上面の幅Ｗと傾斜面１５、１９の長さＬとの間にＷ＝２Ｌの関係が無くても、ロッカ１２とクロスメンバ１３との結合部Ａにおいてロッカ１２に車幅方向内側に向かう衝撃荷重が加わると、クロスメンバ１３およびフロアパネル１４は、前記衝撃荷重によって車両上方または車両下方に屈曲することなく、まっすぐに軸圧縮される。

以上、自動車の車体におけるロッカとクロスメンバとの結合部を例に挙げて説明したが、フロアパネルの車幅方向中央部に形成されたトンネル部とクロスメンバとの結合部にも本発明の車両骨格部材の結合部構造が適用できる。

図１は、実施形態１に係る車体におけるロッカとクロスメンバとフロアパネルとの車両骨格部材の結合部構造を示す斜視図である。図２は、図１に示す車両骨格部材の結合部構造を車両前方から見た構成を示す正面図である。図３は、図１に示す車両骨格部材の結合部構造、およびクロスメンバの上面と底面との座屈波長が異なる車両骨格部材の結合部構造において、ロッカに屈曲方向の衝撃荷重が加わったときのクロスメンバおよびフロアパネルの破壊の状況を示す説明図である。図４は、実施形態２に係る車体におけるロッカとクロスメンバとフロアパネルとの車両骨格部材の結合部構造を示す斜視図である。図５は、図４に示す車両骨格部材の結合部構造を車両前方から見た構成を示す正面図である。図６は、図４に示す車両骨格部材の結合部構造の別の例にについて、車両前方から見た構成を示す正面図である。図７は、図４に示す車両骨格部材の結合部構造の更に別の例にについて、車両前方から見た構成を示す正面図である。図８は、実施形態３に係る車体におけるロッカとクロスメンバとフロアパネルとの車両骨格部材の結合部構造を示す斜視図である。図９は、図８に示す車両骨格部材の結合部構造をクロスメンバの延在方向に沿った面で切断した断面を示す断面図である。図１０は、実施形態３に係る車体におけるロッカとクロスメンバとフロアパネルとの車両骨格部材の結合部構造の別の例を示す斜視図である。図１１は、図１０に示す車両骨格部材の結合部構造をクロスメンバの延在方向に沿った面で切断した断面を示す断面図である。図１２は、図８に示す車両骨格部材の結合部構造において、ロッカに屈曲方向の衝撃荷重が加わったときのクロスメンバおよびフロアパネルの破壊の状況を示す説明図である。図１３は、図１０に示す車両骨格部材の結合部構造において、ロッカに屈曲方向の衝撃荷重が加わったときのクロスメンバおよびフロアパネルの破壊の状況を示す説明図である。図１４は、実施形態４に係る車体におけるロッカとクロスメンバとフロアパネルとの車両骨格部材の結合部構造を示す斜視図である。図１５は、図１４に示す車両骨格部材の結合部構造を車両前方から見た構成を示す正面図である。図１６は、図１４に示す車両骨格部材の結合部構造においてフロアパネルにビード状の補強部を形成した例を示す斜視図である。

符号の説明

１車体
２車体
３車体
４車体
１２ロッカ
１２Ａインナーパネル
１２Ｂアウターパネル
１３クロスメンバ
１４フロアパネル
１５傾斜面
１６補強部
１７Ａ凹ビード
１７Ｂ凸ビード
１８Ａ凹陥面
１８Ｂ突出面
１９傾斜面

Claims

一方向に延在する第１骨格部材と、
前記第１骨格部材に対して交差配置されて交差方向に延在し、端部で前記第１骨格部材に結合された第２骨格部材と、
を有し、
前記第２骨格部材の底面は、前記第１骨格部材と前記第２骨格部材との結合部に対して下方に位置するとともに、
前記結合部と前記第２骨格部材の底面とは、前記第２骨格部材の延在方向に沿った長さＬが前記第２骨格部材の上面の幅Ｗに対してＷ＝２Ｌの関係にあるように設定されている傾斜面によって連結されていることを特徴とする車両骨格部材の結合部構造。
前記第２骨格部材の底面には、前記傾斜面を経由して前記結合部に向かう長さ４Ｌのビード状の補強部が長手方向に沿って形成されている請求項１に記載の車両骨格部材の結合部構造。
一方向に延在する第１骨格部材と、
前記第１骨格部材に対して交差配置されて交差方向に延在し、端部で前記第１骨格部材に結合された第２骨格部材と、
を有し、
前記第２骨格部材の底面は、前記第１骨格部材と前記第２骨格部材との結合部に対して下方に位置するとともに、
前記第２骨格部材の上面および底面と前記結合部とは、前記第２骨格部材の延在方向に沿った長さＬが等しく、且つ同一方向に傾斜する１対の傾斜面によって連結されていることを特徴とする車両骨格部材の結合部構造。
前記第２骨格部材における頂面および底面の少なくとも一方には、前記傾斜面を経由して前記結合部に向かう長さ４Ｌのビード状の補強部が長手方向に沿って設けられている請求項３に記載の車両骨格部材の結合部構造。
一方向に延在する第１骨格部材と、
前記第１骨格部材と交差配置されて交差方向に延在し、端部で前記第１骨格部材に結合された第２骨格部材と、
を有し、
前記第２骨格部材の底面は、前記第１骨格部材と前記第２骨格部材との結合部に対して下方に位置するとともに、
前記結合部と前記第２骨格部材の底面とは、前記第２骨格部材の延在方向に沿った長さがＬの傾斜面によって連結され、
前記第２骨格部材の上面における前記結合部からの距離がＬの部分に凹陥部が、前記上面における前記凹陥部からの距離が２Ｌの部分に突出部が形成されていることを特徴とする車両骨格部材の結合部構造。
前記凹陥部は、前記第２骨格部材の幅方向に沿ったビード状凹陥部である凹ビードであり、前記突出部は、前記第２骨格部材の幅方向に沿ったビード状突出部である凸ビードである請求項５に記載の車両骨格部材の結合部構造。
前記第２骨格部材の上面を波打ち面とすることによって前記凹陥部および突出部が形成されている請求項５に記載の車両骨格部材の結合部構造。
前記第１骨格部材はロッカであり、前記第２骨格部材はクロスメンバとフロアパネルとから構成されている請求項１〜７の何れか１項に記載の車両骨格部材の結合部構造。