JP2010095032A

JP2010095032A - 車体骨格構造

Info

Publication number: JP2010095032A
Application number: JP2008265344A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Taguchi; 康亮田口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】ロッカに対して車幅方向から荷重が入力されても、その荷重を効率よく受け止めることができる車体骨格構造の提供を課題とする。
【解決手段】車幅方向両側部に車体前後方向を長手方向として配置されるロッカ１２と、ロッカ１２内にロッカ１２の閉断面構造を保持可能に設けられる一対の縦壁部３４、３６を有する補強部材３０と、ロッカ１２及び補強部材３０の少なくとも一方に設けられ、ロッカ１２に車幅方向から荷重が入力されたときに、一対の縦壁部３４、３６の前記長手方向への変形を規制する変形規制手段１８と、を備えた車体骨格構造１０とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、車幅方向両側部に車体前後方向を長手方向として配置されるロッカにおける車体骨格構造に関する。

ロッカ内に、その閉断面構造を保持可能に、一対の縦壁部を有する補強部材が設けられてなる車体骨格構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような構造において、側面衝突時など、ロッカに対して車幅方向から荷重が入力されたときには、一対の縦壁部がロッカの長手方向外側へ口開き変形することがあるため、その荷重を補強部材で効率よく受け止められないことがあった。
特開２００６−２０５７９７号公報

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、ロッカに対して車幅方向から荷重が入力されても、その荷重を効率よく受け止めることができる車体骨格構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体骨格構造は、車幅方向両側部に車体前後方向を長手方向として配置されるロッカと、前記ロッカ内に該ロッカの閉断面構造を保持可能に設けられる一対の縦壁部を有する補強部材と、前記ロッカ及び前記補強部材の少なくとも一方に設けられ、前記ロッカに車幅方向から荷重が入力されたときに、前記一対の縦壁部の前記長手方向への変形を規制する変形規制手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ロッカ及び補強部材の少なくとも一方に、ロッカ内に設けられる補強部材の一対の縦壁部のロッカ長手方向への変形を規制する変形規制手段を設けたので、ロッカに対して車幅方向から荷重が入力されても、一対の縦壁部のロッカ長手方向への変形は規制される。したがって、その荷重を補強部材で効率よく受け止めることができる。

また、請求項２に記載の車体骨格構造は、請求項１に記載の車体骨格構造において、前記変形規制手段が、前記補強部材の一対の縦壁部にそれぞれ形成された爪部と、前記爪部を挿入可能に前記ロッカに形成された一対の孔部と、で構成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、ロッカに対して車幅方向から荷重が入力されても、一対の縦壁部にそれぞれ形成された爪部が、ロッカに形成された孔部に挿入されているので、その一対の縦壁部のロッカ長手方向への変形は良好に規制される。したがって、その荷重を補強部材で効率よく受け止めることができる。

また、請求項３に記載の車体骨格構造は、請求項１に記載の車体骨格構造において、前記変形規制手段が、前記補強部材の一対の縦壁部よりも前記長手方向外側の前記ロッカにそれぞれ突出形成された一対の突起部で構成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、ロッカに対して車幅方向から荷重が入力されても、ロッカに形成された突起部が、一対の縦壁部をロッカ長手方向外側から押さえるので、一対の縦壁部のロッカ長手方向への変形は良好に規制される。したがって、その荷重を補強部材で効率よく受け止めることができる。

以上のように、本発明によれば、ロッカに対して車幅方向から荷重が入力されても、その荷重を効率よく受け止めることができる車体骨格構造を提供することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１は本実施形態に係る第１実施例の車体骨格構造１０を示す概略斜視図であり、図２は同じく第１実施例の車体骨格構造１０を示す概略分解斜視図、図３は同じく第１実施例の車体骨格構造１０を模式的に示す概略断面図である。

そして、図４は本実施形態に係る車体骨格構造１０を適用した場合（実線で表す）と適用しない場合（破線で表す）の側面衝突時における補強部材（バルクヘッド３０）の耐力特性を表すグラフである。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは車体前方向を示し、矢印ＵＰは車体上方向を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示している。

まず、第１実施例について説明する。図１で示すように、車幅方向両側部、即ち車体側部の下端部には、車体骨格部材であるロッカ１２が車体前後方向を長手方向として配置されている。このロッカ１２は、車幅方向外側（車室外側）に配置されたロッカアウタパネル１４と、車幅方向内側（車室内側）に配置されたロッカインナパネル１６と、を含んで構成されている。

ロッカアウタパネル１４は、車幅方向内側が開放された断面略ハット状に形成され、ロッカインナパネル１６は、車幅方向外側が開放された断面略ハット状に形成されている。そして、ロッカアウタパネル１４とロッカインナパネル１６は、それぞれに形成されている上下一対のフランジ部１４Ａ、１６Ａ同士が接合されることで、閉断面構造を形成するようになっている。

また、ロッカ１２（ロッカインナパネル１６）の車幅方向内側の内壁部１６Ｂの外面には、クロスメンバ２０（Ｎｏ．１クロス）の車幅方向外側端部が接合されている。このクロスメンバ２０は、車体下方側が開放された断面略ハット状に形成されており、車幅方向を長手方向として配置されている。

そして、図２で示すように、クロスメンバ２０の頂壁部２２及び側壁部２４、２６の車幅方向外側端部には、それぞれフランジ部２２Ａ、２４Ａ、２６Ａが外側に向けて折り曲げられることで形成されており、各フランジ部２２Ａ、２４Ａ、２６Ａが、内壁部１６Ｂの外面にスポット溶接等の接合手段によって接合されている。

なお、側壁部２４、２６におけるフランジ部２４Ａ、２６Ａには、内壁部１６Ｂの形状に沿うように段差部２８が形成されている。また、このクロスメンバ２０は、側壁部２４、２６における車体前後方向側のフランジ部２４Ｂ、２６Ｂが、フロアパネル（図示省略）の上面側に結合されるようになっており、これによって、フロアパネルとクロスメンバ２０とで閉断面構造を形成するようになっている。

また、図１、図２で示すように、クロスメンバ２０の車幅方向外側への延長線上におけるロッカ１２内には、補強部材としてのバルクヘッド３０が設けられている。このバルクヘッド３０は、断面略ハット状に形成されており、ロッカアウタパネル１４の車幅方向における幅とほぼ同じ長さの頂壁部３２と、その頂壁部３２の車体前後方向両端部から車体下方側へ延設され、ロッカ１２内における車体前後方向に所定間隔を隔てて配置される一対の縦壁部としての前側壁部３４及び後側壁部３６とを有している。

バルクヘッド３０の頂壁部３２の車幅方向内側には、車体上方側に向かって膨出した膨出部３２Ａが形成されており、その膨出部３２Ａが、ロッカ１２（ロッカアウタパネル１４）の外壁部１４Ｂの内面に、スポット溶接等の接合手段によって接合されるようになっている。また、バルクヘッド３０の前側壁部３４及び後側壁部３６は、ロッカ１２の閉断面構造を保持可能に、その断面形状とほぼ同じ形状に形成されており、その車幅方向外側には、重量を軽減するための貫通孔４０が形成されている。

そして、この前側壁部３４と後側壁部３６の頂壁部３２側を除く周縁部には、それぞれフランジ部３４Ａ、３６Ａが外側に向けて折り曲げられることで形成されており、その車幅方向内側におけるフランジ部３４Ａ、３６Ａには、車体前後方向に張り出す張出部３４Ｂ、３６Ｂが一体に形成されている。この張出部３４Ｂ、３６Ｂが、ロッカ１２（ロッカインナパネル１６）の内壁部１６Ｂの内面に、スポット溶接等の接合手段によって接合されるようになっている。

また、前側壁部３４の車幅方向外側で、かつ車体下方側の辺縁部には、車体下方側に向かって所定長さ突出する変形規制手段としての爪部３５が、フランジ部３４Ａを有した状態で一体に形成されており、後側壁部３６の車幅方向外側で、かつ車体下方側の辺縁部にも、車体下方側に向かって所定長さ突出する変形規制手段としての爪部３７が、フランジ部３６Ａを有した状態で一体に形成されている。

そして、図３で詳細に示すように、ロッカ１２（ロッカアウタパネル１４）の外壁部１４Ｂにおける車体下方側の底壁部１４Ｃには、その爪部３５、３７（フランジ部３４Ａ、３６Ａを含む）を挿入可能な変形規制手段としての一対の孔部１５、１７が形成されている。したがって、バルクヘッド３０をロッカ１２内に設ける際、そのバルクヘッド３０の爪部３５、３７は孔部１５、１７に挿通される。

これにより、バルクヘッド３０の前側壁部３４及び後側壁部３６における車幅方向外側端部の車体前後方向への変形（後述する口開き変形）が規制される構成である。なお、前側壁部３４及び後側壁部３６の車幅方向外側におけるフランジ部３４Ａ、３６Ａには、外壁部１４Ｂの形状に沿うように突出部３８が形成されている。

以上のような構成の第１実施例の車体骨格構造１０において、次にその作用について説明する。車両が側面衝突したときには、ロッカ１２（ロッカアウタパネル１４）の外壁部１４Ｂを介して、バルクヘッド３０の前側壁部３４及び後側壁部３６の車幅方向外側端部（フランジ部３４Ａ、３６Ａを含む）に、その衝突荷重の少なくとも一部が入力される。

ここで、比較例として、図８で示す従来の車体骨格構造について説明すると、従来のバルクヘッド５０は、頂壁部５２の車幅方向内側に形成された膨出部５２Ａが、ロッカ１２（ロッカアウタパネル１４）の外壁部１４Ｂの内面にスポット溶接等の接合手段によって接合され、かつ前側壁部５４及び後側壁部５６の車幅方向内側における各フランジ部５４Ａ、５６Ａに形成された張出部５４Ｂ、５６Ｂが、ロッカ１２（ロッカインナパネル１６）の内壁部１６Ｂの内面にスポット溶接等の接合手段によって接合されるだけとなっている。

したがって、車両が側面衝突すると、その衝突荷重により、図９で示すように、前側壁部５４の車幅方向外側端部が頂壁部５２との連設部位を中心に車体前方側へ変形し、後側壁部５６の車幅方向外側端部が頂壁部５２との連設部位を中心に車体後方側へ変形することがあった。つまり、前側壁部５４及び後側壁部５６の車幅方向外側端部が、互いに離隔する方向へ、所謂口開き変形することがあった。

そのため、ロッカ１２（ロッカアウタパネル１４）の外壁部１４Ｂに入力された衝突荷重をバルクヘッド５０の前側壁部５４及び後側壁部５６で効率よく受け止めることができなかった（図４において破線で示すグラフ参照）。なお、この口開き変形を抑制するために、従来では前側壁部５４及び後側壁部５６の板厚を増加させていたが、この場合、車体の重量が増加する不具合がある。

これに対し、本実施形態に係る第１実施例の車体骨格構造１０では、図１〜図３で示すように、バルクヘッド３０の前側壁部３４及び後側壁部３６の車幅方向外側で、かつ車体下方側に、車体下方側に向かって所定長さで突出する爪部３５、３７が、フランジ部３４Ａ、３６Ａを有した状態で一体に形成されており、その爪部３５、３７（フランジ部３４Ａ、３６Ａを含む）が、ロッカアウタパネル１４の底壁部１４Ｃに形成されている孔部１５、１７に挿通されている。

したがって、バルクヘッド３０の前側壁部３４及び後側壁部３６の車幅方向外側端部（フランジ部３４Ａ、３６Ａを含む）に入力された荷重により、バルクヘッド３０の前側壁部３４における車幅方向外側端部が車体前方側へ変形したり、後側壁部３６における車幅方向外側端部が車体後方側へ変形したりするのが良好に規制される。

つまり、バルクヘッド３０の前側壁部３４における車幅方向外側端部と後側壁部３６における車幅方向外側端部とが、互いに離隔する方向へ変形する口開き変形が良好に抑制又は防止される。これにより、ロッカ１２の閉断面構造が、その前側壁部３４及び後側壁部３６によって良好に保持され、ロッカ１２の曲げ耐力を増加させることができる。

よって、ロッカ１２（ロッカアウタパネル１４）の外壁部１４Ｂに入力された荷重の少なくとも一部を、バルクヘッド３０の前側壁部３４及び後側壁部３６によって効率よく受け止めることができ、その荷重をクロスメンバ２０へ効率よく伝達することができる（図４において実線で示すグラフ参照）。

また、これにより、前側壁部３４及び後側壁部３６の板厚を低減できるのは当然ながら、ロッカ１２を構成するロッカアウタパネル１４及びロッカインナパネル１６の板厚を従来よりも低減させることができる。したがって、車体の軽量化を図ることができる。

次に、第２実施例について説明する。図５は本実施形態に係る第２実施例の車体骨格構造１０を示す概略斜視図であり、図６は同じく第２実施例の車体骨格構造１０を示す概略分解斜視図、図７は同じく第２実施例の車体骨格構造１０を模式的に示す概略断面図である。なお、上記第１実施例と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

図５〜図７で示すように、ロッカ１２（ロッカアウタパネル１４）の外壁部１４Ｂにおける車体下方側の底壁部１４Ｃには、バルクヘッド３０の前側壁部３４及び後側壁部３６（フランジ部３４Ａ、３６Ａを含む）の車幅方向外側で、かつ車体下方側を位置規制可能な変形規制手段としての突起部１８（ビード部）が、車幅方向に亘って、かつ車体上方側に向かって所定高さで形成されている。

すなわち、この突起部１８は、前側壁部３４（フランジ部３４Ａを含む）よりも車体前方側の底壁部１４Ｃにおける所定位置と、後側壁部３６（フランジ部３６Ａを含む）よりも車体後方側の底壁部１４Ｃにおける所定位置に、上端部が断面視略円弧状となるように一体に突出形成されており、車両の側面衝突時において、前側壁部３４の車幅方向外側端部と後側壁部３６の車幅方向外側端部とが互いに離隔する方向へ口開き変形しようとするのを押さえられるように構成されている。

以上のような構成の第２実施例の車体骨格構造１０において、次にその作用について説明する。車両が側面衝突したときには、ロッカ１２（ロッカアウタパネル１４）の外壁部１４Ｂを介して、バルクヘッド３０の前側壁部３４及び後側壁部３６の車幅方向外側端部（フランジ部３４Ａ、３６Ａを含む）に、その衝突荷重の少なくとも一部が入力される。

ここで、前側壁部３４（フランジ部３４Ａを含む）の車体前方側（ロッカ１２の長手方向外側）及び後側壁部３６（フランジ部３６Ａを含む）の車体後方側（ロッカ１２の長手方向外側）におけるロッカアウタパネル１４の底壁部１４Ｃには、車体上方側に向かって所定高さで突出する突起部１８が一体に形成されている。

以上、本実施形態に係る車体骨格構造１０について説明したが、本実施形態に係る車体骨格構造１０は、図示の各実施例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、第２実施例において、突起部１８の上端部の形状は、図示の断面視略円弧状ではなく、断面視略矩形状等に形成してもよい。

また、その突起部１８は車幅方向に連続的に設ける構成ではなく、断続的に設ける構成としてもよい。また、変形規制手段は、例えばバルクヘッド３０の前側壁部３４及び後側壁部３６の車幅方向外側端部を図示しない連結部材で互いに連結して口開き変形を抑制又は防止できるようにするなど、バルクヘッド３０側だけに設けられる構成としてもよい。

第１実施例の車体骨格構造を示す概略斜視図第１実施例の車体骨格構造を示す概略分解斜視図第１実施例の車体骨格構造を模式的に示す概略断面図車体骨格構造を適用した場合と適用しない場合の側面衝突時における補強部材の耐力特性を表すグラフ第２実施例の車体骨格構造を示す概略斜視図第２実施例の車体骨格構造を示す概略分解斜視図第２実施例の車体骨格構造を模式的に示す概略断面図比較例（従来）の車体骨格構造を示す概略斜視図比較例（従来）の車体骨格構造を模式的に示す概略断面図

符号の説明

１０車体骨格構造
１２ロッカ
１４ロッカアウタパネル
１５孔部（変形規制手段）
１６ロッカインナパネル
１７孔部（変形規制手段）
１８突起部（変形規制手段）
２０クロスメンバ
３０バルクヘッド（補強部材）
３２頂壁部
３４前側壁部（縦壁部）
３５爪部（変形規制手段）
３６後側壁部（縦壁部）
３７爪部（変形規制手段）

Claims

車幅方向両側部に車体前後方向を長手方向として配置されるロッカと、
前記ロッカ内に該ロッカの閉断面構造を保持可能に設けられる一対の縦壁部を有する補強部材と、
前記ロッカ及び前記補強部材の少なくとも一方に設けられ、前記ロッカに車幅方向から荷重が入力されたときに、前記一対の縦壁部の前記長手方向への変形を規制する変形規制手段と、
を備えたことを特徴とする車体骨格構造。
前記変形規制手段は、
前記補強部材の一対の縦壁部にそれぞれ形成された爪部と、
前記爪部を挿入可能に前記ロッカに形成された一対の孔部と、
で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格構造。
前記変形規制手段は、
前記補強部材の一対の縦壁部よりも前記長手方向外側の前記ロッカにそれぞれ突出形成された一対の突起部で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格構造。