JP2010125870A - 車体下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ロッカとフロアパネルとの接合剛性を高めると共に、車両の側面衝突時に衝突エネルギーを効率的に吸収し、車室空間の変形を低減する。
【解決手段】ＣＦＲＰで構成されたフロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄが、サイメン部１０のロッカ１２の断面内に挿入されており、ロッカ１２の断面内部にはリブ４６が設けられている。また、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄにおけるリブ４６のフランジ４６Ｄとの接合部よりさらに車幅方向外側の部位が、フロアパネル１４の一般部の板厚に比べて板厚が薄い薄肉部１４Ｅとなっている。このため、ロッカ１２に挿入されたフロアパネル１４の薄肉部１４Ｅによって、衝突側にサイメン部１０の潰れが妨げられることがなく、サイメン部１０が潰れ、その後、フロアパネル１４が潰れるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、繊維強化プラスチックを用いて構成された車体フロアを有する車体下部構造に関する。

下記特許文献１には、繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰという）を使った車体フロアを有する車体下部構造が開示されている。具体的には、フロアパネルが、上下一対の表層と両者の間に挟まれる芯材とからなるサンドイッチ構造とされている。この先行技術では、ＦＲＰ製のフロアパネルの側縁部を、ロッカ（サイドシルともいう）の一対の支持フランジ間に嵌合して、その側縁部の上下面をそれぞれのフランジに接合したことを特徴としている。
実開昭６３−１８０４８０号公報

しかしながら、上記先行技術による場合、ロッカに設けた一対の支持フランジによってロッカとフロアパネルとの接合剛性を高める対策はなされているものの、接合剛性をさらに高める余地があると共に、車両の側面衝突時（特にはポール等との局所的な側面衝突時）のような車体側方からの荷重入力に対しても改良の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、ロッカとフロアパネルとの接合剛性を高めることができると共に、車両の側面衝突時に衝突エネルギーを効率的に吸収し、車室空間の変形を低減することができる車体下部構造を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明の車体下部構造は、車体の車幅方向両側部を構成すると共に、下部に車体前後方向を長手方向とするロッカを備えたサイメン部と、繊維強化プラスチックを用いて構成され車体のフロアを構成すると共に、車幅方向外側部の板厚が他の一般部の板厚に比べて薄い薄肉部となっており、該薄肉部が前記ロッカの断面内に挿入された状態で、前記ロッカと車体上下方向から接合されたフロアパネルと、を有する。

従って、車両側面衝突時に、先ず衝突側のサイメン部のロッカに衝突荷重が作用する。この際、繊維強化プラスチックを用いて構成されたフロアパネルにおける車幅方向外側部の板厚が、フロアパネルの他の一般部の板厚に比べて薄い薄肉部となっており、この薄肉部がサイメン部のロッカの断面内に挿入された状態で、フロアパネルとロッカとが接合されいるため、サイメン部のロッカに挿入されたフロアパネルの車幅方向外側部によって、サイメン部の潰れが妨げられないようになっている。この結果、先ず、衝突側のサイメン部が潰れ、その後、サイメン部のロッカより車幅方向内側となるフロアパネルの一般部が潰れることで、衝突エネルギーを効率的に吸収し、車室空間の変形を低減することができる。また、フロアパネルの薄肉部がサイメン部のロッカに挿入された状態で、フロアパネルとロッカとが車体上下方向から接合されている。このため、他車の後方向からの衝突（後突）等によって、ロッカに作用するフロア面に沿った方向の衝突荷重に対して、フロアパネルとロッカとの接合部が剪断方向となる。この結果、ロッカとフロアパネルとの接合剛性を高めることができるため、他車の後突等によって、フロアパネルとロッカとの接合部が分離するのを防止又は抑制することができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明の車体下部構造は、ロッカとフロアパネルとの接合剛性を高めることができると共に、車両の側面衝突時に衝突エネルギーを効率的に吸収し、車室空間の変形を低減することができる。

［実施形態］

以下、図１及び図２を用いて、本発明に係る車体下部構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＵＰは車体上方方向を示し、矢印ＦＲは車体前方方向を示し、矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。

先ず、本実施形態に係る車体下部構造が適用された自動車車体の概略全体構成を説明し、次いで、要部について詳細に説明する。

（車体の概略全体構成）

図２には、本実施形態の車体下部構造が適用された自動車車体の車室床部周りの概略全体構成が車体前方斜め上方から見た斜視図にて示されている。

図２に示すように、車体の車幅方向両側部は左右一対のサイメン部１０で構成されている。これらのサイメン部１０は、車室１１の車幅方向両端下部となる部位に車体前後方向を長手方向とするロッカ１２を備えている。また、車室１１の床部を構成するフロアパネル１４は、車体前後方向及び車幅方向に延在しており、フロアパネル１４の車幅方向外側端部が左右のロッカ１２にそれぞれ接合されている。

車室１１の床部の車幅方向中央部には、車体前後方向に延在すると共に車体上下方向の下向きに開口するフロアトンネル１６が設けられており、左右のフロアパネル１４の車幅方向内端はフロアトンネル１６の車体上下方向の下向き開口端部に接合されている。また、車室１１の前端の車幅方向両端部には、左右一対のフロントピラー１８が略車体上下方向に沿って延在しており、左右のロッカ１２はそれぞれの前端１２Ａが、左右のフロントピラー１８の下端１８Ａに連続している。

なお、図示は省略するが、左右のフロントピラー１８は、図２に示すよりも車体上方に延出されており、左右のフロントピラー１８の間にフロントウインドシールドガラスが保持されている。

左右のフロントピラー１８には、車室１１の前壁部を構成するダッシュパネル２０の車幅方向両端部２０Ａがそれぞれ接合されている。また、ダッシュパネル２０は、車幅方向及び車体上下方向に延在しており、車室１１と車室１１よりも前方の空間２２（例えばエンジンルーム）とを隔てている。

なお、ダッシュパネル２０には、図示しない左右一対のフロントサイドメンバの後端部が接続されており、左右のフロントサイドメンバの前端間はフロントバンパを構成するバンパリインフォースメントが架設されている。

左右のロッカ１２の後端１２Ｂは、それぞれ略車体上下方向に沿って延在するＢピラー２２の下端２２Ａに連続している。なお、左右のロッカ１２の後端１２Ｂ、センタピラー２２の下端２２Ａには、図示しない左右一対のリヤサイドメンバが連続している。また、左右のセンタピラー２２には、車室１１の後壁部を構成するルームパーティションパネル２４の車幅方向両端部２４Ａがそれぞれ接合されている。このルームパーティションパネル２４は、車幅方向及び車体上下方向に延在しており、車室１１と車室１１よりも後方の空間２６（例えばラゲージコンパートメント）とを隔てている。

なお、フロアトンネル１６は、車室フロア部の車体前後方向の全長に亘って延在し、車体前後方向の両端でも開口する構成とされている。

また、フロアパネル１４の上面側には左右一対のクロスメンバ２６が長手方向を車幅方向に沿って接合されており、これらのクロスメンバ２６はロッカ１２とフロアトンネル１６との車体前後方向の前端部間を連結している。

以上説明した自動車車体は、その主要構成要素であるロッカ１２、フロアパネル１４、フロアトンネル１６、フロントピラー１８、ダッシュパネル２０、センタピラー２２、ルームパーティションパネル２４、クロスメンバ２６の主要部がそれぞれ繊維強化プラスチックとしての炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰという）にて構成されている。

（車体下部構造の要部；フロアパネルとロッカとの接合部構造）

以下、フロアパネル１４のとロッカ１２との接合部構造について詳細に説明する。図１は、図２の１−１断面線に沿って切断した状態を車体前方側から見て示す断面図である。

図１に示すように、フロアパネル１４は、車体前後方向に沿って延在するロッカ１２とフロアトンネル（図２参照）とを連結している。また、フロアパネル１４はフロア上面層１４Ａとフロア下面層１４Ｂと両者の間に介在されるフロア中間層１４Ｃとによって構成されており、その車幅方向外側端部１４Ｄはロッカ１２の下端部１２Ｃに接着により車体上下方向から接合されている。

より具体的に説明すると、ロッカ１２は、ロッカ１２の車幅方向外側部を構成するロッカアウタパネル４０と、ロッカ１２の車幅方向内側部を構成するロッカインナパネル４２とを備えている。また、ロッカアウタパネル４０は、ロッカ１２の車幅方向外側縦壁部を構成する縦壁部４０Ａを備えており、この縦壁部４０Ａの上端には、車幅内側上方に向かって傾斜し上壁部４０Ｂが形成されている。一方、ロッカアウタパネル４０の縦壁部４０Ａの下端には、車幅内側方向に向かって下壁部４０Ｃが形成されている。また、ロッカアウタパネル４０の上壁部４０Ｂの車幅方向内側端には、下方に向かってフランジ４０Ｄが形成されている。

ロッカインナパネル４２は、ロッカ１２の車幅方向内側縦壁部を構成する縦壁部４２Ａを備えており、この縦壁部４２Ａの上端４２Ｂは、ロッカアウタパネル４０のフランジ４０Ｄの車幅方向内側面に接合されている。また、ロッカインナパネル４２の縦壁部４２Ａの下端には、車幅方向内側に向かってフランジ４２Ｃが形成されている。

なお、ロッカインナパネル４２のフランジ４２Ｃは、ロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃの車幅方向内側端部４０Ｅの上方に隙間Ｗ１を開けて対向している。

ロッカ１２の断面４４の内部にはリブ４６が配設されており、リブ４６はロッカ１２の断面４４を上下に２分割する略水平に形成された横壁部４６Ａを備えている。また、リブ４６の横壁部４６Ａの車幅方向外側端には、上方へ向かってフランジ４６Ｂが形成されており、このフランジ４６Ｂは、ロッカアウタパネル４０の縦壁部４０Ａの車幅方向内側面に接合されている。

一方、リブ４６の横壁部４６Ａの車幅方向内側端には、下方へ向かって縦壁部４６Ｃが形成されており、この縦壁部４６Ｃの下端には車幅方向外側に向かってフランジ４６Ｄが形成されている。また、リブ４６の縦壁部４６Ｃはロッカインナパネル４２の縦壁部４２Ａの車幅方向外側面に接合されている。

リブ４６のフランジ４６Ｄは、ロッカインナパネル４２のフランジ４２Ｃの車幅方向外側に設けられており、リブ４６のフランジ４６Ｄは、ロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃの上方に隙間Ｗ２を開けて対向している。即ち、隙間Ｗ２と隙間Ｗ１は等しくなっている（Ｗ２＝Ｗ１）。

ロッカインナパネル４２のフランジ４２Ｃとロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃの車幅方向内側端部４０Ｅとの間、及びリブ４６のフランジ４６Ｄとロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃとの間には、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄが車幅方向内側から挿入されている。また、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄは、ロッカインナパネル４２のフランジ４２Ｃ、ロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃの車幅方向内側端部４０Ｅ、リブ４６のフランジ４６Ｄ及びロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃにそれぞれ車体上下方向から接着により接合されている。

従って、他車の後方向からの衝突（後突）等によって、ロッカ１２に作用するフロアパネル１４の上面（または下面）に沿った方向の衝突荷重（図２の矢印Ｆ２）に対して、フロアパネル１４とロッカ１２との接合部が剪断方向となると共に接合面積が広くなる。この結果、他車の後突等によって、フロアパネル１４とロッカ１２との接合部が分離するのを防止又は抑制することができるようになっている。また、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄが、ロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃに接合されており、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄとロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃとの間に隙間がない。このため、側突時の初期荷重の立ち上がりが良く、衝突エネルギーを効率的に吸収することができるようになっている。

図１に示すように、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄにおけるリブ４６のフランジ４６Ｄとの接合部よりさらに車幅方向外側の部位は、フロアパネル１４の一般部の板厚Ｍ１に比べて板厚Ｍ２が薄い薄肉部１４Ｅとなっている。具体的には、フロアパネル１４の薄肉部１４Ｅは一般部（薄肉部１４Ｅ以外の部位）に対して、フロア上面層１４Ａの板厚とフロア下面層１４Ｂの板厚は同じで、フロア中間層１４Ｃの板厚が薄くなっている。また、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄにおける薄肉部１４Ｅの車幅方向外側端１４Ｆは、ロッカアウタパネル４０の縦壁部４０Ａに達している。

従って、車両側面衝突時に、ロッカ１２の断面内に挿入されたフロアパネル１４の薄肉部１４Ｅによって、サイメン部１０のロッカ１２の潰れが妨げられないようになっている。この結果、側突荷重（図２の矢印Ｆ１）によって、先ず、衝突側のロッカ１２がフロアパネル１４の薄肉部１４Ｅとともに潰れ、その後、ロッカ１２より車幅方向内側となるフロアパネル１４が潰れることで、衝突エネルギーを効率的に吸収し、車室空間の変形を低減することができるようになっている。また、サイメン部１０が潰れる際に、サイメン部１０とフロアパネル１４との接合が剥離し難く、剥離による荷重低下を防止できるようになっている。

次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

上記構成の車体下部構造が適用された自動車車体では、例えば、図２に二点鎖線で示されるように、車体上下方向に延在する柱状部材であるポールＰが、ロッカ１２の側方から衝突した場合（所謂ポール側突が生じた場合）、ドア（図示省略）とロッカ１２とがポールＰの衝突部位の近傍で変形（破壊）されて衝撃エネルギーを吸収しながら、このポール衝突に伴う荷重（図２の矢印Ｆ１）をフロアパネル１４に伝達する。

この際、本実施形態では、図１に示すように、ロッカ１２の下端部１２Ｃに挿入されたフロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄにおけるリブ４６のフランジ４６Ｄとの接合部よりさらに車幅方向外側の部位が、フロアパネル１４の一般部の板厚Ｍ１に比べて板厚Ｍ２が薄い薄肉部１４Ｅとなっている。このため、ロッカ１２に挿入されたフロアパネル１４の薄肉部１４Ｅによって、ロッカ１２の潰れが妨げられない。

この結果、側突荷重（図２の矢印Ｆ１）によって、先ず、衝突側のサイメン部１０のロッカ１２がフロアパネル１４の薄肉部１４Ｅとともに潰れ、その後、ロッカ１２より車幅方向内側となるフロアパネル１４が潰れる。従って、衝突エネルギーを効率的に吸収することができるため、ドア（図示省略）とロッカ１２との車室内側への変形を少なくすることができ、車室空間の変形を低減することができる。

また、本実施形態では、ロッカインナパネル４２のフランジ４２Ｃとロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃの車幅方向内側端部４０Ｅとの間、及びリブ４６のフランジ４６Ｄとロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃとの間に、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄが車幅方向内側から挿入されている。さらに、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄは、ロッカインナパネル４２のフランジ４２Ｃ、ロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃの車幅方向内側端部４０Ｅ、リブ４６のフランジ４６Ｄ及びロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃにそれぞれ車体上下方向から接着により接合されている。

この結果、他車の後方向からの衝突（後突）等によって、ロッカ１２に作用するフロアパネル１４の上面（または下面）に沿った方向の衝突荷重（図２の矢印Ｆ２）に対して、フロアパネル１４とロッカ１２との接合部が剪断方向となっていると共に接合面積が広くなっている。

このため、他車の後突等によって、フロアパネル１４とロッカ１２との接合部が分離するのを防止又は抑制することができる。これにより、フロアパネル１４とロッカ１２との相対変位を抑制できるので、例えば、フロア側に取付けられた燃料タンクと、サイメン（ロッカ１２）側に取付けられたサスペンションメンバとの干渉を防止することができる。

また、側突によりサイメン部１０が潰れる際に、サイメン部１０とフロアパネル１４との接合が剥離し難く、剥離による荷重低下を防止できる。さらに、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄが、ロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃに接合されており、フロアパネル１４の車幅方向外側端部１４Ｄとロッカアウタパネル４０の下壁部４０Ｃとの間に隙間がないため、側突時の初期荷重の立ち上がりが良く、衝突エネルギーをさらに効率的に吸収することができる。

〔上記実施形態の補足説明〕

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。

図２の１−１断面線に沿った拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る車体下部構造が適用された自動車車体の車室床部周りを示す車体前方斜め上方から見た斜視図である。

符号の説明

１０ サイメン部
１１ 車室
１２ ロッカ
１４ フロアパネル
１４Ｄ フロアパネルの車幅方向外側端部
１４Ｅ フロアパネルの薄肉部
４０ ロッカアウタパネル
４２ ロッカインナパネル
４６ リブ

Claims (1)

1. 車体の車幅方向両側部を構成すると共に、下部に車体前後方向を長手方向とするロッカを備えたサイメン部と、
   繊維強化プラスチックを用いて構成され車体のフロアを構成すると共に、車幅方向外側部の板厚が他の一般部の板厚に比べて薄い薄肉部となっており、該薄肉部が前記ロッカの断面内に挿入された状態で、前記ロッカと車体上下方向から接合されたフロアパネルと、
   を有する車体下部構造。

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