JP2010184587A

JP2010184587A - 車両のロッカ構造

Info

Publication number: JP2010184587A
Application number: JP2009029756A
Authority: JP
Inventors: Takeo Mori; 健雄森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2010-08-26
Anticipated expiration: 2029-02-12
Also published as: JP5233721B2

Abstract

【課題】加工工程の複雑化および重量の増加を防止しながら、ロッカとクロスメンバとの結合部の剛性を高くすることができる車両のロッカ構造を提供する。
【解決手段】車両のロッカ構造では、ロッカ１の側方にクロスメンバ２，３が結合されている。ロッカ１における上面には、ビード１３が形成されている。このビード１３によってロッカ１とクロスメンバ２，３の剛性が高くされている。また、クロスメンバ２，３には、側方突出片２２，３２が設けられおり、側方突出片２２，３２は、ロッカ１に形成されたビード１３を跨いで配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のロッカ構造に係り、特に、ロッカとフロアクロスメンバとの結合部に特徴を有する車両のロッカ構造に関するものである。

車両のフレーム構造においては、サイドシルとクロスメンバとの結合部を強固に接合することにより、クロスメンバへのシートの支持を強固なものとすることが行われている。このようにサイドシルとクロスメンバとの結合部を強固に接合するために、従来、サイドシルにおけるクロスメンバとの結合部に補強板を介在させた自動車用シートの支持補強構造がある（たとえば、特許文献１参照）。この自動車用シートの支持補強構造では、サイドシルにおけるクロスメンバとの結合部に介在させた補強板によって、サイドシルとクロスメンバとが強固に接合されることとなる。

特開２０００−２５６５５号公報

上記特許文献１に開示された自動車用シートの支持補強構造では、補強板を設けることによって、サイドシル（ロッカ）とクロスメンバとの結合部の剛性を高めている。しかし、上記特許文献１に開示された自動車用シートの支持補強構造では、この補強板を設けるために、加工工程が複雑となるという問題があった。また、補強板が設けられていることにより、その分重量が増加するという問題があった。

そこで、本発明の課題は、加工工程の複雑化および重量の増加を防止しながら、ロッカとクロスメンバとの結合部の剛性を高くすることができる車両のロッカ構造を提供することにある。

上記の課題を解決した本発明に係る車両のロッカ構造は車両の前後方向に延在するロッカ部材と、車両の左右方向に延在し、ロッカ部材に結合されるクロスメンバとを備え、ロッカ部材におけるクロスメンバとの結合面に、ロッカ部材の長手方向に延在する剛性部が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る車両のロッカ構造では、ロッカ部材におけるクロスメンバとの接合面に、ロッカ部材の長手方向（車両の前後方向）に延在する剛性部が形成されている。このように剛性部が形成されていることにより、ロッカとクロスメンバとの結合部の剛性を高くすることができる。また、剛性部は、ロッカ部材におけるクロスメンバとの接合面に形成されている。このため、別途剛性を高めるための補強板などを設ける必要がなくなる。したがって、加工工程の複雑化および重量の増加を防止することができる。

ここで、剛性部は、ロッカ部材の上面側に形成されたビードを備えている態様とすることができる。

このように、剛性部は、ロッカ部材の上面側に形成されたビードによって容易に形成することができる。

また、ビードを跨ぐビード跨設部がクロスメンバに設けられ、クロスメンバにおけるビード跨設部に、クロスメンバの長手方向に延在する左右方向ビードが形成されている態様とすることができる。

本発明に係る車両のロッカ構造では、ビードを跨ぐビード跨設部がクロスメンバに設けられ、クロスメンバにおけるビード跨設部に、クロスメンバの長手方向に延在する左右方向ビードが形成されている。このビード跨設部が形成されていることにより、ビードとビード跨設部とによって閉断面が形成される。この閉断面が形成されることにより、ロッカ部材とクロスメンバとの結合部におけるロッカ部材の断面座屈強度を十分に高くすることができる。さらに、クロスメンバの長手方向に延在する左右方向ビードがクロスメンバに形成されていることにより、ロッカ部材とクロスメンバとの結合部におけるクロスメンバの延在方向（車両の左右方向）における剛性を向上させることができる。

さらに、ロッカ部材における剛性部は、ハイテンション鋼によって形成されている態様とすることができる。

このように、ロッカ部材における剛性部が、ハイテンション鋼によって形成されていることにより、剛性部における強度を高いものとすることができ、ロッカとクロスメンバとの接合部の剛性をさらに高いものとすることができる。

そして、剛性部が、曲げ戻し加工によって加工硬化されて形成されている態様とすることができる。

このように、剛性部が、曲げ戻し加工によって加工硬化されて形成されていることにより、剛性部における強度を向上させることができ、ロッカとクロスメンバとの接合部の剛性をさらに高いものとすることができる。

本発明に係る車両のロッカ構造によれば、加工工程の複雑化および重量の増加を防止しながら、ロッカとクロスメンバとの結合部の剛性を高くすることができる。

第１の実施形態に係る車両のロッカ構造の斜視図である。車両のロッカ構造の正断面図である。第２の実施形態に係る車両のロッカ構造の斜視図である。第２の実施形態に係るロッカの正断面図である。（ａ）〜（ｃ）とも、曲げ戻し加工による加工段差形状の例を示すロッカの要部正断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両のロッカ構造の斜視図、図２はその正断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態に係る車両のロッカ構造は、車両の下側方に設けられた本発明のロッカ部材であるロッカ１を備えている。ロッカ１は、車両の前後方向に沿って延在する長尺状の部材であり、断面が多角形状、本実施形態では略六角形状をなしている。

また、ロッカ１には、上方に突出する上方フランジ１１および下方に突出する下方フランジ１２が設けられている。ロッカ１は、ロールローミング成型によって変形加工された２枚の板材が上方フランジ１１および下方フランジ１２でそれぞれ溶接されて形成されている。さらに、ロッカ１における上面には、本発明の剛性部となるビード１３が形成されている。ビード１３は、ロッカ１の稜線に沿ってロッカ１の長手方向に沿って連続的に形成されている。また、ロッカ１は、ハイテンション鋼によって構成されている。

ロッカ１の側方には、センターフロアクロスメンバ２およびフロントフロアクロスメンバ３が結合されている。このうち、センターフロアクロスメンバ２は、車両の前後方向略中央位置であって、フロントフロアクロスメンバ３よりも車両の後方に配置されている。また、センターフロアクロスメンバ２は、車両の床面に溶接固定されている。さらに、フロントフロアクロスメンバ３は、車両の床面に溶接固定されるとともに、車両の左右方向略中央部に形成された図示しないトンネル部に結合されている。

これらのセンターフロアクロスメンバ２およびフロントフロアクロスメンバ３には、図示しない車両用シートが取り付けられている。さらには、これらのセンターフロアクロスメンバ２およびフロントフロアクロスメンバ３のいずれもハイテンション鋼によって形成されている。

センターフロアクロスメンバ２およびフロントフロアクロスメンバ３は、いずれも側方フランジ２１，３１、側方突出片２２，３２、および上方フランジ２３，３３を備えている。このうちの側方フランジ２１，３１がロッカ１の側面に溶接されて結合されている。また、側方突出片２２，３２は、ロッカ１におけるビード１３を跨いで配置され、ロッカ１の上面に溶接固定される。さらに、上方フランジ２３，３３は、ロッカ１の上方フランジ１１に溶接されて結合されている。

こうして、ロッカ１におけるビード１３とセンターフロアクロスメンバ２の側方突出片２２によって閉断面が形成されている。同様に、ロッカ１におけるビード１３とフロントフロアクロスメンバ３の側方突出片３２によって閉断面が形成されている。

さらに、センターフロアクロスメンバ２およびフロントフロアクロスメンバ３の下面側の周囲には、下面フランジ２４，３４がそれぞれ設けられている。センターフロアクロスメンバ２およびフロントフロアクロスメンバ３は、下面フランジ２４，３４が車両の床面に溶接されることによって床面に固定されている。

また、ロッカ１の先端部には、図示しないダッシュロアクロスメンバが結合されている。さらに、ロッカ１の上面には、センターピラー４およびフロントピラー５が立設されている。このうち、センターピラー４は車両の前後方向略中央部に配置されており、フロントピラー５は車両の前方位置に配置されている。

次に、本実施形態に係る車両のロッカ構造の作用について説明する。本実施形態に係る車両のロッカ構造では、ロッカ１の上面に、ロッカ１の長手方向に沿って延在するビード１３が形成されている。このビード１３が形成されていることにより、ロッカ１とセンターフロアクロスメンバ２、ロッカ１とフロントフロアクロスメンバ３の結合部におけるロッカ１の延在方向の座屈強度を向上させることができる。その結果、ロッカ１とクロスメンバ２，３との結合部における剛性を高くすることができる。

また、ロッカ１におけるビード１３とセンターフロアクロスメンバ２の側方突出片２２、およびビード１３とフロントフロアクロスメンバ３の側方突出片３２によって、それぞれ閉断面が形成されている。この閉断面が形成されていることにより、ロッカ１とセンターフロアクロスメンバ２、ロッカ１とフロントフロアクロスメンバ３の結合部におけるロッカ１の断面座屈強度を十分に高くすることができる。

また、ロッカ１とクロスメンバ２，３との剛性を高めるためには、ビード１３を形成するとともに、クロスメンバ２，３の側方突出片２２，３２をロッカ１の上方フランジ１１まで延在させ、上方フランジ２３，３３を形成しているのみである。このため、補強板などを設ける必要もないので、ロッカ構造の重量の増加を防止することができる。

また、本実施形態に係る車両ロッカ構造では、ロッカ１がハイテンション鋼で形成されており、ロッカ１におけるビード１３もハイテンション鋼で形成されていることとなる。このため、ビード１３における強度を高いものとすることができるので、ロッカ１とクロスメンバ２，３との結合部の剛性をさらに高いものとすることができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る車両のロッカ構造では、上記第１の実施形態と比較して、ロッカの構造およびクロスメンバの構造が主に異なっている。以下、上記第１の実施形態との相違点を中心として、本実施形態について説明する。

図３は、本実施形態に係る車両のロッカ構造の要部斜視図、図４はその正断面図である。図３および図４に示すように、本実施形態に係る車両のロッカ構造では、ロッカ４０とフロアクロスメンバ５０が設けられている。ロッカ４０は、上記第１の実施形態で説明した断面略６角形状をなしており、上下位置にそれぞれ上方フランジ４１および下方フランジ４２が設けられている。

さらに、ロッカ４０の上面には、第１ビード４３が形成されているとともに、車両の内側側面には、第２ビード４４が形成されている。これらの第１ビード４３および第２ビード４４は、いずれもロッカ４０の延在方向（車両の前後方向）に沿って連続的に形成されている。

また、ロッカ４０における第１ビード４３および第２ビード４４には、いずれも曲げ戻し加工が施されている。このため、図４に示すように、第１ビード４３および第２ビード４４に隣接する部位には、加工硬化段差４５が形成されている。加工硬化段差４５は、曲げ戻し加工を行う過程で形成されるものである。この曲げ戻し加工が施されていることにより第１ビード４３および第２ビード４４の強度が高くされている。

また、フロアクロスメンバ５０は、上記第１の実施形態におけるフロントフロアクロスメンバ３と同様、側方フランジ５１、側方突出片５２、上方フランジ５３、および下面フランジ５４を備えている。このうちの側方フランジ５１がロッカ４０の側面に溶接されて結合されている。この側方フランジ５１によって第２ビード４４の一部が覆われた状態となっている。また、側方突出片５２は、ロッカ１における第１ビード４３を跨いで配置され、ロッカ４０の上面に溶接固定される。さらに、上方フランジ５３は、ロッカ４０の上方フランジ４１に溶接されて結合されている。そして、車両の床面に下面フランジ５４が溶接固定されている。

さらに、フロアクロスメンバ５０における側方突出片５２の上部には、本発明の左右方向ビードとなる突条部５５が設けられている。突条部５５は、フロアクロスメンバ５０の幅方向略中央部に形成されており、側方突出片５２からさらに車両内側方向に向けて延在して形成されている。

次に、本実施形態に係る車両のロッカ構造の作用について説明する。本実施形態に係る車両のロッカ構造では、上記第１の実施形態と同様、ロッカ４０の上面に、ロッカ４０の長手方向に沿って延在する第１ビード４３が形成されているため、ロッカ４０とフロアクロスメンバ５０との結合部におけるロッカ１の延在方向の座屈強度を向上させることができる。その結果、ロッカ４０とフロアクロスメンバ５０との結合部における剛性を高くすることができる。

さらには、ロッカ４０の内側側面には、第２ビード４４が形成されている。この第２ビード４４が形成されていることにより、ロッカ４０とフロアクロスメンバ５０との結合部におけるロッカ１の延在方向の座屈強度をさらに向上させることができる。その結果、ロッカ４０とフロアクロスメンバ５０との結合部における剛性をさらに高くすることができる。

また、第１ビード４３とフロアクロスメンバ５０の側方突出片５２によって閉断面が形成されている。この閉断面が形成されていることにより、ロッカ４０とフロアクロスメンバ５０との結合部におけるロッカ１の断面座屈強度を十分に高くすることができる。さらには、第１ビード４３によって剛性部が向上されているので、補強板などを設ける必要がないので、ロッカ構造の重量の増加を防止することができる。

さらに、本実施形態に係る車両のロッカ構造では、フロアクロスメンバ５０における側方突出片５２に突条部５５が形成されている。この突条部５５が形成されていることにより、フロアクロスメンバ５０における長手方向（車両の左右方向）座屈強度が向上する。このため、ロッカ４０におけるフロアクロスメンバ５０との結合部における断面変形を好適に抑制することができるとともに、ロッカ４０からフロアクロスメンバ５０に対する荷重伝達が円滑に行われるようにすることができる。

さらに、本実施形態に係る車両のロッカ構造では、第１ビード４３および第２ビード４４にそれぞれ曲げ戻し加工が施されている。曲げ戻し加工が施されることにより、第１ビード４３および第２ビード４４には、それぞれ加工歪が与えられ、第１ビード４３および第２ビード４４には、加工硬化段差４５が形成される。第１ビード４３および第２ビード４４に加工歪みが与えられることによって加工硬化が生じる。この加工硬化が生じることにより、第１ビード４３および第２ビード４４の材料強度が向上する。その結果、ロッカとクロスメンバとの接合部の剛性をさらに高いものとすることができる。

曲げ戻し加工を施した場合に形成される加工硬化段差には種々の形状のものが見られる。たとえば、上記第２の実施形態で示した態様のもののほか、図５（ａ）に示すように、突起状に現れる加工硬化段差４５Ａや、図５（ｂ）に示すように、一段外側に向けて移動する状態で現れる加工硬化段差４５Ｂ、あるいは、図５（ｃ）に示すように、一段内側に向けて移動する状態で現れる加工硬化段差４５Ｃとなるものがある。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記第１の実施形態では、ロッカ１の上面に１つのビード１３を形成しているが、２以上の複数のビードを形成する態様とすることができる。また、上記第２の実施形態では、フロアクロスメンバ５０の側方突出片５２に１つの突条部５５を形成しているが、突条部についても複数形成する態様とすることができる。

さらに、上記実施形態では、ロッカやフロアクロスメンバがハイテンション鋼によって形成されているが、その他の鋼材やアルミ材などの金属や繊維強化プラスチックなどの樹脂で形成されている態様とすることもできる。

１，４０…ロッカ、２…センターフロアクロスメンバ、３…フロントフロアクロスメンバ、４…センターピラー、５…フロントピラー、１１，４１…上方フランジ、１２，４２…下方フランジ、１３…ビード、２１，３１…側方フランジ、２２，３２…側方突出片、２３，３３…上方フランジ、２４，３４…下面フランジ４３…第１ビード、４４…第２ビード、４５…加工硬化段差、５０…フロアクロスメンバ、５１…側方フランジ、５２…側方突出片、５３…上方フランジ、５４…下面フランジ、５５…突条部。

Claims

車両の前後方向に延在するロッカ部材と、車両の左右方向に延在し、前記ロッカ部材に結合されるクロスメンバとを備え、
前記ロッカ部材における前記クロスメンバとの結合面に、前記ロッカ部材の長手方向に延在する剛性部が形成されていることを特徴とする車両のロッカ構造。
前記剛性部は、前記ロッカ部材の上面側に形成されたビードを備えている請求項１に記載の車両のロッカ構造。
前記ビードを跨ぐビード跨設部が前記クロスメンバに設けられ、
前記クロスメンバにおけるビード跨設部に、前記クロスメンバの長手方向に延在する左右方向ビードが形成されている請求項２に記載の車両のロッカ構造。
前記ロッカ部材における前記剛性部は、ハイテンション鋼によって形成されている請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の車両のロッカ構造。
前記剛性部が、曲げ戻し加工によって加工硬化されて形成されている請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の車両のロッカ構造。