JP2015054600A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クロスメンバの下方への変形を阻止する。
【解決手段】両端に対して中央部２１が上側に向かって凸状になるように後側シートクロスメンバ１２を形成し、Ｂピラー３の下部からサイドシル１にかけて車体の内側方向へ働く力が加わった場合に、後側シートクロスメンバ１２の中央部２１を上側に変形させて下方への変形を阻止し、フロントシート１０の下側への傾動をなくし、サイドエアバッグ装置のエアバッグ１８の乗員１９に対する適切な部位への展開を維持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、側面衝突時におけるクロスメンバの下方への変形を阻止した車体構造に関する。

車両の側面衝突時における乗員の保護性能の手段として、車体骨格の変形を抑制する機能が知られている。側面衝突に対する車体骨格は、主に、サイドシル、ピラー、ルーフレール、シートクロスメンバ、センタートンネル、及び、これらの補強部材により構成されている（例えば、特許文献１参照）。側面衝突時には、ピラーの下部からサイドシルに亘り荷重が加わり、荷重は、ルーフレール、シートクロスメンバ、センタートンネル等で受け止められている。

フロントシートの前後位置を固定するシートクロスメンバは、サイドシルとセンタートンネルの間に２本備えられている。フロントシートの後側を支持するシートクロスメンバは、後席乗員の足元のスペースを確保するために、中央部は床面とのスペースが確保されている。

このため、側面衝突時に、サイドシルに対して内側に荷重が加わると、フロントシートの後側を支持するシートクロスメンバの中央部が下側に折れ曲がり、フロントシートの後側（シートバック）が下側に移動（フロントシートが傾動）してしまう虞があった。

一方、車両の側面衝突時に乗員を直接保護する手段として、サイドエアバッグ装置が知られている。サイドエアバッグ装置は、側面衝突時に、シートバックに収容されたエアバッグが乗員と車体骨格との間の所望の位置に展開して乗員の側部を保護する装置となっている。

上述したように、側面衝突時にフロントシートの後側（シートバック）が下側に移動（フロントシートが傾動）してしまうと、シートバックに対して乗員の位置がずれてしまい、サイドエアバッグ装置のエアバッグが乗員に対して適切な部位に展開しない虞があった。

特開２００９−１２６３４号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、側面衝突時におけるクロスメンバの下方への変形を阻止することができる車体構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の車体構造は、車体側面の下縁部を構成し、前記車体の前後方向に延びて配されるサイドシルと、車体の幅方向の中央部に膨出し、前記車体の前後方向に延びて配されるセンタートンネルと、両端の一端が前記サイドシルに結合されると共に他端が前記センタートンネルに結合され、上面にシートが支持されるシートクロスメンバとを備え、前記シートクロスメンバには、前記両端に対して上側に向かって凸状に形成された中央部が設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、側面衝突時に、サイドシルに車体の内側方向へ働く力が加わった場合、シートクロスメンバの中央部が上側に変形するので、クロスメンバの下方への変形を阻止することができる。

このため、シートが下側に移動する（シートが傾動する）ことがなくなり、サイドエアバッグ装置のエアバッグを乗員に対して適切な部位に展開させることができる。

そして、請求項２に係る本発明の車体構造は、請求項１に記載の車体構造において、前記シートクロスメンバの前記中央部は、前記両端に連続して形成され、前記サイドシルとの結合部よりも上側に位置する部位であることを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、サイドシルとの結合部よりも上側に位置する部位によりシートクロスメンバの中央部を構成し、側面衝突時に、クロスメンバの下方への変形を阻止することができる。

例えば、シートクロスメンバの中央部の両端に、シートを支持するシートレールを有する一端部及び他端部を設け、シートクロスメンバの前記中央部は、両端に連続して形成されて一端部及び他端部よりも上側に位置させることが好ましい。

また、請求項３に係る本発明の車体構造は、請求項２に記載の車体構造において、前記シートクロスメンバの前記一端及び前記他端の断面形状、及び、前記中央部の断面形状は、同一形状で連続していることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、サイドシルメンバよりも上側に位置する中央部を含めてシートクロスメンバの断面形状が同一形状で連続しているので、シートクロスメンバを、上側に凸状態となるアーチ状にすることができる。この場合、シートクロスメンバの一端及び他端と、中央部とを傾斜部で連続させたり、一端及び他端と、中央部とを彎曲部で円弧状に連続させたり、シートクロス中央部に穴、ビード等の構造物的特徴を設けることが可能である。

また、請求項４に係る本発明の車体構造は、請求項２もしくは請求項３に記載の車体構造において、前記シートクロスメンバの前記一端は、前記サイドシルの上面側に結合され、前記シートクロスメンバの前記他端は、前記センタートンネルの上面側に結合されていることを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、サイドシル及びセンタートンネルの上面側でシートクロスメンバを接合しているので、端部の断面形状の制約を少なくすることができる。

また、請求項５に係る本発明の車体構造は、請求項２もしくは請求項３に記載の車体構造において、前記シートクロスメンバの前記一端は、前記サイドシルの側面側に結合され、前記シートクロスメンバの前記他端は、前記センタートンネルの側面側に結合されていることを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、サイドシル及びセンタートンネルの側面側でシートクロスメンバを接合しているので、高さ方向のスペースを抑制することができる。

また、請求項６に係る本発明の車体構造は、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の車体構造において、前記シートは前記車体の前側及び後側のクロスメンバに支持され、前記シートクロスメンバは、前記シートの後側を支持するクロスメンバであることを特徴とする。

請求項６に係る本発明では、中央部がサイドシルよりも上方に位置するシートクロスメンバがシートの後側を支持するクロスメンバであるため、シートの後側の席の乗員の足元のスペースを確保することができる。

本発明の車体構造は、側面衝突時におけるクロスメンバの下方への変形を阻止することが可能になる。この結果、シートが傾動することがなくなり、サイドエアバッグ装置のエアバッグを乗員に対して適切な部位に展開させることが可能になる。

本発明の一実施例に係る車体構造の外観図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。 シートクロスメンバの断面図である。 シートクロスメンバの変形状況の説明図である。 サイドエアバック展開時の説明図である。 他の実施例に係るシートクロスメンバの断面図である。 他の実施例に係る車体構造の断面図である。 他の実施例に係る車体構造の断面図である。

図１から図５に基づいて本発明の一実施例に係る車体構造を説明する。

図１には本発明の一実施例に係る車体構造の要部の（一部をカットした状態の）車体骨格を車体の後側から示した外観、図２にはシートクロスメンバの幅方向の形状を表すために車体の幅方向に沿った断面を車体の後側から示した状況（図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視）、図３にはシートクロスメンバの複数箇所（図２中ＡＢＣの箇所）での断面形状、図４には側面衝突時におけるシートクロスメンバの変形状況、図５にはサイドエアバッグと乗員との関係を示してある。

図１に示すように、車体骨格として、車体側面の開口の下縁部を構成するサイドシル１が車体の前後方向に延びて配されている。サイドシル１には車体の上下方向に延びるＡピラー２、Ｂピラー３、Ｃピラー４が車体の前側から順に設けられ、Ａピラー２、Ｂピラー３、Ｃピラー４の上部には車体の前後方向に延びるルーフレール５が設けられている。

車体の幅方向の中央部には、上面側に膨出し車体の前後方向に延びて配されるセンタートンネル７が配され、サイドシル１とセンタートンネル７の間にフロアパネル８が配されている。サイドシル１とセンタートンネル７の間のフロアパネル８の上面側にはシートクロスメンバ９が備えられ、シートクロスメンバ９の上面にフロントシート（シート）が支持されている。

即ち、シートクロスメンバ９は、前側シートクロスメンバ１１、及び、後側シートクロスメンバ１２により構成され、前側シートクロスメンバ１１、及び、後側シートクロスメンバ１２がフロントシート１０の前後の固定位置となっている。

前側シートクロスメンバ１１の一端（図中左側端）はサイドシル１に接続され、前側シートクロスメンバ１１の他端はセンタートンネル７に接続されている。そして、前側シートクロスメンバ１１の下面側はフロアパネル８に接合されている。

図１、図２に示すように、後側シートクロスメンバ１２の一端（図中左側端）の一端部４１は、Ｂピラー３の下部近傍のサイドシル１に接続され、後側シートクロスメンバ１２の他端の他端部４２はセンタートンネル７に接続されている。

即ち、サイドシル１のサイドシルインナ１５の上面１５ａ、及び、車室内側の側面１５ｂには、後側シートクロスメンバ１２の一端が、例えば、ボルト止めにより固定（結合）されている。また、センタートンネル７の上面７ａ、及び、側面７ｂには、後側シートクロスメンバ１２の他端が、例えば、ボルト止めにより固定（結合）されている。

尚、サイドシル１及びセンタートンネル７と後側シートクロスメンバ１２との接合は、スポット溶接、アーク溶接等により適宜実施することも可能である。

そして、後側シートクロスメンバ１２の一端部４１と他端部４２には乗員が座るシートを支持するための一対のシートレール４３が、前側シートクロスメンバ１１と後側シートクロスメンバ１２とに亘り（間に）設けられており、その一対のシートレール４３（後部）の間には、サイドシル１に車体の内側方向へ働く力（例えば、側面衝突時の力）が加わった際に、車体の上側に変形する中央部２１が設けられている。

即ち、後側シートクロスメンバ１２の一端には、一端部４１から上方側に傾斜する一端傾斜部２２が連続して形成され、一端傾斜部２２から中央部２１が連続して形成されている。そして、後側シートクロスメンバ１２の他端には、他端部４２から上方側に傾斜する他端傾斜部２３が連続して形成され、他端傾斜部２３から中央部２１が連続して形成されている。

つまり、後側シートクロスメンバ１２の中央部２１は、一端部４１（サイドシル１との結合部）及び他端部４２よりも上側に位置している。

図２中の端部の断面（Ａ−Ａ線矢視）、一端傾斜部２２及び他端傾斜部２３の断面（Ｂ−Ｂ線矢視）、中央部２１の断面（Ｃ−Ｃ線矢視）を表す図３に示すように、後側シートクロスメンバ１２は、板状の上面部材２７の下側にハット形の矩形部材２８が接合されて構成されている。

後側シートクロスメンバ１２は、一端部４１及び他端部４２、一端傾斜部２２及び他端傾斜部２３、中央部２１が同一の断面形状とされているので、両端に対して中央部２１が上側に向かって凸状に形成された状態になり、フロアパネル８との間にスペース２５が確保される。つまり、後側シートクロスメンバ１２の中央部２１は、サイドシルメンバよりも上側に位置する部位となっている。

後側シートクロスメンバ１２は、サイドシル１との結合部よりも上側に位置する中央部２１を含めて断面形状が同一形状で連続しているので、後側シートクロスメンバ１２を、上側に凸状態となるアーチ状にすることができる。この場合、後側シートクロスメンバ１２の一端及び他端と中央部とを、彎曲部で円弧状に連続させることも可能である。また、中央部２１には上側変形のきっかけとなる穴、ビード等の構造的特徴を設ける事も可能である。

図４に示すように、例えば、側面衝突時等でＢピラー３の下部からサイドシル１にわたり車体の内側方向に入力があった場合（図中白抜き矢印）、サイドシル１の上部に車体の内側方向へ働く力（図中白抜き矢印）が加わる。この時、サイドシル１の上部に図中時計回り方向に傾動する力が働くことになるが、後側シートクロスメンバ１２の中央部２１は両端に対して上側に向かって凸状に形成された状態になっているので（アーチ状になっているので）、中央部２１は上側に変形する。

このため、側面衝突時に、サイドシル１に車体の内側方向へ働く力が加わった場合であっても、後側シートクロスメンバ１２の中央部２１の下方への変形を阻止することができる。後側シートクロスメンバ１２にはフロントシート１０の後側（シートバック）が支持されているが、後側シートクロスメンバ１２は中央部２１が下方への変形が阻止されているので、フロントシート１０の後側（シートバック）が下側に移動（フロントシートが傾動）することがない。

図５（ａ）に示すように、サイドエアバッグ装置のエアバッグ１８が展開した際にフロントシート１０の後側（シートバック）が下側に移動（フロントシートが傾動）すると、乗員１９に対してシートバックと一緒にエアバッグ１８も下側に傾動し、エアバッグ１８に対して乗員１９の位置が相対的にずれてしまう。このため、側面衝突時にサイドシル１に力が働いて後側シートクロスメンバ１２が変形すると、エアバッグ１８が乗員１９に対して適切な部位に展開しない虞があった。

これに対し、上述した実施例の構造では、側面衝突時に、サイドシル１に車体の内側方向へ働く力が加わった場合であっても、後側シートクロスメンバ１２の中央部２１は上側に変形する。このため、図５（ｂ）に示すように、フロントシート１０のシートバックと乗員１９は一緒に移動し、サイドエアバッグ装置のエアバッグ１８と乗員１９の位置がずれることがない。このため、側面衝突時にサイドシル１に力が働いて後側シートクロスメンバ１２が変形しても、エアバッグ１８を乗員１９に対して適切な部位への展開を維持することができる。

そして、後側シートクロスメンバ１２は、中央部２１が上側に向かって凸状に形成された状態になり、フロアパネル８との間にスペース２５が確保されているので、後席の乗員の足元のスペースを確保することができる。後席の乗員の足元の損傷をなくすため、樹脂製等のカバーで後側シートクロスメンバ１２を覆うことも可能である。

図６に基づいて後側シートクロスメンバの他の実施例を説明する。図６には他の実施例に係る後側シートクロスメンバの断面を示してある。

図６（ａ）に示した後側シートクロスメンバの形状は、板状の上面部材３１の下側にハット形の矩形部材３２がフランジ部を介して接合され、矩形部材３２の中央に長手方向（紙面に直交する方向）に延びる凹部３３が形成されている。図６（ａ）に示した形状では、凹部３３により高い剛性を確保することができる。

また、図６（ｂ）に示した後側シートクロスメンバの形状は、板状の上面部材３４の下側にハット形の矩形部材３５がフランジ部を介して２つ接合されている。図６（ｂ）に示した形状では、２つの矩形部材３５により小面積の閉断面で大きな剛性を確保することができる。

また、図６（ｃ）に示した後側シートクロスメンバの形状は、高さが低いハット形の上面部材３６の下側にハット形の矩形部材３７がフランジ部を介して接合されている。図６（ｃ）に示した形状では、閉断面の面積が大きく確保され、剛性を高めることができる。

後席の乗員の足元のスペースを狭くしないために、図６に示したフランジ部（接合部）は、上下方向の中心よりも高い位置に配することが好ましい。

図７、図８に基づいて後側シートクロスメンバの他の実施例を説明する。図７、図８には後側シートクロスメンバの他の結合例を示してある。後側シートクロスメンバの形状は、両端部の形状（結合部の形状）を除き、図２に示したものと同一であるため、同一符号を付してある。

図７に示すように、後側シートクロスメンバ１２の一端（図中左側端部）は、例えばボルト止めにより、サイドシル１のサイドシルインナ１５の上面１５ａに結合されている。そして、後側シートクロスメンバ１２の他端（図中右側端部）は、例えばボルト止めにより、センタートンネル７の上面７ａに結合されている。

図７に示した結合の例では、サイドシル１及びセンタートンネル７の上面側で後側シートクロスメンバ１２の端部を結合しているので、端部の断面形状の制約を少なくすることができる。

図８に示すように、後側シートクロスメンバ１２の一端（図中左側端部）は、例えばボルト止めにより、サイドシル１のサイドシルインナ１５の車室内側の側面１５ｂに結合されている。そして、後側シートクロスメンバ１２の他端（図中右側端部）は、例えばボルト止めにより、センタートンネル７の側面７ｂに結合されている。

図８に示した結合の例では、サイドシル１及びセンタートンネル７の側面側で後側シートクロスメンバ１２の端部を結合しているので、高さ方向のスペースを抑制することができる。尚、センタートンネル７に補強板を設けることも可能である。

上述した車体構造は、側面衝突時に、Ｂピラー３の下部からサイドシル１にかけて車体の内側方向へ働く力が加わった場合、後側シートクロスメンバ１２の中央部２１が上側に変形するので、後側シートクロスメンバ１２の下方への変形を阻止することができる。

このため、フロントシート１０が下側に移動する（フロントシートが傾動する）ことがなくなり、側面衝突時に、フロントシート１０の後方回転を防止することができ、サイドエアバッグ装置のエアバッグ１８の乗員１９に対する適切な部位への展開が阻害されることがなくなる。

尚、上記実施例では、シートとしてフロントシート１０を例に挙げて車体構造を説明したが、例えば、３列シートの中央部のシート等、他のシートを適用することも可能である。

本発明は、側面衝突時におけるクロスメンバの下方への変形を阻止した車体構造の産業分野で利用することができる。

１ サイドシル
２ Ａピラー
３ Ｂピラー
４ Ｃピラー
５ ルーフレール
７ センタートンネル
８ フロアパネル
９ シートクロスメンバ
１０ フロントシート
１１ 前側シートクロスメンバ
１２ 後側シートクロスメンバ
１５ サイドシルインナ
１８ エアバッグ
１９ 乗員
２１ 中央部
２２ 一端傾斜部
２３ 他端傾斜部
２５ スペース
２７、３１、３４、３６ 上面部材
２８、３２、３５、３７ 矩形部材
３３ 凹部
４１ 一端部
４２ 他端部
４３ シートレール

Claims (6)

1. 車体側面の下縁部を構成し、前記車体の前後方向に延びて配されるサイドシルと、
   車体の幅方向の中央部に膨出し、前記車体の前後方向に延びて配されるセンタートンネルと、
   両端の一端が前記サイドシルに結合されると共に他端が前記センタートンネルに結合され、上面にシートが支持されるシートクロスメンバとを備え、
   前記シートクロスメンバには、
   前記両端に対して上側に向かって凸状に形成された中央部が設けられている
   ことを特徴とする車体構造。
2. 請求項１に記載の車体構造において、
   前記シートクロスメンバの前記中央部は、
   前記両端に連続して形成され、前記サイドシルとの結合部よりも上側に位置する部位である
   ことを特徴とする車体構造。
3. 請求項２に記載の車体構造において、
   前記シートクロスメンバの前記一端及び前記他端の断面形状、及び、前記中央部の断面形状は、同一形状で連続している
   ことを特徴とする車体構造。
4. 請求項２もしくは請求項３に記載の車体構造において、
   前記シートクロスメンバの前記一端は、前記サイドシルの上面側に結合され、
   前記シートクロスメンバの前記他端は、前記センタートンネルの上面側に結合されている
   ことを特徴とする車体構造。
5. 請求項２もしくは請求項３に記載の車体構造において、
   前記シートクロスメンバの前記一端は、前記サイドシルの側面側に結合され、
   前記シートクロスメンバの前記他端は、前記センタートンネルの側面側に結合されている
   ことを特徴とする車体構造。
6. 請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の車体構造において、
   前記シートは前記車体の前側及び後側のクロスメンバに支持され、
   前記シートクロスメンバは、前記シートの後側を支持するクロスメンバである
   ことを特徴とする車体構造。

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