JP2015093633A - 車両の下部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】側突時において、サイドシルからの荷重をクロスメンバにより効果的に伝達できるようにする。
【解決手段】フロアパネル１には、その車幅方向端部においてサイドシル２が接合され、その上面には車幅方向に伸びるクロスメンバ３が接合されている。クロスメンバ３の車幅方向端部の上面から延設された接続フランジ部２０が、サイドシル２（サイドシルインナ１１）の上面１１ａに接合される。接続フランジ部２０の基端部に、車幅方向外方側に向かうにつれて徐々に下方に位置されてサイドシルインナ１１の上面１１ａに至る傾斜部２２が形成されている。接続フランジ部２０に、傾斜部２２の基端部に対応した車幅方向位置を含むようにして車幅方向外方側に向けて伸びるビード部２１が形成されている。側突時にサイドシル２に対して斜め下方から入力される力Ｆが、傾斜部２２を介して効果的にクロスメンバ３に伝達される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、車両の下部車体構造に関するものである。

車両、特にモノコック式ボディの自動車にあっては、車体下部の強度向上等のために、フロアパネルの車幅方向端部に前後方向に伸びる強度部材としてのサイドシルを接合するようにしてある。そして、車幅方向に伸びるクロスメンバを、フロアパネルの上面に接合すると共に、クロスメンバの車幅方向端部をサイドシルに接合することが行われている。

側突時に、サイドシルからクロスメンバへの荷重伝達を効果的に行うべく、特許文献１には、クロスメンバの上面に、サイドシルとの接合部位となる接続フランジ部を含めて車幅方向に長く伸びるビード部を形成することが提案されている。このビード部は、上方に向けて凸となるように形成されて、クロスメンバの上面が略水平であるのに対応して、略水平方向に直線点に長く伸びるものとなっている。

特開２００８−１４３２９２号公報

ところで、側突時において、サイドシルに入力される荷重は、車幅方向内方側に向けて略水平方向に作用するばかりでなく、車幅方向内方側に向かうにつれて上方に向かうような斜め下方からの力が作用する。この斜め下方からの力は、特に、側突時にセンタピラーが車幅方向内方側に押圧変形されることによって、サイドシルがセンタピラーに引っ張られる形態で顕著になる。

しかしながら、前述した特許文献１に記載のものでは，上記斜め下方からの力が前記ビード部に対して大きく傾斜して入力される形態となるため、この斜め下方からの力をビード部を介してクロスメンバへ効果的に伝達することが難しいものとなっていた。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、側突時において、サイドシルからの荷重をクロスメンバにより効果的に伝達できるようにした車両の下部車体構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
フロアパネルの車幅方向端部に、前後方向に伸びる左右一対のサイドシルが接合され、
前記フロアパネルの上面に、車幅方向に伸びるクロスメンバが接合され、
前記クロスメンバの車幅方向端部の上面から延設された接続フランジ部が、前記サイドシルの上面に接合されてなる車両の下部車体構造であって、
前記接続フランジ部の基端部に、車幅方向外方側に向かうにつれて徐々に下方に位置されて前記サイドシルの上面に至る傾斜部を有し、
前記接続フランジ部に、前記傾斜部の基端部に対応した車幅方向位置を含むようにして車幅方向外方側に向けて伸びるビード部が形成されている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、側突時にサイドシルに入力される荷重が、ビード部および傾斜部を介してクロスメンバに伝達されるため、ビード部のみよって荷重伝達を行う場合に比して、より効果的に荷重伝達を行うことができる。特に、側突時において生じやすい車幅方向内方側に向かうにつれて上方に向かうような斜め下方からの力の方向が、傾斜部が伸びる方向とほぼ一致されて、この斜め下方からの力を傾斜部を介してクロスメンバに極めて効果的に伝達することができる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項下に記載のとおりである。すなわち、
前記サイドシルが、その上面と車幅方向内方側の縦面とで構成される角部を有し、
前記クロスメンバの上面が、前記角部の高さよりも高くされている、
ようにしてある。この場合、傾斜部の下端をサイドシルの角部付近でもってしっかりと支承することができ、請求項１に対応した効果をより十分に発揮させる上で好ましいものとなる。また、クロスメンバの上面を上記角部よりも高くすることにより、クロスメンバの断面面積を確保する上でも好ましいものとなる。

本発明によれば、側突時において、サイドシルからの荷重をクロスメンバにより効果的に伝達できる。

本発明が適用された車両のセンタピラー付近を車室内側から見た簡略斜視図。 サイドシルとクロスメンバとの接合部分を示す要部斜視図。 サイドシルとクロスメンバとの接合部分を示す平面図。 サイドシルアウタを取外した状態でのセンタピラーとサイドシルとの接合部分を示す斜視図。 図３のＸ５−Ｘ５線相当断面図。 図５の要部拡大断面図。 図３のＸ７−Ｘ７線相当断面図。 図３のＸ８−Ｘ８線相当断面図。 本発明の第２の実施形態を示すもので、図６に対応した断面図。

図１において、１は、車室床面を構成するフロアパネルである。このフロアパネル１の車幅方向端部は、前後方向に伸びる左右一対のサイドシル２に接合されている（図１では左方のサイドシルが図示略）。フロアパネル１の車幅方向中間部には、上方に凸となったトンネル部１ａが形成されている。

フロアパネル１の上面には、トンネル部１ａとサイドシル２とを接続するようにして、車幅方向に伸びるクロスメンバ３、４が接合されている。サイドシル２に対しては、センタピラー５の下部が接合されている。このセンタピラー５の前方空間が前席用のドア開口６とされ、センタピラー５の後方空間が後席用のドア開口７とされている。前側のクロスメンバ３は、ドア開口６の前後方向略中間部に位置されている。また、後側のクロスメンバ４は、センタピラー５に対応した位置に設定されている。なお、既知のように、クロスメンバ３は、図２に示すように、下方に向けて開口された断面コ字状に形成されて、フロアパネル１と協働して閉断面を構成している（クロスメンバ４についても同じ）。

次に、図５を参照しつつ、サイドシル２の構造例について説明する。まず、１１はサイドシルインナ、１２はサイドシルアウタ、１３はサイドシルレインであり、全体として、前後方向に伸びる大きな閉断面構造とされている。センタピラー５の接合部分において、サイドシルレイン１３の外側面下部から下面にかけて、前後方向に伸びる補強板１４が接合されている（図４をも参照）。また、サイドシル２内には、サイドシル２の閉断面を前後方向に仕切るようにして節部材１５が配設されている。サイドシルインナ１１は、車幅方向内方側に向かうにつれて下方に位置されるようにわずかに傾斜された上面１１ａと、上面１１ａの車幅方向内方側端から下方へほぼまっすぐ伸びる縦面１１ｂとを有し、この上面１１ａと縦面１１ｂとの角部が符号１１ｃで示される。

クロスメンバ３のサイドシル２に対する接合構造について、本発明が適用されており、以下この接合構造について説明する。まず、クロスメンバ３の上面は、全体的に、サイドシルインナ１１の角部１１ｃよりも若干高い位置に位置されるように高さ設定されている。また、クロスメンバ３の上面は、前方に向かうにつれて徐々に高くなるようにわずかに傾斜設定されている。このような上面の傾斜設定により、図示を略す前席用シートの取付けに好適とされる。

クロスメンバ３の車幅方向端部の上面からは、車幅方向外方側に向けて接続フランジ部２０が延設されている。この接続フランジ部２０が、例えばスポット溶接により、サイドシル２のうちサイドシルインナ１１の上面１１ａに対して接合されている。

接続フランジ部２０には、その前後方向略中間部において、車幅方向に伸びるビード部２１が形成されている。ビード部２１は、上方に向けて凸となるように、断面略半円弧状に形成されている。接続フランジ部２０に対応した位置（より具体的にはビード部２１に対応した位置）に、前記節部材１５が配設されている。なお、節部材１５の配設位置や配設個数は、適宜設定することができる。

ビード部２１よりも前方において、接続フランジ部２０の基端部（車幅方向内方側端部）には、傾斜部２２が形成されている。この傾斜部２２は、図２、図３、図５、図６（特に図５、図６）に示すように、車幅方向外方側に向かうにつれて徐々に下方に位置するように傾斜されて、その下端は、サイドシルインナ１１の上面１１ａに当接されている。そして、接続フランジ部２０は、傾斜部２２よりも車幅方向外方側において、サイドシルインナ１１の上面１１ａに接合されている。なお、クロスメンバ３の上面が前上がりとなるように傾斜して設定されているため、傾斜部２２の長さは、その前側部分が後側部分よりも若干長くなっている。

前記ビード部２１は、接続フランジ部２０のみに形成されるように、車幅方向に短くされている。すなわち、ビード部２１の車幅方向内方側端の位置は、傾斜部２２の車幅方向内方側端位置に略対応した位置とされている。また、ビード部２１の車幅方向外方側端は、接続フランジ部２０の車幅方向外方側端と一致されている。

接続フランジ部２０のうち、ビード部２１よりも後方部分は、図８に示すように、傾斜部２２が形成されることなく、サイドシルインナ１１の上面１１ａに接合されている。前述したように、クロスメンバ３の上面は前方に向かうつれて徐々に高くなるようにわずかに傾斜されていることから、クロスメンバ３の上面から延設された接続フランジ部２０は、その前部分においてはサイドシルインナ１１の上面１１ａと上下方向に相対的に大きな間隔を有し、この間隔を埋めるように傾斜部２２が形成されている。この一方、接続フランジ部２０のうち、ビード部２１よりも後方部分は、低くなっているため、傾斜部２２を形成することなく、接続フランジ部２０のほぼ車幅方向内方側端からサイドシルインナ１１の上面１１ａに当接されるようになっている。

ここで、側突時においては、サイドシル２に対して、車幅方向内方側に向けて略水平に作用する力（荷重）の他に、図５に示すように、斜め下方からの力Ｆが作用する。この斜め下方からの力Ｆは、特に、側突時にセンタピラー５が車幅方向内方側に向けて変形されようとするのに伴って、サイドシル２がセンタピラー５から引張力を受けることに起因して大きな力として作用することになる。

斜め下方からの力Ｆは、ビード部２１に対してはかなり大きく傾斜されているために、ビード部２１を介してクロスメンバ３に荷重伝達することが難しいものとなる。これに対して、傾斜部２２は、斜め下方からの力Ｆが作用する方向とほぼ同一方向に伸びており、このため、斜め下方からの力Ｆが、傾斜部２２を介してクロスメンバ３に極めて効果的に伝達されることになる。このように、ビード部２１の形成に加えて、傾斜部２２を形成することにより、側突時の荷重をクロスメンバ３に対してより効果的に伝達することが可能になる。

図９は、本発明の第２の実施形態を示すものであり、図６に対応した断面図となっている。本実施形態では、ビード部２１を、図６の場合に比して、上方への突出高さが高くなるように形成すると共に、車幅方向内方側に向けて延長することによってより長く形成するようにしてある。すなわち、ビード部２１を、傾斜部２２の車幅方向内方側端位置よりもさらに車幅方向内方側に延長して形成してある。本実施形態によれば、側突時におけるサイドシルからの荷重を、より効果的にクロスメンバ３に伝達することができる。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。ビード部２１を、接続フランジ部２０よりもさらに車幅方向内方側に向けて長く延設するようにしてもよい。ビード部２１を、下方に向けて凸となるように形成してもよく、この場合、サイドシルインナ１１の上面１１ａには、ビード部２１のうち接続フランジ部２０に形成されている部分に対応した位置に凹部を形成しておくこともできる。特に、ビード部２１を、接続フランジ部２０からクロスメンバ３の上面に渡って直線状に長く形成する場合は、接続フランジ部２０では上方に凸となるように形成する一方、クロスメンバ３の上面（接続フランジ部２０以外の部分）においては下方に向けて凸となるように形成するようにしてもよい。クロスメンバ３の上面に上方への突起部を形成しないことは、シート取付け等において好ましいものとなる。

クロスメンバ３の上面を、前上がりの傾斜設定とすることなく、略水平として形成してもよい。傾斜部２２を、ビード部２１を挟んで前後一対形成するようにしてもよい。また、ビード部２１を、接続フランジ部２０の前後方向中間位置から前側あるいは後側にオフセットされた位置に形成して、ビード部２１が存在しない部分に傾斜部を前後方向に長く形成するようにしてもよい。他のクロスメンバ４に対しても、クロスメンバ３の場合と同様に、ビード部２１、傾斜部２２を形成するようにしてもよい。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は、車両の側突時対応として好適なものを提供できる。

１：フロアパネル
２：サイドシル
３：クロスメンバ
５：センタピラー
１１：サイドシルインナ
１１ａ：上面
１１ｂ：車幅方向内方側の縦面
１１ｃ：角部
２０：接続フランジ部
２１：ビード部
２２：傾斜部

Claims (2)

1. フロアパネルの車幅方向端部に、前後方向に伸びる左右一対のサイドシルが接合され、
   前記フロアパネルの上面に、車幅方向に伸びるクロスメンバが接合され、
   前記クロスメンバの車幅方向端部の上面から延設された接続フランジ部が、前記サイドシルの上面に接合されてなる車両の下部車体構造であって、
   前記接続フランジ部の基端部に、車幅方向外方側に向かうにつれて徐々に下方に位置されて前記サイドシルの上面に至る傾斜部を有し、
   前記接続フランジ部に、前記傾斜部の基端部に対応した車幅方向位置を含むようにして車幅方向外方側に向けて伸びるビード部が形成されている、
   ことを特徴とする車両の下部車体構造。
2. 請求項１において、
   前記サイドシルが、その上面と車幅方向内方側の縦面とで構成される角部を有し、
   前記クロスメンバの上面が、前記角部の高さよりも高くされている、
   ことを特徴とする車両の下部車体構造。