JP2022170424A - 車両の下部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】側面衝突時の衝突体の接触高さによらず、良好な側面衝突性能を確保することのできる下部車体構造を提供する。
【解決手段】フロアパネル４の上面に設置され車幅方向へ延びるクロスメンバ６と、フロアパネル４の車幅方向外端側と接続され前後方向へ延びるサイドシル８と、を備えた下部車体構造であって、クロスメンバ６とサイドシル８は車幅方向に離間し、クロスメンバ６とサイドシル８の間に介在するガセット１０を設け、ガセット１０は、サイドシル８の上部と接続される突出部１３と、サイドシル８の側部及びクロスメンバ６の車幅方向外端側と接続される前後一対のフランジ１４と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、フロアパネルの上面に設置されるクロスメンバと、フロアパネルの車幅方向端部と接続されるサイドシルと、を備えた車両の下部車体構造に関する。

車両の下部車体構造として、車体の床部をなすフロアパネルと、フロアパネルの上面に設置され車幅方向へ延びるクロスメンバと、フロアパネルの車幅方向端部と接続され前後方向へ延びるサイドシルと、を備えたものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の下部車体構造では、クロスメンバは、車幅方向外側に位置するシート取付けブラケットを介して、サイドシルに連結される。シート取付けブラケットは、車幅方向外側の縁端から車両上方へ延設したフランジを有し、フランジがサイドシルの側面部に接合される。

特開２０１９－１４３５３号公報

ところで、衝突体が車両の側面に衝突する際、衝突体が電柱等の場合は衝突体が車体のサイドシルに直接接触し、サイドシル、クロスメンバ等で抗力を発生させることとなる。一方、衝突体が車両等の場合、衝突初期に衝突体が車体のサイドシルよりも高い位置に接触する。この場合、特許文献１に記載の下部車体構造では、シート取付けブラケットがサイドシルの側面部に接合されているため、サイドシルの上部を的確に支持することができない。この結果、衝突初期に、サイドシルが室内側へ比較的大きく移動してしまい、衝突体の侵入量を十分に抑制することができない。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、側面衝突時の衝突体の接触高さによらず、良好な側面衝突性能を確保することのできる下部車体構造を提供することにある。

本発明によれば、フロアパネルの上面に設置され車幅方向へ延びるクロスメンバと、前記フロアパネルの車幅方向外端側と接続され前後方向へ延びるサイドシルと、を備えた下部車体構造であって、前記クロスメンバと前記サイドシルは、車幅方向に離間し、前記クロスメンバと前記サイドシルの間に介在するガセットを設け、前記ガセットは、前記クロスメンバの車幅方向外端側に下端側が接続される前後一対の側壁と、前記各側壁の上端を接続する上壁と、前記上壁の車幅方向外端に形成され、前記上壁から車幅方向外側へ突出し、前記サイドシルの上部と接続される突出部と、前記各側壁における車幅方向外端の上下方向所定位置から下端の車幅方向所定位置まで形成され、前記各側壁から前後方向外側へ延び、前記サイドシルの側部及び前記クロスメンバの車幅方向外端側と接続される前後一対のフランジと、を有する車両の下部車体構造が提供される。

この車両の下部車体構造によれば、クロスメンバとサイドシルはガセットを介して接続され、サイドシルの上部はガセットの突出部に接続され、サイドシルの側部はガセットのフランジに接続される。これにより、他の車両等の衝突体が車両の側面に衝突し、衝突体が車体のサイドシルよりも高い位置に接触した際に、サイドシルの上部をガセットにより支持することができ、サイドシルの室内側へ移動を抑制することができる。一方、電柱等の衝突体が車両の側面に衝突し、衝突体が車体のサイドシルと接触した際には、ガセットが車幅方向に潰れることで、必要な抗力を発生させることができる。

また、上記車両の下部車体構造において、前記ガセットは、前記各側壁及び前記上壁の車幅方向内端並びに前記クロスメンバの上部により形成される仮想の開口を閉塞する閉塞壁を有してもよい。

この車両の下部車体構造によれば、ガセットの各側壁及び上壁と、クロスメンバの上部とにより形成される仮想の開口が閉塞されるので、側面断面におけるガセットの変形が抑制され、ガセットの剛性及び強度を増大させることができる。

また、上記車両の下部車体構造において、前記フロアパネルとともに閉断面を形成し、略前後方向へ延びるフレームを備え、前記ガセットの前記閉塞壁は、平面視にて、前記フレームの車幅方向外端側と重なる位置に配置されてもよい。

この車両の下部車体構造によれば、車両の側面衝突に際し、フレームは比較的強固に形成されていることから、他の部分と比べて潰れにくく、車体におけるフレームよりも車幅方向外側の部分が潰れやすい。従って、ガセットの車幅方向内端に位置する閉塞壁をフレームの車幅方向外端側と重なるよう配置することで、ガセット全体が側面衝突時に潰れやすい領域に位置することとなり、ガセットによるエネルギ吸収を効率良く行うことができる。

また、上記車両の下部車体構造において、前記ガセットは、前記上壁に形成されたシート取付部を有してもよい。

この車両の下部車体構造によれば、ガセットをシートの取り付けに利用することができる。

また、上記車両の下部車体構造において、前記ガセットは、前記各側壁の少なくとも一方に形成され、車幅方向について前記突出部の前記サイドシルとの接続部分と前記シート取付部と間に配置され、上下方向へ延びるビードを有してもよい。

この車両の下部車体構造によれば、車両の側面衝突に際し、ガセットをビードを起点として潰れさせることができる。これにより、側面衝突時のガセットの変形モード及び抗力を的確に設定することができる。

本発明の車両の下部車体構造によれば、側面衝突時の衝突体の接触高さによらず、良好な側面衝突性能を確保することができる。

本発明の一実施形態を示す車両の側面図である。 車両の下部車体構造の斜視説明図である。 ガセットを取り外した状態の下部車体構造の平面説明図である。 シートレールを取り外した状態の下部車体構造の平面説明図である。 シートレールを取り外した状態の下部車体構造の斜視説明図である。 下部車体構造の正面断面説明図である。

図１から図６は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は本発明の一実施形態を示す車両の側面図、図２は車両の下部車体構造の斜視説明図、図３はガセットを取り外した状態の下部車体構造の平面説明図、図４はシートレールを取り外した状態の下部車体構造の平面説明図、図５はシートレールを取り外した状態の下部車体構造の斜視説明図、図６は下部車体構造の正面断面説明図である。

図１に示すように、この車両１は、車室空間にシート２が配置される。シート２は、シートレール３（図２参照）に固定され、シートレール３により前後方向へ案内される。

図２に示すように、この車両１の車体構造は、車体の床部をなすフロアパネル４と、フロアパネル４の上面に設置され車幅方向へ延びる複数のクロスメンバ５，６と、フロアパネル４の下面に設置され略前後方向へ延びるフレーム７（図６参照）と、フロアパネル４の車幅方向端部と接続され前後方向へ延びるサイドシル８と、を備えている。本実施形態においては、フレーム７は、後方へ向かって車幅方向外側へ傾斜して延びている。また、本実施形態においては、第１クロスメンバ５と第２クロスメンバ６の２つのクロスメンバが、前後に間隔をおいて設けられる。フロアパネル４は、車幅方向中央側に上方へ凸に形成され、前後方向へ延びるトンネル４ａを有する。各クロスメンバ５，６は、車幅方向内端がトンネル４１に接続される。本実施形態においては、フロアパネル４、各クロスメンバ５，６、フレーム７及びサイドシル８は、鋼板からなる。

第１クロスメンバ５及び第２クロスメンバ６は、側面断面にて、上方に凸の略ハット状に形成され、フロアパネル４とともに閉断面を形成する。本実施形態においては、第１クロスメンバ５の車幅方向外端がサイドシル８に接続される一方で、図３に示すように、第２クロスメンバ６はサイドシル８と車幅方向に離間しサイドシル８に接続されていない。図４に示すように、この車両１の車体構造では、第２クロスメンバ６とサイドシル８の間に介在するガセット１０が設けられる。図５に示すように、ガセット１０は、第２クロスメンバ６よりも上端が高く形成され、図２に示すように、車幅方向外側のシートレール３の後端側が取り付けられる。車幅方向内側のシートレール３の後端側は、第２クロスメンバ６の車幅方向内側に設けられるブラケット２０に取り付けられる。

図５に示すように、ガセット１０は、下端側が第２クロスメンバ６の車幅方向外端側に接続される前後一対の側壁１１と、各側壁１１の上端を接続する上壁１２と、上壁１２の車幅方向外端に形成されサイドシル８と接続される突出部１３と、各側壁１１における車幅方向外端の上下方向所定位置から下端の車幅方向所定位置まで形成されサイドシル８及び第２クロスメンバ６と接続される前後一対のフランジ１４と、を有している。第２クロスメンバ６は、前後一対の側壁６ａと、各側壁６ａを接続する上壁６ｂと、各側壁６ａの下端から前後方向外側へ延びる前後一対のフランジ６ｃと、を有している。ガセット１０の各側壁１１は、下端側が第２クロスメンバ６の各側壁６ａに接続され、第２クロスメンバ６の各側壁６ａとの接続部分から上方へ延びる。ガセット１０の上壁１２は、第２クロスメンバ６の上壁６ｂよりも高い位置に配置される。ガセット１０の上壁１２には、シートレール３用のシート取付部１２ａが形成され、ガセット１０がシート２の取り付けに利用される。本実施形態においては、シート取付部１２ａは、上壁１２の車幅方向内端寄りに形成される。

また、ガセット１０は、各側壁１１及び上壁１２の車幅方向内端並びにクロスメンバ６の上壁６ｂにより形成される仮想の開口を閉塞する閉塞壁１５を有する。これにより、側面断面におけるガセット１０の変形が抑制され、ガセット１０の剛性及び強度を増大させることができる。閉塞壁１５は、車幅方向内側へ延び第２クロスメンバ６の上壁６ｂと接合されるフランジ１５ａを下端に有する。図６に示すように、閉塞壁１５は、平面視にて、フレーム７の車幅方向外端側と重なる位置に配置されている。フレーム７は、左右一対の側壁７ａと、各側壁７ａを接続する下壁７ｂと、各側壁７ａの下端から左右方向外側へ延びる前後一対のフランジ７ｃと、を有している。本実施形態においては、閉塞壁１５は、平面視にて、フレーム７の車幅方向外側のフランジ７ｃと重なるよう配置される。

また、第２クロスメンバ６の上壁６ｂの前後方向中央側には、フレーム７の車幅方向内側の側壁７ａに対応して、フレーム７の延在方向へ延びるビード６ｄが形成される。ビード６ｄの車幅方向外端は、平面視にて、フレーム７の車幅方向内側のフランジ７ｃと重なるよう配置される。本実施形態においては、ビード６ｄは、第２クロスメンバ６の上壁６ｂに、下方へ凹んで形成されている。

また、本実施形態においては、第２クロスメンバ６とフロアパネル４で形成される閉断面に、補強部材６１が設けられる。補強部材６１は、前後一対の側壁６１ａと、各側壁６１ａを接続する上壁６１ｂと、を有し、補強部材６１の各側壁６１ａは第２クロスメンバ６の各側壁６ａに、補強部材６１の上壁６１ｂは第２クロスメンバ６の上壁６ｂにそれぞれ接合される。補強部材６１は、上壁６１ｂの車幅方向内端６１ｃがフレーム７の車幅方向内側の側壁７ａに対応して形成され、上壁６１ｂの車幅方向外端６１ｄが後述するガセット１０の各ビード１６に対応して形成される。上壁６１ｂの車幅方向内端６１ｃは、フレーム７の延在方向へ延び、上壁６１ｂの車幅方向外端６１ｄは、前後方向へ延びる。上壁６１ｂの車幅方向内端６１ｃは、平面視にて、フレーム７の車幅方向内側のフランジ７ｃと重なるよう配置される。また、上壁６１ｂの車幅方向内端６１ｄは、フレーム７の車幅方向外側のフランジ７ｃより外側に配置される。

ガセット１０の突出部１３は、上壁１２から車幅方向外側へ突出し、サイドシル８の上部に接合される。サイドシル８は、車幅方向内側の内壁８ａと、車幅方向外側の外壁（図示せず）と、内壁８ａ及び外壁の上端を接続する上壁８ｂと、内壁８ａ及び外壁の下端を接続する下壁（図示せず）と、を有する。本実施形態においては、突出部１３は、サイドシル８の上壁８ｂに接合される。また、ガセット１０の上壁１２は、サイドシル８の上壁８ｂより低い位置に配置されている。本実施形態においては、突出部１３は、上壁１２の車幅方向外端から車幅方向外側へ傾斜して上方へ延びる上方延在部１３ａと、上方延在部１３ａの上端から車幅方向外側へ延びサイドシル８の上壁８ａと接合される接合部１３ｂと、を有している。

ガセット１０の各フランジ１４は、各側壁１１から前後方向外側へ延び、サイドシル８の内壁８ａ及び第２クロスメンバ６の各フランジ６ｃに接合される。各フランジ１４は、車幅方向外端側から、サイドシル接合部１４ａ、中間部１４ｂ、クロスメンバ接合部１４ｃをこの順で有している。サイドシル接合部１４ａは、サイドシル８の内壁８ａに沿って形成され、内壁８ａとスポット溶接により接合される。

図５に示すように、第２クロスメンバ６の各フランジ６ｃは、車幅方向外端側がフロアパネル４から離隔している。具体的に、第２クロスメンバ６の各フランジ６ｃの車幅方向外端側は、正面視にて、車幅方向外側へ向かって、斜め下側に凸となるよう上方へ湾曲して延びている。ガセット１０の各フランジ１４のクロスメンバ接合部１４ｃは、第２クロスメンバ６の各フランジ６ｃに沿って形成され、第２クロスメンバ６の各フランジ６ｃとスポット溶接により接合される。ガセット１０の各フランジ１４の中間部１４ｂは、サイドシル接合部１４ａ及びクロスメンバ接合部１４ｃと連続的に形成され、これらを滑らかに接続する。本実施形態においては、ガセット１０の各フランジ１４は、曲面状に形成され、各側壁１１の車幅方向外端の最上部から、各側壁１１の下端における第２クロスメンバ６の各フランジ６ｃのフロアパネル４からの離隔位置に対応する位置まで形成される。

また、ガセット１０は、各側壁１１に形成され、上下方向へ延びるビード１６を有する。各ビード１６は、車幅方向について、突出部１３のサイドシル８との接合部１３ａと、上壁１２のシート取付部１２ａとの間に配置される。本実施形態においては、各ビード１６は、補強部材６１の車幅方向外端６１ｄの車幅方向外側に前後一対に配置される。

以上のように構成された車体構造によれば、他の車両等の衝突体が車両の側面に衝突し、衝突体が車体のサイドシルよりも高い位置に接触した際に、サイドシル８の上部をガセット１０により支持することができ、サイドシル８の室内側へ移動を抑制することができる。

一方、電柱等の衝突体が車両の側面に衝突し、衝突体が車体のサイドシル８と接触した際には、ガセット１０が車幅方向に潰れることで、必要な抗力を発生させることができる。本実施形態においては、ガセット１０を各ビード１６を起点として潰れさせることができる。これにより、側面衝突時のガセット１０の変形モード及び抗力を的確に設定することができる。

このとき、フレーム７は比較的強固に形成されていることから、他の部分と比べて潰れにくく、車体におけるフレーム７よりも車幅方向外側の部分が潰れやすい。従って、ガセット１０の車幅方向内端に位置する閉塞壁１５をフレーム７の車幅方向外端側と重なるよう配置することで、ガセット１０全体が側面衝突時に潰れやすい領域に位置することとなり、ガセット１０によるエネルギ吸収を効率良く行うことができる。また、第２クロスメンバ６は、補強部材６１の車幅方向内端６ｃの位置で折り曲げられ、変形し難いフレーム７を避けて第２クロスメンバ６を折り曲げることができる。本実施形態においては、第２クロスメンバ６の上壁６ｂのビード６ｄも、フレーム７の車幅方向内側の側壁７ａに対応して形成されており、第２クロスメンバ６の折り曲げモードを的確に制御することができる。これにより、側面衝突時に、第２クロスメンバ６によるエネルギ吸収を効率良く行うことができる。

尚、前記実施形態においては、ガセット１０にシートレール３が固定されるものを示したが、ガセット１０はシート２と独立して設けられていてもよい。また、ガセット１０の閉塞壁１５がフレーム７の車幅方向外端側と重なるものを示したが、閉塞壁１５の車幅方向位置は任意に変更することができ、さらには、閉塞壁１５を設けない構成としてもよい。

また、前記実施形態においては、第２クロスメンバ６の各フランジ６ｃが車幅方向外端側でフロアパネル４から離隔するものを示したが、第２クロスメンバ６の形状は任意であり、必ずしも車幅方向外端側が離隔している必要はない。第２クロスメンバ６がいかなる形状であっても、ガセット１０の各フランジ１４が第２クロスメンバ６とサイドシル８に接続されていればよい。

また、前記実施形態においては、サイドシル８に接合されるガセット１０の突出部１３の接合部１３ｂが、上方延在部１３ａを介して形成されたものを示したが、必ずしも上方延在部１３ａを介している必要はない。突出部１３は、サイドシル８の上部に接続されていればよく、ガセット１０の上壁１２とサイドシル８上部の相対的な高さ等に応じて、形状等を適宜変更することができる。

また、前記実施形態においては、ガセット１０の両方の側壁１１にビード１６がそれぞれ形成されるものを示したが、一方の側壁１１にのみビード１６が形成されていてもよい。また、車幅方向に間隔をおいて各側壁にビード１６を複数形成してもよいし、ビード１６を省いた構成とすることもできる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

４ フロアパネル
６ 第２クロスメンバ
７ フレーム
８ サイドシル
１０ ガセット
１１ 側壁
１２ 上壁
１２ａ シート取付部
１３ 突出部
１４ フランジ
１５ 閉塞壁
１６ ビード

Claims (5)

1. フロアパネルの上面に設置され車幅方向へ延びるクロスメンバと、
   前記フロアパネルの車幅方向外端側と接続され前後方向へ延びるサイドシルと、を備えた下部車体構造であって、
   前記クロスメンバと前記サイドシルは、車幅方向に離間し、
   前記クロスメンバと前記サイドシルの間に介在するガセットを設け、
   前記ガセットは、
   前記クロスメンバの車幅方向外端側に下端側が接続される前後一対の側壁と、
   前記各側壁の上端を接続する上壁と、
   前記上壁の車幅方向外端に形成され、前記上壁から車幅方向外側へ突出し、前記サイドシルの上部と接続される突出部と、
   前記各側壁における車幅方向外端の上下方向所定位置から下端の車幅方向所定位置まで形成され、前記各側壁から前後方向外側へ延び、前記サイドシルの側部及び前記クロスメンバの車幅方向外端側と接続される前後一対のフランジと、を有する車両の下部車体構造。
2. 前記ガセットは、前記各側壁及び前記上壁の車幅方向内端並びに前記クロスメンバの上部により形成される仮想の開口を閉塞する閉塞壁を有する請求項１に記載の車両の下部車体構造。
3. 前記フロアパネルとともに閉断面を形成し、略前後方向へ延びるフレームを備え、
   前記ガセットの前記閉塞壁は、平面視にて、前記フレームの車幅方向外端側と重なる位置に配置される請求項２に記載の車両の下部車体構造。
4. 前記ガセットは、前記上壁に形成されたシート取付部を有する請求項１から３のいずれか項に記載の車両の下部車体構造。
5. 前記ガセットは、前記各側壁の少なくとも一方に形成され、車幅方向について前記突出部の前記サイドシルとの接続部分と前記シート取付部と間に配置され、上下方向へ延びるビードを有する請求項４に記載の車両の下部車体構造。

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