JP2023030757A - Vehicle body lower part structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の車体下部構造に関する。 The present invention relates to a vehicle body underbody structure of an automobile.
近年、世界中で自動車の燃費規制が厳格化され、電気自動車(EV)の開発が推進されている。電気自動車は床下にバッテリーが配置されることから、衝突時にバッテリーを保護するためには、車体下部の構造によって衝突エネルギーを吸収する必要がある。例えば電柱と車体側面が接触するような衝突形態では、サイドシル、クロスメンバ、バッテリーケース等の車体下部に設けられる部品によって衝突エネルギーが吸収される。一方で、エネルギー吸収性能の向上を図るために、高強度材料を採用することや部品の板厚を増加させることは、大幅な重量増とコスト増を招く。このため、エネルギー吸収性能の向上は、車体下部の構造的な改良によって実現されることが望ましい。 In recent years, fuel consumption regulations for automobiles have been tightened all over the world, and the development of electric vehicles (EVs) has been promoted. Since the battery is placed under the floor of an electric vehicle, it is necessary to absorb the impact energy with the structure of the lower part of the vehicle body in order to protect the battery in the event of a collision. For example, in a collision mode in which a utility pole and the side of the vehicle body come into contact with each other, the collision energy is absorbed by parts provided under the vehicle body, such as side sills, cross members, and battery cases. On the other hand, adopting high-strength materials or increasing the plate thickness of parts in order to improve the energy absorption performance results in a significant increase in weight and cost. Therefore, it is desirable to improve the energy absorption performance by structurally improving the lower portion of the vehicle body.
車体下部構造に関する技術として、特許文献1には、中空状の自動車骨格部材の内方に、凹凸を有する補強部材が配置される構造が開示されている。特許文献2には、一対のロッカ(サイドシル)と複数のクロスメンバを備え、隣り合うクロスメンバの離間距離を、側面衝突時の入力荷重に対するロッカの曲げ反力が入力荷重以上となるように設定することが開示されている。特許文献3には、一対の縦壁を有するハット形状の衝撃吸収部材がサイドシル内部に配置され、上側の縦壁の車幅方向車内側にクロスメンバが、下側の縦壁の車幅方向車内側にバッテリーサイドフレームが配置される構造が開示されている。
As a technique related to the vehicle body lower part structure,
側面衝突時に衝撃吸収部材のエネルギー吸収性能を最大限引き出すためには、衝撃吸収部材の全体を塑性変形させて圧潰させることが好ましい。しかし、側面衝突時において、衝撃吸収部材が接続されたサイドシルの壁部が早期に座屈すると、サイドシルの面外変形に追従して衝撃吸収部材の姿勢が変化し、衝撃吸収部材に入力される衝突荷重が当初の想定通りに伝達されない可能性がある。この場合、衝撃吸収部材が所望の変形挙動を示さず、衝撃吸収部材の未変形部が残存しやすくなる。したがって、衝撃吸収部材のエネルギー吸収性能を最大限引き出すためには、衝撃吸収部材が接続されたサイドシルの壁部の面外変形を抑えることが好ましい。 In order to maximize the energy absorption performance of the impact absorbing member in a side collision, it is preferable to plastically deform and crush the entire impact absorbing member. However, if the wall of the side sill to which the shock absorbing member is connected buckles early in the event of a side collision, the posture of the shock absorbing member changes following the out-of-plane deformation of the side sill, and the impact is input to the shock absorbing member. Crash loads may not be transferred as originally expected. In this case, the shock absorbing member does not exhibit the desired deformation behavior, and the undeformed portion of the shock absorbing member tends to remain. Therefore, in order to maximize the energy absorption performance of the shock absorbing member, it is preferable to suppress the out-of-plane deformation of the wall portion of the side sill to which the shock absorbing member is connected.
ところで、サイドシルに接続されたクロスメンバに伝達される衝突荷重は、主に衝撃吸収部材を介して伝達される。このため、側面衝突時のクロスメンバには、衝撃吸収部材が配置された領域から局所的に衝突荷重が入力される。そして、このような局所荷重がクロスメンバに入力されると、クロスメンバを構成する平面部が撓み、その平面部に過大な面外変形が生じる場合がある。この場合、クロスメンバが接続されたサイドシルの車内側壁部の面外変形が誘発され、前述のようにサイドシルの面外変形に追従する衝撃吸収部材の姿勢変化が起こり、衝撃吸収部材の未変形部が残存しやすくなる。 By the way, the collision load transmitted to the cross member connected to the side sill is mainly transmitted via the impact absorbing member. Therefore, a collision load is locally input to the cross member at the time of a side collision from the region where the shock absorbing member is arranged. When such a local load is applied to the cross member, the plane portion of the cross member may flex and excessive out-of-plane deformation may occur in the plane portion. In this case, out-of-plane deformation of the side sill to which the cross member is connected is induced, and as described above, the shock absorbing member follows the out-of-plane deformation of the side sill. becomes more likely to remain.
すなわち、側面衝突時に衝撃吸収部材の塑性変形を促進させてエネルギー吸収性能を向上させるためには、サイドシルの車内側壁部の面外変形を抑制する必要があるが、そのためには衝撃吸収部材を介して伝達される衝突荷重に対するクロスメンバの耐力を高める必要がある。 In other words, in order to promote the plastic deformation of the shock absorbing member during a side collision and improve the energy absorption performance, it is necessary to suppress the out-of-plane deformation of the side wall of the side sill. It is necessary to increase the strength of the cross member against the impact load transmitted through the
しかしながら、特許文献1~3には、衝突荷重に対するクロスメンバの耐力を高めるための構造は開示されていない。
However,
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、衝突荷重に対するクロスメンバの耐力を高め、車体下部構造のエネルギー吸収性能を向上させることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to increase the resistance of a cross member against a collision load and improve the energy absorption performance of a vehicle body lower structure.
上記課題を解決する本発明は、車体下部構造であって、車体下部に配置されるフロアパネルと、前記フロアパネルの車幅方向端部に設けられた、車長方向に延伸するサイドシルと、前記サイドシルに接続された、車幅方向に延伸するクロスメンバと、前記フロアパネルと前記クロスメンバの接合部と、を備え、前記サイドシルは、車長方向に延伸する中空部と、前記中空部に配置された衝撃吸収部と、を有し、前記衝撃吸収部は、前記サイドシルの車幅方向車内側の壁部に接続され、前記クロスメンバは、天壁部を含む複数の壁部と、各壁部の間に挟まれた、車幅方向に延伸する複数の稜線部と、を有し、前記複数の稜線部は、前記接合部から前記天壁部までの間に第1稜線部と、第2稜線部と、を有し、前記第1稜線部の曲げ中心は、前記クロスメンバの内側に位置し、前記第2稜線部の曲げ中心は、前記クロスメンバの外側に位置し、前記第1稜線部と前記第2稜線部は、車幅方向から見て、前記衝撃吸収部の配置領域と重なる領域に位置していることを特徴としている。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a vehicle body lower structure, comprising: a floor panel arranged at the vehicle body lower portion; A cross member extending in the vehicle width direction and connected to a side sill, and a joint portion between the floor panel and the cross member, the side sill having a hollow portion extending in the vehicle length direction and disposed in the hollow portion. a shock absorbing portion connected to a wall portion of the side sill on the inner side in the vehicle width direction, and the cross member includes a plurality of wall portions including a top wall portion; and a plurality of ridgeline portions extending in the vehicle width direction sandwiched between the portions, wherein the plurality of ridgeline portions include a first ridgeline portion and a second ridgeline portion between the joint portion and the top wall portion. a bending center of the first ridge is positioned inside the cross member; a bending center of the second ridge is positioned outside the cross member; The ridgeline portion and the second ridgeline portion are characterized in that they are positioned in a region overlapping with the arrangement region of the shock absorbing portion when viewed in the vehicle width direction.
本発明によれば、衝突荷重に対するクロスメンバの耐力を高め、車体下部構造のエネルギー吸収性能を向上させることができる。 According to the present invention, the resistance of the cross member to the collision load can be increased, and the energy absorption performance of the vehicle body lower structure can be improved.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.
図1は、本発明の一実施形態に係る車体下部構造の概略を示す図である。図2は、サイドシルの軸方向(車長方向)に垂直な断面を示す図である。図3は、衝撃吸収部材の形状を示す斜視図である。図4は、図3の衝撃吸収部材を車幅方向から見た図である。なお、本明細書で参照する図面に示される「X方向」は車幅方向、「Y方向」は車長方向、「Z方向」は車高方向である。なお、本明細書における部品同士の「接続」には、部品同士が接触している状態の他、部品同士が接合されている状態も含まれる。また、本明細書における部品同士の「接合」には、溶接による接合の他、例えば接着剤による接合も含まれる。 FIG. 1 is a diagram showing an outline of a vehicle body lower portion structure according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a cross section perpendicular to the axial direction (vehicle length direction) of the side sill. FIG. 3 is a perspective view showing the shape of the shock absorbing member. FIG. 4 is a view of the impact absorbing member in FIG. 3 as seen from the vehicle width direction. In the drawings referred to in this specification, the "X direction" is the vehicle width direction, the "Y direction" is the vehicle length direction, and the "Z direction" is the vehicle height direction. In this specification, the term "connection" between parts includes not only the state in which the parts are in contact with each other, but also the state in which the parts are joined together. Also, in this specification, "joining" between parts includes joining by, for example, an adhesive in addition to joining by welding.
車体下部構造1は、自動車の車体下部に配置されるフロアパネル10と、サイドシル20と、クロスメンバ30を備えている。車体下部構造1は、ハイブリットカーや電気自動車の他、例えば内燃機関を動力源とする他の自動車など、フロアパネル、サイドシルおよびクロスメンバを有した車体下部構造を備える自動車に適用することができる。
A vehicle body
サイドシル20は、車長方向(Y方向)に延伸する中空部20aを有した部材であり、フロアパネル10の車幅方向(X方向)の端部に配置されている。
The
サイドシル20は、アウター部品21と、インナー部品22と、衝撃吸収部23を有している。なお、図1では衝撃吸収部23の形状を模式的に示し、図2~図4において具体的な形状を示している。
The
アウター部品21とインナー部品22は、それぞれハット形状の部品であり、アウター部品21のフランジとインナー部品22のフランジが互いに接合されることによって、サイドシル20は中空状に形成される。サイドシル20の車幅方向車外側の壁部(以下、「車外側壁部24」)には、側面衝突時に衝突荷重が入力される。また、サイドシル20の車幅方向車内側の壁部(以下、「車内側壁部25」)には、前述のフロアパネル10が接続される。
The
衝撃吸収部23は、衝突時に自身の塑性変形により衝突エネルギーを吸収する部材であり、サイドシル20の車長方向(Y方向)に延伸している。本実施形態における衝撃吸収部23は、アウター部品21およびインナー部品22の車高方向(Z方向)の中央部において、車外側壁部24と車内側壁部25の間に架設されるようにして両壁部24、25の内面に接続されている。
The
図2~図4に示すように、衝撃吸収部23は、複数の底面部23aと、その底面部23aを間に挟む2つの側面部23bと、各側面部23bの上端部に接続される天面部23cを有している。各面23a~23cの間にある稜線部23dは、それぞれ車幅方向(X方向)に延びている。衝撃吸収部23は、このような底面部23a、2つの側面部23bおよび天面部23cが車長方向(Y方向)に沿って連続して設けられている。このため、衝撃吸収部23の形状は、車長方向に沿って連続する凹凸を有した波形状となっている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
なお、本明細書では、車幅方向(X方向)から見た際の衝撃吸収部23が配置された領域を「衝撃吸収部23の配置領域R」と称す。例えば図4に示す衝撃吸収部23においては、底面部23aから天面部23cまでの領域が衝撃吸収部23の配置領域Rである。
In this specification, the region where the
サイドシル20の概略構成の説明は以上の通りであるが、サイドシル20の構成は特に限定されず、公知の構成を適用してもよい。また、図5に示すように、サイドシル20は、例えば押出成形によって、中空部20aと、衝撃吸収部23を有する構成であってもよい。なお、図5の例における衝撃吸収部23の配置領域Rは、衝撃吸収部23の下面と上面の間の領域である。
Although the schematic configuration of the
クロスメンバ30は、車幅方向(X方向)に延伸する部材である。本実施形態におけるクロスメンバ30は、車長方向(Y方向)に延伸する一対のサイドシル20に架設されるように延伸し、クロスメンバ30の車幅方向における両端部がサイドシル20の車内側壁部25に接続されている。なお、クロスメンバ30は例えば車幅方向における一端部がサイドシル20の車内側壁部25に接続され、他端部がフロアトンネル(図示せず)に接続されてもよい。また、クロスメンバ30の数は特に限定されず、クロスメンバ30は、車長方向(Y方向)に間隔をおいて複数設けられてもよい。
The
以下、クロスメンバ30の形状について説明する。図6は、クロスメンバ30の軸方向(車幅方向)に垂直な断面を示す図である。図7および図8は、クロスメンバ30の形状例を示す図である。
The shape of the
図6に示すように、クロスメンバ30は、天壁部31と、2つの縦壁部32と、2つのフランジ部33を含む複数の壁部を有している。
As shown in FIG. 6 , the
縦壁部32の上端は、天壁部31の車長方向(Y方向)の端部に接続されている。縦壁部32の下端は、フランジ部33に接続されている。天壁部31、縦壁部32およびフランジ部33の各壁部の間に挟まれた稜線部34は、車幅方向(X方向)に延伸している。このような形状のクロスメンバ30は、フランジ部33がフロアパネル10に接合されることによって、車幅方向に延伸する中空部30aが形成されている。なお、本明細書で参照する図面中の黒丸部は、隣り合う2部品の接合部40を示している。
The upper end of the
縦壁部32は、第1壁部32aと、第2壁部32bと、第3壁部32cを有している。第1壁部32aと第3壁部32cはそれぞれ車高方向(Z方向)に延伸し、第2壁部32bは、第1壁部32aの上端と第3壁部32cの下端に接続されている。各壁部32a~32cの間に挟まれた各稜線部34は、車幅方向(X方向)に延伸している。第1壁部32aと第2壁部32bに挟まれた稜線部34は、曲げ中心がクロスメンバ30の内側(中空部30aの内側)に位置している。第2壁部32bと第3壁部32cに挟まれた稜線部34は、曲げ中心がクロスメンバ30の外側(中空部30aの外側)に位置している。
The
縦壁部32は、上記の構成を有していることにより段状に形成されている。そして、第1壁部32aと第2壁部32bに挟まれた稜線部34と、第2壁部32bと第3壁部32cに挟まれた稜線部34は、車幅方向(X方向)から見て、衝撃吸収部23の配置領域Rと重なる位置に存在している。
The
以降の説明では、フロアパネル10との接合部40から天壁部31までに存在する複数の稜線部34のうち、曲げ中心がクロスメンバ30の内側(中空部30aの内側)に位置し、かつ、車幅方向(X方向)から見て衝撃吸収部23の配置領域Rと重なる領域に位置する稜線部34を「第1稜線部A」と称す場合がある。また、曲げ中心がクロスメンバ30の外側(中空部30aの外側)に位置し、かつ、車幅方向から見て衝撃吸収部23の配置領域Rと重なる領域に位置する稜線部34を「第2稜線部B」と称す場合がある。例えば図6に示すクロスメンバ30においては、第1壁部32aと第2壁部32bの間の稜線部34が第1稜線部Aであり、第2壁部32bと第3壁部32cの間の稜線部34が第2稜線部Bである。
In the following description, among the plurality of
すなわち、本実施形態におけるクロスメンバ30は、車幅方向(X方向)から見て、第1稜線部A、第2稜線部B、および第1稜線部Aと第2稜線部Bの間の第2壁部32bが、衝撃吸収部23の配置領域Rと重なる領域に位置している。また、第1稜線部Aから下方に延びる第1壁部32aの一部が配置領域R内に位置し、残部は配置領域R外に位置している。また、第2稜線部Bから上方に延びる第3壁部32cの一部が配置領域R内に位置し、残部は配置領域R外に位置している。
That is, the
車体下部構造1が備えるフロアパネル10、サイドシル20およびクロスメンバ30の概略構成の説明は以上の通りである。なお、フロアパネル10、サイドシル20、クロスメンバ30は、例えば引張強さが440~2500MPaの鋼材やアルミニウム合金部材、マグネシウム合金部材等の金属材料で形成される。
The schematic configurations of the
本実施形態に係る車体下部構造1によれば、クロスメンバ30の縦壁部32が複数の壁部32a~32cで構成されていることによって縦壁部32の面剛性が向上する。詳述すると、本実施形態における縦壁部32は、縦壁部全体の高さ(車高方向長さ)が単一の壁部で構成される従前の縦壁部と同一の高さであっても、縦壁部32を構成する一つあたりの壁部の高さが低いため、各壁部の面剛性が高まる。その結果、縦壁部32全体の面剛性も高まるため、縦壁部32の面外変形が抑制され、衝突荷重に対するクロスメンバ30の耐力が向上する。
According to the vehicle body
また、クロスメンバ30に入力される衝突荷重は、衝撃吸収部23の配置領域Rから主に伝達されるが、本実施形態におけるクロスメンバ30においては、第1稜線部Aと第2稜線部Bが、車幅方向(X方向)から見て、衝撃吸収部23の配置領域Rと重なる位置にある。このため、配置領域Rから伝達される衝突荷重を第1稜線部Aと第2稜線部Bで受けることができるため、衝突荷重に対するクロスメンバ30の耐力が向上する。
In addition, the collision load input to the
したがって、本実施形態に係る車体下部構造1によれば、側面衝突時の衝突荷重に対するクロスメンバ30の耐力を高めることができ、クロスメンバ30の縦壁部32の面外変形を抑制することができる。その結果、クロスメンバが接続されたサイドシル20の車内側壁部の面外変形も抑制することができ、衝撃吸収部23の塑性変形を促進させることが可能となる。これにより、後述の実施例でも示すように、車体下部構造1のエネルギー吸収性能を向上させることができる。
Therefore, according to the vehicle body
なお、段状に形成された縦壁部32の段数が過度に多くなって各段の壁部の高さが過度に低くなると、各段の境界が曖昧となり、衝突時における縦壁部32の変形挙動が、縦壁部が一つの壁部で構成されている場合と同様の変形挙動となる可能性がある。縦壁部32の段数としての好ましい上限は、クロスメンバ30の形状や衝撃吸収部23の配置領域Rの大きさに応じて異なるが、縦壁部32の面剛性向上の効果を高めるためには、縦壁部32の段数は例えば2~3段であることが好ましい。
If the number of steps of the
図7に示すように、クロスメンバ30の天壁部31は、車幅方向(X方向)から見て、衝撃吸収部23の配置領域Rと重なる領域に位置してもよい。この場合、第1壁部32aと第2壁部32bの間の稜線部34に加え、天壁部31と第3壁部32cの間の稜線部34も第1稜線部Aとなり、衝撃吸収部23の配置領域Rから伝達される衝突荷重を受ける稜線部の数が増加する。これにより、衝突荷重に対するクロスメンバ30の耐力を効果的に高めることができる。
As shown in FIG. 7 , the
図8に示すように、クロスメンバ30の天壁部31には、凹部35が形成されてもよい。図8に示す凹部35は、底壁部35aと、側壁部35bを有している。側壁部35bは、底壁部35aと天壁部31の間にある壁部であり、底壁部35aと側壁部35bに挟まれた稜線部34は車幅方向(Y方向)に延伸している。このような凹部35が天壁部31に形成されていることにより、衝突荷重を受ける稜線部の数が増加し、クロスメンバ30の耐力を高めることができる。
As shown in FIG. 8 , the
また、クロスメンバ30は、図8のように複数の部品で構成されてもよい。図8に示す例では、クロスメンバ30が第1の部品36と第2の部品37で構成されている。第1の部品36と第2の部品37は、それぞれ第1稜線部Aと第2稜線部Bを有していて、凹部35の底壁部35aにおいて両部品が接合されている。
Also, the
クロスメンバ30の形状は以上で説明した形状に限定されず、例えば図9に示す形状であってもよい。図9(a)は、2つの縦壁部32のうちの一方の縦壁部32のみが段状に形成された例である。図9(b)は、凹部35の底壁部35aがフロアパネル10に接していない例である。図9(c)は、凹部35の底壁部35aが衝撃吸収部23の配置領域R内に位置する例である。図9(d)は、縦壁部32の段数が4段の例である。図9(e)は、縦壁部32が傾斜部を有している例である。
The shape of the
図9(f)は、縦壁部32が段状に形成されていないが、凹部35の側壁部35bが段状に形成された例である。この例では、凹部35の底壁部35aとフロアパネル10が接合され、その接合部40から天壁部31までの間に第1稜線部Aと第2稜線部Bが存在している。このため、側壁部35bの面剛性が高まり、衝突荷重に対するクロスメンバ30の耐力を高めることができる。すなわち、段状に形成される壁部は、縦壁部32に限定されず、フロアパネル10との接合部40から天壁部31までの間にある壁部であればよい。
FIG. 9F shows an example in which the
図10は、第1稜線部Aと第2稜線部Bの一方または両方を有しないクロスメンバ30の形状例を示す図である。図10(a)は、一般的なハット形状のクロスメンバ30を示す例である。図10(b)は、天壁部31が衝撃吸収部23の配置領域Rと重なる領域に位置していることにより第1稜線部が存在するが、第2稜線部Bが存在しない例である。図10(c)は、縦壁部32が段状に形成されているが、各壁部の稜線部34が衝撃吸収部23の配置領域R外に位置する例である。図10(d)は、天壁部31に凹部35が形成されているが、第1稜線部Aと第2稜線部Bが存在しない例である。
FIG. 10 is a diagram showing a shape example of the
図10(e)は、図9(f)に示すクロスメンバ30と同一の形状であるが、凹部35の底壁部35aとフロアパネル10が接合されていない例である。このクロスメンバ30においては、凹部35の側壁部35bが段状に形成されているが、底壁部35aがフロアパネル10に接合されていないために、クロスメンバ30の耐力向上への寄与度が低い。
FIG. 10(e) shows an example in which the
以上、クロスメンバ30の形状について説明したが、図11に示すように、クロスメンバ30に補強部材50が接合されてもよい。この補強部材50は、軸方向(X方向)の断面がコ字状となるように形成されていて、底面部51と、その底面部51を間に挟む2つの側面部52を有している。図11に示す例では、補強部材50の底面部51がクロスメンバ30の天壁部31の外面に接合され、補強部材50の側面部52がクロスメンバ30の第1壁部32aの外面に接合されている。このような補強部材50が設けられることによって、クロスメンバ30と補強部材50で囲まれる閉断面が形成され、クロスメンバ30の各壁部の面剛性を向上させることができる。なお、補強部材50の底面部51は、クロスメンバ30の天壁部31に接してなくてもよい。
Although the shape of the
補強部材50は、クロスメンバ30の全長にわたって延伸する形状であってもよいが、図12に示すように、複数の補強部材50が車幅方向(X方向)に沿って間隔をおいて配置されてもよい。
Although the reinforcing
また、以上の説明では、クロスメンバ30がフロアパネル10に接合されることで、車幅方向(X方向)に延伸する中空部30aが形成されていたが、図13に示すように、クロスメンバ30は、例えば押出成形によって中空状に形成されてもよい。このクロスメンバ30は、天壁部31と、2つの縦壁部32と、2つの縦壁部32の間に挟まれた底壁部38を有していて、2つの縦壁部32とフロアパネル10は例えば隅肉溶接によって接合されている。この例においても、フロアパネル10との接合部40から天壁部31までの間に、衝撃吸収部23の配置領域Rと重なる領域に位置する第1稜線部Aと第2稜線部Bが存在している。これにより縦壁部32が複数の壁部で構成され、縦壁部32の面剛性が向上する。
In the above description, the
なお、図14に示すように、中空部20aを有するクロスメンバ30に前述の補強部材50が設けられてもよい。また、図14に示す補強部材50とクロスメンバ30が例えば押出成形によって一体成形されてもよい。
Incidentally, as shown in FIG. 14, the reinforcing
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although one example of the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this example. It is obvious that a person skilled in the art can conceive various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims, and these are also within the technical scope of the present invention. be understood to belong to
図15に示す車体下部構造の解析モデルを用いて、側面衝突を模擬したポール側突シミュレーションを実施した。 Using the analytical model of the vehicle body lower structure shown in FIG. 15, a pole side collision simulation was performed to simulate a side collision.
この解析モデルのサイドシル20は、2つのハット形状部品がフランジ部で互いに接合された構成である。衝撃吸収部23は、直方体形状であって、サイドシル20の中空部において、サイドシル20の車外側壁部と車内側壁部の内面に接続されている。フロアパネル10は、サイドシル20の車内側壁部に接続されている。クロスメンバ30は、車長方向(Y方向)に間隔をおいて2つ配置されている。各部品の材料には引張強さが1180MPaの鋼板が設定されている。
The side sill 20 of this analysis model has a configuration in which two hat-shaped parts are joined to each other at a flange portion. The
本シミュレーションでは、半径127mmのポールをサイドシル20の車外側壁部に当接させ、1m/sの速度でポールを車内側に侵入させた。車長方向(Y方向)におけるポールの当接位置は、2つのクロスメンバ30の間の位置である。また、フロアパネル10とクロスメンバ30の車内側端面と、サイドシル20の軸方向端面には拘束面を設定している。具体的には、フロアパネル10とクロスメンバ30の車内側端面を剛体面として完全拘束し、サイドシル20の軸方向端面については軸方向(Y方向)の変形のみを拘束している。
In this simulation, a pole with a radius of 127 mm was brought into contact with the outer side wall of the
以上の条件でシミュレーションを行い、ポールが85mm侵入したときのエネルギー吸収効率(衝撃吸収部のエネルギー吸収量/クロスメンバの質量)を算出した。この結果を図16~図18に示す。なお、本シミュレーションは、クロスメンバの形状や補強部材の有無が異なる複数のモデルで実施されている。各モデルを作成する際には、車体下部構造の総質量が互いに等しくなるようにクロスメンバの板厚tの値を変更している。 A simulation was performed under the above conditions, and the energy absorption efficiency (the amount of energy absorbed by the impact absorbing portion/mass of the cross member) when the pole penetrated by 85 mm was calculated. The results are shown in FIGS. 16-18. This simulation was carried out using a plurality of models with different shapes of cross members and the presence or absence of reinforcing members. When creating each model, the value of the plate thickness t of the cross member is changed so that the total mass of the vehicle body lower structure becomes equal to each other.
図16に示すように、実施例1のモデルは、クロスメンバの縦壁部が段状に形成され、かつ、衝撃吸収部の配置領域に重なる第1稜線部Aと第2稜線部Bが存在するモデルである。この実施例1のモデルは、第1稜線部Aと第2稜線部Bが存在しない比較例1および比較例2のモデルよりもエネルギー吸収効率に優れている。 As shown in FIG. 16, in the model of Example 1, the vertical wall portion of the cross member is formed stepwise, and there are a first ridgeline portion A and a second ridgeline portion B that overlap the arrangement area of the shock absorbing portion. It is a model that The model of Example 1 is superior in energy absorption efficiency to the models of Comparative Examples 1 and 2 in which the first ridgeline portion A and the second ridgeline portion B do not exist.
図17に示すように、実施例2と比較例3のモデルは、図16に示すモデルとは異なり、補強部材を有しないモデルである。このように補強部材が設けられていない場合であっても、第1稜線部Aと第2稜線部Bが存在する実施例2のモデルは、第1稜線部Aと第2稜線部Bが存在しない比較例3のモデルよりもエネルギー吸収効率に優れている。特に、実施例2のモデルは、比較例3のモデルよりもクロスメンバの板厚が薄いにも関わらず、エネルギー吸収効率が上昇していることから、第1稜線部Aと第2稜線部Bが存在することによる面剛性の向上効果が大きいことがわかる。 As shown in FIG. 17, the models of Example 2 and Comparative Example 3 are models that do not have reinforcing members, unlike the model shown in FIG. In the model of Example 2, in which the first ridgeline portion A and the second ridgeline portion B exist, the first ridgeline portion A and the second ridgeline portion B exist even in the case where the reinforcing member is not provided as described above. It is superior to the model of Comparative Example 3 in energy absorption efficiency. In particular, in the model of Example 2, the cross member has a thinner plate thickness than the model of Comparative Example 3, but the energy absorption efficiency is increased. It can be seen that the effect of improving surface rigidity due to the presence of is large.
図18に示すように、いずれの実施例のモデルにおいても、第1稜線部Aと第2稜線部Bが存在しない比較例2(図16)のモデルよりもエネルギー吸収効率が優れている。 As shown in FIG. 18, the models of any of the examples are superior in energy absorption efficiency to the model of Comparative Example 2 (FIG. 16) in which the first ridgeline portion A and the second ridgeline portion B are not present.
本発明は、自動車の車体下部構造に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to the underbody structure of automobiles.
1 車体下部構造
10 フロアパネル
20 サイドシル
20a 中空部
21 アウター部品
22 インナー部品
23 衝撃吸収部
23a 底面部
23b 側面部
23c 天面部
23d 稜線部
24 車外側壁部
25 車内側壁部
30 クロスメンバ
30a 中空部
31 天壁部
32 縦壁部
32a 第1壁部
32b 第2壁部
32c 第3壁部
33 フランジ部
34 稜線部
35 凹部
35a 底壁部
35b 側壁部
36 第1の部品
37 第2の部品
38 底壁部
40 接合部
50 補強部材
51 底面部
52 側面部
A 第1稜線部
B 第2稜線部
R 衝撃吸収部の配置領域
t 板厚
1 Vehicle
Claims (6)
前記フロアパネルの車幅方向端部に設けられた、車長方向に延伸するサイドシルと、
前記サイドシルに接続された、車幅方向に延伸するクロスメンバと、
前記フロアパネルと前記クロスメンバの接合部と、を備え、
前記サイドシルは、
車長方向に延伸する中空部と、
前記中空部に配置された衝撃吸収部と、を有し、
前記衝撃吸収部は、前記サイドシルの車幅方向車内側の壁部に接続され、
前記クロスメンバは、
天壁部を含む複数の壁部と、
各壁部の間に挟まれた、車幅方向に延伸する複数の稜線部と、を有し、
前記複数の稜線部は、前記接合部から前記天壁部までの間に第1稜線部と、第2稜線部と、を有し、
前記第1稜線部の曲げ中心は、前記クロスメンバの内側に位置し、
前記第2稜線部の曲げ中心は、前記クロスメンバの外側に位置し、
前記第1稜線部と前記第2稜線部は、車幅方向から見て、前記衝撃吸収部の配置領域と重なる領域に位置している、車体下部構造。 A floor panel placed at the bottom of the vehicle body,
a side sill extending in the vehicle length direction provided at the vehicle width direction end of the floor panel;
a cross member extending in the vehicle width direction and connected to the side sill;
a junction between the floor panel and the cross member;
The side sill is
a hollow portion extending in the vehicle length direction;
a shock absorbing portion disposed in the hollow portion;
The shock absorbing portion is connected to a wall portion of the side sill on the inner side in the vehicle width direction,
The cross member is
a plurality of walls including a ceiling wall;
a plurality of ridges sandwiched between the walls and extending in the vehicle width direction;
The plurality of ridgeline portions have a first ridgeline portion and a second ridgeline portion between the joint portion and the top wall portion,
a bending center of the first ridge portion is positioned inside the cross member;
the bending center of the second ridge portion is positioned outside the cross member;
The vehicle body lower portion structure, wherein the first ridgeline portion and the second ridgeline portion are positioned in an area overlapping with an arrangement area of the impact absorbing portion when viewed in the vehicle width direction.
前記凹部は、底壁部と、2つの側壁部と、を有し、
前記底壁部は、前記2つの側壁部の間に位置し、
前記底壁部と前記2つの側壁部に挟まれた稜線部は、車幅方向に延伸している、請求項1に記載の車体下部構造。 A concave portion is formed in the ceiling wall portion,
the recess has a bottom wall and two side walls,
the bottom wall portion is located between the two side wall portions;
2. The vehicle body lower portion structure according to claim 1, wherein a ridge portion sandwiched between said bottom wall portion and said two side wall portions extends in the vehicle width direction.
前記第1の部品と前記第2の部品は、それぞれが前記第1稜線部と前記第2稜線部を有し、
前記第1の部品と前記第2の部品は、前記底壁部において互いに接続されている、請求項2に記載の車体下部構造。 the cross member having a first part and a second part;
The first part and the second part each have the first ridge and the second ridge,
3. The underbody structure according to claim 2, wherein said first part and said second part are connected to each other at said bottom wall portion.
前記補強部材は、底面部と、2つの側面部と、を有し、
前記底面部は、前記2つの側面部の間に位置し、
前記底面部と前記2つの側面部の間に挟まれた稜線部は、車幅方向に延伸し、
前記底面部は、前記クロスメンバの前記天壁部の上方に位置し、
前記2つの側面部は、前記クロスメンバの前記天壁部以外の壁部にそれぞれ接合されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の車体下部構造。 a reinforcing member that reinforces the cross member;
The reinforcing member has a bottom portion and two side portions,
The bottom portion is located between the two side portions,
The ridge portion sandwiched between the bottom surface portion and the two side surface portions extends in the vehicle width direction,
The bottom portion is positioned above the top wall portion of the cross member,
The vehicle body lower structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the two side portions are respectively joined to wall portions of the cross member other than the top wall portion.
6. The vehicle body lower portion structure according to claim 5, wherein a plurality of said reinforcing members are provided at intervals in the vehicle width direction.
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