JP5206509B2

JP5206509B2 - 車体下側部構造

Info

Publication number: JP5206509B2
Application number: JP2009054742A
Authority: JP
Inventors: 信志鳥居
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-03-09
Also published as: JP2010208395A

Description

本発明は、車両の車体下側部構造に関し、詳しくは、ピラーの下端部が結合されたロッカにクロスメンバの端部が結合される車体下側部構造に関するものである。

車両の車体下側部構造として、前後方向に延びる中空断面のロッカ（サイドシル）を車体の下側部に備え、このロッカの前後方向中央部にセンターピラーの下端部が結合された構造が従来一般に知られている。

この種の車体構造において、例えば特許文献１には、車両の側面衝突荷重によりクロスメンバに働く曲げモーメントを低減し、車幅方向に高い反力を発生させる構造として、ロッカ（サイドシル）と結合するクロスメンバの端部の下面に、概三角形状の切欠きを有する脆弱部を設けた構造が記載されている。

この特許文献１に記載された車体構造においては、車両の側面衝突荷重がセンターピラーに入力されると、ロッカ（サイドシル）の下部が車体外側に回動し、クロスメンバの切欠きの上部の脆弱部が圧潰することで、クロスメンバに働く曲げモーメントが低減されるようになっている。

特開平１１−９９９６７号公報

ところで、特許文献１に記載された車体構造において、側面衝突荷重を緩和するためには、ロッカの上部を一旦、車体内側へ回動させて脆弱部を圧潰させ、その後、側面衝突荷重をクロスメンバへ伝達して剛性を確保する必要がある。この場合、ロッカの上部が車室内側へ倒れ込んでセンターピラーが車室内に大きく侵入する虞がある。

そこで、本発明は、車両の側面衝突荷重を緩和しつつクロスメンバから車体に伝達して分散させることができ、かつ、車室内へのピラーの侵入量を所定範囲に規制することができる車体下側部構造を提供することを課題とする。

本発明に係る車体下側部構造は、ピラーの下端部が結合されたロッカにクロスメンバの端部が結合される車体下側部構造であって、ロッカの上部を車体内側に向けてロッカの下部に対して所定角度だけ傾動可能とさせる傾動許容部が設けられており、傾動許容部の剛性が強化されており、ロッカの車体内側に面する上部が車体前後方向に延びる補剛材で補剛されており、傾動許容部は、クロスメンバの下端部にロッカの側壁下半部を結合するとともに、クロスメンバの上端部と対面するロッカの側壁上半部をクロスメンバの上端部から所定角度で離間させることにより形成されていることを特徴とする。

本発明に係る車体下側部構造では、車体側部のピラーに車両の側面衝突荷重が入力されると、ロッカの上部が車体内側に向けてロッカの下部に対して傾動し、この傾動によって側面衝突荷重が緩和される。その際、ロッカの上部はロッカの下部に対して所定角度の範囲で傾動するため、その傾動角度に応じてピラーの車室内への侵入量が所定範囲に規制される。そして、ロッカの上部がクロスメンバを軸方向に押圧することにより、緩和された側面衝突荷重がクロスメンバから車体に伝達されて分散される。

本発明の車体下側部構造において、傾動許容部の剛性が強化されているので、側面衝突荷重をロッカからクロスメンバ側へ確実に伝達することが可能となる。

傾動許容部の剛性を強化する手段としては、傾動許容部を構成する部材を高張力鋼板または超高張力鋼板とすること、傾動許容部を構成する部材に適宜の焼入れ処理や表面硬化処理を施すこと、傾動許容部を構成する部材を適宜の補剛材で補剛することなどが挙げられる。

また、傾動許容部の剛性を強化する手段として、ロッカの車体内側に面する上部が車体前後方向に延びる補剛材で補剛されているので、ロッカは、車両の前面衝突荷重を十分に受け止めるようになる。

本発明に係る車体下側部構造によれば、車体側部のピラーに車両の側面衝突荷重が入力されると、ロッカの上部が車体内側に向けて傾動するため、この傾動によって側面衝突荷重を緩和することができる。その際、ロッカの上部は所定角度の範囲で傾動するため、その傾動角度に応じてピラーの車室内への侵入量を所定範囲に規制することができる。そして、ロッカの上部がクロスメンバを軸方向に押圧することにより、緩和された側面衝突荷重をクロスメンバから車体に伝達して分散させることができる。

傾動許容部の剛性が強化された本発明の車体下側部構造によれば、側面衝突荷重をロッカからクロスメンバ側へ確実に伝達することが可能となる。ここで、傾動許容部の剛性を強化する手段として、ロッカの車体内側に面する上部が車体前後方向に延びる補剛材で補剛されている場合、ロッカは、車両の前面衝突荷重を十分に受け止めることができる。

本発明の第１実施形態に係る車体下側部構造の外観を示す斜視図である。第１実施形態に係る車体下側部構造の要部の断面図である。第１実施形態に係る車体下側部構造の作用を示す要部の断面図である。第２実施形態に係る車体下側部構造の要部の断面図である。第２実施形態に係る車体下側部構造の作用を示す要部の断面図である。

以下、添付の図面を参照して本発明に係る車体下側部構造を実施するための形態を順次説明する。なお、以下の説明において、同一または同様の構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略することがある。

まず、図１〜図３を参照して第１実施形態に係る車体下側部構造を説明する。この第１実施形態の車体下側部構造は、図１に示すように、車体の下側部に配置されて前後方向に延びるロッカ（サイドシル）１を備えている。

ロッカ１の前端部にはフロントピラー２の下端部が結合され、後端部にはリヤピラー３の下端部が結合され、前後方向中央部にはセンターピラー４の下端部が結合されている。そして、センターピラー４の下端部が結合されたロッカ１の前後方向中央部には、車体の幅方向に延びるクロスメンバ５の端部が結合されている。

図２に示すように、ロッカ１は、それぞれ溝型断面形状に形成されたロッカアウタ１Ａとロッカインナ１Ｂとを接合した縦長の概略長方形の中空断面を呈するものであり、ロッカアウタ１Ａには接合部としての上部接合片１Ｃおよび下部接合片１Ｄが形成され、ロッカインナ１Ｂには接合部としての上部接合片１Ｅおよび下部接合片１Ｆが形成されている。

センターピラー４は、センターピラーアウタ４Ａとセンターピラーインナ４Ｂとが接合された中空断面に構成されており、センターピラーアウタ４Ａの下端部は、ロッカ１の外壁部を構成するロッカアウタ１Ａの側壁部に接合され、センターピラーインナ４Ｂの下端部は、ロッカアウタ１Ａの上壁部から上部接合片１Ｃに跨って接合されている。

クロスメンバ５は、フロアパネル６の上面に接合される溝型断面形状のクロスメンバアッパ５Ａと、フロアパネル６の下面に接合される溝型断面形状のクロスメンバロワ５Ｂとで構成されており、クロスメンバロワ５Ｂの端部は、ロッカ１の内壁部を構成するロッカインナ１Ｂの側壁部の下半部に接合されている。

ここで、第１実施形態の車体下側部構造においては、センターピラー４に車両の側面衝突荷重が入力された際に、ロッカ１の上半部を車体内側に向けて所定角度だけ傾動可能とさせる傾動許容部が設けられている。

すなわち、クロスメンバ５におけるフロアパネル６の上面に接合されたクロスメンバアッパ５Ａの端部には、ロッカ１の内壁部を構成するロッカインナ１Ｂの側壁部に対面する角度αの傾斜受け面５Ｃが形成されている。

一方、クロスメンバアッパ５Ａの傾斜受け面５Ｃに対面するロッカインナ１Ｂの側壁部と上壁部との間の上部の稜線部の内側には、断面Ｌ字形をなして車体前後方向に延びる補剛材７が添設されている。

以上のように構成された第１実施形態の車体下側部構造では、図３に白抜き矢印で示すような側面衝突荷重が車体側部のセンターピラー４に入力されると、ロッカ１の上半部が点線で示すように車体内側に向けて傾動し、この傾動によって側面衝突荷重が緩和される。

ここで、ロッカインナ１Ｂの側壁部と上壁部との間の上部の稜線部が補剛材７で補剛されているため、車体内側に向けて傾動するロッカ１の上半部は、補剛材７で補剛されたロッカインナ１Ｂの上部の稜線部がクロスメンバ５におけるクロスメンバアッパ５Ａの傾斜受け面５Ｃに当接した位置で確実に傾動が規制される。すなわち、ロッカ１の上部は、所定角度βの範囲で傾動が確実に規制され、その傾動角度βに応じてセンターピラー４の車室内への侵入量が確実に所定範囲に規制される。

そして、ロッカ１の上半部の傾動により緩和された側面衝突荷重によってロッカ１がクロスメンバ５を軸方向に押圧することにより、緩和された側面衝突荷重がクロスメンバ５から車体に伝達されて分散される。

従って、第１実施形態の車体下側部構造によれば、車両に側面衝突荷重が入力された際、その側面衝突荷重を確実に緩和することができる。また、その際、センターピラー４の車室内への侵入量を確実に所定範囲に規制することができる。さらに、緩和された側面衝突荷重をクロスメンバ５から車体に確実に伝達して分散させることができる。

また、第１実施形態の車体下側部構造によれば、車両に前面衝突荷重が入力された際、ロッカインナ１Ｂの上部の稜線部が補剛材７で補剛されたロッカ１により、前面衝突荷重を確実に受け止めることができる。

つぎに、図４および図５を参照して本発明の第２実施形態に係る車体下側部構造を説明する。この第２実施形態の車体下側部構造では、ロッカ１の上半部を車体内側に向けて所定角度だけ傾動可能とさせる傾動許容部として、ロッカ１におけるロッカインナ１Ｂの上半部に傾斜当接面１Ｇが形成されている。

この傾斜当接面１Ｇは、ロッカインナ１Ｂの側壁部と上部接合片１Ｅとを連続させる傾斜壁部により形成されており、クロスメンバ５におけるクロスメンバアッパ５Ａの略垂直な端部との間に所定の角度γをなして形成されている。

第２実施形態の車体下側部構造では、図５に白抜き矢印で示すような側面衝突荷重が車体側部のセンターピラー４に入力されると、ロッカ１の上半部が点線で示すように車体内側に向けて傾動し、この傾動によって側面衝突荷重が緩和される。

その際、車体内側に向けて傾動するロッカ１の上半部は、ロッカインナ１Ｂの上半部の傾斜当接面１Ｇがクロスメンバ５におけるクロスメンバアッパ５Ａの略垂直な端部に当接することで、それ以上の傾動が規制される。すなわち、ロッカ１の上部は、所定角度γの範囲で傾動が確実に規制され、その傾動角度γに応じてセンターピラー４の車室内への侵入量が確実に所定範囲に規制される。

従って、第２実施形態の車体下側部構造によっても、第１実施形態の車体下側部構造と同様の作用効果が得られる。

本発明に係る車体下側部構造は、前述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、図２に示したクロスメンバ５のクロスメンバアッパ５Ａは、端部が略垂直であって傾斜受け面５Ｃの無いのものとし、このクロスメンバアッパ５Ａ上に傾斜受け面５Ｃと同様の傾斜受け面を有する別途の補強部材を接合してもよい。

また、側面衝突荷重をロッカ１からクロスメンバ５側へ確実に伝達する手段として、傾動許容部を構成するクロスメンバアッパ５Ａ、補強部材８およびロッカインナ１Ｂは、高張力鋼板または超高張力鋼板で形成してその剛性を強化するようにしてもよい。

あるいは、クロスメンバアッパ５Ａの傾斜受け面５Ｃおよびロッカインナ１Ｂの傾斜当接面１Ｇは、適宜の焼入れ処理や表面硬化処理を施してその剛性を強化するようにしてもよい。

１…ロッカ、１Ａ…ロッカアウタ、１Ｂ…ロッカインナ、１Ｃ…上部接合片、１Ｄ…下部接合片、１Ｅ…上部接合片、１Ｆ…下部接合片、１Ｇ…傾斜当接面、２…フロントピラー、３…リヤピラー、４…センターピラー、４Ａ…センターピラーアウタ、４Ｂ…センターピラーインナ、５…クロスメンバ、５Ａ…クロスメンバアッパ、５Ｂ…クロスメンバロワ、６…フロアパネル、７…補剛材。

Claims

ピラーの下端部が結合されたロッカにクロスメンバの端部が結合される車体下側部構造であって、
前記ロッカの上部を車体内側に向けて前記ロッカの下部に対して所定角度だけ傾動可能とさせる傾動許容部が設けられており、
前記傾動許容部の剛性が強化されており、前記ロッカの車体内側に面する上部が車体前後方向に延びる補剛材で補剛されており、
前記傾動許容部は、前記クロスメンバの下端部に前記ロッカの側壁下半部を結合するとともに、前記クロスメンバの上端部と対面する前記ロッカの側壁上半部を前記クロスメンバの上端部から前記所定角度で離間させることにより形成されていることを特徴とする車体下側部構造。
前記クロスメンバの上端部には、前記ロッカの側壁上半部と対面し前記ロッカの側壁上半部に対して前記所定角度をなす傾斜受け面が形成されている、請求項１に記載の車体下側部構造。
前記ロッカの側壁上半部には、前記クロスメンバの上端部と対面し前記クロスメンバの上端部に対して前記所定角度をなす傾斜当接面が形成されている、請求項１に記載の車体下側部構造。