JP5256838B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、ピラー下端とサイドシルとの結合部付近の車体下部構造に関する。

従来の車体下部構造として、フロアパネルとシルインナ及びピラーインナを、補強部材であるガセットを介して結合することにより、フロアパネルと車体骨格部材との結合剛性を高めるようにしたものが知られている（下記特許文献１参照）。
特開平６−６４５６１号公報

しかしながら、上記した従来の車体下部構造では、車体側方からピラーアウタに荷重が入力された場合に、中空構造のピラーが潰れてピラーインナに荷重が入力された後に、ピラーインナに接続されたフロア骨格部材に荷重が伝達されるので、車体側方からの荷重入力での特に初期段階でのフロア骨格部材の反力が充分に得られないという課題がある。

そこで、本発明は、車体側方からピラーに入力された荷重を、荷重入力の初期段階からフロア部材に充分伝達させることを目的としている。

本発明は、中空構造のピラーの内部に補強部材を設け、この補強部材は、フロア部材の端部に対応して配置するとともに、ピラーの車幅方向外側壁部と同内側壁部とに跨って設け、補強部材をサイドシルに結合したことを特徴とする。

本発明によれば、車体側方からピラーに入力する荷重は、ピラー内に設定してある補強部材を介してフロア部材に伝達されるので、荷重入力の初期段階からフロア部材に充分伝達することができる。
また、補強部材をサイドシルに結合しているので、ピラーが車室側に倒れ変形する際に、サイドシルの捻り強度によってピラーの倒れ変形量を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示す車体下部構造の斜視図、図２は図１の要部の斜視図である。フロアパネル１の車幅方向両端部には車体前後方向に延在するサイドシル３を結合し、サイドシル３には、車体上下方向に延在する中空構造のピラーとしてのセンタピラー５の下端を結合している。また、センタピラー５に対応する位置のフロアパネル１上には、車幅方向に延在するクロスメンバ７を設け、クロスメンバ７の車幅方向両端部上に設けてある結合部材としてのガセット９をセンタピラー５に結合している。なお、クロスメンバ７とフロアパネル１とでフロア部材を構成している。

図３は、上記した各部材の分解斜視図である。サイドシル３は、シルアウタ１１とシルインナ１３とを有し、これらはいずれもほぼハット形断面を呈しており、これらの各フランジ１１ａ，１３ａ相互を突き合わせて接合することで、中空の閉断面構造としている。このようなサイドシル３は、車体前方側の端部をフロントピラー１５の下端に結合する一方、車体後方側の端部をホイールハウス１７の前側端部に結合している。

センタピラー５は、ピラーの車幅方向外側壁部を構成するピラーアウタ１９と、ピラーの車幅方向内側壁部を構成するピラーインナ２１とを有し、これらはいずれもほぼハット形断面を呈しており、これらの各フランジ１９ａ，２１ａ相互を突き合わせて接合することで、中空の閉断面構造としている。このようなセンタピラー５は、その下端部を前述したようにサイドシル３の上部に結合しているが、図２に拡大して示すように、ピラーアウタ１９下端の結合部１９ｂをシルアウタ１１の上部外側に被せるようにして結合するとともに、ピラーインナ２１下端の結合部２１ｂ（図３，図４参照）を、シルアウタ１１とシルインナ１３との間に挿入配置し、この結合部２１ｂによりサイドシル３の補強部材を兼ねている。

クロスメンバ７は、下部が開放した断面ほぼコ字形状を呈しており、上面部７ａと前後側面部７ｂと下部フランジ７ｃとを有し、この下部フランジ７ｃをフロアパネル１に結合している。また、このクロスメンバ７の車幅方向両端部は、図３に示すように上面部７ａが下方に屈曲して傾斜する傾斜部７ｄを有し、傾斜部７ｄの端部をシルインナ１３の外側（車室２７側）に結合している。

ガセット９は、クロスメンバ７の傾斜部７ｄを含む上部側の一部に設定してあって車幅方向外側の端部をピラーインナ２１に結合している。このガセット９は、クロスメンバ７の上面部７ａ及び前後側面部７ｂにそれぞれ対応する上面部９ａ及び前後側面部９ｂと、車幅方向外側の端部に位置するフランジ９ｃとを有している。フランジ９ｃは、上面部７ａ及び前後側面部７ｂにそれぞれ対応して３方に設けあり、上部フランジ９ｃｕと一対の側部フランジ９ｃｓとを有して車体側方から見てコ字形状としてある。

上記したガセット９を、クロスメンバ７の前記した傾斜部７ｄを覆うようにしてクロスメンバ７に被せ、傾斜部７ｄより車幅方向内側にて互いに接触する上面部９ａを上面部７ａに結合するとともに、側面部９ｂを側面部７ｂに結合した状態で、フランジ９ｃをピラーインナ２１に結合する。

そして、このガセット９に対応する位置であってピラーアウタ１９とピラーインナ２１との間のセンタピラー５内に、補強部材としてバルクヘッド２５を設けている。すなわち、クロスメンバ７とピラーインナ２１とをガセット９により互いに結合し、このガセット９とバルクヘッド２５とをピラーインナ２１を間に挟んで互いに結合したことになる。

バルクヘッド２５は、上面部２５ａと、前後側面部２５ｂと、車幅方向両側の端部にそれぞれ位置するフランジ２５ｃとを有している。この各フランジ２５ｃは、前記したガセット９のフランジ９ｃの上部フランジ９ｃｕ及び側部フランジ９ｃｓに対応して３方に設けあり、上部フランジ２５ｃｕと側部フランジ２５ｃｓとを有して車幅方向側方から見てコ字形状としてある。

このようなバルクヘッド２５の車幅方向両側の各フランジ２５ｃを、シルアウタ１９及びシルインナ２１のそれぞれの内面に結合する。すなわち、バルクヘッド２５は、シルアウタ１９とシルインナ２１とによって両側から挟まれるようにしてセンタピラー５内に取り付けられており、ピラーアウタ１９とピラーインナ２１とに跨って設けたことになる。

このときバルクヘッド２５のフランジ２５ｃは、それとほぼ同形状のガセット９のフランジ９ｃに対向した位置にある。すなわち、ガセット９の上部フランジ９ｃｕとバルクヘッド２５の上部フランジ２５ｃｕとが互いに対向し、ガセット９の側部フランジ９ｃｓとバルクヘッド２５の側部フランジ２５ｃｓとが互いに対向した状態となる。

また、バルクヘッド２５は、その前後側面部２５ｂを下方に延長する延長部２５ｂｅを備え、この延長部２５ｂｅの下端を車体前後方向にそれぞれ屈曲してサイドシル３のシルアウタ１１の上面に結合している。

さらに、バルクヘッド２５のピラーインナ２１側の上部フランジ２５ｃｕには、シートベルトアンカ取付ブラケット３１の下端取付部３１ａを、ピラーインナ２１とで挟むようにして結合している。シートベルトアンカ取付ブラケット３１の上部は、車室２７側に向けて屈曲させることで、ピラーインナ２１に形成してある貫通孔２１ｃを通して車室２７側に突出させ、この突出部分を図示しないシートベルトアンカの取付部３１ｂとしている。

このような車体下部構造において、図４に示すように、センタピラー５に対し車体側方から、その特にバルクヘッド２５付近に対して荷重Ｆが作用すると、センタピラー５が車室２７側に倒れこむようにして変形するが、その際バルクヘッド２５がセンタピラー５の潰れ変形を抑えつつ、入力荷重Ｆがバルクヘッド２５を介してガセット９に伝達され、さらにクロスメンバ７へと伝達される。

このため、荷重Ｆがセンタピラー５に入力する初期の段階から、荷重Ｆをフロア部材であるクロスメンバ７に伝達でき、入力荷重Ｆに対する破線矢印で示すクロスメンバ７側の車体反力Ｐを充分に発揮することができる。

なお、図４中の入力荷重Ｆは、センタピラー５に対する垂直方向成分Ｆ１とセンタピラー５の長手方向に沿う法線方向成分Ｆ２とに分力され、これに対応して車体反力Ｐはセンタピラー５に対する垂直方向成分Ｐ１とセンタピラー５の長手方向に沿う法線方向成分Ｐ２とに分力される。

また、バルクヘッド２５をサイドシル３に結合しているので、図４のようにセンタピラー５が車室２７側に倒れ変形する際に、サイドシル３の捻り強度によってセンタピラー５の倒れ変形量を抑えることができる。

このとき、ピラーアウタ１９側において、サイドシル３にセンタピラー５を引っ張る方向の反力が発生するので、入力荷重Ｆがサイドシル３に直接作用しない場合であっても、圧縮される部材であるガセット９やクロスメンバ７への荷重分担を軽減することができる。

また、サイドシル３に下端を結合したセンタピラー５は、ガセット９を介してクロスメンバ７に結合するとともに、バルクヘッド２５によりガセット９及びサイドシル３に結合しているので、センタピラー５の下端部の結合剛性を高めることができる。

また、クロスメンバ７とピラーインナ２１とをガセット９により互いに結合し、このガセット９とバルクヘッド２５とをピラーインナ２１を間に挟んで互いに結合したので、前記センタピラー５に入力した荷重Ｆをバルクヘッド２５からガセット９を介してクロスメンバ７に効率よく伝達することができる。

さらに、フロア部材は、車幅方向に延在するクロスメンバ７を含み、このクロスメンバ７とピラーインナ２１とをガセット９により互いに結合したので、センタピラー５に入力した荷重Ｆをフロア部材の車体骨格部材であるクロスメンバ７に伝達でき、衝撃吸入能力を高めることができる。

また、センタピラー５に設定するシートベルトアンカ取付ブラケット３１をバルクヘッド２５に結合したので、シートベルトアンカ取付ブラケット３１をバルクヘッド２５を介さずにピラーインナ２１に直接取り付けた構造に比較して、図示しないシートベルトアンカの取付点強度を高めることができる。

本発明の第一実施形態を示す車体下部構造の斜視図である。 図１の要部の斜視図である。 図２に示した各部材の分解斜視図である。 図１の車体下部構造に対し車体側方から衝撃荷重が入力したときの変形状態を示す動作説明図である。

符号の説明

１ フロアパネル（フロア部材）
３ サイドシル
５ センタピラー（ピラー）
７ クロスメンバ（フロア部材）
９ ガセット（結合部材）
１９ ピラーアウタ（ピラーの外側壁部）
２１ ピラーインナ（ピラーの内側壁部）
２５ バルクヘッド（補強部材）
３１ シートベルトアンカ取付ブラケット

Claims (4)

1. フロア部材の車幅方向端部にて車体前後方向に延在するサイドシルに、車体上下方向に延在する中空構造のピラーの下端を結合した車体下部構造であって、前記ピラーの内部に補強部材を設け、この補強部材は、前記フロア部材の端部に対応して配置するとともに、前記ピラーの車幅方向外側壁部と同内側壁部とに跨って設け、前記補強部材を前記サイドシルに結合したことを特徴とする車体下部構造。
2. 前記フロア部材と前記ピラーの内側壁部とを結合部材により互いに結合し、この結合部材と前記補強部材とを前記ピラーの内側壁部を間に挟んで互いに結合したことを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
3. 前記フロア部材は、車幅方向に延在するクロスメンバを含み、このクロスメンバと前記ピラーの内側壁部とを前記結合部材により互いに結合したことを特徴とする請求項２に記載の車体下部構造。
4. 前記ピラーに設定するシートベルトアンカ取付ブラケットを前記補強部材に結合したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車体下部構造。

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