JP5585530B2

JP5585530B2 - 車両の車体下部構造

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Publication number: JP5585530B2
Application number: JP2011107223A
Authority: JP
Inventors: 義雄藤井; 宏平桐田; 要祐恩田; 秀治歸山; 昌史榊田; 健一行松
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: DE102011109314B4; US8567857B2; CN102381366A; DE102011109314A1; CN102381366B; US20120049501A1; JP2012066804A

Description

本発明は、車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部と間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造に関するものである。

従来、下記特許文献１に開示されているように、センタピラーの下端部が結合されたサイドシルと、フロアパネルに形成されたトンネル部とを連結するフロアクロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両のフロアクロスメンバ構造において、車幅方向外方側に位置するサイドシル（ロッカ）に接合されるクロスメンバの終端寄り部分の稜線部に孔を設けることにより、該クロスメンバのサイドシルに対する接合部分の断面耐力を、クロスメンバ本体よりも小さく設定することが行われている。

また、下記特許文献２に開示されているように、クロスメンバの座屈変形を抑制しつつ、圧縮入力と曲げ力とを効果的に吸収し、さらにセンタピラー下部の変形代の確保によりセンタピラー上部の侵入量抑制を図る車両の車体下部構造を提供することを目的として、クロスメンバのサイドシル側端部を、サイドシルから所定間隔を隔てた位置に配設し、クロスメンバのサイドシル側端部とサイドシルの側面とを結合する結合部材を設け、結合部材がクロスメンバより低強度に設定され、結合部材のクロスメンバ結合領域の強度が、結合部材のサイドシル結合領域の強度より高くなるように構成することが行われている。

特開２００４−７４８３５号公報特開２０１０−２２８４８２号公報

上記特許文献１に開示されているように、クロスメンバのサイドシルに対する接合部分の断面耐力をフロアクロスメンバ本体よりも小さく設定した場合には、衝突事後の発生直後にフロアクロスメンバのロッカインナ部との結合部近傍に変形を生じさせ、ピラー下部を車室内側へ進入させることでピラー上部の倒れ込みを抑制することが可能である。しかし、上記側突時の後期段階では、センタピラーの下端部がサイドシルおよびクロスメンバにより支持された状態で、センタピラーの上部が車室内側に傾動するように変形することが避けられず、これに対応してサイドシルに回転モーメントが作用するとともに、この回転モーメントによる曲げ力で上記クロスメンバに座屈が生じることにより、該クロスメンバで側突荷重を充分に支持することができないという問題があった。

また、上記特許文献２に開示された車両の下部車体構造では、センタピラーおよびサイドシルを介して入力される側突荷重の入力初期に低強度のサイドシル結合領域で荷重を受け止めた後、サイドシルからの曲げモーメントを高強度のクロスメンバ結合領域で受け止めるように構成されているため、側突初期にクロスメンバが座屈変形するのを防止することができる。しかし、上記クロスメンバ結合領域に曲げモーメントが作用した時点で、クロスメンバに対する結合部材の接合フランジ片に応力集中が発生することに起因した剥離が生じ易く、側突時に車体下部に入力される荷重を効果的に支持することができないという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で車両の側突荷重をクロスメンバにより効果的に支持できる車両の車体下部構造を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、上記結合部材は、上記クロスメンバの前後両面部に接合される前後両面部と、その上端部同士を連結するように設置された上面部とを有する箱形四面体状に形成され、上記結合部材の前後両面部の少なくとも一方には、そのサイドシル側接合部に開口部が形成され、上記クロスメンバの車幅方向外端部が、上記開口部よりも車外側に位置するとともに、サイドシルの内壁面部から車内側に離間するように設置され、かつ乗員用シートに着座した乗員を保護するシートベルト装置のアクチュエータが上記開口部を介して結合部材内に配設されたものである。

請求項２に係る発明は、車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、上記結合部材が乗員用シートの取付けブラケットとしての機能を兼ね備えたものである。

請求項３に係る発明は、車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、上記クロスメンバは、車幅方向外端部がサイドシルの内壁面部と所定距離を置いて対向するとともに、車幅方向に延びるように設置されたクロスメンバ本体と、その車幅方向外側部分上に設置された補強部材とを有し、該補強部材とクロスメンバとの重合部分上に上記結合部材が設置されたものである。

請求項４に係る発明は、車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、車幅方向内端部が上記結合部材を介してサイドシルに結合された車幅方向外方側部材と、該車幅方向外方側部材の車幅方向内方側に配設された車幅方向内方側部材とにより上記クロスメンバが構成されるとともに、該クロスメンバの車幅方向外方側部材が車幅方向内方側部材に比べて高強度に形成されたものである。

請求項５に係る発明は、車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、上記結合部材のクロスメンバ側接合部がクロスメンバに接合されて閉断面構造に形成されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部がクロスメンバに対し非接合状態とされて開断面構造とされることにより、該サイドシル側接合部が上記クロスメンバ側接合部に比べて低剛性に構成されたものである。

請求項１に係る発明では、結合部材のサイドシル側接合部をクロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成することにより、サイドシルに対する結合部材の接合強度を、クロスメンバに対する結合部材の接合強度よりも低くするように構成したため、車両の側突時等に上記センタピラーおよびサイドシルを車体の内方側に押動する方向の衝撃荷重が入力される側突事故の初期段階で、上記結合部材のサイドシル側接合部をクロスメンバ側接合部よりも先に潰すことで、衝突エネルギーを効果的に吸収しつつ、上記センタピラーの下端部を車室内側に移動させることができる。そして、上記クロスメンバ本体の車幅方向外端部をサイドシルの内壁面部から所定距離だけ離間させることにより、上記クロスメンバの車幅方向外端部とサイドシルの内壁面部とを非結合状態としたため、側突事故の初期段階では上記センタピラーの下端部をスムーズに車室内側への移動させることにより、センタピラーの上部がその下端部を支点として車室内側へ倒れ込むように変位すること等を効果的に防止することができる。また、上記クロスメンバの製造時における公差を大きくすることが可能であり、製造コストを効果的に低減できるという利点もある。

しかも、上記クロスメンバの車幅方向外端部を、結合部材のクロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置したため、上記側突事故が発生した後の所定時点でサイドシルを上記クロスメンバの車幅方向外端部に当接させることにより、上記サイドシルの内方移動を規制しつつ、該サイドシルに作用する荷重を上記クロスメンバと結合部材との両方に分散させて、より効果的に支持することができる。したがって、上記側突事故の後期段階で、センタピラーに入力される荷重が急上昇することに起因してセンタピラーの上部が車室内側に傾動するように変形したり、これに対応してサイドシルに作用する回転モーメンによる曲げ力で上記クロスメンバ側接合部とクロスメンバの接合部位に応力が集中することに起因した剥離が生じたりすること効果的に防止しつつ、上記側突荷重を安定して支持できるという利点がある。

また、サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されてなる車両の車体下部構造において、上記結合部材のサイドシル側接合部を、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合したため、車両の側突時に上記サイドシルに入力された荷重を上記結合部材により効果的に吸収しつつ、クロスメンバに効率よく伝達して支持することができる。

さらに、上記結合部材を、上記クロスメンバの前後両面部に接合される前後両面部と、その上端部同士を連結するように設置された上面部とを有する箱形四面体状に形成し、上記結合部材の前後両面部の少なくとも一方に、そのサイドシル側接合部に開口部を形成し、かつ乗員用シートに着座した乗員を保護するシートベルト装置のアクチュエータを上記開口部から結合部材内に配設するように構成したため、上記箱形四面状体からなる結合部材の内部空間を有効に利用して上記アクチュエータを収納することにより、後列シートに着座した乗員の足元スペースが狭められてその居住性が悪化する等の問題を生じることなく、上記アクチュエータを適正にレイアウトできる等の利点がある。

請求項２に係る発明では、クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する上記結合部材に、乗員用シートの取付けブラケットとしての機能を兼ね備えさせたため、該取付ブラケットと上記結合部材とを別体に形成した場合に比べて、部品点数を減少させて車両の軽量化を図ることができるという利点がある。さらに、車両の側突
時等に、上記センタピラーおよびサイドシルから上記結合部材に入力された衝撃荷重を、例えば乗員用シートのシートレール等を介して前方のクロスメンバに伝達する等により、上記衝撃荷重を安定して支持できるという利点がある。

請求項３に係る発明では、車幅方向外端部がサイドシルの内壁面部と所定距離を置いて対向するとともに、車幅方向に延びるように設置されたクロスメンバ本体と、その車幅方向外側部分上に設置された補強部材とを上記クロスメンバに設け、該補強部材とクロスメンバとの重合部分上に上記結合部材を設置したため、クロスメンバ本体をその全長に亘って厚肉に形成する等の手段を講じることなく、車両の側突時等にセンタピラーおよびサイドシルを介して上記結合部材に伝達された衝突エネルギーを、上記補強部材とクロスメンバ本体との重合部分において充分に支持しつつ効果的に吸収できるという利点がある。

請求項４に係る発明では、車幅方向内端部が上記結合部材を介してサイドシルに結合された車幅方向外方側部材と、該車幅方向外方側部材の車幅方向内方側に配設された車幅方向内方側部材とにより上記クロスメンバを構成するとともに、該クロスメンバの車幅方向外方側部材を車幅方向内方側部材に比べて高強度に形成したため、上記車幅方向内方側部材の板厚を薄くする等により車体重量の軽量化を図りつつ、車両の側突時等に上記センタピラーおよびサイドシルを介して上記結合部材に伝達された衝突エネルギーを、上記車幅方向外方側部材において充分に支持しつつ効果的に吸収できるという利点がある。

請求項５に係る発明では、上記結合部材のクロスメンバ側接合部をクロスメンバに接合して閉断面構造に形成するとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部をクロスメンバに対して非接合状態として開断面構造とすることにより、該サイドシル側接合部をクロスメンバ側接合部に比べて低剛性に構成したため、簡単な構成で上記クロスメンバが車両の側突時に座屈したり、上記クロスメンバに対する結合部材の接合部が剥離したりすることを効果的に防止し、車両の側突荷重を安定して支持できるという利点がある。

本発明の実施形態に係る車体下部構造を備えた車体の概略構成を示す斜視図である。クロスメンバとサイドシルとの連結部の構成を示す斜視図である。クロスメンバとサイドシルとの連結部の構成を示す断面図である。クロスメンバとサイドシルとの連結部を背面から見た断面図である。図４のＶ−Ｖ線断面図である。図４ＶＩ−ＶＩ線断面図である。シートベルト装置の具体的構成を示す側面図である。シートベルト装置の具体的構成を示す正面図である。シートベルト装置のアクチュエータの具体的構成を示す側面図である。クロスメンバとトンネル部との連結部の構成を示す断面図である。本発明に係る車体下部構造の別の実施形態を示す図３相当図である。

図１は、本発明に係る車両の車体下部構造の実施形態を示している。この車体構造は、車室の底面を構成するフロアパネル１と、車室の側辺部に沿って車両の前後方向に延びるように設置されたサイドシル２とを有している。該サイドシル２の前端部から上部後方に延びるようにフロントピラー３が立設されるとともに、サイドシル２の前後方向中間部から上方に延びるようにセンタピラー４が立設されている。また、上記フロアパネル１の車幅方向中央部には、車室内側（上方）に突出するトンネル部５が車両の前後方向に延びるように設置されている。

上記フロアパネル１に設けられたトンネル部５とサイドシル２との間には、所謂Ｎｏ．２クロスメンバ６が車幅方向に延びるように設置されている。また、上記Ｎｏ．２クロスメンバ６の後方には、上記センタピラー４の下端部が結合されたサイドシル２に対するセンタピラー４の結合部と上記トンネル部５との間には、所謂Ｎｏ．２．５クロスメンバ７（以下、単にクロスメンバ７という）が車幅方向に延びるように設置されている。さらに、左右サイドシル２の後端部間には、所謂Ｎｏ．３クロスメンバ８が車幅方向に延びるように設置されている。

上記クロスメンバ７は、図２〜図４に示すように、サイドシル２に対するセンタピラー４の結合部とトンネル部５との間において車幅方向に延びるように設置されたクロスメンバ本体９と、その車幅方向外方側部分（サイドシル２側部分）上に設置された補強部材１０とを有している。そして、上記クロスメンバ本体９の車幅方向外端部が、下記結合部材１２に形成された切欠き部３３よりも車外側に位置するとともに、サイドシル２の内壁面部１１から所定距離Ｌだけ離間するように配設されることにより、上記クロスメンバ７の車幅方向外端部とサイドシル２の内壁面部１１とが非結合状態で設置されている。また、上記クロスメンバ本体９と補強部材１０との重合部分の上方には、クロスメンバ７の車幅方向外方側部分と、サイドシル２の内壁面部１１とを結合する結合部材１２が設置されている。

上記クロスメンバ本体９は、下端部が接合フランジ１３を介してフロアパネル１の上面にスポット溶接される等により固定された前面部１４と、下端部が接合フランジ１５を介してフロアパネル１の上面にスポット溶接される等により固定された後面部１６と、上記前面部１４および後面部１６の上端部同士を連結する上面部１７とを有する断面ハット型に形成されている。また、上記補強部材１０は、クロスメンバ本体９の前面部１４および後面部１６に重ねられてスポット溶接される等により固定される前後両面部１８，１９と、クロスメンバ本体９の上面部１７上に重ねられてスポット溶接される等により固定される上面部２０とを備えた断面コ字状に形成されている。

図２〜図４の×印は、上記結合部材１２と、クロスメンバ本体９およびサイドシル２とのスポット溶接個所を示している。なお、上記結合部材１２とクロスメンバ本体９およびサイドシル２との接合方法としては、上記スポット溶接に限られず、アーク溶接、レーザ溶接、プラズマ溶接、摩擦撹拌溶接、リベット結合またはボルト結合の強度部材を連結する従来周知の方法が適用可能である。

上記結合部材１２は、上記クロスメンバ本体９と補強部材１０との重合部分上において、クロスメンバ７の前後両面部、具体的には補強部材１０の前後両面部１８，１９に下端部がスポット溶接される等により接合される前後両面部２１，２２と、その上端部同士を連結するように設置された上面部２３と、上記前後両面部２１，２２および上面部２３の内面側部分を覆うように設置された内面部２４とを有する箱形四面状体により形成されている。当実施形態では、一枚板からなる鋼板材により形成された上記前後両面部２１，２２、上面部２３および内面部２４等を所定形状に折り曲げるとともに、該内面部２４の前後両端部にそれぞれ連設された接合フランジ２５を上記前後両面部２１，２２の内壁面にスポット溶接する等により、箱形四面状体からなる結合部材１２を形成している。

上記結合部材１２の上面部２３は、クロスメンバ本体９および補強部材１０の上面部１７，２０と所定距離を置いてその上方に配設されることにより、上記サイドシル２の上壁面２６と略同一高さに設置されるとともに、上記上面部２３の車幅方向外端部には、サイドシル２の上壁面２６にスポット溶接される等により固定される接合フランジ２７が連設されている。また、上記結合部材１２の内面部２４には、上記クロスメンバ本体９と補強部材１０との重合部分上において、該補強部材１０の上面部２０にスポット溶接される等により固定される接合フランジ２８が設けられている。

さらに、上記結合部材１２には、運転席または助手席等の前列シートからなる乗員用シートＳ、具体的には、該乗員用シートＳのシートクッション（図示せず）をスライド可能に支持するシートレール３０の後端部が図外の取付ボルトを介して固定されるナット部材３２が、上記上面部２３の下面に設けられている。これにより結合部材１２が上記乗員用シートＳの取付ブラケットとしての機能を兼ね備えるように構成されている。

上記結合部材１２の前後両面部２１，２２には、そのサイドシル側接合部の一部、当実施形態では、前後両面部２１，２２の下方部分が所定範囲に亘って切り欠かれてなる切欠き部３３がそれぞれ形成されるとともに、上記前後両面部２１，２２の車幅方向外端部には、サイドシル２の内壁面部１１にスポット溶接される等により固定される接合フランジ３４がそれぞれ連設されている。上記切欠き部３３は、後述するように乗員用シートＳに着座した乗員を保護するシートベルト装置３５のアクチュエータ３６を挿通し得る大きさに形成されている。

上記結合部材１２は、切欠き部３３の設置部より車幅方向の内方側に位置したクロスメンバ側接合部と、上記切欠き部３３の設置部に対応したサイドシル側接合部とを有している。該サイドシル側接合部は、その車幅方向外端部がスポット溶接によりサイドシル２の上面および内壁面部１１に接合されている。また、上記クロスメンバ側接合部は、その下端部が補強部材１０の上面部２０および前後両面部１８，１９にそれぞれスポット溶接されている。

上記結合部材１２のサイドシル側接合部は、図５に示すように切欠き部３３が設けられることにより、図６に示すように切り欠き部のないクロスメンバ側接合部よりも断面係数が小さく形成され、これによりサイドシル側接合部がクロスメンバ側接合部よりも低剛性に構成されている。さらに、上記結合部材１２のサイドシル側接合部は、その下端部が上記サイドシル２に対して非接合状態とされることにより、クロスメンバ７に接合されたクロスメンバ側接合部に比べて、より低剛性に構成されている。

上記切欠き部３３の幅寸法Ｗは、クロスメンバ本体９の車幅方向外端部とサイドシル２の内壁面部１１との離間距離Ｌよりも大きな値に設定されることにより、上記クロスメンバ本体９の車幅方向外端部が、上記切欠き部３３の車幅方向内端部、つまりクロスメンバ側接合部よりも車外側に位置するように構成されている。

上記シートベルト装置３５は、図７〜図９に示すように、乗員の肩部から腰部にかけて斜めに掛け渡されるショルダーベルト３７と、乗員の腰部を跨いで車幅方向に設置されるラップベルト３８と、上記センタピラー４の下部に配設されてショルダーベルト３７の下端部を巻取可能に支持するリトラクター３９と、上記ラップベルト３８の先端部を車体に固定するラップアンカー４０と、上記ショルダーベルト３７およびラップベルト３８に沿って摺動自在に設けられたタング４１と、該タング４１が着脱可能に係止されるバックル４２とを有する三点式シートベルト機構である。

上記リトラクター３９は、ショルダーベルト３７の下端部を巻き取る巻取機構と、リトラクター３９からショルダーベルト３７が急激に引き出されるのを規制するためのロードリミッタとを有している。該ロードリミッタは、ショルダーベルト３７に作用する張力が一定値以上となった場合に、リトラクター３９による上記巻取リールのロック状態を解除することにより、リトラクター３９からショルダーベルト３７が引き出されるのを許容し、これに応じて乗員の拘束力を緩和する機能を有している。

また、上記リトラクター３９から上方に引き出されたショルダーベルト３７は、センタピラー４の上部に設けられたショルダーアンカー４３により摺動可能に支持されている。そして、上記ラップベルト３８の先端部を係止するラップアンカー４０は、フロアパネル１上に設置されたプリテンショナ機構からなるアクチュエータ３６により車両用シートＳの車幅方向外方側部に支持されている。

上記アクチュエータ３６は、図９に示すように、図外の制御ユニットから出力される制御信号に応じて燃焼ガスを発生するインフレータ４５と、該インフレータ４５で発生した燃焼ガスが流入するシリンダ４６と、シリンダ４６内に配設されたピストン（図示せず）と、該ピストンに基端部が連結されたワイヤ部材４７とを有している。該ワイヤ部材４７は、ケーシング４８に回転自在に支持されたプーリ４９に巻掛けられるとともに、該プーリ４９から上方に導出された導出部がラップアンカー４０に設けられたピン５０に支持されている。上記アクチュエータ３６を構成するシリンダ４６等は、上記切欠き部３３を介して結合部材１２内に配設されるとともに、上記サイドシル２の内壁面部１１に沿って設置された状態で、図外のブラケット等により支持されるように構成されている。

そして、車両の衝突発生時に、上記インフレータ４５の内部に収納された火薬が点火されて燃焼し、そのガス圧に応じて上記シリンダ４６内のピストンが駆動され、上記ラップアンカー４０がワイヤ部材４７を介して引き下げられるようになっている。これにより、車両の衝突時に上記ラップベルト３８に所定の張力を付与して該ラップベルト３８および上記ショルダーベルト３７を乗員に圧着させ、乗員用シートＳのシートクッションおよびシートバックに対して乗員を正常な姿勢で着座させた状態で効果的に保護し得るように構成されている。

また、クロスメンバ本体９の車幅方向内方側部分（トンネル部５側部分）は、図１０に示すように、結合部材５１を介してトンネル部５の側壁面に結合されている。また、上記結合部材５１上にシートレール３０の後端部が図外の取付ボルトを介して固定されることにより、上記結合部材５１が乗員用シートＳの取付ブラケットとしての機能を兼ね備えるように構成されている。なお、上記結合部材５１は、切欠き部３３を設ける必要がない点および下記の点等を除いて、上記結合部材１２と略同様に構成されている。

上記クロスメンバ本体９の車幅方向内側方部分には、必ずしも補強部材を設置する必要はなく、これを省略することが可能である。さらに、上記クロスメンバ本体９の車幅方向内端部は、該クロスメンバ本体９の車幅方向内端部に連設された接合フランジ５２がトンネル部５の側壁面にスポット溶接される等により固定されている。

上記のように車室の底面を構成するフロアパネル１の車幅方向中央部に設けられたトンネル部５と、車室の側辺部に設置されたサイドシル２に対するセンタピラー４の結合部との間に、クロスメンバ７が車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造において、上記クロスメンバ７の車幅方向外側方部分とサイドシル２の内壁面部１１とを結合する結合部材１２を有し、該結合部材１２に、上記クロスメンバ７の前後両面部、具体的にはクロスメンバ本体９に接合されるクロスメンバ側接合部と、サイドシル２に接合されるサイドシル側接合部を設け、該サイドシル側接合部を、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成し、上記クロスメンバ７の車幅方向外端部を、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシル２の内壁面部から車内側に離間した位置に配置したため、上記クロスメンバ７が車両の側突時に座屈したり、上記クロスメンバ７に対する結合部材１２の接合部が剥離したりすることを効果的に防止し、簡単な構成で車両の側突荷重をクロスメンバ７により安定して支持できるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、箱形四面状体からなる結合部材１２の前後両面部１４，１６に、そのサイドシル側接合部の下方部を切り欠いた切欠き部３３を形成することにより、該結合部材１２のサイドシル側接合部を、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成したため、車両の側突時等に上記センタピラー４およびサイドシル２を車体の内方側に押動する方向の衝撃荷重が入力される側突事故の初期段階で、上記結合部材１２のサイドシル側接合部をクロスメンバ側接合部よりも先に潰すことで、衝突エネルギーを効果的に吸収しつつ、上記センタピラー４の下端部を車室内側に移動させることができる。

そして、上記クロスメンバ本体９の車幅方向外端部をサイドシル２の内壁面部１１から所定距離Ｌだけ離間させることにより、上記クロスメンバ７の車幅方向外端部とサイドシル２の内壁面部１１とを非結合状態としたため、側突事故の初期段階では、上記センタピラー４の下端部をスムーズに車室内側へ移動させることができ、これによりセンタピラー４の上部がその下端部を支点として車室内側へ倒れ込むように変位するのを効果的に防止することができる。

しかも、上記クロスメンバ７の車幅方向外端部を、結合部材１２に形成された切欠き部３３よりも車外側に位置させることにより、上記クロスメンバ７の車幅方向外端部を、クロスメンバ側接合部よりも車外側において、サイドシル２の内壁面部から車内側に所定距離Ｌだけ離間させるように構成したため、上記側突事故が発生した後にサイドシル２の車室内側への移動距離が上記所定距離Ｌとなった時点で、該サイドシル２を上記クロスメンバ７の車幅方向外端部に当接させて上記サイドシル２の内方移動を規制しつつ、該サイドシル２に作用する荷重を上記クロスメンバ７と結合部材１２との両方に分散させ、より効果的に支持することができる。したがって、上記側突事故の後期段階で、センタピラー４に入力される荷重が急上昇することに起因してセンタピラー４の上部が車室内側に傾動するように変形したり、これに対応してサイドシル２に作用する回転モーメンによる曲げ力で上記クロスメンバ７に対する結合部材１２の接合部が剥離したりすること効果的に防止しつつ、上記側突荷重を安定して支持できるという利点がある。

さらに、上記クロスメンバ７の車幅方向外端部をサイドシル２の内壁面部から車内側に所定距離Ｌだけ離間させて配設することにより、上記クロスメンバ７の車幅方向外端部をサイドシル２の内壁面部に接合するように構成した場合に比べ、クロスメンバ７の製造時における公差を大きくすることが可能であるため、製造コストを効果的に低減できるという利点がある。

また、上記実施形態では、サイドシル２の上面がクロスメンバ７の上面よりも上方に配設されてなる車両の車体下部構造において、箱形四面状体からなる結合部材１２のサイドシル側接合部を、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシル２に接合した構造としたため、サイドシル２とクロスメンバ７との上面位置が異なる場合においても、車両の側突時に上記サイドシル２に入力された荷重を上記結合部材１２により効果的に支持しつつ、クロスメンバ７に効率よく伝達することができるという利点がある。なお、サイドシル２の上面とクロスメンバ７の上面とが略同一の高さに設置されている場合には、プレート状体により結合部材を形成し、該結合部材のサイドシル側接合部に開口部を形成する等により、サイドシル側接合部をクロスメンバ側接合部に比べて低剛性に形成することも可能である。

さらに、上記実施形態では、上記結合部材１２を、クロスメンバ７の前後両面部に接合される前後両面部２１，２２と、その上端部同士を連結するように設置された上面部２３とを有する箱形四面体状に形成し、上記結合部材１２の前後両面部２１，２２の少なくとも一方に、そのサイドシル側接合部に切欠き部３３を形成し、上記クロスメンバ７の車幅方向外端部を、上記切欠き部３３よりも車外側に位置させるとともに、サイドシル２の内壁面部から車内側に離間させるように設置し、かつ乗員用シートＳに着座した乗員を保護するシートベルト装置３５のアクチュエータ３６を、上記切欠き部３３から結合部材１２内に配設するように構成したため、上記箱形四面状体からなる結合部材１２の内部空間を有効に利用して上記アクチュエータ３６を収納することにより、後列シートに着座した乗員の足元スペースが狭められてその居住性が悪化する等の問題を生じることなく、上記アクチュエータ３６を適正にレイアウトできるという利点がある。

特に、上記実施形態に示すように、クロスメンバ７の車幅方向外側方部分とサイドシル２の内壁面部１１とを結合する上記結合部材１２に、乗員用シートＳの取付けブラケットとしての機能を兼ね備えさせるように構成した場合には、該取付ブラケットと上記結合部材１２とを別体に形成した場合に比べて、部品点数を減少させて車両の軽量化を図ることができるという利点がある。さらに、車両の側突時等に、上記センタピラー４およびサイドシル２から上記結合部材１２に入力された衝撃荷重を、例えば乗員用シートＳのシートレール３０を介して上記Ｎｏ．２クロスメンバ６に伝達する等により、上記衝撃荷重を安定して支持できるという利点がある。

また、上記実施形態では、車幅方向外端部がサイドシル２の内壁面部１１と所定距離Ｌを置いて対向するとともに、車幅方向に延びるように設置されたクロスメンバ本体９と、その車幅方向外側部分上に設置された補強部材１０とにより上記クロスメンバ７を構成するとともに、上記補強部材１０とクロスメンバ本体９との重合部分上に上記結合部材１２を設置するように構成したため、上記クロスメンバ本体９をその全長に亘って厚肉に形成する等の手段を講じることなく、車両の側突時等にセンタピラー４およびサイドシル２を介して上記結合部材１２に伝達された衝突エネルギーを、上記補強部材１０とクロスメンバ本体９との重合部分において充分に支持しつつ効果的に吸収できるという利点がある。

なお、上記クロスメンバ本体９と補強部材１０とにより上記クロスメンバ７を構成した上記実施形態に代え、図１１に示すように、車幅方向外端部が結合部材１２を介してサイドシル２の内壁面部１１に結合された車幅方向外方側部材５４と、車幅方向内端部が結合部材１２を介してトンネル部（図示せず）の側壁面に接合された車幅方向内方側部材５３とにより上記クロスメンバ７を構成してもよい。そして、上記クロスメンバ７の車幅方向外方側部材５４の板厚を車幅方向内方側部材５３に比べて厚くし、あるいは車幅方向外方側部材５４を抗張力鋼で形成するとともに、車幅方向内方側部材５３を通常の鋼板材で形成することにより、上記クロスメンバ７の車幅方向外方側部材５４を車幅方向内方側部材５４に比べて高強度に形成してもよい。

上記のように構成した場合においても、上記車幅方向内方側部材５３の板厚を薄くする等により車体重量の軽量化を図りつつ、上記結合部材１２のクロスメンバ側接合部の固定部位の充分に確保することができるため、車両の側突時等に上記センタピラー４およびサイドシル２を介して上記結合部材１２に伝達された衝突エネルギーを上記クロスメンバ７により充分に支持して効果的に吸収できる等の利点がある。

なお、上記実施形態では、結合部材１２の前後両面部２１，２２に切欠き部３３をそれぞれ形成した例について説明したが、上記結合部材の前後両面部２１，２２の少なくとも一方にのみ上記切欠き部３３を設けた構造としてもよい。例えば、上記アクチュエータ３６の全長が短く、結合部材１２の前面部２１を超えてその前方側に突出する虞がない場合に、該前面部２２の切欠き部３３を省略した構造としてもよい。また、上記結合部材１２の前後両面部２１，２２に形成された切欠き部３３に代えて透孔等からなる開口部を形成することにより、結合部材１２のクロスメンバ側接合部をサイドシル側接合部に比べ低剛性に構成することも可能である。

また、車両の前突時等に、ショルダーベルト３７およびラップベルト３８からなるウェビングを乗員に圧着させて乗員を拘束するために設けられた上記プリテンショナ機構からなるアクチュエータ３６を、上記切欠き部３３から結合部材１２内に配設してなる上記実施形態に代え、ショルダーベルト３７およびラップベルト３８に設けられたバッグ部にエアを供給して該バッグ部を膨張させるエアベルト機構のアクチュエータを上記切欠き部３３から結合部材１２内に配設した構造としてもよい。

上記エアベルト機構は、ショルダーベルト３７およびラップベルト３８のバッグ部に接続されたと、このエアパイプを介して上記バッグ部内に燃焼ガスを供給して該バッグ部を膨張させるインフレータからなるアクチュエータとを備えている。そして、車両の側部から衝撃荷重が入力された時に、図外シートベルト制御手段から出力される作動指令信号に応じ、上記アクチュエータを作動させてバッグ部を膨張させ、その圧力によりショルダーベルト３７およびラップベルト３８を乗員にそれぞれ圧着させるように構成されている。このように構成した場合には、箱形四面状体からなる結合部材１２の内部空間を有効に利用して上記エアベルト機構のアクチュエータを収納することにより、後列シートに着座した乗員の足元スペースが狭められてその居住性が悪化する等の問題を生じることなく、上記アクチュエータを適正にレイアウトできるという利点がある。

また、図１１に示すように、上記結合部材１２の車幅方向内方側に位置するクロスメンバ側接合部Ａをクロスメンバ７にスポット溶接する等の手段で固定する一方で、結合部材１２の車幅方向外方側に位置するサイドシル側接合部Ｂを単にクロスメンバ７に対して単に重ね合わせた非固定状態とすることにより、該サイドシル側接合部Ｂを、上記クロスメンバ側接合部Ａよりも低剛性に構成してもよい。この場合には、より簡単な構成で上記クロスメンバ７が車両の側突時に座屈したり、上記クロスメンバ７に対する結合部材１２の接合部が剥離したりすることを効果的に防止し、車両の側突荷重をクロスメンバ７により安定して支持できるという利点がある。

すなわち、上記クロスメンバ７の車幅方向外端部を、結合部材１２のクロスメンバ側接合部Ａよりも車外側に位置させることにより、車両の側突事故が発生した後にサイドシル２の車室内側への移動距離が上記所定距離Ｌとなった時点で、該サイドシル２を上記クロスメンバ７の車幅方向外端部に当接させて上記サイドシル２の内方移動を規制しつつ、該サイドシル２に作用する荷重を上記クロスメンバ７と結合部材１２との両方に分散させ、より効果的に支持することができる。したがって、上記側突事故の後期段階で、センタピラー４に入力される荷重が急上昇することに起因してセンタピラー４の上部が車室内側に傾動するように変形したり、これに対応してサイドシル２に作用する回転モーメンによる曲げ力で上記クロスメンバ７に対する結合部材１２の接合部が剥離したりすること効果的に防止しつつ、上記側突荷重を安定して支持できるという利点がある。

また、図１１に示すように、サイドシル２の上面がクロスメンバ７の上面よりも上方に配設されてなる車両の車体下部構造において、箱形四面状体からなる結合部材１２のクロスメンバ側接合部Ａをクロスメンバ７に接合状態として閉断面構造とするとともに、サイドシル側接合部Ｂをクロスメンバ７に非接合状態として開断面構造とすることにより、該サイドシル側接合部Ｂをクロスメンバ側接合部Ａに比べて低剛性に構成した場合には、より簡単な構成で上記クロスメンバ７が車両の側突時に座屈したり、上記クロスメンバ７に対する結合部材１２の接合部が剥離したりすることを、さらに効果的に防止し、車両の側突荷重をクロスメンバ７により安定して支持できるという利点がある。

１フロアパネル
２サイドシル
４センタピラー
５トンネル部
７クロスメンバ
９クロスメンバ本体
１０補強部材
１１内壁面部
１２結合部材
２１前壁面部
２２後壁面部
３３切欠き部（開口部）
３５シートベルト装置
３６アクチュエータ
５３車幅方向内方側部材
５４車幅方向外方側部材

Claims

車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、
上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、
該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、
該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、
上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、
上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、
上記結合部材は、上記クロスメンバの前後両面部に接合される前後両面部と、その上端部同士を連結するように設置された上面部とを有する箱形四面体状に形成され、
上記結合部材の前後両面部の少なくとも一方には、そのサイドシル側接合部に開口部が形成され、
上記クロスメンバの車幅方向外端部が、上記開口部よりも車外側に位置するとともに、サイドシルの内壁面部から車内側に離間するように設置され、かつ乗員用シートに着座した乗員を保護するシートベルト装置のアクチュエータが上記開口部を介して結合部材内に配設されたことを特徴とする車両の車体下部構造。
車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、
上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、
該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、
該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、
上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、
上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、
上記結合部材が乗員用シートの取付けブラケットとしての機能を兼ね備えたことを特徴とする車両の車体下部構造。
車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、
上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、
該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、
該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、
上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、
上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、
上記クロスメンバは、車幅方向外端部がサイドシルの内壁面部と所定距離を置いて対向するとともに、車幅方向に延びるように設置されたクロスメンバ本体と、その車幅方向外側部分上に設置された補強部材とを有し、該補強部材とクロスメンバとの重合部分上に上記結合部材が設置されたことを特徴とする車両の車体下部構造。
車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、
上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、
該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、
該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、
上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、
上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、
車幅方向内端部が上記結合部材を介してサイドシルに結合された車幅方向外方側部材と、該車幅方向外方側部材の車幅方向内方側に配設された車幅方向内方側部材とにより上記クロスメンバが構成されるとともに、該クロスメンバの車幅方向外方側部材が車幅方向内方側部材に比べて高強度に形成されたことを特徴とする車両の車体下部構造。
車室の底面を構成するフロアパネルの車幅方向中央部に設けられたトンネル部と、車室の側辺部に設置されたサイドシルに対するセンタピラーの結合部との間に、クロスメンバが車幅方向に延びるように設置された車両の車体下部構造であって、
上記クロスメンバの車幅方向外側方部分とサイドシルの内壁面部とを結合する結合部材を有し、
該結合部材は、上記クロスメンバに接合されたクロスメンバ側接合部と、上記サイドシルに接合されたサイドシル側接合部とを有し、
該サイドシル側接合部は、上記クロスメンバ側接合部よりも低剛性に形成され、
上記クロスメンバの車幅方向外端部が、クロスメンバ側接合部よりも車外側で、サイドシルの内壁面部から車内側に離間した位置に配置され、
上記サイドシルの上面がクロスメンバの上面よりも上方に配設されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部が、上記クロスメンバ側接合部よりも上方でサイドシルに接合され、
上記結合部材のクロスメンバ側接合部がクロスメンバに接合されて閉断面構造に形成されるとともに、上記結合部材のサイドシル側接合部がクロスメンバに対し非接合状態とされて開断面構造とされることにより、該サイドシル側接合部が上記クロスメンバ側接合部に比べて低剛性に構成されたことを特徴とする車両の車体下部構造。