JP5655757B2 - 車体の下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体の下部構造に係り、特に、車両の側突時に、側突荷重をロッカからクロスメンバに好適に伝達することができる車体の下部構造に関する。

車両における車体下方側部には、一般に、車体の前後方向に延在するロッカが設けられている。この車両に側突が生じると、ロッカに衝突荷重が入力され、ロッカが変形して衝突荷重を吸収する。また、ロッカにおける車体の内側には、ロッカの延在方向に交差する方向に延在するクロスメンバが設けられていることが多く、側突時には、ロッカに入力された荷重をクロスメンバに伝達することにより、衝撃吸収力を高めている。

また、車両の構造によって、クロスメンバを超えて車両の前後方間でワイヤハーネスを通すことが求められることが多い。そこで、ロッカとクロスメンバとの間にガセットを介在させ、このガセットを通して車両の前後方向間でワイヤハーネスを通すことができる車体下部構造が知られている（たとえば、特許文献１参照）。ロッカとクロスメンバとの間にガセットを介在させ、ガセットによってロッカとクロスメンバとを連結することにより、車両に側突が生じた場合に、荷重をサイドシルからクロスメンバに対して確実に伝達することができることとなる。

特開２０１０−３６８１０号公報

しかし、上記特許文献１に開示されたにおいては、ロッカとクロスメンバとの間にガセットを介在させてロッカとクロスメンバとを連結している。このため、部品点数や重量の増加を招くという問題があった。また、ロッカとクロスメンバとの間にガセットを介在させてロッカとクロスメンバとを連結しているが、側突時におけるガセットの変形等を考慮していない。このため、ガセットの変形状態によっては、ロッカからクロスメンバに確実に荷重を伝達することができない場合が生じ得るという問題があった。

そこで、本発明の課題は、部品点数および重量の増加を招くことなく、側突時における荷重をロッカからクロスメンバに対して確実に伝達することができる車体の下部構造を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る車体の下部構造は、車体の下方側部に配設され、車体の前後方向に延在するロッカと、ロッカの延在方向に交差する方向に延在し、ロッカに接続された接続部およびロッカに対して離間して配置される離間部が形成されて、ロッカに接合されたクロスメンバと、を備え、クロスメンバは、ロッカの延在方向に交差する方向に延在するクロスメンバ本体と、離間部を挟んでクロスメンバ本体とロッカとを連結する連結部と、を有しており、側突荷重入力時に、クロスメンバとロッカとの干渉を促進する干渉促進部と、干渉促進部の動作を制御する動作制御部と、を備えるものである。

本発明に係る車体の下部構造において、クロスメンバは、側突荷重入力時に、クロスメンバとロッカとの干渉を促進する干渉促進部と、干渉促進部の動作を制御する動作制御部と、を備えている。このため、この干渉促進部と動作制御部とによって、側突時における荷重をロッカからクロスメンバに対して確実に伝達することができる。また、干渉促進部および動作制御部がクロスメンバに設けられていることから、ガセットなどの他の部品を用いることなく、荷重の伝達を行うことができる。したがって、部品点数および重量の増加を招くことなく、側突時における荷重をロッカからクロスメンバに対して確実に伝達することができる。

ここで、クロスメンバが分割され、クロスメンバ本体を有する第１クロスメンバと、連結部を有する第２クロスメンバとを備えており、干渉促進部および動作制御部が連結部に設けられており、側突荷重入力時に、ロッカおよび第１クロスメンバが変形し、干渉促進部に当接して干渉促進部を挟み込むことにより、ロッカおよび第１クロスメンバが干渉するようにすることができる。

このように、側突荷重入力時に、ロッカおよび第１クロスメンバが変形し、干渉促進部に当接して干渉促進部を挟み込むことにより、ロッカおよび第１クロスメンバが干渉することにより、ロッカからクロスメンバに対して荷重を確実に伝達することができる。

また、第２クロスメンバにおけるロッカとの接合部位および第１クロスメンバとの接合部位の間に屈曲部が形成されており、屈曲部に補強ビードが形成されているようにすることができる。

このように、屈曲部に補強ビードが形成されていることにより、屈曲部が座屈して動作制御部の動作を阻害することを防止することができる。したがって、動作制御部が確実に動作し、その結果、側突時における荷重をロッカからクロスメンバに対してより確実に伝達することができる。

さらに、動作制御部は、連結部に形成され、側突荷重入力時に畳まれて、離間部の距離を縮める距離短縮部であるようにすることができる。

このように、動作制御部は、連結部に形成され、側突荷重入力時に畳まれて、離間部の距離を縮める距離短縮部であることにより、側突時における荷重をロッカからクロスメンバに対してより確実に伝達することができる。

そして、クロスメンバが分割され、クロスメンバ本体を有する第１クロスメンバと、連結部を有する第２クロスメンバとを備えており、干渉促進部および動作制御部が連結部に設けられており、側突荷重入力時に、動作制御部がロッカと干渉促進部との間に向けて変形するとともに、ロッカおよび第１クロスメンバが変形し、ロッカおよび第１クロスメンバによって動作制御部および干渉促進部を挟み込むことにより、ロッカおよび第１クロスメンバが干渉するようにすることができる。

このように、側突荷重入力時に、ロッカおよび第１クロスメンバによって動作制御部および干渉促進部を挟み込むことにより、ロッカおよび第１クロスメンバが干渉することにより、ロッカと第一クロスメンバとの間で好適に荷重伝達を行うことができるようになる。したがって、側突時における荷重をロッカからクロスメンバに対して確実に伝達することができる。

本発明に係る車体の下部構造によれば、部品点数および重量の増加を招くことなく、側突時における荷重をロッカからクロスメンバに対して確実に伝達することができる。

第１の実施形態に係る車体の下部構造の要部斜視図である。 第１の実施形態に係る車体の下部構造の要部正断面図である。 従来の車体の下部構造における車両の側突時の変形状態を示す断面図であり、（ａ）は、側突前の状態を示し、（ｂ）は側突後の状態を示す。 第１の実施形態の車体の下部構造における車両の側突時の変形状態を示す断面図であり、（ａ）は、側突前の状態を示し、（ｂ）は側突後の状態を示す。 第２の実施形態に係る車体の下部構造の要部斜視図である。 第２の実施形態に係る車体の下部構造の要部正断面図である。 第２の実施形態の車体の下部構造における車両の側突時の変形状態を示す断面図であり、（ａ）は、側突前の状態を示し、（ｂ）は側突後の状態を示す。 第３の実施形態に係る車体の下部構造の要部斜視図である。 第３の実施形態に係る車体の下部構造の要部正断面図である。 第３の実施形態の車体の下部構造における車両の側突時の変形状態を示す断面図であり、（ａ）は、側突前の状態を示し、（ｂ）は側突後の状態を示す。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車体の下部構造の斜視図、図２はその正断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る車体の下部構造は、車体の前後方向に延在するロッカ１を備えている。ロッカ１は、図２にも示すように、車体の下方側部に配設されており、車体の前後方向に延在する図示しないロッカアウタとやはり車体の前後方向に延在するロッカインナ１１とが接合されて形成されている。また、ロッカ１の延在方向に直交する断面形状は、四角形の上下にフランジが形成された形状をとされている。

ロッカ１のインナ側には、ロッカ１の延在方向に交差、本実施形態では直交する方向（車両幅方向）に延在する本発明のクロスメンバ本体である第１フロアクロス２が設けられている。この第１フロアクロス２は、本発明の第１クロスメンバでもある。また、第１フロアクロス２におけるロッカ１が設けられている側と反対側には、図示しないトンネルが設けられている。

また、第１フロアクロス２とロッカ１との間には、本発明の連結部である第２フロアクロス３が設けられている。この第２フロアクロス３は、本発明の第２クロスメンバでもある。本実施形態では、クロスメンバが第１フロアクロス２と第２フロアクロス３に分割して形成され、クロスメンバは、第１フロアクロス２および第２フロアクロス３を有している。

第２フロアクロス３は、ロッカ１と接合されるアウタ側接合部３１を備えており、アウタ側接合部３１には、動作制御部および距離短縮部となる突出部３２が接続されている。突出部３２の正断面形状は上方に突出する略三角形状をなしている。突出部３２のインナ側には、第１フロアクロス２と接合されるインナ側接続部３３が形成されている。

インナ側接続部３３には、屈曲部３４が形成されており、屈曲部３４よりもインナ側が第１フロアクロス２と溶接によって接合されている。屈曲部３４は、第２フロアクロス３におけるロッカ１との接合部位および第１フロアクロス２との接合部位の間に形成されていることとなる。突出部３２の幅（車両前後方向の長さ）は、アウタ側接合部３１およびインナ側接続部３３の長さよりも長くされており、突出部３２の両側には、切欠きが形成されている。

また、インナ側接続部３３における屈曲部３４よりもアウタ側の２箇所において、本発明の干渉促進部である下ビード３５が形成されている。下ビード３５は、図２に示すように、略円筒形状に形成されており、その深さは、下ビード３５からロッカ１におけるロッカインナ１１までの距離よりも長くされている。

さらに、２つの下ビード３５は、車両前後方向に並んで配置されている。また、第２フロアクロス３は、本発明の補強ビードである上ビード３６を備えている。上ビード３６は、平面視して長円形をなしており、その長手方向が車両幅方向に沿って配置されている。さらに、上ビード３６は、屈曲部３４を跨いで形成されている。

また、第２フロアクロス３におけるロッカ１側端部において、下側に接合部３７が形成され、上側に切欠き部３８が形成されている。接合部３７は、その端面がロッカ１におけるロッカインナ１１のインナ側面と当接しており、側方から溶接片３９が突出して設けられている。

溶接片３９は、ロッカインナ１１のインナ側面の面しており、溶接片３９とロッカインナ１１のインナ側面が溶接によって接合されている。第２フロアクロス３は、切欠き部３８が形成された部位において、ロッカ１と離間しており、第２フロアクロス３とロッカ１との間に離間部Ｒが形成されている。

次に、本実施形態に係る車体の下部構造の作用について説明する。本実施形態に係る車体の下部構造においては、ロッカ１の側方に、第２フロアクロス３を介して第１フロアクロス２が配設されている。この車両に側突が生じた際の側突荷重入力時には、側突荷重がロッカ１および第２フロアクロス３を介して第１フロアクロス２に伝達される。

ここで、ロッカ１は車体の下部に配置されていることから、車両の側突が生じると、ロッカ１は、およそ高さ方向中心を通り、ロッカ１に延在する方向に沿った軸（以下「回転軸」という）周りに上方が内側に転倒する方向に回転する。この回転により、ロッカ１から第１フロアクロス２に対する側突荷重の伝達が妨げられることが懸念される。

たとえば、図３（ａ）に従来の車両の下部構造の断面図を示す。従来の車体の下部構造では、本実施形態と比較して、第２フロアクロス３０の構成が異なっており、図１および図２に示す本実施形態の第２フロアクロス３と従来の第２フロアクロス３０とでは、以下の異同点がある。

図３（ａ）に示す第２フロアクロス３０は、アウタ側接合部３１およびインナ側接続部３３が設けられている点で本実施形態の第２フロアクロス３と共通する。その一方、図１および図２に示す本実施形態に係る第２フロアクロス３における突出部３２、下ビード３５、および上ビード３６が設けられていない点で本実施形態に係る第２フロアクロス３と相違している。

従来の第２フロアクロス３０では、突出部および上下ビードが設けられてないことにより、車両に側突が生じると、図３（ｂ）に示すように、ロッカ１が回転軸周りに回転し、インナ側に向けて転倒する。ロッカ１の転倒に伴い、第２フロアクロス３０の屈曲部３４が屈曲して浮き上がる。その結果、ロッカ１の上部が第１フロアクロス２に対してうまく当接することができないとともに、ロッカ１の上部が第１フロアクロス２に当接するまでに時間がかかる。その結果、第１フロアクロス２に対して伝達される側突荷重が少なくなってしまう。

この点、本実施形態に係る車体の下部構造における第２フロアクロス３には、図４（ａ）に示すように、突出部３２、下ビード３５、および上ビード３６が設けられている。このため、車両に側突が生じて、ロッカ１が変形して回転軸周りに回転しようとすると、突出部３２の先端が屈曲して突出部３２が縮まり、動作制御を行う。

さらに、屈曲部３４にも荷重が入力されるが、上ビード３６が形成されていることにより、下ビード３５の浮き上がりが小さくなって下ビード３５が回転を始める。下ビード３５が回転することにより、図４（ｂ）に示すように、下ビード３５の底面がロッカ１に当接して干渉を促進し、反力が発生する。こうして、ロッカ１と第１フロアクロス２とによって下ビード３５が挟まれて反力が発生することにより、ロッカ１と第１フロアクロス２との間で荷重伝達が行われる状態を素早く形成することができる。その結果、ロッカ１から第１フロアクロス２に対して側突荷重を効率よく伝達できるようになる。

また、本実施形態に係る第１フロアクロス２においては、ロッカ１との接合位置における上方部に離間部Ｒが形成されている。この離間部Ｒが形成されていることにより、車両の前方から後方に向けてワイヤハーネスなどを容易に配線することができる。しかも、離間部Ｒに第２フロアクロス３が設けられていることにより、側突荷重をロッカ１から第１フロアクロス２に対して確実に伝達することができる。

さらに、本実施形態に係る車体の下部構造においては、動作制御を行う突出部３２および干渉促進を行う下ビード３５がいずれも第２フロアクロス３に設けられている。このため、ロッカ１とフロアクロスとの間にガセットなどの別部材を設ける必要がなくなる。したがって、部品点数および重量の増加を招くことなく、側突時における荷重をロッカからクロスメンバに対して確実に伝達することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る車体の下部構造の斜視図、図６はその正断面図である。図５および図６に示すように、本実施形態に係る車体の下部構造は、上記第１の実施形態と同様のロッカ１を備えている。

また、ロッカ１のインナ側には、上記第１の実施形態と同様の第１フロアクロス２が設けられている。他方、第１フロアクロス２とロッカ１との間における離間部Ｒには、上記第１の実施形態と異なる第２フロアクロス４が配設されている。本実施形態における第２フロアクロス４は、ロッカ１と接合されるアウタ側接合部４１を備えている。アウタ側接合部４１のアウタ側は、溶接によってロッカ１に接合されている。また、アウタ側接合部４１におけるインナ側には、動作制御部となる屈折部４２が形成されている。

屈折部４２は、アウタ側接合部４１がインナ側に延在して形成されており、アウタ側からインナ側に行くにしたがって下降し、屈折点を超えてからインナ側に行くにしたがって上昇する形状をなしている。こうして、屈折部４２は、下側に突出した屈折点を備えて構成されている。

屈折部４２のインナ側には、インナ側接続部４３が形成されている。上記第１の実施形態に係るインナ側接続部３３と同様、本実施形態に係るインナ側接続部４３には、屈曲部４４が形成されており、屈曲部４４よりもインナ側が第１フロアクロス２と溶接によって接合されている。

また、インナ側接続部４３における屈曲部４４よりもアウタ側の２箇所において、ビード４５が形成されている。ビード４５は、図５に示すように、略円筒形状に形成されており、その深さは、ビード４５からロッカ１におけるロッカインナ１１までの距離よりも長くされている。また、これらの２つの下ビード４５は、車両前後方向に並んで配置されている。

次に、本実施形態に係る車体の下部構造の作用について説明する。本実施形態に係る車体の下部構造においては、ロッカ１の側方に、第２フロアクロス４を介して第１フロアクロス２が配設されている。この車両に側突が生じた際の側突荷重入力時には、側突荷重がロッカ１および第２フロアクロス４を介して第１フロアクロス２に伝達される。

ここで、ロッカ１は車体の下部に配置されていることから、上記第１の実施形態と同様、車両の側突が生じると、ロッカ１は、回転軸周りに上方が内側に転倒する方向に回転する。この回転により、ロッカ１から第１フロアクロス２に対する側突荷重の伝達が妨げられることが懸念される。

この点、本実施形態に係る車体の下部構造における第２フロアクロス４には、図７（ａ）に示すように、屈折部４２およびビード４５が設けられている。このため、車両に側突が生じて、ロッカ１が変形して回転軸周りに回転しようとすると、屈折部４２がその先端を基点として折れ曲がる。

屈折部４２が折れ曲がると、第１フロアクロス２がアウタ側に移動し、ロッカ１と第１フロアクロス２との間に屈折部４２およびビード４５が挟み込まれる。屈折部４２およびビード４５が挟み込まれることにより、図７（ｂ）に示すように、ロッカ１に対して反力が発生する。こうして、ロッカ１と第１フロアクロス２との間に屈折部４２およびビード４５が挟み込まれて反力が発生することにより、ロッカ１と第１フロアクロス２との間で荷重伝達が行われる状態を素早く形成することができる。その結果、ロッカ１から第１フロアクロス２に対して側突荷重を効率よく伝達できるようになる。

また、本実施形態に係る第１フロアクロス２においては、ロッカ１との接合位置における上方部に離間部Ｒが形成されている。この離間部Ｒが形成されていることにより、車両の前方から後方に向けてワイヤハーネスなどを容易に配線することができる。しかも、離間部Ｒに第２フロアクロス４が設けられていることにより、側突荷重をロッカ１から第１フロアクロス２に対して確実に伝達することができる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係る車体の下部構造の斜視図、図９はその正断面図である。図８および図９に示すように、本実施形態に係る車体の下部構造は、上記第１の実施形態と同様のロッカ１を備えている。

また、ロッカ１のインナ側には、上記第１の実施形態と同様の第１フロアクロス２が設けられている。さらに、第１フロアクロス２とロッカ１との間における離間部Ｒには、上記第１の実施形態と異なる連結部材５が設けられている。連結部材５は、ロッカ１と接合されるアウタ側接合部５１を備えている。アウタ側接合部５１のアウタ側は、溶接によってロッカ１に接合されている。

さらに、アウタ側接合部５１におけるインナ側には、窪み部５２が設けられている。窪み部５２は、正断面形状がコ字形状をなし、その開口部が上方を向いて配置されている。この窪み部５２におけるアウタ側片にアウタ側接合部５１が取り付けられている。窪み部５２の車両前後方向に沿った幅は、第１フロアクロス２における車両前後方向の幅よりも小さくされている。

さらに、窪み部５２のインナ側片には、インナ側接続部５３が設けられている。インナ側接続部５３は、板状の部材であり、そのアウタ側の側辺に窪み部５２が接続されている一方、インナ側の側辺に第１フロアクロス２が接続されている。インナ側接続部５３の車両前後方向の幅は、アウタ側接合部５１の車両前後方向の幅とほぼ同一とされている。これらのアウタ側接合部５１、窪み部５２、およびインナ側接続部５３は、第１フロアクロス２に対して一体的に形成されている。

次に、本実施形態に係る車体の下部構造の作用について説明する。本実施形態に係る車体の下部構造においては、ロッカ１の側方に、連結部材５を介して第１フロアクロス２が配設されている。この車両に側突が生じた際の側突荷重入力時には、側突荷重がロッカ１および連結部材５を介して第１フロアクロス２に伝達される。

ここで、ロッカ１は車体の下部に配置されていることから、上記第１の実施形態と同様、車両の側突が生じると、ロッカ１は、回転軸周りに上方が内側に転倒する方向に回転する。この回転により、ロッカ１から第１フロアクロス２に対する側突荷重の伝達が妨げられることが懸念される。

この点、本実施形態に係る車体の下部構造におけるロッカ１と第１フロアクロス２とを連結する連結部材５においては、図１０（ａ）に示すように、窪み部５２が設けられている。このため、車両に側突が生じて、ロッカ１がインナ側に移動すると、ロッカ１と第１フロアクロス２との間に連結部材５における窪み部５２が介在されることとなる。

ロッカ１と第１フロアクロス２との間に連結部材５における窪み部５２が介在されることにより、図１０（ｂ）に示すように、ロッカ１に対して反力が発生する。こうして、ロッカ１と第１フロアクロス２との間に窪み部５２が介在されて反力が発生することにより、ロッカ１と第１フロアクロス２との間で荷重伝達が行われる状態を素早く形成することができる。その結果、ロッカ１から第１フロアクロス２に対して側突荷重を効率よく伝達できるようになる。

また、本実施形態に係る第１フロアクロス２においては、ロッカ１との接合位置における上方部に離間部Ｒが形成されている。この離間部Ｒが形成されていることにより、車両の前方から後方に向けてワイヤハーネスなどを容易に配線することができる。しかも、離間部Ｒに連結部材５が設けられていることにより、側突荷重をロッカ１から第１フロアクロス２に対して確実に伝達することができる。

１…ロッカ、２〜４…フロアクロス、５…連結部材、１１…ロッカインナ、３１，４１，５１…アウタ側接合部、３２…突出部、３３，４３，５３…インナ側接続部、３４，４４…屈曲部、３５…下ビード、３６…上ビード、３７…接合部、３８…切欠き部、３９…溶接片、４２…屈折部、４５…ビード、Ｒ…離間部。

Claims (3)

1. 車体の下方側部に配設され、前記車体の前後方向に延在するロッカと、
   前記ロッカの延在方向に交差する方向に延在し、前記ロッカに接続された接続部および前記ロッカに対して離間して配置される離間部が形成されて、前記ロッカに接合されたクロスメンバと、を備え、
   前記クロスメンバは、前記ロッカの延在方向に交差する方向に延在するクロスメンバ本体と、前記離間部を挟んで前記クロスメンバ本体と前記ロッカとを連結する連結部と、を有しており、
   側突荷重入力時に、前記クロスメンバと前記ロッカとの干渉を促進する干渉促進部と、
   前記連結部に形成され、側突荷重入力時に畳まれて、前記離間部の距離を縮める距離短縮部と、を有し、
   前記クロスメンバが分割され、前記クロスメンバ本体を有する第１クロスメンバと、前記連結部を有する第２クロスメンバとを備えており、
   前記干渉促進部および前記距離短縮部が前記連結部に設けられており、
   側突荷重入力時に、前記距離短縮部が畳まれて前記離間部の距離が縮まることにより、前記干渉促進部が前記ロッカに当接して、前記クロスメンバと前記ロッカとが干渉する車体の下部構造。
2. 前記第２クロスメンバにおける前記ロッカとの接合部位および前記第１クロスメンバとの接合部位の間に屈曲部が形成されており、
   前記屈曲部に補強ビードが形成されている請求項１に記載の車体の下部構造。
3. 車体の下方側部に配設され、前記車体の前後方向に延在するロッカと、
   前記ロッカの延在方向に交差する方向に延在し、前記ロッカに接続された接続部および前記ロッカに対して離間して配置される離間部が形成されて、前記ロッカに接合されたクロスメンバと、を備え、
   前記クロスメンバは、前記ロッカの延在方向に交差する方向に延在するクロスメンバ本体と、前記離間部を挟んで前記クロスメンバ本体と前記ロッカとを連結する連結部と、を有しており、
   側突荷重入力時に、前記クロスメンバと前記ロッカとの干渉を促進する干渉促進部と、
   側突荷重入力時に、下側に突出した屈折点を基点として折れ曲がる屈折部と、
   を備え、
   前記クロスメンバが分割され、前記クロスメンバ本体を有する第１クロスメンバと、前記連結部を有する第２クロスメンバとを備えており、
   前記干渉促進部および前記屈折部が前記連結部に設けられており、
   側突荷重入力時に、前記屈折部が折れ曲がることにより、前記屈折部が前記ロッカに当接して、前記クロスメンバと前記ロッカとが干渉する車体の下部構造。
   

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