JP5761010B2

JP5761010B2 - 車体下部構造

Info

Publication number: JP5761010B2
Application number: JP2011285701A
Authority: JP
Inventors: 健雄森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: JP2013133043A

Description

本発明は、車体下部構造に関する。

従来、自動車等の車両においては、車両前後方向にロッカが配置され、ロッカを補強する部材として車幅方向にクロスメンバが設けられているものがある。

しかし、このような車両において側方から強い衝撃が加わると、クロスメンバが変形し、ロッカが軸回りに回転し、その結果Ｂピラーが車両内側へ倒れ込んでしまうという問題がある。

これに対し、例えば特開平９−３２３６６９号公報には、クロスメンバにおける所定位置からの車両外側部分と車両内側部分との強度に差を設けることによって、側突入力に対しロッカの所定量の回転を許容しつつ、衝撃吸収と許容範囲を超えたロッカの回転抑制を図ることを目的とした車体下部構造が記載されている。

特開平９−３２３６６９号公報

しかし、上述の車体下部構造は、ロッカの所定量の回転を許容するものであり、側突時の衝撃によるロッカの回転をさらに抑制するためには、改善の余地がある。

そこで、本発明は上記課題を解決するため、側突時のロッカの回転を抑制する車体下部構造を提供することを目的とする。

本発明は、車体前後方向に延設されたロッカと、ロッカと一端が接合し車体内側方向に延設されたクロスメンバと、を備え、クロスメンバは、車体内側方向における中間部分に、下方から上方に向けて車体内側方向に傾斜して形成される脆弱部を有し、脆弱部は、車体下部構造に車体側方からの衝撃が加わると、クロスメンバのうち脆弱部よりも車体外側方向の部分が、クロスメンバのうち脆弱部よりも車体内側方向の部分及び脆弱部の上側に斜めに上がるように変形する、車体下部構造を提供する。

上記本発明の車体下部構造においては、クロスメンバが下方から上方に向けて車体内側方向に傾斜して形成された脆弱部をその中間部分に有している。これにより、車両側方から衝撃が伝わると、当該脆弱部で変形が生じることから、ロッカとクロスメンバの接合付近は変形しにくくなり、ロッカの回転を抑制することが可能となる。また、ロッカと接合したＢピラーの車両内側への倒れこみも抑制することが可能となる。

さらに、車両においては、側方からの衝撃に対してロッカやＢピラーを補強するために、クロスメンバ以外にも他の補強材が用いられる場合があるが、本発明によればこのような他の補強材を用いる必要もなくなるため、車体の軽量化やコストの低減を図ることも可能となる。

本発明の車体下部構造は、フロアパネルと、フロアパネルの下側に設置されるフロアアンダリインフォースを更に備え、脆弱部は、フロアアンダリインフォースよりも車体外側方向に位置することが好ましい。

上記車体下部構造において、脆弱部がフロアアンダリインフォースよりも車体外側方向に位置している場合には、フロアアンダリインフォースにより脆弱部の変形が抑制されることが避けられ、脆弱部の変形による衝撃吸収を確実に行うことができる。また、脆弱部で変形が生じるため、フロアアンダリインフォースが設置されたフロアパネルには衝撃が伝わらず、車両内側方向への影響をより少なくすることも可能となる。

本発明によれば、側突時のロッカの回転を抑制する車体下部構造を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る車体下部構造の一部を示す模式図である。本発明の実施の形態に係る車体下部構造におけるクロスメンバの側面図である。本発明の実施の形態に係る車体下部構造に側方から衝撃が加わった際の、クロスメンバの変形状態を示す側面図である。従来の車体下部構造に側方から衝撃が加わった際の、ロッカ及びクロスメンバの変形状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係る車体下部構造の一部を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態の車体下部構造１０は、クロスメンバ１とロッカ５を備えている。

ロッカ５は、車体前後方向に延設されており、図１において車体左側に配設されたロッカである。また、図示していないが同様に車体右側にもロッカが車体前後方向に延設されている。

クロスメンバ１は、ロッカ５と一端が接合し、車体内側方向に延設されている。

また、本実施形態の車体下部構造１０は、図１に示すようにＢピラー（センターピラー）６やフロアパネル７を備えていることが好ましい。

Ｂピラー６は、その一端がロッカ５と接合しており、他端が車体上方に延設されている。これにより、Ｂピラー６は車体の前方座席と後方座席の間に形成された柱状部材となる。

フロアパネル７は、車両の床面を形成し、左側部にはロッカ５が、右側部にはもう一つのロッカが配設されている。また、フロアパネル７における車体内側方向の車幅中央部分には、フロアパネル７の一部を変形させたトンネル部８が形成されている。

クロスメンバ１は、車体内側方向に延設された他端がトンネル部８と接合している。また、クロスメンバ１はフロアパネル７の上面に配設されている。

また、フロアパネル７の下面には、フロアパネルを補強する部材としてフロアアンダリインフォース９が車体前後方向に延設されている。

図２は、本発明の実施の形態に係る車体下部構造におけるクロスメンバの側面図である。図２に示すように、クロスメンバ１は、車体内側方向における中間部分に脆弱部４を有している。

また、図２に示すように、クロスメンバ１は、脆弱部４よりも車体外側方向に車体外側高強度部２、脆弱部４よりも車体内側方向に車体内側高強度部３を有していることが好ましい。つまり、クロスメンバ１は、脆弱部４以外の部分は、脆弱部４よりも強度が高い部分で構成されていることが好ましい。

クロスメンバ１は、例えば、車体外側高強度部２及び車体内側高強度部３として高強度部材を、脆弱部４として高強度部材とは異種の材料である低強度部材を用い、高強度部材と低強度部材とを接合することによって、クロスメンバ１を構成してもよい。異種材料を接合するに当たっては、種々の接合技術を用いることができ、例えばレーザー溶接によって高強度部材と低強度部材とを接合することができる。

また、車体外側高強度部２及び車体内側高強度部３の材料と、脆弱部４の材料とを同じ材料にしてもよい。この場合、例えば脆弱部４として用いる材料の厚みを薄くすることによって、同じ材料を用いても異なる強度とすることができる。また、脆弱部４として用いる材料の一部に穴（例えば複数の微細な穴）を形成することによっても、脆弱部４の強度を車体外側高強度部２及び車体内側高強度部３の強度よりも低くすることができる。

脆弱部４は、クロスメンバ１における下方から上方に向けて車体内側方向に傾斜して形成されている。以下、このような形状で形成された脆弱部４の機能について図３及び図４を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る車体下部構造に側方から衝撃が加わった際の、クロスメンバの変形状態を示す側面図である。また、図４は、従来の車体下部構造に側方から衝撃が加わった際の、ロッカ及びクロスメンバの変形状態を示す側面図である。

図４に示すように、従来の車体下部構造１０ｂ（クロスメンバ１ｂが同じ材料で一体成形されている）においては、車両側方からの衝撃があると、ロッカ５は車両横方向の荷重を受け、特にロッカ５の上部が車両内側に倒れ込む変形を受ける傾向にある。このため、ロッカ５とクロスメンバ１ｂの接合している部分付近Ｃに応力が集中し、クロスメンバ１ｂは屈曲してしまう。この結果、ロッカ５は回転変性し、ピラー６は車両内側へ大きく倒れこんでしまうことになる。

一方、図３に示すように、本実施形態に係る車体下部構造１０においては、車両側方からの衝撃が加わると、クロスメンバ１はロッカ５から車両横方向の荷重が伝わり、中間部分の脆弱部４で変形が生じる。具体的には、脆弱部４と車体外側高強度部２の境界が車体内側に向かって斜めに上がり、車体外側高強度部２の一部が車体内側高強度部３及び脆弱部４の上側に乗り上がるような変形が生じる。

脆弱部４は、上述のように、車体外側高強度部２が車体内側高強度部３及び脆弱部４の上側に斜めに上がるように変形することによって、車両側方からの衝撃を吸収する機能を備える。これにより、ロッカ５は並進して車体内側方向に進み、若干程度車体内側方向に傾くだけに回転が抑制され、クロスメンバ１とロッカ５の結合部も大きな変形を受けない。この結果、Ｂピラー６の車両内側への倒れ込みも抑制することができる。

本実施形態の車体下部構造１０において、脆弱部４は、フロアアンダリインフォース９よりも車体外側方向に位置することが好ましい。

図２及び図３に示すように、脆弱部４がフロアアンダリインフォース９よりも車体外側方向に位置していることにより、フロアアンダリインフォースにより脆弱部の変形が抑制されることが避けられる。これにより、脆弱部の変形による衝撃吸収が確実に行うことができる。また、車両側方に衝撃が伝わった際に脆弱部４で変形が生じても、フロアアンダリインフォース９が設置されたフロアパネル３は変形しにくくなるため、車両内側方向への影響をより少なくすることも可能となる。

以上のように、本実施形態に係る車体下部構造１０によれば、車体前後方向に延設されたロッカ５と、ロッカ５と一端が接合し車体内側方向に延設されたクロスメンバ１と、を備え、クロスメンバ１は、車体内側方向における中間部分に、下方から上方に向けて車体内側方向に傾斜して形成される脆弱部４を有することによって、側突時のロッカ５の回転を抑制することが可能となる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る車体下部構造の実施形態を説明したものであり、本発明に係る車体下部構造は本実施形態に記載したものに限定されるものではない。

例えば、クロスメンバ１について、車体外側高強度部２及び車体内側高強度部３と脆弱部４に同じ材料を用いる場合に、脆弱部４に熱を加えることによって、強度を低くすることもできる。

また、車両においては、側方からの衝撃に対してロッカ５やＢピラー６を補強するために、クロスメンバ以外にも他の補強材が用いられる場合があるが、本発明によればこのような他の補強材を用いる必要もなくなるため、車体の軽量化を図ることが可能となる。また、他の補強材を用いないことによってコストの低減を図ることも可能となる。

なお、上記実施形態においては、脆弱部４が車体外側高強度部２及び車体内側高強度部３よりも強度が低いことを説明しているが、強度が低いとは、車両の側方から強い衝撃が加わった際に変形しやすい強度を意味するものである。よって、衝撃が加わらない通常時、例えば車両走行時などにおいては、ロッカ５を補強するクロスメンバ１の一部として所定の強度を発揮するものである。

１・・・クロスメンバ、２・・・車体外側高強度部、３・・・車体内側高強度部、４・・・脆弱部、５・・・ロッカ、６・・・Ｂピラー、７・・・フロアパネル、８・・・トンネル部、９・・・フロアアンダリインフォース、１０・・・車体下部構造。

Claims

車体前後方向に延設されたロッカと、前記ロッカと一端が接合し車体内側方向に延設されたクロスメンバと、を備える車体下部構造であって、
前記クロスメンバは、前記車体内側方向における中間部分に、下方から上方に向けて前記車体内側方向に傾斜して形成される脆弱部を有し、
前記脆弱部は、前記車体下部構造に車体側方からの衝撃が加わると、前記クロスメンバのうち前記脆弱部よりも前記車体外側方向の部分が、前記クロスメンバのうち前記脆弱部よりも車体内側方向の部分及び前記脆弱部の上側に斜めに上がるように変形する、
車体下部構造。
フロアパネルと、前記フロアパネルの下側に設置されるフロアアンダリインフォースを更に備え、
前記脆弱部は、前記フロアアンダリインフォースよりも車体外側方向に位置する、請求項１に記載の車体下部構造。