JP6587707B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体構造に関し、詳細には車体の側方下部の構造に関する。

車体の側方下部を前後に延びる左右一対のサイドシル間に、バッテリユニットを配置した車体構造が公知である（例えば、特許文献１）。このような車体構造では、側突時にバッテリユニットの変形を抑制するために、サイドシル付近の構造において側突荷重を十分に吸収することが必要になる。サイドシルの側突荷重の吸収能力を向上させるために、サイドシルを、互いに接合して中空構造を形成するアウタパネル及びインナパネルと、アウタパネル及びインナパネルの間に挟まれた第１スティフナと、センタスティフナの車外側面に接合された第２スティフナとによって構成したものがある（例えば、特許文献２）。第２スティフナは、アルミニウム合金から形成され、単独又は第１スティフナと協働して中空構造を形成する。側突時には、変形したアウタパネルと第１スティフナとの間で第２スティフナが変形することによって側突荷重が吸収される。

特開２０１４−２２６９５８号公報 特開２００６−２６４４７６号公報

サイドシルの側突荷重の吸収能力は、第２スティフナの荷重吸収量、すなわち第２スティフナの変形量によって変化する。そのため、側突時に第２スティフナを確実に変形させる必要がある。第２スティフナを変形させるためには、第２スティフナの車内側への移動を規制し、第２スティフナに荷重が確実に加わるようにする必要がある。すなわち、側突荷重に対して第２スティフナに車幅方向内方から反力を与える構造が必要になる。

本発明は、以上の背景を鑑み、車両構造において、サイドシルの側突荷重の吸収能力を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の一態様は、車体の左右の側部下方を前後に延びる左右一対のサイドシル（２）と、面が上下を向き、左右の側縁において左右の前記サイドシルの上部に接合されたフロアパネル（１８）と、車幅方向外縁において前記サイドシルの車幅方向内側の内側面に接合されると共に、車幅方向内縁において前記フロアパネルの下面に接合され、前記サイドシル及び前記フロアパネルと協働して閉断面構造（４１）を形成する左右一対のサイドメンバ（１２）とを有し、前記サイドシルのそれぞれは、車幅方向内方に向けて開口し、かつ前後に延びた溝形に形成されたアウタパネル（２１）と、車幅方向外方に向けて開口し、かつ前後に延びた溝形に形成され、上縁及び下縁において前記アウタパネルに接合されたインナパネル（２２）と、前記アウタパネル及び前記インナパネルの間を前後に延び、下縁において前記アウタパネル及び前記インナパネルのそれぞれの下縁に接合された第１スティフナ（２５）と、車幅方向内方に向けて開口し、かつ前後に延びる溝形に形成され、上縁及び下縁において前記第１スティフナの車幅方向外側の側面に接合された第２スティフナ（２６）と、前後に延びると共に車幅方向に延び、車幅方向外縁において前記第１スティフナに接合されると共に、車幅方向内縁において前記インナパネルに接合された第３スティフナ（２７）とを有することを特徴とする車体構造（１）を提供する。

この態様によれば、第２スティフナ及び第１スティフナが、第３スティフナ、インナパネル及びサイドメンバを介してフロアパネルに接続される。これにより、側突時に第２スティフナ及び第１スティフナは、フロアパネルからサイドメンバ、インナパネル及び第３スティフナを介して反力を受け、確実に変形することができる。これにより、サイドシルは側突荷重を効率よく吸収することができる。

上記の態様において、前記第２スティフナは、自身が形成する溝形の内方に向けて屈曲した少なくとも１つの屈曲部（３１）を有するとよい。

この態様によれば、第２スティフナは屈曲部を起点として変形するため、変形の態様を安定させることができ、吸収する荷重量を安定させることができる。

上記の態様において、前記第３スティフナの車幅方向外縁と前記第２スティフナの上縁とは、前記第１スティフナを介して車幅方向に対向する位置に設けられているとよい。

この態様によれば、側突時に第３スティフナは第２スティフナに効率よく反力を与えることができる。

上記の態様において、前記第３スティフナの車幅方向内縁と前記サイドメンバの車幅方向外縁とは、前記インナパネルを介して車幅方向に対向する位置に設けられているとよい。

この態様によれば、側突時にサイドメンバは第３スティフナに効率よく反力を与えることができる。

上記の態様において、前記フロアパネルの下面に接合されると共に、左右に延び、左右の両端において左右の前記サイドメンバに接合したクロスメンバ（１３）を有するとよい。

この態様によれば、サイドメンバがクロスメンバに結合されているため、側突時にサイドメンバの変位が抑制される。これにより、サイドメンバは、インナパネル、第３スティフナ、第１スティフナ、第２スティフナに反力を与えることができる。

上記の態様において、左右の前記サイドシル間に配置され、バッテリを収容するバッテリケース（５１）と、前記バッテリケースの左右の側部と対応する左右の前記インナパネルとを接合するブラケット（５６）とを有するとよい。

この態様によれば、側突時にインナパネルはブラケットを介してバッテリケースから反力を受けることができる。

上記の態様において、前記バッテリケースは、上方に向けて開口し、開口縁にフランジ（５２Ｂ）を備えた下部ケース（５２）と、前記下部ケースの開口を閉じ、縁部において前記下部ケースのフランジに接合される上部ケース（５３）とを有し、前記下部ケースのフランジは、前記第３スティフナの車幅方向内縁と同じ高さに配置されているとよい。

この態様によれば、側突時においてブラケットが変形し、インナパネルが下部ケースと接触するときに、第３スティフナの車幅方向内縁がインナパネルを介して下部フランジと車幅方向において対向し易くなる。これにより、バッテリケースは、比較的剛性が高い下部フランジにおいてインナパネルを介して第３スティフナに反力を効率よく与えることができる。

上記の態様において、前記ブラケットは、前記下部ケースのフランジから下方に延びる縦壁部（５６Ａ）と、前記縦壁部の下端から車幅方向外方に延び、前記インナパネルの下部に接合された横壁部（５６Ｂ）とを有するとよい。

この態様によれば、ブラケットを車幅方向においてバッテリケースとサイドシルとの間に配置しつつ、ブラケットの一端を第１スティフナの下端に近い位置に設けられたインナパネルの下部に接合することができる。

上記の態様において、前記ブラケットは、車幅方向の荷重に対して前記バッテリケースよりも剛性が低いとよい。

この態様によれば、下部ケースよりもブラケットが先に変形して荷重を吸収するため、下部ケースの変形を抑制することができる。

上記の態様において、前記第３スティフナには、車幅方向に延びる複数のビード（２７Ｄ）が形成されているとよい。

この態様によれば、第３スティフナの車幅方向に対する剛性を向上させて、吸収可能な荷重量を増加させることができる。

上記の態様において、前記アウタパネル及び前記インナパネルの内側であって前記第１スティフナの上方には、スライドドアの下端をスライド移動可能に支持するドアスライドレール（３５）が設けられているとよい。

この態様によれば、ドアスライドレールを有するサイドシルにおいて、側突荷重の吸収能力を向上させることができる。

以上の構成によれば、車両構造において、サイドシルの側突荷重の吸収能力を向上させることができる。

実施形態に係る車体構造を右側方から見た斜視図 実施形態に係る車体構造の下面図（バッテリユニット及びブラケットを省略して示す） 図１のIII-III断面図 図１のIV-IV断面図 サイドシルの分解斜視図 実施形態に係る車体構造の側突時における変形態様（第１段階）を示す断面図 実施形態に係る車体構造の側突時における変形態様（第２段階）を示す断面図 実施形態に係る車体構造の側突時における変形態様（第３段階）を示す断面図 比較例に係る車体構造の側突時における変形態様を示す断面図 衝突体の移動量に対するバッテリケースの変形量を示すグラフ

以下、本発明に係る車体構造の実施形態について説明する。以下の説明では、車体構造を構成する各要素は、特に説明をしない限り、鋼板等の金属材料によって形成されている。また、「接合」の語は、溶接や摩擦撹拌接合、ボルトやリベットによる締結等の公知の接合態様を含む。

図１に示すように、ミニバン型の車両の車体構造１の左右の側部下方には、前後に延びる左右一対のサイドシル２が設けられている。各サイドシル２の前端には上下に延びるＡピラー３の下端が接合され、各サイドシル２の前後方向における中間部には上下に延びるＢピラー４の下端が接合され、各サイドシル２の後端部には上下に延びるＣピラー５の下端が接合されている。Ａピラー３とＢピラー４との間に前乗降口７が形成され、Ｂピラー４とＣピラー５との間に後乗降口８が形成されている。前乗降口７はスイング式のドア（不図示）によって開閉され、後乗降口８はスライドドア（不図示）によって開閉される。

図２に示すように、左右のサイドシル２の前部は、左右に延びる前クロスメンバ１１によって互いに連結されている。また、左右のサイドシル２の前後方向における中間部の車幅方向内側にはそれぞれサイドメンバ１２が設けられている。左右のサイドメンバ１２は、左右に延びる中間クロスメンバ１３によって互いに連結されている。すなわち、左右のサイドシル２の前後方向における中間部は、左右のサイドメンバ１２及び中間クロスメンバ１３によって互いに連結されている。

左右のサイドシル２の後端部の車幅方向内側には、それぞれリヤサイドフレーム１５が接合されている。各リヤサイドフレーム１５は、サイドシル２の後端から車幅方向内方かつ後方に傾斜して延びた後、後方に向けて直線状に延びている。左右のリヤサイドフレーム１５は、左右に延びる３つの後クロスメンバ１６によって互いに連結されている。

前クロスメンバ１１及び中間クロスメンバ１３の上面には前フロアパネル１８が接合されている。前フロアパネル１８は、面が上下を向き、その左右の側縁は対応するサイドシル２の上部に接合されている。左右のリヤサイドフレーム１５及び複数の後クロスメンバ１６の上面には後フロアパネル１９が接合されている。後フロアパネル１９の前縁は、前フロアパネル１８の後縁に接合されている。前フロアパネル１８及び後フロアパネル１９は、車室の床面を構成する。

左右のサイドシル２を含む車体構造１の左右下部は、左右対称形をなす。以下の説明では、右側下部の構造について説明し、左側下部の構造については右側下部の構造についての説明を援用する。

図３〜図５に示すように、サイドシル２は、車幅方向外側に配置されたアウタパネル２１と、車幅方向内方に配置されたインナパネル２２とを有する。アウタパネル２１は、車幅方向内方に向けて開口し、かつ前後に延びた溝形に形成されている。インナパネル２２は、車幅方向外方に向けて開口し、かつ前後に延びた溝形に形成され、上縁及び下縁においてアウタパネル２１に接合されている。アウタパネル２１及びインナパネル２２は、互いに接合されることによって閉断面構造２３を形成している。アウタパネル２１及びインナパネル２２は、高張力鋼によって形成されていることが好ましい。

詳細には、アウタパネル２１は、車幅方向に延びる下壁２１Ａと、下壁２１Ａの車幅方向外縁から上方に延びる縦壁２１Ｂと、縦壁２１Ｂの上縁から車幅方向内方に延びる上壁２１Ｃと、下壁２１Ａの車幅方向内縁から下方に延びた下フランジ２１Ｄと、上壁２１Ｃの車幅方向内縁から上方に延びた上フランジ２１Ｅとを有する。インナパネル２２は、車幅方向に延びる下壁２２Ａと、下壁２２Ａの車幅方向内縁から上方に延びる縦壁２２Ｂと、縦壁２２Ｂの上縁から車幅方向外方に延びる上壁２２Ｃと、下壁２２Ａの車幅方向外縁から下方に延びる下フランジ２２Ｄと、上壁２２Ｃの車幅方向外縁から上方に延びた上フランジ２２Ｅとを有する。アウタパネル２１とインナパネル２２とは、それぞれの上縁に設けられた上フランジ２１Ｅ及び上フランジ２２Ｅにおいて接合され、それぞれの下縁に設けられた下フランジ２１Ｄ及び下フランジ２２Ｄにおいて接合されている。

アウタパネル２１の縦壁２１Ｂは、上壁２１Ｃの車幅方向外縁から下方に向けて略直線状に延びる縦壁上部２１Ｆと、縦壁上部２１Ｆに対して車幅方向外方に膨出した縦壁下部２１Ｇとを有する。

インナパネル２２の縦壁２２Ｂは、上壁２２Ｃの車幅方向内縁から下方に向けて略直線状に延びる縦壁上部２２Ｆと、下壁２２Ａの車幅方向内縁から上方に向けて略直線状に延び、縦壁上部２２Ｆに対して車幅方向外方にオフセットした縦壁下部２２Ｇとを有する。縦壁２２Ｂは、縦壁上部２２Ｆと縦壁下部２２Ｇとの境界に、上方に向けて車幅方向内方に傾斜した縦壁中間部２２Ｈを有する。

インナパネル２２の下フランジ２２Ｄは、アウタパネル２１の下フランジ２１Ｄよりも上方に突出している。これにより、インナパネル２２の下壁２２Ａの車幅方向外縁はアウタパネル２１の下壁２１Ａの車幅方向内縁に対して上方にオフセットして配置されている。インナパネル２２の下壁２２Ａには、車幅方向に延びる複数のビード２２Ｊが形成されている。ビード２２Ｊは、下壁２２Ａの車幅方向に対する剛性を向上させて、吸収可能な荷重量を増加させる。ビード２２Ｊは、下壁２２Ａに対して上方に突出してもよく、下方に突出してもよい。

アウタパネル２１及びインナパネル２２の間には第１スティフナ２５、第２スティフナ２６、及び第３スティフナ２７が設けられている。第１スティフナ２５は、面が左右を向く板状に形成され、上下に延び、下縁においてアウタパネル２１の下フランジ２１Ｄ及びインナパネル２２の下フランジ２２Ｄに接合されている。第１スティフナ２５の上縁は、遊端をなし、インナパネル２２の縦壁中間部２２Ｈと同じ高さに配置されている。

第２スティフナ２６は、車幅方向内方に向けて開口し、かつ前後に延びる溝形に形成され、上縁及び下縁において第１スティフナ２５の車幅方向外側の側面に接合されている。詳細には、第１スティフナ２５に接合された下フランジ２６Ａと、下フランジ２６Ａの上縁から車幅方向外方に延びる下壁２６Ｂと、下壁２６Ｂの車幅方向外縁から上方に延びる縦壁２６Ｃと、縦壁２６Ｃの上縁から車幅方向内方に延びる上壁２６Ｄと、上壁２６Ｄの車幅方向内縁から上方に延び、前記第１スティフナ２５に接合された上フランジ２６Ｅとを有する。第２スティフナ２６及び第１スティフナ２５は互いに協働して閉断面構造２９を形成している。

車幅方向において、アウタパネル２１の下フランジ２１Ｄ、第２スティフナ２６の下フランジ２６Ａ、第１スティフナ２５の下縁、インナパネル２２の下フランジ２２Ｄは、記載の順序で互いに重ね合わされている。図５に示すように、第１スティフナ２５の下縁は、上方に向けて切り欠かれた複数の切欠部５８を有する。アウタパネル２１の下フランジ２１Ｄ、第２スティフナ２６の下フランジ２６Ａ、及びインナパネル２２の下フランジ２２Ｄは、切欠部５８に対応する位置において一体に溶接されている。すなわち、アウタパネル２１の下フランジ２１Ｄ、第２スティフナ２６の下フランジ２６Ａ、及びインナパネル２２の下フランジ２２Ｄの３つの部材が溶接され、第１スティフナ２５の下縁は第２スティフナ２６の下フランジ２６Ａ及びインナパネル２２の下フランジ２２Ｄの間に挟持されている。この構造によって、アウタパネル２１の下フランジ２１Ｄ、第２スティフナ２６の下フランジ２６Ａ、第１スティフナ２５の下縁、及びインナパネル２２の下フランジ２２Ｄが一体に結合されている。他の実施形態では、切欠部５８は第１スティフナ２５に代えて、第２スティフナ２６の下フランジ２６Ａに設けられてもよい。

図３に示すように、第２スティフナ２６の上フランジ２６Ｅの上端は、第１スティフナ２５の上端と同じ高さに配置されている。第２スティフナ２６の下フランジ２６Ａの上部は、アウタパネル２１の下フランジ２１Ｄよりも上方に突出している。これにより、第２スティフナ２６の下壁２６Ｂはアウタパネル２１の下壁２１Ａに対して隙間をおいて上方に配置されている。また、第２スティフナ２６の下壁２６Ｂの車幅方向内縁は、インナパネル２２の下壁２２Ａの車幅方向外縁と第１スティフナ２５を介して車幅方向に対向する位置に配置されている。すなわち、第２スティフナ２６の下壁２６Ｂの車幅方向内縁とインナパネル２２の下壁２２Ａの車幅方向外縁とは同じ高さに配置されている。

第２スティフナ２６の下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄは、車幅方向外方に向けて互いに近づく方向に傾斜している。また、下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄの少なくとも一方には、第２スティフナ２６が形成する溝形の内方（閉断面構造２９の内方）に向けて屈曲した少なくとも１つの屈曲部３１が形成されている。本実施形態では、第２スティフナ２６の下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄのそれぞれに、１つずつ屈曲部３１が設けられている。

図５に示すように、下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄには、車幅方向に延びる複数のビード２６Ｆが形成されている。ビード２６Ｆは、第２スティフナ２６の車幅方向に対する剛性を向上させて、吸収可能な荷重量を増加させる。ビード２６Ｆは、下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄに対して上方に突出してもよく、下方に突出してもよい。ビード２６Ｆは、屈曲部３１を避けて設けられている。すなわち、ビード２６Ｆは、屈曲部３１と重ならない（交差しない）位置に設けられている。

第３スティフナ２７は、前後に延びると共に車幅方向に延びた横壁２７Ａと、横壁２７Ａの車幅方向外縁から上方に延びた外フランジ２７Ｂと、横壁２７Ａの車幅方向内縁から上方かつ車幅方向内方に延びた内フランジ２７Ｃとを有する。第３スティフナ２７は、車幅方向外縁をなす外フランジ２７Ｂにおいて第１スティフナ２５に接合されると共に、車幅方向内縁をなす内フランジ２７Ｃにおいてインナパネル２２の縦壁中間部２２Ｈに接合されている。図５に示すように、横壁２７Ａには、車幅方向に延びる複数のビード２７Ｄが形成されている。ビード２７Ｄは、第３スティフナ２７の車幅方向に対する剛性を向上させて、吸収可能な荷重量を増加させる。ビード２７Ｄは、横壁２７Ａに対して上方に突出してもよく、下方に突出してもよい。

図３に示すように、第３スティフナ２７の外フランジ２７Ｂと第２スティフナ２６の上フランジ２６Ｅとは、第１スティフナ２５を介して車幅方向に対向する位置に設けられている。詳細には、第２スティフナ２６の上フランジ２６Ｅ及び第３スティフナ２７の外フランジ２７Ｂは、第１スティフナ２５を介して互いに車幅方向に対向する位置に配置され、それぞれの下端は互いに整合する位置、すなわち同じ高さに配置されている。これにより、第２スティフナ２６の上壁２６Ｄの車幅方向内端は、第３スティフナ２７の横壁２７Ａの車幅方向外端と車幅方向において対向する位置、すなわち同じ高さに配置されている。

図４に示すように、アウタパネル２１及びインナパネル２２の内側であって第１スティフナ２５の上方には、スライドドアの下端に設けられたロアアーム（不図示）をスライド移動可能に支持するドアスライドレール３５が設けられている。ドアスライドレール３５は、車幅方向外方に向けて開口した溝形のレールケース３６の上壁の下面に取り付けられている。アウタパネル２１の縦壁上部２１Ｆには、車幅方向に貫通し、かつ前後に延びた外開口３７が形成されている。レールケース３６の開口縁は、外開口３７の縁部に接合されている。ロアアームは、スライドドアの下端から車幅方向内方に延びてレールケース３６内に突入し、先端においてドアスライドレール３５に支持されている。

図１、図２及び図４に示すように、レールケース３６は、前端部において車幅方向内方に膨出した膨出部３６Ａを有する。膨出部３６Ａは、前方に向けて車幅方向内方への膨出量が漸増している。膨出部３６Ａによって、レールケース３６の溝形状は、前端部において車幅方向内方に向けた深さが漸増している。ドアスライドレール３５は、膨出部３６Ａに対応した前端部において車幅方向内方に湾曲している。インナパネル２２の縦壁上部２２Ｆには、車幅方向に貫通し、かつ前後に延びた内開口３８が形成されている。レールケース３６の膨出部３６Ａは、内開口３８を通過して縦壁２２Ｂよりも車幅方向内方に突出している。ドアスライドレール３５の前端が車幅方向内方に湾曲しているため、スライドドアは閉位置（前側位置）において車幅方向内方に引き込まれる。

図２に示すように、サイドメンバ１２は、平面視において前後方向における中央部が車幅方向内方に円弧状に突出した形状をする。図３に示すように、サイドメンバ１２は、インナパネル２２の縦壁中間部２２Ｈの車幅方向内側面に接合された外縁接合部１２Ａと、外縁接合部１２Ａから車幅方向内方かつ上方に傾斜して延びる第１傾斜部１２Ｂと、第１傾斜部１２Ｂの車幅方向内縁から水平面に対して第１傾斜部１２Ｂよりも大きな角度を有して車幅方向内方かつ上方に傾斜して延びる第２傾斜部１２Ｃと、第２傾斜部１２Ｃの車幅方向内縁から水平方向に延び、前フロアパネル１８の下面に接合された内縁接合部１２Ｄとを有する。第１傾斜部１２Ｂは、水平面と略平行に延びていてもよい。

サイドメンバ１２は、前フロアパネル１８及びインナパネル２２と協働して閉断面構造４１を形成している。レールケース３６の膨出部３６Ａの突出端は、サイドメンバ１２によって形成される閉断面構造４１の内部に配置されている。サイドメンバ１２の第２傾斜部１２Ｃの車幅方向における内側面には、中間クロスメンバ１３の車幅方向における端部が接合されている。

前フロアパネル１８の下方であって、左右のサイドシル２の間にはバッテリユニット５０が配置されている。バッテリユニット５０は、バッテリケース５１と、バッテリケース５１に収容されたバッテリ（不図示）及びバッテリを制御する制御装置（不図示）とを有する。バッテリケース５１は、下部ケース５２と上部ケース５３とを組み合せて形成されている。

下部ケース５２は、上方に向けて開口した箱形の本体５２Ａと、本体５２Ａの開口縁に設けられたフランジ５２Ｂとを有する。本体５２Ａは、扁平な略直方体に形成されている。フランジ５２Ｂは、面が上下を向き、本体５２Ａの開口縁に沿って、四角形の枠形に形成されている。

上部ケース５３は、下方に向けて開口した本体５３Ａと、本体５３Ａの開口縁に設けられたフランジ５３Ｂとを有する。本体５３Ａは、扁平な略直方体に形成されている。フランジ５３Ｂは、面が上下を向き、本体５３Ａの開口縁に沿って、四角形の枠形に形成されている。下部ケース５２と上部ケース５３とは、フランジ５２Ｂ及びフランジ５３Ｂにおいて互いに接合されている。

バッテリケース５１は、前後に延びる左右のブラケット５６によって対応する左右のサイドシル２のインナパネル２２に接合されている。ブラケット５６は、上下に延び、上端において下部ケース５２のフランジ５２Ｂの下面にボルトによって締結された縦壁部５６Ａと、縦壁部５６Ａの下端から車幅方向外方に向けて、下壁２２Ａの下方に延び、下壁２２Ａの下面にボルトによって締結された横壁部５６Ｂとを有する。また、縦壁部５６Ａの下端には、車幅方向内方に突出し、本体５２Ａの底部を下方から支持する支持片５６Ｃが設けられている。

ブラケット５６の縦壁部５６Ａは、車幅方向において隙間を介してインナパネル２２の縦壁下部２２Ｇと対向し、その上端は縦壁下部２２Ｇの上端と概ね同じ高さに配置されている。これにより、バッテリケース５１のフランジ５２Ｂ、５３Ｂは、第３スティフナ２７の車幅方向内縁の内フランジ２７Ｃと同じ高さに配置されている。バッテリケース５１のフランジ５２Ｂ、５３Ｂは、サイドメンバ１２の下方に隙間を介して配置されている。上部ケース５３の本体５３Ａは、サイドメンバ１２との干渉を避けるために、下部ケース５２の本体５２Ａに対して車幅方向における幅が狭く形成されている。

ブラケット５６は、アルミニウム合金を素材とした押出材であり、中空構造を有する。ブラケット５６は、車幅方向の荷重に対してバッテリケース５１よりも剛性が低いことが好ましい。

以上のように構成した実施形態に係る車体構造１の効果について説明する。車体構造１では、第２スティフナ２６の上端は、第１スティフナ２５の上端、第３スティフナ２７、インナパネル２２の縦壁中間部２２Ｈ、及びサイドメンバ１２を介して前フロアパネル１８及び中間クロスメンバ１３に接続されている。そのため、車両の側突時に第２スティフナ２６の上部に加わる荷重は、第１スティフナ２５の上端、第３スティフナ２７、インナパネル２２の縦壁中間部２２Ｈ、及びサイドメンバ１２を介して前フロアパネル１８及び中間クロスメンバ１３に伝達される。この荷重の伝達経路を第１伝達経路という。また、換言すると、第２スティフナ２６は、側突時に第１伝達経路を介して前フロアパネル１８及びクロスメンバから反力を受けることができる。

また、第２スティフナ２６の下端は、第１スティフナ２５の下部、インナパネル２２の下壁２２Ａ、及びブラケット５６を介してバッテリケース５１に接続されている。そのため、車両の側突時に第２スティフナ２６の下部に加わる荷重は、第１スティフナ２５の下部、下壁２２Ａ、及びブラケット５６を介してバッテリケース５１に伝達される。この荷重の伝達経路を第２伝達経路という。また、換言すると、第２スティフナ２６は、側突時に第２伝達経路を介してバッテリケース５１から反力を受けることができる。

図６〜図８は、上下に延びるポール状の衝突体７０がサイドシル２の車幅方向外方から衝突するとき（すなわち、側突時）の車体構造１の変形態様を示している。衝突体７０が車幅方向外方からサイドシル２に衝突するときには、サイドシル２は最も車幅方向外方に位置するアウタパネル２１の縦壁下部２１Ｇにおいて最初に衝突体７０に衝突する。図６に示すように、縦壁下部２１Ｇは、衝突体７０から荷重を受けて車幅方向内側に変形し、第２スティフナ２６の縦壁２６Ｃに突き当たる。このとき、第２スティフナ２６は、上端部において第１荷重伝達経路を介してフロア及び中間クロスメンバ１３から反力を受け、下端部において第２荷重伝達経路を介してバッテリケース５１から反力を受ける。これにより、第２スティフナ２６はアウタパネル２１と第１スティフナ２５との間で車幅方向に圧縮され、変形する。このとき、第２スティフナ２６は、屈曲部３１を起点として、変形し、変形態様が安定する。２つの屈曲部３１によって、第２スティフナ２６の下壁２６Ｂは上に凸となるように屈曲し、上壁２６Ｄは下に凸となるように屈曲する。これにより、縦壁２６Ｃは上下への移動が抑制されて車幅方向内方に移動し、第２スティフナ２６の下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄは車幅方向に圧縮される。すなわち、第２スティフナ２６は、上方又は下方への倒れ（回転）が抑制され、車幅方向において圧縮される。第２スティフナ２６が変形することによって荷重が吸収される。第２スティフナ２６の圧縮が進むと、下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄにおいて屈曲部３１の左右両側に配置された部分が車幅方向において互いに当接し、反力が増加して吸収荷重が増加する。すなわち、下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄにおいて２次衝突が発生し、吸収荷重が増加する。その後、下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄは、車幅方向において更に圧縮され、荷重の吸収を継続する。このように、第２スティフナ２６は、全体の剛性を効率良く使用して、効率良く荷重を吸収することができる。ビード２６Ｆは、下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄの剛性を向上させ、第２スティフナ２６が吸収可能な荷重量を増加させることができる。

第２スティフナ２６の変形が進むと、図７に示すように、第１荷重伝達経路を構成する第３スティフナ２７及びサイドメンバ１２が変形すると共に前フロアパネル１８が変形し、荷重を吸収する。また、第２荷重伝達経路を構成するインナパネル２２の下壁２２Ａ及びブラケット５６の横壁部５６Ｂが変形し、荷重を吸収する。サイドメンバ１２、前フロアパネル１８、及びブラケット５６の横壁部５６Ｂが、車幅方向に圧縮されることによって、サイドシル２は車幅方向内方に移動し、縦壁下部２２Ｇがブラケット５６の縦壁部５６Ａ及びバッテリケース５１のフランジ５２Ｂ、５３Ｂに突き当たる。また、インナパネル２２の下フランジ２２Ｄがブラケット５６の横壁部５６Ｂの車幅方向外端に付き当たる。その後は、図８に示すように、第３スティフナ２７、インナパネル２２の下壁２２Ａ、ブラケット５６の横壁部５６Ｂは、衝突体７０とバッテリケース５１及びブラケット５６の縦壁部５６Ａとの間で車幅方向に圧縮され、更に変形が促進される。これにより、第３スティフナ２７、インナパネル２２の下壁２２Ａ、及びブラケット５６の横壁部５６Ｂによって、荷重が吸収される。このとき、バッテリケース５１は荷重を受けて若干変形してもよい。

図９に、比較例として、第２スティフナ２６から屈曲部３１を省略した車体構造１の変形態様を示す。屈曲部３１を省略した場合、下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄにおける変形の起点が定まらず、下壁２６Ｂと下フランジ２６Ａとの境界の屈曲部及び上壁２６Ｄと上フランジ２６Ｅとの境界の屈曲部を起点として変形が生じ易くなる。これにより、第２スティフナ２６の下壁２６Ｂ及び上壁２６Ｄが上下に傾斜し易くなり、これらの圧縮変形が生じ難くなる。その結果、第２スティフナ２６が吸収する荷重量は、屈曲部３１を有する場合に対して減少する。また、第２スティフナ２６が傾斜することによって、第１荷重伝達経路に荷重が加わり難くなり、第２荷重伝達経路に荷重が加わり易くなる。その結果、バッテリケース５１に加わる荷重が増加し、バッテリケース５１の変形量が増加する。

図１０は、屈曲部３１の有無がバッテリケース５１の変形量に与える影響を示すグラフである。横軸は衝突体７０の車幅方向内方への移動量を表し、サイドシル２に接触したときの位置を０とする。縦軸は、バッテリケース５１の変形量を表し、詳細にはバッテリケース５１の車幅方向外縁の車幅方向内方への移動量を表す。図１０から、屈曲部３１を有する場合は、屈曲部３１を有しない場合に比べてバッテリケース５１の変形量が小さくなる。この結果は、上述したように第２スティフナ２６によって吸収される荷重量が低下すると共に、荷重が主に第２荷重伝達経路に加わり易くなり、バッテリケース５１に加わる荷重が増加することに起因する。

本実施形態に係る車体構造１では、第２スティフナ２６及び第１スティフナ２５が、第３スティフナ２７、インナパネル２２及びサイドメンバ１２を含む第１荷重伝達経路を介して前フロアパネル１８及び中間クロスメンバ１３に接続されている。これにより、側突時に第２スティフナ２６及び第１スティフナ２５は、前フロアパネル１８及び中間クロスメンバ１３からサイドメンバ１２、インナパネル２２及び第３スティフナ２７を介して反力を受け、確実に変形することができる。また、第２スティフナ２６及び第１スティフナ２５が、インナパネル２２及びブラケット５６を含む第２荷重伝達経路を介してバッテリケース５１に接続されている。これにより、側突時に第２スティフナ２６及び第１スティフナ２５は、バッテリケース５１からブラケット５６及びインナパネル２２を介して反力を受け、確実に変形することができる。これらにより、サイドシル２は側突荷重を効率よく吸収することができる。

第３スティフナ２７の車幅方向外縁をなす外フランジ２７Ｂと第２スティフナ２６の上縁をなす上フランジ２６Ｅとが、第１スティフナ２５を介して車幅方向に対向する位置に設けられているため、側突時に第３スティフナ２７は第２スティフナ２６に効率よく反力を与えることができる。

また、第３スティフナ２７の車幅方向内縁をなす内フランジ２７Ｃとサイドメンバ１２の車幅方向外縁をなす外縁接合部１２Ａとが、インナパネル２２の縦壁中間部２２Ｈを介して車幅方向に対向する位置に設けられているため、側突時にサイドメンバ１２は第３スティフナ２７に効率よく反力を与えることができる。

また、第２スティフナ２６の下壁２６Ｂの車幅方向内縁とインナパネル２２の下壁２２Ａとが第１スティフナ２５を介して車幅方向に対向する位置に配置されているため、側突時にインナパネル２２の下壁２２Ａは第２スティフナ２６に効率よく反力を与えることができる。

バッテリケース５１のフランジ５２Ｂ、５３Ｂは、それぞれ水平方向に延び、互いに重ね合わされ、締結されているため、本体５２Ａ、５３Ａに対して車幅方向からの荷重に対して剛性が高くなる。バッテリケース５１のフランジ５２Ｂ、５３Ｂが第３スティフナ２７の車幅方向内縁をなす内フランジ２７Ｃと同じ高さに配置されているため、側突時において第３スティフナ２７の内フランジ２７Ｃとバッテリケース５１のフランジ５２Ｂ、５３Ｂがインナパネル２２の縦壁中間部２２Ｈを介して互いに対向し易くなる。これにより、バッテリケース５１は、フランジ５２Ｂ、５３Ｂにおいてインナパネル２２を介して第３スティフナ２７に反力を効率よく与えることができる。また、バッテリケース５１は、車幅方向からの荷重に対して本体５２Ａ、５３Ａよりも剛性が高い、フランジ５２Ｂ、５３Ｂにおいてインナパネル２２に当接するため、バッテリケース５１に変形が生じ難くなる。

ブラケット５６が、縦壁部５６Ａと、縦壁部５６Ａの下端から車幅方向外方に延びる横壁部５６Ｂとを有するため、ブラケット５６を車幅方向においてバッテリケース５１とサイドシル２との間に配置しつつ、ブラケット５６の一端を第１スティフナ２５の下端に近い位置に設けられたインナパネル２２の下壁２２Ａに結合することができる。これにより、ブラケット５６は側突時において第１スティフナ２５に効率よく反力を与えることができる。また、ブラケット５６は側突時においてサイドシル２が車幅方向内方に移動するときに、サイドシル２とバッテリケース５１との間において変形し、荷重を吸収することができる。

ブラケット５６は、車幅方向の荷重に対してバッテリケース５１よりも剛性が低いため、側突時においてバッテリケース５１よりも先に変形して荷重を吸収する。これにより、バッテリケース５１の変形を抑制することができる。

本実施形態に係る車体構造１は、サイドシル２の上部にドアスライドレール３５及びレールケース３６を配置することができる。ドアスライドレール３５及びレールケース３６は、側突時の荷重を吸収するための第１〜第３スティフナ２５〜２７の上方に配置されている。本実施形態に係る車体構造１は、サイドシル２にドアスライドレール３５及びレールケース３６を設ける場合においても、側突荷重の吸収能力を向上させることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。

１ ：車体構造
２ ：サイドシル
１２ ：サイドメンバ
１３ ：中間クロスメンバ
１８ ：前フロアパネル
２１ ：アウタパネル
２１Ａ ：下壁
２１Ｂ ：縦壁
２１Ｃ ：上壁
２１Ｄ ：下フランジ
２１Ｅ ：上フランジ
２２ ：インナパネル
２２Ａ ：下壁
２２Ｂ ：縦壁
２２Ｃ ：上壁
２２Ｄ ：下フランジ
２２Ｅ ：上フランジ
２２Ｈ ：縦壁中間部
２２Ｊ ：ビード
２５ ：第１スティフナ
２６ ：第２スティフナ
２６Ａ ：下フランジ
２６Ｂ ：下壁
２６Ｃ ：縦壁
２６Ｄ ：上壁
２６Ｅ ：上フランジ
２７ ：第３スティフナ
２７Ｄ ：ビード
２９ ：閉断面構造
３１ ：屈曲部
３５ ：ドアスライドレール
３６ ：レールケース
４１ ：閉断面構造
５１ ：バッテリケース
５２ ：下部ケース
５２Ｂ ：フランジ
５３ ：上部ケース
５３Ｂ ：フランジ
５６ ：ブラケット
５６Ａ ：縦壁部
５６Ｂ ：横壁部
５８ ：切欠部

Claims (11)

1. 車体の左右の側部下方を前後に延びる左右一対のサイドシルと、
   面が上下を向き、左右の側縁において左右の前記サイドシルの上部に接合されたフロアパネルと、
   車幅方向外縁において前記サイドシルの車幅方向内側の内側面に接合されると共に、車幅方向内縁において前記フロアパネルの下面に接合され、前記サイドシル及び前記フロアパネルと協働して閉断面構造を形成する左右一対のサイドメンバとを有し、
   前記サイドシルのそれぞれは、
   車幅方向内方に向けて開口し、かつ前後に延びた溝形に形成されたアウタパネルと、
   車幅方向外方に向けて開口し、かつ前後に延びた溝形に形成され、上縁及び下縁において前記アウタパネルに接合されたインナパネルと、
   前記アウタパネル及び前記インナパネルの間を前後に延び、下縁において前記アウタパネル及び前記インナパネルのそれぞれの下縁に接合された第１スティフナと、
   車幅方向内方に向けて開口し、かつ前後に延びる溝形に形成され、上縁及び下縁において前記第１スティフナの車幅方向外側の側面に接合された第２スティフナと、
   前後に延びると共に車幅方向に延び、車幅方向外縁において前記第１スティフナに接合されると共に、車幅方向内縁において前記インナパネルに接合された第３スティフナとを有することを特徴とする車体構造。
2. 前記第２スティフナは、自身が形成する溝形の内方に向けて屈曲した少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. 前記第３スティフナの車幅方向外縁と前記第２スティフナの上縁とは、前記第１スティフナを介して車幅方向に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体構造。
4. 前記第３スティフナの車幅方向内縁と前記サイドメンバの車幅方向外縁とは、前記インナパネルを介して車幅方向に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車体構造。
5. 前記フロアパネルの下面に接合されると共に、左右に延び、左右の両端において左右の前記サイドメンバに接合したクロスメンバを有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の車体構造。
6. 左右の前記サイドシル間に配置され、バッテリを収容するバッテリケースと、
   前記バッテリケースの左右の側部と対応する左右の前記インナパネルとを接合するブラケットとを有することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つの項に記載の車体構造。
7. 前記バッテリケースは、上方に向けて開口し、開口縁にフランジを備えた下部ケースと、前記下部ケースの開口を閉じ、縁部において前記下部ケースのフランジに接合される上部ケースとを有し、
   前記下部ケースのフランジは、前記第３スティフナの車幅方向内縁と同じ高さに配置されていることを特徴とする請求項６に記載の車体構造。
8. 前記ブラケットは、前記下部ケースのフランジから下方に延びる縦壁部と、前記縦壁部の下端から車幅方向外方に延び、前記インナパネルの下部に接合された横壁部とを有することを特徴とする請求項７に記載の車体構造。
9. 前記ブラケットは、車幅方向の荷重に対して前記バッテリケースよりも剛性が低いことを特徴とする請求項８に記載の車体構造。
10. 前記第３スティフナには、車幅方向に延びる複数のビードが形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つの項に記載の車体構造。
11. 前記アウタパネル及び前記インナパネルの内側であって前記第１スティフナの上方には、スライドドアの下端をスライド移動可能に支持するドアスライドレールが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１つの項に記載の車体構造。

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