JP7131377B2

JP7131377B2 - 車体構造

Info

Publication number: JP7131377B2
Application number: JP2018244280A
Authority: JP
Inventors: 孝典渡邉; 雅之伊東
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: JP2020104645A

Description

本発明は、車体構造に関する。

従来、車体としては、特許文献１に記載されているものがある。この車体は、その床部分の少なくとも一部を構成するフロアパネル、その下側において車体の幅方向に延在することで車体の強度を大きくするクロスメンバ、及び、車体の前後方向に関してクロスメンバの前後に配置されて、シートの前後脚を支える前側及び後シートアンカを備える。

特開２００６－２９００６４号公報

車両が衝突を起こしたとき等に、前方側への大荷重がシートベルトに作用したとき、フロアパネルが大きく変形することがあるが、この変形を回避するために、フロアパネルの強度を大きくしようとすると、フロアパネルの板厚が大きくなり、製造コストや重量が増大する。

そこで、本発明の目的は、フロアパネルの変形を抑制でき、製造コストの抑制や軽量構造も実現し易い車体構造を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る車体構造は、車体に含まれる車体構造であって、前記車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアパネルと、前記車体の下側において前記車体の幅方向に延在することで前記車体の強度を大きくするクロスメンバと、前記クロスメンバよりも前記車体の前後方向の前側に位置して、シートの前脚の下側を支える前シートアンカと、前記クロスメンバよりも前記前後方向の後側に位置して、前記シートの後脚の下側を支える後シートアンカと、を備え、前記フロアパネルは、前記前後方向における前記前シートアンカと前記後シートアンカとの間の上縁部に谷折となる屈曲部を有し、前記後シートアンカが、前記フロアパネルにおける前記屈曲部よりも前記後側に固定されている。なお、車体構造は、車体に含まれる構造であればよく、車体の一部でもよく、車体そのものでもよい。

また、前記車体の高さ方向と前記車体の前後方向とを含む断面において、前記屈曲部における折目を境とした前側部分の長さと、前記屈曲部における前記折目を境とした後側部分の長さが、略同一になっていると好ましい。

本発明に係る車体構造によれば、フロアパネルが前シートアンカと後シートアンカの間の上縁部に谷折となる屈曲部を有し、後シートアンカが、フロアパネルの屈曲部よりも後側に固定される。したがって、谷折となる屈曲部が、車両の衝突時等に交差角度が小さくなるように折れ曲がることで、シートベルトが受けた前側の力を、後シートアンカを介して屈曲部で吸収することができる。その結果、シートベルトが受けた力が、フロアパネルにおける屈曲部よりも前側に作用することを抑制できるので、結果として、フロアパネルの変形を抑制でき、車体構造のロバスト性を向上できる。更には、フロアパネルの上縁部に谷折となる屈曲部を設けることで、フロアパネルが変形することを抑制できるので、フロアパネルの板厚を大きくする必要がない。よって、製造コストの抑制や軽量構造も実現し易い。

本発明の一実施形態に係る車体後部の側断面図である。上記車体後部におけるフロア下側の骨格構造を示す平面図である。図１における第５クロスメンバの周辺領域の拡大模式断面図である。車体の高さ方向及び車体の前後方向を含む断面のうちで上記車体後部に含まれる屈曲部の拡大模式断面図である。変形後の第５クロスメンバの周辺領域の拡大模式断面図である。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の実施例では、図面において同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、複数の図面には、模式図が含まれ、異なる図間において、各部材における、縦、横、高さ等の寸法比は、必ずしも一致しない。また、以下で説明される構成要素のうち、請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素であり、必須の構成要素ではない。また、図面において、Ｘ方向は、車体１の前後方向を示し、Ｙ方向は、車体１の幅方向を示し、Ｚ方向は、車体１の高さ方向を示す。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車体１の後部の側断面図であり、３列目シート１６が使用可能な状態となっている車体１の後部の側断面図である。図１に示すように、車体１は、前側シートとしての２列目シート１４と、後側シートとしての３列目シート１６を備え、それらシート１４,１６は、車体１のフロア１２上に前後に並んで配設されている。車体１のフロア１２には、前後方向に長手とされたロングスライドレール２０が固定されている。ロングスライドレール２０は、２列目シート１４を構成するシートクッション１４Ａの下部に設けられたスライドレールアッパ２２を介して、２列目シート１４を車体１に対しスライド可能でかつ所望の前後位置で停止可能に支持している。ロングスライドレール２０は、シートクッション１４Ａの前後長に対し長くなっており、例えば、当該前後長の３倍程度の前後方向の長さを有する。このため、２列目シート１４は、調節可能な前後位置の範囲が広くなっている。また、２列目シート１４は、シートベルト装置２４を含んでいる。その結果、２列目シート１４に着座した乗員を２列目シート１４の前後位置に依らずシートベルト装置２４で確実に拘束できるようになっている。

本実施例のように、フロア１２におけるロングスライドレール２０の後端とリヤバンパ２５との間に、上向きに開口する空間である収納スペース１８が設けられてもよい。３列目シート１６は、前脚２６、及び後脚２８を備える。３列目シート１６が使用可能となっている状態において、前後脚２６,２８の夫々の上端は、シートクッション１６Ａの下部を上側に支持している。他方、３列目シート１６が使用可能となっている状態において、前脚２６の下端部は、フロア１２から突設された前シートアンカ３０に支持され、後脚２８の下端部は、フロア１２から突設された後シートアンカ３２に支持されている。

図２は、車体１の後部におけるフロア１２の下側の骨格構造を示す平面図である。図２に示すように、車体１の下側に位置する車体構造１０は、前後方向に略平行に延在する左右一対のサイドメンバ３８を備える。各サイドメンバ３８は、収納スペース１８が配置される後部に、互いの間隔が広くなるテーパ部を有してもよい。また、車体構造１０は、前後方向に互いに間隔をおいて配置されると共に車体１の幅方向に略平行に延在する複数のクロスメンバ４０,４２,４４,４６,４８を備える。左右のサイドメンバ３８は、複数のクロスメンバ４０,４２,４４,４６,４８によって連結され、その結果、車体１の剛性及び強度が大きくなる。

図１及び図２に示すように、車体１の後部には、前から順に第１乃至第５クロスメンバ４０,４２,４４,４６,４８を配設してもよい。また、図１に示すように、第１乃至第４クロスメンバ４０,４２,４４,４６の夫々は、上向きに開口するハット形状に形成されてもよく、開口縁に沿うように広がるフランジ４０Ａ,４２Ａ,４４Ａ,４６Ａを有してもよい。また、フランジ４０Ａ,４２Ａ,４４Ａ,４６Ａをフロアパネル５０の下面に密着させた状態で固着することで、第１乃至第４クロスメンバ４０,４２,４４,４６の夫々をフロアパネル５０に固定してもよい。他方、第５クロスメンバ４８は、側面視略Ｌ字状に形成されている。第５クロスメンバ４８は、上前端及び下後端から延設されたフランジ４８Ａを有する。例えば、フランジ４８Ａをフロアパネル５０における水平面に沿う部分及び収納スペース１８の前壁部１８Ａを構成する部分に密着させた状態で固着してもよく、このようにすることで、第５クロスメンバ４８をフロアパネル５０に固定してもよい。

なお、詳述しないが、図２に示すように、ロングスライドレール２０は、例えば、右側の２列目シート１４用に左右一対並列して設けられてもよく、左側の２列目シート１４用にも、左右一対並列して設けられてもよい。図２に想像線にて示す幅方向外側のロングスライドレール２０Ａは、主にサイドメンバ３８上に配設され、サイドメンバ３８とフロアパネル５０とが形成する閉断面部に締結される。他方、幅方向内側のロングスライドレール２０Ｂは、第１クロスメンバ４０の後部から第４クロスメンバ４６上に前後方向に延在してもよい。また、ロングスライドレール２０Ｂの前端は、図示しない取付部材を介して、フロアパネル５０と第１クロスメンバ４０とが形成する閉断面部に固定されてもよい。また、ロングスライドレール２０Ｂの中間部は、図示しないボルト・ナット（ウェルドナット）によって、フロアパネル５０と、第２及び第３クロスメンバ４２,４４とが形成する閉断面部に締結固定されてもよい。

図３は、図１における第５クロスメンバ４８の周辺領域の拡大模式断面図である。図３に示すように、前シートアンカ３０は、第５クロスメンバ４８よりも前側に位置し、後シートアンカ３２は、第５クロスメンバ４８よりも後側に位置する。また、フロアパネル５０は、前後方向における前シートアンカ３０と後シートアンカ３２との間の上縁部８０に谷折となる屈曲部８１を有する。また、後シートアンカ３２は、フロアパネル５０における屈曲部８１よりも後側に、固定手段、例えば、溶接、接着剤による固着、又は締結部材等により固定されている。図４、すなわち、屈曲部８１の拡大模式断面図に示すように、本実施例では、屈曲部８１における折目８２を境とした前側部分８３の断面線長の長さａと、屈曲部８１における折目８２を境とした後側部分８４の断面線長の長さｂは、略同一になっている。なお、ここで、略同一の条件は、前側部分８３の断面線長の長さａと、後側部分８４の断面線長の長さｂが、同一になることを意図してフロアパネル５０を作成した場合に、前側部分８３の断面線長の長さａと、後側部分８４の断面線長の長さｂの差が、公差（設計誤差）の範囲内に収まっている場合に満たされるものとする。

以上、本開示の車体構造１０は、車体１に含まれ、車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアパネル５０と、車体１の下側において車体１の幅方向に延在することで車体１の強度を大きくするクロスメンバ（第５クロスメンバ４８）を備える。また、車体構造１０は、第５クロスメンバ４８よりも車体１の前後方向の前側に位置して、シート（３列目シート１６）の前脚２６の下側を支える前シートアンカ３０と、第５クロスメンバ４８よりも前後方向の後側に位置して、３列目シート１６の後脚２８の下側を支える後シートアンカ３２を備える。また、フロアパネル５０は、前後方向における前シートアンカ３０と後シートアンカ３２との間の上縁部８０に谷折となる屈曲部８１を有し、後シートアンカ３２が、フロアパネル５０における屈曲部８１よりも後側に固定されている。

したがって、谷折となる屈曲部８１が、車両の衝突時等に交差角度が小さくなるように折れ曲がることで、シートベルトが受けた前側の力を、後シートアンカ３２を介して屈曲部８１で吸収することができる。よって、シートベルトが受けた力が、フロアパネル５０における屈曲部８１よりも前側に作用することを抑制できるので、フロアパネル５０の変形を抑制でき、車体構造１０のロバスト性を向上できる。

また、本発明者は、試験により、フロアパネル５０に前後方向の衝撃が加わったとき、フロアパネル５０とクロスメンバ４８の接合スポット８７（図３参照）が破断し易いことを見出した。また、テストピースにおける許容荷重試験によって、その接合スポット８７では、せん断荷重の耐荷重性能が剥離荷重の耐荷重性能よりも高いことも確かめられた。

このような背景において、屈曲部８１が車両の衝突時等に交差角度が小さくなるように折れ曲がると、図５、すなわち、変形後の第５クロスメンバ４８の周辺領域の拡大模式断面図に示すように、後シートアンカ３２の下側端部の延在方向と、接合スポット８７の延在方向が、同じ方向（図５に矢印Ｂで示す方向）に一致し易く、せん断荷重が接合スポット８７に作用し易くなる。よって、本車体構造１０によれば、耐衝撃性能も向上させることができ、より安全性に優れる車体構造１０を実現できる。

更には、車体構造１０によれば、フロアパネル５０の上縁部８０に谷折となる屈曲部８１を設けることで、フロアパネル５０が変形することを抑制できるので、フロアパネル５０の板厚を大きくする必要がない。したがって、車体構造１０の製造コストの抑制や軽量構造も実現し易い。

また、屈曲部８１における折目８２を境とした前側部分８３の断面線長の長さａと、屈曲部８１における折目８２を境とした後側部分８４の断面線長の長さｂが、略同一になっていると好ましい。

本構成によれば、前側部分８３の断面線長の長さａと、後側部分８４の断面線長の長さｂが、略同一であるので、屈曲部８１の構造がパンタグラフの構造と類似の構造になる。したがって、屈曲部８１が、衝撃が加わった際に変形し易くなるので、せん断荷重が接合スポット８７に更に作用し易くなる。よって、車体構造１０の耐衝撃性能を更に高くすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、屈曲部８１における折目８２を境とした前側部分８３の長さａと、屈曲部８１における折目８２を境とした後側部分８４の長さｂが、略同一になっている場合について説明した。しかし、屈曲部における折目を境とした前側部分の長さと、屈曲部における折目を境とした後側部分の長さは、公差を超えた長さの差を有してもよい。

また、車体後部に、５つのクロスメンバ４０,４２,４４,４６,４８が存在する場合について説明したが、車体後部に、４以下のクロスメンバが存在してもよく、６以上のクロスメンバが存在してもよい。クロスメンバは、車体構造に少なくとも１つ存在すればよい。

また、屈曲部８１が前後方向の間に位置するように構成される前シートアンカ３０及び後シートアンカ３２に支えられるシートが、３列目シート１６である場合について説明した。しかし、車両は、前後方向にシートを何列に構成してもよく、屈曲部が前後方向の間に位置するように配置される前シートアンカ及び後シートアンカに支えられるシートは、前後方向の何列目のシートでもよい。

１車体、１０車体構造、１６３列目シート（請求項１のシートに対応するシート）、２６前脚、２８後脚、３０前シートアンカ、３２後シートアンカ、４８第５クロスメンバ（請求項１のクロスメンバに対応するクロスメンバ）、５０フロアパネル、８０上縁部、８１屈曲部、Ｘ方向車体の前後方向、Ｙ方向車体の幅方向。

Claims

車体に含まれる車体構造であって、
前記車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアパネルと、
前記車体の下側において前記車体の幅方向に延在することで前記車体の強度を大きくするクロスメンバと、
前記クロスメンバよりも前記車体の前後方向の前側に位置して、シートの前脚の下側を支える前シートアンカと、
前記クロスメンバよりも前記前後方向の後側に位置して、前記シートの後脚の下側を支える後シートアンカと、を備え、
前記フロアパネルは、前記前後方向における前記前シートアンカと前記後シートアンカとの間の上縁部に谷折となる屈曲部を有し、
前記後シートアンカが、前記フロアパネルにおける前記屈曲部よりも前記後側に固定され、
前記フロアパネルにおいて前記後シートアンカと前記フロアパネルの固定部よりも下側に位置する部分と、前記クロスメンバとが、接合スポットで接合され、
前記屈曲部が、交差角度が小さくなるように折れ曲がると、前記接合スポットの延在方向が、前記後シートアンカの下側端部の延在方向に近づくようになっている、車体構造。
車体に含まれる車体構造であって、
前記車体の床部分の少なくとも一部を構成するフロアパネルと、
前記車体の下側において前記車体の幅方向に延在することで前記車体の強度を大きくするクロスメンバと、
前記クロスメンバよりも前記車体の前後方向の前側に位置して、シートの前脚の下側を支える前シートアンカと、
前記クロスメンバよりも前記前後方向の後側に位置して、前記シートの後脚の下側を支える後シートアンカと、を備え、
前記フロアパネルは、前記前後方向における前記前シートアンカと前記後シートアンカとの間の上縁部に谷折となる屈曲部を有し、
前記後シートアンカが、前記フロアパネルにおける前記屈曲部よりも前記後側に固定され、
前記車体の高さ方向と前記車体の前後方向とを含む断面において、前記屈曲部における折目を境とした前側部分の長さと、前記屈曲部における前記折目を境とした後側部分の長さが、略同一になっている、車体構造。