JP7154704B2

JP7154704B2 - 車両構造

Info

Publication number: JP7154704B2
Application number: JP2018220085A
Authority: JP
Inventors: 尚之辻本
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2022-10-18
Anticipated expiration: 2038-11-26
Also published as: JP2020083033A

Description

本発明は、ポール側突などの車両の側突に好適に対応するための車両構造に関する。

車両構造の具体例として、特許文献１に記載の車両構造がある。
同文献に記載の車両構造においては、車両の側部下部に位置して車両前後方向に延びるロッカと、このロッカよりも車幅方向内方側に位置して車両前後方向に延びるサイドメンバとの相互間に、エネルギ伝達抑制部材が配されている。
このような構成によれば、車両の側突が発生し、ロッカに衝突荷重が入力した際に、そのエネルギは、エネルギ伝達抑制部材の変形により吸収される。このため、サイドメンバよりも車幅方向内方側に位置する燃料電池ユニットなどの所定の機器が大きな衝撃を受けることを抑制し、保護することが可能である。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地がある。

すなわち、車両の側突としては、ポール側突があり、このポール側突においては、通常の車両の側突と比較すると、衝突荷重が車両側部の一部分に集中して作用し、その衝撃が大きく、かつ車室内への車両側部の進入量は大きい。従来技術において、このようなポール側突に適切に対応するには、エネルギ伝達抑制部材の大型化などを図る必要がある。ただし、車両の仕様などによっては、大型のエネルギ伝達抑制部材を設定するためのスペースを確保することは難しく、とくに小型車の場合には、その傾向が強いことにより、前記したような技術をそのまま適用することは困難な場合がある。このようなことから、前記従来においては、車両の側突、とくにポール側突が発生した場合において、車両搭載機器や乗員の保護を適切に図る上で、未だ改善すべき余地があった。

特開２０１１－５９９７号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、大型のエネルギ伝達抑制部材を用いるようなことなく、ポール側突などの車両の側突に対する車両搭載機器や乗員の保護性能を高めることが可能な車両構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両構造は、車両の左右両側の側部下部に位置して車両前後方向に延び、かつ前記車両のフロア部の車幅方向外端寄り部分が接合されている左右一対のロッカと、前記フロア部の上面部または下面部に接合されて車幅方向に延び、かつ前記一対のロッカを橋渡し接続するように、車幅方向の両外端部が前記一対のロッカに接続されているとともに、車両前後方向に互いに間隔を隔てて設けられた前後一対のフロアクロスメンバと、を備えている、車両構造であって、前記一対のロッカの内部または外面部に設定され、かつ前記一対のフロアクロスメンバの前記両外端部どうしを直接または間接的に橋渡し接続する左右一対の橋渡し部材を、さらに備えており、前記一対の橋渡し部材のそれぞれの前端部および後端部は、前記一対のフロアクロスメンバの前側端部および後側端部と車両前後において略一致した配置とされ、前記一対のロッカのうち、前記一対の橋渡し部材が設定されている一対の橋渡し部材設定領域と前記一対のフロアクロスメンバとは、平面視矩形枠状の枠状構造部を構成しており、前記フロア部のうち、前記枠状構造部の内側領域に、車両搭載物として、蓄電装置、燃料タンク、または燃料電池ユニットのいずれかが搭載されており、前記一対のロッカのうち、前記一対の橋渡し部材設定領域は、この設定領域の車両前方側および車両後方側の両隣接領域よりも車両外方側からの圧縮荷重に対する強度が高くされており、前記車両に側突が発生し、前記一対の橋渡し部材設定領域の一方に車両外方側から所定以上の圧縮荷重の入力があったときには、前記枠状構造部は、前記一対のロッカおよび前記フロア部の車両前方側および車両後方側の両隣接領域に対し、枠状形状を保持したまま前記圧縮荷重の入力方向に相対変位可能な構成とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、車両の搭載機器（車両搭載物）や乗員の保護性能を優れたものとすることができる。
より具体的には、後述する実施形態からも理解できるように、一対のロッカの橋渡し部材の設定領域、および前後一対のフロアクロスメンバは、平面視枠状の高強度構造部（枠状構造部）となる。このため、車両の側突として、たとえばポール側突が発生し、ポール状のバリアが、一対のロッカの橋渡し部材の設定領域の一方に衝突した場合には、前記した平面視枠状の高強度構造部が、枠状の形状を維持したまま車幅方向に変位する。その際、フロア部のうち、前記一対のフロアクロスメンバの相互間の領域も同様に変位する。このため、前記一対のフロアクロスメンバの相互間の領域に位置する車両搭載機器、あるいは乗員に対し、ロッカや、その他の車両側部構成部材が接近することを抑制することができる。
一方、前記した変位動作時には、一対のロッカのうち、一対の橋渡し部材の設定領域の両隣接領域や、フロア部などに大きな変形が生じる。このため、側突荷重が大きい場合であっても、そのエネルギを前記した各部の変形によって適切に吸収することができる。したがって、前記した車両搭載機器や乗員が大きな衝撃を受けないようにする効果も得られる。
第２に、橋渡し部材は、ロッカの内部または外面部に設ければよく、ロッカの外面部に設ける場合であっても橋渡し部材を小サイズに形成できるため、ロッカの外部に大きく嵩張った状態にならないようすることが可能である。このため、車両が小型車の場合であっても、橋渡し部材を設けるスペースを確保するのに苦慮するなどの不具合をなくすこともできる。したがって、本発明の車両構造は、小型車に好適である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る車両構造の一例を示す概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIb部の斜視図であり、（ｃ）は（ａ）のIc－Ic断面図であり、（ｄ）は、（ａ）のId－Id断面図である。図１に示す車両構造の作用を示す概略平面図である。（ａ）は、車両構造の他の例を示す概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIIb－IIIb断面図である。本発明の他の例を示す要部断面図である。本発明の他の例を示す要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す車両構造Ａは、車両１の左右両側部の下部に位置して車両前後方向に延びる左右一対のロッカ２、フロア部３、車幅方向に延びる２つのフロアクロスメンバ４、および後述する橋渡し部材５を備えている。
図１（ａ）における符号９０は、車体構成部材としてのサイドメンバであって、たとえば断面ハット状の部材を用いて構成されており、車両１の車幅方向外側寄りに位置して車両前後方向に延びている。符号９１は、車輪を示す。

各フロアクロスメンバ４は、一対のロッカ２の相互間に橋渡し状に設けられており、これらの車幅方向の両外端部４０は、一対のロッカ２のそれぞれの後述するロッカインナ２０に接合されている。各フロアクロスメンバ４は、たとえばサイドメンバ９０と同様な断面ハット状の部材であり、サイドメンバ９０とは上下反対向きの姿勢でフロア部３の上面部に接合されている。フロア部３上のうち、２つのフロアクロスメンバ４の相互間領域に
は、たとえばバッテリ６が搭載されている。車両１は、たとえばハイブリッド車、または電気自動車であり、バッテリ６は、その駆動用バッテリとしてのリチウムイオン二次電池、あるいはニッケル水素二次電池などである。勿論、後述するように、２つのフロアクロスメンバ４の相互間に搭載される機器の種類は問わない。

フロア部３は、フロアパネルを用いて構成されており、このフロア部３の車幅方向両外端寄り部分も、一対のロッカ２に接合されている。
ロッカ２は、ロッカインナ２０とロッカアウタ２１とがフランジ接合された中空状である。その内部には、ロッカ２の略全長域に渡って延びたロッカリインフォース２２が設けられている。

橋渡し部材５は、ロッカインナ２０の外面部に設けられ、かつ２つのフロアクロスメンバ４の外端部４０どうしを車両前後方向において橋渡し接続する部材である。より具体的には、この橋渡し部材５は、ロッカインナ２０と２つのフロアクロスメンバ４の外端部４０との相互間に挟まれた配置に設定され、かつそれらロッカインナ２０、および２つのフロアクロスメンバ４の外端部４０のそれぞれと溶接されている。
図１（ｂ），（ｃ）に示すように、橋渡し部材５は、たとえばロッカインナ２０の縦壁部および上壁部に沿った断面視屈曲状のプレート状であるが、これに代えて、たとえばロッカインナ２０の縦壁部に沿った単なる平板状とすることも可能である。

図１（ａ），（ｂ）の符号Ｓａで示す領域は、橋渡し部材５の設定領域であり、この設定領域Ｓａは、２つのフロアクロスメンバ４の車両前後方向の間隔と略同一長さとされている。
ロッカ２のうち、橋渡し部材５の設定領域Ｓａは、補強部材としての橋渡し部材５を備えているため、これらの車両前方側および後方側の隣接領域Ｓｂ，Ｓｃよりも高強度の領域となっており、車幅方向外方からの圧縮荷重に対する強度が高い領域となっている。

次に、前記した車両構造Ａの作用について説明する。

まず、ロッカ２の橋渡し部材５の設定領域Ｓａ、および２つのフロアクロスメンバ４は、これらの周辺部よりも強度が高くされた平面視矩形枠状の高強度構造部（枠状構造部）を構成している。このため、車両１の側突として、ポール側突が発生し、図２に示すように、ポール状のバリア７が、橋渡し部材５の設定領域Ｓａに衝突すると、この設定領域Ｓａ、および２つのフロアクロスメンバ４が、平面視矩形枠状の形態を維持したまま、車幅方向内方側に変位する（図２では、この変位を誇張して示している）。その際、フロア部３のうち、２つのフロアクロスメンバ４の相互間の領域も同様に変位する。その結果、ロッカ２や、その他の車両側部の構成部材（サイドドアなど）が、バッテリ６に接近し、衝突することは適切に抑制される。

また、前記した変位動作時には、ロッカ２の橋渡し部材５の隣接領域Ｓｂ，Ｓｃや、２つのフロアクロスメンバ４の前側および後側のフロア部３などが大きく変形する。この変形により、入力した側突荷重のエネルギを適切に吸収し、バッテリ６に大きな衝撃を与えないようにすることができる。
このようなことから、本実施形態によれば、バッテリ６の保護性能に優れたものとすることが可能である。

橋渡し部材５は、ロッカインナ２０と２つのフロアクロスメンバ４の外端部４０との間に挟まれて設けられるプレート状であり、ロッカ２の周辺部において大きく嵩張らないようにすることが可能である。このため、車両１が小型車の場合に、橋渡し部材５を設けるためのスペース確保に苦慮するといった不具合もない。

図３は、車両構造の他の例を示し、図４，図５は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。

図３に示す車両構造Ａａにおいては、フロアクロスメンバ４ａが、フロア部３に設けられたフロアトンネル部３２の位置で分断されたかたちで車幅方向に延びるような形態とされており、各フロアクロスメンバ４ａは、ロッカ２とフロアトンネル部３２との相互間に橋渡しされた状態に設けられている。

本実施形態においては、ロッカ２の橋渡し部材５の設定領域Ｓａ、および橋渡し部材５によって橋渡し接続されている前後２つフロアクロスメンバ４ａは、これらの周辺部よりも強度が高くされた平面視略コ字状の枠状高強度構造部を構成している。このため、ロッカ２の橋渡し部材５の設定領域Ｓａに、ポール状バリア７が衝突した場合、ロッカ２の橋渡し部材５の設定領域Ｓａ、および前後２つフロアクロスメンバ４ａは、平面視略コ字状の形態を維持したまま車幅方向内方側に変位することとなる。なお、その際フロアトンネル部３２はクラッシュし、前記した変位がなされる。このようなことから、本実施形態においても、先の実施形態と同様に、バッテリ６にロッカ２や、その他の車両側部構成部材が衝突するようなことは適切に防止され、また車両１の各部の変形により、衝突荷重のエネルギ吸収がなされる。
なお、図３に示した構成において、たとえばフロアトンネル部３２を介して互いに隣接する２つのフロアクロスメンバ４ａを橋渡すためのメンバを、フロアトンネル部３２に追加して設けた構成とすることもできる。

図４に示す実施形態においては、ロッカリインフォース２２に、補強部材としての橋渡し部材５Ａが接合されている。この橋渡し部材５Ａは、たとえばロッカリインフォース２２に対応した形状にプレスされた金属板であり、車両前後方向において、２つのフロアクロスメンバ４の外端部４０とオーバラップする配置に設けられている。より具体的には、ロッカリインフォース２２は、ロッカ２の長手方向の略全長域にわたって一連に延びた状態に設けられているが、このロッカリインフォース２２のうち、車両前後方向において２つのフロアクロスメンバ４のそれぞれの外端部４０およびその相互間位置とオーバラップする位置に、橋渡し部材５Ａが設けられている。

本実施形態においては、橋渡し部材５Ａは、２つのフロアクロスメンバ４の外端部４０を直接橋渡し接続しておらず、ロッカリインフォース２２やロッカインナ２０を介して、２つのフロアクロスメンバ４の外端部４０を間接的に橋渡し接続している。このような構成であっても、先の実施形態と同様に、車両１にポール側突が生じ、車幅方向外方から荷重を受けた場合には、先の実施形態と同様な作用を得ることが可能である。
なお、本実施形態によれば、橋渡し部材５Ａをロッカ２の内部に設けているため、橋渡し部材５Ａが嵩張らないようにすることをより徹底することができる。

図５に示す実施形態において、橋渡し部材５Ｂは、ロッカ２内に配されたロッカリインフォースとして機能するものであり、上下２つの金属板５ａ，５ｂの基端部がロッカインナ２０の縦壁部に溶接され、かつ金属板５ａ，５ｂの先端部側どうしが溶接されていることにより構成された断面視横向きＶ字状のＶ字断面構造部５０を有している。この橋渡し部材５Ｂは、２つのフロアクロスメンバ４の外端部４０どうしを、ロッカインナ２０を介して間接的に橋渡し接続する配置に設けられている。ロッカ２の長手方向のうち、橋渡し部材５Ｂの設定領域とは別の領域には、たとえば図１（ｃ），（ｄ）に示されたロッカリインフォース２２が設けられている。

橋渡し部材５Ｂは、ロッカリインフォース２２よりも車幅方向外方側からの圧縮荷重に対する強度が高い部材である。このため、本実施形態においては、車両のポール側突が発生した場合には、本発明が意図する作用を適切に得ることが可能である。
なお、橋渡し部材５Ｂは、断面視横向きＶ字状のＶ字断面構造部５０を有しており、この構造部５０は、車両１の衝突初期に、マッチ箱変形を生じるようなことはなく、
大きな変形を容易には生じ難い部位となっている。このため、橋渡し部材５Ｂは、側突初期の衝撃をフロアクロスメンバ４やフロア部３に的確に伝達する。その結果、車両１に別途搭載されている衝突検出用のＧセンサ（不図示）に、側突初期の衝撃を適切に感知させ、サイドエアバッグなどの各種エアバッグを早期に展開させることが可能になるといった利点も得られる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

橋渡し部材は、複数のフロアクロスメンバの車幅方向の外端部どうしを直接または間接的に橋渡し接続するように設けられていればよく、その具体的な形状などは上述したものに限定されない。
フロアクロスメンバはフロア部の上面部に接合された構成に代えて、下面部に接合された構成とすることもできる。
上述の実施形態では、複数のフロアクロスメンバの相互間にバッテリが搭載された例を示したが、本発明は、バッテリに代えて、または加えて、たとえばキャパシタなどの他の蓄電装置、燃料タンク、燃料電池ユニットなどを搭載し、これらを保護するのにも役立つ。また、本発明に係る車両構造を乗員保護に用いることもできる。

Ａ車両構造
Ｓａ橋渡し部材の設定領域
Ｓｂ，Ｓｃ隣接領域
１車両
２ロッカ
３フロア部
４，４ａフロアクロスメンバ
４０外端部（フロアクロスメンバの）
５，５Ａ，５Ｂ橋渡し部材

Claims

車両の左右両側の側部下部に位置して車両前後方向に延び、かつ前記車両のフロア部の車幅方向外端寄り部分が接合されている左右一対のロッカと、
前記フロア部の上面部または下面部に接合されて車幅方向に延び、かつ前記一対のロッカを橋渡し接続するように、車幅方向の両外端部が前記一対のロッカに接続されているとともに、車両前後方向に互いに間隔を隔てて設けられた前後一対のフロアクロスメンバと、
を備えている、車両構造であって、
前記一対のロッカの内部または外面部に設定され、かつ前記一対のフロアクロスメンバの前記両外端部どうしを直接または間接的に橋渡し接続する左右一対の橋渡し部材を、さらに備えており、
前記一対の橋渡し部材のそれぞれの前端部および後端部は、前記一対のフロアクロスメンバの前側端部および後側端部と車両前後において略一致した配置とされ、
前記一対のロッカのうち、前記一対の橋渡し部材が設定されている一対の橋渡し部材設定領域と前記一対のフロアクロスメンバとは、平面視矩形枠状の枠状構造部を構成しており、
前記フロア部のうち、前記枠状構造部の内側領域に、車両搭載物として、蓄電装置、燃料タンク、または燃料電池ユニットのいずれかが搭載されており、
前記一対のロッカのうち、前記一対の橋渡し部材設定領域は、この設定領域の車両前方側および車両後方側の両隣接領域よりも車両外方側からの圧縮荷重に対する強度が高くされており、
前記車両に側突が発生し、前記一対の橋渡し部材設定領域の一方に車両外方側から所定以上の圧縮荷重の入力があったときには、前記枠状構造部は、前記一対のロッカおよび前記フロア部の車両前方側および車両後方側の両隣接領域に対し、枠状形状を保持したまま前記圧縮荷重の入力方向に相対変位可能な構成とされていることを特徴とする、車両構造。