JP7270325B2 - 車両構造 - Google Patents

Description

本発明は、左側ロッカと右側ロッカとを備える車両構造に関する。

特許文献１には、左右一対のロッカと、左右一対のリヤサイドメンバと、前後一対のクロスメンバとを備える車両構造が開示されている。ロッカは、サイドシルとも呼ばれる。ロッカはドアパネルの下側に配置される。リヤサイドメンバは、車両のフレームの一種であり、車長方向に延びる。リヤサイドメンバの前端部は、ロッカにおける車両内方側に接続されている。クロスメンバは、車両のフレームの一種であり、車幅方向に延びる。クロスメンバは、左右のリヤサイドメンバをつなぐように配置されている。特許文献１では、左右一対のリヤサイドメンバと、前後一対のクロスメンバとが枠状につながっている。

特開２０２１－８２３８号公報

クロスメンバの端部をサイドメンバの側面に接続する場合、つなぎ目の強度がその他の部分に比べて弱い。そのため、サイドメンバとクロスメンバとで構成される枠状体は、枠形状を歪ませる応力に弱い。この問題を解決するため、サイドメンバとクロスメンバの厚みを厚くしたり、つなぎ目を補強したりすると、車両の重量が増加する。また、車両のコストを含めた車両の生産性が低下してしまう。

本発明の目的の一つは、簡易な構成で、歪に強い車両構造を提供することにある。

本発明の一形態に係る車両構造は、
車幅方向の左側に配置されている左側ロッカと、車幅方向の右側に配置されている右側ロッカとを備える車両構造であって、
前記左側ロッカと前記右側ロッカとの間に配置されている構造体を備え、
前記構造体は、
前記左側ロッカに沿って延びている左側サイド部と、
前記右側ロッカに沿って延びている右側サイド部と、
前記左側サイド部と前記右側サイド部とをつなぐクロス部とを備え、
前記クロス部は、
前記左側サイド部につなぎ目なく一体化された左端部と、
前記右側サイド部につなぎ目なく一体化された右端部とを備え、
前記左側サイド部と前記右側サイド部と前記クロス部はそれぞれ、内壁部と、前記内壁部の下端から外側に延びる下片部とで構成されており、
前記左側サイド部の前記下片部が前記左側ロッカに接合され、前記左側サイド部の前記内壁部が前記左側ロッカの内方面に間隔を空けて向き合っており、
前記右側サイド部の前記下片部が前記右側ロッカに接合され、前記右側サイド部の前記内壁部が前記右側ロッカの内方面に間隔を空けて向き合っている。

本発明の車両構造の一形態として、
前記構造体の上方で、前記左側ロッカと前記右側ロッカとに架け渡されているフロアパネルを備え、
前記左側ロッカと前記左側サイド部と前記フロアパネルとで囲まれる左側中空閉断面と、
前記右側ロッカと前記右側サイド部と前記フロアパネルとで囲まれる右側中空閉断面とを備える形態が挙げられる。

本発明の車両構造の一形態として、
前記クロス部に組み合わされた補強材を備え、
前記補強材は、
前記クロス部の前記内壁部に接合される上片部と、
前記クロス部の前記下片部に接合される外壁部とを備える形態が挙げられる。

上記車両構造は、クロス部の左端部と右端部とがそれぞれ、左側サイド部と右側サイド部とにつなぎ目なく一体化した構造体を備える。この構造体では、クロス部とサイド部とがつながる箇所に、強度の弱点となり易いつなぎ目がない。このような構成を備える構造体は、クロス部とサイド部とのなす角を変化させるような応力に対して高い耐性を発揮する。この高い耐性のために、構造体を構成するクロス部とサイド部の板厚を過度に厚くする必要も、クロス部とサイド部との間を補強する必要もない。

後述する実施形態に示されるように、上記構造体のサイド部はサイドメンバの一部を構成し、クロス部はクロスメンバの一部を構成する。上記構造体は歪み難い構造になっているので、このような構造体を備える車両構造は非常に歪み難い。

中空閉断面を有する上記車両構造では、中空閉断面を取り囲むロッカとサイド部とフロアパネルとが、従来技術におけるサイドメンバに相当する。ロッカとサイド部とフロアパネルとで構成されるサイドメンバ相当部は、十分な強度を備える。そのため、上記車両構造は、従来の車両構造よりも少ない部品点数で構成される。従って、上記車両構造は生産性に優れ、かつ軽量である。

補強材を有する上記車両構造では、クロス部と補強材とが、従来技術におけるクロスメンバに相当する。クロス部と補強材とで構成されるクロスメンバ相当部は十分な強度を備える。

図１は、実施形態１に係る車両構造の概略斜視図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。 図４は、実施形態１に係る車両構造に備わる構造体の概略斜視図である。 図５は、実施形態２に係る車両構造の概略上面図である。 図６は、実施形態３に係る車両構造の概略上面図である。 図７は、実施形態４に係る車両構造の概略上面図である。

以下、実施形態に係る車両構造を図面に基づいて説明する。図面における同一符号は同一名称物を示す。図中の矢印で示す『ＦＲ』は車両前方、『ＲＲ』は車両後方、『ＲＨ』は車両右方、『ＬＨ』は車両左方、『ＵＰ』は車両上方、『ＬＷＲ』は車両下方を示す。なお、本発明は、実施形態の例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１は、リヤシートの車両下方にあるフロアパネル９の近傍を含む車両構造１の概略斜視図である。フロアパネル９は、隆起形状を有する板状部材であって、その上方にリヤシートなどが載置される。本例の車両構造１は、左右のリヤドアパネルの下側に配置される左側ロッカ２と右側ロッカ３とを備える。フロアパネル９は、左側ロッカ２と右側ロッカ３とに架け渡されている。ここで、図１には、ロッカ２，３の一部であるロッカインナパネル２０，３０のみが図示されている。

本例の車両構造１は更に、車両のフレームの一部を構成する左側サイドメンバ１５と、右側サイドメンバ１６と、前側クロスメンバ１７と、後側クロスメンバ１８とを備える。左側サイドメンバ１５は、左側ロッカ２に沿って配置される。右側サイドメンバ１６は、右側ロッカ３に沿って配置される。本例のサイドメンバ１５，１６は、後述するように、フロアパネル９を含む複数の部材の組み合わせによって構成されてる。

前側クロスメンバ１７は、サイドメンバ１５，１６の前端部をつなぐ。後側クロスメンバ１８は、サイドメンバ１５，１６の後端部をつなぐ。クロスメンバ１７，１８は、車幅方向に延びている。クロスメンバ１７，１８は、後述するように複数の部材の組み合わせによって構成されている。

本例の車両構造１の特徴の一つとして、サイドメンバ１５，１６の一部、及びクロスメンバ１７，１８の一部が一体となった枠状の構造体４（図４）を備えることが挙げられる。以下、本例の車両構造１に備わるロッカ２，３の構成を説明し、次いで構造体４の構成を詳細に説明する。構造体４の説明の際、構造体４がどのようにサイドメンバ１５，１６とクロスメンバ１７，１８を構成しているのかを説明する。

≪ロッカ≫
ロッカ２，３の説明にあたっては主に図３を参照する。図３において紙面右側にある本例の左側ロッカ２は、車幅方向の左側におけるリヤドアパネルの下側に配置される。図３における紙面左側にある本例の右側ロッカ３は、車幅方向の左側におけるリヤドアパネルの下側に配置される。

左側ロッカ２は、ロッカインナパネル２０とロッカアウタパネル２１とを備える。ロッカインナパネル２０は、車幅方向の中央側に配置される断面ハット型のパネル材である（図１を合わせて参照）。ロッカアウタパネル２１は、車幅方向の外側、即ちロッカインナパネル２０よりも車幅方向の左側に配置されるパネル材である。ロッカインナパネル２０とロッカアウタパネル２１とは、それぞれに設けられるフランジを介して接合されている。左側ロッカ２の内部は中空になっている。

右側ロッカ３は、左側ロッカ２とほぼ左右対称の構成を備える。即ち、右側ロッカ３は、ロッカインナパネル３０とロッカアウタパネル３１とを備える。ロッカインナパネル３０は車幅方向の中央側に配置され、ロッカアウタパネル３１はロッカインナパネル３０よりも車幅方向の右側に配置されている。右側ロッカ３の内部も中空になっている。

≪構造体≫
構造体４の説明に当たっては主に図２から図４を参照する。本例の構造体４は、図４に示されるように、左側サイド部５と右側サイド部６と前側のクロス部７と後側のクロス部８とが枠状につながった部材である。

≪サイド部≫
左側サイド部５は、内壁部５０と下片部５１とを備える。内壁部５０は車長方向に延びる長尺の板状片である。内壁部５０の一方の面は、車幅方向の左側を向いている。内壁部５０の他方の面は車幅方向の中央側、即ち右側を向いている。内壁部５０の上端には、車幅方向の中央に向かって延びるフランジ５０Ｆが設けられている。図３に示されるように、このフランジ５０Ｆに対してフロアパネル９の下面が接合されている。各部材の接合にはスポット溶接などが用いられる。

下片部５１は、内壁部５０の下端から車幅方向の左側に向かって延びる板状片である。下片部５１の一方の面は上方を向いており、他方の面は下方を向いている。下片部５１は、ハット型断面を有するロッカインナパネル２０の下面に接合されている。その結果、左側サイド部５の内壁部５０が、左側ロッカ２の内方面２０ｓに間隔を空けて向き合った状態になる。

左側サイド部５が左側ロッカ２に接合され、フロアパネル９が左側サイド部５及び左側ロッカ２に接合されることで、左側ロッカ２と左側サイド部５とフロアパネル９とで囲まれる左側中空閉断面４Ｌが形成される。この左側中空閉断面４Ｌを取り囲む部材が、本例の車両構造１における左側サイドメンバ１５を構成する（図１を合わせて参照）。

右側サイド部６は、図４に示されるように、左側サイド部５の構成とほぼ左右対称の構成を備える。即ち、右側サイド部６は、内壁部６０と下片部６１とを備える。内壁部６０の上端に設けられるフランジ６０Ｆは、図３に示されるように、フロアパネル９の下面と接合されている。

右側サイド部６の下片部６１は、内壁部６０の下端から車幅方向の右側に向かって延びている。下片部６１は、ハット型断面を有するロッカインナパネル３０の下面に接合されている。その結果、右側サイド部６の内壁部６０が、右側ロッカ３の内方面３０ｓに間隔を空けて向き合った状態になる。この場合、右側ロッカ３と右側サイド部６とフロアパネル９とで囲まれた右側中空閉断面４Ｒが形成される。この右側中空閉断面４Ｒを取り囲む部材が、本例の車両構造１における右側サイドメンバ１６を構成する（図１を合わせて参照）。

≪クロス部≫
クロス部７は、図４に示されるように、車幅方向に左端部７Ｌと右端部７Ｒと中間部７Ｃとに区分される。左端部７Ｌは、左側サイド部５につなぎ目なく一体化されている。右端部７Ｒは、右側サイド部６につなぎ目なく一体化されている。中間部７Ｃは、左端部７Ｌと右端部７Ｒとの間に配置される。本例のクロス部７では、左端部７Ｌと右端部７Ｒと中間部７Ｃとがつなぎ目なく一体化されている。

クロス部７は、内壁部７０と下片部７１とを備える。内壁部７０は車幅方向に延びる板状片である。内壁部７０の一方の面は前方を向いている。内壁部７０の他方の面は後方を向いている。内壁部７０のうち、左端部７Ｌを構成する部分は、左側サイド部５の内壁部５０につながっている。内壁部７０のうち、右端部７Ｒを構成する部分は、右側サイド部６の内壁部６０につながっている。この内壁部７０の上端には、後方に向かって延びるフランジ７０Ｆが設けられている。フランジ７０Ｆは、フランジ５０Ｆとフランジ６０Ｆとにつながっている。

下片部７１は、内壁部７０の下端から前方に向かって延びる板状片である。下片部７１の一方の面は上方を向いており、他方の面は下方を向いている。図２に示されるように、この下片部７１の前方には補強材７５（図１も合せて参照）が配置されている。補強材７５は、車幅方向に延びる板状片であって、外壁部７６と上片部７７とを備える。外壁部７６は、クロス部７の内壁部７０の前方に配置されており、内壁部７０と間隔を空けて向き合っている。また、上片部７７は、フロアパネル９の前端部を挟んでフランジ７０Ｆに接合されている。上片部７７は、クロス部７の下片部７１の上方に配置されており、下片部７１と間隔を空けて向き合っている。この構成では、クロス部７と補強材７５とで、前側中空閉断面４Ｆを有する前側クロスメンバ１７が構成される。

クロス部８は、図４に示されるように、クロス部７の構成とほぼ前後対称の構成を備える。即ち、クロス部８は、一体になった左端部８Ｌと右端部８Ｒと中間部８Ｃとを備える。左端部８Ｌは左側サイド部５につなぎ目なく一体につながり、右端部８Ｒは、右側サイド部６につなぎ目なく一体につながっている。

クロス部８は、フランジ８０Ｆを有する板状の内壁部８０と、内壁部８０の下端から後方に向かって延びる板状の下片部８１とを備える。内壁部８０は、左側サイド部５の内壁部５０と、右側サイド部６の内壁部６０とにつながっている。下片部８１は、左側サイド部５の下片部５１と、右側サイド部６の下片部６１とにつながっている。フランジ８０Ｆは、フランジ５０Ｆとフランジ６０Ｆとにつながっている。

このクロス部８の後方には、図２に示されるように、補強材８５（図１も合せて参照）が配置されている。補強材８５も、補強材７５の構成とほぼ前後対称の構成を備える。即ち、補強材８５は、外壁部８６及び上片部８７とを備える。クロス部８と補強材８５とで、後側中空閉断面４Ｂを有する後側クロスメンバ１８が構成される。

≪フロアパネル≫
フロアパネル９は、図３に示されるように、左側ロッカ２と右側ロッカ３との間に架け渡されるパネル材である。また、図２に示されるように、フロアパネル９の前端部は、クロス部７と補強材７５との間に配置され、クロス部７と補強材７５とに接合されている。フロアパネル９の後端部は、クロス部８と補強材８５との間に配置され、クロス部８と補強材８５とに接合されている。フロアパネル９の上面には、シートを取り付けるためのシートブラケット９ｂ（図１）などが取り付けられている。フロアパネル９の下方には、例えばバッテリや燃料タンクなどが配置される。バッテリや燃料タンクなどは、フロアパネル９の下面に取り付けられるブラケットなどを介して、フロアパネル９に取り付けられても良い。

≪その他≫
図１の車両構造１は、図示しないフロント側のフロアパネルと前側クロスメンバ１７とをつなぐ連結部材９０を備える。連結部材９０は、その車幅方向の中央にトンネル部９０ｔを備える。トンネル部９０ｔの空間には、排気ガスが流通される排気管などが配置される。

≪効果≫
本例の車両構造１は、サイドメンバ１５，１６とクロスメンバ１７，１８とで構成される枠形状を歪ませる応力に強い。その理由は、サイドメンバ１５，１６の一部とクロスメンバ１７，１８の一部とを構成する構造体４（図４）がつなぎ目のない枠状の一体構造を有しているからである。歪に強い車両構造１を備える車両に強い衝撃が加わっても、フロアパネル９に搭載されるシートや、バッテリ、燃料タンクなどに損傷が及び難い。

図４に示す構造体４は、容易に製造可能である。構造体４は、内壁部５０，６０，７０，８０及び下片部５１，６１，７１，８１とで構成されており、比較的単純な形状を備える。また、この構造体４には、上下方向に重複する箇所がないため、１回のプレスによって作製することが可能である。

本例の構成では、ロッカ２，３とサイド部５，６とフロアパネル９とで、サイドメンバ１５，１６が構成されている。そのため、本例の車両構造１は、従来の車両構造よりも少ない部品点数によって構成される。部品点数が少ないため、本例の車両構造１は生産性に優れる。また、部品点数が少ないために、本例の車両構造１は軽量である。

＜実施形態２＞
実施形態２を含む以降の実施形態では、構造体４の構成が実施形態１と異なる車両構造１を説明する。実施形態２の構造体４を図５の概略上面図に基づいて説明する。本例の図５、及び後述する図６，７では、図１に示すフロアパネル９及び補強材７５，８５の図示を省略する。

実施形態２の構造体４は、左側サイド部５と右側サイド部６と前側のクロス部７とが一体となった概略Ｃ字形状となっている。後側のクロス部８は、構造体４と別部材となっている。このような構成を備える構造体４であっても、車両構造１を歪み難くできる。

＜実施形態３＞
実施形態３の構造体４を図６の概略上面図に基づいて説明する。本例の構造体４は、左側サイド部５と右側サイド部６と後側のクロス部８とが一体となった概略逆Ｃ字形状となっている。前側のクロス部７は、構造体４と別部材となっている。このような構成を備える構造体４であっても、車両構造１を歪み難くできる。

＜実施形態４＞
実施形態４の構造体４を図７に基づいて説明する。本例の構造体４では、前側のクロス部７の中間部７Ｃと後側のクロス部８の中間部８Ｃとが、その他の構成と別体である。具体的には、本例の構造体４は、第一部品４１と第二部品４２と第三部品４３と第四部品４４とで構成されている。第一部品４１は、左側サイド部５と、クロス部７の左端部７Ｌと、クロス部８の左端部８Ｌとが一体になった部品である。第二部品４２は、右側サイド部６と、クロス部７の右端部７Ｒと、クロス部８の右端部８Ｒとが一体になった部品である。第三部品４３は、前側のクロス部７の中間部７Ｃによって構成された部品である。第四部品４４は、後側のクロス部８の中間部８Ｃによって構成された部品である。

本例の構成を備える構造体４であっても、車両構造１を歪み難くできる。直角につながるサイド部５，６とクロス部７，８との間につなぎ目がないからである。

１ 車両構造
１５ 左側サイドメンバ、１６ 右側サイドメンバ
１７ 前側クロスメンバ、１８ 後側クロスメンバ
２ 左側ロッカ
２０ ロッカインナパネル、２１ ロッカアウタパネル、２０ｓ 内方面
３ 右側ロッカ
３０ ロッカインナパネル、３１ ロッカアウタパネル、３０ｓ 内方面
４ 構造体
４Ｂ 後側中空閉断面、４Ｆ 前側中空閉断面
４Ｌ 左側中空閉断面、４Ｒ 右側中空閉断面
４１ 第一部品、４２ 第二部品、４３ 第三部品、４４ 第四部品
５ 左側サイド部
５０ 内壁部、５０Ｆ フランジ、５１ 下片部
６ 右側サイド部
６０ 内壁部、６０Ｆ フランジ、６１ 下片部
７ クロス部
７Ｃ 中間部、７Ｌ 左端部、７Ｒ 右端部
７０ 内壁部、７０Ｆ フランジ、７１ 下片部
７５ 補強材、７６ 外壁部、７７ 上片部
８ クロス部
８Ｃ 中間部、８Ｌ 左端部、８Ｒ 右端部
８０ 内壁部、８０Ｆ フランジ、８１ 下片部
８５ 補強材、８６ 外壁部、８７ 上片部
９ フロアパネル
９ｂ シートブラケット
９０ 連結部材、９０ｔ トンネル部

Claims (2)

1. 車幅方向の左側に配置されている左側ロッカと、車幅方向の右側に配置されている右側ロッカとを備える車両構造であって、
   前記左側ロッカと前記右側ロッカとの間に配置されている構造体を備え、
   前記構造体は、
   前記左側ロッカに沿って延びている左側サイド部と、
   前記右側ロッカに沿って延びている右側サイド部と、
   前記左側サイド部と前記右側サイド部とをつなぐクロス部とを備え、
   前記クロス部は、
   前記左側サイド部につなぎ目なく一体化された左端部と、
   前記右側サイド部につなぎ目なく一体化された右端部とを備え、
   前記左側サイド部と前記右側サイド部と前記クロス部はそれぞれ、内壁部と、前記内壁部の下端から外側に延びる下片部とで構成されており、
   前記左側サイド部の前記下片部が前記左側ロッカに接合され、前記左側サイド部の前記内壁部が前記左側ロッカの内方面に間隔を空けて向き合っており、
   前記右側サイド部の前記下片部が前記右側ロッカに接合され、前記右側サイド部の前記内壁部が前記右側ロッカの内方面に間隔を空けて向き合っており、
   さらに、前記構造体の上方で、前記左側ロッカと前記右側ロッカとに架け渡されているフロアパネルを備え、
   前記左側ロッカと前記左側サイド部と前記フロアパネルとで囲まれる左側中空閉断面と、
   前記右側ロッカと前記右側サイド部と前記フロアパネルとで囲まれる右側中空閉断面とを備える、
   車両構造。
2. 前記クロス部に組み合わされた補強材を備え、
   前記補強材は、
   前記クロス部の前記内壁部に接合される上片部と、
   前記クロス部の前記下片部に接合される外壁部とを備える請求項１に記載の車両構造。

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