JPWO2012111098A1 - 車両下部構造 - Google Patents

Abstract

簡単な構造で、車両前後方向に長手とされる骨格構造の剛性、強度を向上することができる車両下部構造を得る。車両下部構造（１０）は、それぞれ車両下向きとされ車幅方向に離れた一対の接合面（４２）、（４６）を有するアッパパネル（２８）と、それぞれ車両上向きとされた接合面（３６）、（３２）においてアッパパネル（２８）の各接合面（４２）、（４６）に接合されることで、該アッパパネル（２８）とで車両前後方向に長手でかつ閉断面の骨格構造（２０）、（２２）を成すロアパネル（３０）と、車両前後方向に長手とされアッパパネル（２８）における骨格構造（２０）、（２２）の閉断面の上壁（３８）、（４０）を成す部分に固定されたシートレール（６６）と、を備えている。

Description

本発明は、車両下部構造に関する。

ロッカを構成するインナパネルとフロアパネルとのそれぞれに固定されたブラケットにシートレールを取り付ける構造が知られている。（例えば、特開２００７−０５０７８４号公報参照）。また、サイドシル及びトンネルの互いの車幅方向の対向面にシートレールを固定した構造が知られている（例えば、特開２００６−１２３７３１号公報参照）。さらに、サイドシルインナとサイドシルアウタの車幅方向外側の接合部を上下合わせとした構造が知られている（例えば、特開平５−２０８６８８号公報参照）。またさらに、サイドシルインナとサイドシルアウタの車幅方向内側の接合部を上下合わせとした構造が知られている（例えば、実開昭６１−１２５８５３号公報参照）。

本発明は、簡単な構造で、車両前後方向に長手とされる骨格構造の剛性、強度を向上することができる車両下部構造を得ることが目的である。

本発明の第１の態様に係る車両下部構造は、それぞれ車両下向きとされ車幅方向に離れた一対の接合面を有するアッパパネルと、それぞれ車両上向きとされた接合面において前記アッパパネルの各接合面に接合されることで、該アッパパネルとで車両前後方向に長手でかつ閉断面の骨格構造を成すロアパネルと、車両前後方向に長手とされ、前記アッパパネルにおける前記骨格構造の閉断面の上壁を成す部分に固定されたシートレールと、を備えている。

上記の態様によれば、アッパパネルとロアパネルとは、互いの接合部において上下合わせに接合されて車両前後方向に長手の閉断面の骨格構造を成す。この閉断面の骨格構造の上壁にはシートレールが固定されているので、該骨格構造は曲げに対し剛性、強度が向上される。また、骨格構造は、アッパパネルとロアパネルとが上下合わせで接合されて構成されるので、上下方向の曲げによる接合部の剥れが生じ難い。これにより、骨格構造は特に上下方向の曲げに対し補強される。

このように、上記の態様に係る車両下部構造では、簡単な構造で、車両前後方向に長手とされる骨格構造の剛性、強度を向上することができる。しかも、シートレールを車体に固定するためのブラケット等の追加部品を不要とすることができる。

上記の態様において、車両上端側が前記アッパパネルの上壁に固定されると共に、車両下端側が前記ロアパネルにおける前記上壁に対向する下壁に固定されたカラー部材をさらに備え、前記シートレールは、前記カラー部材に締結具にて締結されることで、前記アッパパネルにおける前記骨格構造の上壁を成す部分に固定されている、構成としても良い。

上記の態様によれば、シートレールを締結するためのカラー部材が骨格構造における互いに対向する上壁及び下壁のそれぞれに固定されている。このため、カラー部材が骨格部材の上下壁を繋ぐこととなり、該骨格部材の閉断面の変形（崩れ）を抑制する補強部材として機能する。

上記の態様において、前記アッパパネルの上壁における前記カラー部材の上端側が固定された部分と、前記ロアパネルの下壁における前記カラー部材の下端側が固定された部分とは、互いに平行とされている、構成としても良い。

上記の態様によれば、カラー部材は断面崩れに対し突っ張る姿勢が維持されやすい。これにより、カラー部材による骨格部材の閉断面の補強効果が高い。

上記の態様において、前記アッパパネル及びロアパネルの少なくとも一方は、車幅方向に延在されて車両フロアの少なくとも一部を構成している、構成としても良い。

上記の態様によれば、アッパパネル及びロアパネルの少なくとも何れか一方から車幅方向に車両フロアの少なくとも一部が延設され（一体に形成され）ている。これは、骨格構造を成すアッパパネルとロアパネルとが上下合わせの接合構造とされることで、実現される。これにより、本車両下部構造では、部品点数の削減、組立工数の削減が図られる。

上記の態様において、前記骨格構造として、車両フロアの車幅方向外端側に位置するロッカと、車両フロアの車幅方向中央に位置するセンタ骨格部とがそれぞれ形成され、車幅方向外側のシートレールが前記ロッカの閉断面を成す前記上壁に固定されると共に、車幅方向内側のシートレールが前記センタ骨格部の閉断面を成す前記上壁に固定されている、構成としても良い。

上記の態様によれば、車幅方向において左右のロッカ間にセンタ骨格部が配置されており、これらの各骨格構造のそれぞれにシートレールが固定されている。これにより、シートレールに支持される車両用シートの車幅方向の両側において骨格構造が補強されると共に、シートレールを固定するためのブラケットを不要とする構成が実現される。

以上説明したように本発明に係る車両下部構造は、車両前後方向に長手とされる骨格構造の剛性、強度を向上することができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る車両下部構造を示す図であって、図２の１−１線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る車両下部構造を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る車両下部構造が適用された自動車の前面衝突の態様を示す模式的な側面図である。 本発明の実施形態に係る車両下部構造を構成するロッカの前面衝突時の変形態様を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両下部構造を構成するロッカの変形例を示す長手方向直角断面図である。 本発明の実施形態との比較例に係るロッカ構造を示す長手方向直角断面図である。

本発明の実施形態に係る車両下部構造１０について、図１〜図６に基づいて説明する。なお、図中に適宜記す矢印ＦＲは車両前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向を、矢印ＲＨは車幅方向の一方側である前方向を向いた場合の車両右側、矢印ＬＨは車幅方向の他方側である前方向を向いた場合の車両左側をそれぞれ示す。以下の説明で、特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、前方向を向いた場合の左右を示すものとする。

図２には、車両下部構造１０が適用された自動車Ｖを構成するアンダボディ１２が模式的な平面図にて示されている。この図に示される如く、アンダボディ１２は、フロア１４と、フロア１４の前端から立設されたダッシュロア部１６と、フロア１４の後端から立設されたロアバック部１８とを有する。また、ダッシュロア部１６の車幅方向両端には、車両後側に回り込む前側壁１６Ａが連設されており、ロアバック部１８の車幅方向両端には、車両前側に回り込む後側壁１８Ａが延設されている。以上により、アンダボディ１２は、図２に示される如く全体としてバスタブ状（側壁の一部が切りかかれたバスタブ状）に形成されている。

フロア１４は、全体として略平板状に形成されており、それぞれ前後方向に長手と骨格構造として左右一対のロッカ２０と、センタ骨格部２２とを有する。ロッカ２０は、フロア１４の車幅方向外端でダッシュロア部１６からロアバック部１８に至る骨格部材とされている。センタ骨格部２２は、フロア１４の車幅方向中央部でダッシュロア部１６からロアバック部１８に至る骨格部材とされている。図１に示される如く、ロッカ２０、センタ骨格部２２は長手方向に直交する断面視で閉断面構造とされている。また、図１及び図２に示される如く、ロッカ２０の車幅方向外側には、衝撃吸収部２６が設けられている。

フロア１４は、アッパパネル２８とロアパネル３０との２部材の上下合わせ構造の接合により構成されている。具体的には、図１に示される如く、ロアパネル３０は、水平面に沿って略平坦な下壁としての底壁３２と、底壁の側周縁から立設された外側壁３４とを含んで構成されている。図示は省略するが、底壁３２の前縁からはダッシュロア部１６の前壁を構成するダッシュ前壁が立設され、底壁３２の後縁からはロアバック部１８の後壁を構成するロアバック後壁が立設されている。外側壁３４の上端からは、略水平面に沿って車幅方外向きに上向きの接合面としての外フランジ３６が張り出されている。

アッパパネル２８は、底壁３２と対向する上壁として、左右一対のロッカ上壁３８及びセンタ上壁４０を有する。ロッカ上壁３８及びセンタ上壁４０は、略水平面に沿って平坦に形成されている。したがって、ロッカ上壁３８及びセンタ上壁４０は、底壁３２と平行に配置されている（これらの対向面が平行とされている）。

ロッカ上壁３８の車幅方向外端からは、外フランジ３６と接合される下向きの接合面としての外フランジ４２が略水平面に沿って張り出されている。また、ロッカ上壁３８の車幅方向内端からは外側壁３４に対向するロッカ内壁４４が垂下されている。ロッカ内壁４４の下端からは、上向きの接合面としての底壁３２に接合される下向きの接合面としての内フランジ４６が車幅方向内向きに張り出されている。

さらに、センタ上壁４０の車幅方向両端からは、互いに対向するセンタ側壁４８が垂下されている。左右のセンタ側壁４８の各下端には、互いに車幅方向に遠ざかるように張り出され底壁３２に接合される下向きの接合面としてのセンタフランジ５０が連設されている。図２に示される如く内フランジ４６とセンタフランジ５０とは、互いに前後端部が連結フランジ５２にて連結されている。図示は省略するが、アッパパネル２８の前端には、ロアパネル３０の前壁と対向してダッシュロア部１６を構成するダッシュ後壁が立設されている。また、アッパパネル２８の後端には、ロアパネル３０のロアバック後壁と対向してロアバック部１８を構成するロアバック前壁が立設されている。

そして、アッパパネル２８とロアパネル３０を上下合わせで組み立て、外フランジ３６と外フランジ４２とを接合すると共に、内フランジ４６、センタフランジ５０、連結フランジ５２を底壁３２に接合すると、フロア１４（アンダボディ１２）が構成される。この状態で、左右のロッカ２０は、底壁３２と外側壁３４とロッカ上壁３８とロッカ内壁４４とで囲まれた略四角形（平行四辺形）枠状の閉断面とされている。また、センタ骨格部２２は、センタ上壁４０と左右のセンタ側壁４８と底壁３２とで囲まれた略四角形（台形）枠状の閉断面とされている。

この実施形態では、アッパパネル２８とロアパネル３０との接合により、フロア１４、ダッシュロア部１６、ロアバック部１８を含むアンダボディ１２の主要部が構成されるようになっている。また、この実施形態では、アッパパネル２８、ロアパネル３０は、それぞれ繊維強化プラスチックとしてのＣＦＲＰにて構成されており、各接合部位は接着、融着又は溶着等により接合されている。

また、上記した通り左右のロッカ２０の車幅方向外側には衝撃吸収部２６が設けられている。衝撃吸収部２６はエネルギ吸収部材であるＥＡ材５４が外装材であるアウタパネル（サイドメンバアウタ）５５に覆われて構成されている。ＥＡ材５４は、車幅方向内端において外側壁３４から車幅方向外向きに張り出されたリブ５６に固定されており、上側及び車幅方向外側からアウタパネル５５にて覆われている。アッパパネル２８の外フランジ４２の車幅方向外端からは、立フランジ６０が上向きに立設されている。一方、アウタパネル５５におけるＥＡ材５４を上側から覆う部分の車幅方向内端からは、立フランジ６２が上向きに立設されている。立フランジ６０と立フランジ６２とが接着等によって接合されることで、アウタパネル５５はアンダボディ１２に固定されている。

ロッカ２０及びアウタパネル５５の下部（図１に示されている部分）には、乗員乗降用の開口部の下縁を成すロッカステップ部５８が形成されている。ロッカステップ部５８においては、立フランジ６０と立フランジ６２との接合部は、オープニングトリム６４にて被覆されている。

図１及び図２に示される如く、以上説明したアンダボディ１２では、乗員が着座する図示しない車両用シートを前後方向にスライド可能に支持するためのシートレール６６が固定されている。この実施形態では、車幅方向外側のシートレール６６は、ロッカ２０のロッカ上壁３８に固定されている。また、車幅方向内側のシートレール６６は、センタ骨格部２２のセンタ上壁４０に固定されている。以下、具体的に説明する。

各ロッカ２０の閉断面内には、それぞれカラー部材としてのカラーナット６８が配設されている。各カラーナット６８は、下端部にフランジ６８Ａを有し、底壁３２を貫通した状態でフランジ６８Ａにおいて底壁３２の下面に接着されている。各カラーナット６８の上端は段付き構造とされており、大径部においてロッカ上壁３８の下面に接着されると共に小径部がロッカ上壁３８から露出されている。

各シートレール６６は、締結具としてのボルト７０がカラーナット６８に螺合されることでロッカ上壁３８に締結固定されている。この状態でロッカ上壁３８は、カラーナット６８上端の大径部とシートレール６６とに挟み込まれている。各カラーナット６８の小径部がスペーサとして機能することで、ロッカ上壁３８に過大な圧縮荷重が作用することが抑制されている。

センタ骨格部２２の閉断面内には、左右の座席用の各カラーナット６８が配設されている。各カラーナット６８は、底壁３２を貫通した状態でフランジ６８Ａにおいて底壁３２の下面に接着されている。各カラーナット６８の段付きの上端側では、大径部においてセンタ上壁４０の下面に接着されると共に小径部がセンタ上壁４０から露出されている。各シートレール６６は、ボルト７０がカラーナット６８に螺合されることでセンタ上壁４０に締結固定されている。この状態でセンタ上壁４０は、カラーナット６８上端の大径部とシートレール６６とに挟み込まれている。各カラーナット６８の小径部がスペーサとして機能することで、センタ上壁４０に過大な圧縮荷重が作用することが抑制されている。

図２に示される如く、前後方向に長手とされた各シートレール６６は、前端側及び後端側において、ボルト７０のカラーナット６８への螺合によってアンダボディ１２の骨格部（ロッカ上壁３８、センタ上壁４０）に固定されている。なお、水等の侵入防止のためにシートレール６６と外フランジ３６とを接着するようにしても良い。また、ロッカ２０の閉断面内に、カラーナット６８を取り囲むようにして該断面を内側から支持するブロック材を配置しても良い。このブロック材は、繊維強化プラスチックにて構成しても良く、アルミニウム等の金属材にてカラーナット６８と一体に構成しても良い。

次に、本実施形態の作用を説明する。

上記構成の車両下部構造１０では、ロッカ２０、センタ骨格部２２にシートレール６６が長手方向を一致させて固定されている。このため、前後方向に長い骨格部材であるロッカ２０、センタ骨格部２２は、固定されたシートレール６６によって、上下方向、車幅方向の曲げに対し補強（補剛）されている（断面２次モーメントが増されている）。

また、車両下部構造１０では、アッパパネル２８とロアパネル３０とが、上下合わせの接合部Ｊｖ（外フランジ４２と外フランジ３６、底壁３２と内フランジ４６、及び底壁３２とセンタフランジ５０）によって接合されることで、ロッカ２０及びセンタ骨格部２２が形成されている。このため、車両下部構造１０が適用された自動車Ｖの前面衝突時の荷重に対しアンダボディ１２の変形が抑制される。

この点を補足すると、図３に示される如く自動車Ｖが前面衝突に至ると、ロッカ２０、センタ骨格部２２の設置高と衝突体Ｉの衝突位置との高さの差ΔＨによって、ロッカ２０、センタ骨格部２２には上下方向の曲げモーメントＭｖが生じる。この曲げモーメントＭｖによる上下曲げに対し、図６に示される比較例では、左右合わせの接合部Ｊｈの圧縮側（上側）には接合部の剥がれ（口開き）が生じる懸念がある。すなわち、閉断面構造のロッカ１００は、構造的に、ロッカインナ１０２とロッカアウタ１０４との左右合わせのフランジの座屈により接合部Ｊｈの剥がれが生じやすい。この接合部の剥がれは、閉断面の崩れ（開放）による曲げ耐力の低下の原因になるので、骨格自体又は接合部の補強が要求される。

これに対して車両下部構造１０では、上記の通り上下合わせの接合部Ｊｖによって接合されたアッパパネル２８とロアパネル３０とでロッカ２０、センタ骨格部２２が構成されているので、曲げモーメントＭｖにより図４に示される如く変形する。すなわち、上下合わせの接合部Ｊｖは、曲げモーメントＭｖにより板厚方向に曲げられるため、上下曲げに対し接合部Ｊｖが剥がれ難い。これにより、対し接合部Ｊｖの剥がれに起因するロッカ２０、センタ骨格部２２の断面崩れが防止又は著しく抑制され、上記した比較例で要求される補強を不要とすることができる。

さらに、車両下部構造１０では、シートレール６６をロッカ２０、センタ骨格部２２に締結固定するためのカラーナット６８が、ロッカ２０、センタ骨格部２２の閉断面の対向壁を構成するロッカ上壁３８、センタ上壁４０と底壁３２とを繋いでいる。これによってもロッカ２０、センタ骨格部２２が上下曲げに対し補強される。

例えば図６に示される比較例では、ロッカインナ１０２における上壁１０２Ｕ及び下壁１０２Ｌがカラーナット６８にて繋がれているものの、カラーナット６８によるロッカ１００の断面維持効果は得られない。これに対して車両下部構造１０では、カラーナット６８がアッパパネル２８側のロッカ上壁３８、センタ上壁４０と、ロアパネル３０側の底壁３２とを繋いでいる。このため、車両下部構造１０では、上下曲げに対しロッカ２０、センタ骨格部２２の断面形状が変形することが抑制される。すなわち、シートレール６６の取り付けによる上記補強効果（断面２次モーメントの増加）に加え、カラーナット６８によるロッカ２０、センタ骨格部２２の断面維持（断面形状の変形防止）による曲げに対する補強が果たされる。特に、ロッカ上壁３８、センタ上壁４０と底壁３２とが平行であるため、ロッカ２０、センタ骨格部２２の上下方向の曲げに対しカラーナット６８が倒れたり位置ずれすることが抑制される（上下の壁間で突っ張る姿勢に維持される）。これにより、上記したカラーナット６８によるロッカ２０、センタ骨格部２２の高い補強効果が得られる。

またさらに、車両下部構造１０では、ロッカ２０、センタ骨格部２２にシートレール６６が固定されるため、シートレール６６を固定するためのブラケット等を別途設ける必要がなく、部品点数が少なく構造が簡単である。換言すれば、車両下部構造１０は、シートレール６６を直接的にロッカ２０、センタ骨格部２２に固定する構成の採用によって、該シートレール６６をロッカ２０、センタ骨格部２２の補強に供している。

このように、本実施形態に係る車両下部構造１０では、簡単な構造で、車両前後方向に長手とされるロッカ２０、センタ骨格部２２の剛性、強度を向上することができる。さらに、車両下部構造１０では、上記の通り上下合わせの接合部Ｊｖにてロッカ２０、センタ骨格部２２が形成されているため、該ロッカ２０、センタ骨格部２２がフロア１４に一体化された構成が実現された。すなわち、フロア１４の一般部（ロッカ２０、センタ骨格部２２を除く部分）と、ロッカ２０及びセンタ骨格部２２とを、アッパパネル２８とロアパネル３０との接合により一体に形成することができ、部品点数の一層の削減に寄与している。

なお、ロッカ２０、センタ骨格部２２の断面形状は上記実施形態における形状限定されることはなく、各種の形状を取り得る。例えば、図５に示される如き変形例に係る構成としても良い。図５に示される変形例では、ロッカ８０は、アッパフロア８２とロアフロア８４との上下合わせの接合により構成されている。

具体的には、ロアフロア８４は、フロア１４の一般部を構成するフロアパネル８６と、フロアパネル８６の車幅方向外端から垂下された内側壁８８と、内側壁８８の下端から車幅方向外向きに延設されたロッカ下壁９０と、ロッカ下壁９０の車幅方向外端から立設された外側壁９２と、外側壁９２の上端から車幅方向外向きに延設された外フランジ９４とを有する。一方、アッパフロア８２は、ロッカ下壁９０と対向するロッカ上壁９５と、ロッカ上壁９５の車幅方向外端から車幅方向外向きに延設された外フランジ９６と、ロッカ上壁９５の車幅方向内端から車幅方向内向きに延設された内フランジ９８とを有する。

そして、ロアフロア８４の外フランジ９４とアッパフロア８２の外フランジ９６とを接着等によって接合することで、内側壁８８とロッカ下壁９０と外側壁９２とロッカ上壁９５とで囲まれた閉断面構造のロッカ８０が形成されている。シートレール６６は、ロッカ下壁９０とロッカ上壁９５とを繋ぐカラーナット６８にボルト７０が螺合されることで、ロッカ上壁９５に締結固定されている。

この変形例に係るロッカ８０をロッカ２０に代えて有する構成においても、上記実施形態と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。

なお、上記実施形態では、車幅方向外側のシートレール６６がロッカ２０に固定されると共に、車幅方向内側のシートレール６６がセンタ骨格部２２に固定される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、車幅方向外側のシートレール６６がロッカ２０に固定されると共に、車幅方向内側のシートレール６６がブラケット等を介してフロア１４に固定される構成としても良い。また例えば、車幅方向内側のシートレール６６がセンタ骨格部２２に固定されると共に、車幅方向外側のシートレール６６がブラケット等を介してフロア１４に固定される構成としても良い。

また、上記した実施形態では、アッパパネル２８、ロアパネル３０がＣＦＲＰにて構成された例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、アッパパネル２８、ロアパネル３０が鋼板等の金属材にて構成されても良い。

さらに、上記した実施形態では、カラー部材としてカラーナット６８を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、カラー部材として円筒状のカラーを用いると共に締結具としてカラーを貫通するボルト及び該ボルトに螺合するナットを用い、カラーの上端側にシートレール６６が締結されると共に該カラーの下端に他の部品を共締めする構成としても良い。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施可能であることは言うまでもない。

Claims (5)

1. それぞれ車両下向きとされると共に車幅方向に離れた一対の接合面を有するアッパパネルと、
   それぞれ車両上向きとされた接合面において前記アッパパネルの各接合面に接合されることで、該アッパパネルとで車両前後方向に長手でかつ閉断面の骨格構造を成すロアパネルと、
   車両前後方向に長手とされ、前記アッパパネルにおける前記骨格構造の上壁を成す部分に固定されたシートレールと、
   を備えた車両下部構造。
2. 車両上端側が前記アッパパネルの上壁に固定されると共に、車両下端側が前記ロアパネルにおける前記上壁に対向する下壁に固定されたカラー部材をさらに備え、
   前記シートレールは、前記カラー部材に締結具にて締結されることで、前記アッパパネルにおける前記骨格構造の上壁を成す部分に固定されている請求項１記載の車両下部構造。
3. 前記アッパパネルの上壁における前記カラー部材の上端側が固定された部分と、前記ロアパネルの下壁における前記カラー部材の下端側が固定された部分とは、互いに平行とされている請求項２記載の車両下部構造。
4. 前記アッパパネル及びロアパネルの少なくとも一方は、車幅方向に延在されて車両フロアの少なくとも一部を構成している請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車両下部構造。
5. 前記骨格構造として、車両フロアの車幅方向外端側に位置するロッカと、車両フロアの車幅方向中央に位置するセンタ骨格部とがそれぞれ形成され、
   車幅方向外側のシートレールが前記ロッカの閉断面を成す前記上壁に固定されると共に、車幅方向内側のシートレールが前記センタ骨格部の閉断面を成す前記上壁に固定されている請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車両下部構造。

Images