JPWO2013145232A1 - 車体下部構造 - Google Patents

Abstract

本発明は、車体のフロアパネル２上で車幅方向に延在するクロスメンバ３と車体の上下方向に延在するセンタピラー６とを連結するガゼット７を備えた車体下部構造１であって、ガゼット７は、上下方向に沿って延設された第１の延設部９と、第１の延設部の上端から、車体の前方向及び車体の後方向のうちセンタピラー６の中心軸Ｃに近づく方向に向かって延設され、車幅方向でセンタピラー６に接続される第２の延設部１０と、を有し、第１の延設部９及び第２の延設部１０の間には、クロスメンバ３からセンタピラー６に向かって延在する稜線Ｎが形成されており、第１の延設部９は、センタピラー６の車体前方側及び車体後方側のうち何れか一方にのみ位置しており、第２の延設部１０は、少なくとも第１の延設部９の上端からセンタピラー６の中心軸に至るまで延設されている。

Description

本発明は、車体下部構造に関する。

車体下部構造に関しては、車体への側面衝突時に生じる衝撃を吸収するための各種構造が採用されている。例えば、特許文献１には、車体のフロアパネル上に設けられたクロスメンバに被せられ、クロスメンバと車体のピラーとを連結する断面コの字状のガゼットを備えた車体下部構造が記載されている。

ここで、図５は、従来の車体下部構造５０が備えるガゼット５１の形状を説明するための概略断面図である。図５に示されるように、従来の車体下部構造５０が備えるガゼット５１は、ピラー６０と図示しないクロスメンバとを連結する部材であり、下方に向かって開放されたコの字状の断面形状を有している。図５に示す破線Ｃはピラー６０の中心線であり、断面コの字状のガゼット５１では、ピラー６０の中心線Ｃの左右に稜線が形成されている。

特開２００９―２６２６１５号公報

近年、車体軽量化の要求が一層高まる中、側面衝突に対する荷重伝達性能を確保しつつ、より軽量化を図ることのできる車体下部構造が求められている。この点、前述した従来の車体下部構造には、未だ改良の余地がある。

そこで、本発明は、簡素な構成でピラーからの荷重をクロスメンバに効率良く伝達できると共に、車体軽量化を図ることができる車体下部構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、車体のフロアパネル上で車幅方向に延在するクロスメンバと上下方向に延在するピラーとを連結する連結部材を備えた車体下部構造であって、連結部材は、上下方向に沿って延設された第１の延設部と、第１の延設部の上端から、車体の前方向及び車体の後方向のうちピラーの中心軸に近づく方向に向かって延設され、車幅方向でピラーに接続される第２の延設部と、を有し、第１の延設部及び第２の延設部の間には、クロスメンバからピラーに向かって延在する稜線が形成されており、第１の延設部は、ピラーの車体前方側及び車体後方側のうち何れか一方にのみ位置しており、第２の延設部は、少なくとも第１の延設部の上端からピラーの中心軸に至るまで延設されている、ことを特徴とする。

上記車体下部構造によれば、連結部材の第１の延設部がピラーの車体前方側及び車体後方側の一方にしかないので、従来の断面コの字状の連結部材を備える場合と比べて、構成を簡素化できると共に、連結部材の材料削減による車体軽量化を図ることができる。しかも、上記車体下部構造によれば、側面衝突などによりピラーに加わった荷重を連結部材の稜線を通じてクロスメンバに効率良く伝達することができ、車体の強度を確保することができる。また、上記車体下部構造では、第２の延設部がピラーの中心軸に至るまで延設されているので、荷重によりピラーが中心軸回りに回転することを効果的に抑制することができる。更に、上記車体下部構造では、連結部材のうち必要な部分の厚さを増すことで、強度の確保が容易である。

上記車体下部構造においては、第１の延設部の下側とピラーとが離間していてもよい。
上記車体下部構造によれば、第１の延設部の下側とピラーとが離間しているので、ピラーからの荷重が第１の延設部に流れにくくなり、第１の延設部を起点として連結部材に変形が生じることを抑制できる。しかも、ピラーからの荷重は、強度の高い稜線部分を主に通るので、より効率的にクロスメンバへ荷重を伝達することができる。また、ピラーから離間させた分、連結部材の材料削減及び車体軽量化を図ることができる。

本発明によれば、簡素な構成でピラーからの荷重をクロスメンバに効率良く伝達できると共に、車体軽量化を図ることができる車体下部構造を提供できる。

第１の実施形態に係る車体下部構造を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る車体下部構造を図１と異なる方向から見た斜視図である。 連結部材の形状を説明するための概略断面図である。 第２の実施形態に係る車体下部構造を示す斜視図である。 従来の車体下部構造における連結部材の形状を説明するための概略断面図である。

以下、本発明に係る車体下部構造の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、車体の前後方向をＸ軸方向、車体の車幅方向をＹ軸方向、車体の高さ方向（上下方向）をＺ軸方向として示す。

［第１の実施形態］
図１及び図２に示されるように、第１の実施形態に係る車体下部構造１は、例えば自動車の車室の下部の構造であり、車室の下部を構成するフロアパネル２上には、車幅方向（Ｙ軸方向）に延在するクロスメンバ３が配設されている。

クロスメンバ３は、下側（フロアパネル２側）に向かって開放されたコの字状の断面形状を備える部材であり、クロスメンバ３上には車幅方向に沿って延在する二本の稜線Ｍａ，Ｍｂが形成されている。車体の側方に入力された荷重は、主にクロスメンバ３の稜線Ｍａ，Ｍｂによって車幅方向に伝達される。クロスメンバ３の側面には、補強用の凹凸部３ａが形成されている。

フロアパネル２の左右両側部（左側部は図示省略）は、車体の前後方向（Ｘ軸方向）に延在するロッカ４の下部に接合されており、これらのロッカ４に対してクロスメンバ３の車幅方向両端も接合されている。ロッカ４は、車体内側（フロアパネル２側）のロッカインナ４Ａと車体外側のロッカアウタ４Ｂとを有している。

ロッカ４上には、センタピラー６の下端が接続されている。上下方向（Ｚ軸方向）に延在するセンタピラー６は、車体前後方向の略中央に位置しており、センタピラーアウタとセンタピラーインナとを組み合わせて中空の柱状に構成されている。

フロアパネル２上のクロスメンバ３とセンタピラー６とは、車幅方向に沿って延在するガゼット（連結部材）７によって連結されている。図３は、ガゼット７の形状を説明するための概略断面図である。

ここで、図３に示す破線Ｃは、センタピラー６の中心軸である。中心軸Ｃは、車体が側面衝突などにより側方から荷重を受けた際に、センタピラー６の回転変形の中心となる軸に相当する。或いは、車幅方向から見て、センタピラー６の幅方向のほぼ中央を通る軸線を中心軸Ｃとしてもよい。

図１〜図３に示されるように、ガゼット７は、車幅方向に沿って延在する部材であり、車幅方向でクロスメンバ３及びセンタピラー６を連結している。ガゼット７は、上下方向に延設された第１の延設部９と、第１の延設部９の上端から車体前方に向かって延設された第２の延設部１０と、から構成される断面Ｌ字状の部材である。

第１の延設部９と第２の延設部１０との間には、クロスメンバ３からセンタピラー６に向かって延在する稜線Ｎが形成されている。稜線Ｎは、車幅方向に沿って延在しており、センタピラー６から僅かに離間するように形成されている。

断面Ｌ字状のガゼット７は、クロスメンバ３の車体後部側に被さるように連結されている。ガゼット７には、ボルト止め用の孔部７ａが形成されており、孔部７ａを通してボルト止めすることで、クロスメンバ３に対して固定される。ガゼット７は、ガゼット７の稜線Ｎがクロスメンバ３の二本の稜線Ｍａ，Ｍｂのうち車体後側の稜線Ｍａに重なるように配置されている。

第１の延設部９は、ガゼット７の側面を形成する部材であり、クロスメンバ３、ロッカ４、及びセンタピラー６に接続されている。第１の延設部９は、ロッカ４に接続する脚部９ａとセンタピラー６に接続するピラー接続部９ｂとを有している。

脚部９ａは、第１の延設部９のロッカ４側の下端に設けられており、ロッカ４の上面に沿って屈曲して形成されている。脚部９ａは、中央の孔部７ｃを介してボルトが締結されることで、ロッカ４の上面に固定される。

ピラー接続部９ｂは、第１の延設部９のうちセンタピラー６側の端部に設けられており、センタピラー６に沿って屈曲して形成されている。ピラー接続部９ｂは、孔部７ｂを介してボルトが締結されることで、センタピラー６に固定される。

第２の延設部１０は、第１の延設部９の上端から車体の前方向に向かって延設された部位である。第２の延設部１０は、車幅方向の一端でセンタピラー６に接続されると共に、車幅方向の他端でクロスメンバ３に接続されている。

図３に示されるように、平板状の第２の延設部１０は、車幅方向から見て、第１の延設部９からセンタピラー６の中心軸Ｃに近づく方向に延設されている。第２の延設部１０の先端１０ａは、センタピラー６の中心軸Ｃに至っており、センタピラー６に対して接続されている。第２の延設部１０の先端１０ａ側には、屈曲などは設けられておらず、稜線は形成されない。なお、第２の延設部１０は、第１の延設部９から見てセンタピラー６の中心軸Ｃを超えた位置（中心軸Ｃより車体前方の位置）まで至るように延設されていてもよい。

以上説明した第１の実施形態に係る車体下部構造１によれば、ガゼット７の第１の延設部９がセンタピラー６の車体後方側の一つしか設けられていないので、図５に示す従来の断面コの字状のガゼットを備える場合と比べて、構成を簡素化できると共に、ガゼット７の材料削減による車体軽量化を図ることができる。しかも、車体下部構造１によれば、側面衝突などによりセンタピラー６に加わった荷重をガゼット７の稜線Ｎを通じてクロスメンバ３に効率良く伝達することができ、車体の強度を確保することができる。すなわち、車体の側方から荷重が入力された場合に、ガゼット７の稜線Ｎにおいてセンタピラー６の稜線を流れる荷重に対する反力を取り、第２の延設部１０においてセンタピラー６の腹部（中心軸Ｃ付近）を流れる荷重に対する反力を取ることができ、無駄な部分がない。このため、ガゼット７のうち必要な部分の厚さを増すことで、強度の確保が容易である。

更に、車体下部構造１では、連結部材７の第２の延設部１０がセンタピラー６の中心軸Ｃに至るまで延設されているので、荷重によりセンタピラー６が中心軸Ｃ回りに回転することを効果的に抑制でき、車体の強度確保に有利である。

［第２の実施形態］
図４に示されるように、第２の実施形態に係る車体下部構造２０は、第１の実施形態に係る車体下部構造１と比べて、センタピラー６とガゼット２１の第１の延設部２３の一部が離間している点のみが異なっている。その他、第１の実施形態と同一又は相当する部材や部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、第２の実施形態に係る第２の延設部２４についても、第１の実施形態に係る第２の延設部１０と同一の構成であるため重複する説明を省略する。

具体的には、第２の実施形態に係るガゼット２１の第１の延設部２３のロッカ４側（下側）は、センタピラー６と離間するように形成されている。すなわち、第２の実施形態に係る第１の延設部２３には、第１の実施形態に係る第１の延設部９のピラー接続部９ｂが形成されていない。

第１の延設部２３は、上側（第２の延設部２４側）のみがセンタピラー６に接続されている。このため、第１の延設部２３のロッカ４側は、変形しない限りセンタピラー６から荷重を直接伝達されることはない。すなわち、ガゼット２１では、比較的強度の弱いガゼット２１の腹部（第１の延設部２３の下側の部位）にセンタピラー６から直接荷重を伝達されることを避けることができる。

以上説明した第２の実施形態に係る車体下部構造２０によれば、第１の延設部２３のロッカ４側とセンタピラー６とが離間しているので、センタピラー６からの荷重が第１の延設部２３に流れにくくなり、第１の延設部２３を起点としてガゼット２１に変形が生じることを抑制できる。しかも、センタピラー６からの荷重は、強度の高い稜線Ｎを主に通るので、より効率的にクロスメンバ３へ荷重を伝達することができる。また、センタピラー６から離間させた分、ガゼット２１の材料削減及び車体軽量化が図られる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、断面Ｌ字状のガゼットは、稜線がセンタピラーの中心軸より車体前方側に位置するように配置してもよい。この場合、第１の延設部はセンタピラーの車体前方側に位置し、第２の延設部は第１の延設部の上端から車体後方に向かって延設される。なお、ガゼットの断面形状はＬ字状に限られず、その他の全体形状、大きさや配置なども上述したものに限られない。

また、センタピラーやロッカ、クロスメンバ、フロアパネルの形状なども上述したものに限られず、ガゼットが連結されるピラーは必ずしもセンタピラーに限られない。

本発明は、車体下部構造に利用可能である。

１，２０…車体下部構造 ２…フロアパネル ３…クロスメンバ ４…ロッカ ４Ａ…ロッカインナ ４Ｂ…ロッカアウタ ６…センタピラー ７，２１…ガゼット（連結部材） ７ａ，７ｂ…孔部 ９，２３…第１の延設部 ９ａ，２３ａ…脚部 ９ｂ…ピラー接続部 １０，２４…第２の延設部 １０ａ，２４ａ…先端 ５０…従来の車体下部構造 ５１…従来のガゼット Ｃ…中心軸 Ｍａ，Ｍｂ…稜線 Ｎ…稜線

Claims (2)

1. 車体のフロアパネル上で車幅方向に延在するクロスメンバと上下方向に延在するピラーとを連結する連結部材を備えた車体下部構造であって、
   前記連結部材は、
   上下方向に沿って延設された第１の延設部と、
   前記第１の延設部の上端から、前記車体の前方向及び前記車体の後方向のうち前記ピラーの中心軸に近づく方向に向かって延設され、車幅方向で前記ピラーに接続される第２の延設部と、を有し、
   前記第１の延設部及び前記第２の延設部の間には、前記クロスメンバから前記ピラーに向かって延在する稜線が形成されており、
   前記第１の延設部は、前記ピラーの車体前方側及び車体後方側のうち何れか一方にのみ位置しており、
   前記第２の延設部は、少なくとも前記第１の延設部の上端から前記ピラーの前記中心軸に至るまで延設されている、ことを特徴とする車体下部構造。
2. 前記第１の延設部の下側と前記ピラーとが離間している、請求項１に記載の車体下部構造。

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