JP6714630B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体下部構造に関する。

従来の車体下部構造としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の車体下部構造は、車両前後方向に延びるサイドシルと、このサイドシルの車幅方向内側を車幅方向に配置するように連結されたフロアクロスメンバとを備えている。サイドシルは、サイドシルインナとサイドシルアウタレインとにより構成されており、車両前後方向に延びる閉断面を形成している。フロアクロスメンバが取り付けられた位置のサイドシルにおける閉断面空間には、バルクヘッドが配置されている。バルクヘッドは、前方隔壁と、この前方隔壁から車両後方に所定間隔を隔てて配置される後方隔壁と、前方隔壁と後方隔壁との車幅方向外側を車両前後方向に連結する連結面とを有している。前方隔壁及び後方隔壁には、サイドシルインナの内面に取り付けられるフランジがそれぞれ設けられている。

特開２０１５−１１３０５９号公報

しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、車両の側面への衝突時には、車両外側からサイドシルに荷重が入力される。車両外側からの入力荷重は、サイドシルアウタレインからバルクヘッドの連結面、前方隔壁と後方隔壁、フランジ及びサイドシルインナを介してフロアクロスメンバへ伝達される。この場合には、車両外側からの入力荷重を前方隔壁及び後方隔壁の面で受けることになる。このような構造では、バルクヘッドの座屈荷重が小さいため、車両外側からの入力荷重をフロアクロスメンバへ十分に伝達することが困難である。車両外側からの入力荷重をフロアクロスメンバへ十分に伝達するために、例えばバルクヘッドの板厚を大きくすると、車体の重量増加につながる。その結果、コストアップ及び車両の燃費低下が問題となる。

本発明の目的は、車体の重量を増加させることなく、車両外側からの入力荷重をクロスメンバへ十分に伝達することができる車体下部構造を提供することである。

本発明の一態様に係る車体下部構造は、車体前後方向に延在するサイドシルと、サイドシルの車幅方向内側に配置され、車幅方向に延在するクロスメンバとを備え、サイドシルは、サイドシルアウタと、サイドシルアウタの車幅方向内側に配置され、サイドシルアウタと協働して閉断面空間を形成するサイドシルインナとを有し、閉断面空間には、クロスメンバに対応した形状を有するバルクがサイドシルインナを挟んでクロスメンバと対向するように配置されており、バルクは、前壁部と、前壁部の後方に配置された後壁部と、前壁部と後壁部とを繋ぐように設けられ、前壁部及び後壁部とそれぞれ協働して車幅方向に延在する２つの稜線を形成する接続壁部とを有することを特徴とする。

このような車体下部構造においては、車両の側面への衝突時に発生する車両外側からの入力荷重は、サイドシルアウタからバルクの各稜線及びサイドシルインナを介してクロスメンバへと伝達される。このように車両外側からの入力荷重は、前壁部及び後壁部と接続壁部との接続部である稜線で受けることになる。このため、バルクの座屈荷重が大きくなる。これにより、車体の重量を増加させることなく、車両外側からの入力荷重をクロスメンバへ十分に伝達することができる。

接続壁部は、前壁部の上端と後壁部の上端とを繋ぐように設けられた上壁部であってもよい。車両の側面への衝突時には、サイドシルが車体の斜め上方に押されるため、バルクの上部に荷重が入力されやすい。そこで、前壁部の上端と後壁部の上端とを繋ぐ上壁部をバルクに設けることにより、車両外側からの入力荷重が前壁部及び後壁部と上壁部との接続部である稜線を介してクロスメンバへ伝達される。従って、車両外側からの入力荷重をクロスメンバへ効率的に伝達することができる。

前壁部及び後壁部には、車幅方向外側の下端部から車幅方向内側の上端部まで斜めに延在するビードがそれぞれ設けられていてもよい。サイドシルが車体の斜め上方に押されると、バルクも車体の斜め上方に押されるため、バルクへの荷重の入力方向がビードの延在方向に近くなる。従って、ビードによってバルクの崩壊が抑制され、サイドシルの断面崩れが抑制される。これにより、車両外側からの入力荷重をクロスメンバへより十分に伝達することができる。

バルクは、前壁部及び後壁部がクロスメンバと交差するような形状を有していてもよい。このような構成では、前壁部及び後壁部の位置がクロスメンバに対して車体前後方向または車体上下方向に多少ずれていても、バルクからクロスメンバへ荷重が確実に伝達される。

本発明によれば、車体の重量を増加させることなく、車両外側からの入力荷重をクロスメンバへ十分に伝達することができる。

本発明の一実施形態に係る車体下部構造を備えた車体の側部を示す概略断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１及び図２に示されたバルクの側面図である。 図１及び図２に示されたバルクの斜視図である。 車両の側面への衝突時にサイドシルが変形する様子を示す概略断面図である。 比較例として、従来のバルクの一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車体下部構造を備えた車体の側部を示す概略断面図である。図２は、図１のII−II線断面図である。図１及び図２において、車体１は、車両に搭載されている。なお、図中の矢印ＦＲは、車体１の前後方向（以下、車体前後方向）における前側を示し、図中の矢印ＵＰＲは、車体１の上下方向（以下、車体上下方向）における上側を示し、図中の矢印ＯＵＴは、車体１の幅方向（以下、車幅方向）における外側を示している。

車体１は、車体上下方向に延在するセンターピラー２と、このセンターピラー２の下端部に固定され、車体前後方向に延在するサイドシル３と、センターピラー２の上端部に固定され、車体前後方向に延在するルーフサイドレール４と、サイドシル３の車幅方向内側に配置され、車幅方向に延在するフロアクロスメンバ５とを備えている。

センターピラー２は、ピラーアウタパネル６と、このピラーアウタパネル６の車幅方向内側に配置されたピラーインナパネル７とを有している。ピラーアウタパネル６及びピラーインナパネル７は、鋼板で形成されている。なお、図２では、ピラーアウタパネル６は省略されている。

サイドシル３は、サイドシルアウタ８と、このサイドシルアウタ８の車幅方向内側に配置されたサイドシルインナ９とを有している。サイドシルアウタ８及びサイドシルインナ９は、鋼板で形成されている。

サイドシルアウタ８及びサイドシルインナ９は、断面略Ｕ字状を有している。サイドシルアウタ８の上端部及び下端部には、張出部８ａがそれぞれ設けられている。サイドシルインナ９の上端部及び下端部には、張出部９ａがそれぞれ設けられている。張出部８ａ，９ａ同士は、溶接により接合されている。これにより、サイドシルアウタ８及びサイドシルインナ９は、協働して閉断面空間Ｓを形成している。

フロアクロスメンバ５は、例えばセンターピラー２に対応する位置に配置されている。フロアクロスメンバ５は、フロアパネル（図示せず）を補強する。フロアクロスメンバ５は、鋼板で形成されている。フロアクロスメンバ５は、図３に示されるように、断面略Ｕ字状を有している。

フロアクロスメンバ５は、前壁部１０と、後壁部１１と、上壁部１２と、張出部１３，１４とを有している。後壁部１１は、前壁部１０の後方に配置されている。上壁部１２は、前壁部１０の上端と後壁部１１の上端とを繋ぐように設けられている。張出部１３は、前壁部１０の下端と繋がっている。張出部１４は、後壁部１１の下端と繋がっている。張出部１３，１４は、フロアパネル（図示せず）に固定されている。

前壁部１０及び後壁部１１と上壁部１２との接続部は、車幅方向に延在する稜線１５となっている。つまり、上壁部１２は、前壁部１０及び後壁部１１と協働して２つの稜線１５を形成している。

サイドシル３の閉断面空間Ｓには、バルク１６がサイドシルインナ９を挟んでフロアクロスメンバ５と対向するように配置されている。バルク１６は、図３に示されるように、断面略Ｕ字状を有している。つまり、バルク１６は、フロアクロスメンバ５に対応した形状を有している。バルク１６は、薄鋼板で形成されている。

バルク１６は、図３及び図４に示されるように、前壁部１７と、後壁部１８と、上壁部１９と、張出部２０，２１とを有している。後壁部１８は、前壁部１７の後方に配置されている。上壁部１９は、前壁部１７の上端と後壁部１８の上端とを繋ぐように設けられた接続壁部である。張出部２０は、前壁部１７の下端及び外側端と繋がっている。張出部２１は、後壁部１８の下端及び外側端と繋がっている。張出部２０には、固定部分２０ａ，２０ｂが設けられている。張出部２１には、固定部分２１ａ，２１ｂが設けられている。固定部分２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂは、サイドシルアウタ８に溶接により接合されている。

前壁部１７及び後壁部１８と上壁部１９との接続部は、車幅方向に延在する稜線２２となっている。つまり、上壁部１９は、前壁部１７及び後壁部１８と協働して２つの稜線２２を形成している。

前壁部１７及び後壁部１８の外壁面には、車幅方向外側の下端部から車幅方向内側の上端部まで斜めに延在する凸状のビード２３がそれぞれ設けられている。ビード２３は、前壁部１７及び後壁部１８を補強する機能を有している。

バルク１６は、図３に示されるように、前壁部１７がフロアクロスメンバ５の前壁部１０と交差すると共に後壁部１８がフロアクロスメンバ５の後壁部１１と交差するような形状を有している。

以上において、図５に示されるように、車両の側面への衝突（側突）が起こると、センターピラー２が車幅方向内側に押されて変形することで、サイドシル３が車体１の斜め上方に引っ張り上げられるように車幅方向内側に押され、車両外側からサイドシル３に荷重が入力される。なお、図５では、側突バリア２４が車両に側突する様子が示されている。側突バリア２４は、側突試験用の台車である。このとき、車両外側からの入力荷重は、サイドシルアウタ８からバルク１６の各稜線２２及びサイドシルインナ９を介してフロアクロスメンバ５へと伝達される。

図６は、比較例として、従来のバルクの一例を示す斜視図である。図６において、本比較例のバルク５０は、前壁部５１と、後壁部５２と、側壁部５３と、張出部５４，５５とを有している。側壁部５３は、前壁部５１の内側端と後壁部５２の内側端とを繋ぐように設けられている。張出部５４は、前壁部５１の下端及び外側端と繋がっている。張出部５５は、後壁部５２の下端及び外側端と繋がっている。

このような比較例においては、車両の側面への衝突時に発生する車両外側からの入力荷重は、サイドシルアウタ８からバルク５０の前壁部５１と後壁部５２、側壁部５３及びサイドシルインナ９を介してフロアクロスメンバ５へと伝達される。従って、本変形例では、車両外側からの入力荷重を前壁部５１及び後壁部５２の面で受ける構造となっている。

ここで、フロアクロスメンバ５は、２つの稜線１５を有している。このため、バルク５０は、車両外側からの入力荷重をフロアクロスメンバ５の各稜線１５に伝達する必要がある。しかし、車両外側からの入力荷重を前壁部５１及び後壁部５２の面で受ける構造では、バルク５０の座屈荷重が小さく、車両外側からの入力荷重をフロアクロスメンバ５へ十分に伝達することが困難である。車両外側からの入力荷重をフロアクロスメンバ５へ十分に伝達するためには、バルク５０の板厚を大きくするか、或いはフロアクロスメンバ５の各稜線１５に対応した位置に配置された２つのバルク５０を使用し、フロアクロスメンバ５の各稜線１５に入力荷重をそれぞれ伝達する必要がある。バルク５０の板厚を大きくすると、バルク５０の質量が大きくなり、コストアップ及び車体の重量増加につながる。２つのバルク５０を使用すると、部品点数及び溶接工数が多くなるため、コストアップ及び車体の重量増加につながる。

このような課題に対し、本実施形態では、車両の側面への衝突時に発生する車両外側からの入力荷重は、サイドシルアウタ８からバルク１６の各稜線２２及びサイドシルインナ９を介してフロアクロスメンバ５へと伝達される。このように車両外側からの入力荷重は、前壁部１７及び後壁部１８と上壁部１９との接続部である稜線２２で受けることになる。このため、バルク１６の座屈荷重が大きくなる。これにより、車両外側からの入力荷重をフロアクロスメンバ５へ十分に伝達することができる。その結果、バルク１６の板厚を大きくしなくて済むため、バルク１６の質量を低減し、車体１の重量を低減することができる。また、使用するバルク１６は１つで済むため、車体１の重量を低減することができると共に、部品点数及び溶接工数を削減することができる。以上により、コスト削減を図ることが可能となる。さらに、車体１の重量が低減されるため、車両の燃費を向上させることが可能となる。

また、車両の側面への衝突時には、図５に示されるように、サイドシル３が車体１の斜め上方に押されるため、バルク１６の上部に荷重が入力されやすい。本実施形態では、前壁部１７の上端と後壁部１８の上端とを繋ぐ上壁部１９をバルク１６に設けることにより、上述したように車両外側からの入力荷重が前壁部１７及び後壁部１８と上壁部１９との接続部である稜線２２を介してフロアクロスメンバ５へ伝達される。従って、車両外側からの入力荷重をフロアクロスメンバ５へ効率的に伝達することができる。

また、本実施形態では、バルク１６の前壁部１７及び後壁部１８には、車幅方向外側の下端部から車幅方向内側の上端部まで斜めに延在するビード２３がそれぞれ設けられている。図５に示されるように、サイドシル３が車体１の斜め上方に押されると、バルク１６も車体１の斜め上方に押されるため、バルク１６への荷重の入力方向がビード２３の延在方向に近くなる。従って、ビード２３によってバルク１６の崩壊が抑制され、サイドシル３の断面崩れが抑制される。これにより、車両外側からの入力荷重をフロアクロスメンバ５へより十分に伝達することができる。

また、本実施形態では、バルク１６は、前壁部１７及び後壁部１８がフロアクロスメンバ５と交差するような形状を有している。従って、前壁部１７及び後壁部１８の位置がそれぞれフロアクロスメンバ５の前壁部１０及び後壁部１１に対して車体前後方向または車体上下方向に多少ずれていても、バルク１６からフロアクロスメンバ５へ荷重が確実に伝達される。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、バルク１６は、前壁部１７の上端と後壁部１８の上端とを繋ぐように設けられた上壁部１９を有しているが、バルク１６の構造としては、特にそのような形態には限定されない。例えばフロアクロスメンバ５が略Ｈ字状を有している場合には、バルク１６についても、フロアクロスメンバ５に合わせて略Ｈ字状を有するような構造とする。この場合、バルク１６は、前壁部１７における上端と下端との間の部分と後壁部１８における上端と下端との間の部分とを繋ぐように設けられた接続壁部を有する。

また、上記実施形態では、バルク１６は、前壁部１７がフロアクロスメンバ５の前壁部１０と交差すると共に後壁部１８がフロアクロスメンバ５の後壁部１１と交差するような形状を有しているが、バルク１６の形状としては、特にそのような形態には限定されない。バルク１６の前壁部１７及び後壁部１８の形状をそれぞれフロアクロスメンバ５の前壁部１０及び後壁部１１と完全に対応した形状とすることで、前壁部１７及び後壁部１８がそれぞれ前壁部１０及び後壁部１１と交差しないようにしてもよい。

また、上記実施形態では、バルク１６は、車両外側からの入力荷重をフロアクロスメンバ５へ伝達しているが、本発明は、特にフロアクロスメンバ５には限られず、フロントクロスメンバ及びリアクロスメンバにも適用可能である。具体的には、バルク１６は、車両外側からの入力荷重をフロントクロスメンバへ伝達してもよいし、リアクロスメンバに伝達してもよい。

１…車体、３…サイドシル、５…フロアクロスメンバ（クロスメンバ）、８…サイドシルアウタ、９…サイドシルインナ、１６…バルク、１７…前壁部、１８…後壁部、１９…上壁部（接続壁部）、２２…稜線、２３…ビード、Ｓ…閉断面空間。

Claims (3)

1. 車体前後方向に延在するサイドシルと、
   前記サイドシルの車幅方向内側に配置され、車幅方向に延在するクロスメンバとを備え、
   前記サイドシルは、サイドシルアウタと、前記サイドシルアウタの車幅方向内側に配置され、前記サイドシルアウタと協働して閉断面空間を形成するサイドシルインナとを有し、
   前記閉断面空間には、前記クロスメンバに対応した形状を有するバルクが前記サイドシルインナを挟んで前記クロスメンバと対向するように配置されており、
   前記バルクは、前壁部と、前記前壁部の後方に配置された後壁部と、前記前壁部と前記後壁部とを繋ぐように設けられ、前記前壁部及び前記後壁部とそれぞれ協働して車幅方向に延在する２つの稜線を形成する接続壁部とを有し、
   前記接続壁部は、前記前壁部の上端と前記後壁部の上端とを繋ぐように設けられた上壁部であり、
   前記前壁部及び前記後壁部には、車幅方向外側の下端部から車幅方向内側の上端部まで斜めに延在するビードがそれぞれ設けられており、
   前記ビードは、前記車幅方向外側の下端部から前記車幅方向内側の上端部に向かうに従って幅狭となるような形状を有していることを特徴とする車体下部構造。
2. 前記上壁部には、前記車幅方向外側から前記車幅方向内側に向かうに従って幅狭となるような形状を有する他のビードが設けられていることを特徴とする請求項１記載の車体下部構造。
3. 前記バルクは、前記前壁部及び前記後壁部が前記クロスメンバと交差するような形状を有していることを特徴とする請求項１または２記載の車体下部構造。

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