(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
車幅方向両側にて車体前後方向に延設する左右一対のサイドシルと、前記左右一対のサイドシルの車幅方向内側に接続され、車体前後方向に延設する左右一対のリヤフロアサイドメンバと、車幅方向に延設され、前記左右一対のリヤフロアサイドメンバの前端部に接続されると共に車幅方向両端部が前記左右一対のサイドシルに接続されるリヤシートクロスメンバと、前記左右一対のリヤフロアサイドメンバよりも車幅方向内側にて車体前後方向に延設され、前記リヤシートクロスメンバに連結される左右一対のフロントフロアサイドメンバとを備える車体下部構造であって、
前記リヤシートクロスメンバは、
前記フロントフロアサイドメンバの連結箇所よりも車幅方向外側に、当該リヤシートクロスメンバの延設方向に対して交差する方向に延び、車体側方からの衝撃荷重の入力に対して車幅方向での座屈変形を促す縦ビード部と、
前記フロントフロアサイドメンバの連結箇所よりも車幅方向内側において、前記フロントフロアサイドメンバ間に亘って当該リヤシートクロスメンバの延設方向に延び、当該リヤシートクロスメンバの車幅方向での剛性を向上する横ビード部とを備え、
前記リヤシートクロスメンバは、車幅方向に延びる中央領域と前記中央領域の車幅方向外側の両側に設けられ車幅方向内側から車幅方向外側に向けて下方へ傾斜して延びる傾斜領域と前記傾斜領域の車幅方向外側に設けられ前記車幅方向外側に向かって延び前記サイドシルに接続される側部領域とで構成され、
前記フロントフロアサイドメンバは、前記傾斜領域に連結され、
前記縦ビード部が前記側部領域に形成されるとともに前記横ビード部が前記中央領域と前記傾斜領域に亘って形成される
ことを特徴とする車体下部構造。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1のように車体下部のスペースを確保するためにクロスメンバの車幅方向中央部分を嵩上げした構造では、両端部側に屈曲部分が形成されるので、車幅方向での荷重を受けた際にこの屈曲部分に応力が集中し、場合によっては屈曲部分で折れてしまう虞があり側突荷重を受ける上で不利となる。そのためクロスメンバ全体の板厚を増加させたり、屈曲部分をリンフォース等で補強する等の対策が必要となり、コストや重量の増加に繋がっていた。特にリヤシートクロスメンバは、フロントフロアサイドメンバとリヤフロアサイドメンバとを連結しており、車体後部の剛性を確保する上で重要な骨格部材であるため部品自体が大きく、この部材を補強することは、コストや重量の増加に与える影響が大きく、改善の余地があった。
【0006】
以上のことから、本発明は、上述したような課題を解決するために為されたものであって、簡単な構成で、コストや重量の増加を抑えつつ車体側方から入力される衝撃荷重に対する剛性を効率良く向上して左右一対のサイドメンバ間の空間を確実に確保することができる車体下部構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前述した課題を解決する第1の発明に係る車体下部構造は、
車幅方向両側にて車体前後方向に延設する左右一対のサイドシルと、前記左右一対のサイドシルの車幅方向内側に接続され、車体前後方向に延設する左右一対のリヤフロアサイドメンバと、車幅方向に延設され、前記左右一対のリヤフロアサイドメンバの前端部に接続されると共に車幅方向両端部が前記左右一対のサイドシルに接続されるリヤシートクロスメンバと、前記左右一対のリヤフロアサイドメンバよりも車幅方向内側にて車体前後方向に延設され、前記リヤシートクロスメンバに連結される左右一対のフロントフロアサイドメンバとを備える車体下部構造であって、
前記リヤシートクロスメンバは、
前記フロントフロアサイドメンバの連結箇所よりも車幅方向外側に、当該リヤシートクロスメンバの延設方向に対して交差する方向に延び、車体側方からの衝撃荷重の入力に対して車幅方向での座屈変形を促す縦ビード部と、
前記フロントフロアサイドメンバの連結箇所よりも車幅方向内側において、前記フロントフロアサイドメンバ間に亘って当該リヤシートクロスメンバの延設方向に延び、当該リヤシートクロスメンバの車幅方向での剛性を向上する横ビード部とを備え
、
前記リヤシートクロスメンバは、車幅方向に延びる中央領域と前記中央領域の車幅方向外側の両側に設けられ車幅方向内側から車幅方向外側に向けて下方へ傾斜して延びる傾斜領域と前記傾斜領域の車幅方向外側に設けられ前記車幅方向外側に向かって延び前記サイドシルに接続される側部領域とで構成され、
前記フロントフロアサイドメンバは、前記傾斜領域に連結され、
前記縦ビード部が前記側部領域に形成されるとともに前記横ビード部が前記中央領域と前記傾斜領域に亘って形成される
ことを特徴とする。
【0009】
前述した課題を解決する第
2の発明に係る車体下部構造は、第
1の発明に係る車体下部構造であって、
前記フロントフロアサイドメンバは、前記リヤシートクロスメンバの前記傾斜領域と前記側部領域との境界の屈曲部分に隣接する位置に連結される
ことを特徴とする。
【0010】
前述した課題を解決する第
3の発明に係る車体下部構造は、第1
または第2の発明に係る車体下部構造であって、
前記縦ビード部は、前記サイドシル
の車幅方向内側の面と平行に延びるように形成される
ことを特徴とする。
【0011】
前述した課題を解決する第
4の発明に係る車体下部構造は、第1から第
3の何れか一つの発明に係る車体下部構造であって、
前記フロントフロアサイドメンバは、エクステンションを介して後端部が前記リヤシートクロスメンバに連結されており、
前記エクステンションは、前記フロントフロアサイドメンバの後端部を塞ぐとともに前記リヤシートクロスメンバの下方の横板部と後方の縦板部とに跨って巻き付くように接合される
ことを特徴とする。
【0012】
前述した課題を解決する第
5の発明に係る車体下部構造は、第
4の発明に係る車体下部構造であって、
前記エクステンションは、前記フロントフロアサイドメンバの稜線に連続して前記リヤシートクロスメンバの延設方向と交差する方向に延びる2つの稜線を有する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係る車体下部構造によれば、フロントフロアサイドメンバの連結箇所よりも車幅方向外側にあっては、リヤシートクロスメンバの縦ビード部が車体側方からの衝撃荷重の入力により車幅方向に座屈変形し、この座屈変形により前記衝撃荷重のエネルギを吸収する。フロントフロアサイドメンバの連結箇所よりも車幅方向内側にあっては、リヤシートクロスメンバの横ビード部により前記衝撃荷重に対する剛性が高められる。よって、リヤシートクロスメンバに縦ビード部および横ビード部を設けた簡単な構成で、コストや重量の増加を抑制しつつリヤシートクロスメンバの車幅方向での剛性を向上でき、左右一対のフロントフロアサイドメンバ間の空間を確実に確保することができる。また、従来のリヤシートクロスメンバに縦ビード部および横ビード部を設けただけであり、従来と同様に組み付けできることから、組み付け作業が容易である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の一実施形態に係る車体下部構造について、
図1〜
図7を用いて説明する。
【0016】
本実施形態に係る車体下部構造1は、
図1に示すように、自動車の骨格部材10を具備する。
【0017】
骨格部材10は、サイドシル11A,11B、リヤフロアサイドメンバ13A,13B、フロントフロアサイドメンバ15A,15B、クロスメンバ17A,17B,17C,17Dおよびバックボーン19を備える。
【0018】
サイドシル11A,11Bとリヤフロアサイドメンバ13A,13Bとフロントフロアサイドメンバ15A,15Bとバックボーン19とは、車体前後方向に延設している。クロスメンバ17A,17B,17C,17Dは、車幅方向に延設している。
【0019】
サイドシル11A,11Bは、車幅方向両側部に配置される。リヤフロアサイドメンバ13A,13Bは、サイドシル11A,11Bの車幅方向内側に配置される。リヤフロアサイドメンバ13A,13Bの前部側は、サイドシル11A,11Bの後部側と外接し、サイドシル11A,11Bの後部側に固定される。フロントフロアサイドメンバ15A,15Bは、リヤフロアサイドメンバ13A,13Bの車幅方向内側に配置される。
【0020】
クロスメンバ17A,17Bは、リヤフロアサイドメンバ13A,13B間に架設される。クロスメンバ17C,17Dは、サイドシル11A,11B間に架設される。
【0021】
バックボーン19は、車幅方向中央に配置される。
【0022】
上述の自動車の骨格部材10は、さらに、リヤシートクロスメンバ20を備える。リヤシートクロスメンバ20は、リヤフロアサイドメンバ13A,13Bの前部側にて、サイドシル11A,11B間に架設される。リヤシートクロスメンバ20は、リヤフロアサイドメンバ13A,13Bの前部と接続している。リヤシートクロスメンバ20には、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの後部側が接続される。
【0023】
なお、サイドシル11A,11B、リヤフロアサイドメンバ13A,13B、フロントフロアサイドメンバ15A,15B、クロスメンバ17A,17B,17C,17D、バックボーン19およびリヤシートクロスメンバ20の上方には、フロアパネル40が配置されている(
図4〜
図5参照)。
【0024】
ここで、上述のリヤシートクロスメンバ20について、
図2〜
図6を用いて詳細に説明する。
リヤシートクロスメンバ20は、
図2に示すように、中央領域20Aと傾斜領域20Bと側部領域20Cとを備える。中央領域20Aは、リヤシートクロスメンバ20の車幅方向中央にて略水平方向に延設している。傾斜領域20Bは、中央領域20Aの車幅方向外側の両側に設けられ、車幅方向内側から車幅方向外側に向けて下方へ傾斜して延設している。側部領域20Cは、傾斜領域20Bの車幅方向外側に設けられ、略水平方向に延設して、サイドシル11A,11Bに接続されている。すなわち、リヤシートクロスメンバ20は、車幅方向中央部が上方に向け突状をなして形成されており、中央領域20Aが側部領域20Cより上方の位置に嵩上げされた形状とされている。これにより、リヤシートクロスメンバ20は、この下方に、バッテリパックを複数搭載したバッテリユニットや燃料タンクなど、比較的大きな車載装置を配置可能に形成されている。
【0025】
リヤシートクロスメンバ20は、
図2〜
図5に示すように、縦板部21、横板部22、前フランジ部23、上フランジ部24および横フランジ部25,26を備える。
【0026】
縦板部21は、上下方向に延設しており、リヤシートクロスメンバ20の後面を構成している。横板部22は、縦板部21の下端部から先端部側が後端部側よりも下方となるように車体前方側へ傾斜して延設しており、リヤシートクロスメンバ20の下面を構成している。前フランジ部23は、横板部22の前端部に形成され、上下方向に延設する第一前フランジ部23aと、第一前フランジ部23aの下端部から車体前側へ延設する第二前フランジ部23bとを備える。上フランジ部24は、縦板部21の上端部に形成され、車体後側へ延設している。
【0027】
そして、前フランジ部23の第一前フランジ部23aがフロアパネル40の縦板部41に接合されるとともに、前フランジ部23の第二前フランジ部23bがフロアパネル40の前板部42に接合され、上フランジ部24がフロアパネル40の後板部43に接合される。これにより、リヤシートクロスメンバ20がフロアパネル40との間に閉断面を形成している。
【0028】
横フランジ部25は、側部領域20Cの縦板部21の車幅方向外側に形成され、車体前側へ延設している。横フランジ部26は、側部領域20Cの横板部22の車幅方向外側に形成され、上方向へ延設している。この横フランジ部25,26がサイドシル11A,11Bの内側面(車幅方向内側の面)に接合されている。
【0029】
リヤシートクロスメンバ20の車幅方向外側の側部領域20Cには、リヤシートクロスメンバ20の延設方向(車幅方向)に対して交差する方向に延びる縦ビード部27が設けられている。具体的には、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向外側において、縦ビード部27が設けられる。縦ビード部27は、車幅方向にて間隔を空けて複数(図示例では2つ)設けられる。縦ビード部27は、縦板部21にて上下方向に延設するとともに横板部22にて車体前後方向に延設している。本実施形態では、縦ビード部27は、サイドシル11A,11Bの車幅方向内側の面と平行に延びている。また、縦ビード部27は、縦板部21にて車体前方側(フロアパネル40の縦板部41側)へ突出し、横板部22にて上方側(フロアパネル40の後板部43側)へ突出している。この側部領域20Cに縦ビード27を設けることで、車体側方からの衝撃荷重の入力に対してリヤシートクロスメンバ20の傾斜領域20Bより車幅方向外側で、車幅方向での座屈変形を促すように構成している。
【0030】
そして、リヤシートクロスメンバ20の側部領域20Cより車幅方向内側の中央領域20Aと傾斜領域20Bには、リヤシートクロスメンバ20の延設方向である車幅方向に延設する横ビード部28が設けられる。具体的には、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向内側において、中央領域20Aと傾斜領域20Bとに亘って車幅方向に連続して延びる横ビード部28が設けられる。横ビード部28は、縦板部21と横板部22にそれぞれ設けられる。縦板部21に設けられた横ビード部28aは、車体後方側へ突出している。横板部22に設けられた横ビード部28bは、下方側へ突出している。横ビード部28a,28bにより車体側方からの衝撃荷重に対するリヤシートクロスメンバ20の剛性が高められる。
【0031】
上述したように、リヤシートクロスメンバ20において、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向外側(側部領域20C)に剛性を弱める縦ビード部27を設ける一方、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向内側(中央領域20Aと傾斜領域20B)に剛性を高める横ビード部28を設けている。これにより、車体側方から入力される衝撃荷重が所定の大きさよりも大きい場合には、縦ビード部27が座屈変形し、この座屈変形により車体側方からの衝撃荷重のエネルギを吸収する。その一方で横ビード部28a,28bにより車体側方からの衝撃荷重に対する剛性が高められ、リヤシートクロスメンバ20の中央領域20Aと傾斜領域20Bでの変形を抑制する。よって、リヤシートクロスメンバ20は、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向外側の側部領域20Cが、前記衝撃荷重を吸収する領域X1として機能することになる。一方、リヤシートクロスメンバ20は、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向内側の剛性が高められて、傾斜領域20Bが、車体側方からの衝撃荷重を受ける領域X2として機能することになる。
【0032】
また、上述の車体下部構造1は、
図1に示すように、左右一対のフロントフロアサイドメンバ15A,15Bの後端部がリヤシートクロスメンバ20に連結されている。
図7に示すようにフロントフロアサイドメンバ15B(15A)は、エクステンション30を介してリヤシートクロスメンバ20の傾斜領域20Bに連結されている。このエクステンション30は、リヤシートクロスメンバ20の傾斜領域20Bの車幅方向外側、具体的には、側部領域20Cと隣接する位置に設けられる。つまり、フロントフロアサイドメンバ15B(15A)の後端部は、リヤシートクロスメンバ20傾斜領域20Bと側部領域20Cとの境界の屈曲部分に隣接する位置に連結されている。
【0033】
フロントフロアサイドメンバ15A,15Bおよびエクステンション30は、左右対称の構造をしているので、以下左側のフロントフロアサイドメンバ15Bを例に説明する。
フロントフロアサイドメンバ15Bは、
図7に示すように、車幅方向の断面にて、車両前後方向に延設する底板部15Baと、底板部15Baの両側縁から上方に延びる縦壁部15Bbと、縦壁部15Bbの上端部に形成したフランジ部15Bcとを備える。フロントフロアサイドメンバ15Bは、フランジ部15Bcでフロアパネル40の前板部42に接合される。なお、右側のフロントフロアサイドメンバ15Aは、左側のフロントフロアサイドメンバ15Bと同じ形状に形成されている。
【0034】
フロントフロアサイドメンバ15Bに接続されるエクステンション30は、
図7に示すように、車幅方向の断面にて、フロントフロアサイドメンバ15Bとほぼ同じ略U字状をなすエクステンション本体31を有する。エクステンション本体31は、底板部31aと、底板部31aと連続して車体後部側に延びる後板部31dと、底板部31aと後板部31dの両側に設けられる側板部31bと、側板部31bの上端に設けられるフランジ部31cとを備える。
【0035】
後板部31dは、底板部31aから上方側に向かってフロントフロアサイドメンバ15Bの後端部を覆うように湾曲された湾曲部31daと、湾曲部31daの上方側で延設されてリヤシートクロスメンバ20の縦板部21と面接合する平面部31dbとを備える。エクステンション30は、フロントフロアサイドメンバ15Bの後端部に重ねられて接続され、フロントフロアサイドメンバ15Bの稜線15Bda,15Bdbと連続してリヤシートクロスメンバ20の延設方向と交差する方向に延びる2つの稜線31dc,31ddを有する。稜線31dc,31ddは、具体的には、リヤシートクロスメンバ20を横切るように、車体前後方向に延びるとともに後板部31dの両側縁に沿って上方に湾曲するよう延びている。エクステンション30は、フランジ部31cがフロアパネル40とリヤシートクロスメンバ20の下面を成す横板部22に亘って接合され、平面部31dbがリヤシートクロスメンバ20の後面を成す縦板部21に接合される。このエクステンション30により、フロントフロアサイドメンバ15Bは、リヤシートクロスメンバ20の横板部22から縦板部21に亘って巻きつくように接合される。これによって、フロントフロアサイドメンバ15Bとリヤシートクロスメンバ20との接合強度を向上され、強固に連結される。
なお、右側のフロントフロアサイドメンバ15Aに固定されるエクステンション30は、左側のフロントフロアサイドメンバ15Bに固定されるエクステンション30と同じ形状に形成されている。
【0036】
上述したように、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bがリヤシートクロスメンバ20の傾斜領域20Bの車幅方向外側の部位にエクステンション30を介して強固に連結されているので、リヤシートクロスメンバ20の傾斜領域20Bの剛性が向上される。従って車両側方からの衝撃荷重に対して側部領域20Cの縦ビード部27による座屈変形を促進させる一方、傾斜領域20Bより車幅方向内側での変形、特に傾斜領域20Bと側部領域20Cとの境界の屈曲部分での変形を確実に抑制してリヤシートクロスメンバ20の中央領域20Aと傾斜領域20Bでの変形を確実に抑制することができる。
【0037】
以上説明したように、本実施形態に係る車体下部構造1によれば、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向外側の側部領域20Cにリヤシートクロスメンバ20の延設方向(車幅方向)と交差する方向に延びる縦ビード部27を設け、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向内側の中央領域20Aと傾斜領域20Bにリヤシートクロスメンバ20の延設方向に沿って車幅方向に延びる横ビード部28を設けたので、車体側方からの衝撃荷重が入力された際に、まず縦ビード部27が車幅方向に座屈変形し、この座屈変形により衝撃荷重のエネルギを吸収することができ、リヤシートクロスメンバ20のフロントフロアサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向内側の中央領域20Aと傾斜領域20Bに作用する衝撃荷重を抑制することができる。さらに横ビード部28により、リヤシートクロスメンバ20の中央領域20Aと傾斜領域20Bの車幅方向での剛性を高めることができるので、これらの相乗効果により、リヤシートクロスメンバ20のフロントフロアサイドメンバ15A,15Bより車幅方向内側の中央領域20Aと傾斜領域20Bでの変形を抑制することができる。よって、リヤシートクロスメンバ20に縦ビード部27および横ビード部28を設けた簡単な構成で、車体側方からの衝撃荷重に対する剛性を向上させ、左右一対のフロントフロアサイドメンバ15A,15B間の空間を確実に確保することができる。また、従来のリヤシートクロスメンバに縦ビード部27および横ビード部28を設けただけであり、コストや重量の増加を抑制することができる上、組み付け作業が容易である。
【0038】
また、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの後端部をリヤシートクロスメンバ20の傾斜領域20Bと側部領域20Cとの境界部分の近傍に連結したので、傾斜領域20Bがフロントフロアサイドメンバ15A,15Bによって支持され、傾斜領域20Bと側部領域20Cとの間の屈曲部近傍の剛性が向上される。よってリヤシートクロスメンバ20の変形をより確実に抑制することができ、左右一対のフロントフロアサイドメンバ15A,15B間の空間をより確実に確保することができる。
【0039】
また縦ビード部27をサイドシル11A,11Bと平行に形成することにより、車体側方からの衝撃荷重のエネルギが縦ビード部27全体に均一に作用し、衝撃荷重のエネルギを効率良く吸収することができる。これにより、フロントサイドメンバ15A,15Bの連結箇所よりも車幅方向内側に作用する衝撃荷重をより確実に抑制することができるので、左右一対のフロントフロアサイドメンバ15A,15B間の空間をより確実に確保することができる。
【0040】
さらに、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの後端部をリヤシートクロスメンバ20に連結するエクステンション30がリヤシートクロスメンバ20の横板部22と縦板部21の両方を跨いで巻き付くように接合されるので、リヤシートクロスメンバ20とフロントフロアサイドメンバ15A,15Bとがより強固に連結される。これにより、リヤシートクロスメンバ20に作用する衝撃荷重のエネルギがエクステンション30を介してフロントフロアサイドメンバ15A,15Bに確実に伝わり、衝撃荷重に対する剛性がさらに高められる。また、エクステンション30は、横板部22と縦板部21に接合されるので、溶接打点において車体側方からの衝撃荷重をせん断方向で受けることができる。
【0041】
また、エクステンション30は、フロントフロアサイドメンバ15A,15Bの後端部を覆う形状であって、車体前後方向、すなわちリヤシートクロスメンバ20の延設方向(車幅方向)と交差する方向に延設する2つの稜線31dc,31ddを有しているので、車体側方からの衝撃荷重を稜線31dc,31ddのせん断方向で受けることができ、車体側方からの衝撃荷重に対する剛性がさらに高められる。
【0042】
なお、上記では、2つの縦ビード部27を設けたリヤシートクロスメンバ20を備える車体下部構造1について説明したが、縦ビード部は2つに限らず3つ以上の複数の縦ビード部を設けたリヤシートクロスメンバを備える車体下部構造とすることも可能である。このような車体下部構造であっても、上述の車体下部構造1と同様な作用効果を備える。
【0043】
上記では、中央領域20Aが側部領域20Cより上方に嵩上げされたリヤシートクロスメンバ20を備える車体下部構造1について説明したが、中央領域20Aと側部領域20Cが平坦な形状のリヤシートクロスメンバを備える車体下部構造とすることも可能である。このような車体下部構造であっても、上述の車体下部構造1と同様な作用効果を備える。
【0044】
上記では、2つの横ビード部28a,28bを設けたリヤシートクロスメンバ20を備える車体下部構造1について説明したが、横ビード部が2つに限らず3つ以上設けたリヤシートクロスメンバを備える車体下部構造とすることも可能である。このような車体下部構造であっても、上述の車体下部構造1と同様な作用効果を備える。