特開 2023-30757 車体下部構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023030757

(43)【公開日】2023-03-08

(54)【発明の名称】車体下部構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20230301BHJP

【ＦＩ】

B62D25/20 F

B62D25/20 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021136068

(22)【出願日】2021-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】園部 蒼馬

【テーマコード（参考）】

3D203

【Ｆターム（参考）】

3D203BB06

3D203BB12

3D203BB22

3D203CA25

3D203CA37

3D203CA52

3D203DB05

(57)【要約】

【課題】衝突荷重に対するクロスメンバの耐力を高め、車体下部構造のエネルギー吸収性能を向上させる。
【解決手段】車体下部構造１において、フロアパネル１０と、サイドシル２０と、クロスメンバ３０と、フロアパネル１０とクロスメンバ３０の接合部４０と、を備え、サイドシル２０は、中空部２０ａと、衝撃吸収部２３と、を有し、衝撃吸収部２３は、サイドシル２０の車幅方向車内側の壁部２５に接続され、クロスメンバ３０は、天壁部３１を含む複数の壁部と、複数の稜線部３４と、を有し、複数の稜線部３４は、接合部４０から天壁部３１までの間に第１稜線部Ａと、第２稜線部Ｂと、を有し、第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂは、車幅方向から見て、衝撃吸収部２３の配置領域Ｒと重なる領域に位置している。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体下部に配置されるフロアパネルと、
前記フロアパネルの車幅方向端部に設けられた、車長方向に延伸するサイドシルと、
前記サイドシルに接続された、車幅方向に延伸するクロスメンバと、
前記フロアパネルと前記クロスメンバの接合部と、を備え、
前記サイドシルは、
車長方向に延伸する中空部と、
前記中空部に配置された衝撃吸収部と、を有し、
前記衝撃吸収部は、前記サイドシルの車幅方向車内側の壁部に接続され、
前記クロスメンバは、
天壁部を含む複数の壁部と、
各壁部の間に挟まれた、車幅方向に延伸する複数の稜線部と、を有し、
前記複数の稜線部は、前記接合部から前記天壁部までの間に第１稜線部と、第２稜線部と、を有し、
前記第１稜線部の曲げ中心は、前記クロスメンバの内側に位置し、
前記第２稜線部の曲げ中心は、前記クロスメンバの外側に位置し、
前記第１稜線部と前記第２稜線部は、車幅方向から見て、前記衝撃吸収部の配置領域と重なる領域に位置している、車体下部構造。

【請求項2】

前記天壁部に凹部が形成され、
前記凹部は、底壁部と、２つの側壁部と、を有し、
前記底壁部は、前記２つの側壁部の間に位置し、
前記底壁部と前記２つの側壁部に挟まれた稜線部は、車幅方向に延伸している、請求項１に記載の車体下部構造。

【請求項3】

前記クロスメンバは、第１の部品と、第２の部品と、を有し、
前記第１の部品と前記第２の部品は、それぞれが前記第１稜線部と前記第２稜線部を有し、
前記第１の部品と前記第２の部品は、前記底壁部において互いに接続されている、請求項２に記載の車体下部構造。

【請求項4】

前記天壁部は、車幅方向から見て、前記衝撃吸収部の前記配置領域と重なる領域に位置している、請求項１～３のいずれか一項に記載の車体下部構造。

【請求項5】

前記クロスメンバを補強する補強部材を備え、
前記補強部材は、底面部と、２つの側面部と、を有し、
前記底面部は、前記２つの側面部の間に位置し、
前記底面部と前記２つの側面部の間に挟まれた稜線部は、車幅方向に延伸し、
前記底面部は、前記クロスメンバの前記天壁部の上方に位置し、
前記２つの側面部は、前記クロスメンバの前記天壁部以外の壁部にそれぞれ接合されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の車体下部構造。

【請求項6】

前記補強部材は、車幅方向に間隔をおいて複数設けられている、請求項５に記載の車体下部構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車の車体下部構造に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、世界中で自動車の燃費規制が厳格化され、電気自動車（ＥＶ）の開発が推進されている。電気自動車は床下にバッテリーが配置されることから、衝突時にバッテリーを保護するためには、車体下部の構造によって衝突エネルギーを吸収する必要がある。例えば電柱と車体側面が接触するような衝突形態では、サイドシル、クロスメンバ、バッテリーケース等の車体下部に設けられる部品によって衝突エネルギーが吸収される。一方で、エネルギー吸収性能の向上を図るために、高強度材料を採用することや部品の板厚を増加させることは、大幅な重量増とコスト増を招く。このため、エネルギー吸収性能の向上は、車体下部の構造的な改良によって実現されることが望ましい。

【0003】

車体下部構造に関する技術として、特許文献１には、中空状の自動車骨格部材の内方に、凹凸を有する補強部材が配置される構造が開示されている。特許文献２には、一対のロッカ（サイドシル）と複数のクロスメンバを備え、隣り合うクロスメンバの離間距離を、側面衝突時の入力荷重に対するロッカの曲げ反力が入力荷重以上となるように設定することが開示されている。特許文献３には、一対の縦壁を有するハット形状の衝撃吸収部材がサイドシル内部に配置され、上側の縦壁の車幅方向車内側にクロスメンバが、下側の縦壁の車幅方向車内側にバッテリーサイドフレームが配置される構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２０／０８５３８３号

【特許文献2】特開２０１９－０３１２１９号公報

【特許文献3】特許第６７３４７０９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

側面衝突時に衝撃吸収部材のエネルギー吸収性能を最大限引き出すためには、衝撃吸収部材の全体を塑性変形させて圧潰させることが好ましい。しかし、側面衝突時において、衝撃吸収部材が接続されたサイドシルの壁部が早期に座屈すると、サイドシルの面外変形に追従して衝撃吸収部材の姿勢が変化し、衝撃吸収部材に入力される衝突荷重が当初の想定通りに伝達されない可能性がある。この場合、衝撃吸収部材が所望の変形挙動を示さず、衝撃吸収部材の未変形部が残存しやすくなる。したがって、衝撃吸収部材のエネルギー吸収性能を最大限引き出すためには、衝撃吸収部材が接続されたサイドシルの壁部の面外変形を抑えることが好ましい。

【0006】

ところで、サイドシルに接続されたクロスメンバに伝達される衝突荷重は、主に衝撃吸収部材を介して伝達される。このため、側面衝突時のクロスメンバには、衝撃吸収部材が配置された領域から局所的に衝突荷重が入力される。そして、このような局所荷重がクロスメンバに入力されると、クロスメンバを構成する平面部が撓み、その平面部に過大な面外変形が生じる場合がある。この場合、クロスメンバが接続されたサイドシルの車内側壁部の面外変形が誘発され、前述のようにサイドシルの面外変形に追従する衝撃吸収部材の姿勢変化が起こり、衝撃吸収部材の未変形部が残存しやすくなる。

【0007】

すなわち、側面衝突時に衝撃吸収部材の塑性変形を促進させてエネルギー吸収性能を向上させるためには、サイドシルの車内側壁部の面外変形を抑制する必要があるが、そのためには衝撃吸収部材を介して伝達される衝突荷重に対するクロスメンバの耐力を高める必要がある。

【0008】

しかしながら、特許文献１～３には、衝突荷重に対するクロスメンバの耐力を高めるための構造は開示されていない。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、衝突荷重に対するクロスメンバの耐力を高め、車体下部構造のエネルギー吸収性能を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決する本発明は、車体下部構造であって、車体下部に配置されるフロアパネルと、前記フロアパネルの車幅方向端部に設けられた、車長方向に延伸するサイドシルと、前記サイドシルに接続された、車幅方向に延伸するクロスメンバと、前記フロアパネルと前記クロスメンバの接合部と、を備え、前記サイドシルは、車長方向に延伸する中空部と、前記中空部に配置された衝撃吸収部と、を有し、前記衝撃吸収部は、前記サイドシルの車幅方向車内側の壁部に接続され、前記クロスメンバは、天壁部を含む複数の壁部と、各壁部の間に挟まれた、車幅方向に延伸する複数の稜線部と、を有し、前記複数の稜線部は、前記接合部から前記天壁部までの間に第１稜線部と、第２稜線部と、を有し、前記第１稜線部の曲げ中心は、前記クロスメンバの内側に位置し、前記第２稜線部の曲げ中心は、前記クロスメンバの外側に位置し、前記第１稜線部と前記第２稜線部は、車幅方向から見て、前記衝撃吸収部の配置領域と重なる領域に位置していることを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、衝突荷重に対するクロスメンバの耐力を高め、車体下部構造のエネルギー吸収性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る車体下部構造の概略を示す図である。

【図2】サイドシルの軸方向（車長方向）に垂直な断面を示す図である。

【図3】衝撃吸収部材の形状を示す斜視図である。

【図4】図３の衝撃吸収部材を車幅方向から見た図である。

【図5】サイドシルの形状例を示す図である。

【図6】クロスメンバの軸方向（車幅方向）に垂直な断面を示す図である。

【図7】クロスメンバの形状例を示す図である。

【図8】クロスメンバの形状例を示す図である。

【図9】第１稜線部と第２稜線部を有するクロスメンバの形状例を示す図である。

【図10】第１稜線部と第２稜線部の一方または両方を有しないクロスメンバの形状例を示す図である。

【図11】クロスメンバに補強部材が接合された例を示す図である。

【図12】補強部材の配置例を示す図である。

【図13】中空部を有するクロスメンバの形状例を示す図である。

【図14】中空部を有するクロスメンバに補強部材が接合された例を示す図である。

【図15】ポール側突シミュレーションの解析モデルを示す図である。

【図16】シミュレーション結果を示す図である。

【図17】シミュレーション結果を示す図である。

【図18】シミュレーション結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態に係る車体下部構造の概略を示す図である。図２は、サイドシルの軸方向（車長方向）に垂直な断面を示す図である。図３は、衝撃吸収部材の形状を示す斜視図である。図４は、図３の衝撃吸収部材を車幅方向から見た図である。なお、本明細書で参照する図面に示される「Ｘ方向」は車幅方向、「Ｙ方向」は車長方向、「Ｚ方向」は車高方向である。なお、本明細書における部品同士の「接続」には、部品同士が接触している状態の他、部品同士が接合されている状態も含まれる。また、本明細書における部品同士の「接合」には、溶接による接合の他、例えば接着剤による接合も含まれる。

【0015】

車体下部構造１は、自動車の車体下部に配置されるフロアパネル１０と、サイドシル２０と、クロスメンバ３０を備えている。車体下部構造１は、ハイブリットカーや電気自動車の他、例えば内燃機関を動力源とする他の自動車など、フロアパネル、サイドシルおよびクロスメンバを有した車体下部構造を備える自動車に適用することができる。

【0016】

サイドシル２０は、車長方向（Ｙ方向）に延伸する中空部２０ａを有した部材であり、フロアパネル１０の車幅方向（Ｘ方向）の端部に配置されている。

【0017】

サイドシル２０は、アウター部品２１と、インナー部品２２と、衝撃吸収部２３を有している。なお、図１では衝撃吸収部２３の形状を模式的に示し、図２～図４において具体的な形状を示している。

【0018】

アウター部品２１とインナー部品２２は、それぞれハット形状の部品であり、アウター部品２１のフランジとインナー部品２２のフランジが互いに接合されることによって、サイドシル２０は中空状に形成される。サイドシル２０の車幅方向車外側の壁部（以下、「車外側壁部２４」）には、側面衝突時に衝突荷重が入力される。また、サイドシル２０の車幅方向車内側の壁部（以下、「車内側壁部２５」）には、前述のフロアパネル１０が接続される。

【0019】

衝撃吸収部２３は、衝突時に自身の塑性変形により衝突エネルギーを吸収する部材であり、サイドシル２０の車長方向（Ｙ方向）に延伸している。本実施形態における衝撃吸収部２３は、アウター部品２１およびインナー部品２２の車高方向（Ｚ方向）の中央部において、車外側壁部２４と車内側壁部２５の間に架設されるようにして両壁部２４、２５の内面に接続されている。

【0020】

図２～図４に示すように、衝撃吸収部２３は、複数の底面部２３ａと、その底面部２３ａを間に挟む２つの側面部２３ｂと、各側面部２３ｂの上端部に接続される天面部２３ｃを有している。各面２３ａ～２３ｃの間にある稜線部２３ｄは、それぞれ車幅方向（Ｘ方向）に延びている。衝撃吸収部２３は、このような底面部２３ａ、２つの側面部２３ｂおよび天面部２３ｃが車長方向（Ｙ方向）に沿って連続して設けられている。このため、衝撃吸収部２３の形状は、車長方向に沿って連続する凹凸を有した波形状となっている。

【0021】

なお、本明細書では、車幅方向（Ｘ方向）から見た際の衝撃吸収部２３が配置された領域を「衝撃吸収部２３の配置領域Ｒ」と称す。例えば図４に示す衝撃吸収部２３においては、底面部２３ａから天面部２３ｃまでの領域が衝撃吸収部２３の配置領域Ｒである。

【0022】

サイドシル２０の概略構成の説明は以上の通りであるが、サイドシル２０の構成は特に限定されず、公知の構成を適用してもよい。また、図５に示すように、サイドシル２０は、例えば押出成形によって、中空部２０ａと、衝撃吸収部２３を有する構成であってもよい。なお、図５の例における衝撃吸収部２３の配置領域Ｒは、衝撃吸収部２３の下面と上面の間の領域である。

【0023】

クロスメンバ３０は、車幅方向（Ｘ方向）に延伸する部材である。本実施形態におけるクロスメンバ３０は、車長方向（Ｙ方向）に延伸する一対のサイドシル２０に架設されるように延伸し、クロスメンバ３０の車幅方向における両端部がサイドシル２０の車内側壁部２５に接続されている。なお、クロスメンバ３０は例えば車幅方向における一端部がサイドシル２０の車内側壁部２５に接続され、他端部がフロアトンネル（図示せず）に接続されてもよい。また、クロスメンバ３０の数は特に限定されず、クロスメンバ３０は、車長方向（Ｙ方向）に間隔をおいて複数設けられてもよい。

【0024】

以下、クロスメンバ３０の形状について説明する。図６は、クロスメンバ３０の軸方向（車幅方向）に垂直な断面を示す図である。図７および図８は、クロスメンバ３０の形状例を示す図である。

【0025】

図６に示すように、クロスメンバ３０は、天壁部３１と、２つの縦壁部３２と、２つのフランジ部３３を含む複数の壁部を有している。

【0026】

縦壁部３２の上端は、天壁部３１の車長方向（Ｙ方向）の端部に接続されている。縦壁部３２の下端は、フランジ部３３に接続されている。天壁部３１、縦壁部３２およびフランジ部３３の各壁部の間に挟まれた稜線部３４は、車幅方向（Ｘ方向）に延伸している。このような形状のクロスメンバ３０は、フランジ部３３がフロアパネル１０に接合されることによって、車幅方向に延伸する中空部３０ａが形成されている。なお、本明細書で参照する図面中の黒丸部は、隣り合う２部品の接合部４０を示している。

【0027】

縦壁部３２は、第１壁部３２ａと、第２壁部３２ｂと、第３壁部３２ｃを有している。第１壁部３２ａと第３壁部３２ｃはそれぞれ車高方向（Ｚ方向）に延伸し、第２壁部３２ｂは、第１壁部３２ａの上端と第３壁部３２ｃの下端に接続されている。各壁部３２ａ～３２ｃの間に挟まれた各稜線部３４は、車幅方向（Ｘ方向）に延伸している。第１壁部３２ａと第２壁部３２ｂに挟まれた稜線部３４は、曲げ中心がクロスメンバ３０の内側（中空部３０ａの内側）に位置している。第２壁部３２ｂと第３壁部３２ｃに挟まれた稜線部３４は、曲げ中心がクロスメンバ３０の外側（中空部３０ａの外側）に位置している。

【0028】

縦壁部３２は、上記の構成を有していることにより段状に形成されている。そして、第１壁部３２ａと第２壁部３２ｂに挟まれた稜線部３４と、第２壁部３２ｂと第３壁部３２ｃに挟まれた稜線部３４は、車幅方向（Ｘ方向）から見て、衝撃吸収部２３の配置領域Ｒと重なる位置に存在している。

【0029】

以降の説明では、フロアパネル１０との接合部４０から天壁部３１までに存在する複数の稜線部３４のうち、曲げ中心がクロスメンバ３０の内側（中空部３０ａの内側）に位置し、かつ、車幅方向（Ｘ方向）から見て衝撃吸収部２３の配置領域Ｒと重なる領域に位置する稜線部３４を「第１稜線部Ａ」と称す場合がある。また、曲げ中心がクロスメンバ３０の外側（中空部３０ａの外側）に位置し、かつ、車幅方向から見て衝撃吸収部２３の配置領域Ｒと重なる領域に位置する稜線部３４を「第２稜線部Ｂ」と称す場合がある。例えば図６に示すクロスメンバ３０においては、第１壁部３２ａと第２壁部３２ｂの間の稜線部３４が第１稜線部Ａであり、第２壁部３２ｂと第３壁部３２ｃの間の稜線部３４が第２稜線部Ｂである。

【0030】

すなわち、本実施形態におけるクロスメンバ３０は、車幅方向（Ｘ方向）から見て、第１稜線部Ａ、第２稜線部Ｂ、および第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂの間の第２壁部３２ｂが、衝撃吸収部２３の配置領域Ｒと重なる領域に位置している。また、第１稜線部Ａから下方に延びる第１壁部３２ａの一部が配置領域Ｒ内に位置し、残部は配置領域Ｒ外に位置している。また、第２稜線部Ｂから上方に延びる第３壁部３２ｃの一部が配置領域Ｒ内に位置し、残部は配置領域Ｒ外に位置している。

【0031】

車体下部構造１が備えるフロアパネル１０、サイドシル２０およびクロスメンバ３０の概略構成の説明は以上の通りである。なお、フロアパネル１０、サイドシル２０、クロスメンバ３０は、例えば引張強さが４４０～２５００ＭＰａの鋼材やアルミニウム合金部材、マグネシウム合金部材等の金属材料で形成される。

【0032】

本実施形態に係る車体下部構造１によれば、クロスメンバ３０の縦壁部３２が複数の壁部３２ａ～３２ｃで構成されていることによって縦壁部３２の面剛性が向上する。詳述すると、本実施形態における縦壁部３２は、縦壁部全体の高さ（車高方向長さ）が単一の壁部で構成される従前の縦壁部と同一の高さであっても、縦壁部３２を構成する一つあたりの壁部の高さが低いため、各壁部の面剛性が高まる。その結果、縦壁部３２全体の面剛性も高まるため、縦壁部３２の面外変形が抑制され、衝突荷重に対するクロスメンバ３０の耐力が向上する。

【0033】

また、クロスメンバ３０に入力される衝突荷重は、衝撃吸収部２３の配置領域Ｒから主に伝達されるが、本実施形態におけるクロスメンバ３０においては、第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが、車幅方向（Ｘ方向）から見て、衝撃吸収部２３の配置領域Ｒと重なる位置にある。このため、配置領域Ｒから伝達される衝突荷重を第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂで受けることができるため、衝突荷重に対するクロスメンバ３０の耐力が向上する。

【0034】

したがって、本実施形態に係る車体下部構造１によれば、側面衝突時の衝突荷重に対するクロスメンバ３０の耐力を高めることができ、クロスメンバ３０の縦壁部３２の面外変形を抑制することができる。その結果、クロスメンバが接続されたサイドシル２０の車内側壁部の面外変形も抑制することができ、衝撃吸収部２３の塑性変形を促進させることが可能となる。これにより、後述の実施例でも示すように、車体下部構造１のエネルギー吸収性能を向上させることができる。

【0035】

なお、段状に形成された縦壁部３２の段数が過度に多くなって各段の壁部の高さが過度に低くなると、各段の境界が曖昧となり、衝突時における縦壁部３２の変形挙動が、縦壁部が一つの壁部で構成されている場合と同様の変形挙動となる可能性がある。縦壁部３２の段数としての好ましい上限は、クロスメンバ３０の形状や衝撃吸収部２３の配置領域Ｒの大きさに応じて異なるが、縦壁部３２の面剛性向上の効果を高めるためには、縦壁部３２の段数は例えば２～３段であることが好ましい。

【0036】

図７に示すように、クロスメンバ３０の天壁部３１は、車幅方向（Ｘ方向）から見て、衝撃吸収部２３の配置領域Ｒと重なる領域に位置してもよい。この場合、第１壁部３２ａと第２壁部３２ｂの間の稜線部３４に加え、天壁部３１と第３壁部３２ｃの間の稜線部３４も第１稜線部Ａとなり、衝撃吸収部２３の配置領域Ｒから伝達される衝突荷重を受ける稜線部の数が増加する。これにより、衝突荷重に対するクロスメンバ３０の耐力を効果的に高めることができる。

【0037】

図８に示すように、クロスメンバ３０の天壁部３１には、凹部３５が形成されてもよい。図８に示す凹部３５は、底壁部３５ａと、側壁部３５ｂを有している。側壁部３５ｂは、底壁部３５ａと天壁部３１の間にある壁部であり、底壁部３５ａと側壁部３５ｂに挟まれた稜線部３４は車幅方向（Ｙ方向）に延伸している。このような凹部３５が天壁部３１に形成されていることにより、衝突荷重を受ける稜線部の数が増加し、クロスメンバ３０の耐力を高めることができる。

【0038】

また、クロスメンバ３０は、図８のように複数の部品で構成されてもよい。図８に示す例では、クロスメンバ３０が第１の部品３６と第２の部品３７で構成されている。第１の部品３６と第２の部品３７は、それぞれ第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂを有していて、凹部３５の底壁部３５ａにおいて両部品が接合されている。

【0039】

クロスメンバ３０の形状は以上で説明した形状に限定されず、例えば図９に示す形状であってもよい。図９（ａ）は、２つの縦壁部３２のうちの一方の縦壁部３２のみが段状に形成された例である。図９（ｂ）は、凹部３５の底壁部３５ａがフロアパネル１０に接していない例である。図９（ｃ）は、凹部３５の底壁部３５ａが衝撃吸収部２３の配置領域Ｒ内に位置する例である。図９（ｄ）は、縦壁部３２の段数が４段の例である。図９（ｅ）は、縦壁部３２が傾斜部を有している例である。

【0040】

図９（ｆ）は、縦壁部３２が段状に形成されていないが、凹部３５の側壁部３５ｂが段状に形成された例である。この例では、凹部３５の底壁部３５ａとフロアパネル１０が接合され、その接合部４０から天壁部３１までの間に第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが存在している。このため、側壁部３５ｂの面剛性が高まり、衝突荷重に対するクロスメンバ３０の耐力を高めることができる。すなわち、段状に形成される壁部は、縦壁部３２に限定されず、フロアパネル１０との接合部４０から天壁部３１までの間にある壁部であればよい。

【0041】

図１０は、第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂの一方または両方を有しないクロスメンバ３０の形状例を示す図である。図１０（ａ）は、一般的なハット形状のクロスメンバ３０を示す例である。図１０（ｂ）は、天壁部３１が衝撃吸収部２３の配置領域Ｒと重なる領域に位置していることにより第１稜線部が存在するが、第２稜線部Ｂが存在しない例である。図１０（ｃ）は、縦壁部３２が段状に形成されているが、各壁部の稜線部３４が衝撃吸収部２３の配置領域Ｒ外に位置する例である。図１０（ｄ）は、天壁部３１に凹部３５が形成されているが、第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが存在しない例である。

【0042】

図１０（ｅ）は、図９（ｆ）に示すクロスメンバ３０と同一の形状であるが、凹部３５の底壁部３５ａとフロアパネル１０が接合されていない例である。このクロスメンバ３０においては、凹部３５の側壁部３５ｂが段状に形成されているが、底壁部３５ａがフロアパネル１０に接合されていないために、クロスメンバ３０の耐力向上への寄与度が低い。

【0043】

以上、クロスメンバ３０の形状について説明したが、図１１に示すように、クロスメンバ３０に補強部材５０が接合されてもよい。この補強部材５０は、軸方向（Ｘ方向）の断面がコ字状となるように形成されていて、底面部５１と、その底面部５１を間に挟む２つの側面部５２を有している。図１１に示す例では、補強部材５０の底面部５１がクロスメンバ３０の天壁部３１の外面に接合され、補強部材５０の側面部５２がクロスメンバ３０の第１壁部３２ａの外面に接合されている。このような補強部材５０が設けられることによって、クロスメンバ３０と補強部材５０で囲まれる閉断面が形成され、クロスメンバ３０の各壁部の面剛性を向上させることができる。なお、補強部材５０の底面部５１は、クロスメンバ３０の天壁部３１に接してなくてもよい。

【0044】

補強部材５０は、クロスメンバ３０の全長にわたって延伸する形状であってもよいが、図１２に示すように、複数の補強部材５０が車幅方向（Ｘ方向）に沿って間隔をおいて配置されてもよい。

【0045】

また、以上の説明では、クロスメンバ３０がフロアパネル１０に接合されることで、車幅方向（Ｘ方向）に延伸する中空部３０ａが形成されていたが、図１３に示すように、クロスメンバ３０は、例えば押出成形によって中空状に形成されてもよい。このクロスメンバ３０は、天壁部３１と、２つの縦壁部３２と、２つの縦壁部３２の間に挟まれた底壁部３８を有していて、２つの縦壁部３２とフロアパネル１０は例えば隅肉溶接によって接合されている。この例においても、フロアパネル１０との接合部４０から天壁部３１までの間に、衝撃吸収部２３の配置領域Ｒと重なる領域に位置する第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが存在している。これにより縦壁部３２が複数の壁部で構成され、縦壁部３２の面剛性が向上する。

【0046】

なお、図１４に示すように、中空部２０ａを有するクロスメンバ３０に前述の補強部材５０が設けられてもよい。また、図１４に示す補強部材５０とクロスメンバ３０が例えば押出成形によって一体成形されてもよい。

【0047】

以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【実施例0048】

図１５に示す車体下部構造の解析モデルを用いて、側面衝突を模擬したポール側突シミュレーションを実施した。

【0049】

この解析モデルのサイドシル２０は、２つのハット形状部品がフランジ部で互いに接合された構成である。衝撃吸収部２３は、直方体形状であって、サイドシル２０の中空部において、サイドシル２０の車外側壁部と車内側壁部の内面に接続されている。フロアパネル１０は、サイドシル２０の車内側壁部に接続されている。クロスメンバ３０は、車長方向（Ｙ方向）に間隔をおいて２つ配置されている。各部品の材料には引張強さが１１８０ＭＰａの鋼板が設定されている。

【0050】

本シミュレーションでは、半径１２７ｍｍのポールをサイドシル２０の車外側壁部に当接させ、１ｍ／ｓの速度でポールを車内側に侵入させた。車長方向（Ｙ方向）におけるポールの当接位置は、２つのクロスメンバ３０の間の位置である。また、フロアパネル１０とクロスメンバ３０の車内側端面と、サイドシル２０の軸方向端面には拘束面を設定している。具体的には、フロアパネル１０とクロスメンバ３０の車内側端面を剛体面として完全拘束し、サイドシル２０の軸方向端面については軸方向（Ｙ方向）の変形のみを拘束している。

【0051】

以上の条件でシミュレーションを行い、ポールが８５ｍｍ侵入したときのエネルギー吸収効率（衝撃吸収部のエネルギー吸収量／クロスメンバの質量）を算出した。この結果を図１６～図１８に示す。なお、本シミュレーションは、クロスメンバの形状や補強部材の有無が異なる複数のモデルで実施されている。各モデルを作成する際には、車体下部構造の総質量が互いに等しくなるようにクロスメンバの板厚ｔの値を変更している。

【0052】

図１６に示すように、実施例１のモデルは、クロスメンバの縦壁部が段状に形成され、かつ、衝撃吸収部の配置領域に重なる第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが存在するモデルである。この実施例１のモデルは、第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが存在しない比較例１および比較例２のモデルよりもエネルギー吸収効率に優れている。

【0053】

図１７に示すように、実施例２と比較例３のモデルは、図１６に示すモデルとは異なり、補強部材を有しないモデルである。このように補強部材が設けられていない場合であっても、第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが存在する実施例２のモデルは、第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが存在しない比較例３のモデルよりもエネルギー吸収効率に優れている。特に、実施例２のモデルは、比較例３のモデルよりもクロスメンバの板厚が薄いにも関わらず、エネルギー吸収効率が上昇していることから、第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが存在することによる面剛性の向上効果が大きいことがわかる。

【0054】

図１８に示すように、いずれの実施例のモデルにおいても、第１稜線部Ａと第２稜線部Ｂが存在しない比較例２（図１６）のモデルよりもエネルギー吸収効率が優れている。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、自動車の車体下部構造に適用することができる。

【符号の説明】

【0056】

１ 車体下部構造
１０ フロアパネル
２０ サイドシル
２０ａ 中空部
２１ アウター部品
２２ インナー部品
２３ 衝撃吸収部
２３ａ 底面部
２３ｂ 側面部
２３ｃ 天面部
２３ｄ 稜線部
２４ 車外側壁部
２５ 車内側壁部
３０ クロスメンバ
３０ａ 中空部
３１ 天壁部
３２ 縦壁部
３２ａ 第１壁部
３２ｂ 第２壁部
３２ｃ 第３壁部
３３ フランジ部
３４ 稜線部
３５ 凹部
３５ａ 底壁部
３５ｂ 側壁部
３６ 第１の部品
３７ 第２の部品
３８ 底壁部
４０ 接合部
５０ 補強部材
５１ 底面部
５２ 側面部
Ａ 第１稜線部
Ｂ 第２稜線部
Ｒ 衝撃吸収部の配置領域
ｔ 板厚

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】