JP2007283999A - 車体下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の側面に加わる荷重を吸収し、荷重を吸収する際に車室内への突出量を抑制する車体下部構造を提供する。
【解決手段】車体下部構造１１では、右アウトリガー２４は、断面コ字形状で、底辺１５１と、底辺に連なる側辺１５２，１５３とで形成され、底辺に対向する開口１５６に取付けられたフロアパネル２７とで袋構造１５８が形成され、サイドシルからフロアフレームへ向かって袋構造の断面積が漸増するように底辺に第１傾斜部１６１、水平部１６２、第２傾斜部１６４が形成され且つ、水平部と第２傾斜部の境界部に第１脆弱部１７３が形成され、第２傾斜部に凹状の第２脆弱部１７６が形成されている。右アウトリガー２４はフロアフレーム１８に向かって徐々に変形して荷重を吸収する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車室の側壁に含まれる下部のサイドシル及びセンタピラーと、車室の床に含まれるフロアフレーム及びフロアクロスメンバーと、フロアパネルとを備えた車体下部構造に関するものである。

車両には、車室の床の強度を高める目的で、車室の側壁の下部に配置されたサイドシルに直交させてアウトリガーが取付けられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−１６４８４６号公報（第３頁、図１）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は、従来の技術の基本構成を説明する図であり、従来のリヤサスペンションのリンク取付部構造３０１は、サイドシル３０２にリヤサイドメンバー３０３が接合され、リヤサイドメンバー３０３にブラケット３０４，３０５が取付けられ、ブラケット３０５にアウトリガー３０６を取付けるための凹部３０７が形成されたもので、凹部３０７によってアウトリガー３０６の取付け強度が向上し、ブラケット３０５からアウトリガー３０６は剥離しないから、リンク３０８の引張り力（矢印Ａの方向）をサイドシル３０２に伝えることができ、支持剛性を高めることができるというものである。

しかし、特許文献１のリヤサスペンションのリンク取付部構造３０１では、サイドシル３０２に加わる力、例えば、車両の側面に加わる衝撃を吸収し難いという問題がある。

本発明は、車両の側面に加わる荷重を吸収し、荷重を吸収する際に車室内への突出量を抑制する車体下部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、車室の側壁に含まれる下部のサイドシル及びサイドシルに立設されたセンタピラーと、車室の床に含まれ前後方向に長尺なフロアフレーム及びフロアフレームに交差しているフロアクロスメンバーと、フロアパネルとを備えた車体下部構造において、フロアクロスメンバーは、センタピラーの下部にアウトリガーを介して接続され、アウトリガーは、断面コ字形状で、底辺と、底辺に連なる側辺とで形成されるとともに、底辺に対向する開口に取付けられたフロアパネルとで袋構造が形成され、サイドシルからフロアフレームへ向かって袋構造の断面積が漸増するように底辺に第１傾斜部、水平部、第２傾斜部が形成され且つ、水平部と第２傾斜部の境界部に袋構造内へ突出する第１脆弱部が形成され、第２傾斜部でかつ、断面コ字形状を形成する一対の稜線に第２脆弱部が形成されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、第２脆弱部は、底辺と側辺との境界である稜線部に形成された凹部であることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、アウトリガーは、水平部の上方に座席取付けブラケットが配置されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、アウトリガーは、断面コ字形状で、底辺と、底辺に連なる側辺とで形成されるとともに、底辺に対向する開口に取付けられたフロアパネルとで袋構造が形成され、サイドシルからフロアフレームへ向かって袋構造の断面積が漸増するように底辺に第１傾斜部、水平部、第２傾斜部が形成され且つ、水平部と第２傾斜部の境界部に袋構造内へ突出する第１脆弱部が形成され、第２傾斜部でかつ、断面コ字形状を形成する一対の稜線に第２脆弱部が形成されているので、車両の側面に荷重が加わると、センタピラーが変形し、このセンタピラーの下部は車室内方へ侵入する。その際、アウトリガーは、まず、断面積の小さいサイドシルに結合した外端が変形を開始し、順次、フロアフレームへ向かって変形して、荷重を吸収することができるという利点がある。

また、外端近傍の変形に続いて第１脆弱部を起点に変形し、第１脆弱部の変形に続いて、第２脆弱部を起点に変形する。その際、力の方向と同じ水平部は変形し難いので、そのまま力の方向へ移動し、上方への突出を少なくし、第１脆弱部を起点にして変形した部位は、フロアパネル下の第２傾斜部のほぼ三角形の袋構造内に入り込み、第２脆弱部を起点にして変形した部位は、稜線に第２脆弱部を形成したので、フロアパネル下の第２傾斜部のほぼ三角形の袋構造内に大きく入り込む。従って、全体として、車室内への突出量を少なくすることができるという利点がある。

さらに、アウトリガーは、フロアフレームに接続されているので、サイドシルからフロアフレームへ向かって袋構造の断面積が一層漸増する。センタピラーに加わる外力（荷重）の吸収量を大きくすることができ、走行時に発生する荷重に対する強度を確保することができる。

請求項２に係る発明では、第２脆弱部は、底辺と側辺との境界である稜線部に形成された凹部であるから、第１脆弱部を優先的に変形させた後、フロアパネルの手前で第２傾斜部をより確実に変形させることができ、より確実に荷重を吸収することができるという利点がある。

請求項３に係る発明では、アウトリガーは、水平部の上方に座席取付けブラケットが配置されているから、車室の内方への突出量が少ない位置に座席を固定することができ、車室外方から側面に荷重が加わった時に、座席の上方移動量を少なくすることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は、本発明の車体下部構造の斜視図である。
車体下部構造１１は、車室１２の側壁に含まれる左右のサイドボデー１３，１４下部の左右のサイドシル１５，１６と、車室１２の床に含まれる左右のフロアフレーム１７，１８と、左右のサイドシル１５，１６間に接続されている第１フロアクロスメンバー２１と、左右のフロアフレーム１７，１８間に接続されている第２フロアクロスメンバー２２と、左のフロアフレーム１７と左のサイドシル１５間に取付けられた左アウトリガー２３と、右のフロアフレーム１８と右のサイドシル１６間に取付けられた右アウトリガー２４と、左のフロアフレーム１７に接続された左のフロントサイドフレーム２５と、右のフロアフレーム１８に接続された右のフロントサイドフレーム２６と、フロアパネル２７と、を備え、例えば、左ハンドルの車両３１の車体３２に採用されたものである。

図中、３３はエンジンルーム、３４は左のサイドシル１５に立設された左のセンタピラー、３５は右のサイドシル１６に立設された右のセンタピラー、３６は左右のフロアフレーム１７，１８間に配置されて第１フロアクロスメンバー２１に一端が支持された縦フレームある。

左のフロントサイドフレーム２５は、後端４１が左のフロアフレーム１７の前端４２に接続している。
右のフロントサイドフレーム２６は、後端４３が右のフロアフレーム１８の前端４４に接続している。

左のサイドシル１５は、前端４６が左のフロアフレーム１７の前端４２に前アウトリガー４７によって接合されている。
右のサイドシル１６は、前端４８が右のフロアフレーム１８の前端４４に前アウトリガー５１によって接合されている。

第１フロアクロスメンバー２１は、左に配置された運転席５３の座席５４（図２参照）の前部５５及び助手席５６の座席（座席５４と同様）の前部（前部５５と同様）が取付けられる位置に配置され、左端５７が左のサイドシル１５に接合され、右端５８が右のサイドシル１６に接合され、上部６１にめねじを有する座席前部取付け部６２，６２が形成され、フロアパネル２７の上面に下部６３が取付けられ、下部６３の左側がフロアパネル２７下の左のフロアフレーム１７に取付けられ、下部６３の右側がフロアパネル２７下の右のフロアフレーム１８に取付けられている。

第２フロアクロスメンバー２２は、左のセンタピラー３４の下部に左アウトリガー２３を介して接合された左のフロアフレーム１７のクロス部６６に左端６７が取付けられ、右のセンタピラー３５に右アウトリガー２４を介して接続された右のフロアフレーム１８のクロス部６８に右端７１が取付けられ、左端６７にめねじを有する座席後部取付け部７２が取付けられ、右端７１にめねじを有する座席後部取付け部７３が取付けられている。

左アウトリガー２３には、めねじを有する座席取付けブラケットであるところの座席後部取付けブラケット７５が形成されている。
右アウトリガー２４には、めねじを有する座席取付けブラケットであるところの座席後部取付けブラケット７６が形成されている。

図２は、本発明の車体下部構造の側面図であり、運転席５３の座席５４と左のフロアフレーム１７並びに第１フロアクロスメンバー２１との関係を示している。図１を併用して説明する。

第１フロアクロスメンバー２１はまた、座席前部取付け部６２，６２に座席５４の前部５５が取付けられ、座席５４の前部５５を支持している。同様に、助手席５６の座席を支持している。
第２フロアクロスメンバー２２はまた、フロアパネル２７を通して座席後部取付け部７２に座席５４の後部７８が取付けられ、座席５４の後部７８を支持している。同様に、助手席５６の座席を支持している。

左アウトリガー２３は、フロアパネル２７を通して座席後部取付けブラケット７５に座席５４の後部７８が取付けられ、座席５４の後部７８を支持している。同様に、助手席５６の座席を支持している。

図３は、図１の３−３線断面図であり、車体下部構造１１の右アウトリガー２４の断面図である。
図４は、本発明の車体下部構造が備える右アウトリガーの斜視図である。

右アウトリガー２４は、右のサイドシル１６と右のフロアフレーム１８との間に取付けられ、上部にフロアパネル２７や座席の後部７８が取付けられるもので、下方へ向いている第１辺（底辺）１５１と、第１辺（底辺）１５１に連なり前方へ向いている第２辺（側辺）１５２と、この第２辺（側辺）１５２に対向し且つ第１辺（底辺）１５１に連なる第３辺（側辺）１５３と、一方に形成されて右のサイドシル１６に結合している外端１５４と、他方に形成されて右のフロアフレーム１８に結合している内端１５５と、第１辺（底辺）１５１に対向する開口１５６が形成され、開口１５６の縁フランジ１５７にフロアパネル２７が取付けられることで、ほぼ三角形の袋構造１５８が形成されている。

また、右アウトリガー２４では、袋構造１５８の長手方向（矢印ｂ１の方向）に直交する断面積が外端１５４から内端１５５に向かって漸増するように、第１辺（底辺）１５１は、外端１５４に連なる第１傾斜部１６１が形成され、第１傾斜部１６１に連ねて水平部１６２が形成され、水平部１６２に連ねて第２傾斜部１６４が形成されていて、水平部１６２の上方の開口１５６に座席後部取付けブラケット７５が取付けられている。

水平部１６２は、ほぼ水平な部位であり、水平線に対して許容範囲内の角度で傾斜してもよい。
第１傾斜部１６１は、フロアパネル２７に対して下方に向かって傾斜している。
第２傾斜部１６４は、フロアパネル２７に対して下方に向かって傾斜している。

座席後部取付けブラケット７５は、助手席５６の座席（座席５４と同様）の後部（後部７８と同様）が固定される固定部１６６と、固定部１６６に取付けられたナット１６７と、固定部１６６に形成されたリブ部１６８，１６８と、リブ部１６８に形成された溶接代１７１と、からなる。

図５は、図１の５矢視図であり、右アウトリガー２４を下方から見上げときの状態を示している。図３及び図４を併用して説明する。
さらに、右アウトリガー２４は、水平部１６２と第２傾斜部１６４との境界部１７２に第１脆弱部１７３が形成され、第１辺（底辺）１５１と第２辺（側辺）１５２の境界に所定の曲げアールＲ（図６参照）で前稜線部１７４が形成され、第１辺（底辺）１５１と第３辺（側辺）１５３の境界に所定の曲げアールＲ（図６参照）で後稜線部１７５が形成され、稜線部１７４，１７５のうち第２傾斜部１６４に位置する前・後稜線部１７４，１７５にそれぞれ凹状の第２脆弱部１７６が形成されている。

第１脆弱部１７３は、水平部１６２を延長して第２傾斜部１６４の中央に深さｈ（図３参照）で形成したくぼみである。

図６は、図３の６−６線断面図であり、右アウトリガー２４の第２脆弱部１７６の断面を示している。
第２脆弱部１７６は、第１辺（底辺）１５１と第２辺（側辺）１５２とでなす内角θｆを二分する中心角δを通る線に直交させて前稜線部１７４から所望の深さＨｎで形成されたくぼみ（凹部）である。第１脆弱部１７３（図３参照）を配置した部位の強度に比べ、第２脆弱部１７６を配置した部位の強度は大きい。

なお、第２脆弱部１７６は、後稜線部１７５にも配置され、第１辺（底辺）１５１と第３辺（側辺）１５３とでなす内角θｆを二分する中心角δを通る線に直交させて後稜線部１７５から所望の深さＨｎで形成されたくぼみ（凹部）である。

次に、本発明の車体下部構造１１の作用を説明する。
図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の車体下部構造が車両の側面に加わる荷重を吸収する機構を説明する模式図である。図１及び図３を併用して説明する。なお、サイドシルやセンタピラーを取外して示しているとともに、スポット溶接で接合する部位を離して示している。

（ａ）において、車両３１の車体下部構造１１では、右アウトリガー２４は、右のセンタピラー３５の下部に接続されるとともに、右のサイドシル１６と右のフロアフレーム１８との間に取付けられている。車両３１の右側面の中央、つまり、右のセンタピラー３５が配置された位置に荷重Ｆ（図１も参照）が矢印ｂ２のように加わり始める。

（ｂ）において、車両３１の右側面に荷重Ｆが加わると、力は右のサイドシル１６から右アウトリガー２４に伝わるので、右アウトリガー２４は、最も断面積の小さい外端１５４近傍から変形し始め、荷重を吸収することができる。

また、より大きな荷重のときには、右アウトリガー２４は、外端１５４近傍の変形に続いて第１脆弱部１７３を起点に変形し始め、側面からのより大きな荷重を吸収することができる。その際、第１脆弱部１７３を起点にして変形した部位は、フロアパネル２７下のほぼ三角形の袋構造１５８内に矢印ｂ３のように入り込むので、車室１２内への突出量Ｂを少なくすることができる。

（ｃ）において、さらに大きな荷重のときには、第１脆弱部１７３の変形に続いて、第２脆弱部１７６を起点に変形し始めるので、さらに大きな荷重を吸収することができる。その際、第２脆弱部１７６を起点にして変形した部位は、フロアパネル２７下のほぼ三角形の袋構造１５８内に矢印ｂ４のように入り込むので、車室１２内への突出量Ｂを少なくすることができる。

つまり、アウトリガー２４では、荷重を受けた側の部位（外端１５４）からフロアフレーム１８に向かって徐々に変形させるように強さ（断面積）を漸増させたので、車両３１の側面に加わる荷重を吸収することができるとともに、走行時に発生する荷重に対する強度を確保することができる。また、荷重を吸収する際に、車室内への侵入を抑制することができる。

アウトリガー２４は、座席後部取付けブラケット７６を備えているので、車室の内方への突出量Ｂが少ない位置に座席を固定することができ、車両３１の右側面に荷重Ｆが加わった時に、座席の上方への移動量を少なくすることができる。

なお、車体下部構造１１では、左アウトリガー２３が取付けられた車両３１の左側面に荷重が加わったときは、左アウトリガー２３によって、車両３１の右側面に荷重が加わったときと同様の効果を発揮する。

本発明の車体下部構造は、四輪車に好適である。

本発明の車体下部構造の斜視図 本発明の車体下部構造の側面図 図１の３−３線断面図 本発明の車体下部構造が備える右アウトリガーの斜視図 図１の５矢視図 図３の６−６線断面図 本発明の車体下部構造が車両の側面に加わる荷重を吸収する機構を説明する模式図 従来の技術の基本構成を説明する図

符号の説明

１１…車体下部構造、１２…車室、１５，１６…サイドシル、１７，１８…フロアフレーム、２１…第１フロアクロスメンバー、２２…第２フロアクロスメンバー、２３…左アウトリガー、２４…右アウトリガー、２７…フロアパネル、３４，３５…センタピラー、７５，７６…座席取付けブラケット（座席後部取付けブラケット）、１５１…底辺（第１辺）、１５２…側辺（第２辺）、１５３…側辺（第３辺）、１５６…開口、１５８…袋構造、１６１…第１傾斜部、１６２…水平部、１６４…第２傾斜部、１７２…境界部、１７３…第１脆弱部、１７４…前稜線部、１７５…後稜線部、１７６…第２脆弱部。

Claims (3)

1. 車室の側壁に含まれる下部のサイドシル及びサイドシルに立設されたセンタピラーと、車室の床に含まれ前後方向に長尺なフロアフレーム及びフロアフレームに交差しているフロアクロスメンバーと、フロアパネルとを備えた車体下部構造において、
   前記フロアクロスメンバーは、センタピラーの下部にアウトリガーを介して接続され、
   前記アウトリガーは、断面コ字形状で、底辺と、底辺に連なる側辺とで形成されるとともに、前記底辺に対向する開口に取付けられた前記フロアパネルとで袋構造が形成され、前記サイドシルからフロアフレームへ向かって前記袋構造の断面積が漸増するように底辺に第１傾斜部、水平部、第２傾斜部が形成され且つ、前記水平部と第２傾斜部の境界部に前記袋構造内へ突出する第１脆弱部が形成され、第２傾斜部でかつ、前記断面コ字形状を形成する一対の稜線に第２脆弱部が形成されていることを特徴とする車体下部構造。
2. 前記第２脆弱部は、前記底辺と側辺との境界である稜線部に形成された凹部であることを特徴とする請求項１記載の車体下部構造。
3. 前記アウトリガーは、水平部の上方に座席取付けブラケットが配置さ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。

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