JP4853243B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体側面の下縁を構成する閉断面構造のロッカーの補強構造、特に、ロッカー内にこれを前後方向に仕切るバルクヘッドを設けて補強した車体下部構造に関する。

従来、自動車の車体側面の下縁を形成する閉断面構造のロッカーにはその内部に、閉断面を前後方向に仕切る金属板のバルクヘッドを設けて強化することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。尚、特許文献１では、車両のオフセット衝突時に、フロントサイドメンバからロッカー（サイドシル）に作用する衝突荷重に対してロッカーを強化することが記載されている。また、ロッカー内に設置されるバルクヘッドは車両の側面衝突時にロッカーの断面崩れを防ぐ役目をなす。

図４は車両の側面衝突時にロッカーの断面崩れを防ぐバルクヘッドを備えたロッカーの概略斜視図、また図５、図６はこの種のバルクヘッドの従来の代表例を示すものである。ロッカー１は車室フロアＦの側縁に沿って設けられ、アウタパネル１０と、アウタパネル１０の内面側に沿うリィンフォースメント２、およびインナパネル１１とで閉断面をなす。ロッカー１にはその上面の前後中間位置に、中間ピラーＰが立設されている。そして、ロッカー１内部には、中間ピラーＰで区画されたフロントドア開口８側およびリヤドア開口９側にそれぞれ複数のバルクヘッド６が設けられている。尚、バルクヘッド６は車室フロアＦのフロアクロスメンバ７の車幅方向側端末に対応する位置に設けられている。

バルクヘッド６は前後位置に間隔をおいて平行一対に設けられ、両バルクヘ
ッド６の車内側の側縁間を板状の連結部６２で連結して一体成形されている。各バルクヘッド６はほぼ四角形の金属板で、リィンフォースメント２とインナパネル１１とで形成された閉断面内に設けられ、バルクヘッド６の外周の上縁フランジ、車外側の側縁フランジおよび下縁フランジをリィンフォースメント２の内面に溶接固定し、バルクヘッド６の車内側の側縁をインナパネル１１に近接対向せしめて上記閉断面を前後に仕切るように設置されている。

バルクヘッド６は、重量増加を抑えるように板厚を必要最小限に薄くし、かつ板面に抜き穴６３等を設けて軽量化を図ることが行なわれている。一方では板厚が薄くても側面衝突の衝突荷重に備えて、バルクヘッド６の板面に車幅方向水平に延びる断面凸状の補強ビード６１を平行に複数設け、上記衝突荷重に対してバルクヘッド６の面剛性を強化するようにしている。
特開平１０−５９２１８号公報

ところで、補強ビード６１を水平に設けた従来のバルクヘッド６では次のような課題があった。比較的大径のタイヤが装備された最低地上高の高いＳＵＶ等ではロッカー１も高位置となり、図６に示すように、側面衝突時に相手車両Ｔのバンパー等が直にロッカー１に衝突するので、車内側へ水平方向に作用する衝突荷重（白矢印Ｇ）に対して、これと平行の補強ビード６１を備えたバルクヘッド６が支えとなって、ロッカー１の断面崩れを防ぎ、衝突荷重Ｇをフロアクロスメンバ７および車室フロアＦ側へ分散させることができる。しかしながら、最低地上高の低い普通乗用車ではロッカー1の位置も低く、図７に示すように、側面衝突時に相手車両Ｔがロッカー１よりも高い位置でドアＤや中間ピラーＰに衝突することとなり、これにより中間ピラーＰの下部が車内側へ移動変形すると、中間ピラーＰと結合されたロッカー１が車内側へ引き上げられる。このロッカー１に作用する車内側かつ斜め上方への衝突荷重（白矢印Ｈ）に対して、水平方向の補強ビード６２を備えたバルクヘッド６では充分に衝突荷重Ｈを受けることができず、衝突荷重Ｈによりバルクヘッド６が潰れ変形してロッカー１が断面崩れを起こすおそれがある。ロッカー１が断面崩れを起こすとロッカー１全体の剛性が低下して側面衝突時の車体の損傷が大きくなる。

そこで本発明は、最低地上高の低い普通乗用車等において、車両の側面衝突時にロッカーに作用する車内側かつ斜め上方への衝突荷重に対して、強度の高いバルクヘッドを設けてロッカーの断面崩れを防止し、ロッカーの剛性を強化する車体下部構造を提供することを課題としてなされたものである。

本発明は、車体の側面の下縁を構成する閉断面のロッカーの内部に、その閉断面をロッカーの長手方向に仕切るように金属板からなるバルクヘッドが設置された車体下部構造において、上記ロッカーは、車外側のアウタパネルと、アウタパネルの内部に沿って設置されたリィンフォースメントと、車内側のインナパネルとで形成され、上記リィンフォースメントとインナパネルとで形成された閉断面内に上記バルクヘッドを設置し、上記バルクヘッドの板面に、上記リィンフォースメントとインナパネルとでなす閉断面の車外側の下縁コーナー部と車内側の上縁コーナー部との間を結ぶ対角線に沿って傾斜方向直線状に延びる補強ビードを設ける（請求項１）。

上記補強ビードをバルクヘッドの板面に、上記リィンフォースメントとインナパネルとでなす閉断面の車外側の下縁コーナー部と車内側の上縁コーナー部との間を結ぶ対角線に沿って傾斜方向直線状に形成したので、車両の側面衝突時にロッカーに作用する車内側斜め上方への衝突荷重に対して、バルクヘッドの面剛性を強化でき、上記衝突荷重によるロッカーの閉断面崩れを防止する。

上記バルクヘッドにはその下縁に、上記補強ビードとほぼ平行に直線状に延びる補強フランジを形成する（請求項２）。補強ビードとともに補強フランジが衝突荷重に対するバルクヘッドの剛性を強化する。

上記ロッカー内の前後位置にそれぞれ、前後に対向する一対の上記バルクヘッドを設け、両バルクヘッドをそれらの車内側の側縁間または上縁間を連結部で連結して一体構造となす（請求項３）。前後一対のバルクヘッドがロッカーの閉断面崩れを効果的に防止できる。

上記バルクヘッドを、車室フロアに沿って車幅方向に延びるフロアクロスメンバの側端部と対向する位置に設ける（請求項４）。衝突荷重をロッカー側から車室フロア側へ効率よく伝達できる。

図４に示す普通乗用車等のロッカーに本発明を適用した実施形態を説明する。図１、図２および図４に示すように、車室フロアＦの側縁に沿って前後方向に延びるロッカー１は、車外側より車内側へ向かって開口する断面ほぼハット形のアウタパネル１０と、アウタパネル１０の内面に沿う断面ほぼハット形のリィンフォースメント２と、これらとは逆に車外側へ向かって開口する浅い断面ほぼハット形のインナパネル１１とで構成してあり、これら各パネル１０，２，１１の上縁フランジ同士、下縁フランジ同士を一体に重合結合して閉断面構造をなす。

ロッカー１は、車体側面のフロントドア開口８およびリヤドア開口９の下縁をなし、前後中間位置にはその上面に中間ピラーＰの下端が結合してある。またロッカー1の車内側面には、車室フロアＦ上に沿って車幅方向に延びる複数のフロアクロスメンバ７の車外側の端末が結合してある。尚、フロアクロスメンバ７は断面ほぼハット形で、車室フロアＦとで閉断面を形成し、フロントドア開口８，中間ピラーＰおよびリヤドア開口９に対応する位置にそれぞれ前後に間隔をおいて設置してある。

ロッカー１にはフロントドア開口８側のフロアクロスメンバ７に対応する位置およびリヤドア開口９側のフロアクロスメンバ７に対応する位置にそれぞれ、リィンフォースメント２とインナパネル１１とで形成される閉断面を前後方向に仕切る複数のバルクヘッド３，３Ａが設けてある。各バルクヘッド３，３Ａは比較的板厚の薄い金属板で形成してある。

図１、図２、図４に示すように、フロントドア開口８側のバルクヘッド３は、フロアクロスメンバ７の前壁の端末および後壁の端末に応じて前後に所定の間隔をおいて一対設けてある。両バルクヘッド３は、車内側の端縁を板状の連結部３９で連結されたコ字形で前後一体に形成してある。

バルクヘッド３にはその板面３０の上縁、車外側の側縁および下縁の車外側に、板面３０からほぼ直角に屈曲する上縁フランジ３１、側縁フランジ３２および下縁フランジ３３が形成してある。バルクヘッド３は、リィンフォースメント２内に配し、各フランジ３１，３２，３３の中間部にそれぞれ設けた溶接部３４を、リィンフォースメント２の上壁２１の内面、縦壁２２の内面および下壁２３の内面に重合溶接するとともに、板面３０の車内側の側縁３５をインナパネル１１の縦壁内面に近接対向せしめてある。

バルクヘッド３の板面３０には、リィンフォースメント２とインナパネル１１とからなる閉断面の車外側の下縁コーナー部と車内側の上縁コーナー部との間を結ぶ対角線に沿って車内側斜め上方へ延びる補強ビード３６が形成してある。補強ビード３６はバルクヘッド３の板面３０を断面ほぼ凸状にプレス加工してあり、板面３０の車外側の側縁と下縁との間の隅角部から上縁と車内側の側縁との間の隅角へ向かって板面３０のほぼ中央を通る直線状に形成してある。補強ビード３６の幅は約１０〜１５ｍｍに設定してある。

バルクヘッド３の板面３０には、補強ビード３６の上下位置にそれぞれ、バルクヘッド３の軽量化を図る円形または長円形の抜き孔３７が形成してある。また、上記連結部３９にも複数の抜き孔３７が設けてある。

更に、バルクヘッド３の板面３０にはその下縁の車内側半部に、上記補強ビード３６とほぼ平行に車内側斜め上方へ延びる補強フランジ３８が形成してある。補強フランジ３８は板面３０からほぼ直角に屈曲形成してあり、車外側の下縁フランジ３３と一連に形成してある。

図３はロッカー３内のリヤドア開口９側に設けるバルクヘッド３Ａを示すもので、前後一対のバルクヘッド３Aは、板面３０に車内側斜め上方へ延びる補強ビード３６と板面３０の下縁の車内側半部に補強フランジ３８を備え、その基本構造はフロントドア開口８側のバルクヘッド３のそれと同様である。前後のバルクヘッド３Ａは板面３０の上縁が板状の連結部３９Ａで連結されたコ字形に一体形成してある。またバルクヘッド３Ａには板面３０の車内側の側縁に側縁フランジ３５が形成してある。

図略ではあるが、バルクヘッド３Ａは、リィンフォースメント２内に配し、連結部３９Ａに設けた溶接部３４と各フランジ３２，３３の溶接部３４をそれぞれ、リィンフォースメント２の上壁の内面、縦壁の内面および下壁の内面に重合溶接するとともに、板面３０の車内側の側縁フランジ３５をインナパネル１１の縦壁内面に近接対向せしめて設置してある。

図１に示すように、車両の側面衝突時に相手方車両Ｔのバンパー等がロッカー１よりも高い位置でドアＤや中間ピラーＰに衝突し、中間ピラーＰの下部が車内側へ移動変形すると、中間ピラーＰの変形の影響を受けてロッカー１にはこれを車内側へ引き上げようとする衝突荷重（矢印Ｈ）が作用し、アウタパネル１０およびインナパネル１１が衝突荷重Ｈの影響を顕著に受けることとなる。

本実施形態によれば、ロッカー１内に設けたバルクヘッド３の板面３０に車内側斜め上方へ延びる補強ビード３６を設けてその延在方向を上記衝突荷重Ｈの作用方向に合致せしめたので、衝突荷重Ｈに対する板面３０の面剛性が強化され、側面衝突時にバルクヘッド３は潰れ変形しにくい。従ってロッカー１は、アウタパネル１０とリィンフォースメント２との間の閉断面が潰れ変形するのみで、最小限の断面崩れですむ。

またバルクヘッド３には板面３０の下縁に、補強ビード３６とほぼ平行に車内側斜め上方へ延びる補強フランジ３８を設けたので、補強ビード３６の補強効果に加えて補強フランジ３８の補強効果が発揮されるので、側面衝突時のバルクヘッド３の潰れ変形を確実に防止することができる。

更にバルクヘッド３は、フロアクロスメンバ７の端末に対応する位置で、フロアクロスメンバ７の前壁および後壁に対向して前後一対設けたので、衝突荷重Ｈをフロアクロスメンバ７および車室フロアＦ側へ効率よく伝達でき、荷重を広い範囲へ分散できる。また、前後のバルクヘッド３はその車内側を連結部３９で連結したので、側面衝突時に両バルクヘッド３は前後位置の平行な設置状態を維持でき、バルクヘッド３の潰れ変形をより確実に防止することができる。

ロッカー３内のリヤドア開口９側のバルクヘッド３Ａも側面衝突時にフロントドア開口８側のバルクヘッド３と同様な作用効果を発揮する。

尚、上述の実施形態はすべての点で例示であって本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は上述の実施形態を様々に変形、変更したものも含まれる。例えば、上述の実施形態では、バルクヘッド３，３Ａの板面３０の補強ビード３を１条としたが、これに限らず、板面３０に平行に２条形成してもよい。また各フロアクロスメンバ７に対してバルクヘッド３，３Ａを前後一対設けたが、単体のバルクヘッド３，３Ａでもよい。

本発明の車体下部構造を示すもので、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の車体下部構造に用いるバルクヘッドの斜視図である。 本発明の車体下部構造に用いる他のバルクヘッドの斜視図である。 本発明を適用する車体下部構造の要部斜視図である。 従来の車体下部構造に用いるバルクヘッドの斜視図である。 図１に対応して、従来のＳＵＶ等の車体下部構造を示す図４のＣ−Ｃ線に沿う断面である。 図１に対応して、従来の普通乗用車の車体下部構造を示す図４のＣ−Ｃ線に沿う断面である。

符号の説明

１ ロッカー
１０ アウタパネル
１１ インナパネル
２ リィンフォースメント
３，３Ａ バルクヘッド
３０ 板面
３６ 補強ビード
３８ 補強フランジ
３９，３９Ａ 連結部
７ フロアクロスメンバ

Claims (4)

1. 車体の側面の下縁を構成する閉断面のロッカーの内部に、その閉断面をロッカーの長手方向に仕切るように金属板からなるバルクヘッドが設置された車体下部構造において、
   上記ロッカーは、車外側のアウタパネルと、アウタパネルの内部に沿って設置されたリィンフォースメントと、車内側のインナパネルとで形成され、
   上記リィンフォースメントとインナパネルとで形成された閉断面内に上記バルクヘッドを設置し、
   上記バルクヘッドの板面に、上記リィンフォースメントとインナパネルとでなす閉断面の車外側の下縁コーナー部と車内側の上縁コーナー部との間を結ぶ対角線に沿って傾斜方向直線状に延びる補強ビードを設けたことを特徴とする車体下部構造。
2. 上記バルクヘッドにはその下縁に、上記補強ビードとほぼ平行に直線状に延びる補強フランジを形成した請求項１に記載の車体下部構造。
3. 上記ロッカー内の前後位置にそれぞれ、前後に対向する一対の上記バルクヘッドを設け、両バルクヘッドをそれらの車内側の側縁間または上縁間を連結部で連結して一体構造となした請求項１または２に記載の車体下部構造。
4. 上記バルクヘッドを、車室フロアに沿って車幅方向に延びるフロアクロスメンバの側端部と対向する位置に設けた請求項１ないし３に記載の車体下部構造。