(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の各側部に配置され、前後方向へ伸びるロッカと、このロッカに連結され、上方へ伸びるフロントピラーとを備える自動車の車体の下部構造であって、
前記ロッカは、２枚のパネルそれぞれが有する２つのフランジの互いに対向するものを接合して閉じ構造に形成され、かつ、フランジの接合部が上下に位置するように配置されており、さらに、前記フロントピラーとの連結部より後方に位置する難変形部と、前記フロントピラーとの連結部より前方に位置する易変形部とからなり、この易変形部は、前記難変形部のフランジを除く上面から上方に、前記フランジの高さの範囲内で持ち上げられた上面を有する、自動車の車体の下部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の車体の下部構造に関し、特に、車体の各側部に配置され、前後方向へ伸びるロッカと、このロッカに連結され、上方へ伸びるフロントピラーとを備える自動車の車体の下部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前進走行している自動車のタイヤの幅方向外側面から中央に向けてトレッドの４０％が障害物に衝突するときの対策、いわゆるオフセット衝突の対策として、ロッカ先端部をフロントピラーよりも前方に突出することがある（特開平２−２１２２８０号公報）。これによれば、オフセット衝突してタイヤが後退するとき、ロッカの前方に突出した部分がタイヤからの衝突荷重を受けて変形し、エネルギ吸収すると共に、衝突荷重をロッカを介して車体に伝える。従って、ロッカとフロントピラーとの連結部に階段状のブレースを配置して、より多くの衝突荷重をロッカに伝えようとするもの（特開平４−２３８７８３号公報）と比べて、フロントピラーへの影響を少なくすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ロッカ先端部をフロントピラーより前方へ突出する場合、タイヤからの衝突荷重をロッカを介して車体に伝え、オフセット衝突によるフロントピラーへの影響を少なくするには、ロッカ先端部がタイヤと接触するタイミングを早めることが有効である。そして、そのタイミングは、ロッカ先端部とタイヤとの接触面積が大きくなるほど早くなる。そのため、タイミングを早める観点からは、ロッカ先端部を上方へ持ち上げ、タイヤとロッカとのオーバーラップ量を大きくすることが好ましい。
【０００４】
反面、タイヤとロッカとのオーバーラップ量を大きくすると、持ち上げた部分のモーメントアームが大きくなり、曲げモーメントが大きくなってロッカが曲げ変形しやすくなる。
【０００５】
本発明は、ロッカ先端部がタイヤと接触するタイミングを可及的に早めることができ、ロッカに働く曲げモーメントを小さくすることができる、自動車の車体の下部構造を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車体の各側部に配置され、前後方向へ伸びるロッカと、このロッカに連結され、上方へ伸びるフロントピラーとを備える自動車の車体の下部構造である。前記ロッカは、２枚のパネルそれぞれが有する２つのフランジの互いに対向するものを接合して閉じ構造に形成され、かつ、フランジの接合部が上下に位置するように配置される。さらに、前記フロントピラーとの連結部より後方に位置する難変形部と、前記フロントピラーとの連結部より前方に位置する易変形部とからなり、この易変形部は、前記難変形部のフランジを除く上面から上方に、前記フランジの高さの範囲内で持ち上げられた上面を有する。
【０００７】
【作用及び効果】
前進走行している自動車がオフセット衝突したとき、前輪のタイヤが後退すると、タイヤはロッカの易変形部と接触し、易変形部を変形させる。易変形部は変形して衝突荷重が持つエネルギを吸収する一方で、衝突荷重をロッカの難変形部を経て車体に伝える。
【０００８】
ロッカの易変形部がフロントピラーとの連結部より前方にあるため、タイヤから衝突荷重を受けたとき変形しやすく、この変形によって衝突荷重が持つエネルギの一部を吸収することができる。
【０００９】
ロッカの易変形部が難変形部の上面から上方に持ち上げられた上面を有し、易変形部の断面積が大きくなっていることから、ロッカの易変形部とタイヤとのオーバーラップ量が多くなり、易変形部がタイヤと接触するタイミングが早くなる。その結果、タイヤからの衝突荷重をロッカを経て車体に効果的に伝えることができる。また、ロッカの易変形部の上面が難変形部の上面から持ち上げられているが、その持ち上げ量はフランジの高さの範囲内であるため、ロッカに働く曲げモーメントを最小に保つことができる。すなわち、本発明によれば、ロッカに働く曲げモーメントを最小に保ちつつ、ロッカとタイヤとが接触するタイミングを早め、オフセット衝突時の衝突荷重をロッカを経て車体に効果的に伝えることができる。これによって、オフセット衝突によるフロントピラーへの影響を少なくすることができ、オフセット衝突時のフロントピラーの後退を抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
自動車の車体の下部構造は、斜視状態を示す図１と、平面状態を模式的に示す図２と、分解斜視状態を示す図３とを参照すると、車体の各側部に配置され、前後方向へ伸びるロッカ１０と、ロッカ１０に連結され、上方へ伸びるフロントピラー１２とを備える自動車の車体の下部構造である。ロッカ１０の前方には前輪タイヤ１４が配置される。前記の下部構造自体は公知であるため、詳細な説明は省略する。
【００１１】
ロッカ１０は、２枚のパネルそれぞれが有する２つのフランジの互いに対向するものを接合して閉じ構造に形成され、かつ、フランジの接合部が上下に位置するように配置されている。ロッカ１０は、フロントピラー１２との連結部１７より後方に位置する難変形部１６と、フロントピラー１２との連結部１７より前方に位置する易変形部１８とからなる。
【００１２】
図示の実施例では、サイドメンバアウタパネル２０と、ロッカ補強パネル２２と、フロントピラー補強パネル２４と、サイドメンバインナパネル２６と、ロッカインナパネル２８とによってロッカ１０と、フロントピラー１２とが形成されている。各パネルには必要な凹凸形状が付けられている。
【００１３】
サイドメンバアウタパネル２０の内側にロッカ補強パネル２２を配置し、サイドメンバアウタパネル２０のフランジ３０，３１をロッカ補強パネル２２のフランジ３２，３３とそれぞれ重ね合わせる。ロッカ補強パネル２２の内側にフロントピラー補強パネル２４を配置し、サイドメンバアウタパネル２０のフランジ３０をフロントピラー補強パネル２４のフランジ３４と、またロッカ補強パネル２２のフランジ３３をフロントピラー補強パネル２４のフランジ３５と重ね合わせる。フロントピラー補強パネル２４の内側にサイドメンバインナパネル２６を配置し、フロントピラー補強パネル２４のフランジ３４，３５をサイドメンバインナパネル２６のフランジ３６，３７とそれぞれ重ね合わせる。そして、サイドメンバインナパネル２６の内側にロッカインナパネル２８を配置し、ロッカ補強パネル２２のフランジ３２，３３をロッカインナパネル２８のフランジ３８，３９にそれぞれ重ね合わせる。
【００１４】
重ね合わせたフランジ相互をスポット溶接し、さらにロッカ補強パネル２２の下側のフランジ４０とロッカインナパネル２８の下側のフランジ４１とをスポット溶接し、その他の必要部位にスポット溶接して、それぞれ閉じ構造のロッカ１０と、フロントピラー１２とが形成されている。フランジ相互をスポット溶接する際、ロッカ１０ではフランジの接合部４２，４３が上下に位置するようにする。ロッカ１０とフロントピラー１２とを形成すると、ロッカ１０にはフロントピラー１２との連結部１７と、この連結部１７の後方の難変形部１６と、連結部１７の前方の易変形部１８とが存在することとなる。ここで、難変形部といい、易変形部というのは、易変形部の方がオフセット衝突したとき、難変形部よりも変形しやすいことを示すに留まり、難変形部が変形しないことを意味するものではない。
【００１５】
ロッカ１０は、図示の実施例では、上方のフランジ接合部４２において３つないし４つのフランジを重ね合わせ、下方のフランジ接合部４３において２つのフランジを重ね合わせて形成されているが、ロッカ１０を閉じ構造に形成するには、基本的には２枚のパネルそれぞれの２つのフランジを重ね合わせて接合すればよい。
【００１６】
模式的な図４を参照すると、ロッカ１０のフロントピラー１２との連結部１７より前方にある易変形部１８は、難変形部１６のフランジ５０を除く上面５１から上方に、フランジ５０の高さの範囲内で持ち上げられた上面５２を有する。タイヤ１４とロッカ１０とが接触する際、タイヤ１４からの入力が支配的になるのは、易変形部１８のフランジ５３の付け根にできる線である。そこで、本発明では易変形部１８の上面５２を持ち上げ、フランジ５３の付け根線のレベルを変える。
【００１７】
ロッカ１０の難変形部１６の上面５１の路面からの高さをＡ、難変形部１６のフランジ５０の高さをＢ、タイヤ１４の中心高さをｈ、易変形部１８の上面５２の上面５１からの持ち上げ量をＨとするとき、持ち上げ量Ｈは次のようにして定めることができる。
【００１８】
ｈ≦Ａのとき
ロッカ１０の易変形部１８の上面５２の高さに関係なく、ロッカ１０とタイヤ１４との接触タイミングは同じである。したがって、タイヤ１４がロッカ１０を押しつぶすにつれ、易変形部１８の上面５２の高さ＞Ａ＋Ｂとなるとき、モーメントが発生する。このときの持ち上げ量Ｈと、ロッカに働くモーメントによるフロントピラー後退量との関係は図５の（ａ）となる。よって、０≦Ｈ≦Ｂを満たすことが適切である。
【００１９】
Ａ＜ｈ≦Ａ＋Ｂのとき
ロッカに働くモーメントと、ロッカとタイヤとのオーバーラップ量との最も良い平衡は、易変形部１８の上面５２の高さ＝ｈである。
【００２０】
ｈ＞Ａ＋Ｂのとき
ロッカ１０の難変形部１６のうち連結部のアール部分５４近傍では、難変形部１６にあるフランジ５０が易変形部１８に働くモーメントにより押し曲げられ、易変形部１８のフランジ５３の付け根線を押し下げる。ところが、０＜ｈ≦Ａ＋Ｂの範囲では、タイヤ１４からの入力がロッカ１０の難変形部１６のフランジ５０のせん断方向の力となり、易変形部１８のフランジ５３の付け根線が守られる。このときの持ち上げ量Ｈと、ロッカに働くモーメントによるフロントピラー後退量との関係は図５の（ｃ）となる。この図から分かるように、Ａ≦ロッカの上面５２の高さ≦Ａ＋Ｂの範囲ではフロントピラー後退量の差は小さい。よって、０≦Ｈ≦Ｂを満たすことが適切であり、Ｈ＝Ｂが最適である。
【００２１】
図６に示したロッカ補強パネル６２と、ロッカインナパネル６８とは、それぞれ難変形部６４と、易変形部６６との２つの部材からなり、これらをすみ肉溶接又はスポット溶接して作られている。この場合、易変形部６６は難変形部６４と比べて板厚の小さい板材を使用して作られている。このようにすれば、易変形部６６を容易に変形させることができ、ロッカの軽量化を図ることができる。
【００２２】
本発明に係る下部構造を備えた自動車が前進走行していてオフセット衝突したとき、前輪のタイヤ１４が後退すると、タイヤ１４はロッカ１０の易変形部１８の前端と接触し、易変形部１８を圧縮変形させる。易変形部１８は圧縮変形して衝突荷重が持つエネルギを吸収する一方で、衝突荷重をロッカの難変形部１６を経て車体に伝える。このとき、ロッカ１０の易変形部１８が難変形部１６の上面５１から上方に持ち上げられた上面５２を有し、易変形部１８の断面積が大きくなっていることから、ロッカ１０の易変形部１８とタイヤ１４とのオーバーラップ量が多くなり、易変形部１８がタイヤ１４と接触するタイミングが早くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車の車体の下部構造の要部を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る自動車の車体の下部構造の要部を模式的に示す平面図で、説明の便宜のために、パネルの厚みを省略すると共に、実線、破線、１点鎖線及び２点鎖線でパネルを描いてある。
【図３】本発明に係る自動車の車体の下部構造に使用したパネルを分解した斜視図である。
【図４】タイヤとロッカとの関係及びロッカの易変形部と難変形部との関係を示す模式図で、（ａ）は側面を、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線で切断した断面のうち左半分を示している。
【図５】持ち上げ量とフロントピラー後退量との相関を示すグラフであり、（ａ）ないし（ｃ）はタイヤの中心高さを変えたものである。
【図６】本発明に係る自動車の車体の下部構造に使用できる、図３とは異なるロッカ補強パネル（ａ）と、ロッカインナパネル（ｂ）とを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  ロッカ
１２  フロントピラー
１４  タイヤ
１６，６４  難変形部
１７  連結部
１８，６６  易変形部
２０  サイドメンバアウタパネル
２２，６２  ロッカ補強パネル
２４  フロントピラー補強パネル
２６  サイドメンバインナパネル
２８，６８  ロッカインナパネル
【図１】
0003607974.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003607974.tif 000004
【図４】
0003607974.tif 000005
【図５】
0003607974.tif 000006
【図６】
0003607974.tif 000007