(57)【要約】      （修正有）【課題】側面衝突時のエネルギー吸収を向上できる車体下部構造を提供する。【解決手段】車体下部構造は、車両前後方向に延びる車体下部構成部材２と、車体下部構成部材２の車幅方向外側に配置されるロッカ３と、車幅方向に延び、車体下部構成部材２とロッカ３とを連結するクロス部材４とを備える。クロス部材４は、外側部材１０と内側部材２０とを備え、両部材が溶接されて連結されている。外側部材１０は、拡幅部１１と連結部１２とを有する。内側部材２０は、拡幅部１１の傾斜面に接する張出部２１と、連結部１２に重なる重ね代２３が設けられた本体部２２とを有する。外側部材１０と内側部材２０との溶接箇所は、拡幅部１１と張出部２１とを溶接する第１溶接部３１と、連結部１２と重ね代２３とを溶接する第２溶接部３２とを有する。【選択図】図２
2019093803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びる車体下部構成部材と、
前記車体下部構成部材の車幅方向外側に配置されるロッカと、
車幅方向に延び、前記車体下部構成部材と前記ロッカとを連結するクロス部材とを備える車体下部構造であって、
前記クロス部材は、その車幅方向外側の端部に位置する外側部材と、前記外側部材に溶接されて連結され、前記外側部材から車幅方向内側に向かって延びる内側部材とを備え、
前記外側部材は、車幅方向外側に向かって車両前後方向に拡幅され、前記ロッカに接合される拡幅部と、前記拡幅部から前記内側部材に向けて突出する連結部とを有し、
前記内側部材は、前記拡幅部の傾斜面に接する張出部と、前記張出部から車幅方向に沿って形成され、前記連結部に重なる重ね代が設けられた本体部とを有し、
前記外側部材と前記内側部材との溶接箇所は、前記拡幅部と前記張出部とを溶接する第１溶接部と、前記連結部と前記重ね代とを溶接する第２溶接部とを有する車体下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体下部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車体下部構造として、特許文献１のように、車両前後方向に沿って延設されるフロアフレーム（フロントサイドメンバ）と、フロアフレームより車幅方向外側で車両前後方向に延設されるロッカとを、車幅方向に延びる連結部材（「アウトリガ」とも呼ばれる）によって連結した構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５２８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車体下部構造では、連結部材（クロス部材）によってサイドメンバとロッカとを連結することにより、前面衝突時、車体に入力された衝突荷重をクロス部材を介してサイドメンバからロッカへ伝達して分散することができる。一方、側面衝突時には、クロス部材を介して衝突荷重をロッカからサイドメンバへ伝達して分散することで、車体の強度を確保している。また、側面衝突時に大荷重が入力されたり、ポール側面衝突時に局所的に荷重が入力された際には、クロス部材に荷重が加わる過程でクロス部材が車幅方向に塑性変形する（潰れる）ことにより、衝突時のエネルギー吸収（ＥＡ）がなされる。
【０００５】
しかしながら、従来のクロス部材では、側面衝突時（ポール側面衝突時を含む。以下同じ）にクロス部材が途中で折れ曲がるなどして、クロス部材が車幅方向に潰れて座屈しない場合がある。この場合、側面衝突時の荷重をクロス部材で効果的に吸収することが難しく、従来の車体下部構造では、側面衝突時のＥＡをコントロールすることが難しい。よって、側面衝突時のＥＡを向上させる観点から、側面衝突時の荷重をクロス部材で効果的に吸収できるように、側面衝突時の荷重によってクロス部材を車幅方向に安定して座屈させることが望まれる。
【０００６】
本発明の目的の一つは、側面衝突時のエネルギー吸収を向上できる車体下部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、車両前後方向に延びる車体下部構成部材（例えばサイドメンバなど）とロッカとを連結するクロス部材の構成を工夫することで、側面衝突時のエネルギー吸収を向上できることを見出した。具体的には、クロス部材を、車幅方向外側の端部に位置する外側部材と、外側部材から車幅方向内側に向かって延びる内側部材とを備える構成とし、両者を特定の箇所で溶接して連結することで、側面衝突時におけるクロス部材の座屈をコントロールする。これにより、側面衝突時の荷重によってクロス部材を車幅方向に安定して座屈させることができ、側面衝突時の荷重をクロス部材で効果的に吸収できる。本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。
【０００８】
本発明の一態様に係る車体下部構造は、
車両前後方向に延びる車体下部構成部材と、
前記車体下部構成部材の車幅方向外側に配置されるロッカと、
車幅方向に延び、前記車体下部構成部材と前記ロッカとを連結するクロス部材とを備える車体下部構造であって、
前記クロス部材は、その車幅方向外側の端部に位置する外側部材と、前記外側部材に溶接されて連結され、前記外側部材から車幅方向内側に向かって延びる内側部材とを備え、
前記外側部材は、車幅方向外側に向かって車両前後方向に拡幅され、前記ロッカに接合される拡幅部と、前記拡幅部から前記内側部材に向けて突出する連結部とを有し、
前記内側部材は、前記拡幅部の傾斜面に接する張出部と、前記張出部から車幅方向に沿って形成され、前記連結部に重なる重ね代が設けられた本体部とを有し、
前記外側部材と前記内側部材との溶接箇所は、前記拡幅部と前記張出部とを溶接する第１溶接部と、前記連結部と前記重ね代とを溶接する第２溶接部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
上記車体下部構造は、クロス部材が外側部材と内側部材とを備え、外側部材と内側部材とが溶接されて連結されており、外側部材の拡幅部と内側部材の張出部とを溶接する第１溶接部と、外側部材の連結部と内側部材の本体部の重ね代とを溶接する第２溶接部とを有する。上記車体下部構造によれば、側面衝突時にクロス部材に加わる荷重がある程度以上になると、第２溶接部が破断して外側部材の連結部と内側部材の重ね代とが剥離するが、第１溶接部は破断し難く、外側部材の拡幅部と内側部材の張出部とが剥離しない。そのため、クロス部材に荷重が加わる過程で、外側部材の連結部と内側部材の重ね代とが剥離して、外側部材で内側部材（本体部）を車幅方向に押し潰して座屈させ易い。その際、外側部材の拡幅部と内側部材の張出部とが剥離せずに同期して変位し、外側部材が車幅方向に沿って内側部材を押圧することにより、内側部材を安定して座屈させることが可能である。したがって、上記車体下部構造は、側面衝突時の荷重によってクロス部材を車幅方向に安定して座屈させることができ、側面衝突時の荷重をクロス部材で効果的に吸収できるので、側面衝突時のエネルギー吸収を向上させることができる。これにより、車室の変形を抑制でき、乗員への衝撃を大幅に抑えることができる。
【００１０】
更に、外側部材が拡幅部を有することで、ポール側面衝突時など、局所的に荷重が入力された際にクロス部材で荷重を受け止め易い。また、クロス部材による車体下部構成部材とロッカとの結合を強化でき、車両旋回時に発生する車体のよれを効果的に抑制できるので、操縦安定性、乗り心地を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る車体下部構造の要部を車両斜め下側から見た概略図である。
【図２】実施形態１に係る車体下部構造の要部を示すもので、（Ａ）は車両前後方向に直交する面で切断した概略縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断した概略平断面図である。
【図３】実施形態１に係る車体下部構造に備えるクロス部材の概略斜視図である。
【図４】実施形態１に係る車体下部構造に備えるクロス部材の概略分解斜視図である。
【図５】実施形態１に係る車体下部構造に備えるクロス部材を上側から見た概略図である。
【図６】実施形態１に係る車体下部構造に備えるクロス部材を前側から見た概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態に係る車体下部構造を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」とは、車両の正面を「前」とし、これを基準とする方向を意味する。図中、矢印ＦＲは車両前後方向の前側、矢印ＲＲは後側、矢印ＵＰは車両上下方向の上側、矢印ＬＷＲは下側、矢印ＩＮは車幅方向の内側（中央側）、矢印ＯＵＴは外側を示す。
【００１３】
［実施形態１］
図１〜図６を参照して、実施形態１に係る車体下部構造１を説明する。車体下部構造１は、図１、図２に示すように、車両前後方向に延びる車体下部構成部材２と、車体下部構成部材２の車幅方向外側に配置されるロッカ３と、車幅方向に延び、車体下部構成部材２とロッカ３とを連結するクロス部材４とを備える。図１に示すクロス部材４は、車体の前後方向の中間位置に設けられており、具体的には、Ｂピラー（図示せず）の下部近傍に取り付けられている。実施形態１の車体下部構造１の特徴の１つは、クロス部材４の構成にあり、クロス部材４が所定形状の外側部材１０と内側部材２０とを備え、外側部材１０と内側部材２０とが所定の箇所で溶接されて連結されている点にある。車体下部構造１は基本的に左右対称構造となっており、図１、図２では、車体下部構造１の右側部分のみ図示し、左側部分については図示を省略する。図１、図２において、矢印ＯＵＴ側が車両右側に相当する。
【００１４】
（車体下部構成部材）
車体下部構成部材２は、図１に示すように、車両前後方向に延びるように配置される部材であり、この例では、サイドメンバである。車体下部構成部材（サイドメンバ）２は、左右対称に配置され、車体床部を構成するフロアパネル５の下面に溶接されて接合されている（図２の上図も参照）。
【００１５】
（ロッカ）
ロッカ３は、図１に示すように、車両前後方向に延び、車体下部構成部材（サイドメンバ）２の車幅方向外側に配置される部材である。ロッカ３は、フロアパネル５の左右の両側に設けられている（図２の上図も参照）。ロッカ３は、代表的には、車幅方向内側に位置するロッカインナと車幅方向外側に位置するロッカアウタとで構成され、ロッカインナとロッカアウタとが溶接されて接合されている。図１、２では、ロッカ３の内側部分（ロッカインナ）のみ図示している。
【００１６】
（クロス部材）
クロス部材４は、図１に示すように、車幅方向に延びるように配置され、車体下部構成部材（サイドメンバ）２とロッカ３とを連結する部材であり、「アウトリガ」とも呼ばれる。クロス部材４は、左右のサイドメンバ２と左右のロッカ３との間にそれぞれ配置され、左右対称に取り付けられている。クロス部材４の車幅方向外側の端部はロッカ３の内側面に溶接されて接合されており、クロス部材４の車幅方向内側の端部は車体下部構成部材２の外側面に溶接されて接合されている（図２も参照）。クロス部材４は、車幅方向に直交する断面が略Ｕ字状とされ、その開口が上方に向くように車幅方向に沿って配置されている。クロス部材４の上部はフロアパネル５の下面に溶接されて接合されている。
【００１７】
クロス部材４は、図１、図２に示すように、クロス部材４の車幅方向外側の端部に位置する外側部材１０と、外側部材１０に溶接されて連結され、外側部材１０から車幅方向内側に向かって延びる内側部材２０とを備える。以下、主に図３〜図６を参照して、クロス部材４を構成する外側部材１０及び内側部材２０について詳しく説明する。
【００１８】
（外側部材）
外側部材１０は、図３、４に示すように、車幅方向外側に向かって車両前後方向に拡幅される拡幅部１１と、拡幅部１１から内側部材２０に向けて突出する連結部１２とを有する。拡幅部１１は、ロッカ３（図１参照）に接合される。この例では、外側部材１０は、図４に示すように、上方に開口する断面略Ｕ字状に形成され、車両前後方向に互いに対向するように前後に位置する一対の側壁１０ｓと、両側壁１０ｓの下端同士をつなぐ底壁１０ｂとが設けられている。拡幅部１１における側壁１０ｓは、車幅方向外側に向かって互いの間隔が広くなるように車幅方向に対して傾斜する傾斜面に形成されている。連結部１２では、側壁１０ｓが車幅方向に沿って形成されている。側壁１０ｓの外端縁には、ロッカ３に接合されるフランジ１５が形成されている。
【００１９】
（内側部材）
内側部材２０は、図３、４に示すように、外側部材１０の拡幅部１１の傾斜面（側壁１０ｓ）に接する張出部２１と、張出部２１から車幅方向に沿って形成され、外側部材１０の連結部１２に重なる重ね代２３が設けられた本体部２２とを有する。この例では、内側部材２０は、図４に示すように、本体部２２が上方に開口する断面略Ｕ字状に形成され、車両前後方向に互いに対向するように前後に位置する一対の側壁２０ｓと、両側壁２０ｓの下端同士をつなぐ底壁２０ｂとが設けられている。張出部２１は、本体部２２の両側壁２０ｓの外端縁から車幅前後方向に張り出すように設けられ、拡幅部１１の側壁１０ｓに沿って傾斜している。重ね代２３は、本体部２２の底壁２０ｂに設けられ、連結部１２の底壁１０ｂに重なる部分である。また、本体部２２の車幅方向内側の端部が車体下部構成部材（サイドメンバ）２（図１参照）に接合されると共に、本体部２２の上端部がフロアパネル５（図１参照）に接合される。側壁２０ｓの内端縁及び上端縁には、車体下部構成部材２及びフロアパネル５に接合されるフランジ２５が形成されている。
【００２０】
外側部材１０及び内側部材２０はそれぞれ、金属製の板材（具体例、鋼板）からなり、板材をプレス加工して形成されている。外側部材１０及び内側部材２０を構成するそれぞれの板材の板厚は、クロス部材４の強度、剛性を確保できるように適宜設定すればよく、特に限定されない。この例では、外側部材１０の板厚が内側部材２０の板厚よりも厚く設定されている。例えば、外側部材１０を構成する板材の板厚が２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、内側部材２０を構成する板材の板厚が０．８ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である。
【００２１】
この例では、図３、図４に示すように、外側部材１０の拡幅部１１の側壁１０ｓが内側部材２０の張出部２１に接すると共に、連結部１２の底壁１０ｂが本体部２２の重ね代２３に重なるように、外側部材１０が内側部材２０の下側から嵌め込まれる。つまり、外側部材１０の連結部１２が内側部材２０の本体部２２の外側に配置される。
【００２２】
（溶接箇所）
クロス部材４における外側部材１０と内側部材２０との溶接箇所を、図２、図５及び図６中Ｘ印で示す。外側部材１０と内側部材２０との溶接箇所は、外側部材１０の拡幅部１１と内側部材２０の張出部２１とを溶接する第１溶接部３１（図５、図６参照）と、外側部材１０の連結部１２と内側部材２０の本体部２２の重ね代２３とを溶接する第２溶接部３２（図５参照）とを有する。第１溶接部３１は、図５、図６に示すように、拡幅部１１の側壁１０ｓと張出部２１との接触面に設けられ、左右の接触面に対してそれぞれ２箇所ずつ上下方向に間隔をあけて形成されている。第２溶接部３２は、図５に示すように、連結部１２の底壁１０ｂと重ね代２３との接触面に設けられ、接触面に対して２箇所形成されている。この例では、溶接箇所をスポット溶接で溶接している。
【００２３】
〈ＥＡメカニズム〉
車体下部構造１による側面衝突時のエネルギー吸収（ＥＡ）メカニズムについて、主に図２を参照して説明する。図２中の二点鎖線は衝突後の状態を示している。側面衝突時、車幅方向外側から荷重が入力され、クロス部材４に対して車幅方向内側へ向かう荷重が加わる。衝突初期では、クロス部材４の全体（外側部材１０及び内側部材２０）で荷重を受け止める。衝突中期以降では、クロス部材４に加わる車幅方向の荷重によって、第２溶接部３２が破断して外側部材１０の連結部１２と内側部材２０の重ね代２３とが剥離するが、第１溶接部３１は破断せず、外側部材１０の拡幅部１１と内側部材２０の張出部２１とが剥離しない。これは、クロス部材４に車幅方向の荷重が加えられた場合、第２溶接部３２には、せん断方向の荷重が作用することになり、スポット溶接の栓抜けが生じるからである。これに対し、第１溶接部３１は、拡幅部１１と張出部２１との接触面に設けられており、その接触面が車幅方向に対して傾斜した傾斜面になっているため、第１溶接部３１に作用するせん断方向の荷重が小さくなり、第２溶接部３２に比較して破断し難い。つまり、第１溶接部は、第２溶接部３２に比較して側面衝突時の荷重に対する溶接強度が高く、衝突中期以降は、第１溶接部３１が剥がれずに維持される。
【００２４】
衝突中期から衝突後期では、外側部材１０の拡幅部１１と内側部材２０の張出部２１とが剥離せずに同期して変位する。その際、外側部材１０の連結部１２が内側部材２０の本体部２２に案内され、外側部材１０が車幅方向に沿って変位することで、内側部材２０を押圧する。これにより、外側部材１０で内側部材２０（本体部２２）を車幅方向に押し潰して座屈させながら、側面衝突時の荷重を吸収することで、ＥＡを行う。
【００２５】
本実施形態では、外側部材１０の板厚が内側部材２０の板厚よりも厚いため、外側部材１０が内側部材２０よりも塑性変形し難く、外側部材１０で内側部材２０を押し潰して座屈させ易い。
【００２６】
＜作用効果＞
上述した実施形態１の車体下部構造１は、次の作用効果を奏する。
側面衝突時にクロス部材４に加わる荷重がある程度以上になると、第２溶接部３２が破断して外側部材１０の連結部１２と内側部材２０の重ね代２３とが剥離するが、第１溶接部３１は破断せず、外側部材１０の拡幅部１１と内側部材２０の張出部２１とが剥離しない。そのため、クロス部材４に荷重が加わる過程で、外側部材１０の連結部１２と内側部材２０の重ね代２３とが剥離して、外側部材１０で内側部材２０（本体部２２）を車幅方向に押し潰して座屈させることができる。その際、外側部材１０の拡幅部１１と内側部材２０の張出部２１とが剥離せずに同期して変位し、外側部材１０が車幅方向に沿って内側部材２０を押圧することにより、内側部材２０を安定して座屈させることが可能である。したがって、車体下部構造１は、側面衝突時の荷重をクロス部材４で効果的に吸収できるので、側面衝突時のＥＡを向上させることができる。よって、車室の変形を抑制でき、乗員への衝撃を大幅に抑えることができる。
【００２７】
更に、外側部材１０が拡幅部１１を有することで、ポール側面衝突時など、局所的に荷重が入力された際にクロス部材４で荷重を受け止め易い。また、拡幅部１１を有することにより、クロス部材４による車体下部構成部材２とロッカ３との結合を強化でき、車両旋回時に発生する車体のよれを効果的に抑制できるので、操縦安定性、乗り心地を向上させることができる。特に、本実施形態では、外側部材１０の板厚が内側部材２０の板厚よりも厚く、且つ、外側部材１０の連結部１２が内側部材２０の本体部２２の外側に配置される構成としたことで、車両旋回時の車体のよれをより効果的に抑制できる。
【００２８】
本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２９】
例えば、上述した実施形態１では、外側部材１０の連結部１２が内側部材２０の本体部２２の外側に配置される構成を説明したが、外側部材１０の連結部１２が内側部材２０の本体部２２の内側に配置される構成としてもよい。また、実施形態１では、車体下部構成部材２がサイドメンバであり、クロス部材４でサイドメンバとロッカ３とを連結する構成を説明したが、これに限定されない。車体下部構成部材２は、例えば、フロアパネル５の車幅方向中央部に設けられるトンネル部（図示せず）であってもよく、クロス部材４でフロアトンネル部とロッカ３とを連結する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  車体下部構造
２  車体下部構成部材（サイドメンバ）
３  ロッカ
４  クロス部材
５  フロアパネル
１０  外側部材
１０ｓ  側壁
１０ｂ  底壁
１１  拡幅部
１２  連結部
１５  フランジ
２０  内側部材
２０ｓ  側壁
２０ｂ  底壁
２１  張出部
２２  本体部
２３  重ね代
２５  フランジ
３１  第１溶接部
３２  第２溶接部
【図１】
2019093803.tif 000003
【図２】
2019093803.tif 000004
【図３】
2019093803.tif 000005
【図４】
2019093803.tif 000006
【図５】
2019093803.tif 000007
【図６】
2019093803.tif 000008