JP2013203298A - 自動車の車体側部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 重量の増加を最小限に抑えながら、オフセット前面衝突時のサイドシルの変形を防止する。
【解決手段】 サイドシル１１から車幅方向内向きに延びるフロアパネル１２の上面にフロアフレーム１５を接合し、フロアフレーム１５の端部をサイドシル１１の車幅方内側の側壁１６ｂに接合する。サイドシル１１およびフロアフレーム１５が接合される接合部を、サイドシル１１の内面に重ね合わされた第１補強部材１９とフロアパネル１２の下面に重ね合わされた第２補強部材２０とが形成するＹ字形状の交差部ａの近傍に位置させたので、オフセット前面衝突の大きな衝突荷重が入力して左右一方のサイドシル１１が後退しようとしたとき、その折れ曲がりを防止することができる。しかも第１、第２補強部材１９，２０はサイドシル１１およびフロアフレーム１５の接合部だけを補強するため、重量の増加を最小限に抑えることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、サイドシルから車幅方向内向きに延びるフロアパネルの上面にフレーム部材を接合し、前記フレーム部材の端部を前記サイドシルの車幅方向内側の側壁に接合した自動車の車体側部構造に関する。

ロッカ（サイドシル）の車幅方向内側の上側隅部に前側リインフースメントを設けるとともに、車幅方向外側の下側隅部に後側リインフースメントを設け、オフセット前面衝突時にロッカに作用する曲げ圧縮に対抗する剛性を高めることで、ロッカが曲げ変形するのを抑制するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００７−２０３８９３号公報

しかしながら上記特許文献１に記載されたものは、ロッカの略全長に亙ってリインフースメントを設ける必要があるため、その重量が増加する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、重量の増加を最小限に抑えながら、オフセット前面衝突時のサイドシルの変形を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、サイドシルから車幅方向内向きに延びるフロアパネルの上面にフレーム部材を接合し、前記フレーム部材の端部を前記サイドシルの車幅方向内側の側壁に接合した自動車の車体側部構造であって、車体前後軸に直交する断面において、前記サイドシルおよび前記フレーム部材が接合される接合部を、前記サイドシルの内面に重ね合わされた第１補強部材と前記フロアパネルの下面に重ね合わされた第２補強部材とが形成するＹ字形状の交差部の近傍に位置させたことを特徴とする自動車の車体側部構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第１補強部材は縦壁および横壁よりなるＬ字状断面を有しており、前記縦壁を前記サイドシルの側壁の内面に溶接し、前記横壁を前記サイドシルの下壁を挟んで前記第２補強部材の車幅方向外側部分に溶接し、前記第２補強部材の車幅方向内側部分を前記フロアパネルを挟んで前記フレーム部材に溶接したことを特徴とする自動車の車体側部構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記第１補強部材の前端は前記接合部における前記フレーム部材の前端よりも前方に位置し、前記第１補強部材の後端は前記接合部における前記フレーム部材の後端よりも後方に位置することを特徴とする自動車の車体側部構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、車幅方向内向きに延びる前記フレーム部材と前記フロアパネルに形成したフロアトンネルとの接合部を、前記フレーム部材の上壁に接合される横壁と前記フロアトンネルの側壁に接合される縦壁とを有する第３補強部材で補強したことを特徴とする自動車の車体側部構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記フレーム部材の上壁から前後に張り出す前記第３補強部材の前記横壁を下向きに折り曲げたことを特徴とする自動車の車体側部構造が提案される。

尚、実施の形態のクロスメンバ１４およびフロアフレーム１５は本発明のフレーム部材に対応し、実施の形態のスポット溶接ｗ５，ｗ６，ｗ７は本発明の溶接に対応する。

請求項１の構成によれば、サイドシルから車幅方向内向きに延びるフロアパネルの上面にフレーム部材を接合し、フレーム部材の端部をサイドシルの車幅方内側の側壁に接合する。車体前後軸に直交する断面において、サイドシルおよびフレーム部材が接合される接合部を、サイドシルの内面に重ね合わされた第１補強部材とフロアパネルの下面に重ね合わされた第２補強部材とが形成するＹ字形状の交差部の近傍に位置させたので、オフセット前面衝突の大きな衝突荷重が入力して左右一方のサイドシルが後退しようとしたとき、応力集中が発生し易いサイドシルとフレーム部材の接合部が第１補強部材および第２補強部材で補強されているため、サイドシルが後退して折れ曲がるのを防止することができる。しかも第１、第２補強部材はサイドシルおよびフレーム部材の接合部だけを補強するため、重量の増加を最小限に抑えることができる。

また請求項２の構成によれば、第１補強部材は縦壁および横壁よりなるＬ字状断面を有しており、縦壁をサイドシルの側壁の内面に溶接し、横壁をサイドシルの下壁を挟んで第２補強部材の車幅方向外側部分に溶接し、第２補強部材の車幅方向内側部分をフロアパネルを挟んでフレーム部材に溶接したので、接合部の車幅方向外側ではサイドシルの下壁、第１補強部材の横壁および第２補強部材の車幅方向外側部分が３枚重ねになり、接合部の車幅方向内側ではフロアパネル、フレーム部材および第２補強部材の車幅方向内側部分が３枚重ねになることで、サイドシルおよびフレーム部材の接合部の強度を高めることができる。

また請求項３の構成によれば、第１補強部材の前端は接合部におけるフレーム部材の前端よりも前方に位置し、第１補強部材の後端は接合部におけるフレーム部材の後端よりも後方に位置するので、第１補強部材による補強効果を充分に発揮させることができる。

また請求項４の構成によれば、車幅方向内向きに延びるフレーム部材とフロアパネルに形成したフロアトンネルとの接合部を、フレーム部材の上壁に接合される横壁とフロアトンネルの側壁に接合される縦壁とを有する第３補強部材で補強したので、サイドシルからフレーム部材に入力された衝突荷重をフロアトンネルに確実に伝達して反力を発生させ、その反力によりサイドシルの車幅方向内向きの変形を確実に阻止することができる。

また請求項５の構成によれば、フレーム部材の上壁から前後に張り出す第３補強部材の横壁を下向きに折り曲げたので、第３補強部材を覆うフロアカーペットが横壁の前後の角部に引っ掛かって損傷するのを防止することができる。

自動車の車体中央部のフレームの斜視図。（第１の実施の形態） 図１の２方向矢視図。（第１の実施の形態） 図２の３−３線断面図。（第１の実施の形態） 図３の４方向矢視図。（第１の実施の形態） 図３の５方向矢視図。（第１の実施の形態） 図１の６部拡大図。（第１の実施の形態） 第１の実施の形態の図２に対応する図。（第２の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図６に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。尚、本明細書における前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向は、運転席に着座した運転者を基準としている。

図１および図２に示すように、左右のサイドシル１１，１１を接続するフロアパネル１２の車幅方向中央部に、前後方向に延びる断面逆Ｕ字状のフロアトンネル１３が上向きに突設される。左右のサイドシル１１，１１とフロアトンネル１３とが車幅方向に延びるクロスメンバ１４，１４で接続されており、前後方向に延びる左右のフロアフレーム１５，１５がクロスメンバ１４，１４を前から後に貫通した後、車幅方向外側に屈曲してサイドシル１１，１１の車幅方向内面に接続される。

次に、図２〜図５に基づいて、フロアフレーム１５の後端がサイドシル１１に接続する接合部の構造を詳述する。

サイドシル１１は、上壁１６ａ、側壁１６ｂ、下壁１６ｃおよび上下の接合フランジ１６ｄ，１６ｄを有するサイドシルインナー１６と、上壁１７ａ、側壁１７ｂ、下壁１７ｃおよび上下の接合フランジ１７ｄ，１７ｄを有するサイドシルアウター１７と、スチフナ１８とからなり、サイドシルインナー１６の接合フランジ１６ｄ，１６ｄとサイドシルアウター１７の接合フランジ１７ｄ，１７ｄとの間にスチフナ１８の上縁および下縁を挟んでスポット溶接ｗ１（図３参照）することで閉断面に構成される。フロアパネル１２の車幅方向外縁を傾斜壁１２ａを介して上向きの折り曲げた接合フランジ１２ｂが、サイドシルインナー１６の側壁１６ｂにスポット溶接ｗ２（図３参照）される。

クロスメンバ１４は、前壁１４ａ、上壁１４ｂおよび後壁１４ｃを有して下方に開放するコ字状断面の部材であり、前壁１４ａおよび後壁１４ｃからそれぞれ前後方向に延びる接合フランジ１４ｄ，１４ｄが、フロアパネル１２の上面、サイドシルインナー１６の側壁１６ｂおよびフロアトンネル１３の側壁１３ａにスポット溶接ｗ３（図２および図６参照）される。

く字状に屈曲するフロアフレーム１５は、側壁１５ａ、上壁１５ｂおよび側壁１５ｃを有して下方に開放するコ字状断面の部材であり、側壁１５ａおよび側壁１５ｃからそれぞれ左右方向に延びる接合フランジ１５ｄ，１５ｄが、フロアパネル１２の上面にスポット溶接ｗ４（図２参照）される。フロアフレーム１５の高さはクロスメンバ１４の高さよりも低く、前後方向に延びるフロアフレーム１５は車幅方向に延びるクロスメンバ１４の下部を前から後に貫通した後に、車幅方向外側に屈曲してサイドシルインナー１６の側壁１６ｂに接続される。

フロアフレーム１５とサイドシル１１との接合部は、第１補強部材１９および第２補強部材２０によって補強される。第１補強部材１９は縦壁１９ａおよび横壁１９ｂを有する断面Ｌ字状の部材であって、ビード１９ｃ，１９ｃおよび肉抜き孔１９ｄ…を有する縦壁１９ａはサイドシルインナー１６の側壁１６ｂの内面にスポット溶接ｗ５（図３および図４参照）され、ビード１９ｅ，１９ｅを有する横壁１９ｂはサイドシルインナー１６の下壁１６ｃの上面にスポット溶接ｗ６（図３および図４参照）される。

第２補強部材２０は第１横壁２０ａ、傾斜壁２０ｂおよび第２横壁２０ｃを有する断面クランク状の部材であって、第１横壁２０ａはフロアパネル１２の下面にスポット溶接ｗ７（図２、図３および図５参照）される。このとき、フロアパネル１２の上面に重ね合わされたフロアフレーム１５の後側の接合フランジ１５ｄが、前記スポット溶接ｗ７（図３参照）の一部により同時に溶接される。第２補強部材２０の傾斜壁２０ｂはフロアパネル１２の傾斜壁１２ａの下面に沿って車幅方向外側に延び、傾斜壁２０ｂに連なる第２横壁２０ｃはサイドシルインナー１６の下壁１６ｃの下面に重ね合わされ、前記スポット溶接ｗ６（図３参照）により同時に溶接される。第２補強部材２０の第２横壁２０ｃには車幅方向に延びるビード２０ｄ…が形成される。

またフロアフレーム１５の上壁１５ｂの車幅方向外端から上向きに立ち上がる接合フランジ１５ｅが，フロアパネル１２の接合フランジ１２ｂと重ね合わされて前記スポット溶接ｗ２（図３参照）によりサイドシルインナー１６の側壁１６ｂに同時に溶接される。

図３から明らかなように、サイドシル１１およびフロアフレーム１５の接合部を車体前後軸に直交する断面で切断したとき、断面Ｌ字状の第１補強部材１９の縦壁１９ａおよび横壁１９ｂの折れ線と、第２補強部材２０の傾斜壁２０ｂとは、円で囲んだ交差部ａでＹ字状に交差しており、サイドシル１１およびフロアフレーム１５の接合部、つまりサイドシルインナー１６の側壁１６ｂおよび下壁１６ｃの折れ線と、フロアフレーム１５の上壁１５ｂおよび接合フランジ１５ｅの折れ線との接合部は、前記交差部ａに近傍に位置している。

次に、図１および図６に基づいて、クロスメンバ１４の車幅方向内端がフロアトンネル１３に接続する接合部の構造を詳述する。

クロスメンバ１４の前後の接合フランジ１４ｄ，１４ｄはフロアパネル１２の上面およびフロアトンネル１３の側面１３ａに溶接ｗ３されるが、それに加えて、クロスメンバ１４の上壁１４ｂが第３補強部材２１を介してフロアトンネル１３の側壁１３ａに接続される。第３補強部材２１は縦壁２１ａおよび横壁２１ｂを有する断面Ｌ字状の部材であって、縦壁２１ａはフロアトンネル１３の側壁１３ａにスポット溶接ｗ８され、横壁２１ｂはクロスメンバ１４の上壁１４ｂにスポット溶接ｗ９される。

第３補強部材２１の前後方向長さＤ２はクロスメンバ１４の上壁１４ｂの前後方向幅Ｄ１よりも大きいため、横壁２１ｂの前部および後部はクロスメンバ１４の上壁１４ｂから前後に張り出しており、その張出部分の車幅方向外側のエッジには下方に折り曲げた折り曲げ部２１ｃ，２１ｃが形成される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

自動車がナローオフセット前面衝突したときの衝突荷重でサイドシル１１が後方に移動すると、サイドシル１１とセンターピラーとの接合部のような強度差のある部分に応力が集中するため、その部分でサイドシル１１が折れ曲がってリヤドアが開き難くなる場合がある。しかしながら本実施の形態によれば、サイドシル１１が後方に移動しようとしても、サイドシル１１が第１補強部材１９および第２補強部材２０を介してフロアフレーム１５の車幅方向外端に強固に接続されているため、サイドシル１１の後退を抑制して折れ曲がりを防止することができる。

特に、サイドシル１１およびフロアフレーム１５が接合される接合部を、サイドシルインナー１６の内面に重ね合わされた第１補強部材１９とフロアパネル１２の下面に重ね合わされた第２補強部材２０とが形成するＹ字形状の交差部ａ（図３参照）の近傍に位置させたので、前記接合部を第１補強部材１９および第２補強部材２０で効果的に補強してサイドシル１１の後退を確実に防止することができる。しかも第１補強部材１９および第２補強部材２０はサイドシル１１およびフロアフレーム１５の接合部だけを補強するため、重量の増加を最小限に抑えることができる。

また第１補強部材１９は縦壁１９ａおよび横壁１９ｂよりなるＬ字状断面を有しており、縦壁１９ａをサイドシルインナー１６の側壁１６ｂの内面に溶接ｗ５し、横壁１９ｂをサイドシルインナー１６の下壁１６ｃを挟んで第２補強部材２０の第２横壁２０ｃに溶接ｗ６し、第２補強部材２０の第１横壁２０ａをフロアパネル１２を挟んでフロアフレーム１５の接合フランジ１５ｄに溶接ｗ７したので、接合部の車幅方向外側ではサイドシルインナー１６の下壁１６ｃ、第１補強部材１９の横壁１９ｂおよび第２補強部材２０の第２横壁２０ｃが３枚重ねになり、接合部の車幅方向内側ではフロアパネル１２、フロアフレーム１５の接合フランジ１５ｄおよび第２補強部材２０の第１横壁２０ａが３枚重ねになることで、サイドシルインナー１６およびフロアフレーム１５の接合部の強度を高めることができる。

またサイドシル１１に入力されたナローオフセット前面衝突の荷重はクロスメンバ１４からフロアトンネル１３に伝達され、フロアトンネル１３において発生した反力によってサイドシル１１が車幅方向内向きに変形するのが防止される。このとき、クロスメンバ１４の車幅方向内端がフロアトンネル１３に接続される部分が第３補強部材２１によって補強されているため、フロアトンネル１３に充分な反力を発生させてサイドシル１３の変形を抑制することができる。しかもフロアフレーム１５の上壁１５ｂから前後に張り出す第３補強部材２１の横壁２１ｂを下方に折り曲げて折り曲げ部２１ｃ，２１ｃ（図６参照）が形成したので、第３補強部材２１を覆うフロアカーペットが横壁２１ｂのエッジに引っ掛かって損傷するのを防止することができる。

第２の実施の形態

次に、図７に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

図２に示す第１の実施の形態では、第１補強部材１９の前後方向長さＤ３が、サイドシル１１に接続されるフロアフレーム１５の前後方向幅Ｄ４に略一致しているが、第２の実施の形態では、第１補強部材１９が前方および後方に延長されており、その前後方向長さＤ３が、サイドシル１１に接続されるフロアフレーム１５の前後方向幅Ｄ４よりも大きくなっている。

これにより、第１補強部材１９によるサイドシル１１およびフロアフレーム１５の接合部の補強効果を更に高め、サイドシル１１の折れ曲がりを一層確実に防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のフレーム部材は実施の形態のフロアフレーム１５に限定されず、クロスメンバ１４であっても良い。この場合クロスメンバ１４の車幅方向内端が第１補強部材１９および第２補強部材２０でサイドシル１１に接続される。

１１ サイドシル
１２ フロアパネル
１３ フロアトンネル
１３ａ 側壁
１４ クロスメンバ（フレーム部材）
１４ｂ 上壁
１５ フロアフレーム（フレーム部材）
１６ｂ 側壁
１６ｃ 下壁
１９ 第１補強部材
１９ａ 縦壁
１９ｂ 横壁
２０ 第２補強部材
２１ 第３補強部材
２１ａ 縦壁
２１ｂ 横壁
ａ 交差部
ｗ５ スポット溶接（溶接）
ｗ６ スポット溶接（溶接）
ｗ７ スポット溶接（溶接）

Claims (5)

1. サイドシル（１１）から車幅方向内向きに延びるフロアパネル（１２）の上面にフレーム部材（１５，１４）を接合し、前記フレーム部材（１５，１４）の端部を前記サイドシル（１１）の車幅方向内側の側壁（１６ｂ）に接合した自動車の車体側部構造であって、 車体前後軸に直交する断面において、前記サイドシル（１１）および前記フレーム部材（１５，１４）が接合される接合部を、前記サイドシル（１１）の内面に重ね合わされた第１補強部材（１９）と前記フロアパネル（１２）の下面に重ね合わされた第２補強部材（２０）とが形成するＹ字形状の交差部（ａ）の近傍に位置させたことを特徴とする自動車の車体側部構造。
2. 前記第１補強部材（１９）は縦壁（１９ａ）および横壁（１９ｂ）よりなるＬ字状断面を有しており、前記縦壁（１９ａ）を前記サイドシル（１１）の側壁（１６ｂ）の内面に溶接（ｗ５）し、前記横壁（１９ｂ）を前記サイドシル（１１）の下壁（１６ｃ）を挟んで前記第２補強部材（２０）の車幅方向外側部分に溶接（ｗ６）し、前記第２補強部材（２０）の車幅方向内側部分を前記フロアパネル（１２）を挟んで前記フレーム部材（１５，１４）に溶接（ｗ７）したことを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体側部構造。
3. 前記第１補強部材（１９）の前端は前記接合部における前記フレーム部材（１５，１４）の前端よりも前方に位置し、前記第１補強部材（１９）の後端は前記接合部における前記フレーム部材（１５，１４）の後端よりも後方に位置することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動車の車体側部構造。
4. 車幅方向内向きに延びる前記フレーム部材（１４）と前記フロアパネル（１２）に形成したフロアトンネル（１３）との接合部を、前記フレーム部材（１４）の上壁（１４ｂ）に接合される横壁（２１ｂ）と前記フロアトンネル（１３）の側壁（１３ａ）に接合される縦壁（２１ａ）とを有する第３補強部材（２１）で補強したことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動車の車体側部構造。
5. 前記フレーム部材（１４）の上壁（１４ｂ）から前後に張り出す前記第３補強部材（２１）の前記横壁（２１ｂ）を下向きに折り曲げたことを特徴とする、請求項４に記載の自動車の車体側部構造。

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