JP2021041817A - 車両の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】側突荷重を車幅方向に有効に分散伝達することができる車両の車体構造を提供する。【解決手段】クロスメンバ６は、フロアパネル４に対向するクロスメンバ上面部６４と、該クロスメンバ上面部６４の前後方向両端部からフロアパネル４に延びるクロスメンバ前面部及びクロスメンバ後面部６６とを備えている。クロスメンバ６のクロスメンバ上面部６４のサイドシル側端部に補強部材６０が設けられ、クロスメンバ６のサイドシル側端部かつ補強部材６０と重複する位置に車両前後方向に延びる脆弱部６７が設けられている。脆弱部６７は、切欠き、ビード、孔のいずれかから選択される。補強部材６０はシート取付ブラケットであり、脆弱部６７はシート取付ブラケット６０のシート取付面の車幅方向外側に位置する。【選択図】図３

Description

本発明は車両側方からの衝突に耐え得る車両の車体構造に関する。

一般に、自動車などの車両では、車両側面に他車が衝突したり、車両側面が障害物に衝突した際に、車両側方のサイドシルに作用する側突荷重により車両のＢピラー（センターピラー）が客室内に侵入すると乗員が負傷することになる。このため、サイドシルに作用する側突荷重を車両の車幅方向に延びるクロスメンバで受けて、Ｂピラーの客室への侵入を防止することが行われている。

ＦＲ（フロントエンジンリアドライブ）車や４ＷＤ（四輪駆動）車などの車両では、前方の駆動源から後方の駆動輪に動力を伝達するプロペラシャフトを配設するために、前後方向に延びる巨大断面のフロアトンネルが設けられている。このような巨大断面を有するフロアトンネルには、クロスメンバを介して作用する側突荷重を集中させないことも重要である。

例えば、特許文献１には、クロスメンバをサイドシルとフロアトンネルの間で前後方向に延びるアッパメンバに当接させるとともに、フロアトンネルの側壁部に設けられた連結部材に当接させる構造が記載されている。

一方、車両の底面に沿う空気の流れを整流して空気抵抗を低減することにより燃費を改善するため、車両の底にアンダーカバーが設けられることがある。この場合、車幅方向の両側のフロアパネルを段下げして、アンダーカバーと同じ高さにすることで、アンダーカバーの面積を縮小することも行われている。

しかし、段下げフロアの場合、フロアアッパメンバを挟んで車幅方向外側のフロアが車幅方向内側のフロアより低いため、車幅方向外側のクロスメンバの断面が大きくなる。この結果、側突時に側突荷重によりサイドシルが内倒れ変形する際、クロスメンバが予期せぬ変形を起こし、車幅方向に側突荷重を分散して伝達することができなくなり、Ｂピラーの倒れを許容する虞があった。

特開２０１５−１３４５２０号公報

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、側突荷重を車幅方向に有効に分散伝達することができる車両の車体構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、
車両の前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、
前記サイドシルの車幅方向内側端部から車幅方向内側に延びるフロアパネルと、
前記サイドシルの車幅方向内側で車両前後方向に延び、前記フロアパネルの上面と協働して閉断面を形成する左右一対のフロアアッパフレームと、
車幅方向の中央で前記フロアパネルの内側端部から上方に突出した形状を有するフロアトンネルと、
前記フロアアッパフレームを介して前記フロアトンネルとの間に掛け渡されるクロスメンバとを備え、
前記クロスメンバは、前記フロアパネルに対向するクロスメンバ上面部と、該クロスメンバ上面部の前後方向両端部から前記フロアパネルに延びるクロスメンバ前面部及びクロスメンバ後面部とを備え、
前記クロスメンバの前記クロスメンバ上面部のサイドシル側端部に補強部材が設けられ、前記クロスメンバのサイドシル側端部かつ前記補強部材と重複する位置に車両前後方向に延びる脆弱部が設けられている。

前記脆弱部は、切欠き、ビード、孔のいずれかから選択される。

前記補強部材はシート取付ブラケットであり、
前記脆弱部は前記シートシート取付ブラケットのシート取付面の車幅方向外側に位置する。

前記脆弱部は前記クロスメンバのサイドシル側端部の前記クロスメンバ上面部のみに設けられている。

請求項１の発明によれば、クロスメンバのクロスメンバ上面部のサイドシル側端部に補強部材が設けられ、クロスメンバのサイドシル側端部かつ補強部材と重複する位置に車両前後方向に延びる脆弱部が設けられているので、側突時にサイドシルを内倒れ変形させる側突荷重に対してまず脆弱部が潰れて側突時のエネルギーが吸収され、クロスメンバの意図しない部位での座屈変形が抑制されるとともに、脆弱部が潰れる方向に側突荷重を優先的に導くことで、側突荷重を車幅方向に有効に分散伝達することができる。
また、クロスメンバのクロスメンバ上面部のサイドシル側端部に補強部材が設けられているので、潰れた脆弱部を含む領域を補強部材で受け止め、脆弱部を潰した後の側突荷重を補強部材とクロスメンバを介して車幅方向に伝達することができる。

請求項２の発明によれば、脆弱部は、切欠き、ビード、孔のいずれかから選択されるものであるので、簡単な加工で脆弱部を形成することができるうえ、側突時の脆弱部の変形挙動をコントロールすることができる。

請求項３の発明によれば、補強部材はシート取付ブラケットであり、脆弱部はシートシート取付ブラケットのシート取付面の車幅方向外側に位置するので、側突時に脆弱部が潰れて変形しても、シート取付ブラケットのシート取付面には至らず、シートに着座している乗員への衝撃が緩和される。

請求項４の発明によれば、脆弱部はクロスメンバのサイドシル側端部のクロスメンバ上面部のみに設けられているので、側突時にクロスメンバのクロスメンバ上面部とクロスメンバ前面部及びクロスメンバ後面部の間の稜線部が潰れずに残り、側突荷重を車幅方向に伝達することができる。

本発明の実施形態に係る車体構造を備える自動車の下部車体の平面図。 下部車体の第１クロスメンバと第２クロスメンバを車両前方から後方に向かってみた斜視図。 第１クロスメンバの車幅方向断面図。 第１クロスメンバの構成部材を示す分解拡大斜視図。 第１クロスメンバの第１部材とサイドシルの取付部における脆弱部の一例を示す斜視図（ａ）、脆弱部の変形例を示す斜視図（ｂ）、脆弱部の他の変形例を示す斜視図（ｃ）。 第１クロスメンバの取付手順を示す平面図。 第２クロスメンバの車幅方向断面図。 第２クロスメンバのトンネル側シート取付ブラケットとフロアトンネルの接合部の拡大斜視図。 第２クロスメンバのトンネル側シート取付ブラケットと、フロアトンネル、トンネルレインフォースメント及びバックボーンフレームとの接続状態を示す拡大分解斜視図。 図９のXa-Xa線断面図（ａ）及びXb-Xb線断面図（ｂ）。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。添付図面中、Ｆｒ、Ｒｒはそれぞれ自動車の前側（又は前方）、後側（又は後方）を示し、ＯＵＴ、ＩＮは、それぞれ自動車の車幅方向の外側（又は外方）、内側（又は内方）を示している。

＜下部車体の全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る車両の車体構造を備える自動車の下部車体１を示す。下部車体１は、車両前後方向に延びる左右一対のサイドシル２と、左右一対のサイドシル２の間の車幅方向中央に配置されて車両前後方向に延びるフロアトンネル３と、左右一対のサイドシル２の車幅方向内側端部から車幅方向内側にフロアトンネル３まで延びるフロアパネル４とを備えている。

下部車体１には、補強部材として、左右一対のサイドシル２とフロアトンネル３の間で車両前後方向に延びる左右一対のフロアフレーム５が配設されている。左右一対のサイドシル２とフロアトンネル３の間に車幅方向に掛け渡される第１クロスメンバ６と第２クロスメンバ７が車両後方に向かってこの順で配置されている。

また、第１クロスメンバ６より前方には、左右一対のサイドシル２から左右一対のフロアフレーム５まで斜め後方に延びる斜めフレーム８が配設されている。さらに、第２クロスメンバ７より後方には、左右一対のサイドシル２とフロアトンネル３の間に車幅方向に掛け渡される第３クロスメンバ９が配置されている。

一方、下部車体１の前部には、ダッシュパネル１０ａ及びダッシュパネルカウル１０ｂ、左右一対のフロントサイドフレーム１１、バンパレインフォースメント１２、フロントクロスメンバ１３、エプロンメンバ１４、サスペンションハウジング１５等を備えている。また、下部車体１の後部には、左右一対のサイドシル２の後端から車両後方に延びる左右一対のリアサイドフレーム１６と、左右一対のリアサイドフレーム１６の間で車幅方向に延びるリアフロアパネル１７と、リアクロスメンバ１８とを備えている。下部車体１の斜めフレーム８、第３クロスメンバ９及び前部及び後部の構成部材は、本発明とは直接関係しないので、詳細な説明を省略する。

＜サイドシル＞
左右一対のサイドシル２は、図３に示すように、車幅方向外側に開放したハット形の断面形状を有するサイドシルインナパネル２０と、車幅方向内側に開放したハット形の断面形状を有するサイドシルアウタパネル２１とで構成されている。

サイドシルインナパネル２０は、上面部２２と、該上面部２２の車幅方向内側端部から下方に延びる側面部２３と、該側面部２３の下端から車幅方向外側に延びる下面部２４と、上面部２２と側面部２３との間の上側稜線部２５と、下面部２４と側面部２３との間の下側稜線部２６とを備えている。サイドシルインナパネル２０の内側には、車両前後方向の複数の位置、特に第１クロスメンバ６及び第２クロスメンバ７と車両前後方向に重複する位置に補強板２７が固定されている。

サイドシルアウタパネル２１は、サイドシルインナパネル２０と向かい合う同様の形状を有している。サイドシルインナパネル２０とサイドシルアウタパネル２１とは、車幅方向断面形状が略矩形の閉断面を形成するように接合されている。なお、サイドシル２には、図示しないが、フロントドアを支持するヒンジピラー、リアドアを支持するセンターピラーの各々の下部が接合される。

＜フロアトンネル＞
フロアトンネル３は、図１に示すように、ダッシュパネル１０ａから第３クロスメンバ９まで車両前後方向に延びている。フロアトンネル３は、図２に示すように、車幅方向断面形状が下方に開口し、上方に突出したハット形である。具体的には、フロアトンネル３は、図３に示すように、フロアパネル４と接合されるフランジ部３０と、該フランジ部３０から上方に立ち上がる立壁部３１と、該立壁部３１から車幅方向内側に延びてフランジ部３０より１段高い位置に設けられた段上げ部３２と、該段上げ部３２から車幅方向中央に向かって斜めに立ち上がる傾斜壁部３３と、天板部３４とで構成されている。

フロアトンネル３の上面には、左右一対のバックボーンフレーム３５が取り付けられている。左右一対のバックボーンフレーム３５は、それぞれ、フロアトンネル３の天板部３４と傾斜壁部３３に対向して閉断面を形成するように逆Ｌ字形の車幅方向断面を有する。バックボーンフレーム３５の車幅方向両端には上フランジ部３６と下フランジ部３７が設けられている。上フランジ部３６と下フランジ部３７はフロアトンネル３の天板部３４と傾斜壁部３３にそれぞれ接合されている。特に、図９に示すように、第２クロスメンバ７と車両前後方向に重複する位置のフロアトンネル３に接合される部分のバックボーンフレーム３５の下フランジ部３７には、車幅方向に延びる複数のビード３８（素材をプレスして形成された線状に延びる凹部又は凸部）が形成されている。複数のビード３８は、フロアトンネル３を介して後述するトンネルレインフォースメント１００に接合されている。

フロアトンネル３の車幅方向両側の段上げ部３２の下面には、図示しない変速機の後部を支持するマウントメンバ３９ａが取り付けられ、フロアトンネル３により両側の第１クロスメンバ６が分断されることによる車体剛性の低下を抑制している。

＜フロアパネル＞
図３に戻ると、フロアパネル４は、サイドシル２の車幅方向内側端部から車幅方向内側に延びている。すなわち、フロアパネル４の車幅方向外側の端部はサイドシルインナパネル２０の側面部２３と接合され、フロアパネル４の車幅方向内側の端部はフロアトンネル３の車幅方向両側のフランジ部３０と接合されている。また、フロアパネル４は、図１においてダッシュパネル１０ａから第３クロスメンバ９まで車両前後方向に延びている。

フロアパネル４は、サイドシル２とフロアトンネル３の間の略中央に設けられた車両前後方向に延びる段差部４０と、該段差部４０より車幅方向内側の第１フロアパネル４１と、当該段差部４０より車幅方向外側の第２フロアパネル４２とで構成されている。段差部４０には後述するフロアフレーム５が設けられている。第２フロアパネル４２は、第１フロアパネル４１より低い位置に形成されている。すなわち、フロアフレーム４３のフロアアッパフレームとサイドシルとの間の第２フロアパネル４２はフロアアッパフレームとフロアトンネル３との間の第１フロアパネルより低い位置に形成されている。これにより図示しない整流板を第１フロアパネル４１の下方だけに設け、第２フロアパネル４２の下方には整流板を設ける必要がなくなり、整流板の面積を小さくすることができる。

左右一対のフロアフレーム５は、フロアパネル４の段差部４０を上下から挟んで設けられ、車両前後方向に延びている。フロアフレーム５は、フロアパネル４の段差部４０の上面と協働して閉断面を形成するフロアアッパフレーム５０と、フロアパネル４の段差部４０の下面と協働して閉断面を形成するフロアロアフレーム５１とで構成されている。

フロアアッパフレーム５０は、第１フロアパネル４１と対向するフレーム上面部５０ａと、該フレーム上面部５０ａの車幅方向内側端部から第１フロアパネル４１に延びるフレーム側面部５０ｂと、当該フレーム上面部５０ａの車幅方向外側端部から第２フロアパネル４２に延びるフレーム側面部５０ｃとを備えている。フロアアッパフレーム５０のフレーム上面部５０ａはサイドシル２の上側稜線部２５と下側稜線部２６との上下方向中心位置Ｐより高い位置に設けられている。車幅方向内側のフレーム側面部５０ｂの下端は第１フロアパネル４１の上面に接合され、車幅方向外側のフレーム側面部５０ｃの下端は第２フロアパネル４２の上面に接合されている。

フロアロアフレーム５１は、第１フロアパネル４１と対向するフレーム下面部５１ａと、該フレーム下面部５１ａの車幅方向内側端部から第１フロアパネル４１に延びるフレーム側面部５１ｂと、当該フレーム下面部５１ａの車幅方向外側端部から第２フロアパネル４２に延びるフレーム側面部５１ｃとを備えている。フロアロアフレーム５１のフレーム下面部５１ａは第２フロアパネル４２とほぼ同じ位置に設けられている。車幅方向内側のフレーム側面部５１ｂの上端は第１フロアパネル４１の下面に接合され、車幅方向外側のフレーム側面部５１ｃの上端は第２フロアパネル４２の下面に接合されている。

＜第１クロスメンバ＞
第１クロスメンバ６は、サイドシル側の第１部材６１と、フロアトンネル側の第２部材６２とからなっている。第１部材６１には、シル側シート取付ブラケット６０が取り付けられ、第２部材６２には、トンネル側シート取付ブラケット６３が取り付けられている。

第１部材６１は、サイドシル２からフロアアッパフレーム５０のフレーム上面部５０ａまで延びている。第１部材６１は、図４に示すように、ハット形の車両前後方向断面を有し、フロアパネル４に対向する上面部６４と、該上面部６４の車両前後方向両端部からフロアパネル４に延びる前面部６５及び後面部６６とを備えている。また、前面部６５及び後面部６６は、第１フロアパネル４１より低い位置に前面下部６５Ａ及び後面下部６６Ａを有する。

第１部材６１の前面部６５と後面部６６の車幅方向外側端にフランジ６５ａ，６６ａが設けられ、該フランジ６５ａ，６６ａはサイドシル２の側面部２３に接合されている。第１部材６１の前面部６５と後面部６６の下端にフランジ６５ｂ，６６ｂが設けられ、該フランジ６５ｂ，６６ｂは第２フロアパネル４２に接合されている。第１部材６１の前面部６５と後面部６６の車幅方向内側端にフランジ６５ｃ，６６ｃ、６５ｄ，６６ｄが設けられ、該フランジ６５ｃ，６６ｃはフロアアッパフレーム５０のフレーム側面部５０ｃに接合され、フランジ６５ｄ，６６ｄはフロアアッパフレーム５０のフレーム上面部５０ａに接合されている。

第１部材６１の上面部６４の車幅方向外側端部には、切欠きからなる脆弱部６７が形成されている。脆弱部６７は、図５（ａ）示すように、第１部材６１の上面部６４の車幅方向外側端部を一部切り欠くことによって、側方衝突時の側突荷重に対して上面部６４の車幅方向外側端部を優先的に潰すことで、側突荷重を第１クロスメンバ６の上面部６４に伝達する役割を果たす。脆弱部６７としては、切欠きの他、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、車両前後方向に延びるビードや、孔であってもよく、要するに、脆弱部６７は、上面部の車幅方向外側端部における車幅方向の剛性弱めるものであればよい。

第１部材６１の前面部６５と後面部６６には、車幅方向に延びる凹状のビード６８が形成されている。ビード６８は、第２フロアパネル４２の上方で、前述したサイドシル２の上側稜線部２５と下側稜線部２６との上下方向中心位置Ｐより下方に設けることが好ましい。ビード６８により、第１部材６１の前面部６５と後面部６６は、側突荷重に対する剛性が高められている。

第２部材６２は、第１部材６１の車幅方向内側端部からフロアトンネル３まで延びている。第２部材６２は、図３に示すように、ハット形の車両前後方向断面を有し、フロアパネル４に対向する上面部６９と、該上面部６９の車両前後方向両端部からフロアパネル４に延びる前面部７０及び後面部７１とを備えている。

第２部材６２の上面部６９の車幅方向外側端部は、第１部材６１の上面部６４の車幅方向内側端部の下方に位置し、図３に示すように、当該第１部材６１の上面部６４の車幅方向内側端部と重ね合わせて接合され、第１部材６１の前面下部６５Ａと後面下部６６Ａ、第２部材６２の前面部７０と後面部７１よりも板厚が厚く、強度が高く設定された高強度部７２を形成している。第２部材６２の前面部７０と後面部７１の下端にフランジ７０ａ，７１ａが設けられ、該フランジ７０ａ，７１ａは第２フロアパネル４２に接合されている。第２部材６２の上面部６９の車幅方向外側端部は、第１部材６１とシル側シート取付ブラケット６０との接合部まで延びることで、高強度部７２は、後述する第２部材６２とトンネル側シート取付ブラケット６３との間の高強度部８６よりも強度が高く設定されている。

第２部材６２の上面部６９には、車幅方向に延びる凹状のビード７３が形成されている。このビード７３は、後述するシル側シート取付ブラケット６０のビード７８，８０と車両前後方向において重複するように設けられている。

シル側シート取付ブラケット６０は、車両のシートレールを固定する固定部材であるとともに、第１クロスメンバ６の第１部材６１の上面部６４のシル側端部を補強する補強部材である。シル側シート取付ブラケット６０は、第１部材６１の上面部６４に対向する上面部７４と、該上面部７４の車両前後方向両端部からフロアパネル４に延びる前面部７５及び後面部７６とを備えている。

シル側シート取付ブラケット６０の上面部７４の車幅方向中央には、上方に突出するシートレール取付部７７が形成されている。シル側シート取付ブラケット６０の上面部７４のシートレール取付部７７より外側の端部には、車幅方向に延びる凹状のビード７８が形成されている。シル側シート取付ブラケット６０の上面部７４の車幅方向外側の端部には、車幅方向外側に突出する突片７９が形成され、該突片７９がサイドシル２の上面部２２に当接して接合されている。シル側シート取付ブラケット６０の上面部７４の内側端部には車幅方向に延びる上に凸状のビード８０が形成され、該ビード８０の両側で第１部材６１の上面部６４に当接して接合されている。

シル側シート取付ブラケット６０の前面部７５と後面部７６には、上下方向に延びる凸状の複数のビード８１が形成され、該ビード８１の両側で第１部材６１の前面部６５と後面部６６に当接して接合されている。また、シル側シート取付ブラケット６０の前面部７５と後面部７６の車幅方向外側の端部には、フランジ７５ａ，７６ａが形成され、該フランジ７５ａ，７６ａはサイドシル２の側面部２３に当接して接合されている。

トンネル側シート取付ブラケット６３は、車両のシートレールを固定する固定部材である。トンネル側シート取付ブラケット６３は、フロアパネル４の車幅方向内側端部からフロアトンネル３の傾斜壁部３３まで延びている。トンネル側シート取付ブラケット６３の車幅方向外側半分は、上面部８２と前面部８３及び後面部８４からなるハット形の前後方向断面を有する。トンネル側シート取付ブラケット６３の車幅方向内側半分の上面には、上方に突出するシートレール取付部８５が形成されている。

トンネル側シート取付ブラケット６３の車幅方向外側の端部は、第２部材６２の上面部６９の車幅方向内側端部の下方に位置し、当該第２部材６２の上面部６９の車幅方向内側端部と重ね合わせて接合され、図３に示すように、第１部材６１の前面下部６５Ａと後面下部６６Ａ、第２部材６２の前面部７０と後面部７１よりも板厚が厚く、強度が高く設定された高強度部８６を形成している。

トンネル側シート取付ブラケット６３の車幅方向内側の端部には、フランジ８２ａが設けられ、該フランジ８２ａは、フロアトンネル３の傾斜壁部３３に当接して接合されている。

トンネル側シート取付ブラケット６３の車幅方向内側半分の車両前後方向端部には、フランジ８２ｂ，８２ｃが設けられ、それぞれ、フロアトンネル３の傾斜壁部３３、段上げ部３２に当接して接合されている。また、トンネル側シート取付ブラケット６３の車幅方向外側半分の前面部８３及び後面部８４にフランジ８３ａ，８４ａが設けられ、それぞれ
第１フロアパネル４１の車幅方向内側端部に接合されている。

第１クロスメンバ６を組み立てるには、図６に示すように、まずトンネル側シート取付ブラケット６３をフロアトンネル３に取り付けた後、トンネル側シート取付ブラケット６３の車幅方向外側端部に重なるように、第２部材６２を取り付ける（図６（ａ））。次に、第１部材６１の車幅方向内側端部を第２部材６２の車幅方向外側端部に重ねて取り付けるとともに、第１部材６１の車幅方向外側端部をサイドシル２に取り付ける（図６（ｂ））。最後に、シル側シート取付ブラケット６０を第１部材６１に重ねて取り付けるとともに、シル側シート取付ブラケット６０の車幅方向外側端部をサイドシル２に取り付ける。
隣接する２つの部材あるいは全部の部材を予めサブアセンブリしておくこともできる。

＜第２クロスメンバ＞
第２クロスメンバ７は、図７に示すように、第１クロスメンバ６と同様に、サイドシル側の第１部材６１と、フロアトンネル側の第２部材６２とからなり、第１部材６１にはシル側シート取付ブラケット６０が取り付けられ、第２部材６２にはトンネル側シート取付ブラケット６３が取り付けられている。

第２クロスメンバ７は、第１クロスメンバ６より全体的に低く設置されている点、トンネル側シート取付ブラケット６３がロアブラケット８７とアッパブラケット８８とで構成されている点、トンネル側シート取付ブラケット６３が取り付けられるフロアトンネル３の内側にトンネルレインフォースメント１００が設けられている点を除いて、第１クロスメンバと同様に構成を有しているため、対応する部分については説明を省略し、以下相違点のみ説明する。

第２クロスメンバ７は、第１クロスメンバ６より全体的に低く設置されているため、シル側シート取付ブラケット６０の上面部の車幅方向外側の端部には、上方に突出するフランジ７４ａが形成され、該フランジ７４ａがサイドシル２の側面部２３に当接して接合されている。

第２クロスメンバ７のトンネル側シート取付ブラケット６３は、ロアブラケット８７とアッパブラケット８８とで構成されている。

ロアブラケット８７は、フロアトンネル３の段上げ部３２からフロアパネル４の車幅方向内側端部まで延びている。図８に示すように、ロアブラケット８７の車幅方向外側半分は、上面部８９と前面部９０及び後面部９１とからなるハット形の前後方向断面を有している。

ロアブラケット８７は、フロアトンネル３の車幅方向両端を連結するトンネルメンバ３９ｂの両端にトンネルメンバ３の段上げ部３２を介してボルト締めされ、フロアトンネル３により両側の第２クロスメンバ７が分断されることによる車体剛性の低下を抑制している。

ロアブラケット８７の車幅方向外側の端部は、第２部材６２の上面部６９の車幅方向内側端部の下方に位置し、当該第２部材６２の上面部６９の車幅方向内側端部と重ね合わせて接合され、第１部材６１の前面下部６５Ａと後面下部６６Ａ、第２部材６２の前面部７０と後面部７１よりも板厚が厚く、強度が高く設定された高強度部９２を形成している。

ロアブラケット８７の車幅方向外側半分の前面部９０と後面部９１の車両前後方向の端部には、フランジ９０ａ，９１ａが形成され、該フランジ９０ａ，９１ａはフロアパネル４の車幅方向内側端部に当接して接合されている。ロアブラケット８７の車幅方向内側半分の内側端部と前後方向端部はフロアトンネル３の段上げ部３２に当接して接合されている。

アッパブラケット８８は、ロアブラケット８７の上に配設されている。アッパブラケット８８の上面には、上方に突出するシートレール取付部９３が形成されている。アッパブラケット８８の車幅方向外側の端部にはフランジ８８ａが設けられ、該フランジ８８ａはロアブラケット８７の上面部８９に当接して接合されている。

アッパブラケット８８の車幅方向内側の端部にはフランジ８８ｂ，８８ｃ，８８ｄが設けられ、これらのフランジ８８ｂ，８８ｃ，８８ｄはフロアトンネル３の傾斜壁部３３に当接して、該傾斜壁部３３を介して後述するトンネルレインフォースメント１００に接合されている。また、アッパブラケット８８の車両前後方向端部にはフランジ８８ｅ，８８ｆが設けられ、これらのフランジ８８ｅ，８８ｆはフロアトンネル３の段上げ部３２に当接して接合されている。

＜トンネルレインフォースメント＞
第２クロスメンバ７のトンネル側シート取付ブラケット６３が接合されるフロアトンネル３の下面には、下側に開口する逆Ｕ時形の車幅方向断面を有する略鞍形のトンネルレインフォースメント１００が取り付けられている。

トンネルレインフォースメント１００は、図１０に示すように、前側凸部１０１、前側凹部１０２、後側凸部１０３、後側凹部１０４、及び後端凸部１０５が、車両前後方向にこの順で配置され、それぞれ周方向に延びるように設けられている。後側凸部１０３の車幅方向両端部は中間部よりも幅広の幅広部１０６が形成されている。前側凹部１０２の車幅方向両側には、中間凸部１０７が前側凸部１０１と後側凸部１０３に沿って上下方向に延びるように設けられている。中間凸部１０７の車両前後方向両側に前側第１凹部１０２ａ、前側第２凹部１０２ｂが設けられている。前側凸部１０１、前側第１凹部１０２ａ、中間凸部１０７、前側第２凹部１０２ｂ及び後側凸部１０３は、トンネルレインフォースメント１００の内側からみて、略Ｗ字形の車両前後方向断面を有している。また、後側凸部１０３と後側凹部１０４及び後端凸部１０５は、略Ｕ字形の車両前後方向断面を有している。

トンネルレインフォースメント１００は、フロアトンネル３の下面に接合されるとともに、以下に説明するように、フロアトンネル３を介してバックボーンフレーム３５とトンネル側シート取付ブラケット６３に接合されている。

すなわち、前側凸部１０１、中間凸部１０７、後側凸部１０３、後端凸部１０５には、図１０（ａ）に示すように、フロアトンネル３を介して、バックボーンフレーム３５のビード３８に当接して溶接される前側第１当接部１０１ａ、中間第１当接部１０７ａ、後側第１当接部１０３ａ、後端第１当接部１０５ａが設けられている。

また、中間凸部１０７、後側凸部１０３には、図１０（ｂ）に示すように、フロアトンネル３を介して、トンネル側シート取付ブラケット６３のフランジ８８ｂに当接して溶接される中間第２当接部１０７ｂ、後側第２当接部１０３ｂが設けられている。さらに、前側凸部１０１、後側凸部１０３の幅広部１０６には、フロアトンネル３を介して、トンネル側シート取付ブラケット６３のフランジ８８ｃ，８８ｄに当接して溶接される前側第２当接部１０１ｂ、後側第３当接部１０６ａが設けられている。

トンネルレインフォースメント１００は、トンネル側シート取付ブラケット６３より後方に延設部１０８が設けられることで、トンネルレインフォースメント１００の車両前後方向の長さは、第２クロスメンバ７のトンネル側シート取付ブラケット６３よりも長く形成されている。

＜側突時のクロスメンバの作用＞
次に、前記構成からなる本実施形態の下部車体１における側突時の第１クロスメンバ６．第２クロスメンバ７の作用について説明する。

本実施形態の下部車体１では、車両側面に他車が衝突したり、車両側面が障害物に衝突した際に、図１に示すようにサイドシル２に作用する側突荷重Ｆを車幅方向に延びる第１クロスメンバ６と第２クロスメンバ７で受けて、図示しないピラーが客室に侵入することが防止されている。

すなわち、本実施形態の下部車体１では、第１クロスメンバ６において、図３に示すように、第１部材６１の上面部６４がシル側シート取付ブラケット６０を介してサイドシル２に接合され、第１部材６１の上面部６４の車幅方向内側の端部が第２部材６２の上面部６９の車幅方向外側の端部と接合され、第２部材６２の上面部６４の車幅方向内側の端部がトンネル側シート取付ブラケット６３の上面部８２の車幅方向外側の端部と接合され、トンネル側シート取付ブラケット６３がフロアトンネル３の段上げ部３２と傾斜壁部３３に接合されている。これにより、第１クロスメンバ６の上面部６４、６９、７４，８２はサイドシル２とフロアトンネル３に接合されている（図３中Ａ部分）。

また、第１クロスメンバ６において、第１部材６１の前面部６５及び後面部６６の車幅方向外側端部がサイドシル２に接合され、第１部材６１の前面部６５及び後面部６６の車幅方向内側端部がサイドシル２の上下方向中心位置Ｐより高い位置でフロアアッパフレーム５０のフレーム上面部５０ａに接合されている（図３中Ｂ部分）。

このため、側突時の側突荷重に対して、第１クロスメンバ６は、サイドシル２とフロアトンネル３の間における第１クロスメンバの上面部６４、６９、７４，８２の図７中Ａ部分の第１の突っ張り作用と、サイドシル２とフロアアッパフレーム５０のフレーム上面部５０ａとの間における第１部材６１の前面部６５及び後面部６６の図７中Ｂ部分の第２の突っ張り作用とで、サイドシル２が図３中矢印Ｍで示すように車幅方向内側に内倒れしようとするのに対抗することができる。第２クロスメンバ７も同様である。したがって、第１フロアパネル４１より低い第２フロアパネル４２を有する段下げフロアを有する車両でも、第１クロスメンバ６、第２クロスメンバ７により、サイドシル２からフロアアッパフレーム５０及びフロアトンネル３まで、側突荷重Ｆを車幅方向に有効に分散伝達することができる。

また、第１クロスメンバの第１部材６１の前面部６５及び後面部６６のサイドシル２とフレーム側面部５０ｂとの間に車幅方向に延びるビード６８を備えている。このため、前面部６５及び後面部６６の面外変形（座屈）が防止され、側突時に側突荷重Ｆをサイドシル２とフロアアッパフレーム５０の間で有効に突っ張ることができ、サイドシル２とフロアトンネル３との間の突っ張りがメインとなってフロアトンネル３に応力集中が生じるのを抑制できる。

さらに、第１クロスメンバ６の上面部６４、６９、７４，８２は、フロアトンネル３の段上げ部３２とサイドシル２とを連結し、第１部材６１の前面部６５及び後面部６６は、フロアトンネル３の立壁部３１とサイドシル２とを連結している。このため、側突時に側突荷重Ｆをサイドシル２からフロアトンネル３の立壁部３１および段上げ部３２で受けることができ、フロアトンネル３の本体である傾斜壁部３３と天板部３４に応力集中が生じるのを抑制できる。

＜クロスメンバの高強度部の作用＞
本実施形態の下部車体１では、第１クロスメンバ６と第２クロスメンバ７のシル側シート取付ブラケット６０と第１部材６１の上面部６４の間の重ね合わせ部、第１部材６１の上面部６４と第２部材６２の上面部６９間の重ね合わせ部、第２部材６２の上面部６９とトンネル側シート取付ブラケット６３との間の重ね合わせ部に、第１部材６１の前面下部６５Ａ及び後面下部６６Ａよりも肉厚が厚く、強度が高く設定された高強度部７２，８６が設けられている。これにより、側突時にサイドシル２が車室内側に内倒れするように第１クロスメンバ６と第２クロスメンバ７に入力される側突荷重Ｆを高強度部７２，８６を介して確実に車幅方向に伝達することができる。このため、低い第２フロアパネル４２に対向する第１部材６１の前面部６５及び後面部６６の変形を抑制することが可能である。

また、高強度部７２，８６は、第１部材６１と第２部材６２、さらにシル側シート取付ブラケット６０及びトンネル側シート取付ブラケット６３の複数の部材を重ね合わせた部分であるため、簡単な構成で高強度部を構成することができる。

さらに、高強度部７２，８６を有する第１部材６１と第２部材６２にシル側シート取付ブラケット６０、トンネル側シート取付ブラケット６３が取り付けられているので、シル側シート取付ブラケット６０及びトンネル側シート取付ブラケット６３の変形が抑制され、側突時にシートに着座している乗員への衝撃が緩和される。

シル側シート取付ブラケット６０、第１部材６１、第２部材６２、トンネル側シート取付ブラケット６３は、それぞれサイドシル２側の部材が上になるようにフロアトンネル３側の部材と固定されている。このため、サイドシル２が内倒れ変形させる側突荷重Ｆが第１クロスメンバ６、第２クロスメンバ７に入力された際、各部材の重ね合わせ部に面方向の圧縮力が作用するので、重ね合わせ部の剥離を抑制することができる。

第２部材６２の上面のビード７３は、図２に示すように、シル側シート取付ブラケット６０のビード７８、８０と車両前後方向において重複するように設けられている。このため、サイドシル２にかかる側突荷重Ｆをシル側シート取付ブラケット６０のビード７８，８０と第２部材６２のビード７３を介して、車幅方向内側に伝達することができる。

＜クロスビームの脆弱部の作用＞
本実施形態の下部車体１では、第１クロスメンバ６と第２クロスメンバ７の第１部材６１のサイドシル側端部であってシル側シート取付ブラケット６０と重複する位置に、車両前後方向に延びる切欠きからなる脆弱部６７が設けられている。

側突時、サイドシルが受ける側突荷重Ｆによりサイドシル２にはサイドシル２を内倒れさせようとするモーメントＭが作用する。この曲げモーメントＭに対し、まずサイドシル２の上面部２２に接合されているシル側シート取付ブラケット６０の突片７９の基部が面外変形する。突片７９より車幅方向内側のシート取付ブラケット６０はハット形断面で剛性が高いので、側突荷重は第１部材６１の上面部６４の車幅方向外側端部の脆弱部６７に伝達される。

これにより、第１部材６１の脆弱部６７が潰れて側突時のエネルギーが吸収され、第１クロスメンバ６と第２クロスメンバ７の意図しない部位での座屈変形が抑制される。また、脆弱部６７が潰れる方向に側突荷重Ｆを優先的に導くことで、側突荷重Ｆを車幅方向に有効に分散伝達することができる。

また、第１クロスメンバ６と第２クロスメンバ７の第１部材６１の上面部６４のサイドシル側端部に補強部材としてシル側シート取付ブラケット６０が設けられている。これにより、潰れた脆弱部６７を含む領域を補強部材であるシル側シート取付ブラケット６０で受け止め、脆弱部６７を潰した後の側突荷重Ｆを補強部材であるシル側シート取付ブラケット６０と第１部材６１、第２部材６２を介して車幅方向に伝達することができる。

脆弱部６７は、切欠き、ビード、孔のいずれかから選択されるものであるので、簡単な加工で脆弱部６７を形成することができるうえ、側突時の脆弱部６７の変形挙動をコントロールすることができる。

補強部材はシル側シート取付ブラケット６０であり、脆弱部６７はシル側シート取付ブラケット６０のシートレール取付部７７の車幅方向外側に位置するので、側突時に脆弱部６７が潰れて変形しても、シル側シート取付ブラケット６０のシートレール取付部７７には至らず、シートに着座している乗員への衝撃が緩和される。

脆弱部６７は第１部材６１のサイドシル側端部の上面部６４のみに設けられているので、側突時に上面部６４と前面部６５及び後面部６６の間の稜線部が潰れずに残り、側突荷重Ｆを車幅方向に伝達することができる。

＜トンネルレインフォースメントの作用＞
本実施形態の下部車体１では、図９に示すように、トンネルレインフォースメント１００は、前側第２当接部１０１ｂ、中間第２当接部１０７ｂ、後側第２当接部１０３ｂ、後側第３当接部１０６ａにおいて、フロアトンネル３を介してトンネル側シート取付ブラケット６３に固定されている。また、トンネルレインフォースメント１００は、前側第１当接部１０１ａ、中間第１当接部１０７ａ及び後側第１当接部１０３ａにおいて、フロアトンネル３を介してバックボーンフレーム３５の複数のビード３８に固定されている。これにより、側突時に第２クロスメンバ７からトンネル側シート取付ブラケット６３に入力される側突荷重Ｆは、トンネルレインフォースメント１００の前側第２当接部１０１ｂ、中間第２当接部１０７ｂ、後側第２当接部１０３ｂ、後側第３当接部１０６ａを介してトンネルレインフォースメント１００に伝達され、さらにトンネルレインフォースメント１００の前側第１当接部１０１ａ、中間第１当接部１０７ａ及び後側第１当接部１０３ａを介してバックボーンフレーム３５の複数のビード３８に伝達することができ、フロアトンネル３だけでなくトンネルトンネルレインフォースメント１００の変形を抑制することができる。

また、トンネルレインフォースメント１００の前側第１当接部１０１ａ、中間第１当接部１０７ａ及び後側第１当接部１０３ａの稜線と、バックボーンフレーム３５のビード３８の稜線は、互いに接触している。このため、側突荷重Ｆをトンネルレインフォースメント１００の前側第１当接部１０１ａ、中間第１当接部１０７ａ及び後側第１当接部１０３ａを介して、バックボーンフレーム３５の複数のビード３８に確実に伝達することができる。

トンネルレインフォースメント１００は、前側凸部１０１、中間凸部１０７及び後側凸部１０３に、バックボーンフレーム３５の複数のビード３８に当接する前側第１当接部１０１ａ、中間第１当接部１０７ａ及び後側第１当接部１０３ａを有するとともに、シート取付ブラケット６３に当接する前側第２当接部１０２ａ、中間第２当接部１０７ｂ、後側第２当接部１０３ｂ及び後側第３当接部１０６ａを有する。このため、これらの当接部を介してトンネルレインフォースメント１００とバックボーンフレーム３５の接合、及びトンネルレインフォースメント１００とシート取付ブラケット６３との接合を容易にかつ確実に行うことできる。

トンネルレインフォースメント１００は、前側凸部１０１と中間凸部１０７の間、中間凸部１０７と後側凸部１０３の間で、フロアトンネル３の下面から離間する方向に突出する前側凹部１０２ａ、後側凹部１０２ｂを有する。また、後側凸部１０３と後端凸部１０５との間でフロアトンネ３ルの下面から離間する方向に突出する後端凹部１０４を有する。このため、これらの連続する凸部と凹部とでトンネルレインフォースメント１００の剛性を高めることができる。

トンネルレインフォースメント１００は、後側当接部１０３の後方に延設部１０８を備え、該延設部１０８は、後端にバックボーンフレーム３５のさらなるビード３８に固定された後端凸部１０５を有する。このため、延長部１０８により車両前後方向に長くなったトンネルレインフォースメント１００によりフロアトンネル３の剛性が高くなる結果、トンネルレインフォースメント１００の前側にシート取付ブラケット６３より側突荷重Ｆが入力されたときでも、フロアトンネル３の変形を確実に抑制することができる。

本発明は前記実施形態に限るものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々変更することができる。

例えば、第２クロスメンバ７のトンネル側シート取付ブラケット６３は、ロアブラケット８７とアッパブラケット８８とで構成したが、第１クロスメンバ６のトンネル側シート取付ブラケット６３と同様に、１部品で構成してもよい。逆に、第１クロスメンバ６のトンネル側シート取付ブラケット６３を、第２クロスメンバ７のトンネル側シート取付ブラケット６３と同様に、ロアブラケット８７とアッパブラケット８８とで構成してもよい。

１…下部車体
２…サイドシル
３…フロアトンネル
４…フロアパネル
５…フロアフレーム
６…第１クロスメンバ
７…第２クロスメンバ
２２…上面部
２３…側面部
２４…下面部
２５…上側稜線部
２６…下側稜線部
３１…立壁部
３２…段上げ部
３５…バックボーンフレーム
３８…ビード
４０…段差部
４１…第１フロアパネル
４２…第２フロアパネル
５０…フロアアッパフレーム
５０ａ…フレーム上面部
５０ｂ…フレーム側面部
５０ｃ…フレーム側面部
６０…シル側シート取付ブラケット
６１…第１部材
６２…第２部材
６３…トンネル側シート取付ブラケット
６４…上面部
６５…前面部
６５Ａ…前面下部
６６…後面部
６６Ａ…後面下部
６７…脆弱部
６８…ビード
６９…上面部
７０…前面部
７１…後面部
７２…高強度部
７３…ビード
７８…ビード
８０…ビード
８６…高強度部
９２…高強度部
１００…トンネルレインフォースメント
１０１…前側凸部
１０３…後側凸部
１０７…中間凸部
１０８…延設部
１０１ａ…前側第１当接部
１０７ａ…中間第１当接部
１０３ａ…後側第１当接部
１０１ｂ…前側第２当接部
１０７ｂ…中間第２当接部
１０３ｂ…後側第２当接部
１０６ａ…後側第３当接部

Claims (4)

1. 車両の前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、
   前記サイドシルの車幅方向内側端部から車幅方向内側に延びるフロアパネルと、
   前記サイドシルの車幅方向内側で車両前後方向に延び、前記フロアパネルの上面と協働して閉断面を形成する左右一対のフロアアッパフレームと、
   車幅方向の中央で前記フロアパネルの内側端部から上方に突出した形状を有するフロアトンネルと、
   前記フロアアッパフレームを介して前記フロアトンネルとの間に掛け渡されるクロスメンバとを備え、
   前記クロスメンバは、前記フロアパネルに対向するクロスメンバ上面部と、該クロスメンバ上面部の前後方向両端部から前記フロアパネルに延びるクロスメンバ前面部及びクロスメンバ後面部とを備え、
   前記クロスメンバの前記クロスメンバ上面部のサイドシル側端部に補強部材が設けられ、前記クロスメンバのサイドシル側端部かつ前記補強部材と重複する位置に車両前後方向に延びる脆弱部が設けられていることを特徴とする車両の車体構造。
2. 前記脆弱部は、切欠き、ビード、孔のいずれかから選択されることを特徴とする請求項１に記載の車両の車体構造。
3. 前記補強部材はシート取付ブラケットであり、
   前記脆弱部は前記シートシート取付ブラケットのシート取付面の車幅方向外側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の車体構造。
4. 前記脆弱部は前記クロスメンバのサイドシル側端部の前記クロスメンバ上面部のみに設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両の車体構造。

Images