JP6299705B2

JP6299705B2 - 車両下部構造

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Publication number: JP6299705B2
Application number: JP2015164047A
Authority: JP
Inventors: 正和城岡; 洋祐松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2035-08-21
Also published as: CN106467139B; US10232885B2; US20170050679A1; JP2017039465A; CN106467139A

Description

本発明は、車両下部構造に関し、特にフロントピラーとロッカとの結合部の構造に関する。

下記特許文献１に記載された車両側部構造では、フロントピラーアウタリインフォースメントの下端部と、ロッカアウタリインフォースメントの前端部とが、車両側面視で重なるように配置されている。なお、関連する技術としては、例えば下記特許文献２に記載されたものがある。

特開２０１５−０５８７４９号公報特開２００６−２０５９０１号公報

上記のような車両側部構造では、フロントピラーアウタリインフォースメントの下端部が、ロッカアウタリインフォースメントの前端部の側面に対して、例えばスポット溶接により結合（接合）される。このような構成の場合、微小ラップ衝突時などにフロントピラーアウタリインフォースメントに対して車両前方側から入力される衝突荷重が、主にスポット溶接の打点を経由してロッカアウタリインフォースメントに伝達される。その結果、上記各リインフォースメントが打点まわりで変形すること等により、衝突荷重の伝達ロスが発生する可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、フロントピラーに対して車両前方側から入力される衝突荷重を、ロッカ側へ効率良く伝達することができる車両下部構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る車両下部構造は、フロントピラーに設けられ、ロッカを構成するパネルに下端部が結合されたフロントピラーリインフォースメントと、前記ロッカに設けられ、前記パネルに結合されると共に、前端が前記下端部の後端に対して車両後方から対向して配置され、少なくとも前記フロントピラーに対して車両前方側から衝突荷重が入力された際に、前記後端が前記前端に接触するロッカリインフォースメントと、を備えている。

請求項１に記載の発明では、少なくともフロントピラーに対して車両前方側から衝突荷重が入力された際には、フロントピラーリインフォースメントの下端部の後端が、ロッカリインフォースメントの前端に接触する。その結果、フロントピラーリインフォースメントの下端部の後端と、ロッカリインフォースメントの前端とが車両前後方向に突き合わされた状態で、フロントピラーリインフォースメントからロッカリインフォースメントに衝突荷重が伝達される。これにより、背景技術の欄に記載した車両側部構造（従来構造）のように、主にスポット溶接の打点を経由してフロントピラー側からロッカ側へ衝突荷重を伝達する構成と比較して、衝突荷重を効率良くロッカ側へ伝達することができる。

請求項２に記載の発明に係る車両下部構造は、請求項１において、前記前端と前記後端とが、通常時に隙間を隔てて離間している。

請求項２に記載の発明では、フロントピラーリインフォースメントの下端部の後端と、ロッカアウタリインフォースメントの前端とが、通常時に隙間を隔てて離間している。これにより、上記の隙間が設定されない構成と比較して、上記各リインフォースメントの寸法精度や、ロッカのパネルに対する上記各リインフォースメントの組付精度などを低下させることができる。

請求項３に記載の発明に係る車両下部構造は、請求項１又は請求項２において、前記下端部の後端側には、車両前後方向に延びる後端稜線部が形成され、前記ロッカリインフォースメントには、車両前後方向に延びる前端稜線部が形成され、前記後端における前記後端稜線部側の少なくとも一部と、前記前端における前記前端稜線部側の少なくとも一部とが、通常時に車両正面視で重なっている。

請求項３に記載の発明では、上記のように構成されているため、少なくともフロントピラーに対して車両前方側から衝突荷重が入力された際に、フロントピラーリインフォースメントの下端部の後端における後端稜線部側の少なくとも一部と、ロッカアウタリインフォースメントの前端における前端稜線部側の少なくとも一部とを接触させることができる。これにより、衝突荷重がフロントピラーリインフォースメントの後端稜線部側からロッカアウタリインフォースメントの前端稜線部側にダイレクトに伝達されるので、衝突荷重の伝達効率を向上させることができる。

請求項４に記載の発明に係る車両下部構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項において、前記前端の一部と前記後端の一部とが、通常時に車両正面視で交差している。

請求項４に記載の発明では、上記のように交差していない構成と比較して、フロントピラーリインフォースメントの下端部の後端とロッカリインフォースメントの前端とを、前述したように接触させるための設定（各部材の設計や製造など）が容易になる。

以上説明したように、本発明に係る車両下部構造では、フロントピラーに対して車両前方側から入力される衝突荷重を、ロッカ側へ効率良く伝達することができる。

本発明の実施形態に係る車両下部構造が適用された車両の左側部の部分的な構成を示す側面図である。図１に示される構成の一部を車両後方斜め上方側から見た斜視図である。図１に示される構成の一部を車両後方斜め下方側から見た斜視図である。図１のＦ４−Ｆ４線に沿った切断面を拡大して示す拡大断面図である。図１のＦ５−Ｆ５線に沿った切断面を拡大して示す拡大断面図である。同車両下部構造が備えるフロントピラーリインフォースメント及びロッカアウタリインフォースメントの部分的な構成を示す側面図である。同車両下部構造のフロントピラーに対して車両前方側から衝突荷重が入力された際の状況を説明するための斜視図である。本発明の実施形態に対して実施したＣＡＥ解析による微小ラップ衝突の衝突途中の状況を示す側面図である。本発明の実施形態における上記ＣＡＥ解析でのフロントピラーの変位と時間との関係を示す線図である。本発明の実施形態において、上記ＣＡＥ解析によりフロントピラーリインフォースメントの下端部が受ける荷重と時間との関係を示す線図である。本発明の実施形態における上記ＣＡＥ解析での衝突終了後の状況を示す側面図である。本発明の実施形態と同様の構造が適用された実際の車両を用いた微小ラップ衝突試験の結果を示す斜視図である。本発明の実施形態と同様の構造が適用された実際の車両を用いた微小ラップ衝突試験により、フロントピラーリインフォースメントの下端部の後端が、ロッカアウタリインフォースメントの前端に接触した状態を示す斜視図である。図１３に示される構成を図１３とは異なる角度から見た斜視図である。本発明の実施形態の変形例を示す図４の一部に対応した断面図である。

以下、図１〜図１４を用いて、本発明の実施形態に係る車両下部構造１０について説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＬＨ、矢印ＵＰは、車両の前方向（進行方向）、左方向、上方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

（全体構成）
先ず、本実施形態に係る車両下部構造１０の全体構成について説明し、次いで、本実施形態の要部について説明する。図１に示されるように、本実施形態に係る車両下部構造１０が適用された車両１２（自動車）は、車体側部の下部において車両前後方向に延びるロッカ１４と、ロッカ１４の前端部から車両上方側へ延びるＡピラー（フロントピラー）１６とを備えている。ロッカ１４及びＡピラー１６は、車体の骨格を成す閉断面状の部材であり、図示しないルーフサイドレール及びセンタピラーと共に乗員乗降用のドア開口部１８を形成している。なお、この車両１２では、車体の左側部と右側部の構成が左右対称な以外は同様とされているため、以下、左側部の構成について説明し、右側部の構成についての説明を省略する。

図１〜図５に示されるように、ロッカ１４は、ロッカアウタパネル２０を備えている。このロッカアウタパネル２０は、本発明における「ロッカを構成するパネル」に相当する。このロッカアウタパネル２０は、板金製であり、車両前後方向を長手方向とする長尺状に形成されると共に、車両正面視で車両幅方向内側へ開口した断面ハット形状を成している。具体的には、図４及び図５に示されるように、ロッカアウタパネル２０は、板厚方向を車両幅方向として配置された側壁部２０Ａと、側壁部２０Ａの車両上下端から車両幅方向内側へ延出された上壁部２０Ｂ及び下壁部２０Ｃと、上壁部２０Ｂの車両幅方向内端から車両上方側へ延出されたフランジ２０Ｄと、下壁部２０Ｃの車両幅方向内端から車両下方側へ延出されたフランジ２０Ｅと、を含んで構成されている。このロッカアウタパネル２０の前端開口部は、ロッカアウタパネル２０の前端部の内側に接合されたバルク部材２２によって閉塞されている。

また、ロッカ１４は、図４及び図５に示されるように、ロッカアウタパネル２０の車両幅方向内側に配置されたロッカインナパネル２４（図３では図示省略）を備えている。このロッカインナパネル２４は、板金製であり、車両前後方向を長手方向とする長尺状に形成されると共に、車両正面視で車両幅方向外側へ開口した断面ハット形状を成している。具体的には、ロッカインナパネル２４は、板厚方向を車両幅方向にして配置された側壁部２４Ａと、側壁部２４Ａの車両上下端から車両幅方向外側へ延出された上壁部２４Ｂ及び下壁部２４Ｃと、上壁部２４Ｂの車両幅方向内端から車両上方側へ延出されフランジ２４Ｄと、下壁部２４Ｃの車両幅方向内端から車両下方側へ延出されたフランジ２４Ｅと、を含んで構成されている。

ロッカアウタパネル２０のフランジ２２Ｄ、２２Ｅと、ロッカインナパネル２４のフランジ２４Ｄ、２４Ｅとは、スポット溶接等の手段によって結合（接合）されている。これにより、ロッカアウタパネル２０とロッカインナパネル２４とによって、車両前後方向に延びる閉断面が形成されている。また、ロッカアウタパネル２０とロッカインナパネル２４との間には、板金製の隔壁パネル２６が介在している。隔壁パネル２６は、平板状に形成されており、板厚方向を車両幅方向にして配置されると共に、ロッカアウタパネル２０のフランジ２０Ｄ、２０Ｅ、及びロッカインナパネル２４のフランジ２４Ｄ、２４Ｅにスポット溶接等の手段によって結合（接合）されている。

ロッカアウタパネル２０の内側には、板金製の内側リインフォースメント２８が設けられている。内側リインフォースメント２８は、車両正面視で車両幅方向内側へ開口した断面略Ｕ字形状に形成されている。具体的には、内側リインフォースメント２８は、板厚方向を車両幅方向にして配置された側壁部２８Ａと、側壁部２８Ａの車両上下端から車両幅方向内側へ延出された上壁部２８Ｂ及び下壁部２８Ｃとを有している。側壁部２８Ａ、上壁部２８Ｂ及び下壁部２８Ｃは、スポット溶接等の手段によって、ロッカアウタパネル２０の側壁部２０Ａ、上壁部２０Ｂ及び下壁部２０Ｃにそれぞれ結合されている。

さらに、内側リインフォースメント２８の内側における上方角部には、板金製の補強パネル３０が設けられている。補強パネル３０は、車両正面視で略逆Ｌ字状に形成されており、スポット溶接等の手段によって、内側リインフォースメント２８の側壁部２８Ａ及び上壁部２８Ｂにそれぞれ結合されている。なお、詳細な説明は省略するが、ロッカインナパネル２４の内側における上方角部には、断面略Ｌ字状の補強パネル３２、３４が結合されており、ロッカインナパネル２４の下壁部２４Ｃの下面には、下側リインフォースメント３６が結合されている。

また、ロッカアウタパネル２０の車両幅方向外側には、ロッカアウタリインフォースメント３８（以下、ロッカアウタＲＦ３８と称する）が設けられている。このロッカアウタＲＦ３８は、本発明の「ロッカリインフォースメント」に相当する。このロッカアウタＲＦ３８は、ロッカ１４の長手方向に延在し、ロッカ１４を補強する高強度の板金製の部材であり、ロッカアウタパネル２０に対して車両幅方向外側に重ね合わされて結合されている。

このロッカアウタＲＦ３８は、車両正面視で車両幅方向内側へ開口した断面略Ｕ字形状に形成されている。具体的には、ロッカアウタＲＦ３８は、図５に示されるように、板厚方向を車両幅方向にして配置された側壁部３８Ａと、側壁部３８Ａの車両上下端から車両幅方向内側へ延出された上壁部３８Ｂ及び下壁部３８Ｃとを備えている。

側壁部３８Ａは、ロッカアウタパネル２０の側壁部２０Ａに対して車両幅方向外側に重ね合わされており、スポット溶接等の手段により側壁部２０Ａに結合されている。上壁部３８Ｂは、ロッカアウタパネル２０の上壁部２０Ｂに対して車両上方側に重ね合わされており、スポット溶接等の手段により上壁部２０Ｂに結合されている。下壁部３８Ｃは、ロッカアウタパネル２０の下壁部２０Ｃに対して車両下方側に重ね合わされており、スポット溶接等の手段により下壁部２０Ｃに結合されている。このロッカアウタＲＦ３８の前端（前側のコバ）３９は、側壁部３８Ａ、上壁部３８Ｂ及び下壁部３８Ｃの各前端によって構成されており、ロッカアウタパネル２０の前端よりも車両後方側に位置している。

一方、Ａピラー１６は、該Ａピラー１６の車両幅方向外側壁部を構成する板金製のサイドアウタパネル４０を備えている。サイドアウタパネル４０は、平面視で車両幅方向内側へ開口した断面ハット形状に形成されている。このサイドアウタパネル４０の車両幅方向内側には、板金製のＡピラーインナパネル４２が結合されている。これにより、Ａピラー１６が閉断面状に形成されている。このＡピラー１６の車両前方には、フロントホイールハウス４４が形成されており、当該フロントホイールハウス４４内には、図示しない前輪が配設されている。なお、図１、１０、１１、１４〜１７においては、フロントサイドメンバに符号４６を付し、フロントフェンダエプロンに符号４８を付している。

Ａピラー１６の閉断面内には、フロントピラーリインフォースメント５０（以下、ＡピラーＲＦ５０と称する）が設けられている。このＡピラーＲＦ５０は、Ａピラー１６の長手方向に延在し、Ａピラー１６を補強する高強度の板金製の部材であり、下端部５０Ｕがロッカアウタパネル２０の前端部に結合され、ロッカアウタパネル２０の前端部から車両上方側へ延びている。このＡピラーＲＦ５０は、車両上下方向から見て車両幅方向内側に開口した断面略Ｕ字形状に形成されている。

具体的には、ＡピラーＲＦ５０は、板厚方向を車両幅方向として配置された側壁部５０Ａと、側壁部５０Ａの車両前後端から車両幅方向内側へ延出された前壁部５０Ｂ及び後壁部５０Ｃと、側壁部５０Ａの下端から車両幅方向内側へ延出された下壁部５０Ｄと、を備えている。前壁部５０Ｂの下端部は、前述したバルク部材２２の前面に重ね合わされており、複数の前面打点Ｗ１（図７参照）において、スポット溶接によりバルク部材２２に結合されている。

後壁部５０Ｃの下部側は、車両下方側へ向かうほど車両後方側へ向かうように湾曲しており、側壁部５０Ａの下部側は、車両下方側へ向かうほど車両前後方向の寸法が車両後方側へ拡大している。後壁部５０Ｃの下端部（後端部）は、ロッカアウタパネル２０の上壁部２０Ｂの上面に沿って車両後方側へ延びている。側壁部５０Ａの下端部は、ロッカアウタパネル２０の側壁部２０Ａの前端部に対して車両幅方向外側に重ね合わされており、複数の側面打点Ｗ２（図１、２、６、７参照）において、スポット溶接により側壁部２０Ａに結合されている。

また、下壁部５０Ｄは、ロッカアウタパネル２０の下壁部２０Ｃに対して車両下方側に重ね合わされており、複数の下面打点Ｗ３（図１参照）において、スポット溶接により下壁部２０Ｃに結合されている。このＡピラーＲＦ５０の下端部５０Ｕの後端（後側のコバ）５１は、側壁部５０Ａ及び後壁部５０Ｃの各後端によって構成されている。なお、図１、２、６、７等においては、図面を見易くする関係から、上記の前面打点Ｗ１、側面打点Ｗ２、下面打点Ｗ３以外の打点（溶接打点）の図示を省略している。また、以下の説明では、上記の各打点を単に溶接打点と称する場合がある。

（本実施形態の要部）
次に、本実施形態の要部について説明する。
本実施形態では、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９は、ＡピラーＲＦ５０の下端部５０Ｕの後端５１（以下、単に「ＡピラーＲＦ５０の後端５１」と称する場合がある）に対して車両後方から対向して配置されている。この「対向」は「向かい合って」と同義である。つまり、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９の全部又は一部（ここでは一部）が、ＡピラーＲＦ５０の後端５１に対して、通常時に車両正面視で重なるように配置されている。また、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９と、ＡピラーＲＦ５０の後端５１とは、通常時に隙間５２を隔てて車両前後方向に離間している。この隙間５２は、車両前後方向の寸法が、例えば５ｍｍ程度に設定されている。

また、本実施形態では、図１、２、４、６、７に示されるように、ＡピラーＲＦ５０の後端５１側における上方角部には、車両前後方向に延びる後端稜線部Ｒ１が形成されている。この後端稜線部Ｒ１は、側壁部５０Ａと後壁部５０Ｃとの間に形成された断面Ｌ字状の屈曲部である。同様に、図１、２、５、６、７に示されるように、ロッカアウタＲＦ３８の前端側の上方角部には、車両前後方向に延びる前端稜線部Ｒ２が形成されている。この前端稜線部Ｒ２は、側壁部３８Ａと上壁部３８Ｂとの間に形成された断面Ｌ字状に屈曲部であり、ロッカアウタＲＦ３８の前端側だけでなく、ロッカアウタＲＦ３８の全長に亘って形成されている。そして、本実施形態においては、ＡピラーＲＦ５０の後端５１における後端稜線部Ｒ１側の少なくとも一部と、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９における前端稜線部Ｒ２側の少なくとも一部とが、通常時に車両正面視で重なっている。

なお、上記の「ＡピラーＲＦ５０の後端５１における後端稜線部Ｒ１側」とは、例えば、後端５１のうち、車両上下方向中央よりも上側で且つ車両幅方向中央よりも車両幅方向外側の部位のことである。同様に、上記の「ロッカアウタＲＦ３８の前端３９における前端稜線部Ｒ２側」とは、例えば、前端３９のうち、車両上下方向中央よりも上側で且つ車両幅方向中央よりも車両幅方向外側の部位のことである。

さらに、本実施形態では、複数の側面打点Ｗ２のうち、最も車両後方側に位置する側面打点Ｗ２（以下、側面打点Ｗ２Ｒと称する）は、ＡピラーＲＦ５０の下端部５０Ｕの後端５１側かつ下部側（ここでは下端側）に位置している。そして、図６に示されるように、後端稜線部Ｒ１の後端と側面打点Ｗ２Ｒとの距離をＬ１とし、前端稜線部Ｒ２の前端と側面打点Ｗ２Ｒとの距離をＬ２とした場合、Ｌ１≦Ｌ２の関係が成立するように構成されている。つまり、Ｌ１≦Ｌ２の関係が成立するように、隙間５２、側面打点Ｗ２Ｒ、後端稜線部Ｒ１及び前端稜線部Ｒ２の配置が設定されている。

ここで、本実施形態では、車両１２が前面衝突（例えば、微小ラップ衝突）をした場合、図示しない前輪が車両後方へ移動して、ロッカ１４の前端からＡピラー１６に干渉（当接）する。この場合、衝突荷重Ｆ（図７参照）が、前輪を介して主にＡピラー１６におけるロッカ１４よりもやや上の部位に対して車両前方側から入力される。その結果、Ａピラー１６には、車両左側から見て時計回りのモーメントが作用し、ＡピラーＲＦ５０が、下端側を中心として車両幅方向の軸線回りに車両後方側へ回転変形する（図７の矢印Ｔ参照）。この際には、ＡピラーＲＦ５０の下端部５０Ｕの後端側は、後端５１付近に位置する側面打点Ｗ２Ｒを回転中心として回転変形する。これにより、ＡピラーＲＦ５０の後端５１の上部側が、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９の上部側に接触（当接：干渉）するように構成されている。つまり、本実施形態では、Ａピラー１６に対して車両前方側から衝突荷重が入力された際のＡピラー１６の僅かな変形により、ＡピラーＲＦ５０の後端５１がロッカアウタＲＦ３８の前端３９と接触するように構成されている。

またこの場合、ＡピラーＲＦ５０の後端５１における後端稜線部Ｒ１側の少なくとも一部と、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９における前端稜線部Ｒ２側の少なくとも一部とが、互いに接触（当接：干渉）するように構成されている。そして、ＡピラーＲＦ５０の後端５１とロッカアウタＲＦ３８の前端３９との接触により、後端５１と前端３９とが車両前後方向に突き合わされた状態になる。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態では、車両１２が前面衝突（例えば、微小ラップ衝突）をすることにより、Ａピラー１６に対して車両前方側から衝突荷重Ｆが入力されると、ＡピラーＲＦ５０の後端５１の上部側が、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９の上部側に接触する。その結果、後端５１と前端３９とが車両前後方向に突き合わされた状態でＡピラーＲＦ５０からロッカアウタＲＦ３８に衝突荷重が伝達される。これにより、背景技術の欄で説明した従来構造のように、主にスポット溶接の打点を経由して衝突荷重を伝達する構成と比較して、衝突荷重を効率良くロッカ１４側へ伝達することができる。その結果、従来構造よりも車体の変形を抑制することができる。

しかも、本実施形態では、ＡピラーＲＦ５０の後端５１側には、車両前後方向に延びる後端稜線部Ｒ１が形成されており、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９側には、車両前後方向に延びる前端稜線部Ｒ２が形成されている。また、後端５１における後端稜線部Ｒ１側の少なくとも一部と、前端３９における前端稜線部Ｒ２側の少なくとも一部とが、通常時に車両正面視で重なっている。そして、Ａピラー１６に対して車両前方側から衝突荷重Ｆが入力された際には、ＡピラーＲＦ５０の後端５１における後端稜線部Ｒ１側の少なくとも一部と、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９における前端稜線部Ｒ２側の少なくとも一部とが接触する。

これにより、衝突荷重がＡピラーＲＦ５０の後端稜線部Ｒ１側からロッカアウタＲＦ３８の前端稜線部Ｒ２側にダイレクトに伝達される。これらのＡピラーＲＦ５０及びロッカアウタＲＦ３８は、後端稜線部Ｒ１側及び前端稜線部Ｒ２側において車両前後方向の剛性が高くなっているため、上記各稜線部Ｒ１、Ｒ２の側を経由して衝突荷重が伝達されることにより、衝突荷重の伝達ロスが少なくなる。しかも、ＡピラーＲＦ５０の後端５１における後端稜線部Ｒ１側が、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９における前端稜線部Ｒ２側から高い反力を受けるため、Ａピラー１６の回転変形量が減少する。これらのことから、車体変形量を効果的に低減することができる。

また、上記のようにＡピラーＲＦ５０の後端５１とロッカアウタＲＦ３８の前端３９との接触により衝突荷重を伝達するため、上記各ＲＦ３８、５０の間において、側面打点Ｗ２等の溶接打点に作用するせん断力が低減する。

さらに、本実施形態では、従来構造のようにＡピラーＲＦ５０の下端部とロッカアウタＲＦ３８の前端部とが車両側面視で重ねられた構成ではないため、例えばロッカアウタＲＦ３８の車両前後方向の寸法を、従来構造よりも短く設定することができる。これにより、従来構造よりも車体を軽量化することができる。

また、本実施形態では、図１、２、６に示されるように、ＡピラーＲＦ５０の後端５１と、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９とが、通常時に隙間５２を隔てて離間している。これにより、当該隙間５２が設定されない構成と比較して、上記各ＲＦ３８、５０の寸法精度や、ロッカアウタパネル２０に対する上記各ＲＦ３８、５０の組付精度などを低下させることができる。その結果、上記各ＲＦ３８、５０の製造や、ロッカアウタパネル２０に対する上記各ＲＦ３８、５０の組み付け作業を容易にすることができる。

なお、車体の変形量を減少させるための対策としては、例えば、ＡピラーＲＦ５０とロッカアウタＲＦ３８との結合部周辺にバルク（補強部材）を追加することや、ＲＦ３８、５０間の溶接打点数を増加させることにより、ＲＦ３８、５０同士の結合剛性を向上させることが考えられる。しかしながら、バルクを追加すると、製造コスト及び車体の質量が増加することになる。また、溶接打点数を増やすと、タクトタイムおよび設備使用が増えるため、製造コストが増加することになる。

この点、本実施形態では、ＡピラーＲＦ５０の後端５１における後端稜線部Ｒ１側とロッカアウタＲＦ３８の前端３９における前端稜線部Ｒ２側とが接触（干渉）することにより、ＡピラーＲＦ５０からロッカアウタＲＦ３８に衝突荷重がダイレクトに伝達される。これにより、衝突荷重の伝達ロスが小さくなると共に、ＲＦ３８、５０間の溶接打点に対する負荷が小さくなり、車体の変形量が減少する。その結果、上述の如き対策が不要になるので、製造コスト及び車体質量の低減に寄与する。

次に、本実施形態に係る車両下部構造１０に対して実施したＣＡＥ（computer aided engineering）による微小ラップ衝突の解析結果について説明する。図８には、車両下部構造１０に対して実施したＣＡＥ解析による微小ラップ衝突の衝突途中の状況が側面図にて示されている。また、図９には、上記ＣＡＥ解析でのＡピラー１６の変位と時間との関係を示す線図が示されており、図１０には、上記ＣＡＥ解析によりＡピラーＲＦ５０の下端部が受ける荷重と時間との関係が線図にて示されている。

図８に示されるように、車両下部構造１０では、ＣＡＥ解析による微小ラップ衝突の衝突途中において、ロッカ１４の前端に対するＡピラー１６の前端の後退量Ｌ３が小さくなっている。また、図９に示されるように、衝突が発生してから所定時間（例えば１５ｍｍｓｅｃ）が経過した時点Ｔ１以降において、Ａピラー１６前端の後端量の増加が少なくなっている。さらに、図１０に示されるように、ＡピラーＲＦ５０の下端部が受ける荷重は、上記の時点Ｔ１以降で大きく上昇している。これは、ＡピラーＲＦ５０の後端５１とロッカアウタＲＦ３８の前端３９とが接触することにより、ＡピラーＲＦ５０がロッカアウタＲＦ３８から高い反力を受けたためであると考えられる（図８に二点鎖線で囲まれた領域Ａ参照）。以上のことから、車両下部構造１０では、ＡピラーＲＦ５０の後退量などの車体変形量が低減することが確認された。

次に、上記のＣＡＥ解析による衝突終了後の状況と、実際の車両を用いた微小ラップ衝突試験の結果とについて説明する。図１１には、車両下部構造１０における上記ＣＡＥ解析での衝突終了後の状況が側面図にて示されている。また、図１２には、車両下部構造１０と同様の構造が適用された実際の車両を用いた微小ラップ衝突試験の結果が斜視図にて示されている。さらに、図１３及び図１４には、車両下部構造１０と同様の構造が適用された実際の車両を用いた微小ラップ衝突試験により、ＡピラーＲＦ５０の後端５１が、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９に干渉した状態が斜視図にて示されている。

図１１に示されるＣＡＥ解析結果、及び図１２に示される微小ラップ衝突試験結果の何れにおいても、車両下部構造１０では、ＡピラーＲＦ５０の後退量が小さくなっており、ロッカ１４の前端部１４ＦがＡピラーＲＦ５０の車両前方側に突出していない。また、ＡピラーＲＦ５０とロッカアウタＲＦ３８との間の溶接打点Ｗが破断していないことが確認された。

また、図１３及び図１４に示されるように、車両下部構造１０では、ＡピラーＲＦ５０の後端５１における後端稜線部Ｒ１側と、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９における前端稜線部Ｒ２側とが強く干渉している。この強干渉により、ＡピラーＲＦ５０とロッカアウタＲＦ３８との結合部強度が高くなっていると推定される。以上のように、ＣＡＥ解析と実際の微小ラップ衝突試験とにおいて同様の結果を得ることができ、車両下部構造１０による車体変形量の低減効果が確認された。

＜実施形態の補足説明＞
なお、前記実施形態において、図１５に示される変形例７０のように、ＡピラーＲＦ５０の後端５１の一部と、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９の一部とが、車両正面視で交差した構成にしてもよい。この変形例７０では、ＡピラーＲＦ５０の後壁部５０Ｃの後端側が車両正面視でクランク状に屈曲されることにより、後壁部５０Ｃの後端側かつ車両幅方向外側に車両上方側へ突出した段部５４が形成されている。また、ロッカアウタＲＦ３８の側壁部３８Ａの前端側が車両正面視でクランク状に屈曲されることにより、側壁部３８Ａの前端側かつ上端側に車両幅方向外側に突出した段部５６が形成されている。これにより、ＡピラーＲＦ５０の後端５１における後端稜線部Ｒ１側の一部と、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９における前端稜線部Ｒ２側の一部とが、車両正面視で交差した構成になっている。この変形例では、上記のように交差していない構成と比較して、Ａピラー１６に対する衝突荷重Ｆ（図７参照）の入力時に、ＡピラーＲＦ５０の後端５１と、ロッカアウタＲＦ３８の前端３９とを、稜線部Ｒ１、Ｒ２側において接触させるための設定（各部材の設計や製造など）が容易になる。換言すれば、衝突荷重Ｆの入力方向のずれ、上記各ＲＦ３８、５０の寸法誤差、ロッカアウタパネル２０に対する上記各ＲＦ３８、５０の組付誤差などによらず、後端５１と前端３８とを確実に接触させることが可能になる。また、後端５１と前端３９とが接触した状態が、不用意に解除され難くすることができる。

また、前記実施形態では、ＡピラーＲＦ５０の後端５１とロッカアウタＲＦ３８の前端３９との間に隙間５２が設定された構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、ＡピラーＲＦ５０の後端５１とロッカアウタＲＦ３８の前端３９とが、通常時に接触して配置された構成にしてもよい。

また、前記実施形態では、車両下部構造１０が適用された車両１２において、車体の左側部と右側部とが左右対称な以外は同様の構成とされた場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明に係る車両下部構造が、車体の左側部及び右側部の何れか一方だけに適用された構成にしてもよい。

また、前記実施形態では、ＡピラーＲＦ５０の下端部５０Ｕと、ロッカアウタＲＦ３８とが、ロッカアウタパネル２０に結合された構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明は、フロントピラーリインフォースメントの下端部と、ロッカリインフォースメントとが、ロッカを構成する共通のパネルに結合されたものであればよい。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が前記実施形態に限定されないことは勿論である。

１０車両下部構造
１４ロッカ
１６フロントピラー
２０ロッカアウタパネル（ロッカを構成するパネル）
３８ロッカアウタリインフォースメント（ロッカリインフォースメント）
３９前端
５０フロントピラーリインフォースメント
５０Ｕ下端部
５１後端
５２隙間
Ｒ１後端稜線部
Ｒ２前端稜線部

Claims

フロントピラーに設けられ、ロッカを構成するパネルに下端部が結合されたフロントピラーリインフォースメントと、
前記ロッカに設けられ、前記パネルに結合されると共に、前端が前記下端部の後端に対して車両後方から対向して配置され、少なくとも前記フロントピラーに対して車両前方側から衝突荷重が入力された際に、前記後端が前記前端に接触するロッカリインフォースメントと、
を備えた車両下部構造。
前記前端と前記後端とが、通常時に隙間を隔てて離間している請求項１に記載の車両下部構造。
前記下端部の後端側には、車両前後方向に延びる後端稜線部が形成され、
前記ロッカリインフォースメントには、車両前後方向に延びる前端稜線部が形成され、
前記後端における前記後端稜線部側の少なくとも一部と、前記前端における前記前端稜線部側の少なくとも一部とが、通常時に車両正面視で重なっている請求項１又は請求項２に記載の車両下部構造。
前記前端の一部と前記後端の一部とが、通常時に車両正面視で交差している請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両下部構造。