車体構造
【課題】クロスメンバの変形方向を意図的に制御して乗員がセンターピラーと接触することを回避し得る車体構造を提供するを提供する。
【解決手段】本発明の車体構造は、車幅方向左右にそれぞれ設けられたセンターピラー１、２間をクロスメンバ３で連結しており、そのクロスメンバ３をフロアパネル１９との間に所定空間２０を有するように上方配置すると共に、少なくとも一方のセンターピラー１が車体側方から入力した荷重Ｆを受けて車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバ３を変形させるきっかけとなる第１変形開始部９をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成した。また、クロスメンバ３の下面には、このクロスメンバ３をフロアパネル１９に固定させると共に前記所定空間を車両前後方向に仕切る仕切り壁部材４を設けた。
【解決手段】本発明の車体構造は、車幅方向左右にそれぞれ設けられたセンターピラー１、２間をクロスメンバ３で連結しており、そのクロスメンバ３をフロアパネル１９との間に所定空間２０を有するように上方配置すると共に、少なくとも一方のセンターピラー１が車体側方から入力した荷重Ｆを受けて車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバ３を変形させるきっかけとなる第１変形開始部９をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成した。また、クロスメンバ３の下面には、このクロスメンバ３をフロアパネル１９に固定させると共に前記所定空間を車両前後方向に仕切る仕切り壁部材４を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体構造に関し、詳細には、車体側方からの入力荷重によりクロスメンバの変形方向を意図的に制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、左右のセンターピラー同士を、ビーム本体とこのビーム本体の両端にそれぞれ取り付けたガゼット部とからなるクロスビームで結合した車体構造が開示されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の車体構造では、車体側方から入力荷重が入った場合、一方のセンターピラーへ入力した入力荷重をクロスビームを介して他方のセンターピラーで受けるようにして、前記入力荷重を直接クロスメンバーで受けることを防止している。これにより、特許文献１に記載の技術では、クロスメンバの補強をしなくて済むことになる。
【特許文献１】特開２００２−３６２４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、左右のセンターピラーが変形しきった際に、どの方向にクロスビームが変形するのか判らない。仮に、クロスビームが車両上方前方へ変形した場合は、センターピラーと接近する方向に乗員が移動することになり、乗員がセンターピラーと接触する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、クロスメンバの変形方向を意図的に制御して乗員がセンターピラーと接触することを回避し得る車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車幅方向左右にそれぞれ設けられたセンターピラー間をクロスメンバで連結した車体構造である。本発明の車体構造では、クロスメンバをフロアパネルとの間に所定空間を有するように上方配置すると共に、少なくとも一方のセンターピラーが車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバを変形させるきっかけとなる第１変形開始部をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車体構造によれば、センターピラーが車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へとクロスメンバを変形させるきっかけとなる第１変形開始部をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成したので、前記入力荷重を受けることで、クロスメンバを車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバを意図的に変形させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
「車体構造の構成説明」
図１は本実施形態の車体構造を車両前方から車両後方に向けて示す正面図、図２は図１の車体構造の縦断面図、図３はシートを取り外したときの図１の車体構造の斜視図、図４は図３の分解斜視図、図５は車両側方からの入力荷重でクロスメンバが変形した様子を示す図１に対応する図、図６は車両側方からの入力荷重でクロスメンバが変形した様子を示す図３に対応する図、図７は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す縦断面図である。
【００１０】
なお、図３において、矢印Ｘは車両前後方向を表し、矢印Ｙは車幅方向を表し、矢印Ｚは車両上下方向を表し、矢印ＦＲは車両前方を表し、矢印ＲＲは車両後方を表す。
【００１１】
本実施形態の車体構造は、図１から図３に示すように、車幅方向左右にそれぞれ設けられたセンターピラー１、２間を連結するクロスメンバ３と、このクロスメンバ３の下面に固定される仕切り壁部材４と、を有して構成されている。
【００１２】
クロスメンバ３は、図４に示すように、上側クロスメンバ構成部材５と、下側クロスメンバ構成部材６と、左側クロスメンバ構成部材７と、右側クロスメンバ構成部材８と、からなる。かかるクロスメンバ３は、車両への入力荷重でシートベルトが引っ張られることによるベルトアンカー強度確保と車両側方からの入力荷重を伝達し吸収する役目をする。なお、前記右側及び左側は、車両前方ＦＲに向かって左右を表す。
【００１３】
上側クロスメンバ構成部材５は、車幅方向に延在する平面視長方形状をなす上板部５Ａと、この上板部５Ａの長手方向一側縁から車両上方に起立する起立板部５Ｂと、前記上板部５Ａの長手方向他側縁から車両下方に垂下する垂下板部５Ｃとを有し、一枚の金属板を折り曲げ加工することにより一体的に形成されている。
【００１４】
上側クロスメンバ構成部材５には、少なくとも一方のセンターピラー１、２が車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へとクロスメンバ３を変形させるきっかけとなる第１変形開始部９をクロスメンバ上面である上板部５Ａとクロスメンバ前面である垂下板部５Ｃとに亘る部位に形成されている。
【００１５】
前記第１変形開始部９は、上側クロスメンバ構成部材５の長手方向中央部に設けられ、前記上板部５Ａから前記垂下板部５Ｃにかけて車両前方下方へ傾斜するように突出形成される凹部として形成されている。この凹部として形成される第１変形開始部９は、上板部５Ａから垂下板部５Ｃに行くに従って徐々にその凹み量が増えるように形成されている。具体的には、第１変形開始部９は、車両後方から車両前方に向かって車幅方向Ｙにおける幅Ｗを次第に広く（Ｗ１＜Ｗ２）且つ車両上下方向Ｚにおける深さＬを次第に深く（Ｌ１＜Ｌ２）する平面視略扇形状（或いはしずく形状）をなす凹みとして形成されている。
【００１６】
また、上板部５Ａには、左右のフロントシート１０のリヤ側脚部１１をそれぞれ固定させる脚部固定用ブラケット１２が設けられている。これら脚部固定用ブラケット１２は、前記第１変形開始部９を挟んでその両側に２つづつ固定されている。
【００１７】
下側クロスメンバ構成部材６は、車幅方向に延在する平面視長方形状をなす下板部６Ａと、この下板部６Ａの長手方向一側縁から車両上方に起立する起立板部６Ｂと、前記下板部６Ａの長手方向他側縁から車両下方に垂下する垂下板部６Ｃとを有し、一枚の金属板を折り曲げ加工することにより一体的に形成されている。この下側クロスメンバ構成部材６は、上側クロスメンバ構成部材５に対してスポット溶接及びミグ溶接されることで、矩形状をなす閉断面を構成する。具体的には、下側クロスメンバ構成部材６の起立板部６Ｂに上側クロスメンバ構成部材５の起立板部５Ｂを重ね合わせて溶接すると共に、下側クロスメンバ構成部材６の垂下板部６Ｃに上側クロスメンバ構成部材５の垂下板部５Ｃを重ね合わせて溶接することにより、矩形状の閉断面を構成する。
【００１８】
左側クロスメンバ構成部材７は、上側クロスメンバ構成部材５と下側クロスメンバ構成部材６の溶接後の閉断面をなすメンバ部材の左側開口を閉塞する。右側クロスメンバ構成部材８は、左側クロスメンバ構成部材７と同様、上側クロスメンバ構成部材５と下側クロスメンバ構成部材６の溶接後の閉断面をなすメンバ部材の右側開口を閉塞する。これら左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８は、何れも溶接にて閉断面をなすメンバ部材の両端部に接合される。
【００１９】
これら左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８は、平面視矩形の平板をなし、その平板部の車両上方を除く３辺に車両内側に向く折曲げ片７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び８Ａ、８Ｂ、８Ｃを形成している。車両後方に位置する折曲げ片７Ａ、８Ａには、センターピラーインナ１Ａ、２Ａにスポット溶接されたメンバ固定用ブラケット１３、１４に形成された２ヶ所のボルト取付け孔１５にボルトを挿入して固定される２ヶ所のウエルドナット１６と、下側クロスメンバ構成部材６の起立板部６Ｂに固定されたウエルドナット１７にボルトを螺合して取り付けるためのボルト取付け孔１８が１ヶ所に設けられている。
【００２０】
そして、これら左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８は、それぞれに対応するメンバ固定用ブラケット１３、１４に形成された折返し部１３Ａ、１４Ａのボルト取付け孔１５にボルトを挿入して前記ウエルドナット１６に螺合することでセンターピラーインナ１Ａ、２Ａに固定される。また、左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８は、車両下方の折曲げ片７Ｂ、８Ｂに形成された２ヶ所のボルト取付け孔２９にボルトを挿入してフロアパネル１９の裏面に固定されたウエルドナット３０に螺合することでフロアパネル１９に固定される。さらに、下側クロスメンバ構成部材６の起立板部６Ｂに固定されたウエルドナット１７に左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８のボルト取付け孔１８及びメンバ固定用ブラケット１３、１４の折返し部１３Ａ、１４Ａに形成されたボルト取付け孔３１を通してボルトを取り付けることで、前記クロスメンバ３が左右のセンターピラー１、２間に固定される。この結果、クロスメンバ３は、フロアパネル１９との間に所定空間２０を有するように上方配置されて、前記左右のセンターピラー１、２間を車幅方向に亘って連結する。
【００２１】
仕切り壁部材４は、フロアパネル１９の上方に配置されたクロスメンバ３の車両前方寄りの位置に配置され、前記フロアパネル１９と前記クロスメンバ３とを結合する。かかる仕切り壁部材４は、前記クロスメンバ下の所定空間２０を車両前後方向で仕切る仕切り壁４Ａと、この仕切り壁４Ａの上端から車両後方へ直角に折れ曲がるメンバ固定部４Ｂとにより構成されている。
【００２２】
仕切り壁４Ａには、仕切り壁部材自体の強度を高めるために車両後方から車両前方に向けて突出させた突条部２１が形成されている。前記突条部２１は、車両上下方向全体に形成されており、各センターピラー１、２寄りの位置に２つづつ設けられている。また、仕切り壁４Ａには、車両側方からの入力荷重を受けて変形するクロスメンバ３と共に車両下方且つ車両後方へと前記仕切り壁部材４を変形させるきっかけとなる第２変形開始部２２が形成されている。
【００２３】
第２変形開始部２２は、前記第１変形開始部９の真下に設けられている。かかる第２変形開始部２２は、車両前方から車両後方へ見たときに車両下方へ凸となる平面視略Ｖ字状をなす凹みとされている。別の見方をすると、第２変形開始部２２は、中央上端部に平面視逆三角形をなす突部２３と、この突部２３の両側にそれぞれ下端から上端に向けて互いに離れるような斜めの突条部２４、２４とを形成することで、これらの間に平面視略Ｖ字状をなす凹みとして形成される。前記突部２３及び突条部２４は、何れも車両後方から車両前方へ突出させた突起として形成される。また、中央の突部２３の両側に設けられた２つの突条部２４、２４は、前記内側の各脚部固定用ブラケット１２を通りシートベルトの引っ張り方向Ｖ（図３の矢印で示す方向）に合わせた向きに傾斜して形成されている。
【００２４】
前記第２変形開始部２２は、中央上部に突出する突部２３とその両側に突出する２つの突条部２４、２４に囲まれており、これら剛性の高い突部２３及び突条部２４に対して強度的に変形し易い脆弱部として機能する。この第２変形開始部２２は、単なる平板部位であるので、第１変形開始部９の変位に連動して変形する。
【００２５】
このように構成された仕切り壁部材４は、前記フロアパネル１９に対して略Ｌ字状をなす固定用ブラケット２５でボルト２６にて固定される。なお、仕切り壁４Ａには、ボルト２６を螺合させるウエルドナット（図示は省略する）が取り付けられている。また、この仕切り壁部材４は、前記クロスメンバ３に対してメンバ固定部４Ｂを前記下側クロスメンバ構成部材６にスポット溶接して固定されている。この結果、クロスメンバ下の前記所定空間２０は、該クロスメンバ３の全幅に亘って固定された仕切り壁部材４によって車両前後方向で仕切られる。これにより、前記仕切り壁部材４は、例えばフロアパネル１９上に置かれた荷物２７が車両後方から車両前方へ移動するのを阻止する。この他、仕切り壁部材４は、車体への入力荷重を受けて前記クロスメンバ３が上方へ持ち上げられるのを防止する役目もする。この機能については後述する。
【００２６】
「クロスメンバ変形動作説明」
次に、車体側方から入力荷重が車体に作用したときにクロスメンバ３が変形して衝撃力を吸収する動作説明について図５〜図７を参照して示す。図５は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す正面図、図６は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す斜視図、図７は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す縦断面図である。
【００２７】
例えば、車両右側から車体に入力荷重Ｆが作用した場合、右側のセンターピラー１からクロスメンバ３を介して反対側の左側のセンターピラー２に入力荷重Ｆが伝達される。右側のセンターピラー１から左側のセンターピラー２への入力荷重Ｆは、一定荷重まではクロスメンバ３を介して伝達されることでエネルギー吸収される。しかし前記一定荷重を越えると、クロスメンバ３は、車幅方向中央に形成された第１変形開始部９が他の部位に対して脆弱部となっているため、この第１変形開始部９からクロスメンバ３が変形し始める。前記第１変形開始部９では、車両後方から車両前方に向かって幅Ｗを次第に広く且つ深さＬを次第に深くする凹部として形成されているため、右側のセンターピラー１から入力された入力荷重Ｆを受けることで、凹部が他の部位に比べて脆弱部として作用し、該凹部から変形が始まることになる。
【００２８】
前記クロスメンバ３は、第１変形開始部９で座屈してその中央部を車両下方且つ車両後方へと変形する。このクロスメンバ３の変形により、左側のセンターピラー２への入力荷重の進入速度を遅くすることができ、入力荷重をより一層吸収することができる。また、仕切り壁部材４は、第２変形開始部２２が他の部位に比べて強度が弱い脆弱部となっており、しかも変形開始のきっかけとなった第１変形開始部９の潰れ方向がこの第２変形開始部２２の板厚方向となるため、該仕切り壁部材４を変形させるきっかけとなる第２変形開始部２２から変形し始める。具体的には、仕切り壁部材４は、第２変形開始部２２で座屈してその中央部を車両下方且つ車両後方へと変形させる。
【００２９】
このように、右側のセンターピラー１から左側のセンターピラー２へ入力される荷重が一定荷重を越えた場合、クロスメンバ３と仕切り壁部材４が共に車両下方且つ車両後方へと変形するため、左右のフロントシート１０は互いに車幅方向内側に傾斜して接近するように移動されると共に初期位置から車両後方位置へと移動する。そのため、乗員は、左右のセンターピラー１、２と対向する位置から車両後方且つ車両内側へと離れる方向に移動する。その結果、乗員は、センターピラー１、２で押し潰される危険性から回避される。
【００３０】
なお、左側のセンターピラー２から右側のセンターピラー１へ入力荷重Ｆが作用した場合は、先の実施形態と同様となるため、その説明は省略する。
【００３１】
「作用効果」
本実施形態の車体構造によれば、何れか一方のセンターピラー１、２が車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へとクロスメンバ３を変形させるきっかけとなる第１変形開始部９をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成したので、前記入力荷重を受けることで、クロスメンバ３を車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバ３を意図的に変形させることができる。つまり、本実施形態によれば、入力荷重によってクロスメンバ３をどの方向へどのような形態で変形させる変形モードを制御することが可能となる。これを詳しく説明すると、第１変形開始部９を車両後方から車両前方に向かって幅Ｗを次第に広く且つ深さＬを次第に深くする凹部として形成しているため、幅Ｗが広く深さＬが深い先端側が圧縮されて押し潰される。その後、第１変形開始部９は、その真下に脆弱部として形成された第２変形開始部２２を、この第１変形開始部９の変形に連動させて車両下方且つ板厚方向（車両前方から車両後方）へと押し潰して行く。これら第１変形開始部９と第２変形開始部２２を設けたことで、クロスメンバ３の変形モードを意図的に制御可能となる。
【００３２】
また、本実施形態の車体構造によれば、第１変形開始部９から座屈してクロスメンバ３が変形するので、一方のセンターピラー１から他方のセンターピラー２へと伝達される入力荷重の進入速度を下げることができ、前記入力荷重をより一層吸収することができる。
【００３３】
また、本実施形態の車体構造によれば、クロスメンバ３をフロアパネル１９との間に所定空間２０を有するように上方配置させたので、シート下に荷物を積むスペースを確保することができ、シート下のスペースの有効活用を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態の車体構造によれば、クロスメンバ３を仕切り壁部材４でフロアパネル１９に固定すると共にクロスメンバ３下の所定空間２０を車両前後方向で仕切る仕切り壁部材４を車幅方向全体に亘って形成したので、前突時にシートベルト２８を介して入力される荷重によってクロスメンバ３が上方へ持ち上がるのを前記仕切り壁部材４にて抑制することができる。さらに、この作用効果に加えて、この車体構造では、車両制動時にシート下に積んだ荷物２７の車両前方への飛び出しを、前記仕切り壁部材４によって防止することができる。
【００３５】
また、本実施形態の車体構造によれば、車体側方からの入力荷重を受けて変形するクロスメンバ３と共に車両下方且つ車両後方へと仕切り壁部材４を変形させるきっかけとなる第２変形開始部２２を形成したので、前記クロスメンバ３と同じ方向に仕切り壁部材４を変形させることができる。つまり、第１変形開始部９が入力荷重を受けて圧縮されることでその凹部の幅を狭める方向に潰れて行き、その潰れに押されて第２変形開始部２２が車両前方から車両後方へと板厚方向へ押し潰されるため、第１変形開始部９の変形に連動して第２変形開始部２２を変形させることができる。これにより、クロスメンバ３と同じ方向に仕切り壁部材４も変形することから該クロスメンバ３上に固定された左右のフロントシート１０は、互いに車幅方向内側に傾斜して接近する方向に移動すると共に車両後方へとセンターピラー１、２から離れる方向に移動する。そのため、センターピラー１、２と乗員との接触を回避することができ、当該乗員を保護することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態の車体構造によれば、左右のフロントシート１０のリヤ側脚部１１をそれぞれ固定させる脚部固定用ブラケット１２をクロスメンバ上面に設けているので、フロアパネル１９の上方にフロントシート１０を配置し、そのシート下に荷物を収容するスペースを作ることができる。
【００３７】
以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、上述の実施形態は本発明の一例であり、前記実施形態に制限されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は本実施形態の車体構造を車両前方から車両後方に向けて示す正面図である。
【図２】図２は図１の車体構造の縦断面図である。
【図３】図３はシートを取り外したときの図１の車体構造の斜視図である。
【図４】図４は図３の分解斜視図である。
【図５】図５は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す正面図である。
【図６】図６は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す斜視図である。
【図７】図７は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１、２…センターピラー
３…クロスメンバ
４…仕切り壁部材
５…上側クロスメンバ構成部材（クロスメンバ）
６…下側クロスメンバ構成部材（クロスメンバ）
７…左側クロスメンバ構成部材（クロスメンバ）
８…右側クロスメンバ構成部材（クロスメンバ）
９…第１変形開始部
１０…フロントシート
１１…リヤ側脚部
１２…脚部固定用ブラケット
１９…フロアパネル
２０…所定空間
２２…第２変形開始部
２７…荷物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体構造に関し、詳細には、車体側方からの入力荷重によりクロスメンバの変形方向を意図的に制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、左右のセンターピラー同士を、ビーム本体とこのビーム本体の両端にそれぞれ取り付けたガゼット部とからなるクロスビームで結合した車体構造が開示されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の車体構造では、車体側方から入力荷重が入った場合、一方のセンターピラーへ入力した入力荷重をクロスビームを介して他方のセンターピラーで受けるようにして、前記入力荷重を直接クロスメンバーで受けることを防止している。これにより、特許文献１に記載の技術では、クロスメンバの補強をしなくて済むことになる。
【特許文献１】特開２００２−３６２４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、左右のセンターピラーが変形しきった際に、どの方向にクロスビームが変形するのか判らない。仮に、クロスビームが車両上方前方へ変形した場合は、センターピラーと接近する方向に乗員が移動することになり、乗員がセンターピラーと接触する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、クロスメンバの変形方向を意図的に制御して乗員がセンターピラーと接触することを回避し得る車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車幅方向左右にそれぞれ設けられたセンターピラー間をクロスメンバで連結した車体構造である。本発明の車体構造では、クロスメンバをフロアパネルとの間に所定空間を有するように上方配置すると共に、少なくとも一方のセンターピラーが車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバを変形させるきっかけとなる第１変形開始部をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車体構造によれば、センターピラーが車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へとクロスメンバを変形させるきっかけとなる第１変形開始部をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成したので、前記入力荷重を受けることで、クロスメンバを車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバを意図的に変形させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
「車体構造の構成説明」
図１は本実施形態の車体構造を車両前方から車両後方に向けて示す正面図、図２は図１の車体構造の縦断面図、図３はシートを取り外したときの図１の車体構造の斜視図、図４は図３の分解斜視図、図５は車両側方からの入力荷重でクロスメンバが変形した様子を示す図１に対応する図、図６は車両側方からの入力荷重でクロスメンバが変形した様子を示す図３に対応する図、図７は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す縦断面図である。
【００１０】
なお、図３において、矢印Ｘは車両前後方向を表し、矢印Ｙは車幅方向を表し、矢印Ｚは車両上下方向を表し、矢印ＦＲは車両前方を表し、矢印ＲＲは車両後方を表す。
【００１１】
本実施形態の車体構造は、図１から図３に示すように、車幅方向左右にそれぞれ設けられたセンターピラー１、２間を連結するクロスメンバ３と、このクロスメンバ３の下面に固定される仕切り壁部材４と、を有して構成されている。
【００１２】
クロスメンバ３は、図４に示すように、上側クロスメンバ構成部材５と、下側クロスメンバ構成部材６と、左側クロスメンバ構成部材７と、右側クロスメンバ構成部材８と、からなる。かかるクロスメンバ３は、車両への入力荷重でシートベルトが引っ張られることによるベルトアンカー強度確保と車両側方からの入力荷重を伝達し吸収する役目をする。なお、前記右側及び左側は、車両前方ＦＲに向かって左右を表す。
【００１３】
上側クロスメンバ構成部材５は、車幅方向に延在する平面視長方形状をなす上板部５Ａと、この上板部５Ａの長手方向一側縁から車両上方に起立する起立板部５Ｂと、前記上板部５Ａの長手方向他側縁から車両下方に垂下する垂下板部５Ｃとを有し、一枚の金属板を折り曲げ加工することにより一体的に形成されている。
【００１４】
上側クロスメンバ構成部材５には、少なくとも一方のセンターピラー１、２が車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へとクロスメンバ３を変形させるきっかけとなる第１変形開始部９をクロスメンバ上面である上板部５Ａとクロスメンバ前面である垂下板部５Ｃとに亘る部位に形成されている。
【００１５】
前記第１変形開始部９は、上側クロスメンバ構成部材５の長手方向中央部に設けられ、前記上板部５Ａから前記垂下板部５Ｃにかけて車両前方下方へ傾斜するように突出形成される凹部として形成されている。この凹部として形成される第１変形開始部９は、上板部５Ａから垂下板部５Ｃに行くに従って徐々にその凹み量が増えるように形成されている。具体的には、第１変形開始部９は、車両後方から車両前方に向かって車幅方向Ｙにおける幅Ｗを次第に広く（Ｗ１＜Ｗ２）且つ車両上下方向Ｚにおける深さＬを次第に深く（Ｌ１＜Ｌ２）する平面視略扇形状（或いはしずく形状）をなす凹みとして形成されている。
【００１６】
また、上板部５Ａには、左右のフロントシート１０のリヤ側脚部１１をそれぞれ固定させる脚部固定用ブラケット１２が設けられている。これら脚部固定用ブラケット１２は、前記第１変形開始部９を挟んでその両側に２つづつ固定されている。
【００１７】
下側クロスメンバ構成部材６は、車幅方向に延在する平面視長方形状をなす下板部６Ａと、この下板部６Ａの長手方向一側縁から車両上方に起立する起立板部６Ｂと、前記下板部６Ａの長手方向他側縁から車両下方に垂下する垂下板部６Ｃとを有し、一枚の金属板を折り曲げ加工することにより一体的に形成されている。この下側クロスメンバ構成部材６は、上側クロスメンバ構成部材５に対してスポット溶接及びミグ溶接されることで、矩形状をなす閉断面を構成する。具体的には、下側クロスメンバ構成部材６の起立板部６Ｂに上側クロスメンバ構成部材５の起立板部５Ｂを重ね合わせて溶接すると共に、下側クロスメンバ構成部材６の垂下板部６Ｃに上側クロスメンバ構成部材５の垂下板部５Ｃを重ね合わせて溶接することにより、矩形状の閉断面を構成する。
【００１８】
左側クロスメンバ構成部材７は、上側クロスメンバ構成部材５と下側クロスメンバ構成部材６の溶接後の閉断面をなすメンバ部材の左側開口を閉塞する。右側クロスメンバ構成部材８は、左側クロスメンバ構成部材７と同様、上側クロスメンバ構成部材５と下側クロスメンバ構成部材６の溶接後の閉断面をなすメンバ部材の右側開口を閉塞する。これら左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８は、何れも溶接にて閉断面をなすメンバ部材の両端部に接合される。
【００１９】
これら左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８は、平面視矩形の平板をなし、その平板部の車両上方を除く３辺に車両内側に向く折曲げ片７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び８Ａ、８Ｂ、８Ｃを形成している。車両後方に位置する折曲げ片７Ａ、８Ａには、センターピラーインナ１Ａ、２Ａにスポット溶接されたメンバ固定用ブラケット１３、１４に形成された２ヶ所のボルト取付け孔１５にボルトを挿入して固定される２ヶ所のウエルドナット１６と、下側クロスメンバ構成部材６の起立板部６Ｂに固定されたウエルドナット１７にボルトを螺合して取り付けるためのボルト取付け孔１８が１ヶ所に設けられている。
【００２０】
そして、これら左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８は、それぞれに対応するメンバ固定用ブラケット１３、１４に形成された折返し部１３Ａ、１４Ａのボルト取付け孔１５にボルトを挿入して前記ウエルドナット１６に螺合することでセンターピラーインナ１Ａ、２Ａに固定される。また、左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８は、車両下方の折曲げ片７Ｂ、８Ｂに形成された２ヶ所のボルト取付け孔２９にボルトを挿入してフロアパネル１９の裏面に固定されたウエルドナット３０に螺合することでフロアパネル１９に固定される。さらに、下側クロスメンバ構成部材６の起立板部６Ｂに固定されたウエルドナット１７に左側クロスメンバ構成部材７と右側クロスメンバ構成部材８のボルト取付け孔１８及びメンバ固定用ブラケット１３、１４の折返し部１３Ａ、１４Ａに形成されたボルト取付け孔３１を通してボルトを取り付けることで、前記クロスメンバ３が左右のセンターピラー１、２間に固定される。この結果、クロスメンバ３は、フロアパネル１９との間に所定空間２０を有するように上方配置されて、前記左右のセンターピラー１、２間を車幅方向に亘って連結する。
【００２１】
仕切り壁部材４は、フロアパネル１９の上方に配置されたクロスメンバ３の車両前方寄りの位置に配置され、前記フロアパネル１９と前記クロスメンバ３とを結合する。かかる仕切り壁部材４は、前記クロスメンバ下の所定空間２０を車両前後方向で仕切る仕切り壁４Ａと、この仕切り壁４Ａの上端から車両後方へ直角に折れ曲がるメンバ固定部４Ｂとにより構成されている。
【００２２】
仕切り壁４Ａには、仕切り壁部材自体の強度を高めるために車両後方から車両前方に向けて突出させた突条部２１が形成されている。前記突条部２１は、車両上下方向全体に形成されており、各センターピラー１、２寄りの位置に２つづつ設けられている。また、仕切り壁４Ａには、車両側方からの入力荷重を受けて変形するクロスメンバ３と共に車両下方且つ車両後方へと前記仕切り壁部材４を変形させるきっかけとなる第２変形開始部２２が形成されている。
【００２３】
第２変形開始部２２は、前記第１変形開始部９の真下に設けられている。かかる第２変形開始部２２は、車両前方から車両後方へ見たときに車両下方へ凸となる平面視略Ｖ字状をなす凹みとされている。別の見方をすると、第２変形開始部２２は、中央上端部に平面視逆三角形をなす突部２３と、この突部２３の両側にそれぞれ下端から上端に向けて互いに離れるような斜めの突条部２４、２４とを形成することで、これらの間に平面視略Ｖ字状をなす凹みとして形成される。前記突部２３及び突条部２４は、何れも車両後方から車両前方へ突出させた突起として形成される。また、中央の突部２３の両側に設けられた２つの突条部２４、２４は、前記内側の各脚部固定用ブラケット１２を通りシートベルトの引っ張り方向Ｖ（図３の矢印で示す方向）に合わせた向きに傾斜して形成されている。
【００２４】
前記第２変形開始部２２は、中央上部に突出する突部２３とその両側に突出する２つの突条部２４、２４に囲まれており、これら剛性の高い突部２３及び突条部２４に対して強度的に変形し易い脆弱部として機能する。この第２変形開始部２２は、単なる平板部位であるので、第１変形開始部９の変位に連動して変形する。
【００２５】
このように構成された仕切り壁部材４は、前記フロアパネル１９に対して略Ｌ字状をなす固定用ブラケット２５でボルト２６にて固定される。なお、仕切り壁４Ａには、ボルト２６を螺合させるウエルドナット（図示は省略する）が取り付けられている。また、この仕切り壁部材４は、前記クロスメンバ３に対してメンバ固定部４Ｂを前記下側クロスメンバ構成部材６にスポット溶接して固定されている。この結果、クロスメンバ下の前記所定空間２０は、該クロスメンバ３の全幅に亘って固定された仕切り壁部材４によって車両前後方向で仕切られる。これにより、前記仕切り壁部材４は、例えばフロアパネル１９上に置かれた荷物２７が車両後方から車両前方へ移動するのを阻止する。この他、仕切り壁部材４は、車体への入力荷重を受けて前記クロスメンバ３が上方へ持ち上げられるのを防止する役目もする。この機能については後述する。
【００２６】
「クロスメンバ変形動作説明」
次に、車体側方から入力荷重が車体に作用したときにクロスメンバ３が変形して衝撃力を吸収する動作説明について図５〜図７を参照して示す。図５は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す正面図、図６は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す斜視図、図７は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す縦断面図である。
【００２７】
例えば、車両右側から車体に入力荷重Ｆが作用した場合、右側のセンターピラー１からクロスメンバ３を介して反対側の左側のセンターピラー２に入力荷重Ｆが伝達される。右側のセンターピラー１から左側のセンターピラー２への入力荷重Ｆは、一定荷重まではクロスメンバ３を介して伝達されることでエネルギー吸収される。しかし前記一定荷重を越えると、クロスメンバ３は、車幅方向中央に形成された第１変形開始部９が他の部位に対して脆弱部となっているため、この第１変形開始部９からクロスメンバ３が変形し始める。前記第１変形開始部９では、車両後方から車両前方に向かって幅Ｗを次第に広く且つ深さＬを次第に深くする凹部として形成されているため、右側のセンターピラー１から入力された入力荷重Ｆを受けることで、凹部が他の部位に比べて脆弱部として作用し、該凹部から変形が始まることになる。
【００２８】
前記クロスメンバ３は、第１変形開始部９で座屈してその中央部を車両下方且つ車両後方へと変形する。このクロスメンバ３の変形により、左側のセンターピラー２への入力荷重の進入速度を遅くすることができ、入力荷重をより一層吸収することができる。また、仕切り壁部材４は、第２変形開始部２２が他の部位に比べて強度が弱い脆弱部となっており、しかも変形開始のきっかけとなった第１変形開始部９の潰れ方向がこの第２変形開始部２２の板厚方向となるため、該仕切り壁部材４を変形させるきっかけとなる第２変形開始部２２から変形し始める。具体的には、仕切り壁部材４は、第２変形開始部２２で座屈してその中央部を車両下方且つ車両後方へと変形させる。
【００２９】
このように、右側のセンターピラー１から左側のセンターピラー２へ入力される荷重が一定荷重を越えた場合、クロスメンバ３と仕切り壁部材４が共に車両下方且つ車両後方へと変形するため、左右のフロントシート１０は互いに車幅方向内側に傾斜して接近するように移動されると共に初期位置から車両後方位置へと移動する。そのため、乗員は、左右のセンターピラー１、２と対向する位置から車両後方且つ車両内側へと離れる方向に移動する。その結果、乗員は、センターピラー１、２で押し潰される危険性から回避される。
【００３０】
なお、左側のセンターピラー２から右側のセンターピラー１へ入力荷重Ｆが作用した場合は、先の実施形態と同様となるため、その説明は省略する。
【００３１】
「作用効果」
本実施形態の車体構造によれば、何れか一方のセンターピラー１、２が車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へとクロスメンバ３を変形させるきっかけとなる第１変形開始部９をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成したので、前記入力荷重を受けることで、クロスメンバ３を車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバ３を意図的に変形させることができる。つまり、本実施形態によれば、入力荷重によってクロスメンバ３をどの方向へどのような形態で変形させる変形モードを制御することが可能となる。これを詳しく説明すると、第１変形開始部９を車両後方から車両前方に向かって幅Ｗを次第に広く且つ深さＬを次第に深くする凹部として形成しているため、幅Ｗが広く深さＬが深い先端側が圧縮されて押し潰される。その後、第１変形開始部９は、その真下に脆弱部として形成された第２変形開始部２２を、この第１変形開始部９の変形に連動させて車両下方且つ板厚方向（車両前方から車両後方）へと押し潰して行く。これら第１変形開始部９と第２変形開始部２２を設けたことで、クロスメンバ３の変形モードを意図的に制御可能となる。
【００３２】
また、本実施形態の車体構造によれば、第１変形開始部９から座屈してクロスメンバ３が変形するので、一方のセンターピラー１から他方のセンターピラー２へと伝達される入力荷重の進入速度を下げることができ、前記入力荷重をより一層吸収することができる。
【００３３】
また、本実施形態の車体構造によれば、クロスメンバ３をフロアパネル１９との間に所定空間２０を有するように上方配置させたので、シート下に荷物を積むスペースを確保することができ、シート下のスペースの有効活用を図ることができる。
【００３４】
また、本実施形態の車体構造によれば、クロスメンバ３を仕切り壁部材４でフロアパネル１９に固定すると共にクロスメンバ３下の所定空間２０を車両前後方向で仕切る仕切り壁部材４を車幅方向全体に亘って形成したので、前突時にシートベルト２８を介して入力される荷重によってクロスメンバ３が上方へ持ち上がるのを前記仕切り壁部材４にて抑制することができる。さらに、この作用効果に加えて、この車体構造では、車両制動時にシート下に積んだ荷物２７の車両前方への飛び出しを、前記仕切り壁部材４によって防止することができる。
【００３５】
また、本実施形態の車体構造によれば、車体側方からの入力荷重を受けて変形するクロスメンバ３と共に車両下方且つ車両後方へと仕切り壁部材４を変形させるきっかけとなる第２変形開始部２２を形成したので、前記クロスメンバ３と同じ方向に仕切り壁部材４を変形させることができる。つまり、第１変形開始部９が入力荷重を受けて圧縮されることでその凹部の幅を狭める方向に潰れて行き、その潰れに押されて第２変形開始部２２が車両前方から車両後方へと板厚方向へ押し潰されるため、第１変形開始部９の変形に連動して第２変形開始部２２を変形させることができる。これにより、クロスメンバ３と同じ方向に仕切り壁部材４も変形することから該クロスメンバ３上に固定された左右のフロントシート１０は、互いに車幅方向内側に傾斜して接近する方向に移動すると共に車両後方へとセンターピラー１、２から離れる方向に移動する。そのため、センターピラー１、２と乗員との接触を回避することができ、当該乗員を保護することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態の車体構造によれば、左右のフロントシート１０のリヤ側脚部１１をそれぞれ固定させる脚部固定用ブラケット１２をクロスメンバ上面に設けているので、フロアパネル１９の上方にフロントシート１０を配置し、そのシート下に荷物を収容するスペースを作ることができる。
【００３７】
以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、上述の実施形態は本発明の一例であり、前記実施形態に制限されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は本実施形態の車体構造を車両前方から車両後方に向けて示す正面図である。
【図２】図２は図１の車体構造の縦断面図である。
【図３】図３はシートを取り外したときの図１の車体構造の斜視図である。
【図４】図４は図３の分解斜視図である。
【図５】図５は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す正面図である。
【図６】図６は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す斜視図である。
【図７】図７は車両側方から車体に入力荷重が作用したときのクロスメンバ変形状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１、２…センターピラー
３…クロスメンバ
４…仕切り壁部材
５…上側クロスメンバ構成部材（クロスメンバ）
６…下側クロスメンバ構成部材（クロスメンバ）
７…左側クロスメンバ構成部材（クロスメンバ）
８…右側クロスメンバ構成部材（クロスメンバ）
９…第１変形開始部
１０…フロントシート
１１…リヤ側脚部
１２…脚部固定用ブラケット
１９…フロアパネル
２０…所定空間
２２…第２変形開始部
２７…荷物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向左右にそれぞれ設けられたセンターピラー間をクロスメンバで連結した車体構造において、
前記クロスメンバをフロアパネルとの間に所定空間を有するように上方配置とすると共に、少なくとも一方のセンターピラーが車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバを変形させるきっかけとなる第１変形開始部をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成した
ことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車体構造であって、
前記第１変形開始部は、車両後方から車両前方に向かって幅を次第に広く且つ深さを次第に深くする凹部として形成されている
ことを特徴とする車体構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車体構造であって、
前記クロスメンバの下面に上端を固定し且つ前記フロアパネル上に下端を固定して該クロスメンバ下の前記所定空間を車両前後方向で仕切る仕切り壁部材を車幅方向全体に亘って形成した
ことを特徴とする車体構造。
【請求項４】
請求項３に記載の車体構造であって、
前記仕切り壁部材に、車体側方からの入力荷重を受けて変形するクロスメンバと共に車両下方且つ車両後方へと該仕切り壁部材を変形させるきっかけとなる第２変形開始部を形成した
ことを特徴とする車体構造。
【請求項５】
請求項４に記載の車体構造であって、
前記第２変形開始部は、前記第１変形開始部の真下に設けられ、この第１変形開始部の変形に連動して変形する、他の部位に対して変形し易い脆弱部とされた
ことを特徴とする車体構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の車体構造であって、
前記クロスメンバ上面に、左右のフロントシートのリヤ側脚部をそれぞれ固定させる脚部固定用ブラケットを設けた
ことを特徴とする車体構造。
【請求項１】
車幅方向左右にそれぞれ設けられたセンターピラー間をクロスメンバで連結した車体構造において、
前記クロスメンバをフロアパネルとの間に所定空間を有するように上方配置とすると共に、少なくとも一方のセンターピラーが車体側方から入力した荷重を受けて車両下方且つ車両後方へと該クロスメンバを変形させるきっかけとなる第１変形開始部をクロスメンバ上面とクロスメンバ前面に亘る部位に形成した
ことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車体構造であって、
前記第１変形開始部は、車両後方から車両前方に向かって幅を次第に広く且つ深さを次第に深くする凹部として形成されている
ことを特徴とする車体構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車体構造であって、
前記クロスメンバの下面に上端を固定し且つ前記フロアパネル上に下端を固定して該クロスメンバ下の前記所定空間を車両前後方向で仕切る仕切り壁部材を車幅方向全体に亘って形成した
ことを特徴とする車体構造。
【請求項４】
請求項３に記載の車体構造であって、
前記仕切り壁部材に、車体側方からの入力荷重を受けて変形するクロスメンバと共に車両下方且つ車両後方へと該仕切り壁部材を変形させるきっかけとなる第２変形開始部を形成した
ことを特徴とする車体構造。
【請求項５】
請求項４に記載の車体構造であって、
前記第２変形開始部は、前記第１変形開始部の真下に設けられ、この第１変形開始部の変形に連動して変形する、他の部位に対して変形し易い脆弱部とされた
ことを特徴とする車体構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の車体構造であって、
前記クロスメンバ上面に、左右のフロントシートのリヤ側脚部をそれぞれ固定させる脚部固定用ブラケットを設けた
ことを特徴とする車体構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１１１２７３（Ｐ２０１０−１１１２７３Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８５５３６（Ｐ２００８−２８５５３６）
【出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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