JP2005104253A - 車両の下部車体構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リアクロスメンバ10をリアパネル9付近となるよう上方側に設定した構造において、ガセット22により、フロアフレーム4の後端部とリアフレーム11の前方部とを連結する。これにより、車両1に対して外方側から車両後方側、あるいは車両後方側へ荷重が加わった場合に、フロアフレーム4あるいはリアフレーム11に入力された荷重を、ガセット22を介して他方側に伝達することができ、こうした荷重をフロアフレーム、あるいはリアフレームの一方で受け止めることで、下部車体構造の損失抑制が可能となる。
【選択図】 図1
Description
例えば、下記特許文献1には、このような車体下部構造において、リアフレームに相当するリアサイドメンバーの左右それぞれの前端を、車幅方向に延設されたリアクロスメンバに相当する第4クロスメンバに連結するとともに、フロアフレームに相当するフロアアンダーリィンフォースの後端を、この第4クロスメンバに接続したものが開示されている。
更に、この特許文献1には、フロアアンダーリィンフォースの後端が接続される第4クロスメンバの後方側の面から、車両外方で車両後方側に指向して、リアサイドメンバに固定される連結部材(ブレース)を設けている旨が開示されている。
しかしながら、最近の自動車の性能や機能に対する高い要求から、新型車について、従来のこうした車体構造を変更せざるを得ない場合も生じており、具体的には、リアクロスメンバをフロアフレームの後方部分よりも上方に離間して位置した自動車の研究開発もなされている。
こうした場合、フロアフレームとリアフレームとは、リアクロスメンバを直接介在して連結されない構造となるため、上述のように車両外方からの車両前後方向の一方側からの荷重を、フロアフレームからリアフレームに伝達させたり、あるいはリアフレームからフロアフレームに伝達させることができず、これにより、こうした一方側からの荷重を剛性が高い他方側により受け止めて、下部車体構造の変形を抑制できないといった問題が生じる。
このような構成によれば、車両外方から車両後方側への荷重を受けた場合に、フロアフレームからリアフレームへ荷重を伝達させることができ、あるいは、車両外方から車両前方側への荷重を受けた場合に、リアフレームからフロアフレームへ荷重を伝達させることができる。これにより、こうした一方側のフレームからの荷重を、剛性が高い他方側のフレームにより積極的に受け止めることができ、下部車体構造の変形を抑制することが可能となる。
このような構成によれば、ガセットは、車両下方から見て、車両内方側のフロアフレームから車両外方側のリアフレームに対して後方側に傾斜して配置されるため、下部車体構造の水平面上における強度が向上し、車体の捩り剛性の増強が図れる。
このような構成によって、ガセットを複数の位置で固定するため、ガセットの支持剛性が向上し、荷重の伝達性を向上できる。
また、ガセットは、リアフレームに対し、リアフレームが延設する方向において離間した複数の位置で固定されるため、上述のような車体捩り剛性を更に高めることができる。
このような構成によれば、サスペンションサブフレームをリアフレームに固定するだけでなく、ガセットを介してフロアフレームにも固定させることができ、これによりサスペンションサブフレームの剛性が高まるので、走行中に車輪から車体に伝達される突き上げなどによる振動や車体変形を低減できる。
このような構成により、燃料タンクの前端部をリアクロスメンバの下方側に位置させることができるので、全体的に燃料タンクを下方側に配置できる。これにより、燃料タンクより上方側の空間を広くすることができ、例えば、車室内の空間を拡張できたり、あるいは、車両のルーフなどを車両後方部に格納自在とした自動車にあっては、ルーフを格納する際のルーフの格納場所として、空間を十分に利用することができる。
このような構成により、車両の走行中、石や水などの跳ね上げにより、石や水が燃料タンクに接触することを抑制したり、路面上の凸状部が、燃料タンクに直接接触することを抑制でき、燃料タンクの破損を抑制できる。
車両1は、シートが、2つのフロントシート(図示せず)のみから成る2人乗り用自動車であり、車両前方に配置されたエンジン(図示せず)から、車両後方に動力を伝達して後車輪を駆動する、所謂FR(フロントエンジン・リアドライブ)車である。
このような車両1において、左右のフロアパネル2,2は、車室(図示せず)内の下側で車室内の床面を形成するとともに、フロアパネル2,2の車幅方向の中心には、車両前後方向に沿って、車幅方向断面が上方に凸状となるトンネル部3が形成されており、このトンネル部3には、図示しないトランスミッションや、ドライブシャフトなどが格納される。
また、フロアパネル2,2の車幅方向の左右には、それぞれフロアパネル2,2の下面に沿って車両前後方向にフロアフレーム4,4が形成されており、フロアフレーム4,4の車幅方向断面は、略U字状(下に凸状)で、このU字の上方の開口部分がフロアパネル2,2で覆われるよう構成される。
各フロアフレーム4,4の車両前方側(図1の紙面上左側)で若干上方側には、それぞれフロントフレーム5,5が配置されており、各フロアフレーム4,4は、各フロントフレーム5,5に荷重伝達可能となるよう接続されている。
更に、フロアパネル2,2の車両前後方向の略中心部分には、トンネル部3を除いて車幅方向にナンバー2クロスメンバ7,7(NO.2 クロスメンバ)が形成されており、ナンバー2クロスメンバ7,7は、車両前後方向断面がU字状(上に凸状)で、U字の開口部分がフロアパネル2,2の上面による覆われるよう構成されている。
リアパネル9の前端部には、車幅方向に亘って、車両前後方向断面が略ロ字状のリアクロスメンバ10が形成されている。このようなリアクロスメンバ10は、車両前後方向断面がL字状のパネルの車両前方側に、キックアップパネル8の上方部が、車幅方向に亘って接続することで、車両前後方向断面が略U字状となるとともに、このU字の開口部分がリアパネル9前端部とキックアップパネル8の後端上部に覆われるよう固定されることで、略ロ字状に形成される。
リアパネル9の車幅方向の左右端部には、車幅方向断面が略ロ字状のリアフレーム11が配置されており、リアフレーム11は、車幅方向断面が略U字状のパネルのU字の開口部分がリアパネル9に覆われるよう固定されることで形成されている。
左右のリアフレーム11の後方側は、これらを連結固定するよう車幅方向に延設されたナンバー4クロスメンバ(NO.4 クロスメンバ)9aが、配設されている。
サスペンションサブフレーム18は、基本的にこうした2本のサスペンションクロスメンバ13、2本のサイドクロスメンバ17、フロントクロスメンバ15、及びリアクロスメンバ16とにより構成されており、この内、左右のサスペンションクロスメンバ13は、リンク機構を介してそれぞれ後車輪12を支持するとともに、それぞれ上方のリアフレーム11に、上述のマウント14a、14bを介して固定されることになる。
図3は、キックアップパネル8を前方側から見た斜視図であるが、図3に示すように、キックアップパネル8は、車幅方向の内方側全面においてトンネル部3の側壁面3aに固定されるとともに、車幅方向の外方側全面においては、リアフレーム11の車幅方向外方側の面を形成する外側面11aの車両内方側の面に固定されており、更に、下方側全面においては、フロアパネル2に固定され、上方側全面においては、リアパネル9に固定されている。
尚、リアフレーム11の外側面11aは、キックアップパネル8よりも前方側において、リアフレーム11の外側面11aの上端部分が、前方側に向かうに従い下方側に傾斜する先細り形状となっており、こうしたリアフレーム11の外側面11aは、その前端部でサイドシル6の後端部に接続されている。
このようなキックアップパネル8の機能としては、フロアパネル2とリアパネル9との間の空間を全て覆うように構成されていることから、車両1の下方側から跳ね上げられる石などが車室内へ侵入することを防止する機能がある。また、キックアップパネル8の左右方向の全面をトンネル部3やリアフレーム11にて固定するとともに、上下方向の全面を、フロントパネル2とリアパネル9とにより接続しているため、車両1の前方に対して車両外方から車両後方へ指向する荷重が発生した場合、これにより車体前部構造を介してフロントパネル2に入力された荷重を、キックアップパネル8を介してリアパネル9に効果的に伝達し、こうした荷重によるエネルギーを、フロントパネル2及びリアパネル9の双方により吸収して、車体の局部的な損壊を防止する機能を有す。また、車両1の後方に対して、車両外方からの車両前方へ指向する荷重が発生した場合、これにより車両後方構造を介してリアパネル9に入力された荷重を、キックアップパネル8を介してフロントパネル2に効果的に伝達することで、同様に、車体の局部的な損壊の防止する機能も有す。
これによると、キックアップパネル8の後方側には、キックアップパネル8が覆っているトンネル部3、フロアパネル2、リアフレーム11及びリアパネル9とにより形成される空間によって、このの上下方向の中間部分に主として位置するように、略T字状の補強パネル19が配設されている。このT字状の補強パネル19は、車幅方向の内方側においてトンネル部3の側壁面3aに固定されるとともに、車幅方向の外方側においては、リアフレーム11の車幅方向外方側の面を形成するパネル11aに固定され、下方側においては、フロアフレーム2の後端部に固定されている。
補強パネル19の車両外方側の裏面には、リアフレーム11の車両内方側の面を形成する内側面11bと、リアフレーム11の下方側の面を形成する下面11cとが接続されている。
また、リアフレーム11の内側面11bにおいて補強パネル19と接続している部分の上端11bbは、後方側に進むに従って、補強パネル19より上方に位置するリアクロスメンバ10の後方側面10aに沿って斜め上方側に延設し、リアパネル9に接続している。(図1のX−X断面の概略図である図5も参照)
これにより、リアフレーム11は、車幅方向から見て、その前端部の高さは、サイドシル6から、より具体的にはフロアパネル2からリアパネル9までの距離となり、上下方向に比較的長く形成されることになるが、後方側のサスペンションサブフレーム18が配置される位置に進むに連れて、リアフレーム11の下面11cが斜め上方側に延びて、これによりリアフレーム11の高さ方向の長さが短くなっている。
また、このような構成により、リアフレーム11は、フロアフレーム4の後端部に対して実質的に後方側に位置するとともに、これらの互いに離間配置されることになる。つまり、リアフレーム11の内側面11b及び下面11cの前端部は、フロアフレーム4の後端部に対し、この後端部よりも後方側に位置するとともに、これらは互いに車幅方向においても、車両前後方向においても離間していることになる。但し、リアフレーム11外側面11aの前端部は、フロアフレーム4の後端部よりも前方側である。
尚、本願発明は、リアフレーム11後端部とフロアフレーム4の前端部とが車両前後方向に沿って、互いに離間配置される場合も含むものである。
上述のように、補強パネル19は、トンネル部3後端部と、フロアフレーム4後端部と、リアフレーム11とにより固定されることで、キックアップパネル8が覆っているトンネル部3、フロアパネル2、リアフレーム11及びリアパネル9とにより形成される空間の外縁の強度を向上させて、キックアップパネル8の剛性強化を図っている。これにより、上述したように、フロアパネル2やリアパネル9のいずれか一方に入力された荷重を、キックアップパネル8を介して他方側に効果的に伝達することができ、よって、荷重のエネルギー吸収を図る機能を促進できる。
尚、補強パネル19を、更に、リアクロスメンバ10と、車幅方向と平行なパネルで連結することで、上述の空間外縁の強度を高めて、キックアップパネル8による荷重伝達性を向上できる。
これにより、車室内に配置されたシート(図示せず)にチャイルドシート(図示せず)を固定する場合には、チャイルドシート後方下部のブラケットをこのアンカ20に着脱可能に連結することで、チャイルドシートを車体へ固定することが可能となり、従って、チャイルドシートの固定が確実となる。
フロアフレーム4の後端部と、リアフレーム11の前端部は、車幅方向にオフセットされているが、車両下方から見て、フロアフレーム4の後端部からリアフレーム11の前側部分に向けて後方側で、車両斜め外方側を指向するガセット22により連結されている。(図1参照)
具体的には、図6、図7に示すように、ガセット22は、平面視において略三角形の形状をした水平面部23を有しており、その間には空間部24が形成されている。水平面部23の三角形の外縁の一辺から、上方に向かって略垂直に起立した2つの起立部25a、25bが形成されており、起立部25a、25bには、下面11cの形状に沿ってその一部が形成された接触部26が、平面視において、上述の三角形の一辺の方向に沿うよう形成されている。これにより、起立部25a、25bとの間には空間部27が形成されることになる。
また、ガセット22の水平面部23において、起立部25a、25bが形成される辺と対面する角の周辺には、2つの孔部29a、29bが形成されるとともに、接触部26の長手方向の双方の端部には、それぞれ孔部30、31が形成されている。但し、孔部29a、29bに対する距離が、孔部30よりも遠方にある孔部31の方が、孔の直径が大きくなるよう形成される。
このような構成により、車両1の前方部に対して外方側から車両後方側への荷重が加わった場合に、フロアフレーム4に入力された荷重を、ガセット22を介して高剛性のリアフレーム11に伝達することができ、リアフレーム11は、フロアフレーム4からの荷重を積極的に受け止めてフロアフレーム4の後退を抑制することにより、下部車体構造の損壊を最小にすることができる。
また、これは、車両1の後方部に対して外方側から車両前方側への荷重が加わった場合も同じであり、ガセット22による荷重伝達を積極的に行うことで、リアフレーム11の前方側への変位を抑制して、下部車体構造の損壊を最小化できる。
尚、本実施形態においては、ガセット22の水平面部23を略三角形形状としたが、多角形形状であっても構わない。
具体的には、燃料タンク28の前端部は、補強パネル19の直ぐ後方側で、リアクロスメンバ10の下方側となるように設置されるとともに、燃料タンク28の後端部は、ガセット22よりも上方側となるよう設置される。また、燃料タンク28の後端部は、サスペンションサブフレーム18の斜め上方側に配置させる。
このように、従来、フロアフレームの後端部付近に配置され、フロアフレーム4とリアフレームとを接続していたリアクロスメンバ10を、リアパネル9付近となるよう上方側に設定することにより、燃料タンク28を前方側且つ下方側に下げて配置できる。これにより、燃料タンク28の容量を同じにするか、あるいは容量を大きく減少させなくても、燃料タンク28の上端部、及びこの上端部の直ぐ上方に位置するリアパネル9の位置を、比較的下方側に設定することができる。従って、リアパネル9の上方側に位置する車室内の床面を底面化して車室内空間を拡張することが可能となる。あるいは、車両1のルーフ部分(図示せず)を車両前方側から車両後方側のフロントシート後方、つまり、リアパネル9の前側に折り畳んで、車両後方側の格納部分に格納可能としてリトラクタブルハードトップ機構を搭載した車両においては、このルーフ部分の格納部分の容積を大きく設定することができ、ルーフ部分の格納時における見栄えを向上できる。
先ずは、リアクロスメンバ10を、リアパネル9付近となるよう上方側に設定し、燃料タンク28を前方側且つ下方側に下げて配置し、これにより燃料タンク28の上面部を下方側に設定できるので、リアパネル9の上方側に位置する車室内の床面を底面化して車室内空間を拡張することが可能となったり、あるいは、燃料タンク28の大容量化が可能となる。
更に、このようにリアクロスメンバ10をリアパネル9付近となるよう上方側に設定した場合においても、ガセット22により、フロアフレーム4とリアフレーム11とを連結したために、車両1に対して外方側から車両後方側、あるいは車両前方側へ荷重が加わった場合に、フロアフレーム4あるいはリアフレーム11に入力された荷重を、ガセット22を介して他方側に伝達することができる。この場合、フロアフレーム4やリアフレーム11は略ロ字状であり、パネル等に比べて高剛性体であるため、ガセット22により、荷重の伝達を受ける他方側は、一方側から伝達される荷重を積極的に受け止めることができる。従って、下部車体構造の変形の抑制が可能となる。
また、ガセット22の後端部は、サスペンションクロスメンバ13のマウント14aに支持されるため、車体下部構造の剛性を向上でき、サスペンションから入力される振動に対する構造強化が図れる。
これにより、車両外方から、車両前後方向の一方側を指向する荷重が、フロアフレーム4あるいはリアフレーム11に入力された場合、ガセット22を介した荷重伝達が積極的行われるものの、車両前後方向においてガセット22と略平行に位置するリアフレーム11前端部による荷重伝達は低減された状態となる。
ところで、フロアフレーム4やリアフレーム11自体には、荷重が伝達された場合、荷重によるエネルギーを吸収するように該フレームの長手方向に沿って潰れるよう変形することで荷重を低減させ、これにより荷重による応力集中を抑制する等して、下部車体構造の局部的な損壊を防止する機能がある。
これに対し、上述のように、ガセット22を介して荷重伝達を積極的に行なう一方で、ガセット22により迂回されたリアフレーム11前端部による荷重伝達は低減されるよう構成しているため、リアフレーム11の前端部以外での荷重のエネルギー吸収は積極的に行われる一方で、リアフレーム11前端部によるエネルギーの吸収は抑制され、この前端部の変形は極力抑制されることになる。従って、リアフレーム11前端部の変形により、この前端部の直ぐ近傍に位置する燃料タンク28が損害を受けることを防止でき、燃料タンク28の保護が可能となる。
また、この場合、リアフレーム11前方側の車幅方向断面の断面積は大きく形成されているため、これによりリアフレーム11前方側の剛性を向上でき、より確実に燃料タンク28の保護を促進できる。
更に、この場合、ガセット22は車両前後方向に対して、所謂筋交状に傾いて配置されるため、車体の捩り剛性を向上できる。
このような構成により、リアフレーム11前方部分とサイドシル6との間の荷重の伝達性を向上させて、エネルギー吸収を図りつつ、車両側方からの外力に対する燃料タンク28の積極的な保護が可能となる。また、この場合、上述のようにリアフレーム11前端部の車幅方向断面の断面積は大きく形成されることになるため、リアフレーム11前方側の剛性を向上でき、より燃料タンク28の保護を促進できる。
2:フロアパネル
4:フロアフレーム
6:サイドシル
8:キックアップパネル
9:リアパネル
10:リアクロスメンバ
11:リアフレーム
18:サスペンションサブフレーム
19:補強パネル
20:チャイルドシート固定用アンカ
22:ガセット
28:燃料タンク
Claims (6)
- 車体の車室内の床面を形成するフロアパネルに沿って車両前後方向に延設されたフロアフレームと、
車幅方向の左右において、該フロアフレームよりも実質的に車両後方側で該フロアフレームの後端部より離間するように、車両前後方向に延設されたリアフレームと、
該左右のリアフレームの前端部同士を連結するように、車幅方向に延設されるリアクロスメンバとを備えた車両の下部車体構造において、
上記リアクロスメンバは、上記フロアフレームの後方部分に対して、上方側に離間して配設させるとともに、
該フロアフレームに入力される車両後方側を指向する荷重を上記リアフレームに伝達可能となるように、あるいは、該リアフレームに入力される車両前方側を指向する荷重を該フロアフレームに伝達可能となるように、該フロアフレームと該リアフレームとを連結するガセットを設けたことを特徴とする車両の下部車体構造。 - 上記リアフレームの前端部は、上記フロアフレームの後端部に対して、車両下方から見て車幅方向の車両外方側に離間配置されるとともに、上記ガセットは、上記フロアフレームから車両後方且つ車両外方側に指向して、該リアフレームの前方部に連結されることを特徴とする請求項1記載の車両の下部車体構造。
- 上記ガセットは、上記リアフレームの前方部に対して、該リアフレームが延設する方向において離間した複数の位置で固定されることを特徴とする請求項2記載の車両の下部車体構造。
- 上記ガセットは、後車輪のサスペンションを支持するサスペンションサブフレームを介して上記リアフレームに固定されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の車両の下部車体構造。
- 上記左右のリアフレームにおけるそれぞれの前方部の間に挟まれる空間に、燃料タンクが設けられ、該燃料タンクの前端部は、上記リアクロスメンバの下方側に位置するよう設置されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の車両の下部車体構造。
- 上記ガセットの下面は、上記燃料タンクの底面よりも下方側となるよう設置されることを特徴とする請求項5記載に記載の車両の下部車体構造。
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