JP2009137436A - 車両のアンダーボデー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シートベルトの係止部周辺に設けられた溶接部に荷重が集中することを抑制できると共に、車両重量の増加を抑制することができる。
【解決手段】本アンダーボデー構造では、リヤフロアパン１２がセンターフロア１４、クロスメンバ部１６、及びリヤフロア１８に３分割されており、クロスメンバ部１６の前後のフランジ部１６Ｄ、１６Ｅが、センターフロア１４の下面又はリヤフロア１８の下面に溶接されている。このため、クロスメンバ部１６に対してシートベルト２４から上向きの荷重Ｆが入力された際には、当該荷重Ｆをセンターフロア１４及びリヤフロア１８によって支持することができ、クロスメンバ部１６を有効的に変形させることができる。これにより、荷重Ｆを効果的に吸収することができるので、上記各溶接部に荷重が集中することを抑制できる。しかも、上記各溶接部を補強するための対策が不要になるため、車両重量の増加を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のアンダーボデー構造に関する。

従来、車体のリヤフロア構造（例えば、特許文献１参照）では、リヤフロアパンの上方に、車体幅方向に延びるリヤクロスメンバ部が配設され、このリヤクロスメンバ部に、チャイルドシートを連結するロック金具が取り付けられている。
特開２００１−１３０４５２号公報

ところで、上述のようなリヤフロア構造では、リヤクロスメンバ部がスポット溶接などによってリヤフロアパンの上面に結合されると共に、リヤクロスメンバ部の上部に車両用シートベルトを係止するためのシートベルトアンカが取り付けられた構成のものがある。このような構成の場合、シートベルトアンカに対してシートベルトから過大な荷重が入力されると、シートベルトアンカの周辺においてリヤクロスメンバ部とリヤフロアパンとのスポット溶接の打点に高い負荷（引張り荷重）が集中する。このため、当該溶接部の破断を防止するための対策（補強部材の追加、各部材の板厚の増加、スポット溶接の打点数の増加など）が必要になり、車両重量が増加する原因になっていた。

本発明は上記事実を考慮し、シートベルトの係止部周辺に設けられた溶接部に荷重が集中することを抑制できると共に、車両重量の増加を抑制することができる車両のアンダーボデー構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係る車両のアンダーボデー構造は、前部、中間部、及び後部に分割され、前記中間部が車幅方向から見て下側へ開口する断面ハット形に形成され、前記中間部の前側フランジ部が前記前部の下面に溶接されると共に、前記中間部の後側フランジ部が前記後部の下面に溶接され、前記中間部の上部に車両用シートベルトの一端側が係止されるリヤフロアパンを備えたことを特徴としている。

なお、請求項１に記載の前後上下の方向性は、請求項１に記載の発明に係る車両のアンダーボデー構造が適用される車両の前後上下の方向と同じである。

請求項１に記載の車両のアンダーボデー構造では、リヤフロアパンの中間部の前側フランジ部がリヤフロアパンの前部の下面に溶接され、リヤフロアパンの中間部の後側フランジ部がリヤフロアパンの後部の下面に溶接されている。このため、リヤフロアパンの中間部に対して車両用シートベルトから上向きの荷重が入力された際には、当該荷重をリヤフロアパンの前部及び後部によって支持することができ、中間部を有効的に変形させることができる。したがって、この変形によってシートベルトからの荷重を効果的に吸収することができるので、上記各溶接部に荷重が集中することを抑制できる。しかも、上記各溶接部を補強するための対策が不要になるため、車両重量の増加を抑制することができる。

請求項２に記載の発明に係る車両のアンダーボデー構造は、請求項１に記載の車両のアンダーボデー構造において、前記中間部の上部には、車幅方向に延びる稜線が設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の車両のアンダーボデー構造では、断面ハット形に形成されたリヤフロアパンの中間部の上部には、車幅方向に延びる稜線が設けられている。このため、上下方向の荷重に対する中間部の剛性を向上させることができ、これにより、リヤフロアパンの剛性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明に係る車両のアンダーボデー構造は、請求項１又は請求項２に記載の車両のアンダーボデー構造において、前記リヤフロアパンの車幅方向外側には、リヤホイルハウスが設けられると共に、前記中間部と前記リヤホイルハウスとの間に架設された補強部材を有することを特徴としている。

請求項３に記載の車両のアンダーボデー構造では、断面ハット形に形成されたリヤフロアパンの中間部とリヤホイルハウスとの間に補強部材が架設されている。このため、リヤホイルハウスに入力される荷重を断面ハット形の中間部で支持することができるので、リヤホイルハウスも含めたアンダーボデーの剛性を向上させることができる。

以上説明したように、請求項１に記載の発明に係る車両のアンダーボデー構造では、シートベルトの係止部周辺に設けられた溶接部に荷重が集中することを抑制できると共に、車両重量の増加を抑制することができる。

請求項２に記載の発明に係る車両のアンダーボデー構造では、リヤフロアパンの剛性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明に係る車両のアンダーボデー構造では、リヤホイルハウスも含めたアンダーボデーの剛性を向上させることができる。

図１には、本発明の実施形態に係る車両のアンダーボデー構造が適用されて構成された自動車のリヤアンダーボデー１０の部分的な構成が斜視図にて示されている。また、図２には、図１の２−２線断面図が示されている。なお、図中矢印ＦＲは車体前方向を示し、矢印ＵＰは車体上方向を示し、矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。

これらの図に示されるように、リヤアンダーボデー１０は、リヤフロアパン１２を備えている。このリヤフロアパン１２は、前部としてのセンターフロア１４、中間部としてのクロスメンバ部１６、及び後部としてのリヤフロア１８に３分割して成形されると共に、センターフロア１４及びリヤフロア１８がクロスメンバ部１６を介して連結された構成になっている。

クロスメンバ部１６は、車幅方向を長手方向として配置された長尺な部材であり、図２に示されるように、車幅方向から見て下側へ開口する断面ハット形に形成されている。すなわち、このクロスメンバ部１６は、車幅方向から見て車体上下方向に延びる前後の縦壁部１６Ａ、１６Ｂと、これらの縦壁部１６Ａ、１６Ｂの上端部を連結する上壁部１６Ｃと、車体前方側の縦壁部１６Ａの下端部から車体前方側へ向けて延出された前側フランジ部１６Ｄと、車体後方側の縦壁部１６Ｂの下端部から車体後方側へ向けて延出された後側フランジ部１６Ｅとを有している。

クロスメンバ部１６の前側フランジ部１６Ｄは、センターフロア１４の後端部の下側に配置されており、スポット溶接によってセンターフロア１４の下面に接合されている。また、クロスメンバ部１６の後側フランジ部１６Ｅは、リヤフロア１８の前端部の下側に配置されており、スポット溶接によってリヤフロア１８の下面に接合されている。これにより、センターフロア１４及びリヤフロア１８がクロスメンバ部１６を介して連結されている。

また、クロスメンバ部１６の縦壁部１６Ａ、１６Ｂ及び上壁部１６Ｃは、センターフロア１４及びリヤフロア１８の上面よりも上側へ突出して配置されている。このため、リヤフロアパン１２は、前後方向中間部が上側へ向けて断面コ字形に膨出したような形態に構成されている。

また、車体前方側の縦壁部１６Ａと上壁部１６Ｃとの接続部分、及び車体後方側の縦壁部１６Ｂと上壁部１６Ｃとの接続部分は略直角に屈曲されており、クロスメンバ部１６の上部には、車幅方向に延びる前後一対の稜線２０、２２が形成されている。これらの稜線２０、２２は、クロスメンバ部１６の車幅方向一端部から車幅方向他端部にかけて延在しており、クロスメンバ部１６は、リヤフロアパン１２の車幅方向一端部から車幅方向他端部にかけてハット形の断面を維持している。

また、クロスメンバ部１６の上壁部１６Ｃには、車両用シートベルト２４の一端部が係止されたベルトアンカー２５が固定されるベルトアンカー部２６が設けられている。なお、図示は省略するが、このベルトアンカー部２６は、所謂「差厚結合技術」によって、上壁部１６Ｃの他の部位よりも厚板化されている。また、このベルトアンカー部２６に係止されるシートベルト２４は、クロスメンバ部１６の車体前方側でリヤフロアパン１２の上部に取り付けられる図示しない車両用シート（本実施形態では、所謂サードシート）用のシートベルトであり、この車両用シートに着座した乗員の身体を拘束する。このため、車両の急減速時などには、乗員の慣性力によってシートベルト２４が引っ張られ、クロスメンバ部１６の上壁部１６Ｃには、シートベルト２４から図２に矢印Ｆで示される方向の荷重が入力される構成になっている。

一方、上記構成のクロスメンバ部１６の下側には、床下クロスメンバ２８が設けられている。床下クロスメンバ２８は、車幅方向を長手方向として配置された長尺な部材であり、図２に示されるように、車幅方向から見て上側へ開口する断面ハット形に形成されている。床下クロスメンバ２８の前側フランジ部２８Ａは、クロスメンバ部１６の前側フランジ部１６Ｄの下面にスポット溶接によって接合されており、床下クロスメンバ２８の後側フランジ部２８Ｂは、クロスメンバ部１６の後側フランジ部１６Ｅの下面にスポット溶接によって接合されている。このため、クロスメンバ部１６と床下クロスメンバ２８とによって閉断面が構成されている。この閉断面は、リヤフロアパン１２の車幅方向一端部から車幅方向他端部にかけて延在している。

また一方、リヤフロアパン１２の車幅方向両側には、それぞれリヤアンダーボデー１０の骨格を構成する左右一対のリヤフロアサイドメンバ３０が設けられている（なお図１では、車体左側のリヤフロアサイドメンバ３０の図示を省略している）。これらのリヤフロアサイドメンバ３０は、車体前後方向を長手方向として配置された長尺な部材であり、スポット溶接によってリヤフロアパン１２の車幅方向端部に接合されている。

また、これらのリヤフロアサイドメンバ３０の車幅方向外側には、それぞれリヤホイルハウス３２がスポット溶接によって接合されている（なお図１では、車体左側のリヤホイルハウス３２の図示を省略している）。これらのリヤホイルハウス３２の車体前後方向略中央部には、スプリングサポート部３２Ａが設けられている。このスプリングサポート部３２Ａには、自動車の走行時において、リヤタイヤのショックアブソーバ（共に図示省略）から車体上下方向の荷重が入力される。

スプリングサポート部３２Ａの車体後方側でリヤホイルハウス３２には、上側へ向けて断面略コ字状に膨出する膨出部３２Ｂが設けられている。この膨出部３２Ｂは、クロスメンバ部１６の車幅方向外側に配置されており、車体上方から見て車幅方向に延在している。この膨出部３２Ｂとクロスメンバ部１６との間には、補強部材としての補強ガセット３４が架設されている。

補強ガセット３４は、板金によって断面略コ字状に形成された部材であり、リヤフロアサイドメンバ３０の上側に配置されて車体上方側へ突出している。この補強ガセット３４の上端側の形状は、リヤホイルハウス３２の膨出部３２Ｂの形状に対応して形成されており、補強ガセット３４の上端側は、膨出部３２Ｂの上側に重合されている。この重合部は、複数箇所がスポット溶接によって接合されており、これにより、補強ガセット３４とリヤホイルハウス３２とが結合されている。

補強ガセット３４の下端側の形状は、クロスメンバ部１６の車幅方向外側端部の形状に対応して形成されており、補強ガセット３４の下端側は、クロスメンバ部１６の車幅方向外側端部に上側から嵌合している。

補強ガセット３４の下端部には、車幅方向内側へ向けて突出する上面接合部３４Ａが設けられており、この上面接合部３４Ａは、クロスメンバ部１６の上壁部１６Ｃの上面にスポット溶接によって接合されている。また、図３に示されるように、補強ガセット３４の下端側には、下側へ向けて突出する前後一対の側面接合部３４Ｂ、３４Ｃが設けられている。車体前方側の側面接合部３４Ｂは、クロスメンバ部１６の縦壁部１６Ａの車体前方側の端面にスポット溶接によって接合されており、車体後方側の側面接合部３４Ｃは、クロスメンバ部１６の縦壁部１６Ｂの車体後方側の端面にスポット溶接によって接合されている。これにより、補強ガセット３４とクロスメンバ部１６とが連結されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

上記構成のリヤアンダーボデー１０では、リヤフロアパン１２がセンターフロア１４、クロスメンバ部、及びリヤフロア１８に３分割されており、クロスメンバ部１６の前側フランジ部１６Ｄがセンターフロア１４の下面に溶接され、クロスメンバ部１６の後側フランジ部１６Ｅがリヤフロア１８の下面に溶接されている。このため、クロスメンバ部１６に対してシートベルト２４から上向きの荷重Ｆが入力された際には、クロスメンバ部１６の前後のフランジ部１６Ｄ、１６Ｅとセンターフロア１４及びリヤフロア１８との各溶接部には、圧縮方向の荷重が入力され、当該荷重はセンターフロア１４及びリヤフロア１８によって支持される（荷重がセンターフロア１４及びリヤフロア１８に分散される）。したがって、上記各溶接部に荷重が集中することを抑制できる。

しかも、クロスメンバ部１６がセンターフロア１４及びリヤフロア１８によって支持されるので、上記各溶接部への荷重集中を抑制しつつ、シートベルト２４からの荷重Ｆによってクロスメンバ部１６を有効的に変形させることができる（図４参照）。したがって、この変形によってシートベルト２４からの荷重Ｆを効果的に吸収することができるので、これによっても上記各溶接部への荷重集中を抑制できる。このため、上記各溶接部を補強するための対策（補強部材の追加、各部材の板厚の増加、スポット溶接の打点数の増加など）が不要になり、車両の重量増加が抑制される。

また、このリヤアンダーボデー１０では、クロスメンバ部１６の上壁部１６Ｃに設けられたベルトアンカー部２６が所謂差厚結合技術によって部分的に厚板化されている。このため、質量増加及び部品点数の増加を抑制しつつシートベルト２４からの荷重Ｆを良好に支持することができる。

さらに、このリヤアンダーボデー１０では、断面ハット形に形成されたクロスメンバ部１６の上部には、車幅方向一端部から車幅方向他端部にかけて稜線２０、２２が延在している。このため、上下方向の荷重に対するクロスメンバ部１６の剛性を向上させることができ、これにより、リヤフロアパン１２の車幅方向の剛性を向上させることができる。

また、このリヤアンダーボデー１０では、クロスメンバ部１６がハット形の断面を維持したままリヤフロアパン１２の車幅方向端部まで延びており、このクロスメンバ部１６とリヤホイルハウス３２とが補強ガセット３４によって連結されている。このため、リヤホイルハウス３２に入力される荷重（例えば、車両走行時にリヤタイヤのショックアブソーバからスプリングサポート部３２Ａに入力される上下方向の荷重）を、補強ガセット３４、断面ハット形のクロスメンバ部１６、及び床下クロスメンバ２８によって良好に支持することができる。したがって、リヤホイルハウス３２も含めたリヤアンダーボデー１０の剛性を向上させることができる。

しかも、補強ガセット３４の下端部に設けられた側面接合部３４Ｂ、３４Ｃが、クロスメンバ部１６の前後の縦壁部１６Ａ、１６Ｂにそれぞれ接合されている（所謂シェア結合）。これにより、補強ガセット３４とクロスメンバ部１６との結合強度が向上するので、補強ガセット３４によるリヤホイルハウス３２の補強効果を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両のアンダーボデー構造が適用されて構成されたリヤアンダーボデーの部分的な構成を示す斜視図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線断面図である。 図２に対応する断面図であり、シートベルトからの荷重によってクロスメンバ部が変形した状態を説明するための図である。

符号の説明

１０ リヤアンダーボデー
１２ リヤフロアパン
１４ センターフロア（前部）
１６ クロスメンバ部（中間部）
１６Ｄ 前側フランジ部
１６Ｅ 後側フランジ部
１８ リヤフロア（後部）
２０、２２ 稜線
２４ シートベルト
３２ リヤホイルハウス
３４ 補強ガセット（補強部材）

Claims (3)

1. 前部、中間部、及び後部に分割され、前記中間部が車幅方向から見て下側へ開口する断面ハット形に形成され、前記中間部の前側フランジ部が前記前部の下面に溶接されると共に、前記中間部の後側フランジ部が前記後部の下面に溶接され、前記中間部の上部に車両用シートベルトの一端側が係止されるリヤフロアパンを備えた車両のアンダーボデー構造。
2. 前記中間部の上部には、車幅方向に延びる稜線が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両のアンダーボデー構造。
3. 前記リヤフロアパンの車幅方向外側には、リヤホイルハウスが設けられると共に、前記中間部と前記リヤホイルハウスとの間に架設された補強部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両のアンダーボデー構造。

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