JP2012011857A - 車両の下部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、車両前突時または車両後突時に発生する衝突荷重を車両前後方向の一方のフレーム部材から他方のフレーム部材に有効且つ直接的に伝達させることを可能にしつつ、リヤサイドフレーム前部におけるトレーリングアームの支持剛性を簡素な構成で向上させることができる車両の下部車体構造を提供することを目的とする。
【解決手段】車両後部において前後方向に延びると共に、前部にサスペンションのトレーリングアーム８０を揺動可能に支持するトレーリングアームブラケット３０が設けられるリヤサイドフレーム２０の前端部と、車両前部において前後方向に延びるフロントサイドフレーム６の後端部とを、車室の底面を構成するフロアパネル３において前後方向に延びるフロアフレーム５で接続した。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両後部において車両前後方向に延びると共に、サスペンションのトレーリングアームを揺動可能に支持する支持部を設けたリヤサイドフレームを備える車両の下部車体構造に関する。

従来、下記特許文献１に開示されているように、後輪用サスペンションのトレーリングアームを、車両後部において車両前後方向に延びるリヤサイドフレームの底面前部で揺動可能に支持するように構成したものが知られている。

ところで、従来、車両下部では、車室の底面を形成するフロアパネルで車両前後方向に延びるフロアフレームが備えられており、その前端部が、車両前部において前後方向に延びるフロントフレームに接続されている。このフロアフレームは、例えば下記特許文献１に開示されているように、後端部が車幅方向に延びるクロスメンバ（ミッドクロスメンバ）を介して上記リヤサイドフレームの前端部に接続されることが多い。

特開２００７−２９０６６５号公報

しかしながら、上記特許文献１では、あくまでもフロアフレームの後端部とリヤサイドフレームの前端部とを、クロスメンバを介して間接的に接続しているに過ぎない。このため、上述したようにリヤサイドフレームの前部でトレーリングアームを支持する場合、トレーリングアームの支持剛性を十分に確保することができなかった。

また、車両前突時には、車両前方から入力される衝突荷重を、フロントフレームやフロアフレームを介してリヤサイドフレームへ伝達させることにより、上記衝突荷重を車両後方へ分散させることが考えられる。しかしながら、上述のようにクロスメンバを介してフロアフレームをリヤサイドフレームに接続する従来の構造では、上記衝突荷重を後方へ有効且つ直接的に伝達させることができなかった。

また、車両後突時には、車両後方から入力される衝突荷重を、リヤサイドフレームやフロアフレームを介してフロントサイドフレームへ伝達させることにより、上記衝突荷重を車両前方へ分散させることが考えられるが、上述した従来の構造では、やはり車両後突時における衝突荷重を前方へ有効且つ直接的に伝達させることができなかった。

この発明は、車両前突時または車両後突時に発生する衝突荷重を車両前後方向の一方のフレーム部材から他方のフレーム部材に有効且つ直接的に伝達させることを可能にしつつ、リヤサイドフレーム前部におけるトレーリングアームの支持剛性を簡素な構成で向上させることができる車両の下部車体構造を提供することを目的とする。

この発明の車両の下部車体構造は、車両後部において前後方向に延びると共に、前部にサスペンションのトレーリングアームを揺動可能に支持する支持部が設けられるリヤサイドフレームの前端部と、車両前部において前後方向に延びるフロントフレームの後端部とを、車室の底面を構成するフロアパネルにおいて前後方向に延びるフロアフレームで接続したものである。

この構成によれば、車両前突時または車両後突時には、車両前後の一方のフレーム（ここではフロントフレーム、リヤサイドフレームのいずれか）から入力される衝突荷重を、フロアフレームを介して車両前後方向の他方のフレームに有効且つ直接的に伝達することができる。
さらに、リヤサイドフレームの前部にトレーリングアームの支持部を設けた場合、リヤサイドフレームの前端部をフロアフレームに直接的に接続することで、リヤサイドフレームの前部におけるトレーリングアームの支持剛性を簡素な構成で向上させることができる。

この発明の一実施態様においては、上記リヤサイドフレームの上記支持部に、開口部が設けられ、上記トレーリングアームの一端側が上記開口部を通って上記リヤサイドフレームの基本断面内に配設されると共に、上記トレーリングアームの揺動枢支点が上記基本断面内に位置するよう、上記支持部が設けられるものである。

この構成によれば、後輪のホイールセンター位置に対してトレーリングアーム揺動枢支点の位置を可及的に高い位置に設定することができ、乗員の乗り心地や操安性を向上させることができる。
その一方で、リヤサイドフレームに開口部を形成することによって、トレーリングアームの支持剛性の低下を招くという懸念があるが、リヤサイドフレームの前端部をフロアフレームに直接的に接続することで、トレーリングアームの支持剛性低下を簡素な構成で有効に抑制することができる。

この発明によれば、車両前突時または車両後突時には、車両前後の一方のフレーム（ここではフロントフレーム、リヤサイドフレームのいずれか）から入力される衝突荷重を、フロアフレームを介して車両前後方向の他方のフレームに有効且つ直接的に伝達することができる。
さらに、リヤサイドフレームの前部にトレーリングアームの支持部を設けた場合、リヤサイドフレームの前端部をフロアフレームに直接的に接続することで、リヤサイドフレームの前部におけるトレーリングアームの支持剛性を簡素な構成で向上させることができる。

この発明の実施形態に係る車両の下部車体構造を示す底面図。 車両の下部の後部を拡大して示す底面図。 リヤサイドフレームを示す斜視図。 トレーリングアームの揺動枢支点周辺を下方から見た斜視図。 図４のＡ−Ａ線矢視断面図。 図５のＢ−Ｂ線矢視断面図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両Ｖの下部車体構造を示す底面図である。本実施形態に係る車両Ｖは、その前部において、エンジンルームＥと車室（不図示）とを仕切るダッシュパネル１と、上記車室の底面を形成するフロアパネル２とを備え、ダッシュパネル１は、フロアパネル２から立ち上がるように配設されている。そして、車両Ｖは、フロアパネル２の左右に、車両前後方向に延設された一対のサイドシル３を備えている。なお、図中において矢印（Ｆ）は車体前方、矢印（Ｒ）は車体後方を示す。

また、車両Ｖの下部において、ダッシュパネル１及びフロアパネル２の車幅方向中央には、前端部がダッシュパネル１に接続されると共に、フロアパネル２から車体内方側の上記車室に向かって凸設されたトンネル部４を備えている。

また、フロアパネル２において、サイドシル３とトンネル部４との間には、車両前後方向に延びる左右一対のフロアフレーム５、５が配設され、その前端部が、エンジンルームＥにおいて車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム（フロントフレーム）６、６の後端部に接続されている。

また、車両Ｖの下部では、その前側において、エンジンルームＥと対応する位置に前輪用のサスペンション（不図示）を支持するためのサスペンションクロスメンバ（以下、サスクロス）７が配設されている。このサスクロス７は、主に車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバ７ａ、７ａと、車幅方向に延びて縦メンバ７ａ、７ａ同士を接続する横メンバ７ｂとを有している。

また、ダッシュパネル１の後端部とフロアパネル２の前端部との接続部Ｘには、トンネル部４とフロアフレーム５との間にレインフォースメント８が配設されている。また、接続部Ｘには、フロアフレーム５とサイドシル３との間にトルクボックス９が配設されている。

また、トンネル部４では、その車体外方側に、トンネル部４の形状に沿うように３つのガセット１０、１１、１２が配設されている。

そして、ガセット１０〜１２のうち、前ガセット１０と中間ガセット１１との間では、トンネル部４の前部を塞ぐように平板状のプレート部材１３が配設されている。プレート部材１３は、車幅方向両端部がトンネル部４の下部に接合されており、トンネル部４の下部同士を略直線状に接続している。

また、プレート部材１３の前端部、すなわち接続部Ｘと車両前後方向において対応する位置であって、且つ前ガセット１０と対応する位置には、車幅方向に延びてトンネル部４の下部同士を接続する補助メンバ１４が配設され、補助メンバ１４の前部には、ガイド部材１５の後端部が接合されている。ガイド部材１５は、略平板状をなしており、その前端部がサスクロス７を構成する横メンバ７ｂに接合されている。ガイド部材１５は、プレート部材１３とによって略連続した平面を形成しており、車両走行時には、ガイド部材１５やプレート部材１３のガイドによって、走行風が、車体の下方を車両前方から後方に向かって略真っ直ぐ流れるようになっている。

そして、ガイド部材１５やプレート部材１３により、エンジンルームＥからトンネル部４内に流れ込んだ流速の遅い熱気が、トンネル部４の前部においてその下方の外側に流れることを抑制している。これにより、流速の速い走行風と流速の遅い熱気との干渉が抑制され、車両Ｖの空力性能の向上を図ることができるようになっている。

また、後ガセット１２の下方には、その車両前後方向の位置に対応して、平板状のプレート部材１６が配設されており、トンネル部４の下部同士を接続している。

ところで、本実施形態では、前端部をフロントサイドフレーム６、６に接続された左右のフロアフレーム５、５が、車両後方に向かうに従い車幅方向外側に拡がるように配設されている。そしてフロアフレーム５、５の後端部が、車両Ｖの後部において車両前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレーム２０の前端部に直接接続されている。このような構成により、本実施形態では、フロントサイドフレーム６とリヤサイドフレーム２０とがフロアフレーム５で接続されている。

そして、フロアフレーム５と接続されるリヤサイドフレーム２０の前部には、後述するトレーリングアーム支持部としてのトレーリングアームブラケット３０（以下、単にブラケット３０と略記する。）が設けられている。

また、フロアフレーム５とリヤサイドフレーム２０とが接続された接続部と車両前後方向で対応する位置には、車幅方向に延びるクロスメンバ４０が配設されている。

図２は、車両Ｖの下部の後部を拡大して示す底面図である。図１、図２に示すように、クロスメンバ４０の後部には、リヤフロアパネル４１が配設され、その後方には、車幅方向に延びて左右のリヤサイドフレーム２０、２０を接続するクロスメンバ４２と、上記車室の後部に形成された荷室の底面を形成する荷室フロア４３とが配設されている。そして、リヤフロアパネル４１の下方では、左右のリヤサイドフレーム２０及びクロスメンバ４０、４２によって区画された領域が形成されており、該領域には、図中二点鎖線で示すように燃料タンクＦＴが配設される。

さらに、荷室フロア４３の車体外方側、つまり底面部では、図２に示すように車幅方向に延びて左右のリヤサイドフレーム２０、２０を接続する第３のクロスメンバ４４が配設されている。そして、クロスメンバ４２、４４と対応する位置には、リヤサイドフレーム２０の車幅方向外側に後輪用のホイールハウス４５、４５が配設されている。

さらに、リヤサイドフレーム２０、２０の後端部には、それぞれ図２中二点鎖線で示すように管状のクラッシュボックス４６、４６が配設される。そして、この左右のクラッシュボックス４６、４６は、図２中二点鎖線で示すように車幅方向に延びるバンパービーム４７によって接続される。

次に、図３〜図６をさらに参照して、リヤサイドフレーム２０の構造を詳細に説明する。なお、図中において矢印（ＩＮ）は車両内方、矢印（ＯＵＴ）は車両外方を示す。
リヤサイドフレーム２０は、トレーリングアームブラケット３０が設けられる第１フレーム部２１と、該第１フレーム部２１の車両後部側に接続され、後輪用のサスペンション（不図示）を支持するためのサスクロス５０（図２参照）が取付けられる第２フレーム部２２と、第２フレーム部２２の車両後部側に接続され、後端部にクラッシュボックス４６が取付けられる第３フレーム部２３とを備えて構成されている。

このうち、第２フレーム部２２では、その前後端部の底面にサスクロス５０を車体に取付けるためのサスクロス取付け部２２ａ、２２ｂが設定されており、該サスクロス取付け部２２ａ、２２ｂには、ボルト６０、６１が立設されている。さらに、第２フレーム部２２では、ボルト６０の位置に対応して補強プレート６２が接合され、前側のボルト６０の取付け剛性向上を図っている。

本実施形態では、サスクロス５０が、図２中二点鎖線で示すように車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバ５０ａ、５０ａと、車幅方向に延びて縦メンバ５０ａ、５０ａの前後を接続する横メンバ５０ｂ、５０ｃとを有している。サスクロス５０は、各縦メンバ５０ａ、５０ａの前後端部がラバー製のブッシュマウント５１、５１、…を介して車体（第２フレーム部２２のサスクロス取付け部２２ａ、２２ｂ）に取付けられ、これによりサスクロス５０は、車体に弾性的に支持される。

ここで、第２フレーム部２２のボルト６０、６１は、サスクロス５０を所定位置に配設した時のブッシュマウント５１の位置に対応して配設されており、縦メンバ５０ａの前後端部及びブッシュマウント５１は、ボルト６０、６１やナット等の締結部材によってサスクロス取付け部２２ａ、２２ｂで締結固定される。

また、本実施形態では、第２フレーム部２２のサスクロス取付け部２２ａ、２２ｂの近傍にクロスメンバ４２、４４が配設されており、前側の左右のサスクロス取付け部２２ａ、２２ａの近傍部同士が、クロスメンバ４２によって車幅方向に接続されると共に、後側の左右のサスクロス取付け部２２ｂ、２２ｂの近傍部同士が、クロスメンバ４４によって車幅方向に接続されている。

また、第３フレーム部２３では、その後端部に板状のボックス取付け部７０が取付けられ、このボックス取付け部７０を介してクラッシュボックス４６（図２参照）の前端部が接続される。

ここで、第３フレーム部２３は、その肉厚が他の第１、第２フレーム部２１、２２に比べて薄肉とされている。このため、車両後突時には、先ずクラッシュボックス４６を衝撃荷重の作用で車両前後方向に潰れ変形させることにより、衝突エネルギーを吸収することが可能になっている。そして、クラッシュボックス４６の潰れ変形後、薄肉に成形された第３フレーム部２３を車両前後方向に潰れ変形させることによって、クラッシュボックス４６で吸収しきれなかった衝突エネルギーを第３フレーム部２３で吸収することが可能になっている。これにより、車室内への衝突荷重の入力を最大限抑制することが可能になっている。

ところで、従来より、トレーリングアームを有するリヤサスペンションを採用する場合、乗員の乗り心地や操安性の観点から、トレーリングアーム前端部の揺動枢支点を、可及的に高い位置に設定するのが好ましいとされており、具体的には、後輪のホイールセンター位置よりも高い位置に設定するのがより好ましいとされている。

そこで、本実施形態では、第１フレーム部２１の底面部に開口部２１ａが形成されており、図４〜図６に示すように、後輪用サスペンションのトレーリングアーム８０の前端部が、開口部２１ａを通って第１フレーム部２１の閉断面（いわゆる基本断面）２１Ａ内に配設されている。そして、トレーリングアーム８０の前端部の揺動枢支点Ｐは、後述するブラケット３０の支持によって第１フレーム部２１の底面部よりも上方の閉断面２１Ａ内に位置しており、これによって、後輪のホイールセンター位置よりも高い位置に揺動枢支点Ｐを設定することが可能になっている。

トレーリングアーム８０は、その前端部において第１フレーム部２１のブラケット３０に連結されており、この連結部を揺動枢支点Ｐとして後輪と共に上下に揺動可能に支持されている。

トレーリングアーム８０の前端部には、図４〜図６に示すように、円環部８１と、円環部８１にラバーブッシュ８２を介して固定された締結片８３とが設けられており、このうち締結片８３が、ボルト、ナット等の締結部材９０によって第１フレーム部２１の閉断面２１Ａ内に配設されたブラケット３０に締結されている。

ここで、第１フレーム部２１では、図５に示すように上部の開放部分がリヤフロアパネル４１により覆われこれに接合されると共に、車幅方向外側が、サイドシル３の車体内方側を構成するインナパネル３ａに接合されている。本実施形態では、第１フレーム部２１の底面部及び車幅方向内側の側面部と、リヤフロアパネル４１と、サイドシル３のインナパネル３ａとにより、閉断面２１Ａが形成され、ブラケット３０が閉断面２１Ａ内に配設されている。

ブラケット３０は、図３〜図６に示すように、前側にて略上下方向に延びる第１パネル３１と、後述する締結座面部３２ａを有する第２パネル３２とから構成されており、これら第１、第２パネル３１、３２同士の接合により、側面視で略Ｌ字状をなしている。

また、第１パネル３１は、図４、図６に示すように下端部と車幅方向両側とにフランジ部３１ａ、３１ｂ、３１ｃを有しており、それぞれが第１フレーム部２１の底面部、車幅方向内側側面部、サイドシル３のインナパネル３ａに接合されている。

そして、第２パネル３２は、図４〜図６に示すように後端部と車幅方向両側とにフランジ部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを有しており、それぞれが第１フレーム部２１の底面部、車幅方向両側の側面部に接合されている。

また、ブラケット３０では、図３〜図６に示すように、第２パネル３２において略水平に延びる締結座面部３２ａが形成されており、この締結座面部３２ａには、トレーリングアーム８０の前端部をより上方に配置すべく、上方に向かって隆起した前端収容部３２ａ１が形成されている。

また、締結座面部３２ａは、前端収容部３２ａ１の車幅方向両側に、締結部材９０を挿通するための取付孔３２ａ２（図５参照）を有しており、締結片８３は、取付孔３２ａ２の位置で締結部材９０により締結座面部３２ａに締結されている。

このように、本実施形態では、トレーリングアーム８０の揺動枢支点Ｐが閉断面２１Ａ内に位置するようにブラケット３０が配設されている。

なお、本実施形態では、トレーリングアーム８０の揺動枢支点Ｐに大きな荷重が作用することを考慮し、該揺動枢支点Ｐにおける支持剛性を確保すべく、第２パネル３２の板厚を第１パネル３１よりも厚く設定している。さらに、ボルト９０等による締結部位では、図５に示すように補強板９１が配設され、締結片８３と、第２パネル３２と補強板９１とが三重に重なった状態で締結されている。

このように、本実施形態では、リヤサイドフレーム２０の前端部と、フロントサイドフレーム６の後端部とをフロアフレーム５で接続したことにより、車両前突時には、車両前方から入力される衝突荷重を、フロントサイドフレーム６、及びフロアフレーム５を介して有効且つ直接的にリヤサイドフレーム２０へ伝達させることができる一方、車両後突時には、車両後方から入力される衝突荷重を、リヤサイドフレーム２０、及びフロアフレーム５を介して有効且つ直接的にフロントサイドフレーム６へ伝達させることができる。要するに、車両前突時または車両後突時には、車両前後の一方のフレーム（ここではフロントサイドフレーム６、リヤサイドフレーム２０のいずれか）から入力される衝突荷重を、フロアフレーム５を介して車両前後方向の他方のフレームに有効且つ直接的に伝達することができ、衝突荷重をよりスムーズに分散させることができる。

さらに、本実施形態のように、リヤサイドフレーム２０の前部にトレーリングアーム８０の支持部としてのブラケット３０を設けた場合には、リヤサイドフレーム２０の前端部をフロアフレーム５に直接的に接続することで、リヤサイドフレーム２０の前部、つまりは第１フレーム部２１におけるトレーリングアーム８０の支持剛性を簡素な構成で向上させることができる。

また、第１フレーム部２１の底面部に開口部２１ａを形成して、トレーリングアーム８０の揺動枢支点Ｐを閉断面２１Ａ内に位置させるようにブラケット３０を配設したことで、後輪のホイールセンター位置に対してトレーリングアーム８０揺動枢支点Ｐの位置を可及的に高い位置に設定することができ、乗員の乗り心地や操安性を向上させることができる。

その一方で、第１フレーム部２１の底面部に開口部２１ａを形成することによって、トレーリングアーム８０の支持剛性の低下を招くという懸念があるが、上述したようにリヤサイドフレーム２０の前端部をフロアフレーム５に直接的に接続することで、トレーリングアーム８０の支持剛性低下を簡素な構成で有効に抑制することができる。

なお、上述した実施形態では、リヤサイドフレーム２０が、第１〜第３フレーム部２１〜２３によって３分割された構造となっているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、リヤサイドフレーム２０を単一のフレーム部材で構成してもよい。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の、支持部は、トレーリングアームブラケット３０に対応し、
以下同様に、
フロントフレームは、フロントサイドフレーム６に対応し、
基本断面は、閉断面２１Ａに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

２…フロアパネル
５…フロアフレーム
６…フロントサイドフレーム
２０…リヤサイドフレーム
２１ａ…開口部
３０…トレーリングアームブラケット
８０…トレーリングアーム

Claims (2)

1. 車両後部において前後方向に延びると共に、前部にサスペンションのトレーリングアームを揺動可能に支持する支持部が設けられるリヤサイドフレームの前端部と、車両前部において前後方向に延びるフロントフレームの後端部とを、車室の底面を構成するフロアパネルにおいて前後方向に延びるフロアフレームで接続した
   車両の下部車体構造。
2. 上記リヤサイドフレームの上記支持部には、開口部が設けられ、
   上記トレーリングアームの一端側が上記開口部を通って上記リヤサイドフレームの基本断面内に配設されると共に、
   上記トレーリングアームの揺動枢支点が上記基本断面内に位置するよう、上記支持部が設けられる
   請求項１記載の車両の下部車体構造。

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