JP2012126369A - 車両用アンダボディ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えた簡潔な構成で強度および剛性を向上可能な車両用アンダボディ構造を提供することを目的とする。
【解決手段】車両１０２の下部を構成する車両用アンダボディ構造１００において、車両１０２の床板であって、車両前後で勾配が変化するよう屈曲した屈曲部Ｅ１を有するパネル部１０４と、パネル部１０４の側縁に沿って車両前後方向に取り付けられる複数のサイドメンバ１０８と、パネル部１０４の下側に車幅方向にわたって取り付けられ複数のサイドメンバ１０８のいずれかに結合される複数のクロスメンバ１０６とを備え、複数のサイドメンバ１０８は、後端１０９ｂが少なくとも屈曲部に到達している第２サイドメンバ１０８ｂと、前端１０９ｃが屈曲部の前方まで到達している第３サイドメンバ１０８ｂとを含む。第２サイドメンバおよび第３サイドメンバは両者が重なる領域で互いに連結されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の下部を構成する車両用アンダボディ構造に関するものである。

アンダボディとは、車両全体のうち床等が含まれる下部の領域のことである。アンダボディは車両の基礎構造であり、車両の剛性を確保する上で重要である。アンダボディに含まれる主な部材は、床材である板状のパネル部と、このパネル部の車幅方向の側縁に取り付けられるサイドメンバ、およびパネル部に車両幅方向にわたって取り付けられるクロスメンバなどである。これらの部材を組み合わせることで、車両の強度および剛性が高められている。

現在の車両は、乗員の使い勝手の向上のため、客室部（後部座席より前方の空間）が従来よりも広く設けられる傾向にある。そのような車両では、客室部下方のパネル部は路面の近くにまで下げられていることが多い。そして、通常は燃料タンクが後部座席付近のパネル部の下側に取り付けられるため、パネル部は後部座席付近から後方へ向かって傾斜を描いて高くなり、後部座席の後ろのトランク部付近で屈曲して略水平になっている。このようなパネル部の形状は、前述したサイドメンバの形状にも反映されている。

上記のようなパネル部およびサイドメンバの屈曲した箇所（屈曲部）には、車両が衝撃を受けた際に荷重が集中しやすい。そこで、例えば特許文献１の車両後部構造では、サイドメンバの屈曲部の内部にリンフォース（補強部材）を設けている。特許文献１では、リンフォースがサイドメンバ内部の長手方向に延びるよう設置されていて、これによって特に車両後方からの荷重が効率よく吸収できるとされている。

特開２０１０−１８０５２号公報

しかし、特許文献１のようにリンフォースを用いる構成では、リンフォースの製作用の新たな金型が必要になるなど、著しいコストアップを招くおそれがある。特に、リンフォースにはサイドメンバ内部に接するフランジが形成されている。このようなフランジは形状が複雑であり、このフランジをサイドメンバ内部へ接触させるためには高い成形精度が求められる。したがって、リンフォースの製造コストは安くない。

本発明は、このような課題に鑑み、コストを抑えた簡潔な構成で強度および剛性を向上可能な車両用アンダボディ構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用アンダボディ構造の代表的な構成は、車両の下部を構成する車両用アンダボディ構造において、車両の床板であって、車両前後で勾配が変化するよう屈曲した屈曲部を有するパネル部と、パネル部の側縁に沿って車両前後方向に取り付けられる複数のサイドメンバと、パネル部の下側に車幅方向にわたって取り付けられ複数のサイドメンバのいずれかに結合される複数のクロスメンバとを備え、複数のサイドメンバは、後端が少なくとも屈曲部に到達している前部サイドメンバと、前端が屈曲部の前方まで到達している後部サイドメンバとを含み、前部サイドメンバおよび後部サイドメンバは両者が重なる領域で互いに連結されていることを特徴とする。

上記構成によれば、既存の部材を利用した簡潔な構成で屈曲部の強度および剛性が向上可能である。したがって、リンフォースのような別部材を利用する場合と比べ、製造コストを抑えることができる。また、屈曲部において重なっているサイドメンバのうち車両後方から延びているサイドメンバは、換言すると屈曲部よりも前方へと延びる構成となっている。これにより、2つのサイドメンバが重なっていることで屈曲部が補強され、屈曲部の変形を抑えることができる。

上記の複数のクロスメンバは、屈曲部の車両前方に設置される前部クロスメンバと、屈曲部の車両後方に設置される後部クロスメンバとを含み、後部サイドメンバの前端は、車両側方視において前部クロスメンバまで延びているとよい。

上記構成によれば、特に車両後方から荷重が加えられた際、その荷重は後部サイドメンバから前部クロスメンバへと分散する。これにより、屈曲部への荷重の集中を防ぎ、屈曲部の変形を効率よく抑えることができる。

当該車両用アンダボディ構造は、前部サイドメンバおよび後部サイドメンバが重なる領域に設置されるサスペンション取付部をさらに備えてもよい。強度および剛性の高い箇所にサスペンションを取り付けることで、走行中に生じる振動を効率よく吸収でき、走行安定性および乗り心地の向上が達成できる。

上記構成によれば、コストを抑えた簡潔な構成で強度および剛性を向上可能な車両用アンダボディ構造を提供することが可能となる。

本発明の実施形態にかかる車両用アンダボディ構造を適用した車両を示す図である。 図１の車両用アンダボディ構造を車両左側から示す図である。 図１のサイドメンバを各方向から示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施形態にかかる車両用アンダボディ構造１００を適用した車両１０２を示す図である。図１は、車両１０２を下側から示している。そのため、図１中における車両１０２の左右方向は、現実の左右方向とは反対を向いている。

図１に示す車両用アンダボディ構造１００は、車両１０２の下部（床や底面）を構成している部位である。車両用アンダボディ構造１００には、床板であるパネル部１０４と、パネル部１０４の下側（底面）に車幅方向にわたって取り付けられるクロスメンバ１０６、およびパネル部１０４の車幅方向の側縁に沿って取り付けられるサイドメンバ１０８が含まれている。

図２は、図１の車両用アンダボディ構造１００の側方図である。図２は、パネル部１０４の車両左側の側縁を、サイドメンバ１０８を透過させて側方視している。パネル部１０４は、車両前方のフロアパネル１０４ａおよび後方のリアパネル１０４ｂを含んで構成されている。フロアパネル１０４ａは、後部座席１０５よりも前側の空間である客室部における床板である。リアパネル１０４ｂは、フロアパネル１０４ａの後方に設置されていて、主にトランク部における床板として機能している。

リアパネル１０４ｂの下側には燃料タンク１１０や後輪１１４のサスペンション１１２等が配置される（図３（ａ）参照）。そのため、リアパネル１０４ｂは後部座席付近から後方へ向かって傾斜して高くなり、トランク部の手前で屈曲（屈曲部Ｅ１）して略水平に延びている。このように、屈曲部Ｅ１はパネル部１０４の車両前後の勾配を変えるために設けられている。屈曲部Ｅ１はパネル部１０４に車両幅方向にわたって形成されていて、車両１０２に衝撃が加えられた際などに荷重が集中して変形しやすい箇所である。

図１に示すクロスメンバ１０６はパネル部１０４を補強する部材であり、複数取り付けられている。本実施形態では、フロアパネル１０４ａとリアパネル１０４ｂとの境目付近に第１クロスメンバ１０６ａ、屈曲部Ｅ１（図２参照）の車両前方に前部クロスメンバとして第２クロスメンバ１０６ｂ、および屈曲部Ｅ１の車両後方に後部クロスメンバとして第３クロスメンバ１０６ｃが取り付けられている。

第１クロスメンバ１０６ａは第１サイドメンバ１０８ａと結合している。第２クロスメンバ１０６ｂおよび第３クロスメンバ１０６ｃは、共に第２サイドメンバ１０８ｂに結合している。各クロスメンバと各サイドメンバとは、主に溶接によって結合されている。そして、第１クロスメンバ１０６ａおよび第２クロスメンバ１０６ｂには燃料タンク１１０が取り付けられていて、図１に示すように第３クロスメンバ１０６ｃには後輪１１４のラテラルロッド１１６が取り付けられている。

サイドメンバ１０８はパネル部１０４の側縁を補強する部材であり、車両前後方向に複数並んで取り付けられている。本実施形態では、サイドメンバ１０８は主にリアパネル１０４ｂに取り付けられていて、車両前方から第１サイドメンバ１０８ａ〜第３サイドメンバ１０８ｃの合計３つのサイドメンバが配置されている。

図３は、図１のサイドメンバ１０８を各方向から示す図である。図３（ａ）は、図２に対応してサイドメンバ１０８を側方視している。なお、図３（ａ）では、サイドメンバ１０８の一部を透過して示している。

図３（ａ）に示すように、各サイドメンバは、互いに一部が重なって配置されている。サイドメンバ１０８のうち第２サイドメンバ１０８ｂの形状は、リアパネル１０４ｂ（図２参照）の屈曲部Ｅ１の形状に合わせて成形されている。この第２サイドメンバ１０８ｂは、屈曲部Ｅ１付近の主に前側へ配置される前部サイドメンバとして設置されている。この前部サイドメンバたる第２サイドメンバ１０８ｂは、後端１０９ｂが少なくとも屈曲部Ｅ１に到達するよう設置される。本実施形態では後端１０９ｂは屈曲部Ｅ１よりも後方へと延びている。

第３サイドメンバは、屈曲部Ｅ１付近の主に後側へ配置される後部サイドメンバとして設置されている。この後部サイドメンバたる第３サイドメンバ１０８ｃは、少なくとも前端１０９ｃが屈曲部Ｅ１の前方まで到達するよう設置される。本実施形態では、前端１０９ｃは、図３（ａ）の車両側方視において、前部クロスメンバたる第２クロスメンバ１０６ｂまで延びている。

図３（ｂ）は、図３（ａ）のサイドメンバ１０８を斜め上方から示した斜視図である。図３（ｂ）においても、サイドメンバ１０８の一部を透過して示している。なお、図３（ｂ）ではパネル部１０４を省略している。

図３（ｂ）に示すように、サイドメンバ１０８は上方が開口したハット形状となっている。そして、第３サイドメンバ１０８ｃは、第２サイドメンバ１０８ｂのハット形状の内側に重なり、この重なる領域で第２サイドメンバ１０８ｂに溶接されて連結されている。また、第２サイドメンバ１０８ｂは、第１サイドメンバ１０８ａのハット形状の内側に重なってこの第１サイドメンバ１０８ａに溶接されて連結されている。

本実施形態では、図３（ａ）に示すように、第２サイドメンバ１０８ｂと第３サイドメンバ１０８ｃとは、屈曲部Ｅ１の前後の領域、特に屈曲部Ｅ１から前方へわたった領域において重ねて連結されている。これにより、屈曲部Ｅ１の強度および剛性を向上させ、屈曲部Ｅ１の変形を防止している。

詳細に説明すると、まず第３サイドメンバ１０８ｃは、前端１０９ｃが屈曲部Ｅ１よりも前方へと延びている。この第３サイドメンバ１０８ｃは、第２サイドメンバ１０８ｂよりも車両後方に延びている。仮に車両１０２に対して後方から荷重が加えられた場合、その荷重は屈曲部Ｅ１のように形状が変化している箇所に集中しやすい。これでは屈曲部Ｅ１に変形が生じてしまう。しかし本実施形態では、後方から加えられた荷重を、屈曲部Ｅ１において第３サイドメンバ１０８ｃ（後部サイドメンバ）および第２サイドメンバ１０８ｂ（前部サイドメンバ）で受けることになる。したがって、屈曲部Ｅ１の変形を抑えることができる。

特に、上記の変形抑制にあたって、第３サイドメンバ１０８ｃの前端１０９ｃは、屈曲部Ｅ１の車両前方に設置されている第２クロスメンバ１０６ｂ（前部クロスメンバ）まで延びている。本実施形態では、図３（ａ）のように車両側方視において、第３サイドメンバ１０８ｃの前端１０９ｃが第２クロスメンバ１０６ｂの一部に重なっている。そして、第３サイドメンバ１０８ｃの前後中央付近が第３クロスメンバ１０６ｃ（後部クロスメンバ）に重なっている。これにより、車両後方からの荷重は第３サイドメンバ１０８ｃを通じて、第３クロスメンバ１０６ｃおよび第２クロスメンバ１０６ｂへと分散され、これらに吸収される。この構成によれば、屈曲部Ｅ１の変形をさらに効率よく抑えることが可能である。なお、荷重を第２クロスメンバ１０６ｂに分散させるためには、第２サイドメンバ１０８ｂの前端１０９ｃは、少なくとも第２クロスメンバ１０６ｂの近傍にまで延びていればよい。これによっても屈曲部Ｅ１の変形を抑制可能である。

さらに、当該車両用アンダボディ構造１００では、第２サイドメンバ１０８ｂおよび第３サイドメンバ１０８ｃが重なった領域（領域Ｅ２）に、後輪１１４のサスペンション１１２を取り付けるサスペンション取付部１１８を設置している。この領域Ｅ１は強度および剛性が高く、また領域Ｅ１であればサスペンション１１２からの振動および荷重が第２サイドメンバ１０８ｂおよび第３サイドメンバ１０８ｃを介して車両前後方向により均等に分散できる。すなわち、走行中に後輪１１４（図１参照）に生じる振動を効率よく吸収することができる。したがって、走行安定性および乗り心地の向上が達成できる。

以上説明したように、当該車両用アンダボディ構造１００によれば、既存の部材を利用した簡潔な構成で屈曲部Ｅ１の強度および剛性が向上可能である。したがって、リンフォースのような別部材を利用する場合と比べ、製造コストを抑えることができる。

なお、本実施形態では、複数のクロスメンバおよび複数のサイドメンバをそれぞれ３体取り付けているが、この数量は適宜変更可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両の下部を構成する車両用アンダボディ構造として利用することができる。

Ｅ１ …屈曲部、Ｅ２ …領域、１００ …車両用アンダボディ構造、１０２ …車両、１０４ …パネル部、１０４ａ …フロアパネル、１０４ｂ …リアパネル、１０５ …後部座席、１０６ …クロスメンバ、１０６ａ …第１クロスメンバ、１０６ｂ …第２クロスメンバ、１０６ｃ …第３クロスメンバ、１０８ …サイドメンバ、１０８ａ …第１サイドメンバ、１０８ｂ …第２サイドメンバ、１０８ｃ …第３サイドメンバ、１０９ｂ …後端、１０９ｃ …前端、１１０ …燃料タンク、１１２ …サスペンション、１１４ …後輪、１１６ …ラテラルロッド、１１８ …サスペンション取付部

Claims (3)

1. 車両の下部を構成する車両用アンダボディ構造において、
   車両の床板であって、車両前後で勾配が変化するよう屈曲した屈曲部を有するパネル部と、
   前記パネル部の側縁に沿って車両前後方向に取り付けられる複数のサイドメンバと、
   前記パネル部の下側に車幅方向にわたって取り付けられ前記複数のサイドメンバのいずれかに結合される複数のクロスメンバとを備え、
   前記複数のサイドメンバは、後端が少なくとも前記屈曲部に到達している前部サイドメンバと、前端が該屈曲部の前方まで到達している後部サイドメンバとを含み、該前部サイドメンバおよび後部サイドメンバは両者が重なる領域で互いに連結されていることを特徴とする車両用アンダボディ構造。
2. 前記複数のクロスメンバは、前記屈曲部の車両前方に設置される前部クロスメンバと、該屈曲部の車両後方に設置される後部クロスメンバとを含み、
   前記後部サイドメンバの前端は、車両側方視において前記前部クロスメンバまで延びることを特徴とする請求項１に記載の車両用アンダボディ構造。
3. 前記前部サイドメンバおよび後部サイドメンバが重なる領域に設置されるサスペンション取付部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用アンダボディ構造。

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