JP2015067231A

JP2015067231A - 車両下部構造

Info

Publication number: JP2015067231A
Application number: JP2013205166A
Authority: JP
Inventors: 恵祐豊田; Keisuke Toyoda; 靖元熊澤; Yasumoto Kumazawa; 洋晴飯塚; Hiroharu Iizuka; 石川　雅啓; Masahiro Ishikawa; 雅啓石川; 謙一郎吉本; Kenichiro Yoshimoto; 綾加各務; Ayaka Kagami; 山田　豊; Yutaka Yamada; 山田　　豊
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-13
Also published as: WO2015045520A1

Abstract

【課題】フロントサイドメンバの支持剛性を向上させることができる車両下部構造を得る。【解決手段】車両の下部１０には、車両前後方向に延びる第１骨格部１８と、第１骨格部１８の後端から車幅方向外側に屈曲して延びる第２骨格部２０と、を有し、車幅方向に間隔を空けて配置された一対のフロントサイドメンバ１２が設けられている。また、車両の下部１０には、一対のフロントサイドメンバ１２の第２骨格部２０の後端側を車幅方向に繋ぐと共に、フロアパネル３０に対して車両下方側に向けて凸状に形成されたクロスメンバ１４が設けられている。さらに、車両の下部１０には、第２骨格部２０の車両前方側の部位とクロスメンバ１４の車幅方向の中間部とを繋ぐと共に、フロアパネル３０に対して車両下方側に向けて凸状に形成された補強メンバ１６が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両下部構造に関する。

下記特許文献１には、後端部がロッカ（ロッカレール）に接続された一対のフロントサイドメンバと、一対のロッカを車幅方向に繋ぐクロスメンバと、フロントサイドメンバの後端側とクロスメンバの車幅方向の中間部とを繋ぐ補強メンバと、を備えた車両下部構造（車両の車体下部構造）が開示されている。当該車両下部構造が適用された車両の前部に、正面衝突による衝突荷重が入力されると、当該衝突荷重は、フロントサイドメンバからクロスメンバに補強メンバを介して伝達される。換言すると、上記の衝突荷重がフロントサイドメンバに伝達された際に、補強メンバ及びクロスメンバがフロントサイドメンバを支持している。これにより、前面衝突時に、フロントサイドメンバが屈曲部を起点として、即ち、補強メンバ及びクロスメンバによって支えられている部位を起点として変形することが抑制されている。

特開２００１−２１９８７３号公報

上記特許文献１に記載された車両下部構造は、前面衝突時にフロントサイドメンバが屈曲部を起点として変形することを抑制するという観点では有用な技術ではあるが、フロントサイドメンバの支持剛性を向上させるという観点では改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、フロントサイドメンバの支持剛性を向上させることができる車両下部構造を得ることが目的である。

請求項１記載の車両下部構造は、車両前部において車両前後方向に延びる第１骨格部と、前記第１骨格部の後端から車幅方向外側に屈曲して延びると共にダッシュパネル及びフロアパネルに対して車両下方側に向けて凸状に形成された第２骨格部と、を有し、車幅方向に間隔を空けて配置された一対のフロントサイドメンバと、前記一対のフロントサイドメンバの前記第２骨格部の後端側を車幅方向に繋ぐと共に、前記フロアパネルに対して車両下方側に向けて凸状に形成されたクロスメンバと、前記第１骨格部の車両後方側の部位及び前記第２骨格部の車両前方側の部位の少なくとも一方と前記クロスメンバの車幅方向の中間部とを繋ぐと共に、前記フロアパネルに対して車両下方側に向けて凸状に形成された補強メンバと、を備えている。

請求項１記載の車両下部構造によれば、フロントサイドメンバの一部とクロスメンバの一部と補強メンバとが、車両底面視で枠状に繋がっている。これにより、クロスメンバ及び補強メンバによるフロントサイドメンバの支持剛性が向上し、ひいては、前面衝突時に、フロントサイドメンバが第１骨格部と第２骨格部との間に形成された屈曲部を起点として変形することを抑制することができる。

請求項２記載の車両下部構造は、請求項１記載の車両下部構造において、前記一対のフロントサイドメンバは、前記第２骨格部の後端から車両後方側に向けて延びる第３骨格部を備えており、前記第３骨格部は、車両の両側部に配置され車両前後方向に延びるロッカの車幅方向内側に配置されている。

請求項２記載の車両下部構造によれば、フロントサイドメンバがロッカの車幅方向内側に配置された第３骨格部を有して構成されているため、車両のフロアの剛性を向上させることができる。

請求項３記載の車両下部構造は、請求項１又は請求項２記載の車両下部構造において、前記フロントサイドメンバには、車両の足回りを構成する部品を支持するサスペンションメンバが取付けられており、前記サスペンションメンバの後端と前記補強メンバの少なくとも一部とが車両正面視でオーバーラップして配置されている。

請求項３記載の車両下部構造によれば、前面衝突による衝突荷重がサスペンションメンバに伝達されることによって、当該サスペンションメンバが車両後方側に向けて移動すると、サスペンションメンバの後端が補強メンバに当接する。これにより、サスペンションメンバに入力された衝突荷重を車両のフロアに分散させることができる。

請求項４記載の車両下部構造は、請求項３記載の車両下部構造において、前記補強メンバは、前記フロントサイドメンバと前記クロスメンバとを繋ぐ後側構成部と、前記フロントサイドメンバと前記後側構成部とを繋ぐ前側構成部と、を有する分割構造とされており、前記フロントサイドメンバが、前記フロントサイドメンバに前記前側構成部を介して取付けられている。

請求項４記載の車両下部構造によれば、前面衝突による衝突荷重がサスペンションメンバに伝達されることによって、補強メンバの前側構成部とフロントサイドメンバとの接合が外れたとしても、前面衝突による衝突荷重をフロントサイドメンバからクロスメンバに後側構成部を介して伝達させることができる。

請求項５記載の車両下部構造は、請求項２記載の車両下部構造において、前記第３骨格部と前記ロッカとを車幅方向に繋ぐ接続部が設けられている。

請求項５記載の車両下部構造によれば、フロントサイドメンバに入力された衝突荷重をロッカに接続部を介して伝達させることができる。すなわち、荷重伝達経路を増やすことができる。

請求項１〜請求項５記載の本発明に係る車両下部構造は、フロントサイドメンバの支持剛性を向上させることができる、という優れた効果を有する。

車両のフロアを車両下方側から見た底面図である。車両のフロアにおける補強メンバ周辺を拡大して示す拡大底面図である。図２に示された３−３線に沿って切断した車両のフロアの断面を示す側断面図である。衝突荷重のフロントサイドメンバからクロスメンバへの荷重伝達経路を模式的に示した底面図である。衝突荷重のフロントサイドメンバからロッカへの荷重伝達経路を模式的に示した底面図である。

図１〜図３を用いて本発明の実施形態に係る車両下部構造について説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。また、以下の説明で、単に前後、上下の方向を示す場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態の車両下部構造が適用された車両の下部１０には、車幅方向に間隔を空けて配置された一対のフロントサイドメンバ１２と、一対のフロントサイドメンバ１２を車幅方向に繋ぐクロスメンバ１４と、フロントサイドメンバ１２とクロスメンバ１４とを車両前後方向に繋ぐ補強メンバ１６と、が設けられている。以下、先ずフロントサイドメンバ１２について説明し、次いでクロスメンバ１４及び補強メンバ１６について説明する。

（フロントサイドメンバ１２）
フロントサイドメンバ１２は、図示しない左右の前輪の間に配置され車両前後方向に延びる第１骨格部１８と、第１骨格部１８の後端から車幅方向外側に屈曲して延びる第２骨格部２０と、第２骨格部２０の後端から車両後方側に向けて延びる第３骨格部２２と、を有する分割構造とされている。

第１骨格部１８は、一例として車幅方向外側に配置されたアウタパネルと車幅方向内側に配置されたインナパネルとが接合されることによって構成されており、また、第１骨格部１８の車両前方視での断面は矩形状に形成されている。また、第１骨格部１８の後端部には、サスペンションアームやスタビライザ等の車両の足回りを構成する部品を支持するサスペンションメンバ２４の前端部が固定されている。さらに、第１骨格部１８と図示しないエプロンアッパメンバとの間には、エプロン２６が架け渡されている。

第２骨格部２０は、車両上方側に向けて開放されたハット型断面に形成された部材がダッシュパネル２８の下部及びフロアパネル３０に接合されることによって構成されている。この第２骨格部２０はダッシュパネル２８の下部及びフロアパネル３０に対して車両下方側に向けて凸状に形成されており、第２骨格部２０の車両前方視での断面は第１骨格部１８と同様に矩形状に形成されている。また、第２骨格部２０の前端部には、サスペンションメンバ２４の後端部が後述する前側構成部４０を介して固定されている。

第３骨格部２２は、第２骨格部２０と同様にハット型断面に形成された部材がフロアパネル３０に接合されることによって構成されている。この第３骨格部２２はフロアパネル３０に対して車両下方側に向けて凸状に形成されており、第３骨格部２２の車両前方視での断面は第１骨格部１８及び第２骨格部２０と同様に矩形状に形成されている。また、第３骨格部２２は、車両の両側部に配置され車両前後方向に延びるロッカ３２の車幅方向内側に配置されており、さらにこの第３骨格部２２はロッカ３２と略平行に延在している。また、第３骨格部２２の前端部とロッカ３２とは接続部３４を介して車幅方向に繋がれている。なお、この接続部３４は、ハット型断面に形成された部材がフロアパネル３０に接合されることによって構成されており、この接続部３４の車両側面視での断面は矩形状に形成されている。なお、車両進行方向右側に配置されたフロントサイドメンバ１２の第３骨格部２２と車両進行方向左側に配置されたフロントサイドメンバ１２の第３骨格部２２との間には、ＦＣスタック３６が配置されており、このＦＣスタック３６は、フロアパネル３０に固定されている。

（クロスメンバ１４）
クロスメンバ１４は、ハット型断面に形成された部材がフロアパネル３０に接合されることによって構成されており、このクロスメンバ１４はフロアパネル３０に対して車両下方側に向けて凸状に形成されている。また、クロスメンバ１４の車両側面視での断面は矩形状に形成されおり、クロスメンバ１４は、車両進行方向右側に配置されたフロントサイドメンバ１２の第３骨格部２２の前端部と車両進行方向左側に配置されたフロントサイドメンバ１２の第３骨格部２２の前端部とを車幅方向に繋いでいる。換言すると、クロスメンバ１４は、車両進行方向右側に配置されたフロントサイドメンバ１２の第２骨格部２０の後端側と車両進行方向左側に配置されたフロントサイドメンバ１２の第２骨格部２０の後端側とを車幅方向に繋いでいる。また、クロスメンバ１４の後端部は、前述の接続部３４の前端部と車両側面視でオーバーラップして配置されている。

（補強メンバ１６）
図２及び図３に示されるように、補強メンバ１６は、第２骨格部２０の車両前方側の部位とクロスメンバ１４の車幅方向の中間部とを繋ぐ後側構成部３８と、第２骨格部２０の車両前方側の部位と後側構成部３８の車両前方側の部位とを繋ぐ前側構成部４０と、を有する分割構造とされている。具体的には、後側構成部３８及び前側構成部４０は、鋼板材にプレス加工が施されることによって所定の形状に形成された部材４２，４４がフロアパネル３０に接合されることによって構成されており、この後側構成部３８及び前側構成部４０はフロアパネル３０に対して車両下方側に向けて凸状に形成されている。また、後側構成部３８及び前側構成部４０の車両正面視での断面は矩形状に形成されている。さらに、前側構成部４０の下壁部４０Ａは後側構成部３８の下壁部３８Ａに対して車両上方側にオフセットして配置されており、前側構成部４０の下壁部４０Ａには、図示しないウエルドナットが溶接にて接合されている。このウエルドナットに図示しないボルトが螺入されることによって、サスペンションメンバ２４の後端部が前側構成部４０に固定されている。また、サスペンションメンバ２４の後端部が前側構成部４０に固定された状態において、当該サスペンションメンバ２４の後端２４Ａと後側構成部３８の前壁部３８Ｂとが車両正面視でオーバーラップして配置されている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図２に示されるように、本実施形態の車両下部構造が適用された車両の下部１０によれば、フロントサイドメンバ１２の第２骨格部２０とクロスメンバ１４の車幅方向外側の部位と補強メンバ１６とが、車両底面視で略三角形状に繋がっている。これにより、クロスメンバ１４及び補強メンバ１６によるフロントサイドメンバ１２の支持剛性が向上し、ひいては、前面衝突時に、フロントサイドメンバ１２が第１骨格部１８と第２骨格部２０との間に形成された屈曲部Ｒを起点として変形することを抑制することができる。

また、本実施形態の車両下部構造が適用された車両の前部に、正面衝突による衝突荷重Ｆ１が入力されると、図４に示されるように、当該衝突荷重Ｆ１は、フロントサイドメンバ１２の第１骨格部から第２骨格部２０を通じて第３骨格部２２に伝達される。また、第２骨格部２０に伝達された衝突荷重Ｆ１の一部Ｆ２は、補強メンバ１６の前側構成部４０及び後側構成部３８を介してクロスメンバ１４に伝達される。これにより、フロントサイドメンバ１２に入力された衝突荷重Ｆ１を車両のフロアにおいて分散させて支持することができる。

また、本実施形態の車両下部構造によれば、フロントサイドメンバ１２がロッカ３２の車幅方向内側に配置された第３骨格部２２を有して構成されているため、車両のフロアの剛性を向上させることができる。これに加えて、本実施形態では、第３骨格部２２とロッカ３２とが接続部３４を介して接続されているため、図５に示されるように、第３骨格部２２に入力された衝突荷重Ｆ３の一部Ｆ４をロッカ３２に伝達することができる。これにより、車両のフロアにおける衝突荷重の分散効率が向上されている。

図３に示されるように、本実施形態では、サスペンションメンバ２４の後端２４Ａと後側構成部３８の前壁部３８Ｂとが車両正面視でオーバーラップして配置されている。そのため、前面衝突による衝突荷重がサスペンションメンバ２４に伝達されることによって、当該サスペンションメンバ２４が車両後方側に向けて移動すると、サスペンションメンバ２４の後端２４Ａが後側構成部３８の前壁部３８Ｂに当接する。これにより、サスペンションメンバ２４に入力された衝突荷重をクロスメンバ１４を介して車両のフロアに分散させることができる。

図２に示されるように、本実施形態では、補強メンバ１６が、後側構成部３８及び前側構成部４０による分割構造とされている。そのため、前面衝突による衝突荷重がサスペンションメンバ２４に伝達されることによって、補強メンバ１６の前側構成部４０とフロントサイドメンバ１２との接合が外れたとしても、前面衝突による衝突荷重をフロントサイドメンバ１２からクロスメンバ１４に後側構成部３８を介して伝達させることができる。

なお、本実施形態では、フロントサイドメンバ１２の第３骨格部２２とロッカ３２とを車幅方向に繋ぐ接続部３４を設けた例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば、上記接続部３４を設けない構成とすることもできる。当該接続部３４を設けるか否かについては、衝突荷重の荷重伝達経路等を考慮して適宜設定すればよい。

また、本実施形態では、補強メンバ１６を分割構造とした例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、一体構造とされた補強メンバを用いることもできる。このように、補強メンバを一体構造とするか分割構造とするかについては、サスペンションメンバ２４の後端部をフロントサイドメンバ１２に直接固定するか、或いは、サスペンションメンバ２４の後端部をフロントサイドメンバ１２に補強メンバを介して固定するか等を考慮して適宜設定すればよい。

さらに、本実施形態では、サスペンションメンバ２４の後端２４Ａと補強メンバの一部（後側構成部３８の前壁部３８Ｂ）とを車両正面視でオーバーラップして配置した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、サスペンションメンバ２４の後端２４Ａと補強メンバの一部とを車両正面視でオーバーラップさせない構成とすることもできる。このように、サスペンションメンバ２４の後端２４Ａと補強メンバの一部とを車両正面視でオーバーラップさせるか否かについては、サスペンションメンバに取付けられる足回り部品の形状等を考慮して適宜設定すればよい。

また、本実施形態では、フロントサイドメンバ１２が第３骨格部２２を有して構成されている例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第３骨格部２２を設けずに、第２骨格部２０の車幅方向外側の端部をロッカ３２に接合した構成とすることもできる。このように、第３骨格部２２を設けるか否かについては、車両のフロアの剛性等を考慮して適宜設定すればよい。

さらに、本実施形態では、第２骨格部２０の前端部とクロスメンバ１４の車幅方向の中間部とを補強メンバ１６を介して繋いだ例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１骨格部１８の車両後方側の部位とクロスメンバ１４の車幅方向の中間部とを補強メンバ１６を介して繋ぐ、或いは、第１骨格部１８と第２骨格部２０との境界部とクロスメンバ１４の車幅方向の中間部とを補強メンバ１６を介して繋ぐこともできる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１２フロントサイドメンバ
１４クロスメンバ
１６補強メンバ
１８第１骨格部
２０第２骨格部
２２第３骨格部
２４サスペンションメンバ
２４Ａサスペンションメンバの後端
３０フロアパネル
３２ロッカ
３４接続部
３８後側構成部
４０前側構成部

請求項４記載の車両下部構造は、請求項３記載の車両下部構造において、前記補強メンバは、前記フロントサイドメンバと前記クロスメンバとを繋ぐ後側構成部と、前記フロントサイドメンバと前記後側構成部とを繋ぐ前側構成部と、を有する分割構造とされており、前記サスペンションメンバが、前記フロントサイドメンバに前記前側構成部を介して取付けられている。

Claims

車両前部において車両前後方向に延びる第１骨格部と、前記第１骨格部の後端から車幅方向外側に屈曲して延びると共にダッシュパネル及びフロアパネルに対して車両下方側に向けて凸状に形成された第２骨格部と、を有し、車幅方向に間隔を空けて配置された一対のフロントサイドメンバと、
前記一対のフロントサイドメンバの前記第２骨格部の後端側を車幅方向に繋ぐと共に、前記フロアパネルに対して車両下方側に向けて凸状に形成されたクロスメンバと、
前記第１骨格部の車両後方側の部位及び前記第２骨格部の車両前方側の部位の少なくとも一方と前記クロスメンバの車幅方向の中間部とを繋ぐと共に、前記フロアパネルに対して車両下方側に向けて凸状に形成された補強メンバと、
を備えた車両下部構造。
前記一対のフロントサイドメンバは、前記第２骨格部の後端から車両後方側に向けて延びる第３骨格部を備えており、
前記第３骨格部は、車両の両側部に配置され車両前後方向に延びるロッカの車幅方向内側に配置されている請求項１記載の車両下部構造。
前記フロントサイドメンバには、車両の足回りを構成する部品を支持するサスペンションメンバが取付けられており、
前記補強メンバの少なくとも一部と前記サスペンションメンバの後端とが車両正面視でオーバーラップして配置されている請求項１又は請求項２記載の車両下部構造。
前記補強メンバは、前記フロントサイドメンバと前記クロスメンバとを繋ぐ後側構成部と、前記フロントサイドメンバと前記後側構成部とを繋ぐ前側構成部と、を有する分割構造とされており、
前記フロントサイドメンバが、前記フロントサイドメンバに前記前側構成部を介して取付けられている請求項３記載の車両下部構造。
前記第３骨格部と前記ロッカとを車幅方向に繋ぐ接続部が設けられている請求項２記載の車両下部構造。