JP2016094080A - 車両下部構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】オブリーク衝突時において衝突荷重をトンネル部へ効率よく伝達させる。【解決手段】車両下部構造Sでは、FSメンバリヤ部から車幅方向内側へ延出されたトルクボックス30のトルクボックス縦壁34が下面視で車幅方向内側へ向かうに従い後側に延びている。また、トンネル部14の車幅方向両側部分を連結する第1ブレース60では、ブレース縦壁66Aがトルクボックス縦壁34と平行に配置され且つトルクボックス縦壁34に結合されており、水平底壁部64がトルクボックス30の水平底壁部32に結合(締結固定)されている。これにより、トルクボックス30の曲げ稜線40Aに沿って後側へ伝達された衝突荷重を、第1ブレース60の曲げ稜線70Aに効果的に伝達させて、曲げ稜線70Aに沿って他方のトンネルRF20へ効率よく伝達させることができる。【選択図】図1

Description

本発明は、車両下部構造に関する。
下記の特許文献1に記載された車両下部構造では、左右一対のフロントサイドメンバにおける屈曲部の後端部が、平面視で略X字状を成すエンジンリヤサポートメンバによって連結されている。また、上記屈曲部は車両上側へ開放された断面略U字形状に形成されており、フロントサイドメンバの側壁が、フロアトンネル(トンネル部)の側壁に結合されている。これにより、一方のフロントサイドメンバに入力された荷重をエンジンリヤサポートメンバによって他方のフロントサイドメンバに伝達することができると共に、トンネル部に伝達することができる。
特開2005−206108号公報 特開平06−144300号公報 特開2013−103650号公報 特開平08−119151号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載された車両下部構造では、以下に示す問題点がある。すなわち、例えば、車両前部に対して斜め前方側から衝突する所謂オブリーク衝突では、フロントサイドメンバから車両の斜め方向に沿って大きな衝突荷重が入力される。一方、上記の構造では、エンジンリヤサポートメンバがフロントサイドメンバの底壁(水平壁)に締結固定されている。このため、フロントサイドメンバに衝突荷重が入力されたときには、フロントサイドメンバとエンジンリヤサポートメンバとの締結部分にせん断力が作用して、当該締結部分がせん断する可能性がある。これにより、衝突荷重に対するエンジンリヤサポートメンバによる荷重伝達効率が悪化する可能性がある。
本発明は、上記事実を考慮し、オブリーク衝突時において衝突荷重をトンネル部へ効率よく伝達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に記載の車両下部構造は、車室の床部の車幅方向中央部において車両前後方向に延在され、車両前後方向から見て車両下側へ開口されたトンネル部と、長手方向を車両前後方向として配置され、後方部が前記床部の車両下側且つ前記トンネル部の車幅方向外側に配置されたフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバの後方部から車幅方向内側へ延出され、板厚方向を車両上下方向とする第1水平壁と、前記第1水平壁から車両上側に屈曲され且つ下面視で車幅方向内側へ向かうに従い車両後側へ傾斜された第1縦壁と、を含んで構成された第1部材と、前記トンネル部の開口部を跨ぐように配置され、前記第1縦壁の傾斜方向に沿って延在されると共に、前記トンネル部の車幅方向両側部分を連結する第2部材と、を備え、前記第2部材は、板厚方向を車両上下方向として配置され、前記第1水平壁に結合された第2水平壁と、前記第2水平壁から車両上側に屈曲され、前記第1縦壁と平行に配置されると共に、前記第1縦壁に結合された第2縦壁と、を含んで構成されている。
請求項1に記載の車両下部構造では、車室の床部における車幅方向中央部にトンネル部が車両前後方向に延在されており、トンネル部は、車両前後方向から見て車両下側へ開口されている。また、車室の床部の下側には、車両前後方向を長手方向とするフロントサイドメンバの後方部が設けられており、当該後方部はトンネル部の車幅方向外側に配置されている。
ここで、第1部材がフロントサイドメンバの後方部から車幅方向内側へ延出されている。そして、第1部材は、板厚方向を車両上下方向とする第1水平壁と、第1水平壁から車両上側に屈曲された第1縦壁と、を含んで構成されており、第1縦壁が下面視で車幅方向内側へ向かうに従い車両後側へ傾斜されている。このため、オブリーク衝突のときに車幅方向内側斜め後方の衝突荷重がフロントサイドメンバに入力されると、当該衝突荷重がフロントサイドメンバから第1部材に伝達され、第1部材に伝達された衝突荷重が第1水平壁と第1縦壁との間の曲げ稜線に沿って車両後側へ効率よく伝達される。
またここで、第1部材に結合された第2部材がトンネル部の開口部を跨ぐように配置されている。そして、第2部材は、第1縦壁の傾斜方向に沿って延在されると共に、トンネル部の車幅方向両側部分を連結している。このため、第1部材に伝達された衝突荷重が、第2部材に伝達されると共に、第2部材によってトンネル部の車幅方向両側部分に分散される。
しかも、第2部材は、板厚方向を車両上下方向として配置された第2水平壁を有しており、第2水平壁が第1部材の第1水平壁に結合されている。また、第2部材は、第2水平壁から車両上側に屈曲された第2縦壁を有しており、第2縦壁は、第1縦壁と平行に配置されると共に、第1縦壁に結合されている。このため、第1部材における第1水平壁と第1縦壁との間の曲げ稜線に沿って第2部材に伝達される衝突荷重を、第2縦壁によって受け止めつつ、第2部材における第2水平壁と第2縦壁との間の曲げ稜線に効果的に伝達させることができる。これにより、当該衝突荷重が第2部材の曲げ稜線に沿って車両後側へ効率よく伝達される。したがって、オブリーク衝突時において衝突荷重をトンネル部へ効率よく伝達させることができる。
請求項2に記載の車両下部構造は、請求項1に記載の車両下部構造において、前記第1部材が前記トンネル部の車幅方向外側において一対設けられており、前記第2部材は前記トンネル部の開口部において一対設けられ、一対の前記第2部材が下面視でX字形状に交差され、一方の前記第2部材が他方の前記第2部材の長手方向中央部において結合されている。
請求項2に記載の車両下部構造では、一対の第2部材が下面視でX字形状に交差されて、一対の第2部材によってトンネル部の車幅方向両側部が連結されている。このため、第2部材によって床部の剛性を高めつつ、衝突荷重をトンネル部に効率よく伝達させることができる。
請求項3に記載の車両下部構造は、請求項2に記載の車両下部構造において、前記床部における前記トンネル部に隣接する部分には、車両前後方向に延在された一対のトンネルリインフォースメントが結合されており、前記第1部材の車幅方向内側端部及び前記第2部材の前端部が前記トンネルリインフォースメントに結合されている。
請求項3に記載の車両下部構造では、第1部材に入力される衝突荷重を第2部材及び一方のトンネルリインフォースメントに分散させることができる。そして、一方のトンネルリインフォースメントに入力された衝突荷重を当該トンネルリインフォースメントに沿って車両後側へ効果的に伝達させることができる。また、第1部材に入力された衝突荷重を他方のトンネルリインフォースメントに伝達させて、当該トンネルリインフォースメントに沿って車両後側へ効果的に伝達させることができる。
請求項4に記載の車両下部構造は、請求項3に記載の車両下部構造において、前記床部の車両幅方向の両側には、車両前後方向に延在されたロッカが設けられており、前記ロッカは、車幅方向に延在されたクロスメンバによって前記トンネルリインフォースメントに連結され、下面視で、前記第2部材の後端部が、前記トンネルリインフォースメントにおける前記クロスメンバとの結合部に結合されている。
請求項4に記載の車両下部構造では、第2部材からトンネルリインフォースメントに伝達された衝突荷重を、クロスメンバ及びロッカへ分散させることができる。これにより、オブリーク衝突時において衝突荷重に対する分散効果を高めることができる。
請求項5に記載の車両下部構造は、請求項3又は請求項4に記載の車両下部構造において、前記トンネルリインフォースメントは、車両前後方向から見た断面視で、車両上下方向を板厚方向として配置された底壁と、前記底壁の車幅方向内側端から車両上側へ延出された内側壁と、前記底壁の車幅方向外側端から車両上側へ延出された外側壁と、を含んで構成され、前記第2部材の前端部が前記内側壁に結合されている。
請求項5に記載の車両下部構造では、第2部材の前端部がトンネルリインフォースメントの内側壁に結合されている。すなわち、第2部材によってトンネルリインフォースメントを車幅方向内側から支持するように構成されている。このため、オブリーク衝突のときに車幅方向内側斜め後方の衝突荷重が第1部材からトンネルリインフォースメントに伝達されたときには、当該衝突荷重を第2部材の前端部及び第2縦壁によって受け止めつつ第2部材に伝達させることができる。これにより、第2部材とトンネルリインフォースメントとの結合部における破断を一層抑制しつつ、衝突荷重を一層効率よく第2部材へ伝達させることができる。
請求項1に記載の車両下部構造によれば、オブリーク衝突時において衝突荷重をトンネル部へ効率よく伝達させることができる。
請求項2に記載の車両下部構造によれば、第2部材によってフロアの剛性を高めつつ、衝突荷重をトンネル部に効率よく伝達させることができる。
請求項3に記載の車両下部構造によれば、第1部材に入力された衝突荷重を効果的に分散させることができる。
請求項4に記載の車両下部構造によれば、オブリーク衝突時において衝突荷重に対する分散効果を高めることができる。
請求項5に記載の車両下部構造によれば、第2部材とトンネルリインフォースメントとの結合部における破断を一層抑制しつつ、衝突荷重を一層効率よく第2部材へ伝達させることができる。
本実施の形態に係る車両下部構造に用いられるインナトルクボックスと第1ブレースとの結合状態を示す車両右斜め下方から見た斜視図である。 本実施の形態に係る車両下部構造が適用された車両のオブリーク衝突時における衝突荷重の伝達経路を説明するための下面図である。 本実施の形態に係る車両下部構造の要部を示す車両下側から見た下面図である。 図3に示されるブレースユニットを示す車両下側から見た斜視図である。 図3に示される車両下部構造のトルクボックスの部位における車両前側から見た拡大した断面図(図3の5−5線断面図)である。 図3に示される車両下部構造のトルクボックスの車幅方向内側端部の部位における車両右側から見た拡大した断面図(図3の6−6線断面図)である。 図3に示されるブレースユニットの変形例における第1ブレースの前端部周辺を示す車両下側から見た下面図である。 図7に示される第1ブレースの前端部周辺を示す車両後側から見た断面図(図7の8−8線断面図)である。 図5に示されるトルクボックスとフロアパネルとの連結方法の変形例を示す図5に対応した断面図である。
以下、図面を用いて本実施の形態に係る車両下部構造Sについて説明する。なお、図面に適宜示される矢印FR、矢印UP、矢印RHは、車両下部構造Sが適用された車両Vの車両前側、車両上側、車両右側(車幅方向一方側)を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、前方向を向いたときの左右を示すものとする。
図2に示されるように、車両下部構造Sは、車両Vの前部に配置された左右一対のフロントサイドメンバ10(以下、FSメンバ10という)と、車両Vの車室Rにおける床部を構成するフロアパネル12と、フロアパネル12の車幅方向両側に設けられた左右一対のロッカ16と、フロアパネル12に設けられた左右一対のトンネルリインフォースメント20(以下、トンネルRF20と称する)と、「クロスメンバ」としてのフロアクロスメンバ22と、を含んで構成されている。また、車両下部構造Sは、左右一対の「第1部材」としてのインナトルクボックス30(以下、単にトルクボックス30と称する)と、一対のトンネルRF20を連結するブレースユニット50と、を有している。以下、それぞれの構成について説明する。
(FSメンバ10について)
図2に示されるように、FSメンバ10は、車両Vの前部に配置されたエンジンルームERに設けられると共に、前後方向を長手方向した中空の略矩形柱状に形成されている。なお、エンジンルームERは、周知のダッシュパネル(図示省略)によって車室Rと区画されている。そして、ダッシュパネルは、板厚方向を前後方向にして配置されており、ダッシュパネルの下端部が下側へ向かうに従い後側へ傾斜されている。
図3に示されるように、FSメンバ10の後方部はフロントサイドメンバリヤ部10R(以下、FSメンバリヤ部10Rという)とされており、FSメンバリヤ部10Rは、ダッシュパネルの下端部の前面及び後述するフロアパネル12の前部の下面に沿って配置されている。また、FSメンバリヤ部10Rは、その長手方向から見た断面視で、上側へ開口された断面略ハット形状に形成されており、FSメンバリヤ部10Rの開口端部が、ダッシュパネル及びフロアパネル12に結合されている。さらに、FSメンバリヤ部10Rは下面視で車幅方向外側へ屈曲されており、FSメンバリヤ部10Rの幅寸法がFSメンバリヤ部10Rの後端へ向かうに従い大きく設定されている。そして、FSメンバリヤ部10Rの後端が、後述するロッカ16の前端部に結合されている。
(フロアパネル12について)
フロアパネル12は鋼板などの薄板部品で構成されている。また、フロアパネル12は、上下方向を板厚方向にして配置されており、フロアパネル12の前端部がダッシュパネルの下端部に結合されている。図5にも示されるように、フロアパネル12の車幅方向中央部には、前後方向に延在されたトンネル部14が形成されている。このトンネル部14は、上側へ突出されると共に、前後方向から見た断面視で下側へ開口された略逆U字状に形成されている。具体的には、トンネル部14は、その車幅方向両側部分を構成する左右一対の側壁14Aと、側壁14Aの上端同士を連結する上壁14Bと、を含んで構成されている。なお、本実施の形態では、トンネル部14がフロアパネル12と一体に形成されているが、例えば、フロアパネル12とトンネル部14とを別部材で形成して、両者を溶接等によって結合して一体化してもよい。
(ロッカ16について)
ロッカ16は、フロアパネル12の車幅方向両側に設けられると共に、前後方向に延在されている。また、図5に示されるように、ロッカ16は、ロッカ16の車幅方向外側部分を構成するロッカアウタパネル16Aと、ロッカ16の車幅方向内側部分を構成するロッカインナパネル16Bと、を含んで構成されている。ロッカアウタパネル16A及びロッカインナパネル16Bは、互いに向き合う方向に開口された断面略ハット状に形成されており、それぞれの開口端部同士が溶接等によって結合されている。これにより、ロッカ16は閉断面構造を成している。
(トンネルRF20について)
トンネルRF20は、フロアパネル12の下側に設けられると共に、下面視でトンネル部14に対して車幅方向外側に隣接して配置されている。また、トンネルRF20は、前後方向を長手方向とする長尺状を成すと共に、その長手方向から見て上側へ開口された略U字状に形成されている。具体的には、トンネルRF20は、上下方向を板厚方向にして配置された底壁20Aと、底壁20Aの車幅方向内側端から上側へ延びる内側壁20Bと、底壁20Aの車幅方向外側端から上側へ延びる外側壁20Cと、を含んで構成されている。そして、内側壁20Bの上部が、トンネル部14の側壁14Aに対して車幅方向内側に隣接して配置されて、側壁14Aに溶接等によって結合されている。また、トンネルRF20の外側壁20Cの上端部には、車幅方向外側へ張出されたフランジ20Dが形成されており、フランジ20Dはフロアパネル12の下面に溶接等によって結合されている。これにより、トンネルRF20とフロアパネル12との間に閉断面が形成されている。
(フロアクロスメンバ22について)
図2に示されるように、フロアクロスメンバ22は、FSメンバリヤ部10Rの後側に設けられると共に、フロアパネル12の上側においてトンネル部14とロッカ16との間に配置されている。このフロアクロスメンバ22は、トンネル部14に対して車幅方向外側において、前後方向に並んで複数(ここでは2つ)配置されている。すなわち、本実施の形態では、4つのフロアクロスメンバ22が設けられている。また、図5に示されるように、フロアクロスメンバ22は、車幅方向を長手方向とする略長尺状を成すと共に、その長手方向から見て下側へ開口する断面略ハット形状に形成されている。そして、フロアクロスメンバ22の開口端部が、フロアパネル12の上面に溶接等によって結合されている。これにより、フロアクロスメンバ22とフロアパネル12との間に閉断面(図示省略)が形成される。
また、フロアクロスメンバ22の車幅方向外側端部がロッカインナパネル16Bに溶接等によって結合されている。一方、フロアクロスメンバ22の車幅方向内側端部は、トンネル部14の側壁14Aに溶接等によって結合されている。これにより、フロアクロスメンバ22によって、ロッカ16とトンネル部14とが車幅方向に連結されており、フロアクロスメンバ22がフロアパネル12を介してトンネルRF20に結合されている。
(トルクボックス30について)
図3に示されるように、トルクボックス30は、フロアパネル12の下側に配置されると共に、FSメンバリヤ部10Rの車幅方向内側において車幅方向に延在されている。そして、トルクボックス30は、自身の延在方向から見て、上側へ開口された断面略ハット形状に(屈曲)形成されている(図1参照)。具体的には、トルクボックス30は、上下方向を板厚方向とする「第1水平壁」としての水平底壁部32を備えている。この水平底壁部32は、下面視で略三角形状に形成された本体部32Aと、本体部32Aの車幅方向内側端部から後側へ突出された略矩形状の突出部32Bと、を含んで構成されている。そして、下面視で、本体部32Aの前端が車幅方向内側へ向かうに従い後側へ傾斜されており、本体部32Aの後端が車幅方向に沿って延びている。つまり、トルクボックス30の幅寸法が車幅方向外側へ向かうに従い大きくなるように設定されている。
図1に示されるように、トルクボックス30は、水平底壁部32の前端から上側へ延びる「第1縦壁」としてのトルクボックス縦壁34を備えている。そして、トルクボックス縦壁34と水平底壁部32との境界部が屈曲部40とされており、屈曲部40には、曲げ稜線40Aが形成されている。これにより、トルクボックス縦壁34及び屈曲部40(曲げ稜線40A)が、下面視で車幅方向内側へ向かうに従い後側に傾斜している(図3参照)。そして、トルクボックス30に車幅方向内側斜め後方の荷重が入力されたときには、当該荷重が主としてトルクボックス30の屈曲部40(曲げ稜線40A)に沿って後側且つ車幅方向内側へ伝達されるようになっている。
また、トルクボックス30は、水平底壁部32における本体部32Aの後端から上側へ延びる後壁36と、水平底壁部32における突出部32Bの車幅方向内側端から上側へ延びる内側壁37と、突出部32Bの車幅方向外側端から上側へ延びる外側壁38と、を有している。そして、内側壁37の前端とトルクボックス縦壁34の車幅方向内側端とが接続されており、外側壁38の前端と後壁36の車幅方向内側端とが滑らか接続されている。そして、内側壁37と外側壁38との間にトンネルRF20の前端部が配置されており、水平底壁部32がトンネルRF20の前端部を下側から覆っている。すなわち、トンネルRF20の前端部がトルクボックス30の車幅方向内側端部の内部に配置されている。
さらに、トルクボックス縦壁34の上端には、前側へ張出された前側フランジ42Aが形成されており、前側フランジ42Aがフロアパネル12(図1では不図示)の下面に溶接等によって結合されている。一方、後壁36の上端には、後側へ張出された後側フランジ42Bが形成されており、後側フランジ42Bがフロアパネル12の下面に溶接等によって結合されている。この後側フランジ42Bの車幅方向内側端部は、外側壁38の上端に接続されて、外側壁38に沿って後側へ屈曲されている。さらに、後側フランジ42Bの車幅方向内側端部が、トンネルRF20のフランジ20Dの下側に隣接するように一段下側に配置されて、トンネルRF20のフランジ20Dと共にフロアパネル12に溶接等によって結合されている。
また、図3に示されるように、水平底壁部32の車幅方向外側端部には、FSメンバリヤ部10Rの下側へ張出した外側フランジ42Cが形成されている。さらに、外側フランジ42Cの前端部及び後端部は、トルクボックス縦壁34及び後壁36の車幅方向外側端に沿って上側へ延在されて、前側フランジ42A及び後側フランジ42Bの車幅方向外側端に接続されている。そして、外側フランジ42CがFSメンバリヤ部10Rに溶接等によって結合されている。これにより、トルクボックス30がFSメンバリヤ部10Rに結合されている。
(ブレースユニット50について)
図3に示されるように、ブレースユニット50は、下面視で略X字形状に形成されると共に、一対のトンネルRF20(フロアパネル12のトンネル部14)の下側に配置されている。また、ブレースユニット50は「第2部材」としての第1ブレース60及び第2ブレース80を含んで構成されており、第1ブレース60及び第2ブレース80が、トンネル部14の開口部を跨ぐように配置されて、一対のトンネルRF20を連結している。以下、具体的に説明する。
(第1ブレース60について)
第1ブレース60は、中空の略矩形柱状に形成されて、下面視で一方(右側)のトルクボックス30におけるトルクボックス縦壁34の傾斜方向に沿って延在されている。また、図4及び図6に示されるように、第1ブレース60は、第1ブレース60の下側部分を構成するブレース下パネル62と、第1ブレース60の上側部分を構成するブレース上パネル68と、を含んで構成されている。
ブレース下パネル62は、その長手方向から見て、上側へ開口された断面略ハット形状に(屈曲)形成されている。具体的には、ブレース下パネル62は、上下方向を板厚方向とする「第2水平壁」としての水平底壁部64と、水平底壁部64の幅方向両端から上側へ延びるブレース縦壁66A,66Bと、を含んで構成されている。一方、ブレース上パネル68は、上下方向を板厚方向とする略長尺板状に形成されている。そして、ブレース下パネル62の開口端部がブレース上パネル68に溶接等によって結合されている。これにより、第1ブレース60の幅方向両端部には、上下方向を板厚方向とした一対のフランジ60A(図4参照)が形成されている。
また、ブレース下パネル62の幅方向一方側のブレース縦壁66Aが、本発明の「第2縦壁」に対応しており、ブレース縦壁66Aは、トルクボックス縦壁34と平行に配置されている(図1及び図6参照)。そして、ブレース縦壁66Aと水平底壁部64との境界部が屈曲部70とされており、屈曲部70によって曲げ稜線70Aが形成されている。これにより、下面視でブレース縦壁66A及び屈曲部70(曲げ稜線70A)が、トルクボックス縦壁34の傾斜方向に沿って延在されている(図3参照)。また、図4に示されるように、ブレース縦壁66Aの前端部では、フランジ60Aが省略されており、ブレース縦壁66Aの前端部はブレース上パネル68に対して上側へ延出されている。さらに、ブレース上パネル68の前端部には、この延出されたブレース縦壁66Aに対応して折曲部68Aが形成されており、折曲部68Aは、ブレース縦壁66Aと平行に折り曲げられて、ブレース縦壁66Aと板厚方向に重合されている。そして、この重合された部分が結合部72とされている。
さらに、図1及び図6に示されるように、第1ブレース60の前端部は一方(右側)のトルクボックス30の車幅方向内側端部の下側に隣接して配置されており、第1ブレース60の結合部72がトルクボックス縦壁34の前側に隣接して配置されている。そして、第1ブレース60が、一方(右側)のトンネルRF20の前端部及びトルクボックス30の車幅方向内側端部に結合(締結固定)されている。具体的には、トンネルRF20の底壁20Aの上面に3つのウェルドナットWN1〜WN3が固定されており、このウェルドナットWN1〜WN3は前後方向に並んで配置されている。また、トルクボックス縦壁34の後面には、第1ブレース60の結合部72に対向する位置において、ウェルドナットWN4が固定されている。
そして、ブレース下パネル62の水平底壁部64とブレース上パネル68とが、ウェルドナットWN1,WN2及びボルトBによって、トルクボックス30の水平底壁部32と共にトンネルRF20の底壁20Aに結合(締結固定)されている。これにより、第1ブレース60の水平底壁部64とトルクボックス30の水平底壁部32とが結合されている。また、第1ブレース60の幅方向他方側のフランジ60Aが、ウェルドナットWN3及びボルトBによって、トルクボックス30の水平底壁部32と共にトンネルRF20の底壁20Aに結合(締結)されている。さらに、第1ブレース60の結合部72が、ウェルドナットWN4及びボルトBによって、トルクボックス縦壁34に結合(締結固定)されている。これにより、ブレース縦壁66Aとトルクボックス縦壁34とが結合されている。
なお、第1ブレース60の水平底壁部64とブレース上パネル68との間には、一対の円筒状のカラーCが設けられており、カラーCはボルトBと同軸上に配置されている。これにより、ボルトBによって第1ブレース60をトンネルRF20及びトルクボックス30に結合(締結固定)するときの締付トルク等を確保して、第1ブレース60をトンネルRF20及びトルクボックス30に強固に結合(締結固定)できる構成にされている。
一方、図示は省略するが、第1ブレース60の後端部は、第1ブレース60の前端部と同様に、ウェルドナットWN1〜WN4とボルトBによって他方(左側)のトンネルRF20に結合(締結固定)されている。なお、第1ブレース60の後端部には、結合部72が形成されてないため、一方のフランジ60Aが他方のトンネルRF20に結合(締結固定)されるようになっている。すなわち、他方(左側)のトンネルRF20には、第1ブレース60の後端部に対向する部位において、4つのウェルドナットWN1〜WN4が設けられており、当該ウェルドナットWN1〜WN4が前後方向に並んで配置されている。そして、第1ブレース60の後端部が、ウェルドナットWN1〜WN4及びボルトBによって、他方(左側)のトンネルRF20に直接的に結合(締結固定)されている。以上により、第1ブレース60がトンネルRF20を介してトンネル部14の側壁14A(車幅方向両側部分)を連結している。
また、図2に示されるように、第1ブレース60の後端部は、フロアクロスメンバ22の車幅方向内側端部と下面視でラップする位置に配置されている。すなわち、第1ブレース60の後端部とトンネルRF20との結合部分と、フロアクロスメンバ22とフロアパネル12との結合部分と、が下面視でラップするように構成されている。これにより、第1ブレース60の後端部が、トンネルRF20におけるフロアクロスメンバ22との結合部に結合されるように構成されている。
(第2ブレース80について)
図4に示されるように、第2ブレース80は、第1ブレース60の長手方向中央部を所定の範囲で分断し且つ当該分断された第1ブレース60に対して略左右対称構造を成すように構成されている。すなわち、第2ブレース80は、第2ブレース80の前部を構成する第2ブレースフロント部80Fと、第2ブレース80の後部を構成する第2ブレースリヤ部80Rと、によって構成されている。そして、第2ブレースフロント部80Fの後端部及び第2ブレースリヤ部80Rの前端部が第1ブレース60の長手方向中央部に結合されて、第1ブレース60及び第2ブレース80によってX字形を成すブレースユニット50が形成されている。
第2ブレースフロント部80Fは、第1ブレース60の前側部分と略左右対称に構成されている。すなわち、第2ブレースフロント部80Fが、ブレース下パネル82Fとブレース上パネル88Fとを含んで構成されており、ブレース下パネル82Fとブレース上パネル88Fとによって略中空矩形柱状に形成されている。そして、ブレース下パネル82Fは、「第2水平壁」としての水平底壁部84Fと、「第2縦壁」としてのブレース縦壁86Fと、フランジ80FAと、結合部92Fと、を含んで構成されており、水平底壁部84Fとブレース縦壁86Fとの間には、屈曲部90F(曲げ稜線90FA)が形成されている。そして、ブレース縦壁86Fと屈曲部90F(曲げ稜線90FA)とが、下面視で他方(左側)のトルクボックス30のトルクボックス縦壁34の傾斜方向に沿って延在されている(図3参照)。
また、第2ブレースフロント部80Fの前端部は、第1ブレース60の前端部と同様に他方(左側)のトンネルRF20及びトルクボックス30に結合されている。さらに、水平底壁部84Fの後端部には、第1ブレース60の水平底壁部64の下側に隣接するフランジ94Fが張出されており、フランジ94Fが第1ブレース60の水平底壁部64に溶接等によって結合されている。また、第2ブレースフロント部80Fの後端部では、一対のフランジ80FAが第1ブレース60の一方のフランジ60Aに重合されるようになっており、フランジ80FAと当該フランジ60Aとが溶接等によって結合されている。以上により、第2ブレースフロント部80Fの後端部が第1ブレース60の長手方向中央部に結合されている。
一方、第2ブレースリヤ部80Rは、第1ブレース60の後側部分と略左右対称に構成されている。すなわち、第2ブレースリヤ部80Rが、ブレース下パネル82Rとブレース上パネル88Rとを含んで構成されており、ブレース下パネル82Rとブレース上パネル88Rとによって略中空矩形柱状に形成されている。そして、ブレース下パネル82Rは、水平底壁部84Rと、ブレース縦壁86Rと、一対のフランジ80RAと、を含んで構成されており、水平底壁部84Rとブレース縦壁86Rとの間には、屈曲部90R(曲げ稜線90RA)が形成されている。そして、水平底壁部84Rと屈曲部90R(曲げ稜線90RA)とが、下面視で他方(左側)のトルクボックス30のトルクボックス縦壁34の傾斜方向に沿って延在されている。
また、第2ブレースリヤ部80Rの後端部は、第1ブレース60の後端部と同様に一方(右側)のトンネルRF20に結合されている。さらに、水平底壁部84Rの前端部には、第1ブレース60の水平底壁部64の下側に隣接するフランジ94Rが張出されており、フランジ94Rが第1ブレース60の水平底壁部64に溶接等によって結合されている。また、第2ブレースリヤ部80Rの前端部では、一対のフランジ80RAが第1ブレース60の他方のフランジ60Aに重合されるようになっており、フランジ80RAと当該フランジ60Aとが溶接等によって結合されている。以上により、第2ブレースリヤ部80Rの前端部が第1ブレース60の長手方向中央部に結合されている。
次に、車両Vがオブリーク衝突したときの衝突荷重の伝達経路について説明しつつ、本実施の形態の作用及び効果について説明する。なお、以下の説明では、車両Vの右側において車両Vがオブリーク衝突した場合について説明する。
図2に示されるように、車両Vがオブリーク衝突した場合には、FSメンバ10の前端側に車幅方向内側斜め後方の衝突荷重F1が入力されて、衝突荷重F1がFSメンバ10のFSメンバリヤ部10R側へ伝達される。そして、FSメンバリヤ部10Rにトルクボックス30が結合されているため、FSメンバリヤ部10Rに入力された衝突荷重F1がトルクボックス30に伝達される。
トルクボックス30では、トルクボックス縦壁34が下面視で車幅方向内側へ向かうに従い後側へ傾斜されている。すなわち、衝突荷重F1の荷重方向にトルクボックス縦壁34が延在されている。このため、衝突荷重F1が、主としてトルクボックス30のトルクボックス縦壁34と水平底壁部32との間の曲げ稜線40Aに沿って後側へ伝達される。
トルクボックス30の車幅方向内側端部には、右側のトンネルRF20の前端部及び第1ブレース60の前端部が結合されているため、トルクボックス30に伝達された衝突荷重F1が、右側のトンネルRF20へ伝達される衝突荷重F2と、第1ブレース60へ伝達される衝突荷重F3と、に分散される。そして、右側のトンネルRF20に伝達された衝突荷重F2は、トンネルRF20に沿って後側へ伝達される。さらに、衝突荷重F2が、トンネルRF20からトンネル部14の右側の側壁14Aに伝達されて、当該側壁14Aに沿って後側へ伝達される。
ここで、第1ブレース60のブレース縦壁66Aが、トルクボックス30のトルクボックス縦壁34と平行に配置され且つトルクボックス縦壁34に結合(締結固定)されている。また、第1ブレース60の水平底壁部64がトルクボックス30の水平底壁部32に結合(締結固定)されている(図1及び図6参照)。すなわち、第1ブレース60の水平底壁部64及びブレース縦壁66Aが、トルクボックス30の屈曲部40から延出されている水平底壁部32及びトルクボックス縦壁34にそれぞれ結合されている。そして、第1ブレース60には、水平底壁部64とブレース縦壁66Aとの間において、屈曲部70(曲げ稜線70A)が形成されており、屈曲部70(曲げ稜線70A)は、トルクボックス30の屈曲部40の傾斜方向に沿って延在されている。このため、トルクボックス30から第1ブレース60に入力される衝突荷重F3を第1ブレース60の屈曲部70(曲げ稜線70A)に効果的に伝達させて、当該衝突荷重F3を屈曲部70(曲げ稜線70A)に沿って後側へ効率よく伝達させることができる。
以下、この点について詳しく説明する。すなわち、仮にブレース縦壁66Aとトルクボックス縦壁34との結合を省略した場合には、トルクボックス30の屈曲部40(曲げ稜線40A)に沿って後側へ伝達される衝突荷重F1を、主として第1ブレース60の水平底壁部64が受けるようになる。そして、トルクボックス30の水平底壁部32及び第1ブレース60の水平底壁部64は上下方向を板厚方向として配置されているため、水平底壁部64と水平底壁部32との間にせん断力が作用するようになる。これにより、水平底壁部64と水平底壁部32との間が破断(せん断)する可能性があり、この場合には、トルクボックス30から第1ブレース60に伝達された衝突荷重F3を、第1ブレース60によって後側へ効率よく伝達させることができなくなる虞がある。
これに対して、本実施の形態では、上述したように、第1ブレース60の水平底壁部64がトルクボックス30の水平底壁部32に結合されているのに加えて、第1ブレース60のブレース縦壁66Aがトルクボックス30のトルクボックス縦壁34に結合されている。このため、トルクボックス30の屈曲部40(曲げ稜線40A)に沿って後側へ伝達される衝突荷重F1を、ブレース縦壁66Aによっても受けることができる。そして、ブレース縦壁66Aは、水平底壁部64から上側へ屈曲されて、下面視で車幅方向内側へ向かうに従い後側へ傾斜されている。すなわち、ブレース縦壁66Aの板厚方向を上下方向に対して略直交する方向に設定できると共に、下面視でブレース縦壁66Aを車幅方向に対して傾斜させることができる。さらに、オブリーク衝突時における衝突荷重の荷重方向は、車幅方向内側斜め後方であるため、衝突荷重を、車幅方向内側への分力と、後側への分力と、に分けることができる。このため、第1ブレース60へ入力される衝突荷重F3をブレース縦壁66Aが受けるときには、トルクボックス縦壁34が衝突荷重F3の車幅方向内側への分力を面で受けるように作用する。その結果、第1ブレース60の水平底壁部64とトルクボックス30の水平底壁部32との間の破断(せん断)が抑制される。したがって、トルクボックス30の屈曲部40(曲げ稜線40A)に沿って後側へ伝達される衝突荷重F3を、第1ブレース60の屈曲部70(曲げ稜線70A)に効果的に伝達させて、屈曲部70(曲げ稜線70A)に沿って後側へ効率よく伝達させることができる。
そして、第1ブレース60の後端部は、左側のトンネルRF20に結合されているため、衝突荷重F3が第1ブレース60の後端部から左側のトンネルRF20に伝達される。さらに、左側のトンネルRF20に伝達された衝突荷重F3は、当該トンネルRF20に沿って後側へ伝達される。また、左側のトンネルRF20に伝達された衝突荷重F3は、当該トンネルRF20からトンネル部14の左側の側壁14Aへ伝達されて、当該側壁14Aに沿って後側へ伝達される。以上により、車両Vのオブリーク衝突時において衝突荷重をトンネル部14の車幅方向両側部に効率よく伝達させることができる。
また、ブレースユニット50では、第1ブレース60と第2ブレース80とによってブレースユニット50がX字形状に形成されている。そして、ブレースユニット50によってトンネル部14の車幅方向両側部分がトンネルRF20を介して連結されている。これにより、ブレースユニット50によってフロアパネル12の剛性を高めつつ、オブリーク衝突時における衝突荷重をトンネル部14に効率よく伝達させることができる。
さらに、トルクボックス30の車幅方向内側端部及びブレースユニット50(第1ブレース60及び第2ブレース80)の前端部が、トンネルRF20の前端部に結合(締結固定)されている。このため、上述したように、トルクボックス30に入力される衝突荷重F1を、トンネルRF20に伝達される衝突荷重F2と、ブレースユニット50に伝達される衝突荷重F3と、に分散させることができる。そして、トンネルRF20に入力された衝突荷重F2をトンネルRF20に沿って後側へ効果的に流すことができる。また、ブレースユニット50に入力された衝突荷重F3をトンネルRF20に伝達させて、トンネルRF20に沿って後側へ効果的に流すことができる。したがって、ブレースユニット50によって衝突荷重を効果的に分散させることができる。
また、第1ブレース60及び第2ブレース80の後端部が、フロアクロスメンバ22の車幅方向内側端部及びトンネルRF20と下面視でラップして配置されている。これにより、第1ブレース60及び第2ブレース80の後端部からトンネルRF20に伝達された衝突荷重F3が、フロアクロスメンバ22に伝達されると共に、フロアクロスメンバ22を介してロッカ16へ伝達される。これにより、オブリーク衝突時において衝突荷重に対する分散効果を高くすることができる。
(ブレースユニット50の変形例)
以下、図7及び図8を用いて、ブレースユニット50の変形例について説明する。変形例では、以下に示す点を除いて本実施の形態と同様に構成されている。すなわち、変形例では、ブレースユニット50が、トンネル部14の開口部を跨ぐように左右一対のトンネルRF20の車幅方向内側に配置されている。以下、具体的に説明する。
ブレースユニット50では、第1ブレース60の水平底壁部64の下面が、トルクボックス30における水平底壁部32の下面と面一になるように、第1ブレース60の上下位置が設定されている。また、水平底壁部64の前端部には、第1固定フランジ部100が一体に形成されており、第1固定フランジ部100は水平底壁部64から車幅方向外側へ延出されている。さらに、第1固定フランジ部100の基端部は下側へ段差状に屈曲されており、第1固定フランジ部100が、水平底壁部64に対して一段下側に配置され、水平底壁部64と平行を成すように配置されている。そして、第1固定フランジ部100が、トルクボックス30における水平底壁部32の下側に重合されて、ボルトB及びウェルドナットWN1,WN2によってトンネルRF20の底壁20Aに水平底壁部32と共に結合(締結固定)されている。これにより、第1ブレース60の水平底壁部64とトルクボックス30の水平底壁部32とが結合(締結固定)されている。
また、第1ブレース60の結合部72(ブレース縦壁66A及び折曲部68A)は、本実施の形態よりも車幅方向外側へ延び出されており、結合部72がトルクボックス30のトルクボックス縦壁34の前側に重合されている。そして、結合部72が、ボルトB及びウェルドナットWN4によってトルクボックス縦壁34に結合(締結固定)されている。
さらに、第1ブレース60のブレース縦壁66Bの前端部には、後側へ張出された第2固定フランジ部102が一体に形成されている。この第2固定フランジ部102は、トルクボックス30の内側壁37の車幅方向内側に重合されている。また、本変形例では、ウェルドナットWN3が、トンネルRF20の内側壁20Bの車幅方向外側面に固定されており、ウェルドナットWN3と第2固定フランジ部102とが、トンネルRF20の内側壁20B及びトルクボックス30の内側壁37を介して対向して配置されている。そして、第2固定フランジ部102が、ウェルドナットWN3及びボルトBによって、トルクボックス30の内側壁37を介してトンネルRF20の内側壁20Bに結合(締結固定)されている。これにより、第1ブレース60の前端部がトンネルRF20の内側壁20Bに結合(締結固定)されている。
なお、図示は省略するが、第1ブレース60の後端部にも、第1固定フランジ部100及び第2固定フランジ部102に対応するフランジ部が形成されて、第1ブレース60の後端部が左側のトンネルRF20に結合(締結固定)されている。さらに、第2ブレース80は、本実施の形態と同様に、第1ブレース60の長手方向中央部を所定の範囲で分断し且つ当該分断された第1ブレース60に対して略左右対称構造を成すように構成されている。このため、第2ブレースフロント部80Fの前端部及び第2ブレースリヤ部80Rの後端部も第1ブレース60の前端部及び後端部と同様に構成されている。
以上により、本変形例においても、第1ブレース60のブレース縦壁66Aが、トルクボックス30のトルクボックス縦壁34と平行に配置され且つトルクボックス縦壁34に結合(締結固定)されている。また、第1ブレース60の水平底壁部64がトルクボックス30の水平底壁部32に結合(締結固定)されている。このため、本実施の形態と同様に、オブリーグ衝突時には、トルクボックス30から第1ブレース60に入力される衝突荷重F3を第1ブレース60の屈曲部70(曲げ稜線70A)に効果的に伝達させて、当該衝突荷重F3を屈曲部70(曲げ稜線70A)に沿って後側へ効率よく伝達させることができる。
また、本変形例では、第1ブレース60におけるブレース縦壁66Bの前端部に第2固定フランジ部102が一体に形成されており、第2固定フランジ部102がトンネルRF20の内側壁20Bに結合(締結固定)されている。すなわち、第1ブレース60の第2固定フランジ部102によってトンネルRF20を車幅方向内側から支持するように構成されている。このため、オブリーク衝突のときに車幅方向内側斜め後方の衝突荷重F1がトルクボックス30からトンネルRF20に伝達されたときには、当該衝突荷重F1を第1ブレース60の第2固定フランジ部102及びブレース縦壁66Aによって受け止めつつ、第1ブレース60に当該衝突荷重F1を伝達させることができる。これにより、第1ブレース60とトンネルRF20との結合部(詳しくは、第1ブレース60の水平底壁部64とトルクボックス30の水平底壁部32との結合部)における破断(せん断)を一層抑制しつつ、衝突荷重F1を一層効率よく第1ブレース60へ伝達させることができる。
なお、本変形例では、第2固定フランジ部102がブレース縦壁66Bに形成されているが、第1ブレース60における第2固定フランジ部102を形成する部位はこれに限らない。例えば、第2固定フランジ部102を第1ブレース60におけるフランジ60Aに形成してもよいし、ブレース上パネル68に形成してもよい。また、第2固定フランジ部102をトンネルRF20の内側壁20Bに直接結合するように構成してもよい。
また、本変形例では、第1固定フランジ部100及び第2固定フランジ部102が第1ブレース60のブレース下パネル62に一体に形成されているが、第1固定フランジ部100及び第2固定フランジ部102をブレース下パネル62とは別体に構成してもよい。そして、別体で構成された第1固定フランジ部100及び第2固定フランジ部102をブレース下パネル62に一体化させてもよい。
また、本実施の形態及び変形例では、フロアパネル12にトンネルRF20が設けられているが、フロアパネル12においてトンネルRF20を省略してもよい。具体的には、図8に示されるように、トルクボックス30の内側壁37を、トンネル部14の側壁14Aに対して車幅方向内側に隣接するように配置して、内側壁37と側壁14Aとを溶接等によって固定する。また、ウェルドナットWN1〜WN4は、トルクボックス30の水平底壁部32の上面に固定する。そして、第1ブレース60及び第2ブレース80の前端部をトルクボックス30の車幅方向内側端部に直接的に結合(締結固定)する。一方、図示は省略するが、第1ブレース60及び第2ブレース80の後端部では、第1ブレース60及び第2ブレース80の上下寸法を大きくしてフロアパネル12に直接的に結合(締結固定)してもよいし、ブラケット等を介してフロアパネル12に結合(締結固定)してもよい。
また、本実施の形態及び変形例では、ブレースユニット50において、第1ブレース60及び第2ブレース80が溶接によって一体化されているが、ブレースユニット50の形成方法はこれに限るものではない。例えば、第2ブレース80と同様に第1ブレース60を前後方向に2部材に分割させ、2部材で構成された第1ブレース60及び第2ブレース80を結合することで、ブレースユニット50を形成してもよい。また、例えば、ブレース下パネル62、ブレース下パネル82F、及びブレース下パネル82Rを、プレス加工等によって一体に形成された下パネルとし、ブレース上パネル68、ブレース上パネル88F、及びブレース上パネル88Rを、プレス加工等によって一体に形成された上パネルとし、当該下パネルと当該上パネルとを結合してブレースユニット50を形成してもよい。
また、本実施の形態及び変形例では、フロアパネル12のトンネル部14とトンネルRF20とが別体で形成されているが、トンネル部14とトンネルRF20とを一体に構成してもよい。
また、本実施の形態及び変形例では、トルクボックス30の本体部32Aが下面視で略三角形状に形成されて、トルクボックス30の全体が下面視で略三角形状に形成されているが、トルクボックス30の形状は適宜変更可能である。例えば、トルクボックス30を車幅方向に略直線状に延びる形状にしてもよい。
また、本実施の形態及び変形例では、トルクボックス30がフロントサイドメンバ10から車幅方向内側へ延出された構成されているが、トルクボックス30及びフロントサイドメンバ10の形態は、これに限らない。例えば、フロントサイドメンバ10の後方部分をトンネル部14側へ湾曲させて、フロントサイドメンバ10とトルクボックス30とを一体にした構造にしてもよい。
また、本実施の形態及び変形例では、フロアパネル12のトンネル部14に対して車幅方向両側に車両下部構造Sが適用された例について説明したが、車両下部構造Sをトンネル部14に対して車幅方向外側の一方側のみに適用してもよい。
10 フロントサイドメンバ
12 フロアパネル(床部)
14 トンネル部
14A 側壁(トンネル部の車幅方向両側部分)
16 ロッカ
20 トンネルリインフォースメント
20A 底壁
20B 内側壁
20C 外側壁
22 フロアクロスメンバ(クロスメンバ)
30 インナトルクボックス(第1部材)
32 水平底壁部(第1水平壁)
34 トルクボックス縦壁(第1縦壁)
60 第1ブレース(第2部材)
64 水平底壁部(第2水平壁)
66A ブレース縦壁(第2縦壁)
80 第2ブレース(第2部材)
84F 水平底壁部(第2水平壁)
86F ブレース縦壁(第2縦壁)
S 車両下部構造

Claims (5)

  1. 車室の床部の車幅方向中央部において車両前後方向に延在され、車両前後方向から見て車両下側へ開口されたトンネル部と、
    長手方向を車両前後方向として配置され、後方部が前記床部の車両下側且つ前記トンネル部の車幅方向外側に配置されたフロントサイドメンバと、
    前記フロントサイドメンバの後方部から車幅方向内側へ延出され、板厚方向を車両上下方向とする第1水平壁と、前記第1水平壁から車両上側に屈曲され且つ下面視で車幅方向内側へ向かうに従い車両後側へ傾斜された第1縦壁と、を含んで構成された第1部材と、
    前記トンネル部の開口部を跨ぐように配置され、前記第1縦壁の傾斜方向に沿って延在されると共に、前記トンネル部の車幅方向両側部分を連結する第2部材と、
    を備え、
    前記第2部材は、
    板厚方向を車両上下方向として配置され、前記第1水平壁に結合された第2水平壁と、
    前記第2水平壁から車両上側に屈曲され、前記第1縦壁と平行に配置されると共に、前記第1縦壁に結合された第2縦壁と、
    を含んで構成されている車両下部構造。
  2. 前記第1部材が前記トンネル部の車幅方向外側において一対設けられており、前記第2部材は前記トンネル部の開口部において一対設けられ、
    一対の前記第2部材が下面視でX字形状に交差され、一方の前記第2部材が他方の前記第2部材の長手方向中央部において結合されている請求項1に記載の車両下部構造。
  3. 前記床部における前記トンネル部に隣接する部分には、車両前後方向に延在された一対のトンネルリインフォースメントが結合されており、
    前記第1部材の車幅方向内側端部及び前記第2部材の前端部が前記トンネルリインフォースメントに結合されている請求項2に記載の車両下部構造。
  4. 前記床部の車両幅方向の両側には、車両前後方向に延在されたロッカが設けられており、前記ロッカは、車幅方向に延在されたクロスメンバによって前記トンネルリインフォースメントに連結され、
    下面視で、前記第2部材の後端部が、前記トンネルリインフォースメントにおける前記クロスメンバとの結合部に結合されている請求項3に記載の車両下部構造。
  5. 前記トンネルリインフォースメントは、車両前後方向から見た断面視で、車両上下方向を板厚方向として配置された底壁と、前記底壁の車幅方向内側端から車両上側へ延出された内側壁と、前記底壁の車幅方向外側端から車両上側へ延出された外側壁と、を含んで構成され、
    前記第2部材の前端部が前記内側壁に結合されている請求項3又は請求項4に記載の車両下部構造。
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