JP2017144950A - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体の剛性を低下させることなく、ワイヤーハーネスや燃料配管のような線状部材をフロアパネルの下面からエンジンルームに案内可能にする。【解決手段】フロアパネル１２の前部がダッシュボードロアパネル１３の下部に接続する部分で、トンネル部補強フレーム１６の下面とフロアフレーム１７の下方のフロアパネル１２の下面とを連結メンバ２２で連結し、隆起部３０の側壁３０ａ、隆起部３０の上壁３０ｂ、トンネル部補強フレーム１６および連結メンバ２２により囲まれた空間に、ダッシュボードロアパネル１３の前方のエンジンルームへと延びる線状部材３１を配置したので、線状部材３１を配置する空間を容易に確保して設計自由度を高めることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、フロアパネルの車幅方向中央部に上方に隆起して前後方向に延びるトンネル部が形成され、前記トンネル部の車幅方向外側の前記フロアパネルの上面に前後方向に延びるフロアフレームが設けられ、前記フロアパネルは前記フロアフレームおよび前記トンネル部に挟まれた位置に側壁および上壁を有して一段高く隆起した隆起部が形成され、前記トンネル部の下端に沿う前記隆起部の上壁の下面に前後方向に延びるトンネル部補強フレームが設けられた自動車の車体構造に関する。

電気自動車のフロアパネルに支持したバッテリとフロントコンパートメントに配置したモータユニットとを接続するワイヤーハーネスを、フロアパネルの車幅方向中央部を前後方向に延びるトンネル部の内部に配置したものが、下記特許文献１により公知である。

またフロアパネルの下面に接続されて車幅方向に延びるクロスメンバの前後面に開口を形成し、これらの開口を前後方向に貫通する筒状のガイド部材の内部を通して燃料パイプを配管したものが、下記特許文献２により公知である。

ＷＯ２０１４／１６７９７６ 特開２００６−３２１３１５号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたものは、フロアパネルの内部にワイヤーハーネスを配置するため、フロアパネルの内部にプロペラシャフトを配置する車両の場合には、ワイヤーハーネスがプロペラシャフトと干渉するために採用することが困難である。

また上記特許文献２に記載されたものは、クロスメンバに開口を形成してガイド部材を貫通させるため、この開口によって補強部材であるクロスメンバの強度が低下してしまう懸念がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車体の剛性を低下させることなく、ワイヤーハーネスや燃料配管のような線状部材をフロアパネルの下面からエンジンルームに案内可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、フロアパネルの車幅方向中央部に上方に隆起して前後方向に延びるトンネル部が形成され、前記トンネル部の車幅方向外側の前記フロアパネルの上面に前後方向に延びるフロアフレームが設けられ、前記フロアパネルは前記フロアフレームおよび前記トンネル部に挟まれた位置に側壁および上壁を有して一段高く隆起した隆起部が形成され、前記トンネル部の下端に沿う前記隆起部の上壁の下面に前後方向に延びるトンネル部補強フレームが設けられた自動車の車体構造であって、前記フロアパネルの前部がダッシュボードロアパネルの下部に接続する部分で、前記トンネル部補強フレームの下面と前記フロアフレームの下方のフロアパネルの下面とを連結メンバで連結し、前記隆起部の側壁、前記隆起部の上壁、前記トンネル部補強フレームおよび前記連結メンバにより囲まれた空間に、前記ダッシュボードロアパネルの前方のエンジンルームへと延びる線状部材を配置したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記フロアフレームの前部は、前記エンジンルーム内に前後方向に配置されたフロントサイドフレームの後部に、前上方から後下方に傾斜する前記ダッシュボードロアパネルを挟んで接続され、前記連結メンバは水平壁および鉛直壁が稜線を挟んで連続するＬ字状断面を有し、前記連結メンバの前部は前上方に折り曲げられて前記フロントサイドフレームの後部の下壁および車幅方向内壁に接続され、前記連結メンバの後部は前記トンネル部補強フレームの下壁および車幅方向内壁に接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記フロントサイドフレームの後部内面にスチフナが配置され、前記連結メンバの前部は前記フロントサイドフレームの後部および前記スチフナに３枚重ねで接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項２または請求項３の構成に加えて、前記連結メンバの後部の鉛直壁は、前記トンネル部補強フレームの前端を覆って該トンネル部補強フレームの車幅方向内壁に接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記連結メンバは、水平壁からの鉛直壁の立ち上がり高さが後方から前方に向かって減少し、前記鉛直壁の上端に前方に向かって折れ曲がるフランジが形成されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、前記エンジンルームに配置されたサブフレームの後部の車体取付部と前記連結メンバの前部とを連結するステーを備え、前記ステーの後部は前記連結メンバおよび前記フロントサイドフレームに３枚重ねで接続されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項６の構成に加えて、前記ステーは、その長手方向に沿って延びるビードを備えるとともに、前記連結メンバとの接続部と前記ビードの後端との間に開口部を備えることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

なお、実施の形態の燃料配管３１は本発明の線状部材に対応する。

請求項１の構成によれば、フロアパネルの車幅方向中央部に上方に隆起して前後方向に延びるトンネル部が形成され、トンネル部の車幅方向外側のフロアパネルの上面に前後方向に延びるフロアフレームが設けられ、フロアパネルはフロアフレームおよびトンネル部に挟まれた位置に側壁および上壁を有して一段高く隆起した隆起部が形成され、トンネル部の下端に沿う隆起部の上壁の下面に前後方向に延びるトンネル部補強フレームが設けられる。

フロアパネルの前部がダッシュボードロアパネルの下部に接続する部分で、トンネル部補強フレームの下面とフロアフレームの下方のフロアパネルの下面とを連結メンバで連結し、隆起部の側壁、隆起部の上壁、トンネル部補強フレームおよび連結メンバにより囲まれた空間に、ダッシュボードロアパネルの前方のエンジンルームへと延びる線状部材を配置したので、線状部材を配置する空間を容易に確保して設計自由度を高めることができる。

また請求項２の構成によれば、フロアフレームの前部は、エンジンルーム内に前後方向に配置されたフロントサイドフレームの後部に、前上方から後下方に傾斜するダッシュボードロアパネルを挟んで接続される。連結メンバは水平壁および鉛直壁が稜線を挟んで連続するＬ字状断面を有し、連結メンバの前部は前上方に折り曲げられてフロントサイドフレームの後部の下壁および車幅方向内壁に接続され、連結メンバの後部はトンネル部補強フレームの下壁および車幅方向内壁に接続されるので、フロントサイドフレームから入力する衝突荷重をフロアフレームに伝達して吸収する以外に、その衝突荷重をフロントサイドフレームから連結メンバを介してトンネル部補強フレームに伝達して吸収することができる。

また請求項３の構成によれば、フロントサイドフレームの後部内面にスチフナが配置され、連結メンバの前部はフロントサイドフレームの後部およびスチフナに３枚重ねで接続されるので、フロントサイドフレームおよび連結メンバの接続部の強度を高めて衝突荷重の伝達性能を向上することができる。

また請求項４の構成によれば、連結メンバの後部の鉛直壁は、トンネル部補強フレームの前端を覆って該トンネル部補強フレームの車幅方向内壁に接続されるので、フロントサイドフレームから入力する衝突荷重を連結メンバの稜線を介してトンネル部補強フレームに伝達できるだけでなく、連結メンバの鉛直壁からトンネル部補強フレームの前端に直接的に伝達できる。

また請求項５の構成によれば、連結メンバは、水平壁からの鉛直壁の立ち上がり高さが後方から前方に向かって減少し、鉛直壁の上端に前方に向かって折れ曲がるフランジが形成されるので、稜線の位置が上下方向に変化しないようにして連結メンバの強度を確保しながら線状部材を配置する空間を確保できるだけでなく、線状部材は前方に向かって折れ曲がるフランジに面接触するので傷付くのが防止される。

また請求項６の構成によれば、エンジンルームに配置されたサブフレームの後部の車体取付部と連結メンバの前部とを連結するステーを備え、ステーの後部は連結メンバおよびフロントサイドフレームに３枚重ねで接続されるので、サブフレームの車体取付部の剛性を高めて操縦安定性を向上することができる。

また請求項７の構成によれば、ステーは、その長手方向に沿って延びるビードを備えるとともに、連結メンバとの接続部とビードの後端との間に開口部を備えるので、前面衝突の衝突荷重でサブフレームが後退する際に連結メンバが脆弱な開口部において破断することで、サブフレームの後退が許容されて衝突エネルギーの吸収効果が高められる。

自動車の車体前部の下面図。 図１の２−２線断面図。 図２の３部拡大斜視図。 図３の４−４線断面図。 図３の５−５線断面図。

以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施の形態を説明する。尚、本明細書において前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。

図１〜図４に示すように、左右一対のサイドシル１１，１１間に挟まれたフロアパネル１２の前端からダッシュボードロアパネル１３の下部が前上方に立ち上がっており、その前方にエンジンルーム１４が区画される。フロアパネル１２の車幅方向中央部からダッシュボードロアパネル１３の車幅方向中央部に跨がるように断面台形状のトンネル部１５が上方に隆起する。フロアパネル１２の下面には、トンネル部１５の車幅方向両側に沿うように左右一対のトンネル部補強フレーム１６，１６が前後方向に配置され、またフロアパネル１２の上面における左右のトンネル部補強フレーム１６，１６の車幅方向外側には、左右一対のフロアフレーム１７，１７が前後方向に配置される。

フロアパネル１２は、フロアフレーム１７，１７に接続される部分からトンネル部補強フレーム１６，１６に接続される部分に向かって、側壁３０ａ，３０ａおよび上壁３０ｂ，３０ｂよりなる左右一対の隆起部３０，３０（図４参照）を備える。よって、フロアパネル１２は、トンネル部補強フレーム１６，１６に接続される部分が、フロアフレーム１７，１７に接続される部分よりも、一段高くなっている。

エンジンルーム１４内に前後方向に配置された左右一対のフロントサイドフレーム１８，１８の後部は、上下方向の厚さを次第に減じながら後下方に湾曲し、前上方に傾斜するダッシュボードロアパネル１４の前面に接続される。前上方に湾曲するフロアフレーム１７，１７の前端は前上方に傾斜するダッシュボードロアパネル１４の後面に接続されており、フロントサイドフレーム１８，１８の後端とフロアフレーム１７，１７の前端とは、ダッシュボードロアパネル１４を挟んで前後方向に整列する。

中央部が開口する四角枠状のサブフレーム１９がエンジンルーム１４に配置されており、その左右後部は、フロントサイドフレーム１８，１８の下面に設けたブラケット２０，２０の下面に下方からボルト２１，２１で締結される。そして左右のフロントサイドフレーム１８，１８の後端下面と左右のトンネル部補強フレーム１６，１６の前端下面とが、後方側が車幅方向内側に傾斜する左右一対の連結メンバ２２，２２で連結されるとともに、連結フレーム２２，２２の前端とサブフレーム１９の後端とが、前後方向に延びる左右一対のステー２３，２３で連結される。

図２〜図５に示すように、連結メンバ２２は金属板をプレス加工した部材であり、概ね水平方向に延びる水平壁２２ａと、水平壁２２ａの車幅方向内側の端部から稜線２２ｅを介して上方に起立する鉛直壁２２ｂと、水平壁２２ａの車幅方向外側の端部を上向きに折り曲げたフランジ２２ｃと、鉛直壁２２ｂの上側の端部を前向きに折り曲げたフランジ２２ｄとを備えており、水平壁２２ａの前端部はフロントサイドフレーム１８の下面に沿うように前上方に折り曲げられ、鉛直壁２２ｂの前部および後部は前後方向に沿うように相互に逆方向に折り曲げられる。水平壁２２ａからの鉛直壁２２ｂの起立高さは、連結メンバ２２の前方に向かって（図４における紙面の裏側に向かって）次第に低くなる。

フロントサイドフレーム１８の後部の内面に沿うように断面Ｕ字状のスチフナ２４が配置される。そして連結メンバ２２の水平壁２２ａの前部がフロントサイドフレーム１８の後部の下壁１８ａおよびスチフナ２４に３枚重ねで重ね合わされてボルト２５で共締めされるとともに、連結メンバ２２の鉛直壁２２ｂの前部がフロントサイドフレーム１８の後部の車幅方向内壁１８ｂおよびスチフナ２４に３枚重ねで重ね合わされてボルト２６で共締めされる。

また連結メンバ２２の水平壁２２ａの後部がトンネル部補強フレーム１６の前部の下壁１６ａに重ねで重ね合わされてボルト２７で締結されるとともに、連結メンバ２２の鉛直壁２２ｂの後部がトンネル部補強フレーム１６の前部の車幅方向内壁１６ｂに重ね合わされてボルト２８で締結される。

ステー２３は金属板をプレス加工した部材であり、前後両端の取付部２３ａ，２３ｂに挟まれた部分に、長手方向に沿って下向きに隆起するビード２３ｃが形成されるとともに、後側の取付部２３ｂとビード２３ｃの後端との間の段差部に開口部２３ｄが形成される。そしてステー２３の前側の取付部２３ａと、サブフレーム１９の後端の取付部２１ａとが、前記ボルト２１（図２参照）でフロントサイドフレーム１８の下面のブラケット２０に締結されるとともに、ステー２３の後側の取付部２３ｂと、連結メンバ２２の水平壁２２ａと、フロントサイドフレーム１８の下壁１８ａと、スチフナ２４とが、ボルト２９により共締めされる（図２参照）。

図３および図４に示すように、車体後部に搭載された燃料タンクからエンジンルーム１４に搭載されたエンジンへと延びる燃料配管３１が、フロアパネル１２の隆起部３０の側壁３０ａと、隆起部３０の上壁３０ｂと、トンネル部補強フレーム１６の車幅方向外壁１６ｃと、連結メンバ２２の鉛直壁２２ｂの上端のフランジ２２ｄとにより囲まれた空間を通過するように配置される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

図３および図４から明らかなように、フロアパネル１２の前部がダッシュボードロアパネル１３の下部に接続する部分で、トンネル部補強フレーム１６の下面とフロアフレーム１７の下方のフロアパネル１２の下面とが連結メンバ２２で連結されており、フロアパネル１２の隆起部３０の側壁３０ａおよび上壁３０ｂと、トンネル部補強フレーム１６の車幅方向外壁１６ｃと、連結メンバ２２の鉛直壁２２ｂのフランジ２２ｄとにより囲まれた空間に、車体後部の燃料タンクからダッシュボードロアパネル１３の前方のエンジンルーム１４へと延びる燃料配管３１を配置したので、トンネル部１５の内部空間を使用することなく、燃料配管３１を配置する空間を容易に確保して設計自由度を高めることができる。

このとき、連結メンバ２２は、水平壁２２ａからの鉛直壁２２ｂの立ち上がり高さが後方から前方に向かって減少するので（図４参照）、稜線２２ｅの位置が上下方向に変化しないようにして連結メンバ２２の強度を確保しながら、線状部材３１を配置する空間を容易に確保できる。しかも連結メンバ２２は鉛直壁２２ｂの上端に前方に向かって折れ曲がるフランジ２２ｅを有するので、鉛直壁２２ｂの上端のエッジが連結メンバ２２に直接接触するのを避け、折り曲げ部に丸みを有するフランジ２２ｅにより線状部材３１が傷付くのを防止することができる。

また図３および図５から明らかなよう、連結メンバ２２は水平壁２２ａおよび鉛直壁２２ｂが稜線２２ｅを挟んで連続するＬ字状断面を有し、連結メンバ２２の前部は前上方に折り曲げられてフロントサイドフレーム１８の後部の下壁１８ａおよび車幅方向内壁１８ｂに接続され、連結メンバ２２の後部はトンネル部補強フレーム１６の前部の下壁１６ａおよび車幅方向内壁１６ｂに接続されるので、フロントサイドフレーム１８から入力する衝突荷重をフロアフレーム１７に伝達して吸収できるだけでなく、その衝突荷重をフロントサイドフレーム１８から連結メンバ２２を介してトンネル部補強フレーム１６に伝達して吸収することができる。

またフロントサイドフレーム１８の後部内面には補強用のスチフナ２４が配置されており、連結メンバ２２の前部の下壁２２ａはフロントサイドフレーム１８の後部の下壁１８ａおよびスチフナ２４に３枚重ねにされてボルト２５で締結されるので、フロントサイドフレーム１８および連結メンバ２２の接続部の強度を高めて衝突荷重の伝達性能を向上することができる。

しかも斜め方向に延びる連結メンバ２２の後部の鉛直壁２２ｂは、トンネル部補強フレーム１６の前端を覆って該トンネル部補強フレーム１６の車幅方向内壁１６ｂにボルト２８で締結されるので、フロントサイドフレーム１８から入力する衝突荷重を連結メンバ２２の稜線２２ａを介してトンネル部補強フレーム１６に伝達できるだけでなく、連結メンバ２２の鉛直壁２２ｂからトンネル部補強フレーム１６の前端に直接的に伝達できる。

また図２および図３から明らかなように、エンジンルーム１４にはエンジン、トランスミッション、サスペンション装置等を支持するサブフレーム１９が配置されており、サブフレーム１９の後部の車体取付部と連結メンバ２２の前部とがステー２３で連結されるが、ステー２３の後部は連結メンバ２２の水平壁２２と、フロントサイドフレーム１８の下壁１８ａとに３枚重ねで重ね合わされ、更にスチフナ２４を加えて４枚重ねで重ね合わされた状態でボルト２９で締結されるので、サブフレーム１９に伝達された衝突荷重をステー２３を介してフロントサイドフレーム１６およびフロアフレーム１７に効率的に伝達することができる。これにより、サスペンション装置を支持するサブフレーム１９の取付剛性を高め、車両の操縦安定性を向上することができる。

しかもステー２３は長手方向に沿って延びるビード２３ｃを備えるとともに、連結メンバ２２との締結部とビード２３ｃの後端との間に開口部２３ｄを備えるので、前面衝突の衝突荷重でサブフレーム１９が後退する際に連結メンバ２２が脆弱な開口部２３ｄにおいて破断することで、サブフレーム１９の後退が許容されて衝突エネルギーの吸収効果が高められる。このとき、ステー２３のビード２３ｃの後端は開口部２３ｄを挟んでボルト２９の頭部よりも下方に位置するため（図２参照）、前面衝突の衝突荷重でサブフレーム１９が後退する際に、ビード２３ｃの後端がボルト２９の頭部とすれ違うことで、開口部２３ｄにおけるステー２３の破断を促進することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の線状部材は実施の形態の燃料配管３１に限定されず、ワイヤーハーネス等の他の線状部材であっても良い。

１２ フロアパネル
１３ ダッシュボードロアパネル
１４ エンジンルーム
１５ トンネル部
１６ トンネル部補強フレーム
１６ａ 下壁
１６ｂ 車幅方向内壁
１７ フロアフレーム
１８ フロントサイドフレーム
１８ａ 下壁
１８ｂ 車幅方向内壁
１９ サブフレーム
２２ 連結メンバ
２２ａ 水平壁
２２ｂ 鉛直壁
２２ｄ フランジ
２２ｅ 稜線
２３ ステー
２３ｃ ビード
２３ｄ 開口部
２４ スチフナ
３０ 隆起部
３０ａ 側壁
３０ｂ 上壁
３１ 燃料配管（線状部材）

Claims (7)

1. フロアパネル（１２）の車幅方向中央部に上方に隆起して前後方向に延びるトンネル部（１５）が形成され、前記トンネル部（１５）の車幅方向外側の前記フロアパネル（１２）の上面に前後方向に延びるフロアフレーム（１７）が設けられ、前記フロアパネル（１２）は前記フロアフレーム（１７）および前記トンネル部（１５）に挟まれた位置に側壁（３０ａ）および上壁（３０ｂ）を有して一段高く隆起した隆起部（３０）が形成され、前記トンネル部（１５）の下端に沿う前記隆起部（３０）の上壁（３０ｂ）の下面に前後方向に延びるトンネル部補強フレーム（１６）が設けられた自動車の車体構造であって、 前記フロアパネル（１２）の前部がダッシュボードロアパネル（１３）の下部に接続する部分で、前記トンネル部補強フレーム（１６）の下面と前記フロアフレーム（１７）の下方のフロアパネル（１２）の下面とを連結メンバ（２２）で連結し、前記隆起部（３０）の側壁（３０ａ）、前記隆起部（３０）の上壁（３０ｂ）、前記トンネル部補強フレーム（１６）および前記連結メンバ（２２）により囲まれた空間に、前記ダッシュボードロアパネル（１３）の前方のエンジンルーム（１４）へと延びる線状部材（３１）を配置したことを特徴とする自動車の車体構造。
2. 前記フロアフレーム（１７）の前部は、前記エンジンルーム（１４）内に前後方向に配置されたフロントサイドフレーム（１８）の後部に、前上方から後下方に傾斜する前記ダッシュボードロアパネル（１３）を挟んで接続され、前記連結メンバ（２２）は水平壁（２２ａ）および鉛直壁（２２ｂ）が稜線（２２ｅ）を挟んで連続するＬ字状断面を有し、前記連結メンバ（２２）の前部は前上方に折り曲げられて前記フロントサイドフレーム（１８）の後部の下壁（１８ａ）および車幅方向内壁（１８ｂ）に接続され、前記連結メンバ（２２）の後部は前記トンネル部補強フレーム（１６）の下壁（１６ａ）および車幅方向内壁（１６ｂ）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体構造。
3. 前記フロントサイドフレーム（１８）の後部内面にスチフナ（２４）が配置され、前記連結メンバ（２２）の前部は前記フロントサイドフレーム（１８）の後部および前記スチフナ（２４）に３枚重ねで接続されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の車体構造。
4. 前記連結メンバ（２２）の後部の鉛直壁（２２ｂ）は、前記トンネル部補強フレーム（１６）の前端を覆って該トンネル部補強フレーム（１６）の車幅方向内壁（１６ｂ）に接続されることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の自動車の車体構造。
5. 前記連結メンバ（２２）は、水平壁（２２ａ）からの鉛直壁（２２ｂ）の立ち上がり高さが後方から前方に向かって減少し、前記鉛直壁（２２ｂ）の上端に前方に向かって折れ曲がるフランジ（２２ｄ）が形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
6. 前記エンジンルーム（１４）に配置されたサブフレーム（１９）の後部の車体取付部と前記連結メンバ（２２）の前部とを連結するステー（２３）を備え、前記ステー（２３）の後部は前記連結メンバ（２２）および前記フロントサイドフレーム（１８）に３枚重ねで接続されることを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
7. 前記ステー（２３）は、その長手方向に沿って延びるビード（２３ｃ）を備えるとともに、前記連結メンバ（２２）との接続部と前記ビード（２３ｃ）の後端との間に開口部（２３ｄ）を備えることを特徴とする、請求項６に記載の自動車の車体構造。
   

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