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

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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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