JP2018058408A - Vehicle body lower part structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばフロアパネルのトンネル部に架け渡されるトンネルクロスメンバのような、車両の車幅方向に延びるクロスメンバを備えた車両の下部車体構造に関する。 The present invention relates to a lower vehicle body structure of a vehicle provided with a cross member extending in the vehicle width direction of the vehicle, such as a tunnel cross member spanned over a tunnel portion of a floor panel.
自動車等の車体フレームには、その剛性を高めるために、車幅方向に延びる種々のクロスメンバが取り付けられている。例えば、一般に車体フレーム下部のフロアパネルには、ドライブシャフト等を通すために車体前後方向に延びるトンネル部が備えられている。このトンネル部の剛性を補強するため、トンネルクロスメンバが当該トンネル部を車幅方向に跨ぐように取り付けられる(例えば特許文献1)。クロスメンバとしては、断面がU字型乃至はハット型等の開断面形状の部材が用いられることがある。特許文献2には、剛性の高いクロスメンバを実現するため、開断面内にクロスリブを具備させてなるクロスメンバの構造が開示されている。 Various cross members extending in the vehicle width direction are attached to a body frame of an automobile or the like in order to increase its rigidity. For example, in general, a floor panel at the lower part of a vehicle body frame is provided with a tunnel portion extending in the front-rear direction of the vehicle body for passing a drive shaft or the like. In order to reinforce the rigidity of the tunnel portion, the tunnel cross member is attached so as to straddle the tunnel portion in the vehicle width direction (for example, Patent Document 1). As the cross member, a member having a U-shaped or hat-shaped cross section may be used. Patent Document 2 discloses a cross member structure in which a cross rib is provided in an open cross section in order to realize a cross member having high rigidity.
クロスメンバには、車体フレームの捻れに起因する捻れ力が作用する。例えばトンネルクロスメンバには、トンネル部を挟んで配置されている運転席側のフロアパネルと助手席側のフロアパネルとの相対的な捻れによって、捻れ力が加わる。従って、クロスメンバは、前記捻れ力に対する耐性を具備させるため捻り剛性が高いことが望ましい。例えば、車体軽量化のためにクロスメンバをアルミニウムの鋳造品にて形成するような場合、構造的に捻り剛性に優れるクロスメンバが必要となる。 A torsional force due to the torsion of the body frame acts on the cross member. For example, a twisting force is applied to the tunnel cross member due to a relative twist between a floor panel on the driver's seat side and a floor panel on the passenger seat side that is disposed with the tunnel portion interposed therebetween. Therefore, it is desirable that the cross member has high torsional rigidity in order to have resistance against the torsional force. For example, when the cross member is formed of an aluminum casting for reducing the weight of the vehicle body, a cross member that is structurally excellent in torsional rigidity is required.
本発明の目的は、優れた捻り剛性を備えるクロスメンバを用いることで、剛性が高められた車両の下部車体構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a lower body structure of a vehicle in which rigidity is increased by using a cross member having excellent torsional rigidity.
本発明の一局面に係る車両の下部車体構造は、車体フレームと、車幅方向に延び、前記車体フレームの下部に組み付けられるクロスメンバと、を備え、前記クロスメンバは、車幅方向に所定の長さを有する平板部と、前記平板部の車幅方向両端に各々配置され、前記車体フレームに固定される一対の固定部と、前記平板部の車体前後方向の両端縁に設けられた一対の縦壁部と、前記平板部の車幅方向中央領域を補強する補強部と、を含み、前記補強部は、前記一対の縦壁部同士を繋ぐように前記平板部の上面に立設されたリブを含み、前記平板部は、前記一対の固定部に対して、車体下方側に向けてオフセットしたオフセット領域部を有する。 A vehicle lower body structure according to an aspect of the present invention includes a vehicle body frame and a cross member extending in a vehicle width direction and assembled to a lower portion of the vehicle body frame, the cross member having a predetermined width in the vehicle width direction. A flat plate portion having a length, a pair of fixing portions disposed at both ends of the flat plate portion in the vehicle width direction and fixed to the vehicle body frame, and a pair of edge portions provided at both ends of the flat plate portion in the vehicle longitudinal direction A vertical wall portion and a reinforcing portion that reinforces the vehicle width direction central region of the flat plate portion, and the reinforcing portion is erected on the upper surface of the flat plate portion so as to connect the pair of vertical wall portions to each other The flat plate portion includes an offset region portion that is offset toward the vehicle body lower side with respect to the pair of fixed portions.
この車両の下部車体構造によれば、クロスメンバは、平板部と一対の縦壁部とを含むことで結果的に断面U字型の形状を備え、さらに平板部の車幅方向中央領域にはリブからなる補強部が備えられている。このため、クロスメンバの捻り剛性が高められている。また、前記平板部は、該平板部の車幅方向両端の一対の固定部に対して、車体下方側に向けてオフセットしたオフセット領域部を有する。これにより、一対の固定部を通してクロスメンバに捻れ力が作用した場合に、少なくとも前記一対の固定部よりも上方の位置に存在することになる捻り中心に対して、前記平板部を遠ざけることができる。従って、当該クロスメンバが組み付けられた部分の断面二次極モーメントを大きくすることができ、さらなる捻り剛性の向上を図ることができる。 According to the lower vehicle body structure of the vehicle, the cross member includes a flat plate portion and a pair of vertical wall portions, and as a result, has a U-shaped cross section. A reinforcing portion made of a rib is provided. For this reason, the torsional rigidity of the cross member is increased. Further, the flat plate portion has an offset region portion that is offset toward the vehicle body lower side with respect to the pair of fixed portions at both ends in the vehicle width direction of the flat plate portion. Accordingly, when a twisting force acts on the cross member through the pair of fixing portions, the flat plate portion can be moved away from at least the twisting center that exists at a position higher than the pair of fixing portions. . Therefore, the cross-sectional secondary pole moment of the portion where the cross member is assembled can be increased, and the torsional rigidity can be further improved.
上記の下部車体構造において、前記オフセット領域部は、前記一対の固定部より下方に位置する下方平面部と、この下方平面部の車幅方向両端と前記一対の固定部とを各々繋ぐ連設部とを含み、前記一対の固定部は、前記車体フレームの取り付け面と対向する固定面を備え、前記下方平面部の上面に前記リブが立設され、前記下方平面部が前記固定面に対して下方に所定距離だけオフセットしていることが望ましい。 In the lower vehicle body structure, the offset region portion includes a lower flat portion positioned below the pair of fixed portions, and connecting portions that respectively connect the both ends of the lower flat portion in the vehicle width direction and the pair of fixed portions. The pair of fixing portions includes a fixing surface facing a mounting surface of the vehicle body frame, the rib is erected on the upper surface of the lower flat surface portion, and the lower flat surface portion is opposed to the fixing surface. It is desirable to offset downward by a predetermined distance.
この下部車体構造によれば、一対の固定部の固定面に対して下方に所定距離だけオフセットしている部分が、リブの立設により補強されている下方平面部となる。従って、捻れ力が加わった場合におけるクロスメンバの耐性を、一層向上させることができる。 According to this lower vehicle body structure, the portion offset downward by a predetermined distance with respect to the fixed surfaces of the pair of fixed portions becomes the lower flat surface portion reinforced by the standing ribs. Therefore, the resistance of the cross member when a twisting force is applied can be further improved.
上記の下部車体構造において、前記リブの車幅方向両端部は、前記一対の固定部からそれぞれ車幅方向内側に所定間隔を置いた位置に配置されていることが望ましい。この場合、前記リブの車幅方向の第1端部と前記一対の固定部の一方との第1間隔と、前記リブの前記第1端部とは反対側の第2端部と前記一対の固定部の他方との第2間隔とが等しいことがより望ましい。 In the lower vehicle body structure described above, it is desirable that both ends of the rib in the vehicle width direction are arranged at positions spaced apart from the pair of fixed portions on the inner side in the vehicle width direction. In this case, the first interval between the first end of the rib in the vehicle width direction and one of the pair of fixing portions, the second end of the rib opposite to the first end, and the pair of It is more desirable that the second interval with the other fixed portion is equal.
この下部車体構造によれば、一対の縦壁部同士を繋ぐリブの、前記平板部への配置領域が制限される。これにより、縦壁部に対してリブが平行に近づき過ぎることを抑止できる、つまり縦壁部に対するリブの交差角を大きく設定することができる。従って、クロスメンバの捻り剛性をより向上させることができる。また、前記第1間隔と前記第2間隔とを等しくすることで、平板部におけるリブの配置バランスが良くなり、捻り剛性の一層の向上に寄与する。さらに、リブの配置領域が制限されることで、リブの付加によるクロスメンバの重量増加を抑制することができる。 According to this lower vehicle body structure, the arrangement region of the ribs connecting the pair of vertical wall portions to the flat plate portion is limited. Thereby, it can suppress that a rib approaches too much parallel with respect to a vertical wall part, ie, the intersection angle of the rib with respect to a vertical wall part can be set large. Therefore, the torsional rigidity of the cross member can be further improved. In addition, by making the first interval and the second interval equal, the arrangement balance of the ribs in the flat plate portion is improved, which contributes to further improvement in torsional rigidity. Furthermore, the increase in the weight of the cross member due to the addition of the ribs can be suppressed by limiting the rib arrangement area.
上記の下部車体構造において、前記オフセット領域部は、上下方向に穿孔された貫通孔を有することが望ましい。 In the lower vehicle body structure described above, it is desirable that the offset region portion has a through hole drilled in the vertical direction.
平板部のオフセット領域部は、車体下方側に向けてオフセットしているので、その上面には水が滞留し得る。前記オフセット領域部に貫通孔を設けることで、前記水の滞留が発生しないようにし、クロスメンバの腐食等を未然に防止することができる。 Since the offset region portion of the flat plate portion is offset toward the vehicle body lower side, water can stay on the upper surface thereof. By providing a through hole in the offset region, it is possible to prevent the water from staying and prevent the cross member from being corroded.
上記の下部車体構造において、前記補強部は、前記平板部の車幅方向中央部において交差する2本のリブを含むことが望ましい。 In the lower vehicle body structure described above, it is desirable that the reinforcing portion includes two ribs that intersect at a central portion in the vehicle width direction of the flat plate portion.
この下部車体構造によれば、少ないリブで効率よくクロスメンバの捻り剛性を高めることができる。すなわち、補強のために付加するリブの質量効率を高めることができる。 According to this lower body structure, the torsional rigidity of the cross member can be efficiently increased with a small number of ribs. That is, the mass efficiency of the rib added for reinforcement can be increased.
上記の下部車体構造において、前記縦壁部は、前記下方平面部及び前記連設部の車体前後方向の両端縁から上方に延びる第1領域と、前記一対の固定部及び前記連設部の車体前後方向の両端縁から下方に延びる第2領域とを含むことが望ましい。 In the lower vehicle body structure, the vertical wall portion includes a first region extending upward from both ends of the lower planar portion and the connecting portion in the longitudinal direction of the vehicle body, and the pair of fixing portions and the vehicle body of the connecting portion. It is desirable to include a second region extending downward from both front and rear edges.
この下部車体構造によれば、前記連設部においては、車体前後方向の両端縁から上方及び下方に延びる縦壁部が具備される。従って、前記連設部の強度を高めることができる。 According to the lower vehicle body structure, the continuous portion includes the vertical wall portion extending upward and downward from both end edges in the vehicle longitudinal direction. Therefore, the strength of the continuous portion can be increased.
この場合、前記縦壁部は、車幅方向端部付近においてその上下幅が車幅方向外側に向けて先細りとなる形状を備えていることが望ましい。 In this case, it is preferable that the vertical wall portion has a shape in which the vertical width of the vertical wall portion is tapered toward the outside in the vehicle width direction in the vicinity of the end portion in the vehicle width direction.
前記一対の固定部において、クロスメンバは車体フレームに取り付けられるので、前記車幅方向端部付近の箇所については、縦壁部で補強する要請が比較的小さい。従って、当該箇所において前記縦壁部を先細り形状とすることで、クロスメンバの軽量化を図ることができる。 In the pair of fixed portions, the cross member is attached to the vehicle body frame, and therefore, there is a relatively small demand for reinforcing the portion near the vehicle width direction end portion with the vertical wall portion. Therefore, it is possible to reduce the weight of the cross member by forming the vertical wall portion into a tapered shape at the location.
上記の下部車体構造において、前記クロスメンバの前記平板部、前記固定部、前記縦壁部及び前記補強部は、アルミニウム又はその合金の一体成型物からなることが望ましい。 In the lower body structure described above, it is preferable that the flat plate portion, the fixing portion, the vertical wall portion, and the reinforcing portion of the cross member are made of an integrally molded product of aluminum or an alloy thereof.
この下部車体構造によれば、クロスメンバをアルミニウム又はその合金の一体成型物にて形成することで、クロスメンバの軽量化を図ることができる。また、鋳造等で一体成型することで、平板材の組合せや板材の曲げ、絞り加工によりクロスメンバを形成する場合に比べて、リブの形状や配置の自由度を高めることができる。 According to this lower body structure, the cross member can be reduced in weight by forming the cross member with an integrally molded product of aluminum or an alloy thereof. In addition, by integrally molding by casting or the like, it is possible to increase the degree of freedom of the shape and arrangement of the ribs as compared to the case where the cross member is formed by a combination of flat materials, bending of the plate materials, or drawing.
上記の下部車体構造において、前記車体フレームは、車体前後方向に延びるトンネル部を備えるフロアパネルを備え、前記クロスメンバは、前記トンネル部を車幅方向に跨ぐように前記車体フレームに取り付けられるトンネルクロスメンバであって、前記平板部は、前記トンネル部を跨ぐ車幅方向長さを有することが望ましい。 In the lower body structure described above, the body frame includes a floor panel having a tunnel portion extending in the longitudinal direction of the vehicle body, and the cross member is attached to the body frame so as to straddle the tunnel portion in the vehicle width direction. Preferably, the flat plate portion has a length in the vehicle width direction across the tunnel portion.
フロアパネルのトンネル部は車体下方に開口しており、当該トンネル部を車幅方向に跨ぐトンネルクロスメンバには捻れ力が作用し易い。従って、高い捻り剛性を備える本発明に係るクロスメンバの適用箇所として、トンネルクロスメンバは好適である。 The tunnel portion of the floor panel opens to the lower side of the vehicle body, and a torsional force easily acts on the tunnel cross member straddling the tunnel portion in the vehicle width direction. Therefore, the tunnel cross member is suitable as a place where the cross member according to the present invention having high torsional rigidity is applied.
本発明によれば、優れた捻り剛性を構造的に備えるクロスメンバが車体フレームの下部に組み付けられるので、剛性が高められた車両の下部車体構造を提供することができる。 According to the present invention, since the cross member that structurally has excellent torsional rigidity is assembled to the lower part of the vehicle body frame, it is possible to provide the lower vehicle body structure of the vehicle with improved rigidity.
[車両の下部車体構造の概略]
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る車両の下部車体構造を詳細に説明する。先ずは、本発明に係る車両の下部車体構造が適用された車体フレーム1について、図11、図2を参照して説明する。図1は、車両の車体フレーム1の下面図、図2は車体フレーム1の下部の要部斜視図である。車両は、例えば四輪自動車である。なお、図1及び他の図面において、前後、左右、上下の方向表示を付している。これらの方向は、車両を基準としている。つまり、以下の説明中において用いている前後、左右、上下の方向は、図1に示している前後方向(車体前後方向)、左右方向(車幅方向)、及び、図1の紙面に垂直な方向である上下方向と一致させている。
[Outline of lower body structure of vehicle]
Hereinafter, a lower body structure of a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. First, a
車体フレーム1の下部には、フロアパネル11、サイドシル12、トンネル部13、ダッシュパネル14、フロントサイドフレーム15及びリアサイドフレーム18などが配置されている。このような車体フレーム1の下部には、トンネル部13を車幅方向に跨ぐように、第1トンネルクロスメンバ21(クロスメンバ)、第2トンネルクロスメンバ22及び複合トンネルクロスメンバ23が組み付けられている。
A
フロアパネル11は大略的に水平方向に延びる平板であり、車体フレーム1の底面(車室の底面)を構成し、左右一対で備えられている。サイドシル12は、左右一対の補強部材であり、閉断面構造を備えている。一対のサイドシル12は、右側及び左側のフロアパネル11の車幅方向外側において、それぞれ前後方向に延びている。
The
トンネル部13は、車幅方向の中央、すなわち一対のフロアパネル11の中間に配置され、前後方向に延びている。図2には、トンネル部13の後方部分の斜視図が示されている。トンネル部13は、下面が開口し、フロアパネル11に対して上方へ山型に隆起した部分であり、前後方向に延びる一対の側板と、これら側板の上端同士を繋ぐ天板とを含む。トンネル部13の内側空間には、前後方向に延びる図略のドライブシャフトが収容される。
The
トンネル部13の左右両裾に沿って、一対のトンネルサイドフレーム131が前後方向に延びている。トンネルサイドフレーム131は、上方に開口した断面U字型のフレームであり、トンネル部13の下部の左右縁部から水平方向に延設されたフランジ板と閉断面を形成している。各トンネルサイドフレーム131には、左右のフロアパネル11の内側端部が各々連結されている。
A pair of tunnel side frames 131 extend in the front-rear direction along the left and right hems of the
ダッシュパネル14は、フロアパネル11の前端から上方に立ち上がるパネルであり、車室とエンジンルームとを前後に仕切っている。ダッシュパネル14の左右方向中央付近には、トンネル部13の前端に連なるトンネル部分が備えられている。フロントサイドフレーム15は、ダッシュパネル14からさらに前方に延びる左右一対のフレームである。一対のフロントサイドフレーム15の間はエンジンルームEであり、エンジンやトランスミッション等から構成される図略のエンジンユニットが据え付けられる。なお、一対のフロントサイドフレーム15の車幅方向外側上方には一対のエプロンレイン16が、前方上方にはフロントクロスメンバ17が配置されている。リアサイドフレーム18は、フロアパネル11の後端から後方に延びる左右一対のフレームである。一対のリアサイドフレーム18の後方上方にはリアクロスメンバ19が配置されている。
The
第1、第2トンネルクロスメンバ21、22及び複合トンネルクロスメンバ23は、車体フレーム1の車幅方向の剛性を向上させるため、とりわけ下側に開口したトンネル部13の剛性を補強するための、車幅方向に延びるクロスメンバである。なお、フロアパネル11の上面側には、トンネル部13とサイドシル12との間において車幅方向に延びるクロスメンバ(図略)が配置され、車体フレーム1の車幅方向の剛性を向上させている。
The first and second
第1トンネルクロスメンバ21は、トンネル部13の後端付近に配設されている。図2に示すように、第1トンネルクロスメンバ21の車幅方向両端には一対の固定部32が備えられている。一方、一対のトンネルサイドフレーム131の内側端縁には、トンネル内部に向けて水平方向に延設されている取り付け片131Aが各々備えられている。固定部32が取り付け片131Aに固定されることによって、第1トンネルクロスメンバ21は車体フレーム1の下部へ組み付けられた状態となる。第1トンネルクロスメンバ21は、本発明に係るクロスメンバの一例であり、その具体的構造を後記で詳述する。
The first
第2トンネルクロスメンバ22は、第1トンネルクロスメンバ21よりもやや前方側に配設されている。第2トンネルクロスメンバ22の車幅方向両端は、トンネルサイドフレーム131の下端面にそれぞれ取り付けられている。
The second
複合トンネルクロスメンバ23は、トンネル部13の車体前後方向の中央よりもやや前寄りの位置に配設されている。複合トンネルクロスメンバ23は、車幅方向に延び、且つ、車幅方向に対して互いに異なる方向に傾斜した第1クロスメンバ231及び第2クロスメンバ232の複合体からなる。複合トンネルクロスメンバ23は、第1、第2クロスメンバ231、232がトンネル部13の車幅方向中央において交差する形態で一体成型された、平面視でX字型の部材である。第1、第2クロスメンバ231、232の車幅方向両端は、トンネルサイドフレーム131にそれぞれ取り付けられている。
The composite
一対のトンネルサイドフレーム131(トンネル部13)と一対のサイドシル12との間には、複合トンネルクロスメンバ23に連なるように、フロア下傾斜メンバ24及びフロア上傾斜メンバ25がそれぞれ配設されている。フロア下傾斜メンバ24は、フロアパネル11の下面側においてトンネル部13の左右両側部に一対で配設され、右方側は第2クロスメンバ232の右端と右側のサイドシル12とを連結し、左方側は第1クロスメンバ231の左端と左側のサイドシル12とを連結している。フロア上傾斜メンバ25は、フロアパネル11の上面側においてトンネル部13の左右両側部に一対で配設され、右方側は第1クロスメンバ231の右端と右側のサイドシル12とを連結し、左方側は第2クロスメンバ232の左端と左側のサイドシル12とを連結している。
Between the pair of tunnel side frames 131 (tunnel portion 13) and the pair of
[トンネルクロスメンバの詳細]
以下、第1トンネルクロスメンバ21の詳細構造を、図3〜図6に基づいて詳述する。図3、図4は、第1トンネルクロスメンバ21の上面側、下面側の各斜視図、図5(A)は、第1トンネルクロスメンバ21の上面側の平面図、図5(B)は下面側の平面図、図5(C)は、側面図である。図6は、図5(A)のVI−VI線断面図である。なお、本実施形態では、トンネル部13の後端付近に配置される第1トンネルクロスメンバ21に、本発明に係るクロスメンバの構成が適用される例を示すが、トンネル部13の前端付近や中央付近に配設されるトンネルクロスメンバにも適用することができる。また、トンネルクロスメンバ以外の他のクロスメンバにも、本発明に係るクロスメンバの構成を適用することができる。
[Details of tunnel cross member]
Hereinafter, the detailed structure of the first
第1トンネルクロスメンバ21は、平板部31、一対の固定部32、一対の縦壁部33及び2本のリブ34(補強部)を備えている。平板部31、固定部32、縦壁部33及びリブ34は、アルミニウム又はその合金の鋳造によって、一体成型物として形成されている。鋳造の方法としては、砂型鋳造、金型鋳造或いはダイキャスト鋳造などを採用することができる。アルミニウム又はその合金材料を用いることで、第1トンネルクロスメンバ21の軽量化を図ることができる。また、鋳造で一体成型することで、縦壁部33及びリブ34の形状やこれらの配置の自由度を高めることができる利点がある。なお、平板材の組合せや板材の曲げ、絞り加工により第1トンネルクロスメンバ21を形成するようにしても良い。
The first
平板部31は、トンネル部13を跨ぐ車幅方向長さ(車幅方向に所定の長さ)を有し、左右方向に長手で前後方向に短手の矩形部分である。平板部31は、リブ34が立設されると共に車室方向に配向する上面31Uと、地面に配向する下面31Dとを有する。一対の固定部32は、平板部31の左右両端に各々配置され、車体フレーム1に固定される部分である。この固定される部分は、上述の通り、トンネルサイドフレーム131の取り付け片131A(車体フレームの取り付け面)である。一対の縦壁部33は、平板部31の前後方向の両端縁に設けられ、前後方向の断面視で各々上下方向に延びると共に、前記両端縁に沿って左右へ帯状に延びる部分である。リブ34は、平板部31の左右方向中央領域を補強するために配置され、一対の縦壁部33同士を繋ぐように平板部31の上面31Uに立設されている。
The
平板部31は、一対の固定部32に対して、車体下方側に向けてオフセットしたオフセット領域部を形成している。このオフセット領域部は、水平方向に延びる下方平面部311と、この下方平面部311の両端から緩やかに斜め上方に傾斜するように外側へ延びる一対の連設部312とを含む。一対の固定部32も、平板部31の左右両端において水平方向に延びる部分である。
The
下方平面部311は、一対の固定部32の高さ位置よりも所定のオフセット長さだけ下方にシフトした高さ位置に配置されている。この下方平面部311の上面に、一対のリブ34が立設されている。一対の連設部312の各々は、下方平面部311の左右両端と一対の固定部32の各々とを繋いでいる。本実施形態では、平板部31の全体がオフセット領域部とされている例を示しているが、平板部31と固定部32との間に、非オフセット領域部を介在させても良い。
The lower
固定部32は、連設部312の車幅方向外側端縁からさらに外側に延び出す平板部分である。固定部32には、前後方向に並ぶ2つのボルト締結孔321が穿孔されている。固定部32の上面側は、トンネルサイドフレーム131の取り付け片131Aに対向する固定面32S(図3及び図5(B))となる。取り付け片131Aに固定面32Sが当接した状態で、ボルト締結孔321に固定ボルト133(図8に模式的に示す)が挿通、締結されることによって、第1トンネルクロスメンバ21は車体フレーム1に固定される。この固定部32(固定面32S)に対して、下方平面部311が下方に所定距離だけオフセットしている。後記で詳述するが、このようなオフセット構造の形成により、第1トンネルクロスメンバ21の組み付け部分における断面二次極モーメントを向上させることができる。
The fixed
固定部32の下面側には、ボルト締結孔321の周囲を補強する孔補強リブ322が立設されている。孔補強リブ322は、2つのボルト締結孔321の内側半円の周囲をそれぞれ囲う2つの半円部分と、これら半円部分を繋ぐ直線部分とを含む。固定部32において、ボルト締結孔321よりも車幅方向外側部分である最外領域323は、リブ等の突出部材が具備されていない単純平板部とされている。これは、第1トンネルクロスメンバ21はボルト締結孔321の位置において車体フレーム1に固定されるため、最外領域323においては特段補強する必要がないからである。これにより、第1トンネルクロスメンバ21の軽量化に寄与することができる。
On the lower surface side of the fixing
一対の縦壁部33及び一対のリブ34は、第1トンネルクロスメンバ21の軸剛性及び捻り剛性を高めるために配置されている。一対の縦壁部33は、平板部31の前側縁、後側縁において、それぞれ左右方向に延びている。縦壁部33は、左右方向中央領域の帯状部331(第1領域)と、この帯状部331の左右両端に連設されている先細り部332とを含む。先細り部332は、上側部333(第1領域)と下側部334(第2領域)とからなる。
The pair of
図6に示すように、帯状部331と先細り部332の上側部333とが、下方平面部311及び連設部312の前後両端縁から上方に延びる領域であり、下側部334が一対の固定部32及び連設部312の前後両端縁から下方に延びる領域である。この構造によれば、傾きを持つ連設部312において、その前後方向の両端縁から上方及び下方に延びる縦壁部33が具備される。従って、連設部312の強度を高めることができる。
As shown in FIG. 6, the band-shaped
帯状部331は、上下幅が一定の部分であり、下方平面部311の左右幅と概ね同じ左右長さを有している。一方、縦壁部33の左右両端付近の先細り部332は、左右の端部方向に向けて上下幅が徐々に減少する部分であり、下方平面部311の左右端部付近から固定部32に至る領域に配設されている。一対の固定部32において、第1トンネルクロスメンバ21は車体フレーム1に取り付けられるので、その車幅方向端部付近の箇所については、縦壁部33で補強する要請が比較的小さい。従って、当該箇所において縦壁部33を先細り形状として質量効率を高めることで、第1トンネルクロスメンバ21の軽量化を図ることができる。
The band-shaped
図6に示されているように、連設部312は、先細り部332を下端縁から上端縁へ斜め方向に横切るように、下方平面部311から固定部32へ延びており、上側部333と下側部334とを区画している。先細り部332(下側部334)の先端は、それぞれ固定部32に立設された孔補強リブ322に連設されている。
As shown in FIG. 6, the
一対のリブ34は、平行に左右方向に延びる一対の縦壁部33間において、上面視でX字を形成するように交差している。2本のリブ34は、それぞれ縦壁部33に対して所定角度だけ傾いて左右方向に延びている。2本のリブ34が交差する交差部Pは、平板部31の左右方向及び前後方向の中心付近に位置している。また、各リブ34の右端部34Rは帯状部331の右端付近に、左端部34Lは左端付近に、各々連設されている。なお、本実施形態では第1トンネルクロスメンバ21は鋳造により一体成型されるため、交差部Pにおいてリブ34同士の継ぎ目や嵌め合わせ部分は存在しておらず、一体化されている。同様に、各リブ34の右端部34R、左端部34Lと縦壁部33との接続部にも、継ぎ目や嵌め合わせ部分は存在していない。
The pair of
リブ34の平板部31の上面31Uからの突出高さは、縦壁部33(帯状部331)の平板部31端縁からの突出高さと等しい高さに設定されている。すなわち、リブ34の下端縁34Eと縦壁部33の下端縁33Eとは、同じ高さ位置にある(図6参照)。これにより、リブ34と縦壁部33との接続部において、下端縁34Eと下端縁33Eとに段差は生じず、面一となっている。
The protruding height of the
リブ34と縦壁部33との接続部の突出端側において段差が存在していると、その段差部が応力集中箇所となり、機械的強度の弱点部となり得る。例えば、リブ34の下端縁34Eが縦壁部33の下端縁33Eよりも突出高さが低いものであると、前記接続部において縦壁部33の下端付近はリブ34が繋がっていない部分となる。このような部分は、機械的強度の弱点部となり得る。本実施形態では、このような弱点部の発生を防止することができる。
If a step exists on the protruding end side of the connecting portion between the
2本のリブ34は共に直線的なリブである。また、これらリブ34は、平行に延びる一対の縦壁部33同士をX字型に繋ぐように延びている。従って、2本のリブ34の配置形状は、平面視において、交差部Pを中心として左右方向、並びに前後方向の双方において対称である。このようなリブ34の配置によれば、少ないリブ本数で効率よく第1トンネルクロスメンバ21の捻り剛性を高めることができる。すなわち、補強のために付加するリブ34の質量効率を高めることができる。また、2本のリブ34を対称に配置することで、リブ34による車幅方向の補強バランスを良好なものとすることができる。
The two
図3を参照して、リブ34の右端部34R及び左端部34L(車幅方向両端部)は、一対の固定部32からそれぞれ車幅方向内側に所定間隔を置いた位置に配置されている。つまり、2本のリブ34は、平板部31の全長に亘って左右方向に延びるように配置されているのではなく、平板部31の端部付近を除く領域(下方平面部311上)に配置されている。このようにリブ34の平板部31への配置領域を制限することで、縦壁部33に対してリブ34が平行に近づき過ぎることを抑止できる。
With reference to FIG. 3, the
すなわち、平板部31の前後長さに制限が有る場合において、リブ34を平板部31の全長に亘って配置しようとすると、2本のリブ34のX字型交差体の左右長さが、前後長さに比べて相当大きくなってしまう。このことは、縦壁部33に対するリブ34の交差角が小さくなることに繋がり、リブ34による捻り剛性の補強効果を弱体化させ得る。これに対し、リブ34の配置領域を平板部31の中央領域に制限することで、前記交差角を比較的大きいレベルに設定することが可能となる。従って、本実施形態によれば、第1トンネルクロスメンバ21の捻り剛性をより向上させることができる。
That is, when there is a limitation in the longitudinal length of the
リブ34の右端部34R(第1端部)と右側の固定部32(一対の固定部の一方)との第1間隔d1と、リブ34の左端部34L(第2端部)と左側の固定部32(一対の固定部の他方)との第2間隔d2とは、等しい長さに設定されている。第1間隔d1、第2間隔d2は、それぞれボルト締結孔321の孔心から、右端部34R、左端部34Lまでの長さである。このように、第1間隔d1と第2間隔d2とを等しくすることで、平板部31におけるリブ34の配置バランスが良くなり、捻り剛性の一層の向上に寄与する。さらに、リブ34の配置領域が制限されることで、リブ34の付加による第1トンネルクロスメンバ21の重量増加を抑制することができる。
The first gap d1 between the
第1トンネルクロスメンバ21は、平板部31の上面31Uから上方に延びる一対の縦壁部33及び一対のリブ34を備え、しかも一対の固定部32に対して平板部31が下方にオフセットした構造を備える。すなわち、第1トンネルクロスメンバ21は、上方に開口した容器の如き形状を備える。このため、上面31Uには水が滞留し得る。
The first
この点に鑑み、平板部31の下方平面部311は、上下方向に穿孔された複数の貫通孔313を備えている。下方平面部311は、X字型に交差した2本のリブ34によって、略三角形の4つの区画に区分されている。貫通孔313は、前記4つの区画ごとに1つずつ設けられている。4つの貫通孔313の配置位置は、交差部Pの近傍である。上面31Uに進入した水は、水抜き孔としての貫通孔313を通して逃がされるので、上面31Uには水の滞留が発生しない。これにより、第1トンネルクロスメンバ21の腐食等を未然に防止することができる。
In view of this point, the lower
[平板部のオフセットの意義]
上記で説明した第1トンネルクロスメンバ21は、平板部31と一対の縦壁部33とを含むことで、前後方向の断面視において結果的に断面U字型の形状を備える、さらに、平板部31の車幅方向中央領域にはX字型に交差した2本のリブ34からなる補強部が備えられている。このため、第1トンネルクロスメンバ21の捻り剛性が高められている。これに加え、本実施形態の第1トンネルクロスメンバ21は、平板部31の高さ位置が一対の固定部32の高さ位置に対して下方にオフセットされている構成を備える。かかる構成は、さらなる第1トンネルクロスメンバ21の捻り軸剛性の向上に寄与する。この点を、図7及び図8に基づいて説明する。
[Significance of flat plate offset]
The first
図7(A)は、比較例に係るトンネルクロスメンバ21Aのトンネル部13への固定状態を示す模式図、図7(B)はトンネルクロスメンバ21Aの側面図である。トンネルクロスメンバ21Aは、平板部310と、該平板部310の前後端縁から下方に延びる一対の縦壁部330とからなり、断面U字型の形状を備えている。平板部310の左右両端の上面が、トンネル部13の固定片132(図2に示した取り付け片131Aに相当する模式的な部分)に固定される固定面320Sである。固定片132と固定面320Sとが上下方向に重ね合わされ、両者が固定ボルト133により固定されている。この比較例に係るトンネルクロスメンバ21Aにおいては、平板部310の中央領域と固定面320Sが形成された端部領域とはオフセットされておらず、平板部310は左右方向に水平に延伸している。
FIG. 7A is a schematic view showing a state in which the
トンネル部13は、前後方向に延び、下方に開口した構造物である。このため、トンネル部13には、前記開口を閉じようとする左右方向の圧縮力、及び、前記開口を開こうとする左右方向の引っ張り力が作用する。さらに、左右のサイドシル12及びフロアパネル11が互いに捻れる方向に揺動することで、トンネル部13には前後方向に延びる捻り軸Ax回りの捻れ力が作用する。捻り軸Axの高さ位置a1は、揺動モードによって異なるが、図7(A)に付している矢印の通り、概ねトンネルクロスメンバ21Aの固定面320Sよりも上方の高さ位置に存在する。
The
トンネルクロスメンバ21Aは、トンネル部13の下部開口を左右方向に跨ぐように取り付けられるクロスメンバであるので、固定ボルト133を通して前記圧縮力及び前記拡張力に加え、前記捻れ力が作用する。捻れ力に対する剛性を高めるには、トンネル部13及びクロスメンバで構成される断面部分の断面二次極モーメントを高めることが効果的である。しかし、平板部310が固定面320Sに対してオフセットしておらず、同一平面状に存在しているトンネルクロスメンバ21Aでは、トンネル部13の開口を跨ぐ平板部310の高さ位置a2は、捻り軸Axの高さ位置a1に対して比較的近い位置に存在することになる。つまり、トンネル部13の捻れ中心である捻り軸Axの高さ位置a1に対する高さ位置a2の距離が比較的短いことから、断面二次極モーメントは比較的低くなってしまう。このため、当該トンネルクロスメンバ21Aでは、高いレベルの捻り剛性を得ることができない。
Since the
図8(A)は、本実施形態に係る第1トンネルクロスメンバ21のトンネル部13への固定状態を示す模式図、図8(B)は第1トンネルクロスメンバ21の側面図である。第1トンネルクロスメンバ21も、先に説明した通り、平板部31と一対の縦壁部33とを含み、断面U字型の形状を備えている。これに加え、第1トンネルクロスメンバ21では、平板部31が、該平板部31の車幅方向両端の一対の固定部32に対して、車体下方側に向けてオフセットしたオフセット領域部とされている。そして、平板部31(下方平面部311)に対して上方にオフセットした態様となる固定部32の固定面32Sが、車体フレーム1側の固定片132に上下方向に重ね合わされ、固定ボルト133により固定されている。
FIG. 8A is a schematic view showing a state in which the first
このようなオフセットにより、平板部31の高さ位置、特に下方平面部311の高さ位置a3を、一対の固定部32よりも上方の位置に存在する捻り軸Axの高さ位置a1に対して遠ざけることができる。すなわち、トンネル部13の捻れ中心である捻り軸Axの高さ位置a1に対する高さ位置a3の距離を、比較例のトンネルクロスメンバ21Aの場合に比べて長くすることができる。従って、トンネル部13及び第1トンネルクロスメンバ21で構成される断面部分の断面二次極モーメントを大きくすることができる。このため、固定ボルト133を通して一対の固定部32から第1トンネルクロスメンバ21に捻り力が作用した場合でも、当該第1トンネルクロスメンバ21が捻り変形し難くすることができる。
By such an offset, the height position of the
このように、一対の縦壁部33及び一対のリブ34に加え、平板部31のオフセット構造を具備することで、第1トンネルクロスメンバ21の捻り剛性が構造的に高められている。従って、軽量化を企図してアルミニウムの鋳造品にて第1トンネルクロスメンバ21を形成する場合でも、必要十分な捻り剛性を第1トンネルクロスメンバ21に具備させることが可能となる。
Thus, in addition to the pair of
また、第1トンネルクロスメンバ21は、下方平面部311の上面31Uからリブ34が上方に立設された構造を備えている。この構造によれば、一対の固定部32の固定面32Sに対して下方に所定距離だけオフセットしている部分が、リブ34の立設により補強されている下方平面部311となる。従って、捻れ力が加わった場合における第1トンネルクロスメンバ21の耐性を、一層向上させることができる。さらに、リブ34を下方平面部311の上方に立設させることで、第1トンネルクロスメンバ21の上下方向のサイズのコンパクト化を図ることができる。
The first
以上説明した本実施形態に係る第1トンネルクロスメンバ21によれば、一対の縦壁部33及び2本のリブ34のX字型配置によって捻り剛性を高め、さらに上述の平板部31のオフセット構造によって前記捻り剛性を一層高めることができる。このような第1トンネルクロスメンバ21を車体フレーム1の下部に組み付けることで、剛性が高められた車両の下部車体構造を提供することができる。
According to the first
[変形実施形態の説明]
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形実施形態を取ることができる。
[Description of Modified Embodiment]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation embodiment can be taken.
(1)上記実施形態では、平板部31のオフセット領域部が、水平方向に延びる下方平面部311と、その両端の連設部312とで構成されている例を示した。これは一例であり、第1トンネルクロスメンバ21の平板部31が固定部32に対して下方にオフセットし、断面二次極モーメントを大きくすることができる限りにおいて、オフセット領域部の形態は問わない。例えば、下方平面部311が水平面に対して前後又は左右方向に緩い傾きを持つ形状、或いは緩く凸湾曲又は凹湾曲する形状であっても良い。また、平板部31は上面視で左右に長手の四角形でなくともよく、平板部31と同じ平面上で前後方向に突出する部分や、切り欠かれた部分を具備していても良い。
(1) In the above embodiment, an example in which the offset region portion of the
(2)上記実施形態では、2本の直線状のリブ34をX字型に交差させた態様の補強部を例示した。質量効率をさほど低下させない限りにおいて、3本乃至はそれ以上のリブにて補強部を構成しても良い。例えば、図3に示す第1トンネルクロスメンバ21に対し、交差部Pを通り、一対の縦壁部33を前後方向に直線的に繋ぐリブを追加しても良い。また、直線状のリブ34に代えて、湾曲部や折曲部、或いは部分的な厚肉部を有するリブ等を用いるようにしても良い。
(2) In the said embodiment, the reinforcement part of the aspect which crossed the two
(3)上記実施形態では、2本のリブ34が交差部Pを中心として車幅方向において対称に配置される例を示した。リブ34の配置は対称でなくともよく、交差部Pの位置が平板部31上において前後方向若しくは左右方向に偏心していても良い。また、リブ34の左右端部と一対の固定部32との各々の間隔(第1間隔d1、第2間隔d2)は同一にせずとも良く、いずれか一方が他方よりも長い関係としても良い。さらに、縦壁部33の下端縁33Eとリブ34の下端縁34Eとは、必ずしも面一にしなくとも良い。
(3) In the above-described embodiment, an example in which the two
1 車体フレーム
11 フロアパネル
12 サイドシル
13 トンネル部
21 第1トンネルクロスメンバ(クロスメンバ)
22 第2トンネルクロスメンバ
23 複合クロスメンバ
31 平板部
31U 上面
311 下方平面部(オフセット領域部)
312 連設部
313 貫通孔
32 固定部
32S 固定面
33 縦壁部
331 帯状部(第1領域)
332 先細り部
333 上側部(第1領域)
334 下側部(第2領域)
34 リブ(補強部)
34R 右端部(第1端部)
34L 左端部(第2端部)
P 交差部
d1 第1間隔
d2 第2間隔
DESCRIPTION OF
22 Second
312 Continuously provided
332
334 Lower side (second region)
34 Rib (Reinforcement)
34R Right end (first end)
34L Left end (second end)
P intersection d1 first interval d2 second interval
Claims (10)
車幅方向に延び、前記車体フレームの下部に組み付けられるクロスメンバと、を備え、
前記クロスメンバは、
車幅方向に所定の長さを有する平板部と、
前記平板部の車幅方向両端に各々配置され、前記車体フレームに固定される一対の固定部と、
前記平板部の車体前後方向の両端縁に設けられた一対の縦壁部と、
前記平板部の車幅方向中央領域を補強する補強部と、を含み、
前記補強部は、前記一対の縦壁部同士を繋ぐように前記平板部の上面に立設されたリブを含み、
前記平板部は、前記一対の固定部に対して、車体下方側に向けてオフセットしたオフセット領域部を有する、車両の下部車体構造。 Body frame,
A cross member extending in the vehicle width direction and assembled to the lower part of the body frame,
The cross member is
A flat plate portion having a predetermined length in the vehicle width direction;
A pair of fixing portions disposed at both ends of the flat plate portion in the vehicle width direction and fixed to the vehicle body frame;
A pair of vertical wall portions provided at both edges of the flat plate portion in the longitudinal direction of the vehicle body;
A reinforcing portion that reinforces the central region in the vehicle width direction of the flat plate portion,
The reinforcing portion includes a rib erected on the upper surface of the flat plate portion so as to connect the pair of vertical wall portions.
The lower plate body structure of a vehicle, wherein the flat plate portion has an offset region portion that is offset toward the vehicle body lower side with respect to the pair of fixed portions.
前記オフセット領域部は、前記一対の固定部より下方に位置する下方平面部と、この下方平面部の車幅方向両端と前記一対の固定部とを各々繋ぐ連設部とを含み、
前記一対の固定部は、前記車体フレームの取り付け面と対向する固定面を備え、
前記下方平面部の上面に前記リブが立設され、前記下方平面部が前記固定面に対して下方に所定距離だけオフセットしている、車両の下部車体構造。 The lower body structure of the vehicle according to claim 1,
The offset region portion includes a lower flat portion positioned below the pair of fixed portions, and a continuous portion that connects both ends of the lower flat portion in the vehicle width direction and the pair of fixed portions,
The pair of fixing portions includes a fixing surface facing a mounting surface of the body frame,
A lower vehicle body structure for a vehicle, wherein the rib is erected on an upper surface of the lower flat portion, and the lower flat portion is offset by a predetermined distance downward with respect to the fixed surface.
前記リブの車幅方向両端部は、前記一対の固定部からそれぞれ車幅方向内側に所定間隔を置いた位置に配置されている、車両の下部車体構造。 In the lower vehicle body structure of the vehicle according to claim 1 or 2,
Both ends of the rib in the vehicle width direction are lower vehicle body structures of the vehicle, which are arranged at predetermined positions on the inner side in the vehicle width direction from the pair of fixed portions.
前記リブの車幅方向の第1端部と前記一対の固定部の一方との第1間隔と、前記リブの前記第1端部とは反対側の第2端部と前記一対の固定部の他方との第2間隔とが等しい、車両の下部車体構造。 In the lower body structure of the vehicle according to claim 3,
A first interval between the first end of the rib in the vehicle width direction and one of the pair of fixed portions; a second end of the rib opposite to the first end; and the pair of fixed portions. A lower body structure of a vehicle having a second interval equal to the other.
前記オフセット領域部は、上下方向に穿孔された貫通孔を有する、車両の下部車体構造。 In the lower body structure of the vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The offset region portion is a lower vehicle body structure of a vehicle having a through hole drilled in a vertical direction.
前記補強部は、前記平板部の車幅方向中央部において交差する2本のリブを含む、車両の下部車体構造。 In the lower body structure of the vehicle according to any one of claims 1 to 5,
The said reinforcement part is a lower vehicle body structure of a vehicle containing two ribs which cross | intersect in the vehicle width direction center part of the said flat plate part.
前記縦壁部は、前記下方平面部及び前記連設部の車体前後方向の両端縁から上方に延びる第1領域と、前記一対の固定部及び前記連設部の車体前後方向の両端縁から下方に延びる第2領域とを含む、車両の下部車体構造。 In the lower body structure of the vehicle according to claim 2,
The vertical wall portion includes a first region extending upward from both ends of the lower planar portion and the connecting portion in the vehicle longitudinal direction, and a lower portion of the pair of fixing portions and the connecting portions from both longitudinal edges of the vehicle body. A lower body structure of the vehicle including a second region extending to the vehicle.
前記縦壁部は、車幅方向端部付近においてその上下幅が車幅方向外側に向けて先細りとなる形状を備えている、車両の下部車体構造。 In the lower body structure of the vehicle according to claim 2 or 7,
The vertical wall portion is a lower body structure of a vehicle having a shape in which the vertical width of the vertical wall portion is tapered toward the outer side in the vehicle width direction in the vicinity of the end portion in the vehicle width direction.
前記クロスメンバの前記平板部、前記固定部、前記縦壁部及び前記補強部は、アルミニウム又はその合金の一体成型物からなる、車両の下部車体構造。 The lower body structure of the vehicle according to any one of claims 1 to 8,
The lower body structure of the vehicle, wherein the flat plate portion, the fixing portion, the vertical wall portion, and the reinforcing portion of the cross member are made of an integrally molded product of aluminum or an alloy thereof.
前記車体フレームは、車体前後方向に延びるトンネル部を備えるフロアパネルを備え、
前記クロスメンバは、前記トンネル部を車幅方向に跨ぐように前記車体フレームに取り付けられるトンネルクロスメンバであって、前記平板部は、前記トンネル部を跨ぐ車幅方向長さを有する、車両の下部車体構造。 In the lower body structure of the vehicle according to any one of claims 1 to 9,
The vehicle body frame includes a floor panel having a tunnel portion extending in the longitudinal direction of the vehicle body,
The cross member is a tunnel cross member attached to the vehicle body frame so as to straddle the tunnel portion in the vehicle width direction, and the flat plate portion has a vehicle width direction length straddling the tunnel portion. Body structure.
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