JP3593946B2 - 車両の車体下部構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の左右のフロントサイドメンバの後端部をそれぞれ斜め後方車外側へ屈曲せしめ、各フロントサイドメンバの後端末をそれぞれ左右のロッカレールに結合した車体下部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の車体下部構造において、図１１および図１２に示すように、左右のフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端部１１をそれぞれ斜め後方車外側へ屈曲せしめ、各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端末１２をそれぞれ左右のロッカレール２Ａ，２Ｂに結合し、衝突時にフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂに作用する衝突荷重をロッカレール２Ａ，２Ｂで受ける構造としたものがある。
【０００３】
各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端末１２は、各ロッカレール２Ａ，２Ｂの車内側の側面の前後中間位置に結合するとともに、各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの屈曲部１３はトルクボックス３Ａ，３Ｂを介して各ロッカレール２Ａ，２Ｂの前端に結合している。各ロッカレール２Ａ，２Ｂ間には、フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂとの結合部より後方において、車幅方向に複数のクロスメンバ２０ａ，２０ｂを架設している。各ロッカレール２Ａ，２Ｂの後端は左右のリヤサイドメンバ８Ａ，８Ｂの前端末と結合しており、両リヤサイドメンバ８Ａ，８Ｂ間には複数のクロスメンバ８０ａ，８０ｂを架設している。
【０００４】
このように構成した車体の骨格上にはフロアパネル６が敷設してあり、フロアパネル６の前端縁にはエンジンルームと車室を仕切るダッシュパネル７が立設してある。各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端部１１、トルクボックス３Ａ，３Ｂ、および各クロスメンバ２０ａ，２０ｂはそれぞれ断面ほぼ逆ハット形をなし、上縁フランジをフロアパネル６およびダッシュパネル７の下面に結合して両パネル６，７とで閉断面を構成している。また、フロアパネル６の上面には両フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端末間に対応する位置に、車幅方向パネル全幅にわたってフロアパネル６とで閉断面をなす断面ハット形のフロアクロスメンバ６０を設けてフロアパネル６を補強している。
【０００５】
この種の車体下部構造の自動車では床下の左右いずれかの位置にスペアタイヤＳＴを収納することがなされ、この場合、左右のロッカレール２Ａ，２Ｂの中間部間に架設した上記クロスメンバ２０ａを小型化して床下突出量を小さくし、これに吊下部材Ｆを介してスペアタイヤＳＴを吊り下げている。また、スペアタイヤＳＴのタイヤサイズに対応して、ロッカレール２Ａ，２Ｂの中間部の車内側側面にスペアタイヤＳＴを回避する凹状のえぐり部２１を設けている。えぐり部２１は車体の左右いずれの側へもスペアタイヤＳＴを収納できるように左右のロッカレール２Ａ，２Ｂに形成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の車体下部構造では、自動車の前面衝突時、特にオフセット前面衝突時にフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの屈曲部１３が車内側に折れ曲がってしまい衝突荷重を効果的にロッカレール２Ａ，２Ｂに伝えられない。一方、各ロッカレール２Ａ，２Ｂは中間部の上記えぐり部２１の強度が低いうえ、両ロッカレール２Ａ，２Ｂの中間部間に架設したクロスメンバ２０ａは小型で強度が不充分のため、車両の側面衝突時にロッカレール２Ａ，２Ｂがえぐり部２１から折れ曲がるおそれがある。フロアクロスメンバ６０はフロアパネル６上に設置されており、直接的に両ロッカレール２Ａ，２Ｂ間を架けわたすものではないので、ロッカレール２Ａ，２Ｂの折れ曲がり防止効果は不充分である。そこで本発明は、前面衝突時のフロントサイドメンバの折れ曲がりや、側面衝突時のロッカレールの折れ曲がりを防止し、剛性を強化した車体下部構造を実現して車体剛性を向上することを課題としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車体の下部骨格を形成する車体前後方向に延びる左右のフロントサイドメンバの後端部をそれぞれ斜め後方車外側へ屈曲せしめ、各フロントサイドメンバの後端末をそれぞれ左右のロッカレールに結合した車両の車体下部構造において、左右のフロントサイドメンバの上記屈曲部間に、車幅方向にクロスメンバを架設する。クロスメンバが両フロントサイドメンバの屈曲部間の支えとなって、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバの折れ曲がりを防止する。
【０００８】
車体の下部骨格を形成する車体前後方向に延びる左右のフロントサイドメンバの後端部をそれぞれ斜め後方車外側へ屈曲せしめ、各フロントサイドメンバの後端末をそれぞれ左右のロッカレールに結合した車両の車体下部構造において、左右のフロントサイドメンバの上記後端末間に、車幅方向にクロスメンバを架設する。クロスメンバが両ロッカレール間の支えとなって、車両の側面衝突時にロッカレールの折れ曲がりを防止する。
【０００９】
車体の下部骨格を形成する車体前後方向に延びる左右のフロントサイドメンバの後端部をそれぞれ斜め後方車外側へ屈曲せしめ、各フロントサイドメンバの後端末をそれぞれ左右のロッカレールに結合した車両の車体下部構造において、左右のフロントサイドメンバの上記屈曲部間に第１のクロスメンバを架設するとともに、上記両フロントサイドメンバの上記後端末間に第２のクロスメンバを架設する。第１および第２のクロスメンバが両フロントサイドメンバの屈曲部間と両ロッカレール間の支えとなって、車両の前面衝突や側面衝突時にフロントサイドメンバの折れ曲がりやロッカレールの折れ曲がりを防止する。
【００１０】
車体の下部骨格を形成する車体前後方向に延びる左右のフロントサイドメンバの後端部をそれぞれ斜め後方車外側へ屈曲せしめ、各フロントサイドメンバの後端末をそれぞれ左右のロッカレールに結合した車両の車体下部構造において、左右のフロントサイドメンバの上記後端末間に、車幅方向にクロスメンバを架設するとともに、両フロントサイドメンバの上記屈曲部と上記クロスメンバの車幅方向中央部とをそれぞれ連結する補助メンバを設ける。フロントサイドメンバ後端部と補助メンバおよびクロスメンバとで三角トラス構造の骨格を形成したので、各フロントサイドメンバの後端および両ロッカレール間の剛性が強化され、車両の前面衝突や側面衝突時にフロントサイドメンバの屈曲部の折れ曲がりやロッカレールの折れ曲がりを防止できる。
【００１１】
車体の下部骨格を形成する車体前後方向に延びる左右のフロントサイドメンバの後端部をそれぞれ斜め後方車外側へ屈曲せしめ、各フロントサイドメンバの後端末をそれぞれ左右のロッカレールに結合した車両の車体下部構造において、左右のフロントサイドメンバの上記屈曲部間に、車幅方向にクロスメンバを架設するとともに、前端をそれぞれ上記クロスメンバの中間部に結合せしめ、上記左右のロッカレールとほぼ平行に後方へ延び、後端を上記左右のロッカレール間に架設したクロスメンバに結合せしめた左右一対の補強メンバを設け、かつ、前記左右のロッカレールの車内側側面に形成されたスペアタイヤを避けるためのえぐり部間を車幅方向に架設するクロスメンバで連結した（請求項１）。両フロントサイドメンバの屈曲部間のクロスメンバが屈曲部に対する支えとなって、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバの折れ曲がりを防止するとともに、フロントサイドメンバに作用する衝突荷重は、ロッカレールとともに補強メンバに分散されるから、ロッカレールの負担が軽減され、その折れ曲がりが防がれる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１および図２に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。図に示すように、車体下部の前部（図の左側）には前後方向に延びる左右のフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂが設けてあり、両フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂはエンジンルーム側の本体部１０と車室の下方に延在する後端部１１とをつなぎ合わせて構成してある。
【００１３】
各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの本体部１０は、車外側へ開口する断面ほぼコ字形のインナパネル１０１と平板状のアウタパネル１０２からなる閉断面構造で、インナパネル１０１の開口上縁とアウタパネル１０２の上縁フランジとを重ね合わせて溶接するとともに、インナパネル１０１の開口下縁の下縁フランジとアウタパネル１０２の下縁とを重合溶接して、インナパネル１０１の開口をアウタパネル１０２で塞ぐように結合してある。
【００１４】
各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの本体部１０の後端は斜め下方へ屈折しており、後端開口には上記後端部１１の前端が連結してある。後端部１１は上方へ開口する断面ほぼ逆ハット形をなし、前端末を上記本体部１０の後端開口内に嵌入して溶接結合してある。後端部１１は、その前半を本体部１０後端の傾斜に合致する傾斜状とする一方、後半を水平方向に延設するとともに、後端部１１の上記後半は斜め後方車外側へ屈曲せしめて、後端末１２をロッカレール２Ａ，２Ｂに結合してある。
【００１５】
左右のロッカレール２Ａ，２Ｂは、全体にほぼ同一断面形状の長尺体で、車外側へ開口する断面ほぼコ字形のインナパネル２２と、車内側へ開口する断面ほぼコ字形のアウタパネル２３とを互いに開口を向き合わせ、両者２２，２３の開口上縁および開口下縁どうしを衝き合わせて溶接結合した閉断面構造としてある。更に、各ロッカレール２Ａ，２Ｂの内部には、上縁および下縁をインナパネル２２とアウタパネル２３との上縁および下縁の結合部と一体に結合して、ロッカレール２Ａ，２Ｂの閉断面を左右に仕切る縦壁状のリインフォースメント２４が内設してあり、ロッカレール２Ａ，２Ｂを補強している。
【００１６】
各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端末１２には、ロッカレール２Ａ，２Ｂの車内側側面に重合する結合フランジが形成してあり、該結合フランジをロッカレール２Ａ，２Ｂの前端寄りの車内側側面に重合溶接して結合してある。
【００１７】
また、各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの屈曲部１３の車外側側面とロッカレール２Ａ，２Ｂの車内側側面の前端との間にはトルクボックス３Ａ，３Ｂが架設してある。各トルクボックス３Ａ，３Ｂは断面ほぼ逆ハット形で、車内、車外両側の側縁に形成した結合フランジを、上記屈曲部１３の側面および上記ロッカレール２Ａ，２Ｂ前端の側面に重合溶接してある。
【００１８】
更に、両フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂには、両屈曲部１３間に車幅方向にクロスメンバ４Ａが架設してある。クロスメンバ４Ａは上方へ開口する断面ほぼ逆ハット形をなし、左右両側縁に設けた結合フランジをそれぞれ各屈曲部１３の車内側側面に重合溶接してある。
【００１９】
両ロッカレール２Ａ，２Ｂの中間部には車内側側面に、床下に収納するスペアタイヤＳＴを避ける円弧状のえぐり部２１を形成し、両ロッカレール２Ａ，２Ｂのえぐり部２１間には車幅方向に小型のクロスメンバ２０ａが架設してある。クロスメンバ２０ａは断面逆ハット形で、左右両側縁の結合フランジを各えぐり部２１内面に重合溶接してある。上記クロスメンバ２０ａの後方には、これと平行に両ロッカレール２Ａ，２Ｂ間を架けわたす断面逆ハット形のクロスメンバ２０ｂが架設してある。各ロッカレール２Ａ，２Ｂの後端は、左右のリヤサイドメンバ８Ａ，８Ｂの斜め前方車外側へ屈折した前端末と結合してある。両リヤサイドメンバ８Ａ，８Ｂ間には複数のクロスメンバ８０ａ，８０ｂを架設してある。
【００２０】
このように構成した車体下部構造の骨格上には、左右のロッカレール２Ａ，２Ｂ間に跨がる車室のフロアパネル６を、その左右両側縁を各ロッカレール２Ａ，２Ｂの上面に結合して敷設する。また、フロアパネル６の前端縁には、両ロッカレール２Ａ，２Ｂの前端にそれぞれ立設した図略の左右のフロントピラー間を架けわたしてエンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル７を立設する。
【００２１】
フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端部１１は、上縁フランジをダッシュパネル７の下面からフロアパネル６の下面に沿って結合して、両パネル６，７とで閉断面を形成する。また、各トルクボックス３Ａ，３Ｂとクロスメンバ４Ａも上縁フランジをフロアパネル６の下面に沿って結合して、フロアパネル６とで閉断面をなす。更に、両ロッカレール２Ａ，２Ｂ間のクロスメンバ２０ａ，２０ｂも上縁フランジをフロアパネル６の下面に結合して閉断面をなす。
【００２２】
フロアパネル６の上面には両フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端末１２間に対応する位置に車幅方向パネル全幅にわたってフロアクロスメンバ６０を延設する。フロアクロスメンバ６０は断面ほぼハット形で、相対向する縦壁状の両側壁の下縁フランジをフロアパネル６上面に結合して閉断面を形成する。
【００２３】
車両の前面衝突時、特にオフセット前面衝突時に、例えばフロントサイドメンバ１Ａ側が衝突した場合、フロントサイドメンバ１Ａの屈曲部１３にはこれを車内側へ折り曲げようとする力が作用する。しかしながら、フロントサイドメンバ１Ａの屈曲部１３は、これと対向し車内側へ突出して車外側へは折れ曲がりにくいフロントサイドメンバ１Ｂの屈曲部１３とクロスメンバ４Ａで連結されているから、フロントサイドメンバ１Ａの屈曲部１３を車内側へ折り曲げようとする力はクロスメンバ４Ａを介してフロントサイドメンバ１Ｂで受け止められ、フロントサイドメンバ１Ａの屈曲部１３の折れ曲がりが防止される。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図３および図４に示すように、本実施の形態の車体下部の基本構造は、第１の実施の形態のそれと同一で、図において同一部材は同一符号で表す。本実施の形態の車体下部構造では、後端部１１を斜め後方車外側へ屈曲せしめて後端末１２をロッカレール２Ａ，２Ｂに結合した左右のフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂ間に、各後端末１２間を車幅方向に連結するクロスメンバ４Ｂが設けてある。
【００２５】
上記クロスメンバ４Ｂは断面ほぼ逆ハット形で、左右の両側縁に形成した結合フランジを両フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂ後端末１２の車内側側面に重合溶接して両フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂ間に架設し、上縁フランジをフロアパネル６下面に沿って結合しフロアパネル６とで閉断面を形成している。
【００２６】
第２の実施の形態によれば、車両の側面衝突時、衝突側のロッカレール２Ａ，（２Ｂ）にはえぐり部２１より前方の前半部をえぐり部２１から車内側へ折り曲げるように衝突荷重が作用するが、荷重はクロスメンバ４Ｂを介して反対側のロッカレール２Ｂ，（２Ａ）で受け止められ、衝突側のロッカレール２Ａ，（２Ｂ）の折れ曲がりを防ぐことができる。
【００２７】
次に、図５および図６に本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態に記載した両フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの屈曲部１３間を車幅方向に架けわたす第１のクロスメンバ４Ａを設けるとともに、上述の第２の実施の形態に記載した両フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端末１２間を車幅方向に架けわたす第２のクロスメンバ４Ｂを設けたものである。
【００２８】
第３の実施の形態によれば、第１のクロスメンバ４Ａを設けたことで、車両の前面衝突時やオフセット前面衝突時にフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの折れ曲がりを防止することができる。また、第２のクロスメンバ４Ｂを設けたことで、車両の側面衝突時にロッカレール２Ａ，２Ｂの折れ曲がりを防止することができる。
【００２９】
図７および図８に示す本発明の第４の実施の形態は、左右のフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端部１１間に、上述の第２の実施の形態に記載した各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端末１２間を車幅方向に架けわたすクロスメンバ４Ｂを設けるとともに、各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの屈曲部１３から斜め後方車内側へ延び、各屈曲部１３とクロスメンバ４Ｂの車幅方向中央部とをそれぞれ連結する補助メンバ５Ａ，５Ｂを設けたものである。
【００３０】
各補助メンバ５Ａ，５Ｂは断面ほぼ逆ハット形で、前端の端末に形成した結合フランジを各屈曲部１３の車内側側面に重合溶接する一方、後端の端末に形成した結合フランジを上記クロスメンバ４Ｂの中央部前面に重合溶接するとともに、各補助メンバ５Ａ，５Ｂはその上縁フランジをフロアパネル６の下面に沿って結合し、フロアパネル６とで閉断面を構成している。
【００３１】
第４の実施の形態によれば、各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの根元部に、フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの後端部１１と補助メンバ５Ａ，５Ｂおよびクロスメンバ４Ｂとでほぼ二等辺三角形のトラス構造の骨格が形成され、車両の前面衝突時やオフセット前面衝突時にフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの折れ曲がりを防止でき、側面衝突時にロッカレール２Ａ，２Ｂの折れ曲がりを防止することができる。
【００３２】
更に、図９および図１０に本発明の第５の実施の形態を示す。これは第１の実施の形態と同様にフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの屈曲部１３間に車幅方向にクロスメンバ４Ａ’を架設するとともに、該クロスメンバ４Ａ’と、両ロッカレール２Ａ，２Ｂ間に架設したクロスメンバ２０ｂとの間に、ロッカレール２Ａ，２Ｂと平行に延びる左右一対の補強メンバ９Ａ，９Ｂを架設したものである。
【００３３】
クロスメンバ４Ａ’は、設置スペースの関係上、左右両側端が若干斜め前方へ屈曲せしめてあり、それらの端末を各フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂの屈曲部１３の車内側側面に結合し、両屈曲部１３よりも後方にオフセットして架設してある。
【００３４】
各補強メンバ９Ａ，９Ｂは断面ほぼ逆ハット形の長尺体で、左右のロッカレール２Ａ，２Ｂと平行に車両前後方向に配し、前端をクロスメンバ４Ａ’の左右両側の屈曲部の後面に溶接結合する一方、後端を上記クロスメンバ２０ｂの中間部前面に溶接結合してある。そして、各補強メンバ９Ａ，９Ｂはその上縁をフロアパネル６の下面に沿って結合し、フロアパネル６とで閉断面を構成している。両ロッカレール２Ａ，２Ｂのえぐり部２１間を車幅方向に架設するクロスメンバ２０ａは、各ロッカレール２Ａ，２Ｂと各補強メンバ９Ａ，９Ｂとの間を架けわたす両側部分と、補強メンバ９Ａ，９Ｂ間を架けわたす中間部分とからなる３分割構造としてある。
【００３５】
第５の実施の形態においては、フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂに作用する衝突荷重に対し、屈曲部１３は、クロスメンバ４Ａ’、補強メンバ９Ａ，９Ｂおよびクロスメンバ２０ｂで支えられているから折れ曲がりが防止される。また、フロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂに作用する衝突荷重は、ロッカレール２Ａ，２Ｂ側と、クロスメンバ４Ａ’を介してロッカレール２Ａ，２Ｂと平行な補強メンバ９Ａ，９Ｂ側とに分散され、ロッカレール２Ａ，２Ｂの負担が軽減されるから、ロッカレール２Ａ，２Ｂのえぐれ部２１での折れ曲がりが防止される。なお、クロスメンバ４Ａ’の中間部に屈曲部を設けても、これを補強メンバ９Ａ，９Ｂで支えることで、上記屈曲部はフロントサイドメンバ１Ａ，１Ｂに作用する衝突荷重により折れ曲がることはない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の衝突時の衝突荷重を、左右のフロントサイドメンバや左右のロッカレール等が相互に支え合い、フロントサイドメンバの折れ曲がりやロッカレールの折れ曲がりを効果的に防止することができ、車体の剛性を強化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両の車体下部構造の第１の実施の形態を示す要部斜視図である。
【図２】上記車体下部構造の概略平面図である。
【図３】本発明の車体下部構造の第２の実施の形態を示す要部斜視図である。
【図４】上記車体下部構造の概略平面図である。
【図５】本発明の車体下部構造の第３の実施の形態を示す要部斜視図である。
【図６】上記車体下部構造の概略平面図である。
【図７】本発明の車体下部構造の第４の実施の形態を示す要部斜視図である。
【図８】上記車体下部構造の概略平面図である。
【図９】本発明の車体下部構造の第５の実施の形態を示す要部斜視図である。
【図１０】上記車体下部構造の概略平面図である。
【図１１】従来の車体下部構造の概略平面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ −ＸＩＩ 線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ フロントサイドメンバ
１１ 後端部
１２ 後端末
１３ 屈曲部
２Ａ，２Ｂ ロッカレール
２０ｂ クロスメンバ
４Ａ，４Ａ’ クロスメンバ（第１のクロスメンバ）
４Ｂ クロスメンバ（第２のクロスメンバ）
５Ａ，５Ｂ 補助メンバ
９Ａ，９Ｂ 補強メンバ

Claims (1)

1. 車体の下部骨格を形成する車体前後方向に延びる左右のフロントサイドメンバ（１Ａ，１Ｂ）の後端部（１１，１１）をそれぞれ斜め後方車外側へ屈曲せしめ、各フロントサイドメンバ（１Ａ，１Ｂ）の後端末（１２，１２）をそれぞれ左右のロッカレール（２Ａ，２Ｂ）に結合した車両の車体下部構造において、左右のフロントサイドメンバ（１Ａ，１Ｂ）の上記屈曲部（１３，１３）間に、車幅方向にクロスメンバ（４Ａ´）を架設するとともに、前端をそれぞれ上記クロスメンバ（４Ａ´）の中間部に結合せしめ、上記左右のロッカレール（２Ａ，２Ｂ）とほぼ平行に後方へ延び、後端を上記左右のロッカレール（２Ａ，２Ｂ）間に架設したクロスメンバ（２０ｂ）に結合せしめた左右一対の補強メンバ（９Ａ，９Ｂ）を設け、かつ、前記左右のロッカレール（２Ａ，２Ｂ）の車内側側面に形成されたスペアタイヤ（ＳＴ）を避けるためのえぐり部（２１，２１）間を車幅方向に架設するクロスメンバ（２０ａ）で連結したことを特徴とする車両の車体下部構造。

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