JP3976199B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は車体構造に関し、特に車幅中央に配置したフロアトンネル周りの改良技術に関する。

自動車などの車両において、車体の車幅中央にフロアトンネルを設けるようにしたものが一般に知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１０８９４９公報（図１−図２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１９は従来の車体構造の概要図である。従来の車体２００は、車幅中央のフロアトンネル２０１並びに左右両側方のサイドシル２０２（一方だけを示す。）を車体の前後に延ばし、フロアトンネル２０１の左右両側にフロアパネル２０３，２０３を設けたというものである。フロアトンネル２０１の内部にはプロペラシャフト２１１が通る。フロアトンネル２０１の内部に補強部材２１２，２１２を介して、ブラケット２１３にてプロペラシャフト２１１を吊り下げることができる。

２１４は左右のサイドシル２０２間に掛け渡したクロスメンバである。２１５，２１５はシートを取付けるブラケットである。２１６はハンドブレーキ装置である。
ところで車体２００の種類には、フロアパネル２０３，２０３の剛性を高めるとともに車体２００全体の剛性を高めるために、フロアフレームを設けたものがある。これを次の図２０及び図２１にて説明する。

図２０はさらなる従来の車体構造の平面図、図２１は図２０の２１−２１線断面図である。
さらなる従来の車体３００は、車幅中央にフロアトンネル３０１を車体の前後に延ばし、このフロアトンネル３０１から左右両側方へ、車体前後に延びるフロアフレーム３０２，３０２及び車体前後に延びるサイドシル３０３，３０３をこの順に並列に設け、左右のフロアフレーム３０２，３０２の前端から前方へ左右のフロントサイドフレーム３０４，３０４を延ばし、フロアトンネル３０１に連なるフロアパネル３０５（図２１参照）を左右のフロアフレーム３０２，３０２の上に重ねて接合したというものである。
図中、３１１，３１１はアッパメンバ、３１２，３１２はアウトサイドリガー、３１３，３１３はリヤサイドフレーム、３１４〜３１８はクロスメンバ、３２１は車体３００の前部にサブフレーム（図示せず）を介して搭載したエンジン、３２２，３２２は前輪、３２３，３２３は後輪である。

車体３００に前方から衝突エネルギーが作用したときに、この衝突エネルギーはフロントサイドフレーム３０４，３０４からフロアフレーム３０２，３０２を介してフロアパネル３０５（図２１参照）に分散しつつ伝わり、さらに、フロアパネル３０５からフロアトンネル３０１にも伝わる。衝突エネルギーによって、フロアフレーム３０２，３０２が後退することで、フロアパネル３０５は、比較的高剛性であるフロアトンネル３０１を基端として、後方へ変形しようとする。

一方、車体３００の前面に衝突エネルギーが作用することで、車体前部が塑性変形したときに、車体前部に取付けられたサブフレーム及びエンジン３２１は後方へ移動する。この結果、後退したサブフレームやエンジン３２１がフロアトンネル３０１の前端に当たることで、この前端に衝突エネルギーが作用する。衝突エネルギーは、フロアトンネル３０１からフロアパネル３０５に分散しつつ伝わり、さらに、フロアパネル３０５からフロアフレーム３０２，３０２にも伝わる。

このような場合に、フロアトンネル３０１の塑性変形量に対して、フロアフレーム３０２，３０２の後退量や塑性変形量を同一に設定することは困難である。このため、フロアトンネル３０１とフロアフレーム３０２，３０２との間で、フロアパネル３０５が変形し得る。フロアパネル３０５が大きく変形する（例えば、大きい皺が発生する）と、フロアトンネル３０１やフロアフレーム３０２，３０２に対するフロアパネル３０５の接合状態にも影響を及ぼす。

このような影響を抑制するために、低剛性の部分を補強材によって補強することも考えられるが、車体３００の構成が複雑になるとともに、車体３００の重量が増大するので、改良の余地がある。
上記図１９に示す従来の車体２００についても同様である。

本発明は、簡単な構成で車体重量を抑制しつつ、車体前方からの衝突エネルギーに対して、フロアトンネルとフロアフレームとの間の前後の位置ずれを抑制できる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車幅中央で板材からなるフロアトンネルを車体の前後に延ばし、このフロアトンネルの左右両側方で板材からなるフロアフレームを車体の前後に延ばし、フロアトンネルに連なるフロアパネルを左右のフロアフレームの上に重ねて接合した車体構造において、フロアトンネルの前部側部にフロアフレームの前部側部を直接に接合したことを特徴とする。

さらに、請求項１に係る発明は、フロアトンネルを構成する板材のうち、前部側部で略水平な部分の一部をフロアフレーム側へ延ばしてトンネル側の延長部とし、フロアフレームを構成する板材のうち、略水平な部分の一部を前記フロアトンネル側へ延ばしてフレーム側の延長部とし、このフレーム側の延長部をトンネル側の延長部に重ね合わせて接合したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、フロアトンネルの前部側部にフロアフレームの前部側部を直接に接合したので、フロアトンネルとフロアフレームとの間の前後方向の荷重を相互に分散し合うとともに、フロアトンネルとフロアフレームとの間で互いに強度や剛性を補完し合うことができる。

従って、車体に前方から衝突エネルギーが作用したときに、フロアトンネルに作用した衝突エネルギーをフロアトンネルからフロアフレームに直接に伝えて分散させるることができる。また、フロアフレームに作用した衝突エネルギーをフロアフレームからフロアトンネルに直接に伝えて分散させることができる。そして、フロアトンネルとフロアフレームとの間の前後の位置ずれを抑制することができる。この結果、フロアトンネルとフロアフレームとの間で、フロアパネルの変形を抑制することができる。フロアパネルの変形を抑制することによって、フロアトンネルやフロアフレームに対するフロアパネルの接合状態を確保することができる。
しかも、フロアトンネルの前部側部とフロアフレームの前部側部とを直接に接合しただけの構成なので、新たな接合部材を設ける必要がなく、車体の構成が簡単であり、車体重量を抑制することができる。

さらに、請求項１に係る発明では、フロアトンネルのうち略水平な板状の延長部に、フロアフレームのうち略水平な板状の延長部を重ね合わせて接合することで、フロアトンネルとフロアフレームとを直接に接合することができる。当然のことながら、フロアトンネル及びフロアフレームは車体の骨格部材なので、これらを構成する板材の板厚は、単なるフロアパネルの板厚に比べて大きい。このように板厚が大きいことに着目して、板材同士を重ね合わせて接合するだけの極めて簡単な構成であり、しかも、容易に接合することができる。さらには、車体重量をより一層抑制することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側、ＣＬは車幅中心（車体中心）を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。

図１は本発明に係る車体の平面図であり、フロアパネルを外した状態の車体１０を示す。但し説明の便宜上、フロアトンネル１５だけ示す。
自動車等の車両における車体１０は、フロアパネルの高さを下げた低床式車体であって、前部で車体前後に延びた左右のフロントサイドフレーム１１，１１と、これらのフロントサイドフレーム１１，１１の後部側部に接合した左右のサイドアウトリガー１２，１２と、これらのサイドアウトリガー１２，１２の後部から後方へ延びた左右のサイドシル１３，１３と、これらのサイドシル１３，１３の後部から後方へ延びた左右のリヤサイドフレーム１４，１４と、車幅中心（車幅中央）ＣＬで車体前後に延びたフロアトンネル１５と、このフロアトンネル１５の左右両側方で車体前後に延びたフロアフレーム１６，１６と、車幅方向に延びた６つのクロスメンバ２１〜２６とを、主要な構成メンバとした車体フレームである。

６つのクロスメンバ２１〜２６は、車体前部から後方へ第１クロスメンバ２１、第２クロスメンバ２２、第３クロスメンバ２３、第４クロスメンバ２４、第５クロスメンバ２５、第６クロスメンバ２６の順に配列することになる。
第１クロスメンバ２１については後述する。第２・第３クロスメンバ２２，２３は、フロアトンネル１５の後方で左右のサイドシル１３，１３間に掛け渡した部材である。第４・第５・第６クロスメンバ２４〜２６は、左右のリヤサイドフレーム１４，１４間に掛け渡した部材である。

ところで、一般には、フロアトンネル１５は第３クロスメンバ２３まで延びる長い部材である。これに対して本発明は、車両の動力伝達方式としてＦＦ式（フロントエンジン、フロントドライブ式）を採用したものである。フロアトンネル１５の中にプロペラシャフトを通す必要はない。しかし、フロアトンネル１５の前半部の近傍に各種機器を配置するので、フロアトンネル１５を完全に廃止することはできない。フロアトンネル１５の後半部の高さを下げることはできる。下げることによって車室を広くできるので、居住性を高めることができる。

このような理由によって、本発明においては、フロアトンネル１５の長さを第２クロスメンバ２２の前方までの短いものにし、その後方については低位のセンタフレーム３１，３１を用いた。
具体的には、短いフロアトンネル１５の後端部６１を左右一対のセンタフレーム３１，３１を介して、第２クロスメンバ２２及び第３クロスメンバ２３に接合したものである。センタフレーム３１，３１は、車幅中心ＣＬの左右両側方に配列して車体前後に延びる部材である。２７は、左右のセンタフレーム３１，３１間に掛け渡した第７クロスメンバである。なお、フロアトンネル１５の後端部６１を第２クロスメンバ２２に直接に接合する構成としてもよい。

左右のフロントサイドフレーム１１，１１は、左右のフロアフレーム１６，１６の前端から前方へ延ばした部材であると言うことができる。
このようにして、車幅中心ＣＬから左右両側方へ、車体前後に延びるフロアフレーム１６，１６及び車体前後に延びるサイドシル１３，１３を、この順に並列に設けることができる。
図中、３５，３５は左右の前輪、３６，３６は左右の後輪である。

図２は本発明に係るフロアトンネルの前部周りの車体を左側方から見た断面図である。
図２に示すように車体１０は、前部をダッシュボード４１にて前部のエンジンルーム４２と後部の車室４３とに仕切り、エンジンルーム４２内で車体前後に延びる左右のフロントサイドフレーム１１，１１（図１参照）にエンジン搭載用サブフレーム４４を取外し可能に取付けたものである。エンジン搭載用サブフレーム４４はエンジン４５、トランスミッション４６並びにステアリング装置４７を搭載した部材である。第１クロスメンバ２１は、ダッシュボード４１の部分における下部に配置したものである。４８はエンジン排気用マフラである。

図３は本発明に係るフロアトンネルの前部周りの車体の平面図であり、ダッシュボードを省略して表した。図４は本発明に係るフロアトンネルの前部周りを左上部から見た斜視図である。図５は本発明に係るフロアトンネルの前部周りを右上部から見た斜視図である。図６は図１の６−６線断面図である（但し、フロアパネル５１を設けた状態で表した）。

図３に示すように、左右のフロントサイドフレーム１１，１１は後端部の内側面に、それぞれブラケット５２，５２を備える。これらのブラケット５２，５２に想像線にて示すエンジン搭載用サブフレーム４４の後端部を取外し可能に取付けることで、フロントサイドフレーム１１，１１にエンジン搭載用サブフレーム４４を取付けることができる。

フロアトンネル１５の全体形状は、図３〜図５に示すように、前端部６２から後方へ徐々に小さくなる、いわゆる概ね流線形である。具体的には、フロアトンネル１５は平面視略矩形状であって、上面６３を前端部６２から後方へ下り勾配となるように傾斜させた形状を有する。
より詳しくは図６に示すように、フロアトンネル１５は板材からなる折曲げ成形品であって、正面から見たときに略下向きコ字状（略下向きＵ字状）に形成した略下向きコ字状断面体であり、左右両端からそれぞれ対抗するサイドシル１３，１３に向かって延びる水平なフランジ６４，６４を有する。フロアトンネル１５の板厚は、フロアパネル５１の板厚よりも大きい。

図６に示すようにフロアパネル５１は、左右のフロアフレーム１６，１６（一方だけを示す。）の上及びフロアトンネル１５の上にフロアパネル５１を重ねて接合するとともに、左右のサイドシル１３，１３（一方だけを示す。）にも接合した薄板である。このようにして、フロアトンネル１５にフロアパネル５１を連ねることができる。フロアパネル５１の床面に対してフロアトンネル１５は高位にある。

図３〜図６に示すように、このようなフロアトンネル１５、すなわち下向きコ字状断面体１５は、左右の上部コーナ６５，６５（図６参照）を一段下がった段差状に形成することで、左右の段差部６６，６６を有する。段差部６６は、上面６３から下方へ延びた垂下部６６ａと、垂下部６６ａの下端から側方へ延びた段差面部６６ｂとからなる。段差部６６，６６が上面６３に沿って後下方へ下がるので、段差面部６６ｂ、６６ｂも後下方へ下がって、その後端がフランジ６４，６４に合致する。

図３及び図４に示すように、フロアトンネル１５の後端部６１は左右二股状に分かれ、これらの二股状分岐部に左右一対のセンタフレーム３１，３１の先端をスポット溶接等によって接合したものである。センタフレーム３１，３１は断面視略ハット状の細長いビームである。

次に、左右のフロアフレーム１６，１６とフロアトンネル１５との連結関係について説明する。
図７は図６に示す右のフロアフレーム及びフロアトンネル周りの要部拡大図であり、フロアフレーム１６とフロアトンネル１５との関係を示す。
右のフロアフレーム１６は、正面視上開放の略Ｕ字状断面のフレーム本体７１の上に略平板状のカバー部７３を被せて、スポット溶接等によって互いに接合することで、閉断面構造としたビームである。フレーム本体７１は上端から左右に延びるフランジ７２，７２を備える。
右のフロアフレーム１６、すなわち、フレーム本体７１並びにカバー部７３は板材からなる折曲げ成形品である。フレーム本体７１並びにカバー部７３の板厚は、フロアパネル５１の板厚よりも大きい。

図４、図５及び図７に示すようにフロアフレーム１６は、このフロアフレーム１６を構成する板材のうち略水平な部分の一部、例えば、カバー部７３の一部をフロアトンネル１５側へ延ばし、この延びた部分をフレーム側の延長部７４としたものである。
一方、フロアトンネル１５は、このフロアトンネル１５を構成する板材のうち前部側部で略水平な部分の一部、例えば、フランジ６４の一部をフロアフレーム１６側へ延ばし、この延びた部分をトンネル側の延長部６７としたものである。

トンネル側の延長部６７にフレーム側の延長部７４を重ね合わせて、スポット溶接等によって接合することで、フロアトンネル１５の前部側部にフロアフレーム１６の前部側部を直接に接合して、双方を一体化することができる。
フロアトンネル１５及びフロアフレーム１６は車体１０の骨格部材なので、これらを構成する板材の板厚は、単なるフロアパネル５１の板厚に比べて大きい。このように板厚が大きい板材同士を重ね合わせて接合するだけの極めて簡単な構成であり、しかも、容易に接合することができる。さらには、車体１０の重量をより一層抑制することができる。

なお、左のフロアフレーム１６の構成は右のフロアフレーム１６と同様の構成である。
また、左のフロアフレーム１６とフロアトンネル１５とを、右のフロアフレーム１６とフロアトンネル１５との接合構成と同様に接合することは、任意である。

次に、左右のフロアフレーム１６，１６の後端部７５，７５の接合構造について説明する。
図８は図１の８−８線断面図である（但し、フロアパネル５１を設けた状態で表した）。図９は本発明に係る右のサイドシルと右のフロアフレームと関係を示す車体要部の平面図であり、フロアパネルを省略して表した。図１０は本発明に係る右のサイドシルと右のフロアフレームと関係を示す車体要部の斜視図であり、フロアパネルを省略して表した。

図８に示すように、サイドシル１３は車幅内側のサイドシルインナ８１と車幅外側のサイドシルアウタ８２とを組合わせた閉断面状ビームである。このサイドシル１３から上にセンタピラー８３を延ばした。

図１及び図９に示すように車体１０は、左右のフロアフレーム１６，１６の後端部７５，７５を、左右のサイドシル１３，１３の長手途中に寄せて接合し、それらの接合部分よりも前の位置で且つ接合部分の近傍で左右のサイドシル１３，１３間に第２クロスメンバ２２を掛け渡し、この第２クロスメンバ２２に左右のフロアフレーム１６，１６の後端部７５，７５をも接合したものである。

このようにすることで、左のサイドシル１３と左のフロアフレーム１６と第２クロスメンバ２２との間の接合部分を平面視略三角形状の接合構造、すなわち三角状接合部８５とすることができる。また、右のサイドシル１３と右のフロアフレーム１６と第２クロスメンバ２２との間の接合部分を平面視略三角形状の接合構造、すなわち三角状接合部８５とすることができる。左右の三角状接合部８５，８５を設けたことにより、サイドシル１３，１３とフロアフレーム１６，１６と第２クロスメンバ２２との間で、互いに剛性を補完し合うことができる。

このため、フロアフレーム１６を車体１０後部まで延ばさなくとも、車体１０の強度及び剛性を十分に確保することができる。
しかも、フロントサイドフレーム１１に前方から衝突エネルギーが作用したとき、この衝突エネルギーはフロントサイドフレーム１１からフロアフレーム１６へ伝わるが、この伝わった衝突エネルギーを、後端部７５からサイドシル１３並びに第２クロスメンバ２２へ、効率良く分散させることができる。

より具体的には、図８及び図１０に示すように、フロアフレーム１６はサイドシル１３の下面１３ａ（図８参照）に沿うように厚みが小さくなりつつ、後方へ延びる。すなわち、後方へ先細りテーパ状に延びる。図９及び図１０に示すように、フロアフレーム１６の後端部７５は、上から見たときにサイドシル１３側へ湾曲しつつ広がった、末広がり形状を呈する。

第２クロスメンバ２２は、フロアフレーム１６並びにセンタフレーム３１の上に重ねて接合するべく、下開放の略Ｕ字状断面を呈し、その下端の縁から略水平に延びるフランジ２２ａ，２２ａを備える。フロアフレーム１６に第２クロスメンバ２２のフランジ２２ａ，２２ａを重ね、スポット溶接等によって接合することで、互いに一体化することができる。また、サイドシル１３に第２クロスメンバ２２の先端部をスポット溶接等によって接合することで、互いに一体化することができる。

次に、フロアトンネル１５、第１クロスメンバ２１及びダッシュボード４１の接合構造について説明する。
図１１は本発明に係るフロアトンネル、第１クロスメンバ及びダッシュボードの接合構造を示す断面図であり、車幅中心において車体を左側方から見た断面構造を表した。図１２は図１１の１２−１２線断面図である。図１３は図１１の１３−１３線断面図である。図１４は本発明に係るフロアトンネル、第１クロスメンバ及びダッシュボードの分解図である。図１５は本発明に係るフロアトンネル及び第１クロスメンバの分解図である。

図１１及び図１４に示すように、第１クロスメンバ２１はメンバ前半部９０とメンバ後半部１００とからなる。メンバ前半部９０及びメンバ後半部１００は、車幅方向に細長い板材からなる折曲げ成形品である。
メンバ前半部９０は、前方へ突出した断面視略Ｌ字状（図１１参照）の本体部９１と、そのＬ字状断面体からなる本体部９１の上端から上方へ延びた上部フランジ９２と、本体部９１の下端から後方へ延びた水平な下部フランジ９３と、本体部９１の左右両端から側方へ延びた左右の側部フランジ９４，９４とからなる。

メンバ後半部１００は、背面から見た断面視略下向きコ字状の本体部１０１と、その下向きコ字状断面体からなる本体部１０１の後端から後方へ延びた延長部１０２と、本体部１０１の前部下端から前方へ延びた前部フランジ１０３と、本体部１０１の左右両端から側方へ延びた左右の側部フランジ１０４，１０４とからなる。延長部１０２は、本体部１０１と同様に、背面から見た断面視略下向きコ字状を呈する。

一方、ダッシュボード４１は、下端から後方へ延びる下部フランジ１１１と、下部フランジ１１１の車幅中央部分でメンバ後半部１００の本体部１０１並びに延長部１０２に上から嵌合することが可能なトンネル部１１２とを、一体に形成した板部材である。トンネル部１１２は、背面から見た断面視略下向きコ字状の部分である。

ダッシュボード４１の下部における前面にメンバ前半部９０の上部フランジ９２を重ね合わせて接合し、メンバ前半部９０の下部フランジ９３にメンバ後半部１００の前部フランジ１０３を重ね合わせて接合し、メンバ後半部１００の本体部１０１にダッシュボード４１のトンネル部１１２を重ね合わせて接合することで、ダッシュボード４１の前下部に第１クロスメンバ２１を一体に設けることができる。
第１クロスメンバ２１はダッシュボード４１と組合せることによって、車幅方向に延びる閉断面体とすることができる。閉断面体の第１クロスメンバ２１であるから、強度や剛性が大きい。しかも、閉断面体の一部としてのダッシュボード４１を有効利用するので、軽量化になる。

さらに図３、図４及び図１４に示すように、左右のブラケット５２，５２にメンバ後半部１００の左右の側部フランジ１０４，１０４を重ね合わせて接合することで、左右のフロントサイドフレーム１１，１１間に第１クロスメンバ２１を掛け渡すことができる。

図１１〜図１４に示すように、延長部１０２並びにフロアトンネル１５の前端部６２は、それぞれ背面視略下向きコ字状の断面体であり、これらのコ字状断面体同士は上下に嵌合可能な大きさである。
メンバ後半部１００における本体部１０１及び延長部１０２、すなわち下向きコ字状断面体は、左右の上部コーナ１０５，１０５（図１５参照）を一段下がった段差状に形成することで、左右の段差部１０６，１０６を有する。段差部１０６は、上面から下方へ延びた垂下部１０６ａと、垂下部１０６ａの下端から側方へ延びた段差面部１０６ｂとからなる。

フロアトンネル１５の前端部６２と第１クロスメンバ２１とダッシュボード４１との接合構造は、（１）延長部１０２の後半部の上にフロアトンネル１５の前端部６２を重ね合わせ、（２）メンバ後半部１００の本体部１０１の上及び延長部１０２の前半部の上にダッシュボード４１のトンネル部１１２を重ね合わせ、（３）図１１に示すフロアトンネル１５の前端にトンネル部１１２の後端を突き合わせ、（４）フロアトンネル１５の前端部６２の上並びにトンネル部１１２の上に背面視略下向きコ字状の１つの補強部材１２１を重ね、（５）各部材同士６２，１０２，１１１，１１２，１２１をスポット溶接等によって接合したものである。このようにして、延長部１０２の後端部にフロアトンネル１５の前端部６２を接合した。

補強部材１２１は板材の折曲げ成形品であり、上述のように、前端部６２の上並びにトンネル部１１２の上の両方に重ねるようにした当て板である。補強部材１２１の板厚はフロアトンネル１５、第１クロスメンバ２１、ダッシュボード４１の各板厚とほぼ同じである。

車体１０前方から作用した衝突エネルギーを、フロントサイドフレーム１１，１１（図１参照）から第１クロスメンバ２１に伝え、さらに第１クロスメンバ２１の延長部１０２からフロアトンネル１５の前端部６２へ効率良く伝えることができる。従って、車体１０の前方からの衝突エネルギーを、車体１０全体に効率良く十分に分散させることができる。この結果、車体１０全体で衝突エネルギーを十分に吸収することができるので、車体１０による衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。

また、走行中には図１に示す前輪３５，３５からの振動やエンジン４５からの振動、すなわち走行振動がサブフレーム４４からフロントサイドフレーム１１，１１やブラケット５２，５２を介して第１クロスメンバ２１に伝わる。
これに対して本発明は、これらの振動を第１クロスメンバ２１で吸収するだけではなく、延長部１０２を介してフロアトンネル１５に伝え、この部分でも吸収することができる。このため、車体１０の振動吸収性能を高めることができる。

さらに図１１〜図１３、図１５に示すように、第１クロスメンバ２１の接合構造は、延長部１０２、前端部６２並びにトンネル部１１２の各上に１つの補強部材１２１を重ねてそれぞれ接合することで、延長部１０２の左右の上部コーナ１０５，１０５（図１５参照）と補強部材１２１の左右の上部コーナ１２１ａ，１２１ａとによって車体前後に延びる閉断面部１２２，１２２を形成するとともに、フロアトンネル１５の左右の上部コーナ６５，６５（図１５参照）と補強部材１２１の左右の上部コーナ１２１ａ，１２１ａとによって車体前後に延びる閉断面部１２３，１２３を形成し、これら左の閉断面部１２２，１２３同士及び右の閉断面部１２２，１２３同士を連結した構成である。

このようにして、延長部１０２の左右の上部コーナ１０５，１０５（図１５参照）に車体前後に延びる閉断面部１２２，１２２を形成し、また、フロアトンネル１５の左右の上部コーナ６５，６５（図１５参照）にも車体前後に延びる閉断面部１２３，１２３を形成し、これら左の閉断面部１２２，１２３同士及び右の閉断面部１２２，１２３同士を連結したので、延長部１０２にフロアトンネル１５を接合する部分の剛性を、より高めることができる。

このため、車体１０の前方から作用した衝突エネルギーを、第１クロスメンバ２１の延長部１０２からフロアトンネル１５の前端部６２に、より一層効率良く伝えることができる。この結果、車体１０による衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
さらには、延長部１０２にフロアトンネル１５を接合する部分の剛性をより高めたので、この高剛性の部分及びフロアトンネル１５でも走行振動を吸収することができる。
さらにまた、延長部１０２にフロアトンネル１５を接合する部分の剛性をより高めたので、車体１０全体の剛性をより高めることができる。この結果、車両の操縦安定性をより高めることができる。

次に、上記構成のフロアトンネル１５の作用を説明する。
図１６（ａ）〜（ｃ）はフロアトンネルの作用図である。（ａ）は実施例のフロアトンネル１５を左側方から見た構成を示す。（ｂ）は実施例のフロアトンネル１５を左上方から見た構成を示す。（ｃ）は比較例のフロアトンネル１５Ａを左上方から見た構成を示す。

（ｃ）に示す比較例のフロアトンネル１５Ａは、前半部だけをトンネル部１４１とし、トンネル部１４１の後端を概ね垂直にしたものである。トンネル部１４１の上面１４２はほぼ水平である。
上記図１に示す車体１０の前面に衝突エネルギーが作用することで、車体１０前部が塑性変形したときに、車体１０前部に取付けられたサブフレーム４４及びサブフレーム４４に取付けられたエンジン４５は後方へ移動する。この結果、後退した高位のエンジン４５が図１６（ｃ）に示すフロアトンネル１５Ａの前上端６８Ａに当たることで、この前上端６８に衝突エネルギーＥ１が作用する。また、後退した低位のサブフレーム４４（図１参照）からフロアトンネル１５Ａの前下端６９Ａに衝突エネルギーＥ２が作用する。

このように、後退した高位のエンジン４５と低位のサブフレーム４４の両方から、フロアトンネル１５に衝突エネルギーＥ１，Ｅ２が伝わる。この場合、前上端６８Ａに作用した衝突エネルギーＥ１をフロアトンネル１５の後方へ効率良く伝えるようにするには、改良の余地がある。

これに対して、（ａ）及び（ｂ）に示す実施例では、フロアトンネル１５の上面６３を前端部６２から後方へ下り勾配となるように傾斜させたので、フロアトンネル１５の前上端６８に衝突エネルギーＥ１が作用したときに、この衝突エネルギーＥ１を下り勾配に合わせてフロアトンネル１５の後下方へ効率良く伝え、さらに後方の第２・第３クロスメンバ２２，２３（図１参照）を介して車体後部に、効率良く伝えることができる。

また、フロアトンネル１５の前下端６９に衝突エネルギーＥ２が作用したときには、そのまま衝突エネルギーＥ２をフロアトンネル１５の後方へ効率良く伝え、さらに後方の第２・第３クロスメンバ２２，２３（図１参照）を介して車体後部に、効率良く伝えることができる。
しかも、衝突エネルギーＥ１，Ｅ２をフロアトンネル１５から車体後部へ効率良く伝えるための部材を設ける必要がないので、車体重量を抑制することができる。
さらには、フロアトンネル１５の後半部の高さを下げて車室を広くすることができ、この結果、車室の居住性を高めることができる。

次に、上記構成のフロアトンネル１５とフロアフレーム１６との接合構造の作用を説明する。
図１７（ａ），（ｂ）はフロアトンネルとフロアフレームとの接合構造の作用図である。（ａ）は実施例のフロアトンネル１５とフロアフレーム１６との接合構造を右上方から見た構成を示す。（ｂ）は比較例のフロアトンネル１５とフロアフレーム１６とを右上方から見た構成を示す。

（ｂ）に示す比較例の車体１０Ａは、フロアトンネル１５に対してフロアフレーム１６が分離し、フロアトンネル１５に連なるフロアパネル５１を左右のフロアフレーム１６の上に重ねて接合したものである。
車体１０Ａに前方から衝突エネルギーＥｎが作用したときに、この衝突エネルギーＥｎはフロアフレーム１６を介してフロアパネル５１に分散しつつ伝わるとともに、フロアトンネル１５からフロアパネル５１に分散しつつ伝わる。このような場合に、フロアトンネル１５の塑性変形量に対して、フロアフレーム１６の後退量や塑性変形量を同一に設定することは困難である。このため、フロアトンネル１５とフロアフレーム１６との間で、フロアパネル５１が変形し得る。

これに対して、（ａ）に示す実施例では、フロアトンネル１５の前部側部にフロアフレーム１６の前部側部を直接に接合したので、フロアトンネル１５とフロアフレーム１６との間の前後方向の荷重を相互に分散し合うとともに、フロアトンネル１５とフロアフレーム１６との間で互いに強度や剛性を補完し合うことができる。

従って、車体１０に前方から衝突エネルギーＥｎが作用したときに、フロアトンネル１５に作用した衝突エネルギーＥｎをフロアトンネル１５からフロアフレーム１６に直接に伝えて分散させるることができる。また、フロアフレーム１６に作用した衝突エネルギーＥｎをフロアフレーム１６からフロアトンネル１５に直接に伝えて分散させることができる。そして、フロアトンネル１５とフロアフレーム１６との間の前後の位置ずれを抑制することができる。この結果、フロアトンネル１５とフロアフレーム１６との間で、フロアパネル５１の変形を抑制することができる。フロアパネル５１の変形を抑制することによって、フロアトンネル１５やフロアフレーム１６に対するフロアパネル５１の接合状態を確保することができる。
しかも、フロアトンネル１５の前部側部とフロアフレーム１６の前部側部とを直接に接合しただけの構成なので、新たな接合部材を設ける必要がなく、車体１０の構成が簡単であり、車体１０の重量を抑制することができる。

次に、上記構成の三角状接合部８５の作用を説明する。
図１８（ａ）〜（ｃ）は車体の作用図である。（ａ）は実施例の車体１０に車体前方から衝突エネルギーＥｆが作用した状態を上方から見た図である。（ｂ）は実施例の車体１０に車体側方から衝突エネルギーＥｓが作用した状態を上方から見た図である。（ｃ）は比較例の車体１０Ｂに車体前方の衝突エネルギーＥｆ及び車体側方の衝突エネルギーＥｓｆが作用した状態を上方から見た図である。

（ｃ）に示す比較例の車体１０Ｂは、車幅中心ＣＬから左右両側方にフロアフレーム１６（一方だけを示す。以下同じ。）及びサイドシル１３をこの順に並列に設け、左右のサイドシル１３間にクロスメンバ１５１を掛け渡し、クロスメンバ１５１にフロアフレーム１６の後端を接合し、フロアフレーム１６の前端から前方へフロントサイドフレーム１１を延ばしたものである。

車体１０Ｂの前方から作用した衝突エネルギーＥｆを、フロントサイドフレーム１１からフロアフレーム１６を介してクロスメンバ１５１に伝えることができる。しかし、クロスメンバ１５１から、これと直交するサイドシル１３に衝突エネルギーＥｆを効率良く分散させるには、改良の余地がある。
一方、車体１０Ｂの側方から作用した衝突エネルギーＥｓを、サイドシル１３からクロスメンバ１５１に伝えることができる。しかし、クロスメンバ１５１から、これと直交するフロアフレーム１６に衝突エネルギーＥｓを効率良く分散させるには、改良の余地がある。

これに対して、（ａ），（ｂ）に示す実施例では、サイドシル１３とフロアフレーム１６と第２クロスメンバ２２との間の接合部分を、平面視略三角形状の接合構造、すなわち三角状接合部８５としたものである。三角状接合部８５を設けたことにより、サイドシル１３とフロアフレーム１６と第２クロスメンバ２２との間で、互いに強度や剛性を補完し合うことができる。

（ａ）に示すように、車体１０前方から作用した衝突エネルギーＥｆを、フロントサイドフレーム１１からフロアフレーム１６を介して三角状接合部８５に伝え、さらに、この三角状接合部８５から第２クロスメンバ２２及びサイドシル１３に効率良く分散させることができる。
また、（ｂ）に示すように、車体１０側方から作用した衝突エネルギーＥｓを、サイドシル１３から三角状接合部８５に伝え、さらに、この三角状接合部８５からフロアフレーム１６及び第２クロスメンバ２２に効率良く分散させることができる。

このように、車体１０前方からの衝突エネルギーＥｆ及び車体１０側方からの衝突エネルギーＥｓの両方を、車体１０全体に効率良く十分に分散させることができる。この結果、車体１０全体で衝突エネルギーＥｆ，Ｅｓを十分に吸収することができるので、車体１０による衝突エネルギーＥｆ，Ｅｓの吸収性能を高めることができる。しかも、車体１０の各部材を大型にしたり、各部材を補強する新たな補強部材を設ける必要はない。このため、車体１０の重量を抑制することができるとともに、車室内のスペースを十分に確保することができる。

また、（ｂ）に示すように、走行中には前輪からの振動が車体１０前部を介してフロアフレーム１６に伝わる。この振動の方向は、フロアフレーム１６をねじる方向が主である。
これに対して実施例では、サイドシル１３とフロアフレーム１６の後端部との接合部分よりも前の位置において、左右のサイドシル１３間に第２クロスメンバ２２を掛け渡し、この第２クロスメンバ２２にフロアフレーム１６をも接合したので、その分、フロアフレーム１６の長さを小さくすることができる。しかも、フロアフレーム１６の後端を強固な三角状接合部８５にて接合したものである。従って、フロアフレーム１６のねじり方向の振動を低減することができる。

本発明の車体構造は、車幅中央で車体１０の前後に延ばしたフロアトンネル１５と、フロアトンネル１５の左右両側方で車体１０の前後に延ばしたフロアフレーム１６，１６と、左右のフロアフレーム１６，１６の上に重ねて接合したフロアパネル５１とを、備えた自動車等の車両に好適である。

本発明に係る車体の平面図である。 本発明に係るフロアトンネルの前部周りの車体を左側方から見た断面図である。 本発明に係るフロアトンネルの前部周りの車体の平面図である。 本発明に係るフロアトンネルの前部周りを左上部から見た斜視図である。 本発明に係るフロアトンネルの前部周りを右上部から見た斜視図である。 図１の６−６線断面図である。 図６に示す右のフロアフレーム及びフロアトンネル周りの要部拡大図である。 図１の８−８線断面図である。 本発明に係る右のサイドシルと右のフロアフレームと関係を示す車体要部の平面図である。 本発明に係る右のサイドシルと右のフロアフレームと関係を示す車体要部の斜視図である。 本発明に係るフロアトンネル、第１クロスメンバ及びダッシュボードの接合構造を示す断面図である。 図１１の１２−１２線断面図である。 図１１の１３−１３線断面図である。 本発明に係るフロアトンネル、第１クロスメンバ及びダッシュボードの分解図である。 本発明に係るフロアトンネル及び第１クロスメンバの分解図である。 フロアトンネルの作用図である。 フロアトンネルとフロアフレームとの接合構造の作用図である。 車体の作用図である。 従来の車体構造の概要図である。 さらなる従来の車体構造の平面図である。 図２０の２１−２１線断面図である。

符号の説明

１０…車体、１１…フロントサイドフレーム、１３…サイドシル、１５…フロアトンネル、１６…フロアフレーム、５１…フロアパネル、６７…トンネル側の延長部、７４…フレーム側の延長部、ＣＬ…車幅中央。

Claims (1)

1. 車幅中央で板材からなるフロアトンネルを車体の前後に延ばし、このフロアトンネルの左右両側方で板材からなるフロアフレームを車体の前後に延ばし、前記フロアトンネルに連なるフロアパネルを前記左右のフロアフレームの上に重ねて接合した車体構造において、前記フロアトンネルの前部側部に前記フロアフレームの前部側部を直接に接合したものであって、
   前記フロアトンネルを構成する板材のうち、前部側部で略水平な部分の一部を前記フロアフレーム側へ延ばしてトンネル側の延長部とし、前記フロアフレームを構成する板材のうち、略水平な部分の一部を前記フロアトンネル側へ延ばしてフレーム側の延長部とし、このフレーム側の延長部を前記トンネル側の延長部に重ね合わせて接合したことを特徴とする車体構造。

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