JP4640125B2 - 車両の下部構造 - Google Patents

Description

この発明は車両の下部構造に係り、特に、後輪車軸近傍のフロア下方に、燃料タンクとマフラ本体とを配置した車両の下部構造に関する。

車両の下部構造には、車体のリヤフロアの下側に車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバを配置し、このサイドメンバの間に車両前方向から順に燃料タンクとマフラ本体とを配置したものがある。

このような下部構造の車両の車体後部に後方から荷重が作用したとき（以下「後方荷重作用時」と記す。）には、車体の変形によってマフラ本体が車両前方向に押し出され、後輪の車軸を連結するアクスルビームと衝突するおそれがある。さらに、このアクスルビームが車両前方に押し出された場合には、燃料タンクに衝突するおそれがある。そのため、車両は、後方荷重作用時にマフラ本体をアクスルビームに衝突させない構造にし、燃料タンクを保護する必要がある。

従来の車両の下部構造には、リヤサイドフレームを連結するリヤクロスメンバと、このリヤクロスメンバの後方の上側に配設されたマフラ本体と、このマフラ本体の上側に配設されたスペアタイヤと、リヤクロスメンバとスペアタイヤとの間であって後方荷重作用時に前方に押されたマフラ本体が入り込む空間とを備えているものがある。
特開平５−５８１７３号公報

従来の車両の下部構造には、リヤフロアに窪ませて設けたスペアタイヤハウスの前壁の前傾角度をスペアタイヤハウスの後壁の後傾角度よりも大きくし、リヤフロアの後端部下面に接合配置した牽引フックの前端部を、スペアタイヤ中心部を固定するスペアタイヤクランプ部の下面部分に延設し、車両の後方荷重作用時に、牽引フックを介してスペアタイヤクランプ部を前方へ移動させてスペアタイヤの前側部を待ち上げ、スペアタイヤの突っ張りを無くしてリヤフロアの変形を円滑に行わせるものがある。
特開平９−２３３６号公報

ところで、前記車体のリヤフロアの下面に配置した左右一対のサイドメンバの間に、車両前方向から後方向へ順に燃料タンクとマフラ本体とを配置した車両の下部構造においては、後輪の車軸を連結するアクスルビームとマフラ本体との問にマフラ本体の移動量を見込んだ空間を確保する構造とし、車両の後方荷重作用時にマフラ本体がアクスルビームに衝突することを回避していた。

ところが、マフラ本体の移動量を見込んだ空間を確保した構造では、後輪車軸から車両後端部までの長さが長くなり、相対的に車両後席から前方の車室空間が減少し、車両の居住性が悪化する問題があった。

また、リヤフロアに下方に突出するスペアタイヤハウスが形成され、スペースの都合上からマフラ本体をスペアタイヤの下方の地面に近い位置に配置し、地上高を確保するためにマフラ本体の断面形状を車両前後方向に長い断面形状に扁平させた場合には、燃料タンクとの間に後方荷重作用時のマフラ本体の移動量を見込んだ空間を確保することが一層困難になる問題があった。

この発明は、車体のリヤフロアの下側に、車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバを配置し、このサイドメンバの間に車両前方向から後方向側に順に燃料タンクとマフラ本体とを配置した車両の下部構造について、車両の居住性を悪化させることなく、車両の後方荷重作用時にマフラ本体の車両前方への移動を抑制して、燃料タンクを保護できる構造とすることを目的とする。

この発明は、車両のリヤフロアの車両幅方向中央部に車両下方に突出するスペアタイヤハウスを形成し、前記リヤフロアの下側に車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバを配設し、車両進行方向と直交する方向から見た場合に、前記サイドメンバを後輪車軸より前側の立上り部で上方に立上げた後に、前記リヤフロアに沿って車両後方に延びるように形成し、前記サイドメンバの間に車両前方向から順に燃料タンクと前記スペアタイヤハウスとを配設し、車両上下方向で前記スペアタイヤハウスの下方の空間に車両前後方向に長い断面形状を有するマフラ本体を配設した車両の下部構造において、前記サイドメンバの車両前後方向で前記立上り部よりも後側に脆弱部を形成し、前記サイドメンバの前記脆弱部よりも後側の位置を車両幅方向に延びるクロスメンバにより連結し、このクロスメンバの車両幅方向中央部を前記スペアタイヤハウス下面に沿うように車両下方に突出させ、車両前後方向に延びて前端部が前記クロスメンバに当接されるセンタメンバを前記スペアタイヤハウスの下面に沿って配設し、前記マフラ本体の車両前後方向の前部をフロントマウントゴムを介して前記クロスメンバに支持する一方、前記マフラ本体の車両前後方向の後部を前記クロスメンバよりも後方の車体にリヤマウントゴムを介して支持したことを特徴とする。

この発明の車両の下部構造は、車両の後方荷重作用時に、サイドメンバとセンタメンバの双方に車両前方に向かう荷重が入力されると、サイドメンバは、車両前後方向に圧縮する力を受けるとともに、サイドメンバの下方に突出したクロスメンバがセンタメンバに押されることによって発生する曲げモーメントを受ける。一方、車両進行方向と直交する方向から見た場合、サイドメンバには、上方に立ちがる立上り部が形成されているとともに、この立上り部の後側に脆弱部が形成されている。これにより、サイドメンバは、圧縮する力と曲げモーメントとによって脆弱部で屈曲し、脆弱部を頂点とする山形に折れ曲がるよう変形する。
さらに、サイドメンバが山形に折れ曲がると、クロスメンバは車両後方下向きに傾斜しながら車両上方に引き上げられる。これにより、マフラ本体の前部がクロスメンバとともに車両上方に引き上げられ、マフラ本体は断面形状の長手方向が車両前後方向から車両上下方向を向くように回転される。
このため、この発明の車両の下部構造は、車両の後方荷重作用時にマフラ本体の車両前方への移動を抑制することができ、マフラ本体の前方に大きな空間を確保することなく、マフラ本体が燃料タンクに衝突しない構造とすることができ、車両の居住性を損ねることなく車両の後方からの荷重作用時の安全性を向上することができる。

この発明の車両の下部構造は、サイドメンバに脆弱部を形成し、脆弱部よりも後側のサイドメンバを連結するクロスメンバの車両幅方向中央部を車両下方に突出させ、クロスメンバに前端部を当接されるセンタメンバをスペアタイヤハウスの下面に沿って配設し、マフラ本体の前部をフロントマウントゴムを介してクロスメンバに支持し、マフラ本体の後部をクロスメンバよりも後方の車体にリヤマウントゴムを介して支持していることにより、車両の後方荷重作用時にマフラ本体の断面形状の長手方向が車両上下方向を向くように回転され、マフラ本体が燃料タンクに衝突しない構造とすることができるものである。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。図４において、１は車両、２は車体、３はフロントフロア、４はフロントサイドメンバ、５はリヤフロア、６はリヤサイドメンバ、７はエンジン、８は変速機、９は前輪、１０は後輪である。車両１は、車体２のフロントフロア３の下側に車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバ４を配設し、左右のフロントサイドメンバ４の各前端をクロスメンバ１１で連結している。

車両１は、左右一対のフロントサイドメンバ４とクロスメンバ１１とで囲まれる前側のエンジンルーム１２にエンジン７と変速機８とを横置きに搭載している。エンジン７の排気は、車体２の略中央を前側から後側に向かって配設された排気パイプ１３により車体２の後部に導かれる。排気パイプ１３は、エンジン７に繋がる前側のフロントパイプ１４と、中間のセンタパイプ１５と、後述するマフラ本体３３に繋がる後側のインレットパイプ１６とを、順に接続している。中間のセンタパイプ１５は、フロントフロア３のトンネル部１７に配設されている。

この車両１の車体２後部の下部構造は、図１・図２に示すように、リヤフロア５の車両幅方向中央部に車両下方に突出するスペアタイヤハウス１８を形成している。前記リヤフロア５の下側には、スペアタイヤハウス１８の車両幅方向両側に、車両前後方向に延びる左右一対のリヤサイドメンバ６を配設している。

リヤサイドメンバ６は、フロントフロア３に繋がる前側の連結部１９と、中間の傾斜した立ち上がり部２０と、後側の車両後方に延びる延出部２１とからなる。リヤサイドメンバ６は、車両進行方向と直交する方向から見た場合に、連結部１９でフロントフロア３に繋がり、後輪１０の車軸２２より前側の立上り部２０で上方に立上げた後に、リヤフロア５に沿って延出部２１が車両後方に延びるように形成している。

左右一対の後輪１０の車軸２２は、アクスルビーム２３により連結されている。アクスルビーム２３は、車両幅方向に延びるビーム部２４と、このビーム部２４両端に連結された車両前後方向に延びる左右一対のアーム部２５とからなる。左右一対のアーム部２５は、車両前後方向前端の回動部２６をリヤサイドメンバ６下側の支持部２７に回動可能に支持され、車両前後方向後端の軸支部２８に左右の車軸２２を夫々軸支し、軸支部２８近傍の左右一対のアーム側ばね受部２９とリヤサイドメンバ６下側の左右一対のメンバ側ばね受部３０との間にスプリング３１（図３参照）を夫々保持している。

左右一対のリヤサイドメンバ６の間には、車両前方向から順にエンジン２の燃料を貯留する燃料タンク３２と前記スペアタイヤハウス１８とを配設している。燃料タンク３２は、スペアタイヤハウス１８前側のリヤフロア５下側に配設している。車両上下方向でスペアタイヤハウス１８の下方の空間には、車両前後方向に長い断面形状を有するマフラ本体３３を配設している。

マフラ本体３３は、断面形状が長円で筒形状の周壁部３４と、周壁部３４の車両幅方向両側を閉塞する左右一対の側壁部３５とからなる。右側の側壁部３５の車両前後方向後部には、前記インレットパイプ１６が接続されている。また、右側の側壁部３５の車両前後方向前部には、テールパイプ３６が接続されている。テールパイプ３６は、リヤバンパ３７の下側に配設され、車両後方に向けて開口している。

前記リヤサイドメンバ６には、図３に示すように、車両前後方向で前記立上り部２０よりも後側に脆弱部３８を形成している。脆弱部３８は、例えば、リヤサイドメンバ６上面に段差３９を設けて高さを減じ、断面積を小さくすることにより形成する。

また、リヤサイドメンバ６は、脆弱部３８よりも後側の位置を車両幅方向に延びるクロスメンバ４０により連結している。クロスメンバ４０は、車両幅方向に延設される延設部４１とこの延設部４１両端から上方に立設される一対の柱状部４２とにより、略Ｕ字形状に形成される。クロスメンバ４０は、車両前方から見た場合、車両幅方向両側の柱状部４２をスペアタイヤハウス１８側面に夫々沿わせ、車両幅方向中央部の延設部４１をスペアタイヤハウス１８下面に沿うように車両下方に突出させている。

前記クロスメンバ４０には、車両前後方向に延びるセンタメンバ４３の前端部を当接させている。センタメンバ４３は、スペアタイヤハウス１８の下面に沿って車両後側に延びるように配設している。

前記マフラ本体３３は、図１に示すように、車両前後方向に長い断面形状の周壁部３４の前部に前部係止具４４を設け、周壁部３４の後部に後部係止具４５を設けている。クロスメンバ４０の延設部４１には、前部係止具４４に対応するメンバ側係止具４６を設けている。車体２であるリヤフロア５には、後部係止具４５に対応する車体側係止具４７を設けている。前部係止具４４とメンバ側係止具４６とは、フロントマウントゴム４８に係止される。後部係止具４５と車体側係止具４７とは、リヤマウントゴム４９に係止される。

これにより、マフラ本体３３は、車両前後方向の前部をフロントマウントゴム４８を介してクロスメンバ４０に支持される一方、車両前後方向の後部をクロスメンバ４０よりも後方の車体２であるリヤフロア５にリヤマウントゴム４９を介して支持されている。

前記マフラ本体３３には、車両前方へ延びる前記インレットパイプ１６を接続している。このインレットパイプ１６には、軸線を車両上方に突出させる山部５０を形成している。この山部５０は、車両前後方向でスペアタイヤハウス１８の車両幅方向側部、この実施例では右側に配置している。インレットパイプ１６に形成した山部５０の下方には、前記フロントマウントゴム４８を配置している。

次に作用を説明する。

この車両１の下部構造は、図５に示すように、車両前方向から順に燃料タンク３２とスペアタイヤハウス１８下方のマフラ本体３３とを配設し、リヤサイドメンバ６に脆弱部３８を形成し、リヤサイドメンバ６を連結するクロスメンバ４０の車両下方に突出する車両幅方向中央部にセンタメンバ４３の前端部を当接させてスペアタイヤハウス１８の下面に沿って配設し、マフラ本体３３の前部をフロントマウントゴム４８を介してクロスメンバ４０に支持する一方、マフラ本体３２の後部を車体２にリヤマウントゴム４９を介して支持している。

この車両１の下部構造は、図６・図７に示すように、車両１の車体２後部に後方から荷重Ｆが作用したときに、リヤサイドメンバ６とセンタメンバ４３との双方に車両前方に向かう荷重が入力される。この荷重によって、リヤサイドメンバ６は、車両前後方向に圧縮する力を受けるとともに、リヤサイドメンバ６の下方に突出したクロスメンバ４０がセンタメンバ４３により前方に押されることによって発生する上方に向かう曲げモーメントを受ける。

一方、車両進行方向と直交する方向から見た場合、リヤサイドメンバ６には、上方に立ちがる立上り部２０が形成されているとともに、この立上り部２０の後側に脆弱部３８が形成されている。これにより、リヤサイドメンバ６は、圧縮する力と曲げモーメントとによって脆弱部３８で上方に屈曲し、脆弱部３８を頂点とする山形に折れ曲がるよう変形する。

さらに、リヤサイドメンバ６が山形に折れ曲がると、クロスメンバ４０は上部が車両後方下向きに傾斜しながら車両上方に引き上げられる。これにより、マフラ本体３３の前部はクロスメンバ４０とともに車両上方に引き上げられ、マフラ本体３３は断面形状の長手方向が車両前後方向から車両上下方向を向くように矢印Ａの方向に回転される。

このため、この車両１の下部構造は、車両１の後方荷重作用時にマフラ本体３３の車両前方への移動を抑制することができ、マフラ本体３３の前方に大きな空間を確保することなく、マフラ本体３３が燃料タンク３２に衝突しない構造とすることができ、車両後席から前方の車室空間が減少されないので、車両１の居住性を損ねることなく、車両１の後方荷重作用時の安全性を向上することができる。

また、この車両１の下部構造は、マフラ本体３３に車両前方へ延びるインレットパイプ１６を接続し、このインレットパイプ１６に軸線を車両上方に突出させる山部５０を形成し、この山部５０を車両前後方向でスペアタイヤハウス１８の車両幅方向側部に配置している。

これにより、この車両１の下部構造は、車両の後方荷重作用時に山部５０によってインレットパイプ１６を屈曲させ、マフラ本体３３を回転し易くすることができ、また、山部５０をスペアタイヤハウス１８の車両幅方向側部に配置することで、山部５０をスペアタイヤハウス１８と干渉させずに車両上方に突出させることができ、山部５０の高さを高くして少ない荷重で変形し易い形状にすることができる。

このため、この車両１の下部構造は、さらに車両１の居住性を損ねることなく車両後方荷重作用時の安全性を向上することができる。

さらに、この車両１の下部構造は、マフラ本体３３の前部のフロントマウントゴム４８をインレットパイプ１６に形成した山部５０の下方に配置していることにより、車両前後方向で山部５０とフロントマウントゴム４８とを重なる位置に配置できる。このため、この車両１の下部構造は、さらに車両１の居住性を損ねることなく車両後方荷重作用時の安全性を向上することができる。

この発明の車両の下部構造は、車両の後方荷重作用時にマフラ本体の断面形状の長手方向が車両上下方向を向くように回転し、マフラ本体が燃料タンクに衝突しない構造とすることができるものであり、燃料タンクを搭載したあらゆる車両に適用することができる。

実施例を示す車両の下部構造の側面図である。 実施例を示す車両の下部構造の底面図である。 実施例を示すリヤサイドメンバの脆弱部の拡大側面図である。 実施例を示す車両の底面図である。 実施例を示す後方荷重作用前の車両の概略側面図である。 実施例を示す後方荷重作用後の車両の概略側面図である。 実施例を示す後方荷重作用後の車両の下部構造の側面図である。

符号の説明

１ 車両
２ 車体
５ リヤフロア
６ リヤサイドメンバ
７ エンジン
８ 変速機
９ 前輪
１０ 後輪
１６ インレットパイプ
１８ スペアタイヤハウス
２０ 立ち上がり部
２３ アクスルビーム
３２ 燃料タンク
３３ マフラ本体
３８ 脆弱部
４０ クロスメンバ
４３ センタメンバ
４８ フロントマウントゴム
４９ リヤマウントゴム
５０ 山部

Claims (3)

1. 車両のリヤフロアの車両幅方向中央部に車両下方に突出するスペアタイヤハウスを形成し、前記リヤフロアの下側に車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバを配設し、車両進行方向と直交する方向から見た場合に、前記サイドメンバを後輪車軸より前側の立上り部で上方に立上げた後に、前記リヤフロアに沿って車両後方に延びるように形成し、前記サイドメンバの間に車両前方向から順に燃料タンクと前記スペアタイヤハウスとを配設し、車両上下方向で前記スペアタイヤハウスの下方の空間に車両前後方向に長い断面形状を有するマフラ本体を配設した車両の下部構造において、前記サイドメンバの車両前後方向で前記立上り部よりも後側に脆弱部を形成し、前記サイドメンバの前記脆弱部よりも後側の位置を車両幅方向に延びるクロスメンバにより連結し、このクロスメンバの車両幅方向中央部を前記スペアタイヤハウス下面に沿うように車両下方に突出させ、車両前後方向に延びて前端部が前記クロスメンバに当接されるセンタメンバを前記スペアタイヤハウスの下面に沿って配設し、前記マフラ本体の車両前後方向の前部をフロントマウントゴムを介して前記クロスメンバに支持する一方、前記マフラ本体の車両前後方向の後部を前記クロスメンバよりも後方の車体にリヤマウントゴムを介して支持したことを特徴とする車両の下部構造。
2. 前記マフラ本体に車両前方へ延びるインレットパイプを接続し、このインレットパイプに軸線を車両上方に突出させる山部を形成し、この山部を車両前後方向で前記スペアタイヤハウスの車両幅方向側部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両の下部構造。
3. 前記フロントマウントゴムを、前記インレットパイプに形成した山部の下方に配置したことを特徴とする請求項２に記載の車両の下部構造。

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