JP4692181B2

JP4692181B2 - 車体下部構造

Info

Publication number: JP4692181B2
Application number: JP2005276091A
Authority: JP
Inventors: 勝美江島
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: JP2007083908A; CN1935582A; CN1935582B

Description

本発明は、自動車の車体下部構造に関する。

自動車の車体下部構造として、車幅方向の略中央位置にて車体前後方向に延びるフロアトンネルを形成し、そこにドライブシャフト等を通すようにした構造はよく知られている。このようなフロアトンネルを有する車体下部構造においては、フロアトンネルの両側部に、車体前後方向に延びるフロアセンタメンバ（トンネルサイドメンバとも呼ばれる。）を補強部材として設ける構造が採用される場合もある。

このフロアセンタメンバの構造に係る改良も種々行われている（たとえば、特許文献１を参照。）。

特開２００３−１３７１３６号公報

上記のようなフロアセンタメンバに関しては、さまざまな車体構造に即して効果的に車体剛性を向上させることが望まれている。

たとえば、車室内後方にキックアップ部を設け、そのキックアップ部の後方にシートを取り付ける構成の場合、このキックアップ部はシートの強固に支持する観点からは弱点となりうる。とりわけ後方衝突の場合を考えると、このキックアップ部の下方にクロスメンバが接合されている場合にはこのクロスメンバを起点としてキックアップ部が前方に折れ曲がる可能性があり、少なくともこの点で改善の余地があるといえる。

本発明は、車体下部構造の改良であり、特に、車体剛性が一層強化された構造を実現することを目的とする。

本発明の一側面に係る車体下部構造は、フロアパネルと、前記フロアパネルの下方に接合される左右一対のボデーサイドフレームと、前記一対のボデーサイドフレーム間に橋渡されるクロスメンバと、車幅方向中央部の両側で車体前後方向に延びる左右一対のフロアセンタメンバであって、それぞれが、前記クロスメンバの最下面との間に空間を設けつつ前記クロスメンバの後端部に接合される、左右一対のフロアセンタメンバと、前記左右一対のフロアセンタメンバ間における前記クロスメンバ内に設けられ、シート取付部を補強するシート補強ブラケットとを備え、前記シート補強ブラケットは、前記クロスメンバと前記左右一対のフロアセンタメンバとの左右２つの接続部に跨ってそれぞれ重ね合わされて接合されることを特徴とする。

この構成によれば、クロスメンバとフロアセンタメンバとの接合部は、クロスメンバの最下面とフロアセンタメンバの後端部とで形成される閉断面を含むことになる。これにより、クロスメンバとフロアセンタメンバとの接合部の剛性が強化され、車体剛性を向上させることができる。また、この構成によれば、シート補強ブラケットがクロスメンバとフロアセンタメンバとの左右２つの接続部に跨ってそれぞれ重ね合わされて接合されるので、シート補強ブラケット自体がより強固に固定され、これによりシートの支持強度をさらに向上させることができる。

本発明の好適な実施形態によれば、クロスメンバはキックアップ部に設けられており、フロアセンタメンバの後端部は、クロスメンバの下面から後面に亘って接合され、クロスメンバの下面に閉断面が形成されることが好ましい。

この構成によれば、フロアパネルとクロスメンバとで形成される閉断面の下方に重ねて、クロスメンバとフロアセンタメンバとで形成される閉断面が形成されるので、クロスメンバを起点にキックアップ部が変形することを抑制でき、これにより車体剛性を大幅に向上させることができる。

本発明の好適な実施形態によれば、クロスメンバの下方に位置するデファレンシャル装置と、デファレンシャル装置とクロスメンバとの間で車幅方向に横断するように設けられ、車幅方向中央部がデファレンシャル装置を避けるように上方に湾曲したサスペンションクロスメンバとをさらに備え、クロスメンバは、車幅方向端部側の断面高さよりも車幅方向中央部の断面高さが小さくなるように構成され、フロアセンタメンバは、クロスメンバの上記断面高さが小さい部位とその下方のサスペンションクロスメンバとの間にて、クロスメンバに接合されることが好ましい。

この構成によれば、とりわけ四輪駆動車において必要とされるデファレンシャル装置のレイアウトを維持させつつ、キックアップ部の変形を抑制することができ、これにより車体剛性を向上させることができる。

本発明によれば、車体剛性が一層強化された車体下部構造を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決手段として必須のものであるとは限らない。

本実施形態における車体下部構造を、さまざまな角度から見た図で示す。図１は本実施形態における車体下部構造を示す平面図である。ここでは一例として、３列シートを有するミニバンタイプの四輪駆動車における車体下部構造を説明する。各シートは基本的に、車室内の床部をなすフロアパネル１上に設置される。ただし、図１では、フロアパネル１の下方に接合される車体の骨格部材を明瞭に示すために、フロアパネル１は透過表示としていることに留意されたい。フロアパネル１とその他の部材との上下方向における位置関係については、図５および６の断面図によって明らかにされている。図２は図１に示した車体下部構造を裏側から見た底面図である。図３は本実施形態における車体下部構造の底面を後方下方から見上げた斜視図、図４は図３と同様の斜視図であって、デファレンシャル装置およびドライブシャフトをサブフレームと共に除去した状態を示す図である。また、図５は図１のＡ−Ａ断面図、図６は図１のＢ−Ｂ断面図である。

本実施形態における車体下部構造は、その骨格部材として、車体前後方向に延びる左右一対のボデーサイドフレーム２，２を備えるとともに、この左右一対のボデーサイドフレーム２，２間には、車幅方向に横断する６本のクロスメンバ３，４，５，６，７，８が所定の間隔をおいて橋渡されており、これによりラダー型フレームが構成されている。これら６本のクロスメンバ３，４，５，６，７，８については、それぞれ車体前方側から順に、第１，第２，第３，第４，第５，第６クロスメンバと称する。一対のボデーサイドフレーム２，２それぞれの車外方側部にはサイドシル９，９が配され、それぞれボデーサイドフレーム２，２によって支持されている。

図１において破線にて透過的に表示された第３列（最後列）シート５０は、第５クロスメンバ７上にその前端がくるように配置されるものであり、このシート５０は、一対のボデーサイドフレーム２，２上のフロアパネル１に設けられるシート取付部５１，５１，５１，５１、および、第５クロスメンバ７上のフロアパネル１に設けられるシート取付部５２に取り付けられる。なお、シート取付部５２には、フロアパネル１と第５クロスメンバ７との間にシート取付部５２を補強するためのシート補強ブラケット５３が介在される。

図６の断面図には、前側のシート取付部５１，５１，５２の断面が表れている。同図によれば、左右のボデーサイドフレーム２，２の下方に第５クロスメンバ７が接合されている点、左右のボデーサイドフレーム２，２上にフロアパネル１が敷設されるとともに、シート補強ブラケット５３がロアパネル１と第５クロスメンバ７との間に介在している点が明らかである。そして、左右のシート取付部５１，５１はそれぞれ左右のボデーサイドフレーム２，２の上方のフロアパネル１に設けられ、そこにシートレッグ５４，５４がボルト５５，５５（ともに図１には示されていない）で締結固定される。一方、シート取付部５２では、シートレッグ５４、フロアパネル１、およびシート補強ブラケット５３をボルト５５で共締めする構成である。このシート補強ブラケット５３の具体的構成および取り付け態様については後述する。

本実施形態では、図５に示されるようにフロアパネル１は、第３列シート５０の手前所定位置から当該第３列シート５０前端にかけて斜め上方に向かって傾斜するキックアップ部１ａを有し、第５クロスメンバ７はこのキックアップ部１ａの下方に接合されている。

６本のクロスメンバのうち、たとえば第１〜第５クロスメンバ３〜７はそれぞれ、車幅方向の略中央位置で上方に向かって凸状に隆起しており、これにより車体前後方向に延びるフロアトンネル１０が形成されている（図４参照）。このフロアトンネル１０の下方にはドライブシャフト１１が配される（図２、図３参照）。具体的には、図２、図３に示されるように、ドライブシャフト１１の中間部はたとえば第１クロスメンバ３および第２クロスメンバ４の下方にそれぞれ設けられたシャフトブラケット１３ａ、１３ｂによって支持されるとともに、その後端部は、第４クロスメンバ６から第６クロスメンバ８に亘ってそれらの下方に設けられたデファレンシャル装置１２に接続される。

また、フロアトンネル１０の両側部において、第１クロスメンバ３からフロアトンネル１０に沿って車体前方に延びる左右一対の第１フロアセンタメンバ２０ａ，２０ａが設けられる。図１、図２に示されるように、この第１フロアセンタメンバ２０ａ、２０ａの前端部はそれぞれ、車体外方に曲げられてボデーサイドフレーム２，２に接合される。また、フロアトンネル１０の両側部において車体前後方向に延び、一端が第２クロスメンバ４に接合され他端が第３クロスメンバ５に接合される左右一対の第２フロアセンタメンバ２０ｂ、２０ｂが設けられる。さらに、フロアトンネル１０の両側部において車体前後方向に延び、一端が第４クロスメンバ６に接合され他端が第５クロスメンバ７に接合される左右一対の第３フロアセンタメンバ２０ｃ、２０ｃも設けられる。このように本実施形態における車体下部構造は、フロアトンネル１０の両側部、すなわち、車幅方向の中央部付近にて、車体前後方向に延びる３種のフロアセンタメンバを備えている。

第５クロスメンバ７から第６クロスメンバ８に亘る位置の下方には、略四角形に構成されたサブフレーム（サスペンションメンバ）１４がボデーサイドフレーム２，２に接合される（図２参照）。このサブフレーム１４はたとえば、ボデーサイドフレーム２，２に沿って設けられる左右一対の縦メンバ１５，１５と、この一対の縦メンバ１５，１５に橋渡され車幅方向に横断する第１サスペンションクロスメンバ１６と、第１サスペンションクロスメンバ１６の後方にて一対の縦メンバ１５，１５に橋渡され車幅方向に横断する第２サスペンションクロスメンバ１７とで構成される。第１サスペンションクロスメンバ１６は第５クロスメンバ７の下方に位置しており（図５参照）、車幅方向の略中央位置でデファレンシャル装置１２を避けるように上方に湾曲した形状を有している（図６参照）。一方の第２サスペンションクロスメンバ１７は第６クロスメンバ８の下方に位置し（図５参照）、デファレンシャル装置１２の後端を支持している（図３参照）。

ところで、第３フロアセンタメンバ２０ｃは、第５クロスメンバ７とその下方の第１サスペンションクロスメンバ１６との間にて、第５クロスメンバ７に接合される。しかし、先述したように、第５クロスメンバ７の下方に位置する第１サスペンションクロスメンバ１６は、車幅方向の略中央位置でデファレンシャル装置１２を避けるように上方に湾曲した形状を有している。このため、第５クロスメンバ７と第１サスペンションクロスメンバ１６との間隔がとりわけ車幅方向中央部で狭くなり、第３フロアセンタメンバ２０ｃの第５クロスメンバ７への接合スペースが確保されないおそれもある。そこで本実施形態では、図６に示されるように、第５クロスメンバ７は車幅方向端部側の断面高さｈ１よりも車幅方向中央部の断面高さｈ２が小さくなるように構成される。そして、第３フロアセンタメンバ２０ｃは、第５クロスメンバ７の上記断面高さが小さい部位とその下方の第１サスペンションクロスメンバ１６との間にて、第５クロスメンバ７に接合される。このような構成によれば、デファレンシャル装置１２のレイアウトを維持させることができる。

本実施形態の車体下部をなす骨格構造は概ね上記のようなものである。なお本実施形態では、上記した、ボデーサイドフレーム２、第１〜第６クロスメンバ３〜８、第１〜第３フロアセンタメンバ２０ａ〜２０ｃはそれぞれ、概略長方形状の板状部材を、その短手方向の断面が逆ハット状になるように折り曲げた部材であるとする。したがって、第１〜第６クロスメンバ３〜８はそれぞれ、側面視の断面形状が逆ハット状に形成され、そのハットの前端および後端に形成されるフランジ部は各部接続のために使用される。一方、ボデーサイドフレーム２および第１〜第３フロアセンタメンバ２０ａ〜２０ｃはそれぞれ、正面視の断面形状が逆ハット状に形成される。この場合のフランジ部はそのハットの左端および右端に形成されることになる。

次に、第４クロスメンバ６と第５クロスメンバ７との間に橋渡された第３フロアセンタメンバ２０ｃの接合構造について詳しく説明する。

図７は、図２の底面図において、デファレンシャル装置１２およびドライブシャフト１１をサブフレーム１４と共に除去した状態の、第３フロアセンタメンバ２０ｃ，２０ｃ周りを、図２の図面右側斜め下方から見た要部斜視図である。この図７を、図４および図５と共に参照することにより、第３フロアセンタメンバ２０ｃの第５クロスメンバ７への接合態様が理解されよう。この接合において重要な点は、第３フロアセンタメンバ２０ｃが、第５クロスメンバ７の最下面との間に空間を設けつつこの第５クロスメンバ７に接合されている点である。具体的にはたとえば、第３フロアセンタメンバ２０ｃにおける両端のフランジ部は第５クロスメンバ７の下面から後面に亘って密着するようにして接合される一方、第３フロアセンタメンバ２０ｃの下面は第５クロスメンバ７の下面とは密着せずに、閉断面を構成している。このことは図５にも明瞭に表れている。これに対し、第３フロアセンタメンバ２０ｃの先端部は、単に第４クロスメンバ６の下面だけにかかって接合されているのと対照的である。

また、図５に示されているように、第５クロスメンバ７はキックアップ部１ａの下方に接合されていることは先述したとおりである。このキックアップ部は車体剛性を確保する上で弱点となりうる箇所である。たとえば後方衝突時には、第５クロスメンバ７の前端部を起点にキックアップ部１ａが前方に折り曲がるような変形を生じる可能性が高い。これに対し本実施形態では、キックアップ部１ａにおけるフロアパネル１と第５クロスメンバ７とで形成される閉断面７１の下方に重ねて、第３フロアセンタメンバ２０ｃの車体前後方向全体に亘り、フロアパネル１と第５クロスメンバ７と第３フロアセンタメンバ２０ｃとによって閉断面７２が形成される。このため、上記のような第５クロスメンバ７を起点とするキックアップ部１ａの変形を抑制でき、車体剛性を大幅に向上させることができる。これによりシート５０は強固に支持されることになる。

さらに本実施形態では、図１に示したように、フロアパネル１と第５クロスメンバ７との間にシート取付部５２を補強するためのシート補強ブラケット５３が設けられる。図８は図１を図面右側斜め下方から見た要部斜視図であり、このシート補強ブラケット５３の具体的構成および第５クロスメンバ７への取り付け態様を示している。シート補強ブラケット５３の前端部６１は第５クロスメンバ７の前端に形成されたフランジ７ａと接合され、シート補強ブラケット５３の後端部６２は第５クロスメンバ７の後端に形成されたフランジ７ｂと接合される。また、シート補強ブラケット５３の左右端にはそれぞれ、第５クロスメンバ７の凹部内に車外方に延出する左右延出部６３、６４が形成されている。左延出部６３および右延出部６４はそれぞれ、第５クロスメンバ７の凹部の底壁部７ｃおよび７ｄに接合される。しかもこれらの接合箇所はそれぞれ、第５クロスメンバ７と第３フロアセンタメンバ２０ｃ，２０ｃとの接続部位と重なる位置に設定されている。このように、シート補強ブラケット５３は、第５クロスメンバ７と第３フロアセンタメンバ２０ｃとの接続部に重ね合わされて接合される。これにより、シート補強ブラケット５３は強固に固定され、シート５０の支持強度をさらに高めることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述のような３列シートを有するミニバンタイプの四輪駆動車に限定されるものではなく、二輪駆動車をはじめその他のタイプの自動車にも適用可能であることはいうまでもない。

実施形態における車体下部構造を示す平面図である。実施形態における車体下部構造の底面図である。実施形態における車体下部構造の底面を後方下方から見上げた斜視図である。図３と同様の斜視図であって、デファレンシャル装置およびドライブシャフトをサブフレームと共に除去した状態を示す図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図６は図１のＢ−Ｂ断面図である。図２を右側斜め下方から見た要部斜視図である。実施形態におけるシート補強ブラケットの具体的構成および第５クロスメンバへの取り付け態様を示す図である。

符号の説明

１：フロアパネル
２：ボデーサイドフレーム
３〜８：第１〜第６クロスメンバ
９：サイドシル
１０：フロアトンネル
１１：ドライブシャフト
１２：デファレンシャル装置
１３ａ，１３ｂ：シャフトブラケット
１４：サスペンションメンバ（サブフレーム）
１５：縦メンバ
１６：第１サスペンションクロスメンバ
１７：第２サスペンションクロスメンバ
２０ａ：第１フロアセンタメンバ
２０ｂ：第２フロアセンタメンバ
２０ｃ：第３フロアセンタメンバ
５０：シート（第３列シート）
５１，５２：シート取付部

Claims

フロアパネルと、
前記フロアパネルの下方に接合される左右一対のボデーサイドフレームと、
前記一対のボデーサイドフレーム間に橋渡されるクロスメンバと、
車幅方向中央部の両側で車体前後方向に延びる左右一対のフロアセンタメンバであって、それぞれが、前記クロスメンバの最下面との間に空間を設けつつ前記クロスメンバの後端部に接合される、左右一対のフロアセンタメンバと、
前記左右一対のフロアセンタメンバ間における前記クロスメンバ内に設けられ、シート取付部を補強するシート補強ブラケットと、
を備え、
前記シート補強ブラケットは、前記クロスメンバと前記左右一対のフロアセンタメンバとの左右２つの接続部に跨ってそれぞれ重ね合わされて接合される
ことを特徴とする車体下部構造。
前記クロスメンバはキックアップ部に設けられており、
前記左右一対のフロアセンタメンバの後端部はそれぞれ、前記クロスメンバの下面から後面に亘って接合され、前記クロスメンバの下面に閉断面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
前記クロスメンバの下方に位置するデファレンシャル装置と、
前記デファレンシャル装置と前記クロスメンバとの間で車幅方向に横断するように設けられ、車幅方向中央部が前記デファレンシャル装置を避けるように上方に湾曲したサスペンションクロスメンバと、
をさらに備え、
前記クロスメンバは、車幅方向端部側の断面高さよりも車幅方向中央部の断面高さが小さくなるように構成され、
前記左右一対のフロアセンタメンバはそれぞれ、前記クロスメンバの上記断面高さが小さい部位とその下方の前記サスペンションクロスメンバとの間にて、前記クロスメンバに接合される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車体下部構造。
前記シート取付部によって取り付けられるシートは、左右非対称の位置で分割された分割シートであり、
前記シート取付部は、前記分割シートに応じて車幅方向中央部からオフセットされた位置に設けられており、
前記シート補強ブラケットは、該オフセットされた位置で前記シート取付部と接続するために左右非対称に構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車体下部構造。