JP4938563B2 - 自動車の車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体構造に関し、特に、モノコック構造の自動車のフロア部分の骨格構造に関する。

モノコック構造の自動車の車体は、プレス成形された鋼板による多数のボディパネルや骨格強度部材をスポット溶接等により接合することで構成されている（たとえば、特許文献１〜３参照）。

この種の車体のフロア部分の骨格構造として、エンジンルームからダッシュボードロアパネルにかけて車体前後方向に延在する左右のフロントサイドメンバ、フロアパネルの左右両側に配置された左右のサイドシルメンバ、ダッシュボードロアパネルに接合されて車体左右方向に延在するフロントフロアクロスメンバ、フロントフロアクロスメンバより車体後部に配置されて左右両端を左右のサイドシルメンバに接合されたミドルフロアクロスメンバ、車体前後方向に配置されてフロントフロアクロスメンバとミドルフロアクロスメンバとを連結する左右のフロアフレーム等により構成されたものがある。

このような骨格構造の自動車は、フロントサイドメンバの後端がフロントフロアクロスメンバに連結されていて、正面衝突時に、フロントサイドメンバよりフロントフロアクロスメンバに伝わった衝突荷重を、サイドシルメンバ、フロアフレームによって車体後方へ逃がすことを意図した構造になっている。
特開２００２−３０２０７１号公報 特開２００５−５３３２３号公報 特開２００６−２３２２３７号公報

車体の軽量化のために、フロアフレームを廃止する考えがある。フロアフレームが廃止された車体構造の場合、正面衝突時に、フロントサイドメンバよりフロントフロアクロスメンバに伝わった衝突荷重は、車幅方向側部領域（左右両側）ではサイドシルメンバによって車体後方へ逃がされ、車幅方向中央領域では専らフロアパネルのトンネル部によって車体後方へ逃がされることになる。

車幅方向中央領域における衝突荷重の車体後方への逃がしが良好に行われるように、特に、フロアパネルのトンネル部を高張力鋼板や厚板で構成し、フロアパネルのトンネル部の高剛性化を図ることが考えられる。

しかし、フロアパネルのトンネル部は、その形状からして、多くの場合、深絞りプレス成形品であることから、トンネル部を高張力鋼板や厚板で構成すると、トンネル部の成形難易度が高くなり、実際には、成形加工上、トンネル部に高張力鋼板を使用できないことがある。

本発明が解決しようとする課題は、フロアパネルのトンネル部の成形難易度を高めることなく、フロアパネルのトンネル部の高剛性化を図り、車幅方向中央領域における衝突荷重の車体後方への逃がしが良好に行われるようにすることである。

本発明による自動車の車体構造は、フロントサイドメンバと連結されるフロントフロアクロスメンバと、前記フロントフロアクロスメンバより車体後部に配置されたミドルフロアクロスメンバと、車体前後方向に延在して前側を前記フロントフロアクロスメンバに接合され後側を前記ミドルフロアクロスメンバに接合されたトンネルメンバとを有する自動車の車体構造であって、前記トンネルメンバは、枠状のフランジ部と前記フランジ部の内周縁より立ち上がった立ち上がり部と一体に有して鈎形の横断面形状を有する骨格強度部材と、前記骨格強度部材に接合されてトンネル部を画成するトンネル画成部材とにより構成され、前記骨格強度部材をもって前記フロントフロアクロスメンバと前記ミドルフロアクロスメンバとに接合されている。

本発明による自動車の車体構造では、前記骨格強度部材は、前記トンネル画成部材より板厚が厚い板材や、高張力鋼板により構成されている。

本発明の自動車の車体構造によれば、トンネルメンバが、その骨格強度部材をもってフロントフロアクロスメンバとミドルフロアクロスメンバとに接合されているから、フロントフロアクロスメンバに伝わった衝突荷重は、車幅方向中央領域では、専らトンネルメンバの骨格強度部材によって車体後方、この場合、ミドルフロアクロスメンバへ逃がされる。

骨格強度部材は、トンネル部を画成するトンネル画成部材とは別部材で、枠状のフランジ部と当該フランジ部の内周縁より立ち上がった立ち上がり部とによる鈎形の横断面形状による枠状のものであるから、当該骨格強度部材がトンネル画成部材より板厚が厚い板材や、高張力鋼板により構成されても、成形難易度を高めることがない。

このようなことから、成形難易度を高めることなく、フロアパネルのトンネル部の高剛性化を図り、車幅方向中央領域における衝突荷重の車体後方への逃がしが良好に行われるようになる。

しかも、骨格強度部材は、横断面形状が鈎形であることにより、耐曲げ変形性、耐座屈性に強く、フランジ部と立ち上がり部とがなす稜線部によって衝突荷重の伝達が、高剛性状態で、良好に行われる。

以下に、本発明による自動車の車体構造の一つの実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。

本実施形態の車体構造は、骨格強度部材として、エンジンルーム２からダッシュボードロアパネル３にかけて車体前後方向に延在する左右のフロントサイドメンバ４、５と、フロアパネル６の左右端に接合された左右のサイドシルインナ（サイドシルメンバ）７、８と、ダッシュボードロアパネル３および左右のサイドシルインナ７、８に接合されてダッシュボードロアクロスメンバと呼ばれるフロントフロアクロスメンバ９と、フロントフロアクロスメンバ９より車体後部に配置されて左右両端部１０Ａ、１０Ｂを左右のサイドシルインナ７、８に接合連結されたミドルフロアクロスメンバ１０とを有する。

フロントフロアクロスメンバ９は、中央部９Ａと、中央部９Ａより車体前方に延在し、左右のフロントサイドメンバ４、５の後端と剛固に連結される左右の前突部９Ｂ、９Ｃと、左右のサイドシルインナ７、８に接合連結された左右のアウトリガー部９Ｄ、９Ｅとを一体に有し、全体として平面視で、ブーメラン形状をしている。

また、アウトリガー部９Ｄ、９Ｅより車体後方において、フロントフロアクロスメンバ９の左右部分と左右のサイドシルインナ７、８とを互いに接合連結する略三角形状の左右のガセット１１、１２が設けられている。ガセット１１、１２は、左右のフロントサイドメンバ４、５よりフロントフロアクロスメンバ９に伝わった衝突荷重を、アウトリガー部９Ｄ、９Ｅに加えて、左右のサイドシルインナ７、８に伝達する役割を果たす。

燃料タンク１３は、フロントフロアクロスメンバ９と、左右のサイドシルインナ７、８と、ミドルフロアクロスメンバ１０とにより井桁状に囲まれた部分（フロアパネル６の下方）に配置される。このような燃料タンク配置は、センタ・タンク配置と呼ばれる。

フロントフロアクロスメンバ９とミドルフロアクロスメンバ１０との間の車幅方向中央領域には、トンネルメンバ２０が配置されている。

トンネルメンバ２０は、略四角枠状のフランジ部２１Ａとフランジ部２１Ａの内周縁（全周）より立ち上がった立ち上がり部２１Ｂと一体に有して鈎形の横断面形状を有する骨格強度部材２１と、骨格強度部材２１の立ち上がり部２１Ｂに接合されてトンネル部を画成するトンネル画成部材２２とにより構成されている。

トンネル画成部材２２は、一般的な車体構成用の鋼板をセンタトンネル形状に深絞りプレス成形したものであり、上面部にメンテナンス用の開口部（穴）２３を有する。

骨格強度部材２１は、全体を、トンネル画成部材２２を構成する板材の板厚より厚い板材、あるいは高張力鋼板により構成されている。そして、トンネルメンバ２０は、この骨格強度部材２１のフランジ部２１Ａをもって、スポット溶接等により、フロントフロアクロスメンバ９の中央部９Ａと、ミドルフロアクロスメンバ１０の車幅方向中央部に各々重ね合わせ接合されている。

上述したように、トンネルメンバ２０が、その骨格強度部材２１をもってフロントフロアクロスメンバ９とミドルフロアクロスメンバ１０とに接合されているから、フロントサイドメンバ４、５よりフロントフロアクロスメンバ９に伝わった衝突荷重は、車幅方向中央領域では、図２において、矢印線Ｆで示されているように、専らトンネルメンバ２０の骨格強度部材２１によってミドルフロアクロスメンバ１０へ逃がされる。

骨格強度部材２１は、フランジ部２１Ａと立ち上がり部２１Ｂとで、横断面形状が鈎形であることにより、耐曲げ変形性、耐座屈性に強く、フランジ部２１Ａと立ち上がり部２１Ｂとがなす稜線部２１Ｃによって、矢印線Ｆで示されている衝突荷重の伝達が、高剛性状態で、良好に行われる。

骨格強度部材２１は、トンネル部を画成するトンネル画成部材２２とは別部材で、枠状のフランジ部２１Ａと当該フランジ部２１Ａの内周縁より立ち上がった立ち上がり部２１Ｂとによる鈎形の横断面形状による単純なプレス成形性に優れた枠状のものであるから、この骨格強度部材２１がトンネル画成部材２２より板厚が厚い板材や、高張力鋼板により構成されても、トンネルメンバ２０全体の成形難易度を高めることがない。

このようなことから、成形難易度を高めることなく、フロアパネルのトンネル部の高剛性化を図り、車幅方向中央領域における衝突荷重の車体後方への逃がしが良好に行われるようになる。

本発明による自動車の車体構造の一つの実施形態を示す全体斜視図である。 本発明による自動車の車体構造の一つの実施形態の要部の下底面図である。 図２の線ＩＩ−ＩＩに沿った拡大断面図である。

符号の説明

２ エンジンルーム
３ ダッシュボードロアパネル
４、５ フロントサイドメンバ
６ フロアパネル
７、８ サイドシルインナ
９ フロントフロアクロスメンバ
１０ ミドルフロアクロスメンバ
１１、１２ ガセット
１３ 燃料タンク
２０ トンネルメンバ
２１ 骨格強度部材
２１Ａ フランジ部
２１Ｂ 立ち上がり部
２２ トンネル画成部材

Claims (1)

1. 左右のフロントサイドメンバと連結されるフロントフロアクロスメンバと、前記フロントフロアクロスメンバより車体後部に配置されたミドルフロアクロスメンバと、車体前後方向に延在して前側を前記フロントフロアクロスメンバに接合され後側を前記ミドルフロアクロスメンバに接合されたトンネルメンバとを有する自動車の車体構造であって、
   前記フロントフロアクロスメンバは、中央部と、前記中央部より車体前方に延在して前記左右のフロントサイドメンバの後端と連結される左右の前突部と、左右のサイドシルメンバに接合連結された左右のアウトリガー部とを一体に有して、全体として平面視でブーメラン形状をしており、更に、前記左右のアウトリガー部より車体後方に前記フロントフロアクロスメンバの左右部分と前記左右のサイドシルメンバとを互いに接合連結する略三角形状の左右のガセットが設けられており、
   前記トンネルメンバは、枠状のフランジ部と前記フランジ部の内周縁より立ち上がった立ち上がり部と一体に有して鈎形の横断面形状を有する骨格強度部材と、前記骨格強度部材の前記立ち上がり部に接合されてトンネル部を画成する深絞りプレス加工品による一般鋼板製のトンネル画成部材とにより構成され、
   前記骨格強度部材は、前記トンネル画成部材を構成する板材の板厚より厚い板材あるいは高張力鋼板により構成され、前記フランジ部をもって前記フロントフロアクロスメンバの前記中央部と前記ミドルフロアクロスメンバの車幅方向中央部とに接合されている自動車の車体構造。

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