JP5099145B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体下部構造に関し、詳しくは、車両の前方から入力される前面衝突荷重を車体下部に配設された複数本の前後骨格部に伝達するように構成された車体下部構造に関するものである。

パワーユニットが前部に配置された車両においては、前面衝突時にパワーユニットが前面衝突荷重を受けて後方の車室側に移動し、このパワーユニットの後方移動によって車室の前部が押し潰されることがある（特許文献１参照）。特に、前面衝突の形態がオフセット衝突やポール衝突などであって、前面衝突荷重が車幅方向の片側に集中する場合においては、パワーユニットが後方の車室側に大きく押し込まれて車室の前部が大きく押し潰されることがある。

そこで、このような車両の前面オフセット衝突時におけるパワーユニットによる車室の変形を抑制するため、従来、種々の車体構造が提案されている。例えば、パワーユニットから前輪に駆動力を伝達する左右のドライブシャフトが後方移動したときに当たる一対のストッパを車体フレームに設けた車体構造が提案されている（特許文献２参照）。
特開平８−１３３１２５号公報 特開２００２−３２１６４８号公報

ところで、特許文献２に記載されたような車体構造においては、車両の前面オフセット衝突や前面ポール衝突のように車幅方向の片側に前面衝突荷重が集中する場合、衝突した側のストッパに衝突荷重が集中し、そのストッパを起点とする回転力がパワーユニットに発生する。このため、パワーユニットから車体の前後方向に延びるサイドメンバ、サイドシル、トンネルリインホースメントなどの車体の前後骨格部に前面衝突荷重を的確に分散して伝達することができない虞がある。

そこで、本発明は、車両の前方から入力される前面衝突荷重が車幅方向の片側に集中する場合においても、その前面衝突荷重を車体下部の前後骨格部に的確に分散して伝達することができる車体下部構造を提供することを課題とする。

本願の第１の発明に係る車体下部構造は、車両の前部に配置されたパワーユニットに入力される車両の前面衝突荷重を受けて車体下部に配設された複数本の前後骨格部に伝達する衝突荷重伝達部材を備えた車体下部構造であって、衝突荷重伝達部材は、パワーユニットの車幅方向の両側部分および中間部分から車両の前面衝突荷重を受ける少なくとも３点の荷重受点を有し、車体下部の車幅方向の両側部分および中間部分に配設された少なくとも４本の前後骨格部に前面衝突荷重を伝達するための少なくとも４点の荷重伝達点を有し、各荷重受点から荷重伝達点の少なくとも２点に前面衝突荷重を分散して伝達するための複数の荷重伝達経路を有し、車両のサイドメンバより車幅方向の内側に配置される荷重伝達点を少なくとも有することを特徴とする。

第１の発明に係る車体下部構造では、車両の前面衝突時にその前面衝突荷重がパワーユニットに入力されると、衝突荷重伝達部材が少なくとも３点の荷重受点でパワーユニットの車幅方向の両側部分および中間部分から車両の前面衝突荷重を受ける。そして、この衝突荷重伝達部材は、パワーユニットに不用意な回転力を発生させることなく、パワーユニットから受けた前面衝突荷重を車体下部の複数本の前後骨格部に的確に分散して伝達する。

第１の発明の車体下部構造において、衝突荷重伝達部材は、車体下部の車幅方向の両側部分および中間部分に配設された少なくとも４本の前後骨格部に前面衝突荷重を伝達するための少なくとも４点の荷重伝達点を有しているのが好ましい。この場合、衝突荷重伝達部材は、パワーユニットから受けた前面衝突荷重を車体下部の少なくとも４本の前後骨格部に分散して伝達することが可能となり、車両の前面オフセット衝突や前面ポール衝突にも対応可能となる。

また、第１の発明の車体下部構造において、衝突荷重伝達部材は、少なくとも３点の各荷重受点から少なくとも４点の荷重伝達点のうちの２点に前面衝突荷重を伝達するための複数の荷重伝達経路を有しているのが好ましい。この場合、衝突荷重伝達部材は、パワーユニットから受けた前面衝突荷重を複数の荷重伝達経路により車体下部の少なくとも４本の前後骨格部に確実に分散して伝達することが可能となり、車両の前面オフセット衝突や前面ポール衝突にも対応可能となる。

ここで、第１の発明の車体下部構造において、衝突荷重伝達部材は車体下部のサスペンションメンバまたはサブフレームとして構成し、前後骨格部は車体下部のサイドメンバ、サイドシルおよびトンネルリインホースメントとして構成することができる。

本願の第２の発明に係る車体下部構造は、車両前方から入力される衝突荷重を後方に伝達可能なサスペンションメンバを備えた車両の車体下部構造であって、サスペンションメンバの車幅方向の内側に配置されるトンネルリインホースメントを有し、サスペンションメンバの後部が車体の左右一対のサイドメンバおよび左右一対のトンネルリインホースメントに車幅方向の４点で結合されており、サスペンションメンバの後部を少なくともトンネルリインホースメントに結合する部材として、サスペンションメンバ側の前部が、車幅方向に広がる扇状の結合部材を備えており、又は、車幅方向に開いて分岐するＶ字状の結合部材を備えており、結合部材は、車幅方向の外部部位に形成されて車体の前後方向に延びる外側骨格部と、車幅方向の内側部位に形成されて前部が車幅方向の内側に向かって斜めに延びる内側骨格部とを有することを、特徴とする車体下部構造。

第２の発明に係る車体下部構造では、車両の前面衝突時にその前面衝突荷重が車両の前方からサスペンションメンバに入力されると、サスペンションメンバがその衝突荷重を車体下部の左右一対のサイドメンバおよび左右一対のトンネルリインホースメントに的確に分散して伝達する。

第２の発明の車体下部構造において、サスペンションメンバは、面板状であってもよいし、車体の前方へ扇状に展開して延びる荷重伝達ビームを内側に有する枠状であってもよい。

また、第２の発明の車体下部構造においては、サスペンションメンバの後部を少なくともトンネルリインホースメントに結合する部材として、サスペンションメンバ側の前部が車幅方向に拡がる扇状の結合部材、または、サスペンションメンバ側の前部が車幅方向に開いて分岐するＶ字状の結合部材を備えているのが好ましい。

ここで、扇状の結合部材またはＶ字状の結合部材は、車幅方向の外側部位に形成されて車体の前後方向に延びる外側骨格部と、車幅方向の内側部位に形成されて前部が車幅方向の内側に向かって斜めに延びる内側骨格部とを有しているのが好ましく、内側骨格部は、車体前部の左右方向中央部から左右の片側に亘る領域に向かって前部が斜め前方に延びているのが好ましい。

この場合、車両の前面衝突荷重が車幅方向の片側に集中した際には、車幅方向の片側寄りに配置された一方の扇状結合部材またはＶ字状結合部材の外側骨格部が少なくとも片側のトンネルリインホースメントに前面衝突荷重を分散して伝達すると共に、車幅方向の反対側寄りに配置された他方の扇状結合部材またはＶ字状結合部材の内側骨格部が少なくとも反対側のトンネルリインホースメントに前面衝突荷重を分散して伝達する。

本願の第１の発明に係る車体下部構造によれば、パワーユニットに入力される前面衝突荷重を衝突荷重伝達部材が少なくとも３点の荷重受点でパワーユニットの車幅方向の両側部分から受けるため、車両の前面衝突荷重が車幅方向の片側に集中した際においても、パワーユニットに不用意な回転力を発生させることなく、パワーユニットに入力される前面衝突荷重を車体下部の複数本の前後骨格部に的確に分散して伝達することができ、前後骨格部の剛性を確保することができる。その結果、パワーユニットが車室側に押し込まれて車室の前部が押し潰される事態を未然に防止することが可能となる。

また、本願の第２の発明に係る車体下部構造によれば、サスペンションメンバの後部が車体の左右一対のサイドメンバおよび左右一対のトンネルリインホースメントに車幅方向の４点で結合されているため、車両の前面衝突荷重が車幅方向の片側に集中した際においても、その前面衝突荷重をサスペンションメンバの後部から車体下部の前後骨格部である左右一対のサイドメンバおよび左右一対のトンネルリインホースメントに的確に分散して伝達することができ、前後骨格部の剛性を確保することができる。その結果、前面衝突荷重により車室の前部が押し潰される事態を未然に防止することが可能となる。

図１は本発明の第１実施形態に係る車体下部構造を車体の前側下方から見て示す斜視図である。 図２は図１に示したパワーユニットおよび車輪を除いた状態で示す図１に対応する斜視図である。 図３は図１および図２に示した衝突荷重伝達部材としてのサブフレームを前側上方から見て示す斜視図である。 図４は一実施形態に係る車体下部構造による車両の前面オフセット衝突荷重の伝達状況を示す図１に対応した斜視図である。 図５は図４に示した車両の前面オフセット衝突荷重の伝達状況を車体の下方から見て示す車体下部構造の底面図である。 図６は図５に示したエンジン横置きタイプのパワーユニットをエンジン縦置きタイプのパワーユニットに変更した第１実施形態の変形例を示す図５に対応した底面図である。 図７は第２実施形態に係る車体下部構造を車体の下方から見て示す底面図である。 図８は図７に示した左側結合部材を車体の下方から見て示す部分斜視図である。 図９は図７に示した右側結合部材の断面図であって、（ａ）は図７のａ−ａ線に沿う断面図、（ｂ）は図７のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は図７のｃ−ｃ線に沿う断面図である。 図１０は図７に示した左側結合部材の内側骨格部の傾斜状態を説明する図７に対応した底面図である。 図１１は第２実施形態の車体下部構造における前面衝突荷重の伝達状況を車体の下方から見て示す図７に対応した底面図である。 図１２は従来構造の車体下部構造における前面衝突荷重の伝達状況を車体の下方から見て示す図１１に対応した底面図である。 図１３は図７に示した左側結合部材および右側結合部材の変更例を示す図８に対応した部分斜視図である。 図１４は図１３に示した左側結合部材の拡大斜視図である。 図１５は図１３のＸＶ−ＸＶ線に沿う部分縦断面図である。

符号の説明

１…パワーユニット、１Ａ…エンジン、１Ｂ…トランスミッション、１Ｃ…左側ドライブシャフト、１Ｄ…右側ドライブシャフト、１Ｅ…左側荷重伝達突部、１Ｆ…右側荷重伝達突部、２…フロアパネル、３…サイドシル、４…フロントサイドメンバ、４Ａ…リヤ部、４Ｂ…フロント部、４Ｃ…キック部、５…トンネルリインホースメント、６Ａ…左前輪、６Ｂ…右前輪、７…サブフレーム、７Ａ…前側クロスビーム、７Ｂ…後側クロスビーム、７Ｂ１〜７Ｂ４…締結ボルト、７Ｃ…左側ビーム、７Ｄ…右側ビーム、７Ｅ…エンジンリヤマウント、７Ｆ…左側連結アーム、７Ｇ…右側連結アーム、７Ｈ…左側ストッパ、７Ｉ…右側ストッパ、７Ｊ１…左側の荷重伝達ビーム、７Ｊ２…右側の荷重伝達ビーム、７Ｊ３…中間部左側の荷重伝達ビーム、７Ｊ４…中間部右側の荷重伝達ビーム、８…バンパリインホースメント、９…サスペンションメンバ、１０…左側結合部材、１１…右側結合部材、１２…左側結合部材。

以下、図面を参照して本発明に係る車体下部構造の最良の実施形態を説明する。本発明の第１実施形態に係る車体下部構造は、車両が他車両や電柱などの構造物に前面衝突した際に、その前面衝突荷重を車体下部の複数本の前後骨格部に確実に伝達できるように構成されたものであり、例えば図１に示すように、パワーユニット１が車体前部に配置された車両に適用される。

ここで、第１実施形態の車体下部構造は、図１および図２に示すように、車室の下部を構成するフロアパネル２にそれぞれ結合されて車体の前後方向に延びる閉断面構造のそれぞれ左右一対のサイドシル３，３、フロントサイドメンバ４，４およびトンネルリインホースメント５，５を前後骨格部として備えている。

左右２本のサイドシル３，３は、フロアパネル２の車幅方向（車体の左右方向）の両側部に結合されてその部分を補強している。また、左右２本のトンネルリインホースメント５，５は、フロアパネル２の車幅方向中間部の下面に結合されてその部分を補強している。そして、左右２本のフロントサイドメンバ４，４は、そのリヤ部４Ａ，４Ａがサイドシル３，３とトンネルリインホースメント５，５との間に配置されてフロアパネル２の前部の下面に結合されている。

ここで、フロントサイドメンバ４，４は、フロアパネル２に結合されたリヤ部４Ａ，４Ａから前方に突出するフロント部４Ｂ，４Ｂがリヤ部４Ａ，４Ａよりも上方に位置しており、中間のキック部４Ｃ，４Ｃがリヤ部４Ａ，４Ａから前上方に向かって傾斜している。

一方、パワーユニット１は、図示しないクランクシャフトが車幅方向に向く横置きタイプのエンジン１Ａにトランスミッション１Ｂが一体に組み付けられたものであり、フロントサイドメンバ４，４のフロント部４Ｂ，４Ｂの間に配置されている。

パワーユニット１の本体の直後方には、トランスミッション１Ｂの後部から左方に突出して左前輪６Ａを駆動する左側ドライブシャフト１Ｃと、トランスミッション１Ｂの後部から右方に突出して右前輪６Ｂを駆動する右側ドライブシャフト１Ｄとが配置されている（図１参照）。

ここで、第１実施形態の車体下部構造は、車両の前面衝突の際にパワーユニット１に入力される前面衝突荷重を受け、その前面衝突荷重を車体下部の前後骨格部であるフロントサイドメンバ４，４およびトンネルリインホースメント５，５に伝達するように構成されたサブフレーム（サスペンションメンバ）７を衝突荷重伝達部材として備えている。

サブフレーム７は、図１〜図３に例示するような横長の枠状に形成されており、それぞれ閉断面に形成された前側クロスビーム７Ａ、後側クロスビーム７Ｂ、左側ビーム７Ｃおよび右側ビーム７Ｄを有する。このサブフレーム７の左側ビーム７Ｃには、左前輪６Ａのサスペンション装置を構成する左側ロアアーム（図示省略）が枢支され、右側ビーム７Ｄには、右前輪６Ｂのサスペンション装置を構成する右側ロアアーム図示省略）が枢支されている。

また、サブフレーム７の前側クロスビーム７Ａの車幅方向中央部付近には、パワーユニット１の後部を支持するためのエンジンリヤマウント７Ｅが前方に突出して設けられている（図１参照）。そして、このエンジンリヤマウント７Ｅと、左右のフロントサイドメンバ４，４のフロント部４Ｂ，４Ｂに設けられた左右のエンジンサイドマウント（図示省略）との３点でパワーユニット１が支持されている。

ここで、サブフレーム７の前側クロスビーム７Ａには、その左右両端部分から上方に立上がり、その上端部がフロントサイドメンバ４，４のフロント部４Ｂ，４Ｂの後部付近に締結される左右一対の連結アーム７Ｆ，７Ｇと、この連結アーム７Ｆ，７Ｇとエンジンリヤマウント７Ｅとの間に配置されて上方に突出する左右一対のストッパ７Ｈ，７Ｉとが一体に形成されている。

左右一対の連結アーム７Ｆ，７Ｇは、パワーユニット１のトランスミッション１Ｂの後部から突出する左右のドライブシャフト１Ｃ，１Ｄの直後方に臨んでそれぞれ配置されており、パワーユニット１の車幅方向の両側部分から車両の前面衝突荷重を受ける２つの荷重受点を構成している。

また、左右一対のストッパ７Ｈ，７Ｉは、パワーユニット１の本体の直後方に臨んでそれぞれ配置されており、パワーユニット１の車幅方向の中間部分から車両の前面衝突荷重を受ける２つの荷重受点を構成している。そして、パワーユニット１の後部を支持するエンジンリヤマウント７Ｅがパワーユニット１の車幅方向の中間部分からの車両の前面衝突荷重を受ける他の荷重受点を構成している（図１参照）。

一方、サブフレーム７の後側クロスビーム７Ｂは、左右両端部分が左右一対の締結ボルト７Ｂ１，７Ｂ２を介してフロントサイドメンバ４，４のリヤ部４Ａ，４Ａの前部にそれぞれ締結され、また、中間部分が左右一対の締結ボルト７Ｂ３，７Ｂ４を介してトンネルリインホースメント５，５の前部にそれぞれ締結されている。そして、これらの締結ボルト７Ｂ１〜７Ｂ４がパワーユニット１からサブフレーム７に入力される車両の前面衝突荷重を車体下部の４本の前後骨格部に伝達するための４つの荷重伝達点を構成している。

ここで、サブフレーム７の前側クロスビーム７Ａと後側クロスビーム７Ｂとの間には、車体の前方へ扇状に展開して延びる４本の荷重伝達ビーム７Ｊ１〜７Ｊ４が平面視Ｗ字状をなして一体に形成されている。そのうち、左側の荷重伝達ビーム７Ｊ１は、パワーユニット１から左側の連結アーム７Ｆ付近に入力される前面衝突荷重を左側のトンネルリインホースメント５に伝達するための荷重伝達経路を構成するように、前側クロスビーム７Ａの左端部付近と、後側クロスビーム７Ｂの締結ボルト７Ｂ３による締結部付近との間に架設されている。

同様に、右側の荷重伝達ビーム７Ｊ２は、パワーユニット１から右側の連結アーム７Ｇ付近に入力される前面衝突荷重を右側のトンネルリインホースメント５に伝達するための荷重伝達経路を構成するように、前側クロスビーム７Ａの右端部付近と、後側クロスビーム７Ｂの締結ボルト７Ｂ４による締結部付近との間に架設されている。

一方、中間部の左側の荷重伝達ビーム７Ｊ３は、パワーユニット１からエンジンリヤマウント７Ｅ付近に入力される前面衝突荷重を左側のトンネルリインホースメント５に伝達するための荷重伝達経路を構成するように、前側クロスビーム７Ａの中央部付近と、後側クロスビーム７Ｂの締結ボルト７Ｂ３による締結部付近との間に架設されている。

同様に、中間部の右側の荷重伝達ビーム７Ｊ４は、パワーユニット１からエンジンリヤマウント７Ｅ付近に入力される前面衝突荷重を右側のトンネルリインホースメント５に伝達するための荷重伝達経路を構成するように、前側クロスビーム７Ａの中央部付近と、後側クロスビーム７Ｂの締結ボルト７Ｂ４による締結部付近との間に架設されている。

ここで、サブフレーム７の左側ビーム７Ｃは、パワーユニット１から左側連結アーム７Ｆ付近に入力される前面衝突荷重を左側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａに締結ボルト７Ｂ１を介して伝達する荷重伝達経路を構成している。同様に、サブフレーム７の右側ビーム７Ｄは、パワーユニット１から右側連結アーム７Ｇ付近に入力される前面衝突荷重を右側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａに締結ボルト７Ｂ２を介して伝達する荷重伝達経路を構成している。

このため、パワーユニット１から左側連結アーム７Ｆ付近に入力される前面衝突荷重は、左側ビーム７Ｃの経路により、締結ボルト７Ｂ１を介して左側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａに分散して伝達されると共に、左側の荷重伝達ビーム７Ｊ１の経路により、締結ボルト７Ｂ３を介して左側のトンネルリインホースメント５に分散して伝達される。

同様に、パワーユニット１から右側連結アーム７Ｇ付近に入力される前面衝突荷重は、右側ビーム７Ｄの経路により、締結ボルト７Ｂ２を介して右側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａに分散して伝達されると共に、右側の荷重伝達ビーム７Ｊ２の経路により、締結ボルト７Ｂ４を介して右側のトンネルリインホースメント５に分散して伝達される。

また、パワーユニット１からエンジンリヤマウント７Ｅ付近に入力される前面衝突荷重は、中間部の左側の荷重伝達ビーム７Ｊ３の経路により、締結ボルト７Ｂ３を介して左側のトンネルリインホースメント５に分散して伝達されると共に、中間部の右側の荷重伝達ビーム７Ｊ４の経路により、締結ボルト７Ｂ４を介して右側のトンネルリインホースメント５に分散して伝達される。

以上のように構成された第１実施形態の車体下部構造では、車両が他車両等に前面衝突し、その前面衝突荷重がパワーユニット１に入力されてパワーユニット１が後方に移動すると、サブフレーム７のエンジンリヤマウント７Ｅが荷重受点としてパワーユニット１の車幅方向の中間部分から入力される前面衝突荷重を受ける。

そして、パワーユニット１がさらに後方に移動すると、左右のドライブシャフト１Ｃ，１Ｄがサブフレーム７の左右一対の連結アーム７Ｆ，７Ｇに衝突することで、この連結アーム７Ｆ，７Ｇが荷重受点としてパワーユニット１の車幅方向の両側部分から入力される前面衝突荷重を受ける。

また、パワーユニット１の車幅方向の中間部分がサブフレーム７の左右一対のストッパ７Ｈ，７Ｉに衝突することで、このストッパ７Ｈ，７Ｉが荷重受点としてパワーユニット１の車幅方向の中間部分から入力される前面衝突荷重を受ける。このため、パワーユニット１に不用意な回転力が発生するのが抑制される。

ここで、サブフレーム７のエンジンリヤマウント７Ｅおよびストッパ７Ｈ，７Ｉに入力される前面衝突荷重は、前側クロスビーム７Ａの幅方向中央部から中間部の左右の荷重伝達ビーム７Ｊ３，７Ｊ４の経路により、締結ボルト７Ｂ３，７Ｂ４を介して左右のトンネルリインホースメント５，５に分散して伝達される。

また、サブフレーム７の左側連結アーム７Ｆに入力される前面衝突荷重は、左側ビーム７Ｃの経路により、締結ボルト７Ｂ１を介して左側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａに分散して伝達されると共に、左側の荷重伝達ビーム７Ｊ１の経路により、締結ボルト７Ｂ３を介して左側のトンネルリインホースメント５に分散して伝達される。

同様に、サブフレーム７の右側連結アーム７Ｇに入力される前面衝突荷重は、右側ビーム７Ｄの経路により、締結ボルト７Ｂ２を介して右側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａに分散して伝達されると共に、右側の荷重伝達ビーム７Ｊ２の経路により、締結ボルト７Ｂ４を介して右側のトンネルリインホースメント５に分散して伝達される。

ここで、例えば図４および図５に示すように、車両の右側前面が他車両やポール等の道路構造物にオフセット衝突してバンパリインホースメント８と共にパワーユニット１が後方に移動する場合には、パワーユニット１からサブフレーム７に入力される右側前面のオフセット衝突荷重が右側連結アーム７Ｇと、エンジンリヤマウント７Ｅおよび左右のストッパ７Ｈ，７Ｉとに集中するが、この場合にも、パワーユニット１に不用意な回転力が発生するのが抑制される。

そして、右側連結アーム７Ｇに入力される右側前面のオフセット衝突荷重は、右側ビーム７Ｄと右側の荷重伝達ビーム７Ｊ２との２つの経路により、右側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａと右側のトンネルリインホースメント５とに分散して伝達される。

また、エンジンリヤマウント７Ｅおよび左右のストッパ７Ｈ，７Ｉから前側クロスビーム７Ａの幅方向中央部に入力される右側前面のオフセット衝突荷重は、主として中間部の左側の荷重伝達ビーム７Ｊ３と右側の荷重伝達ビーム７Ｊ４との２つの経路により、左右のトンネルリインホースメント５，５に分散して伝達される。その際、前側クロスビーム７Ａに入力される右側前面のオフセット衝突荷重の一部は、左側ビーム７Ｃの経路により、左側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａにも伝達される。

従って、第１実施形態の車体下部構造によれば、車両の前面衝突荷重が車幅方向の例えば右側に集中する場合においても、パワーユニット１に不用意な回転力を発生させることなく、パワーユニット１に入力される前面衝突荷重を車体下部の４本の前後骨格部、すなわち、左右のトンネルリインホースメント５，５および左右のフロントサイドメンバ４，４のリヤ部４Ａ，４Ａに分散して確実に伝達することができる。

そして、４本の前後骨格部である左右のトンネルリインホースメント５，５および左右のフロントサイドメンバ４，４のリヤ部４Ａ，４Ａが協働してパワーユニット１に入力される前面衝突荷重を受け止める結果、パワーユニット１が車室側に押し込まれて車室の前部が押し潰される事態を未然に防止することができる。

また、車両の前面衝突荷重が分散されて伝達される左右のトンネルリインホースメント５，５および左右のフロントサイドメンバ４，４は、前面衝突荷重の負荷がそれぞれ減少するため、薄肉化などの軽量化が可能となる。

なお、車両の左側前面がオフセット衝突して前面衝突荷重が車幅方向の左側に集中する場合については、車両の右側前面がオフセット衝突して前面衝突荷重が車幅方向の右側に集中する場合と同様であるため、説明を省略する。

ここで、第１実施形態の車体下部構造において、例えば、左右のフロントサイドメンバ４，４のリヤ部４Ａ，４Ａの間に配置されるトンネルリインホースメント５、すなわち、サブフレーム７の後側クロスビーム７Ｂに締結されるトンネルリインホースメント５の本数は、２本に限らず３本としてもよい。

また、サブフレーム７の後側クロスビーム７Ｂは、左右のサイドシル３，３にも締結することで、左右のサイドシル３，３にも車両の前面衝突荷重を分散して伝達できるように構成することができる。

さらに、パワーユニット１は、例えば図６に示すようなエンジン縦置きタイプのパワーユニット１、すなわち、図示しないクランクシャフトが車体の前後方向に向く縦置きタイプのエンジン１Ａの後部にトランスミッション１Ｂが一体に組み付けられたパワーユニット１に変更することができる。

この場合、サブフレーム７の左右一対のストッパ７Ｈ，７Ｉは、エンジン１Ａの左右の側面に臨む位置に配置される。これに対応して、エンジン１Ａの左右の側面には、左右一対のストッパ７Ｈ，７Ｉに当接することで車両の前面衝突荷重をストッパ７Ｈ，７Ｉに伝達可能な左右一対の荷重伝達突部１Ｅ、１Ｆが突設される。

このようなエンジン縦置きタイプのパワーユニット１を備えた車体下部構造においては、例えば車両の右側前面がオフセット衝突してパワーユニット１が後方に移動する際、エンジン１Ａの左右の側面に突設された荷重伝達突部１Ｅ、１Ｆがサブフレーム７側の左右一対のストッパ７Ｈ，７Ｉに衝突することで、パワーユニット１に不用意な回転力が発生するのが抑制される。

そして、パワーユニット１に入力された右側前面のオフセット衝突荷重は、サブフレーム７の左右一対のストッパ７Ｈ，７Ｉから前側クロスビーム７Ａに伝達される。ここで、右側ストッパ７Ｉに集中するオフセット衝突荷重は、主として前側クロスビーム７Ａから右側ビーム７Ｄと右側の荷重伝達ビーム７Ｊ２との２つの経路により、右側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａと右側のトンネルリインホースメント５とに分散して伝達される。

また、前側クロスビーム７Ａの幅方向中央部に入力されるオフセット衝突荷重は、主として中間部の左側の荷重伝達ビーム７Ｊ３と右側の荷重伝達ビーム７Ｊ４との２つの経路により、左右のトンネルリインホースメント５，５に分散して伝達される。その際、オフセット衝突荷重の一部は左側ビーム７Ｃの経路により、左側のフロントサイドメンバ４のリヤ部４Ａにも伝達される。

従って、図６に示すような車体下部構造によっても、パワーユニット１に不用意な回転力を発生させることなく、パワーユニット１に入力される前面衝突荷重を車体下部の４本の前後骨格部、すなわち、左右のトンネルリインホースメント５，５および左右のフロントサイドメンバ４，４のリヤ部４Ａ，４Ａに分散して確実に伝達することができる。

つぎに、図７〜図１１を参照して本発明の第２実施形態に係る車体下部構造を説明する。この第２実施形態の車体下部構造は、図１に示した第１実施形態の車体下部構造におけるサブフレーム（サスペンションメンバ）７を図７に示すような面板状のサスペンションメンバ（サブフレーム）９に変更すると共に、このサスペンションメンバ９の後部を車体下部の前後骨格部に結合するための左側結合部材１０および右側結合部材１１を追加したものである。

なお、第２実施形態の車体下部構造におけるその他の構造部分は、第１実施形態の車体下部構造と略同様であるため、以後の説明において、略同様の構造部分については、第１実施形態の説明に使用した符号と同一の符号を用いて詳細な説明を省略する。

サスペンションメンバ９は、図７に示すような横長の面板状を呈する中空断面の構造物として構成されており、その左側部には、左前輪６Ａのサスペンション装置を構成する左側ロアアーム１２Ａが枢支され、右側部には、右前輪６Ｂのサスペンション装置を構成する右側ロアアーム１２Ｂが枢支される。

サスペンションメンバ９の前部は、左右一対の連結アームを介して左右のフロントサイドメンバ４，４に連結されている。例えば図８に示すように、サスペンションメンバ９の左側の前部は、左側の連結アーム７Ｆを介して左側のフロントサイドメンバ４のフロント部４Ｂの後部付近に連結されている。なお、サスペンションメンバ９の右側の前部も同様に、図示しない右側の連結アームを介して右側のフロントサイドメンバ４のフロント部の後部付近に連結されている。

サスペンションメンバ９の後部には、左右の端部から斜め後方に拡がって突出する左右一対の締結部９Ａ，９Ｂが形成されている。そして、この左側締結部９Ａおよび右側締結部９Ｂがフロントサイドメンバ４，４のリヤ部４Ａ，４Ａの前部にそれぞれボルト・ナットＢ／Ｎを介して締結されている。

また、図７に示すように、サスペンションメンバ９の後部における左側締結部９Ａと右側締結部９Ｂとの間の部位は、左右一対の左側結合部材１０および右側結合部材１１を介して左右のトンネルリインホースメント５，５に結合されている。こうしてサスペンションメンバ９の後部が車体の左右一対のフロントサイドメンバ４，４および左右一対のトンネルリインホースメント５，５に車幅方向の４点で結合されている。

ここで、左右一対の左側結合部材１０および右側結合部材１１は、中空断面を有する左右対称形の長板状に形成されており、車体の下方から見た底面形状は、トンネルリインホースメント５，５側の後部からサスペンションメンバ９側の前部に向かって左右幅が車幅方向に若干拡がる幅狭の扇状を呈している。なお、これらの左側結合部材１０および右側結合部材１１は、必ずしも左右対称に構成されていなくても良い。

図９の（ａ）〜（ｃ）は、図７の向かって左側に配置された右側結合部材１１の断面形状を示している。この右側結合部材１１の前端部には、図９の（ａ）に示すような幅広の中空断面部が前側骨格部１１Ａとして形成され、その前後方向中間部には、図９の（ｂ）に示すように左右に分離された２つの中空断面部が外側骨格部１１Ｂおよび内側骨格部１１Ｃとして形成され、その後端部には、図９の（ｃ）に示すような幅狭の中空断面部が後側骨格部１１Ｄとして形成されている。

図１０に示すように、右側結合部材１１の外側骨格部１１Ｂは、車幅方向の外側部位に形成されており、車体の前後方向に沿って延びている。一方、右側結合部材１１の内側骨格部１１Ｃは、車幅方向の内側部位に形成されており、その前部が車幅方向の内側に向かって斜めに延びている。なお、右側結合部材１１と左右対称に形成される左側結合部材１０にも、右側結合部材１１の外側骨格部１１Ｂおよび内側骨格部１１Ｃに対応する外側骨格部１０Ｂおよび内側骨格部１０Ｃが形成されている。

ここで、左側結合部材１０の内側骨格部１０Ｃは、車体前部を構成するバンパリインホースメント８の左右方向中央部から右側端部に亘る領域に向かって前部が斜め前方に延びている。同様に、右側結合部材１１の内側骨格部１１Ｃは、バンパリインホースメント８の左右方向中央部から左側端部に亘る領域に向かって前部が斜め前方に延びている。

この状態において、例えば左側結合部材１０の後端部のトンネルリインホースメント５に対する結合点をＰ、車体の左右方向の中心線をＬＣ、結合点Ｐとバンパリインホースメント８の左右方向中央部とを結ぶ線分をＬ１、内側骨格部１０Ｃの軸方向に沿う線分をＬ２、結合点Ｐとバンパリインホースメント８の右側端部とを結ぶ線分をＬ３とし、中心線ＬＣに対する線分Ｌ１の交差角度をα、線分Ｌ２の交差角度をβ、線分Ｌ３の交差角度をγとすると、α＜β＜γの関係が成立している。なお、右側結合部材１１においても、同様の関係が成立している。

以上のように構成された第２実施形態の車体下部構造では、車両の前面衝突時にその前面衝突荷重が例えば図１１に示すように車両の右側前部からパワーユニット１に入力され、パワーユニット１が図１１の紙面に対し反時計周りに回転変位しつつサスペンションメンバ９に衝突すると、サスペンションメンバ９は、その前部の左右方向中央部に白抜き矢印のように斜めに入力される前面衝突荷重をその後部から左右方向に的確に分散して車体下部に伝達する。

すなわち、サスペンションメンバ９は、白抜き矢印のように車両の前方左側から後方右側に向かって斜めに入力される衝突荷重を左右の左側締結部９Ａおよび右側締結部９Ｂを介して左右のフロントサイドメンバ４，４のリヤ部４Ａ，４Ａに伝達すると共に、左右の左側結合部材１０および右側結合部材１１を介して左右のトンネルリインホースメント５，５に伝達する。

その際、衝突荷重が入力される車両の右側に配置された右側結合部材１１は、車体の前後方向に沿って延びている外側骨格部１１Ｂが後方の右側のトンネルリインホースメント５に衝突荷重を伝達する。一方、車両の左側に配置された左側結合部材１０は、前部が車幅方向の内側に向かって斜めに延びている内側骨格部１０Ｃが後方の左側のトンネルリインホースメント５に向かって衝突荷重を確実に伝達する。

これに対し、図１２に示すような従来一般的な車体下部構造では、パワーユニット１が図１２の紙面に対し反時計周りに回転変位しつつサスペンションメンバ９に衝突すると、サスペンションメンバ９は、その前部の左右方向中央部に白抜き矢印のように斜めに入力される衝突荷重を、その後部の左側締結部９Ａおよび右側締結部９Ｂから左右のフロントサイドメンバ４，４のリヤ部４Ａ，４Ａに向かって白抜き矢印のように斜め伝達する。

このように、車両の前面衝突荷重がサスペンションメンバ９の前部の左右方向中央部に斜めに入力された際、図１２に示した従来一般的な車体下部構造では、サスペンションメンバ９の左側締結部９Ａおよび右側締結部９Ｂから左右のフロントサイドメンバ４，４に向けて前面衝突荷重が２方向に分散して斜めに伝達されるのみであるが、図１１に示した第２実施形態の車体下部構造では、この２方向に加えて、左側結合部材１０および右側結合部材１１から左右のトンネルリインホースメント５，５に向けた２方向へも前面衝突荷重が分散して的確に伝達される。

すなわち、第２実施形態の車体下部構造によれば、車両の前面衝突荷重が車幅方向の片側に集中する場合を含めて、サスペンションメンバ９の前部に入力される車両の前面衝突荷重をサスペンションメンバ９の後部から車体下部の前後骨格部である左右一対のフロントサイドメンバ４，４および左右一対のトンネルリインホースメント５，５に効率的に分散して伝達することができる。その結果、前面衝突荷重により車室の前部が押し潰される事態を未然に防止することが可能となる。

また、このように前面衝突荷重を複数の前後骨格部に分散して伝達できるため、各前後骨格部の剛性を確保することができ、その質量増加を抑えつつ衝突安全性能を向上させることができる。

ここで、第２実施形態の車体下部構造において、図７に示した一方の扇状の左側結合部材１０は、図１３に示すようなＶ字状の左側結合部材１２に変更し、図７に示した他方のの扇状の右側結合部材１１は、図１３に示す左側結合部材１２とは左右対称形状の左側結合部材（図示省略）に変更することができる。なお、この左側結合部材（図示省略）は、必ずしも図１３に示す左側結合部材１２と左右対称に構成されていなくても良い。

図１３に示す左側結合部材１２は、車体の下方から見た底面形状が図１４に示すようなＶ字状とされている。この左側結合部材１２の車幅方向の外側部位には外側骨格部１２Ｂが形成され、車幅方向の外側部位に内側骨格部１２Ｃが形成されている。また、左側結合部材１２の車体前後方向の後端部には後側骨格部１２Ｄが形成されている。

ここで、図１５に示すように、左側結合部材１２の外側骨格部１２Ｂは、上下間隔の大きな中空断面に形成されており、左側結合部材１２の後側骨格部１２Ｄは、上下間隔の小さな段付きの中空断面に形成されている。なお、図示省略したが、左側結合部材１２の内側骨格部１２Ｃも外側骨格部１２Ｂと同様に上下間隔の大きな中空断面に形成されている。

このようなＶ字状の左側結合部材１２は、図１３に示すように、後端部の後側骨格部１２Ｄがトンネルリインホースメント５にボルト・ナットＢ／Ｎを介して締結され、外側骨格部１２Ｂおよび内側骨格部１２Ｃの相互に離間した前端部がサスペンションメンバ９の後部にボルト・ナットＢ／Ｎを介して締結されている。

本発明に係る車体下部構造は、前述した第１実施形態または第２実施形態に限定されるものではない、例えば図１に示したような枠構造のサブフレーム（サスペンションメンバ）７と、図７に示したような形状の左右一対の結合部材１０，１１とを組み合わせた構造としてもよい。

Claims (5)

1. 車両前方から入力される衝突荷重を後方に伝達可能なサスペンションメンバを備えた車両の車体下部構造であって、
   前記サスペンションメンバの車幅方向の内側に配置されるトンネルリインホースメントを有し、
   前記サスペンションメンバの後部が車体の左右一対のサイドメンバおよび左右一対の前記トンネルリインホースメントに車幅方向の４点で結合されており、
   前記サスペンションメンバの後部を少なくとも前記トンネルリインホースメントに結合する部材として、サスペンションメンバ側の前部が、車幅方向に広がる扇状の結合部材を備えており、又は、車幅方向に開いて分岐するＶ字状の結合部材を備えており、
   前記結合部材は、車幅方向の外部部位に形成されて車体の前後方向に延びる外側骨格部と、車幅方向の内側部位に形成されて前部が車幅方向の内側に向かって斜めに延びる内側骨格部とを有することを、
   特徴とする車体下部構造。
2. 前記サスペンションメンバが面板状であることを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
3. 前記サスペンションメンバが枠状であって、車体の前方へ扇状に展開して延びる荷重伝達ビームを内側に有することを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
4. 前記内側骨格部は、車体前部の左右方向中央部から左右の片側に亘る領域に向かって前部が斜め前方に延びていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体下部構造。
5. 車両の前部に配置されたパワーユニットに入力される車両の前面衝突荷重を受けて車体下部に配設された複数本の前後骨格部に伝達する衝突荷重伝達部材を備えた車体下部構造であって、
   前記衝突荷重伝達部材は、前記パワーユニットの車幅方向の両側部分および中間部分から車両の前面衝突荷重を受ける少なくとも３点の荷重受点を有し、車体下部の車幅方向の両側部分および中間部分に配設された少なくとも４本の前後骨格部に前面衝突荷重を伝達するための少なくとも４点の荷重伝達点を有し、前記各荷重受点から前記荷重伝達点の少なくとも２点に前面衝突荷重を分散して伝達するための複数の荷重伝達経路を有し、車両のサイドメンバより車幅方向の内側に配置される荷重伝達点を少なくとも有することを特徴とする車体下部構造。

Images