JP5454103B2 - 車体下部構造および車体下部の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダッシュパネルからフロアパネルにかけて配置されたダッシュロアメンバ周辺の構造に特徴を有する車体下部構造、および車体下部の組立方法に関する。

一般的な構造として、車体前後方向に延びるサイドメンバが車体の基本骨格として備えられている。車室の前方には車室とエンジンルームとを仕切るダッシュパネルが備えられており、車室の下方には床面の一部を構成するフロアパネルが備えられている。サイドメンバはダッシュパネルおよびフロアパネルの下に位置する。サイドメンバは、エンジンルームの位置（サイドメンバの客室より前方にはフロントサイドメンバが接合されている）からみてダッシュパネルに突き当たると下方に屈曲し、ダッシュパネルからフロアパネルの下に沿って湾曲して車体後方へと延びている。

またダッシュパネルの下方には、ダッシュパネルを補強するためのダッシュロアメンバが配置されている。ダッシュロアメンバには、ダッシュパネルからフロアパネルの下にかけてサイドメンバに沿って配置されるものや、ダッシュパネルの下端に沿って車体幅方向に配置されるもの（ダッシュロアクロスメンバ）などがある。

特許文献１には、車両のフロアパネルおよびダッシュパネルに沿って前後方向に延びた左右のフロントサイドメンバ屈曲部を補強する車両構造において、上記屈曲部に沿うように断面矩形にハイドロ成形したハイドロフォームリインフォースメントを配設し、上記ハイドロフォームリインフォースメントを、上記屈曲部の断面凹形状に形成した各壁部に接合させた構造が開示されている。また特許文献１では、フロアパネルおよびダッシュパネルに沿って前後方向に延びた第一および第二の補強部材（ダッシュロアメンバとダッシュロアメンバリインフォースに相当する）を被せて複数の閉断面を形成し、屈曲部を補強する構成が記載されている。

図４は車両下部構造の従来例を説明する図である。図４（ａ）に示すように、フロアパネル３０２およびダッシュパネル３０４の下面に沿って前後方向に延びるサイドメンバ３０６が設けられている。サイドメンバ３０６の下にはサイドメンバリインフォース３０８が接合さる。フロアパネル３０２およびダッシュパネル３０４の上には、これらの屈曲部かつサイドメンバ３０６に対応する位置に、前後方向に延びるダッシュロアメンバ３１０が接合される。さらにダッシュロアメンバ３１０には、これにかぶせるようにダッシュロアメンバリインフォース３１２が接合される。

特開２００５−２５４８８３号公報

上記従来の補強構造においては、ダッシュロアメンバ３１０とダッシュロアメンバリインフォース３１２を取り付けるとき、ダッシュパネル３０４およびフロアパネル３０２の車室側に取り付けていた。しかし、居住空間である車室内には、ダッシュロアメンバリインフォース３１２を極端に張り出させることができない。このため図４（ｃ）に示すように、ダッシュロアメンバリインフォース３１２とダッシュロアメンバ３１０の間には閉断面がほとんど形成されず、単に重ね合わせただけの単純なパッチとしてしか機能していなかった。

したがって、剛性向上効果を得るためには、ダッシュロアメンバ３１０およびダッシュロアメンバリインフォース３１２の板厚を増加したり、スポット溶接の箇所を増加させたりするなどの追加的な対策が必要となっていた。このような対策は、車体重量が増加して燃費や走行性の低下を招いたり、作業効率が低下して生産コストの上昇を招いたりするおそれがある。

また、ダッシュパネル３０４およびフロアパネル３０２の車室側にダッシュロアメンバリインフォース３１２を取り付けると、図４（ｂ）に示すように、ダッシュパネル３０４とフロアパネル３０２の境界と、ダッシュロアメンバリインフォース３１２の周囲をなぞるように、防水のためのシーラを塗布する必要がある（図中に破線で示す）。このため作業が複雑となっており、作業効率がよいとは言えなかった。

そこで本発明は、簡単な構造でダッシュロアメンバリインフォースによる剛性向上効果を顕著に得ることができ、かつ作業効率を向上させることが可能な車体下部構造および車体下部の組立方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車体下部構造の代表的な構成は、車室の前方に配置されるダッシュパネルと、ダッシュパネルと接合されて車室の下方に配置されるフロアパネルと、ダッシュパネルおよびフロアパネルの下に配置され車体前後方向に延びるサイドメンバと、サイドメンバの上、かつダッシュパネルおよびフロアパネルの下に沿って、これらの接合部にまたがって配置される上に凸のダッシュロアメンバと、ダッシュロアメンバと接合されて閉空間を形成する下に凸のダッシュロアメンバリインフォースと、ダッシュパネルおよびフロアパネルに形成されダッシュロアメンバを迂回する上に凸の隆起部と、を備え、サイドメンバは上面が開口しており、ダッシュロアメンバリインフォースがサイドメンバの内部に収容されていることを特徴とする。

上記構成によれば、上に凸のダッシュロアメンバと下に凸のダッシュロアメンバリインフォースにより大きな閉断面を確保できるので、ダッシュロアメンバリインフォースによる剛性向上効果を顕著に得ることができる。また、ダッシュロアメンバとダッシュロアメンバリインフォースとをあらかじめ組み立てておくことができるため、結合剛性の確保および工程の簡素化を図ることができる。またダッシュロアメンバおよびダッシュロアメンバリインフォースをサイドメンバ内に収納できるため、コンパクトな設計となる。これらのことから、簡単な構造でダッシュロアメンバリインフォースによる剛性向上効果を顕著に得ることができ、かつ作業効率を向上させることができる。

上記の車体下部構造では、ダッシュロアメンバリインフォースの下面と、サイドメンバの底面との間には閉空間が形成されていてもよい。換言すれば、ダッシュロアメンバリインフォースの深さは、サイドメンバの深さより浅く形成されていることが好ましい。これにより閉断面を増加させることができるため、さらに剛性向上効果を得ることができ、走行安定性や振動低減などの効果を得ることができる。

上記の車体下部構造では、ダッシュロアメンバとダッシュロアメンバリインフォースとの間に、これらの間の閉空間を分断するリインフォースをさらに備えていてもよい。これにより、小さな設計変更でさらに剛性向上効果を得ることができる。

また、車体下部の組立方法としては、上に凸のダッシュロアメンバと下に凸のダッシュロアメンバリインフォースとを接合してダッシュロアメンバアッシーを形成し、ダッシュロアメンバアッシーをサイドメンバの上面の開口に収容した状態でダッシュロアメンバアッシーとサイドメンバを接合し、ダッシュパネルおよびフロアパネルにはこれらの接合部にまたがってダッシュロアメンバを迂回する上に凸の隆起部が形成されており、ダッシュロアメンバアッシーに隆起部を被せた状態でダッシュロアメンバアッシーとダッシュパネルおよびフロアパネルとを接合することを特徴とする。

上記構成によれば、簡単な構造でダッシュロアメンバリインフォースによる剛性向上効果を顕著に得ることができ、かつ作業効率を向上させることができる。また上述した車体下部構造の技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該車体株の組立方法にも適用可能である。

実施形態にかかる車体下部構造を説明する分解斜視図である。 ダッシュロアメンバ周辺の断面図である。 各部材を組み立てた状態を説明する図である。 車両下部構造の従来例を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は実施形態にかかる車体下部構造を説明する分解斜視図である。図中、Frは車体前方を、Upは車体上方を示している。

ダッシュパネル１０２は車室の前方に配置されており、車室とエンジンルームとを仕切る傾斜面（起立面）である。フロアパネル１０４は車室の下方に配置されて床を構成する平面である。近年のモノコック構造では、ダッシュパネル１０２とフロアパネル１０４とが接合されている。フロアパネル１０４はフロアトンネル１０６の車体幅方向両側に配置されている。具体的には、ダッシュパネル１０２とフロアパネル１０４の対向する縁を重ね合わせて、数カ所をスポット溶接することによって接合されている。

傾斜面であるダッシュパネル１０２から平面であるフロアパネル１０４にかけて全体的に湾曲した形状をなしているが、これらの境界は傾斜面にあってもよく、平面にあってもよい。換言すれば、ダッシュパネル１０２に屈曲部があってもよく、フロアパネル１０４に屈曲部があってもよい。

サイドメンバ１０８は、ダッシュパネル１０２およびフロアパネル１０４の下に、車体前後方向に延びて配置されている。サイドメンバ１０８は、フロアパネル１０４とダッシュパネル１０２の接合部にまたがるように配置され、これらに沿うように湾曲した屈曲部を有している。サイドメンバ１０８の前方にはフロントサイドメンバ１１０が接合され、不図示のエンジンやフロントサスペンションフレームなどが取り付けられている。またサイドメンバ１０８の車室より後方側には不図示のリヤサイドメンバが接合され、リヤサスペンションフレームやトランクフロアなどが取り付けられている。

サイドメンバ１０８は、上面が開口した断面コの字形状をしており、上縁にはスポット溶接用のフランジ１０８ａを有している。またサイドメンバ１０８の特に屈曲部の下側を覆うように、サイドメンバリインフォース１１２が取り付けられる。

ダッシュロアメンバ１１４は、サイドメンバ１０８の上、かつダッシュパネル１０２およびフロアパネル１０４の下に沿って、これらの接合部にまたがって配置される。ダッシュロアメンバ１１４は上に凸となる湾曲形状をしており、その周縁（下縁）にフランジ１１４ａを有している。

ダッシュロアメンバリインフォース１１６は下に凸となる湾曲形状をしており、ダッシュロアメンバと接合されて閉空間を形成する。ダッシュロアメンバリインフォース１１６の具体例としては、上面が開口したおおむね断面コの字形状とすることができる。そしてダッシュロアメンバリインフォース１１６の上縁には、スポット溶接用のフランジ１１６ａを有している。ダッシュロアメンバリインフォース１１６は、サイドメンバ１０８の内部に収容される大きさ（外形）としている。

ここで、上述のダッシュパネル１０２およびフロアパネル１０４には、ダッシュロアメンバ１１４を迂回する上に凸の隆起部１０２ａ、１０４ａが形成されている。隆起部１０２ａ、１０４ａの大きさは、ダッシュロアメンバ１１４がその内部に収容される大きさとする。

図２はダッシュロアメンバ周辺の断面図であって、図２（ａ）は実施形態の断面図、図２（ｂ）は他の例の断面図である。

図２（ａ）に示すように、上述の各部材は、それぞれのフランジ１０８ａ、１１４ａ、１１６ａによってスポット溶接により接合される。なお、各フランジは２〜４枚程度を重ねた状態で接合されるが、電流量調整などを変更すると手間がかかるため、一定した枚数（総板厚）で接合することが好ましい。したがって、各フランジは適宜切欠を設けて、接合したい箇所の枚数が一定となる形状としている。

図２（ａ）に示すように、ダッシュロアメンバ１１４は隆起部１０２ａ、１０４ａの内部に収容され、ダッシュロアメンバリインフォース１１６はサイドメンバ１０８の内部に収容される。このとき、上に凸のダッシュロアメンバ１１４と下に凸のダッシュロアメンバリインフォース１１６により大きな閉断面Ａを確保できる。

したがって、簡単な構造でダッシュロアメンバリインフォース１１６による剛性向上効果を顕著に得ることができる。このように、剛性が比較的低いサイドメンバ１０８の湾曲部を上記構造で補強したことにより、前方オフセット衝突時に変形して後退してくる部品と接触した場合も効率よく荷重を吸収することができ、座屈しにくくすることができる。また、ダッシュロアメンバ１１４およびダッシュロアメンバリインフォース１１６をサイドメンバ１０８内に収納できるため、コンパクトな設計となる。

また、ダッシュロアメンバリインフォース１１６の深さは、サイドメンバ１０８の深さより浅く形成されている。これにより、ダッシュロアメンバリインフォース１１６の下面とサイドメンバ１０８の底面との間には、閉空間Ｂが形成されている。これにより閉断面を増加させることができるため、さらに剛性向上効果を得ることができ、走行安定性や振動低減などの効果を得ることができる。

また図２（ｂ）に示すように、ダッシュロアメンバ１１４とダッシュロアメンバリインフォース１１６との間に、これらの間の閉空間を分断するリインフォース１２０をさらに備えていてもよい。これにより図２（ａ）に示した閉断面Ａは、２つの閉断面Ａ１、Ａ２に分割されるが、構造体が増えることによって飛躍的に剛性が向上する。このように、小さな設計変更でさらに剛性向上効果を得ることができる。

図３は各部材を組み立てた状態を説明する図であって、特に図３（ａ）はダッシュロアメンバアッシーを説明する図、図３（ｂ）は全体斜視図である。なお、図３（ｂ）は説明の便宜のために、図１よりも各部材の形状を簡略化して描画している。

図３および図１を参照して車体下部の組立方法について説明する。まず図３（ａ）に示すように、上に凸のダッシュロアメンバ１１４と下に凸のダッシュロアメンバリインフォース１１６とを接合して、ダッシュロアメンバアッシー１１８を形成する。サイドメンバ１０８にはサイドメンバリインフォース１１２を接合しておく。そして、ダッシュロアメンバアッシー１１８をサイドメンバ１０８の上面の開口に収容した状態で、ダッシュロアメンバアッシー１１８とサイドメンバ１０８を接合する。またダッシュロアメンバアッシー１１８に隆起部１０２ａ、１０４ａを被せた状態で、ダッシュロアメンバアッシー１１８とダッシュパネル１０２およびフロアパネル１０４とを接合する。また、ダッシュパネル１０２とフロアパネル１０４を互いに接合する。

なお、上記説明ではダッシュロアメンバアッシー１１８を先にサイドメンバ１０８に接合すると説明したが、ダッシュロアメンバアッシー１１８をダッシュパネル１０２およびフロアパネル１０４に接合し、これに被せるようにサイドメンバ１０８を接合してもよい。

上記のように、ダッシュロアメンバ１１４とダッシュロアメンバリインフォース１１６とをあらかじめ組み立てておくことができるため、結合剛性の確保（スポット溶接の配置を適切にできる）や工程の簡素化（フロアがないのでスポット溶接が打ちやすい）を図ることができ、性能向上と作業効率を同時に向上させることができる。また作業効率が向上すれば、生産コストを削減することができ、本体の価格の低廉化を図ることができる。

また、図３（ｂ）および図２（ａ）を参照すると、ダッシュパネル１０２およびフロアパネル１０４の室内側には、追加のメンバやリインフォースが配置されないことがわかる。したがって防水のためのシーラを塗布する箇所（図中に破線で示す）はダッシュパネル１０２とフロアパネル１０４の境界のみとなり、従来構造と比べシーラ塗布長が短く、単純な直線になる。したがって、作業性の向上が得られると共にフロア下への水侵入がしにくくなるので、品質の向上が得られる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ダッシュパネルからフロアパネルにかけて配置されたダッシュロアメンバ周辺の構造に特徴を有する車体下部構造、および車体下部の組立方法として利用することができる。

１０２…ダッシュパネル、１０２ａ…隆起部、１０４…フロアパネル、１０４ａ…隆起部、１０６…フロアトンネル、１０８…サイドメンバ、１０８ａ…フランジ、１１０…フロントサイドメンバ、１１２…サイドメンバリインフォース、１１４…ダッシュロアメンバ、１１４ａ…フランジ、１１６…ダッシュロアメンバリインフォース、１１６ａ…フランジ、１１８…ダッシュロアメンバアッシー、１２０…リインフォース、３０２…フロアパネル、３０４…ダッシュパネル、３０６…サイドメンバ、３０８…サイドメンバリインフォース、３１０…ダッシュロアメンバ、３１２…ダッシュロアメンバリインフォース

Claims (4)

1. 車室の前方に配置されるダッシュパネルと、
   前記ダッシュパネルと接合されて車室の下方に配置されるフロアパネルと、
   前記ダッシュパネルおよび前記フロアパネルの下に配置され車体前後方向に延びるサイドメンバと、
   前記サイドメンバの上、かつ前記ダッシュパネルおよび前記フロアパネルの下に沿って、これらの接合部にまたがって配置される上に凸のダッシュロアメンバと、
   前記ダッシュロアメンバと接合されて閉空間を形成する下に凸のダッシュロアメンバリインフォースと、
   前記ダッシュパネルおよび前記フロアパネルに形成され前記ダッシュロアメンバを迂回する上に凸の隆起部と、を備え、
   前記サイドメンバは上面が開口しており、前記ダッシュロアメンバリインフォースが前記サイドメンバの内部に収容されていることを特徴とする車体下部構造。
2. 前記ダッシュロアメンバリインフォースの下面と、前記サイドメンバの底面との間には閉空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
3. 前記ダッシュロアメンバと前記ダッシュロアメンバリインフォースとの間に、これらの間の閉空間を分断するリインフォースをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
4. 上に凸のダッシュロアメンバと下に凸のダッシュロアメンバリインフォースとを接合してダッシュロアメンバアッシーを形成し、
   前記ダッシュロアメンバアッシーをサイドメンバの上面の開口に収容した状態で該ダッシュロアメンバアッシーとサイドメンバを接合し、
   ダッシュパネルおよびフロアパネルにはこれらの接合部にまたがって前記ダッシュロアメンバを迂回する上に凸の隆起部が形成されており、前記ダッシュロアメンバアッシーに前記隆起部を被せた状態で該ダッシュロアメンバアッシーと前記ダッシュパネルおよび前記フロアパネルとを接合することを特徴とする車体下部の組立方法。

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