JP5789871B2 - 車両ボディの下部構造 - Google Patents

Description

この発明は、例えばワンボックスカー等の車両ボディ（車体）の下部構造（フロア支持構造）に関する。

車両ボディの下部は、フロアパネルを支持する車幅方向左右のサイドメンバ間にクロスメンバを車両前後方向に複数並列配置した構造を備えている。左右のサイドメンバには、リヤサスペンションが支持されることから、車両走行中等における路面からの振動（ロードノイズ）がリヤサスペンション取り付け部を経てサイドメンバに入力される。サイドメンバに路面からの振動が入力されると、クロスメンバ、ピラー、パネル等の弾性変形を招いて車室内における不快な騒音発生の原因になる。このため、係る車両ボディの下部構造については走行中のロードノイズを低減し、あるいは車両ボディへの伝播を低減するための様々な工夫がなされている。従来、この車両ボディの下部構造についてのロードノイズ対策に関する技術が下記の特許文献に開示されている。
これら特許文献に開示されているように従来、ロードノイズについては次のような種々対策が採られている。例えば、サイドメンバ及び各クロスメンバの補強若しくは板厚を厚くする等してその剛性を高める（対策１）。サイドメンバ及び各クロスメンバの断面積を十分に確保してその剛性を高める（対策２）。床下でクロスメンバ間を繋ぐことによりそれらの振動を抑える（対策３）。床下で例えば１つのリインフォースにより複数のクロスメンバを貫通して繋ぐことによりその振動を抑制する（対策４）。サイドメンバの非ストレート化により振動伝播を遮断する（対策５）。

特開２００７−３２０３４１号公報 特開平９−２０７８２４号公報 特開２００６−２９７９６６号公報 特開２００４−３５２０７８号公報 特開２００７−１３１１４８号公報 特開２００５−２５４８８３号公報 特開２００６−２９０２９４号公報

しかしながら、上記従来の対策１では車両ボディの重量増大を招く問題があり、対策２では低床化が困難で車両空間の縮小を招く結果乗降性が損なわれる問題があり、対策３では複数のクロスメンバを繋ぐと部品点数の増大を招くとともに、床下部品により設置スペースに制約を受ける問題があり、対策４ではリインフォースを貫通させる分だけクロスメンバの断面積が小さくなってその剛性が低下する問題があり、対策５では車両ボディの捩り剛性や曲げ剛性を確保するために重量増大及びコストアップを招く問題があった。
本発明は、上記従来の問題を回避しつつ、車両ボディの下部構造について振動の低減を一層図ることを目的とする。

上記の課題は下記の発明により解決される。
第１の発明は、左右のサイドメンバ間に複数のクロスメンバを介在させてフロアパネルを支持する車両ボディの下部構造であって、複数のクロスメンバの車幅方向中央を相互に結合するリインフォースをフロアパネルの上面側に結合した下部構造である。
第１の発明によれば、フロアパネルの上面側に結合したリインフォース（フロアリインフォース）によって複数のクロスメンバがその車幅方向の中央で相互に結合されることにより、これら複数のクロスメンバ及び左右のサイドメンバの振動が抑制されて車室内の騒音が低減される。
第１の発明によれば、サイドメンバ及びクロスメンバの板厚を厚くする等してこれらの剛性を個別に高め、若しくは補強する構成に比して、より小さな重量アップ若しくはコストアップで同等程度にボディ剛性を高めることができる。また、床下スペースではなくフロアパネルの上面側であって床上の例えばデッドスペースを有効利用してフロアリインフォースを結合する構成であるので、車両ボディの低床化の妨げにならず、かつ床下の燃料タンクの容量等が犠牲になることもない。さらに、上記対策５の場合のようなボディ剛性（曲げ剛性、捩り剛性）の低下を招くこともないことから、これを高めるためのコストを掛ける必要がない。
第２の発明は、第１の発明において、サイドメンバのリヤサスペンション取り付け部に直近のクロスメンバを含めて複数のクロスメンバ間をフロアリインフォースで結合した下部構造である。
第２の発明によれば、フロアパネル上のフロアリインフォースによって、路面からの振動入力を最も効率よく抑制することができる。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、フロアパネル上に、フロア嵩上げ用のビードレスマットが敷設され、かつシートを車体前後方向にスライド可能に支持する複数のシートレールが車幅方向に沿って相互に平行に設けられており、フロアリインフォースは、複数のシートレール間に沿って結合され、かつその高さ寸法がビードレスマットと同等若しくはこれよりも低く設定された下部構造である。
第３の発明によれば、車室内床面へのフロアリインフォースの出っ張りを発生させることがなく、これにより車室内の良好な居住スペースが確保される。

本発明の実施形態に係る車両ボディの下部構造である。 図１の(II)-(II)線断面矢視図であって、フロアリインフォースの縦断面図である。 クロスメンバの振幅を、フロアリインフォースの有無で比較して示す図である。本図において、上段は４番クロス、中段は５番クロス、下段は６番クロスの振幅を示している。本図において、フロアリインフォースを有する場合が実線で示され、フロアリインフォースを有しない場合が破線で示されている。 サイドメンバとクロスメンバの振動レベルを、フロアリインフォースの有無で比較して示す図である。本図において、上段はサイドメンバ、下段はクロスメンバの振動レベルを示している。本図において、フロアリインフォースを有する場合が実線で示され、フロアリインフォースを有しない場合が破線で示されている。

次に、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示すように本実施形態に係る車両ボディ１の下部構造１０は、左右のサイドメンバ１１，１２間に複数（図では６本）のクロスメンバ１３〜１８が掛け渡されたラダー構造を備えている。以下、車両ボディ１の前側から順に１番クロス１３、２番クロス１４、３番クロス１５、４番クロス１６、５番クロス１７及び６番クロス１８と称して相互に区別する。
左右のサイドメンバ１１，１２の上面側かつ各クロスメンバ１３〜１８の上面側にフロアパネル２０が結合されている。また、左右のサイドメンバ１１，１２の後部側であって、５番クロス１７の左右両端部付近には、リヤサスペンションの取り付け部が設けられている。このため、車両走行中において路面から入力されるロードノイズの加振点Ｐが左右のサイドメンバ１１，１２の後部側であって５番クロス１７の左右両端部付近にそれぞれ存在している。

フロアパネル２０の上面側には、左右一対のシートレール２１，２１が車両前後方向に沿って相互に平行に取り付けられている。この両シートレール２１，２１間において、フロアパネル２０の上面に、板厚ｔが１．０ｍｍのフロアリインフォース２５が前後方向に沿って（シートレース２１に沿って）結合されている。このフロアリインフォース２５は、４番クロス１６と５番クロス１７と６番クロス１８との間に跨ってフロアパネル２０上に結合されている。このフロアリインフォース２５は、４番クロス１６と５番クロス１７と６番クロス１８の車幅方向（左右方向）のほぼ中央に跨ってフロアパネル２０上に結合されている。
また、上記したように５番クロス１７の左右両端部付近には、ロードノイズの加振点Ｐ，Ｐが存在している。このため、フロアリインフォース２５は、ロードノイズの加振点Ｐ，Ｐに最も近い直近の５番クロス１７の前側の４番クロス１６と後ろ側の６番クロス１８との３本のクロスメンバ１６〜１８に跨ってフロアパネル２０の上面に結合されている。
図２に示すようにフロアパネル２０の上面には、ビードレスマット３１とカーペット３２と用品マット３３との３層構造の床材３０がそのほぼ全面にわたって敷設されている。フロアパネル２０の上面に、主として床面嵩上げ用のいわゆるビードレスマット３１が敷設され、その上面にカーペット３２が敷設され、その上面に用品マット３３が敷設されている。
左右のシートレール２１，２１間において床材３０が敷設されたフロアパネル２０上のデッドスペースにフロアリインフォース２５が結合されている。フロアリインフォース２５の高さ寸法Ｈ１は、ビードレスマット３１の高さ寸法Ｈ２を超えない範囲に設定されている。

以上のように構成した本実施形態の下部構造によれば、フロアパネル２０の上面側に結合したフロアリインフォース２５によって複数のクロスメンバ１６〜１８が相互に結合されることにより、これら複数のクロスメンバ１６〜１８及び左右のサイドメンバ１１，１２の振動が抑制されて車室内の騒音が低減される。しかも、フロアリインフォース２５によってクロスメンバ１６〜１８の車幅方向ほぼ中央が相互に結合されることから、サイドメンバ１１，１２の加振点Ｐ，Ｐから入力されたロードノイズ等の振動がより効率よく抑制される。
図３には、各クロスメンバ１６〜１８の位相に対する振幅の変化が、フロアリインフォース２５の有無で比較して示されている。図中破線で示すようにフロアリインフォース２５を備えない場合に比して、図中実線で示すようにフロアリインフォース２５によって４番クロス１６と５番クロス１７と６番クロス１８を相互に結合した本実施形態の下部構造１０の場合における振幅の大きさは各クロスメンバ１６，１７，１８について何れも大きく低下している。

このようにフロアパネル２０の上面側に結合したフロアリインフォース２５によって振動が抑制される構成であるので、サイドメンバ及びクロスメンバの板厚を厚くする等してこれらの剛性を個別に高め、若しくは補強する構成に比して、より小さな重量アップ若しくはコストアップで同等程度にボディ剛性を高めることができる。また、床下スペースではなくフロアパネル２５の上面側であって床上の例えばデッドスペースを有効利用してフロアリインフォース２５を結合する構成であるので、車両ボディ１の低床化の妨げにならず、かつ床下の燃料タンクの容量等が犠牲になることもない。
さらに、本実施形態では、基本的な下部構造としてラダー構造を採用することから、サイドメンバの非ストレート化を採用した場合（従来の対策５）のようなボディ剛性（曲げ剛性、捩り剛性）の低下を招くこともなく、従ってこれを高めるためのコストを掛ける必要がない。
また、本実施形態の下部構造１０によれば、サイドメンバ１１，１２のリヤサスペンション取り付け部（加振点Ｐ，Ｐ）に直近の５番クロス１７及びその前後の４番クロス１６と６番クロス１８間をフロアリインフォース２５で結合した下部構造であることから、路面からの振動入力を最も効率よく抑制することができる。
さらに、本実施形態の下部構造１０によれば、フロアリインフォース２５が、２本のシートレール２１，２１間に沿って結合され、かつその高さ寸法Ｈ１がフロア嵩上げ用のビードレスマット３１の高さ寸法Ｈ２と同等若しくはこれよりも低く設定された下部構造となっていることから、車室内床面へのフロアリインフォース２５の出っ張りを発生させることがなく、これにより車室内の良好な居住スペース及び乗降性が確保される。

以上説明した実施形態には、種々変更を加えることができる。例えば、サイドメンバ１１，１２の加振点Ｐ，Ｐに最も近い直近の５番クロス１７及びその前後２本のクロスメンバ１６，１８をフロアリインフォース２５で結合する構成を例示したが、より多くのクロスメンバを結合する構成としてもよい。また、５番クロス１７とその前側の４番クロス１６の２本をフロアリインフォースで結合し、あるいは５番クロス１７とその後ろ側の６番クロス１８の２本をフロアリインフォースで結合する構成としてもよい。
さらに、加振点Ｐ，Ｐに最も近いクロスメンバを除いて複数のクロスメンバをフロアリインフォースで結合する構成としてもよい。
また、フロアリインフォース２５の高さ寸法Ｈ１を、ビードレスマット３１の高さ寸法Ｈ２以下に設定する構成を例示したが、床材３０の上面（用品マット３３の上面）に出っ張りを発生しない範囲で、より高さ寸法Ｈ１を大きく設定することもできる。
また、フロアリインフォース２５をクロスメンバ１６〜１８の車幅方向ほぼ中央に沿って結合する構成を例示したが、中央よりも左側若しくは右側へ寄った位置にフロアリインフォースを結合する構成としてもよい。さらに、１本のフロアリインフォース２５を例示したが複数本のフロアリインフォースによって複数のクロスメンバをフロアパネルの上面側から結合する構成としてもよい。

１…車両ボディ
１０…下部構造
１１…サイドメンバ（左側）
１２…サイドメンバ（右側）
１３…１番クロス
１４…２番クロス
１５…３番クロス
１６…４番クロス
１７…５番クロス
１８…６番クロス
２０…フロアパネル
２１…シートレール
２５…フロアリインフォース
３０…床材
３１…ビードレスマット
３２…カーペット
３３…用品マット
Ｐ…加振点（リヤサスペンション取り付け部）

Claims (2)

1. 左右のサイドメンバ間に複数のクロスメンバを介在させてフロアパネルを支持する車両ボディの下部構造であって、
   前記複数のクロスメンバのうち、前記サイドメンバのリヤサスペンション取り付け部に直近のクロスメンバ及びその前後２本のクロスメンバを含む３本のクロスメンバについて、その車幅方向中央を相互に結合するリインフォースを前記フロアパネルの上面側に結合した下部構造。
2. 請求項１記載の下部構造であって、前記フロアパネル上に、フロア嵩上げ用のビードレスマットが敷設され、かつシートを車体前後方向にスライド可能に支持する複数のシートレールが車両前後方向に沿って相互に平行に設けられており、前記リインフォースは、前記複数のシートレール間に沿って結合され、かつその高さ寸法が前記ビードレスマットと同等若しくはこれよりも低く設定された下部構造。
   

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