JP5982843B2 - 車両の下部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、左右１対のサスペンションを支持するサブフレームを備えた車両の下部車体構造に関し、特に左右１対のフロアフレームと左右１対のトンネルロアフレームを略直線状に連結するクロスメンバを設けた車両の下部車体構造に関する。

従来より、図１０に示すように、フロアパネル５１の左右両端において前後方向に延びる左右１対のサイドシル５０と、左右１対のフロントサイドフレームの後端からフロアパネル５１の下面に沿って車体後方へ延びる左右１対のフロアフレーム５２と、フロアパネル１の車幅方向中央に形成されたトンネル部５１ａと左右１対のフロアフレーム５２との間をこれらのフロアフレーム５２に沿って車体後方へ延びる左右１対のトンネルロアフレーム５３を設け、左右１対のサイドシル５０の前端と左右１対のフロントサイドフレームの前端とを左右１対の車幅方向に延びる外側補強部材（外側トルクボックス）５４によって連結し、左右１対のフロントサイドフレームの前端と左右１対のトンネルロアフレーム５３の前端とを左右１対の車幅方向に延びる内側補強部材（内側トルクボックス）５５によって連結した下部車体構造は公知である。

前述した下部車体構造は、フロントサイドフレームに作用した前方からの衝撃荷重をサイドシル、フロアフレーム及びトンネルロアフレームの３つの荷重伝達経路に分散することによって車幅方向の車体剛性確保と衝突性能向上とを図っている。
この下部車体構造では、フロアパネル５１の下面と協働して閉断面を構成する左右１対のフロアフレーム５２と左右１対のトンネルロアフレーム５３との間を内側補強部材５５が閉鎖しているため、燃料パイプ、ブレーキパイプ、電力ケーブル等の配索部材はプロペラシャフトや排気管等と並設するようにトンネル部内に配置されている。

図１０に示すように、車両の下部車体構造には、サスペンションの支持剛性を向上させるために、フロントサスペンション（フロントロアアーム５６）を支持するサブフレーム５７が設けられている。このサブフレーム５７は、平面視にて枠状（井桁状）に形成され、左右１対のサイドメンバ５８の途中部を車幅方向に連結する湾曲状のセンタクロスメンバ５９と、左右１対のサイドメンバ５８の後端部分において左側フロアフレーム連結部分５２ａと右側フロアフレーム連結部分５２ａとを車幅方向に亙って連結する湾曲状のリヤクロスメンバ６０が設けられている。

特許文献１の車両の下部車体構造は、左右１対のフロアフレームと、左右１対のトンネルロアフレームと、フロントサスペンションを支持する枠状のサブフレームを備え、このサブフレームのリヤクロスメンバに、左側フロアフレームの下部と左側トンネルロアフレームの下部とを連結する左側メンバ部と、右側フロアフレームの下部と右側トンネルロアフレームの下部とを連結する右側メンバ部とを設け、フロントクロスメンバとリヤクロスメンバとの間をＷ字状の荷重伝達ビームによって連結している。この下部車体構造では、前方から作用した衝撃荷重を効率的に車体後方へ分散している。

また、コスト低減を狙いとして、パイプ部材を用いたサブフレームも知られている。
特許文献２の下部車体構造は、平面視にて前方に拡開したＵ字状パイプ部材と、このパイプ部材の左側途中部分と右側途中部分とを車幅方向にストレート状に連結する連結部材と、パイプ部材の左側後部と左側フロアフレームとを連結する左側取付部と、パイプ部材の右側後部と右側フロアフレームとを連結する右側取付部とを備えたサブフレームを設け、連結部材の中間部と左右両側の取付部とをパイプ部材よりも径の小さなＶ字状伝達パイプによって連結している。これにより、サスペンションの支持剛性向上とコスト低減とを図っている。

ＷＯ２００９／０７２６１４号公報 特開２００９−６１８７９号公報

本発明者がサブフレームについて構造解析した結果、以下のことが判明した。
尚、図１１は、サブフレームのサスペンション支持剛性に関する寄与分布図を示し、フロントロアアーム５６から伝達された荷重（応力）が大きな領域程濃い色で表示している。
図１１に示すように、片側のフロントロアアーム５６に車幅方向内側に荷重が作用したとき、センタクロスメンバ５９の前端部が入力された荷重を他の部材に分散するための伝達経路になっている。即ち、サスペンション支持剛性（荷重分散性）を高めるには、片側のフロントロアアーム５６の前側連結部５６ａと他側のフロントロアアーム５６の前側連結部５６ａとを最短経路にする、即ちセンタクロスメンバ５９の前端部を前方へ移行してストレート状に構成する必要がある。また、比較的大きな荷重の伝達経路が、片側のフロントロアアーム５６の後側連結部５６ｂと片側のフロアフレーム連結部分５２ａとの間、片側のフロアフレーム連結部分５２ａと他側のフロントロアアーム５６の前側連結部５６ａとの間、センタクロスメンバ５９とリヤクロスメンバ６０との間においてトンネルロアフレーム５３の対応部分であるため、その他の部分、例えば、片側のトンネル連結部分から他側のトンネル連結部分との間等はサスペンション支持剛性にあまり寄与していないことが判明した。

また、前記のように、左右１対のサイドシルと左右１対のフロントサイドフレームとを左右１対の外側補強部材によって連結し、左右１対のフロントサイドフレームと左右１対のトンネルロアフレームとを左右１対の内側補強部材によって連結した下部車体構造は、高い車体剛性を確保することができる。しかし、燃料パイプ等の配索部材がトンネル部内側の限られたスペースにプロペラシャフト等と一緒に配置されるため、配索部材のレイアウトの自由度が制限される。しかも、排気管からの熱影響を避けるために配索部材を耐熱シールドで被覆した場合、部品点数の増加に伴うコストアップを招き、レイアウトの自由度が更に制限される虞がある。

特許文献１の下部車体構造は、左側フロアフレームの下部と左側トンネルロアフレームの下部とを連結する左側メンバ部と、右側フロアフレームの下部と右側トンネルロアフレームの下部とを連結する右側メンバ部とを設けているため、左右１対の内側補強部材を省略し、配索部材をトンネルロアフレームよりも車幅方向外側に配置することもできる。
しかし、この下部車体構造では、サスペンション支持剛性に対して寄与が少ない中央メンバ部が左側メンバ部及び右側メンバ部に一体形成されているため、車体重量が重くなる虞がある。また、左側メンバ部が車幅方向外側程車体前方へ延び、右側メンバ部が車幅方向外側程車体前方へ延びるように設置されているため、車体に対して側方から衝撃荷重が作用したとき、リヤクロスメンバに捩れ荷重が掛かり、車体剛性が低下する虞もある。

特許文献２の下部車体構造は、片側のフロントロアアームの前側連結部と他側のフロントロアアームの前側連結部とが連結部材によってストレート状に連結されている。
しかし、パイプ部材の左右両側の後部分と左右１対のフロアフレームとを連結する左右両取付部が左右１対のトンネルロアフレームに連結されていないため、サスペンション支持剛性と車体剛性との確保が十分ではない。また、サスペンション支持剛性にあまり寄与しない左側取付部と右側取付部との間が太いパイプ部材によって連結され、反対にサスペンション支持剛性に対して寄与が大きな連結部材（センタクロスメンバ）の前端中間部と左右両取付部との間が前記パイプ部材よりも径の小さなＶ字状伝達パイプによって連結されているため、サブフレームの重量に対してサスペンション支持剛性を高くできない虞がある。

本発明の目的は、サスペンション支持剛性及び車体剛性を向上しつつ、車重の軽量化と配索部材のレイアウトの自由度を拡大できる車両の下部車体構造を提供することである。

請求項１の車両の下部車体構造は、左右１対のフロントサイドフレームに下方から連結され且つ左右１対のサスペンションを支持するサブフレームと、前記１対のフロントサイドフレームの後端からフロアパネルに沿って車体後方に夫々延びる左右１対のフロアフレームと、これら１対のフロアフレームの車幅方向外側において前記１対のフロアフレームに沿って車体後方に夫々延びる左右１対のサイドシルと、これら１対のサイドシルの前部と前記１対のフロアフレームの前部とを夫々連結する左右１対の連結部材と、前記フロアパネルの車幅方向中央に設けられたトンネル部と前記１対のフロアフレームとの間に設けられ前記１対のフロアフレームに沿って車体後方に夫々延びる左右１対のトンネルロアフレームとを備えた車両の下部車体構造において、前記１対のフロアフレームと１対のトンネルロアフレームは、少なくとも前部において前記フロアパネルと夫々連結されてフロアパネルの下側に閉断面を構成し、前記サブフレームは、前記１対のフロアフレームの前部と車幅方向内側において隣り合う前記１対のトンネルロアフレームの前部とを夫々連結するパイプ状の左右１対のメンバ部と、前記１対のメンバ部を連結する中央メンバ部とから構成された略直線状のクロスメンバと、前記左右１対のフロアフレームよりも車幅方向内側において前記１対のメンバ部に夫々連結された左右１対のサイドメンバと、前記クロスメンバの前側において左側アーム支持用縦メンバが連結された前記左側サイドメンバの途中部と右側アーム支持用縦メンバが連結された前記右側サイドメンバの途中部との間を直線状に連結するセンタクロスメンバと、前記１対のメンバ部と前記１対のサイドメンバの後端側部分を夫々連結する左右１対のアーム支持ブラケットとを備え、前記１対のメンバ部が中央メンバ部よりも高剛性に夫々構成され且つ車幅方向外側端部から車幅方向内側途中部まで車幅方向内側に延びると共に前記途中部から車幅方向内側程前方に移行して前記センタクロスメンバに夫々連結され、側面視にて、前記１対のメンバ部の断面積が中央メンバ部の断面積よりも大きく構成されたことを特徴としている。

この車両の下部車体構造では、サブフレームは、左側フロアフレームの下部と左側トンネルロアフレームの下部とを連結する左側メンバ部と、右側フロアフレームの下部と右側トンネルロアフレームの下部とを連結する右側メンバ部と、左側メンバ部と右側メンバ部とを連結する中央メンバ部とから構成された略直線状のクロスメンバを備えているため、車体剛性を維持しつつ、フロアフレームとトンネルロアフレームとを連結する内側補強部材を省略することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記サブフレームは平面視にて後方に拡開したＶ字状パイプ部材を備え、前記パイプ部材の左端部分が少なくとも前記左側フロアフレームと連結された左側メンバ部を形成し、前記パイプ部材の右端部分が少なくとも前記右側フロアフレームと連結された右側メンバ部を形成すると共に、前記中央メンバ部が鋼板製の開断面部材によって構成されたことを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記トンネル部の下面に沿った鞍型のトンネルクロスメンバと、前記左側メンバ部に連結された左側トンネルロアフレームの左側トンネル連結部分及び前記右側メンバ部に連結された右側トンネルロアフレームの右側トンネル連結部分から前記トンネルクロスメンバの前端までトンネル部の下側を補強する湾曲状のトンネル補強部材と、を設けたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、左側メンバ部及び右側メンバ部を中央メンバ部よりも高剛性に構成したため、サスペンション支持剛性に対して寄与が少なく車体剛性に寄与する中央メンバ部をサスペンション支持剛性と車体剛性に対して寄与する左側メンバ部及び右側メンバ部よりも小さく（薄く又は細く）構成することができる。車体剛性を低下させることなく、フロアフレームとトンネルロアフレームとを連結する内側補強部材を省略できるため、燃料パイプ等の配索部材をフロアパネルとトンネルロアフレームとフロアフレームとによって構成されたスペースに配置することができる。
これにより、サスペンション支持剛性及び車体剛性を向上しつつ、車重の軽量化と配索部材のレイアウトの自由度を拡大できる。
また、左側メンバ部及び右側メンバ部の断面係数を高くし、低コストで排気管等のレイアウトの自由度拡大とサスペンション支持剛性向上とを両立することができる。
そして、クロスメンバとサイドメンバとの連結剛性を高くすることができ、サスペンション支持剛性を一層高めることができる。

請求項２の発明によれば、サブフレームのパイプ部材を内側補強部材として兼用できるため、部品点数を削減できると共に中央メンバ部を小さくできるため、トンネル部前部の内側スペースを拡大することができる。

請求項３の発明によれば、トンネル補強部材によって中央メンバ部を小さくできるため、車体剛性を高めつつトンネル部前部の内側スペースを拡大することができる。

本発明の実施例１に係る車両の下部車体構造を下方から視た平面図である。 実施例１に係る車両の下部車体構造を斜め下方から視た斜視図である。 図１のIII−III線断面図である。 図３のIV−IV線断面図である。 サブフレームの斜視図である。 サブフレームの分解斜視図である。 サブフレームを外した下部車体構造を下方から視た平面図である。 サブフレームを外した下部車体構造を斜め下方から視た斜視図である。 実施例２に係る図６相当図である。 従来の車両の下部車体構造を下方から視た平面図である。 従来のサブフレームの構造解析結果を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。尚、本実施例では、車両の進行方向に対して前後方向を前後方向とし、左右方向を左右方向として説明する。

以下、本発明の実施例１について図１〜図８に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、本実施例の車両Ｖは、左右１対のフロントサイドフレーム１の後端からフロアパネル２に沿って車体後方に延びる左右１対のフロアフレーム３と、これら左右１対のフロアフレーム３に沿って車体後方に延びる左右１対のトンネルロアフレーム４と、左右１対のサスペンションを支持するサブフレーム２０等を備えている。
本実施例のサスペンションは、フロントアッパアーム（図示略）及びフロントロアアームと１１と、フロントアッパアームとフロントロアアーム１１に取付けられたナックル（図示略）等を備えたダブルウィッシュボーン型である。

図１〜図３に示すように、左右１対のフロントサイドフレーム１は、車体前側の左右両側に前後方向に延びる閉断面を構成している。これらフロントサイドフレーム１の後部は、車室前部とエンジンルームとを仕切るように設置されたダッシュパネル５に沿って後方下がり傾斜状に形成されている。左右１対のフロントサイドフレーム１には、前端位置とダッシュパネル５の前側近傍位置に、サブフレーム２０を支持するための装着部１ａ及び装着部１ｂが下方に延びるように夫々設けられている。左右１対のフロントサイドフレーム１の車幅方向外側には、エンジンルーム内に膨出して前輪（図示略）を収容するホイールハウス６が夫々設けられ、これらホイールハウス６の上側にはエプロンレインフォースメント（図示略）が夫々設けられている。

フロアパネル２は、ダッシュパネル５の下端から後方へ延びて車室床面を構成している。このフロアパネル２は、左右両端に前後方向に延びる左右１対のサイドシル７が連結され、車幅方向中央部に上方に膨出して前後方向に延びるトンネル部２ａが形成されている。
左右１対のサイドシル７の内壁には、複数のピラー（図示略）の下端と、左右１対のフロアクロスメンバ８の車幅方向外側端部が夫々連結されている。左右１対のフロアクロスメンバ８は、フロアパネル２の上面と協働して車幅方向に延びる閉断面を構成し、車幅方向内側端部がトンネル部２ａに夫々連結されている。

図１，図２，図７，図８に示すように、トンネル部２ａの前部には、左右１対のフロアクロスメンバ８の車幅方向内側端部に亙って湾曲状に延びるトンネルクロスメンバ９が設けられている。トンネルクロスメンバ９は、トンネル部２ａの下側において、正面視にてトンネル部２ａに沿った鞍型に形成され、トンネル部２ａと協働して車幅方向に延びる鞍型の閉断面を構成している。トンネルクロスメンバ９の左右両側部分は、トンネル部２ａを介して左右１対のフロアクロスメンバ８の車幅方向内側端部と隣り合うように配置されている。

次に、左右１対のフロアフレーム３について説明する。
図１〜図４，図７，図８に示すように、左右１対のフロアフレーム３は、前端部が左右１対のフロントサイドフレーム１の後部下面に夫々連結され、トンネル部２ａと左右１対のサイドシル７との間において前後方向に延びるように設けられている。左右１対のフロアフレーム３は、断面ハット状に形成され、フロアパネル２の下側においてフロアパネル２と協働して前後に延びる閉断面を構成している。

左右１対のフロアフレーム３の前部は、ダッシュパネル５に沿って前方上がり傾斜状に形成され、ダッシュパネル５の後側近傍位置において、サブフレーム２０を支持する装着部３ａ（フロアフレーム連結部分）が夫々設けられている。左右１対の装着部３ａは、各フロアフレーム３下部から前側下方に突出され、各装着部３ａが形成された左右１対のフロアフレーム３前部は、左右１対のトルクボックス１０（連結部材）を介して左右１対のサイドシル７の前部に夫々連結されている。左右１対のトルクボックス１０は、閉断面を備えた立方体状に形成され、車幅方向外側程後方へ移行するように構成されている。

図１〜図４，図７，図８に示すように、左右１対のトンネルロアフレーム４は、トンネル部２ａと左右１対のフロアフレーム３との間に設けられ、フロアパネル２の下側においてフロアパネル２と協働して前後に延びる閉断面を構成している。左側トンネルロアフレーム４と左側フロアフレーム３との間には、燃料パイプ、ブレーキパイプ及びハーネス等の配索部材１２が前後方向に延びるように配置されている。左右１対のトンネルロアフレーム４は、トンネル部２ａの左右端部を車幅方向へ延長することにより断面ハット状に形成されている。この左右１対のトンネルロアフレーム４の前部は、ダッシュパネル５に沿って前方上がり傾斜状に形成され、ダッシュパネル５の後側近傍位置において、サブフレーム２０を支持する装着部４ａ（トンネル連結部分）が夫々設けられている。これら左右１対の装着部４ａは、各トンネルロアフレーム４下部から前側下方に突出されている。

次に、サブフレーム２０について説明する。
図１，図２，図４〜図６に示すように、サブフレーム２０は、平面視にて台形状に形成され、車体側に設けられた４組の左右１対の装着部１ａ，１ｂ，３ａ，４ａに取付けられている。サブフレーム２０は、前後方向に延びる左右１対のサイドメンバ２１と、車幅方向に延びる３本のクロスメンバ、具体的には、フロントクロスメンバ２２と、センタクロスメンバ２３と、リヤクロスメンバ２４と、センタクロスメンバ２３とリヤクロスメンバ２４との間に配置されたＶ字状のブレース部材２５（パイプ部材）等によって構成されている。

左右１対のサイドメンバ２１は、金属製パイプ部材を液圧成形により一体形成され、前方程車幅方向の間隔が拡開するように配置されている。左右１対のサイドメンバ２１は、装着部１ａ直下に設けられた前端部から中間部に亙って後方下がり傾斜状に延びる前側サイドメンバ２１ａと、中間部から後端部まで略水平状に延びる後側サイドメンバ２１ｂとにより夫々構成されている。左右１対の前側サイドメンバ２１ａには、前端に左右１対のフロントサイドフレーム１の前端と協働してバンパレインフォースメント（図示略）を支持するペリプレート２６と、ペリプレート２６の後側上部にパイプ部４１が夫々設けられている。これら左右１対のパイプ部４１は左右１対の装着部１ａに連結される。

図１，図２，図５、図６に示すように、左右１対の後側サイドメンバ２１ｂ前部には、車幅方向外側上方に延び、平面視にて略三角形状の縦メンバ２７が夫々設けられている。これら左右１対の縦メンバ２７の車幅方向外側後部には、左右１対の装着部１ｂに連結されるパイプ部４２が夫々設けられ、各縦メンバ２７の車幅方向内側前部には、各フロントロアアーム１１の前側連結部１１ａを前後方向軸に対して回動自在に枢支可能な軸支部２７ａが夫々設けられている。左右１対のパイプ部４２は左右１対の装着部１ｂに連結される。

フロントクロスメンバ２２は、左右１対の前側サイドメンバ２１ａの前端下部に亙って略ストレート状に架設され、センタクロスメンバ２３は、左右１対の後側サイドメンバ２１ｂ前部（サイドメンバ２１の中間部）に亙って架設されている。
図５，図６に示すように、センタクロスメンバ２３は、上下２部材で閉断面を構成した略立方体形状に形成され、左右１対の縦メンバ２７の間をストレート状に連結するように左右１対の後側サイドメンバ２１ｂに対して溶接接合されている。センタクロスメンバ２３の後部中央にはブレース部材２５を固定するための鋼板製ブレースブラケット２８が設けられている。

図６に示すように、ブレース部材２５は、サイドメンバ２１と同様の金属製パイプ部材を液圧成形することにより、平面視にて後方に拡開するＶ字形状に形成されている。このブレース部材２５は、左右両端部分に相当する左右１対のメンバ部２５ａと、これら左右１対のメンバ部２５ａの車幅方向内端に連なる中央部２５ｂとがパイプ部材によって一体成形されている。尚、ブレース部材２５は、左右対称の構造であるため、以下、主に左側部分について説明する。

左側メンバ部２５ａは、左端から車幅方向途中部まで車幅方向内側に延び、途中部から車幅方向内側程前方へ移行するように形成されている。左側メンバ部２５ａの車幅方向外側端部は、扁平状に押圧成形され、筒状のカラー４３が上下方向に嵌合されている。図４に示すように、左側メンバ部２５ａは、カラー４３に挿通された締結ボルト４４により左側フロアフレーム３の装着部３ａに締結固定される。右側メンバ部２５ａの車幅方向外側端部も、左側メンバ部２５ａと同様に、右側フロアフレーム３の装着部３ａに締結固定されている。

中央部２５ｂは、左端が右側メンバ部２５ａの車幅方向内端に連なり、右端が左側メンバ部２５ａの車幅方向内端に連なり、車幅方向内側程前方へ移行するように形成されている。中央部２５ｂの前端（中央）部分は、ブレースブラケット２８に対して内嵌状に溶接接合されている。図５，図６に示すように、中央部２５ｂの左側途中部には、前部に左側サイドメンバ２１（後側サイドメンバ２１ｂ）の後端が突き当て状態で溶接接合されている。

左側メンバ部２５ａの前側には、左側メンバ部２５ａと左側サイドメンバ２１（後側サイドメンバ２１ｂ）とに連結された左側アーム支持ブラケット２９が設けられている。左側アーム支持ブラケット２９は、平面視にて三角形状の上下２部材で構成され、左側メンバ部２５ａの左端側部分の前部と左側サイドメンバ２１の後端側部分の車幅方向外側部とに溶接されている。図２に示すように、左側アーム支持ブラケット２９には、フロントロアアーム１１の後側連結部１１ｂを上下揺動可能に支持する支持部２９ａが挟持されている。右側アーム支持ブラケット２９は、左側アーム支持ブラケット２９と左右対称に構成されている。

図１，図４〜６に示すように、リヤクロスメンバ２４は、ブレース部材２５の左側メンバ部２５ａ及び右側メンバ部２５ａと、中央メンバ部材３０と、左右１対のガセット３１によって略直線状に構成されている。中央メンバ部材３０は、下方に開放した断面コ字状の鋼板製開断面部材によって構成され、左右１対の接続部３０ａと、中央メンバ部３０ｂとがプレス加工により一体形成されている。この中央メンバ部材３０の板厚はブレース部材２５（左右１対のメンバ部２５ａ）の肉厚よりも小さく、中央メンバ部材３０の剛性はブレース部材２５（左右１対のメンバ部２５ａ）の剛性よりも低く設定されている。

左右１対の接続部３０ａの下側には、ガセット３１が設けられている。
左側接続部３０ａは、左端部が前側を向き、左側メンバ部２５ａの上部と後部とを部分的に覆う状態で左側メンバ部２５ａに溶接されている。左側接続部３０ａには、左側メンバ部２５ａとの接合部よりも車幅方向内側位置に開口３０ｃが形成されている。
左側ガセット３１は、左端部が前側を向き、左側メンバ部２５ａの下部と後部とを部分的に覆う状態で左側メンバ部２５ａに溶接接合されている。左側ガセット３１には、左側メンバ部２５ａとの接合部よりも車幅方向内側位置に開口３１ａが形成されている。

左側ガセット３１を下側から左側接続部３０ａに組み付けた状態で、開口３１ａは開口３０ｃの直下位置に配置され、開口３０ｃ，３１ａの間に筒状のカラー４５が設置されている。左側接続部３０ａ（リヤクロスメンバ２４）は、カラー４５に挿通された締結ボルト４６により左側トンネルロアフレーム４の装着部４ａに締結固定される。これにより、左側メンバ部２５ａは、左側接続部３０ａ及び左側ガセット３１を介して装着部４ａに連結されている。中央メンバ部３０ｂは、前後方向幅及び上下方向幅がブレース部材２５の外径よりも小さく設定されている。側面視にて、中央メンバ部３０ｂ（中央メンバ部材３０）によって構成された断面積は、左右１対のメンバ部２５ａ（ブレース部材２５）の断面積よりも小さく設定され、断面係数も小さくなるように構成されている。
中央メンバ部材３０は、左右対称の構造であるため、右側部分の説明は省略する。

リヤクロスメンバ２４の上方には、トンネル部２ａの下側を補強するトンネル補強部１３が設けられている。このトンネル補強部１３は、トンネル部２ａの片側下端部から他側下端部に亙りトンネル部２ａに沿って湾曲状に設けられ、左側トンネルロアフレーム４の装着部４ａ及び右側トンネルロアフレーム４の装着部４ａの前端に対応した位置からトンネルクロスメンバ９の前端位置に亙って形成されている。

次に、実施例に係る車両の下部車体構造の作用・効果について説明する。
左右１対のフロントロアアーム１１の前側連結部１１ａを夫々軸支する１対の縦メンバ２７がセンタクロスメンバ２３によってストレート状に連結されているため、片方のフロントロアアーム１１に車幅方向内側に向かう荷重が作用したとき、入力荷重を最短経路で分散することができる。片側のメンバ部２５ａによって片側のアーム支持ブラケット２９と片側のフロアフレーム３の装着部３ａとの間を連結し、片側のメンバ部２５ａと中央部２５ｂとセンタメンバ２３によって片側のフロアフレーム３の装着部３ａと他側の縦メンバ２７との間を連結し、片側の後側サイドメンバ２１ｂによってトンネルロアフレーム４の装着部４ａとセンタクロスメンバ２３との間を連結しているため、大きな荷重の伝達経路を剛性の高い部材で構成でき、効率的にサスペンション支持剛性を増加している。

サイドメンバ２１が一体型パイプ部材によって構成され、片側のサイドメンバ２１の後端が中央部２５ｂと接続部３０ａとガセット３１を介して片側のトンネルロアフレーム４（装着部４ａ）に連結されているため、片側のサイドメンバ２１に前方から衝撃荷重が作用したとき、荷重を最短経路で車体後方の片側のフロアフレーム３とトンネルロアフレーム４に分散できる。しかも、片側のサイドメンバ２１の前端がセンタクロスメンバ２３及びメンバ部２５ａを介して他側のトンネルロアフレーム４（装着部４ａ）と対角線状に連結されているため、更に荷重分散能率を高め、効率的に前後方向の車体剛性を増加している。

左右１対のトルクボックス１０がサイドシル７とフロアフレーム３を車幅方向に夫々連結し、メンバ部２５ａと接続部３０ａとガセット３１がフロアフレーム３とトンネルロアフレーム４を連結し、トンネル部２ａがトンネルクロスメンバ９及びトンネル補強部１３によって補強されているため、車体に対して側方から衝撃荷重が作用したとき、荷重分散能率を高め、効率的に車幅方向の車体剛性を増加している。

即ち、左側メンバ部２５ａ及び右側メンバ部２５ａを中央メンバ部３０ｂよりも高剛性に構成したため、サスペンション支持剛性に対して寄与が少なく車体剛性に寄与する中央メンバ部３０ｂをサスペンション支持剛性と車体剛性に対して寄与する左側メンバ部２５ａ及び右側メンバ部２５ａよりも小さく（薄く又は細く）構成することができる。車体剛性を低下させることなく、フロアフレーム３とトンネルロアフレーム４とを連結する内側補強部材としてのトルクボックスを省略できるため、配索部材１２をフロアパネル２とトンネルロアフレーム４とフロアフレーム３とによって構成されたスペースに配置することができる。これにより、サスペンション支持剛性及び車体剛性を向上しつつ、車重の軽量化と配索部材のレイアウトの自由度を拡大できる。

また、側面視にて、左側メンバ部２５ａ及び右側メンバ部２５ａの断面積を中央メンバ部３０ｂの断面積よりも大きく構成したため、左側メンバ部２５ａ及び右側メンバ部２５ａの断面係数を高くし、低コストで排気管等のレイアウトの自由度拡大とサスペンション支持剛性向上とを両立することができる。

サブフレーム２０は、左右１対のフロアフレーム３よりも車幅方向内側において左側メンバ部２５ａと右側メンバ部２５ａに夫々連結された左右１対のサイドメンバ２１と、左側メンバ部２５ａと左側サイドメンバ２１の後端側部分を連結する左側アーム支持ブラケット２９と、右側メンバ部２５ａと右側サイドメンバ２１の後端側部分を連結する右側アーム支持ブラケット２９とを備えている。これにより、リヤクロスメンバ２４とサイドメンバ２１との連結剛性を高くすることができ、サスペンション支持剛性を一層高めることができる。

サブフレーム２０は平面視にて後方に拡開したＶ字状ブレース部材２５を備え、ブレース部材２５の左端部分が少なくとも左側フロアフレーム３と連結された左側メンバ部２５ａを形成し、ブレース部材２５の右端部分が少なくとも右側フロアフレーム３と連結された右側メンバ部を２５ａ形成すると共に、中央メンバ部３０ｂが鋼板製の開断面部材によって構成されている。これにより、サブフレーム２０のブレース部材２５を内側補強部材として兼用できるため、部品点数を削減できると共に中央メンバ部３０ｂを小さくできるため、トンネル部２ａ前部の内側スペースを拡大することができる。

トンネル部２ａの下面に沿った鞍型のトンネルクロスメンバ９と、左側メンバ部２５ａに連結された左側トンネルロアフレーム４の左側装着部４ａ及び右側メンバ部２５ａに連結された右側トンネルロアフレーム４の右側装着部４ａからトンネルクロスメンバ９の前端までトンネル部２ａの下側を補強する湾曲状のトンネル補強部材１３とを設けている。これにより、トンネル補強部材１３によって中央メンバ部３０ｂを小さくできるため、車体剛性を高めつつトンネル部２ａ前部の内側スペースを拡大することができる。

フロアパネル２の左右両端に設けられた左右１対のサイドシル７を備え、左側メンバ部２５ａに連結された左側フロアフレーム３の左側装着部３ａと左側サイドシル７とを車幅方向に連結した左側トルクポックス１０と、右側メンバ部２５ａに連結された右側フロアフレーム３の右側装着部３ａと右側サイドシル７とを車幅方向に連結した右側トルクポックス１０とを設けたため、片側サイドシル７から他側サイドシル７に亙って衝撃荷重の伝達経路を形成でき、車幅方向の車体剛性を高くすることができる。

次に、実施例２の車体の下部車体構造について図９に基づいて説明する。実施例１と同様の主要な構成要素には同じ参照符号を付けて図示し、それらについての説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。実施例１では、サブフレーム２０のブレース部材２５を金属製パイプ部材で一体成形したが、実施例２では、サブフレーム２０Ａのブレース部材２５Ａを左側ブレース部材４７と右側ブレース部材４７の２部品で構成している。

図９に示すように、センタクロスメンバ２３Ａは、上下２部材で閉断面を構成した略立方体形状に形成され、左右１対の縦メンバ２７の間をストレート状に連結するように左右１対の後側サイドメンバ２１ｂに溶接接合されている。センタクロスメンバ２３Ａの後部中央部分にはブレース部材２５Ａを固定するための左右１対の開口部２３ａが設けられている。

ブレース部材２５Ａは、左右１対のブレース部材４７によって構成されている。
左側ブレース部材４７は、サイドメンバ２１と同様の金属製パイプ部材を液圧成形することにより、平面視にて略へ字状に形成されている。左側ブレース部材４７は、車幅方向外側に配置される左側メンバ部４７ａと、車幅方向内側に配置される中央部４７ｂとがパイプ部材によって一体成形されている。尚、右側ブレース部材４７は、左側ブレース部材４７と左右対称の構造であるため、以下、左側ブレース部材４７について主に説明する。

左側メンバ部４７ａは、左端から車幅方向途中部まで車幅方向内側に延び、途中部から車幅方向内側程前方へ移行するように形成されている。左側メンバ部４７ａの車幅方向外側端部は、左側フロアフレーム３の装着部３ａに締結固定される。左側メンバ部４７ａの前側には、左右１対のメンバ部４７ａと左右１対のサイドメンバ２１とに夫々連結された左側アーム支持ブラケット２９が設けられている。中央部４７ｂは、車幅方向内側程前方へ移行するように形成され、車幅方向内側端部がセンタクロスメンバ２３Ａの後部中央部分に設けられた左側の開口部２３ａに挿通状態で溶接接合されている。
リヤクロスメンバ２４Ａは、左側メンバ部４７ａ及び右側メンバ部４７ａと、中央メンバ部材３０と、左右１対のガセット３１によって略直線状に構成されている。

次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、リヤクロスメンバをブレース部材の左側メンバ部及び右側メンバ部と、中央メンバ部材と、左右１対のガセットによって構成した例を説明したが、少なくとも、左右１対のメンバ部を中央メンバ部よりも高剛性に構成すればよく、１部品にて構成しても良い。この場合、パイプ部材を用いるときには、左右１対のメンバ部の径を中央メンバ部の径よりも大きく設定する、左右１対のメンバ部と中央メンバ部を同径にしつつ左右１対のメンバ部の肉厚を中央メンバ部の肉厚よりも厚くする、或いは、左右１対のメンバ部と中央メンバ部の組成を変更する等により、左右１対のメンバ部を中央メンバ部よりも高剛性に設定する。また、リヤクロスメンバはパイプ部材に限らず、例えば、断面矩形状の閉断面部材や開断面部材等種々の部材を適用することができる。

２〕前記実施例においては、前側サイドメンバと後側サイドメンバとをパイプ部材によって一体成形した例を説明したが、少なくとも、センタクロスメンバとリヤクロスメンバの左右両端を連結する後側サイドメンバを備えればよく、前側サイドメンバを後側サイドメンバと別部材によって構成することも可能である。

４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

本発明は、左右１対のサスペンションを支持するサブフレームと、左右１対のフロアフレームと左右１対のトンネルロアフレームを略直線状に連結するクロスメンバを設けた車両の下部車体構造において、クロスメンバの左側メンバ部と右側メンバ部を中央メンバ部よりも高剛性に構成することで、サスペンション支持剛性及び車体剛性を向上しつつ、車重の軽量化と配索部材のレイアウトの自由度を拡大することができる

１ フロントサイドフレーム
２ フロアパネル
２ａ トンネル部
３ フロアフレーム
３ａ 装着部（フロアフレーム連結部分）
４ トンネルロアフレーム
４ａ 装着部（トンネルロアフレーム連結部分）
７ サイドシル
９ トンネルクロスメンバ
１０ トルクボックス
１３ トンネル補強部材
２０，２０Ａ サブフレーム
２１ サイドメンバ
２３，２３Ａ センタクロスメンバ
２４，２４Ａ リヤクロスメンバ
２５，２５Ａ ブレース部材
２５ａ 左側（右側）メンバ部
２９ 左側（右側）アーム支持ブラケット
３０ 中央メンバ部材
３０ｂ 中央メンバ部
４７ 左側（右側）ブレース部材
４７ａ 左側（右側）メンバ部
Ｖ 車両

Claims (3)

1. 左右１対のフロントサイドフレームに下方から連結され且つ左右１対のサスペンションを支持するサブフレームと、前記１対のフロントサイドフレームの後端からフロアパネルに沿って車体後方に夫々延びる左右１対のフロアフレームと、これら１対のフロアフレームの車幅方向外側において前記１対のフロアフレームに沿って車体後方に夫々延びる左右１対のサイドシルと、これら１対のサイドシルの前部と前記１対のフロアフレームの前部とを夫々連結する左右１対の連結部材と、前記フロアパネルの車幅方向中央に設けられたトンネル部と前記１対のフロアフレームとの間に設けられ前記１対のフロアフレームに沿って車体後方に夫々延びる左右１対のトンネルロアフレームとを備えた車両の下部車体構造において、
   前記１対のフロアフレームと１対のトンネルロアフレームは、少なくとも前部において前記フロアパネルと夫々連結されてフロアパネルの下側に閉断面を構成し、
   前記サブフレームは、前記１対のフロアフレームの前部と車幅方向内側において隣り合う前記１対のトンネルロアフレームの前部とを夫々連結するパイプ状の左右１対のメンバ部と、前記１対のメンバ部を連結する中央メンバ部とから構成された略直線状のクロスメンバと、前記左右１対のフロアフレームよりも車幅方向内側において前記１対のメンバ部に夫々連結された左右１対のサイドメンバと、前記クロスメンバの前側において左側アーム支持用縦メンバが連結された前記左側サイドメンバの途中部と右側アーム支持用縦メンバが連結された前記右側サイドメンバの途中部との間を直線状に連結するセンタクロスメンバと、前記１対のメンバ部と前記１対のサイドメンバの後端側部分を夫々連結する左右１対のアーム支持ブラケットとを備え、
   前記１対のメンバ部が中央メンバ部よりも高剛性に夫々構成され且つ車幅方向外側端部から車幅方向内側途中部まで車幅方向内側に延びると共に前記途中部から車幅方向内側程前方に移行して前記センタクロスメンバに夫々連結され、
   側面視にて、前記１対のメンバ部の断面積が中央メンバ部の断面積よりも大きく構成されたことを特徴とする車両の下部車体構造。
2. 前記サブフレームは平面視にて後方に拡開したＶ字状パイプ部材を備え、
   前記パイプ部材の左端部分が少なくとも前記左側フロアフレームと連結された左側メンバ部を形成し、
   前記パイプ部材の右端部分が少なくとも前記右側フロアフレームと連結された右側メンバ部を形成すると共に、
   前記中央メンバ部が鋼板製の開断面部材によって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の下部車体構造。
3. 前記トンネル部の下面に沿った鞍型のトンネルクロスメンバと、
   前記左側メンバ部に連結された左側トンネルロアフレームの左側トンネル連結部分及び前記右側メンバ部に連結された右側トンネルロアフレームの右側トンネル連結部分から前記トンネルクロスメンバの前端までトンネル部の下側を補強する湾曲状のトンネル補強部材と、
   を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の下部車体構造。