JP5983455B2 - 車両の下部車体構造 - Google Patents

Description

この発明は、車両の下部車体構造に関し、詳しくは、車両の左右後輪の差動を行なう差動装置と、車両前後方向に延びて差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトと、差動装置の下方側を車幅方向に延びる部位を有するリヤサスクロスと、を備えたような車両の下部車体構造に関する。

従来、車体後方の下部に差動装置を備えた車両において、フロアパネルの地上高を下げ、車高を低くすると共に、車両の前後方向の長さを短くする等のデザイン上の理由から、リヤサスクロスが差動装置の下方を横切る構造が採用されている。
しかしながら、この構造を採用した場合には、差動装置に導風される走行風がリヤサスクロスで遮られる関係上、差動装置の冷却性が低下する問題点が発生する。

ところで、特許文献１には、走行風を差動装置の冷却フィンに向けて導く導風ガイド部材を設けることが開示されているが、この特許文献１に開示された従来構造においては、リヤサスクロスが差動装置の上方を横切る構造であって、リヤサスクロスが差動装置の下方を横切る構造ではないため、本願発明の課題が発生しないものである。
また、特許文献２には、リヤサスクロスが差動装置の下方を横切る構造の開示はあるものの、このリヤサスクロスのレイアウトにより差動装置の冷却性が低下するという課題については、全く開示されておらず、その示唆もない。

特開２００９−１２７７３５号公報 特開平１１−７８９５８号公報

そこで、この発明は、車体デザイン自由度の向上と、差動装置の冷却性確保と、を両立することができる車両の下部車体構造の提供を目的とする。

この発明による車両の下部車体構造は、車両の左右後輪の差動を行なう差動装置と、車両前後方向に延びて差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトと、差動装置の下方側を車幅方向に延びる部位を有するリヤサスクロスと、を備えた車両の下部車体構造であって、少なくとも車幅方向で上記差動装置の車幅方向中心部と重なる部分のリヤサスクロスの断面形状が、下面が略水平で、上面が車両前側ほど下方に傾斜するよう形成されてサスクロス傾斜部を構成し、上記サスクロス傾斜部と、その両側の隣接する非傾斜部との断面積が略同一となるよう形成されたものである。

上記構成によれば、差動装置の車幅方向中心部と重なる部分のリヤサスクロスの断面形状を、上面が車両前側ほど下方に傾斜するように形成して、サスクロス傾斜部を構成したので、車両の走行時に上記サスクロス傾斜部にて走行風を差動装置側へ導風することができ、これにより、差動装置を冷却して、その冷却性を確保することができる。
また、差動装置の車幅方向中心部と重なる部分のリヤサスクロスの断面形状を、下面が略水平によるように形成したので、この略水平の下面をジャッキポイントとして利用することができる。
さらに、リヤサスクロスは、差動装置の下方側を車幅方向に延びる部位を有するので、フロアパネルの地上高を下げ、車高を低くする等、車体デザイン自由度の向上を図ることができる。
要するに、車体デザイン自由度の向上と、差動装置の冷却性確保との両立を図ることができる。

しかも、上記サスクロス傾斜部と、その両側の隣接する非傾斜部との断面積が略同一となるよう形成されたものであるから、リヤサスクロスの剛性を維持しつつ、車体デザイン自由度の向上と、差動装置の冷却性確保との両立を図ることができる。
因にサスクロス傾斜部を形成する場合、サスクロス傾斜部の断面積が、その両側の隣接する非傾斜部の断面積よりも小さくなるように構成すると、リヤサスクロスの傾斜部と非傾斜部との間における剛性と強度の変化量が大きくなるが、サスクロス傾斜部と、その両側の隣接する非傾斜部との断面積を略同一と成したので、リヤサスクロスの傾斜部と非傾斜部との間における剛性と強度の変化量が小さくなり、リヤサスクロスの性能を維持することができるものである。

この発明の一実施態様においては、上記プロペラシャフトに沿って前後方向に延在するパワープラントフレームを備え、該パワープラントフレームの下端が、車両上下方向で上記サスクロス傾斜部の前端部と同じか上方に位置するものである。

上記構成によれば、パワープラントフレームも有効活用して走行風を確実にサスクロス傾斜部に誘導し、差動装置方向に導風案内することができる。

この発明の一実施態様においては、上記パワープラントフレームが、上面部と、下面部と、これら上下両面部を上下方向につなぐ縦面部とからなる断面コ字状に形成されており、該コ字状の開口側に排気管が配設されており、平面視において上記パワープラントフレームの縦面部の下端が、車両後方側ほど差動装置の車幅方向中心部寄りとなるよう傾斜して形成されたものである。

上記構成によれば、次のような効果がある。
すなわち、排気管側を流れる走行風は、その反対側を流れる走行風に対して排気温により温度が高いので、可及的差動装置側へ導風しないようにでき、パワープラントフレームの縦面部の下端が、車両後方側ほど差動装置の車幅方向中心部寄りとなるように傾斜しているので、パワープラントフレーム縦面部の反排気管側の排気温の影響を受けない走行風を、パワープラントフレームを有効利用して差動装置側へ案内することができ、この結果、差動装置の冷却性向上を図ることができる。

この発明によれば、少なくとも車幅方向で上記差動装置の車幅方向中心部と重なる部分のリヤサスクロスの断面形状が、下面が略水平で、上面が車両前側ほど下方に傾斜するよう形成されてサスクロス傾斜部を構成したので、車両の走行時に、上記サスクロス傾斜部にて走行風を差動装置側へ導風案内することができ、差動装置の冷却性を確保することができると共に、略水平の下面をジャッキポイントとして利用することができる効果がある。

本発明の車両の下部車体構造を示す底面図 図１の要部拡大図 差動装置近傍の側面図 差動装置の外観斜視図 差動装置近傍の正面図 リヤサスクロスの斜視図 パワープラントフレームの斜視図 導風部材の斜視図 （ａ）はサスクロス傾斜部と非傾斜部の断面形状を模式的に示す概略断面図、（ｂ）はリヤサスクロスの要部を傾斜させた場合と傾斜させない場合との関係を対比して示す概略図

車体デザイン自由度の向上と、差動装置の冷却性確保との両立を図るという目的を、車両の左右後輪の差動を行なう差動装置と、車両前後方向に延びて差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトと、差動装置の下方側を車幅方向に延びる部位を有するリヤサスクロスと、を備えた車両の下部車体構造であって、少なくとも車幅方向で上記差動装置の車幅方向中心部と重なる部分のリヤサスクロスの断面形状が、下面が略水平で、上面が車両前側ほど下方に傾斜するよう形成されてサスクロス傾斜部を構成し、上記サスクロス傾斜部と、その両側の隣接する非傾斜部との断面積が略同一となるよう形成されるという構成にて実現した。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図１は車両の下部車体構造を示す底面図、図２は図１の要部拡大図である。但し、図１においては導風部材の図示を省略しており、図２においては燃料タンクの図示を省略している。なお、図中、矢印Ｆは車両の前方を示し、矢印Ｒは車両の後方を示し、矢印ＩＮは車幅方向の内方を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向の外方を示し、矢印ＵＰは車両の上方を示し、矢印ＬＯは車両の下方を示す。

図１，図２において、車両後部の車幅方向略中央には、その内部にドライブピニオン軸、ドライブピニオンギヤ、デフリングギヤ、ピニオン軸、ピニオンギヤ、サイドギヤ等の差動歯車機構を収納した差動装置（いわゆるリヤディファレンシャル）１を配置している。この差動装置１は左右のリヤアクスルシャフト（後車軸）２，２を介して左右後輪３，３の差動を行なうものである。

車両前部には、エンジンおよびトランスミッションから成るパワートレイン（図示せず）が配置されており、このパワートレインの出力軸と、差動装置１のドライブピニオン軸前端部に連結されたフランジ４との間には、ユニバーサルジョイント（自在継手）５を介してプロペラシャフト６が連結されている。
このプロペラシャフト６は車両前後方向に延びて差動装置１に動力を伝達する推進軸である。

上述のトランスミッションにおけるミッションケースと、差動装置１のデフケース１ａとの間にはパワープラントフレーム７（いわゆるＰＰＦ）が張架されている。このパワープラントフレーム７はミッションケースとデフケース１ａとをリジットにつないで、差動装置１のワインドアップ振動を抑制し、パワートレイン駆動系からのロール方向の動きを許容するもので、このパワープラントフレーム７は上述のプロペラシャフト６に沿って車両の前後方向に延在している。

上述の左右の後輪３，３を左右独立懸架するアッパアーム、ロアアームなどから成るリヤサスペンション（図示せず）を設けると共に、このリヤサスペンションを後部車体に支持するサスペンションクロスメンバとしてのサブフレーム８を設けている。
このサブフレーム８は、図１，図２に示すように、差動装置１を隔てて左右両側に位置すると共に、略車両の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ９，９と、これら左右のサイドメンバ９，９間に張架されて車幅方向に延びる前側のリヤサスクロス１０（いわゆるフロントクロスメンバ）と、左右のサイドメンバ９，９間に張架されて車幅方向に延びる後側のリヤサスクロス１１（いわゆるリヤクロスメンバ）と、を平面視で略井桁形状に組合せたものである。なお、この実施例では、左右一体のサイドメンバ９，９はその前部間の間隔が広く、後部間の間隔が狭くなるように、平面視で略ハの字形状に配設されている。

図１，図２に示すように、前側のリヤサスクロス１０は差動装置１とオーバラップする位置において、該差動装置１の下方を横切って車幅方向に延びており、後側のリヤサスクロス１１は差動装置１から後方にオフセットした位置を車幅方向に延びるように形成されている。

図５に差動装置１近傍の正面図を示すように、前側のリヤサスクロス１０は、差動装置１の下方側を車幅方向に延びる部位つまり中央部１０Ａを有し、この中央部１０Ａの左右両端部から車幅方向外方かつ上方に立上がる左右の立上り部１０Ｂ，１０Ｂを有し、これら左右の立上り部１０Ｂ，１０Ｂの左右両端部を図２で示したサイドメンバ９，９の車幅方向内側部に接合固定したものである。
換言すれば、前側のリヤサスクロス１０の中央部１０Ａが差動装置１の下方を車幅方向に横切る谷部に形成されたものである。

ところで、図１、図２に示すように、パワートレインにおけるエンジンの排気マニホルドには、キャタリスト（図示せず）を介設した排気経路１２が接続されている。この排気経路は、上流側排気管１３の後端にプリサイレンサ１４を接続し、このプリサイレンサ１４の後端に下流側排気管１５を介してメインサイレンサ１６を接続すると共に、該メインサイレンサ１６の下流側にはテールパイプ１７，１７を接続したものであり、上流側排気管１３およびプリサイレンサ１４は断面コ字状のパワープラントフレーム７の開口側に配設されており、下流側排気管１５は前後の各リヤサスクロス１０，１１の下方側に配設されている。

図１において、１８は燃料タンクであり、この燃料タンク１８は差動装置１、サブフレーム８、排気経路１２、プロペラシャフト６およびパワープラントフレーム７の上方側に配設されている。

図２において、１９は導風部材であり、この導風部材１９はパワープラントフレーム７の反排気経路側（つまり、断面コ字状のパワープラントフレーム７の反開口側）において該パワープラントフレーム７に近接するように配設されている。

図５，図７において、上述のパワープラントフレーム７は、プロペラシャフト６側に折曲形成された上面部７Ａと下面部７Ｂと、これら上下両面部７Ａ，７Ｂを上下方向につなぐ縦面部７Ｃとからなる断面コ字状に形成されており、該パワープラントフレーム７の前側には上面部７Ａから車両前方に延びる上側締結部７Ｄと、下面部７Ｂから車両前方に延びる下側締結部７Ｅとが一体形成されており、これら上下の各締結部７Ｄ，７Ｅが、図示しない締結ボルトを用いて、ミッションケースに結合されるように構成している。
また、パワープラントフレーム７の後側には上面部７Ａから車両後方に延びる上側締結部７Ｆと、下面部７Ｂから車両後方に延びる下側締結部７Ｇとが一体形成されており、上側締結部７Ｆは複数の締結ボルト２０，２０を用いて、デフケース１ａの上側取付け部１Ｆに締結されており、下側締結部７Ｇは複数の締結ボルト２１，２１を用いて、デフケース１ａの下側取付け部１Ｇに締結されている。

図２，図５，図７に示すように、平面視において上記パワープラントフレーム７の縦面部７Ｃのリヤ側の下端が、車両後方側ほど差動装置１の車幅方向中心部寄りとなるよう傾斜して形成されている。
換言すれば、図２に底面図で示すように、パワープラントフレーム７の上側締結部７Ｆと下側締結部７Ｇとの関係において、下側締結部７Ｇが差動装置１の車幅方向略中央に位置し、上側締結部７Ｆが下側締結部７Ｇよりも車幅方向外側に位置しており、これら各締結部７Ｆ，７Ｇを上下方向につなぐ縦面部７Ｃの下端は、車両後方側ほど差動装置１の車幅方向中心寄りとなるように傾斜させたものである。
この構成により、パワープラントフレーム７の縦面部７Ｃの反排気管側において排気温の影響を受けない走行風を、図２に矢印ｂで示すように、パワープラントフレーム７を有効利用して、差動装置１側へ案内すべく構成したものである。

図３，図５，図６に示すように、前側のリヤサスクロス１０において、車幅方向で差動装置１の車幅方向中心部と重なる部分、すなわち、リヤサスクロス１０の中央部１０Ａの断面形状は、その下面１０ａがジャッキアップポイントを兼ねるように略水平で、その上面１０ｂが車両前側ほど下方に傾斜するように形成されてサスクロス傾斜部１０Ｓを構成している。
つまり、上述のサスクロス傾斜部１０Ｓは、走行風を差動装置１側へ導くように、その上面１０ｂを前低後高のスラント形状に成して構成したものである。

そして、上述のサスクロス傾斜部１０Ｓにより、車両の走行時に、当該サスクロス傾斜部１０Ｓにて図３に矢印ａで示すように、走行風を差動装置１側へ導風案内し、これにより差動装置１を冷却して、その冷却性を確保すべく構成している。
上述のサスクロス傾斜部１０Ｓを形成する場合、該サスクロス傾斜部１０Ｓを含むリヤサスクロス１０の中央部１０Ａの閉断面の断面積と、中央部１０Ａの両側から車幅方向外方かつ上方に立上がる立上り部１０Ｂつまり非傾斜部１０Ｎ（傾斜部を形成するための加工を施していない部分）の閉断面の断面積と、が略同一となるように形成している。

図９の（ａ）はサスクロス傾斜部１０Ｓの断面積と、このサスクロス傾斜部１０Ｓに隣接する非傾斜部１０Ｎの断面積とを対比して示す説明図であって、同図に実線で示すサスクロス傾斜部１０Ｓの断面積と、同図に仮想線で示す非傾斜部１０Ｎの断面積とが略等しくなるように構成することで、リヤサスクロス１０全体の剛性を維持すべく構成したものである。

また、図３に側面図で示すように、パワープラントフレーム７の下端が、車両上下方向でサスクロス傾斜部１０Ｓの前端部よりも上方に位置するように構成しており、これにより、上記パワープラントフレーム７も有効活用して、走行風を確実にサスクロス傾斜部１０Ｓに誘導し、差動装置１方向に走行風を導風案内するように構成している。なお、パワープラントフレーム７の縦面部７Ｃには軽量化用の略三角形状の開口部が複数形成されるが、この開口部は便宜上、その図示を省略している。

ところで、図２，図３，図４に示すように、差動装置１のデフケース１ａにおける下部には、底面視略Ｙ字形状の補強リブ１Ｂが設けられている。この補強リブ１Ｂは差動装置１の車幅方向の下部中心部とパワープラントフレーム７を取付ける下側取付け部１Ｇとを前低後高状の傾斜状につなぐリブであって、該補強リブ１Ｂの傾斜角度と、サスクロス傾斜部１０Ｓの傾斜角度とを略同等、換言すれば、これら両者１Ｂ，１０Ｓを略平行と成すことにより、車両上下寸法を無駄なく有効に活用でき、フロア高さを低くすべく構成している。

図９の（ｂ）はリヤサスクロス１０の要部を傾斜させた場合（実線参照）と、傾斜させない場合（仮想線参照）との関係を対比して示す概略図である。
本実施例の中央部１０Ａにサスクロス傾斜部１０Ｓを形成した場合を実線で示し、このサスクロス傾斜部１０Ｓと補強リブ１Ｂとの間の必要隙間をＬ１とすると、同図に仮想線で示すサスクロス傾斜部１０Ｓを形成しない比較例の中央部αと、仮想線で示す補強リブβとの間の必要隙間Ｌ２（但し、Ｌ２＝Ｌ１）を確保する場合、仮想線で示す補強リブβの位置が高くなり、この分、フロアパネルの位置が高くなり、これにより車高も高くなる。

これに対して、本実施例品のものではサスクロス傾斜部１０Ｓを補強リブ１Ｂと略平行に成したので必要隙間Ｌ１（但し、Ｌ１＝Ｌ２）を確保しつつ、補強リブ１Ｂの位置を低くすることができ、図９の（ｂ）に示す比較例に対してフロアパネルの位置を低くして、車高を低くすることができる。

図２，図５，図８に示すように、パワープラントフレーム７の反排気管側には導風部材１９を設けている。図８に斜視図で示すように、この導風部材１９は上面部１９ａと、縦壁部１９ｂと、下面部１９ｃとを有する合成樹脂製の部材で、上面部１９ａと縦壁部１９ｂとにより、車幅方向内側および車両下方に開放した導風空間１９ｄが形成されている。
そして、この導風空間１９ｄは車両前後方向の前側から後側にかけて順次車幅方向に浅くなるように形成されており、これにより走行風を図２，図８に矢印ｃで示すように、差動装置１側へ誘導案内すべく構成しており、この走行風により差動装置１の冷却性を確保するものである。
換言すれば、導風空間１９ｄを形成する縦壁部１９ｂの後半部を、差動装置１下部の車幅方向中央側に向けて湾曲形状に傾斜させており、これにより図２に矢印ｃで示すように走行風を差動装置１側へ案内すべく構成したものである。

このように、上記実施例の車両の下部車体構造は、車両の左右後輪３，３の差動を行なう差動装置１と、車両前後方向に延びて差動装置１に動力を伝達するプロペラシャフト６と、差動装置１の下方側を車幅方向に延びる部位（中央部１０Ａ参照）を有するリヤサスクロス１０と、を備えた車両の下部車体構造であって、少なくとも車幅方向で上記差動装置１の車幅方向中心部と重なる部分のリヤサスクロス１０の断面形状が、下面１０ａが略水平で、上面１０ｂが車両前側ほど下方に傾斜するよう形成されてサスクロス傾斜部１０Ｓを構成したものである（図１，図３参照）。

この構成によれば、差動装置１の車幅方向中心部と重なる部分のリヤサスクロス１０の断面形状を、上面１０ｂが車両前側ほど下方に傾斜するように形成して、サスクロス傾斜部１０Ｓを構成したので、車両の走行時に上記サスクロス傾斜部１０Ｓにて走行風を差動装置１側へ導風することができ、これにより、差動装置１を冷却して、その冷却性を確保することができる。
また、差動装置１の車幅方向中心部と重なる部分（中央部１０Ａ）のリヤサスクロス１０の断面形状を、下面１０ａが略水平によるように形成したので、この略水平の下面１０ａをジャッキポイントとして利用することができる。
さらに、リヤサスクロス１０は、差動装置１の下方側を車幅方向に延びる部位（中央部１０Ａ）を有するので、フロアパネルの地上高を下げ、車高を低くする等、車体デザイン自由度の向上を図ることができる。
要するに、車体デザイン自由度の向上と、差動装置１の冷却性確保との両立を図ることができる。
また、上記サスクロス傾斜部１０Ｓと、その両側の隣接する非傾斜部１０Ｎとの断面積が略同一となるよう形成されたものである（図９のα参照）。

この構成によれば、リヤサスクロス１０の剛性を維持しつつ、車体デザイン自由度の向上と、差動装置１の冷却性確保との両立を図ることができる。
因にサスクロス傾斜部を形成する場合、サスクロス傾斜部の断面積が、その両側の隣接する非傾斜部の断面積よりも小さくなるように構成すると、リヤサスクロスの傾斜部と非傾斜部との間における剛性と強度の変化量が大きくなるが、サスクロス傾斜部１０Ｓと、その両側の隣接する非傾斜部１０Ｎとの断面積を略同一と成したので、リヤサスクロス１０の傾斜部と非傾斜部との間における剛性と強度の変化量が小さくなり、リヤサスクロス１０の性能を維持することができるものである。
さらに、上記プロペラシャフト６に沿って前後方向に延在するパワープラントフレーム７を備え、該パワープラントフレーム７の下端が、車両上下方向で上記サスクロス傾斜部１０Ｓの前端部と同じか上方に位置するものである（図２，図３参照）。

この構成によれば、パワープラントフレーム７も有効活用して走行風を確実にサスクロス傾斜部１０Ｓに誘導し、差動装置１方向に導風案内することができる。
さらにまた、上記パワープラントフレーム７が、上面部７Ａと、下面部７Ｂと、これら上下両面部７Ａ，７Ｂを上下方向につなぐ縦面部７Ｃとからなる断面コ字状に形成されており、該コ字状の開口側に排気管（排気経路１２参照）が配設されており、平面視において上記パワープラントフレーム７の縦面部７Ｃの下端が、車両後方側ほど差動装置１の車幅方向中心部寄りとなるよう傾斜して形成されたものである（図２，図５，図７参照）。

この構成によれば、次のような効果がある。
すなわち、排気管（排気経路１２参照）側を流れる走行風は、その反対側を流れる走行風に対して排気温により温度が高いので、可及的差動装置１側へ導風しないようにでき、パワープラントフレーム７の縦面部７Ｃの下端が、車両後方側ほど差動装置１の車幅方向中心部寄りとなるように傾斜しているので、パワープラントフレーム７の縦面部７Ｃの反排気管側の排気温の影響を受けない走行風を、パワープラントフレーム７を有効利用して差動装置１側へ案内することができ、この結果、差動装置１の冷却性向上を図ることができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のリヤサスクロスの差動装置の車幅方向中心部と重なる部分は、リヤサスクロス１０の中央部１０Ａに対応し、
以下同様に、
排気管は、排気経路１２に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
例えば、上記リヤサスクロス１０は、前側部材と後側部材との２ピースを組合せて構成してもよい。

以上説明したように、本発明は、車両の左右後輪の差動を行なう差動装置と、車両前後方向に延びて差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトと、差動装置の下方側を車幅方向に延びる部位を有するリヤサスクロスと、を備えたような車両の下部車体構造について有用である。

１…差動装置
３…後輪
６…プロペラシャフト
７…パワープラントフレーム
７Ａ…上面部
７Ｂ…下面部
７Ｃ…縦面部
１０…リヤサスクロス
１０Ａ…中央部（差動装置の下方側を車幅方向に延びる部位）
１０ａ…下面
１０ｂ…上面
１０Ｓ…サスクロス傾斜部
１０Ｎ…非傾斜部
１２…排気経路（排気管）

Claims (3)

1. 車両の左右後輪の差動を行なう差動装置と、
   車両前後方向に延びて差動装置に動力を伝達するプロペラシャフトと、
   差動装置の下方側を車幅方向に延びる部位を有するリヤサスクロスと、を備えた
   車両の下部車体構造であって、
   少なくとも車幅方向で上記差動装置の車幅方向中心部と重なる部分のリヤサスクロスの断面形状が、
   下面が略水平で、上面が車両前側ほど下方に傾斜するよう形成されてサスクロス傾斜部を構成し、
   上記サスクロス傾斜部と、その両側の隣接する非傾斜部との断面積が略同一となるよう形成された
   車両の下部車体構造。
2. 上記プロペラシャフトに沿って前後方向に延在するパワープラントフレームを備え、
   該パワープラントフレームの下端が、車両上下方向で上記サスクロス傾斜部の前端部と同じか上方に位置する
   請求項１に記載の車両の下部車体構造。
3. 上記パワープラントフレームが、上面部と、下面部と、これら上下両面部を上下方向につなぐ縦面部とからなる断面コ字状に形成されており、
   該コ字状の開口側に排気管が配設されており、
   平面視において上記パワープラントフレームの縦面部の下端が、車両後方側ほど差動装置の車幅方向中心部寄りとなるよう傾斜して形成された
   請求項２に記載の車両の下部車体構造。
   

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