JP6172111B2 - 車両の下部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の下部車体構造に関し、特に後側クロスメンバよりも後方のフロアパネルに下方へ凹入するように形成されたスペアタイヤパンを備えた車両の下部車体構造に関する。

従来より、フロアパネルにスペアタイヤの幅相当の深さを有するスペアタイヤパンを凹設して、このスペアタイヤパンにスペアタイヤを略水平状に収納するスペアタイヤ収納構造は知られている。

底床フロアとされたスポーツ用多目的乗用車、所謂ＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）では、乗員が着座するシートが前後に２列以上（例えば３列）並設されるため、複数のシートを支持するためのクロスメンバが前後に亙って複数設けられ、最後列のシートの一部をスペアタイヤパンの上方に配設する構造も公知である。

特許文献１の車両の下部車体構造は、前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、この１対のサイドシルに架設されたフロアパネルと、１対のサイドシルの内側且つフロアパネルの下面側において前後方向に延びる左右１対のフロントサイドフレーム及び左右１対のリヤサイドフレームとを備え、リヤサイドフレームの前端部にサイドシル側に屈曲する屈曲部材を設け、この屈曲部材の前端部にフロントサイドフレームの後端部を接合している。

この特許文献１の車両の下部車体構造には、１対のフロントサイドフレームに架設された第１〜第３クロスメンバと、１対のリヤサイドフレームに架設された第４〜第６クロスメンバと、第４クロスメンバとキックアップ部の頂部近傍に設けられた第５クロスメンバとを前後方向に連結する左右１対の縦メンバとが形成されている。
これにより、下部車体の剛性を確保している。

特開２００５−６７２８８号公報

ところで、スペアタイヤパンとその前方のクロスメンバとの離隔距離が長い車体の場合、後突時、スペアタイヤの前端部により前記クロスメンバが前方移動し、スペアタイヤが前側上方へ移動する虞がある。

本発明の目的は、後突時の衝突エネルギ吸収性能を確保しつつスペアタイヤの前側上方への移動を抑制できる車両の下部車体構造等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、前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、この１対のサイドシルに架設されたフロアパネルと、前記１対のサイドシルの内側且つ前記フロアパネルの下面側において前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレームと、前記フロアパネルの下面側において前記１対のリヤサイドフレームに架設された前側クロスメンバ及び後側クロスメンバと、前記後側クロスメンバよりも後方のフロアパネルに下方へ凹入するように形成されたスペアタイヤパンとを備えた車両の下部車体構造において、前記前側クロスメンバと後側クロスメンバとを前後方向に連結する縦メンバであって、前記スペアタイヤパンの前端部に対応した車幅方向位置に配置された縦メンバを設け、 前記縦メンバが、前記フロアパネルと協働して前後方向に延びる閉断面を構成したことを特徴としている。
この車両の下部車体構造では、スペアタイヤパンの前端部に対応した車幅方向位置に配置され且つ前側クロスメンバと後側クロスメンバとを前後方向に連結する縦メンバを設けているため、スペアタイヤの前端部による後側クロスメンバの前方移動を阻止し、スペアタイヤの前側上方への移動を抑制することができる。

請求項２の車両の下部車体構造は、前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、この１対のサイドシルに架設されたフロアパネルと、前記１対のサイドシルの内側且つ前記フロアパネルの下面側において前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレームと、前記フロアパネルの下面側において前記１対のリヤサイドフレームに架設された前側クロスメンバ及び後側クロスメンバと、前記後側クロスメンバよりも後方のフロアパネルに下方へ凹入するように形成されたスペアタイヤパンとを備えた車両の下部車体構造において、前記前側クロスメンバと後側クロスメンバとを前後方向に連結する縦メンバであって、前記スペアタイヤパンの前端部に対応した車幅方向位置に配置された縦メンバを設け、前記縦メンバの下方に後部が配設された燃料タンクを備え、前記縦メンバの下端壁部が前側程上方に移行する湾曲状に形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、スペアタイヤの前端部による後側クロスメンバの前方移動を阻止し、スペアタイヤの前側上方への移動を抑制することができる。
また、燃料タンクの配置スペースを確保しつつ、縦メンバ内の応力集中を抑制して縦メンバの座屈タイミングを遅らせることができる。

請求項３の車両の下部車体構造は、前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、この１対のサイドシルに架設されたフロアパネルと、前記１対のサイドシルの内側且つ前記フロアパネルの下面側において前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレームと、前記フロアパネルの下面側において前記１対のリヤサイドフレームに架設された前側クロスメンバ及び後側クロスメンバと、前記後側クロスメンバよりも後方のフロアパネルに下方へ凹入するように形成されたスペアタイヤパンとを備えた車両の下部車体構造において、前記前側クロスメンバと後側クロスメンバとを前後方向に連結する縦メンバであって、前記スペアタイヤパンの前端部に対応した車幅方向位置に配置された縦メンバを設け、前記縦メンバと前記スペアタイヤパンの中心部が、車幅方向中心を通って前後方向に延びる延長線上に配置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、スペアタイヤの前端部による後側クロスメンバの前方移動を一層阻止し、スペアタイヤの前側上方への移動を抑制することができる。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記前側クロスメンバの下端壁部が前記後側クロスメンバの下端壁部よりも上側に配設され、前記縦メンバの下端壁部が前側程上方に移行するように形成されたことを特徴としている。
これにより、縦メンバによる後側クロスメンバの支持剛性を向上でき、スペアタイヤの前側上方への移動を一層抑制することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記縦メンバは、後突時、前記後側クロスメンバの上昇移動を抑制するように前記前側クロスメンバに連結されていることを特徴としている。
これにより、後側クロスメンバの上昇移動を抑制してスペアタイヤの前側上方への移動を抑制することができる。

本発明の車両の下部車体構造によれば、後突時の衝突エネルギ吸収性能を確保しつつスペアタイヤの前側上方への移動を抑制することにより、乗員の安全性を確保することができる。

実施例１に係る車両を左側後方から視た図である。 シートとトランクボードを省略した荷室を左側上方から視た図である。 平面図である。 図３のIV−IV線断面図である。 底面図である。 図５のVI−VI線断面図である。 縦メンバを示す図であって、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。 後突時のスペアタイヤパン周りの変形挙動を示す図であって、（ａ）は衝突中期状態、（ｂ）は衝突後期状態を示す図６相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を車両に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。また、図中、矢印Ｆ方向を、前方とし、矢印Ｌ方向を、左方として説明する。

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５に示すように、車両Ｖは、左右１対のサイドシル１と、フロアパネル２と、左右１対のリヤサイドフレーム３と、複数のクロスメンバ１１〜１６と、縦メンバ４等を備えたスポーツ用多目的乗用車（Sport Utility Vehicle）である。
この車両Ｖは、３列目シート８の後方に形成された荷室と、後部開口部５を開閉可能なリフトゲート（図示略）を備えている。

左右１対のサイドシル１は、閉断面部材によって夫々構成され、車幅方向両端部において前後方向に延びるように夫々形成されている。
フロアパネル２は、１対のサイドシル１に架設され、車室と荷室の各々の床面を構成している。このフロアパネル２には、左右１対のリヤホイールハウス６の前端側部分に対応する位置において後方上り傾斜状のキックアップ部Ｋが形成されている。
フロアパネル２上には、キックアップ部Ｋよりも前側に１列目シート（図示略）と２列目シート７が搭載され、キックアップ部Ｋよりも後側に３列目シート８が搭載されている。２列目シート７の下方には、フロアパネル２を間に介して燃料タンク９が装備されている。荷室床面のフロアパネル２には、中央部分に下方へ凹入したスペアタイヤパン２ａが形成され、スペアタイヤＴが収容されている。スペアタイヤパン２ａの中心部は、車幅方向中心を通って前後方向に延びる延長線上に配置されている。通常、荷室床面は、トランクボード１０によって上面が覆われている。

図５に示すように、左右１対のリヤサイドフレーム３は、１対のサイドシル１の内側且つフロアパネル２の下面側において前後方向に延びるように夫々形成されている。
リヤサイドフレーム３は、断面略ハット状に形成され、フロアパネル２と協働して前後方向に延びる閉断面を構成している。このリヤサイドフレーム３の途中部は、キックアップ部Ｋに対応してオーバーハングするように後方上り傾斜状に形成されている。
１対のリヤサイドフレーム３の後端部には、リヤエンドパネル２１を介してバンパレイン２３が装着された左右１対のクラッシュカン２２が取り付けられている。

次に、複数のクロスメンバ１１〜１６について説明する。
Ｎｏ．３クロスメンバ１１は、フロアパネル２の下面側において１対のサイドシル１の途中部に架設されている。このＮｏ．３クロスメンバ１１は、断面略クランク状に形成され、フロアパネル２と協働して車幅方向に延びる閉断面を構成している。
図４〜図６に示すように、中間クロスメンバ１２（前側クロスメンバ）は、Ｎｏ．３クロスメンバ１１の後方に配設され、フロアパネル２の下面側において１対のリヤサイドフレーム３の前端側部分に架設されている。この中間クロスメンバ１２は、断面略ハット状に形成され、フロアパネル２と協働して車幅方向に延びる閉断面を構成している。
これらＮｏ．３クロスメンバ１１と中間クロスメンバ１２が、２列目シート７のスライド機構の前端部及び後端部を夫々支持している。

Ｎｏ．４クロスメンバ１３（後側クロスメンバ）は、中間クロスメンバ１２の後方に配設され、フロアパネル２の下面側において１対のリヤサイドフレーム３のキックアップ部Ｋの頂部近傍位置に架設されている。このＮｏ．４クロスメンバ１３は、断面略ハット状に形成され、フロアパネル２と協働して車幅方向に延びる閉断面を構成している。
Ｎｏ．４クロスメンバ１３の下端壁部１３ａは、Ｎｏ．３クロスメンバ１１の下端壁部１１ａよりも高く、中間クロスメンバ１２の下端壁部１２ａよりも低い高さ位置に配設されている。

図２〜図４，図６に示すように、Ｎｏ．４クロスメンバ１３の上側には、フロアパネル２を介して上側クロスメンバ１４が配設されている。この上側クロスメンバ１４は、断面略ハット状に形成され、フロアパネル２と協働して車幅方向に延びる閉断面を構成している。Ｎｏ．４クロスメンバ１３の前後両フランジ部と上側クロスメンバ１４の前後両フランジ部とフロアパネル２とは、溶接にて三重接合されて車幅方向に延びる閉断面が上下に並設されている。これらの前側フランジ部は、後側フランジ部よりも低い高さ位置に配設されている。

Ｎｏ．５クロスメンバ１５は、Ｎｏ．４クロスメンバ１３の後方に配設され、フロアパネル２及びスペアタイヤパン２ａの下面側において１対のリヤサイドフレーム３の途中部に架設されている。このＮｏ．５クロスメンバ１５は、断面略ハット状に形成され、フロアパネル２及びスペアタイヤパン２ａと協働して車幅方向に延びる閉断面を構成している。
リヤクロスメンバ１６は、リヤエンドメンバと、このリヤエンドメンバの後側に配設されたリヤエンドパネル２１とが協働して車幅方向に延びる閉断面構造に形成されている。
このリヤクロスメンバ１６は、後部開口部５の下縁部分を構成している。

図２〜図４，図６に示すように、スペアタイヤパン２ａの前端側上方には、左右１対のリヤホイールハウス６の後端側部分に対応して１対のリヤサイドフレーム３の途中部に上側に突設された左右１対の取付部２４を介して架設された横シートフレーム１７が設けられている。この横シートフレーム１７の車幅方向中央部は、上側クロスメンバ１４の車幅方向中央部と前後方向に直線状に延びる縦シートフレーム１８によって連結されている。これら横シートフレーム１７及び縦シートフレーム１８が、ベンチ型３列目シート８を支持している。尚、符号２４は、図２において取付部を覆うカバーを指し、図３において板金部材で形成された取付部を指している。

次に、縦メンバ４について説明する。
縦メンバ４は、後突時、スペアタイヤＴの前端部による押圧力に起因したＮｏ．４クロスメンバ１３の前方移動及び上方移動を抑制するように構成されている。
図４〜図６に示すように、縦メンバ４は、フロアパネル２と燃料タンク９との間で且つ車幅方向中心を通って前後方向に延びる延長線上に配置され、中間クロスメンバ１２とＮｏ．４クロスメンバ１３とを前後方向に連結している。

図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、縦メンバ４は、鉛直断面略ハット状に形成され、下端壁部４ａと、この下端壁部４ａの左右両端部から鉛直上方へ立ち上がる左右１対の側壁部４ｂ，４ｃと、これら１対の側壁部４ｂ，４ｃの上端部から車幅方向外側に夫々張り出した左右１対のフランジ部４ｄ，４ｅと、下端壁部４ａの前端部から前方に張り出した前側フランジ部４ｆと、下端壁部４ａの後端部から後方に張り出した後側フランジ部４ｇとを備えている。

下端壁部４ａは、燃料タンク９の後部上面に沿って前側程上方に移行する湾曲状であって上方へ膨出するような湾曲状に形成されている。左右１対のフランジ部４ｄ，４ｅは、前後方向に均等配列され且つ車幅方向に延びる複数（例えば３つ）のビードを夫々備え、フロアパネル２の下面側に接合されている。前側フランジ部４ｆが中間クロスメンバ１２の下端壁部１２ａに接合され、後側フランジ部４ｇがＮｏ．４クロスメンバ１３の下端壁部１３ａに接合されている。これにより、縦メンバ４は、フロアパネル２と協働して前後方向に延びる断面略矩形状の閉断面を構成している。

次に、後突時におけるスペアタイヤＴ及び各部材の変形挙動について説明する。
図６に示すように、後突前の通常状態では、スペアタイヤＴの上端側部分が上側に若干突出した状態でスペアタイヤパン２ａ内に収容され、スペアタイヤＴの前端側部分上方に３列目シート８が配設されている。

衝突初期には、バンパレイン２３を介して入力された衝突荷重は、クラッシュカン２２が潰れ変形することにより、吸収される。
図８（ａ）に示すように、衝突中期には、クラッシュカン２２の潰れ変形によって吸収されない衝突荷重がスペアタイヤＴに作用し、スペアタイヤＴを前方に押圧する。
Ｎｏ．４クロスメンバ１３が縦メンバ４を介して中間クロスメンバ１２に支持されているため、Ｎｏ．４クロスメンバ１３（上側クロスメンバ１４）とスペアタイヤパン２ａの前端部との間のフロアパネル２の所定部分がスペアタイヤＴの前端部からの押圧力によって圧縮されて変形を開始する。

図８（ｂ）に示すように、衝突後期には、フロアパネル２の所定部分の圧縮変形が完了してスペアタイヤＴの前端部からの押圧力がＮｏ．４クロスメンバ１３に直接的に作用する。閉断面状の縦メンバ４がＮｏ．４クロスメンバ１３を支持しているため、Ｎｏ．４クロスメンバ１３の前方移動を抑制し、中間クロスメンバ１２とＮｏ．４クロスメンバ１３との間のフロアパネル２の所定部分の圧縮変形を抑制している。
また、スペアタイヤＴの前端部からの押圧力により、Ｎｏ．４クロスメンバ１３には側面視にて前側フランジ部を中心に反時計回りに回転して上昇移動させる応力が作用するが、後側フランジ部４ｇがＮｏ．４クロスメンバ１３の下端壁部１３ａに接合されているため、Ｎｏ．４クロスメンバ１３の上昇移動が抑制される。

次に、上記車両Ｖの下部車体構造の作用・効果について説明する。
車両Ｖの下部車体構造によれば、スペアタイヤパン２ａの前端部に対応した車幅方向位置に配置され且つ中間クロスメンバ１２とＮｏ．４クロスメンバ１３とを前後方向に連結する縦メンバ４を設けているため、スペアタイヤＴの前端部によるＮｏ．４クロスメンバ１３の前方移動を阻止し、スペアタイヤＴの前側上方への移動を抑制することができる。
また、Ｎｏ．４クロスメンバ１３よりも後方のフロアパネル２に下方へ凹入するように形成されたスペアタイヤパン２ａとを備えているため、スペアタイヤパン２ａを積極的にクラッシュストロークとして機能させることなく、スペアタイヤパン２ａとＮｏ．４クロスメンバ１３との離隔距離にてクラッシュストロークを確保することができる。

中間クロスメンバ１２の下端壁部１２ａがＮｏ．４クロスメンバ１３の下端壁部１３ａよりも上側に配設され、縦メンバ４の下端壁部４ａが前側程上方に移行するように形成されているため、縦メンバ４によるＮｏ．４クロスメンバ１３の支持剛性を向上でき、スペアタイヤＴの前側上方への移動を一層抑制することができる。

縦メンバ４の下方に後部が配設された燃料タンク９を備え、縦メンバ４の下端壁部４ａが前側程上方に移行する湾曲状に形成されたため、燃料タンク９の配置スペースを確保しつつ、縦メンバ４内の応力集中を抑制して縦メンバ４の座屈タイミングを遅らせることができる。

縦メンバ４は、後突時、Ｎｏ．４クロスメンバ１３の上昇移動を抑制するように中間クロスメンバ１２に連結されているため、Ｎｏ．４クロスメンバ１３の上昇移動を抑制してスペアタイヤＴの前側上方への移動を抑制することができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、車幅方向中心を通って前後方向に延びる延長線上に配置された単一の縦メンバの例を説明したが、少なくともスペアタイヤパンの前端部に対応した車幅方向位置に配置された縦メンバが存在すれば良く、２以上の縦メンバを設置しても良い。

２〕前記実施形態においては、Ｎｏ．４クロスメンバとスペアタイヤパンの前端部との間のフロアパネルの所定部分を後突時のクラッシュストロークにした例を説明したが、最後列シートの乗員の着座状態に影響を与えない範囲でスペアタイヤを上方移動させてスペアタイヤパンの一部分をクラッシュストロークに利用しても良い。これにより、Ｎｏ．４クロスメンバとスペアタイヤパンの前端部との間を短くすることができる。

３〕前記実施形態においては、最後列のシートの一部をスペアタイヤパンの上方に配設した例を説明したが、最後列のシートをスペアタイヤパンの前端部よりも前側に搭載しても良い。また、横シートフレーム及び縦シートフレームを省略することも可能である。

４〕前記実施形態においては、スペアタイヤの上端側部分が若干突出した状態でスペアタイヤパン内に収容された例を説明したが、スペアタイヤの幅相当の深さを有するスペアタイヤパンを形成し、スペアタイヤ全体をスペアタイヤパン内に収容可能な車両にも適用可能である。

５〕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、前記実施形態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。

Ｖ 車両
１ サイドシル
２ フロアパネル
２ａ スペアタイヤパン
３ リヤサイドフレーム
４ 縦メンバ
４ａ 下端壁部
９ 燃料タンク
１２ 中間クロスメンバ（前側クロスメンバ）
１２ａ 下端壁部
１３ Ｎｏ．４クロスメンバ（後側クロスメンバ）
１３ａ 下端壁部
Ｔ スペアタイヤ

Claims (5)

1. 前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、この１対のサイドシルに架設されたフロアパネルと、前記１対のサイドシルの内側且つ前記フロアパネルの下面側において前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレームと、前記フロアパネルの下面側において前記１対のリヤサイドフレームに架設された前側クロスメンバ及び後側クロスメンバと、前記後側クロスメンバよりも後方のフロアパネルに下方へ凹入するように形成されたスペアタイヤパンとを備えた車両の下部車体構造において、
   前記前側クロスメンバと後側クロスメンバとを前後方向に連結する縦メンバであって、前記スペアタイヤパンの前端部に対応した車幅方向位置に配置された縦メンバを設け、
   前記縦メンバが、前記フロアパネルと協働して前後方向に延びる閉断面を構成したことを特徴とする車両の下部車体構造。
2. 前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、この１対のサイドシルに架設されたフロアパネルと、前記１対のサイドシルの内側且つ前記フロアパネルの下面側において前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレームと、前記フロアパネルの下面側において前記１対のリヤサイドフレームに架設された前側クロスメンバ及び後側クロスメンバと、前記後側クロスメンバよりも後方のフロアパネルに下方へ凹入するように形成されたスペアタイヤパンとを備えた車両の下部車体構造において、
   前記前側クロスメンバと後側クロスメンバとを前後方向に連結する縦メンバであって、前記スペアタイヤパンの前端部に対応した車幅方向位置に配置された縦メンバを設け、
   前記縦メンバの下方に後部が配設された燃料タンクを備え、
   前記縦メンバの下端壁部が前側程上方に移行する湾曲状に形成されたことを特徴とする車両の下部車体構造。
3. 前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、この１対のサイドシルに架設されたフロアパネルと、前記１対のサイドシルの内側且つ前記フロアパネルの下面側において前後方向に延びる左右１対のリヤサイドフレームと、前記フロアパネルの下面側において前記１対のリヤサイドフレームに架設された前側クロスメンバ及び後側クロスメンバと、前記後側クロスメンバよりも後方のフロアパネルに下方へ凹入するように形成されたスペアタイヤパンとを備えた車両の下部車体構造において、
   前記前側クロスメンバと後側クロスメンバとを前後方向に連結する縦メンバであって、前記スペアタイヤパンの前端部に対応した車幅方向位置に配置された縦メンバを設け、
   前記縦メンバと前記スペアタイヤパンの中心部が、車幅方向中心を通って前後方向に延びる延長線上に配置されたことを特徴とする車両の下部車体構造。
4. 前記前側クロスメンバの下端壁部が前記後側クロスメンバの下端壁部よりも上側に配設され、
   前記縦メンバの下端壁部が前側程上方に移行するように形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の下部車体構造。
5. 前記縦メンバは、後突時、前記後側クロスメンバの上昇移動を抑制するように前記前側クロスメンバに連結されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両の下部車体構造。