JP6583540B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本開示は、自動車等車両の車体下部構造に関する。

特許文献１の車体下部構造は、エンジンルーム側の本体部と車室下方に延設された後部とを有するフロントサイドメンバを備えている。フロントサイドメンバの後部は、斜め後方車外側へ屈曲され、後端においてロッカレールに結合されている。フロントサイドメンバの屈曲部の車内側側面には、斜め後方車内側へ延びる補強メンバが結合されている。これらフロントサイドメンバの後部及び補強メンバは、フロアパネルに沿って延設されている。

特開２００１−２１９８７３号公報

しかしながら、上記２つの骨格部材（フロントサイドメンバの後部及び補強メンバ）は、ともにフロアパネルの下面に接合されている。即ち、２つの骨格部材の断面中心は、フロアパネルよりも下方に位置し、フロントサイドメンバ本体部の断面中心から高さ方向に大きく離間している。このため、特許文献１の車体下部構造では、フロントサイドメンバ本体部の断面中心と骨格部材の断面中心とが大きく離間しているため、車体前方からフロントサイドメンバ本体部に入力された衝突荷重によって上記２つの骨格部材が変形する際は、当該２つの骨格部材に折れ変形が生じやすく（軸圧潰が生じにくく）なっていた。

本発明の目的は、フロアパネルに沿って延設された骨格部材が、上記衝突荷重によって変形する際に軸圧潰しやすくなるようにすることである。

本発明の一態様は、フロントサイドメンバに連結された第１及び第２骨格部材を備えた車体下部構造である。第１骨格部材は、車体後方側ほど車幅方向外側に位置するように斜めに延設され、第２骨格部材は、車体後方側ほど車幅方向内側に位置するように斜めに延設されている。第１及び第２骨格部材のうち一方は、フロアパネルの上面に設けられ、他方は、フロアパネルの下面に設けられている。

上記構造では、第１及び第２骨格部材のうち一方がフロアパネルの上面に設けられ、他方がフロアパネルの下面に設けられている。そのため、両骨格部材ともフロアパネルの下面に設けた場合と比較して、両骨格部材の断面中心とフロントサイドメンバ本体部の断面中心との高さの差が小さい。従って、車両前突時に車体前方からフロントサイドメンバ本体部に入力される衝突荷重によって第１及び第２骨格部材に入力されるモーメントを小さくすることができる。これにより、第１及び第２骨格部材が、上記衝突荷重によって変形する際、より軸圧潰しやすくなる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる車体下部構造を示す斜視図である。 図２は、図１の車体下部構造の要部を示す斜視図である。 図３は、図１の車体下部構造の平面図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図５は、図１の車体下部構造の断面図である。（ａ）は、図３のＶａ−Ｖａ線に沿った断面を示し、（ｂ）は、図３のＶｂ−Ｖｂ線に沿った断面を示す。 図６は、図１の車体下部構造の作用効果を示す図である。（ａ）は、車体下部のねじり剛性を負担する主要な骨格部材の配置及び形状を示す。（ｂ）は、車体反力の低下傾向を示すグラフである。 図７は、本発明の第２実施形態にかかる車体下部構造を示す平面図である。 図８は、図７の車体下部構造の断面図である。（ａ）は、図７のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線に沿った断面を示し、（ｂ）は、図７のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線に沿った断面を示し、（ｃ）は、図７のＶＩＩＩｃ−ＶＩＩＩｃ線に沿った断面を示す。

以下、図面を参照しながら、本発明の幾つかの実施形態を説明する。なお、以下の説明においては、車体前後方向前方を「前方」または「車体前方」、車体前後方向前側を「前側」、車体前後方向後方を「後方」または「車体後方」、車体前後方向後側を「後側」と称することもある。また、「ハット形断面」とは、開口を有する溝形断面部と、溝形断面部の開口側端部から各々外方に向けて延出する一対のフランジ部とを備えた横断面である。

＜第１実施形態＞
図１乃至図６を参照して、第１実施形態に係る車体下部構造Ｓ１について説明する。

車体下部構造Ｓ１は、図１及び図２に示すように、車幅方向両端部に配置され、車体前後方向に延在する左右一対の車体骨格部材であるサイドシル１と、車幅方向中央部に配置され、車体前後方向に延在する車体骨格部材であるセンタートンネル２と、左右のサイドシル１とセンタートンネル２との間に各々配置された左右一対のフロアパネル３と、を備えている。

車体下部構造Ｓ１の車体前方には、車体前後方向に延在する左右一対の車体骨格部材であるフロントサイドメンバ４が設けられている。フロントサイドメンバ４の下方には、平面視井桁状のフロントサスペンションメンバ５が配置されている。フロントサスペンションメンバ５の前部は、フロントサイドメンバ４の前端部に、フロントサスペンションメンバ５の後部は、フロントサイドメンバ４の後端部に、それぞれラバーマウント等を介して、或いは直に取り付けられている。フロントサスペンションメンバ５は、図示しないパワートレインやサスペンションリンク等を支持している。

車体下部構造Ｓ１の後部には、図３に示すように、車幅方向に延在する車体骨格部材であるシートクロスメンバ６が設けられている。シートクロスメンバ６は、その車幅方向中央部において、センタートンネル２の後端部に連結され、車幅方向両端部において、左右のサイドシル１に連結されている。シートクロスメンバ６の前側側面は、センタートンネル２及びフロアパネル３の後端縁に接合されている。

各フロアパネル３の上面には、図１乃至図４に示すように、フロントサイドメンバ４に連結された車体骨格部材であるフロントサイドメンバエクステンション（以下、第１骨格部材）７が設けられている。また、各フロアパネル３の下面には、図２乃至図４に示すように、フロントサイドメンバ４と第１骨格部材７とに連結された車体骨格部材である第２骨格部材８が設けられている。

各第１骨格部材７は、フロントサイドメンバ４との連結部から車体後方に向けて、車体後方側ほど車幅方向外側に位置するように斜めに延在している。各第２骨格部材８は、フロントサイドメンバ４及び第１骨格部材７との連結部から車体後方に向けて、車体後方側ほど車幅方向内側に位置するように斜めに延在している。即ち、フロントサイドメンバ４、第１骨格部材７、及び第２骨格部材８は、平面視において車体後方側が二股に分かれた車体骨格部材を構成している。

より具体的には、図３に示すように、各第１骨格部材７は、フロントサイドメンバ４の後端部から車体前後方向に略直線状に延在する前部７１と、前部７１の後端から車体後方かつ車幅方向外方に向かう方向に略直線状に延在する後部７２とを備えている。前部７１は、平面視において、その中心軸がフロントサイドメンバ４の後端部の中心軸と略重なるように配置されている。後部７２の後端、或いは、第１骨格部材７の車幅方向外側端は、センターピラーＣＰの基部近傍においてサイドシル１に連結されている。

また、図３に示すように、各第２骨格部材８は、車体前後方向に略直線状に延在する前部８１と、前部８１の後端から車体後方かつ車幅方向内方に向かう方向に略直線状に延在する後部８２とを備えている。前部８１は、平面視において、その中心軸が第１骨格部材７の前部７１の中心軸及びフロントサイドメンバ４の後端部の中心軸と略重なるように配置されている。前部８１は、平面視において、第１骨格部材７の後部７２の一部と重複している。後部８２の後端、或いは、第２骨格部材８の車幅方向内側端は、第１骨格部材７の後部７２とサイドシル１との連結部と略同じ車体前後方向位置において、センタートンネル２に連結されている。

各フロアパネル３は、図３及び図４に示すように、略水平に延在する主面部３１と、主面部３１の前方側に隣接して配置され、主面部３１に対し前方側ほど高くなるように傾斜したトーボード部（傾斜面部）３２とを備えている。トーボード部３２の前端縁は、ダッシュパネル９の下端縁に接合されている。トーボード部３２の後端縁、即ち主面部３１の前端縁は、トーボードキック部３３とも称される。本実施形態のフロアパネル３は、このトーボードキック部３３において、図４に示すように滑らかな曲面を構成している。トーボードキック部３３の位置は、例えば、車幅方向に対して垂直な断面において、トーボード部３２と主面部３１との接続部の曲率中心Ｏ_１と、トーボード部３２の延長線と主面部３１の延長線との交点とを通る直線が、フロアパネル３と交差する点として定めることができる。

各フロントサイドメンバ４は、図４に示すように、ダッシュパネル９近傍の屈曲部４Ｂで下方に向けて屈曲しており、屈曲部４Ｂよりも車体前方側に配置された本体部４１と、屈曲部４Ｂよりも車体後方かつ下方側に配置された後部４２とを備えている。本体部４１は、閉断面構造を有しており、フロアパネル３の主面部３１から車体上方に所定距離だけ離れた位置において車体前後方向に略直線状に延在している。後部４２は、屈曲部４Ｂから車体後方かつ下方に向けて延び、フロアパネル３の下側に回り込むように延在している。

フロントサイドメンバ４の後部４２は、トーボードキック部３３近傍で車体後方に向けて屈曲しており、車体後方かつ下方に向かう方向に斜めに延在する傾斜部４２ａと、傾斜部４２ａの下端から車体後方に向けて略水平に延在する下側延長部４２ｂとを備えている。傾斜部４２ａは、ダッシュパネル９下部の傾斜面部９ａ及びトーボード部３２の上部に沿って延びており、下側延長部４２ｂは、トーボード部３２の下部及び主面部３１の前部に沿って延びている。

傾斜部４２ａは、後向きに開口するハット形断面を有しており、そのフランジ部４ｆは、ダッシュパネル９の傾斜面部９ａの前面とトーボード部３２の上部の前面とに接合されている。下側延長部４２ｂは、上向きに開口するハット形断面を有しており、そのフランジ部４ｆは、トーボード部３２の下部の前面と主面部３１の前部の下面とに接合されている。これにより傾斜部４２ａ及び下側延長部４２ｂは、ダッシュパネル９及びフロアパネル３とともに閉断面を構成している。

フロントサスペンションメンバ５の後部は、図４に示すように、トーボードキック部３３よりも車体前方側に位置する取付点５Ａにおいて、フロントサイドメンバ４の後端部の下側側面に取り付けられている。なお、本実施形態におけるフロントサイドメンバ４の後端部は、フロントサイドメンバ４の後部４２のうち、トーボード部３２の前端縁よりも下方側に位置する部分であり、傾斜部４２ａの下部と下側延長部４２ｂとから構成される。

図５に示すように、各フロアパネル３には、その車幅方向内側端縁から上方に延出する内側フランジ部３ｆ_１と、車幅方向外側端縁から上方に延出する外側フランジ部３ｆ_２とが形成されている。内側フランジ部３ｆ_１は、センタートンネル２の車幅方向外側側面に接合されており、外側フランジ部３ｆ_２は、サイドシル１の車幅方向内側側面に接合されている。また、各フロアパネル３の車幅方向外側端縁近傍には、主面部３１よりも一段高く形成された段差部３４がサイドシル１に沿って設けられている。

各第１骨格部材７は、略全長に亘って、図５(ａ)に示すような下向きに開口するハット形断面を有している。各第１骨格部材７は、そのフランジ部７ｆ_１，７ｆ_２をフロアパネル３の上面に接合されており、フロアパネル３とともに閉断面を構成している。第１骨格部材７の前部７１のフランジ部７ｆ_１，７ｆ_２は、当該フランジ部７ｆ_１，７ｆ_２とフロントサイドメンバ４の後端部のフランジ部４ｆとで、トーボード部３２の下部及び主面部３１の前部を上下から挟むように配置されて、フロントサイドメンバ４のフランジ部４ｆ及びフロアパネル３に接合されている。即ち、第１骨格部材７は、フロアパネル３の一部を介在させた状態で、フロントサイドメンバ４の後端部に連結されている。

図４に示すように、第１骨格部材７がフロアパネル３とともに構成する閉断面構造の閉空間は、フロントサイドメンバ４の後部４２がダッシュパネル９及びフロアパネル３とともに構成する閉断面構造の閉空間と、フロアパネル３を隔てて隣接している。また、第１骨格部材７がフロアパネル３とともに構成する閉断面構造の閉空間は、第２骨格部材８の前部８１がフロアパネル３とともに構成する閉断面構造の閉空間とも、フロアパネル３を隔てて隣接している。

各第１骨格部材７の後部７２の後端には、図３及び図５（ｂ）に示すように、車幅方向外方に延出するフランジ部７ｆ_３が形成されている。このフランジ部７ｆ_３は、サイドシル１の車幅方向内側側面の近傍まで延びて、フロアパネル３の段差部３４の上面に接合されている。

各第２骨格部材８は、略全長に亘って、図５(ａ)に示すような上向きに開口するハット形断面を有している。各第２骨格部材８は、そのフランジ部８ｆ_１，８ｆ_２をフロアパネル３の下面に接合されており、フロアパネル３とともに閉断面を構成している。第２骨格部材８の前部８１のフランジ部８ｆ_１，８ｆ_２は、当該フランジ部８ｆ_１，８ｆ_２と第１骨格部材７の後部７２のフランジ部７ｆ_１，７ｆ_２の一部とで、フロアパネル３の主面部３１を上下から挟むように配置されて、フランジ部７ｆ_１，７ｆ_２の一部及びフロアパネル３に接合されている。即ち、第２骨格部材８は、フロアパネル３の一部を介在させた状態で、第１骨格部材７に連結されている。また、図４に示すように、第２骨格部材８の前部８１の前端は、フロントサスペンションメンバ５の取付点５Ａよりも後方側において、フロントサイドメンバ４の下側延長部４２ｂの後端に重ね合わせて配置され、これに直接接合されている。

図４に示すように、第２骨格部材８がフロアパネル３とともに構成する閉断面構造は、フロントサイドメンバ４の後部４２がダッシュパネル９及びフロアパネル３とともに構成する閉断面構造と、滑らかに連続するように接続されている。この接続部において、二つの閉断面構造が画成する閉空間同士は連続している。

図５(ａ)に示すように、センタートンネル２は、車体前後方向に垂直な断面において、下向きに開口する逆Ｕ字状断面を有する中央部２１と、中央部２１の車幅方向両側に設けられ車体前後方向に延びるトンネル補強部２２とを有する。トンネル補強部２２は、上向きに開口する溝形断面部２２ｃと、その車幅方向外側端縁から車幅方向外方に延出するフランジ部２２ｆとを有している。トンネル補強部２２は、そのフランジ部２２ｆをフロアパネル３の下面に接合するとともに、フロアパネル３の内側フランジ部３ｆ_１をセンタートンネル２の中央部２１の側面に接合することで、フロアパネル３とともに閉断面を構成している。

各第２骨格部材８の後部８２の後端には、図３及び図５（ｂ）に示すように、車幅方向内方に延出するフランジ部８ｆ_３が形成されており、これがトンネル補強部２２の下側側面に接合されている。

各サイドシル１は、図５(ａ)に示すように、車幅方向外方に向けて開口するハット形断面を有するシルインナー１Ａと、車幅方向内方に向けて開口するハット形断面を有するシルアウター１Ｂとを、互いのフランジ部で接合した閉断面構造を有する。

車体下部構造Ｓ１では、図３に示すように、平面視において、第１骨格部材７が、トーボードキック部３３よりも車体後方に所定の距離だけ離間して位置する第１屈曲点Ｐ_１において車体後方かつ車幅方向外方に向けて屈曲している。第１骨格部材７の前部７１は、第１屈曲点Ｐ_１よりも前方に位置しており、後部７２は、第１屈曲点Ｐ_１よりも後方に位置している。また、第２骨格部材８は、第１屈曲点Ｐ_１よりも車体後方に所定の距離だけ離間して位置する第２屈曲点Ｐ_２において車体後方かつ車幅方向内方に向けて屈曲している。第２骨格部材８の前部８１は、第２屈曲点Ｐ_２よりも前方に位置しており、後部８２は、第２屈曲点Ｐ_２よりも後方に位置している。第１及び第２屈曲点Ｐ_１，Ｐ_２は、車両シートＳＣのシートクッション前端よりも車体前方側に位置している。

また、図３に示すように、第１骨格部材７の溝形断面部７_Ｃの上側側面（平坦部）の車幅方向両端縁は、第１骨格部材７の長手方向に沿って互いに略平行に延びる一対の稜線７Ｌ_１，７Ｌ_２を構成している。一対の稜線のうち車幅方向外側の稜線７Ｌ_１は、例えば、第１骨格部材７の前部７１に位置する直線状の前部稜線７Ｌ_１ｆと、第１骨格部材７の後部７２に位置する直線状の後部稜線７Ｌ_１ｒと、それらを滑らかに接続する湾曲接続部７Ｌ_１ｃとを備えている。この稜線７Ｌ_１が平面視において屈曲する点が、上述の第１屈曲点Ｐ_１に相当する。第１屈曲点Ｐ_１の位置は、例えば、平面視において、湾曲接続部７Ｌ_１ｃの曲率中心と、前部稜線７Ｌ_１ｆの延長線と後部稜線７Ｌ_１ｒの延長線との交点とを通る直線が、湾曲接続部７Ｌ_１ｃと交差する点として定めることができる。

同様に、第２骨格部材８の溝形断面部８_Ｃの下側側面（平坦部）の車幅方向両端縁は、第２骨格部材８の長手方向に沿って互いに略平行に延びる一対の稜線８Ｌ_１，８Ｌ_２を構成している。一対の稜線のうち車幅方向内側の稜線８Ｌ_１は、例えば、第２骨格部材８の前部８１に位置する直線状の前部稜線８Ｌ_１ｆと、第２骨格部材８の後部８２に位置する直線状の後部稜線８Ｌ_１ｒと、それらを滑らかに接続する湾曲接続部８Ｌ_１ｃとを備えている。この稜線８Ｌ_１が平面視において屈曲する点が、上述の第２屈曲点Ｐ_２に相当する。第２屈曲点Ｐ_２の位置は、例えば、平面視において、湾曲接続部８Ｌ_１ｃの曲率中心と、前部稜線８Ｌ_１ｆの延長線と後部稜線８Ｌ_１ｒの延長線との交点とを通る直線が、湾曲接続部８Ｌ_１ｃと交差する点として定めることができる。

トーボードキック部３３と第１屈曲点Ｐ_１の間の車体前後方向距離は、少なくとも１００ｍｍ以上に設定することが好ましいが、これに限定されない。当該距離は、後述する車体変形時のエネルギー吸収代の確保、乗員スペースの確保、車体下部のねじり剛性向上等の観点から適宜選択できる。

また、第１屈曲点Ｐ_１と第２屈曲点Ｐ_２の間の車体前後方向距離は、１００ｍｍ以上に設定することが好ましいが、これに限定されない。当該距離は、後述する車体変形時の乗員スペースの確保、ベルト拘束時の減速度の低減、片側衝突時の第２骨格部材８を介した荷重伝達効率向上等の観点から適宜選択できる。

各フロアパネル３の上面における、第２屈曲点Ｐ_２よりも車体後方かつセンターピラーＣＰよりも車体前方の位置には、図１乃至図３に示すように、フロントクロスメンバ１０を配置してもよい。フロントクロスメンバ１０は、車幅方向に直線状に延在する車体骨格部材であり、その車幅方向内側端は、センタートンネル２の車幅方向外側側面に接合され、フロントクロスメンバ１０の車幅方向外側端は、サイドシル１の車幅方向内側側面に接合されている。フロントクロスメンバ１０は、平面視において、第１骨格部材７の後部７２の長手方向中央部及び第２骨格部材８の後部８２の長手方向中央部と交差しており、それぞれの交差部において、第１及び第２骨格部材７，８に連結されている。

フロントクロスメンバ１０は、図４に示すように、下向きに開口するハット形断面を有しており、そのフランジ部１０ｆ_１，１０ｆ_２をフロアパネル３の上面及び第１骨格部材７の上側側面に接合することで、それらとともに閉断面を構成している。図３に示すように、フロントクロスメンバ１０の車幅方向内側端には、車幅方向内側端縁から前方及び後方に向けて延出するフランジ部１０ｆ_３が形成されている。これらフランジ部１０ｆ_３が、センタートンネル２の中央部２１の車幅方向外側側面に接合されている。また、フロントクロスメンバ１０の車幅方向外側端には、車幅方向外側端縁から上方、前方及び後方に向けて延出するフランジ部１０ｆ_４が形成されている。これらフランジ部１０ｆ_４が、シルインナー１Ａの車幅方向内側側面に接合されている。また、フロントクロスメンバ１０の上側側面には、一対の前側シートブラケット１０Ａ，１０Ｂが車幅方向に互いに離間して配置され、固定されている。

各フロアパネル３の上面における、フロントクロスメンバ１０から車体後方に所定距離だけ離れた位置には、図１乃至図３に示すように、一対の後側シートブラケット１１Ａ，１１Ｂを配置してもよい。後側シートブラケット１１Ａ，１１Ｂは、略同じ車体前後方向位置において、車幅方向に互いに離間して並置されている。車幅方向外側の後側シートブラケット（以下、後外側シートブラケット）１１Ａは、センターピラーＣＰの基部近傍において、第１骨格部材７の後部７２の後端及びサイドシル１に連結されている。車幅方向内側の後側シートブラケット（以下、後内側シートブラケット）１１Ｂは、第２骨格部材８の後部８２の後端及びセンタートンネル２に連結されている。

後外側シートブラケット１１Ａは、車幅方向に垂直な断面において下向きに開口するハット形断面を有している。図３に示すように、後外側シートブラケット１１Ａのフランジ部１１Ａｆ_１は、フロアパネル３の上面及び第１骨格部材７の上側側面に、フランジ部１１Ａｆ_２は、フロアパネル３の主面部３１及び段差部３４の上面にそれぞれ接合されている。後外側シートブラケット１１Ａの車幅方向外側端には、車幅方向外側端縁から上方、前方及び後方に向けて延出するフランジ部１１Ａｆ_３が形成されている。これらフランジ部１１Ａｆ_３は、シルインナー１Ａの車幅方向内側側面に接合されている。後外側シートブラケット１１Ａは、その車幅方向内側端に、車体前後方向に平行な縦壁１１Ａａを有している。縦壁１１Ａａの下端には、当該下端縁から車幅方向内方に向けて延出するフランジ部１１Ａｆ_４が設けられており、このフランジ部１１Ａｆ_４がフロアパネル３に接合されている。このように後外側シートブラケット１１Ａは、第１骨格部材７、サイドシル１、及びフロアパネル３と協働して閉断面構造を形成している。

後内側シートブラケット１１Ｂは、車幅方向に垂直な断面において下向きに開口するハット形断面を有している。図３に示すように、後内側シートブラケット１１Ｂのフランジ部１１Ｂｆ_１，１１Ｂｆ_２は、フロアパネル３の上面に接合されている。後内側シートブラケット１１Ｂの車幅方向内側端には、車幅方向内側端縁から上方、前方及び後方に向けて延出するフランジ部１１Ｂｆ_３が形成されている。これらフランジ部１１Ｂｆ_３は、センタートンネル２の中央部２１の車幅方向外側側面に接合されている。後内側シートブラケット１１Ｂは、その車幅方向外側端に、車体前後方向に平行な縦壁１１Ｂａを有している。縦壁１１Ｂａの下端には、当該下端縁から車幅方向外方に向けて延出するフランジ部１１Ｂｆ_４が設けられており、このフランジ部１１Ｂｆ_４がフロアパネル３に接合されている。このように後内側シートブラケット１１Ｂは、センタートンネル２及びフロアパネル３と協働して閉断面構造を形成している。

フロントクロスメンバ１０及び後側シートブラケット１１Ａ，１１Ｂの上には、図３に示すように、車両シートＳＣが配置されている。左右の車両シートＳＣは、各々、シート本体とこれを支持するシートレール（図示せず）とを備えている。シートレールは、前側２か所、後側２か所（計４か所）の固定部Ｆ_１〜Ｆ_４を介して車体に固定されている。前側固定部Ｆ_１，Ｆ_２は、前側シートブラケット１０Ａ，１０Ｂの上側側面に形成された台座部にボルト等の締結部材によって各々固定される。後外側固定部Ｆ_３は、後外側シートブラケット１１Ａの上部に突出して形成された台座部に、後内側固定部Ｆ_４は、後内側シートブラケット１１Ｂの上側側面に形成された台座部に、ボルト等の締結部材によって各々固定される。

センタートンネル２には、図２及び図３に破線で示すように、プロペラシャフト（図示せず）を支持するためのマウント部材１２が設けられている。マウント部材１２には、プロペラシャフトを回転可能に支持するためのベアリングユニット（図示せず）がボルト等の締結部材により固定されている。マウント部材１２は、車体前後方向視で逆Ｕ字状であり、センタートンネル２の中央部２１の内側面に沿って設けられている。マウント部材１２は、上向き及び車幅方向外方に開口するハット形断面を有しており、そのフランジ部をセンタートンネル２の中央部２１の内側面に接合されて、中央部２１とともに閉断面を構成している。

マウント部材１２は、図３に示すように、車体前後方向において後内側シートブラケット１１Ｂと略同じ位置に配置されて、左右の後内側シートブラケット１１Ｂの両方に連結されている。即ち、各第２骨格部材８の後端は、マウント部材１２とも連結されている。

なお、本明細書において、「連結」とは、骨格部材同士を相対的に高い結合剛性で結合することを意味する。従って、互いに「連結」された２つの骨格部材は、そのうちの一方に入力された衝突荷重等を直接的に他方に伝達し得るロードパスを提供する。「連結」は、骨格部材同士を他の部材を介さずに直接結合することを含むが、これに限定されず、複数の骨格部材を一つの同じ高剛性部材（例えば、閉断面構造部材）に結合して、この高剛性部材を介して当該複数の骨格部材を結合することを含む。閉断面を有する骨格部材同士の「連結」には、それらの閉空間同士が連続するように骨格部材同士を結合することの他、それらの閉空間同士が一枚の板材を隔てて隣接するように結合することも含まれる。また、本明細書において、「接合」とは、主としてスポット溶接等の溶接により接合することであるが、これに限定されず、構造用接着剤等による接着や、溶接と接着の併用等による接合も含まれる。

以下、車体下部構造Ｓ１による作用効果を説明する。

（１）車体下部構造Ｓ１では、第１及び第２骨格部材７，８のうち一方がフロアパネル３の上面に設けられ、他方がフロアパネル３の下面に設けられている。そのため、両骨格部材７，８ともフロアパネル３の下面に設けた場合と比較して、両骨格部材７，８の断面中心とフロントサイドメンバ４の本体部４１の断面中心との高さの差が小さい。従って、車両前突時に車体前方からフロントサイドメンバ４の本体部４１に入力される衝突荷重によって第１及び第２骨格部材７，８に入力されるモーメント（例えば、車幅方向に延びる軸周りの回転モーメント）を小さくすることができる。これにより、第１及び第２骨格部材７，８が、上記衝突荷重によって変形する際により軸圧潰しやすく（折れ変形しにくく）なるようにすることができ、上記衝突荷重を第１及び第２骨格部材７，８を介してより確実に車体後方へ伝達することができる。

（２）車体下部へのねじり荷重は、図６（ａ）に示すように、路面からフロントストラット取付点ＦＳ及びリアショックアブソーバ取付点ＲＳ（以下、荷重入力点）に入力される。従来の構造では、サイドシルと略平行に車体前後方向に延在するフロントサイドメンバエクステンションと、その後端部に連結された車幅方向に延在するリヤシートクロスと、リヤシートクロスの車幅方向両端部に連結されたサイドシルとが、車体下部の骨格部材として、車体前後の荷重入力点同士を構造的に接続し、車体下部のねじり剛性を負担していた。しかしながら、この構造では、フロントストラット取付点ＦＳからリアショックアブソーバ取付点ＲＳまでの間に、骨格部材が直角に屈曲した直角屈曲部が複数形成される。例えば、車体右側の骨格部材では、少なくともフロントサイドメンバエクステンションとリヤシートクロスとの連結部、及びリヤシートクロスとサイドシルとの連結部の２か所に直角屈曲部が形成される。従来の構造では、これら直角屈曲部が、ねじり荷重入力時にねじり変形の節となって車体下部のねじり変位量を増大させていた。

車体下部構造Ｓ１では、フロントサイドメンバ４に連結された第１骨格部材７が、車体後方側ほど車幅方向外側に位置するように斜めに延設されてサイドシル１に連結されている。このため、骨格部材の直角屈曲部の数が減少し（少なくとも上記２か所の直角屈曲部は存在しなくなり）、ねじり荷重入力時のねじり変形量が抑制され、ねじり剛性が向上する。また、図６（ａ）に示すように、車体前後の荷重入力点ＦＳ，ＲＳ同士がより直線的に延在する骨格部材（即ちより短い骨格部材）で接続されるので、車体下部のねじり剛性を効率的に（軽量化を図りつつ）向上させることができる。

（３）また、オフセット衝突など車体前方からの衝突荷重が車体前面の片側に入力される場合（片側衝突時）、車両前部のパワートレインが平面視において時計回りまたは反時計回りに回転し、フロントサスペンションメンバ５の取付点５Ａ等を介して車体下部に車体後方かつ車幅方向内方に向かう荷重が入力されることがある。

車体下部構造Ｓ１では、第２骨格部材８が、上記荷重の入力方向と同じく、車体後方かつ車幅方向内方に向かう方向に延在して、即ち車体後方側ほど車幅方向内側に位置するように斜めに延設されてセンタートンネル２に連結されている。そのため、片側衝突時の荷重を効率的にセンタートンネル２に伝達することができ、変形時のフロアパネル３の変形量を低減することができる。

（４）また、車体下部構造Ｓ１では、フロントサイドメンバ４に連結された第１及び第２骨格部材７，８が、それぞれサイドシル１及びセンタートンネル２に連結されている。このため、サイドシル１及びセンタートンネル２を衝突荷重のロードパスとして使用することができ、前突時に発生する応力を効率よく分散させることができるので、より車体を軽量化することができる。

（５）特に、車体下部構造Ｓ１では、上述のように車体下部のねじり剛性を負担する第１骨格部材７が、フロアパネル３の上面に設けられている。第１骨格部材７がフロアパネル３の下面に設けられた場合と比較して、荷重入力点ＦＳ，ＲＳ同士がより短い部材で繋がれるため、車体下部のねじり剛性を効率的に向上させることができる。

（６）また、車体下部構造Ｓ１では、サイドシル１に連結された第１骨格部材７が、フロアパネル３の上面に設けられている。そのため、第１骨格部材７がフロアパネル３の下面に設けられている場合と比較して、側突時に車体側方から車体側面に入力される衝突荷重（側突荷重）の入力点と第１骨格部材７の断面中心との高さの差を小さくすることができる。これにより、第１骨格部材７を介した側突荷重の伝達効率を向上させることができる。

（７）さらに、車体下部構造Ｓ１では、第２骨格部材８がフロアパネル３の下面に設けられている。そのため、フロントサスペンションメンバ５の取付点５Ａと第２骨格部材８の断面中心との高さの差が、第２骨格部材８がフロアパネル３の上面に設けられた場合と比較して小さい。従って、片側衝突時、フロントサスペンションメンバ５の取付点５Ａ等を介して車体下部に入力される衝突荷重（特に車体後方かつ車幅方向内方向きの荷重）によって第２骨格部材８に入力されるモーメントを小さくすることができる。これにより、第２骨格部材８が、上記衝突荷重によって変形する際、より軸圧潰しやすくなるようにすることができ、上記荷重をより高い効率でセンタートンネル２に伝達することができる。

（８）また、車体下部構造Ｓ１では、第１及び第２骨格部材７，８に設けられた屈曲点Ｐ_１，Ｐ_２の位置が車体前後方向にずれている。そのため、車体前方から衝突荷重が入力されたとき、応力が一箇所に集中することなく各屈曲点Ｐ_１，Ｐ_２に分散するので、衝突エネルギーを効率よく吸収することができる。

（９）さらに、屈曲点Ｐ_１，Ｐ_２の位置のずれにより、変形時、両骨格部材７，８の曲げ変形の起点位置やタイミングをずらすことができ、或いは、それらの曲げ変形を段階的に発生させることができる。図６（ｂ）は、変形時に発生する車体反力の時間変化の傾向を示すグラフである。屈曲点Ｐ_１，Ｐ_２の位置のずれにより、ベルト拘束開始後（時刻ｔ１以後）の車体反力の最大値が、各屈曲点の位置がずれていない場合の値Ｇ２よりも低い値Ｇ３に低下する。これにより、ベルト拘束開始後、乗員に付与される減速度を低下させることができる。

（１０）車体前方からフロントサイドメンバ４の本体部４１に衝突荷重が入力されると、フロアパネル３下面側の第２骨格部材８よりもフロアパネル３上面側の第１骨格部材７に、より大きな軸応力が発生しやすい。車体下部構造Ｓ１では、より大きな軸応力が生じる第１骨格部材７の第１屈曲点Ｐ_１が、第２骨格部材８の第２屈曲点Ｐ_２よりも車体前方側に位置しているので、骨格部材７の曲げ変形をより確実に骨格部材８の曲げ変形より先に起こすことができる。

（１１）特に、車体下部構造Ｓ１では、両屈曲点Ｐ_１，Ｐ_２がトーボード部３２の後端よりも車体後方側に位置している。そのため、車両前突時にダッシュパネル９の変形がトーボード部３２の後端に及ぶまで、当該変形が第１及び第２骨格部材７，８によって大きく阻害されることがない。

（１２）また、車体下部構造Ｓ１では、フロントサスペンションメンバ５が、トーボードキック部３３よりも車体前方側において、フロントサイドメンバ４の後端部に取り付けられている。そのため、車体前方からフロントサスペンションメンバ５に入力された衝突荷重を、トーボードキック部３３よりも車体後方側にある第１及び第２屈曲点Ｐ_１，Ｐ_２により確実に伝達することができる。

（１３）さらに、車体下部構造Ｓ１では、後側シートブラケット１１Ａ，１１Ｂが、車幅方向に互いに離間して並置されている。このため、フロントクロスメンバ１０が省略された分、車体の軽量化を図ることができる。一方、後側シートブラケット１１Ａ，１１Ｂには第１及び第２骨格部材７，８が各々連結されている。従って、フロントクロスメンバ１０の省略によって生じる前突時の後側シートブラケット１１Ａ，１１Ｂの変位増加を抑制することができる。これにより車両シートＳＣの変形量の増加を抑制することができる。

（１４）また、車体下部構造Ｓ１では、第２骨格部材８がマウント部材１２と連結されているので、マウント部材１２をロードパスとして使用することができ、第２骨格部材８に入力された衝突荷重を、マウント部材１２を介してセンタートンネル２により確実に伝達することができる。特に、片側衝突時のロードパスとして、第２骨格部材８をより有効に活用できる。

＜第２実施形態＞
次に、図７及び図８を参照して、第２実施形態に係る車体下部構造Ｓ２について説明する。以下、主に車体下部構造Ｓ１と異なる点について説明し、車体下部構造Ｓ１と同様の構成については、同様の符号を付して重複する説明を省略する。

車体下部構造Ｓ２では、図７に示すように、第２骨格部材８が、車体前後方向に略直線状に延在する前部８１と、前部８１の後端から車体後方かつ車幅方向内方に向かう方向に略直線状に延在する後部８２とに加え、後部８２の後端から車体前後方向に略直線状に延在する延長部８３を備えている。延長部８３は、後内側シートブラケット１１Ｂからシートクロスメンバ６までセンタートンネル２に沿って延設されている。延長部８３の後端部は、平面視においてシートクロスメンバ６と重複し、或いはシートクロスメンバ６と互いの境界を接している。

延長部８３は、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、車体前後方向に垂直な断面において、上向きに開口する溝形形状を呈している。当該溝形形状は、車体下部構造Ｓ１における第２骨格部材８のフランジ部８ｆ_３の車幅方向内側端を、トンネル補強部２２の溝形断面部２２ｃの下側側面に沿って車幅方向内側へ伸ばした形状に相当する。延長部８３は、トンネル補強部２２の溝形断面部２２ｃの下側側面に接合されている。延長部８３によって画成される溝形空間は、トンネル補強部２２がフロアパネル３とともに構成する閉断面構造の閉空間と、車体前後方向に垂直な断面において一部重複している。

車体下部構造Ｓ２は、車体下部構造Ｓ１と同様の構成を備えているため、上述の（１）〜（１４）の効果を得ることができる。

（１５）また、車体下部構造Ｓ２では、第２骨格部材８がシートクロスメンバ６までセンタートンネル２に沿って延びる延長部８３を備えているので、前突時(特に片側衝突時)、車体下部に入力される衝突荷重を、センタートンネル２及びシートクロスメンバ６に分散して伝達することができる。これにより、第２骨格部材８をより効率よくロードパスとして使用することができ、変形時のフロアパネル３の変形量をさらに低減することができる。

（１６）さらに、車体下部構造Ｓ２では、延長部８３が、後内側シートブラケット１１Ｂからシートクロスメンバ６まで延設されている。このため、車両前突時、図示しないベルトアンカーから図示しないシートレールを介して後内側シートブラケット１１Ｂに入力される車体前方向きの荷重を、延長部８３を介してシートクロスメンバ６に伝達することができる。これにより、後内側シートブラケット１１Ｂの局部変形を低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

例えば、上記実施形態では、第１骨格部材７をフロアパネル３の上面に、第２骨格部材８をフロアパネル３の下面に設けていたが、第１骨格部材７をフロアパネル３の下面に、第２骨格部材８をフロアパネル３の上面に設けてもよい。この場合でも少なくとも上記（１）〜（４）の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、第１屈曲点Ｐ_１を第２屈曲点Ｐ_２よりも車体前方に所定の距離だけ離間して配置したが、第１屈曲点Ｐ_１を第２屈曲点Ｐ_２よりも車体後方に所定の距離だけ離間して配置してもよい。この場合でも少なくとも上記（８）及び（９）の効果を得ることができる。

さらに、第１及び第２骨格部材７，８の後部７２，８２はそれぞれ直線状であったが、曲線状であってもよい。ただし、直線状である方が、各骨格部材が上記衝突荷重によって変形する際に、より軸圧潰しやすくなり、上記衝突荷重を第１及び第２骨格部材７，８を介してより車体後方へ伝達することができる。

また、フロントサイドメンバ４、第１骨格部材７及び第２骨格部材８の結合部の配置・形状は、上記実施形態のものに限定されない。例えば、上記実施形態では、フロントサイドメンバ４、第１骨格部材７及び第２骨格部材８の３つの部材が相互に結合されていたが、３つの部材のうちの２つの部材が残りの一つの部材を介して結合されていてもよい。具体的には、第１骨格部材７と第２骨格部材８とが、フロントサイドメンバ４を介して結合されていてもよいし、第１及び第２骨格部材７，８のうち一方が、他方を介してフロントサイドメンバ４に結合されていてもよい。また、例えば、上記実施形態では、第２骨格部材８の前端とフロントサイドメンバ４の後端とを、フロントサスペンションメンバ５の取付点５Ａよりも後方側で接合していたが、取付点５Ａよりも前方側で接合してもよい。さらに、各骨格部材の断面形状（例えば、ハット形断面）、接合部（例えば、各フランジ部）の配置、形状、大きさ等は、上記実施形態で開示されたものに限らず、要求される強度やスペース上の制約等の諸条件に応じて適宜選択することができることは勿論である。

本発明は、自動車等車両の車体下部構造に適用できる。

Ｓ１，Ｓ２ 車体下部構造
１ サイドシル
２ センタートンネル
３ フロアパネル
３１ 主面部
３２ トーボード部（傾斜面部）
４ フロントサイドメンバ
６ シートクロスメンバ
７ 第１骨格部材
８ 第２骨格部材
８３ 延長部
Ｐ_１ 第１屈曲点
Ｐ_２ 第２屈曲点
ＳＣ 車両シート
Ｆ_３，Ｆ_４ 後側固定部（第１固定部、第２固定部）
１１Ａ 後外側シートブラケット（第１シートブラケット）
１１Ｂ 後内側シートブラケット（第２シートブラケット）
１２ マウント部材

Claims (9)

1. サイドシルと、
   センタートンネルと、
   前記サイドシルと前記センタートンネルとの間に配設されたフロアパネルと、
   フロントサイドメンバに連結された第１及び第２骨格部材と、
   を備え、
   前記第１骨格部材は、車体後方側ほど車幅方向外側に位置するように斜めに延設されて、前記サイドシルに連結されており、
   前記第２骨格部材は、車体後方側ほど車幅方向内側に位置するように斜めに延設されて、前記センタートンネルに連結されており、
   前記第１及び第２骨格部材のうち一方は、前記フロアパネルの上面に設けられ、他方は、前記フロアパネルの下面に設けられている車体下部構造。
2. 前記第１骨格部材が前記フロアパネルの上面に設けられ、前記第２骨格部材が前記フロアパネルの下面に設けられている請求項１に記載の車体下部構造。
3. 前記第１骨格部材は、第１屈曲点において車幅方向外方に向けて屈曲しており、
   前記第２骨格部材は、第２屈曲点において車幅方向内方に向けて屈曲しており、
   前記第１屈曲点の位置と前記第２屈曲点の位置とが車体前後方向にずれている請求項１または２に記載の車体下部構造。
4. 前記第１屈曲点が、前記第２屈曲点よりも車体前方側に位置している請求項３に記載の車体下部構造。
5. 前記フロアパネルの前部には、該フロアパネルの主面部に対して車体前方側ほど高くなるように傾斜してダッシュパネルに接合された傾斜面部が設けられており、
   前記第１屈曲点及び第２屈曲点は、前記傾斜面部の後端よりも車体後方側に位置している請求項３または４に記載の車体下部構造。
6. 前記フロアパネルの後部には、車幅方向に延在するシートクロスメンバが設けられており、
   前記第２骨格部材は、前記シートクロスメンバまで前記センタートンネルに沿って延びる延長部を備えている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車体下部構造。
7. 車両シートの第１固定部を固定するための第１シートブラケットと、
   前記車両シートの第２固定部を固定するための第２シートブラケットと、
   を更に備え、
   前記第１及び第２シートブラケットは、車幅方向に互いに離間して並置され、
   前記第１シートブラケットには、前記第１骨格部材及び前記サイドシルが連結され、
   前記第２シートブラケットには、前記第２骨格部材及び前記センタートンネルが連結された請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車体下部構造。
8. 前記第２骨格部材の延長部が、前記第２シートブラケットから前記シートクロスメンバまで延設されている請求項６に従属する請求項７に記載の車体下部構造。
9. 前記センタートンネルには、プロペラシャフトを回転可能に支持するためのマウント部材が設けられており、
   前記第２骨格部材が、前記マウント部材と連結されている請求項１乃至８のいずれか一項に記載の車体下部構造。

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