JP7035848B2 - 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、特に衝突時における強度確保のための構造に関する。

下記特許文献１には、車両のフロア中央を前後に延びるフロアトンネルを補強する構造が示されている。フロアトンネルの前部（３５Ａ）に入力した衝突荷重は、トンネル上リインフォースメント（４０）を介してトンネル下リインフォースメント（３２）に伝達される。また、フロントサイドメンバ（６８）からの入力は、インナトルクボックス（８８）を介してトンネル下リインフォースメント（３２）に入力される。なお、上記の（ ）内の符号は、下記特許文献１で用いられている符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる符号とは関連しない。

特開２０１６－７８５６１号公報

フロントサイドメンバから車両のフロアへの衝突荷重を車両後方に向けて効率良く伝達することに関して、改善の余地がある。

本発明は、フロントサイドメンバから車両のフロアへ入力した衝突荷重を車両後方に向けて伝達し、フロアの変形を抑制することを目的とする。

本発明に係る車両の下部車体構造は、車両のフロア中央を前後に延びるフロアトンネルと、ダッシュパネル下部を左右に延び、フロアトンネルの前端下部の側面に結合するダッシュクロスメンバと、を備える。フロアトンネルは、フロアトンネル側面の、ダッシュクロスメンバが結合する部分と当該側面の上縁との間の部分に、ダッシュクロスメンバを介して入力した前方からの衝突荷重が後方斜め上方に向かうよう向きを変更してフロアトンネル側面の上縁に向かわせる荷重伝達構造を有する。

フロアトンネル側面の上縁は、当該側面とフロアトンネルの上面により形成された稜線に一致する。稜線を含む部分は平坦な部分に比べて強度が高く、この部分に衝突荷重を入力することで衝突荷重は稜線を含む部分を伝って車両後方へと伝達される。

また、荷重伝達構造は、ダッシュクロスメンバがフロアトンネルに結合する部分の後縁位置よりも後方に向けて延び、後方が上がるように傾斜している高強度部分を含むものとできる。

さらに、荷重伝達構造は、フロアトンネル側面に配置された側面リインホースメントを含むものとすることができ、この側面リインホースメントの後縁に沿う部分が前記の高強度部分である。

さらに、車両の下部車体構造は、フロアトンネルの上部に配置され、車両前後方向に延びる上部リインホースメントを備えることができ、側面リインホースメントは上部リインホースメントと接合するようにできる。

荷重伝達構造によって、フロントサイドメンバから入力した衝突荷重を、フロアトンネルの側面下部に結合されるダッシュクロスメンバを介してフロアトンネルに伝え、さらに強度の高いフロアトンネル上部の稜線を含む部分に向かわせることができる。

下部車体構造の車室前部の部分を示す斜視図である。 下部車体構造の車室前部左側の部分を示す平面図である。 フロアトンネル前部の側面を示す図である。 図３に示すＡ－Ａ線による断面模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１および図２は、車両の下部車体構造１０を示す図であり、図１が車室前部の部分を示す斜視図であり、図２が車室前部左側の部分を示す平面図である。以下の説明において、特段の断りがない場合、前後左右上下等の方向および向きを表す語句は、車両に関する方向および向きを表す。各図において、矢印ＦＲの向きが前方、矢印ＵＰの向きが上方、矢印ＬＨの向きが左方である。

下部車体構造１０は、車室の床を規定するフロア１２と、フロア１２の前縁に位置する、前方のエンジン室と車室を隔てるダッシュパネル１４を含む。フロア１２の左右方向における中央には、前後方向に延びるフロアトンネル１６が設けられている。フロアトンネル１６は、フロア１２の底面１８から隆起して、下側に空洞を形成し、この空洞の前端はエンジン室に開口している。フロアトンネル１６は、略台形の断面形状を有するトンネル本体２０と、トンネル本体２０の上面と側面が形成する稜線に沿って前後方向に延びる２本のトンネル上部リインホースメント２２（以下、上部リインホースメント２２と記す。）とを含む。上部リインホースメント２２は、トンネル本体２０に溶接等の手法により接合されている。各上部リインホースメント２２は、略Ｌ字形の断面形状を有し、Ｌ字の一辺に相当する面がトンネル本体２０の上面に、他辺に相当する面がトンネル本体の側面に対向し、接合されている。トンネル本体２０の上面と側面が形成する稜線およびこれの隣接領域、言い換えれば上面と側面が形成する角縁の領域は、平板で形成される領域に比べ強度が高い領域である。この角縁の領域に、上部リインホースメント２２を配置することで、トンネル本体２０の板厚に、上部リインホースメント２２の板厚が加わり、この領域の強度を更に高めることができる。

図示する２本の上部リインホースメント２２に替えて、２本の上部リインホースメント２２をつなぎ、１本の上部リインホースメントとすることができる。この１本の上部リインホースメントは、トンネル本体２０の上面に対応する面と、この面の左右の側縁にそれぞれ設けられた２つの側面とを有するものとなる。

フロア１２の左右側縁には、前後方向に延びるロッカー２４が設けられている。ダッシュパネル１４とフロア１２の形成する隅縁、つまりダッシュパネル１４の下部には、左右方向に延びるダッシュクロスメンバ２６が設けられている。ダッシュクロスメンバ２６の一方の端はロッカー２４に結合され、他方の端はフロアトンネル１６の前端下部の側面に結合されている。ダッシュクロスメンバ２６は、フロアトンネル１６、ダッシュパネル１４、フロア１２およびロッカー２４と溶接等の手法により接合されてよい。フロア１２の、フロアトンネル１６とロッカー２４の間には、前後方向に延びるアンダリインホースメント２８が設けられている。アンダリインホースメント２８の前端はダッシュパネル１４まで延び、ダッシュパネル１４と結合されている。また、アンダリインホースメント２８は、ダッシュクロスメンバ２６と結合されてもよい。さらに、フロア１２の前後方向において中央部分に、左右方向に延びるフロアクロスメンバ３０が設けられている。フロアクロスメンバ３０は、一方の端がロッカー２４に結合され、他方の端がフロアトンネル１６の側面に結合されている。

フロア１２を挟んだ、アンダリインホースメント２８の下方の位置には、サイドメンバ３２が配置されている。サイドメンバ３２は、図１においてはエンジン室内の部分のみ現れており、フロア１２の下の部分は、図３によく示されている。

図３は、フロアトンネル１６を側方から視た図であり、フロアトンネル１６を良く示すためにダッシュパネル１４の一部が省略されている。図４は、図３に示すＡ－Ａ線による断面模式図である。

サイドメンバ３２は、フロア１２の下方を前後方向に延び、前端は、ダッシュパネル１４の下部の傾斜または湾曲に沿って前方かつ上方に向けて延び、エンジン室内ではほぼ水平に延びている。フロアトンネル１６の側面の、ダッシュクロスメンバ２６が結合する部分と、フロアトンネル１６の上縁の間の部分には、トンネル側面リインホースメント３４（以下、側面リインホースメントと記す。）が配置されている。側面リインホースメント３４が配置された部分では、フロアトンネル１６は、トンネル本体２０の板厚に側面リインホースメント３４の板厚が加算されて厚さが増し、高い強度となる。

側面リインホースメント３４の上縁３４ａは、フロアトンネル１６の側面上縁の近傍を、この側面上縁に沿って延びている。側面リインホースメント３４は、その上縁３４ａに隣接する部分において、フロアトンネル１６の側面、特に上部リインホースメント２２に溶接等の手法により接合されている。上部リインホースメント２２は、側面リインホースメント３４が溶接された部分よりも更に後方に延びて設けられ、例えばフロアクロスメンバ３０の手前まで延びている。側面リインホースメント３４は、ダッシュクロスメンバ２６とは接合されていないが、側面リインホースメント３４の下縁３４ｂは、フロアトンネル１６の側面の、ダッシュクロスメンバ２６が結合している部分に近接しており、ダッシュクロスメンバ２６の縁と対向している。

側面リインホースメント３４の後縁３４ｃは、前後方向において、その前端がダッシュクロスメンバ２６の後縁２６ａとほぼ同じ位置にあり、前端から後方斜め上方に向けて延びている。側面リインホースメントの後縁３４ｃは、フロアトンネル１６の側面上縁近傍まで延びている。フロアトンネル１６の側面の、側面リインホースメント３４を配置した部分は、周囲の部分よりも強度が高くなっている。また、側面リインホースメントの後縁３４ｃに沿う部分は、後方斜め上方に向けて延びる高強度部分となる。側面リインホースメントの後縁３４ｃの水平面に対する角度θは２０°以下、特に１０～２０°とすることができる。

車両が前面衝突、またはオフセット衝突したときには、衝突荷重Ｆ１がサイドメンバ３２に入力し、一部が、図２の矢印Ｆ２で示すようにアンダリインホースメント２８に伝達され、また矢印Ｆ３で示すようにダッシュクロスメンバ２６を介してフロアトンネル１６にも伝達される。ダッシュクロスメンバ２６からフロアトンネル１６に入力した衝突荷重Ｆ３は、フロアトンネル１６の側面を伝わり、特に側面リインホースメント３４によって、フロアトンネル１６の上部、特に上部リインホースメント２２に伝達される。前方からの衝突荷重Ｆ３は、側面リインホースメントの後縁３４ｃに沿うように斜め上方に向きを変更されてフロアトンネル１６の側面上縁に向けられる。フロアトンネル１６の側面上縁は、強度が高く、この部分に入力された衝突荷重Ｆ３は、更に後方に伝えられる。このように、側面リインホースメントの後縁３４ｃに沿う部分が、前方からの衝突荷重が後方斜め上方に向かうようその向きを変更してフロアトンネル１６の側面上縁に向かわせる荷重伝達構造として機能する。

フロアトンネル１６の側面に、後方斜め上方に延びるように高強度部分を設けることにより、衝突荷重Ｆ３はこの高強度部分を伝ってフロアトンネル１６の側面上縁に伝達される。この高強度部分より後方の部分、つまり側面リインホースメント３４より後方のフロアトンネル１６の側面は、トンネル本体２０のみで構成されるため板厚が薄く、強度が低くなる。前方からの衝突荷重Ｆ３の向きを変え、上方に向かわせることにより、衝突荷重Ｆ３の多くの部分をフロアトンネル１６の上面、特に上部リインホースメント２２で受けることができる。これによって、側面リインホースメント３４より後方の、板厚が薄い部分に伝わる衝突荷重を少なくし、この部分の変形およびフロアトンネル１６の変形を抑えることができる。

上述の実施形態において側面リインホースメント３４とダッシュクロスメンバ２６は直接接合されていないが、側面リインホースメント３４とダッシュクロスメンバ２６の一方または両方を互いに近づけるように延ばし、これらを直接接合してもよい。また、側面リインホースメントに替えて、上部リインホースメント２２をダッシュクロスメンバ２６が接合される部分近傍まで、またはダッシュクロスメンバ２６と接合可能となるまで延長して高強度の部分を形成するようにしてもよい。

本発明の他の態様を以下に記す。
（１）車両のフロア中央を前後に延びるフロアトンネルと、
ダッシュパネル下部を左右に延び、前記フロアトンネルの前端下部の側面に結合するダッシュクロスメンバと、
を備え、
前記フロアトンネルは、側面の、前記ダッシュクロスメンバが結合する結合部分と上縁の間の部分に、前記結合部分の後縁位置よりも後方に向けて延び、後方が上がるように傾斜している高強度部分を含む、
車両の下部車体構造。
（２）車両のフロア中央を前後に延びるフロアトンネルと、
ダッシュパネル下部を左右に延び、前記フロアトンネルの前端下部の側面に結合するダッシュクロスメンバと、
を備え、
前記フロアトンネルは、側面の、前記ダッシュクロスメンバが結合する結合部分と上縁の間の部分に配置された側面リインホースメントを含み、当該側面リインホースメントの後縁は、前記結合部分の後縁位置よりも後方に向けて延び、後方が上がるように傾斜している、
車両の下部車体構造。

１０ 下部車体構造、１２ フロア、１４ ダッシュパネル、１６ フロアトンネル、１８ （フロアの）底面、２０ トンネル本体、２２ （トンネル）上部リインホースメント、２４ ロッカー、２６ ダッシュクロスメンバ、２６ａ ダッシュクロスメンバの後縁、２８ アンダリインホースメント、３０ フロアクロスメンバ、３２ サイドメンバ、３４ （トンネル）側面リインホースメント、３４ａ 側面リインホースメントの上縁、３４ｂ 側面リインホースメントの下縁、３４ｃ 側面リインホースメントの後縁。

Claims (3)

1. 車両のフロア中央を前後に延びるフロアトンネルと、
   ダッシュパネル下部を左右に延び、前記フロアトンネルの前端下部の側面に結合するダッシュクロスメンバと、
   を備え、
   前記フロアトンネルは、側面の、前記ダッシュクロスメンバが結合する部分と上縁の間の部分に、前記ダッシュクロスメンバを介して入力した前方からの衝突荷重が後方斜め上方に向かうよう向きを変更して前記上縁に向かわせる荷重伝達構造を有し、
   前記荷重伝達構造は、前記ダッシュクロスメンバが前記フロアトンネルに結合する部分の後縁位置よりも後方に向けて延び、後方が上がるように傾斜している高強度部分を含む、
   車両の下部車体構造。
2. 請求項１に記載の車両の下部車体構造であって、前記荷重伝達構造は、前記フロアトンネル側面に配置された側面リインホースメントを含み、当該側面リインホースメントの後縁に沿う部分が前記高強度部分である、車両の下部車体構造。
3. 請求項２に記載の車両の下部車体構造であって、
   前記フロアトンネルの上部に配置され、車両前後方向に延びる上部リインホースメントを更に備え、
   前記側面リインホースメントは前記上部リインホースメントと接合している、
   車両の下部車体構造。

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