JPH10264846A - 車両の下部車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 急激な旋回状態で最も荷重が入力されるフロ
ントサイドフレームの上下変動を押さえることにより、
車体の曲げ剛性及び捩り剛性の向上を行ない、オープン
カーにも対応できる程度に車体の曲げ剛性及び捩り剛性
を向上する。 【解決手段】 フロントサスペンションを支持する両サ
イドフレーム５、５のフロント部５ａ、５ａ同士を、後
方で連結するダッシュクロスメンバ６に対して、トンネ
ルトップフレーム８の前端に位置する所定間隔をあけた
複数の連結フレーム部８ａ、８ａで結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の下部車体構
造に関し、車体の曲げ剛性及び捩り剛性を向上させる技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より車両の下部車体構造を示したも
のとして、例えば実開平３−１２６７７８号公報に記載
されたものが知られている。このものでは、ダッシュパ
ネルのエンジンルーム側にダッシュクロスメンバ部材を
設けてその両端を両側のサイドフレームに結合すること
で、上記ダッシュパネル近傍の強度を確保できるように
なされている。

【０００３】また、上記ダッシュクロスメンバ部材の車
幅方向中央部分を後方に延設し、その延設部で、車室側
のフロアパネルのトンネル部内を仕切って閉断面形状を
形成することで、トンネル部の強度を高め、このトンネ
ル部で正面からの衝突荷重を吸収してサイドフレームに
かかる衝撃荷重の負担を軽減できるようになされてい
る。

【０００４】さらに、上記トンネル部の上には、延設部
の後端に上下に重なる位置から、フロアパネル上に車幅
方向に延びかつトンネル部を跨ぐように設けられたクロ
スメンバの位置に至る範囲にトンネルレインホースメン
ト（フレーム部材）を設け、このトンネルレインホース
メントとトンネル部との間に閉断面を形成することで、
上記トンネル部による衝突荷重の吸収能力を大きくする
ようになされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、例えばオープンカーにも対応させることを考
えた場合には、十分な車体の曲げ剛性及び捩り剛性が得
られるとはいい難く、したがって、未だ改良の余地があ
る。

【０００６】すなわち、モノコックボディの場合、ルー
フを含めた車体全体で卵の殻の様な働きにより車体の曲
げ剛性及び捩り剛性を得ているが、オープンカーではこ
の殻の一部が欠けた状態になるため、このような車両前
部の衝突荷重の吸収能力を上げるだけでは不十分であっ
た。

【０００７】また車体の曲げ剛性及び捩り剛性の低下が
一番顕著に感じられのは急激な旋回時であるが、この旋
回時最も荷重が入力されるにはフロントサスペンション
を支持しているフロントサイドフレームである。このサ
イドフレームの上下変動を押さえることにより、車体の
曲げ剛性及び捩り剛性の向上が行えるが、上記従来技術
では、十分に上下変動を押さえることができなかった。

【０００８】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その主な目的は、フロントサイドフレームの上下
変動を有効に押さえることにより、オープンカーにも対
応できる程度に車体の曲げ剛性及び捩り剛性をさらに向
上できるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的のために、請求
項１の発明では、車室の床面を形成するように設けられ
たフロアパネルと、該フロアパネルの車両前後方向の前
端上方位置に車幅方向に延びるように設けられたカウル
ボックスと、上記フロアパネル及びカウルボックスを互
いに接続するように設けられ、上端が該カウルボックス
に接合され、下端が該フロアパネルに接合されるダッシ
ュパネルと、該ダッシュパネルの車幅方向中央から後方
に向かって延びるようにフロアパネル上に設けられたト
ンネル部と、車両前後方向に延びかつ車幅方向に並ぶよ
うに設けられた両側１対のサイドフレームとを備えた車
両の下部車体構造が前提であって、上記ダッシュパネル
に沿ってトンネル部を跨ぐように設けられ、上記両サイ
ドフレームの車室前方に位置するフロント部同士を連結
するとともに、該ダッシュパネルと協働して閉断面を形
成するダッシュクロスメンバ部材と、上記トンネル部に
沿って車両前後方向に延びるように設けられ、該トンネ
ル部の上面壁と協働して閉断面を形成するトンネルフレ
ーム部材とを備え、上記トンネルフレーム部材の前端は
車幅方向に分割された複数の連結フレーム部で構成さ
れ、上記ダッシュクロスメンバ部材に対して車幅方向中
央に所定間隔を開けて結合されているものである。

【００１０】上記の構成において、サイドフレームのフ
ロント部同士を連結するダッシュクロスメンバ部材をト
ンネルフレーム部材の複数の連結フレーム部で車幅方向
中央で所定間隔を開けて結合するため、連結フレーム部
とトンネル部上面壁と協働して形成される閉断面が、複
数車幅に所定間隔を開けて結合され、ダッシュクロスメ
ンバ部材の両端の上下方向の動きが規制される。これに
より、サイドフレームのフロント部の上下変動を押さえ
ることができ、車体の曲げ剛性及び捩り剛性を大幅に向
上することができる。

【００１１】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記トンネルフレーム部材の中央部が上記トンネ
ル部の上面壁と協働して１つの閉断面を形成する本体フ
レーム部として構成され、上記前端の連結フレーム部は
後方に行くに従い、上記間隔が狭まり、該本体フレーム
部と合流するものである。

【００１２】上記の構成において、連結フレーム部が後
方に行くに従い、間隔が狭まり、本体フレーム部と合流
するため、トンネルフレーム部材の前端が車幅方向に分
割された複数の連結フレーム部で構成されたとしても、
確実に衝突荷重をトンネル部に伝達することができ、衝
突荷重の吸収能力を上げることができる。

【００１３】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、所定間隔をあけて結合される上記連結フレーム部
の間に車載装備品を配置したものである。上記の構成に
おいて、トンネルフレーム部材をトンネル部に設けるこ
とにより車室内方への突出量が増加しても、連結フレー
ム部の間にはトンネルフレーム部材がないため、カウル
ボックスとトンネル部との間のスペースが広がるため、
有効にこのスペースを利用して車載装備品を配置するこ
とができ、インストルメントパネル内の装備品のレイア
ウト自由度を高められる。

【００１４】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
いて、上記車載装備品が空調装置であるものである。上
記の構成において、インストルメントパネル内の車載装
備品の中で最もスペースをとる空調装置を有効にレイア
ウトすることにより、その他の車載装備品のレイアウト
自由度も大幅に高められる。また、連結フレーム部材、
トンネル部、カウルボックスに囲まれた空間にレイアウ
トされることにより、重量物である空調装置の支持剛性
も高められる。

【００１５】請求項５の発明では、請求項１の発明にお
いて、さらに上記フロアパネルの後方で車幅方向に延び
るように設けられ、上記両サイドフレームの車室後方に
位置するリヤ部同士を連結するリヤクロスメンバ部材を
備え、上記トンネルフレーム部材の後端側が、該リヤク
ロスメンバ部材の車幅方向中央に結合されているもので
ある。

【００１６】上記の構成において、トンネルフレーム部
材がフロントクロスメンバ部材と、リアクロスメンバ部
材とを連結するように構成されるため、車体中央部にバ
ックボーンフレームが形成され、モノコックボディであ
りながら、バックボーンフレーム構造の車体剛性を得る
ことができる。従って、オープンカーにも対応できる程
度に車体の曲げ剛性及び捩り剛性を充分に得ることがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の実施例に係る車両
の下部車体構造の全体構成を模式的に示している。同図
において、１は車室の床面を形成するフロアパネルであ
り、このフロアパネル１の車両前後方向の前端上方位置
には、図２に示すように、車幅方向に延びるように設け
られたカウルボックス２が配置されている。また、これ
らフロアパネル１及びカウルボックス２間には、両者を
互いに接続するように設けられていて上端フランジ３ａ
が該カウルボックス２の底壁に接合されてなるダッシュ
パネル３が配置されている。さらに、それらダッシュパ
ネル３及びフロアパネル１の車幅方向中央には、上方に
隆起しかつ下面が開口された断面逆凹字状のトンネル部
４が車両前後方向に延びるように設けられている。ま
た、上記フロアパネル１の下面側には、車両前後方向に
延びかつ車幅方向に並ぶように設けられた両側１対のサ
イドフレーム５，５が配置されている。

【００１８】そして、上記ダッシュパネル３の側には、
上記両サイドフレーム５，５のフロント部５ａ，５ａ同
士を連結するとともに、ダッシュパネル３と協働して閉
断面を形成するダッシュクロスメンバ６が、ダッシュパ
ネル３に沿ってトンネル部４を跨ぐように設けられてい
る。一方、車室後方の位置では、サイドフレーム５，５
のリヤ部５ｂ，５ｂ同士をその前側において連結する前
側リヤクロスメンバ７が車幅方向に延びるように設けら
れている。さらに、上記トンネル部４上には、このトン
ネル部４と協働して閉断面を形成するトンネルフレーム
としてのトンネルトップフレーム８が車両前後方向に延
びるように設けられている。

【００１９】このトンネルトップフレーム８の前端は上
記ダッシュクロスメンバ６の車幅方向中央に、車幅方向
に所定間隔をあけて分割された２つの連結フレーム部８
ａ、８ａを介して連結され、中央部はこの連結フレーム
部を合流させ本体フレーム部８ｂとして構成し、後端は
トンネルトップリアフレーム８ｃを介して上記リアクロ
スメンバ７の車幅方向中央に連結されている。

【００２０】具体的には、上記ダッシュパネル３は、図
４にも示すように、車室床面の前端近傍において前側に
向かって水平に延びるフロア部３ｂと、このフロア部か
ら前側に向かって斜め上方に延びる傾斜部３ｃと、この
傾斜部から略上方に向かって延びる縦壁部３ｄとからな
っており、フロア部３ｂの後端でフロアパネル１の前端
に接合されている一方、上記上端フランジ３ａは縦壁部
３ｄの上端に設けられていて、前側に向かって屈曲した
形状に形成されている。そして、上記トンネル部４は、
フロアパネル１からダッシュパネル３のフロア部３ｂ及
び傾斜部３ｃに亘り、例えばフロアパネル１及びダッシ
ュパネル３とは別のパネル部材を用いて下方に開口され
た断面逆凹字状に設けられている。その際に、トンネル
部４の前端側は断面形状が大きくされていて、この内部
にエンジンＥが配置されるようになっている。

【００２１】上記トンネルトップフレーム８は、図２に
示すように、前端では２つの連結フレーム部８ａからな
り、各々下方に向かって開放された断面逆凹字状をなし
ており、トンネル部４の両端に上方から覆う状態でフレ
ーム部８の両側壁の下端がトンネル部４の上面壁４ａに
接合される。これにより、トンネル部４の上面壁４ａと
協働してトンネル部４の両端に閉断面８Ａ，８Ｂを形成
している。さらに図３に示すように、中央部では１つの
本体フレーム部８ｂからなり、連結フレーム部８ａと同
様に下方に向かって開放された断面逆凹字状をなして、
トンネル部４の上面壁４ａに上方から覆う状態で本体フ
レーム部８ｂの両側壁の下端がトンネル部４の上面壁４
ａに接合される。これにより、中央部でもトンネル部４
の上面壁４ａと協働してトンネル部４の上方に閉断面８
Ｃを形成する。後端においても図示しないものの、図３
同様、トンネルトップリアフレーム８ｃとトンネル部４
の上面壁４ａと協働してトンネル部４の上方に閉断面を
形成する。

【００２２】図２において、Ｓは後輪２２に駆動力を伝
達するプロペラシャフト、Ｐはエンジンからの排気を後
方のマフラー（図示せず）に送る排気管である。こうし
た部品はトンネル部４が下方に開口しているため、車体
下方から容易に組み立てることができる。

【００２３】つまり、本実施例では、上記トンネルトッ
プフレーム８をトンネル部４の上に配置することで、い
わばハイマウントバックボーンフレーム構造を形成して
いる。すなわちモノコックボディでありながら、曲げと
捩りに対して剛性の高いバックボーンフレームのメリッ
トを得つつ、従来のバックボーンフレーム構造では問題
であった駆動系、排気系の組み立て作業について、トン
ネル部４において下方を開口した形状となっているた
め、悪化することはない構造となっている。

【００２４】なお、上記サイドフレーム５，５は、前輪
２１及び後輪２２の近傍位置でそれぞれキックアップし
ており、その前側のキックアップ部から前方に位置する
フロント部５ａ，５ａ、及びリヤ側のキックアップ部か
ら後方に位置するリヤ部５ｂ，５ｂはそれぞれ水平方向
にストレートに延びている。また、フロアパネル１の両
側縁には、各々、車両前後方向に延びるように設けられ
た１対のサイドシル１９，１９が配置されており、各サ
イドシル１９の前後両端は、各々のサイドフレーム５に
結合されている。また、図１の２０は、フロアパネル１
上に車幅方向に延びるように設けられていて、サイドシ
ル１９，１９、サイドフレーム５，５及びトンネルトッ
プフレーム８を連結するセンタクロスメンバである。

【００２５】上記ダッシュクロスメンバ６は、図５〜図
７に示すように、各々、上記ダッシュパネル３のエンジ
ンルーム側に配置されていて各々のサイドフレーム５に
結合されてなる両側１対の室外側メンバ６ａ，６ａと、
ダッシュパネル３の車室側に配置されていて上記室外側
メンバ６ａ，６ａ同士を連結する室内側メンバ６ｂとか
らなっている。つまり、上記各室外側メンバ６ａは、ト
ンネル部４の側壁に沿って上方中央に向かって円弧状に
延びるように設けられ、ダッシュパネル３に対面する部
分は後方に向かって、またサイドフレーム５のフロント
部５ａ基端に対面される部分は下方に向かってそれぞれ
開放された形状をなしている。そして、周縁には、ダッ
シュパネル３の縦壁部に接合されるフランジ６ａ1 及び
フロント部５ａ基端に接合されるフランジ６ａ2 が共に
外向きに形成されている。また、トンネル部４の前端開
口の内壁面に接合される部分は屈曲せずに略ストレート
な断面形状をなしている。

【００２６】一方、上記室内側メンバ６ｂは、フロント
面側及び下面側が共に開放された筐体状をなしていて、
その周縁には外向きフランジが周設されている。そし
て、図８にも示すように、上記フロント面側がダッシュ
パネル３の縦壁部に、また下面側がトンネル部４の上面
壁４ａにそれぞれ接合されている。

【００２７】なお、図２において、運転席側である右側
に設けられる貫通孔２３は、ダッシュパネル３に図外の
ステアリングホイールのシャフトを挿通するためのもの
である。

【００２８】図２に示すように、上記カウルボックス２
の下方には、車幅方向の中間部から助手席側（同図の左
側）の部分にかけて、車両空調装置のヒータユニット２
４、クーラユニット２５及びブロワ２６が順に配置され
ている。このうちヒータユニット２４の下端部は、２つ
の連結フレーム部８ａ、８ａの間に位置するように配置
され、これにより、図８に示すように上下方向にスペー
スを持つヒータユニット２４をカウルボックス２の下方
のスペースに有効に配置することができる。すなわち、
所定間隔をあけて配置された連結フレーム部の間を有効
活用することにより、空調装置であるヒータユニット２
４をレイアウトできるためインストルメントパネル内の
装備品のレイアウト自由度を高められる。もちろんこの
スペースには空調装置以外の車載装備品である音響ユニ
ットや情報処理ユニットなどを配置してもよい。また、
このスペースはトンネル部上面壁４ａと連結フレーム部
８ａ，８ａとカウルボックス２とにより囲まれているた
め、重量物であるヒータユニット２４を確実に支持する
ことができる。

【００２９】すなわち、本実施例によれば、図９の模式
図に示すように、旋回時等にダッシュクロスメンバ６の
両端にサイドフレーム５，５のフロント部５ａ、５ａか
ら大きな荷重が入力される。この時所定間隔をあけて配
置される、各々閉断面８Ａ、８Ｂを形成する連結フレー
ム部８ａ、８ａによってダッシュクロスメンバ６が支持
されるため、ダッシュクロスメンバ６の上下方向の変位
（上下の矢印）を少なくすることができる。このため、
急旋回時等によりフロントサスペンション（図示せず）
から大きな荷重が入力され、サイドフレームのフロント
部５ａが大きく変位しようとしたとしても、有効にこの
変位が押さえられるため、車両の曲げ剛性及び捩り剛性
を大幅に向上させることができ、オープンカーにも十分
に対応できるようになる。

【００３０】また図１０にも示すように、連結フレーム
部８ａ、８ａは後方に行くに従い、間隔を狭め、中央部
においては、本体フレーム部８ｂに合流するため、車両
の前面衝突時の衝突荷重についても、確実にトンネルト
ップフレーム８に入力させることができるので、正面衝
突に対する性能も向上させることができる。

【００３１】さらに、車両の後面衝突時には、その衝突
荷重を、両側１対のサイドフレーム５，５だけでなく、
ダイアゴナルメンバ１０，１０及び前側リヤクロスメン
バ７を介してトンネルトップフレーム８にも入力させる
ことができるので、上記衝突荷重を効率よく分散でき、
その分だけ後面衝突に対する性能を向上させることがで
きる。

【００３２】上記下部車体構造のリヤ部においては、前
後２つのリヤクロスメンバ７，１１及びその両クロスメ
ンバ７，１１間のダイアゴナルメンバ１０，１０に、ダ
イアゴナルタワー１４と、両側１対のタンククロスメン
バ１５，１５と、これらタワー１４及びタンククロスメ
ンバ１５，１５を上記ダイアゴナルメンバ１０，１０の
上方位置で前後に連結するアッパダイアゴナルメンバ１
６，１６とを加えて強固な枠体構造を形成するようにし
ているので、リヤ部の曲げ剛性を大幅に向上させること
ができ、よって、下部車体構造全体としての曲げ剛性も
向上させることができる。また、上記タンククロスメン
バ１５，１５及びアッパダイアゴナルメンバ１６，１６
を各クロスメンバ７，１１，１２，１３に対し斜めに結
合させているので、上記枠体構造は優れた捩り剛性も発
揮でき、よって、下部車体構造全体としての捩り剛性の
向上にも寄与することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、サイドフレームの車室前方に位置するフロント
部同士を連結するダッシュクロスメンバ部材をトンネル
フレーム部材の複数の連結フレーム部で車幅方向中央に
所定間隔を開けて結合するため、連結フレーム部とトン
ネル部上面壁と協働して形成される閉断面が、複数車幅
に所定間隔を開けて結合され、ダッシュクロスメンバ部
材の両端の上下方向の動きが規制される。これにより、
サイドフレームのフロント部の上下変動を押さえること
ができ、急旋回時等によりフロントサスペンションから
大きな荷重が入力され、サイドフレームのフロント部が
大きく変位しようとしたとしても、有効にこの変位を押
さえることができるため、車両の曲げ剛性及び捩り剛性
を大幅に向上させることができ、オープンカーにも十分
に対応できる車体構造を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る車両の下部車体構造を模
式的に示す斜視図である。

【図２】図１のＡ面を車両後方からみた車室前端部の要
部を示す正面図である。

【図３】図１のＢ面の要部を示す断面図である。

【図４】トンネル部の前端近傍部分を示す斜視図であ
る。

【図５】ダッシュクロスメンバの要部を示す分解斜視図
である。

【図６】ダッシュクロスメンバの要部を示す横断平面図
である。

【図７】図６のVII −VII 線断面図である。

【図８】図２のVIII−VIII線断面図である。

【図９】ダッシュクロスメンバに対する荷重入力を模式
的に示した正面図である。

【図１０】正面及び後面衝突時の荷重入力を模式的に示
す平面図である。

【符号の説明】

１ フロアパネル ２ カウルボックス ３ ダッシュパネル ４ トンネル部 ５ サイドメンバ ５ａ フロント部 ５ｂ リヤ部 ６ ダッシュクロスメンバ ７ 前側リヤクロスメンバ ８ トンネルトップフレーム（トンネルフレーム） ８ａ 連結フレーム部 ８ｂ 本体フレーム部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室の床面を形成するように設けられた
   フロアパネルと、該フロアパネルの車両前後方向の前端
   上方位置に車幅方向に延びるように設けられたカウルボ
   ックスと、上記フロアパネル及びカウルボックスを互い
   に接続するように設けられ、上端が該カウルボックスに
   接合され、下端が該フロアパネルに接合されるダッシュ
   パネルと、該ダッシュパネルの車幅方向中央から後方に
   向かって延びるようにフロアパネル上に設けられたトン
   ネル部と、車両前後方向に延びかつ車幅方向に並ぶよう
   に設けられた両側１対のサイドフレームとを備えた車両
   の下部車体構造であって、 上記ダッシュパネルに沿ってトンネル部を跨ぐように設
   けられ、上記両サイドフレームの車室前方に位置するフ
   ロント部同士を連結するとともに、該ダッシュパネルと
   協働して閉断面を形成するダッシュクロスメンバ部材
   と、 上記トンネル部に沿って車両前後方向に延びるように設
   けられ、該トンネル部の上面壁と協働して閉断面を形成
   するトンネルフレーム部材とを備え、 上記トンネルフレーム部材の前端は車幅方向に分割され
   た複数の連結フレーム部で構成され、上記ダッシュクロ
   スメンバ部材に対して車幅方向中央に所定間隔を開けて
   結合されることを特徴とする車両の下部車体構造。
2. 【請求項２】 上記トンネルフレーム部材の中央部は上
   記トンネル部の上面壁と協働して１つの閉断面を形成す
   る本体フレーム部として構成され、上記前端の連結フレ
   ーム部は後方に行くに従い、上記間隔が狭まり該本体フ
   レーム部と合流することを特徴とする請求項１の車両の
   下部車体構造。
3. 【請求項３】 所定間隔をあけて結合される上記連結フ
   レーム部の間に車載装備品を配置したことを特徴とする
   請求項１の車両の下部車体構造。
4. 【請求項４】 上記車載装備品が空調装置であることを
   特徴とする請求項３の車両の下部車体構造。
5. 【請求項５】 上記フロアパネルの後方で車幅方向に延
   びるように設けられ、上記両サイドフレームの車室後方
   に位置するリヤ部同士を連結するリヤクロスメンバ部材
   を備え、 上記トンネルフレーム部材の後端側が、該リヤクロスメ
   ンバ部材の車幅方向中央に結合されていることを特徴と
   する請求項１の車両の下部車体構造。