WO2013099428A1 - 車両ボディの下部構造 - Google Patents
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- B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
- B62D25/20—Floors or bottom sub-units
Definitions
- the present invention relates to a lower structure (floor support structure) of a vehicle body such as a station wagon or a minivan.
- the lower part of the vehicle body has side members and cross members.
- the side members extend in the vehicle front-rear direction on the left and right in the vehicle width direction and support the floor panel.
- the cross members extend between the side members, and a plurality of cross members are arranged in parallel in the vehicle longitudinal direction.
- the rear suspension is supported by the left and right side members. Therefore, the vibration generated when the vehicle travels on the road surface is transmitted to the side member via the rear suspension mounting portion.
- vibration is transmitted to the side members, elastic deformation of the cross members, pillars, panels, and the like occurs, and unpleasant noise can be generated in the vehicle interior.
- the conventional lower structure of the vehicle body is devised in various ways to reduce vibration during traveling or to reduce the propagation of vibration to the vehicle body (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-320341, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9). -207824, JP-A-2006-297966, JP-A-2004-352078, JP-A-2007-131148, JP-A-2005-254883, JP-A-2006-290294).
- the rigidity of the side member and each cross member is increased by reinforcing or increasing the plate thickness (Countermeasure 1).
- the vibration is suppressed by penetrating and connecting a plurality of cross members with, for example, one reinforcement under the floor (Countermeasure 4). Vibration propagation is blocked by non-straightening of the side members (Countermeasure 5).
- a plurality of cross members are coupled to each other at the center in the vehicle width direction by reinforcement (floor reinforcement) coupled to the upper surface of the floor panel.
- the present invention can increase the body rigidity to the same extent with a smaller weight increase or cost increase compared to a structure in which rigidity is individually increased by reinforcing the thickness of the side member and the cross member, or a structure in which the rigidity is increased. it can.
- the floor reinforcement is coupled to the floor panel at the top surface of the floor panel, not under the floor. For this reason, it is not necessary to lower the floor of the vehicle body, and it is not necessary to reduce the capacity of the fuel tank under the floor.
- the present invention does not cause a decrease in body rigidity (bending rigidity, torsional rigidity) as in the case of the above countermeasure 5.
- FIG. 1 is a lower structure of a vehicle body according to an embodiment of the present invention. It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. It is a phase-amplitude diagram of the 4th cross.
- FIG. 6 is a phase-amplitude diagram of the fifth cross.
- FIG. 6 is a phase-amplitude diagram of the sixth cross. It is a frequency-vibration level diagram of a side member. It is a frequency-vibration level diagram of a cross member.
- the lower structure 10 of the vehicle body 1 includes a ladder structure.
- the ladder structure has a plurality of (for example, six) cross members 13 to 18 that span between the left and right side members 11 and 12.
- the cross members 13 to 18 include a first cross 13, a second cross 14, a third cross 15, a fourth cross 16, a fifth cross 17, and a sixth cross 18 in order from the front side of the vehicle body 1.
- the floor panel 20 is coupled to the upper surfaces of the left and right side members 11 and 12 and the upper surfaces of the cross members 13 to 18.
- the side members 11 and 12 and the cross members 13 to 18 support the floor panel 20 from below.
- Rear suspension mounting portions are provided near the left and right ends of the fifth cross 17 at the rear portions of the left and right side members 11 and 12. For this reason, an excitation point P of noise (road noise) caused by friction and collision between the road surface and tires while the vehicle is running is located in the vicinity of the left and right ends of the fifth cross 17 at the rear part of the left and right side members 11 and 12.
- a pair of left and right seat rails 21 and a floor reinforcement 25 are attached to the upper surface of the floor panel 20.
- the pair of left and right seat rails 21 extend in the vehicle front-rear direction.
- the seat rails 21 are provided in parallel to each other and support the seat so as to be slidable in the longitudinal direction of the vehicle body.
- the floor reinforcement 25 has a plate thickness t of 1.0 mm.
- the floor reinforcement 25 extends in the front-rear direction between the pair of left and right seat rails 21 and is parallel to the seat rails 21.
- the floor reinforcement 25 is located approximately in the center of the fourth cross 16, the fifth cross 17, and the sixth cross 18 in the vehicle width direction (left-right direction).
- the floor reinforcement 25 extends across the fourth cross 16, the fifth cross 17 and the sixth cross 18 on the upper surface of the floor panel 20.
- the floor reinforcement 25 is coupled to the upper surface of the floor panel 20 across three cross members 16 to 18 including a fourth cross 16 on the front side of the fifth cross 17 and a sixth cross 18 on the rear side.
- the flooring 30 is laid over almost the entire top surface of the floor panel 20.
- the flooring 30 has a three-layer structure of a beadless mat 31, a carpet 32, and an upper mat 33.
- a so-called beadless mat 31 is mainly laid on the upper surface of the floor panel 20 for raising the floor surface.
- a carpet 32 is laid on the upper surface of the beadless mat 31, and an upper mat 33 is laid on the upper surface of the carpet 32.
- a flooring 30 is laid between the left and right seat rails 21.
- a dead space is formed between the seat rail 21, the floor material 30, and the floor panel 20, and the floor reinforcement 25 is located in the dead space.
- the height dimension H1 of the floor reinforcement 25 is lower than the height dimension H2 of the beadless mat 31.
- the lower structure of the present embodiment includes the left and right side members 11 and 12, the cross members 16 to 18, and the reinforcement 25.
- the reinforcement 25 extends at a position corresponding to the center in the vehicle width direction of the plurality of cross members 16 to 18 and is coupled to the upper surface of the floor panel 20. Therefore, the vibrations of the plurality of cross members 16 to 18 and the left and right side members 11 and 12 are suppressed, and noise in the passenger compartment is reduced.
- the center of the cross members 16 to 18 in the vehicle width direction is coupled to each other by the floor reinforcement 25. Therefore, vibration such as noise input from the excitation point P of the side members 11 and 12 is more efficiently suppressed.
- 3 to 5 show the amplitudes of the cross members 16 to 18 with respect to the phase.
- the solid line in the figure indicates the amplitude of the cross members 16 to 18 in the lower structure including the floor reinforcement 25.
- the broken lines in the figure indicate the amplitudes of the cross members 16 to 18 in the lower structure that does not include the floor reinforcement 25.
- the amplitude of the solid line in each of the cross members 16, 17, and 18 is much smaller than that of the broken line. Therefore, the floor reinforcement 25 reduces the amplitude of each cross member 16, 17, 18.
- FIG. 6 shows the vibration levels of the side members 11 and 12
- FIG. 7 shows the vibration levels of the cross members 16-18.
- a solid line in the figure indicates a vibration level in the lower structure including the floor reinforcement 25.
- the broken line in the figure indicates the vibration level in the lower structure that does not include the floor reinforcement 25. 6 and 7 that the floor reinforcement 25 reduces the vibration levels in the side members 11 and 12 and the cross members 16 to 18.
- the floor reinforcement 25 is coupled to the upper surface of the floor panel 20.
- the lower structure of this embodiment has the same level of increase in weight or cost as compared with a configuration in which the rigidity of these members is individually increased or reinforced by increasing the thickness of the side members and cross members.
- the body rigidity can be increased.
- the floor reinforcement 25 is provided on the upper surface of the floor panel 20 instead of the underfloor space.
- the floor reinforcement 25 is provided, for example, in a dead space on the floor. Therefore, the floor reinforcement 25 does not hinder the lowering of the vehicle body 1, and it is not necessary to reduce the capacity of the fuel tank under the floor.
- the basic structure of the lower structure of this form is adopted. Therefore, the lower structure does not cause a decrease in body rigidity (bending rigidity, torsional rigidity) that occurs in a structure having a non-straight side member (conventional measure 5). Therefore, the cost for increasing the body rigidity is unnecessary.
- the floor reinforcement 25 connects the nearest fifth cross 17 to the rear suspension attachment portion (excitation point P) of the side members 11, 12 and the fourth cross 16 and the sixth cross 18 before and after the fifth cross 17.
- the fifth cross 17 is attached to the side members 11 and 12 at the front-rear direction position corresponding to the rear suspension attachment portion. As a result, vibration during vehicle travel can be most effectively suppressed.
- the floor reinforcement 25 is located between the two seat rails 21.
- the height dimension H1 of the floor reinforcement 25 is equal to or lower than the height dimension H2 of the beadless mat 31 for raising the floor. Therefore, the floor reinforcement 25 does not protrude beyond the beadless mat 31 into the vehicle interior. This ensures a good living space in the passenger compartment and ease of getting on and off.
- the floor reinforcement 25 may connect the fifth cross 17 closest to the excitation point P of the side members 11 and 12 and the two cross members 16 and 18 before and after the fifth cross 17. Or the floor reinforcement 25 may couple
- the height dimension H1 of the floor reinforcement 25 may be equal to or less than the height dimension H2 of the beadless mat 31 as described above.
- the height dimension H1 may be a range that does not protrude beyond the upper surface of the flooring 30 (the upper surface of the upper mat 33).
- the floor reinforcement 25 only needs to be located at a location substantially corresponding to the center of the cross member in the vehicle width direction.
- the floor reinforcement 25 may be positioned approximately in the center of the cross member in the vehicle width direction as described above.
- the floor reinforcement 25 may be located at a location closer to the left side or the right side than the center of the cross member.
- the lower structure may have one floor reinforcement 25 as described above, or may have a plurality of floor reinforcements connecting a plurality of cross members on the upper surface of the floor panel.
- the floor reinforcement 25 may be parallel to the seat rail 21 as described above, or may not be parallel.
- the floor reinforcement 25 may be coupled via the floor panel 20 instead of being directly coupled to the cross member as described above.
- the floor reinforcement 25 may be directly coupled to the cross member by a fitting that penetrates the floor panel 20.
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Abstract
車両ボディ（１）の下部構造（１０）は、フロアパネル（２０）と左右のサイドメンバ（１１，１２）と複数のクロスメンバ（１６－１８）とリインフォース（２５）を有する。サイドメンバ（１１，１２）は、フロアパネル（２０）を支持する。クロスメンバ（１６－１８）は、左右のサイドメンバ（１１，１２）の間を延出してフロアパネル（２０）を支持する。リインフォース（２５）は、複数のクロスメンバ（１６－１８）の車幅方向中央に対応する位置において延出してフロアパネル（２０）の上面に結合される。
Description
本発明は、ステーションワゴン、ミニバン等の車両ボディの下部構造（フロア支持構造）に関する。
車両ボディの下部は、サイドメンバとクロスメンバを有する。サイドメンバは、車幅方向左右において車両前後方向に延出してフロアパネルを支持する。クロスメンバは、サイドメンバ間を延出し、複数のクロスメンバが車両前後方向に複数並列に配置される。左右のサイドメンバにリヤサスペンションが支持される。そのため車両が路面を走行することで生じる振動がリヤサスペンション取付部を経てサイドメンバに伝わる。サイドメンバに振動が伝わると、クロスメンバ、ピラー、パネル等の弾性変形が生じ、車室内に不快な騒音が発生し得る。このため従来の車両ボディの下部構造は、走行中の振動を低減し、あるいは車両ボディへの振動の伝播を低減するための様々な工夫がなされる（特開２００７－３２０３４１号公報、特開平９－２０７８２４号公報、特開２００６－２９７９６６号公報、特開２００４－３５２０７８号公報、特開２００７－１３１１４８号公報、特開２００５－２５４８８３号公報、特開２００６－２９０２９４号公報参照）。
例えば、サイドメンバ及び各クロスメンバを補強若しくは板厚を厚くする等してその剛性を高める（対策１）。サイドメンバ及び各クロスメンバの断面積を十分に大きくしてその剛性を高める（対策２）。床下でクロスメンバ間を繋ぐことによりそれらの振動を抑える（対策３）。床下で例えば１つのリインフォースにより複数のクロスメンバを貫通して繋ぐことによりその振動を抑制する（対策４）。サイドメンバの非ストレート化により振動伝播を遮断する（対策５）。
しかし対策１では、車両ボディを重くする問題が生じる。対策２では、床を低くすることが困難で車両空間が狭くなり使用者の車両への乗降がし難くなる。対策３では、複数のクロスメンバを繋ぐための部品により部品点数が多くなり、かつ床下部品によって設置が困難である。対策４では、リインフォースを貫通させるためにクロスメンバの断面積が小さくなってその剛性が低下する問題が生じる。対策５では、車両ボディの捩り剛性や曲げ剛性を確保するために重くなりコストアップを生じる。
従来、振動の低減を一層図り得る車両ボディの下部構造が必要とされている。
本発明の１つの特徴によると、フロアパネルの上面に結合したリインフォース（フロアリインフォース）によって複数のクロスメンバがその車幅方向の中央で相互に結合される。これにより複数のクロスメンバ及び左右のサイドメンバの振動が抑制されて車室内の騒音が低減される。
本発明は、サイドメンバ及びクロスメンバの板厚を厚くすることで剛性を個別に高めた構成、若しくは補強する構成に比べて、より小さな重量アップ若しくはコストアップで同等程度にボディ剛性を高めることができる。フロアリインフォースは、床下ではなくフロアパネルの上面においてフロアパネルに結合される。そのため車両ボディの低床化の妨げにならず、かつ床下の燃料タンクの容量等を小さくする必要もない。本発明は、上記対策５の場合のようなボディ剛性（曲げ剛性、捩り剛性）の低下を招かない。
本発明の実施形態を図１～図８に基づいて説明する。図１に示すように本実施形態に係る車両ボディ１の下部構造１０は、ラダー構造を備える。ラダー構造は、左右のサイドメンバ１１，１２間を掛け渡す複数（例えば６本）のクロスメンバ１３～１８を有する。クロスメンバ１３～１８は、車両ボディ１の前側から順に１番クロス１３、２番クロス１４、３番クロス１５、４番クロス１６、５番クロス１７及び６番クロス１８を含む。
左右のサイドメンバ１１，１２の上面と各クロスメンバ１３～１８の上面にフロアパネル２０が結合される。サイドメンバ１１，１２とクロスメンバ１３～１８は、下側からフロアパネル２０を支持する。左右のサイドメンバ１１，１２の後部で５番クロス１７の左右両端部付近においてリヤサスペンションの取付部が設けられる。このため車両走行中に路面とタイヤの摩擦・衝突によって起こる騒音（ロードノイズ）の加振点Ｐが左右のサイドメンバ１１，１２の後部で５番クロス１７の左右両端部付近において位置する。
フロアパネル２０の上面に左右一対のシートレール２１とフロアリインフォース２５が取付けられる。左右一対のシートレール２１は、車両前後方向に延出する。シートレール２１は、相互に平行に設けられてシートを車体前後方向にスライド可能に支持する。フロアリインフォース２５は、板厚ｔが１．０ｍｍである。フロアリインフォース２５は、左右一対のシートレール２１の間において前後方向に延出し、シートレール２１に平行である。フロアリインフォース２５は、４番クロス１６と５番クロス１７と６番クロス１８の車幅方向（左右方向）のほぼ中央に位置する。フロアリインフォース２５は、フロアパネル２０の上面において４番クロス１６と５番クロス１７と６番クロス１８に跨って延出する。
５番クロス１７の左右両端部付近には、騒音の加振点Ｐが存在する。そのため５番クロス１７は、騒音の加振点Ｐに最も近い。フロアリインフォース２５は、５番クロス１７の前側の４番クロス１６と後ろ側の６番クロス１８の３本のクロスメンバ１６～１８に跨ってフロアパネル２０の上面に結合される。
図２に示すように床材３０がフロアパネル２０の上面のほぼ全体にわたって敷設される。床材３０は、ビードレスマット３１とカーペット３２と上マット３３の３層構造を有する。フロアパネル２０の上面に、主として床面嵩上げ用のいわゆるビードレスマット３１が敷設される。ビードレスマット３１の上面にカーペット３２が敷設され、カーペット３２の上面に上マット３３が敷設される。
左右のシートレール２１間に床材３０が敷設される。シートレール２１と床材３０とフロアパネル２０の間にデッドスペースが形成され、デッドスペースにフロアリインフォース２５が位置する。フロアリインフォース２５の高さ寸法Ｈ１は、ビードレスマット３１の高さ寸法Ｈ２よりも低い。
以上のように本実施形態の下部構造は、左右のサイドメンバ１１，１２とクロスメンバ１６～１８とリインフォース２５を有する。リインフォース２５は、複数のクロスメンバ１６～１８の車幅方向中央に対応する位置において延出してフロアパネル２０の上面に結合される。そのため複数のクロスメンバ１６～１８及び左右のサイドメンバ１１，１２の振動が抑制されて車室内の騒音が低減される。しかもフロアリインフォース２５によってクロスメンバ１６～１８の車幅方向ほぼ中央が相互に結合される。そのためサイドメンバ１１，１２の加振点Ｐから入力された騒音等の振動がより効率よく抑制される。
図３～５は、クロスメンバ１６～１８の位相に対する振幅を示す。図中実線は、フロアリインフォース２５を備える下部構造におけるクロスメンバ１６～１８の振幅を示す。図中破線は、フロアリインフォース２５を備えない下部構造におけるクロスメンバ１６～１８の振幅を示す。各クロスメンバ１６，１７，１８における実線の振幅の大きさは、何れも破線に比べて非常に小さい。したがってフロアリインフォース２５によって各クロスメンバ１６，１７，１８の振幅が低減される。
図６は、サイドメンバ１１，１２の振動レベルを示し、図７は、クロスメンバ１６～１８の振動レベルを示す。図中実線は、フロアリインフォース２５を備える下部構造における振動レベルを示す。図中破線は、フロアリインフォース２５を備えない下部構造における振動レベルを示す。図６，７からフロアリインフォース２５によってサイドメンバ１１，１２とクロスメンバ１６～１８における振動レベルが低減されることがわかる。
フロアリインフォース２５は、フロアパネル２０の上面に結合される。そのためサイドメンバ及びクロスメンバの板厚を厚くする等してこれらの剛性を個別に高める構成、若しくは補強する構成に比して、本形態の下部構造は、より小さな重量アップ若しくはコストアップで同等程度にボディ剛性を高めることができる。フロアリインフォース２５は、床下スペースではなくフロアパネル２０の上面に設けられる。フロアリインフォース２５は、床上の例えばデッドスペースに設けられる。そのためフロアリインフォース２５は、車両ボディ１の低床化の妨げにならず、かつ床下の燃料タンクの容量等を小さくする必要もない。
本形態の下部構造は、基本的なラダー構造を採用する。そのため下部構造は、非ストレートのサイドメンバを有する構造（従来の対策５）において生じるボディ剛性（曲げ剛性、捩り剛性）の低下を招くことがない。従ってボディ剛性を高めるためのコストが不要である。
フロアリインフォース２５は、サイドメンバ１１，１２のリヤサスペンション取付部（加振点Ｐ）に直近の５番クロス１７と、５番クロス１７の前後の４番クロス１６と６番クロス１８を結合する。５番クロス１７は、リヤサスペンション取付部に対応する前後方向位置にてサイドメンバ１１，１２に取付けられる。そのため車両走行中による振動を最も効率よく抑制できる。
フロアリインフォース２５は、２本のシートレール２１間に位置する。フロアリインフォース２５の高さ寸法Ｈ１は、フロア嵩上げ用のビードレスマット３１の高さ寸法Ｈ２と同等若しくはこれよりも低い。したがってフロアリインフォース２５は、ビードレスマット３１を超えて車室内へ出っ張らない。これにより車室内の良好な居住スペース及び乗降性が確保される。
本発明の形態を上記構造を参照して説明したが、本発明の目的を逸脱せずに多くの交代、改良、変更が可能であることは当業者であれば明らかである。したがって本発明の形態は、添付された請求項の精神と目的を逸脱しない全ての交代、改良、変更を含み得る。例えば本発明の形態は、前記特別な構造に限定されず、下記のように変更が可能である。
フロアリインフォース２５は、上述するようにサイドメンバ１１，１２の加振点Ｐに最も近い５番クロス１７及び５番クロス１７の前後２本のクロスメンバ１６，１８を結合しても良い。あるいはフロアリインフォース２５は、より多くのクロスメンバを結合しても良い。あるいはフロアリインフォース２５は、５番クロス１７と５番クロス１７の前側の４番クロス１６のみを結合しても良い。あるいはフロアリインフォース２５は、５番クロス１７と５番クロス１７の後ろ側の６番クロス１８の２本のみを結合しても良い。あるいはフロアリインフォース２５は、加振点Ｐに最も近いクロスメンバを除く複数のクロスメンバを結合しても良い。
フロアリインフォース２５の高さ寸法Ｈ１は、上述するようにビードレスマット３１の高さ寸法Ｈ２以下でも良い。あるいは高さ寸法Ｈ１は、床材３０の上面（上マット３３の上面）を超えて出っ張らない範囲でも良い。
フロアリインフォース２５は、実質的にクロスメンバの車幅方向中央に対応する場所に位置していれば良い。例えばフロアリインフォース２５は、上述するようにクロスメンバの車幅方向ほぼ中央に位置しても良い。あるいはフロアリインフォース２５は、クロスメンバの中央よりも左側若しくは右側へ寄った場所に位置しても良い。
下部構造は、上述するように１本のフロアリインフォース２５を有していても良いし、フロアパネルの上面において複数のクロスメンバを結合する複数のフロアリインフォースを有していても良い。
フロアリインフォース２５は、上述するようにシートレール２１に平行でも良いし、平行でなくても良い。
フロアリインフォース２５は、上述するように直接クロスメンバに結合されず、フロアパネル２０を介して結合されても良い。あるいはフロアリインフォース２５は、フロアパネル２０を貫通する取付具によってクロスメンバにも直接結合されても良い。
Claims (4)
- 車両ボディの下部構造であって、
フロアパネルと、
前記フロアパネルを支持する左右のサイドメンバと、
前記左右のサイドメンバの間を延出して前記フロアパネルを支持する複数のクロスメンバと、
前記複数のクロスメンバの車幅方向中央に対応する位置において延出して前記フロアパネルの上面に結合されるリインフォースを有する車両ボディの下部構造。 - 請求項１に記載の車両ボディの下部構造であって、
前記複数のクロスメンバは、前記フロアパネルを介して前記リインフォースに結合される車両ボディの下部構造。 - 請求項１または２に記載の車両ボディの下部構造であって、
前記サイドメンバは、リヤサスペンションが取付けられるリヤサスペンション取付部を有し、
前記複数のクロスメンバの少なくとも１つは、前記リヤサスペンション取付部に対応する前後方向位置にて前記サイドメンバに取付けられる車両ボディの下部構造。 - 請求項１～３のいずれか１つに記載の車両ボディの下部構造であって、さらに
前記フロアパネル上に敷設されるフロア嵩上げ用のビードレスマットと、
相互に平行に設けられてシートを車体前後方向にスライド可能に支持する複数のシートレールを有し、
前記リインフォースは、前記複数のシートレール間に設けられ、かつ前記ビードレスマットと同等若しくはこれよりも低い高さ寸法を有する車両ボディの下部構造。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12861216 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12861216 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |