(57)【要約】【課題】前突荷重若しくは後突荷重をサイドシルとトンネルフレームとに分散して伝達することを可能にするとともに、フロントサイドフレームの後部やリヤサイドフレームの前部での応力集中を回避することを可能にする。【解決手段】左右のフロントサイドフレーム１３，１４の後部から左右のアウトリガーを介してそれぞれ接続される左右のサイドシル１７，１８と、左右のフロントサイドフレーム１３，１４の後部から左右のブレースを介して接続される車体中央のトンネルフレーム２３と、これらの左右のフロントサイドフレーム１３，１４、左右の前アウトリガー１５，１６、左右の前ブレース２１，２２、トンネルフレーム２３に接続されるフロアパネル３６とを備えた車両の車体下部構造１０であって、フロアパネル３６に、菱形状のビード４１が形成され、菱形状のビード４１の４つの角部の内の一つの角部をフロントサイドフレーム１３の後部に指向させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延ばされた左右のフロントサイドフレームと、これらの左右のフロントサイドフレームの後部から左右のアウトリガーを介してそれぞれ接続される左右のサイドシルと、左右のフロントサイドフレームの後部から左右のブレースを介して接続される車体中央のトンネルフレームと、これらの左右のフロントサイドフレーム、左右のアウトリガー、左右のブレース、トンネルフレームに接続されるフロアパネルとを備えた車両の車体下部構造であって、
前記フロアパネルは、菱形状のビードが形成され、
前記菱形状のビードの４つの角部の内の一つの角部を前記フロントサイドフレームの後部に指向させたことを特徴とする車両の車体下部構造。
【請求項２】
前記左右のアウトリガーは、車体後方に向かうに連れて外方に指向させるとともに、前記左右のブレースは、車体後方に向かうに連れて内方に指向させたことを特徴とする請求項１記載の車両の車体下部構造。
【請求項３】
前記菱形状のビードは、相似形の複数の菱形状のビード群で構成され、前記フロアパネルは、前記菱形状のビードが車体前後方向に沿って複数配置されたことを特徴とする請求項１記載の車両の車体下部構造。
【請求項４】
前記左右のサイドシルの後部にそれぞれ左右の後アウトリガーを介して左右のリヤサイドフレームが接続されるとともに、前記トンネルフレームにそれぞれ左右の後ブレースを介して前記左右のリヤサイドフレームが接続され、
前記左右の後アウトリガーは、車体前方に向かうに連れて外方に指向させるとともに、前記左右の後ブレースは、車体前方に向かうに連れて内方に指向させたことを特徴とする請求項１記載の車両の車体下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車体下部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の車体下部構造として、車体前後方向に延ばした左右のサイドシルと、車体前後方向に延ばした中央のトンネルフレームと、これらのサイドシル及びトンネルフレームに渡したフロアパネルとを備えたものが知られている。
この種の車両の車体下部構造は、車種によって所定の強度を保てるように設計がなされるものであった。
このような、車両の車体下部構造として、フロアパネルに補強ビードが設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１の車両の車体下部構造は、左右一対のサイドシルと、これらのサイドシル間に架設された前後一対のクロスメンバと、これらのサイドシル及びクロスメンバにより囲まれるフロアパネルとを備えたものである。さらに、フロアパネルに、サイドシルとクロスメンバとの交差する部位を中心とする同心円弧状のビードが形成される。
【０００４】
しかし、特許文献１の車両の車体下部構造は、フロアパネルに、サイドシルとクロスメンバとの交差する部位を中心とする同心円弧状のビードを形成するために、側方からサイドシルに作用する荷重は、同心円弧状のビードを経由してフロアトンネルに伝達することはできる。しかし、サイドシルとクロスメンバとの交差する部位を中心とする同心円弧状のビードなので、フロントサイドフレームから作用する前突荷重の伝達方向がトンネルフレームに指向するので、前突荷重をサイドシルとトンネルフレームとに分散しにくい。
【０００５】
特許文献１の車両の車体下部構造では、同心円弧状のビードを形成するために、プレス金型の製作時間がかかるということもある。また、同心円弧状のビードをフロアパネルに形成した場合には、車両の走行中にフロアパネル下の気流に乱れが発生し、空気抵抗が増す恐れもある。従って、車両の燃費が悪化する欠点がある。
さらには、このような車両の車体下部構造において、車体の底床化を推進したいものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９８０７６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前突荷重若しくは後突荷重をサイドシルとトンネルフレームとに分散して伝達することができるとともに、フロントサイドフレームの後部やリヤサイドフレームの前部での応力集中を回避することができる車両の車体下部構造を提供することを課題とする。
さらに、車両の車体下部構造の作りやすさの改善、車体の空気抵抗の低減、若しくは車体の底床化をすることができる車両の車体下部構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、車体前後方向に延ばされた左右のフロントサイドフレームと、これらの左右のフロントサイドフレームの後部から左右のアウトリガーを介してそれぞれ接続される左右のサイドシルと、左右のフロントサイドフレームの後部から左右のブレースを介して接続される車体中央のトンネルフレームと、これらの左右のフロントサイドフレーム、左右のアウトリガー、左右のブレース、トンネルフレームに接続されるフロアパネルとを備えた車両の車体下部構造であって、フロアパネルに、菱形状のビードが形成され、菱形状のビードの４つの角部の内の一つの角部をフロントサイドフレームの後部に指向させたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、左右のアウトリガーを、車体後方に向かうに連れて外方に指向させるとともに、左右のブレースを、車体後方に向かうに連れて内方に指向させたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、菱形状のビードが、相似形の複数の菱形状のビード群で構成され、フロアパネルに、菱形状のビードが車体前後方向に沿って複数配置されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、左右のサイドシルの後部にそれぞれ左右の後アウトリガーを介して左右のリヤサイドフレームが接続されるとともに、トンネルフレームにそれぞれ左右の後ブレースを介して左右のリヤサイドフレームが接続され、左右の後アウトリガーを、車体前方に向かうに連れて外方に指向させるとともに、左右の後ブレースを、車体前方に向かうに連れて内方に指向させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、車体前後方向に延ばされた左右のフロントサイドフレームと、これらの左右のフロントサイドフレームの後部から左右のアウトリガーを介してそれぞれ接続される左右のサイドシルと、左右のフロントサイドフレームの後部から左右のブレースを介して接続される車体中央のトンネルフレームと、これらの左右のフロントサイドフレーム、左右のアウトリガー、左右のブレース、トンネルフレームに接続されるフロアパネルとから車両の車体下部構造が構成される。
フロントサイドフレームの後部からアウトリガーを介してサイドシルに接続し、且つフロントサイドフレームの後部からブレースを介してトンネルフレームに接続したので、フロントサイドフレームの後部からの前突荷重を、アウトリガーを介してサイドシルに伝達する経路と、ブレースを介してトンネルフレームに伝達する経路とに分岐させることができる。
さらに、フロアパネルに、菱形状のビードが形成され、菱形状のビードの４つの角部の内の一つの角部を前突荷重の分岐点となるフロントサイドフレームの後部に指向させたので、前突荷重を、フロアパネルの菱形状のビードを介してサイドシル及びトンネルフレームに分散して伝達することができる。これにより、前突荷重による分岐点（フロントサイドフレームの後部）での応力集中を回避することができる。すなわち、前突荷重を、円滑にサイドシル及びトンネルフレームに伝達することができる。
前突荷重を、円滑にサイドシル及びトンネルフレームに伝達することができることで、例えば、フロアフレームの厚みを薄く形成したり、フロアフレームを省くこともできるので、車両の車体下部構造の薄型化を図り、車体の底床化を図ることができる。
また、フロアパネルに形成されるビードは菱形状のビードなので、例えば、フロアパネルに円弧状のビードを形成する場合に比べ、金型の製作時間の短縮を図ることができる。
フロアパネルに形成されるビードは菱形状のビードなので、例えば、フロアパネルに円弧状のビードを形成する場合に比べ、菱形状のビードは車体前後方向に気流を流すことができる。従って、フロアパネル下の気流の乱れを低減することができる。この結果、車両の燃費の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、左右のアウトリガーが、車体後方に向かうに連れて外方に指向させるとともに、左右のブレースが、車体後方に向かうに連れて内方に指向させたので、フロントサイドフレームの後部からの前突荷重を、アウトリガーを介してサイドシルに伝達する経路と、ブレースを介してトンネルフレームに伝達する経路に、さらに円滑に分岐させることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、菱形状のビードが、相似形の複数の菱形状のビード群で構成され、フロアパネルに、菱形状のビードを車体前後方向に沿って複数配置されたので、前突荷重を、相似形の複数の菱形状のビード群を介してサイドシル及びトンネルフレームに、さらに円滑に伝達することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明では、左右のサイドシルの後部にそれぞれ左右の後アウトリガーを介して左右のリヤサイドフレームが接続されるとともに、トンネルフレームにそれぞれ左右の後ブレースを介して左右のリヤサイドフレームが接続され、左右の後アウトリガーを、車体前方に向かうに連れて外方に指向させるとともに、左右の後ブレースを、車体前方に向かうに連れて内方に指向させたので、リヤサイドフレームの前部からの前突荷重を、後アウトリガーを介してサイドシルに伝達する経路と、後ブレースを介してトンネルフレームに伝達する経路に分岐させることができる。この結果、後突荷重を、円滑にサイドシル及びトンネルフレームに伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る車両の車体下部構造の斜視図である。
【図２】図１に示された車両の車体下部構造の平面図である。
【図３】図１に示された車両の車体下部構造の菱形状のビードの断面図である。
【図４】図１に示された車両の車体下部構造の応力集中を回避する説明図である。
【図５】図１に示された車両の車体下部構造の荷重伝達を示す平面図である。
【図６】図１に示された車両の車体下部構造の薄型化の比較検討図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００１８】
図１及び図２に示されたように、車両の車体下部構造１０は、車体前後方向に延ばされた左右のフロントサイドフレーム１３，１４と、これらの左右のフロントサイドフレーム１３，１４の後部から左右の前アウトリガー（アウトリガー）１５，１６を介してそれぞれ接続される左右のサイドシル１７，１８と、左右のフロントサイドフレーム１３，１４の後部から左右の前ブレース（ブレース）２１，２２を介して接続される車体中央のトンネルフレーム２３と、左のサイドシル１７の中間とトンネルフレーム２３の中間とに渡された左クロスメンバ２７と、右のサイドシル１８の中間とトンネルフレーム２３の中間とに渡された右クロスメンバ２８と、左右のサイドシル１７，１８の後部にそれぞれ左右の後アウトリガー２５，２６を介して接続されるとともに、トンネルフレーム２３に左右の後ブレース３１，３２を介して接続される左右のリヤサイドフレーム３３，３４と、これらの左右のフロントサイドフレーム１３，１４、左右の前アウトリガー１５，１６、左右の前ブレース２１，２２、トンネルフレーム２３、左右の後アウトリガー２５，２６、左右の後ブレース３１，３２に接続されるフロアパネル３６とから構成される。
【００１９】
左右のサイドシル１７，１８は、車幅方向外方に配置される。トンネルフレーム２３は車体中央に配置される。左のフロントサイドフレーム１３は、車幅方向に関して左のサイドシル１７とトンネルフレーム２３との間に配置される。右のフロントサイドフレーム１４は、車幅方向に関して右のサイドシル１８とトンネルフレーム２３との間に配置される。左クロスメンバ２７及び右クロスメンバ２８は一体的に形成されたものでもよい。
【００２０】
左のリヤサイドフレーム３３は、車幅方向に関して左のサイドシル１７とトンネルフレーム２３との間に配置される。右のリヤサイドフレーム３４は、車幅方向に関して右のサイドシル１８とトンネルフレーム２３との間に配置される。
【００２１】
左右の前アウトリガー１５，１６は、車体後方に向かうに連れて外方に指向させた。左右の前ブレース２１，２２は、車体後方に向かうに連れて内方に指向させた。
左右の後アウトリガー２５，２６は、車体前方に向かうに連れて外方に指向させた。左右の後ブレース３１，３２は、車体前方に向かうに連れて内方に指向させた。
【００２２】
フロアパネル３６は、車体前後方向に沿って配置される第１〜第４の菱形状のビード（補強ビード）４１〜４４が形成される。すなわち、フロアパネル３６は、菱形状のビード４１〜４４が車体前後方向に沿って複数配置される。
【００２３】
第１の菱形状のビード４１は、左の前アウトリガー１５、左の前ブレース２１、左のサイドシル１７の前部、トンネルフレーム２３の前部、左クロスメンバ２７で囲まれた空間に形成される。
【００２４】
第２の菱形状のビード４２は、右の前アウトリガー１６、右の前ブレース２２、右のサイドシル１８の前部、トンネルフレーム２３の前部、右クロスメンバ２８で囲まれた空間に形成される。
【００２５】
第３の菱形状のビード４３は、左の後アウトリガー２５、左の後ブレース３１、左のサイドシル１７の後部、トンネルフレーム２３の後部、左クロスメンバ２７で囲まれた空間に形成される。
【００２６】
第４の菱形状のビード４４は、右の後アウトリガー２６、右の後ブレース３２、右のサイドシル１８の後部、トンネルフレーム２３の後部、右クロスメンバ２８で囲まれた空間に形成される。
【００２７】
第１及び第２の菱形状のビード４１，４２は、それぞれ４つの角部の内の一つの角部をフロントサイドフレーム１３，１４の後部に指向する。第３及び第４の菱形状のビード４３，４４は、それぞれ４つの角部の内の一つの角部をリヤサイドフレーム３３，３４の後部に指向する。
また、第１〜第４の菱形状のビード４１〜４４は、相似形の複数の菱形状のビード群で構成されている。
【００２８】
第１〜第４の菱形状のビード４１〜４４の断面は、図３（ａ）に示されるように矩形形状、図３（ｂ）に示されるように台形形状、若しくは、図３（ｃ）に示されるように曲線で繋がれた波形形状に形成される。
【００２９】
図４に示されたように、フロントサイドフレーム１３から前突荷重が矢印ｆ１の如く入力されたときには、フロントサイドフレーム１３の後部から前突荷重を、前アウトリガー１５を介してサイドシル１７に伝達する経路ｆ２と、前ブレース２１を介してトンネルフレーム２３に伝達する経路ｆ３とに分岐させることができる。
【００３０】
この場合に、フロントサイドフレーム１３の後部（後端）とフロアパネル３６との接続部４６〜４８に応力が集中する。本願発明に係る車両の車体下部構造１０では、フロアパネル３６に菱形状のビード４１が形成され、菱形状のビード４１の４つの角部の内の一つの角部をフロントサイドフレーム１３の後部に指向させたので、菱形状のビード４１で荷重伝達を、サイドシル１７及びトンネルフレーム２３に矢印ｆ４〜ｆ７の如く分散させて円滑伝達することができる。なお、接続部４６〜４８は、例示の接続部分である。
【００３１】
すなわち、図５（ａ）に示されたように、フロントサイドフレーム１３に入力された前突荷重ａ１は、複数の矢印ａ２の如く前アウトリガー１５、前ブレース２１及び菱形状のビード４１を介して円滑にサイドシル１７及びトンネルフレーム２３に伝達される。
【００３２】
また、図５（ｂ）に示されたように、リヤサイドフレーム３４に入力された後突荷重ａ３は、複数の矢印ａ４の如く後アウトリガー２６、後ブレース３２及び菱形状のビード４４を介して円滑にサイドシル１８及びトンネルフレーム２３に伝達される。
【００３３】
さらに、図５（ｃ）に示されたように、サイドシル１８に入力された側突荷重ａ５は、複数の矢印ａ６の如く菱形状のビード４２を介してフロントサイドフレーム１４やトンネルフレーム２３などに分散して伝達することができる。
【００３４】
図６（ａ）に比較例の車両の車体下部構造１００が示される。車両の車体下部構造１００では、フロントサイドフレーム１０１から後方にフロアフレーム１０２が延ばされ、このフロアフレーム１０２にフロアパネル１０３が被せられる。ここで、フロアフレーム１０２の厚みをｔ１、フロアパネル１０３の厚さをｔ２とすれば、フロア部分１０４のトータルの厚さｔ３はｔ１＋ｔ２となる。
【００３５】
図６（ｂ）に実施例の車両の車体下部構造１０が示される。車両の車体下部構造１０では、先に説明したように、前突荷重を、円滑にサイドシル１７（図２参照）及びトンネルフレーム２３に円滑に伝達することができる。従って、フロアフレーム４９の厚みを薄く形成したり、フロアフレーム４９を省くこともできる。例えば、フロア部分５１の厚さをｔ４とするときに、ｔ４＜ｔ３とすることができる。すなわち、フロア部分５１の薄型化を図り、車体の底床化を図ることができる。
【００３６】
図１〜図６に示されたように、フロントサイドフレーム１３の後部から前アウトリガー１５を介してサイドシル１７に接続し、且つフロントサイドフレーム１３の後部から前ブレース２１を介してトンネルフレーム２３に接続した。
【００３７】
これにより、フロントサイドフレーム１３の後部から伝わった前突荷重を、前アウトリガー１５を介してサイドシル１７に伝達する経路と、前ブレース２１を介してトンネルフレーム２３に伝達する経路とに分岐させることができる。
【００３８】
さらに、フロアパネル３６に、菱形状のビード４１が形成され、菱形状のビード４１の４つの角部の内の一つの角部を前突荷重の分岐点となるフロントサイドフレーム１３の後部に指向させた。
【００３９】
上記構成から、前突荷重を、フロアパネル３６の菱形状のビード４１を介してサイドシル１７及びトンネルフレーム２３に分散して伝達することができる。これにより、前突荷重による分岐点（フロントサイドフレーム１３の後部）での応力集中を回避することができる。すなわち、前突荷重を、円滑にサイドシル１７及びトンネルフレーム２３に伝達することができる。
【００４０】
前突荷重を、円滑にサイドシル１７及びトンネルフレーム２３に伝達することができることで、例えば、図６（ｂ）に示されたフロアフレーム４９の厚みを薄く形成したり、フロアフレーム４９を省くこともできるので、車両の車体下部構造１０の薄型化を図り、車体の底床化をすることができる。
【００４１】
また、フロアパネル３６に形成されるビードは菱形状のビード４１〜４４なので、例えば、フロアパネル３６に円弧状のビードを形成する場合に比べ、金型の製作時間の短縮を図ることができる。
【００４２】
フロアパネル３６に形成されるビードは菱形状のビード４１〜４４なので、例えば、フロアパネル３６に円弧状のビードを形成する場合に比べ、菱形状のビード４１〜４４は車体前後方向に気流を流すことができる。従って、フロアパネル３６下の気流の乱れを低減することができる。この結果、車両の燃費の向上を図ることができる。
【００４３】
左右の前アウトリガー１５，１６を、車体後方に向かうに連れて外方に指向させるとともに、左右の前ブレース２１，２２を、車体後方に向かうに連れて内方に指向させた。
これにより、フロントサイドフレーム１３の後部から伝わった前突荷重を、前アウトリガー１５を介してサイドシル１７に伝達する経路と、前ブレース２１を介してトンネルフレーム２３に伝達する経路に、さらに円滑に分岐させることができる。
【００４４】
第１〜第４の菱形状のビード４１〜４４は、相似形の複数の菱形状のビード群で構成され、フロアパネル３６に、菱形状のビード４１〜４４が車体前後方向に沿って複数配置される。
【００４５】
上記構成により、前突荷重を、相似形の複数の菱形状のビード群を介してサイドシル１７，１８及びトンネルフレーム２３に、さらに円滑に伝達することができる。
【００４６】
車両の車体下部構造１０では、左右のサイドシル１７，１８の後部にそれぞれ左右の後アウトリガー２５，２６を介して左右のリヤサイドフレーム３３，３４が接続される。トンネルフレーム２３にそれぞれ左右の後ブレース３１，３２を介して左右のリヤサイドフレーム３３，３４が接続される。
さらに、左右の後アウトリガー２５，２６を、車体前方に向かうに連れて外方に指向させるとともに、左右の後ブレース３１，３２を、車体前方に向かうに連れて内方に指向させた。
【００４７】
上記構成により、リヤサイドフレーム３４の後部からの後突荷重を、アウトリガー２６を介してサイドシル１８に伝達する経路と、後ブレース３２を介してトンネルフレーム２３に伝達する経路に分岐させることができる。この結果、後突荷重を、円滑にサイドシル１８及びトンネルフレーム２３に伝達することができる。
【００４８】
尚、本発明に係る車両の車体下部構造は、菱形状のビードを左右に３列づつ若しくは４列づつ等、車体前後方向に沿って複数個配置されたものであればよい。
【００４９】
本発明に係る車両の車体下部構造は、図２に示すように、左右のクロスメンバ２７，２８が設けられたが、左右のクロスメンバは、車体前後に複数組み設けるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る車両の車体下部構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…車両の車体下部構造、１３，１４…左右のフロントサイドフレーム、１５，１６…左右のアウトリガー（左右の前アウトリガー）、１７，１８…左右のサイドシル、２１，２２…左右のブレース（左右の前ブレース）、２３…トンネルフレーム、２５，２６…左右の後アウトリガー、３１，３２…左右の後ブレース、３３，３４…左右のリヤサイドフレーム、３６…フロアパネル、４１〜４４…菱形状のビード（第１〜第４の菱形状のビード）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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