(57)【要約】【課題】車体の重量化を回避しつつ車室の強度を増大する。【解決手段】車幅方向に延在するクロスメンバ２が、車室に隣接して設けられた車体下部構造であって、互いに対向する板状の第１クロスメンバ３及び第２クロスメンバ４により複数の閉断面を形成することで、車体左右方向の座屈強度および車体前後方向の曲げ強度を増大して車室の強度を増大し、しかも、複数の閉断面を、第１クロスメンバ３及び第２クロスメンバ４が連続的に重ね合わされた部分を介して連結することで、車体左右方向の座屈強度および車体前後方向の曲げ強度を一層増大して車室の強度を一層増大し、さらに、上述のように第１クロスメンバ３及び第２クロスメンバ４との間に複数の連続した閉断面を形成することで、車体の重量化を回避しつつ車室の強度を増大する。【選択図】図１
2010159045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に延在するクロスメンバが、車室に隣接して設けられた車体下部構造であって、
互いに対向する板状の第１クロスメンバ及び第２クロスメンバにより複数の閉断面が形成され、
前記複数の閉断面は、前記第１クロスメンバ及び前記第２クロスメンバが連続的に重ね合わされた部分を介して連結されることを特徴とする車体下部構造。
【請求項２】
前記第１クロスメンバが車両前方側に設けられ、前記第２クロスメンバが、車両後方側に向って突出し前記閉断面を形成する凸部を２つ有することを特徴とする、請求項１に記載の車体下部構造。
【請求項３】
前記第２クロスメンバは、フロアパネルが折り曲げられて連設されたものであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車体下部構造。
【請求項４】
前記第１クロスメンバは、前記第２クロスメンバよりも車両前方からの荷重に対して高強度であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車体下部構造。
【請求項５】
前記第１クロスメンバが、車両前方側に設けられるとともに車両前方側に向って突出し前記閉断面を形成する凸部を有し、前記第１クロスメンバの車室に向く凸面部には、車室のフロア上に設定されて車体前後方向に延びるフロア補強部材の端部が結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の車体下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車体構造に関し、詳しくは、車幅方向に延在するクロスメンバを備えた車体下部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体下部構造として、車室のフロアにキックアップ部と称される段差部が形成された構造が従来一般に知られている。そして、この種の車体下部構造として、特許文献１には、フロアパネル（２）の前後方向中間部に形成された第２キックアップ部（５）に閉断面（１５Ａ），（１７）を形成して車幅方向に延びるクロスメンバ（１４Ａ），（１６）が配設された構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９０１４０号公報（要約書、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の車体下部構造においては、第２キックアップ部（５）に閉断面（１５Ａ），（１７）を形成するクロスメンバ（１４Ａ），（１６）が第２キックアップ部（５）の上部と下部に分離して配設されている。このため、第２キックアップ部（５）の車体左右方向の座屈強度や車体前後方向の曲げ強度を増大させるには、クロスメンバ（１４Ａ），（１６）を大型化し、あるいはその板厚を増大する必要があるが、そうすると車体が重量化してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、車体の重量化を回避しつつ車室の強度を増大させることができる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】
【０００６】
本発明は、車幅方向に延在するクロスメンバが車室に隣接して設けられた車体下部構造であって、互いに対向する板状の第１クロスメンバ及び第２クロスメンバにより複数の閉断面が形成され、複数の閉断面は、第１クロスメンバ及び第２クロスメンバが連続的に重ね合わされた部分を介して連結されることを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る車体下部構造では、車室に隣接して設けられた車体下部構造として、車幅方向に延在する第１クロスメンバと第２クロスメンバとの間に複数の閉断面が形成されるため、車体左右方向の座屈強度および車体前後方向の曲げ強度が増大する。その結果、車室の強度が増大する。
【０００８】
しかも、複数の閉断面は、第１クロスメンバ及び第２クロスメンバが連続的に重ね合わされた部分を介して連結されているため、車体左右方向の座屈強度および車体前後方向の曲げ強度が一層増大し、その結果、車室の強度が一層増大する。
【０００９】
さらに、上述のように第１クロスメンバ及び第２クロスメンバとの間に複数の連続した閉断面が形成されるため、車体の重量化を回避しつつ車室の強度を増大させることが可能である。
【００１０】
ここで、第１クロスメンバが車両前方側に設けられ、第２クロスメンバが、車両後方側に向って突出し閉断面を形成する凸部を２つ有することが好ましい。この場合、車両前方側の第1クロスメンバを平板状とすることができるため、車室内を凹凸のない構造とすることができる。
【００１１】
また、第２クロスメンバは、フロアパネルが折り曲げられて連設されたものであることが好ましい。この場合、第２クロスメンバとフロアパネルとで使用部材が共通することとなるため、製造コストが低減される。また、車体左右方向の座屈強度および車体前後方向の曲げ強度を増大させるには、第１クロスメンバの材質や厚み等を変更することで簡便に対処することができる。すなわち、第１クロスメンバを対象として所望の強度となるよう設計することができるため、フロアパネルの重量化を抑制することができる。
【００１２】
また、第１クロスメンバは、第２クロスメンバよりも車両前方からの荷重に対して高強度であることが好ましい。これは、クロスメンバの中央部分に車両前方から荷重を受ける場合、車両前方側の第１クロスメンバには圧縮力が、車両後方側の第２クロスメンバには引張力がそれぞれ作用するが、一般に、引張力よりも圧縮力を受ける部材の方が変形に対する条件が厳しいからである。
【００１３】
また、第１クロスメンバが、車両前方側に設けられるとともに車両前方側に向って突出し閉断面を形成する凸部を有し、第１クロスメンバの車室に向く凸面部には、車室のフロア上に設定されて車体前後方向に延びるフロア補強部材の端部が結合されていることが好ましい。この場合、車室のフロアに前後方向荷重が作用した際には、その前後方向荷重がフロア補強部材からクロスメンバに効率良く伝達される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車体下部構造によれば、車体左右方向の座屈強度や車体前後方向の曲げ強度を増大させることができ、車体の重量化を回避しつつ車室の強度を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車体下部構造の一部を車室内から見て示す部分斜視図である。
【図２】図１に示したクロスメンバの縦断面図である。
【図３】図１に示したフロントフロアメンバとの結合部位におけるクロスメンバの縦断面図である。
【図４】従来の車体下部構造における図２に対応したクロスメンバの縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る車体下部構造のクロスメンバの縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る車体下部構造のクロスメンバの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明に係る車体下部構造の最良の実施形態を説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。ここで、参照する図面において、図１は本発明の第１実施形態に係る車体下部構造の一部を車室内から見て示す部分斜視図、図２は図１に示したクロスメンバの縦断面図、図３は図１に示したフロントフロアメンバとの結合部位におけるクロスメンバの縦断面図である。
【００１７】
第１実施形態に係る車体下部構造は、例えば自動車の車室の下部の構造であり、図１に示すように、車室の下部を構成するフロントフロア（フロアパネル）１の後部には、上方に立ち上がる段差部（キックアップ部）を形成するクロスメンバとしてのセンタフロアクロスメンバ２が配設されている。このセンタフロアクロスメンバ２は、車室に対面して車体の前側に配置される第１クロスメンバとしてのフロントクロスメンバ３と、このフロントクロスメンバ３の裏面側に接合される第２クロスメンバとしてのリアクロスメンバ４とで構成されている。
【００１８】
フロントフロア１の左右両側部（左側部は図示省略）は、ハット型断面をなすロッカインナ５の下部に接合され、ロッカインナ５の後部にはリアフロアサイドメンバ６が結合されている。そして、フロントフロア１のロッカインナ５側に寄った側部の上面には、ハット型断面をなして車体前後方向に延びる左右一対のフロア補強部材としてのフロントフロアメンバ７が接合されている。
【００１９】
ここで、図２に拡大して示すように、フロントクロスメンバ３は、リアクロスメンバ４との間に複数の閉断面を形成する波型の断面形状とされている。すなわち、フロントクロスメンバ３は、その長手方向の全域に亘り、車室に向く上部凸面部３Ａと下部凸面部３Ｂとの間に凹面部３Ｃを有する波型の断面形状とされている。そして、このフロントクロスメンバ３には、その上部から車体後方に屈曲してリアフロア８の前縁部の下面に接合される上部接合部３Ｄと、その下部から車体前方に屈曲する下部接合部３Ｅとが形成されている。
【００２０】
一方、リアクロスメンバ４は、フロントクロスメンバ３に接合される平板状、より詳しくは略Ｌ字状の断面形状とされている。そして、このリアクロスメンバ４には、フロントクロスメンバ３の凹面部３Ｃの裏面に接合される縦壁部４Ａと、縦壁部４Ａの上部から車体後方に屈曲してフロントクロスメンバ３の上部接合部３Ｄと共にリアフロア８の前縁部に接合される上部接合部４Ｂと、縦壁部４Ａの下部から車体前方に屈曲してフロントフロア１の後縁部の下面に接合される下部接合部４Ｃとが形成されており、この下部接合部４Ｃの上面にフロントクロスメンバ３の下部接合部３Ｅが接合されている。
【００２１】
このようなフロントクロスメンバ３とリアクロスメンバ４との接合構造からなるセンタフロアクロスメンバ２の左右両側部（左側部は図示省略）は、図１に示したロッカインナ５の側面に結合されている。そして、このセンタフロアクロスメンバ２のフロントクロスメンバ３側には、フロントフロアメンバ７の後端部が結合されている。すなわち、図３に示すように、フロントフロアメンバ７の後端面７Ａがフロントクロスメンバ３の下部凸面部３Ｂに接合され、フロントフロアメンバ７の下部の接合縁部７Ｂがリアクロスメンバ４の下部接合部４Ｃの上面に接合されている。
【００２２】
また、リアフロアサイドメンバ６の前端面６Ａがリアクロスメンバ４の縦壁部４Ａに接合されている。そして、この状態で、フロントフロアメンバ７の上面部７Ｃと、フロントクロスメンバ３の下部凸面部３Ｂの上面部３Ｆと、リアフロアサイドメンバ６の下面部６Ｂとが略同一の高さ位置となっている。
【００２３】
以上のように構成された第１実施形態の車体下部構造では、車室のフロントフロア１の後部に配設されたセンタフロアクロスメンバ２が上方に立ち上がる閉断面の段差部を形成しており、このセンタフロアクロスメンバ２を構成するフロントクロスメンバ３とリアクロスメンバ４との間には、上部凸面部３Ａによる上部の閉断面部と、下部凸面部３Ｂによる下部の閉断面部とが形成されている。
【００２４】
このため、センタフロアクロスメンバ２で構成されるフロントフロア１の後部の段差部は、従来構造のセンタフロアクロスメンバで構成される場合に較べて車体左右方向の座屈強度および車体前後方向の曲げ強度が高く、その結果、この段差部を有するフロントフロア１およびリアフロア８（図３参照）の強度が増大する。
【００２５】
ちなみに、図４は従来構造のセンタフロアクロスメンバでフロントフロア１の後部に構成される段差部を示しており、センタフロアクロスメンバ２のフロントクロスメンバＸは、概略Ｌ字型の断面形状とされていて、リアクロスメンバ４との間に前後幅の狭い縦長の閉断面部を形成している。
【００２６】
このように、第１実施形態の車体下部構造によれば、センタフロアクロスメンバ２のフロントクロスメンバ３は、リアクロスメンバ４との間に複数の閉断面を形成しているため、車体左右方向の座屈強度および車体前後方向の曲げ強度が増大し、その結果、段差部を有する車室のフロントフロア１およびリアフロア８の強度、すなわち車室の強度を増大させることができる。
【００２７】
しかも、複数の閉断面は、フロントクロスメンバ３及びリアクロスメンバ４が連続的に重ね合わされた部分を介して連結されているため、車体左右方向の座屈強度および車体前後方向の曲げ強度が一層増大し、その結果、車室の強度を一層増大させることができる。
【００２８】
さらに、上述のようにフロントクロスメンバ３及びリアクロスメンバ４との間に複数の連続した閉断面、具体的には、波型の断面形状により形成される閉断面を形成しているため、車体の重量化を回避しつつ車室の強度を増大させることができる。
【００２９】
加えて、第１実施形態の車体下部構造では、フロントフロア１の上面に接合された左右一対（左側は図示省略）のフロントフロアメンバ７の後端面７Ａがフロントクロスメンバ３の下部凸面部３Ｂに接合され、このフロントフロアメンバ７の下部の接合縁部７Ｂがリアクロスメンバ４の下部接合部４Ｃの上面に接合されており、しかも、フロントフロアメンバ７の上面部７Ｃと、フロントクロスメンバ３の下部凸面部３Ｂの上面部３Ｆとが略同一の高さ位置となっているため、車室のフロントフロア１に前後方向荷重が作用した際には、その前後方向荷重が左右一対のフロントフロアメンバ７からセンタフロアクロスメンバ２へと効率良く伝達される。
【００３０】
ここで、センタフロアクロスメンバ２は、フロントクロスメンバ３とリアクロスメンバ４との間に複数の連続した閉断面部を形成していて、車体前後方向の曲げ強度が増大されており、しかも、フロントクロスメンバ３の下部凸面部３Ｂの上面部３Ｆと、リアフロアサイドメンバ６の下面部６Ｂとが略同一の高さ位置となっているため、左右一対のフロントフロアメンバ７からセンタフロアクロスメンバ２へ伝達される前後方向荷重は、センタフロアクロスメンバ２の両端部からロッカインナ５およびリアフロアサイドメンバ６へと効率良く確実に伝達される。
【００３１】
すなわち、車室のフロントフロア１に前後方向荷重が作用した際には、その前後方向荷重を左右一対のフロントフロアメンバ７からセンタフロアクロスメンバ２へと効率良く伝達し、このセンタフロアクロスメンバ２の両端部からロッカインナ５およびリアフロアサイドメンバ６へと効率良く確実に伝達することができる。
【００３２】
なお、センタフロアクロスメンバ２は、フロントフロア１の前部から上方に立ち上がる段差部を形成するためのフロントフロアクロスメンバに変更することができる。
【００３３】
また、図２に示したフロントクロスメンバ３の波型の断面形状は、適宜変更可能であり、例えば上部凸面部３Ａと下部凸面部３Ｂとの間に２つ以上の凹面部を有する断面形状としてもよい。
【００３４】
さらに、フロントクロスメンバ３の波型の断面形状は、台形状の波型、方形状の波型、あるいはコルゲート状の波型とすることができる。
【００３５】
なお、波型の個数や断面形状は、以降の第２、第３実施形態にあっても同様に適用でき、個数は２個以上とすることができ、断面形状は、台形状の波型、方形状の波型、あるいはコルゲート状の波型とすることができる。
【００３６】
図５は、本発明の第２実施形態に係る車体下部構造のクロスメンバの縦断面図である。
【００３７】
この第２実施形態が第１実施形態と違う点は、波型の断面形状を有するフロントクロスメンバ３に代えて、平板状のフロントクロスメンバ１３を用いると共に、平板状のリアクロスメンバ４に代えて、波型の断面形状を有するリアクロスメンバ１４を用いた点である。
【００３８】
このリアクロスメンバ１４は、その波型を形成する複数の凸面部１４Ａ，１４Ｂが車両後方側に向って突出する構成とされ、フロントクロスメンバ１３との間に複数の閉断面を形成している。
【００３９】
具体的には、フロントクロスメンバ１３の平板部を成す縦壁部１３Ａは、リアクロスメンバ１４の上部凸面部１４Ａと下部凸面部１４Ｂとの間の凹面部１４Ｃの前面に接合され、縦壁部１３Ａの上部から車体後方に屈曲する上部接合部１３Ｄは、リアフロア８の前縁部の下面に接合され、縦壁部１３Ａの下部から車体前方に屈曲する下部接合部１３Ｅは、フロントフロア１の後縁部の下面に接合されている。また、リアクロスメンバ１４の上部接合部１４Ｄは、フロントクロスメンバ１３の縦壁部１３Ａの裏面に接合され、リアクロスメンバ１４の下部から車体前方に屈曲する下部接合部１４Ｅは、フロントクロスメンバ１３の下部の下面に接合されている。
【００４０】
従って、フロントクロスメンバ１３及びリアクロスメンバ１４により、車室のフロントフロア１に、複数（ここでは２つ）の閉断面を有する段差部が形成され、これらの閉断面は、フロントクロスメンバ１３及びリアクロスメンバ１４が連続的に重ね合わされた部分を介して連結された構成とされている。
【００４１】
このように構成された第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、フロントクロスメンバ１３及びリアクロスメンバ１４により複数の閉断面が形成され、複数の閉断面は、フロントクロスメンバ１３及びリアクロスメンバ１４が連続的に重ね合わされた部分を介して連結されているため、車体左右方向の座屈強度や車体前後方向の曲げ強度を増大させることができ、車体の重量化を回避しつつ車室の強度を増大させることができる。
【００４２】
加えて、フロントクロスメンバ１３が平板状を成し、リアクロスメンバ１４が車両後方側に向って突出する凸面部１４Ａ，１４Ｂを有する構成のため、車室内を凹凸のない構造とすることができる。
【００４３】
図６は、本発明の第３実施形態に係る車体下部構造のクロスメンバの縦断面図である。
【００４４】
この第３実施形態が第２実施形態と違う点は、リアクロスメンバ１４に代えて、フロントフロア１を後方に延出して折り曲げて形成し第２実施形態と同様な凸面部１４Ａ，１４Ｂ、凹面部１４Ｃを有するリアクロスメンバ２４を用いた点である。すなわち、リアクロスメンバ２４をフロントフロア１と一体に成形した点である。
【００４５】
なお、この変更に伴い、その下部接合部１３Ｅがフロントフロア１に接合されていたフロントクロスメンバ１３に代えて、その縦壁部１３Ａの下部がリアクロスメンバ２４の下部（下部凸面部１４Ｂより下の部分）に接合されたフロントクロスメンバ２３が用いられている
【００４６】
このように構成された第３実施形態によれば、第２実施形態と同様な作用・効果を奏するというのはいうまでもなく、加えて、リアクロスメンバ２４はフロントフロア１が折り曲げられて連設されたものであり、リアクロスメンバ２４とフロントフロア１とで使用部材を共通することとなるため、製造コストを低減できる。また、車体左右方向の座屈強度および車体前後方向の曲げ強度を増大させるには、フロントクロスメンバ２３の材質や厚み等を変更することで簡便に対処することができる。すなわち、フロントクロスメンバ２３を対象として所望の強度となるよう設計することができるため、フロントフロア１の重量化を抑制することができる。
【００４７】
なお、第３実施形態では、フロントフロア１を折り曲げてリアクロスメンバ２４を一体に形成しているが、フロントフロア１を折り曲げてフロントクロスメンバ２３を一体に形成しても良い。また、このようにフロントフロア１を折り曲げてフロントクロスメンバ又はリアクロスメンバを一体に形成する構成は、第１実施形態に対しても適用できる。
【００４８】
また、上記各実施形態において、フロントクロスメンバ３，１３，２３を、リアクロスメンバ４，１４，２４よりも、車両前方からの荷重に対して高強度とするのが好ましい。これは、クロスメンバの中央部分に車両前方から荷重を受ける場合、車両前方側のフロントクロスメンバ３，１３，２３には圧縮力が、車両後方側のリアクロスメンバ４，１４，２４には引張力がそれぞれ作用するが、一般に、引張力よりも圧縮力を受ける部材の方が変形に対する条件が厳しいからである。
【符号の説明】
【００４９】
１…フロントフロア（フロアパネル）、２…センタフロアクロスメンバ（クロスメンバ）、３，１３，２３…フロントクロスメンバ（第１クロスメンバ）、３Ａ，１４Ａ…上部凸面部、３Ｂ，１４Ｂ…下部凸面部、３Ｃ，１４Ｃ…凹面部、４，１４，２４…リアクロスメンバ（第２クロスメンバ）、７…フロントフロアメンバ（フロア補強部材）、７Ａ…フロントフロアメンバの後端面（フロア補強部材の端部）。
【図１】
2010159045.tif 000003
【図２】
2010159045.tif 000004
【図３】
2010159045.tif 000005
【図４】
2010159045.tif 000006
【図５】
2010159045.tif 000007
【図６】
2010159045.tif 000008