(57)【要約】【課題】荷重伝達性の向上を図り、フロア強化構造を得ることができる車両下部構造を提供することを目的とする。【解決手段】フロアパネルの前端部に、車幅方向に第１のクロスメンバを設け、フロアパネルの中間部に、第１のクロスメンバと所定間隔を置いて車幅方向に第２のクロスメンバを設けた車両下部構造において、上記第１のクロスメンバ７Ａと第２のクロスメンバ７Ｂとを連結する補強メンバ１４に、該補強メンバ１４を途中から二股に分岐する分岐メンバ１７を設け、該分岐メンバ１７を補強メンバ１４よりも車体外側を通して上記第２のクロスメンバ７Ｂ側に連結した構造。【選択図】      図２
2004168175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロアパネルの前端部に、車幅方向に第１のクロスメンバを設け、フロアパネルの中間部に、第１のクロスメンバと所定間隔を置いて車幅方向に第２のクロスメンバを設けた車両下部構造において、上記第１のクロスメンバと第２のクロスメンバとを連結する補強メンバに、該補強メンバを途中から二股に分岐する分岐メンバを設け、該分岐メンバを補強メンバよりも車体外側を通して上記第２のクロスメンバ側に連結したことを特徴とする車両下部構造。
【請求項２】
上記分岐メンバの後端を、上記補強メンバより車体外側で、かつ上記第２のクロスメンバに略直交して車体後方に延出されたサイドメンバの前端に連結したことを特徴とする請求項１に記載の車両下部構造。
【請求項３】
上記分岐メンバは、前端部を上記補強メンバの側面に連結し、車体斜め後方に向けて延出した後端部を上記サイドメンバの軸方向と一致するように湾曲させて上記サイドメンバの前端に接合したことを特徴とする請求項２に記載の車両下部構造。
【請求項４】
上記第１のクロスメンバの両側前端部に前輪懸架部の支持部を設け、該前輪懸架部の支持部に上記補強メンバの前端を連結したことを特徴とする請求項１に記載の車両下部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体剛性及び衝撃エネルギーの吸収効率を向上した車両下部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は従来の自動車の車体構造の一例を示したもので、フロアパネルを外した状態を示している。
車体１０１は前部両側に前後方向に延したフロントサイドフレーム（エプロンサイドメンバとも言う。）１０２と、このフロントサイドフレーム１０２を介して接合したリヤサイドフレーム１０７を主要構成とする。
そして、車体１０１は車幅中心から側方ヘフロアフレーム（フロアサイドメンバとも言う。）１１１ｂ、補助フレーム１１２及びサイドシル１０４の順に並設し、フロアフレーム１１１ｂの前部及びサイドシル１０４の前部から略Ｙ字形状の上記サイドアウトリガー（ダッシュロアクロスメンバとも言う。）１０３を介してフロントサイドフレーム１０２の後部に連結している。そして、更に、上記補助フレーム１１２の前端１１２ａをサイドアウトリガー１０３の後端部１０３ａから所定距離Ｌ１後退させたものである。
１１４はフロントサイドフレーム１０２の前端に取付けられたバンパビーム、１１５はミドルクロスメンバ、１１６はリヤクロスメンバである。
また、フロアフレーム１１１ｂの後部はミドルクロスメンバ１１５に接合されている。
【０００３】
図１３は図１２のＸ−Ｘ線拡大断面図であり、車体１００は左右のサイドシル１０４相互間にフロアパネル１２１を張り、このフロアパネル１２１の車幅中心にフロアトンネルフレーム１２２を一体に形成し、このフロアトンネルフレーム１２２の裏側をフロアセンターフレーム１１１で補強した構成である。サイドシル１０４は、サイドシルインナ１０４ａとサイドシルアウタ１０４ｂとからなる箱状体である。
フロアセンターフレーム１１１は、フロアトンネルフレーム１２２の裏側に沿って延びる下向きチャンネル状断面のセンターフレーム１１１ａと、このセンターフレーム１１１ａの左右両端に連なる上向きチャンネル状断面のフロアフレーム１１１ｂとを一体に形成したものであり、全体の断面形状が概ねハット状を呈する。左右のフロアフレーム１１１ｂは、フロアパネル１２１の下面を補強するものである。
【０００４】
図１４は図１２のＹ−Ｙ線拡大断面図であり、フロアパネル１２１は、このフロアパネル１２１を補強するために、下面に上向きチャンネル状断面のフロアフレーム１１１ｂ及び、上向きハット状断面の補助フレーム１１２を備えている。サイドシル１０４の内部には、このサイドシル１０４を補強するための補強部材１２４を通してある。すなわち、略Ｌ字状断面の補強部材１２４は、箱状体の上部コーナのうち、車幅中心寄りのコーナに接合したものである。
【０００５】
再び図１２に戻って説明すると、この図１２では便宜的にフロアパネル１２１を省略して、フロアトンネルフレーム１２２だけを示す。フロアトンネルフレーム１２２と左右のサイドシル１０４間には、フロアパネル１２１の上面を補強するためにフロアクロスフレーム１２７を掛け渡してある。一方、上記補助フレーム１１２の後端は、車体１の前後方向略中央に配置されたフロアクロスフレーム１２７の位置まで延びている。上記補強部材１２４は、それの前端が補助フレーム１１２の前端１１２ａと概ね一致し、後方へ所定長さＬ２延びることで、後端が図示しないセンタピラーの近傍にある（特許文献１参照。）。
このような車体構造では、フロントサイドフレーム１０２に伝わった衝撃エネルギーは、サイドアウトリガー１０３に伝達され、サイドアウトリガー１０３からフロアフレーム１１１ｂと、サイドシル１０４に分散して伝達される。こうして、車体後方に分散して伝達され、衝撃エネルギーを吸収する。
【０００６】
図１５（ａ）（ｂ）は、例えば、前方からの衝撃荷重が車体に分散して伝わる状態を示したものである。
フロントロアクロスメンバ１３０に加わった衝撃は、図示矢印のように、フロントロアクロスメンバ１３０の両側に車体後方に向けて設けられたエプロンサイドメンバ１３１に分散して伝わる。このエプロンサイドメンバ１３１はストレート形状で、ダッシュロアクロスメンバ１３２、ダッシュサイドパネル１３３、ダッシュパネル、フロアサイドメンバ１３４、フロアパネルと結合しており、エネルギーをアンダーボデーとサイドボデーに分散する。
このエプロンサイドメンバ１３１に伝わった衝撃荷重は、エンジンルームの後部側に車幅方向に配設されたダッシュロアクロスメンバ１３２とダッシュサイドパネル１３３に伝わる。ダッシュロアクロスメンバ１３２に伝わった衝撃荷重は、そのままフロアサイドメンバ１３４に伝わる荷重と、ダッシュロアクロスメンバ１３２の両側からサイドシルインナパネル１３５に伝わる荷重に分散されて車体後方に伝わる。ダッシュサイドパネル１３３に伝わった荷重はフロントピラーからルーフパネル側に伝わり、分散される。
このように、外力を車体の端から端へ伝達させ、車体の強度性を向上させることは最も効果的とされている。従来では、車体側部（特にサイドシル）及びトンネル構造を強化し、前後方向からの外力対応を行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−６６８６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、車体側部及びトンネル構造を強化し、前後方向からの外力対応を行っているので、サイドシル及びトンネルが向いている方向以外からの外力伝達性が悪くなる。その結果、サイドシル及びトンネル部を必要以上に強化することになり、重量増、コスト増を招く。また、サイドシル及びトンネル部以外の部分では車体の強度が低下し、スポット部分のスポット剥がれが生じやすくなる。
【０００９】
本発明は上記課題を解決し、荷重伝達性の向上を図り、フロア強化構造を得ることができる車両下部構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、フロアパネルの前端部に、車幅方向に第１のクロスメンバを設け、フロアパネルの中間部に、第１のクロスメンバと所定間隔を置いて車幅方向に第２のクロスメンバを設けた車両下部構造において、上記第１のクロスメンバと第２のクロスメンバとを連結する補強メンバに、該補強メンバを途中から二股に分岐する分岐メンバを設け、該分岐メンバを補強メンバよりも車体外側を通して上記第２のクロスメンバ側に連結したことにある。
また、本発明は、上記分岐メンバの後端を、上記補強メンバより車体外側で、かつ上記第２のクロスメンバに略直交して車体後方に延出されたサイドメンバの前端に連結したことにある。
さらに、本発明は、上記分岐メンバは、前端部を上記補強メンバの側面に連結し、車体斜め後方に向けて延出した後端部を上記サイドメンバの軸方向と一致するように湾曲させて上記サイドメンバの前端に接合したことにある。
またさらに、上記第１のクロスメンバの両側前端部に前輪懸架部の支持部を設け、該前輪懸架部の支持部に上記補強メンバの前端を連結したことにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の車両下部構造を適用した車体を示したものである。
図１において、１は、自動車の車体であり、車体１の前部にエンジンルーム２が設けられ、その後方に車室３が設けられている。車体１の前後には、前輪４と後輪５が左右に設けられ、車室３下面を構成するフロアパネル６前端部左右に、後述する左右の前輪４の車輪懸架部がそれぞれ設けられている。
【００１３】
図２は車両下部構造を示したもので、図１の車体を下面から見た概念図である。図３は図２の車体下部を示す斜視図、図４は図３の連結用分岐メンバ部分を拡大して示す拡大図である。
図２ないし図４において、フロアパネル６はフロントフロアパネル６Ａと、リヤフロアパネル６Ｂで構成され、フロントフロアパネル６Ａの前端の車幅方向には、第１のクロスメンバ７Ａとしてのダッシュロアクロスメンバ８が設けられている。
【００１４】
フロントフロアパネル６Ａの後端とリヤフロアパネル６Ｂの前端の接合部には、車幅方向に第２のクロスメンバ７Ｂとしてのリヤフロアフロントクロスメンバ９がダッシュロアクロスメンバ８と所定間隔を置いて設けられている。
【００１５】
ダッシュロアクロスメンバ８の両側前端部には、上記左右の前輪４の車輪懸架部１０が設けられている。車輪懸架部１０は、ダッシュロアクロスメンバ８の前端部にスポット溶接等により接合された左右一対のロアアームブレースメンバ１１と、このロアアームブレースメンバ１１にスポット溶接等により接合されたロアアームブラケットメンバ１２と、このロアアームブラケットメンバ１２に回転自在に軸支されて、前輪４を遥動可能に支持するロアアーム１３と、このロアアーム１３を車体側に支持して前輪４を懸架する、ショックアブソーバおよびバネ等で構成される図示しないサスペンションユニットで構成されている。
【００１６】
上記左右一対のロアアームブレースメンバ１１には、ダッシュロアクロスメンバ８とリヤフロアフロントクロスメンバ９相互間を連結する補強メンバ１４としてのロアアームメンバ１５が接合されている。補強メンバ１４は、１本のメンバでダッシュロアクロスメンバ８とリヤフロアフロントクロスメンバ９相互間を連結してもよく、互いに連結した複数本のメンバで構成しても良い。
【００１７】
リヤフロアフロントクロスメンバ９の両側部には、ロアアームメンバ１５よりも車体外側の位置に、車体前後方向のリヤフロアサイドメンバエクステンション（サイドメンバ）１６が車体後方に向けて延出して設けられている。リヤフロアサイドメンバエクステンション１６は、リヤフロアフロントクロスメンバ９と略直交するようにして接合されており、その先端部がリヤフロアフロントクロスメンバ９よりも僅かに突出するように組み付けられている。
【００１８】
ロアアームメンバ１５の途中には、図５に示すように、リヤフロアサイドメンバエクステンション１６の前端に連結される連結用分岐メンバ１７が配設されている。この分岐メンバ１７は、図６および図７に示すように、ロアアームメンバ１５の車体外側の側面に前端が接合され、後部側の本体部１７Ａを車幅方向外側に向けて斜め後方に延出させてから車体後方に折り曲げて、略くの字状に形成したもので、本体部１７Ａの幅方向の断面が略ハット型に形成されている。この分岐メンバ１７の後端部１７ｄは、リヤフロアサイドメンバエクステンション１６の軸方向とその軸方向が一致するように形成されている。
この分岐メンバ１７は、先端部に縦壁面１７ａと扁平部１７ｂを設け、かつ両側縁に沿ってフランジ部１７ｃが設けられており、縦壁面１７ａをロアアームメンバ１５の側面１５ａにスポット溶接ｗなどにより接合し、扁平部１７ｂをロアアームメンバ１５の下面１５ｂに千鳥状にスポット溶接ｗなどにより接合している（図５，図８，図９，図１０参照）。分岐メンバ１７の後端部１７ｄは、リヤフロアサイドメンバエクステンション１６の先端部１６ａと重ね合わせてスポット溶接ｗされている（図１１参照）。
【００１９】
また、分岐メンバ１７は、図８ないし図１１のように、ロアアームメンバ１５およびリヤフロアサイドメンバエクステンション１６とともに、両側フランジ部１７ｃをフロアパネル６の下面にスポット溶接ｗによって接合し、それぞれ閉じ断面Ｓを形成している。
こうして、分岐メンバ１７は、ロアアームメンバ１５とリヤフロアフロントクロスメンバ９とでループＲを形成している。
【００２０】
フロアパネル６の両側には、サイドシル１８が設けられ、サイドシル１８の前端部には、図示しないダッシュサイドパネルが設けられている。また、フロアパネル６の車幅方向の中心位置には、車体前後方向にフロアトンネル１９が設けられている。上記ロアアームメンバ１５は、フロアトンネル１９の両側に所定間隔を置いて車体前後方向に配設されている。
２０は、リヤフロアフロントクロスメンバ９を補強するリンフォースメントである。
【００２１】
上記構成によると、車体前方からの衝撃荷重は、ロアアームメンバ１５から一部は、ダッシュロアクロスメンバ８に伝わり、車体側面へと分散される。また、ロアアームメンバ１５に伝わった荷重の一部は、途中で、分岐メンバ１７からリヤフロアサイドメンバエクステンション１６に伝わり、車体後方に伝達される。そして、ロアアームメンバ１５に伝わったその他の荷重は、リヤフロアフロントクロスメンバ９へと伝わり、車幅方向へと分散される。
分岐メンバ１７は、ロアアームメンバ１５とリヤフロアフロントクロスメンバ９とでループＲを形成しているので、ロアアームメンバ１５の車体外側と、ダッシュロアクロスメンバ８およびリヤフロアフロントクロスメンバ９とで囲まれるフロントフロアパネル６Ａ部分を補強することができる。
【００２２】
こうして、車体前方からの荷重は、フロアトンネル１９を通して車体後方に伝達される以外に、ロアアームメンバ１５からダッシュロアクロスメンバ８あるいはリヤフロアフロントクロスメンバ９を通して車体側面へと伝わる荷重と、分岐メンバ１７からリヤフロアサイドメンバエクステンション１６に伝わり、車体後方に伝達される荷重に分散して伝わる。
したがって、衝撃エネルギーを分散して車体側面あるいは車体後方へと伝えるので、衝撃エネルギーを効率的に吸収することができる。衝撃荷重を分散して車体後部まで伝達するので、乗員空間である車室３の剛性を向上することができる。また、同様に、車体後部から伝わる衝撃エネルギーも、効率良く車体前部に伝わるので、衝撃エネルギーを効率良く吸収することができる。このように、衝撃エネルギーを分散して吸収するので、フロア変形を防止し、サイドシル１８とフロントフロアパネル６Ａ間のスポット剥がれを防止することができる。
本発明では、サイドシル荷重伝達ライン、フロアトンネル荷重伝達ラインに加え、前後方向の新たな荷重伝達ラインが生まれ、車体衝撃性能を向上する。さらに、車体の曲げ、捩じり剛性などの総合剛性を向上することができる。
【００２３】
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では、分岐メンバ１７の後端をリヤフロアサイドメンバエクステンション１６の前端に接合したが、リヤフロアフロントクロスメンバ９に接続することもできる。など、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得るこのは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による車両下部構造によれば次のような効果を奏することができる。
フロアパネルの前端部に、車幅方向に第１のクロスメンバを設け、フロアパネルの中間部に、第１のクロスメンバと所定間隔を置いて車幅方向に第２のクロスメンバを設けた車両下部構造において、上記第１のクロスメンバと第２のクロスメンバとを連結する補強メンバに、該補強メンバを途中から二股に分岐する分岐メンバを設け、該分岐メンバを補強メンバよりも車体外側を通して上記第２のクロスメンバ側に連結したので、衝撃エネルギーを車体全体に分散して伝達することができることから、剛性の向上を図ることができる。また、分岐メンバを含む補強メンバは、第２のクロスメンバとともにループ部を形成することができることから、剛性の向上を図れ、フロアパネルの溶接剥がれを防止することができる。
また、本発明は、上記分岐メンバの後端を、上記補強メンバより車体外側で、かつ上記第２のクロスメンバに直交して車体後方に延出されたサイドメンバの前端に連結したので、衝撃エネルギーを分散して車体後方に伝達することができることから、効率的に衝撃エネルギーを吸収することができる。
さらに、本発明は、上記分岐メンバは、前端部を上記補強メンバの側面に連結し、車体斜め後方に向けて延出した後端部を上記サイドメンバの軸方向と一致するように湾曲させて上記サイドメンバの前端に接合したので、曲げ及びねじり剛性を向上することができる。
またさらに、上記第１のクロスメンバの両側前端部に前輪懸架部の支持部を設け、該前輪懸架部の支持部に上記補強メンバの前端を連結したので、車体前後方向に荷重を伝達して分散吸収することができることから、剛性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両下部構造の実施の形態を示す車体の概念図である。
【図２】図１の車体の下面を示す概念図である。
【図３】図２の斜視図である。
【図４】図３の部分拡大斜視図である。
【図５】図４のループ部を示す平面図である。
【図６】図５の分岐メンバを示す斜視図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１１】図５のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１２】従来の車両下部構造を示す概念図である。
【図１３】図１２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１４】図１２のＹ−Ｙ線断面図である。
【図１５】従来の車体のネルギー伝達を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１    車体
２    エンジンルーム
３    車室
４    前輪
５    後輪
６    フロアパネル
７Ａ    第１のクロスメンバ
７Ｂ    第２のクロスメンバ
８    ダッシュロアクロスメンバ
９    リヤフロアフロントクロスメンバ
１０  車輪懸架部
１１  ロアアームブレースメンバ
１２  ロアアームブラケットメンバ
１３  ロアアーム
１４  補強メンバ
１５  ロアアームメンバ
１６  リヤフロアサイドメンバエクステンション（サイドメンバ）
１７    分岐メンバ
１７Ａ    本体部
１８  サイドシル
１９  フロアトンネル
【図１】
2004168175.tif 000003
【図２】
2004168175.tif 000004
【図３】
2004168175.tif 000005
【図４】
2004168175.tif 000006
【図５】
2004168175.tif 000007
【図６】
2004168175.tif 000008
【図７】
2004168175.tif 000009
【図８】
2004168175.tif 000010
【図９】
2004168175.tif 000011
【図１０】
2004168175.tif 000012
【図１１】
2004168175.tif 000013
【図１２】
2004168175.tif 000014
【図１３】
2004168175.tif 000015
【図１４】
2004168175.tif 000016
【図１５】
2004168175.tif 000017