(57)【要約】【課題】  クロスメンバーの強度を簡単に確保することができる自動車の車体構造を提供する。【解決手段】  自動車の車体構造１０は、車体の前後方向に左右のリヤサイドフレーム１２，１４を延ばし、左右のリヤサイドフレーム１２，１４間に前クロスメンバー１６を渡し、この前クロスメンバー１６の後側１６ｂに燃料タンク２２などを設けるための保護空間２４を形成したものである。この自動車の車体構造１０は、前クロスメンバー１６の後側１６ｂに補強部材４２を重ね合わせることにより、前クロスメンバー１６の後側１６ｂの強度を、前クロスメンバー１６の前側１６ａの強度より高くしたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前後方向に左右のフレームを延ばし、左右のフレーム間にクロスメンバーを渡し、このクロスメンバーの前後側のうち、一方側に燃料タンクなどを設けるための保護空間を形成した自動車の車体構造において、
前記クロスメンバーのうち、前記保護空間側に補強部材を重ね合わせることにより、前記クロスメンバーの保護空間側の強度を、前記クロスメンバーの前後側のうちの他方側の強度より高くしたことを特徴とする自動車の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の車体構造に係り、特に、左右のフレーム間にクロスメンバーを渡し、このクロスメンバーの前後側のうち、一方側に保護空間を形成した自動車の車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体構造のなかには、車体の前後方向に左右のフレームを延ばし、左右のフレーム間にクロスメンバーを配置したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２７４４３８公報（図１）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図６は従来の基本構成を説明する図である。
自動車の車体構造１００は、フレームとしてのサイドシル１０１を車体の前後方向に延ばし、このサイドシル１０１から前クロスメンバー１０２および後クロスメンバー１０３をフロアトンネル１０４に向けて延ばし、前クロスメンバー１０２と後クロスメンバー１０３との間に、補強用の追加クロスメンバー１０５を備える。
【０００４】
追加クロスメンバー１０５は、前縁１０６を前クロスメンバー１０２にボルト１０７，１０７で取り付けるとともに、後縁１０８を後クロスメンバー１０３にボルト１０９，１０９で取り付けたものである。
この追加クロスメンバー１０５は、車幅方向に延びる一対の閉断面部１１１，１１２を備える。
【０００５】
前後のクロスメンバー１０２，１０３の中間に追加クロスメンバー１０５を配置し、追加クロスメンバー１０５の前縁１０６を前クロスメンバー１０２に取り付けるとともに、後縁１０８を後クロスメンバー１０３に取り付けることで、前後のクロスメンバー１０２，１０３、すなわちクロスメンバー全体を補強する。
【０００６】
このように、前後のクロスメンバー１０２，１０３全体を追加クロスメンバー１０５で補強して、クロスメンバー全体の強度を高める。
よって、万が一、車体側部に対して側面から衝撃が矢印の如くかかった場合でも、クロスメンバー全体の変形する（潰れる）ことがなく、車室などの保護空間を好適に確保することは可能になる。
【０００７】
この自動車の車体構造１００は、追加クロスメンバー１０５で前後のクロスメンバー１０２，１０３の両方を補強することで、前後のクロスメンバー１０２，１０３および追加クロスメンバー１０５からなるクロスメンバー全体の強度を高めるものである。
しかし、クロスメンバー全体の強度を高めるためには、前後のクロスメンバー１０２，１０３に十分な補強が必要になり、クロスメンバー全体の重量増加が大きくなる。クロスメンバー全体の重量増加が大きくなると、車体重量の増加も大きくなる。
【０００８】
このように、車体重量の増加が大きくなると、車体重量の増加に伴って、クロスメンバーに要求される強度、すなわちクロスメンバーの必要強度を高くする必要がある。
このため、前後のクロスメンバー１０２，１０３を追加クロスメンバー１０５で補強するだけでは、クロスメンバーの強度を十分に確保することができない虞がある。
クロスメンバーの強度を好適に確保するためには、車体重量の増加を抑える検討が要求され、そのことが生産性を高める妨げになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、クロスメンバーの強度を簡単に確保することができる自動車の車体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】
【００１０】
請求項１に係る発明は、車体の前後方向に左右のフレームを延ばし、左右のフレーム間にクロスメンバーを渡し、このクロスメンバーの前後側のうち、一方側に燃料タンクなどを設けるための保護空間を形成した自動車の車体構造において、前記クロスメンバーのうち、前記保護空間側に補強部材を重ね合わせることにより、前記クロスメンバーの保護空間側の強度を、前記クロスメンバーの前後側のうちの他方側の強度より高くしたことを特徴とする。
【００１１】
クロスメンバーのうち、保護空間側に補強部材を部分的に重ね合わせて、保護空間側の強度を反対側の強度より高くした。
さらに、クロスメンバーの保護空間側のみを部分的に補強することで、車体重量の増加を小さくして、クロスメンバーの必要強度を下げる。
このように、車体重量の増加を小さくすることで、部分的に補強した保護空間側の強度を十分に確保する。
【００１２】
これにより、万が一車体側部に側面衝突が発生した際に、保護空間側の部位が変形することを阻止して、保護空間を潰さないように確保する。
保護空間を潰さないように確保することで、側面衝突の際に、保護空間内の燃料タンクなどに側面衝突による影響が及ばないようにする。
【００１３】
一方、クロスメンバーのうち、他方側の部位を変形させて（潰して）側面衝突による衝突力を吸収する。
このように、クロスメンバーの強度を部分的に高めて、変形させる部位と、変形させない部位とに分けることで、保護空間を潰れないように確保しながら、衝突力を吸収することができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、クロスメンバーを部分的な補強として重量増加を抑えることで、クロスメンバーの必要強度を下げ、クロスメンバーの強度を簡単に確保することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良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。
図１は本発明に係る自動車の車体構造を示す斜視図である。
自動車の車体構造１０は、車体の前後方向に左右のリヤサイドフレーム（フレーム）１２，１４を延ばし、左右のリヤサイドフレーム１２，１４の前端部１２ａ，１４ａに前クロスメンバー（クロスメンバー）１６を掛け渡すとともに、左右のリヤサイドフレーム１２，１４の略中央部１２ｂ，１４ｂに後クロスメンバー１８を掛け渡すことにより、前クロスメンバー１６の前後１６ａ，１６ｂ側のうち、後側（一方側）１６ｂに燃料タンク２２などを設けるための保護空間２４を形成したものである。
【００１６】
左リヤサイドフレーム１２は、断面略Ｕ字形に形成し、車体前方から車体後方に向けて延びる部材である。
左リヤサイドフレーム１２に、左側後サスペンション２６のリンクユニット２８を介して左側ブレーキディスク３２や左側後輪３４を取り付ける。
なお、左側後サスペンション２６は左側ダンパー３６および左側コイルばね３８を備える。
【００１７】
右リヤサイドフレーム１４は、左リヤサイドフレーム１２に対して所定間隔をおいて平行に配置した部材である。この右リヤサイドフレーム１４は、左リヤサイドフレーム１２と同様に、車体前方から車体後方に向けて延びる断面略Ｕ字形の部材で、右側後サスペンション（図示せず）を備える。
この右側後サスペンションは、左側後サスペンション２６と同一構成部材である。
【００１８】
前クロスメンバー１６は、断面略Ｕ字形に形成した部材である。このクロスメンバー１６のうち、保護空間２４側（すなわち、前クロスメンバー１６の後側１６ｂ）に補強部材４２を重ね合わせることにより、前クロスメンバー１６の保護空間２４側の強度を、前クロスメンバー１６の前後側のうちの他方側（すなわち、前クロスメンバー１６の前側１６ａ）の強度より高くする。
なお、前クロスメンバー１６の前側１６ａは、保護空間２４側の反対側になる部位である。
【００１９】
後クロスメンバー１８は、断面略Ｕ字形に形成した部材である。
この後クロスメンバー１８は、左右のリヤサイドフレーム１２，１４に掛け渡すとともに、左右側の後サスペンション２６（右側後サスペンションは図示せず）のロアリンク（図示せず）を連結した部材である。
左右のリヤサイドフレーム１２，１４、前クロスメンバー１６、補強部材４２および後クロスメンバー１８の上部にフロアプレート４４を載置する。
【００２０】
燃料タンク２２は、左右のリヤサイドフレーム１２，１４に沿わせてそれぞれ左・右の側壁２２ａ，２２ｂを形成し、前・後のクロスメンバー１６，１８に沿わせてそれぞれ前・後の側壁２２ｃ、２２ｄを形成することで略矩形状の周壁部を構成する。
燃料タンク２２の上面２２ｅは、フロアプレート４４の下面に沿わせた面である。
【００２１】
図２は本発明に係る自動車の車体構造の要部を示す分解斜視図である。
前クロスメンバー１６は、底面４６および前後の壁面４７，４８で断面略Ｕ字形に形成した部材で、中央の水平部５２と、左右の傾斜部５３，５４とからなり、左右端部５３ａ，５４ａをそれぞれ左右のリヤサイドフレーム１２，１４に接合したものである。
補強部材４２は、底面５６および壁面５７で断面略Ｌ字形に形成した部材で、中央の水平部６２と、左右の傾斜部６３，６４とからなる。
【００２２】
この補強部材４２の底面５６を、前クロスメンバー１６の底面４６のうち後部１６ｂに接合し、左右端部６３ａ，６４ａをそれぞれ左右のリヤサイドフレーム１２，１４に接合する。
これにより、補強部材４２を前クロスメンバー１６の後側１６ｂに重ね合わせた状態に取り付ける。
【００２３】
図３は図１の３−３線断面図である。
前クロスメンバー１６を断面略Ｕ字形に形成し、前壁面４７の上部に形成した前折曲片６６にフロアパネル４４を接合し、後壁面４８の上部に形成した後折曲片６７にフロアパネル４４を接合する。
これにより、フロアパネル４４、前後の壁面４７，４８および底面４６で閉断面を形成する。
【００２４】
この前クロスメンバー１６の底面４６のうち後部４６ａに、補強部材４２の底面５６を接合する。補強部材４２の壁面５７上部に折曲片６８を設け、折曲片６８にフロアパネル４４を接合する。
これにより、フロアパネル４４、補強部材４２の壁面５７、補強部材４２の底面５６および前クロスメンバー１６の後壁面４８で閉断面を構成する。
【００２５】
このように、補強部材４２を前クロスメンバー１６の後側１６ｂに重ね合わせることでクロスメンバーユニット７０を得る。このクロスメンバーユニット７０の底面幅はＷである。
クロスメンバーユニット７０は、後側領域７２の断面積Ａ１が、前側領域７４の断面積Ａ２の略２倍になる。
よって、クロスメンバーユニット７０の後側領域７２の強度、特に座屈強度は、前側領域７４の強度より高い。
【００２６】
加えて、クロスメンバーユニット７０は、後側領域７２を、フロアパネル４４、補強部材４２の壁面５７、補強部材４２の底面５６および前クロスメンバー１６の後壁面４８で閉断面に構成する。
このように、クロスメンバーユニット７０の後側領域７２の強度を高くするとともに、後側領域７２を閉断面にすることで、後側領域７２を一層潰れ難くする。
【００２７】
さらに、前クロスメンバー１６の保護空間２４側（すなわち、後側１６ｂ）のみを補強部材４２で部分的に補強することで、車体重量の増加を小さく抑え、車体重量の増加を小さくできる。
このように、車体重量の増加を小さくすることで、前クロスメンバー１６の必要強度を下げることが可能になる。
よって、前クロスメンバー１６のうち、補強部材４２で部分的に補強した保護空間２４側（すなわち、後側領域７２）の強度を十分に確保する。
【００２８】
ここで、図３においては、補強部材４２の底面５６を、前クロスメンバー１６の底面４６のうち後部４６ａに接合した例について説明したが、補強部材４２の底面５６を底面４６の前部まで延ばすことも可能である。
【００２９】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る自動車の車体構造の特徴を説明する図である。
（ａ）は、クロスメンバー８０の底面幅をクロスメンバーユニット７０の底面幅Ｗと同一のものを比較例として示し、（ｂ）は、実施の形態のクロスメンバーユニット７０を実施例として示したものである。
（ａ）において、クロスメンバー８０を断面略Ｕ字形に形成し、その底面幅をＷまで大きく広げる。このクロスメンバー８０の前後の折曲片８１，８２にフロアパネル８３を接合することで、フロアパネル８３、前後の壁面８４，８５および底面８６で閉断面を形成する。
【００３０】
クロスメンバー８０を断面略Ｕ字形に形成し、その底面幅をＷまで大きく広げるだけでは、クロスメンバー８０の断面積Ａ３は、底面幅の狭いクロスメンバー（例えば、図３に示す後クロスメンバー１６）の断面積と比較して僅かに増すだけである。
よって、クロスメンバー８０の強度を十分に高めることは難しい。
【００３１】
ここで、クロスメンバー８０の強度を高める方法として、底面幅の狭いクロスメンバー（例えば、図３に示す後クロスメンバー１６）の前後側にそれぞれ補強部材を設けて、底面幅の狭いクロスメンバーの全域を補強部材で囲うことが考えられる。
底面幅の狭いクロスメンバーの全域を補強部材で囲うことで、断面積の増加を大きくして、強度を十分に高めることは可能である。
【００３２】
しかし、底面幅の狭いクロスメンバーの全域を補強部材で囲うことで、重量の増加が大きくなる。このため、車体重量の増加が大きくなり、この車体重量の増加に伴ってクロスメンバーの必要強度が高くなる。
このため、底面幅の狭いクロスメンバーの全域を補強部材で囲っても、クロスメンバーの強度を十分に確保することは難しい。
【００３３】
（ｂ）において、前クロスメンバー１６を断面略Ｕ字形に形成し、前後の折曲片６６，６７にフロアパネル４４を接合することで、フロアパネル４４、前後の壁面４７，４８および底面４６で閉断面を形成する。
加えて、前クロスメンバー１６の底面４６のうち後部４６ａに、補強部材４２の底面５６を接合するとともに、折曲片６８にフロアパネル４４を接合することで、フロアパネル４４、補強部材４２の壁面５７、補強部材４２の底面５６および前クロスメンバー１６の後壁面４８で閉断面を構成する。
【００３４】
補強部材４２を前クロスメンバー１６の後側１６ｂに重ね合わせることで、クロスメンバーユニット７０の後側領域７２の断面積Ａ１を、前側領域７４の断面積Ａ２の略２倍にして、後側領域７２の強度を、前側領域７４の強度より高くする。
さらに、クロスメンバーユニット７０の後側領域７２を、フロアパネル４４、補強部材４２の壁面５７、補強部材４２の底面５６および前クロスメンバー１６の後壁面４８で閉断面に構成する。
加えて、前クロスメンバー１６の後側１６ｂのみを部分的に補強することで、車体重量の増加を小さくする。車体重量の増加を小さくする。
これにより、前クロスメンバー１６の必要強度を下げることが可能になり、補強部材４２で部分的に補強した後側領域７２の強度を十分に確保する。
【００３５】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る自動車の車体構造の側面に衝撃力が作用した例を説明する図である。
（ａ）において、左リヤサイドフレーム１２のうち、クロスメンバーユニット７０の部位に、車体の左側面から矢印の如く衝撃がかかることにより、この部位に衝撃力Ｆが発生する。
【００３６】
（ｂ）において、前クロスメンバー１６の後側１６ｂのみを補強部材４２で部分的に補強することで、クロスメンバーユニット７０のうち、部分的に補強した後側領域７２（図３も参照）の強度を十分に確保する。
これにより、左リヤサイドフレーム１２に衝撃が矢印の如くかかった際に、クロスメンバーユニット７０の後側領域７２（保護空間側の部位）が変形する（潰れる）ことを阻止して、保護空間２４を潰れないように確保する。
保護空間２４を確保することで、保護空間２４内の燃料タンク２２などに側面衝突による影響が及ぶことを防ぐ。
【００３７】
一方、クロスメンバーユニット７０の前側領域７４（図３も参照）、すなわち前クロスメンバー１６のうち、他方側（前側１６ａ）の部位は、補強部材４２を備えていない。
このため、クロスメンバーユニット７０の前側領域７４の強度は、クロスメンバーユニット７０の後側領域７２の強度より低い。
よって、左リヤサイドフレーム１２に矢印の如く衝撃がかかった際に、クロスメンバーユニット７０の前側領域７４（特に、前側領域７４の左側部位７４ａ）を変形させて（潰して）側面衝突による衝突力Ｆを吸収する。
【００３８】
このように、前クロスメンバー１６の後側１６ｂの強度のみを部分的に高めて、前クロスメンバー１６を変形させる部位（前側１６ａの部位）と、変形させない部位（後側１６ｂの部位）とに分けることで、保護空間２４が潰れないように確保するとともに、衝突力Ｆを吸収することが可能になる。
【００３９】
なお、前記実施の形態では、前クロスメンバー１６の後側１６ｂに保護空間２４を形成し、前クロスメンバー１６の後側１６ｂを補強部材４２で部分的に補強した例について説明したが、これに限らないで、前クロスメンバー１６の前側１６ａに保護空間２４を形成し、前クロスメンバー１６の前側１６ａを補強部材４２で部分的に補強することも可能である。
【００４０】
また、前記実施の形態では、保護空間２４に燃料タンク２２を配置した例について説明したが、これに限らないで、燃料電池などのその他の部材を配置することも可能である。
また、保護空間２４を車室とすることも可能である。
【００４１】
さらに、前記実施の形態では、前クロスメンバー１６を、底面４６および前後の壁面４７，４８で断面略Ｕ字形に形成した例について説明したが、前クロスメンバー１６の断面形状はこれに限定するものではない。
【００４２】
加えて、前記実施の形態では、補強部材４２を、底面５６および壁面５７で断面略Ｌ字形に形成した例について説明したが、補強部材４２の断面形状はこれに限定するものではない。
【００４３】
また、前記実施の形態では、前クロスメンバー１６を、中央の水平部５２および左右の傾斜部５３，５４で構成し、水平部５２を僅かに高い位置に配置した例について説明したが、前クロスメンバー１６の形状はこれに限定するものではなく、例えば直線状に形成することも可能である。
この場合には、前クロスメンバー１６に合わせて、補強部材４２も直線状に形成する。
【００４４】
さらに、前記実施の形態では、左右のリヤサイドフレーム１２，１４、前クロスメンバー１６および後クロスメンバー１８で保護空間２４を形成した例について説明したが、後クロスメンバー１８を備えないものでも同様の効果を得ることができる。
【００４５】
また、前記実施の形態では、左右のフレームとして左右のリヤサイドフレーム１２，１４を例に説明したが、これに限らないで、例えば左右のサイドシルとすることも可能である。
【００４６】
さらに、前記実施の形態では、補強部材４２の底面５６を、前クロスメンバー１６の底面４６に接合した例について説明したが、これに限らないで、例えば補強部材４２の後壁面４８に接合することも可能である。要は、前クロスメンバー１６の後側１６ｂに補強部材４２を設けるように構成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の自動車の車体構造は、左右のフレーム間にクロスメンバーを渡し、このクロスメンバーの一方側に保護空間を形成した自動車に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る自動車の車体構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る自動車の車体構造の要部を示す分解斜視図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】本発明に係る自動車の車体構造の特徴を説明する図である。
【図５】本発明に係る自動車の車体構造の側面に衝撃力が作用した例を説明する図である。
【図６】従来の基本構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…自動車の車体構造、１２…左リヤサイドフレーム（フレーム）、１４…右リヤサイドフレーム（フレーム）、１６…前クロスメンバー（クロスメンバー）、１６ａ…前クロスメンバーの前側（一方側、クロスメンバーの保護空間側）、１６ｂ…前クロスメンバーの後側（他方側）、２２…燃料タンク、２４…保護空間、４２…補強部材。
【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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