(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に向けて延設され、かつこの延設方向に対して交差する方向に向けて湾曲する湾曲部を備えた一対のサイドメンバと、この一対のサイドメンバ相互を、前記湾曲部より車体前方側にて連結する第１のクロスメンバと、前記湾曲部の車体後方側にて前記一対のサイドメンバ相互を連結する第２のクロスメンバと、前記第１のクロスメンバに一端が連結されるとともに前記第２のクロスメンバに他端が連結されて車体前後方向に向けて延設されるセンタメンバとを有し、前記一対のサイドメンバは、車体後方側が前記第１のクロスメンバにより互いに連結される前方サイドメンバと、この前方サイドメンバの車体後方側に連結されて前記湾曲部を備えた後方サイドメンバとをそれぞれ備え、前記前方サイドメンバは、車体後方側の端部から下方に向けて傾斜する傾斜部と、傾斜部の端部から水平に後方へ延びる屈曲水平部とをそれぞれ備える一方、前記後方サイドメンバは、車体前方下部に向けて傾斜する傾斜部と、傾斜部の端部から水平に前方へ延びる平坦部とをそれぞれ備え、前記前方サイドメンバの屈曲水平部と前記後方サイドメンバの平坦部とを、互いに連結したことを特徴とする車体骨格構造。
【請求項２】
前記湾曲部は、車幅方向に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格構造。
【請求項３】
前記一対のサイドメンバの車体後方側の端部相互を、前記第２のクロスメンバの車体後方側に位置する第３のクロスメンバにより連結したことを特徴とする請求項１または２に記載の車体骨格構造。
【請求項４】
フロアパネルの車幅方向中央に、車体の上方に向けて突出して車体前後方向に延設されるトンネル部を有し、このトンネル部の上面に前記センタメンバを固定したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車体骨格構造。
【請求項５】
前記トンネル部は、前記湾曲部に対応して形成したフロアパネルの凹部に設けられ、この凹部より車体後方側のフロアパネルの上面に前記第２のクロスメンバを固定したことを特徴とする請求項４記載の車体骨格構造。
【請求項６】
前記第２のクロスメンバは、車体前後方向に沿って２つ設けられ、そのうちの車体後方側の第２のクロスメンバは、車体前方側に対向する前面部を有し、この前面部に前記センタメンバの車体後方側の端部を結合したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車体骨格構造。
【請求項７】
前記センタメンバの車体後方側の端部を、前記第３のクロスメンバに連結したことを特徴とする請求項３記載の車体骨格構造。
【請求項８】
前記第１のクロスメンバは、車体前部のエンジンルームと、このエンジンルームより車体後方側に位置する車室との間に設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の車体骨格構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車体前後方向に延設されるサイドメンバに湾曲部が設けられた車体骨格構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、乗員が搭乗する車室空間の拡大、車室下への各種車両ユニット搭載による衝突安全性向上のため、車幅方向や車体上下方向に湾曲した湾曲部を有するサイドメンバが用いられることが多い。
【０００３】
このような湾曲部を備えたサイドメンバを有する車体骨格構造としては、例えば特開平９−１５０７５１号公報に記載されたものがある。これは、上部が開放されたほぼＵ字形断面のサイドメンバの底部および内側壁の下側部分に、ほぼＵ字形断面の補強材を収容し、この補強材の湾曲部に対応する部位に、サイドメンバの上端の高さまで拡大した補強片を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の車体骨格構造では、補強材を設けることによりサイドメンバの剛性がある程度向上するものの、それには限界がある。例えば、車両の前面衝突による車両前方からの荷重印加時には、サイドメンバが、湾曲部にて高い荷重を受けることによって応力が集中し、湾曲部の変形を引き起こし、車両衝突性能の悪化を招くものとなる。
【０００５】
そこで、この発明は、湾曲部を備えたサイドメンバの剛性を充分確保することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、車体前後方向に向けて延設され、かつこの延設方向に対して交差する方向に向けて湾曲する湾曲部を備えた一対のサイドメンバと、この一対のサイドメンバ相互を、前記湾曲部より車体前方側にて連結する第１のクロスメンバと、前記湾曲部の車体後方側にて前記一対のサイドメンバ相互を連結する第２のクロスメンバと、前記第１のクロスメンバに一端が連結されるとともに前記第２のクロスメンバに他端が連結されて車体前後方向に向けて延設されるセンタメンバとを有し、前記一対のサイドメンバは、車体後方側が前記第１のクロスメンバにより互いに連結される前方サイドメンバと、この前方サイドメンバの車体後方側に連結されて前記湾曲部を備えた後方サイドメンバとをそれぞれ備え、前記前方サイドメンバは、車体後方側の端部から下方に向けて傾斜する傾斜部と、傾斜部の端部から水平に後方へ延びる屈曲水平部とをそれぞれ備える一方、前記後方サイドメンバは、車体前方下部に向けて傾斜する傾斜部と、傾斜部の端部から水平に前方へ延びる平坦部とをそれぞれ備え、前記前方サイドメンバの屈曲水平部と前記後方サイドメンバの平坦部とを、互いに連結した構成としてある。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記湾曲部は、車幅方向に湾曲する構成としてある。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、前記一対のサイドメンバの車体後方側の端部相互を、前記第２のクロスメンバの車体後方側に位置する第３のクロスメンバにより連結する構成としてある。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明の構成において、フロアパネルの車幅方向中央に、車体の上方に向けて突出して車体前後方向に延設されるトンネル部を有し、このトンネル部の上面に前記センタメンバを固定する構成としてある。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４の発明の構成において、前記トンネル部は、前記湾曲部に対応して形成したフロアパネルの凹部に設けられ、この凹部より車体後方側のフロアパネルの上面に前記第２のクロスメンバを固定する構成としてある。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明の構成において、前記第２のクロスメンバは、車体前後方向に沿って２つ設けられ、そのうちの車体後方側の第２のクロスメンバは、車体前方側に対向する前面部を有し、この前面部に前記センタメンバの車体後方側の端部を結合する構成としてある。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項３の発明の構成において、前記センタメンバの車体後方側の端部を、前記第３のクロスメンバに連結する構成としてある。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの発明の構成において、前記第１のクロスメンバは、車体前部のエンジンルームと、このエンジンルームより車体後方側に位置する車室との間に設けられる構成としてある。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、車両前面衝突時に、サイドメンバの車体前方側の端部に印加された荷重は、第１のクロスメンバおよびサイドメンバの車体後方側に分散され、第１のクロスメンバに印加された分散荷重は、センタメンバに伝達された後、第２のクロスメンバに分散される。これにより、車両前面衝突時にサイドメンバが受ける荷重を効率よく各骨格部材に分散できるので、サイドメンバに設けてある湾曲部の変形を防止することができ、サイドメンバの剛性が充分確保されたものとなる。
また、車両前面衝突時に、前方サイドメンバの車体前方側の端部に印加された荷重は、第１のクロスメンバおよび後方サイドメンバに分散され、第１のクロスメンバに印加された分散荷重は、センタメンバに伝達された後、第２のクロスメンバに分散される。これにより、車両前面衝突時に前方サイドメンバが受ける荷重を効率よく各骨格部材に分散できるので、後方サイドメンバに設けてある湾曲部の変形を防止することができ、後方サイドメンバの剛性が充分確保されたものとなる。
さらに、車体上下方向に湾曲したサイドメンバの剛性を充分高めることができる。
さらにまた、車体の下方に向けて湾曲して形成される平坦部に搭載する各種車両部品の車室側への突出量を少なくすることができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、車幅方向に湾曲したサイドメンバの剛性を充分高めることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、サイドメンバに印加された衝突荷重を、第３のクロスメンバにも分散できるので、サイドメンバの剛性をさらに高めることができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、センタメンバを、フロアパネルに形成したトンネル部の上面に固定することで、フロアパネルにおける他の部位のスペースを広く確保することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、第２のクロスメンバが固定されるフロアパネルの剛性を高めることができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、サイドメンバから第１のクロスメンバを経てセンタメンバに分散された衝突荷重は、センタメンバの後端から第２のクロスメンバに確実に伝達させることができる。
【００２６】
請求項７の発明によれば、サイドメンバから第１のクロスメンバを経てセンタメンバに分散された衝突荷重を、第３のクロスメンバにも分散できるので、サイドメンバの剛性をさらに高めることができる。
【００２７】
請求項８の発明によれば、サイドメンバに印加された衝突荷重が車室前方の第１のクロスメンバに分散されるので、エンジンルールの衝突吸収作用を損なうことなく、前面衝突の際の車室空間を確保することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２９】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる車体フロア部の車体骨格構造を示す斜視図、図２は同平面図、図３は、上記した車体骨格構造部を車体１にレイアウトした場合の側面図である。なお、上記各図において、矢印Ｆで示す方向が車体前方側である。
【００３０】
この車体骨格構造は、車体前部の車幅方向両側部に、一対の前方サイドメンバ３が車体前後方向に向けて延設されている。前方サイドメンバ３は、車体前後方向へ水平に延びる水平部５と、水平部５の車体後方側の端部から下方に向けて屈曲する後端屈曲部７とを有している。後端屈曲部７は、車体後方下部に向けて傾斜する傾斜部７ａと、傾斜部７ａの端部から水平に後方へ伸びる屈曲水平部７ｂとを備える。
【００３１】
一方、上記した前方サイドメンバ３とでサイドメンバを構成する後方サイドメンバ９は、前方サイドメンバ３の車体後方側の車幅方向両側部にて車体前後方向に延設されている。この後方サイドメンバ９は、車体前後方向へ水平に延びる水平部１１と、水平部１１の車体前方側の端部から下方に向けて屈曲する前端屈曲部１３とを有している。前端屈曲部１３は、車体前方下部に向けて傾斜する傾斜部１３ａと、傾斜部１３ａの端部から水平に前方へ延びる平坦部としての屈曲水平部１３ｂとを備える。
【００３２】
上記した前方サイドメンバ３における後端屈曲部７の屈曲水平部７ｂ付近と、後方サイドメンバ９における前端屈曲部１３の屈曲水平部１３ｂとが互いに連結されている。また、この相互に連結された後端屈曲部７および前端屈曲部１３は、図２に示すように、車幅方向内側にも屈曲しており、これら各屈曲部７，１３で湾曲部を構成している。
【００３３】
上記した後方サイドメンバ９の屈曲水平部１３ｂ上には、図３に示すように、バッテリや燃料電池ユニットなどの電源ユニット１５が、図示しない支持ブラケットなどを介して配置される。
【００３４】
一対の前方サイドメンバ３における水平部５の車体後方側の端部相互は、車幅方向に延びる第１のクロスメンバ１７により連結されている。この第１のクロスメンバ１７は、車体１の前部のエンジンルームＥとその後方の車室Ｌとの間に位置している。上記した第１のクロスメンバ１７の車幅方向中央部には、車体後方に向けて延びる２本のセンタメンバ１９の一端が連結され、センタメンバ１９の他端は、後方サイドメンバ９の車体前後方向のほぼ中央付近に達している。
【００３５】
一対の後方サイドメンバ９の車体前後方向のほぼ中央付近相互は、車体前後方向に沿って所定間隔をおいて配置される２本の第２のクロスメンバ２１，２３により連結されている、この第２のクロスメンバ２１，２３に、前記した２本のセンタメンバ１９が連結されている。２本のセンタメンバ１９は、車体前方側の第２のクロスメンバ２１を貫通し、同後方側の第２のクロスメンバ２３の車体前方に対向する前面部２３ａに、後端が連結されて車両前方からの衝撃力を受け取める様構成されている。
【００３６】
さらに、前記一対の後方サイドメンバ９の車体後方側の端部相互は、第３のクロスメンバ２５により連結されている。
【００３７】
また、前記した第１のクロスメンバ１７から車体後方の第３のクロスメンバ２５に至る、各メンバ３，９，１７，１９，２１，２３，２５の車体下部側にはフロアパネル２７が取り付けられている。このフロアパネル２７は、前記した前方サイドメンバ３の後端屈曲部７および後方サイドメンバ９の前端屈曲部１３による下方への湾曲形状に対応して、凹部２７ａが形成され、この凹部２７ａより車体後方側は、平板部２７ｂとなっている。
【００３８】
上記した凹部２７ａの車幅方向中央部、すなわちセンタメンバ１９が配置される位置には、平板部２７ｂの面とほぼ同一高さまで車室Ｌ側に向けて突出するトンネル部２７ｃが、車体前後方向に向けて延設されている。トンネル部２７ｃを設けることで、フロアパネル２７の剛性が高まる。
【００３９】
そして、このトンネル部２７ｃの上面から平板部２７ｂの上面にかけて、前記した２本のセンタメンバ１９が固定されている。トンネル部２７ｃ上にセンタメンバ１９を設けることで、フロアパネル２７における他の部位のスペースを広く確保することができ、その部位を有効利用することができる。また、センタメンバ１９の後部に連結される第２のクロスメンバ２１，２３がフロアパネル２７の上面に固定されることで、フロアパネル２７の剛性が高まる。
【００４０】
上記した車体骨格構造によれば、車両の前面衝突時に、一対の前方サイドメンバ３の車体前方側の端部に印加された荷重は、第１のクロスメンバ１７および一対の後方サイドメンバ９にそれぞれ分散される。
【００４１】
第１のクロスメンバ１７に印加された分散荷重は、２本のセンタメンバ１９に伝達された後、第２のクロスメンバ２１，２３に分散される。このとき、センタメンバ１９の後端が車体後方側の第２のクロスメンバ２３の前面部２３ａに結合されているので、第２のクロスメンバ２３への衝突荷重の伝達が確実になされる。
【００４２】
一方、一対の後方サイドメンバ９に印加された分散荷重は、第２のクロスメンバ２１，２３および第３のクロスメンバ２５に分散される。
【００４３】
このように、車両の前面衝突時に前方サイドメンバ３が受ける荷重は、第１のクロスメンバ１７，後方サイドメンバ９，センタメンバ１９，第２のクロスメンバ２１，２３および第３のクロスメンバ２５にそれぞれ分散される。このため、後方サイドメンバ９が前端屈曲部１３を備えていても、前面衝突時での後方サイドメンバ９の変形を抑えることができ、前方サイドメンバ３の後端屈曲部７および、後方サイドメンバ９の前端屈曲部１３の剛性を充分高く確保することができる。
【００４４】
そして、第１のクロスメンバ１７は、車体前部のエンジンルームＥとその後方の車室Ｌとの間に位置しているので、前面衝突の際に、エンジンルールＥの衝突吸収作用を損なうことなく、車室Ｌの空間を確保することができる。
【００４５】
また、電源ユニット１５を、下方に屈曲する前端屈曲部１３の屈曲水平部１３ｂ上に配置してあるので、電源ユニット１５の車室Ｌ側への突出量が少なくなり、車室Ｌの空間を広く確保することができる。
【００４６】
図４および図５は、この発明の第２の実施形態を示しており、図４は前記した第１の実施形態による図１に対応し、図５は同図２に対応している。この実施形態は、図１ないし図３に示した第１の実施形態によるセンタメンバ１９に対応する２本のセンタメンバ１９０を、２本の第２のクロスメンバ２１，２３をそれぞれ貫通させて、さらに後方に向けて延長し、その後端を第３のクロスメンバ２５に連結している。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
これにより、車両の前面衝突時に、前方サイドメンバ３から第１のクロスメンバ１７を経てセンタメンバ１９０に印加される分散荷重は、第３のクロスメンバ２５にも伝達される。この結果、前方サイドメンバ３に印加された前面衝突荷重は、第１の実施形態に比べてより分散化され、後方サイドメンバ９の変形をより確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる車体フロア部の車体骨格構造を示す斜視図である。
【図２】図１の車体骨格構造の平面図である。
【図３】図１の車体骨格構造部を車体にレイアウトした場合の側面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態に係わる車体フロア部の車体骨格構造を示す斜視図である。
【図５】図４の車体骨格構造の平面図である。
【符号の説明】
３  前方サイドメンバ
７  後端屈曲部（湾曲部）
９  後方サイドメンバ
１３  前端屈曲部（湾曲部）
１３ｂ  屈曲水平部（平坦部）
１７  第１のクロスメンバ
１９  センタメンバ
２１，２３  第２のクロスメンバ
２３ａ  前面部
２５  第３のクロスメンバ
２７  フロアパネル
２７ｃ  トンネル部
Ｅ  エンジンルーム
Ｌ  車室
【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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