JP5493773B2 - Vehicle lower structure - Google Patents
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Description
本発明は、車両下部構造に関する。 The present invention relates to a vehicle lower structure.
従来、車両下部構造として、例えば特許文献1に記載されるように、フロアパネル上に車両前後方向に延びるフロアトンネルと、サイドシルインナからフロアトンネル側壁に対して車両幅方向に延びるクロスメンバと、フロアパネルの下面にフロアトンネルを跨ぐ形で車両幅方向に配置されているプレート状のトンネルステイとにより構成されるものが知られている。
Conventionally, as a vehicle lower structure, for example, as described in
特許文献1に記載の車両下部構造では、クロスメンバとトンネルステイとを同一の車幅方向線上に配置することにより、車両の側面衝突時に、クロスメンバ及びトンネルステイが荷重に対抗して、その荷重を反対側のサイドシルに伝達させるようにしている。
In the vehicle lower structure described in
しかしながら、特許文献1に記載された車体フロア構造では、プレート状のトンネルステイがフロアトンネルの下面に結合されているため、側面衝突によりフロアトンネルの側方から荷重が伝わった場合、トンネルステイに対しモーメントが発生し、トンネルステイが曲がってしまう可能性があった。そのため、反対側の骨格部材であるクロスメンバやサイドシルに荷重を効果的に伝えきれないおそれがあった。
However, in the vehicle body floor structure described in
そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、車両の側面に入力される荷重を反対側の骨格部材へ効果的に伝え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。 Therefore, the present invention has been made to solve such a technical problem, and provides a vehicle lower structure that can effectively transmit a load input to the side surface of the vehicle to the opposite skeleton member. For the purpose.
すなわち本発明に係る車両下部構造は、車両前後方向に延びるフロアトンネルと、フロアトンネルの内壁と内壁との間を支持する補強部材と、フロアトンネルの外側から補強部材を締結する締結具と、を備え、補強部材には、車両幅方向に延びる孔部が形成されており、孔部内に締結具による締結のためのブロック状のインサート部材が圧入されており、インサート部材は、孔部に対応する大きさ及び形状を有しており、補強部材の端面とインサート部材の外方側の端面とは同一平面上に位置していることを特徴とする。 That is, the vehicle lower structure according to the present invention includes a floor tunnel extending in the vehicle longitudinal direction, a reinforcing member that supports between the inner wall and the inner wall of the floor tunnel, and a fastener that fastens the reinforcing member from the outside of the floor tunnel. The reinforcing member is provided with a hole extending in the vehicle width direction, and a block-like insert member for fastening with a fastener is press-fitted into the hole, and the insert member corresponds to the hole. It has a size and a shape, and the end face of the reinforcing member and the end face on the outer side of the insert member are located on the same plane.
本発明に係る車両下部構造によれば、補強部材は、フロアトンネルの内壁と内壁との間を支持するため、車両の一方の側面に荷重が入力されてフロアトンネルに伝わった場合、その荷重をフロアトンネルの一方の内壁から他方の内壁へと伝えることができる。よって、車両の側面に入力される荷重を反対側の骨格部材へ効果的に伝えることができる。補強部材は、フロアトンネルの外側から締結具によって締結されるため、フロアトンネルに対する補強部材の取り付けが容易となり、組立性の向上が図られる。また、補強部材は、側方から締結具により締結されるため、側面からの荷重を伝える際、補強部材の断面にかかる荷重が均一に分散され、補強部材による荷重の伝達が好適に行われる。さらに、補強部材に設けられたインサート部材を介してフロアトンネルと補強部材とが締結されるため、インサート部材によりフロアトンネルと補強部材との隙間が埋められる。よって、締結部の補強効果が得られると共に、荷重伝達の際の荷重保持安定性、及び補強部材の挙動安定性を向上させる効果が得られる。 According to the vehicle lower structure according to the present invention, the reinforcing member supports the space between the inner wall and the inner wall of the floor tunnel. Therefore, when the load is input to one side of the vehicle and is transmitted to the floor tunnel, the load is transferred to the floor tunnel. It can be transmitted from one inner wall of the floor tunnel to the other inner wall. Therefore, the load input to the side surface of the vehicle can be effectively transmitted to the opposite skeleton member. Since the reinforcing member is fastened by a fastener from the outside of the floor tunnel, the reinforcing member can be easily attached to the floor tunnel, and the assemblability can be improved. Further, since the reinforcing member is fastened by the fastener from the side, when the load from the side surface is transmitted, the load applied to the cross section of the reinforcing member is evenly distributed, and the transmission of the load by the reinforcing member is suitably performed. Furthermore, since the floor tunnel and the reinforcing member are fastened via the insert member provided in the reinforcing member, the gap between the floor tunnel and the reinforcing member is filled by the insert member. Therefore, the effect of reinforcing the fastening portion and the effect of improving the load holding stability during load transmission and the behavioral stability of the reinforcing member can be obtained.
また、本発明に係る車両下部構造において、フロアトンネルの内壁において補強部材の端面及びインサート部材の外方側の端面が当接される位置には、フロアトンネルのうちこれらの端面が当接されない部分よりも厚みが厚くされた肉厚部が形成されていることが好ましい。Further, in the vehicle lower structure according to the present invention, a portion of the floor tunnel where these end surfaces are not in contact with each other at a position where the end surface of the reinforcing member and the outer end surface of the insert member are in contact with each other on the inner wall of the floor tunnel It is preferable that a thick portion having a greater thickness is formed.
また、本発明に係る車両下部構造において、フロアトンネルの内壁において補強部材の端面及びインサート部材の外方側の端面が当接される位置の表面側には、締結具により共締めされる荷重分散部材が設けられていることが好ましい。Further, in the vehicle lower structure according to the present invention, the load distribution that is fastened together by the fastener on the surface side of the inner wall of the floor tunnel where the end surface of the reinforcing member and the outer end surface of the insert member are in contact with each other. It is preferable that a member is provided.
この発明によれば、フロアトンネル上には、締結具により共締めされる荷重分散部材が設けられるため、フロアトンネルにおいて荷重がかかる面積を大きくでき、大きな荷重が入力される場合であっても、荷重の集中を抑止できる。よって、フロアトンネルの破断を防止することができる。According to the present invention, on the floor tunnel, since the load distribution member that is fastened together with the fastener is provided, the area on which the load is applied can be increased in the floor tunnel, and even when a large load is input, Load concentration can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the floor tunnel from being broken.
本発明によれば、車両の側面に入力される荷重を反対側の骨格部材へ効果的に伝えることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the load input into the side surface of a vehicle can be effectively transmitted to the opposite skeleton member.
以下、本発明の実施形態に係る車両下部構造について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the vehicle lower part structure concerning embodiment of this invention is demonstrated, referring drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る車両下部構造を示す断面図、図2は、図1中の締結部付近を拡大して示す断面図、図3は、図1中の補強部材を示す斜視図である。本実施形態に係る車両下部構造1は、車両の中央下部における骨格を形成するものであり、車両前後方向に延びるフロアトンネル2と、フロアトンネル2の左右両側の側面に接続されて車両幅方向に延びるクロスメンバ4とを備えている。
(First embodiment)
1 is a cross-sectional view showing a lower vehicle structure according to the first embodiment, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a fastening portion in FIG. 1, and FIG. 3 is a perspective view showing a reinforcing member in FIG. FIG. The vehicle
フロアトンネル2は、エンジンの動力を車輪に伝えるプロペラシャフト(図示せず)等を収容するためのものであり、フロアパネル3の車両幅方向の中心位置において上方に向けて突出している。このフロアトンネル2は、車両前後方向に垂直な断面において、底辺が開放された中空の台形状をなしており、その内側には内部空間Sが形成されている。フロアトンネル2は、炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastics;以下、「CFRP」という)によって形成されている。
The
クロスメンバ4は、車両の側方に入力される荷重を車両幅方向へ伝えるための部材であり、フロアトンネル2を挟むようにしてフロアパネル3上に水平に配置されている。ここでは、クロスメンバ4は、二重のフロア構造を構成するサンドイッチフロアの一部として形成されている。なお、クロスメンバ4は、車両前後方向の複数の位置に設けられていてもよいし、車両側面に設けられるセンターピラーに対応する位置にのみ一対設けられていてもよい。また、クロスメンバ4は、サンドイッチフロアの一部として形成される場合に限られず、例えば車両幅方向に延びるフロアパネル3の突条部として形成されてもよい。
The
クロスメンバ4の内側端部4aは、クロスメンバ取付部材5を介してフロアトンネル2の下部2aに接合されている。クロスメンバ取付部材5は、その上端部及び下端部のそれぞれがフロアトンネル2の側面とフロアパネル3の上面とに接合されており、上下端部を除いた中間部はフロアトンネル2及びフロアパネル3から離間している。すなわち、フロアトンネル2、フロアパネル3、及びクロスメンバ取付部材5に囲まれるようにして、内部空間S1が形成されている。クロスメンバ3及びクロスメンバ取付部材4は、CFRPによって形成されている。
The
クロスメンバ4の内側端部4aとクロスメンバ取付部材5、及びクロスメンバ取付部材5とフロアトンネル2は、それぞれ接着剤Bにより接着接合されている(図2参照)。なお、これらの部材は、接着接合に限られず、例えば締結や嵌合によって接合されていてもよい。更には、これらの部材がアルミ等の金属によって形成されている場合には、溶接によって接合されていてもよい。
The
一方、クロスメンバ4の外側端部は、車両の下部側方を構成する骨格部材であるサイドシル(図示せず)に接続されている。このような構成により、クロスメンバ4は、クロスメンバ4が設けられた側の車両側面に荷重が入力された際、その荷重をフロアトンネル2に伝える。また、クロスメンバ4は、クロスメンバ4が設けられた側とは反対側の車両側面に荷重が入力された際、反対側のクロスメンバ4からフロアトンネル2を介して伝えられる荷重を、接続されたサイドシルに伝える。
On the other hand, the outer end of the
更に、車両下部構造1は、フロアトンネル2の内壁2bと内壁2bとの間を支持するトンネルブレース(補強部材)6と、トンネルブレース6をフロアトンネル2に対して車両左右方向から締結する締結ボルト(締結具)7とを備えている。
Further, the vehicle
トンネルブレース6は、車両の側方に入力されてクロスメンバ4及びフロアトンネル2を介して伝えられる荷重を、反対側のクロスメンバ4へ伝えるための部材である。トンネルブレース6は、車両幅方向に向けて設けられている。このトンネルブレース6は、中空の直方体形状とされており、クロスメンバ4の延在方向の延長線上に配置されている。言い換えれば、トンネルブレース6は、左右のクロスメンバ4,4と一直線状をなすように延在する長尺状の部材であり、その両端が内壁2bに接合されて、フロアトンネル2の内部空間Sの下部を車両幅方向に横断するように配置されている。つまり、トンネルブレース6は、クロスメンバ4をフロアトンネル2内から直線状に支持するように設けられている。これにより、トンネルブレース6のうち、車両幅方向の両側端面から荷重が入力される構成となっている。
The
トンネルブレース6の配置についてより詳しく説明すると、トンネルブレース6の軸線は、クロスメンバ4の軸線と略一致している。これにより、トンネルブレース6は、クロスメンバ4から伝わる車両幅方向の荷重を、荷重伝達方向がずれないように、車両幅方向(軸線方向)に伝える。こうして、トンネルブレース6は、荷重伝達時におけるモーメントの発生を抑制し得る構成とされている。
The arrangement of the
図3に示すように、トンネルブレース6は、例えばアルミにより形成されており、車両幅方向に垂直な断面が、車両前後方向を長手方向とする中空の長方形状となっている。更に、トンネルブレース6内には、その車両前後方向の長さ(以下、「奥行」という)Lを3等分するように仕切壁6aが形成されている。このような構成により、トンネルブレース6内には、車両幅方向に延びる3個の孔部6bが形成されている。なお、孔部6bの数は適宜設定すればよく、例えば2個や4個以上であってもよいし、仕切壁6aを設けずに1個としてもよい。
As shown in FIG. 3, the
更に、トンネルブレース6の各孔部6bには、締結ボルト7による締結のためのインサート部材であるブロック9が設けられている。ブロック9は、例えばCFRPにより形成されており、トンネルブレース6の各孔部6bに対応する大きさ及び形状を有する直方体状とされている。各ブロック9は、各孔部6bに隙間なく嵌め込まれることにより、各孔部6b内に充填されている。言い換えれば、各ブロック9は、孔部6b内に圧入されている。なお、ブロック9は、ガラス繊維強化プラスチック(Glass Fiber Reinforced Plastics;GFRP)や、アルミ等の金属によって形成されていてもよい。また、ブロック9は、複数の孔部6bすべての内部に設けられなくてもよく、一部の孔部6b(例えば車両前後方向の両端の孔部6b)のみに設けられてもよい。
Further, each
また、図4に示すように、ブロック9の外方側の端面9aは、トンネルブレース6の端面であるコバ面6cと面一とされている。言い換えれば、端面9aとコバ面6cとは、同一平面上に位置している。そして、端面9aの略中央部からブロック9内に向けて、締結ボルト7に螺合される所定長さの雌ネジ部(ネジ穴)9bが形成さている。なお、ブロック9は、孔部6bへの圧入を容易にするために、外方側から内方側(図4の左側から右側)にかけて車両幅方向に垂直な断面の断面積が漸減するテーパー状とされていてもよい。また、雌ネジ部9bは、フロアトンネル2の内壁2bに直交するように奥側(図4では右側)に向けて下方に傾斜して形成されていてもよいし、水平に形成されていてもよい。
As shown in FIG. 4, the
更に、図2に示すように、フロアトンネル2の下部2aにおいてコバ面6c及び端面9aが当接される位置には、フロアトンネル2のうちこれらが当接されない部分よりも厚みが厚くされた肉厚部2cが形成されている。この肉厚部2cは、車両前後方向を長手方向とする長方形状をなしており、車両前後方向の長さがトンネルブレース6の奥行Lと同等以上とされている。また、肉厚部2cには、各雌ネジ部9bに対応する位置に貫通孔2fが形成されている。
Further, as shown in FIG. 2, at the position where the
そして、肉厚部2cの外側(室内側)から貫通孔2fを通して締結ボルト7を挿入し、締結ボルト7を雌ネジ部9bと螺合させることにより、トンネルブレース6がフロアトンネル2に対して締結される。つまり、トンネルブレース6は、フロアトンネル2の外側から、締結ボルト7によって横締めにより締結されている。ここで、締結ボルト7の頭部は、内部空間S1内に位置している。
Then, the
次に、本実施形態に係る車両下部構造1の作用効果について説明する。
Next, the effect of the vehicle
上述した車両下部構造1では、車両の一方の側面(例えば図1の左側面)に荷重が入力されると、その荷重はクロスメンバ4及びクロスメンバ取付部材5を伝わり、クロスメンバ取付部材5とフロアトンネル2及びフロアパネル3との接合部を介してトンネルブレース6の一方の端部(例えば図1の左側端部)に入力される。この際、フロアトンネル2の内壁2bはトンネルブレース6のコバ面6c及びブロック9の端面9aに圧接されて、荷重はコバ面6c及び端面9aの全面に伝わる。
In the vehicle
更に、トンネルブレース6の一方の端部から他方の端部(例えば図1の左側端部から右側端部)へと荷重が伝わる。ここで、トンネルブレース6はクロスメンバ4の延在方向の延長線上に配置されているため、トンネルブレース6を伝わる荷重は、モーメントの発生が抑制されつつトンネルブレース6の断面に均一に伝達される。その後、トンネルブレース6の他方の端部におけるコバ面6c及び端面9aは、内壁2b(肉厚部2c)に圧接され、フロアトンネル2の肉厚部2cを介して他方のクロスメンバ取付部材5及びクロスメンバ4へと荷重が伝わる。そして、荷重は他方の側面の構成するサイドシル等へと伝わる。
Furthermore, a load is transmitted from one end of the
図7に示す従来の車両下部構造30では、フロアトンネル32の下面に補強部材であるアルミ押出し材36が結合されており、このアルミ押出し材36は、下方から上方に向けて挿入された締結ボルト37によって締結されている。すなわち、アルミ押出し材36の中立軸の位置は、荷重Fが入力される位置に対して下方に距離eだけオフセットしている。そのため、荷重Fが入力された際、アルミ押出し材36の上面のみを荷重が伝わるため、アルミ押出し材36の下面は荷重伝達に寄与し難く、余肉となっていた。この場合、アルミ押出し材36には荷重F×オフセットeのモーメントが作用することとなり、これにより、アルミ押出し材36が折れ曲がるおそれがあった。
In the conventional vehicle
一方、上述した車両下部構造1によれば、トンネルブレース6は、フロアトンネル2の内壁2bと内壁2bとの間を支持するため、車両の一方の側面に荷重が入力されてフロアトンネル2に伝わった場合、その荷重をフロアトンネル2の一方の内壁2bから他方の内壁2bへと伝えることができる。よって、車両の側面に入力される荷重を反対側のクロスメンバ4やサイドシルへ効果的に伝えることができる。
On the other hand, according to the vehicle
また、車両下部構造1によれば、クロスメンバ4をフロアトンネル2内から直線状に支持するようにトンネルブレース6が設けられるため、車両の一方の側面に荷重が入力されてフロアトンネル2に伝わった場合、トンネルブレース6に対するモーメントの発生を抑制することができ、トンネルブレース6の折れを防止できる。よって、車両の側面に入力される荷重を反対側のクロスメンバ4やサイドシルへ効果的に伝えることができる。
Further, according to the vehicle
また、車両下部構造1によれば、車両幅方向に向けて配置されてフロアトンネル2を支持するトンネルブレース6によって閉断面が形成され、また、クロスメンバ4とトンネルブレース6とが一直線上に配置される。よって、上記の荷重伝達効果がより一層好適に発揮される。
Further, according to the vehicle
また、車両下部構造1によれば、トンネルブレース6は、フロアトンネル2の外側から締結ボルト7によって締結されるため、フロアトンネル2に対するトンネルブレース6の取り付けが容易となり、組立性の向上が図られる。また、トンネルブレース6は、その側方から締結ボルト7により締結されるため、側面からの荷重を伝える際、トンネルブレース6の断面にかかる荷重が均一に分散され、トンネルブレース6による荷重の伝達が好適に行われる。
Further, according to the vehicle
また、車両下部構造1によれば、トンネルブレース6に設けられたブロック9を介してフロアトンネル2とトンネルブレース6とが締結されるため、このブロック9によりフロアトンネル2とトンネルブレース6との隙間が埋められる。よって、締結ボルト7による締結部の補強効果が得られると共に、荷重伝達の際の荷重保持安定性、及び補強部材の挙動安定性を向上させる効果が得られる。
Further, according to the vehicle
また、トンネルブレース6の孔部6bにはブロック9が圧入されているため、通常走行時におけるトンネルブレース6のガタツキが防止される。また、トンネルブレース6はフロアトンネル2に対して横締めされるため、トンネルブレース6の全断面が均一に荷重を分担し、モーメントが発生せず軸圧壊モードとなり、重量効率並びに荷重持続性が図7に示した従来の車両下部構造30よりも向上する。
In addition, since the
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態に係る車両下部構造の締結部付近を拡大して示す断面図である。第2実施形態に係る車両下部構造10が第1実施形態の車両下部構造1と違う点は、締結ボルト7により共締めされる荷重分散プレート(荷重分散部材)11をフロアトンネル2上に備えた点である。また、車両下部構造10のフロアトンネル2には、肉厚部2c(図2参照)は形成されていない。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the fastening portion of the vehicle lower structure according to the second embodiment. The difference between the vehicle
図5に示すように、荷重分散プレート11は、コバ面6c及び端面9aが当接されるフロアトンネル下部2aの表面側(内部空間S1内)に設けられている。この荷重分散プレート11は、車両前後方向を長手方向とする長方形状の金属板であり、車両前後方向の長さがトンネルブレース6の奥行L(図3参照)と同等以上とされている。フロアトンネル下部2aには、各雌ネジ部9bに対応する位置に貫通孔2fが形成されており、荷重分散プレート11にも、各雌ネジ部9bに対応する位置に貫通孔11aが形成されている。
As shown in FIG. 5, the
そして、フロアトンネル2の外側(室内側)から貫通孔11a,2fを通して締結ボルト7が挿入され、雌ネジ部9bと螺合されることにより、トンネルブレース6及び荷重分散プレート11が、フロアトンネル2を挟むようにして横締めにより締結されている。なお、荷重分散プレート11は、フロアトンネル下部2aに対して接着されていてもよいし、締結ボルト7による締結のみで接着されていなくてもよい。
Then, the
上記の車両下部構造10によれば、フロアトンネル2上には、締結ボルト7により共締めされる荷重分散プレート11が設けられるため、フロアトンネル2において荷重がかかる面積を大きくでき、大きな荷重が入力される場合であっても、荷重の集中を抑止できる。よって、フロアトンネル2の破断を防止することができる。すなわち、トンネルブレース6のコバ面6cによってフロアトンネル下部2aのCFRPが押し切られることを防止することができる。
According to the vehicle
以上、本発明の実施形態に係る車両下部構造について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、トンネルブレース6は、クロスメンバ4を支持するように設けられる場合について説明したが、クロスメンバ4以外の骨格部材であるフロアパネル等を支持するように設けられていてもよい。また、上記実施形態では、トンネルブレース6は締結ボルト7によってフロアトンネル2に締結される場合について説明したが、例えば、接着や嵌合であってもよく、フロアトンネル2及びトンネルブレース6がアルミ等の金属によって形成されている場合には、溶接によって接合されていてもよい。
The vehicle lower structure according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、トンネルブレース6は、車両幅方向に垂直な断面が中空の長方形状である場合について説明したが、例えば図6(a)に示すように、車両幅方向に垂直な断面が、H字状のトンネルブレース6Aであってもよく、図6(b)に示すように、円環状のトンネルブレース6Bであってもよい。また、図6(c)に示すように、車両幅方向に延びるハニカム状のトンネルブレース6Cであってもよい。更にまた、図6(d)に示すように、車両幅方向に垂直な断面が、中空の五角形状のトンネルブレース6Dであってもよく、五角形以外の多角形状であってもよい。また、トンネルブレース6A〜6Dには、その両端部にブロック9と同様のインサート部材が設けられていてもよい。
In the above embodiment, the
1,10…車両下部構造、2…フロアトンネル、2b…内壁、4…クロスメンバ、6,6A〜6D…トンネルブレース(補強部材)、7…締結ボルト(締結具)、9…ブロック(インサート部材)、11…荷重分散プレート(荷重分散部材)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記フロアトンネルの内壁と内壁との間を支持する補強部材と、
前記フロアトンネルの外側から前記補強部材を締結する締結具と、を備え、
前記補強部材には、車両幅方向に延びる孔部が形成されており、前記孔部内に前記締結具による締結のためのブロック状のインサート部材が圧入されており、
前記インサート部材は、前記孔部に対応する大きさ及び形状を有しており、
前記補強部材の端面と前記インサート部材の外方側の端面とは同一平面上に位置していることを特徴とする車両下部構造。 A floor tunnel extending in the longitudinal direction of the vehicle,
A reinforcing member that supports a space between the inner wall and the inner wall of the floor tunnel;
A fastener for fastening the reinforcing member from the outside of the floor tunnel,
A hole extending in the vehicle width direction is formed in the reinforcing member, and a block-like insert member for fastening with the fastener is press-fitted into the hole ,
The insert member has a size and shape corresponding to the hole,
The vehicle lower structure, wherein an end face of the reinforcing member and an end face on the outer side of the insert member are located on the same plane.
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