JP6489140B2 - 車両の下部車体構造 - Google Patents
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Description
本発明は、車両の下部車体構造に関し、特にフロアパネルにフロアトンネル部が形成された車両の下部車体構造に関する。
自動車等の車両では、車室の床面を形成するフロアパネルの車幅方向中央側に車体上方側に膨出するフロアトンネル部を形成し、フロアトンネル部の車体下方側に、車体前部に配置されたエンジンからの動力を伝達する動力伝達部材やエンジンから車体後方側に延びる排気管などを配設するようにしたものが知られている。
また、フロアパネルにフロアトンネル部が形成された車両において、フロアパネルの上面側に左右のサイドシル間に車幅方向に延びるようにクロスメンバを配設し、クロスメンバを、フロアトンネル部と交差する部分で左右に分断するようにしたものが知られている。
例えば特許文献1には、フロアパネルにフロアトンネル部が形成された車両において、フロアパネルの上面側に左右のサイドシル間に車幅方向に延びるようにクロスメンバが配設され、クロスメンバは、フロアトンネル部と交差する部分で左右に分断されたものが開示されている。
また、クロスメンバがフロアトンネル部と交差する部分で左右に分断されるものではないが、例えば特許文献2には、フロアパネルの上面側に左右のサイドシル間に車幅方向に延びるようにクロスメンバが配設され、クロスメンバは、フロアトンネル部より車体上方側において直線状に車幅方向に延びると共にフロアトンネル部と交差する部分にフロアトンネル部の形状に応じて車体下方側に切欠きを形成するようにしたものが開示されている。
車両を駆動する駆動源としてのモータと、モータに供給する電力を貯蔵するバッテリとを備えた電気自動車等の車両においても、大型で重量が大きいバッテリを搭載する場合、フロアパネルの下方において左右のサイドシル間にバッテリを配設すると共にフロアトンネルの車幅方向中央側に車体上方側に膨出するフロアトンネル部を形成し、フロアトンネル部の車体下方側に車体前後方向に延びるケーブル用配管やブレーキ用配管などの配管を配策することがある。
かかる車両においてまた、フロアパネルの上面側にフロアパネルの車幅方向両端部に結合された左右のサイドシル間に車幅方向に延びるようにクロスメンバを配設し、クロスメンバを、フロアトンネル部と交差する部分において左右に分断することがある。
近年、車両の安全性の向上を図るため、電柱などとの側面衝突(ポール側突)時にサイドシルに車幅方向外方側から衝突荷重が作用したときに車体側部が車幅方向内方側に侵入することを抑制することが求められており、フロアパネルにフロアトンネル部が形成された車両においても、側面衝突時にサイドシルが車幅方向内方側に侵入することを抑制することが求められている。
これに対し、前記特許文献2に記載されるように、フロアトンネル部より車体上方側において直線状に車幅方向に延びるようにクロスメンバを配設すると共にクロスメンバのフロアトンネル部と交差する部分に切欠きを形成することが考えられるが、フロアトンネル部より車体上方側にクロスメンバを設けると、車室空間を確保するために車高を高くすることが必要となる。
そこで、本発明は、フロアパネルにフロアトンネル部が形成された車両において、車高を高くすることなく側面衝突時にサイドシルの車幅方向内方側への侵入を抑制することができる車両の下部車体構造を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。
まず、本願の請求項1に記載の発明は、車室の床面を形成するフロアパネルの車幅方向中央側に車体前後方向に延びると共に車体上方側へ膨出するフロアトンネル部が形成された車両の車体下部構造であって、前記フロアパネルの車幅方向両端部にそれぞれ結合されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、前記フロアパネルの上面側において前記左右一対のサイドシル間に架設されて前記フロアトンネル部と交差するように車幅方向に延びるクロスメンバとを備え、前記フロアトンネル部は、前記クロスメンバによって車体前後方向に分断され、前記クロスメンバの車体前方側に配置される前側トンネル部と前記クロスメンバの車体後方側に配置される後側トンネル部とを備え、前記前側トンネル部の後端部が前記クロスメンバの車体前方側に結合され、前記後側トンネル部の前端部が前記クロスメンバの車体後方側に結合されていることを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、前記前側トンネル部の後端部は、前記クロスメンバの車体前方側の上面部及び前面部に沿って該上面部及び前面部に結合され、前記後側トンネル部の前端部は、前記クロスメンバの車体後方側の上面部及び後面部に沿って該上面部及び後面部に結合されていることを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記クロスメンバは、前記フロアトンネル部を前記前側トンネル部と前記後側トンネル部とに分断する部分に前記フロアトンネル部の車体下方側に車体前後方向に延びるように配設される配管を配策する配管配策部を備えていることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記請求項3に記載の発明において、前記配管配策部は、前記クロスメンバの前面部及び後面部にそれぞれ形成された開口部、又は前記クロスメンバの前面部及び後面部にそれぞれ形成されて前記クロスメンバの前面部及び後面部のそれぞれの下端部から上方側に窪む凹部であることを特徴とする。
本願の請求項1に記載の発明によれば、フロアパネルにフロアトンネル部が形成された車両の車体下部構造は、フロアパネルの上面側において左右一対のサイドシル間に架設されてフロアトンネル部と交差するように車幅方向に延びるクロスメンバを備え、フロアトンネル部は、前側トンネル部と後側トンネル部とを備え、前側トンネル部の後端部がクロスメンバの車体前方側に結合され、後側トンネル部の前端部がクロスメンバの車体後方側に結合されている。
これにより、クロスメンバがフロアトンネル部によって左右に分断されることなくサイドシル間に架設されるので、側面衝突時に一方のサイドシルに入力される衝突荷重をクロスメンバを介して他方のサイドシルに伝達することができ、サイドシルが車幅方向内方側へ侵入することを抑制することができる。クロスメンバを左右のサイドシル間に架設するためにフロアトンネル部より上方側に配置した場合には車室空間を確保するために車高を高くする必要があるが、フロアトンネル部がクロスメンバによって分断されてクロスメンバをフロアトンネル部より上方側に配置する必要がないので、車高を高くすることなく側面衝突時にサイドシルの車幅方向内方側への侵入を抑制することができる。
また、請求項2に記載の発明によれば、前側トンネル部の後端部は、クロスメンバの車体前方側の上面部及び前面部に沿って結合され、後側トンネル部の前端部は、クロスメンバの車体後方側の上面部及び後面部に沿って結合されることにより、クロスメンバの剛性を向上させることができ、前記効果を有効に得ることができる。
また、請求項3に記載の発明によれば、クロスメンバは、フロアトンネル部を前側トンネル部と後側トンネル部とに分断する部分にフロアトンネル部の車体下方側に車体前後方向に延びるように配設される配管を配策する配管配策部を備えることにより、フロアトンネル部がクロスメンバによって分断される場合においても、フロアトンネル部の車体下方側に配設される配管のレイアウトを変更することなく配管を配策することができる。
また、請求項4に記載の発明によれば、配管配策部は、クロスメンバの前面部及び後面部にそれぞれ形成された開口部又は凹部であることにより、配管を配策するために必要なサイズの開口部又は凹部のみを形成することで、クロスメンバの剛性の低下を抑制しつつ配管を配策することができ、前記効果を有効に得ることができる。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る車両の下部車体構造を適用した車体の車体上方側から見た斜視図、図2は、図1に示す車体の上面図、図3は、図1に示す車体の下面図、図4は、バッテリ及びバッテリフレームを取り除いた図3に示す車体の下面図、図5は、図2におけるY5−Y5線に沿った車体の断面図、図6は、図2におけるY6−Y6線に沿った車体の断面図、図7は、図2におけるY7−Y7線に沿った車体の断面図、図8は、図1に示す車体の要部拡大図である。
本発明の実施形態に係る車両の下部車体構造を適用した車体1は、車両を駆動する駆動源としてのモータと、モータに供給する電力を貯蔵するバッテリとを備えた電気自動車等の車体であり、図1から図8に示すように、車体下部に、車室の床面を形成するフロアパネル2と、フロアパネル2の車幅方向両端部にそれぞれ結合されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドシル3と、フロアパネル2の上面側において左右一対のサイドシル3間に架設されて車幅方向に延びる複数のクロスメンバ、具体的には第1クロスメンバ4及び第2クロスメンバ5とを備えている。
フロアパネル2には、車幅方向中央側に車体前後方向に延びると共に車体上方側に膨出するフロアトンネル部10が形成されている。フロアトンネル部10は、第1クロスメンバ4によって車体前後方向に分断され、第1クロスメンバ4の車体前方側に配置される前側トンネル部11と第1クロスメンバ4の車体後方側に配置される後側トンネル部12とを備えている。
前側トンネル部11は、上面部11aと両側の側面部11bと両側の第1フランジ部11cとを備えて断面略ハット状に形成され、両側の第1フランジ部11cがフロアパネル2に溶接等によって接合されている。前側トンネル部11の後端部には、上面部11aから車体後方側に延びる第2フランジ部11dと両側の側面部11bからそれぞれ車幅方向外方側に延びる両側の第3フランジ部11eとが設けられ、第2フランジ部11dと両側の第3フランジ部11eとが第1クロスメンバ4の車体前方側に溶接等によって接合されている。
後側トンネル部12もまた、上面部12aと両側の側面部12bと両側の第1フランジ部12cとを備えて断面略ハット状に形成され、両側の第1フランジ部12cがフロアパネル2に溶接等によって接合されている。後側トンネル部12の前端部には、上面部12aから車体前方側に延びる第2フランジ部12dと両側の側面部12bからそれぞれ車幅方向外方側に延びる両側の第3フランジ部12eとが設けられ、第2フランジ部12dと両側の第3フランジ部12eとが第1クロスメンバ4の車体後方側に溶接等によって接合されている。
左右のサイドシル3はそれぞれ、図5及び図6に示すように、サイドシル3の車体内側を構成するサイドシルインナ21と、サイドシル3の車体外側を構成するサイドシルアウタ22と、サイドシルインナ21とサイドシルアウタ22との間に配設されるサイドシルレイン23とを備えている。なお、図1から図4では、サイドシル3のサイドシルインナ21のみが示されている。
サイドシルインナ21は、車体上下方向に延びる縦面部21aと縦面部21aの上端部及び下端部から車外側に略水平方向に延びる上面部21b及び下面部21cとを備えて車内側に膨出するように断面略ハット状に形成され、サイドシルレイン23及びサイドシルアウタ22は、車外側に膨出するように断面略ハット状に形成されている。サイドシルインナ21とサイドシルレイン23とサイドシルアウタ22とが車体上下方向の両端部においてそれぞれ重ね合わせて溶接等によって接合され、サイドシル3が閉断面状に形成されている。
第1クロスメンバ4及び第2クロスメンバ5は、フロアトンネル部10と交差するようにフロアパネル2の上面側に溶接等によって接合されている。第1クロスメンバ4及び第2クロスメンバ5は、車体前後方向に離間して配置され、第1クロスメンバ4は、第2クロスメンバ5の車体前方側に配置されている。
本実施形態では、第1クロスメンバ4は、車幅方向に分断されることなく左右のサイドシル3間に亘って車幅方向に延びている。第1クロスメンバ4は、図7に示すように、上面部4aと、上面部4aの車体前方側及び車体後方側の端部からそれぞれ車体下方側に延びる前面部4b及び後面部4cと、前面部4b及び後面部4cの下端部からそれぞれ車体前方側及び車体後方側に延びる前側フランジ部4d及び後側フランジ部4eとを備えて断面略ハット状に形成され、前側フランジ部4d及び後側フランジ部4eがフロアパネル2に溶接等によって接合されている。
第1クロスメンバ4は、車幅方向の両端部がそれぞれサイドシル3に溶接等によって接合され、車幅方向中央側における車体前方側及び車体後方側にそれぞれ前側トンネル部11の後端部及び後側トンネル部12の前端部が結合されている。図2に示すように、前側トンネル部11の第2フランジ部11d及び両側の第3フランジ部11eがそれぞれ第1クロスメンバ4の車体前方側の上面部4a及び前面部4bに沿って上面部4a及び前面部4bに接合され、後側トンネル部12の第2フランジ部12d及び両側の第3フランジ部12eがそれぞれ第1クロスメンバ4の車体後方側の上面部4a及び後面部4cに沿って上面部4a及び後面部4cに接合されている。
第1クロスメンバ4にはまた、車幅方向外方側から衝撃荷重が作用したときに衝撃荷重に対して第1クロスメンバ4の他の部分に比して脆弱なクロスメンバ側脆弱部4fが車幅方向の両側に備えられている。クロスメンバ側脆弱部4fは、第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cにそれぞれ設けられた凹部4fによって形成され、凹部4fは、第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cに沿って車体上下方向に延びると共に第1クロスメンバ4の内方側に断面円弧状に窪むように設けられている。
第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cにそれぞれ設けられた凹部4fは、車幅方向に同位置に配置され、第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cにはそれぞれ、車幅方向両側にそれぞれ車幅方向に離間して2つの凹部4fが設けられている。第1クロスメンバ4の凹部4fは、図6に示すように、後述するサイドフレーム40より車幅方向外方側に位置するように設けられる。
図9は、クロスメンバに配設される補強部材を示す図であり、図9では、第1クロスメンバを二点鎖線で示している。図9に示すように、第1クロスメンバ4には、補強部材、具体的には第1補強部材31及び第2補強部材32が配設され、第1補強部材31及び第2補強部材32は、第1クロスメンバ4の軸方向である車幅方向に延び、第1クロスメンバ4に比して車幅方向の長さが短く形成されている。
図7に示すように、第1補強部材31は、第1クロスメンバ4の上面部4aと略平行に配置される上面部31aと、第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cに略沿って配置されて上面部31aの車体前方側及び車体後方側の端部からそれぞれ車体下方側に延びる前面部31b及び後面部31cとを備えて断面略コ字状に形成されている。第1補強部材31の上面部31aには、車体前後方向中央側に車体下方側に断面略三角状に窪むビード部31dが形成されている。
第2補強部材32は、第1補強部材31の車体下方側に配置され、第1クロスメンバ4の上面部4aと略平行に配置される上面部32aと、第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cと離間して略平行に配置されて上面部32aの車体前方側及び車体後方側の端部からそれぞれ車体下方側に延びる前面部32b及び後面部32cと、前面部32b及び後面部32cの下端部からそれぞれ車体前方側及び車体後方側に延びる前側フランジ部32d及び後側フランジ部32eとを備えて断面略ハット状に形成されている。第2補強部材32は、前側フランジ部32d及び後側フランジ部32eがそれぞれ第1クロスメンバ4の前側フランジ部4d及び後側フランジ部4eと共にフロアパネル2に接合されている。
第1補強部材31と第2補強部材32とは、第1クロスメンバ4の内部に車幅方向に同位置に設けられ、第1補強部材31と第2補強部材32の車幅方向両端部にそれぞれ、図9に示すように、第1補強部材31と第2補強部材32とを連結する連結部材33が設けられている。
連結部材33は、第1クロスメンバ4の内部を車幅方向に仕切るように第1クロスメンバ4の軸方向である車幅方向と略直交する方向に延びる仕切面部33aと、仕切面部33aの上端部から車幅方向内方側に延びる第1フランジ部33bと、仕切面部33aの車体前後方向の両端部における車体上方側から車幅方向内方側に延びる両側の第2フランジ部33cと、仕切面部33aの車体前後方向の両端部における車体下方側から車幅方向内方側に延びる両側の第3フランジ部33dとを備えている。
そして、第1フランジ部33bが第1補強部材31の上面部31aに溶接等によって接合され、両側の第2フランジ部33cがそれぞれ第1補強部材31の前面部31b及び後面部31cに溶接等によって接合され、両側の第3フランジ部33dがそれぞれ第2補強部材32の前面部32b及び後面部32cに溶接等によって接合されている。第1補強部材31と第2補強部材32とは、連結部材33によって車幅方向の両端部が連結され、車幅方向において左右のサイドフレーム40に対応する部分間に亘って、すなわち車幅方向において一方のサイドフレーム40とオーバーラップする位置から他方のサイドフレーム40とオーバーラップする位置に亘って配設されている。
図10は、図8におけるY10−Y10線に沿った車体の断面図である。図10に示すように、第1クロスメンバ4はまた、フロアトンネル部10を前側トンネル部11と後側トンネル部12とに分断する部分であるフロアトンネル部10との結合部に、フロアトンネル部10の車体下方側に車体前後方向に延びるように配設される配管6を配策する配管配策部4gを備えている。
第1クロスメンバ4には、配管配策部4gとして前面部4b及び後面部4cにそれぞれ略矩形状の開口部4gが形成されている。図10では、第1クロスメンバ4の後面部4cに形成された開口部4gが示されているが、第1クロスメンバ4の前面部4bにも後面部4cと同様に略矩形状の開口部4gが形成されている。
第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cに形成された開口部4gは、前側トンネル部11内と後側トンネル部12内とを車体前後方向を連通するように設けられ、フロアトンネル部10の車体下方側に車体前後方向に延びるケーブル用配管やブレーキ配管用などの配管6が前側トンネル部11内、第1クロスメンバ4内及び後側トンネル部12内を通じて車体前後方向に配置されるように形成されている。
第1クロスメンバ4に配管配策部4gとして開口部4gが形成される場合、第1クロスメンバ4の開口部4gに対向する位置に第1補強部材31や第2補強部材32が配置される場合、第1補強部材31や第2補強部材32についても第1クロスメンバ4の開口部4gに対応して配管配策部として略矩形状の開口部が形成され得る。なお、配管配策部として略矩形状の開口部に代えて円形などの他の形状の開口部を形成するようにしてもよい。
図11は、クロスメンバに設けられる別の配管配策部を示す図である。図11に示すように、第1クロスメンバ4に設けられる配管配策部として、第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cにそれぞれ、第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cのそれぞれの下端部から上方側に略矩形状に窪む凹部4g´を形成することも可能である。
かかる場合においても、第1クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cにそれぞれ形成される凹部4g´は、前側トンネル部11内と後側トンネル部12内とを車体前後方向を連通するように設けられ、フロアトンネル部10の車体下方側に車体前後方向に延びるケーブル用配管やブレーキ配管用などの配管6が前側トンネル部11内、第1クロスメンバ4内及び後側トンネル部12内を通じて車体前後方向に配置されるように形成される。
第1クロスメンバ4に配管配策部4g´として凹部4g´が形成される場合についても、第1クロスメンバ4の凹部4g´に対向する位置に第1補強部材31や第2補強部材32が配置される場合、第1補強部材31や第2補強部材32についても第1クロスメンバ4の凹部4g´に対応して配管配策部として略矩形状の凹部が形成され得る。なお、配管配策部として略矩形状の凹部に代えて半円形などの他の形状の凹部を形成するようにしてもよい。
第2クロスメンバ5についても、図1及び図2に示すように、上面部5aと、上面部5aの車体前方側及び車体後方側の端部からそれぞれ車体下方側に延びる前面部5b及び後面部5cと、前面部5b及び後面部5cの下端部からそれぞれ車体前方側及び車体後方側に延びる前側フランジ部5d及び後側フランジ部5eとを備えて断面略ハット状に形成され、前側フランジ部5d及び後側フランジ部5eがフロアパネル2に溶接等によって接合されている。
第2クロスメンバ5は、フロアトンネル部10によって車幅方向に分断され、車幅方向に分断された第2クロスメンバ5はそれぞれ、車幅方向外方側の端部がサイドシル3に溶接等によって接合され、車幅方向内方側の端部がフロアトンネル部10、具体的には後側トンネル部12に溶接等によって接合されている。
また、車幅方向に分断された第2クロスメンバ5はそれぞれ、第2クロスメンバ5の上面部5aにおける第2クロスメンバ5の車幅方向外方側及び車幅方向内方側にそれぞれシートレール(不図示)を取り付けるためのシートレール取付部材7、8が配設されている。
シートレール取付部材7は、車幅方向外方側に配設され、第2クロスメンバ5に接合されると共にサイドシル3に接合されている。シートレール取付部材8は、車幅方向内方側に配設され、第2クロスメンバ5に接合されると共にフロアトンネル部10、具体的には後側トンネル部12に接合されている。
車体1では、第1クロスメンバ4及び第2クロスメンバ5は、フロアパネル2の下方に配設されるバッテリ9と車体前後方向にオーバーラップして配置されている。
車体1はまた、図3及び図4に示すように、車体下部に、フロアパネル2の下面側に車幅方向に離間して配設されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム40と、フロアパネル2の下方において左右一対のサイドフレーム40間に配設されるバッテリ9と、バッテリ9を支持するバッテリフレーム50とを備えている。
サイドフレーム40は、車幅方向におけるフロアトンネル部10とサイドシル3との間に配置されている。サイドフレーム40は、図6に示すように、下面部40aと、下面部40aの車幅方向両端部から上方側に延びる両側の側面部40bと、両側の側面部40bからそれぞれ外側に延びる両側のフランジ部40cとを備えて断面略ハット状に形成され、両側のフランジ部40cがフロアパネル2の下面側に溶接等によって接合されて閉断面状に形成されている。
バッテリ9は、第1クロスメンバ4より車体前方側から第2クロスメンバ5より車体後方側まで車体前後方向に延び、バッテリトレイ60の上面側に取り付けられている。バッテリトレイ60は、図6に示すように、バッテリ9が取り付けられる基部61と、基部61の周縁部から上方側に延びる縦壁部62と、該縦壁部62の上端部から外側に延びるフランジ部63とを備え、フランジ部63がバッテリフレーム50に取り付けられている。
バッテリフレーム50は、図3に示すように、車体前方側に配置されて車幅方向に延びる前方フレーム51と、車体後方側に配置されて車幅方向に延びる後方フレーム52と、前方フレーム51の車幅方向両側と後方フレーム52の車幅方向両側とをそれぞれ接続して車体前後方向に延びる両側の側方フレーム53とを備え、両側の側方フレーム53がそれぞれ、左右のサイドフレーム40の車体下方側に配置されてサイドフレーム40に取り付けられている。
図12は、図3におけるY12−Y12線に沿った車体の断面図である。前方フレーム51、後方フレーム52及び両側の側方フレーム53はそれぞれ、図12に示すように、バッテリフレーム50の車体上側を構成するアッパフレーム55と、バッテリフレーム50の車体下側を構成するロアフレーム56とから構成されている。
アッパフレーム55は、車体上下方向と略直交する方向に延びる上面部55aと車内側に配置されて車体上下方向に延びる内面部55bとを備えて断面略L字状に形成されると共に、上面部55a及び内面部55bからそれぞれ略垂直方向及び略水平方向に延びるフランジ部55c、55dを備えている。
一方、ロアフレーム56は、車体上下方向と略直交する方向に延びる下面部56aと車外側に配置されて車体上下方向に延びる外面部56bとを備えて断面略L字状に形成されると共に、下面部56a及び外面部56bからそれぞれ略水平方向及び略垂直方向に延びるフランジ部56c、56dを備えている。
バッテリフレーム50は、アッパフレーム55のフランジ部55c、55dとロアフレーム56のフランジ部56d、56cとを共に重ね合わせて溶接等によって接合することにより、略垂直方向に延びるフランジ部50aと略水平方向に延びるフランジ部50bとを備えて閉断面状に形成されている。
バッテリフレーム50にはまた、アッパフレーム55の上面部55aの車幅方向内方側に車体下方側に窪む段部55eが形成されている。バッテリフレーム50の段部55eにはバッテリトレイ60のフランジ部63が取り付けられ、バッテリフレーム50にバッテリ9が支持されている。
バッテリフレーム50、具体的には側方フレーム53は、サイドフレーム40に略沿って配置され、サイドフレーム40に接続されている。図12に示すように、バッテリフレーム50とサイドフレーム40とを接続するフレーム接続部58では、サイドフレーム40には、下面部40aにボルト挿通穴40dが形成されると共にボルト挿通穴40dに対応して下面部40aの上面側にナットNが溶接等によって固着されている。
一方、バッテリフレーム50、具体的には側方フレーム53には、アッパフレーム55の上面部55aにボルト挿通穴55fが形成されると共にロアフレーム56の下面部56aにボルト挿通穴56eが形成され、円筒状に形成されてボルトが挿通される筒状部材57がアッパフレーム55の上面部55aの下面側に溶接等によって固着されている。
そして、サイドフレーム40の下面部40aの下方にバッテリフレーム50のアッパフレーム55の上面部55aが配置された状態で、ボルトBをバッテリフレーム50の下方側からナットNに螺合させ、バッテリフレーム50とサイドフレーム40とが接続されている。フレーム接続部58は、側方フレーム53の車体前後方向に複数設けられ、車体1では、車体前後方向において第1クロスメンバ4より車体前方側、第1及び第2クロスメンバ4、5間、及び第2クロスメンバ5より車体後方側に設けられている。
車体1はまた、図3及び図4に示すように、車体下部に、フロアパネル2の下面側にサイドフレーム40とサイドシル3との間に車幅方向に延びるように複数の衝撃吸収部材70、80が配設されている。衝撃吸収部材70、80は、側面衝突時に車幅方向外方側から入力される衝撃荷重を吸収するものであり、サイドフレーム40とサイドシル3とに結合されている。
車体1では、車体前後方向に離間して第1衝撃吸収部材70と第2衝撃吸収部材80とが配設され、第1衝撃吸収部材70は、第2衝撃吸収部材80の車体前方側に配置されている。第1衝撃吸収部材70は、第1クロスメンバ4と車体前後方向にオーバーラップする位置に配設され、第2衝撃吸収部材80は、第2クロスメンバ5と車体前後方向にオーバーラップする位置に配設されている。第1衝撃吸収部材70と第2衝撃吸収部材80とは、車体1の車幅方向両側にそれぞれ配設されている。
図13は、衝撃吸収部材を示す斜視図であり、車体左側に配設される第1衝撃吸収部材を示している。図13に示すように、第1衝撃吸収部材70は、車体前後方向に離間して略平行に配置されて車体前後方向と略直交する方向に延びる両側の側面部71、72と、両側の側面部71、72の車体下方側の端部を連結して車体前後方向に延びる底面部73とを備えて断面略コ字状に形成されている。
両側の側面部71及び72は、略同一形状に形成され、車幅方向外方側の端部がサイドシル3、具体的にはサイドシルインナ21の縦面部21aに応じて形成され、車幅方向内方側の端部がサイドフレーム40の側面部40bに応じて形成され、車幅方向内方側から車幅方向外方側に向かうにつれて先細り状に略台形状に形成されている。
車体前方側に配置される側面部71には、車幅方向外方側の端部に設けられて車体前方側に延びる外側フランジ部71aと、車幅方向内方側の端部に設けられて車体前方側に延びる内側フランジ部71bと、車体上方側の端部に設けられて車体前方側に延びる上側フランジ部71cとが備えられている。
車体後方側に配置される側面部72にも、車幅方向外方側の端部に設けられて車体後方側に延びる外側フランジ部72aと、車幅方向内方側の端部に設けられて車体後方側に延びる内側フランジ部72bと、車体上方側の端部に設けられて車体後方側に延びる上側フランジ部72cとが備えられている。
また、底面部73には、車幅方向外方側の端部に設けられて車幅方向外方側に延びる外側フランジ部73aと、車幅方向内方側の端部に設けられて車幅方向内方側に延びる内側フランジ部73bとが備えられている。
第1衝撃吸収部材70は、両側の側面部71、72が車幅方向内方側から車幅方向外方側に向かうにつれて先細り状に形成されると共に両側の側面部71、72の車体下方側の端部が底面部73によって連結され、車幅方向内方側から車幅方向外方側に向かうにつれて先細り状に形成されている。
第1衝撃吸収部材70にはまた、車幅方向外方側から衝撃荷重が作用したときに車幅方向外方側から入力される衝撃荷重に対して第1衝撃吸収部材70の他の部分に比して脆弱な衝撃吸収部材側脆弱部71d、72dが両側の側面部71、72に備えられている。
衝撃吸収部材側脆弱部71d、72dは、両側の側面部71、72にそれぞれ設けられた凹部71d、72dによって形成され、凹部71d、72dはそれぞれ、側面部71、72に沿って車体上下方向に延びると共に第1衝撃吸収部材70の内方側に断面略台形状に窪むように設けられている。
両側の側面部71、72にそれぞれ設けられた凹部71d、72dは、車幅方向に同位置に設けられると共に、図6に示すように、好ましくは第1衝撃吸収部材70がサイドシル3とサイドフレーム40との間に配設されたときに第1クロスメンバ4に設けられたクロスメンバ側脆弱部4fとしての凹部4fと車幅方向にオーバーラップする位置に設けられる。
第1衝撃吸収部材70は、両側の側面部71、72に設けられた上側フランジ部71c、72cがフロアパネル2の下面側に溶接等によって接合され、両側の側面部71、72に設けられた外側フランジ部71a、72a及び底面部73に設けられた外側フランジ部73aがサイドシル3に溶接等によって接合され、両側の側面部71、72に設けられた内側フランジ部71b、72b及び底面部73に設けられた内側フランジ部73bがサイドフレーム40に溶接等によって接合され、フロアパネル2、サイドシル3及びサイドフレーム40に接合されている。
具体的には、両側の側面部71、72に設けられた外側フランジ部71a、72aがサイドシルインナ21の縦面部21aに接合され、底面部73に設けられた外側フランジ部73aがサイドシルインナ21の下面部21cに接合され、両側の側面部71、72に設けられた内側フランジ部71b、72bがサイドフレーム40の側面部40bに接合され、底面部73に設けられた内側フランジ部73bがサイドフレーム40の下面部40aに接合される。
第2衝撃吸収部材80は、両側の側面部に衝撃吸収部材側脆弱部としての凹部が設けられていないことを除き、第1衝撃吸収部材70と同様に形成されている。第2衝撃吸収部材80は、第2クロスメンバ5と車体前後方向にオーバーラップする位置に配設され、フロアパネル2の下面側にサイドシル3とサイドフレーム40との間に配設されてフロアパネル2、サイドシル3及びサイドフレーム40に接合されている。
なお、バッテリフレーム50は、図5に示すように、衝撃吸収部材70、80とサイドフレーム40とが結合される部分に対応してフランジ部50aが切り欠かれ、衝撃吸収部材70、80と干渉しないように形成されている。
このようにして構成される車体1に、側面衝突(ポール側突)時にサイドシル3に車幅方向外方側から衝撃荷重が作用する場合、サイドシル3に入力される衝撃荷重が第1衝撃吸収部材70及び第1クロスメンバ4に伝達され、サイドフレーム40より車外側に配置される第1衝撃吸収部材70及び第1クロスメンバ4によって衝撃荷重を吸収する。
また、車幅方向における左右のサイドフレーム40に対応する部分間に亘って第1クロスメンバ4に補強部材31、32が配設されているので、第1クロスメンバ4が車幅方向におけるサイドフレーム40間において変形することを抑制する。
さらに、第1衝撃吸収部材70と第1クロスメンバ4とは車体前後方向にオーバーラップする位置に配設されているので、サイドシル3に衝撃荷重が作用したときに、第1衝撃吸収部材70及び第1クロスメンバ4によって車幅方向におけるサイドフレーム40間の車体1の変形を有効に抑制する。
車体1ではまた、第1クロスメンバ4がフロアトンネル部10によって左右に分断されることなくサイドシル3間に架設されているので、一方のサイドシル3に入力される衝突荷重を第1クロスメンバ4を介して他方のサイドシル3に直接的に伝達することができ、サイドシル3が車幅方向内方側へ侵入することを抑制する。
車体1では、第2クロスメンバ5は、フロアトンネル部10によって車幅方向に分断して設けられているが、車幅方向に分断されることなくフロアトンネル部10を分断して左右のサイドシル3間に車幅方向に延びる第1クロスメンバ4と同様に形成することが可能である。
かかる場合には、フロアトンネル部10はまた、第2クロスメンバ5によって第2クロスメンバ5の車体前方側に配置される前側トンネル部と第2クロスメンバ5の車体後方側に配置される後側トンネル部とに分断され、第1クロスメンバ4とフロアトンネル部10との結合部と同様に、前記前側トンネル部の後端部が第2クロスメンバ5の車体前方側に結合され、前記後側トンネル部の前端部が第2クロスメンバ5の車体後方側に結合される。
また、第2クロスメンバ5には、第1クロスメンバ4と同様に、フロアトンネル部10を前記前側トンネル部と前記後側トンネル部とに分断する部分であるフロアトンネル部10との結合部に、フロアトンネル部10の車体下方側に車体前後方向に延びるように配設される配管6を配策する配管配策部が備えられる。
このように、本実施形態に係る車両の下部車体構造は、フロアパネル2にフロアトンネル部10が形成され、フロアパネル2の上面側において左右のサイドシル3間に架設されてフロアトンネル部10と交差するように車幅方向に延びるクロスメンバ4を備え、フロアトンネル部10は、前側トンネル部11と後側トンネル部12とを備え、前側トンネル部11の後端部がクロスメンバ4の車体前方側に結合され、後側トンネル部12の前端部がクロスメンバ4の車体後方側に結合されている。
これにより、クロスメンバ4がフロアトンネル部10によって左右に分断されることなくサイドシル3間に架設されるので、側面衝突時に一方のサイドシル3に入力される衝突荷重をクロスメンバ4を介して他方のサイドシル3に伝達することができ、サイドシル3が車幅方向内方側へ侵入することを抑制することができる。クロスメンバ4を左右のサイドシル3間に架設するためにフロアトンネル部10より上方側に配置した場合には車室空間を確保するために車高を高くする必要があるが、フロアトンネル部10がクロスメンバ4によって分断されてクロスメンバ4をフロアトンネル部10より上方側に配置する必要がないので、車高を高くすることなく側面衝突時にサイドシル3の車幅方向内方側への侵入を抑制することができる。
また、前側トンネル部11の後端部は、クロスメンバ4の車体前方側の上面部4a及び前面部4bに沿って結合され、後側トンネル部12の前端部は、クロスメンバ4の車体後方側の上面部4a及び後面部4cに沿って結合されることにより、クロスメンバ4の剛性を向上させることができる。
また、クロスメンバ4は、フロアトンネル部10を前側トンネル部11と後側トンネル部12とに分断する部分にフロアトンネル部10の車体下方側に車体前後方向に延びるように配設される配管6を配策する配管配策部4g、4g´を備える。これにより、フロアトンネル部10がクロスメンバ4によって分断される場合においても、フロアトンネル部10の車体下方側に配設される配管6のレイアウトを変更することなく配管6を配策することができる。
また、配管配策部4g、4g´は、クロスメンバ4の前面部4b及び後面部4cにそれぞれ形成された開口部4g又は凹部4g´である。これにより、配管6を配策するために必要なサイズの開口部4g又は凹部4g´のみを形成することで、クロスメンバ4の剛性の低下を抑制しつつ配管6を配策することができる。
本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。
以上のように、本発明によれば、フロアパネルにフロアトンネル部が形成された車両において、車高を高くすることなく側面衝突時にサイドシルの車幅方向内方側への侵入を抑制することが可能となるから、この種の車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
1 車体
2 フロアパネル
3 サイドシル
4、5 クロスメンバ
4g 開口部
4g´ 凹部
10 フロアトンネル部
11 前側トンネル部
12 後側トンネル部
2 フロアパネル
3 サイドシル
4、5 クロスメンバ
4g 開口部
4g´ 凹部
10 フロアトンネル部
11 前側トンネル部
12 後側トンネル部
Claims (4)
- 車室の床面を形成するフロアパネルの車幅方向中央側に車体前後方向に延びると共に車体上方側へ膨出するフロアトンネル部が形成された車両の車体下部構造であって、
前記フロアパネルの車幅方向両端部にそれぞれ結合されて車体前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、
前記フロアパネルの上面側において前記左右一対のサイドシル間に架設されて前記フロアトンネル部と交差するように車幅方向に延びるクロスメンバとを備え、
前記フロアトンネル部は、前記クロスメンバによって車体前後方向に分断され、前記クロスメンバの車体前方側に配置される前側トンネル部と前記クロスメンバの車体後方側に配置される後側トンネル部とを備え、前記前側トンネル部の後端部が前記クロスメンバの車体前方側に結合され、前記後側トンネル部の前端部が前記クロスメンバの車体後方側に結合されている、
ことを特徴とする車両の下部車体構造。 - 前記前側トンネル部の後端部は、前記クロスメンバの車体前方側の上面部及び前面部に沿って該上面部及び前面部に結合され、
前記後側トンネル部の前端部は、前記クロスメンバの車体後方側の上面部及び後面部に沿って該上面部及び後面部に結合されている、
ことを特徴する請求項1に記載の車両の下部車体構造。 - 前記クロスメンバは、前記フロアトンネル部を前記前側トンネル部と前記後側トンネル部とに分断する部分に前記フロアトンネル部の車体下方側に車体前後方向に延びるように配設される配管を配策する配管配策部を備えている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両の下部車体構造。 - 前記配管配策部は、前記クロスメンバの前面部及び後面部にそれぞれ形成された開口部、又は前記クロスメンバの前面部及び後面部にそれぞれ形成されて前記クロスメンバの前面部及び後面部のそれぞれの下端部から上方側に窪む凹部である、
ことを特徴とする請求項3に記載の車両の下部車体構造。
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