JP5320126B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体の左右側にリヤフレームがそれぞれ設けられ、各リヤフレームが車体前後方向に延出された車体下部構造に関する。

車体下部構造は、通常、車室側方両側に左右の縦方向部材（以下、「リヤフレーム」という）を備え、左右のリヤフレームに支持部材（以下、「サブフレーム」という）をボルトで締結し、サブフレームでサスペンション（具体的には、サスペンションアーム）を支持している。

この車体下部構造のなかには、左右のリヤフレームから車体中央に向けて左右の補強部材を延出し、左右の補強材を略Ｖ字状に設けるとともに補強材にサブフレームを設けることで、サブフレームを略Ｖ字状の補強材で補強するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平６−３１６２７７号公報

ここで、特許文献１の車体下部構造は、左右のリヤフレームから車体中央に向けて左右の補強部材を延出することで、左右の補強材を略Ｖ字状に設けている。
すなわち、左補強材が左リヤフレームに傾斜状態で取り付けられるとともに、右補強材が右リヤフレームに傾斜状態で取り付けられている。

よって、車体下部構造に車幅方向の荷重が作用した場合、作用した荷重を左右の補強材で良好に支えることは難しい。
このため、左右のリヤフレームが車幅方向に振れることを良好に防ぐ工夫が要求されていた。

本発明は、左右のリヤフレームが車幅方向に振れることを良好に防ぐことができる車体下部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体の左右側にサイドシルがそれぞれ設けられ、前記サイドシルからリヤフレームが車体後方に延出され、前記リヤフレームの前部を、前記サイドシルから略水平に延出された水平フレーム部とし、前記リヤフレームのうち前記水平フレーム部の後方の部位を、前記水平フレーム部の後端部から上方に向けて湾曲状に延出されるとともに後輪の内側に沿って湾曲状に延出されたキックアップフレーム部とし、前記水平フレーム部にクロスメンバーが車幅方向に向けて架け渡され、前記クロスメンバーからフロアフレームが車体前方に向けて延出され、前記フロアフレームが前記サイドシルの車幅方向内側に設けられた車体下部構造において、前記リヤフレームの車幅方向内側に配置されるとともに車体後方に向けて間隔が漸次狭まるように略ハ字状に設けられ、かつ、前端部が前記クロスメンバーの下方に配置された一対の補強フレームと、前記一対の補強フレームを前記水平フレーム部にそれぞれ連結し、前記水平フレーム部に作用する車幅方向の荷重を支えるために車幅方向に延出された連結ステイと、前記クロスメンバーに沿って車幅方向に延出され、前記一対の補強フレームの前端部に下方から配置されることにより、前記クロスメンバーとともに前記一対の補強フレームの前端部を挟むクロスバーと、を備え、前記クロスバーおよび前記クロスメンバーで前記一対の補強フレームの前端部が挟まれた状態で、前記一対の補強フレームの前端部が前記クロスバーで連結されるとともに前記クロスメンバーで連結され、前記クロスバーのうち、前記一対の補強フレームの前端部に取り付けられた部位から車体前方に突出された突出部が前記フロアフレームに連結されたことを特徴とする。

ここで、キックアップフレーム部は、水平フレーム部の後端部から上方に向けて湾曲状に延出されている。
このため、キックアップフレーム部に車体後方から荷重が作用した場合に、水平フレーム部の後端部が車幅方向に振れることが考えられる。

そこで、請求項１において、一対の補強フレームをリヤフレームの車幅方向内側に略ハ字状に設けた。そして、一対の補強フレームを水平フレーム部に連結ステイで連結し、連結ステイを車幅方向に延出させた。

請求項２は、前記キックアップフレーム部に下方からサブフレームが設けられ、前記サブフレームおよび前記キックアップフレーム部を連結する倒れ防止ステイと、前記倒れ防止ステイおよび前記補強フレームの中央部に架け渡された後連結ステイと、を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、一対の補強フレームをリヤフレームの車幅方向内側に略ハ字状に設けた。そして、一対の補強フレームを水平フレーム部に連結ステイで連結し、連結ステイを車幅方向に延出させた。
連結ステイを車幅方向に延出させることで、水平フレーム部に作用する車幅方向の荷重を連結ステイで支えることができる。
これにより、水平フレーム部が車幅方向に振れることを連結ステイで良好に防ぐことができるので、車体振動の低減を図ることができる。

また、請求項１に係る発明では、一対の補強フレームの前端部をクロスバーで連結した。さらに、クロスバーに突出部を設け、突出部をフロアフレームに連結した。
補強フレームの前端部を突出部で強固に支えることができる。
これにより、補強フレームで連結ステイを強固に支えることができるので、水平フレーム部が車幅方向に振れることを一層良好に防ぐことができる。
さらに、請求項２に係る発明では、キックアップフレーム部に下方からサブフレームを設けた。また、サブフレームおよびキックアップフレーム部を倒れ防止ステイで連結した。さらに、倒れ防止ステイおよび補強フレームの中央部に後連結ステイを架け渡した。

本発明に係る車体下部構造を示す底面図である。 図１の車体下部構造の左半部をフロアパネルが除去された状態で示す底面図である。 図２の車体下部構造を示す斜視図である。 図１の４部拡大図である。 図４の分解斜視図である。 図４の６−６線断面図である。 図４の７−７線断面図である。 本発明に係る車体下部構造に作用した衝突荷重で水平フレーム部が車幅方向に振れることを抑える例を説明する図である。

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、「前」、「後」、「左」、「右」は運転者から見た方向にしたがい、前側をＦｒ、後側をＲｒ、左側をＬ、右側をＲとして示す。

実施例に係る車体下部構造１０について説明する。
図１に示すように、車体下部構造１０は、車室１１（図３参照）の床部を構成する車体下部ユニット１２と、車体下部ユニット１２の下方に設けられた燃料タンク１３と、燃料タンク１３の車体後方に設けられたサブフレームユニット１４と、車体下部ユニット１２に下方から設けられた補強ユニット１５とを備えている。

車体下部ユニット１２は、車体前後方向に延びる左右のサイドシル１６，１７と、左サイドシル１６の後端部から車体後方に延びる左リヤフレーム（リヤフレーム）１８と、右サイドシル１７の後端部から車体後方に延びる右リヤフレーム（リヤフレーム）１９と、左右のリヤフレーム１８，１９間に設けられたフロアパネル２１と、フロアパネル２１の車室１１側に設けられた前クロスメンバー２２（図６も参照）と、前クロスメンバー２２の車体後方に設けられた後クロスメンバー２３と、前クロスメンバー２２から車体前方に向けて延出された左右のフロアフレーム（フロアフレーム）８１，８４とを備えている。
なお、フロアパネル２１は、左右のサイドシル１６，１７間にも設けられている。

サブフレームユニット１４は、燃料タンク１３の車体後方に設けられたサブフレーム２６と、サブフレーム２６に設けられた左右のサスペンション２７，２８とを備えている。
左右のサスペンション２７，２８には左右の後輪６１，６２がそれぞれ備えられている。

補強ユニット１５は、前後のクロスメンバー２２，２３に設けられた左右の補強フレーム（一対の補強フレーム）３１，３２と、左右の補強フレーム３１，３２の前端部を連結するクロスバー３４と、左右の補強フレーム３１，３２を補強する左右のステイユニット３６，３７とを備えている。

左リヤフレーム１８は、車体の左側に設けられ、前クロスメンバー２２近傍に設けられた水平フレーム部４１と、水平フレーム部４１の車体後側に設けられたキックアップフレーム部４２とを備えている。

水平フレーム部４１は、車体前後方向に向けて略水平に延出されている。
キックアップフレーム部４２は、水平フレーム部４１の後端部４１ａから上方に向けて湾曲状に延出されている（図３も参照）。

右リヤフレーム１９は、車体の左側に設けられ、左リヤフレーム１８と左右対称の部材であり、各構成部材に左リヤフレーム１８と同じ符号を付して説明を省略する。

フロアパネル２１は、左右のサイドシル１６，１７間に設けられるとともに、左右のリヤフレーム１８，１９間に設けられることで床部を形成し、車室１１と車外４４（図６参照）とを仕切る板材である。

前クロスメンバー２２は、フロアパネル２１の車室１１側に設けられ、左右の水平フレーム部４１に架け渡されている。
後クロスメンバー２３は、フロアパネル２１の車室１１側に設けられ、左右のキックアップフレーム部４２の後端部４２ｂに架け渡されている。

サブフレーム２６は、左右のキックアップフレーム部４２に下方から設けられている。
サブフレーム２６は、燃料タンク１３の車体後方に設けられた前サブクロスバー４５と、前サブクロスバー４５の車体後方に設けられた後サブクロスバー４６と、前後のサブクロスバー４５，４６の左端部に架け渡された左サブフレーム４７と、前後のサブクロスバー４５，４６の右端部に架け渡された右サブフレーム４８とを備えている。

図２、図３に示すように、左サブフレーム４７の前取付部５１が左キックアップフレーム部４２の前端部４２ａにボルト５２で下方から締結されている。
図１に示すように、左サブフレーム４７の後取付部５３が左キックアップフレーム部４２の後端部４２ｂにボルト５４で下方から締結されている。

左サブフレーム４７と同様に、右サブフレーム４８の前取付部５１が右キックアップフレーム部４２の前端部４２ａにボルト５２で下方から締結されている。
また、右サブフレーム４８の後取付部５３が右キックアップフレーム部４２の後端部４２ｂにボルト５４で下方から締結されている。
これにより、サブフレーム２６は、左右のキックアップフレーム部４２に下方から設けられている。

図２、図３に示すように、左補強フレーム３１は、断面略ロ字状の閉断面に形成され、左リヤフレーム１８の車幅方向内側で、かつ、左ステイユニット３６の車幅方向内側に配置されている。

図１に示すように、左補強フレーム３１は、前端部３１ａが車幅方向中心線６５に対して距離Ｌ１だけ離れた位置に設けられ、後端部３１ｂが車幅方向中心線６５に対して距離Ｌ２だけ離れた位置に設けられている。
距離Ｌ１および距離Ｌ２はＬ１＞Ｌ２の関係が成立している。

左補強フレーム３１の前端部３１ａは、前クロスメンバー２２に、クロスバー３４の左端部（補強フレームの前端部に取り付けられた部位）７４とともにボルト６６で取り付けられている。
また、左補強フレーム３１の後端部３１ｂは、後クロスメンバー２３にボルト６７で取り付けられている。

さらに、左補強フレーム３１の中央部３１ｃは、前サブクロスバー４５にボルト６８で取り付けられている。
加えて、左補強フレーム３１の後端部３１ｂは、後サブクロスバー４６にボルト６９で取り付けられている。

右補強フレーム３２は、左補強フレーム３１と左右対称の部材であり、各構成部材に左補強フレーム３１と同じ符号を付して説明を省略する。
右補強フレーム３２は、右補強フレーム３２と同様に、前端部３２ａが車幅方向中心線６５に対して距離Ｌ１だけ離れた位置に設けられ、後端部３２ｂが車幅方向中心線６５に対して距離Ｌ２だけ離れた位置に設けられている。

これにより、左右の補強フレーム３１，３２は、サブフレーム２６の下方に配置され、車体後方に向けて間隔が漸次狭まるように略ハ字状に設けられている。

左右の補強フレーム３１，３２の前端部３１ａ，３２ａは、クロスバー３４で連結されている。
クロスバー３４は、燃料タンク１３の前壁７１の前方に設けられ、前クロスメンバー２２に沿って車幅方向に延出された部材である。

図４、図５に示すように、クロスバー３４は、車幅方向に延出されたクロスバー本体７３と、クロスバー３４の左端部７４に設けられた左突出部（突出部）７５と、クロスバー３４の右端部７６に設けられた右突出部（突出部）７７（図１参照）とを有する。

クロスバー３４の左端部７４は、左補強フレーム３１の前端部３１ａに取り付けられた部位である。
クロスバー３４の右端部７６（図１参照）は、右補強フレーム３２の前端部３２ａに取り付けられた部位である。

クロスバー本体７３は、中央部７３ａがブラケット７８（図７参照）を介してフロアパネル２１にボルト７９，７９（図１も参照）で取り付けられている。
左突出部７５は、左端部７４（すなわち、左補強フレーム３１の前端部３１ａ側）からフロアパネル２１の裏面２１ｂに沿って車体前方に向けて突出された突出片である。
左突出部７５およびクロスバー本体７３の左端部近傍の部位７３ｂで略Ｔ字状に形成されている。

図６、図７に示すように、左補強フレーム３１の前端部３１ａは、前クロスメンバー２２（具体的には、支持ブラケット２４）にクロスバー３４の左端部７４とともにボルト６６で取り付けられている。支持ブラケット２４は、前クロスメンバー２２に設けられている。
左突出部７５は、先端部７５ａが左フロアフレーム８１にボルト８２で連結されている。
左フロアフレーム８１は、フロアパネル２１の表面（車室１１側の面）２１ａに設けられている。

図１に示すように、クロスバー３４の右端部７６は、右補強フレーム３２の前端部３２ａにボルト６６で取り付けられている。
右突出部７７は、右端部７６（すなわち、右補強フレーム３２の前端部３２ａ側）からフロアパネル２１の裏面２１ｂに沿って車体前方に向けて突出された突出片である。
右突出部７７およびクロスバー本体７３の右端部近傍の部位７３ｃで略Ｔ字状に形成されている。

右突出部７７は、先端部７７ａが右フロアフレーム８４にボルト８２で連結されている。
右フロアフレーム８４は、フロアパネル２１の表面２１ａ（図６参照）に設けられている。

このように、左右の補強フレーム３１，３２の前端部３１ａ，３２ａをクロスバー３４で連結し、左突出部７５を左フロアフレーム８１に連結するとともに、右突出部７７を右フロアフレーム８４に連結することで、前端部３１ａ，３２ａを強固に支えることができる。

左右の補強フレーム３１，３２の中央部３１ｃ，３２ｃは、前サブクロスバー４５でそれぞれ連結されている。
前サブクロスバー４５は、燃料タンク１３の後壁７２の後方に設けられ、車幅方向に延出された部材である。
よって、クロスバー３４および前サブクロスバー４５間の空間８７に燃料タンク１３が設けられている。

左右の補強フレーム３１，３２の後端部３１ｂ，３２ｂは、後サブクロスバー４６でそれぞれ連結されている。
後サブクロスバー４６は、車幅方向に延出された部材である。

図２、図３に示すように、左ステイユニット３６は、左補強フレーム３１などを補強する補強用のユニットである。
この左ステイユニット３６は、右水平フレーム部４１および左補強フレーム３１に架け渡された前連結ステイ（連結ステイ）９１と、左サブフレーム４７および右キックアップフレーム部４２に取り付けられた倒れ防止ステイ９２と、倒れ防止ステイ９２および左補強フレーム３１の中央部３１ｃに架け渡された後連結ステイ９３とを備えている。

図４、図５に示すように、前連結ステイ９１は、右水平フレーム部４１の後端部４１ａ近傍および左補強フレーム３１の前端部３１ａに架け渡されることで車幅方向に向けて設けられている。
前連結ステイ９１は、左補強フレーム３１に沿って延出された前接合部９６と、前接合部９６から車幅方向外側に向けて延出された前連結部９７とを有している。
この前連結ステイ９１は、前接合部９６および前連結部９７で略Ｔ字状に形成されている。

前接合部９６は、前後の端部９６ａ，９６ｂが断面略Ｌ字状に形成され、左補強フレーム３１の前端部３１ａに溶接で接合されている。
前連結部９７は、断面略コ字状に形成され、外端部９７ａが右水平フレーム部４１の後端部４１ａ近傍にボルト９８で締結されている（図７も参照）。

このように、左補強フレーム３１を水平フレーム部４１の後端部４１ａ近傍に前連結ステイ９１で連結し、前連結ステイ９１を車幅方向に延出させた。
前連結ステイ９１を車幅方向に延出させることで、水平フレーム部４１の後端部４１ａに作用する車幅方向の荷重を前連結ステイ９１で支えることができる。

図２、図３に示すように、倒れ防止ステイ９２は、左キックアップフレーム部４２の前端部４２ａに左サブフレーム４７の前取付部５１とともにボルト５２で共締めされ、右キックアップフレーム部４２の前端部４２ａにボルト１０１で締結されている。

倒れ防止ステイ９２は、右キックアップフレーム部４２の前端部４２ａに沿って延出されたキックアップ連結部１０３と、キックアップ連結部１０３の後端部１０３ａから車幅方向内側に張り出された張出片１０４とを有している。
この倒れ防止ステイ９２は、キックアップ連結部１０３および張出片１０４で略Ｌ字状に形成されている。

キックアップ連結部１０３の後端部１０３ａは、右キックアップフレーム部４２の前端部４２ａに左サブフレーム４７の前取付部５１とともにボルト５２で共締めされている。
また、キックアップ連結部１０３の前端部１０３ｂは、左キックアップフレーム部４２の前端部４２ａにボルト１０１で締結されている。
すなわち、倒れ防止ステイ９２は、左サブフレーム４７の前取付部５１を左キックアップフレーム部４２の前端部４２ａに連結する部材である。

張出片１０４は、後連結ステイ９３にボルト１０５で締結されている。
キックアップ連結部１０３および張出片１０４は、それぞれ断面略コ字状に形成されている。

後連結ステイ９３は、倒れ防止ステイ９２および左補強フレーム３１の中央部３１ｃに架け渡されることで車幅方向に向けて設けられている。
後連結ステイ９３は、左補強フレーム３１に沿って延出された後接合部１０７と、後接合部１０７から車幅方向外側に向けて延出された後連結部１０８とを有している。
この後連結ステイ９３は、前連結ステイ９１と同様に、後接合部１０７および後連結部１０８で略Ｔ字状に形成されている。

後接合部１０７は、前後の端部１０７ａ，１０７ｂが断面略Ｌ字状に形成され、左補強フレーム３１の中央部３１ｃに溶接で接合されている。
後連結部１０８は、断面略コ字状に形成され、外端部１０８ａが張出片１０４にボルト１０５で締結されている。

すなわち、後連結ステイ９３は、左補強フレーム３１の中央部３１ｃを張出片１０４に連結する部材である。

図１に示す右ステイユニット３７は、左ステイユニット３６と左右対称の部材であり、各構成部材に左ステイユニット３６と同じ符号を付して説明を省略する。

つぎに、車体下部構造１０に衝突荷重が作用した場合に、水平フレーム部４１が車幅方向に振れることを抑える例を図８に基づいて説明する。
なお、車体下部構造１０は略左右対称の部材であり、図８においては左側の部位について説明して、右側の部位についての説明を省略する。

図８に示すように、車体下部構造１０に衝突荷重が車体後方から作用した場合、左リヤフレーム１８のキックアップフレーム部４２に荷重Ｆ１が車体前方に向けて矢印の如く作用する。

ここで、キックアップフレーム部４２は、水平フレーム部４１の後端部４１ａから上方に向けて湾曲状に延出されている。
このため、キックアップフレーム部４２に車体後方から荷重が作用した場合に、水平フレーム部の後端部が車幅方向に振れることが考えられる。

そこで、左右の補強フレーム３１，３２を略ハ字状に設けた（図１参照）。
そして、左補強フレーム３１を水平フレーム部４１の後端部４１ａ近傍に前連結ステイ９１で連結し、前連結ステイ９１を車幅方向に延出させた。
前連結ステイ９１を車幅方向に延出させることで、水平フレーム部４１の後端部４１ａに作用する車幅方向の荷重を前連結ステイ９１で支えることができる。

よって、キックアップフレーム部４２に荷重Ｆ１が作用した場合に、水平フレーム部４１の後端部４１ａが車幅方向に振れることを連結ステイで防ぐことができるので、車体振動の低減を図ることができる。
加えて、水平フレーム部４１の後端部４１ａや左サイドシル１６が車幅方向に振れることを連結ステイで防ぐことで、キックアップフレーム部４２に作用した荷重Ｆ１を水平フレーム部４１に良好に伝えて支えることができる。

また、左右の補強フレーム３１，３２の前端部３１ａ，３２ａ（符号３２、符号３２ａは図１参照）をクロスバー３４で連結した。
さらに、クロスバー３４に左突出部７５を設け、左突出部７５を左補強フレーム３１の前端部３１ａからフロアパネル２１の裏面２１ｂ（図１参照）に沿って突出した。そして、左突出部７５を左フロアフレーム８１に連結した。

左補強フレーム３１の前端部３１ａを左突出部７５で強固に支えることができる。
これにより、左補強フレーム３１で前連結ステイ９１を強固に支えることができるので、水平フレーム部４１の後端部４１ａや左サイドシル１６が車幅方向に振れることを一層良好に防ぐことができる。

なお、本発明に係る車体下部構造１０は、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例では、クロスバー３４の左端部７４に左突出部７５を設け、クロスバー３４の右端部７６に右突出部７７を設けた例について説明したが、これに限らないで、左右の突出部７５，７７を設けないように構成することも可能である。

また、前記実施例で示した左右のリヤフレーム１８，１９、フロアパネル２１、左右の補強フレーム３１，３２、クロスバー３４、水平フレーム部４１、キックアップフレーム部４２、左突出部７５、右突出部７７、左右のフロアフレーム８１，８４および前連結ステイ９１などの形状は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明の車体下部構造は、車体の左右側にリヤフレームがそれぞれ設けられ、各リヤフレームが車体前後方向に延出された自動車への適用に好適である。

１０…車体下部構造、１６，１７…左右のサイドシル、１８，１９…左右のリヤフレーム（リヤフレーム）、２１…フロアパネル、２２…クロスメンバー（前クロスメンバー）、２６…サブフレーム、３１，３２…左右の補強フレーム（一対の補強フレーム）、３１ａ，３２ａ…左右の補強フレームの前端部、３１ｃ，３２ｃ…左右の補強フレームの中央部、３４…クロスバー、４１…水平フレーム部、４１ａ…水平フレーム部の後端部、４２…キックアップフレーム部、７４…クロスバーの左端部（補強フレームの前端部に取り付けられた部位）、７５…左突出部（突出部）、７６…クロスバーの右端部（補強フレームの前端部に取り付けられた部位）、７７…右突出部（突出部）、８１，８４…左右のフロアフレーム（フロアフレーム）、９１…前連結ステイ（連結ステイ）、９２…倒れ防止ステイ、９３…後連結ステイ。

Claims (2)

1. 車体の左右側にサイドシルがそれぞれ設けられ、前記サイドシルからリヤフレームが車体後方に延出され、前記リヤフレームの前部を、前記サイドシルから略水平に延出された水平フレーム部とし、前記リヤフレームのうち前記水平フレーム部の後方の部位を、前記水平フレーム部の後端部から上方に向けて湾曲状に延出されるとともに後輪の内側に沿って湾曲状に延出されたキックアップフレーム部とし、前記水平フレーム部にクロスメンバーが車幅方向に向けて架け渡され、前記クロスメンバーからフロアフレームが車体前方に向けて延出され、前記フロアフレームが前記サイドシルの車幅方向内側に設けられた車体下部構造において、
   前記リヤフレームの車幅方向内側に配置されるとともに車体後方に向けて間隔が漸次狭まるように略ハ字状に設けられ、かつ、前端部が前記クロスメンバーの下方に配置された一対の補強フレームと、
   前記一対の補強フレームを前記水平フレーム部にそれぞれ連結し、前記水平フレーム部に作用する車幅方向の荷重を支えるために車幅方向に延出された連結ステイと、
   前記クロスメンバーに沿って車幅方向に延出され、前記一対の補強フレームの前端部に下方から配置されることにより、前記クロスメンバーとともに前記一対の補強フレームの前端部を挟むクロスバーと、を備え、
   前記クロスバーおよび前記クロスメンバーで前記一対の補強フレームの前端部が挟まれた状態で、前記一対の補強フレームの前端部が前記クロスバーで連結されるとともに前記クロスメンバーで連結され、
   前記クロスバーのうち、前記一対の補強フレームの前端部に取り付けられた部位から車体前方に突出された突出部が前記フロアフレームに連結されたことを特徴とする車体下部構造。
2. 前記キックアップフレーム部に下方からサブフレームが設けられ、
   前記サブフレームおよび前記キックアップフレーム部を連結する倒れ防止ステイと、
   前記倒れ防止ステイおよび前記補強フレームの中央部に架け渡された後連結ステイと、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の車体下部構造。

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