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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024108690
(43)【公開日】2024-08-13
(54)【発明の名称】車体フレーム構造
(51)【国際特許分類】
B62D 25/20 20060101AFI20240805BHJP
【ＦＩ】
B62D25/20 G
B62D25/20 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023013187
(22)【出願日】2023-01-31
(71)【出願人】
【識別番号】000005348
【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ
(74)【代理人】
【識別番号】100122426
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 清志
(72)【発明者】
【氏名】甲斐 貴子
【テーマコード（参考）】
3D203
【Ｆターム（参考）】
3D203BB06
3D203BB12
3D203BB25
(57)【要約】
【課題】床下空間を確保しつつ、車体剛性を向上させる。
【解決手段】サイドシル１２０と、サイドシル１２０と結合されたクロスメンバ２００と、クロスメンバ２００の車両後方側に延設しているフロアパン部２１０と、を備え、クロスメンバ２００の車両後方側の壁面を構成するクロスメンバリア２００ｂは、その車両後部上側端と、フロアパン部２１０の車両前部下側端と車両上下方向に結合され、クロスメンバリア２００ｂの車両後部上側端を成す車幅方向の辺が、車幅方向内側から車両後部外側に向かう傾斜を有している。
【選択図】図２
【解決手段】サイドシル１２０と、サイドシル１２０と結合されたクロスメンバ２００と、クロスメンバ２００の車両後方側に延設しているフロアパン部２１０と、を備え、クロスメンバ２００の車両後方側の壁面を構成するクロスメンバリア２００ｂは、その車両後部上側端と、フロアパン部２１０の車両前部下側端と車両上下方向に結合され、クロスメンバリア２００ｂの車両後部上側端を成す車幅方向の辺が、車幅方向内側から車両後部外側に向かう傾斜を有している。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車幅方向両側において車両前後方向に延在するサイドシルと、
車両前後方向中央部において車幅方向に延在し、車幅方向両側端において前記サイドシルと結合されたクロスメンバと、
車両下方部において、前記クロスメンバの車両後方側に延設しているフロアパン部と、
を備え、
前記クロスメンバは、その車両前方側の壁面を構成するクロスメンバフロントと、前記クロスメンバの車両後方側の壁面を構成するクロスメンバリアと、が結合されて形成され、
前記クロスメンバリアの車両後部上側端と、前記フロアパン部の車両前部下側端と、が車両上下方向に結合され、
前記クロスメンバリアの車両後部上側端を成す車幅方向の辺が、車幅方向内側から車両後部外側に向かう傾斜を有することを特徴とする車体フレーム構造。
車両前後方向中央部において車幅方向に延在し、車幅方向両側端において前記サイドシルと結合されたクロスメンバと、
車両下方部において、前記クロスメンバの車両後方側に延設しているフロアパン部と、
を備え、
前記クロスメンバは、その車両前方側の壁面を構成するクロスメンバフロントと、前記クロスメンバの車両後方側の壁面を構成するクロスメンバリアと、が結合されて形成され、
前記クロスメンバリアの車両後部上側端と、前記フロアパン部の車両前部下側端と、が車両上下方向に結合され、
前記クロスメンバリアの車両後部上側端を成す車幅方向の辺が、車幅方向内側から車両後部外側に向かう傾斜を有することを特徴とする車体フレーム構造。
【請求項2】
前記クロスメンバリアの車両後部上側端と、前記フロアパン部の車両前部下側端と、が車両上下方向に結合されている結合部において、さらにクロスメンバフロントの車両後部上側端が結合されていることを特徴とする請求項１に記載の車体フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車体フレーム構造に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、自動車等の後部下方部には、走行音の抑制および衝突時の影響を減少させるために車体剛性を向上させる車体フレーム構造が設けられている。
【0003】
車体フレーム構造には、車両走行に伴い、車輪、サスペンションあるいはエンジン等の駆動装置等から伝達される振動によって、サイドフレーム等の車体部材に捩れ方向や上下方向の荷重が入力される。また、車体フレーム構造は、衝突が発生した場合には、衝突荷重を分散させる必要もある。そして、車両の操縦安定性、騒音、乗心地等を向上させるために、車体フレーム構造においては、フレームにかかる大きな応力に耐えられる剛性が求められている。
【0004】
例えば、特許文献１においては、後部座席下方部に設けられたキックアップ部と後側クロスメンバとの間に車幅方向に延びる閉断面としてのクロスメンバを形成し、高床部と接合するとともに、そのクロスメンバの車両後方側にレインフォースメントを設けることによって、車体剛性の向上を図る技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２０－１１７０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一方で、車両の航続距離を延ばすためには、燃料タンク容量の大型化、あるいは、電気自動車等においては、バッテリユニットの容量を拡大するために、バッテリユニットを大型化する必要がある。燃料タンクおよびバッテリユニットは、後部座席の車両下方側の床下空間を利用して設置される場合もあり、燃料タンクあるいはバッテリユニットの大型化に対応するためには、床下空間の確保が求められる。
【0007】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、後部座席の車両下方側に設けられるクロスメンバが、車幅方向に略同一幅で延在するとともに、クロスメンバの車両後方側には、レインフォースメントが設けられている。つまり、クロスメンバおよびレインフォースメントが後部座席の車両後方部の床下空間を占有することになってしまい、燃料タンクあるいはバッテリユニットの大型化を制限する虞があるという課題があった。
【0008】
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、床下空間を確保しつつ、車体剛性を向上させる車体フレーム構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
形態１；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、車幅方向両側において車両前後方向に延在するサイドシルと、車両前後方向中央部において車幅方向に延在し、車幅方向両側端において前記サイドシルと結合されたクロスメンバと、車両下方部において前記クロスメンバの車両後方側に延設しているフロアパン部と、を備え、前記クロスメンバは、その車両前方側の壁面を構成するクロスメンバフロントと、前記クロスメンバの車両後方側の壁面を構成するクロスメンバリアと、が結合されて形成され、前記クロスメンバリアの車両後部上側端と、前記フロアパン部の車両前部下側端と、が車両上下方向に結合され、前記クロスメンバリアの車両後部上側端を成す車幅方向の辺が、車幅方向内側から車両後部外側に向かう傾斜を有する車体フレーム構造を提案している。
【0010】
形態２；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記クロスメンバリアの車両後部上側端と、前記フロアパン部の車両前部下側端と、が車両上下方向に結合されている結合部において、さらにクロスメンバフロントの車両後部上側端が結合されている車体フレーム構造を提案している。
【発明の効果】
【0011】
本発明の１またはそれ以上の実施形態によれば、床下空間を確保しつつ、車体剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態に係る車両の車体フレーム構造を下方から見た構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図１から図５を用いて、本実施形態に係る車体フレーム構造Ｆが適用された車両Ｖについて説明する。なお、図面に適宜示される矢印ＦＲは、図１に示す車両Ｖの前方（正面）を示し、矢印ＵＰは正面視上方を示し、矢印ＬＨは正面視左方を示している。また、以下の説明において、上下、前後、左右の方向を用いて説明するときには、特に断りのない限り、正面視での上下方向、正面視での前後方向、正面視での左右方向を示すものとする。
【0014】
【0015】
＜車両Ｖの構成＞
車両Ｖは、例えば、パワーユニット部２０に内燃機関あるいは電気モータを駆動源として配置する自動車である。なお、車両Ｖは、例えば、エンジンと電気モータとの複数の駆動源を有するハイブリッド電気自動車であってもよい。
車両Ｖは、例えば、パワーユニット部２０に内燃機関あるいは電気モータを駆動源として配置する自動車である。なお、車両Ｖは、例えば、エンジンと電気モータとの複数の駆動源を有するハイブリッド電気自動車であってもよい。
【0016】
【0017】
パワーユニット部２０は、車輪１０を駆動する図示しない内燃機関あるいはモータ、変速機、クラッチ、駆動軸、プロペラシャフト等で構成された駆動装置である。パワーユニット部２０は、例えば、車両前方部に配置され、車体フレーム構造Ｆによって支持されている。
【0018】
後輪駆動部３０は、パワーユニット部２０に含まれるプロペラシャフトの車両後方部に配設され、パワーユニット部２０から伝達される駆動力を車両後方側の車輪１０に伝達するとともに、左右の車輪１０の回転速度差を吸収している。
【0019】
＜車体フレーム構造Ｆの構成＞
車体フレーム構造Ｆは、フロントサイドフレーム１００と、リアサイドフレーム１１０と、サイドシル１２０と、フロアトンネル部１３０と、フロアパネル部１４０と、クロスメンバ２００と、フロアパン部２１０と、リアクロスメンバ２２０、２３０と、を含んで構成されている。
車体フレーム構造Ｆは、フロントサイドフレーム１００と、リアサイドフレーム１１０と、サイドシル１２０と、フロアトンネル部１３０と、フロアパネル部１４０と、クロスメンバ２００と、フロアパン部２１０と、リアクロスメンバ２２０、２３０と、を含んで構成されている。
【0020】
（フロントサイドフレーム１００について）
フロントサイドフレーム１００は、車両前部の車幅方向両側に一対となって設けられ、車両Ｖを駆動するパワーユニット部２０の車幅方向外側に位置し、車両前後方向に延在している。フロントサイドフレーム１００は、高剛性を有する金属等により形成され略矩形閉断面形状を成している。
車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００の間には、パワーユニット部２０の車両後方側においては、フロアトンネル部１３０の車両前方端部が結合され、車両前後方向中央部においては、クロスメンバ２００の車幅方向両端部が結合されている。
また、フロントサイドフレーム１００の車両後方端部には、後述するリアサイドフレーム１１０の車両前方端部が車両前後方向に結合されている。
フロントサイドフレーム１００は、車両前部の車幅方向両側に一対となって設けられ、車両Ｖを駆動するパワーユニット部２０の車幅方向外側に位置し、車両前後方向に延在している。フロントサイドフレーム１００は、高剛性を有する金属等により形成され略矩形閉断面形状を成している。
車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００の間には、パワーユニット部２０の車両後方側においては、フロアトンネル部１３０の車両前方端部が結合され、車両前後方向中央部においては、クロスメンバ２００の車幅方向両端部が結合されている。
また、フロントサイドフレーム１００の車両後方端部には、後述するリアサイドフレーム１１０の車両前方端部が車両前後方向に結合されている。
【0021】
（リアサイドフレーム１１０について）
リアサイドフレーム１１０は、車両後部の車幅方向両側に一対となって設けられ、フロントサイドフレーム１００の車両後方部の車両前後方向に延在している。リアサイドフレーム１１０は、高剛性を有する金属等により形成され略矩形閉断面形状を成している。リアサイドフレーム１１０の車両前方端部においては、フロントサイドフレーム１００の車両後方端部が結合されている。
車幅方向両側のリアサイドフレーム１１０の間には、リアサイドフレーム１１０の車両前方端部上面側において、後述するクロスメンバ２００の車幅方向両端部が結合され、車両後方側においては、リアクロスメンバ２２０、２３０の車幅方向両端部が結合されている。リアサイドフレーム１１０は、車両前後方向中央部よりも車両後方側において、車体フレーム構造Ｆの中心となる骨格を構成している。
リアサイドフレーム１１０は、車両後部の車幅方向両側に一対となって設けられ、フロントサイドフレーム１００の車両後方部の車両前後方向に延在している。リアサイドフレーム１１０は、高剛性を有する金属等により形成され略矩形閉断面形状を成している。リアサイドフレーム１１０の車両前方端部においては、フロントサイドフレーム１００の車両後方端部が結合されている。
車幅方向両側のリアサイドフレーム１１０の間には、リアサイドフレーム１１０の車両前方端部上面側において、後述するクロスメンバ２００の車幅方向両端部が結合され、車両後方側においては、リアクロスメンバ２２０、２３０の車幅方向両端部が結合されている。リアサイドフレーム１１０は、車両前後方向中央部よりも車両後方側において、車体フレーム構造Ｆの中心となる骨格を構成している。
【0022】
（サイドシル１２０について）
サイドシル１２０は、車両車幅方向両側の側方底面に設けられ、車両前後方向に延在された骨格であり、高剛性を有する金属等により形成され略矩形閉断面形状を成している。また、サイドシル１２０には、車両前後方向中央部において、フロントサイドフレーム１００とリアサイドフレーム１１０とクロスメンバ２００とが、溶接等により結合されている。
サイドシル１２０は、車両車幅方向両側の側方底面に設けられ、車両前後方向に延在された骨格であり、高剛性を有する金属等により形成され略矩形閉断面形状を成している。また、サイドシル１２０には、車両前後方向中央部において、フロントサイドフレーム１００とリアサイドフレーム１１０とクロスメンバ２００とが、溶接等により結合されている。
【0023】
（フロアトンネル部１３０について）
フロアトンネル部１３０は、車両底部において、車両上方側の車室内側に張り出し車両下方側が開放された略Ｕ字形状を成し、車幅方向中央部の車両前後方向に延設されている。フロアトンネル部１３０は、車幅方向中央部の骨格であり、高剛性を有する金属等により形成されている。パワーユニット部２０の車両後方部は、フロアトンネル部１３０の車両前方端側において固定されている。
フロアトンネル部１３０は、車両底部において、車両上方側の車室内側に張り出し車両下方側が開放された略Ｕ字形状を成し、車幅方向中央部の車両前後方向に延設されている。フロアトンネル部１３０は、車幅方向中央部の骨格であり、高剛性を有する金属等により形成されている。パワーユニット部２０の車両後方部は、フロアトンネル部１３０の車両前方端側において固定されている。
【0024】
（フロアパネル部１４０について）
フロアパネル部１４０は、鋼板等で形成され、車両外部と車両内部とを隔てる車両下方部に設けられた床材であり、車両前後方向および車幅方向に配設されている。また、車体フレーム構造Ｆを構成するそれぞれのフレームに溶着等により固定されている。
フロアパネル部１４０は、鋼板等で形成され、車両外部と車両内部とを隔てる車両下方部に設けられた床材であり、車両前後方向および車幅方向に配設されている。また、車体フレーム構造Ｆを構成するそれぞれのフレームに溶着等により固定されている。
【0025】
（クロスメンバ２００について）
図２に示すように、クロスメンバ２００は、車両前後方向中央部において車幅方向に延在し、その両端部は、車幅方向両側のサイドシル１２０と溶接等により結合されている。クロスメンバ２００の車両下方側には、サイドシル１２０との結合部としての結合部ＣＰ１において、リアサイドフレーム１１０が配設され、溶着等により結合されている。また、クロスメンバ２００は、車幅方向車両中央部からサイドシル１２０との結合部としての結合部ＣＰ１に向かうにつれて車両後部外側に向かう傾斜ＳＬ（図２の太実線）を有している。
クロスメンバ２００は、金属等により形成され、車両前方側の壁面を構成するクロスメンバフロント２００ａと、車両後方側の壁面を構成するクロスメンバリア２００ｂとが結合されることによって、略矩形閉断面形状を形成している。
具体的には、図３に示すように、クロスメンバフロント２００ａは、クロスメンバ２００の車両前方側壁面および車両前方側天面を形成している。クロスメンバフロント２００ａは、その車両下方側がフロアパネル部１４０に結合されている。クロスメンバフロント２００ａは、その車両前部上側の辺によって、稜線ＦＤを形成している。
クロスメンバリア２００ｂは、その車両下方側がクロスメンバフロント２００ａとともに、フロアパネル部１４０に結合されている。また、クロスメンバリア２００ｂは、その車両後部上側の辺によって、傾斜ＳＬを有する稜線ＲＤを形成している。稜線ＲＤは、クロスメンバ２００が結合される車幅方向両側のサイドシル１２０の間を車幅方向に延在している。そして、クロスメンバリア２００ｂには、車幅方向中央部において、稜線ＲＤの傾斜ＳＬによって、車両後方側が車両前方側に凹む凹部ＤＴが形成されている。また、クロスメンバリア２００ｂの車両後部上側端は、その車両上方側の結合部ＣＰ２において、フロアパン部２１０の車両前部下側端と車両上下方向に結合されている。そして、結合部ＣＰ２において、さらに、クロスメンバフロント２００ａの車両後部上側端およびクロスメンバリア２００ｂの車両後部上側端は、後述するフロアパン部２１０の車両前部下側端に３つ重ね合されて結合されている。
また、図４に示すように、クロスメンバ２００は、車幅方向中央部が車両上方側に最も高くなるようなアーチ形状を成している。
クロスメンバ２００は、車両前後方向中央部において、車幅方向に延在する骨格を形成している。クロスメンバ２００には、クロスメンバ補剛部ＣＭが設けられている。なお、クロスメンバ補剛部ＣＭについては後述する。
図２に示すように、クロスメンバ２００は、車両前後方向中央部において車幅方向に延在し、その両端部は、車幅方向両側のサイドシル１２０と溶接等により結合されている。クロスメンバ２００の車両下方側には、サイドシル１２０との結合部としての結合部ＣＰ１において、リアサイドフレーム１１０が配設され、溶着等により結合されている。また、クロスメンバ２００は、車幅方向車両中央部からサイドシル１２０との結合部としての結合部ＣＰ１に向かうにつれて車両後部外側に向かう傾斜ＳＬ（図２の太実線）を有している。
クロスメンバ２００は、金属等により形成され、車両前方側の壁面を構成するクロスメンバフロント２００ａと、車両後方側の壁面を構成するクロスメンバリア２００ｂとが結合されることによって、略矩形閉断面形状を形成している。
具体的には、図３に示すように、クロスメンバフロント２００ａは、クロスメンバ２００の車両前方側壁面および車両前方側天面を形成している。クロスメンバフロント２００ａは、その車両下方側がフロアパネル部１４０に結合されている。クロスメンバフロント２００ａは、その車両前部上側の辺によって、稜線ＦＤを形成している。
クロスメンバリア２００ｂは、その車両下方側がクロスメンバフロント２００ａとともに、フロアパネル部１４０に結合されている。また、クロスメンバリア２００ｂは、その車両後部上側の辺によって、傾斜ＳＬを有する稜線ＲＤを形成している。稜線ＲＤは、クロスメンバ２００が結合される車幅方向両側のサイドシル１２０の間を車幅方向に延在している。そして、クロスメンバリア２００ｂには、車幅方向中央部において、稜線ＲＤの傾斜ＳＬによって、車両後方側が車両前方側に凹む凹部ＤＴが形成されている。また、クロスメンバリア２００ｂの車両後部上側端は、その車両上方側の結合部ＣＰ２において、フロアパン部２１０の車両前部下側端と車両上下方向に結合されている。そして、結合部ＣＰ２において、さらに、クロスメンバフロント２００ａの車両後部上側端およびクロスメンバリア２００ｂの車両後部上側端は、後述するフロアパン部２１０の車両前部下側端に３つ重ね合されて結合されている。
また、図４に示すように、クロスメンバ２００は、車幅方向中央部が車両上方側に最も高くなるようなアーチ形状を成している。
クロスメンバ２００は、車両前後方向中央部において、車幅方向に延在する骨格を形成している。クロスメンバ２００には、クロスメンバ補剛部ＣＭが設けられている。なお、クロスメンバ補剛部ＣＭについては後述する。
【0026】
（フロアパン部２１０について）
図１に示すように、フロアパン部２１０は、乗員等が着座する図示しないキャビンと車体フレーム構造Ｆを含む車両外部とを隔てる鋼板等で形成された床材であり、車両下方部の車幅方向およびクロスメンバ２００の車両後方向側に延設されている。フロアパン部２１０は、周囲を強固な骨格に囲まれている。具体的には、フロアパン部２１０の車両前方側は、クロスメンバ２００と結合され、その車両後方側は、リアクロスメンバ２２０と結合され、その車幅方向両側は、リアサイドフレーム１１０と結合されている。また、フロアパン部２１０の車両上方側には、キャビンが設けられ、その車両下方側には、床下空間ＦＳが形成され、図示しない燃料タンクあるいはバッテリユニット等が収容されている。床下空間ＦＳは、その車両前方側をクロスメンバ２００に囲われ、その車両上方側をフロアパン部２１０に囲われ、その車幅方向両側をリアサイドフレーム１１０に囲われ、その車両後方部をリアクロスメンバ２２０に囲われた空間である。
図１に示すように、フロアパン部２１０は、乗員等が着座する図示しないキャビンと車体フレーム構造Ｆを含む車両外部とを隔てる鋼板等で形成された床材であり、車両下方部の車幅方向およびクロスメンバ２００の車両後方向側に延設されている。フロアパン部２１０は、周囲を強固な骨格に囲まれている。具体的には、フロアパン部２１０の車両前方側は、クロスメンバ２００と結合され、その車両後方側は、リアクロスメンバ２２０と結合され、その車幅方向両側は、リアサイドフレーム１１０と結合されている。また、フロアパン部２１０の車両上方側には、キャビンが設けられ、その車両下方側には、床下空間ＦＳが形成され、図示しない燃料タンクあるいはバッテリユニット等が収容されている。床下空間ＦＳは、その車両前方側をクロスメンバ２００に囲われ、その車両上方側をフロアパン部２１０に囲われ、その車幅方向両側をリアサイドフレーム１１０に囲われ、その車両後方部をリアクロスメンバ２２０に囲われた空間である。
【0027】
（リアクロスメンバ２２０、２３０について）
リアクロスメンバ２２０、２３０は、車両後方側において車幅方向に延在し、その両端部は、車幅方向両側のリアサイドフレーム１１０と溶接等により結合されている。リアクロスメンバ２２０、２３０は、金属等により形成され、略矩形閉断面形状を成している。
リアクロスメンバ２２０、２３０は、車両後方側において車幅方向に延在し、その両端部は、車幅方向両側のリアサイドフレーム１１０と溶接等により結合されている。リアクロスメンバ２２０、２３０は、金属等により形成され、略矩形閉断面形状を成している。
【0028】
（クロスメンバ補剛部ＣＭについて）
車両前後方向中央部に設けられたクロスメンバ２００の周辺には、クロスメンバ２００の剛性を強化することにより、車体フレーム構造Ｆの剛性を強化するクロスメンバ補剛部ＣＭが設けられている。
車両前後方向中央部に設けられたクロスメンバ２００の周辺には、クロスメンバ２００の剛性を強化することにより、車体フレーム構造Ｆの剛性を強化するクロスメンバ補剛部ＣＭが設けられている。
【0029】
図２に示すように、クロスメンバ２００において、クロスメンバフロント２００ａは、その車両前方部上方側の辺に稜線ＦＤを形成し、クロスメンバリア２００ｂは、その車両後方部上方側の辺に稜線ＲＤを有している。具体的には、クロスメンバフロント２００ａは、車両前方側上方部の辺が車幅方向に略直線状の稜線ＦＤを形成している。クロスメンバリア２００ｂは、その車両上方側の辺が、傾斜ＳＬを有する稜線ＲＤを形成している。クロスメンバ２００は、稜線ＦＤおよび稜線ＲＤに挟まれ車両前後方側に幅を有しており、クロスメンバ２００の車幅方向両端部は、車両前後方向中央部における車両前後方側の幅よりも広い。
また、図３に示すように、クロスメンバリア２００ｂは、その車両上方側の結合部ＣＰ２において、フロアパン部２１０の車両前方端部と車両上下方向に結合されることによって、クロスメンバ２００の車両後方側には、車両上下方向に延設する縦壁ＶＷが形成されている。そして、結合部ＣＰ２において、クロスメンバフロント２００ａおよびクロスメンバリア２００ｂの車両上方端部と、後述するフロアパン部２１０の車両前方端部とが、３つ重ね合されて結合されている。
また、図４に示すように、クロスメンバ２００は、車幅方向中央部が車両上方側に最も高くなるようなアーチ形状を成している。また、クロスメンバ２００の車幅方向両端部は、結合部ＣＰ１においてサイドシル１２０に結合している。また、クロスメンバ２００は、その車幅方向両端部においては、リアサイドフレーム１１０に結合している。
また、図３に示すように、クロスメンバリア２００ｂは、その車両上方側の結合部ＣＰ２において、フロアパン部２１０の車両前方端部と車両上下方向に結合されることによって、クロスメンバ２００の車両後方側には、車両上下方向に延設する縦壁ＶＷが形成されている。そして、結合部ＣＰ２において、クロスメンバフロント２００ａおよびクロスメンバリア２００ｂの車両上方端部と、後述するフロアパン部２１０の車両前方端部とが、３つ重ね合されて結合されている。
また、図４に示すように、クロスメンバ２００は、車幅方向中央部が車両上方側に最も高くなるようなアーチ形状を成している。また、クロスメンバ２００の車幅方向両端部は、結合部ＣＰ１においてサイドシル１２０に結合している。また、クロスメンバ２００は、その車幅方向両端部においては、リアサイドフレーム１１０に結合している。
【0030】
＜作用・効果＞
上記のように構成された本実施形態に係る車体フレーム構造Ｆは、車両前後方向中央部において、骨格を強固に補剛している。以下、図２～図５を用いて、クロスメンバ補剛部ＣＭの作用について説明する。
上記のように構成された本実施形態に係る車体フレーム構造Ｆは、車両前後方向中央部において、骨格を強固に補剛している。以下、図２～図５を用いて、クロスメンバ補剛部ＣＭの作用について説明する。
【0031】
車体フレーム構造Ｆには、車両走行に伴い、車輪１０、図示しないサスペンション、パワーユニット部２０等から伝達される振動によって、フロントサイドフレーム１００等の構造部材に、捩れ、車両上下方向の振動等の荷重が伝達される。
図５に示すように、例えば、車両前方側の車輪１０から伝達される振動等による荷重は、矢印ＡＯ１～ＡＯ６に示すように、フロントサイドフレーム１００を介して、フロアトンネル部１３０の車両前方部、サイドシル１２０等に分散されて伝達される。また、パワーユニット部２０から伝達される捩れ、振動等による荷重は、矢印ＡＯ７、ＡＯ８に示すように、フロアトンネル部１３０に分散されて伝達される。そして、フロントサイドフレーム１００およびサイドシル１２０から伝達される荷重は、矢印ＡＯ９～ＡＯ１２に示すように、リアサイドフレーム１１０およびサイドシル１２０の車両後方側に伝達される。
図５に示すように、例えば、車両前方側の車輪１０から伝達される振動等による荷重は、矢印ＡＯ１～ＡＯ６に示すように、フロントサイドフレーム１００を介して、フロアトンネル部１３０の車両前方部、サイドシル１２０等に分散されて伝達される。また、パワーユニット部２０から伝達される捩れ、振動等による荷重は、矢印ＡＯ７、ＡＯ８に示すように、フロアトンネル部１３０に分散されて伝達される。そして、フロントサイドフレーム１００およびサイドシル１２０から伝達される荷重は、矢印ＡＯ９～ＡＯ１２に示すように、リアサイドフレーム１１０およびサイドシル１２０の車両後方側に伝達される。
【0032】
一方、図２に示すように、結合部ＣＰ１において、クロスメンバ２００は、サイドシル１２０とリアサイドフレーム１１０とに結合されている。また、クロスメンバ２００の車幅方向両端部における車両前後方側の幅は、車両前後方向中央部における車両前後方側の幅よりも広く、また、図４に示すように、クロスメンバ２００の車幅方向中央部が車両上方側に最も高くなるようなアーチ形状を成している。そのため、クロスメンバ２００は、剛性を向上させる形状を成すとともに、結合部ＣＰ１において、サイドシル１２０とリアサイドフレーム１１０と結合されていることによって補剛され、強固な骨格を構成している。
また、図３に示すように、クロスメンバ２００を構成するクロスメンバリア２００ｂは、その車両上方側の結合部ＣＰ２において、フロアパン部２１０の車両前部下側端と車両上下方向に結合され、車両上下方向に延設する縦壁ＶＷが形成されている。そして、結合部ＣＰ２において、クロスメンバフロント２００ａとクロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とが、３つ重ね合されて結合されている。そのため、クロスメンバ２００は、結合部ＣＰ２においてフロアパン部２１０と結合されていることによって補剛され、クロスメンバ２００は、強固な骨格を構成している。
そして、フロントサイドフレーム１００およびサイドシル１２０から伝達される荷重は、矢印ＡＯ１３およびＡＯ１４に示すように、補剛されたクロスメンバ２００に効率よく伝達される。また、クロスメンバ２００に伝達された荷重は、矢印ＡＯ１５およびＡＯ１６に示すように、フロアパン部２１０を介して周囲に結合された骨格に分散される。また、リアサイドフレーム１１０に伝達された荷重は、矢印ＡＯ１７～矢印ＡＯ２０に示すように、リアクロスメンバ２２０、２３０に分散される。
また、図３に示すように、クロスメンバ２００を構成するクロスメンバリア２００ｂは、その車両上方側の結合部ＣＰ２において、フロアパン部２１０の車両前部下側端と車両上下方向に結合され、車両上下方向に延設する縦壁ＶＷが形成されている。そして、結合部ＣＰ２において、クロスメンバフロント２００ａとクロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とが、３つ重ね合されて結合されている。そのため、クロスメンバ２００は、結合部ＣＰ２においてフロアパン部２１０と結合されていることによって補剛され、クロスメンバ２００は、強固な骨格を構成している。
そして、フロントサイドフレーム１００およびサイドシル１２０から伝達される荷重は、矢印ＡＯ１３およびＡＯ１４に示すように、補剛されたクロスメンバ２００に効率よく伝達される。また、クロスメンバ２００に伝達された荷重は、矢印ＡＯ１５およびＡＯ１６に示すように、フロアパン部２１０を介して周囲に結合された骨格に分散される。また、リアサイドフレーム１１０に伝達された荷重は、矢印ＡＯ１７～矢印ＡＯ２０に示すように、リアクロスメンバ２２０、２３０に分散される。
【0033】
一方、車体フレーム構造Ｆは、主に床下空間を利用して構成されているが、例えば、電気自動車に利用されるバッテリユニットは、クロスメンバ２００の車両後方側に形成された床下空間ＦＳに収容される場合がある。そのため、車両の剛性を確保しつつ床下空間ＦＳが広い車体フレーム構造Ｆが必要となる。
【0034】
図２に示すように、クロスメンバ２００の車両後方側には、床下空間ＦＳが形成されている。床下空間ＦＳは、車両前方部をクロスメンバ２００に囲われ、車両上方側をフロアパン部２１０に囲われ、車幅方向両側をリアサイドフレーム１１０に囲われ、車両後方部をリアクロスメンバ２２０に囲われた空間である。
クロスメンバ２００の車幅方向中央部の車両後方側には、傾斜ＳＬを有する稜線ＲＤに沿った凹部ＤＴが形成されている。この凹部ＤＴは、床下空間ＦＳを車両前方側に拡張させる空間を形成している。また、図３に示すように、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とが結合された車両後方側には、床下空間ＦＳが形成されている。このとき、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とは、車両上下方向に縦壁ＶＷが形成されるように結合していることによって、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０との結合部ＣＰ２が、ＦＳ側に突出した形状とはならない。換言すると、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とが結合された車両後方側には、床下空間ＦＳを車両前方側に拡張させる空間が形成されている。
クロスメンバ２００の車幅方向中央部の車両後方側には、傾斜ＳＬを有する稜線ＲＤに沿った凹部ＤＴが形成されている。この凹部ＤＴは、床下空間ＦＳを車両前方側に拡張させる空間を形成している。また、図３に示すように、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とが結合された車両後方側には、床下空間ＦＳが形成されている。このとき、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とは、車両上下方向に縦壁ＶＷが形成されるように結合していることによって、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０との結合部ＣＰ２が、ＦＳ側に突出した形状とはならない。換言すると、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とが結合された車両後方側には、床下空間ＦＳを車両前方側に拡張させる空間が形成されている。
【0035】
以上、本実施形態に係る車体フレーム構造Ｆは、車幅方向両側において車両前後方向に延在するサイドシル１２０と、車両前後方向中央部において車幅方向に延在し、車幅方向両側端においてサイドシル１２０と結合されたクロスメンバ２００と、車両下方部においてクロスメンバ２００の車両後方側に延設しているフロアパン部２１０と、を備え、クロスメンバ２００は、その車両前方側の壁面を構成するクロスメンバフロント２００ａと、クロスメンバ２００の車両後方側の壁面を構成するクロスメンバリア２００ｂと、が結合されて形成され、クロスメンバリア２００ｂの車両後部上側端と、フロアパン部２１０の車両前部下側端と、が車両上下方向に結合され、クロスメンバリア２００ｂは、の車両後部上側端を成す車幅方向の辺が、車幅方向内側から車両後部外側に向かう傾斜ＳＬを有している。
つまり、クロスメンバ２００は、車幅方向中央部の車両前後方向の幅よりも車幅方向外側における車両前後方向の幅が広く形成されているとともに、結合部ＣＰ１において、サイドシル１２０とリアサイドフレーム１１０とが結合されていることによって補剛され、クロスメンバ２００は、強固な骨格を形成している。そのため、フロントサイドフレーム１００あるいはサイドシル１２０から伝達された荷重は、クロスメンバ２００に効率よく伝達され、フロアパン部２１０を介してリアサイドフレーム１１０およびリアクロスメンバ２２０，２３０に効率よく分散させることができる。
また、クロスメンバ２００の車幅方向中央部の車両後方側には、傾斜ＳＬを有する稜線ＲＤに沿った凹部ＤＴが形成されている。この凹部ＤＴは、床下空間ＦＳを車両前方側に拡張させる空間が形成されているため、床下空間を確保することができる。
そのため、床下空間を確保しつつ、車体剛性を向上させることができる。
つまり、クロスメンバ２００は、車幅方向中央部の車両前後方向の幅よりも車幅方向外側における車両前後方向の幅が広く形成されているとともに、結合部ＣＰ１において、サイドシル１２０とリアサイドフレーム１１０とが結合されていることによって補剛され、クロスメンバ２００は、強固な骨格を形成している。そのため、フロントサイドフレーム１００あるいはサイドシル１２０から伝達された荷重は、クロスメンバ２００に効率よく伝達され、フロアパン部２１０を介してリアサイドフレーム１１０およびリアクロスメンバ２２０，２３０に効率よく分散させることができる。
また、クロスメンバ２００の車幅方向中央部の車両後方側には、傾斜ＳＬを有する稜線ＲＤに沿った凹部ＤＴが形成されている。この凹部ＤＴは、床下空間ＦＳを車両前方側に拡張させる空間が形成されているため、床下空間を確保することができる。
そのため、床下空間を確保しつつ、車体剛性を向上させることができる。
【0036】
また、本実施形態に係る車体フレーム構造Ｆは、クロスメンバリア２００ｂの車両後部上側端と、フロアパン部２１０の車両前部下側端と、が車両上下方向に結合されている結合部としての結合部ＣＰ２において、さらにクロスメンバフロント２００ａの車両後部上側端が結合されている。
つまり、結合部ＣＰ２においては、クロスメンバフロント２００ａとクロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とが３枚重ね合されて結合されている。そして、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とがクロスメンバリア２００ｂの車両上方側において結合されることにより、クロスメンバ２００の車両後方側上下方向に形成される縦壁ＶＷが補剛される。したがって、クロスメンバ２００に伝達される荷重を補剛された縦壁ＶＷに効率よく分散させることができる。また、３枚重ね合されて結合させることによって、結合箇所を減少させることが可能となり、床下空間ＦＳ側に構成部材が突出することなく結合させることができる。
そのため、床下空間を確保しつつ、車体剛性を向上させることができる。
つまり、結合部ＣＰ２においては、クロスメンバフロント２００ａとクロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とが３枚重ね合されて結合されている。そして、クロスメンバリア２００ｂとフロアパン部２１０とがクロスメンバリア２００ｂの車両上方側において結合されることにより、クロスメンバ２００の車両後方側上下方向に形成される縦壁ＶＷが補剛される。したがって、クロスメンバ２００に伝達される荷重を補剛された縦壁ＶＷに効率よく分散させることができる。また、３枚重ね合されて結合させることによって、結合箇所を減少させることが可能となり、床下空間ＦＳ側に構成部材が突出することなく結合させることができる。
そのため、床下空間を確保しつつ、車体剛性を向上させることができる。
【0037】
なお、本発明の実施形態として、クロスメンバリア２００ｂの車両後部上側端は、その車両上方側の結合部ＣＰ２において、フロアパン部２１０の車両前部下側端およびクロスメンバフロント２００ａと、３つ重ね合されて結合されていることを例示したが、クロスメンバリア２００ｂと、フロアパン部２１０と、クロスメンバフロント２００ａとは、異なる厚さを有する鋼板等で形成され、３つ重ね合されて結合されていることによって、結合部ＣＰ２において、縦壁ＶＷを補剛してもよい。
【0038】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0039】
１０；車輪
２０；パワーユニット部
３０；後輪駆動部
１００；フロントサイドフレーム
１１０；リアサイドフレーム
１２０；サイドシル
１３０；フロアトンネル部
１４０；フロアパネル部
２００；クロスメンバ部
２１０；フロアパン部
２２０；リアクロスメンバ
２３０；リアクロスメンバ
ＣＭ；クロスメンバ補剛部
ＣＰ１；結合部
ＣＰ２；結合部
Ｆ；車体フレーム構造
ＦＳ；床下空間
Ｖ；車両
ＶＷ；縦壁
２０；パワーユニット部
３０；後輪駆動部
１００；フロントサイドフレーム
１１０；リアサイドフレーム
１２０；サイドシル
１３０；フロアトンネル部
１４０；フロアパネル部
２００；クロスメンバ部
２１０；フロアパン部
２２０；リアクロスメンバ
２３０；リアクロスメンバ
ＣＭ；クロスメンバ補剛部
ＣＰ１；結合部
ＣＰ２；結合部
Ｆ；車体フレーム構造
ＦＳ；床下空間
Ｖ；車両
ＶＷ；縦壁
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
