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JP2019093805A - 車両下部構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】一対のサイドレールに架け渡された複数のクロスメンバ間にガード部材としてのブレース部材を設ける事と、正突時における一対のサイドレールでの衝突エネルギー吸収量の減少を抑制する事と、を両立させる事ができる車両下部構造を得ることを目的とする。【解決手段】車両10の車両下部構造12において、一対のサイドレール14間には車幅方向に複数のクロスメンバが架け渡されている。さらにNo.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18との間には、トランスミッションのオイルパンを下方から保護するオイルパンガード22が前後方向に架け渡されている。車両10の正面衝突時には、オイルパンガード22とクロスメンバ16との固定が解除される事で、一対のサイドレール14での衝突エネルギー吸収量が減少する事を抑制する。【選択図】図1

Description

本発明は、車両下部構造に関する。
特許文献1には、車両前後方向に延びるとともに車幅方向に離間した一対のサイド部材(サイドレール)と、一対のサイド部材間に車幅方向に架け渡された複数のクロス部材(クロスメンバ)と、を有する車両下部構造が開示されている。
特許第2553405号
上記特許文献1に記載のような一対のサイド部材を有する車両では、正面衝突(以下、正突)時において、一対のサイド部材を変形させることで衝突エネルギーが吸収される。この際、一対のサイド部材間に架け渡された複数のクロス部材間の距離は小さくなる。
また、車両走行時に、飛び石や路上障害物がパワーユニットや電装部品等の車両搭載物に接触する事を抑制したり、車両の空力性能を向上させたりするために、車両下部において、車体の一部または略全体を覆うアンダーカバー等のガード部材が設けられる場合がある。さらに、このガード部材の強度を高める事を目的として、ガード部材の一部として車両前後方向に延びるブレース部材が設けられる場合がある。
ここで、上記特許文献1に記載のように、一対のサイド部材間に複数のクロス部材が架け渡されている場合に、例えば上述のような車両前後方向に延びるブレース部材を、複数のクロス部材間に架け渡す場合には、ブレース部材を設ける事によって正突時のサイド部材の変形を抑制してしまい、サイド部材での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう可能性がある。
本発明は上記可能性を考慮し、一対のサイド部材間に架け渡された複数のクロス部材間にブレース部材を設ける事と、正突時における一対のサイド部材での衝突エネルギー吸収量の減少を抑制する事と、を両立させる事ができる車両下部構造を得ることを目的とする。
本発明の車両下部構造は、車両の車幅方向の両サイドにおいて車両前後方向に延在し、車体の一部を構成する左右一対のサイド部材と、前記一対のサイド部材間に車幅方向に架け渡された第1クロス部材と、前記第1クロス部材と車両前後方向に離間して前記第1クロス部材の車両前後方向の後方に配置され、前記一対のサイド部材間に車幅方向に掛け渡された第2クロス部材と、車両下部において、車体に搭載される車両搭載物と、前記車両搭載物の車両上下方向下方に配置されるガード部材と、を備えた車両下部構造であって、前記ガード部材は、前記第1クロス部材と前記第2クロス部材との間に車両前後方向に架け渡され、前記第1クロス部材または前記第2クロス部材の少なくとも一方とボルト締結される事によって固定されて当該ボルトが挿通される挿通孔が設けられるブレース部材を含み、前記挿通孔は、当該挿通孔に挿通された状態の前記ボルトが締結状態で前記ブレース部材に固定される固定位置から、車両前後方向における前記ブレース部材の中央側に向けて延出した連通部を有する長孔状に形成されている事を特徴としている。
本発明では、車両搭載物を保護するためのガード部材におけるブレース部材において設けられるとともに、ブレース部材を第1クロス部材または第2クロス部材に固定するためのボルトが挿通される挿通孔において、当該挿通孔に挿通された状態のボルトが締結状態で前記ブレース部材に固定される固定位置よりも、車両前後方向におけるブレース部材の中央側に向けて延出した連通部が形成されているため、正突時にブレース部材が一対のサイド部材の変形を抑制する事を低減し、サイド部材での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。これは、車両前方からの衝突荷重がサイド部材に負荷されてサイド部材が変形して第1クロス部材と第2クロス部材の距離が縮まろうとした場合に、ボルトが挿通孔内で連通部に向けて相対的に移動可能であるためである。
本発明の車両下部構造において、前記挿通孔は、前記固定位置から前記連通部に向けて、車幅方向の大きさが増加しない停滞区間を有していてもよい。
挿通孔におけるボルトの固定位置から連通部に向けて、車幅方向の大きさが増加しない停滞区間を有するために、非対称系の衝突(一対のサイド部材の双方の先端に対して車両前方からの荷重が入力されないオフセット衝突や微小ラップ衝突、オブリーク衝突等)時において、ガード部材を荷重伝達部材として活用する事ができ、サイド部材の変形量が大きくなり過ぎる事を抑制できる。これは、以下の理由による。非対称系の衝突時には一方のサイド部材の変形量が他方のサイド部材に比べて大きくなり、第1クロスメンバにおける車幅方向の左右の後退量が異なるために、第1クロスメンバの一端に対して他端が後方に回転した状態に位置しようとする。このとき、第1クロス部材の底面または第2クロス部材の底面に固定されたボルトには、車幅方向の成分を多分に含んだ荷重が作用するため、当該ボルトが連通部に向けて十分に相対移動を行う事ができず、停滞区間によって当該ボルトの相対移動が規制される。よって、非対称系の衝突時にはガード部材を荷重伝達部材として活用する事ができ、サイド部材の変形量が大きくなり過ぎる事を抑制できる。
一方で、正突時においては、第1クロスメンバにおける車幅方向の左右の後退量が略同一かそれほど変わらないために、ボルトが挿通孔内で連通部に向けて相対的に移動可能であり、ブレース部材が一対のサイド部材の変形を抑制する事を低減し、サイド部材での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
本発明の車両下部構造では、車両の車幅方向の両サイドにおいて車両前後方向に延在し、車体の一部を構成する左右一対のサイド部材と、前記一対のサイド部材間に車幅方向に架け渡された第1クロス部材と、前記第1クロス部材と車両前後方向に離間して前記第1クロス部材の車両前後方向の後方に配置され、前記一対のサイド部材間に車幅方向に掛け渡された第2クロス部材と、前記第1クロス部材と前記第2クロス部材との間に車両前後方向に架け渡され、前記第1クロス部材または前記第2クロス部材の少なくとも一方とボルト締結される事によって固定されて当該ボルトが挿通される挿通孔が設けられたブレース部材と、を備えた車両下部構造であって、前記挿通孔は当該挿通孔に挿通された状態の前記ボルトが締結状態で前記ブレース部材に固定される固定位置よりも、前記ブレース部材の中央側に向けて延出した連通部を有する長孔状に形成されるとともに、前記固定位置から前記連通部に向けて、車幅方向の大きさが増加しない停滞区間を有する事を特徴としている。
本発明では、非対称系の衝突時において、ブレース部材を第1クロス部材または第2クロス部材に固定するためのボルトの挿通孔内における相対移動が停滞区間によって規制される。これにより、非対称系の衝突時にはブレース部材を荷重伝達部材として活用する事ができ、サイド部材の変形量が大きくなり過ぎる事を抑制できる。
一方で、正突時にはボルトが挿通孔内で連通部に向けて相対的に移動可能であり、ブレース部材が荷重伝達部材として十分に機能しないため、ブレース部材がサイド部材の変形を抑制する事を低減し、サイド部材での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
本発明の車両下部構造において、前記挿通孔は、前記連通部において前記ボルトの上下方向の相対的な移動を規制しないように、前記挿通孔の車幅方向の大きさが、前記固定位置よりも大きく形成された拡幅区間を有していてもよい。
連通部における拡幅区間において、ボルトの上下方向の相対的な移動を規制しないように、挿通孔の車幅方向の大きさが固定区間よりも大きく形成されているため、車両前方からの衝突荷重がサイド部材に負荷されてサイド部材が変形して第1クロス部材と第2クロス部材の距離が縮まった場合に、挿通孔内からボルトが離脱する事が可能である。よって、ブレース部材と第1クロス部材または第2クロス部材との固定を解除する事ができる。よって、正突時にブレース部材が一対のサイド部材の変形を抑制する事を低減し、サイド部材での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
本発明の車両下部構造において、前記第1クロス部材は、車両上下方向下方を向く底面と、当該底面に第1接続部を介して接続されるとともに前記第1クロス部材の後部に形成されて車両前後方向後方を向く後面と、を有し、前記ブレース部材は、前記第1クロス部材の底面と略平行に構成されて当該底面と対向し、前記挿通孔が形成される第1底部と、当該第1底部の後方において、後方に向かうにつれて上方に位置するように形成され、前記第1クロス部材の前記第1接続部の車両前後方向後方に位置する第1傾斜壁部と、を有してもよい。
これにより、車両前方からの衝突荷重がサイド部材に負荷されてサイド部材が変形し、第1クロス部材と第2クロス部材の距離が縮まろうとした場合に、第1クロス部材の第1接続部と、ブレース部材の第1傾斜壁部とが当接する事によって、ブレース部材を第1クロス部材に対して下方に移動させる事ができる。よって、車両前方からの衝突荷重がサイド部材に入力された場合に、第1クロス部材の底面に固定されたボルトがブレース部材の挿通孔内の拡幅区間から抜け出る事を促進して、第1クロス部材とブレース部材との固定を解除する事ができる。よって、正突時に一対のガード部材がサイド部材の変形を抑制する事を低減し、サイド部材での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
本発明の車両下部構造において、前記第2クロス部材は、車両上下方向下方を向く底面と、当該底面に第2接続部を介して接続されるとともに前記第2クロス部材の前部に形成されて車両前後方向前方を向く前面と、を有し、前記ブレース部材は、前記第2クロス部材の底面と略平行に構成されて当該底面と対向し、前記挿通孔が形成される第2底部と、当該第2底部の前方において、前方に向かうにつれて上方に位置するように形成され、前記第2クロス部材の前記第2接続部の車両前後方向前方に位置する第2傾斜壁部と、を有してもよい。
これにより、車両前方からの衝突荷重がサイド部材に負荷されてサイド部材が変形し、第1クロス部材と第2クロス部材の距離が縮まろうとした場合に、第2クロス部材の第2接続部と、ブレース部材の第2傾斜壁部とが当接する事によって、ブレース部材を第2クロス部材に対して下方に移動させる事ができる。よって、車両前方からの衝突荷重がサイド部材に入力された場合に、第2クロス部材の底面に固定されたボルトがブレース部材の挿通孔内の拡幅区間から抜け出る事を促進して、第2クロス部材とブレース部材との固定を解除する事ができる。よって、正突時に一対のガード部材が一対のサイド部材の変形を抑制する事を低減し、サイド部材での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
本発明の車両下部構造において、前記一対のサイド部材には、車両前後方向の後側が前側よりも車幅方向の外側に位置するように湾曲された第1湾曲部と、当該該第1湾曲部よりも後側に配置されて車両前後方向に沿うように湾曲された第2湾曲部とがそれぞれ形成され、
前記第1湾曲部および前記第2湾曲部は、前記一対のサイド部材における第1クロス部材が架け渡されている位置および前記第2クロス部材が架け渡されている位置の車両前後方向の間の位置に形成されていてもよい。
これにより、正突時に一対のサイド部材を第1湾曲部および第2湾曲部において屈曲させる事で衝突荷重を効果的に吸収できる。
本発明の車両下部構造において、前記ブレース部材は、車両前後方向に垂直な断面が閉断面状である区間を有するとともに、車幅方向に離間して一対設けられ、前記ガード部材は、前記一対のブレース部材間に架け渡された板状部材をさらに含んでいてもよい。
ガード部材における一対のブレース部材によって、比較的大きな飛び石や路上障害物から車両搭載物を保護でき、またガード部材における一対のブレース部材間に架け渡された板状部材によって、比較的小さな飛び石や路上障害物から車両搭載物を保護できる。よって、様々な大きさの飛び石や路上障害物に対して車両搭載物を保護でき、ガード部材全体の厚みを向上させる場合と比較して、ガード部材の質量を低減できる。
本発明の車両下部構造によれば、一対のサイド部材間に架け渡された複数のクロス部材間にブレース部材を設ける事と、正突時における一対のサイド部材での衝突エネルギー吸収量の減少を抑制する事と、を両立させる事ができるという効果を有する。
本発明の車両下部構造が適用された車両の骨格部分を示した、第1実施形態における車両下面視の図である。 図1における車両の骨格部分を2−2線に沿って切断した状態を示す図であり、オイルパンガード、トランスミッションおよびオイルパンを合わせて示した、ドア厚さ方向内側から見た側面図である。 図2に示した側面図のうち、要部を拡大した側面図である。 第1実施形態の車両下部構造におけるオイルパンガードを、車両上方から見た平面図である。 第1実施形態の車両下部構造におけるオイルパンガードの側面図である。 第1実施形態の車両下部構造におけるオイルパンガードを、車両下面視の図である。 第1実施形態の車両下部構造におけるオイルパンガードを、車両下方および後方から見た斜視図である。 第2実施形態の車両下部構造におけるオイルパンガードを、車両上方から見た斜視図である。 第2実施形態の車両下部構造におけるオイルパンガードの側面図である。 第3実施形態の車両下部構造におけるオイルパンガードを、車両上方から見た斜視図である。 第4実施形態の車両下部構造におけるオイルパンガードを、車両上方から見た斜視図である。 第4実施形態の車両下部構造におけるオイルパンガードの側面図である。 本発明の車両下部構造が適用された車両の骨格部分を示した、第5実施形態における車両下面視図である。 図13における車両の骨格部分を14−14線に沿って切断した状態を示す図であり、ブレース部材を合わせて示した、ドア厚さ方向内側から見た側面図である。
(第1実施形態)
図1には、本実施形態における車両10の骨格部分が示されている。なお、各図に適宜示す矢印FRは車両前方(進行方向)を示しており、矢印UPは車両上方を示しており、INは車幅方向内側を示しており、OUTは車幅方向外側を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、進行方向を向いた場合の車幅方向の左右を示すものとする。本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、以下の記載及び図面は適宜簡略化されている。
<車両下部構造>
車両10は、フレーム構造の車両(フレーム車)として構成されており、本発明の車両下部構造12を適用した一例として、車両10の車両下部構造12は、一対のサイドレール(サイド部材に対応)14と、No.2クロスメンバ(第1クロス部材に対応)16と、No.3クロスメンバ(第2クロス部材に対応)18と、トランスミッション(車両搭載物に対応)20と、オイルパンガード(ガード部材に対応)22と、オイルパンガードの一部であるブレース部材24と、を有する。
<サイドレール>
車両10における車幅方向外側の左右両サイドにおいて、一対のサイド部材としてのサイドレール14が、車両前後方向に延在され、車体の一部を構成している。ここでは、左右の一方のサイドレール14について説明する場合には単にサイドレール14と呼称し、左右で一対のサイドレール14、14の双方について説明する場合には一対のサイドレール14と呼称する。また適宜、左右で一対の部材のうちの一例として、左右の一方についてのみ説明し、左右の他方についての説明を省略する。これは、以下で説明される各部材においても同様である。
なお、一対のサイドレール14は一例として、車両10の車幅方向の中央に対して略左右対称に構成されている。また、サイドレール14は、一例として、車両前後方向から見た場合に、断面U字状の鋼材(サイドレールインナ及びサイドレールアウタ)が車幅方向に対向した状態で接合されており、中空かつ矩形状の閉断面形状を有する。
サイドレール14の車両前後方向の前部14A側における車幅方向外側には、図示しないフロントタイヤ26が配設されている。言い換えると、サイドレール14は、フロントタイヤ26と車幅方向に対向配置されている。このため、サイドレール14の前部14A側では、フロントタイヤ26との干渉回避を考慮して、車両前後方向の中間に位置する中間部14B側よりも一対のサイドレール14の車幅方向の寸法(間隔)が短くなるように設定されている。
サイドレール14の前部14Aと中間部14Bとの間には、車両平面視で(車両上下方
向の上側から見た場合に)第1湾曲部28及び第2湾曲部30が形成されている。この両湾曲部は、一対のサイドレール14における、No.2クロスメンバが架け渡されている位置およびNo.3クロスメンバが架け渡されている位置の車両前後方向の間の位置において形成されている。また、第1湾曲部は、車両前後方向の後側が前側よりも車幅方向の外側に位置するように湾曲され、第2湾曲部は、第1湾曲部よりも後側に配置されて車両前後方向に沿うように湾曲されている。この両湾曲部によって、サイドレール14の前部14A側では、車両前後方向の中間に位置する中間部14B側よりも一対のサイドレール14の車幅方向の寸法(間隔)が短くなるように設定されている。
また、サイドレール14の前部14Aは、サスペンションユニット等の配置を考慮して、中間部14Bよりも車両上方に配置され、さらにサイドレール14の前部14Aは、車両前後方向の中間において車両上方に突出されている。つまり、サイドレール14における地面からの高さは、中間部14Bにおいて前部14Aよりも低くなっており、これを利用して、本実施形態の車両下部構造12においては、後述するトランスミッション20の搭載スペースを設けている。
<クロスメンバ>
図1に示されるように、一対のサイドレール14の前部14Aの中間部付近には、車幅方向に沿ってNo.1クロスメンバ32が架け渡されている。また、一対のサイドレール14の前部14Aの後部には、車幅方向に沿ってNo.2クロスメンバ16が架け渡されている。なお、No.2クロスメンバはまた、一対のサイドレール14の中間部14Bの前部には、車幅方向に沿ってNo.3クロスメンバ18が架け渡されている。また、一対のサイドレール14の中間部14Bの中間部付近には、車幅方向に沿ってNo.4クロスメンバ18が架け渡されている。すなわち、No.1クロスメンバ32、No.2クロスメンバ16、No.3クロスメンバ18及びNo.4クロスメンバ20は、車両前方側から順に、車両前後方向に離間した状態で、一対のサイドレール14間に車幅方向に架け渡されている。これにより、車両10には、はしご形のフレームが形成されている。なお、No.2クロスメンバ32は、車幅方向の両端部に対して車幅方向中央部が車両後方側に湾曲する構成とされている。また、一対のサイドレール14のNo.4クロスメンバ20が架け渡される位置よりも後方において、サイドレール14の車幅方向外側には、図示しないリヤタイヤ36が配設されている。サイドレール14は、リヤタイヤ36と車幅方向に対向配置されている。
また、No.3クロスメンバ18には、一対のブレース部材24の後端部とNo.3クロスメンバ18とを接続する一対の接続ブラケット38が設けられている。接続ブラケット38は、No.3クロスメンバ18の車幅方向の中央付近において、車幅方向の左右に離間して一対配置されている。接続ブラケット38は、ブレース部材24と接続される側からNo.3クロスメンバ18に接続される側に向かって(車両前方から後方に向かって)3つに分岐した鍬形状に形成されている。接続ブラケット36は、接続ブラケット36の前端部においてブレース部材24と螺子締結されている。
また、これら複数のクロスメンバ32、16,18、34は、一例として、車両側面から見た場合に、断面U字状の鋼材(アッパー部材及びロアー部材)が車両上下方向に対向した状態で接合されており、中空かつ矩形状の閉断面形状を有している。つまり、これらのクロスメンバ32、16、18、34はそれぞれ、下部に形成されて下方を向く底面32A、16A、18A、34Aと、後部に形成されて後方を向く後面32B、16B、18B、34Bと、上部に形成されて上方を向く上面32C、16C、18C、34Cと、前部に形成されて前方を向く前面32D、16D、18D、34Dと、を有している。また、図3に示すように、No.2クロスメンバ16の底面16Aと後面16Bは第1接続部としての稜線16Eを介して接続されている(底面16Aと後面16Bは稜線16Eをなす)。
No.2クロスメンバ16の底面16Aの内側には、車幅方向に離間した位置に2箇所(No.2クロスメンバ16とブレース部材24との接続部に対応する)、ウェルドナット40が設けられ、ウェルドナット40の直下には後述するボルト50が挿通されるための孔が設けられている。
<トランスミッションおよびオイルパン>
図2に示されるように、車両前後方向におけるNo.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18の間のNo.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18の上方には、車両搭載物としてのトランスミッション20が配置されている。トランスミッション20の前方側は図示しないエンジン42に接続、支持されており、後方側は図示しないマウント44を介してNo.3クロスメンバ18に支持されている。また、トランスミッション20の下部にはオイルパン46が設けられており、車両10をリフトアップする事で、トランスミッションフルードの補充等のメンテナンス作業が容易に行えるようになっている。
<オイルパンガード>
図2および図3に示されるように、トランスミッション20の下方においてガード部材としてのオイルパンガード22が配置されている。本実施形態におけるオイルパンガード22は、車両走行時に、飛び石や路上障害物等が、車両搭載物であるトランスミッション20のオイルパン46に接触する事を抑制する目的で設けられている。また、図4〜図7に示されるようにオイルパンガード22は、No.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18との間に車両前後方向に架け渡されたブレース部材24を含んでいる。ブレース部材24によって、ブレース部材24は車両前後方向における前部24Aおよび後部24Cにおいて、車両前後方向に垂直な断面が、開口が下方を向いたU字状に形成され、前部24Aと後部24Cに挟まれた中央部24Bにおいて、車両前後方向に垂直な断面が中空丸棒状に構成され、強度が高められている。ブレース部材の材質は、例えば鋼材やアルミニウム合金等である。ブレース部材24の延在方向は、車両前後方向に沿っているか、車両前後方向に対して多少傾斜していて良い。また、本実施形態のオイルパンガードでは、ブレース部材24が車幅方向に離間して一対設けられており、一対のブレース部材24の中央部24Bの間に車幅方向に架け渡された板状部材48がさらに設けられている。
<ブレース部材>
図4および図6に示されるように、ブレース部材24の車両前後方向における端部側の部位(本実施形態では前部24A)において、ボルト50が挿通される挿通孔52が形成されている。また、ブレース部材24の前部24AとNo.2クロスメンバ16とが、ボルト50によって当接固定されている。さらに、本実施形態では、ブレース部材24は、No.2クロスメンバ16の底面16Aと略平行に構成されて当該底面16Aと対向する第1底部54を有しており、第1底部54において挿通孔52が形成されている。
ブレース部材24の第1底部54は、挿通孔52に挿通された状態のボルト50と上述のNo.2クロスメンバ16の底面16Aの内側に設けられたウェルドナット40とが螺子締結される事によって、No.2クロスメンバ16の底面16Aに当接固定される。この状態では、ボルト50がブレース部材24をNo.2クロスメンバ16に押圧する事で、ボルト50に対してブレース部材24の移動が規制され固定された状態となる。この際、ボルト50がフランジ付きボルトである場合には、ブレース部材24が当該フランジに押圧される事によって、ブレース部材24はNo.2クロスメンバ16に固定される事となる。また、ボルト50がワッシャーを介してブレース部材24を押圧する場合には、ブレース部材24は当該ワッシャーに押圧される事によって、ブレース部材24はNo.2クロスメンバ16に固定される事となる。また、ブレース部材24は、後部24Cにおいて、上述の接続ブラケット38に取付けられるために平坦に形成された取付面が形成されており、取付面の後端部において接続ブラケット38と螺子締結されている。
また、図5に示されるように、ブレース部材24は第1底部54の後方において、後方に向かうにつれて上方に位置するように形成され、No.2クロスメンバ16の後面16Bと対向する第1傾斜壁部56を有している。第1傾斜壁部56は、No.2クロスメンバ16の稜線16Eの車両前後方向後方に位置するように配置されている。また、本実施形態ではNo.2クロスメンバ16の後面16Bから第1傾斜壁部56の前端までの車両前後方向の距離は、挿通孔52の前端から拡幅区間L2の前端までの前後方向の距離よりも長いか、略同程度に形成されている。
<挿通孔>
図4に示されるように、ブレース部材24の第1底部54に設けられた挿通孔52は、当該挿通孔52に挿通された状態のボルト50がブレース部材24に固定される固定位置62よりも、車両前後方向におけるガード部材の中央側(本実施形態では後方側)に向かって延出した連通部64を有する長孔状に形成されている。より具体的には、連通部64は挿通孔52の、ボルト50が締結状態でブレース部材24に固定された状態で、ボルト50の螺子部の後端よりも後方に位置する部位である。なお、理解促進のために、連通部64の固定位置62側の境界を2点鎖線で図示している。挿通孔52は車両前後方向の内径寸法が車幅方向の内径寸法よりも大きい長孔である。ボルト50がブレース部材24に固定される固定位置62は、ボルト50が挿通孔52に挿通され、上述のウェルドナット40と螺子締結された状態で、ボルト50がブレース部材24に対しての相対移動が規制される位置である。このとき固定位置62は、挿通孔52におけるボルト50の中心軸が通る位置である。なお、本実施形態では、連通部64の車両前後方向の寸法は、ボルト50の螺子部の外径よりも大きく形成され、挿通孔52の車両前後方向の寸法は、ボルト50の螺子部の外径の2倍以上となっている。
また本実施形態では、図4に示されるように、挿通孔52は、固定位置62から連通部64に向けて、車幅方向の大きさが増加しない停滞区間L1を有している。本実施形態では、停滞区間L1において、車幅方向の大きさが略一定に形成されている。また、固定位置62から連通部64に向けて、車幅方向の大きさがわずかに増加する場合(例えば車両前後方向に対する車幅方向の増加が5%以内)も停滞区間L1に含んで良い。
また本実施形態では、図4に示されるように、挿通孔52は、連通部64において当該挿通孔52内に挿通された状態のボルト50の上下方向の相対的な移動を規制しないように、挿通孔52の車幅方向の大きさが、固定位置62よりも大きく形成された拡幅区間L2を有している。つまり、挿通孔52の車幅方向の大きさが、固定位置62においてはボルト50の頭部の径よりも小さく形成されており、拡幅区間L2においてはボルト50の頭部の径よりも大きく形成されている。なお、上記においてボルト50の頭部の径は、ボルト50がフランジ付きボルトである場合にはフランジの径に読み替えれば良く、ボルト50がワッシャーを介してブレース部材24の第1底部54に当接している場合にはワッシャーの径またはボルトの頭部の径のうち、寸法の大きい方に読み替えれば良い。
まとめると、挿通孔52は連通部64を有する長孔状であり、さらに本実施形態では、挿通孔52は固定位置62から連通部64に向けて停滞区間L1を有し、連通部64において拡幅区間L2を有している。ちなみに本実施形態の挿通孔52は、車両前後方向に延びるとともに車幅方向の大きさが異なるが車幅方向の中心線が同一の2つの角丸長方形状の孔が前後に一部重なった形状の長孔となっている。角丸長方形状とは、平行な2つの直線部分と当該2つの直線部分をつなぐ2つの曲線部分を有する、陸上競技場や競馬場の走路のような形状である。
(作用及び効果)
次に、第1実施形態における車両下部構造12の作用及び効果について説明する。
車両10の走行時において、オイルパンガード22における一対のブレース部材24によって、比較的大きな飛び石や路上障害物から車両搭載物であるトランスミッション20のオイルパン46を保護でき、また一対のブレース部材24間に架け渡された板状部材48によって、比較的小さな飛び石や路上障害物から車両搭載物を保護できる。よって、様々な大きさの飛び石や路上障害物に対してトランスミッション20のオイルパン46を保護でき、オイルパンガード22全体の厚みや強度を向上させる場合と比較して、オイルパンガード22の質量を低減できる。
車両10の正突時において、一対のサイドレール14の前端に衝突荷重が入力されると、一対のサイドレールが変形して衝突エネルギーを吸収する。この際、一対のサイドレール14間に架け渡された複数のクロスメンバ32、16、18、34間の前後方向の距離は小さくなる。
本実施形態のように、第1湾曲部28及び第2湾曲部30が一対のサイドレール14において形成され、両湾曲部が一対のサイドレール14におけるNo.2クロスメンバが架け渡されている位置およびNo.3クロスメンバが架け渡されている位置の車両前後方向の間の位置において形成されている場合には、サイドレール14における第1湾曲部32及び第2湾曲部34において特に変形量が大きくなり、吸収される衝突エネルギーが増える。この場合には、No.2クロスメンバ16とNo.1クロスメンバ18間の前後方向の距離が、他のクロスメンバ間の距離と比較して、特に縮まる。ちなみに、湾曲部のような応力集中部が形成されない場合には、サイドレール14は車両前方側での変形量が大きくなる。
そして、No.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18間の前後方向の距離が縮まろうとした際には、No.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18との間に車両前後方向に架け渡されたブレース部材24にも荷重が伝達される。ここで、本実施形態では、No.2クロスメンバ16の後退量に対して、No.3クロスメンバ18の後退量が小さいため、ブレース部材24にはブレース部材24の延在方向に対して圧縮方向の荷重が作用する。
ここで本実施形態において、ブレース部材24において設けられた挿通孔52は、ボルト50が固定される固定位置62よりも、車両前後方向におけるブレース部材の中央側に向けて延出した連通部64を有する長孔状に形成されている。ボルト締結によってブレース部材24とボルト50間に生じる摩擦力は、ブレース部材24に作用する上述の圧縮方向の荷重に対して小さいため、正突時に第1クロス部材と第2クロス部材の距離が縮まろうとした場合には、ボルト50が挿通孔52内で連通部64に向けて相対的に移動する。これにより、正突時にブレース部材24が一対のサイドレール14の変形を抑制する事を低減し、サイドレール14での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
また、本実施形態における車両10の非対称系の衝突時においては、挿通孔52が、固定位置62から連通部64に向けて、車幅方向の大きさが増加しない停滞区間L1を有しているため、ブレース部材24を荷重伝達部材として活用する事ができ、サイドレール14の変形量が大きくなり過ぎる事を抑制できる。これは以下の理由による。本実施形態では、No.2クロスメンバ16を例に挙げて説明する。非対称系の衝突時には一方のサイドレール14の変形量が他方に比べて大きくなり、No.2クロスメンバ16においても、車幅方向の左右の後退量が異なる。そのため、No.1クロスメンバ16の一端に対して他端が後方に回転した状態に位置しようとする。このとき、No.1クロスメンバ16に固定されるボルト50には、車幅方向の成分を多分に含んだ荷重が作用するため、ボルト50が連通部64に向けて十分に相対移動を行う事ができず、停滞区間L1によってボルト50の相対移動が規制される。よって、非対称系の衝突時にはブレース部材24を荷重伝達部材として活用する事ができ、サイドレール14の変形量が大きくなり過ぎる事を抑制できる。一方で、正突時においては、No.2クロスメンバにおける車幅方向の左右の後退量が略同一かそれほど変わらないために、ボルト50が挿通孔52内で連通部64に向けて相対的に移動可能である。
また、本実施形態では、挿通孔52の連通部64において、ボルトの上下方向の相対的な移動を規制しないように拡幅区間L2が形成されているため、正突時に一対のサイドレール14が変形してNo.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18の前後方向の距離が縮まった場合に、ボルト50が挿通孔52内で固定位置62から連通部64に移動して拡幅区間L2に達する事で、ボルト50が挿通孔52から離脱する事が可能である。よって、ブレース部材24とNo.2クロスメンバ16との固定を解除する事ができる。よって、正突時にブレース部材24が一対のサイドレール14の変形を抑制する事を低減し、一対のサイドレール14での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
また、本実施形態では、正突時にNo.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18の距離が縮まろうとした場合に、No.2クロスメンバ16の第1接続部としての稜線16Eと、ブレース部材24の第1傾斜壁部56とが当接する事によって、ブレース部材24をNo.2クロスメンバ16に対して下方に移動させる事ができる。よって、正突時に衝突荷重が一対のサイドレール14に入力された場合に、No.2クロスメンバ16の底面16Aに固定されたボルト50がブレース部材24の挿通孔52内の拡幅区間L2から抜け出る事を促進して、No.2クロスメンバ16とブレース部材24との固定を解除する事ができる。つまり、No.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18間の前後方向の距離が縮まろうとする事に対して、ブレース部材24が突っ張る事を抑制できる。よって、正突時にブレース部材24が一対のサイドレール14の変形を抑制する事を低減し、サイドレール14での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の車両下部構造12について説明する。以下の説明にあたって、第1実施形態と同一もしくは均等な構成の部材には、第1実施形態と同じ符号を付与し、重複する説明は省略することとする。このことは、後述する他の実施形態においても同様である。
<ブレース部材>
第2実施形態は、図8および図9に示されるようにブレース部材24の前部24Aにおいて、No2クロスメンバ16の底面16Aに螺子締結されている。また、本実施形態の要部であるブレース部材24の後部14Cにおいて、ボルト50が挿通される挿通孔52が形成されている。また、No.3クロスメンバ18の底面18Aの内側に設けられたウェルドナット40とボルト50とが螺子締結される事によって、ブレース部材24の後部24CとNo.3クロスメンバ18とが当接固定されている。この状態では、ボルト50がブレース部材24をNo.3クロスメンバ18に押圧する事で、ボルト50に対してブレース部材24の移動が規制され固定された状態となる。
さらに、本実施形態では、ブレース部材24は、No.3クロスメンバ18の底面18Aと略平行に構成されて当該底面18Aと対向する第2底部58を有しており、第2底部58において挿通孔52が形成されている。
また、図8に示されるように、ブレース部材24は第2底部58の前方において、前方に向かうにつれて上方に位置するように形成され、No.3クロスメンバ18の前面18Cと対向する第2傾斜壁部60を有している。図9に示されるように、No.3クロスメンバ18の底面18Aと前面18Dは第2接続部としての接続面18Fを介して接続されている。また、第2傾斜壁部60は、No.3クロスメンバ18の接続面18Fの車両前後方向前方に位置するように配置されている。
<挿通孔>
本実施形態の挿通孔52は、第1実施形態と比較して、車両前後方向において略反転した形状となっている。つまり、本実施形態の挿通孔52では、ボルト50がブレース部材24に固定される固定位置62から、車両前後方向におけるブレース部材24の中央側、つまり前方側に向かって連通部64が形成されている。
本実施形態の挿通孔52も、固定位置62から連通部64に向けて停滞区間L1を有し、連通部64において拡幅区間L2を有している。
その他の構成については、基本的に第1実施形態と同一である。
(作用及び効果)
次に、第2実施形態における車両下部構造10の作用及び効果について説明する。
車両10の正突時において、No.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18間の前後方向の距離が縮まろうとした際には、ボルト50が挿通孔52内で連通部64に向けて相対的に移動する。つまり、本実施形態ではNo.3クロスメンバ18に対して、ブレース部材24が後退する。No.3クロスメンバ18の第2接続部としての接続面18Fと、ブレース部材24の第2傾斜壁部60とが当接する事によって、ブレース部材24をNo.3クロスメンバ16に対して下方に移動させる事ができる。これにより、正突時に衝突荷重が一対のサイドレール14に入力された場合に、No.3クロスメンバ18の底面18Aに固定されたボルト50がブレース部材24の挿通孔52内の拡幅区間L2から抜け出る事を促進して、No.3クロスメンバ18とブレース部材24との固定を解除する事ができる。よって、正突時にブレース部材24が一対のサイドレール14の変形を抑制する事を低減し、一対のサイドレール14での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態の車両下部構造12について説明する。
<挿通孔>
図10に示されるように、第3実施形態の挿通孔52は、停滞区間L1において、固定位置62から連通部64に向けて、車幅方向の大きさが減少している。言い換えると、固定位置62から連通部64に向けて、挿通孔52は括れている。その他の構成に関しては、基本的に第1実施形態と同一である。
(作用及び効果)
次に、第3実施形態における車両下部構造12の作用及び効果について説明する。
本実施形態における車両10の非対称系の衝突時においては、停滞区間L1において、固定位置62から連通部64に向けて、車幅方向の大きさが減少しているため、非対称系の衝突時にボルト50が連通部64に向けて相対移動を行う事を一層抑制し、ブレース部材24を荷重伝達部材として有効に活用する事ができる。よって、サイドレール14の変形量が大きくなり過ぎる事を抑制できる。一方で、正突時においては、No.2クロスメンバにおける車幅方向の左右の後退量が略同一かそれほど変わらないために、ボルト50が挿通孔52内で連通部64に向けて相対的に移動可能である。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態の車両下部構造12について説明する。
<挿通孔>
図11に示されるように、第4実施形態の挿通孔52は、固定位置62から連通部64に向けて、車幅方向の大きさが一定の停滞区間L1を有しており、拡幅区間L2を有していない。また、第1実施形態と比較してブレース部材24の前部24Aが長い。その他の構成に関しては、基本的に第1実施形態と同一である。なお、本実施形態では、連通部64の車両前後方向の寸法は、ボルト50の螺子部の外径よりも大きく形成され、挿通孔52の車両前後方向の寸法は、ボルト50の螺子部の外径の2倍以上となっている。
(作用及び効果)
次に、第4実施形態における車両下部構造12の作用及び効果について説明する。
本実施形態における車両10の正突時において、No.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18間の前後方向の距離が縮まろうとした際には、ボルト50が挿通孔52内で連通部64に向けて相対的に移動する。よって、正突時にブレース部材24が一対のサイドレール14の変形を抑制する事を低減し、一対のサイドレール14での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態の車両下部構造12について説明する。
<ブレース部材>
図13および図14に示されるように、第5実施形態では、、上述の実施形態とは異なり、一対のブレース部材24の間に架け渡された板状部材が設けられず、非対称系の衝突時の荷重伝達部材としての機能に着眼して、ブレース部材24を設けている。その他の構成に関しては、基本的に第1実施形態と同一である。
(作用及び効果)
次に、第5実施形態における車両下部構造12の作用及び効果について説明する。
本実施形態における車両10の非対称系の衝突時においては、ブレース部材24をNo.2クロスメンバに固定するためのボルト50の、挿通孔52内における相対移動が停滞区間L1によって規制される。これにより、非対称系の衝突時にはブレース部材24を荷重伝達部材として活用する事ができ、サイドレール14の変形量が大きくなり過ぎる事を抑制できる。一方で、正突時にはボルト50が挿通孔52内で連通部64に向けて相対的に移動可能であり、ブレース部材24が荷重伝達部材として十分に機能しないため、ブレース部材24が一対のサイドレール14の変形を抑制する事を低減し、一対のサイドレール14での衝突エネルギー吸収量が減少してしまう事を抑制できる。
<実施形態の補足>
車両下部構造12において、サイドレール14に第1湾曲部28及び第2湾曲部30が形成されていなくてもよい。例えば、サイドレール14に車両平面視力でクランク状の屈曲部が形成されていてもよい。また、サイドレール14の第1湾曲部28が、車両前後方向の後側が前側よりも車幅方向の外側に位置するように湾曲される代わりに、車両前後方向の後側が前側よりも車両上下方向の下方に位置するように湾曲されてもよい。また、サイドレール14に、サイドレール14の他の部位の耐力よりも低い耐力の脆弱部(ビード等)を形成して、該脆弱部を衝突時の変形起点を設けてもよい。
また、一つのブレース部材24において、第1接続部、第1傾斜壁部56、第2接続部、第2傾斜壁部60が同時に形成されてもよい。また、ブレース部材24は、No.2クロスメンバ16とNo.3クロスメンバ18との間ではなく、他のクロスメンバ間に車両前後方向に架け渡されていてもよい。
ブレース部材24の中央部24Bは、車両前後方向に垂直な断面が中空、中実のいずれであってもよい。また、ブレース部材24の中央部24Bは、車両前後方向に垂直な断面が矩形状であってもよい。
上述の実施形態では、第1接続部はNo.2クロスメンバ16の稜線16Eであったが、第1接続部はNo.2クロスメンバ16の底面16Aと後面16Bの間に形成され、双方を接続するとともに、第1傾斜壁部56に対向する接続面であってもよい。また、上述の実施形態では、第2接続部は、No.3クロスメンバ18の接続面18Fであったが、第2接続部はNo.3クロスメンバ18の底面18Aと後面18Bの間に形成され、第2傾斜壁部60に対向する稜線であってもよい。
以上、本発明の第1実施形態〜第5実施形態について説明したが、これらの実施形態及び変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
12 車両下部構造
14 サイドレール(サイド部材)
16 No.2クロスメンバ(第1クロス部材)
16A No.2クロスメンバの底面
16B No.2クロスメンバの後面
16E 稜線(第1接続部)
18 No.3クロスメンバ(第2クロス部材)
18A No.3クロスメンバの底面
18D No.3クロスメンバの後面
18F 接続面(第2接続部)
20 トランスミッション(車両搭載物)
22 オイルパンガード(ガード部材)
24 ブレース部材
28 第1湾曲部
30 第2湾曲部
48 板状部材
50 ボルト
52 挿通孔
54 第1底部
56 第1傾斜壁部
58 第2底部
60 第2傾斜壁部
62 固定位置
64 連通部
L1 停滞区間
L2 拡幅区間

Claims (8)

  1. 車両の車幅方向の両サイドにおいて車両前後方向に延在し、車体の一部を構成する左右一対のサイド部材と、
    前記一対のサイド部材間に車幅方向に架け渡された第1クロス部材と、
    前記第1クロス部材と車両前後方向に離間して前記第1クロス部材の車両前後方向の後方に配置され、前記一対のサイド部材間に車幅方向に掛け渡された第2クロス部材と、
    車両下部において、車体に搭載される車両搭載物と、
    前記車両搭載物の車両上下方向下方に配置されるガード部材と、を備えた車両下部構造であって、
    前記ガード部材は、前記第1クロス部材と前記第2クロス部材との間に車両前後方向に架け渡され、前記第1クロス部材または前記第2クロス部材の少なくとも一方とボルト締結される事によって固定されて当該ボルトが挿通される挿通孔が設けられるブレース部材を含み、
    前記挿通孔は、当該挿通孔に挿通された状態の前記ボルトが締結状態で前記ブレース部材に固定される固定位置よりも、車両前後方向における前記ブレース部材の中央側に向けて延出した連通部を有する長孔状に形成されている事を特徴とする、車両下部構造。連通部。
  2. 前記挿通孔は、前記固定位置から前記連通部に向けて、車幅方向の大きさが増加しない停滞区間を有する事を特徴とする、請求項1に記載の車両下部構造。
  3. 車両の車幅方向の両サイドにおいて車両前後方向に延在し、車体の一部を構成する左右一対のサイド部材と、
    前記一対のサイド部材間に車幅方向に架け渡された第1クロス部材と、
    前記第1クロス部材と車両前後方向に離間して前記第1クロス部材の車両前後方向の後方に配置され、前記一対のサイド部材間に車幅方向に掛け渡された第2クロス部材と、
    前記第1クロス部材と前記第2クロス部材との間に車両前後方向に架け渡され、前記第1クロス部材または前記第2クロス部材の少なくとも一方とボルト締結される事によって固定されて当該ボルトが挿通される挿通孔が設けられたブレース部材と、を備えた車両下部構造であって、
    前記挿通孔は、当該挿通孔に挿通された状態の前記ボルトが締結状態で前記ブレース部材に固定される固定位置よりも、前記ブレース部材の中央側に向けて延出した連通部を有する長孔状に形成されるとともに、前記固定位置から前記連通部に向けて、車幅方向の大きさが増加しない停滞区間を有する事を特徴とする、車両下部構造。連通部向けて。
  4. 前記挿通孔は、前記連通部において前記ボルトの上下方向の相対的な移動を規制しないように、前記挿通孔の車幅方向の大きさが、前記固定位置よりも大きく形成された拡幅区間を有する事を特徴とする、請求項1〜請求項3に記載の車両下部構造。
  5. 前記第1クロス部材は、車両上下方向下方を向く底面と、
    当該底面と第1接続部を介して接続されるとともに前記第1クロス部材の後部に形成されて車両前後方向後方を向く後面と、を有し、
    前記ブレース部材は、前記第1クロス部材の底面と略平行に構成されて当該底面と対向し、前記挿通孔が形成される第1底部と、
    当該第1底部の後方において、後方に向かうにつれて上方に位置するように形成され、前記第1クロス部材の前記第1接続部の車両前後方向後方に位置する第1傾斜壁部と、を有する事を特徴とする、請求項4に記載の車両下部構造。
  6. 前記第2クロス部材は、車両上下方向下方を向く底面と、
    当該底面に第2接続部を介して接続されるとともに前記第2クロス部材の前部に形成されて車両前後方向前方を向く前面と、を有し、
    前記ブレース部材は、前記第2クロス部材の底面と略平行に構成されて当該底面と対向し、前記挿通孔が形成される第2底部と、
    当該第2底部の前方において、前方に向かうにつれて上方に位置するように形成され、前記第2クロス部材の前記第2接続部の車両前後方向前方に位置する第2傾斜壁部と、を有する事を特徴とする、請求項4または請求項5に記載の車両下部構造。
  7. 前記一対のサイド部材には、車両前後方向の後側が前側よりも車幅方向の外側に位置するように湾曲された第1湾曲部と、
    当該該第1湾曲部よりも後側に配置されて車両前後方向に沿うように湾曲された第2湾曲部と、がそれぞれ形成され、
    前記第1湾曲部および前記第2湾曲部は、前記一対のサイド部材における第1クロス部材が架け渡されている位置および前記第2クロス部材が架け渡されている位置の車両前後方向の間の位置に形成されている事を特徴とする、請求項1〜請求項6に記載の車両下部構造。
  8. 前記ブレース部材は、車両前後方向に垂直な断面が閉断面状である区間を有するとともに、車幅方向に離間して一対設けられ、前記ガード部材は、前記一対のブレース部材間に架け渡された板状部材をさらに含む事を特徴とする、請求項1または請求項2および請求項4〜請求項7に記載の車両下部構造。
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