JP2008207676A

JP2008207676A - 自動車の車体構造

Info

Publication number: JP2008207676A
Application number: JP2007046356A
Authority: JP
Inventors: Masaru Shiyui; 大主井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】燃料タンク保護性能や車体強度の向上等を実現した自動車の車体構造を提供する。
【解決手段】リヤサイドメンバ３，４と両クロスメンバ５，６とによって画成される空間１０には、樹脂製の燃料タンク１１が設置されている。燃料タンク１１は、その上面が発泡樹脂等を素材とする緩衝材を介してリヤフロアパネル２に当接するとともに、その下面がタンクフレーム２１に支承されている。タンクフレーム２１は、角形鋼管を素材とする左右一対のメインビーム２２，２３と、これらメインビーム２２，２３の後端が接合される略コ字断面形状のブラケット２４と、両メインビーム２２，２３の中間部を連結する連結ビーム２５とからなる略Ｖ字形状を呈している。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車の車体構造に係り、燃料タンク保護性能や車体強度の向上等を実現する技術に関する。

一般に、エンジンが車体前部に搭載された乗用車においては、キャビンレイアウトや重量配分等を考慮し、リアフロアパンの下方に燃料タンクが設置される。燃料タンクの取り付けにあたっては、左右のサイドメンバ（サイドフレーム）と前後一対のクロスメンバとによって画成された空間に収容した状態で、タンクバンドによってリアフロアパンの下面に押圧する方法を採ることが多い。タンクバンドとしては、両クロスメンバにそれぞれの端部が締結される左右一対の縦形のもの（特許文献１参照）や、左右のサイドメンバに端部が締結される横形のもの（特許文献２参照）等が公知となっている。また、特許文献２には、横形のタンクバンドの中間部とクロスメンバの端部とを左右一対の連結部材によって連結し、トラス構造を構成したもの（変形例）が記載されている。
特開２００６−９６１８５号公報特開２００３−２８５６５６号公報

上述した特許文献１，２のタンクバンドは、いずれも比較的薄肉の帯鋼板等を素材としているため、後方から他車に衝突された際等には容易に変形してしまい、燃料タンクの保護や車体強度の向上には殆ど寄与していなかった。車体後部の強度向上を図るにあたっては、サイドメンバの断面積や肉厚を大きくする方法が一般的であり、その場合には車体重量の大幅な増加が避けられなかった。また、特許文献２の変形例におけるトラス構造も、タンクバンド自体の強度が小さいことや横剛性の向上を目的としたものであるため、後方からの衝突荷重に対しては燃料タンクを効果的に保護することができなかった。一方、近年では、軽量化や生産性向上等を図るべく、樹脂製の燃料タンクを搭載した自動車が増加しているが、樹脂製の燃料タンクは、高温時（夏期等に炎天下で放置された場合等）にその内圧が上昇して大きく変形する（膨らむ）ことがある。しかしながら、上述した従来のタンクバンドでは、周長の変化を伴わない変形に対してはその拘束力が殆ど無いため、自動車の設計時においては、燃料タンクの変形分を見込んだ上で最低地上高の設定や周辺部品のレイアウトを行う必要があった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、燃料タンク保護性能や車体強度の向上等を実現した自動車の車体構造を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、前後方向に延在する左右一対のサイドメンバと、それぞれの左右端が前記サイドメンバにそれぞれ結合された前後一対のクロスメンバとを有し、前記両サイドメンバと前記両クロスメンバとによって画成される空間に燃料タンクが設置された自動車の車体構造であって、左右一対の閉断面材の一端部を集合部で略Ｖ字に集合させてなり、前記燃料タンクの下面の支承に供されるタンクフレームを備え、前記左側の閉断面材の自由端が前記左サイドメンバと前記前クロスメンバとの結合部に締結され、前記右側の閉断面材の自由端が前記右サイドメンバと前記前クロスメンバとの結合部に締結され、前記集合部が前記後クロスメンバの略中央に締結されたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載された自動車の車体構造であって、前記燃料タンクの下面には、前記タンクフレームが緩衝材を介して嵌り込む凹部が形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、自動車が後方から他車に衝突されたような場合、後クロスメンバから入力した衝突荷重が閉断面部材を介して左右サイドメンバと前クロスメンバとの結合部に伝達／吸収されることになり、車体重量の大幅な増加を伴うサイドメンバの強化を行うことなく車体の変形が効果的に抑制される。また、タンクフレームは、閉断面部材から構成された強固かつ高剛性なものであるため、樹脂製の燃料タンクの内圧が上昇してもその変形を効果的に抑えられ、自動車設計時における最低地上高の設定や周辺部品のレイアウトが容易となる。また、請求項２の発明によれば、リアフロアパンの下面と燃料タンクの上面との間に緩衝材を介装すること等により、燃料タンクの確実な固定と位置決めとが実現される。

以下、図面を参照して、本発明を適用した自動車の車体構造の一実施形態を詳細に説明する。図１は実施形態に係る自動車の後部を示す側面図であり、図２は実施形態に係る自動車の後部を示す下面図であり、図３は実施形態に係るタンクフレームの斜視図であり、図４は図３中のＩＶ部拡大断面図であり、図５は図３中のＶ部拡大断面図であり、図６は図３中のＶＩ部拡大断面図である。また、図７は図２中のＶII−ＶII拡大断面図であり、図８は図２中のＶIII−ＶIII拡大断面図であり、図９は図２中のＩＸ−ＩＸ拡大断面図であり、図１０は図２中のＸ−Ｘ拡大断面図である。

≪実施形態の構成≫
図１，図２に示すように、本実施形態の自動車１は、セダン型４ドア乗用車であり、その後部床面を構成するリヤフロアパネル２の下部には、左右一対のリヤサイドメンバ３，４と、ミドルクロスメンバ５と、リヤクロスメンバ６とがスポット溶接によってそれぞれ接合されている。ミドルクロスメンバ５およびリヤクロスメンバ６は、それぞれの左右端が左右のリヤサイドメンバ３，４にそれぞれ結合されている。また、リヤクロスメンバ６の中間部には、車体後部から延設された左右一対の縦フレーム７，８が接合されている。

両リヤサイドメンバ３，４と両クロスメンバ５，６とによって画成される空間１０には、樹脂製の燃料タンク１１が設置されている。燃料タンク１１は、その上面が発泡樹脂等を素材とする緩衝材１２を介してリヤフロアパネル２に当接するとともに、その下面がタンクフレーム２１に支承されている。

図３に示すように、タンクフレーム２１は、角形鋼管を素材とする左右一対のメインビーム（閉断面材）２２，２３と、これらメインビーム２２，２３の後端が接合される略コ字断面形状のブラケット２４と、両メインビーム２２，２３の中間部を連結する連結ビーム２５とからなる略Ｖ字形状を呈している。図４に示すように、両メインビーム２２，２３の前端（自由端）には、円筒状のカラー２６が上下壁を貫通した状態で隅肉溶接されている。また、両メインビーム２２，２３の後端（集合端）には、円筒状のカラー２６が上下壁面を貫通した状態でブラケット２４の上下面に隅肉溶接されている。カラー２６は、メインビーム２２，２３やブラケット２４の上面に係止されるフランジ部２６ａと、軸心に穿設されたボルト孔２６ｂとを有している。また、連結ビーム２５は、図６に示すように、下方に向かうフランジを両端に有しており、両メインビーム２２，２３に隅肉溶接されている。

図７に示すように、右側のリヤサイドメンバ３には、ミドルクロスメンバ５の接合部近傍に、比較的長い円筒状のカラー２７が隔壁材３ａを貫通した状態で上下２箇所で隅肉溶接されている。カラー２７は、リヤサイドメンバ３の内壁面に当接するフランジ部２７ａと、軸心に形成されたねじ孔２７ｂとを有している。なお、左側のリヤサイドメンバ４も、右側のリヤサイドメンバ３と同様の構成となっている。タンクフレーム２１のメインビーム２２，２３は、両カラー２６，２７に嵌挿されるボルト３１によって、その前端がリヤサイドメンバ３，４の下面に締結されている。

図８に示すように、リヤクロスメンバ６には、その左右方向中央部に、比較的短い円筒状のカラー２８が隔壁材６ａを貫通した状態で上下２箇所で隅肉溶接されている。カラー２７は、リヤクロスメンバ６の内壁面に当接するフランジ部２８ａと、軸心に形成されたねじ孔２８ｂとを有している。タンクフレーム２１のメインビーム２２，２３は、両カラー２６，２８に嵌挿されるボルト３１によって、その後端（ブラケット２４）がリヤクロスメンバ６の下面に締結されている。

図９，図１０に示すように、燃料タンク１１の下面には凹部１１ａ，１１ｂが形成されている。そして、タンクフレーム２１のメインビーム２２，２３や連結ビーム２５は、発泡樹脂等を素材とする緩衝材３２〜３４を介してこれら凹部１１ａ，１１ｂに嵌り込んでいおり、これにより、燃料タンク１１がリヤフロアパネル２とタンクフレーム２１との間に位置決めされた状態で支持される。

≪実施形態の作用≫
本実施形態では、上述したように、ミドルクロスメンバ５の両端（リヤサイドメンバ３，４との接合部）とリヤクロスメンバ６の中央部とは、タンクフレーム２１のメインビーム２２，２３によって連結されている。そのため、自動車１に後方から衝突荷重が作用しても、図１１中に矢印で示すように、その荷重はタンクフレーム２１の左右のメインビーム２２，２３を介してミドルクロスメンバ５とリヤサイドメンバ３との接合部に伝達される。その結果、燃料タンク１１が収納された空間１０は殆ど変形せず、燃料タンク１１が強固に保護される。

一方、本実施形態の自動車１では、その下部後方に強固なタンクフレーム２１が存在することにより、車体重量の大幅な増加を伴うリヤサイドメンバ３，４の強化を行うことなく車体の強度や剛性を高くすることができ、走行時における車体の変形が起こり難くなって乗り心地や操縦安定性が向上する。また、燃料タンク１１は、その下面が強固なタンクフレーム２１によって拘束されるため、その内圧が上昇した場合にも下方に大きく変形しなくなる。その結果、自動車の設計時においては、燃料タンクの変形分を見込んだ上で最低地上高の設定や周辺部品のレイアウトを行う必要が無くなり、設計自由度の大幅な向上を実現できる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は本発明をセダン型４ドア乗用車に適用したものであるが、２ドア自動車等、他の自動車に本発明を適用してもよい。また、タンクフレームを始めサイドメンバやクロスメンバ等の具体的構造や形状等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係る自動車の後部を示す側面図である。実施形態に係る自動車の後部を示す下面図である。実施形態に係るタンクフレームの斜視図である。図３中のＩＶ部拡大断面図である。図３中のＶ部拡大断面図である。図３中のＶＩ部拡大断面図である。図２中のＶII−ＶII拡大断面図である。図２中のＶIII−ＶIII拡大断面図である。図２中のＩＸ−ＩＸ拡大断面図である。図２中のＸ−Ｘ拡大断面図である。実施形態の作用説明図である。

符号の説明

１自動車
２リヤフロアパネル
３リヤサイドメンバ（左サイドメンバ）
４リヤサイドメンバ（右サイドメンバ）
５ミドルクロスメンバ（前クロスメンバ）
６リヤクロスメンバ（後クロスメンバ）
１０空間
１１燃料タンク
１１ａ凹部
１１ｂ凹部
１２緩衝材
２１タンクフレーム
２２メインビーム（閉断面材）
２３メインビーム（閉断面材）
２４ブラケット
２５連結ビーム
３１ボルト
３２緩衝材
３３緩衝材
３４緩衝材

Claims

前後方向に延在する左右一対のサイドメンバと、それぞれの左右端が前記サイドメンバにそれぞれ結合された前後一対のクロスメンバとを有し、前記両サイドメンバと前記両クロスメンバとによって画成される空間に燃料タンクが設置された自動車の車体構造であって、
左右一対の閉断面材の一端部を集合部で略Ｖ字に集合させてなり、前記燃料タンクの下面の支承に供されるタンクフレームを備え、
前記左側の閉断面材の自由端が前記左サイドメンバと前記前クロスメンバとの結合部に締結され、前記右側の閉断面材の自由端が前記右サイドメンバと前記前クロスメンバとの結合部に締結され、前記集合部が前記後クロスメンバの略中央に締結されたことを特徴とする自動車の車体構造。
前記燃料タンクの下面には、前記タンクフレームが緩衝材を介して嵌り込む凹部が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載された自動車の車体構造。