車体骨格構造
【課題】マウント取付部を有するクロスメンバの剛性を向上することができる車体骨格構造を得る。
【解決手段】車体骨格構造１０は、車幅方向に長手とされ該長手方向の中央部にマウント取付部２４Ａが設けられたクロスメンバ２４と、クロスメンバ２４におけるマウント取付部２４Ａに対する車幅方向外側部分が結合された一対の第１高剛性部３０と、クロスメンバ２４における各第１高剛性部３０との結合部に対する車幅方向外側部分が結合された一対の第２高剛性部３２とを備える。
【解決手段】車体骨格構造１０は、車幅方向に長手とされ該長手方向の中央部にマウント取付部２４Ａが設けられたクロスメンバ２４と、クロスメンバ２４におけるマウント取付部２４Ａに対する車幅方向外側部分が結合された一対の第１高剛性部３０と、クロスメンバ２４における各第１高剛性部３０との結合部に対する車幅方向外側部分が結合された一対の第２高剛性部３２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジンマウント等のマウント取付部を有するクロスメンバが含まれた車体骨格構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーユニットを搭載するサブフレームを平面視枠状（井桁状）に形成し、該サブフレームにおける車幅方向に沿って延在する後側骨格であるリヤフレームを、ダッシュクロスメンバにボルトにて締結した構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１６１０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の技術では、サブフレームの後部はダッシュクロスへの締結部位だけが車体に対する固定部位であるため、換言すれば、サブフレームを構成するサイドフレームの後端が自由端（低剛性）であるため、リヤフレームにエンジンマウント等を設けた場合に該リヤフレームの剛性が不足することが懸念される。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、マウント取付部を有するクロスメンバの剛性を向上することができる車体骨格構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車体骨格構造は、車幅方向に長手とされ、該長手方向の中央部にマウント取付部が設けられたクロスメンバと、前記クロスメンバにおける前記マウント取付部に対する車幅方向外側部分が結合された第１の高剛性部と、前記クロスメンバにおける前記第１の高剛性部との結合部に対する車幅方向外側部分が結合された第２の高剛性部と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載の車体骨格構造では、車幅方向に長手とされると共に第１の高剛性部及び第２の高剛性部に結合されて車幅方向の異なる位置が支持されたクロスメンバは、車幅方向の支持スパンが短いため、車体前後方向及び上下方向の剛性が向上する。また、車幅方向の複数箇所が高剛性部に結合（支持）されたクロスメンバは、マウントからの入力に対する捩り剛性が向上する。
【０００７】
このように、請求項１記載の車体骨格構造では、マウント取付部を有するクロスメンバの剛性を向上することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１記載の車体骨格構造において、前記第１の高剛性部は、車体ダッシュ部又はフロア部の車幅方向中央部に形成されたトンネル部における車体上下方向に沿う縦壁を含んで構成されている。
【０００９】
請求項２記載の車体骨格構造では、第１の高剛性部がトンネル部の縦壁を含むため、クロスメンバにおけるマウント取付部から近接した位置を第１の高剛性部にて支持することができる。すなわち、支持スパンを短くして車体上下方向、前後方向の剛性向上に寄与する。
【００１０】
請求項３記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１記載の車体骨格構造において、前記第１の高剛性部は、車幅方向に沿って配設された他のクロスメンバを含んで構成されている。
【００１１】
請求項３記載の車体骨格構造では、第１の高剛性部が他のクロスメンバを含むため、車幅方向における結合位置の自由度が高い。
【００１２】
請求項４記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記第２の高剛性部は、車体前後方向に沿って配設されると共に前端側及び後端側がそれぞれ他の骨格部材に結合された縦骨格部材を含んで構成されている。
【００１３】
請求項４記載の車体骨格構造では、前端側及び後端側が共に他の骨格部材に結合された縦骨格部材が第２の高剛性部であるため、クロスメンバは、主に第２の高剛性部との結合によって所要の捩り剛性を確保することができる。このため、第１の高剛性部は主に支持スパンの短縮による車体前後方向及び上下方向の剛性向上に寄与すれば足り、設計の自由度が向上する。なお、縦骨格部材の前端側が結合された他の骨格部材と、縦骨格部材の前端側が結合された他の骨格部材とは、同じ部材であっても異なる部材であっても良い。
【００１４】
請求項５記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項４記載の車体骨格構造において、前記縦骨格部材は、一対設けられて車幅方向に並列すると共に前端側が横骨格部材にて架け渡され、かつそれぞれサスペンションアームが取り付けられており、前記クロスメンバは、前記一対の縦骨格部材の後端側を架け渡している。
【００１５】
請求項５記載の車体骨格構造では、サスペンションを支持するための一対の縦骨格部材と、横骨格部材と、クロスメンバとが平面視で略矩形枠（を含む部分）を形成している。このため、縦骨格部材の剛性が高く、マウントからの入力に対するクロスメンバの捩り剛性が一層向上する。また、サスペンションアームの取り付け部に対してはクロスメンバが補強として機能するため、サスペンション（車輪）からの入力に対する車体剛性の向上も図られる。
【００１６】
請求項６記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記第２の高剛性部は、車体前後方向に沿って配設され車幅方向に並列して配置された一対のフロントサイドメンバを含んで構成されている。
【００１７】
請求項６記載の車体骨格構造では、第２の高剛性部が車体の主骨格を構成するフロントサイドメンバを含むため、クロスメンバは、主に第２の高剛性部との結合によって所要の捩り剛性を確保することができる。このため、第１の高剛性部は主に支持スパンの短縮による車体前後方向及び上下方向の剛性向上に寄与すれば足り、設計の自由度が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明に係る車体骨格構造は、マウント取付部を有するクロスメンバの剛性を向上することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造としての車体骨格構造１０について、図１乃至図６に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＯＵＴは、それぞれ車体骨格構造１０が適用された車体としての自動車の前方向（進行方向）、上方向、及び車幅方向外側を示している。
【００２０】
図１には、車体骨格構造１０の概略全体構成が模式図にて示されている。この図に示される如く、車体骨格構造１０は、それぞれ車体前後方向に長手とされ車幅方向中央に対し対称に配設された左右一対のフロントサイドメンバ１２を備えている。左右一対のフロントサイドメンバ１２は、それぞれの前部１２Ａにおける前端が図示しないバンパ骨格部材としてのバンパリインフォースメントにて架け渡されている。
【００２１】
また、各フロントサイドメンバ１２は、それぞれの長手方向中間部がダッシュパネル１４（図３参照）に沿って後方に向けて下側に傾斜したキック部１２Ｂとされており、それぞれのキック部１２Ｂよりも後方に位置する後部１２Ｃがフロアパネル１６（図３参照）の下面に接合されている。
【００２２】
また、図１に示される如く、車体骨格構造１０では、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ａ、キック部１２Ｂの下方に配設されたサブフレーム（サスペンションメンバ）１８を備えている。サブフレーム１８は、それぞれ車体前後方向に長手とされ車幅方向中央に対し対称に配設された左右一対のサイドレール２０と、車幅方向に長手とされサイドレール２０の前部間を架け渡したフロントクロスメンバ２２と、車幅方向に長手とされサイドレール２０の後部間を架け渡したリヤクロスメンバ２４とを主要構成要素として構成されている。
【００２３】
すなわち、サブフレーム１８は、平面視で矩形枠状に形成された部分を含む所謂井型形状とされている。このサブフレーム１８は、各サイドレール２０の後端側に位置する後側結合部２０Ａにおいて車幅方向の同じ側に位置するフロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｂに結合されると共に、各サイドレール２０の前端側に位置する前側結合部２０Ｂにおいて車幅方向の同じ側に位置するフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａに結合されている。
【００２４】
リヤクロスメンバ２４は、本発明におけるクロスメンバに相当し、その車幅方向中央部に設けられたマウント取付部２４Ａには、エンジン又は変速機を弾性的に支持するためのエンジンマウント２６が取り付けられている。また、左右のサイドレール２０には、それぞれフロントサスペンションを構成するロアアーム２８が取り付けられている。
【００２５】
この実施形態では、左右のサイドレール２０が本発明における縦骨格部材に相当し、フロントクロスメンバ２２が横骨格部材に相当する。
【００２６】
したがって、サブフレーム１８は、左右のサイドレール２０とフロントクロスメンバ２２とで後向きに開口すると共に開口端（後側結合部２０Ａ）がフロントサイドメンバ１２に結合される略「コ」字状に形成されたサスペンションメンバにおいて、左右のサイドレール２０の後端部間が駆動系（エンジン又は変速機）支持用のリヤクロスメンバ２４にて架け渡された構造として把握することも可能である。
【００２７】
そして、図１に示される如く車体骨格構造１０では、リヤクロスメンバ２４におけるマウント取付部２４Ａに対し車幅方向の両外側に位置する第１固定部２４Ｂが、それぞれ第１高剛性部３０に結合されると共に、各第１固定部２４Ｂのさらに車幅方向外側に離間して位置する第２固定部２４Ｃが、それぞれ第２高剛性部３２に結合されている。
【００２８】
後に詳述するが、この実施形態では、第１高剛性部３０は、フロアトンネル３４の縦壁部３４Ａの根元部分を含んで構成されており、第２高剛性部３２は、サイドレール２０におけるフロントサイドメンバ１２に結合された後側結合部２０Ａを含んで構成されている。以下、具体的に説明する。
【００２９】
図２には、サブフレーム１８が斜視図にて示されている。この図に示される如く、サブフレーム１８を構成する各サイドレール２０は、長手方向中間部がキック部２０Ｃとされており、キック部２０Ｃよりも前側部分が後側部分よりも高位とされている。各前側結合部２０Ｂは、対応するサイドレール２０におけるキック部２０Ｃの前端部分に設けられている。
【００３０】
また、フロントクロスメンバ２２は、左右のサイドレール２０における各キック部２０Ｃ（前側結合部２０Ｂ）よりも前側部分を架け渡して（連結して）いる。ロアアーム２８の前側の取付部２８Ａは、フロントクロスメンバ２２における各サイドレール２０との結合部分に形成されており、後側の取付部２８Ｂは、サイドレール２０におけるキック部２０Ｃの後方に形成されている。したがって、この実施形態では、後側の取付部２８Ｂに対して、フロントサイドメンバ１２に結合される前側結合部２０Ｂが車体上下方向にオフセットしている構成になっている。
【００３１】
リヤクロスメンバ２４は、車体上下方向において左右のサイドレール２０の後側結合部２０Ａ間に入り込んだ状態で、車幅方向端部である第２固定部２４Ｃが対応するサイドレール２０の後側結合部２０Ａ（第２高剛性部３２）に溶接にて接合されている。すなわち、リヤクロスメンバ２４は、サイドレール２０の後側結合部２０Ａと車体上下方向の同じ高さに位置して（上下方向にオーバラップして）いる。
【００３２】
各サイドレール２０の後側結合部２０Ａには、それぞれ締結部であるボルト貫通孔３６が形成されている。また、各前側結合部２０Ｂは、それぞれブラケット状に形成されており、下面側からアクセス可能な上壁部分にボルト貫通孔３８が形成されている。図示は省略するが、各前側結合部２０Ｂは、下側から３８を貫通したボルトによってフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａに締結にて結合（固定）されている。
【００３３】
さらに、リヤクロスメンバ２４のマウント取付部２４Ａは、複数（この実施形態では４つ）のボルト貫通孔３９が形成されて構成されている。図示は省略するがマウント取付部２４Ａには、４本のボルトによってエンジンマウント２６が締結固定されるようになっている。また、リヤクロスメンバ２４の各第１固定部２４Ｂは、締結部であるボルト貫通孔４０が形成されて構成されている。
【００３４】
図３には、車体骨格構造１０の後部を構成するフロア下部が底面側から見た斜視図にて示されている。この図に示される如く、ダッシュパネル１４の後端部とフロアパネル１６の前端部とは、それぞれの車幅方向中央部に形成されたトンネル部１４Ａ、１６Ａを含んで車幅方向略全長に亘り（部分的に）接合されている。主にトンネル部１４Ａとトンネル部１６Ａとでフロアトンネル３４が構成されている。
【００３５】
ダッシュパネル１４とフロアパネル１６との接合部の下面側には、フロントサイドメンバ１２におけるキック部１２Ｂと後部１２Ｃとの間を横切るようにダッシュクロスメンバ４２が設けられている。ダッシュクロスメンバ４２は、フロアトンネル３４を挟んで車幅方向に分離している。換言すれば、フロアトンネル３４の下方にはダッシュクロスメンバ４２が存在しない。
【００３６】
第１高剛性部３０は、フロアトンネル３４の縦壁部３４Ａに沿った縦壁３０Ａを有する一対のブラケットとして構成されており、それぞれの下壁３０Ｂがダッシュクロスメンバ４２の下壁４２Ａと略面一とされている。各第１高剛性部３０は、それぞれの下壁３０Ｂにボルト貫通孔４４が形成されている。
【００３７】
リヤクロスメンバ２４の第１固定部２４Ｂは、対応する第１高剛性部３０の下壁３０Ｂの下面側に重ね合わされた状態で、ボルト貫通孔４０、４４を貫通したボルトが下壁３０Ｂの上面側に固着された図示しないウェルドナットに螺合することで、該第１高剛性部３０に締結により結合（固定）されている。
【００３８】
また、図３に示される如く、フロントサイドメンバ１２（におけるフロア骨格を構成する部分）とダッシュクロスメンバ４２との交差部分には、ブラケット４６が固定的に取り付けられている。ブラケット４６は、フロントサイドメンバ１２の車幅方向内側でダッシュクロスメンバ４２の前側に固着され、後部１２Ｃの後端と略同じ高さの水平面とされた下壁４６Ａを有する。下壁４６Ａには、ボルト貫通孔４８が形成されている。
【００３９】
サブフレーム１８の各サイドレール２０は、対応するブラケット４６の下壁４６Ａの下面側に重ね合わされた状態で、ボルト貫通孔３６、４８を貫通したボルトが下壁４６Ａの上面側に固着された図示しないウェルドナットに螺合することで、該ブラケット４６すなわちフロントサイドメンバ１２に締結により結合（固定）されている。
【００４０】
したがって、この実施形態において、リヤクロスメンバ２４の第２固定部２４Ｃが結合される第２高剛性部３２は、ブラケット４６すなわちフロントサイドメンバ１２を含んで構成されていると把握することも可能である。
【００４１】
以上説明したリヤクロスメンバ２４のマウント取付部２４Ａに取り付けられたエンジンマウント２６は、車体上下方向において一対の第１高剛性部３０間、左右のフロントサイドメンバ１２（ブラケット４６）間に位置するようになっている。
【００４２】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００４３】
上記構成の車体骨格構造１０では、エンジン又は変速機を弾性的に支持するためのエンジンマウント２６が取り付けられたリヤクロスメンバ２４は、それぞれマウント取付部２４Ａに対し車幅方向の両側に設けられた第１高剛性部３０、第２高剛性部３２にて車体骨格に結合されているため、剛性が高い。
【００４４】
具体的には、車体骨格構造１０では、リヤクロスメンバ２４の第１固定部２４Ｂが、エンジン等の駆動系からの荷重入力部であるマウント取付部２４Ａに近接する位置で第１高剛性部３０に結合されており、荷重入力部に対しリヤクロスメンバ２４の支持スパンが短い。そして、第１高剛性部３０を構成するフロアトンネル３４の縦壁部３４Ａ（縦壁３０Ａ）は、主に車体上下方向及び前後方向に延在するため、リヤクロスメンバ２４の車体上下方向及び前後方向の剛性が向上し、所要の剛性を確保することができる。
【００４５】
また、長手方向の異なる位置である後側結合部２０Ａ及び前側結合部２０Ｂにおいて、車体の主骨格部材であるフロントサイドメンバ１２に結合されたサイドレール２０における上記後側結合部２０Ａが、リヤクロスメンバ２４の第２固定部２４Ｃが結合された第２高剛性部３２であるため、リヤクロスメンバ２４の車幅（長手）方向に沿った軸廻りの捩り剛性が向上する。これにより、車体骨格構造１０では、駆動系からの荷重入力部位であるエンジンマウント２６の設置位置が、第１固定部２４Ｂと第１高剛性部３０との結合位置及び第２固定部２４Ｃと第２高剛性部３２との結合位置に対し上方にオフセットしている構成において、所要の捩り剛性を確保することができた。
【００４６】
以下、上記した車体骨格構造１０の作用効果を、図９に示す比較例に係る車体骨格構造１００との数値解析結果の比較を参照しつつさらに説明する。ここで、車体骨格構造１００は、リヤクロスメンバ２４を備えず、エンジンマウント２６が取り付けられたマウント支持部材１０２が第１高剛性部３０においてのみ車体に結合されている。マウント支持部材１０２は、中央が凹んだ板状に形成されており、車幅方向両端が前後２点ずつボルトにて第１高剛性部３０に締結されている。また、車体骨格構造１００では、上記前後２点の締結部位の中央部に対し、エンジンマウント２６の前後位置がオフセットしている点で、前後方向にオフセットのない車体骨格構造１０とは異なる。なお、車体骨格構造１００における第１高剛性部３０へのマウント支持部材１０２の締結部位に対するエンジンマウント２６の上下方向のオフセット量は、車体骨格構造１０と同じである。
【００４７】
図４（Ａ）は、第１の実施形態におけるサイドレール２０を数値解析用にモデル化した解析（ＦＥＭ）モデルであり、図４（Ｂ）は、比較例におけるトンネル部（前後２点締結用）を数値解析用にモデル化した解析（ＦＥＭ）モデルである。このモデルを用いた解析結果では、サイドレール２０における第２高剛性部３２（後側結合部２０Ａ）の車幅方向に沿う軸廻りの捩り剛性Ｋ２（＝１．１８×１０５Ｎ・ｍ／ｒａｄ）は、第１高剛性部３０における車幅方向に沿う軸廻りの捩り剛性Ｋ１（＝１．５７×１０４Ｎ・ｍ／ｒａｄ）の略７．５倍であることがわかった。
【００４８】
これにより、リヤクロスメンバ２４の両端を第２高剛性部３２に結合することで、マウント支持部材１０２を第２高剛性部３２に結合しない比較例と比較して、該リヤクロスメンバ２４の車幅方向に沿った軸廻りの捩り剛性を大幅に向上させることができることが確かめられた。すなわち、比較例に係る車体骨格構造１００では、マウント支持部材１０２を第１高剛性部３０に結合することで、上下方向及び前後方向の剛性を確保し得るが、車体前方側に開口したフロアトンネル３４に設けた第１高剛性部３０では、捩り剛性が不足する。したがって、本実施形態に係る車体骨格構造１０の如く、第１固定部２４Ｂを第１高剛性部３０に結合したリヤクロスメンバ２４の第２固定部２４Ｃを、さらに第２高剛性部３２に結合することは有効である。しかも、車体骨格構造１０では、別部材としての補強を設けることなく、捩り剛性を確保することができる。
【００４９】
また、車体骨格構造１０では、第１高剛性部３０は、主にリヤクロスメンバ２４の上下方向及び前後方向の剛性向上に寄与すれば良いため、設置自由度が高い。このため、本実施形態では、第１高剛性部３０をブラケット状に構成して、車幅方向に沿って直線状に形成されたリヤクロスメンバ２４の第１固定部２４Ｂに結合されるように構成することで、第２高剛性部３２に対するエンジンマウント２６（マウント取付部２４Ａ）の前後方向のオフセットが生じない構成が実現されている。これにより、上記の通り前後方向にオフセットした車体骨格構造１００と比較して、駆動系からの入力に対するモーメントアームが短くなり、リヤクロスメンバ２４の捩れ（角変位）が一層生じ難い構成が実現されている。
【００５０】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、車体骨格構造１０において車体骨格構造１００との比較で駆動からの入力に起因する低周波騒音が低減されることを示す線図であり、それぞれ横軸に周波数をとり、縦軸には図５（Ａ）で車体上下方向の加振点イナータンス、図５（Ｂ）で車体前後方向の加振点イナータンスをとっている。これらの図から、車体骨格構造１０では、騒音が問題となる（車室内に伝達されて音となりやすい）２５０Ｈｚ以下の領域で著しくイナータンスが抑えられることがわかる。また、低周波側でイナータンスが低減され、強度上も信頼性が向上することがわかる。
【００５１】
このように、第１の実施形態に係る車体骨格構造１０では、マウント取付部２４Ａを有するリヤクロスメンバ２４の上下、前後、及び車幅方向に沿う軸周りの各方向における剛性を向上することができる。これにより、エンジン等の駆動系からの入力に対し十分な剛性が確保され、強度・静粛性が向上する。特に、２５０Ｈｚ以下の低周波帯域での改善効果が著しい。
【００５２】
またここで、車体骨格構造１０では、それぞれロアアーム２８が取り付けられたサイドレール２０の後端である後側結合部２０Ａがリヤクロスメンバ２４にて架け渡されているため、換言すれば、サスペンション側からの観点では、サスペンションメンバ（サブフレーム１８）がリヤクロスメンバ２４及び第１高剛性部３０にて補強されているため、ロアアーム２８における車幅方向の剛性が向上する。これにより、車体骨格構造１０が適用された自動車では、操縦安定性（運動性能）が向上する。
【００５３】
図６（Ａ）は、ロアアーム２８を車幅（左右）方向に加振した場合の加振点での周波数応答を示す線図であって、横軸に周波数、縦軸にイナータンスをとってある。実線が本実施形態に係る車体骨格構造１０の解析結果、一点鎖線がリヤクロスメンバ２４を備えない第２比較例に係る構成の解析結果、破線が第１固定部２４Ｂと第１高剛性部３０との結合がない第３比較例に係る構成の解析結果を示している。第３比較例を基準（５０Ｈｚから２５０Ｈｚにおけるカーブフィット剛性値で８３５０Ｎ／ｍｍ）にすると、第２比較例ではロアアーム２８の車幅方向の剛性（同９７６０Ｎ／ｍｍ）が１７％向上し、本実施形態ではロアアーム２８の車幅方向の剛性（同１０２９０Ｎ／ｍｍ）が２３％向上することが確認された。
【００５４】
図６（Ｂ）は、ロアアーム２８を車幅（左右）方向に加振した場合のボディの周波数応答を示す線図であって、横軸に周波数、縦軸にイナータンス（ボディへの振動伝達）をとってある。一点鎖線がリヤクロスメンバ２４を備えない第２比較例に係る構成の解析結果、破線が第１固定部２４Ｂと第１高剛性部３０との結合がない第３比較例に係る構成の解析結果を示している。この図から、騒音源として問題となる２５０Ｈｚ前後の周波数帯域でボディ感度が低減（改善）されていることがわかる。
【００５５】
このように、車体骨格構造１００のようにエンジンマウント２６取付用のマウント支持部材１０２を有する構成と比較して、左右のサイドレール２０を架け渡すリヤクロスメンバ２４を備えた車体骨格構造１０は、サスペンションすなわち車輪からの入力に対しても十分な剛性が確保され、操縦安定性・静粛性が向上する。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態と基本的に同一の部品・部分については上記第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図７には、本発明に第２の実施形態に係る車体骨格構造６０の概略全体構成が模式図にて示されている。この図に示される如く、車体骨格構造６０は、フロアトンネル３４の縦壁部３４Ａを含んで構成された第１高剛性部３０に代えて、ダッシュクロスメンバ６２のを含んで構成された第１高剛性部６４を備える点で、第１の実施形態とは異なる。
【００５８】
図８にも示される如く、車体骨格構造６０では、ダッシュパネル１４及びフロアパネル１６にフロアトンネル３４が形成されず、又はフロアトンネル３４が小さく（プロペラシャフトを通す機能を有せず）、ダッシュクロスメンバ６２は左右のフロントサイドメンバ１２におけるキック部１２Ｂの後端部分を車幅方向に沿う一直線状に架け渡している。ダッシュクロスメンバ６２は、左右に分離されたダッシュクロスメンバ４２を連結した如く構成されている。
【００５９】
一対の第１高剛性部６４は、ブラケット状に形成され、ダッシュクロスメンバ６２とフロアパネル１６とを跨ぐようにしてこれらに固着されている。各第１高剛性部６４におけるダッシュクロスメンバ６２の下壁６２Ａと略面一とされた下壁６４Ａには、ボルト貫通孔４４８が形成されている。
【００６０】
そして、図７に示される如く、サブフレーム１８を構成（補強）するリヤクロスメンバ２４は、その第１固定部２４Ｂにおいてボルト貫通孔４０、４４を貫通したボルトが下壁６４Ａの上面側に固着された図示しないウェルドナットに螺合することで、該第１高剛性部６４に締結により結合（固定）されている。車体骨格構造６０の他の構成は、車体骨格構造１０の対応する構成と同じである。
【００６１】
したがって、第２の実施形態に係る６０によっても第１の実施形態地同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【００６２】
補足すると、フロアパネル１６とダッシュクロスメンバ６２とに跨って設けられた第１高剛性部６４は、リヤクロスメンバ２４のマウント取付部２４Ａに支持されたエンジンマウント２６をダッシュクロスメンバ６２に対し前方にオフセットして位置させる。このため、リヤクロスメンバ２４は、第１高剛性部６４との結合によって十分な捩り剛性を得るためには別に補強等を要するが、第２固定部２４Ｃを第２高剛性部３２（後側結合部２０Ａ）に結合することで、補強等を設けることなく十分な捩り剛性を得ることができる。
【００６３】
なお、上記各実施形態では、サブフレーム１８がフロントクロスメンバ２２を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、フロントクロスメンバ２２の有無や形状等を適宜選択可能であることはいうまでもない。
【００６４】
また、上記実施形態では、リヤクロスメンバ２４の第２固定部２４Ｃがサイドレール２０を介してフロントサイドメンバ１２（第２高剛性部３２）に結合された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第２固定部２４Ｃがフロントサイドメンバ１２に対し直接的に結合されるようにしても良い。
【００６５】
さらに、上記実施形態では、リヤクロスメンバ２４が１つのマウント取付部２４Ａを有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、リヤクロスメンバ２４が２つ以上のマウント取付部２４Ａを有する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造を構成するサイドフレームの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造を構成するフロア下部を示す下側から見た斜視図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造の解析対象部の解析モデルであり、（Ｂ）は比較例に係る解析対象部の解析モデルである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造の周波数に対するエンジン入力部のイナータンスを示す図であって、（Ａ）は車体前後方向のイナータンスを示す線図、（Ｂ）は車体上下方向のイナータンスを示す線図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造の周波数に対するサスペンション入力に対する周波数応答を示す図であって、（Ａ）は加振点のイナータンスを示す線図、（Ｂ）はボディへの伝達イナータンスを示す線図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る車体骨格構造を模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る車体骨格構造を構成するフロア下部を示す下側から見た斜視図である。
【図９】本発明の実施形態との比較例に係る車体骨格構造を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 車体骨格構造
１２ フロントサイドメンバ（他の骨格部材、第２の高剛性部）
２０ サイドレール（縦骨格部材）
２２ フロントクロスメンバ（横骨格部材）
２４ リヤクロスメンバ（クロスメンバ）
２４Ａ マウント取付部
２８ ロアアーム（サスペンションアーム）
３０ 第１高剛性部（第１の高剛性部）
３２ 第２高剛性部（第２の高剛性部）
３４ フロアトンネル（トンネル部）
３４Ａ 縦壁部
６０ 車体骨格構造
６２ ダッシュクロスメンバ（他のクロスメンバ）
６４ 第１高剛性部（第１の高剛性部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジンマウント等のマウント取付部を有するクロスメンバが含まれた車体骨格構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーユニットを搭載するサブフレームを平面視枠状（井桁状）に形成し、該サブフレームにおける車幅方向に沿って延在する後側骨格であるリヤフレームを、ダッシュクロスメンバにボルトにて締結した構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１６１０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の技術では、サブフレームの後部はダッシュクロスへの締結部位だけが車体に対する固定部位であるため、換言すれば、サブフレームを構成するサイドフレームの後端が自由端（低剛性）であるため、リヤフレームにエンジンマウント等を設けた場合に該リヤフレームの剛性が不足することが懸念される。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、マウント取付部を有するクロスメンバの剛性を向上することができる車体骨格構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車体骨格構造は、車幅方向に長手とされ、該長手方向の中央部にマウント取付部が設けられたクロスメンバと、前記クロスメンバにおける前記マウント取付部に対する車幅方向外側部分が結合された第１の高剛性部と、前記クロスメンバにおける前記第１の高剛性部との結合部に対する車幅方向外側部分が結合された第２の高剛性部と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載の車体骨格構造では、車幅方向に長手とされると共に第１の高剛性部及び第２の高剛性部に結合されて車幅方向の異なる位置が支持されたクロスメンバは、車幅方向の支持スパンが短いため、車体前後方向及び上下方向の剛性が向上する。また、車幅方向の複数箇所が高剛性部に結合（支持）されたクロスメンバは、マウントからの入力に対する捩り剛性が向上する。
【０００７】
このように、請求項１記載の車体骨格構造では、マウント取付部を有するクロスメンバの剛性を向上することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１記載の車体骨格構造において、前記第１の高剛性部は、車体ダッシュ部又はフロア部の車幅方向中央部に形成されたトンネル部における車体上下方向に沿う縦壁を含んで構成されている。
【０００９】
請求項２記載の車体骨格構造では、第１の高剛性部がトンネル部の縦壁を含むため、クロスメンバにおけるマウント取付部から近接した位置を第１の高剛性部にて支持することができる。すなわち、支持スパンを短くして車体上下方向、前後方向の剛性向上に寄与する。
【００１０】
請求項３記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１記載の車体骨格構造において、前記第１の高剛性部は、車幅方向に沿って配設された他のクロスメンバを含んで構成されている。
【００１１】
請求項３記載の車体骨格構造では、第１の高剛性部が他のクロスメンバを含むため、車幅方向における結合位置の自由度が高い。
【００１２】
請求項４記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記第２の高剛性部は、車体前後方向に沿って配設されると共に前端側及び後端側がそれぞれ他の骨格部材に結合された縦骨格部材を含んで構成されている。
【００１３】
請求項４記載の車体骨格構造では、前端側及び後端側が共に他の骨格部材に結合された縦骨格部材が第２の高剛性部であるため、クロスメンバは、主に第２の高剛性部との結合によって所要の捩り剛性を確保することができる。このため、第１の高剛性部は主に支持スパンの短縮による車体前後方向及び上下方向の剛性向上に寄与すれば足り、設計の自由度が向上する。なお、縦骨格部材の前端側が結合された他の骨格部材と、縦骨格部材の前端側が結合された他の骨格部材とは、同じ部材であっても異なる部材であっても良い。
【００１４】
請求項５記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項４記載の車体骨格構造において、前記縦骨格部材は、一対設けられて車幅方向に並列すると共に前端側が横骨格部材にて架け渡され、かつそれぞれサスペンションアームが取り付けられており、前記クロスメンバは、前記一対の縦骨格部材の後端側を架け渡している。
【００１５】
請求項５記載の車体骨格構造では、サスペンションを支持するための一対の縦骨格部材と、横骨格部材と、クロスメンバとが平面視で略矩形枠（を含む部分）を形成している。このため、縦骨格部材の剛性が高く、マウントからの入力に対するクロスメンバの捩り剛性が一層向上する。また、サスペンションアームの取り付け部に対してはクロスメンバが補強として機能するため、サスペンション（車輪）からの入力に対する車体剛性の向上も図られる。
【００１６】
請求項６記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記第２の高剛性部は、車体前後方向に沿って配設され車幅方向に並列して配置された一対のフロントサイドメンバを含んで構成されている。
【００１７】
請求項６記載の車体骨格構造では、第２の高剛性部が車体の主骨格を構成するフロントサイドメンバを含むため、クロスメンバは、主に第２の高剛性部との結合によって所要の捩り剛性を確保することができる。このため、第１の高剛性部は主に支持スパンの短縮による車体前後方向及び上下方向の剛性向上に寄与すれば足り、設計の自由度が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明に係る車体骨格構造は、マウント取付部を有するクロスメンバの剛性を向上することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造としての車体骨格構造１０について、図１乃至図６に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＯＵＴは、それぞれ車体骨格構造１０が適用された車体としての自動車の前方向（進行方向）、上方向、及び車幅方向外側を示している。
【００２０】
図１には、車体骨格構造１０の概略全体構成が模式図にて示されている。この図に示される如く、車体骨格構造１０は、それぞれ車体前後方向に長手とされ車幅方向中央に対し対称に配設された左右一対のフロントサイドメンバ１２を備えている。左右一対のフロントサイドメンバ１２は、それぞれの前部１２Ａにおける前端が図示しないバンパ骨格部材としてのバンパリインフォースメントにて架け渡されている。
【００２１】
また、各フロントサイドメンバ１２は、それぞれの長手方向中間部がダッシュパネル１４（図３参照）に沿って後方に向けて下側に傾斜したキック部１２Ｂとされており、それぞれのキック部１２Ｂよりも後方に位置する後部１２Ｃがフロアパネル１６（図３参照）の下面に接合されている。
【００２２】
また、図１に示される如く、車体骨格構造１０では、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ａ、キック部１２Ｂの下方に配設されたサブフレーム（サスペンションメンバ）１８を備えている。サブフレーム１８は、それぞれ車体前後方向に長手とされ車幅方向中央に対し対称に配設された左右一対のサイドレール２０と、車幅方向に長手とされサイドレール２０の前部間を架け渡したフロントクロスメンバ２２と、車幅方向に長手とされサイドレール２０の後部間を架け渡したリヤクロスメンバ２４とを主要構成要素として構成されている。
【００２３】
すなわち、サブフレーム１８は、平面視で矩形枠状に形成された部分を含む所謂井型形状とされている。このサブフレーム１８は、各サイドレール２０の後端側に位置する後側結合部２０Ａにおいて車幅方向の同じ側に位置するフロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｂに結合されると共に、各サイドレール２０の前端側に位置する前側結合部２０Ｂにおいて車幅方向の同じ側に位置するフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａに結合されている。
【００２４】
リヤクロスメンバ２４は、本発明におけるクロスメンバに相当し、その車幅方向中央部に設けられたマウント取付部２４Ａには、エンジン又は変速機を弾性的に支持するためのエンジンマウント２６が取り付けられている。また、左右のサイドレール２０には、それぞれフロントサスペンションを構成するロアアーム２８が取り付けられている。
【００２５】
この実施形態では、左右のサイドレール２０が本発明における縦骨格部材に相当し、フロントクロスメンバ２２が横骨格部材に相当する。
【００２６】
したがって、サブフレーム１８は、左右のサイドレール２０とフロントクロスメンバ２２とで後向きに開口すると共に開口端（後側結合部２０Ａ）がフロントサイドメンバ１２に結合される略「コ」字状に形成されたサスペンションメンバにおいて、左右のサイドレール２０の後端部間が駆動系（エンジン又は変速機）支持用のリヤクロスメンバ２４にて架け渡された構造として把握することも可能である。
【００２７】
そして、図１に示される如く車体骨格構造１０では、リヤクロスメンバ２４におけるマウント取付部２４Ａに対し車幅方向の両外側に位置する第１固定部２４Ｂが、それぞれ第１高剛性部３０に結合されると共に、各第１固定部２４Ｂのさらに車幅方向外側に離間して位置する第２固定部２４Ｃが、それぞれ第２高剛性部３２に結合されている。
【００２８】
後に詳述するが、この実施形態では、第１高剛性部３０は、フロアトンネル３４の縦壁部３４Ａの根元部分を含んで構成されており、第２高剛性部３２は、サイドレール２０におけるフロントサイドメンバ１２に結合された後側結合部２０Ａを含んで構成されている。以下、具体的に説明する。
【００２９】
図２には、サブフレーム１８が斜視図にて示されている。この図に示される如く、サブフレーム１８を構成する各サイドレール２０は、長手方向中間部がキック部２０Ｃとされており、キック部２０Ｃよりも前側部分が後側部分よりも高位とされている。各前側結合部２０Ｂは、対応するサイドレール２０におけるキック部２０Ｃの前端部分に設けられている。
【００３０】
また、フロントクロスメンバ２２は、左右のサイドレール２０における各キック部２０Ｃ（前側結合部２０Ｂ）よりも前側部分を架け渡して（連結して）いる。ロアアーム２８の前側の取付部２８Ａは、フロントクロスメンバ２２における各サイドレール２０との結合部分に形成されており、後側の取付部２８Ｂは、サイドレール２０におけるキック部２０Ｃの後方に形成されている。したがって、この実施形態では、後側の取付部２８Ｂに対して、フロントサイドメンバ１２に結合される前側結合部２０Ｂが車体上下方向にオフセットしている構成になっている。
【００３１】
リヤクロスメンバ２４は、車体上下方向において左右のサイドレール２０の後側結合部２０Ａ間に入り込んだ状態で、車幅方向端部である第２固定部２４Ｃが対応するサイドレール２０の後側結合部２０Ａ（第２高剛性部３２）に溶接にて接合されている。すなわち、リヤクロスメンバ２４は、サイドレール２０の後側結合部２０Ａと車体上下方向の同じ高さに位置して（上下方向にオーバラップして）いる。
【００３２】
各サイドレール２０の後側結合部２０Ａには、それぞれ締結部であるボルト貫通孔３６が形成されている。また、各前側結合部２０Ｂは、それぞれブラケット状に形成されており、下面側からアクセス可能な上壁部分にボルト貫通孔３８が形成されている。図示は省略するが、各前側結合部２０Ｂは、下側から３８を貫通したボルトによってフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａに締結にて結合（固定）されている。
【００３３】
さらに、リヤクロスメンバ２４のマウント取付部２４Ａは、複数（この実施形態では４つ）のボルト貫通孔３９が形成されて構成されている。図示は省略するがマウント取付部２４Ａには、４本のボルトによってエンジンマウント２６が締結固定されるようになっている。また、リヤクロスメンバ２４の各第１固定部２４Ｂは、締結部であるボルト貫通孔４０が形成されて構成されている。
【００３４】
図３には、車体骨格構造１０の後部を構成するフロア下部が底面側から見た斜視図にて示されている。この図に示される如く、ダッシュパネル１４の後端部とフロアパネル１６の前端部とは、それぞれの車幅方向中央部に形成されたトンネル部１４Ａ、１６Ａを含んで車幅方向略全長に亘り（部分的に）接合されている。主にトンネル部１４Ａとトンネル部１６Ａとでフロアトンネル３４が構成されている。
【００３５】
ダッシュパネル１４とフロアパネル１６との接合部の下面側には、フロントサイドメンバ１２におけるキック部１２Ｂと後部１２Ｃとの間を横切るようにダッシュクロスメンバ４２が設けられている。ダッシュクロスメンバ４２は、フロアトンネル３４を挟んで車幅方向に分離している。換言すれば、フロアトンネル３４の下方にはダッシュクロスメンバ４２が存在しない。
【００３６】
第１高剛性部３０は、フロアトンネル３４の縦壁部３４Ａに沿った縦壁３０Ａを有する一対のブラケットとして構成されており、それぞれの下壁３０Ｂがダッシュクロスメンバ４２の下壁４２Ａと略面一とされている。各第１高剛性部３０は、それぞれの下壁３０Ｂにボルト貫通孔４４が形成されている。
【００３７】
リヤクロスメンバ２４の第１固定部２４Ｂは、対応する第１高剛性部３０の下壁３０Ｂの下面側に重ね合わされた状態で、ボルト貫通孔４０、４４を貫通したボルトが下壁３０Ｂの上面側に固着された図示しないウェルドナットに螺合することで、該第１高剛性部３０に締結により結合（固定）されている。
【００３８】
また、図３に示される如く、フロントサイドメンバ１２（におけるフロア骨格を構成する部分）とダッシュクロスメンバ４２との交差部分には、ブラケット４６が固定的に取り付けられている。ブラケット４６は、フロントサイドメンバ１２の車幅方向内側でダッシュクロスメンバ４２の前側に固着され、後部１２Ｃの後端と略同じ高さの水平面とされた下壁４６Ａを有する。下壁４６Ａには、ボルト貫通孔４８が形成されている。
【００３９】
サブフレーム１８の各サイドレール２０は、対応するブラケット４６の下壁４６Ａの下面側に重ね合わされた状態で、ボルト貫通孔３６、４８を貫通したボルトが下壁４６Ａの上面側に固着された図示しないウェルドナットに螺合することで、該ブラケット４６すなわちフロントサイドメンバ１２に締結により結合（固定）されている。
【００４０】
したがって、この実施形態において、リヤクロスメンバ２４の第２固定部２４Ｃが結合される第２高剛性部３２は、ブラケット４６すなわちフロントサイドメンバ１２を含んで構成されていると把握することも可能である。
【００４１】
以上説明したリヤクロスメンバ２４のマウント取付部２４Ａに取り付けられたエンジンマウント２６は、車体上下方向において一対の第１高剛性部３０間、左右のフロントサイドメンバ１２（ブラケット４６）間に位置するようになっている。
【００４２】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
【００４３】
上記構成の車体骨格構造１０では、エンジン又は変速機を弾性的に支持するためのエンジンマウント２６が取り付けられたリヤクロスメンバ２４は、それぞれマウント取付部２４Ａに対し車幅方向の両側に設けられた第１高剛性部３０、第２高剛性部３２にて車体骨格に結合されているため、剛性が高い。
【００４４】
具体的には、車体骨格構造１０では、リヤクロスメンバ２４の第１固定部２４Ｂが、エンジン等の駆動系からの荷重入力部であるマウント取付部２４Ａに近接する位置で第１高剛性部３０に結合されており、荷重入力部に対しリヤクロスメンバ２４の支持スパンが短い。そして、第１高剛性部３０を構成するフロアトンネル３４の縦壁部３４Ａ（縦壁３０Ａ）は、主に車体上下方向及び前後方向に延在するため、リヤクロスメンバ２４の車体上下方向及び前後方向の剛性が向上し、所要の剛性を確保することができる。
【００４５】
また、長手方向の異なる位置である後側結合部２０Ａ及び前側結合部２０Ｂにおいて、車体の主骨格部材であるフロントサイドメンバ１２に結合されたサイドレール２０における上記後側結合部２０Ａが、リヤクロスメンバ２４の第２固定部２４Ｃが結合された第２高剛性部３２であるため、リヤクロスメンバ２４の車幅（長手）方向に沿った軸廻りの捩り剛性が向上する。これにより、車体骨格構造１０では、駆動系からの荷重入力部位であるエンジンマウント２６の設置位置が、第１固定部２４Ｂと第１高剛性部３０との結合位置及び第２固定部２４Ｃと第２高剛性部３２との結合位置に対し上方にオフセットしている構成において、所要の捩り剛性を確保することができた。
【００４６】
以下、上記した車体骨格構造１０の作用効果を、図９に示す比較例に係る車体骨格構造１００との数値解析結果の比較を参照しつつさらに説明する。ここで、車体骨格構造１００は、リヤクロスメンバ２４を備えず、エンジンマウント２６が取り付けられたマウント支持部材１０２が第１高剛性部３０においてのみ車体に結合されている。マウント支持部材１０２は、中央が凹んだ板状に形成されており、車幅方向両端が前後２点ずつボルトにて第１高剛性部３０に締結されている。また、車体骨格構造１００では、上記前後２点の締結部位の中央部に対し、エンジンマウント２６の前後位置がオフセットしている点で、前後方向にオフセットのない車体骨格構造１０とは異なる。なお、車体骨格構造１００における第１高剛性部３０へのマウント支持部材１０２の締結部位に対するエンジンマウント２６の上下方向のオフセット量は、車体骨格構造１０と同じである。
【００４７】
図４（Ａ）は、第１の実施形態におけるサイドレール２０を数値解析用にモデル化した解析（ＦＥＭ）モデルであり、図４（Ｂ）は、比較例におけるトンネル部（前後２点締結用）を数値解析用にモデル化した解析（ＦＥＭ）モデルである。このモデルを用いた解析結果では、サイドレール２０における第２高剛性部３２（後側結合部２０Ａ）の車幅方向に沿う軸廻りの捩り剛性Ｋ２（＝１．１８×１０５Ｎ・ｍ／ｒａｄ）は、第１高剛性部３０における車幅方向に沿う軸廻りの捩り剛性Ｋ１（＝１．５７×１０４Ｎ・ｍ／ｒａｄ）の略７．５倍であることがわかった。
【００４８】
これにより、リヤクロスメンバ２４の両端を第２高剛性部３２に結合することで、マウント支持部材１０２を第２高剛性部３２に結合しない比較例と比較して、該リヤクロスメンバ２４の車幅方向に沿った軸廻りの捩り剛性を大幅に向上させることができることが確かめられた。すなわち、比較例に係る車体骨格構造１００では、マウント支持部材１０２を第１高剛性部３０に結合することで、上下方向及び前後方向の剛性を確保し得るが、車体前方側に開口したフロアトンネル３４に設けた第１高剛性部３０では、捩り剛性が不足する。したがって、本実施形態に係る車体骨格構造１０の如く、第１固定部２４Ｂを第１高剛性部３０に結合したリヤクロスメンバ２４の第２固定部２４Ｃを、さらに第２高剛性部３２に結合することは有効である。しかも、車体骨格構造１０では、別部材としての補強を設けることなく、捩り剛性を確保することができる。
【００４９】
また、車体骨格構造１０では、第１高剛性部３０は、主にリヤクロスメンバ２４の上下方向及び前後方向の剛性向上に寄与すれば良いため、設置自由度が高い。このため、本実施形態では、第１高剛性部３０をブラケット状に構成して、車幅方向に沿って直線状に形成されたリヤクロスメンバ２４の第１固定部２４Ｂに結合されるように構成することで、第２高剛性部３２に対するエンジンマウント２６（マウント取付部２４Ａ）の前後方向のオフセットが生じない構成が実現されている。これにより、上記の通り前後方向にオフセットした車体骨格構造１００と比較して、駆動系からの入力に対するモーメントアームが短くなり、リヤクロスメンバ２４の捩れ（角変位）が一層生じ難い構成が実現されている。
【００５０】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、車体骨格構造１０において車体骨格構造１００との比較で駆動からの入力に起因する低周波騒音が低減されることを示す線図であり、それぞれ横軸に周波数をとり、縦軸には図５（Ａ）で車体上下方向の加振点イナータンス、図５（Ｂ）で車体前後方向の加振点イナータンスをとっている。これらの図から、車体骨格構造１０では、騒音が問題となる（車室内に伝達されて音となりやすい）２５０Ｈｚ以下の領域で著しくイナータンスが抑えられることがわかる。また、低周波側でイナータンスが低減され、強度上も信頼性が向上することがわかる。
【００５１】
このように、第１の実施形態に係る車体骨格構造１０では、マウント取付部２４Ａを有するリヤクロスメンバ２４の上下、前後、及び車幅方向に沿う軸周りの各方向における剛性を向上することができる。これにより、エンジン等の駆動系からの入力に対し十分な剛性が確保され、強度・静粛性が向上する。特に、２５０Ｈｚ以下の低周波帯域での改善効果が著しい。
【００５２】
またここで、車体骨格構造１０では、それぞれロアアーム２８が取り付けられたサイドレール２０の後端である後側結合部２０Ａがリヤクロスメンバ２４にて架け渡されているため、換言すれば、サスペンション側からの観点では、サスペンションメンバ（サブフレーム１８）がリヤクロスメンバ２４及び第１高剛性部３０にて補強されているため、ロアアーム２８における車幅方向の剛性が向上する。これにより、車体骨格構造１０が適用された自動車では、操縦安定性（運動性能）が向上する。
【００５３】
図６（Ａ）は、ロアアーム２８を車幅（左右）方向に加振した場合の加振点での周波数応答を示す線図であって、横軸に周波数、縦軸にイナータンスをとってある。実線が本実施形態に係る車体骨格構造１０の解析結果、一点鎖線がリヤクロスメンバ２４を備えない第２比較例に係る構成の解析結果、破線が第１固定部２４Ｂと第１高剛性部３０との結合がない第３比較例に係る構成の解析結果を示している。第３比較例を基準（５０Ｈｚから２５０Ｈｚにおけるカーブフィット剛性値で８３５０Ｎ／ｍｍ）にすると、第２比較例ではロアアーム２８の車幅方向の剛性（同９７６０Ｎ／ｍｍ）が１７％向上し、本実施形態ではロアアーム２８の車幅方向の剛性（同１０２９０Ｎ／ｍｍ）が２３％向上することが確認された。
【００５４】
図６（Ｂ）は、ロアアーム２８を車幅（左右）方向に加振した場合のボディの周波数応答を示す線図であって、横軸に周波数、縦軸にイナータンス（ボディへの振動伝達）をとってある。一点鎖線がリヤクロスメンバ２４を備えない第２比較例に係る構成の解析結果、破線が第１固定部２４Ｂと第１高剛性部３０との結合がない第３比較例に係る構成の解析結果を示している。この図から、騒音源として問題となる２５０Ｈｚ前後の周波数帯域でボディ感度が低減（改善）されていることがわかる。
【００５５】
このように、車体骨格構造１００のようにエンジンマウント２６取付用のマウント支持部材１０２を有する構成と比較して、左右のサイドレール２０を架け渡すリヤクロスメンバ２４を備えた車体骨格構造１０は、サスペンションすなわち車輪からの入力に対しても十分な剛性が確保され、操縦安定性・静粛性が向上する。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態と基本的に同一の部品・部分については上記第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【００５７】
図７には、本発明に第２の実施形態に係る車体骨格構造６０の概略全体構成が模式図にて示されている。この図に示される如く、車体骨格構造６０は、フロアトンネル３４の縦壁部３４Ａを含んで構成された第１高剛性部３０に代えて、ダッシュクロスメンバ６２のを含んで構成された第１高剛性部６４を備える点で、第１の実施形態とは異なる。
【００５８】
図８にも示される如く、車体骨格構造６０では、ダッシュパネル１４及びフロアパネル１６にフロアトンネル３４が形成されず、又はフロアトンネル３４が小さく（プロペラシャフトを通す機能を有せず）、ダッシュクロスメンバ６２は左右のフロントサイドメンバ１２におけるキック部１２Ｂの後端部分を車幅方向に沿う一直線状に架け渡している。ダッシュクロスメンバ６２は、左右に分離されたダッシュクロスメンバ４２を連結した如く構成されている。
【００５９】
一対の第１高剛性部６４は、ブラケット状に形成され、ダッシュクロスメンバ６２とフロアパネル１６とを跨ぐようにしてこれらに固着されている。各第１高剛性部６４におけるダッシュクロスメンバ６２の下壁６２Ａと略面一とされた下壁６４Ａには、ボルト貫通孔４４８が形成されている。
【００６０】
そして、図７に示される如く、サブフレーム１８を構成（補強）するリヤクロスメンバ２４は、その第１固定部２４Ｂにおいてボルト貫通孔４０、４４を貫通したボルトが下壁６４Ａの上面側に固着された図示しないウェルドナットに螺合することで、該第１高剛性部６４に締結により結合（固定）されている。車体骨格構造６０の他の構成は、車体骨格構造１０の対応する構成と同じである。
【００６１】
したがって、第２の実施形態に係る６０によっても第１の実施形態地同様の作用によって同様の効果を得ることができる。
【００６２】
補足すると、フロアパネル１６とダッシュクロスメンバ６２とに跨って設けられた第１高剛性部６４は、リヤクロスメンバ２４のマウント取付部２４Ａに支持されたエンジンマウント２６をダッシュクロスメンバ６２に対し前方にオフセットして位置させる。このため、リヤクロスメンバ２４は、第１高剛性部６４との結合によって十分な捩り剛性を得るためには別に補強等を要するが、第２固定部２４Ｃを第２高剛性部３２（後側結合部２０Ａ）に結合することで、補強等を設けることなく十分な捩り剛性を得ることができる。
【００６３】
なお、上記各実施形態では、サブフレーム１８がフロントクロスメンバ２２を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、フロントクロスメンバ２２の有無や形状等を適宜選択可能であることはいうまでもない。
【００６４】
また、上記実施形態では、リヤクロスメンバ２４の第２固定部２４Ｃがサイドレール２０を介してフロントサイドメンバ１２（第２高剛性部３２）に結合された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、第２固定部２４Ｃがフロントサイドメンバ１２に対し直接的に結合されるようにしても良い。
【００６５】
さらに、上記実施形態では、リヤクロスメンバ２４が１つのマウント取付部２４Ａを有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、リヤクロスメンバ２４が２つ以上のマウント取付部２４Ａを有する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造を構成するサイドフレームの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造を構成するフロア下部を示す下側から見た斜視図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造の解析対象部の解析モデルであり、（Ｂ）は比較例に係る解析対象部の解析モデルである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造の周波数に対するエンジン入力部のイナータンスを示す図であって、（Ａ）は車体前後方向のイナータンスを示す線図、（Ｂ）は車体上下方向のイナータンスを示す線図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格構造の周波数に対するサスペンション入力に対する周波数応答を示す図であって、（Ａ）は加振点のイナータンスを示す線図、（Ｂ）はボディへの伝達イナータンスを示す線図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る車体骨格構造を模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る車体骨格構造を構成するフロア下部を示す下側から見た斜視図である。
【図９】本発明の実施形態との比較例に係る車体骨格構造を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 車体骨格構造
１２ フロントサイドメンバ（他の骨格部材、第２の高剛性部）
２０ サイドレール（縦骨格部材）
２２ フロントクロスメンバ（横骨格部材）
２４ リヤクロスメンバ（クロスメンバ）
２４Ａ マウント取付部
２８ ロアアーム（サスペンションアーム）
３０ 第１高剛性部（第１の高剛性部）
３２ 第２高剛性部（第２の高剛性部）
３４ フロアトンネル（トンネル部）
３４Ａ 縦壁部
６０ 車体骨格構造
６２ ダッシュクロスメンバ（他のクロスメンバ）
６４ 第１高剛性部（第１の高剛性部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に長手とされ、該長手方向の中央部にマウント取付部が設けられたクロスメンバと、
前記クロスメンバにおける前記マウント取付部に対する車幅方向外側部分が結合された第１の高剛性部と、
前記クロスメンバにおける前記第１の高剛性部との結合部に対する車幅方向外側部分が結合された第２の高剛性部と、
を備えた車体骨格構造。
【請求項２】
前記第１の高剛性部は、車体ダッシュ部又はフロア部の車幅方向中央部に形成されたトンネル部における車体上下方向に沿う縦壁を含んで構成されている請求項１記載の車体骨格構造。
【請求項３】
前記第１の高剛性部は、車幅方向に沿って配設された他のクロスメンバを含んで構成されている請求項１記載の車体骨格構造。
【請求項４】
前記第２の高剛性部は、車体前後方向に沿って配設されると共に前端側及び後端側がそれぞれ他の骨格部材に結合された縦骨格部材を含んで構成されている請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車体骨格構造。
【請求項５】
前記縦骨格部材は、一対設けられて車幅方向に並列すると共に前端側が横骨格部材にて架け渡され、かつそれぞれサスペンションアームが取り付けられており、
前記クロスメンバは、前記一対の縦骨格部材の後端側を架け渡している請求項４記載の車体骨格構造。
【請求項６】
前記第２の高剛性部は、車体前後方向に沿って配設され車幅方向に並列して配置された一対のフロントサイドメンバを含んで構成されている請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の車体骨格構造。
【請求項１】
車幅方向に長手とされ、該長手方向の中央部にマウント取付部が設けられたクロスメンバと、
前記クロスメンバにおける前記マウント取付部に対する車幅方向外側部分が結合された第１の高剛性部と、
前記クロスメンバにおける前記第１の高剛性部との結合部に対する車幅方向外側部分が結合された第２の高剛性部と、
を備えた車体骨格構造。
【請求項２】
前記第１の高剛性部は、車体ダッシュ部又はフロア部の車幅方向中央部に形成されたトンネル部における車体上下方向に沿う縦壁を含んで構成されている請求項１記載の車体骨格構造。
【請求項３】
前記第１の高剛性部は、車幅方向に沿って配設された他のクロスメンバを含んで構成されている請求項１記載の車体骨格構造。
【請求項４】
前記第２の高剛性部は、車体前後方向に沿って配設されると共に前端側及び後端側がそれぞれ他の骨格部材に結合された縦骨格部材を含んで構成されている請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車体骨格構造。
【請求項５】
前記縦骨格部材は、一対設けられて車幅方向に並列すると共に前端側が横骨格部材にて架け渡され、かつそれぞれサスペンションアームが取り付けられており、
前記クロスメンバは、前記一対の縦骨格部材の後端側を架け渡している請求項４記載の車体骨格構造。
【請求項６】
前記第２の高剛性部は、車体前後方向に沿って配設され車幅方向に並列して配置された一対のフロントサイドメンバを含んで構成されている請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の車体骨格構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１６０９６７（Ｐ２００７−１６０９６７Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５６２２７（Ｐ２００５−３５６２２７）
【出願日】平成１７年１２月９日（２００５．１２．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月９日（２００５．１２．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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