JP2008001252A - 自動車の車室フロア - Google Patents

Abstract

【課題】車体重量の増加やコストアップなしに車内のこもり音を低減できる自動車の車室フロアを提供すること。
【解決手段】車室フロア１に載置された左右のシート２Ａ，２Ｂの間に、側面衝突時等に車体の片側の側壁から作用する衝突荷重を、両シート２Ａ，２Ｂと一体に他方の車体側壁へ伝達せしめて車室内の安全性を確保する箱型の剛性部材３を設ける。そして剛性部材３を利用して、これを車室フロア１に起立せしめた支持脚４Ａ，４Ｂにより揺動可能に支持せしめることでダイナミックダンパを構成し、車室フロア１に伝達される振動に対する車室フロア１の共振振動数域を制御するようになし、車室フロア１のエンジン振動との共振振動数を車内こもり音の原因となる振動数域からはずして車内こもり音を低減させるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は自動車の車室フロア、特に車内騒音となる振動を低減せしめた自動車の車室フロアに関する。

図５は自動車の車室フロアの代表例を示すもので、車室フロア１は、左右の側端縁がそれぞれ車体の左右のロッカーパネル５に結合されている。車室フロア１には、車幅方向中央のフロアトンネル部１０の左右両側の上面に複数のフロアクロスメンバ６を車幅方向に設け、フロア下面に複数のフロアメンバ７を前後方向に設けるなど、車室フロア１を強化することが行われている。

また、車室フロアには、下記特許文献１，２に提案されたように、左右のシート、特に車室前部の運転席シートと助手席シートの間に剛性部材（荷重伝達部材）を設け、車両の側面衝突時等に一方のドアなどの車体側壁側に作用する衝突荷重を左右のシートおよび上記剛性部材を介して他方の車体側壁側へ伝達させるようになし、側面衝突時に車室空間を確保できるようにしたものがある。
特許第２８８３８０５号公報 特開２００１−１５１０２２号公報

ところで、車室フロア１は、エンジンや走行時のタイヤなど多くの振動源から伝達される振動により振動する。特に主たる振動源であるエンジンの中高速回転時における１４０Ｈｚ〜１６０Ｈｚの振動は車内のこもり音の原因となりやすく、これに車室フロアの一部が共振すると車内音が悪化する。図５の仮想線はフロアトンネル１０を境とする車室フロア１の半部が伝達された振動と共振した状態を振幅を誇張して示したものである。

従来、車室フロアの振動を低減するためにフロアクロスメンバやフロアメンバなどの骨格部品を増設して車室フロアの剛性を強化することがなされているが、車体重量が大幅に増加し、またコスト高となる。一方、エンジンマントにダイナミックダンパ等を設定して車室フロアに伝達される振動を制御する手段がとられているが、エンジンマウントの構造が複雑となり、コスト高となる。

そこで本発明は、新たな部品を追加することなく、コストアップや車体の重量アップが最小ですみ、特定の振動数域での振動を抑えて車内のこもり音を低減できる自動車の車室フロアを提供することを課題としてなされたものである。

本発明は、自動車の車室フロアに載置された左右のシートの間に、自動車の側面衝突時等に一方のドア等の車体側壁側に作用する衝突荷重を上記両シートと一体に他方の車体側壁へ伝達せしめる箱型の剛性部材を設ける。剛性部材を、車室フロアに起立せしめた少なくとも一対の支持部により支持せしめてダイナミックダンパを構成し、該ダイナミックダンパは、上記一対の支持部によって互いに異なる支持剛性をもって車室フロアへ支持されるように構成する（請求項１）。左右のシート間に設けて車両の側面衝突時に車室内の安全性を確保する剛性部材を利用してダイナミックダンパを構成したので、剛性部材本来の作用が発揮されるとともに、ダイナミックダンパにより車室フロアに伝達される振動に対する車室フロアの共振振動数域を制御することができ、車室フロアの共振振動数を車内こもり音の原因となる振動数域から外して車内こもり音を低減することができる。

上記剛性部材にはその内部に、左右の側面間を架けわたす複数の補強板を設けて、剛性部材を所定の質量に設定する。剛性部材は、その左右の側面を上記両シートの対向面に対向させて配設する（請求項２）。剛性部材をこのように設定することで、車両側面衝突時の安全性確保し、かつ剛性部材をダイナミックダンパの質量体として有効に利用することができる。

上記剛性部材を、左右方向に間隔をおいて対面する板状の支持部により支持せしめる（請求項３）。剛性部材を板状の支持部により支持せしめたから、剛性部材を車室フロア振動に対応して容易に振動させることができる。

上記両支持部の前後幅を異なる幅に設定する（請求項４）。左右の支持部の支持剛性を非対称にし、これにより剛性部材がより振動しやすくなり、車室フロアの共振振動数の車内こもり音となりやすい振動数域から容易に外すことができる。

図１ないし図４に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１、図２に示すように、車室フロア１は、左右の両側縁が車体の骨格部材たる左右のロッカーパネル５に結合して、両ロッカーパネル５間を架けわたすように設けてある。車室フロア１には車幅方向中央に、車両前後方向に延び、断面ほぼ凸状に車室側へ突出するフロアトンネル部１０が形成してあり、フロアトンネル部１０の左右両側の一般部はほぼ平板状に形成してある。

車室フロア１の上面にはフロアトンネル部１０と左右の各ロッカーパネル５との間に車幅方向に延在し、車室フロア１の上面とで閉断面をなす断面ほぼハット形のフロアクロスメンバ６が複数設けてある。また車室フロア１の下面側には車両前後方向に延在し、フロア下面とで閉断面をなす断面ほぼ逆ハット形のフロアメンバ７が複数設けてある。車室フロア１にはフロアトンネル部１０の両側の一般部にそれぞれ、運転席シート２Ａおよび助手席シート２Ｂがほぼフロアトンネル部１０の分の間隔をおいて左右位置に横並びに載設してある。そして、左右の両前席シート２Ａ，２Ｂ間には、車両側面衝突時等に両シート２Ａ，２Ｂ間で衝突荷重を互いに伝達させるように剛性部材２が設けてある。

図１ないし図４に示すように、剛性部材２は厚さ約１．６〜２mmの金属板からなる加工品で、前後方向に長い長方形状の底壁部と、該底壁部の四方の端縁から起立する左右の両側壁部および前後の端壁部、上部を塞ぐ上壁部とを備えた箱型中空状の直方体をなし、その高さ寸法は車幅方向に沿う左右幅よりも小さく設定してある。剛性部材２の内部には、左右の両側壁部間に架けわたして内部空間を前後方向に仕切る複数の補強板３０が所定の間隔をおいて複数（図例では３つ）設けてある。各補強板３０は左右両側縁に屈曲形成した結合フランジをそれぞれ左右の側壁部の内面に溶接結合してある。尚、前後２つの補強板３０は板面が若干後傾姿勢となるように左右の側壁部内面間に架けわたしてあり、これらの中間の補強板３０は若干前傾姿勢としてある。このように構成した剛性部材３はその質量が２〜３kg程度に設定してある。

上記左右の各シート２Ａ，２Ｂにはそれらのシートバック２１内に金属製のシートバックフレーム２２が内設してあり、シートバックフレーム２２にはシートバック２１の下縁に沿って車幅方向に延在する金属パイプ材からなる補強部材２３が横設してある。そして、両シート２Ａ，２Ｂの各シートバック２１の補強部材２３に対応する位置には、両シート２Ａ，２Ｂの互いに車幅方向に対向するシートバック２３の車内側の側面の下端部間に上記剛性部材３が設置してある。

剛性部材３は、各シートバック２１の補強部材２３と対応する高さ位置となるように、フロアトンネル部１０の上面に、支持部たる起立状の左右両側の支持脚４Ａ，４Ｂにより支持されている。各支持脚４Ａ，４Ｂは、前後方向に所定の長さを有する金属板で構成してあり、厚さは約１．６〜２ｍｍとしてある。

運転席シート２Ａ側の支持脚４Ａは、その前後幅が剛性部材３の前後長とほぼ同じまたは若干大きめに形成してある。支持脚４Ａはその上縁に屈曲形成した水平な結合フランジ４０を剛性部材３の底壁部下面の一方の側縁寄りの位置に重ね合わせて溶接結合してあり、支持脚４Ａがほぼ垂直下方へ延出してある。

助手席シート２Ｂ側の支持脚４Ｂは、その前後幅が運転席シート２Ａ側の支持脚４Ａよりも短くしてあり、剛性部材３の前後長のほぼ２分の１ないし３分の２程度に形成してある。支持脚４Ｂは上縁の結合フランジ４０を剛性部材３の底壁部下面の他方の側縁の後半部寄りの位置に溶接結合してある。両支持脚４Ａ，４Ｂは前後幅の差異により剛性部材３を支える支持剛性が非対称となるように設定してある。

剛性部材３は、その左右の両側壁部の外側面をそれぞれ、左右の両シート２Ａ，２Ｂの相対向する各シートバック２１の車内側の側面下端部に近接対向せしめて配し、剛性部材３の運転席側の支持脚４Ａの下縁に屈曲形成したほぼ水平な締結フランジ４１をフロアトンネル部１０の上面の運転席側の側縁寄りの位置に重ね合わせて、締結フランジ４１の前端、後端および中間の前後方向３ヵ所に形成したボルト貫通孔を介してボルトにより締結固定するとともに、助手席側の支持脚４Ｂの下縁の締結フランジ４１をフロアトンネル部１０の上面の助手席側の側縁寄りの位置に重ね合わせて、締結フランジ４１の前端と後端の前後２ヵ所をボルトにより締結固定してある。尚、図略ではあるが、剛性部材３は、運転席シート２Ａと助手席シート２Ｂとの間に設置される合成樹脂製のコンソール部材で覆い隠される。

次に、剛性部材３の作用を説明する。例えば、運転席２Ａ側の車体側壁たるドアＤ１に側面衝突が起こり、ドアＤ１側から車内側へ向かって衝突荷重が作用すると、衝突荷重が、車幅方向にほぼ一直線上に並んだ運転席シート２Ａのシートバック２１の補強部材２３から剛性部材３へ、剛性部材３から助手席シート２Ｂの補強部材２３へ、更に助手席シート２Ｂの補強部材２３から助手席側の車体側壁たるドアＤ２へ伝達され、この過程で荷重が分散され、車室の変形が極力抑えられ、車室空間を充分に確保できる。

一方、剛性部材３を質量体とするダイナミックダンパは車室フロア１の振動を制振する。エンジンの中高速回転時、エンジン振動が車室フロア１に伝わり、車室フロア１が１４０〜１６０Hzの振動数域で共振すると車内こもり音が増幅され乗員に不快感を与える。

この場合、車室フロア１に支持脚４Ａ，４Ｂによって支持された剛性部材３がダイナミックダンパとなって、車室フロア１の共振振動数域を１４０〜１６０Hzの領域からはずす（ずらす）ことができ、不快な車内こもり音の音レベルを低減できる。車室フロア１の共振振動数域の移行は、剛性部材３の質量や支持脚４Ａ，４Ｂの支持剛性（ばね定数）を調整することによりなされ得る。

本実施形態によれば、不快な車内こもり音が増幅される車室フロア１の共振を抑えるのに、従来の振動対策のようにフロアクロスメンバやフロアメンバ等の車体の骨格部品を増設したり、エンジンのエンジンマウントにダイナミックダンパを設置することなく、側面衝突時に車室空間を確保する目的で車室フロア１に設けた剛性部材３に、剛性部材３の本来の機能を損なうことなく、ダイナミックダンパの役割を持たせたので車体重量の増加やコストの増加がなく経済的に構成でき、効果的に不快な車内こもり音の増幅を抑制できる。

ダイナミックダンパの質量体の機能を持たせた剛性部材３は、内部に設ける補強板３０の数を増減することで容易に所定の質量に設定することができる。また補強板３０により側面衝突時に衝突荷重により剛性部材３自体がつぶれ変形せず効率よく衝突荷重を伝達できる。

剛性部材３を支える支持脚４Ａ，４Ｂは、特に強度を要求されるものではなく、剛性部材３を両シート２Ａ，２Ｂ間の所定の高さ位置に保持できればよく、金属板からなる撓みやすいもので充分である。また両支持脚４Ａ，４Ｂは、前後方向に設けたので、車幅方向に撓みやすくエンジン振動により剛性部材３を車幅方向に容易に振動させることができる。また支持脚４Ａ，４Ｂは、それらの前後幅を変えて支持剛性を非対称に設定したので、より剛性部材３を振動させやすくできる。このように剛性部材３を振動させやすくしたので、エンジン振動による車室フロアの共振振動数域を、不快な車内こもり音が増幅される振動数域から容易にはずすことができる。尚、各支持脚の支持剛性を非対称に設定する態様として、外形幅寸法の設定に限らず、車室フロアへの各支持脚の締結個所の数を互いに異なる数に設定したり、各支持脚の中間部に互いに大きさの異なる開口を形成してもよい。

本発明の自動車の車室フロアを示すもので、図２のＩ−Ｉ線に沿う位置での断面図である。 車室フロアに側面衝突時に車室の変形を抑制する剛性部材を備えた自動車を示す概略図である。 本発明を適用した剛性部材の斜視図である。 上記剛性部材の平面図である。 従来の車室フロアの振動状態を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 車室フロア
２Ａ，２Ｂ シート
３ 剛性部材
３０ 補強板
４Ａ，４Ｂ 支持脚（支持部）
Ｄ１，Ｄ２ ドア（車体側壁）

Claims (4)

1. 自動車の車室フロアに載置された左右のシートの間に、自動車の側面衝突時等に一方のドア等の車体側壁側に作用する衝突荷重を上記両シートと一体に他方の車体側壁へ伝達せしめる箱型の剛性部材を設け、
   剛性部材を、車室フロアに起立せしめた少なくとも一対の支持部により支持せしめてダイナミックダンパを構成し、該ダイナミックダンパは、上記一対の支持部によって互いに異なる支持剛性をもって車室フロアへ支持されるように構成したことを特徴とする自動車の車室フロア。
2. 上記剛性部材にはその内部に、左右の側面間を架けわたす複数の補強板を設けて、剛性部材を所定の質量に設定し、
   上記剛性部材は、その左右の側面を上記両シートの対向面に対向させて配設した請求項１に記載の自動車の車室フロア。
3. 上記剛性部材を、左右方向に間隔をおいて対面する板状の支持部により支持せしめた請求項１または２に記載の自動車の車室フロア。
4. 上記両支持部の前後幅を異なる幅に設定した請求項１ないし３に記載の自動車の車室フロア。