JP2009012674A - 自動車の車体フロア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クロスメンバに形状変化部を備える自動車の車体フロア構造であっても、衝突エネルギの吸収および強度を充分確保する。
【解決手段】フロアパネル１上に、フロアトンネル３とサイドシル５とを接続して車幅方向に延びるセカンドクロスメンバ９を設け、セカンドクロスメンバ９は、上面に形状変化部となる屈曲部９ｊ２を備え、この屈曲部９ｊ２を跨ぐように、補強部材１９をセカンドクロスメンバ９内に設ける。補強部材１９は、車幅方向外側の端部１９ａ側のほぼ半分の領域がセカンドクロスメンバ９の下面から離間して隙間２１を形成し、車幅方向内側の端部１９ｂ側のほぼ半分の領域をセカンドクロスメンバ９の下面に接合固定する。フロアトンネル３とサイドシル５との間のフロアパネル１上に設けたフロントサイドメンバエクステンション７の上方に、補強部材１９の端部１９ｂを配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車幅方向に延びるクロスメンバの延長方向の一部位に形状変化部を備える自動車の車体フロア構造に関する。

従来、例えば下記特許文献１に記載の自動車の車体フロア構造では、車幅方向に延びるクロスメンバ（サードクロスメンバ）の上面に形状変化部となる段差（凹部）を備えた構造となっている。
特開平８−８０８７４号公報

ところで、上記した従来の車体フロア構造では、車両が側面衝突時におけるような車体側方から衝撃荷重を受ける場合には、上記した形状変化部を起点としてクロスメンバが屈曲しやすく、衝突エネルギの吸収および強度確保が充分得られない虞がある。

そこで、本発明は、クロスメンバに形状変化部を備える自動車の車体フロア構造であっても、衝撃荷重の吸収および強度確保が充分得られるようにすることを目的としている。

本発明は、車両前後方向へ延設されるサイドメンバの上方に、一端側がサイドシルに接合され、車幅方向へ延設されるクロスメンバを配設し、サイドシルとサイドメンバとの間のクロスメンバの上面に形状変化部を設け、該クロスメンバに前記形状変化部を跨ぐようにしてその延設方向に沿って補強部材を設け、この補強部材の一端を前記サイドシル近傍に位置させてこの一端側の上面を前記クロスメンバの上壁部下面から離間配置するとともに、前記補強部材の他端を前記サイドメンバの上面に対して離間させた状態でその上方に配置し、前記補強部材の他端側の上面を前記クロスメンバの上壁部下面に接合したことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、クロスメンバは、サイドシル側を補強部材に対して離間させているので、サイドシルの側方からの荷重入力に対し、補強部材によって強度を確保しつつ効率よく軸圧壊して、衝撃荷重の吸収を充分なものとすることができる。

また、サイドシルより上部での車両側方からの荷重入力に対しては、クロスメンバと補強部材との結合部を起点として、これら各部材の荷重入力側の端部が上方に向けて移動するよう各部材が屈曲変形して衝撃荷重を吸収し、その後補強部材の他端がサイドメンバの上面に接触することで各部材の屈曲変形が抑制され、室内空間を確保することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示す自動車の車体フロア構造の正面断面図で、図２に示す車体フロア構造のＡ−Ａ断面図に相当する。図３は、図２のＢ部を拡大した斜視図である。図１に示すように、フロアパネル１の車幅方向中央には、上方の車室２に向けて突出するフロアトンネル３が車両前後方向に向けて延長して形成されるとともに、車幅方向両端部には車両前後方向に延びるサイドシル５を接合している。なお、図２では、車幅方向左側（図２中で右側）のサイドシルを省略しており、後述するセンタピラー２０も省略している。

上記したフロアトンネル３とサイドシル５との間のフロアパネル１上には、車両前後方向に延びるサイドメンバとしてのフロントサイドメンバエクステンション７を設けている。フロントサイドメンバエクステンション７は、図２中の矢印ＦＲで示す車両前方側から同後方側に向けて延びる図示しないフロントサイドメンバの後端に連続する延長部材である。

このようなフロントサイドメンバエクステンション７は、上壁部７ａと、上壁部７ａの車幅方向両側縁から下方に向けて屈曲して延びる側壁部７ｂ，７ｃと、側壁部７ｂ，７ｃの下端から互いに離反する車幅方向両側に向けて突出するフランジ部７ｄ，７ｅとを備え、このフランジ部７ｄ，７ｅをフロアパネル１上に接合固定している。

また、フロアトンネル３を間に挟んで左右両側のフロアパネル１上には、フロントサイドメンバエクステンション７の上部を跨ぐようにして車幅方向に延びるクロスメンバであるセカンドクロスメンバ９を設けている。すなわち、このセカンドクロスメンバ９はフロントサイドメンバエクステンション７と交差しつつ車両前後方向に延びている。

この際、図３に示すように、セカンドクロスメンバ９はフロントサイドメンバエクステンション７に対応する部位に逃げ部となる切欠部９ａを下部に設け、さらにこの切欠部９ａの上部に車両前後方向に向けて突出して設けたフランジ部９ｂ（車両後方側は図示していない）を、フロントサイドメンバエクステンション７の上壁部７ａに接合固定している。

上記したセカンドクロスメンバ９は、フロントサイドメンバエクステンション７と同様に、上壁部９ｃと、上壁部９ｃの車幅方向両側縁から下方に向けて屈曲して延びる側壁部９ｄ，９ｅと、側壁部９ｄ，９ｅの下端から互いに離反する車両前後方向両側に向けて突出するフランジ部９ｆ，９ｇ（図５参照）とを備え、このフランジ部９ｆ，９ｇをフロアパネル１上に接合固定している。

また、図１に示すように、セカンドクロスメンバ９は、車幅方向外側の端部のフランジ部９ｈをサイドシル５のシルンナ５ａに接合固定するとともに、車幅方向内側の端部のフランジ部９ｉ（図２参照）をフロアトンネル３の傾斜している側壁部３ａに接合固定している。

さらに、上記したセカンドクロスメンバ９は、フロントサイドメンバエクステンション７の上方部位を含むフロアトンネル３とサイドシル５との間の上壁部９ｃの所定領域に凹部９ｊを設けている。この凹部９ｊは、フロアトンネル３とフロントサイドメンバエクステンション７との間にあってフロアトンネル３側からフロントサイドメンバエクステンション７側に向かうに従って下方に向けて傾斜する屈曲部９ｊ１と、サイドシル５とフロントサイドメンバエクステンション７との間にあってサイドシル５側からフロントサイドメンバエクステンション７側に向かうに従って下方に向けて傾斜する屈曲部９ｊ２と、これら各屈曲部９ｊ１，９ｊ２相互を接続する平面部９ｊ３とを備える。

上記した凹部９ｊを形成することによって、後述するシート１７の下部のスペースが広くなる。ここで凹部９ｊにおけるサイドシル５側の屈曲部９ｊ２は、フロントサイドメンバエクステンション７側がサイドシル５側に対して上下方向高さが低くなるよう屈曲する形状変化部を構成している。すなわち、セカンドクロスメンバ９の上面に形状変化部を設けていることになる。

そして、このセカンドクロスメンバ９の車両後方には車幅方向に延びるサードクロスメンバ１３を配置し、セカンドクロスメンバ９の凹部９ｊの両側の上壁部９ｃおよび、サードクロスメンバ１３の上壁部に、シートスライド機構１５を介してシート１７を取り付ける。

図１，図３に示すように、セカンドクロスメンバ９内には補強部材１９を設けている。補強部材１９は、形状変化部である屈曲部９ｊ２を跨ぐようにしてセカンドクロスメンバ９の長手方向に沿って配置し、車幅方向外側の端部１９ａをサイドシル５のシルンナ５ａ近傍に位置させる一方、車幅方向内側の端部１９ｂをフロントサイドメンバエクステンション７の上方に位置させている。

また、セカンドクロスメンバ９に対応する位置のサイドシル５のシルアウタ５ｂには、ピラーインナ２０ａとピラーアウタ２０ｂとからなるセンタピラー２０の前記ピラーインナ２０ａの下端を接合固定している。すなわち、セカンドクロスメンバ９は、車両前後方向位置がセンタピラー２０と一致していることになる。

前記した補強部材１９は、屈曲部９ｊ２より車幅方向外側の一方の端部９ａ側のほぼ半分の領域が、上壁部９ｃとの間に隙間２１を形成している。すなわち、補強部材１９の一端をサイドシル５近傍に位置させてこの一端側の上面をセカンドクロスメンバ９の上壁部下面から離間配置していることになる。

また、補強部材１９は、他方の端部９ｂ側がフロントサイドメンバエクステンション７との間に隙間２３を形成しており、したがって、補強部材１９の他端をフロントサイドメンバエクステンション７の上面に対して離間させた状態でその上方に配置したことになる。

このようにして配置した補強部材１９は、上壁部１９ｃと、上壁部１９ｃの車幅方向両側縁から下方に向けて屈曲して延びる側壁部１９ｄ，１９ｅとを備えて断面ほぼコ字形状としている。

したがって、この補強部材１９は、屈曲部９ｊ２より車幅方向内側（フロントサイドメンバエクステンション７側）の上壁部１９ｃを、セカンドクロスメンバ９の平面部９ｊ３の下面に接合固定していることになる。すなわち、補強部材１９の他端側の上面をセカンドクロスメンバ９の上壁部下面に接合したことになる。

次に、上記した車体フロア構造において、車両が側面衝突するなどして側方から衝撃荷重を受けた場合について説明する。

図４（ａ）は、センタピラー２０下端のサイドシル５の外側方から衝撃荷重を矢印Ｆ１のように受けた場合を示す。この場合には、衝撃荷重Ｆ１によって、センタピラー２０の下端およびサイドシル５を潰しつつ、セカンドクロスメンバ９および補強部材１９に対しその長手方向に向けて衝撃荷重Ｆ１が作用する。なお、図４（ａ）ではセンタピラー２０およびシルアウタ５ｂは省略している。

この際、サイドシル５側のセカンドクロスメンバ９と補強部材１９との間には隙間２１が形成されてこれら相互が離間しているので、補強部材１９を設定してセカンドクロスメンバ９の強度を確保しつつも、補強部材１９に対して離間した部分の強度が高くなりすぎることがなく、この部分のセカンドクロスメンバ９が効率よく軸圧壊して衝突エネルギを吸収することができる。

図４（ｂ）は、サイドシル５上方のセンタピラー２０の外側方から衝撃荷重を矢印Ｆ２のように受けた場合を示す。この場合には、セカンドクロスメンバ９および補強部材１９が、補強部材１９の他方の端部１９ｂ側のセカンドクロスメンバ９への結合部２５を起点として、サイドシル５側が上方に向けて移動するよう屈曲変形して衝突エネルギを吸収する。

この際、補強部材１９のフロントサイドメンバエクステンション７側の端部１９ｂ付近が、図１のように通常時はフロントサイドメンバエクステンション７側に対して離間して隙間２３を形成しているので、上記した屈曲変形はこの隙間がなくなるまで、つまり補強部材１９が図４（ｂ）のようにフロントサイドメンバエクステンション７に接触するまでなされ、屈曲変形後は、端部１９ｂ付近がフロントサイドメンバエクステンション７の上壁部７ａに接触して、それ以上の変形を抑制し、これにより側面衝突時での室内２の空間を確保することができる。

ここで、セカンドクロスメンバ９は、フロンドサイドメンバエクステンション７に対応する車室２の下部に位置し、またセカンドクロスメンバ９は、車両前後方向位置がセンタピラー２０と一致しているので、該センタピラー２０への荷重入力に対し、車室２の空間を確保できることになる。

図５は、上記した車体フロア構造において、車両が前面衝突するなどして車両前方から衝撃荷重Ｆ３を受けた場合の側面断面図である。この場合には、補強部材１９が車両前後方向に突っ張ることで衝撃荷重Ｆ３に対抗し、セカンドクロスメンバ９の変形を抑制する。これにより前面衝突時でのシート１７の前後方向の動きを抑えることができる。

本発明の一実施形態を示す自動車の車体フロア構造の正面断面図である。 図１の車体フロア構造の全体斜視図である。 図２のＢ部を拡大した斜視図である。 図１の車体フロア構造にて車両側方から衝撃荷重を受けた場合の作用説明図で、（ａ）はサイドシルの外側方から衝撃荷重を受けた場合、（ｂ）はセンタピラーの外側方から衝撃荷重を受けた場合をそれぞれ示す。 図１の車体フロア構造における車両前方から衝撃荷重を受けた場合の作用説明図である。

符号の説明

２ 車室
５ サイドシル
７ フロントサイドメンバエクステンション（サイドメンバ）
９ セカンドクロスメンバ（クロスメンバ）
９ｊ２ 屈曲部（形状変化部）
１９ 補強部材
１９ａ 補強部材の車幅方向外側の端部（補強部材の一端）
１９ｂ 補強部材の車幅方向内側の端部（補強部材の他端）
２０ センタピラー

Claims (4)

1. 車両前後方向へ延設されるサイドメンバの上方に、一端側がサイドシルに接合され、車幅方向へ延設されるクロスメンバを配設し、サイドシルとサイドメンバとの間のクロスメンバの上面に形状変化部を設け、該クロスメンバに前記形状変化部を跨ぐようにしてその延設方向に沿って補強部材を設け、この補強部材の一端を前記サイドシル近傍に位置させてこの一端側の上面を前記クロスメンバの上壁部下面から離間配置するとともに、前記補強部材の他端を前記サイドメンバの上面に対して離間させた状態でその上方に配置し、前記補強部材の他端側の上面を前記クロスメンバの上壁部下面に接合したことを特徴とする自動車の車体フロア構造。
2. 前記クロスメンバの形状変化部は、前記サイドメンバ側が前記サイドシル側に対して上下方向高さが低くなるよう屈曲する屈曲部で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体フロア構造。
3. 前記サイドメンバはフロンドサイドメンバの後端から車体後方に向けて連続して延びるフロンドサイドメンバエクステンションであり、前記クロスメンバは、前記フロンドサイドメンバエクステンションに対応する車室内下部に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車の車体フロア構造。
4. 前記クロスメンバは、車両前後方向位置がセンタピラーと一致していることを特徴とする請求項３に記載の自動車の車体フロア構造。

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