JP2010195150A

JP2010195150A - 車体フロア構造

Info

Publication number: JP2010195150A
Application number: JP2009041008A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Suzuki; 浩義鈴木; Sayaka Okuzaki; 左野佳奥崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-02-24
Also published as: US8118125B2; JP4856731B2; US20100213741A1

Abstract

【課題】車両の中央部のフロアトンネル内に配置された機能部品を側面衝突等の外部入力から保護することを可能にするとともに、側面衝突等の外部入力を効率よく分散させることを可能にする。
【解決手段】車体のフロアパネル１３の中央に、車体前後方向にフロアトンネル１４を延ばし、このフロアトンネル１４へ収納部品２２を収納する車体フロア構造１０において、収納部品２２内に車幅方向に延びる通路５３を形成し、この通路５３内にクロスメンバー２５を通し、このクロスメンバー２５に弾性部材２６を介して収納部品２２を支持し、クロスメンバー２５の両端をフロアトンネル側壁内面３１，３１へそれぞれ結合した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体のフロアトンネル内に燃料タンクや燃料電池スタックなどの機能部品を収納する車体フロア構造に関する。

車体フロア構造として、車両、特に自動車では衝突に対して様々な対策が提案されている。例えば、通常の車両では側面衝突時に車両の変形を抑えるためにフロアトンネル内にクロスメンバーを追加し、車体の変形量を抑えているものがある。また、シートの構造を利用して側面衝突時の荷重を車両全体に分散する構造などがある。
このような、車体フロア構造として、車体側方からの荷重をセンタコンソール内に伝達するものや、車体側方からの荷重をフロアトンネルの上面に伝達するものが知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。

特許文献１の車体フロア構造は、センタコンソールの両側側壁に中空の梁を渡すとともに、この中空の梁を前部座席の背もたれ部分に位置させ、車体側方からの荷重をセンタコンソール内に伝達できるようにしたものである。

特許文献２の車体フロア構造は、車体側方に且つ車体前後方向に左右のサイドシルが配置され、これらのサイドシルに平行に且つ車体中央にフロアトンネルが延ばされ、このフロアトンネルを挟んで左右のシートが配置され、左のシートの下部に、左のサイドシルとフロアトンネルとを繋ぐ左のクロスメンバーが設けられ、右のシートの下部に、右のサイドシルとフロアトンネルとを繋ぐ右のクロスメンバーが設けられたものである。

例えば、図５に示された従来の一般的な車体のフロア構造２００では、フロアトンネル２０１内にトンネル内クロスメンバー２０２を付設し、側面衝突時に、サイドシル２０３からシートクロスメンバー２０４を介してフロアトンネル２０１に伝達される荷重による車体の変形を抑制している。また、シート２０５の構造を利用して側面衝突時の荷重を車体全体に分散する。

しかしながら、近年、環境にやさしい車がクローズアップされており、それらの車両は一般的な車両に対してシステムが複雑である。そのため、車載システムが大きくなりがちである。

従って、図６に示された従来の車体のフロア構造２１０のように、車両中央のフロアトンネル２１１内に機能部品２１２を車載することがある。ここで車載される機能部品２１２は、例えば、燃料電池スタック、ハイブリット車両の高圧電装系システム、内燃機関の燃料タンク、電気自動車のバッテリ等である。機能部品２１２は、サブシャーシ２１３でフロアトンネル２１１に支持される。
このように、フロアトンネル２１１内に機能部品２１２を配置すると、機能部品２１２の保護の観点から側面衝突の荷重をフロアトンネル２１１に伝達することができなくなる。

そこで、図７に示された従来の車体のフロア構造２２０では、機能部品２２２を強固に形成し、この強固に形成された機能部品２２２をサブシャーシ２２３に搭載し、このサブシャーシ２２３をフロアトンネル２２１に取付ける。これにより、側面衝突の荷重をフロアトンネル２２１に伝達することが可能となる。しかし、機能部品２１３自体の重量が嵩み、車体重量の増加を招く。

図８に示された従来の車体のフロア構造２３０では、機能部品２３２，２３２を強固に形成することなく、機能部品２３２，２３２を隔壁２３４に取付け、これらの機能部品２３２，２３２及び隔壁２３４をサブシャーシ２３３に搭載し、このサブシャーシ２３３をフロアトンネル２３１に取付ける。
しかし、車体側方から荷重が作用したときに、隔壁２３４に取付けた機能部品２３２，２３２も引きずられ、機能損傷に至る可能性は大きい。

すなわち、車両中央のフロアトンネル内に機能部品を配置するときにも、上記の特許文献１，２の車体フロア構造に示されたような、側突時に発生する車体側方からの荷重を分散させて伝達するとともに、フロアトンネル内の機能部品に車体側方からの荷重が作用しないような配慮が望まれる。

特開平９−１３６５７５号公報特開２００５−６７４２７公報

本発明は、車両の中央部のフロアトンネル内に配置された機能部品を側面衝突等の外部入力から保護するとともに、側面衝突等の外部入力を効率よく分散させることができる車体フロア構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体のフロアパネル中央に、車体前後方向にフロアトンネルを延ばし、このフロアトンネルへ収納部品を収納する車体フロア構造において、収納部品内に車幅方向に延びる通路を形成し、この通路内にクロスメンバーを通し、このクロスメンバーに弾性部材を介して収納部品を支持し、クロスメンバーの両端をフロアトンネル側壁内面へそれぞれ結合したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、収納部品が、燃料貯留機能、発電機能若しくは蓄電機能を有する機能部品、若しくは高圧電装系システムであることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、機能部品が、燃料電池スタックであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、クロスメンバーが、弾性部材によりフローティングされたステー部材を介して収納部品を支持するものであることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、クロスメンバーが、フロアトンネル側壁内面に直角三角形状に突出するブラケット水平底面へ締結することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、クロスメンバーとステー部材とが、互いに直交することを特徴とする。

本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、車体のフロアパネル中央に、車体前後方向にフロアトンネルを延ばし、このフロアトンネルへ収納部品を収納する。収納部品内に車幅方向に延びる通路を形成し、この通路内にクロスメンバーを通し、このクロスメンバーに弾性部材を介して収納部品を支持し、クロスメンバーの両端をフロアトンネル側壁内面へそれぞれ結合した。
収納部品内に車幅方向に延びる通路を車体前後方向にずらすことで、クロスメンバーを任意の位置に設定することができる。これにより、クロスメンバーを側方からの荷重伝達の効率のよいところ（荷重入力位置）に設定できる。この結果、車体の補強を強化する必要がないので、車体の軽量化を図ることができる。
クロスメンバーに弾性部材を介して収納部品を支持し、収納部品がフローティングして支持されているので、組立誤差を吸収することができる。従って、組付け時のクロスメンバーのフロアトンネル側壁内面への位置合わせが簡単となる。
クロスメンバーに弾性部材を介して収納部品を支持し、収納部品がフローティングして支持されているので、クロスメンバーに側突荷重が入力されても、収納部品には側突荷重が入力されない。

請求項２に係る発明では、収納部品が、燃料貯留機能、発電機能若しくは蓄電機能を有する機能部品、若しくは高圧電装系システムとした。上述のように、クロスメンバーに弾性部材を介して収納部品を支持し、収納部品がフローティングして支持されているので、収納部品として、機能部品、若しくは高圧電装系システムが収納可能となる。すなわち、燃料貯留機能、発電機能若しくは蓄電機能を有する機能部品、若しくは高圧電装系システムを、フロアトンネル内に収納することができる。

請求項３に係る発明では、機能部品が、燃料電池スタックである。燃料電池スタックは電気発生時に振動やノイズが発生する。収納部品である燃料電池スタックが、弾性部材によりフローティングして支持されているので、フロアトンネル側に振動やノイズを伝えにくい。この結果、車室内のノイズを低減することができる。

請求項４に係る発明では、クロスメンバーを、弾性部材によりフローティングされたステー部材を介して収納部品を支持するようにしたので、予め、クロスメンバーに収納部品を取付けておくことができる（予め、サブアッセンブリすることができる）。この結果、車体への組付けが容易となる。

請求項５に係る発明では、クロスメンバーを、フロアトンネル側壁内面に直角三角形状に突出するブラケット水平底面へ締結するようにしたので、フロアトンネルに車体下方から締結することができ、クロスメンバーの取付けの作業性の向上を図ることができる。

請求項６に係る発明では、クロスメンバーとステー部材とが、互いに直交するようにしたので、例えば、車体前後方向に長い収納部品を安定して支持することができる。

本発明に係る車体フロア構造の分解斜視図である。図１に示された車体フロア構造の正面断面図である。図１に示された車体フロア構造の荷重伝達の一例を示す説明図である。本発明に係る別実施例の車体フロア構造の分解斜視図である。従来の一般的な車体フロア構造の説明図である。従来のフロアトンネルに収納部品を収納した説明図である。従来のフロアトンネルに強固な収納部品を収納した説明図である。従来のフロアトンネルに隔壁とともに収納部品を収納した説明図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１及び図２に示された車体フロア構造１０は、車室の下部を形成するフロアパネル１３と、このフロアパネル１３の中央に車体前後方向に延ばされたフロアトンネル１４と、このフロアトンネル１４に取付けるサブシャーシ２１と、このサブシャーシ２１に搭載される収納部品２２と、サブシャーシ２１に取付けられ、収納部品２２の前後を保持する前後の保持部材２３，２３と、収納部品２２に貫通して、フロアトンネル１４に取付けられるクロスメンバー２５と、クロスメンバー２５に弾性部材２６を介して取付けられ、収納部品２２を支持するステー部材２７とからなる。

フロアトンネル１４は、フロアトンネル側壁内面３１，３１に、クロスメンバー２５を取付ける左右のブラケット３３，３３が設けられる。ブラケット３３は、フロアトンネル側壁内面３１から突出させた前後の突出部３５，３５と、これらの突出部３５，３５の下部に設けられ、クロスメンバー２５を取付けるブラケット水平底面３７と、突出部３５，３５の側部に設けられ、フロアトンネル側壁内面３１に溶接される溶接面３８とからなる。

さらに、ブラケット３３は、正面から見たときに、フロアトンネル側壁内面３１から直角三角形状に突出するブラケットである。ブラケット水平底面３７には、ボルト３９，３９をねじ込むボルト孔４１，４１が形成される。

サブシャーシ２１は、車体前後方向に延ばされた左右の縦メンバー４２，４３と、これらの縦メンバー４２，４３の前端を繋ぐ前横メンバー４４と、縦メンバー４２，４３の後端を繋ぐ後横メンバー４５と、左右の縦メンバー４２，４３の中間を繋ぐ第１及び第２の中間メンバー４６，４７とからなる。

左右の縦メンバー４２，４３の前端に、前の保持部材２３を取付けるための孔４８，４８が形成され、左右の縦メンバー４２，４３の後端に後の保持部材２３を取付けるための孔４９，４９が形成される。第１及び第２の中間メンバー４６，４７には、収納部品２２を弾性的に支持するクッション材（弾性部材）５１，５１が設けられる。すなわち、サブシャーシ２１は、車体前後方向に長い矩形のシャーシである。

収納部品２２は、燃料貯留機能、発電機能若しくは蓄電機能を有する機能部品、若しくはハイブリット車両の高圧電装系システムである。具体的には、機能部品は、燃料タンク、燃料電池スタック若しくはバッテリであり、実施例の収納部品２２は、燃料電池スタックである。

燃料電池スタック２２には、左右の側面５２，５２を貫通した通路５３が設けられる。この通路５３は、クロスメンバー２５を貫通するとともにステー部材２７を収納する。通路５３の上面５３ａには、ステー部材２７の取付部５４，５４が設けられる。取付部５４，５４には、燃料電池スタック２２の上面２２ａから取付部５４，５４まで貫通させた貫通部５５，５５が形成されている。貫通部５５，５５からステー部材２７に取付ける取付ねじ５６，５６が挿入される。

前後の保持部材２３，２３は、燃料電池スタック２２を車体前後方向に挟み込むことで、燃料電池スタック２２を車体前後方向に保持する。保持部材２３は、下部に貫通孔６１，６１が形成され、ボルト６２，６２でサブシャーシ２１とともにフロアトンネル１４側の溶接ナット６３，６３（図２参照）に締結される。

クロスメンバー２５は、燃料電池スタック２２の通路５３に貫通させる本体部６４と、この本体部６４の両端に形成され、左右のブラケット３３，３３に取付けられる左右の取付部６５，６５とを備える。取付部６５には、ボルト３９，３９の貫通孔６９，６９が設けられる。さらに、クロスメンバー２５は、平面視で略Ｉ形の形状を呈する。

ステー部材２７は、前端及び後端に燃料電池スタック２２を取付ける取付ねじ５６，５６のねじ孔６６，６６が形成されている。ステー部材２７は、クロスメンバー２５に直交して設けられる。

図３（ａ）に示されたように、側面衝突時には、白抜き矢印ａ１の如くサイドシル１６や車両用シート１７に側突荷重が作用する。図３（ｂ）に示されたように、サイドシル１６や車両用シート１７に作用した荷重は、車両用シート１７からフロアトンネル１４に向けて矢印ａ２の如く伝達されるとともに、シートクロスメンバー１８を経由してフロアトンネル１４に向けて矢印ａ３の如く伝達される。

図３（ｃ）に示されたように、車両用シート１７から伝達される荷重は、矢印ａ４の如くフロアトンネル１４の上面１４ａを経由して車体側方に伝達され、シートクロスメンバー１８を経由してフロアトンネル１４に伝達される荷重は、矢印ａ５の如くクロスメンバー２５を経由して車体側方に伝達される。フロアトンネル１４に収納された燃料電池スタック２２は、弾性部材２６やクッション材５１でサブシャーシ２１及びフロアトンネル１４からフローティングされているので、燃料電池スタック２２に側突荷重が入力し難い。

図１〜図３に示されてように、車体フロア構造１０では、車体のフロアパネル１３の中央に、車体前後方向にフロアトンネル１４を延ばし、このフロアトンネル１４へ収納部品２２を収納する。収納部品２２内に車幅方向に延びる通路５３を形成し、この通路５３内にクロスメンバー２５を通し、このクロスメンバー２５に弾性部材２６を介して収納部品２２を支持し、クロスメンバー２５の両端をフロアトンネル側壁内面３１，３１へそれぞれ結合した。

収納部品２２内に車幅方向に延びる通路５３自体を車体前後方向にずらすことで、クロスメンバー２５を任意の位置に設定することができる。これにより、クロスメンバー２５を側方からの荷重伝達の効率のよいところ（荷重入力位置）に設定できる。この結果、車体の補強を強化する必要がないので、車体の軽量化を図ることができる。

クロスメンバー２５に弾性部材２６を介して収納部品２２を支持し、収納部品２２がフローティングして支持されているので、組立誤差を吸収することができる。従って、組付け時のクロスメンバー２５のフロアトンネル側壁内面３１，３１への位置合わせが簡単となる。

クロスメンバー２５に弾性部材２６を介して収納部品２２を支持し、収納部品２２がフローティングして支持されているので、クロスメンバー２５に側突荷重が入力されても、収納部品２２には側突荷重が入力されない。

収納部品２２は、燃料貯留機能、発電機能若しくは蓄電機能を有する機能部品、若しくは高圧電装系システムである。上述のように、クロスメンバー２５に弾性部材２６を介して収納部品２２を支持し、収納部品２２がフローティングして支持されているので、収納部品２２として、機能部品、若しくは高圧電装系システムが収納可能となる。すなわち、燃料貯留機能、発電機能若しくは蓄電機能を有する機能部品、若しくは高圧電装系システムを、フロアトンネル１４内に収納することができる。

実施例では、機能部品が、燃料電池スタック２２である。燃料電池スタック２２は電気発生時に振動やノイズが発生する。収納部品２２である燃料電池スタック２２が、弾性部材２６によりフローティングして支持されているので、フロアトンネル１４側に振動やノイズを伝えにくい。この結果、車室内のノイズを低減することができる。

クロスメンバー２５を、弾性部材２６によりフローティングされたステー部材２７を介して収納部品２２を支持するようにしたので、予め、クロスメンバー２５に収納部品２２を取付けておくことができる（予め、サブアッセンブリすることができる）。この結果、車体への組付けが容易となる。

また、クロスメンバー２５を、フロアトンネル側壁内面３１，３１に直角三角形状に突出するブラケット水平底面３７へ締結するようにしたので、フロアトンネル１４に車体下方から締結することができ、クロスメンバー２５の取付けの作業性の向上を図ることができる。

さらに、クロスメンバー２５とステー部材２７とが、互いに直交するようにしたので、例えば、車体前後方向に長い収納部品２２を安定して支持することができる。

図４に示されたように、別実施例の車体フロア構造１００は、フロアパネル（不図示）の中央に車体前後方向に延ばされたフロアトンネル１０４と、このフロアトンネル１０４のフロアトンネル側壁内面１１１，１１１に設けられる直角三角形状に突出する左右のブラケット１１３，１１３と、フロアトンネル１０４に収納される収納部品１０２と、この収納部品１０２に貫通され、左右のブラケット１１３，１１３に取付けられるクロスメンバー１０５と、このクロスメンバー１０５に弾性部材１０６を介して取付けられ、収納部品１０２を支持するステー部材１０７とからなる。

ブラケット１１３は、フロアトンネル側壁内面１１１から突出させた前後の突出部１１５，１１５と、これらの突出部１１５，１１５の下部に設けられ、クロスメンバー１０５を取付けるブラケット水平底面１１７と、突出部１１５，１１５の側部に設けられ、フロアトンネル側壁内面１１１に溶接される溶接面１１８とからなる。

さらに、ブラケット１１３は、正面から見たときに、フロアトンネル側壁内面１１１から直角三角形状に突出するブラケットである。ブラケット水平底面１１７には、クロスメンバー１０５を取付けるボルト１１９，１１９をねじ込むナット１２１，１２１が溶接される。

実施例の収納部品１０２は、燃料を貯留する燃料タンクである。燃料タンク１０２には、クロスメンバー１０５及びステー部材１０７を貫通可能な通路（開口）１３３が形成され、ステー部材１０７をボルト１３６，１３６で取付ける左右のフランジ１３４，１３４が形成される。左右のフランジ１３４，１３４には、ボルト１３６，１３６を貫通させる貫通孔１３７，１３７を備える。

クロスメンバー１０５は、燃料タンク１０２の通路に貫通させる本体部１４４と、この本体部１４４の両端に形成され、左右のブラケット１１３，１１３に取付ける左右の取付部１４５とを備える。さらに、クロスメンバー１０５は、平面視で略Ｉ形の形状を呈する。左右の取付部１４５は、ボルト１１９，１１９を貫通させる貫通孔１４９，１４９を備える。

ステー部材１０７は、弾性部材１０６に支持されるステー本体１４７と、このステー本体１４７の両端から折り曲げ形成された取付フランジ部１４８，１４８とからなる。取付フランジ部１４８には、燃料タンク１０２のフランジ１３４を取付けるボルト１３６のボルト孔１４６が形成されている。
また、ステー部材１０７は、クロスメンバー１０５に平行に設けられる。

フロアトンネル１０４に収納された燃料タンク１０２は、弾性部材１０６でフロアトンネル１０４からフローティングされているので、車体フロア構造１０と同様に側突荷重が作用し難い。

尚、本発明に係る車体フロア構造は、図１に示すように、収納部品２２内に車幅方向に延びる通路５３を形成したが、これに限るものではなく、通路５３は切り欠きであってもよい。
また、前後の保持部材２３，２３と収納部品２２との間に別の弾性部材を介在させるものであってもよい。

本発明に係る車体フロア構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。

１０，１００…車体フロア構造、１３…フロアパネル、１４…フロアトンネル、２２…収納部品（燃料電池スタック）、２５…クロスメンバー、２６…弾性部材、３１…フロアトンネル側壁内面、２７…ステー部材、３７…ブラケット水平底面。

Claims

車体のフロアパネル中央に、車体前後方向にフロアトンネルを延ばし、このフロアトンネルへ収納部品を収納する車体フロア構造において、
前記収納部品内に車幅方向に延びる通路を形成し、この通路内にクロスメンバーを通し、このクロスメンバーに弾性部材を介して前記収納部品を支持し、前記クロスメンバーの両端をフロアトンネル側壁内面へそれぞれ結合したことを特徴とする車体フロア構造。
前記収納部品は、燃料貯留機能、発電機能若しくは蓄電機能を有する機能部品、若しくは高圧電装系システムであることを特徴とする請求項１記載の車体フロア構造。
前記機能部品は、燃料電池スタックであることを特徴とする請求項２記載の車体フロア構造。
前記クロスメンバーは、前記弾性部材によりフローティングされたステー部材を介して前記収納部品を支持するものであることを特徴とする請求項１記載の車体フロア構造。
前記クロスメンバーは、前記フロアトンネル側壁内面に直角三角形状に突出するブラケット水平底面へ締結することを特徴とする請求項１記載の車体フロア構造。
前記クロスメンバーとステー部材とは、互いに直交することを特徴とする請求項４記載の車体フロア構造。