JP2012166710A - 車体フロア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体重量の増加を最小限に抑えて車体側方から作用する衝撃荷重に十分に対抗できる車体フロア構造を提供する。
【解決手段】フロアトンネル部１２に上方から被せられてフロアトンネル部１２との間に閉断面構造部１４を形成するスティフナ１５を設け、シートに車体側方から入力された衝撃荷重をフロアパネル９に伝達するコンソールボックス１３をフロアトンネル部１２の上方に配置して、コンソールボックス１３をスティフナ１５に左右一対以上の部位で側方から接合し、フロアトンネル部１２の両側部に沿ってフロアパネル９との間に閉断面構造部２８を形成するトンネルフレーム２９を設け、コンソールボックス１３をスティフナ１５に取り付ける側方取付片６０の近傍に、フロアトンネル部１２内に接続され車幅方向に沿って延びる第２トンネル補強部材を設けた。
【選択図】図６

Description

この発明は、車体フロア構造に関する。

車体フロア構造の中には、シートの車幅方向内側に隣接して配置されシートに車体側方から入力された衝撃荷重をフロアパネルに伝達する荷重伝達部材を前記フロアトンネル部の上部に設けた構造が知られている（特許文献１参照）。
また、フロアトンネル部と、フロアトンネル部に沿って車体前後方向に延びてフロアトンネル部との間に閉断面構造部を形成するトンネルレインフォースメントを備えた構造が知られている（特許文献２参照）。

特許第４４８５５８２号公報 特許第４１２２７５４号公報

しかしながら、前者の車体フロア構造にあっては、荷重伝達部材を設けたことにより車体側方からシートに対して衝撃荷重が作用しても、この衝撃荷重を荷重伝達部材からフロアトンネル部を介してフロアパネル全体で受けることができる点で優れているが、荷重伝達部材から荷重を受けるフロアトンネル部が変形しないように、フロアトンネル部をある程度の厚さの大きい板材を用いる必要があり車体重量の増加につながるという課題がある。また、後者の車体フロア構造にあっては、２本のクロスメンバをフロアパネルに設けなければならず、車体重量が増加するという課題がある。

そこで、この発明は、車体重量の増加を最小限に抑えて車体側方から作用する衝撃荷重に十分に対抗することができる車体フロア構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、フロアパネル（例えば、実施形態におけるフロアパネル９）に設けられたフロアトンネル部（例えば、実施形態におけるフロアトンネル部１２）に、このフロアトンネル部の上方から被せられて前記フロアトンネル部との間に閉断面構造部（例えば、実施形態における閉断面構造部１４）を形成するスティフナ（例えば、実施形態におけるスティフナ１５）を設け、シート（例えば、実施形態におけるシート１）の車幅方向内側に隣接して配置され前記シートに車体側方から入力された衝撃荷重を前記フロアパネルに伝達する荷重伝達部材（例えば、実施形態におけるコンソールボックス１３）を前記フロアトンネル部の上方に配置して、前記荷重伝達部材を前記スティフナに左右一対以上の部位で側方から接合し、前記フロアトンネル部の両側部に沿って前記フロアパネルとの間に閉断面構造部（例えば、実施形態における閉断面構造部２８）を形成するトンネルフレーム（例えば、実施形態におけるトンネルフレーム２９）を設け、前記荷重伝達部材の前記スティフナに対する側方取付点（例えば、実施形態における側方取付片６０）またはその近傍に、前記フロアトンネルに接続され車幅方向に沿って延びるトンネル補強部材（例えば、実施形態における第２トンネル補強部材３１）を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記荷重伝達部材の前後に車幅方向に延びるフロントクロスメンバ（例えば、実施形態におけるフロントクロスメンバ１９）とミドルクロスメンバ（例えば、実施形態におけるミドルクロスメンバ２１）を各々設けたことを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記トンネル補強部材の端部に前記シートの後部内側の取付点（例えば、実施形態における取付座３３）を設定することを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記荷重伝達部材の前記側方取付点を、前記荷重伝達部材の前後方向の中央部に設け、前記荷重伝達部材の前後方向の端部に前記スティフナに対して上下方向で接合される上下方向取付点（例えば、実施形態における前部上下方向取付片５６、後部上下方向取付片５７）を設けたことを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、前記荷重伝達部材の前記側方取付点は、前記スティフナの側壁部（例えば、実施形態における側壁部３８）からブラケット（例えば、実施形態におけるブラケット３９）を延出して固定することを特徴とする。

請求項６に記載した発明は、前記トンネルフレームは、ダッシュボードクロスメンバ（例えば、実施形態におけるダッシュボードクロスメンバ２６）とミドルクロスメンバに結合されることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、フロアトンネル部内を補強するトンネル補強部材を設けるだけの簡単な構成で、荷重伝達部材をシートの前後位置に合わせ適正な位置に配置でき、フロアトンネル部を補強するためのフロアパネル上のクロスメンバを追加しなくても車体軽量化を図ることができ、車両側面衝突時における衝撃荷重に対して遅延なく衝突初期から反力を発生できる。
請求項２に記載した発明によれば、前後のクロスメンバにより十分な反力を得ることができる。
請求項３に記載した発明によれば、車両側面衝突時におけるシートからの荷重もトンネル補強部材で支持し反力を発生できる。
請求項４に記載した発明によれば、荷重伝達部材の締結作業が行い易くなると共に車両側面衝突時における反力がフロアトンネル部のスティフナと荷重伝達部材の上下方向取付点では強度的に有利な剪断方向で受けることができる。
請求項５に記載した発明によれば、スティフナの前後方向に沿って設けられたの左右の稜線を中断することなくダッシュボードクロスメンバとミドルクロスメンバに結合できる。
請求項６に記載した発明によれば、トンネルフレームの曲げ変形を抑制し、車両側面衝突時における反力を十分に発生することができる。

この発明の実施形態の車室を示す斜視図である。 前記実施形態の車室を左前側上方から斜め後下に見た斜視図である。 前記実施形態の車室を右後側下方から斜め前上に見た斜視図である。 前記実施形態の車室の平面図である。 コンソールボックスを外した状態を示す図２に相当する斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 コンソールボックスの取付様態を示す要部拡大斜視図である。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は車室を前席側の左側のシート１の後方側から見た斜視図である。ここで、シート１は骨格部材のみが示されている。
シート１はシートクッション２と、シートバック３と、このシートバック３の上部に支持されたヘッドレスト４とを備えている。

シートクッション２は、後端部に車幅方向に沿って延出する後部クロスパイプ６が取り付けられたクッションフレーム７を備え、そのクッションフレーム７がシートレール８，８を介してフロアパネル９に前後方向にスライド可能に取り付けられている。尚、図中、１０は車体の下端側部に設けられたサイドシルを示し、１１は車体側部の前後方向略中央部に設けられたセンターピラーを示している。

フロアパネル９の車幅方向中央部には車体前後方向に沿ってフロアトンネル部１２が上側に膨出形成されている。フロアトンネル部１２には前席の左右のシート１，１の間に、上面側に収納部１３ａを有するコンソールボックス１３が固定設置されている。
ここで、フロアパネル９のフロアトンネル部１２の上壁及び側壁の一部には、このフロアトンネル部１２の上方から被せられてフロアトンネル部１２との間に閉断面構造部１４を形成するスティフナ１５が取り付けられている。このスティフナ１５の上側にコンソールボックス１３が取り付けられている。

各シート１のシートバック３の車室内側の側部であって基部近傍には、コンソールボックス１３に対向する位置に荷重伝達ブロック１６が突出して設けられている。また、各シート１のシートバック３の車室外側の側部であって基部近傍には、センターピラー１１の下部に対向する位置に外側荷重伝達ブロック１７が突出して設けられている。また、この外側荷重伝達ブロック１７の上方にはセンターピラー１１の上下方向中央部に対向する位置に上側荷重伝達ブロック１８が突出して設けられている。車両側面衝突時にセンターピラー１１から車室内に向かって衝撃荷重が作用した場合に、この衝撃荷重をシート１の外側荷重伝達ブロック１７、上側荷重伝達ブロック１８を介してシートバック３へ伝達し、更に荷重伝達ブロック１６を介してコンソールボックス１３に伝達させ、コンソールボックス１３に伝達された衝撃荷重をフロアトンネル部１２を介してフロアパネル９全体に伝達させる。

図２は、シート１を取り外した状態で、車室を左前側上方から斜め後下に見た斜視図である。図３は、シート１を取り外した状態で、車室を右後側下方から斜め前上に見た斜視図である。コンソールボックス１３の前方には、フロアパネル９の上面側であってフロアトンネル部１２の側壁１２ｓとサイドシル１０との間に車幅方向に渡って延びるフロントクロスメンバ１９がフロアパネル９との間に閉断面構造部２０を形成して設けられている。フロントクロスメンバ１９はハット型断面形状に形成されている。

また、コンソールボックス１３の後方には、フロアパネル９の裏面側であってフロアトンネル部１２の側壁１２ｓとサイドシル１０の後端部との間に車幅方向に渡って延びるミドルクロスメンバ２１（図３参照）がフロアパネル９との間に閉断面構造部２２を形成して設けられている。尚、このミドルクロスメンバ２１の後方にはリヤ側のフロアパネルが設けられている。

図２に示すように、フロアパネル９の上面には、ダッシュボードロアパネル２３に前端部が接合されて車体前後方向に延び、フロントクロスメンバ１９を貫通するフロアフレーム２４が接合されている。フロアフレーム２４は前側ではサイドシル１０とフロアトンネル部１２との間に配置され、フロントクロスメンバ１９を貫通し、フロントクロスメンバ１９の後側で外側に折れ曲がりサイドシル１０に接合されている。このフロアフレーム２４もハット型断面形状に形成され、フロアパネル９との間に閉断面構造部２５を形成する。

図３に示すように、ダッシュボードロアパネル２３の裏面にはダッシュボードクロスメンバ２６が、左右のサイドシル１０，１０間に渡って車幅方向に設けられ、ダッシュボードロアパネル２３の下側に閉断面構造部２７を形成している。

フロアトンネル部１２の両側部にはフロアパネル９の裏面に車体前後方向に沿って、フロアパネル９との間に閉断面構造部２８を形成するトンネルフレーム２９が接合されている。トンネルフレーム２９は前端部がダッシュボードクロスメンバ２６に接合され、後端部はミドルクロスメンバ２１に接合されたハット型断面形状の部材である。

フロアトンネル部１２の内部には車幅方向に沿って延びる第１トンネル補強部材３０と第２トンネル補強部材３１が前後に設けられている。第１トンネル補強部材３０、第２トンネル補強部材３１はフロアトンネル部１２の裏面との間に閉断面構造部３２を形成するハット型断面形状の部材であって、双方とも両端部がトンネルフレーム２９，２９とフロアパネル９の間に挟み込まれるようにして接合されている。よって、第１トンネル補強部材３０、第２トンネル補強部材３１が車両側面衝突時に車幅方向の力を受けると、この力は左右のトンネルフレーム２９，２９を介してフロアパネル９の全体で受けることができる。

図４は車室の平面図である。前側の第１トンネル補強部材３０は左右のフロントクロスメンバ１９を車幅方向で連続させるように、フロアトンネル部１２の内壁に車幅方向に沿って接合され、更にフロアパネル９の裏面に接合され、両端部がトンネルフレーム２９の内側のフランジ部とフロアパネル９との間に挟み込まれて接合されている。
後側の第２トンネル補強部材３１はコンソールボックス１３の取付位置の近傍、具体的にはコンソールボックス１３の取付位置の裏側のフロアトンネル部１２の内壁に車幅方向に沿って接合され、両端部がトンネルフレーム２９の両方のフランジ部とフロアパネル９との間に挟み込まれ、トンネルフレーム２９の両方のフランジ部にも接合されている。尚、第２トンネル補強部材３１の両端部は後述するフロアパネル９の上面のシート１の後部の膨出した取付座３３の裏面に整合して膨出した状態で配置されている。

図２〜図４に示すように、前席の左右のシート１のシートレール８，８（図１参照）の前端はフロントクロスメンバ１９の前傾斜壁３４，３４の前側取付座４７，４７に固定されている。前席の左右のシート１のシートレール８，８の後端は、外側のシートレール８の後端はサイドシル１０に向かうフロアフレーム２４の上壁の後外側取付座５１に固定され、内側のシートレール８の後端は、フロアパネル９とトンネルフレーム２９との内側の接合部分で膨出するフロアパネル９の取付点としての取付座３３に固定されている。ここで、この取付座３３は第２トンネル補強部材３１の両端部に重ね合わされている。

図４、図５に示すように、フロアトンネル部１２の上部に取り付けられるスティフナ１５は、板材を上側に凸となるようにして、ダッシュボードロアパネル２３からフロントクロスメンバ１９の配置位置の前側の部分と、フロントクロスメンバ１９の前側の部分からミドルクロスメンバ２１の位置に渡設される後側の部分から２分割された部材である。

図６に示すように、スティフナ１５はフロアトンネル部１２の上部に車体前後方向に延びる閉断面構造部１４を形成する。この閉断面構造部１４は、主として車幅方向中央部の空間部分が狭く両側の空間部分が深い形状に形成されている。以下、コンソールボックス１３に関係のある後部側のスティフナ１５について説明する。

図５に示すように、スティフナ１５の上壁部３５であって、フロントクロスメンバ１９と第２トンネル補強部材３１の配置位置との間には、左右にコンソールボックス１３の前部上下方向取付孔３６，３６が設けられている。また、スティフナ１５の上壁部３５であって、第２トンネル補強部材３１の配置位置の直後には、左右にコンソールボックス１３の後部上下方向取付孔３７，３７が設けられている。

更に、図６に示すように、スティフナ１５の側壁部３８であって、第２トンネル補強部材３１の配置位置の直前（前側近傍）には、上端部が斜め４５°上方で外方に開くブラケット３９が延出され、このブラケット３９にコンソールボックス１３の側方取付孔４０が形成されている。
これら前部上下方向取付孔３６、後部上下方向取付孔３７、側方取付孔４０はシート１のスライド移動分を考慮してスティフナ１５の前後方向の最適な場所に形成されている。

図６、図７に示すように、コンソールボックス１３は、左右の側壁４１，４１、前壁４２及び後壁４３を備え、上部が解放された箱形の部材である。図６に示すように、側壁４１には強度・剛性向上のため中仕切り壁４４が渡設され、中仕切り壁４４を境にして上と下には各々前後方向に向かって閉断面部４５，４６が形成されている。側壁４１の下縁であって、前後方向中央部には、スティフナ１５のブラケット３９に対応して斜め４５°下方で内側に向かう側方取付片６０が形成されている。

図７に示すように、コンソールボックス１３の前壁４２と後壁４３には左右の側壁４１を連結するように前閉断面部４９と後閉断面部５０が設けられている。コンソールボックス１３の前壁４２の下縁両側にはスティフナ１５の上壁部３５に設けられた前部上下方向取付孔３６に対応する前部上下方向取付片５６が設けられ、コンソールボックス１３の後壁４３の下縁両側にはスティフナ１５の上壁部３５に設けられた後部上下方向取付孔３７に対応して後部上下方向取付片５７が設けられている。
スティフナ１５の前部上下方向取付孔３６と後部上下方向取付孔３７とブラケット３９の側方取付孔４０に、コンソールボックス１３の前部上下方向取付片５６と後部上下方向取付片５７と側方取付片６０とがボルトにより各々締め付けられて、コンソールボックス１３がスティフナ１５、つまりフロアトンネル部１２に固定されている。

上記実施形態によれば、フロアトンネル部１２内を補強する第１トンネル補強部材３０、第２トンネル補強部材３１を設けるだけの簡単な構成で、コンソールボックス１３をシート１の前後位置に合わせ適正な位置に配置でき、車幅方向からの衝撃に対してフロアトンネル部１２を補強するためのクロスメンバをフロントクロスメンバ１９のみとして、他のメンバを追加する必要がなく車体軽量化を図ることができ、車両側面衝突時における衝撃荷重に対してコンソールボックス１３を介して遅延なく衝突初期から反力を発生させて十分に対抗することができる。その結果、側面衝突時における車体侵入量を減少させることができる。

つまり、車両側面衝突時においてフロントクロスメンバ１９とミドルクロスメンバ２１とで十分な反力を得ることができ、これらフロントクロスメンバ１９とミドルクロスメンバ２１との間では、フロアトンネル部１２内を補強する第１トンネル補強部材３０、第２トンネル補強部材３１により衝撃荷重に対して遅延なく衝突初期から反力を発生できる。

また、スティフナ１５とトンネルフレーム２９を設けたため、前後面衝突時における荷重を確実に受け止めることができ、特に、前面衝突時における衝撃荷重をフロアフレーム２４からサイドシル１０に分散させることができる。

そして、シート１のシートレール８，８の後部内側の取付点を構成する取付座３３が第２トンネル補強部材３１の端部に形成されているため、車両側面衝突時においてシート１のシートレール８から作用する荷重も第２トンネル補強部材３１で支持し反力を発生できる。勿論、シート１のシートレール８の前部はフロントクロスメンバ１９に取り付けられ、このフロントクロスメンバ１９の配置位置に沿うようにして第１トンネル補強部材３０が設けられているため、このシート１の前部も第１トンネル補強部材３０で支持して反力を発生できる。

また、スティフナ１５の側方取付孔４０に固定されるコンソールボックス１３の側方取付片６０を、コンソールボックス１３の前後方向の中央部に設け、スティフナ１５の前部上下方向取付孔３６と後部上下方向取付孔３７に固定されるコンソールボックス１３の前部上下方向取付片５６と後部上下方向取付片５７をコンソールボックス１３の前後方向の端部に設けたため、コンソールボックス１３の締結作業が車室内側から行えるので作業が行い易くなると共に、コンソールボックス１３を締結するために、フロアトンネル部１２に取付孔を設ける必要がなくなるため、外部からの音が侵入せず静粛性を向上することができる。

そして、車両側面衝突時の衝撃荷重をスティフナ１５とコンソールボックス１３との前部上下方向取付片５６、後部上下方向取付片５７では強度的に有利な剪断方向で受けることができる。
一方、コンソールボックス１３の側方取付片６０とスティフナ１５側のブラケット３９の側方取付孔４０とはブラケット３９が側方取付片６０に押し付けられる方向であるので強度的に有利であり、更に、側方取付片６０とブラケット３９とがコンソールボックス１３の前後方向中央部で取り付けられているため、側面衝突時における荷重を前後でバランスよくフロアトンネル部１２に伝達することができる。

また、コンソールボックス１３の側方取付片６０は、スティフナ１５の側壁部３８の下縁からブラケット３９を延出して固定されるため、スティフナ１５の前後方向に沿って設けられた左右の稜線Ｌ（図７参照）を中断することなく連続した状態を確保したまま、ダッシュボードクロスメンバ２６の閉断面構造部２７とミドルクロスメンバ２１の閉断面構造部２２に接合することができる。よって、スティフナ１５に作用する側面衝突荷重に対して、スティフナ１５に折れの起点となるような部位を生じさせ難くすることができると共に曲げ剛性を高めることで、乗り心地性能を高めることができる。

そして、トンネルフレーム２９は前端部がダッシュボードクロスメンバ２６に接合され、後端部はミドルクロスメンバ２１に接合されているため、トンネルフレーム２９の曲げ変形を抑制し、車両側面衝突時における反力を十分に発生することができる。

尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、スティフナ１５に形成されたコンソールボックス１３の前部上下方向取付孔３６、後部上下方向取付孔３７、側方取付孔４０は一例であって、それ以外に設けてもよいことは勿論である。
また、荷重伝達ブロック１６、外側荷重伝達ブロック１７、上側荷重伝達ブロック１８の形状などは一例であって、側面衝突時にシート１に対してセンターピラー１１からシートバック３、コンソールボックス１３を介してフロアパネル９に衝撃過重を作用させることができれば、形状等は実施形態のものに限られず、シート１自体が側面衝突荷重を受けてコンソールボックス１３に伝達させることができる形状であれば、これら荷重伝達ブロック１６、外側荷重伝達ブロック１７、上側荷重伝達ブロック１８の全部または一部を配置しなくてもよい。

９ フロアパネル
１２ フロアトンネル部
１４ 閉断面構造部
１５ スティフナ
１ シート
１３ コンソールボックス（荷重伝達部材）
２８ 閉断面構造部
２９ トンネルフレーム
６０ 側方取付片（側方取付点）
３１ 第２トンネル補強部材（トンネル補強部材）
１９ フロントクロスメンバ
２１ ミドルクロスメンバ
３３ 取付座（取付点）
５６ 前部上下方向取付片（上下方向取付点）
５７ 後部上下方向取付片（上下方向取付点）
３８ 側壁部
３９ ブラケット
２６ ダッシュボードクロスメンバ

Claims (6)

1. フロアパネルに設けられたフロアトンネル部に、このフロアトンネル部の上方から被せられて前記フロアトンネル部との間に閉断面構造部を形成するスティフナを設け、シートの車幅方向内側に隣接して配置され前記シートに車体側方から入力された衝撃荷重を前記フロアパネルに伝達する荷重伝達部材を前記フロアトンネル部の上方に配置して、前記荷重伝達部材を前記スティフナに左右一対以上の部位で側方から接合し、前記フロアトンネル部の両側部に沿って前記フロアパネルとの間に閉断面構造部を形成するトンネルフレームを設け、前記荷重伝達部材の前記スティフナに対する側方取付点またはその近傍に、前記トンネルフレームに接続され車幅方向に沿って延びるトンネル補強部材を設けたことを特徴とする車体フロア構造。
2. 前記荷重伝達部材の前後に車幅方向に延びるフロントクロスメンバとミドルクロスメンバを各々設けたことを特徴とする請求項１記載の車体フロア構造。
3. 前記トンネル補強部材の端部に前記シートの後部内側の取付点を設定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の車体フロア構造。
4. 前記荷重伝達部材の前記側方取付点を、前記荷重伝達部材の前後方向の中央部に設け、前記荷重伝達部材の前後方向の端部に前記スティフナに対して上下方向で接合される上下方向取付点を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の車体フロア構造。
5. 前記荷重伝達部材の前記側方取付点は、前記スティフナの側壁部からブラケットを延出して固定することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車体フロア構造。
6. 前記トンネルフレームは、ダッシュボードクロスメンバとミドルクロスメンバに結合されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車体フロア構造。

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