JP2014004849A - 車体フロア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ナローオフセット衝突時に生じる変形を抑制する。
【解決手段】車幅方向外端で前後方向に延在するサイドシル１２と、サイドシル１２の前端部から車幅方向内方に延出するアウトリガ１７と、アウトリガ１７より後方で車幅方向に延在するフロアクロスメンバ１８と、車幅方向中央側で前後方向に延在するトンネルフレーム１３とを有するフロア本体１１を補強部９９で補強する構造であって、補強部９９が、サイドシル１２とアウトリガ１７により形成される車体骨格部６４との角部と、フロアクロスメンバ１８により形成される車体骨格部８３とトンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４との角部とを連結する第１メンバ１０１と、フロア本体１１の前端の前端車体骨格部５４，６４，６９と、第１メンバ１０１の中間部とを連結する第２メンバ１０２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の車体フロア構造に関する。

車体フロア構造に関する技術として、上平板と下平板との間に、車幅方向（左右方向）に延びる複数の横芯材を前後方向に配列するとともに、前後方向に延びる複数の縦芯材を車幅方向に配列する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、フロアパネルの底面（下面）に、前後方向に延びるフロアフレーム（補強部材、強度部材）を取り付け、フロアパネルを補強する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第４０２１６７２号公報 特開２０１０−２４１２６１号公報

ところで、車両の衝突形態の中には、対向車等の衝突物が、車両のフロントサイドフレームよりも車幅方向外側にオフセットして前面衝突する、いわゆるナローオフセット衝突がある。このようなナローオフセット衝突が発生した場合には、前輪が後退して、フロアに衝突し、その際に、衝突荷重が車幅方向外側から斜め後ろ方向に車幅方向中央側に向けて入力される可能性がある。このような衝突荷重に対して、特許文献１に記載の技術では、縦部材が前後方向に延び、横部材が車幅方向に延びているので、フロアパネル等の変形を十分に抑制できない可能性がある。

また、特許文献２に記載の技術でも、フロアフレームが前後方向に延びているため、フロアパネル等の変形を十分に抑制できない可能性がある。

本発明は、ナローオフセット衝突時に生じる変形を抑制することができる車体フロア構造の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、車幅方向外端で前後方向に延在するサイドシル（例えば実施形態におけるサイドシル１２）と、該サイドシルの前端部から車幅方向内方に延出するアウトリガ（例えば実施形態におけるアウトリガ１７）と、該アウトリガより後方で車幅方向に延在するフロアクロスメンバ（例えば実施形態におけるフロアクロスメンバ１８）と、車幅方向中央側で前後方向に延在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１３）とを有するフロア本体（例えば実施形態におけるフロア本体１１）を補強部（例えば実施形態における補強部９９）で補強する車体フロア構造であって、前記補強部は、前記サイドシルと前記アウトリガにより形成される車体骨格部（例えば実施形態における車体骨格部６４）との角部と、前記フロアクロスメンバにより形成される車体骨格部（例えば実施形態における車体骨格部８３）と前記トンネルフレームにより形成される車体骨格部（例えば実施形態における車体骨格部５４）との角部とを連結する第１メンバ（例えば実施形態における補強メンバ１０１）と、前記フロア本体の前端の前端車体骨格部（例えば実施形態における車体骨格部５４，６４，６９）と、前記第１メンバの中間部とを連結する第２メンバ（例えば実施形態における補強メンバ１０２）とを有することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記前端車体骨格部が、前記フロア本体から前方に延出するフロントサイドフレーム（例えば実施形態におけるフロントサイドフレーム６７）により形成される車体骨格部（例えば実施形態における車体骨格部６９）の後端部であり、該後端部に前記第２メンバが連結されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記前端車体骨格部に、前輪（例えば実施形態における前輪７４）用のサスペンション部品（例えば実施形態におけるロアアーム７６）を支持するサブフレーム（例えば実施形態におけるサブフレーム７１）の結合部（例えば実施形態における結合部７２’）が設けられ、前記補強部は、前記サブフレームの前記結合部と前記第１メンバの中間部とを連結する第３メンバ（例えば実施形態における補強メンバ１０３）を有していることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記補強部が、前記第１メンバと前記第２メンバとの角部と、前記トンネルフレームにより形成される車体骨格部とを連結する第３メンバ（例えば実施形態における補強メンバ１０３）を有することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、前記補強部が、前記第１メンバと前記第２メンバとからなる略Ｙ字状をなすことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、第２メンバが、第１メンバの中央部に連結されていることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、前記第１メンバと前記第２メンバとが、前記フロア本体と二重床構造をなす連結パネル（例えば実施形態における連結パネル１６０）で連結されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、車両がナローオフセット衝突した場合に、前輪を介して衝突荷重がフロア本体に、車幅方向外側から斜め後ろ方向に車幅方向中央側に向けて入力されることになるが、この衝突荷重は、サイドシルと、アウトリガにより形成される車体骨格部と、これらの角部に連結された第１メンバとに分散されることになる。その際に、衝突荷重の入力方向に沿う第１メンバの荷重負担が高くなるが、この第１メンバに入力された衝突荷重は、この第１メンバが他方で連結される、トンネルフレームにより形成される車体骨格部とフロアクロスメンバにより形成される車体骨格部との角部からこれらの車体骨格部に分散される。よって、上記衝突荷重によるフロア本体の変形を抑制することができる。また、衝突荷重が大きく、第１メンバがその延在方向に対して交差する方向に変形しようとしても、フロア本体の前端車体骨格部と第１メンバの中間部とを連結する第２メンバが、この曲げ変形を引張方向と圧縮方向の両方向において抑制することになって第１メンバの耐力を増加させることになる。したがって、ナローオフセット衝突時に生じる変形を抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、フロア本体から前方に延出するフロントサイドフレームの後端部に第２メンバが連結されているため、前面衝突時にフロントサイドフレームからフロア本体の前部に加わる入力を、この入力方向に沿う第２メンバから第１メンバの中間部に入力し、第１メンバを介して、トンネルフレームにより形成される車体骨格部とフロアクロスメンバにより形成される車体骨格部とに分散させることができる。よって、フロントサイドフレームからアウトリガにより形成される車体骨格部を介してサイドシルに伝わる荷重を低減できることになり、アウトリガの強度を低くすることができる。

請求項３に係る発明によれば、前輪用のサスペンション部品を支持するサブフレームの結合部と第１メンバの中間部とを連結する第３メンバを有するため、前面衝突時にサブフレームからフロア本体の前部に加わる入力を、第３メンバから第１メンバの中間部に入力し、第１メンバを介して、トンネルフレームにより形成される車体骨格部とフロアクロスメンバにより形成される車体骨格部とに分散させることができる。よって、サブフレームの結合部が設けられた車体骨格部からアウトリガにより形成される車体骨格部を介してサイドシルに伝わる荷重を低減できることになり、アウトリガの強度を低くすることができる。

請求項４に係る発明によれば、第１メンバがその延在方向に対して交差する方向に変形しようとしても、第１メンバと第２メンバとの角部と、トンネルフレームにより形成される車体骨格部とを連結する第３メンバが、上記した第２メンバに加えて、この曲げ変形を引張方向と圧縮方向の両方向において抑制することになって第１メンバの耐力をさらに増加させることになる。したがって、ナローオフセット衝突時に生じる変形をさらに抑制することができる。

請求項５に係る発明によれば、補強部が、第１メンバと第２メンバとからなる略Ｙ字状をなすため、補強部の重量増を抑制できる。

請求項６に係る発明によれば、第２メンバが、第１メンバの中央部に連結されているため、ナローオフセット衝突荷重の荷重負担が高い第１メンバの剛性をより高めることができる。

請求項７に係る発明によれば、第１メンバと第２メンバとが、フロア本体と二重床構造をなす連結パネルで連結されているため、フロントサイドフレームやサブフレームからフロア本体の前部に加わる前面衝突時の衝突荷重に対する耐力を向上できるとともに、ナローオフセット衝突時の衝突部位近傍の補強が可能となる。

本発明の一実施形態に係る車体フロア構造を下方から見た図である。 図１のＸ１−Ｘ１断面図である。 図１のＸ２−Ｘ２断面図である。 図１のＸ３−Ｘ３断面図である。 図１のＸ４−Ｘ４断面図である。 図１のＹ１−Ｙ１断面図である。 図１のＹ２−Ｙ２断面図である。 図１のＹ３−Ｙ３断面図である。 本発明の一実施形態に係る車体フロア構造の補強部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車体フロア構造を下方から見た斜視図であって、（ａ）は要部の図、（ｂ）は（ａ）のＺ部拡大図である。 本発明の一実施形態に係る車体フロア構造の補強部の溶接点を説明する斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車体フロア構造への荷重入力の方向を説明する概念図である。 本発明の一実施形態に係る車体フロア構造の変形例を下方から見た図である。 本発明の一実施形態に係る車体フロア構造の別の変形例を下方から見た図である。 図１４のＸ５−Ｘ５断面図である。

本発明の一実施形態に係る車体フロア構造を図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る車体フロア構造は四輪自動車用のものである。

図１に示すように、本実施形態に係る車体フロア構造を構成するフロア本体１１は、車幅方向（左右方向）の両外端で前後方向に延在する一対のサイドシル１２と、車幅方向中央で前後方向に延在するトンネルフレーム１３と、一対のサイドシル１２とトンネルフレーム１３とを繋ぐ一対のフロアパネル１４と、フロアパネル１４の前方のダッシュロアパネル１５とを有している。また、フロア本体１１は、各サイドシル１２の前端部から車幅方向内方に延出する一対のアウトリガ１７と、アウトリガ１７より後方で車幅方向に延在する一対のフロアクロスメンバ１８と、トンネルフレーム１３内で車幅方向に延在するトンネルクロスメンバ１９とを有している。

図２〜図５に示すように、サイドシル１２は、シルインナ２２とシルアウタ２３とを有している。図２に示すように、シルインナ２２は、上下方向に沿う姿勢で前後方向に延在する基板部２５と、基板部２５の上縁部から車幅方向外側に延出する上板部２６と、基板部２５の下縁部から車幅方向外側に延出する下板部２７と、上板部２６の車幅方向外側の縁部から上方に延出する上フランジ部２８と、下板部２７の車幅方向外側の縁部から下方に延出する下フランジ部２９とを有するハット型断面形状をなしている。

シルアウタ２３は、上下方向に沿う姿勢で前後方向に延在する基板部３２と、基板部３２の上縁部から車幅方向内側に延出する上板部３３と、基板部３２の下縁部から車幅方向内側に延出する下板部３４と、上板部３３の車幅方向内側の縁部から上方に延出する上フランジ部３５と、下板部３４の車幅方向内側の縁部から下方に延出する下フランジ部３６とを有するハット型断面形状をなしている。

そして、サイドシル１２は、シルインナ２２とシルアウタ２３とが、上フランジ部２８，３５同士を接合させ且つ下フランジ部２９，３６同士を接合させることにより一体化され閉断面構造に形成される。一対のサイドシル１２は、それぞれ閉断面構造の車体骨格部を構成している。

トンネルフレーム１３は、車幅方向中央にて略水平に沿う姿勢で前後方向に延在する上板部４０と、上板部４０の車幅方向両外側の縁部から下方に、下側ほど車幅方向外側に位置するように傾斜して延出する一対の壁板部４１と、一対の壁板部４１のそれぞれの下縁部から略水平に沿う姿勢で車幅方向外側に延出する一対の底板部４２と、一対の底板部４２のそれぞれの車幅方向外側の縁部から上方に、上側ほど車幅方向外側に位置するように傾斜して延出する一対の下壁板部４３と、一対の下壁板部４３のそれぞれの上縁部から車幅方向外側に延出する一対のフランジ部４４とを有している。

フロアパネル１４は、略水平に配置される基板部４８と、基板部４８の車幅方向外側の縁部から上方に延出する外側接合板部４９と、基板部４８の車幅方向内側の縁部から上方に、上側ほど車幅方向中央側に位置するように傾斜して延出する内側接合板部５０とを有している。

フロアパネル１４は、外側接合板部４９においてサイドシル１２のシルインナ２２の基板部２５に接合固定されることになり、内側接合板部５０においてトンネルフレーム１３の壁板部４１に接合固定され、基板部４８においてトンネルフレーム１３のフランジ部４４に接合固定されることになる。これにより、トンネルフレーム１３の壁板部４１、底板部４２、下壁板部４３およびフランジ部４４と、フロアパネル１４の基板部４８とによって、図２〜図６に示す閉断面構造の車体骨格部（前端車体骨格部）５４が形成されている。このような車体骨格部５４が、図１〜図５に示すようにトンネルフレーム１３の車幅方向両側部に一対設けられている。これらの車体骨格部５４は、前後方向に沿って延在しており、その前部は、図１に示すように、それぞれ前側ほど車幅方向外側に位置するように湾曲している。

図８に示すように、ダッシュロアパネル１５は、フロアパネル１４の前端部に連結され、フロアパネル１４から前上がりに傾斜して延出している。

アウトリガ１７は、図１に示すように略円弧状をなして、図８に示すように略水平に配置される基板部５６と、基板部５６の前縁部から上方に延出する壁板部５７と、基板部５６の後縁部から上方に延出する壁板部５８と、図２に示すように基板部５６の車幅方向外端部から下方に延出するフランジ部５９と、図８に示すように壁板部５７の上縁部に設けられたフランジ部６０と、壁板部５８の上縁部に設けられたフランジ部６１とを有している。

アウトリガ１７は、壁板部５７の上縁部に設けられたフランジ部６０でダッシュロアパネル１５に前側から接合固定され、壁板部５８の上縁部に設けられたフランジ部６１でフロアパネル１４の前端部に下側から接合固定されている。また、アウトリガ１７は、図２に示すように、基板部５６においてサイドシル１２のシルインナ２２の下板部２７に下側から接合固定され、車幅方向外端のフランジ部５９でシルインナ２２の下フランジ部２９に車幅方向内側から接合固定されている。

アウトリガ１７は、図８に示すようにフロアパネル１４およびダッシュロアパネル１５とによって閉断面構造の車体骨格部（前端車体骨格部）６４を形成している。アウトリガ１７により形成される車体骨格部６４は、アウトリガ１７と同様に一対設けられており、図１に示すように、これらの車体骨格部６４は、いずれも、車幅方向に延在し、車幅方向内側ほど前側に位置するように湾曲している。アウトリガ１７により形成される一対の車体骨格部６４は、それぞれの車幅方向外端部が、車幅方向同側にあるサイドシル１２の前端部に車幅方向内側から連結されている。

フロア本体１１の前端部には、フロア本体１１から前方に延出するように一対のフロントサイドフレーム６７が連結されている。フロントサイドフレーム６７は、後端部を除いて閉断面構造をなしており、後端部はフロアパネル１４に下側から接合固定されて閉断面構造をなしている。フロントサイドフレーム６７はフロアパネル１４とによって閉断面構造の車体骨格部（前端車体骨格部）６９を形成しており、車体骨格部６９はフロントサイドフレーム６７と同様に一対設けられている。

フロントサイドフレーム６７により形成される閉断面構造の一対の車体骨格部６９の後端部には、それぞれ、アウトリガ１７により形成される車幅方向同側の閉断面構造の車体骨格部６４の車幅方向内端部と、トンネルフレーム１３により形成される車幅方向同側の閉断面構造の車体骨格部５４の前端部とが連結されている。言い換えれば、フロントサイドフレーム６７により形成される車体骨格部６９の後端部は、アウトリガ１７により形成される車体骨格部６４と、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４とに分岐されており、アウトリガ１７により形成される車体骨格部６４は、さらに、車体骨格部としてのサイドシル１２に繋がっている。

以上により、フロア本体１１の前端には、アウトリガ１７により形成される一対の車体骨格部６４と、トンネルフレーム１３により形成される一対の車体骨格部５４の前端部と、フロントサイドフレーム６７により形成される一対の車体骨格部６９の後端部とが配置されている。これらは、いずれもフロアパネル１４の下側に配置されている。また、フロア本体１１の前端には、車体骨格部としての一対のサイドシル１２の前端部も配置されている。

いずれもフロア本体１１の前端にある、一対の車体骨格部５４の前端部、一対の車体骨格部６４、および一対の車体骨格部６９の後端部のうち、いずれか一対の車体骨格部には、サブフレーム７１の後部を結合するための一対の結合部７２が設けられている。ここでは、フロントサイドフレーム６７により形成される一対の車体骨格部６９の後端部に、サブフレーム７１の一対の結合部７２が設けられている。なお、サブフレーム７１は、車幅方向両側の前輪７４用のサスペンション装置７５の一対のロアアーム（サスペンション部品）７６等を支持するものである。サスペンション装置７５の一対のロアアーム７６等に支持された両側の前輪７４は、それぞれ、サイドシル１２の前方に配置される。

フロアクロスメンバ１８は、例えば前席シートが取り付けられるもので、図５および図６に示すように、略水平に沿う姿勢で車幅方向に延在する上板部８０と、上板部８０の前後両側の縁部から下方に延出する一対の壁板部８１と、一対の壁板部８１のそれぞれの下縁部から略水平に沿う姿勢で前後方向外側に延出する一対のフランジ部８２とを有している。

フロアクロスメンバ１８は、図６に示すように、一対のフランジ部８２においてフロアパネル１４の基板部４８に上側から接合固定されている。フロアクロスメンバ１８は、図５に示すように、フロアパネル１４の外側接合板部４９を介してサイドシル１２のシルインナ２２の基板部２５に連結され、フロアパネル１４の内側接合板部５０を介してトンネルフレーム１３の壁板部４１に連結されている。

フロアクロスメンバ１８は、フロアパネル１４の基板部４８とによって、閉断面構造の車体骨格部８３を形成しており、車体骨格部８３は、図１に示すようにフロアクロスメンバ１８と同様に一対設けられている。フロアクロスメンバ１８により形成される一対の車体骨格部８３は、それぞれ、一端が車幅方向同側のサイドシル１２に連結されており、他端がトンネルフレーム１３の車幅方向同側の車体骨格部５４に連結されている。

トンネルクロスメンバ１９は、略水平に沿う姿勢で車幅方向に延在する下板部８６と、下板部８６の前後両側の縁部から上方に延出する一対の壁板部８７と、一対の壁板部８７のそれぞれの上縁部から略水平に沿う姿勢で前後方向外側に延出する一対のフランジ部８８とを有している。トンネルクロスメンバ１９は、一対のフランジ部８８においてトンネルフレーム１３の上板部４０に下側から接合固定されており、図５に示すようにトンネルフレーム１３の両側の壁板部４１に連結されている。トンネルクロスメンバ１９は、トンネルフレーム１３の上板部４０とによって、閉断面構造の車体骨格部８９を形成している。このトンネルクロスメンバ１９により形成される車体骨格部８９と、フロアクロスメンバ１８により形成される一対の車体骨格部８３とは、図１および図５に示すように同一直線上に配置されている。

図１に示すように、本実施形態に係る車体フロア構造では、上記構造のフロア本体１１の前部に一対の補強部９９を取り付けて車体フロア１００を形成する。一対の補強部９９は、それぞれ、後側ほど車幅方向中央側に位置するように傾斜する補強メンバ（第１メンバ）１０１と、この補強メンバ１０１の中間部から前後方向に平行をなして前方に延出する補強メンバ（第２メンバ）１０２と、補強メンバ１０１の中間部から前側ほど車幅方向中央側に位置するように傾斜して延出する補強メンバ（第３メンバ）１０３とを有している。補強メンバ１０１と補強メンバ１０３とは直交しており、これら補強メンバ１０１，１０３のなす角の二等分線上に補強メンバ１０２が配置されている。

補強メンバ１０１は、図９に示すように、一方向に長細い直線形状をなしており、略水平に配置される主板部１１０と、主板部１１０の幅方向の両縁部から主板部１１０に対し略垂直に立ち上がる一対の壁板部１１１と、一対の壁板部１１１の主板部１１０とは反対側の縁部から主板部１１０と略平行をなして互いに反対方向に延出する一対のフランジ部１１２とを有するハット型断面形状をなしている。主板部１１０には、長さ方向の一端部に三角形状をなす先細の先尖部１１３が形成されており、一対のフランジ部１１２には、先尖部１１３側に、他の部分よりも主板部１１０側に位置するように段差状をなす一対の段差部１１８が形成されている。

先尖部１１３にも、一方の縁部から一対の壁板部１１１と同側に立ち上がる壁板部１１４と、他方の縁部から一対の壁板部１１１と同側に立ち上がる壁板部１１５とが形成されている。壁板部１１４は一側が一方の壁板部１１１と繋がっており、他側が壁板部１１５の一側と繋がっている。壁板部１１５の他側は他方の壁板部１１１に繋がっている。

一方の壁板部１１４の延長上には、他方の壁板部１１５よりもさらに突出するフランジ部１１６と、このフランジ部１１６とは反対側に突出するフランジ部１１７とが形成されている。図１０（ａ）に示すように、補強メンバ１０１の先尖部１１３とは反対側は、長さ方向に対して傾斜する形状をなしている。

補強メンバ１０２は、図９に示すように、内側部材１２２と外側部材１２３とからなっている。内側部材１２２は、一方向に長細い直線形状をなしており、略水平に配置される主板部１２４と、主板部１２４の幅方向の両縁部から主板部１２４に対し略垂直に立ち上がる一対の壁板部１２５と、一対の壁板部１２５の主板部１２４とは反対側の縁部から主板部１２４と略平行をなして互いに反対方向に延出する一対のフランジ部１２６とを有するハット型断面形状をなしている。図１０（ａ）に示すように、主板部１２４の長さ方向の一端部には三角形状をなす先細の先尖部１２７が形成されている。

図９に示すように、外側部材１２３は、一方向に長細い略直線形状をなしており、略水平に配置される主板部１３０と、主板部１３０の幅方向の両縁部から主板部１３０に対し略垂直に立ち上がる一対の壁板部１３１と、一対の壁板部１３１の主板部１３０とは反対側の縁部から主板部１３０と略平行をなして互いに反対方向に延出する一対のフランジ部１３２とを有しており、主にハット型断面形状をなしている。一対のフランジ部１３２には、外側部材１２３の長さ方向における一側の端部に、他の部分よりも主板部１３０側に位置するように段差状をなす一対の段差部１３４が形成されている。

補強メンバ１０３は、一方向に長細い直線形状をなしており、略水平に配置される主板部１４０と、主板部１４０の幅方向の両縁部から主板部１４０に対し略垂直に立ち上がる一対の壁板部１４１と、一対の壁板部１４１の主板部１４０とは反対側の縁部から主板部１４０と略平行をなして互いに反対方向に延出する一対のフランジ部１４２とを有するハット型断面形状をなしている。補強メンバ１０３は、長さ方向の一端側が長さ方向に対し傾斜する形状をなしている。

図１０（ａ）に示すように、補強メンバ１０１は、先尖部１１３側を前端側としており、図１０（ｂ）に示すように、壁板部１１４およびフランジ部１１６が、アウトリガ１７のフランジ部５９に接合固定され、図３にも示すように、フランジ部１１７がシルインナ２２の下フランジ部２９に接合固定されている。また、補強メンバ１０１は、図９に示す一対のフランジ部１１２の一対の段差部１１８の一方が、図１０（ｂ）に示すようにアウトリガ１７の基板部５６および壁板部５８に、他方が、図３に示すようにシルインナ２２の下板部２７および基板部２５に接合固定されることになる。また、補強メンバ１０１は、一対のフランジ部１１２の一対の段差部１１８以外の部分が、図３，図４および図１０に示すようにフロアパネル１４の下面に接合固定される。これにより、補強メンバ１０１は、アウトリガ１７の基板部５６および壁板部５８と、シルインナ２２の下板部２７および基板部２５と、フロアパネル１４とで、斜め骨としての閉断面構造部１４５を形成することになる。

図１に示すように、補強メンバ１０１は、前端部が、上記したようにアウトリガ１７とサイドシル１２とに連結されており、よって、補強メンバ１０１および補強メンバ１０１により形成される閉断面構造部１４５は、いずれも前端部が、アウトリガ１７により形成される車体骨格部６４と、車体骨格部としてのサイドシル１２とに連結されている。言い換えれば、補強メンバ１０１および閉断面構造部１４５は、いずれも前端部が、アウトリガ１７とサイドシル１２との角部に連結されており、アウトリガ１７により形成される車体骨格部６４とサイドシル１２との角部に連結されている。

補強メンバ１０１は、傾斜する後端部が、トンネルフレーム１３の下壁板部４３に連結されており、補強メンバ１０１および補強メンバ１０１により形成される閉断面構造部１４５は、いずれも後端部が、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４に連結されている。ここで、補強メンバ１０１の後端部は、平面視でフロアクロスメンバ１８に重なっており、補強メンバ１０１および閉断面構造部１４５は、後端部が、フロアクロスメンバ１８により形成される車体骨格部８３にも連結されている。言い換えれば、補強メンバ１０１および閉断面構造部１４５は、後端部が、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４とフロアクロスメンバ１８により形成される車体骨格部８３との角部に連結されている。

補強メンバ１０３は、長さ方向に対し傾斜する側を前端側としており、図３に示すように、一対のフランジ部１４２がフロアパネル１４の下面に接合固定される。これにより、補強メンバ１０３は、フロアパネル１４の基板部４８とで、閉断面構造部１４５より小さい小骨としての閉断面構造部１４７を形成することになる。補強メンバ１０３は、図１に示すように傾斜する前端部が、トンネルフレーム１３の下壁板部４３に連結されており、補強メンバ１０３および補強メンバ１０３により形成される閉断面構造部１４７は、いずれも前端部が、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４に連結されている。また、補強メンバ１０３は、後端部が、図１０に示すように補強メンバ１０１の壁板部１１１に連結されている。よって、補強メンバ１０３および閉断面構造部１４７は、いずれも後端部が、補強メンバ１０１および閉断面構造部１４５に連結されている。なお、補強メンバ１０３および閉断面構造部１４７は、補強メンバ１０１および閉断面構造部１４５に対し直交状態で連結されている。

補強メンバ１０２は、内側部材１２２が、先尖部１２７側を後端側として、図２に示すように、一対のフランジ部１２６においてフロアパネル１４の基板部４８の下面に接合固定される。このとき、図１０（ａ）に示すように、内側部材１２２の先尖部１２７側の後端部が補強メンバ１０１の壁板部１１１と補強メンバ１０３の壁板部１４１とに連結される。

補強メンバ１０２は、外側部材１２３が内側部材１２２を覆うように配置される。補強メンバ１０２は、一対のフランジ部１３２の一対の段差部１３４を前側としており、一方の段差部１３４においてアウトリガ１７の基板部５６の下面および壁板部５８に、主板部１３０においてアウトリガ１７の基板部５６の下面およびフロントサイドフレーム６７の下面に、他方の段差部１３４においてトンネルフレーム１３の底板部４２の下面に、それぞれ接合固定されている。また、一対のフランジ部１３２の一対の段差部１３４以外の部分が、フロアパネル１４の下面と、図２に示す内側部材１２２の一対のフランジ部１２６の下面とに接合固定される。さらに、外側部材１２３と内側部材１２２とが接合固定されて補強メンバ１０２を形成する。

補強メンバ１０２は、図３および図７に示すようにフロアパネル１４の基板部４８とで、閉断面構造部１４５より小さい小骨としての閉断面構造部１４６を形成することになる。補強メンバ１０２は、図１０（ａ）に示すように、内側部材１２２からなる後端部が、補強メンバ１０１の壁板部１１１と補強メンバ１０３の壁板部１４１とに連結されている。よって、補強メンバ１０２および補強メンバ１０２により形成される閉断面構造部１４６は、いずれも後端部が、補強メンバ１０１および補強メンバ１０１により形成される閉断面構造部１４５と、補強メンバ１０３および補強メンバ１０３により形成される閉断面構造部１４７とに連結されている。言い換えれば、補強メンバ１０２および閉断面構造部１４６は、いずれも後端部が、補強メンバ１０１と補強メンバ１０３との角部に連結されており、閉断面構造部１４５と閉断面構造部１４７との角部に連結されている。その結果、上記した補強メンバ１０３および閉断面構造部１４７は、いずれも後端部が、補強メンバ１０１と補強メンバ１０２との角部に連結されており、閉断面構造部１４５と閉断面構造部１４６との角部に連結されている。

補強メンバ１０２は、外側部材１２３からなる前端部が、アウトリガ１７の基板部５６および壁板部５８と、フロントサイドフレーム６７と、トンネルフレーム１３の下壁板部４３および底板部４２とに連結されている。よって、補強メンバ１０２および補強メンバ１０２により形成される閉断面構造部１４６は、いずれも前端部が、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４の前端部と、アウトリガ１７により形成される車体骨格部６４と、フロントサイドフレーム６７により形成される車体骨格部６９の後端部とに連結されている。つまり、補強メンバ１０２および閉断面構造部１４６は、いずれも、車体骨格部５４，６４，６９のフロア本体１１の前端を構成する部分と、補強メンバ１０１の中間部つまり閉断面構造部１４５の中間部とを連結することになる。なお、補強メンバ１０２は、その後端部が補強メンバ１０１の長さ方向の中央部に連結されている。

なお、補強メンバ１０１への、補強メンバ１０２の内側部材１２２および補強メンバ１０３の接合固定は、ＭＩＧ溶接により行われることになる。その際に、例えば、図１１に示すように、補強メンバ１０１の主板部１１０の一方の壁板部１１１側の縁部と、補強メンバ１０３の主板部１４０の内側部材１２２とは反対側の縁部の端部との突き当て位置を溶接点Ｐ１として溶接する。また、補強メンバ１０１の一方の壁板部１１１の主板部１４０とは反対側の縁部と、補強メンバ１０３の一対の壁板部１４１のそれぞれの主板部１４０とは反対側の縁部の端部との二カ所の突き当て位置を溶接点Ｐ２，Ｐ３として溶接する。また、補強メンバ１０１の一方のフランジ部１１２の壁板部１１１とは反対側の縁部と、補強メンバ１０３の一対のフランジ部１４２のそれぞれの壁板部１４１側の縁部の端部との二カ所の突き当て位置を溶接点Ｐ４，Ｐ５として溶接する。また、補強メンバ１０１の一方のフランジ部１１２の壁板部１１１とは反対側の縁部と、補強メンバ１０３の一対のフランジ部１４２のそれぞれの壁板部１４１とは反対側の縁部の端部との二カ所の突き当て位置を溶接点Ｐ６，Ｐ７として溶接する。

また、補強メンバ１０１の主板部１１０の一方の壁板部１１１側の縁部と、補強メンバ１０３の主板部１４０の内側部材１２２側の縁部の端部と、内側部材１２２の先尖部１２７の先端との突き当て位置を溶接点Ｐ８として溶接する。また、補強メンバ１０３の一方のフランジ部１４２の壁板部１４１側の縁部と、内側部材１２２の一方の壁板部１２５のフランジ部１２６側の縁部の端部との突き当て位置を溶接点Ｐ９として溶接する。

以上に述べた本実施形態の車体フロア構造によれば、ナローオフセット衝突時に生じる変形を抑制することができる。つまり、車両がナローオフセット衝突した場合に、前輪７４を介して衝突荷重が、図１２に矢印Ａ１で示すように、車体フロア１００に、車幅方向外側から斜め後ろ方向に車幅方向中央側に向けて入力されることになるが、この衝突荷重は、車体骨格部であるサイドシル１２と、アウトリガ１７により形成される車体骨格部６４と、これらの角部に一方が連結された補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５とに分散されることになる。その際に、衝突荷重の入力方向に沿う（言い換えればナロー入力を支持する）補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の荷重負担が高くなるが、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５に入力された衝突荷重は、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５が他方で連結される、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４とフロアクロスメンバ１８により形成される車体骨格部８３との角部からこれら車体骨格部５４，８３に分散される。よって、上記衝突荷重によるフロア本体１１の変形を抑制することができる。なお、図１２は、図１を発明理解のため模式的に表現した図である。図１はフロントサイドフレーム６７の後端部にサブフレーム７１の後端部を締結する結合部７２が設けられているので、図１２に示す前面衝突の荷重Ａ２，Ａ３は車幅方向で同一位置に重なり合う。図１２では、図１に結合部７２’で示すように、サブフレーム７１の後端部の結合部７２’をフロントサイドフレーム６７の後端部に対し車幅方向内側にずらしてトンネルフレーム１３つまり車体骨格部５４に設ける汎用的な構造を含んで説明している。

また、衝突荷重が大きく、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５がその延在方向に対して交差する方向に変形しようとしても、車体骨格部５４，６４，６９のフロア本体１１の前端を構成する部分と補強メンバ１０１の中間部つまり閉断面構造部１４５の中間部とを連結する補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６が、この曲げ変形を引張方向と圧縮方向の両方向において抑制することになる。よって、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の耐力を増加させることになってエネルギ吸収量を増大することができる。なお、補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６は、車体骨格部５４，６４，６９のフロア本体１１の前端を構成する部分のうちの少なくともいずれか一つに連結されていれば、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の変形を抑制することができる。

また、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５がその延在方向に対して交差する方向に変形しようとしても、補強メンバ１０１，１０２の角部つまり閉断面構造部１４５，１４６の角部と、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４とを連結する補強メンバ１０３つまり閉断面構造部１４７が、補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６に加えて、この曲げ変形を引張方向と圧縮方向の両方向において抑制することになる。よって、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の耐力をさらに増加させることになる。したがって、ナローオフセット衝突時に生じる変形をさらに抑制することができる。しかも、補強メンバ１０３および補強メンバ１０３により形成される閉断面構造部１４７は、補強メンバ１０１および補強メンバ１０１により形成される閉断面構造部１４５に直交状態で連結されているため、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の変形を抑制する効果が高い。なお、補強メンバ１０２，１０３の数や角度は適宜変更可能であり、製造工程を含め変更も容易である。

より詳しくは、補強メンバ１０１〜１０３によって、車体骨格部６９のうちのフロア本体１１の前端を構成する部分と車体骨格部５４，６４と補強メンバ１０１とからなる大きな三角形の閉断面トラス構造部Ｔ１と、車体骨格部５４，６４，６９のうちのフロア本体１１の前端を構成する部分と補強メンバ１０１，１０３とからなる中間の大きさの三角形の閉断面トラス構造部Ｔ２と、車体骨格部６４，６９のうちフロア本体１１の前端を構成する部分と補強メンバ１０１，１０２とからなる小さな三角形の閉断面トラス構造部Ｔ３と、車体骨格部５４，６９のうちフロア本体１１の前端を構成する部分と補強メンバ１０２，１０３とからなる小さな三角形の閉断面トラス構造部Ｔ４とを形成することができる。

このため、例えばＮＣＡＰ（New Car Assessment Program）の前面衝突の評価手法に用いられている、サブフレーム７１の結合部７２から車体フロア１００の前部に入力される荷重Ａ２、フロントサイドフレーム６７から車体フロア１００の前部に入力される荷重Ａ３、車体フロア１００への側面衝突でフロアクロスメンバ１８に入力される荷重Ａ４に対して、効果的なエネルギ吸収を行うことができる。その上、上記したナローオフセット衝突による荷重Ａ１、ナローオフセット衝突による荷重のうちサイドシル１２への前後方向分力Ａ５、ナローオフセット衝突により前輪７４が車体フロア１００の前部の角部を上方（または下方に）にめくり変形させる分力Ａ６を含むあらゆる方向からの荷重入力に対して、効果的なエネルギ吸収を行うことができる。よって、現実の種々の衝突形態に対して、効果的なエネルギ吸収を行うことができる。その結果、従来の手法により同等の性能を得る場合と比べて、車体軽量化が可能になる。つまり、サイドシル１２とトンネルフレーム１３との間で前後方向に延在するフロアフレームを廃止でき、フロア本体１１の前端部の車幅方向に沿うアウトリガ１７により形成される車体骨格部６４や、フロントサイドフレーム６７により形成される車体骨格部６９の後端部、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４の前端部等を軽量化することができる。

また、フロア本体１１から前方に延出するフロントサイドフレーム６７つまり車体骨格部６９の後端部に補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６が連結されている。このため、前面衝突時にフロントサイドフレーム６７からフロア本体１１の前部に加わる入力を、この入力方向に沿う補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６から補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の中間部に入力し、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５を介して、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４とフロアクロスメンバ１８により形成される車体骨格部８３とに分散させることができる。よって、フロントサイドフレーム６７つまり車体骨格部６９からアウトリガ１７により形成される車体骨格部６４を介してサイドシル１２に伝わる荷重を低減できることになり、アウトリガ１７の強度を低くすることができて、軽量化が図れる。

また、前輪７４用のサスペンション装置７５のロアアーム７６を支持するサブフレーム７１の結合部７２が設けられた車体骨格部６９に補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６が連結されている。このため、前面衝突時にサブフレーム７１からフロア本体１１の前部に加わる入力を、この入力方向に沿う補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６から補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の中間部に入力し、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５を介して、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４とフロアクロスメンバ１８により形成される車体骨格部８３とに分散させることができる。よって、サブフレーム７１の結合部７２が設けられた車体骨格部６９からアウトリガ１７つまり車体骨格部６４を介してサイドシル１２に伝わる荷重を低減できることになり、アウトリガ１７の強度を低くすることができて、軽量化が図れる。加えて、フロントサイドフレーム６７つまり車体骨格部６９の後端部とサブフレーム７１の結合部７２とが車幅方向に一致しているため、前面衝突の荷重を良好に分散することができる。

また、補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６が、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の中央部に連結されているため、ナローオフセット衝突荷重の荷重負担が高い補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の剛性をより高めることができる。

ここで、図１に結合部７２’で示すように、サブフレーム７１の後端部の結合部７２’をフロントサイドフレーム６７の後端部に対し車幅方向内側にずらしてトンネルフレーム１３つまり車体骨格部５４に設ける場合に、サブフレーム７１の結合部７２’と補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の中間部とを連結するように補強メンバ１０３つまり閉断面構造部１４７を設けても良い。このように構成すれば、前面衝突時にサブフレーム７１からフロア本体１１の前部に加わる入力を、補強メンバ１０３つまり閉断面構造部１４７から補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５の中間部に入力し、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５を介して、トンネルフレーム１３により形成される車体骨格部５４とフロアクロスメンバ１８により形成される車体骨格部８３とに分散させることができる。

なお、フロントサイドフレーム６７つまり車体骨格部６９や、サブフレーム７１のマウント点である結合部７２が車種毎に異なる場合には、上記構造を採用したり、例えば、図１３に示すように補強メンバ１０３つまり閉断面構造部１４７をなくし、補強部９９が、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５と、補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６とからなる略Ｙ字状をなす構造を採用したりして対応できる。このように、補強部９９が、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５と、補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６とからなる略Ｙ字状をなすことにより、補強部９９の重量増を抑制できる。

あるいは、図１４および図１５に示すように、補強部９９が、補強メンバ１０１つまり閉断面構造部１４５と、補強メンバ１０２つまり閉断面構造部１４６と、補強メンバ１０３つまり閉断面構造部１４７とを、フロア本体１１と二重床構造をなす連結パネル１６０で連結する構造を採用しても良い。この場合、連結パネル１６０は、図１５に示すように、補強メンバ１０１の主板部１１０の下面と、補強メンバ１０２の外側部材１２３の主板部１３０の下面と、補強メンバ１０３の主板部１４０の下面とに、これらを繋ぐように接合固定される。このように構成すれば、図１２に示す閉断面トラス構造部Ｔ２の断面面積が拡大することになるため、フロントサイドフレーム６７つまり車体骨格部６９やサブフレーム７１の結合部７２からフロア本体１１の前部に加わる前面衝突時の衝突荷重に対する耐力を向上できるとともに、ナローオフセット衝突時の衝突部位近傍の補強が可能となる。この場合、二重床構造が前方から後方に向け断面面積を徐々に減少させることになるため、衝突初期は車幅方向で荷重を広く吸収し、前後方向後側ほど徐々に荷重吸収を減少させて反力の発生を持続することができる。

このように連結パネル１６０を設ける場合、図１３と同様に補強メンバ１０３つまり閉断面構造部１４７をなくすことも可能であり、このように補強メンバ１０３つまり閉断面構造部１４７をなくしても、これらを設けた場合と同等の反力を得ることができる。よって、補強メンバ１０３を設ける場合よりも軽量化が図れるとともに、補強メンバ１０３は折れるまでしか反力を出せないが、二重床構造となることで反力の発生を持続することができる。

以上の実施形態では、フロア本体１１の下面に補強部９９を設けたが、フロア本体１１の上面に補強部９９を設けても良い。

１１ フロア本体
１２ サイドシル
１３ トンネルフレーム
１７ アウトリガ
１８ フロアクロスメンバ
５４ 車体骨格部（トンネルフレームにより形成される車体骨格部，前端車体骨格部）
６４ 車体骨格部（アウトリガにより形成される車体骨格部，前端車体骨格部）
６７ フロントサイドフレーム
６９ 車体骨格部（フロントサイドフレームにより形成される車体骨格部，前端車体骨格部）
７１ サブフレーム
７２ 結合部
７４ 前輪
７６ ロアアーム（サスペンション部品）
８３ 車体骨格部（フロアクロスメンバにより形成される車体骨格部）
９９ 補強部
１００ 車体フロア
１０１ 補強メンバ（第１メンバ）
１０２ 補強メンバ（第２メンバ）
１０３ 補強メンバ（第３メンバ）
１４５ 閉断面構造部
１４６ 閉断面構造部
１４７ 閉断面構造部
１６０ 連結パネル

Claims (7)

1. 車幅方向外端で前後方向に延在するサイドシルと、該サイドシルの前端部から車幅方向内方に延出するアウトリガと、該アウトリガより後方で車幅方向に延在するフロアクロスメンバと、車幅方向中央側で前後方向に延在するトンネルフレームとを有するフロア本体を補強部で補強する車体フロア構造であって、
   前記補強部は、
   前記サイドシルと前記アウトリガにより形成される車体骨格部との角部と、前記フロアクロスメンバにより形成される車体骨格部と前記トンネルフレームにより形成される車体骨格部との角部とを連結する第１メンバと、
   前記フロア本体の前端の前端車体骨格部と、前記第１メンバの中間部とを連結する第２メンバとを有することを特徴とする車体フロア構造。
2. 前記前端車体骨格部は、前記フロア本体から前方に延出するフロントサイドフレームにより形成される車体骨格部の後端部であり、該後端部に前記第２メンバが連結されていることを特徴とする請求項１記載の車体フロア構造。
3. 前記前端車体骨格部には、前輪用のサスペンション部品を支持するサブフレームの結合部が設けられ、前記補強部は、前記サブフレームの前記結合部と前記第１メンバの中間部とを連結する第３メンバを有していることを特徴とする請求項１または２記載の車体フロア構造。
4. 前記補強部は、前記第１メンバと前記第２メンバとの角部と、前記トンネルフレームにより形成される車体骨格部とを連結する第３メンバを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の車体フロア構造。
5. 前記補強部は、前記第１メンバと前記第２メンバとからなる略Ｙ字状をなすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の車体フロア構造。
6. 前記第２メンバは、前記第１メンバの中央部に連結されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の車体フロア構造。
7. 前記第１メンバと前記第２メンバとは、前記フロア本体と二重床構造をなす連結パネルで連結されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の車体フロア構造。

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