JP2021014159A - 車両の下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が前面衝突してシート側からフロアフレームに前方への荷重が入力した際のフロアフレームの曲折を抑制する。【解決手段】フレーム起立部１０ｂは、フロアパネル起立部５ｂの後面５１に沿って斜め後上方へ延び、フロアパネル起立部５ｂの後面５１に固定される。フレーム湾曲部１０ｄは、フレーム起立部１０ｂの上端１５とフレーム後方部１０ｃの前端１６とを連結する。フレーム湾曲部１０ｄとフロアパネル角部３３との間には間隙３４が設けられる。フレーム後方部１０ｃは、フレーム湾曲部１０ｄの後端からフロアパネル後方部５ｃの下面に沿って後方へ延び、フロアパネル後方部５ｃの下面に固定される。補強部材２０は、フレーム湾曲部１０ｄとフロアパネル５のフロアパネル角部３３との間の間隙３４に配置されて、フレーム湾曲部１０ｄ及びフロアパネル角部３３の双方に対して固定される。【選択図】図４

Description

本開示は、車両の下部構造に関する。

特許文献１には、キャブオーバー型の車両の下部構造が記載されている。キャブの車室のフロアは、フロアフレームとフロアパネルとから概略構成される。フロアフレームは、車幅方向左右両側で車体前後方向に沿って延びて配置される左右１対のフロアサイドメンバを有し、車体フレームの上方に配置される。フロアサイドメンバの前端部は、左右のサイドフレームの車幅方向内側に配置され、フロアサイドメンバの後端部は、左右のサイドフレームの車幅方向外側に配置され、フロアサイドメンバの中間部には、前端部から後端部に向かって車幅方向外側に傾斜して延びる傾斜部が形成される。また、フロアサイドメンバの後端部は前端部よりも上方に配置され、中間部には、後斜め上方へ傾斜するキックアップ部が形成される。フロアパネルは、フロアサイドメンバの形状に対応して、キャブの前端から後方へ略水平に延びるフロアパネル前方部と、フロアパネル前方部の後端縁から斜め後上方へ傾斜するフロアパネル起立部と、フロアパネル起立部の上端縁から後方へ略水平に延びるフロアパネル後方部とを有する。フロアパネル起立部及びフロアパネル後方部の下方には、エンジン等を収容するエンジンルームを区画される。フロアパネルのフロアパネル後方部には、シートを下方から支持するフロントレッグ及びリヤレッグが固定される。

特開２０１７−１１４４４５号公報

特許文献１に記載の構造及びシートベルト等の乗員拘束装置を備えた車両において、シートに着座した乗員が乗員拘束装置によってシートに拘束された状態で車両が前面衝突すると、乗員が慣性によって前方へ移動しようとするので、乗員から乗員拘束装置を介してシートに前方への荷重が入力する。シートはフロアパネルのフロアパネル後方部に対して固定されるので、シートに前方への荷重が入力すると、フロアパネル後方部に前方への荷重が入力し、フロアサイドメンバ（フロアフレーム）のうちキックアップ部よりも後方の領域（以下、「フレーム後部領域」という。）に対して前方への荷重が入力する。フロアフレームのキックアップ部と後部領域との間には曲折部が設けられるので、フロアフレームのフレーム後部領域に対して前方への荷重が入力し、フレーム後部領域に入力する前方への荷重が増大すると、フロアフレームの上記曲折部が変形してしまうおそれがある。

そこで、本開示は、車両が前面衝突してシート側からフロアフレームに前方への荷重が入力した際のフロアフレームの曲折を抑制することが可能な車両の下部構造の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、キャブの車室の下方を区画するフロアパネルには、上下方向と交叉する下段フロアと、下段フロアの後端から起立するフロアキックアップ部と、フロアキックアップ部の上端から後方へ延びる上段フロアとが設けられ、乗員が着座するシートが車室内に配置されて上段フロアに対して固定される車両の下部構造であって、フロアフレームと補強部材とを備える。フロアフレームは、フロアキックアップ部の後面に沿って上下方向に延びてフロアキックアップ部に固定されるフレームキックアップ部と、上段フロアの下方で前後方向に延びて上段フロアに固定される上段フレームと、フロアキックアップ部の上端部及び上段フロアの前端部から離間した状態でフレームキックアップ部の上端と上段フレームの前端とを連結するフレーム曲折部とを有し、フロアパネルを支持する。補強部材は、フロアパネルとフレーム曲折部との間に配置されて、フロアパネル及びフレーム曲折部の双方に対して固定される。

上記構成では、シートに対して固定されるシートベルト等の乗員拘束装置によって乗員をシートに拘束した状態で車両が前面衝突した場合、乗員が慣性によって前方へ移動しようとして、乗員から乗員拘束装置を介してシートに前方への荷重が入力する。シートがフロアパネルの上段フロアに対して固定されるので、シートに前方への荷重が入力すると、シートからフロアパネルの上段フロアに前方への荷重が入力する。上段フロアにはフロアフレームの上段フレームが固定されるので、上段フロアに前方への荷重が入力すると、上段フレームに前方への荷重が入力する。

フロアパネルとフレーム曲折部との間には、補強部材が配置されてフロアパネル及びフレーム曲折部の双方に対して固定されるので、フレーム曲折部を補強部材によって補強することができる。このように、フロアフレームのフレーム曲折部が補強部材によって補強されているので、フロアフレームの上段フレームに前方への荷重が入力した際のフロアフレームのフレーム曲折部の変形を抑制することができる。

本発明の第２の態様は、上記第１の態様の車両の下部構造であって、補強部材は、上段フレームの前方に配置される。

上記構成では、補強部材が上段フレームの前方に配置されるので、上段フレームへ前方への荷重が入力した際に、前方への上段フレームの移動を補強部材によって抑えることができる。このため、フロアフレームの上段フレームに前方への荷重が入力した際のフロアフレームのフレーム曲折部の変形を抑制することができる。

本発明の第３の態様は、上記第１の態様または上記第２の態様の車両の下部構造であって、補強部材は、フロアパネルに沿って延びてフロアパネルに固定される上板部と、フレーム曲折部に沿って延びてフレーム曲折部に固定される下板部とを有し、車幅方向へ貫通する筒状に形成される。

上記構成では、補強部材が車幅方向へ貫通する筒状に形成されるので、フロアパネルの下方の空間の空気は、筒状の補強部材の内径部を介して、フロアフレームの車幅方向内側から車幅方向外側（又は車幅方向外側から車幅方向内側）へ流通可能となる。このため、フロアパネルの下方の左右のフロアフレーム間にエンジンが配置されるキャブオーバー型の車両において、エンジンによって高温化して左右のフロアフレーム間に上昇した空気を、補強部材の内径部を介してフロアフレームの車幅方向内側から車幅方向外側へ排出することができるので、フロアパネルの下方の空間の排熱効果を高めることができ、車室内の高温化を抑制することができる。

本開示によれば、車両が前面衝突してシート側からフロアフレームに前方への荷重が入力した際のフロアフレームの曲折を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る車両の下部構造の概略側面図である。 図１の車両の下部構造を示す平面図である。 図２の車両の下部構造を斜め上前方から視た斜視図である。 図１のIVの拡大図である。 図４のV−V矢視断面図である。 補強部材の概略斜視図である。 補強部材の変形例を示す図５に対応する断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、ＦＲは車両の前方を、ＵＰは上方を、ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。また、以下の説明において、前後方向は車両の前後方向を意味し、左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。

図１に示すように、本実施形態に係る車両の下部構造は、キャブ２が概ねエンジン３の上方に配置されるキャブオーバー型の車両１に適用される。キャブ２の車室４の下方を区画するフロアパネル５は、車幅方向両側で前後方向に延びる左右一対のフロアフレーム１０と、補強部材２０とによって補強される。キャブ２は、前側の左右のフロントキャブマウント９ａと後側の左右のリヤキャブマウント９ｂとを介して車体フレーム６に下方から支持される。なお、図１では、右側のフロアフレーム１０、右側のフロントキャブマウント９ａ、及び右側のリヤキャブマウント９ｂの図示を省略している。

図１〜図３に示すように、車体フレーム６は、左右一対のサイドメンバ７と複数のクロスメンバ８とによって梯子状に形成される。左右のサイドメンバ７は、キャブ２の下方の左右両側に配置され、前後方向に延びる。複数のクロスメンバ８は、車幅方向に延びて左右のサイドメンバ７同士を連結する。車体フレーム６の前部の上方にはキャブ２が配置される。キャブ２の下方のエンジン３は、左右のサイドメンバ７間に配置され、エンジンマウント（図示省略）を介して車体フレーム６に支持される。

キャブ２の車室４内には、乗員５０が前方を向いて着座するシート３０が配置される。シート３０は、フロアパネル５の後述するフロアパネル後方部５ｃに対して固定される。キャブ２には、シート３０に乗員５０を拘束するための乗員拘束装置として機能するシートベルト装置４０が設けられる。シートベルト装置４０は、シートベルト４１とタング４２とバックル４３とを有する。シートベルト４１は、キャブ２の内面部に繰り出し可能に設けられる。タング４２は、シートベルト４１の中間部に移動可能に挿通される。バックル４３は、シート３０に対して固定され、タング４２を着脱可能に係止する。シート３０に着座した乗員５０は、タング４２をバックル４３に係止することにより、シート３０に拘束された状態となる。なお、シートベルト４１は、シート３０に繰り出し可能に設けられてもよい。

フロアパネル５は、上下方向と交叉するパネルであって、フロアパネル前方部（下段フロア）５ａと、フロアパネル起立部（フロアキックアップ部）５ｂと、フロアパネル後方部（上段フロア）５ｃとを一体的に有する。フロアパネル前方部５ａは、フロアパネル５の前部の領域であって、キャブ２の前端から後方へ略水平に延びる。フロアパネル起立部５ｂは、フロアパネル５の中間部の領域であって、フロアパネル前方部５ａの後端縁から斜め後上方へ延びる。フロアパネル後方部５ｃは、フロアパネル５の後部の領域であって、フロアパネル起立部５ｂの上端縁から後方へ略水平に延びる。フロアパネル起立部５ｂ及びフロアパネル後方部５ｃの下方には、エンジン３が配置される。すなわち、フロアパネル起立部５ｂ及びフロアパネル後方部５ｃは、エンジン３の収容空間３１の上方を区画する。フロアパネル５の下面３２には、左右のフロアフレーム１０及び左右の補強部材２０が固定される。なお、フロアフレーム１０及び補強部材２０は、車両１の左右に対称的に設けられ、略同様の構成を有するため、以下では、一方（左側）について説明し、他方（右側）の説明を適宜省略する。

図１〜図４に示すように、フロアフレーム１０は、車体フレーム６よりも上方且つフロアパネル５の下方に配置され、フロアパネル５の形状に対応して前後方向に延びる。フロアフレーム１０は、上方へ開放する断面Ｕ状のフレーム本体部１３と、フレーム本体部１３の左右の上端縁から車幅方向両側へ突出する左右のフランジ部１４とによって、上方へ開放する断面ハット状に形成される。フレーム本体部１３の上下方向の長さは、フロアフレーム１０の前後に亘って略同じ長さに設定される。フロアフレーム１０は、フレーム前方部１０ａと、フレーム起立部（フレームキックアップ部）１０ｂと、フレーム後方部（上段フレーム）１０ｃと、フレーム湾曲部（フレーム曲折部）１０ｄを一体的に有する。フロアフレーム１０の前端部１１（フレーム前方部１０ａの前端部１１）は、フロントキャブマウント９ａを介して車体フレーム６の前端部に下方から支持される。フロアフレーム１０の後端部１２は、フロアフレーム１０の前端部１１よりも車幅方向外側（本実施形態では、サイドメンバ７よりも車幅方向外側）に配置され、リヤキャブマウント９ｂを介して車体フレーム６に下方から支持される。フレーム前方部１０ａは、フロアパネル前方部５ａの下面に沿って前後方向に延び、フレーム前方部１０ａの左右のフランジ部１４がフロアパネル前方部５ａの下面に固定される。フレーム起立部１０ｂは、フレーム前方部１０ａの後端からフロアパネル起立部５ｂの後面５１に沿って斜め後上方へ延び、フレーム起立部１０ｂの左右のフランジ部１４がフロアパネル起立部５ｂの後面５１に固定される。フレーム起立部１０ｂの上端１５（図４に一点鎖線Ｌ１で示す位置）は、フロアパネル起立部５ｂの上端部３５とフロアパネル後方部５ｃの前端部３６とによって構成されるフロアパネル５の角部３３（以下、「フロアパネル角部３３」という。）よりも下方に位置する。フレーム湾曲部１０ｄは、フレーム起立部１０ｂの上端１５から、フロアパネル後方部５ｃのうちフロアパネル角部３３よりも後方の領域に向かって後上方へ延び、フレーム起立部１０ｂの上端１５とフレーム後方部１０ｃの前端１６（図４に一点鎖線Ｌ２で示す位置）とを連結する。フレーム湾曲部１０ｄは、フロアパネル角部３３から下方へ離間した位置で、側面視において前上方へ膨出するように湾曲する。すなわち、フレーム湾曲部１０ｄとフロアパネル角部３３との間には間隙３４が設けられる。フレーム後方部１０ｃは、フレーム湾曲部１０ｄの後端（図４に一点鎖線Ｌ２で示す位置）からフロアパネル後方部５ｃの下面に沿って後方へ延び、フレーム後方部１０ｃの左右のフランジ部１４がフロアパネル後方部５ｃの下面に固定される。フレーム後方部１０ｃの前端１６は、フロアパネル角部３３よりも後方に位置する。なお、本発明における「フレーム曲折部」とは、フロアフレームのうちフレームキックアップ部から上段フレームへ（上段フレームからフレームキックアップ部へ）曲折している部分を意味する。また、図４の一点鎖線Ｌ１は、フロアパネル起立部５ｂに対してフレーム起立部１０ｂが接触している領域と接触していない領域との境界線であり、図４の一点鎖線Ｌ２は、フロアパネル後方部５ｃに対してフレーム後方部１０ｃが接触している領域と接触していない領域との境界線である。また、フレーム湾曲部１０ｄとフロアパネル角部３３との間の間隙３４は、フロアフレーム１０の製造時のフレーム湾曲部１０ｄを成形する際に、フロアパネル角部３３に沿って曲げることが難しいというフロアフレーム１０の製造上の理由によって発生する間隙３４であってもよいし、フレーム湾曲部１０ｄをフロアパネル角部３３に沿わないように成形することによって積極的に設けられる間隙３４であってもよい。

図４〜図６に示すように、補強部材２０は、少なくともフレーム湾曲部１０ｄ（本実施形態では、フレーム湾曲部１０ｄ及びフロアパネル角部３３の双方）を補強する部材であって、車幅方向に貫通する筒状に形成され、フレーム湾曲部１０ｄとフロアパネル角部３３との間の間隙３４に配置される。補強部材２０を形成する材料としては、高張力鋼、または炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等が考えられる。補強部材２０は、フレーム後方部１０ｃの前端１６の前方に位置する。補強部材２０は、フロアパネル角部３３の下面３７（フロアパネル起立部５ｂの上端部３５の後面及びフロアパネル後方部５ｃの前端部３６の下面）に沿って延びる上板部２１と、上板部２１とは別体に形成されてフレーム湾曲部１０ｄの左右のフランジ部１４の上面１７に沿って延びる下板部２２とを有する。上板部２１の前後の端部と下板部２２の前後の端部とが互いに固定される。上板部２１の前後方向の中間部と下板部２２の前後方向の中間部とは上下方向に互いに離間する。筒状の補強部材２０の内径部には、フロアフレーム１０よりも車幅方向内側の内側空間３８と、フロアフレーム１０よりも車幅方向外側の外側空間３９とを連通する連通空間２４が区画される。上板部２１は、フロアパネル角部３３の下面３７に固定される。下板部２２は、フレーム湾曲部１０ｄの左右のフランジ部１４の上面１７に固定される。なお、補強部材２０を形成する材料は、高張力鋼、または炭素繊維強化プラスチックに限定されるものではなく、フレーム湾曲部１０ｄを補強して所望の剛性を確保可能な様々な材料を適用することができる。

上記構成では、図１に示すように、シート３０に着座した乗員５０がシートベルト装置４０によってシート３０に拘束された状態で車両１が前面衝突すると、乗員５０が慣性によって前方へ移動しようとして、乗員５０からシートベルト装置４０を介してシート３０に前方への荷重が入力する。シート３０がフロアパネル５のフロアパネル後方部５ｃに対して固定されるので、シート３０に前方への荷重が入力すると、シート３０からフロアパネル後方部５ｃに前方への荷重が入力する。フロアパネル後方部５ｃにはフロアフレーム１０のフレーム後方部１０ｃが固定されるので、フロアパネル後方部５ｃに前方への荷重が入力すると、フレーム後方部１０ｃに前方への荷重が入力する。

補強部材２０は、フロアフレーム１０のフレーム湾曲部１０ｄとフロアパネル５のフロアパネル角部３３との間の間隙３４に配置されて、フレーム湾曲部１０ｄ及びフロアパネル角部３３の双方に対して固定され、フレーム湾曲部１０ｄを補強する。このように、フロアフレーム１０のフレーム湾曲部１０ｄが補強部材２０によって補強されているので、フロアフレーム１０のフレーム後方部１０ｃに前方への荷重が入力した際のフレーム湾曲部１０ｄの変形を抑制することができる。

また、補強部材２０がフレーム後方部１０ｃの前端１６の前方に位置するので、フレーム後方部１０ｃに前方への荷重が入力した際に、前方へのフレーム後方部１０ｃの移動を補強部材２０によって抑えることができる。このため、フロアフレーム１０のフレーム後方部１０ｃに前方への荷重が入力した際のフレーム湾曲部１０ｄの変形を抑制することができる。

従って、本実施形態によれば、車両１が前面衝突してシート３０側からフロアフレーム１０に前方への荷重が入力した際のフロアフレーム１０の曲折を抑制することができる。

また、補強部材２０が車幅方向へ貫通する筒状に形成され、補強部材２０の連通空間２４がフロアフレーム１０の車幅方向内側の内側空間３８と車幅方向外側の外側空間３９とを連通するので、補強部材２０の連通空間２４を介したフロアフレーム１０の内側空間３８から外側空間３９（または外側空間３９から内側空間３８）への空気の流通が許容される。特に、車両１の走行時には、キャブ２の車幅方向外側に負圧が発生するため、フロアフレーム１０の内側空間３８から外側空間３９へ空気を排出することができる。このため、エンジン３によって高温化してフロアパネル５の下方の左右のフロアフレーム１０間（内側空間３８）に上昇した空気を、補強部材２０の連通空間２４を介してフロアフレーム１０の内側空間３８から外側空間３９へ排出して、フロアパネル５の下方の空間の排熱効果を高めることができ、車室４内の高温化を抑制することができる。

なお、本実施形態では、補強部材２０を、上板部２１と、上板部２１とは別体の下板部２２とを固定することによって筒状に形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、一枚の板を筒状に成形してもよいし、或いは鋳物で成形してもよい。補強部材２０を鋳物で成形する場合には、補強部材２０の剛性を確保するためのリブ等を設けてもよい。

また、本実施形態では、補強部材２０を、車幅方向に貫通する筒状に形成したが、これに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、補強部材６０を、上板部２１と下板部２２と左右の側板部２３とによって、内部に閉空間２５を区画する箱状に形成してもよい。或いは、側面視においてフレーム湾曲部１０ｄとフロアパネル角部３３との間をＶ状に繰り返して折り返される板状の補強部材であってもよい。

また、本実施形態では、補強部材２０をフレーム後方部１０ｃの前端１６の前方に配置したが、これに限定されるものではなく、フレーム後方部１０ｃの前端１６の前方から外れた位置に配置してもよい。例えば、フレーム湾曲部１０ｄとフロアパネル角部３３との間の間隙３４が広い場合、補強部材２０を、フレーム後方部１０ｃよりも低い高さ位置（フレーム後方部１０ｃの前端１６の前方から外れた位置）に配置してもよい。

また、本実施形態では、フロアフレーム１０のフレーム湾曲部（フレーム曲折部）１０ｄを、側面視において前上方へ膨出するように湾曲させたが、これに限定されるものではなく、例えば、側面視においてフレーム起立部（フレームキックアップ部）１０ｂの上端１５とフレーム後方部（上段フレーム）１０ｃの前端１６との間を直線上に延びるフレーム曲折部であってもよい。すなわち、フレーム曲折部には、フレーム湾曲部１０ｄのように湾曲しているもののみならず、直線状のものも含む。

また、本実施形態では、フロアフレーム１０のフレーム本体部１３の上下方向の長さを、フロアフレーム１０の前後に亘って略同じ長さに設定したが、これに限定されるものではなく、所望の長さに設定することができる。

また、本実施形態では、フロアフレーム１０を断面ハット状としたが、フロアフレーム１０の断面形状はこれに限定されるものではなく、例えば、断面矩形状であってもよい。

また、本実施形態では、フロアパネル５のフロアパネル起立部（フロアキックアップ部）５ｂ、及びフロアフレーム１０のフレーム起立部（フレームキックアップ部）１０ｂを、前下方から後上方へ傾斜させたが、これに限定されるものではなく、フロアキックアップ部及びフレームキックアップ部の双方を略鉛直方向に沿って延ばしてもよい。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、本開示に係る車両の下部構造を、キャブオーバー型の車両１に適用したが、これに限定されるものではなく、乗用車など他の車種にも適用することができる。

本開示に係る車両の下部構造は、フロアパネルをフロアフレームによって支持する車両に広く適用することができる。

１：車両
２：キャブ
４：車室
５：フロアパネル
５ａ：フロアパネル前方部（下段フロア）
５ｂ：フロアパネル起立部（フロアキックアップ部）
５ｃ：フロアパネル後方部（上段フロア）
１０：フロアフレーム
１０ｂ：フレーム起立部（フレームキックアップ部）
１０ｃ：フレーム後方部（上段フレーム）
１０ｄ：フレーム湾曲部（フレーム曲折部）
１５：フレーム起立部の上端
１６：フレーム後方部の前端
２０，６０：補強部材
２１：上板部
２２：下板部
３０：シート
３５：フロアパネル起立部の上端部
３６：フロアパネル後方部の前端部
５０：乗員
５１：フロアパネル起立部の後面

Claims (3)

1. キャブの車室の下方を区画するフロアパネルには、上下方向と交叉する下段フロアと、前記下段フロアの後端から起立するフロアキックアップ部と、前記フロアキックアップ部の上端から後方へ延びる上段フロアとが設けられ、乗員が着座するシートが前記車室内に配置されて前記上段フロアに対して固定される車両の下部構造であって、
   前記フロアキックアップ部の後面に沿って上下方向に延びて前記フロアキックアップ部に固定されるフレームキックアップ部と、前記上段フロアの下方で前後方向に延びて前記上段フロアに固定される上段フレームと、前記フロアキックアップ部の上端部及び前記上段フロアの前端部から離間した状態で前記フレームキックアップ部の上端と前記上段フレームの前端とを連結するフレーム曲折部とを有し、前記フロアパネルを支持するフロアフレームと、
   前記フロアパネルと前記フレーム曲折部との間に配置されて、前記フロアパネル及び前記フレーム曲折部の双方に対して固定される補強部材と、を備えた
   ことを特徴とする車両の下部構造。
2. 請求項１に記載の車両の下部構造であって、
   前記補強部材は、前記上段フレームの前方に配置される
   ことを特徴とする車両の下部構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両の下部構造であって、
   前記補強部材は、前記フロアパネルに沿って延びて前記フロアパネルに固定される上板部と、前記フレーム曲折部に沿って延びて前記フレーム曲折部に固定される下板部とを有し、車幅方向へ貫通する筒状に形成される
   ことを特徴とする車両の下部構造。

Images