JP2021088271A - 車両構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両重量の増加や製造コストの上昇を抑制しつつ、車両の側突に対する強度を従来よりも高めることが可能な車両構造を提供する。【解決手段】車両構造Ｂは、フロアトンネル部２Ａと、このフロアトンネル部２Ａの両側壁部２０に一端部３ａが接合されて車幅方向に延びる一対のフロアクロス部３とを備えており、フロアトンネル部２Ａは、上壁部２１と両側壁部２０との境界部としての稜線Ｌａが、平面視において上壁部２１の車幅方向中心寄りに窪んだ湾曲状の稜線Ｌａ’となるように、両側壁部２０の少なくとも上部寄り領域が湾曲した湾曲部２０ａを有し、この湾曲部２０ａの窪み最深部２０ａ’に、各フロアクロス部３の一端部３ａが接合されている。【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車などの車両構造に関する。

一般的な車両構造の具体例として、特許文献１に記載の構造がある。
同文献に記載の構造においては、車室のフロア部の車幅方向略中央部に、車両前後方向に延びるフロアトンネル部が形成されている。また、前記フロア部上のうち、フロアトンネル部の車幅方向両側には、フロアトンネル部の両側壁部に一端部が接合されて車幅方向に延びる左右一対のフロアクロス部が設けられている。
このような構成によれば、フロアクロス部の存在により車体剛性を高めることが可能である。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。

すなわち、車両の側突が発生し、車体にその車幅方向外方側から衝突荷重が入力することにより、左右一対のフロアクロス部の一方に前記衝突荷重が作用する場合がある。この場合、前記衝突荷重をフロアトンネル部を介して他方のフロアクロス部に伝達させて適切に受けさせることが望まれる。このことに対応すべく、フロアトンネル部自体の剛性を高めたり、あるいは大きな補強部材を追加して設けたのでは、車両重量が増加し、製造コストは高価となる。
また、従来のフロアトンネル部の側壁部は、鉛直方向に対する傾斜角が比較的小さくされている。このため、車両の側突が発生し、前記側壁部に衝突荷重が略水平方向に作用する場合、前記側壁部には衝突荷重が直角に近い角度で作用することとなり、前記側壁部は比較的容易に潰れ易いものとなっている。これを解消すべくフロアトンネル部を補強しようとすると、車両重量は一層増加し、また車両の製造コストは一層高価となる。

なお、フロアトンネル部に関する従来技術の他の例として、特許文献２には、フロアトンネル部のいわゆる口開き変形を抑制するための湾曲部をフロアトンネル部に設ける手段が記載されている。特許文献３には、フロアトンネル部の上壁部を上下高さ方向に湾曲させる手段が記載されている。ところが、このような特許文献２，３に記載された手段では、前記した不具合を適切に解消するには到らない。

特開２０１１−１９４９１５号公報 特開平６−９９８５７号公報 特開２０１１−１７３４８５号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、車両重量の増加や製造コストの上昇を抑制しつつ、車両の側突に対する強度を従来よりも高めることが可能な車両構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両構造は、車室のフロア部の車幅方向略中央部に位置して車両前後方向に延び、かつ上壁部および左右の両側壁部を有するフロアトンネル部と、このフロアトンネル部の車幅方向両側に位置し、かつ前記フロアトンネル部の両側壁部にそれぞれの一端部が接合されて車幅方向に延びる一対のフロアクロス部と、を備えており、前記フロアトンネル部は、前記上壁部と前記両側壁部との境界部としての稜線が、平面視において前記フロアトンネル部の車幅方向中心寄りに窪んだ湾曲状の稜線となるように、前記両側壁部の少なくとも上部寄り領域が湾曲した湾曲部を有している、車両構造であって、前記一対のフロアクロス部のそれぞれの一端部は、前記湾曲部の窪み最深部に接合されていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、車両の側突が発生し、車幅方向外方側からフロアクロス部に衝突荷重が入力する場合、この衝突荷重は、フロアトンネル部の窪み最深部に作用することとなる。これに対し、フロアトンネル部の窪み最深部は、フロアトンネル部の幅（両側壁部の相互間隔）が最も狭く、他の部分よりも剛性が高い部分である。したがって、前記衝突荷重によってフロアトンネル部を潰れ難くすることができる。
第２に、一対のフロアクロス部どうしを、互いに接近させることが可能である。このため、一方のフロアクロス部から他方のフロアクロス部への荷重伝達性をよくし、車両の側突に対する車体強度を高めることができる。
第３に、フロアトンネル部の側壁部のうち、湾曲部の側壁部は、他の部分の側壁部よりも緩い傾斜角（鉛直方向に対する傾斜角が大きい）となる。このため、車両の側突が発生し、フロアクロス部から湾曲部の側壁部に略水平方向の荷重入力がなされる場合、前記側壁部に対して前記荷重が直角に近い角度で入力しないようにすることが可能となる。したがって、フロアトンネル部の側壁部をより潰れ難くし、一方のフロアクロス部から他方のフロアクロス部への荷重伝達性を一層よくすることができる。
第４に、既述したように、フロアトンネル部のうち、フロアクロス部から荷重を受ける部分（湾曲部の窪み最深部）の剛性は高く、車両の側突時に潰れ難くされているため、フロアトンネル部の厚肉化を図ったり、あるいはサイズが大きい補強部材を用いてフロアトンネル部を補強する必要をなくし、または少なくすることが可能となる。したがって、車両重量の軽量化や、製造コストの低減化を図ることもできる。
第５に、フロアトンネル部に前記湾曲部を設けることにより、フロアトンネル部のいわゆる口開き変形を抑制する効果も得られる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る車両構造の一例を示す要部概略断面図である。 図１の要部概略平面図である。 図２の要部概略斜視図である。 図３のIV−IV断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２に示す車両構造Ｂは、車両Ａの車室１０のフロア部２（フロントフロア部）、このフロア部２に設けられたフロアトンネル部２Ａ、左右一対のフロアクロス部３、および追加のフロアクロス部４を備えている。
なお、図１における網点模様部分は、左右一対のフロントサイドメンバ６である。この
フロントサイドメンバ６は、車幅方向に互いに間隔を隔てて車両前後方向に延びており、エンジンルーム１１の両側に位置する領域や、フロア部２の下面側に接合された領域などを備えている。
図２において、符号１９は、ダッシュパネル２９の上部に設けられたカウルを示している。

フロア部２は、ダッシュパネル２９の下側寄り領域にフロアパネル２２の前端部を接合して構成されている。フロアトンネル部２Ａは、フロア部２と一体または別体で形成されており、フロア部２の車幅方向略中央部に位置して車両前後方向に延びる両側壁部２０および上壁部２１を有している。フロアトンネル部２Ａの内側には、排気マフラ（不図示）などが配される。

フロアトンネル部２Ａには、上壁部２１と両側壁部２０との境界部としての左右一対の上側の稜線Ｌａがあるが、この稜線Ｌａの一部は、平面視においてフロアトンネル部２Ａの車幅方向中心寄りに、適当な曲率半径で窪んだ湾曲状の稜線Ｌａ’となっている。この湾曲状の稜線Ｌａ’は、両側壁部２０の少なくとも上部寄り領域を適当な曲率半径Ｒで湾曲させた湾曲部２０ａを、フロアトンネル部２Ａの車両前後方向の一部に部分的に設けることにより形成されている。湾曲部２０ａの形成箇所においては、それに対応して上壁部２１の幅Ｗも変化している。上側の稜線Ｌａのうち、湾曲状の稜線Ｌａ’以外の部位は、車両前後方向に延びる直線状である。

一方、フロアトンネル部２Ａの下部には、両側壁部２０とフロア部２の一般部分（非フロアトンネル部）との境界部としての下側の稜線Ｌｂがある。この下側の稜線Ｌｂは、フロアトンネル部２Ａの車両前後方向の略全長域にわたって直線状に延びている。
このため、フロアトンネル部２Ａの側壁部２０において、湾曲部２０ａが設けられている箇所の傾斜角（鉛直方向に対する傾斜角）α１は、湾曲部２０ａが設けられていない箇所の傾斜角α２よりも大きい（図４を参照）。

一対のフロアクロス部３は、フロア部２上のうち、フロアトンネル部２Ａの左右両側に配されて車幅方向に延びており、フロアトンネル部２Ａとロッカ１８とを橋渡し接続している。フロアクロス部３の長手方向の一端部３ａは、フロアトンネル部２Ａの湾曲部２０ａのうち、窪み幅が最も大きい窪み最深部２０ａ’に当接し、接合されている。図４の仮想線で示すように、フロアトンネル部２Ａを補強するための手段として、フロアトンネル部２Ａ内にブリッジ状の補強部材５を設けた構成としてもよい。後述するように、フロアトンネル部２Ａは、湾曲部２０ａの存在により強度向上が図られているため、補強部材５としては、厚肉で大きなサイズのものを用いる必要はない。
フロアクロス部３は、図１に示すように、車両ＡのＡピラー８１とＢピラー８２との間に位置している。このフロアクロス部３は、たとえば一対のフランジ部３０を有する下向き開口の断面ハット状部材を用いて構成されており、一対のフランジ部３０はフロアパネル２２に溶接されている。

一対の追加のフロアクロス部４は、フロアクロス部３と同様な形状であり、車幅方向に延びている。ただし、フロアクロス部３よりも車両後方側に位置しており、フロアトンネル部２Ａの湾曲部２０ａが設けられていない箇所とロッカ１８とを橋渡し接続している。

次に、前記した車両構造Ｂの作用について説明する。

まず、一対のフロアクロス部３は、フロアトンネル部２Ａの湾曲部２０ａの窪み最深部２０ａ’に接合され、かつこの窪み最深部２０ａ’を介して間接的に接続されている。ここで、窪み最深部２０ａ’は、フロアトンネル部２Ａにおいて両側壁部２０の相互間隔Ｓ
（図４を参照）が最も狭い部分であり、他の部分よりも剛性が高い部分である。このため、車両Ａの側突が発生し、衝突荷重Ｆが車幅方向外方側からフロアクロス部３に入力し、フロアトンネル部２Ａに作用した際に、フロアトンネル部２Ａを潰れ難くすることができる。また、一対のフロアクロス部３どうしは接近することとなるため、一方のフロアクロス部３から他方のフロアクロス部３への衝突荷重Ｆについての荷重伝達性をよくすることもできる。このことにより、車両Ａの側突に対する車体強度を高めることができる。

フロアトンネル部２Ａの湾曲部２０ａの側壁部２０は、湾曲部２０ａ以外の箇所の側壁部２０よりも緩い傾斜角である。このため、車両Ａの側突が発生し、衝突荷重Ｆがフロアクロス部３を介して湾曲部２０ａの側壁部２０に作用する場合、この側壁部２０に対して衝突荷重Ｆが直角に近い角度で入力し難くなる。したがって、側壁部２０は一層潰れ難くなり、一方のフロアクロス部３から他方のフロアクロス部３への荷重伝達性は一層良好となる。

車両Ａの側突が発生した場合、車両Ａの側部のうち、Ａピラー８１およびＢピラー８２が設けられている箇所と比較すると、これらＡピラー８１とＢピラー８２の間の位置がダメージを受け易くなる。これに対し、フロアクロス部３は、そのような位置に配されているため、車両Ａの側突時における耐荷重性能や衝撃吸収性能を高める上では、より好ましいものとなる。

一方、フロアトンネル部２Ａの下側の稜線Ｌｂは、上側の稜線Ｌａとは異なり、フロアトンネル部２Ａの略全長域にわたって車両前後方向に延びた直線状である。このため、この下側の稜線Ｌｂが形成された箇所は、車両前後方向の圧縮力に対しての強度は高い。したがって、車両Ａの前突が発生し、図３に示すように窪み最深部フロアトンネル部２Ａにその車両前方側から衝突荷重Ｆａが入力した際には、この衝突荷重Ｆａによってフロアトンネル部２Ａが容易に変形を生じないようにしつつ、下側の稜線Ｌｂを介して前記衝突荷重をフロアトンネル部２Ａよりもさらに車両後方側の車体部材に効果的に伝達することが可能となる。

その他、本実施形態においては、フロアトンネル部２Ａに湾曲部２０ａが設けられているため、フロアトンネル部２Ａのいわゆる口開き変形が抑制される効果も得られる。また、本実施形態によれば、フロアトンネル部２Ａの車幅方向の強度を高める手段として、フロアトンネル部２Ａに湾曲部２０ａを設ける手段を採用しており、フロアトンネル部２Ａを厚肉にしたり、あるいはサイズが大きい専用の補強部材を用いる必要をなくし、または少なくすることが可能である。したがって、車両重量の軽量化、ならびに製造コストの低減を促進することもできる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

フロアトンネル部２Ａの湾曲部２０ａ、および湾曲状の稜線Ｌａ’の具体的な曲率半径や幅などは限定されない。
上述の実施形態においては、下側の稜線Ｌｂを、直線状にしているが、本発明はこれに限定されず、湾曲状（湾曲状の稜線Ｌａ’よりも曲率半径が大きい湾曲状）としてもよい。
フロアトンネル部２Ａの上壁部２１は、その上面部が平面状であることに代えて、たとえば特許文献３に記載されているように、車両側面視において上向き凸状の曲面状とすることもできる。このような構成によれば、車両Ａの前突が発生した際に、フロアトンネル部２Ａの上壁部２１の車両前後方向途中部分が、下向きに窪むように変形することを抑制する効果が得られる。

Ｂ 車両構造
Ｌａ 上側の稜線（稜線）
Ｌａ’ 湾曲状の稜線
２ フロア部
２Ａ フロアトンネル部
２０ 側壁部（フロアトンネル部の）
２０ａ 湾曲部
２０ａ’ 窪み最深部
２１ 上壁部（フロアトンネル部の）
３ フロアクロス部
３ａ 一端部（フロアクロス部の）

Claims (1)

1. 車室のフロア部の車幅方向略中央部に位置して車両前後方向に延び、かつ上壁部および左右の両側壁部を有するフロアトンネル部と、
   このフロアトンネル部の車幅方向両側に位置し、かつ前記フロアトンネル部の両側壁部にそれぞれの一端部が接合されて車幅方向に延びる一対のフロアクロス部と、
   を備えており、
   前記フロアトンネル部は、前記上壁部と前記両側壁部との境界部としての稜線が、平面視において前記フロアトンネル部の車幅方向中心寄りに窪んだ湾曲状の稜線となるように、前記両側壁部の少なくとも上部寄り領域が湾曲した湾曲部を有している、車両構造であって、
   前記一対のフロアクロス部のそれぞれの一端部は、前記湾曲部の窪み最深部に接合されていることを特徴とする、車両構造。

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