JP3381703B2 - 自動車のフロア構造 - Google Patents

自動車のフロア構造

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JP3381703B2 JP2000072434A JP2000072434A JP3381703B2 JP 3381703 B2 JP3381703 B2 JP 3381703B2 JP 2000072434 A JP2000072434 A JP 2000072434A JP 2000072434 A JP2000072434 A JP 2000072434A JP 3381703 B2 JP3381703 B2 JP 3381703B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車のフロア構
造、とりわけ、フロアメンバをアルミ合金等の軽量金属
材料で車両前後方向に押出成形した押出材を用いて構成
した自動車のフロア構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の中には、例えば特願平１１−２
７２９９４号に示されているように、車体の軽量化と剛
性確保との両立を狙ってフロアメンバをアルミ合金等の
軽量金属材料により車両前後方向に閉断面構造に押出成
形したものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のフロア構造ではフロアメンバをその閉断面高さや板
厚等を一定にして押出成形してあるため、該フロアメン
バの強度剛性が必ずしも要求される車体特性を十分に満
たしているとは限らない。
【０００４】そこで、本発明は車体フロアとして要求さ
れる強度剛性や、車両前方や側方からの衝突入力に対し
て、合理的な特性とレイアウト要件を満足させることが
できる押出材からなる自動車のフロア構造を提供するも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にあって
は、フロアメンバを少なくとも一部を閉断面構造として
車両の前後方向に押出成形して、車幅方向中央から車幅
方向外側へ向けてトンネル部と、乗員用平面部と、該乗
員用平面部と平面が連続した車幅方向変形許容部と、サ
イドシル部との少なくとも４つの区域から構成すると共
に強度剛性調整手段によって、前記サイドシル部の車両
前後方向の強度剛性を他の区域に比較して最も大きく設
定し、車幅方向変形許容部の車幅方向の強度剛性をサイ
ドシル部の車幅方向の強度剛性よりも小さく設定し、乗
員用平面部の車幅方向の強度剛性を車幅方向変形許容部
の車幅方向の強度剛性とほぼ同等に設定したことを特徴
としている。
【０００６】請求項２の発明にあっては、請求項１に記
載の自動車のフロア構造にあって、車幅方向に区分され
た区域の閉断面形状と板厚とを調整することをもって強
度剛性調整手段としたことを特徴としている。
【０００７】請求項３の発明にあっては、請求項１に記
載の自動車のフロア構造にあって、車幅方向に区分され
た区域の閉断面形状と閉断面を構成するフロア内、外壁
間に介在させるリブとを調整することをもって強度剛性
調整手段としたことを特徴としている。
【０００８】請求項４の発明にあっては、請求項１に記
載の自動車のフロア構造にあって、車幅方向に区分され
た区域の閉断面形状を複数に組合わせることをもって強
度剛性調整手段としたことを特徴としている。
【０００９】請求項５の発明にあっては、請求項１〜４
に記載の強度剛性調整手段によりサイドシル部の区域か
ら車幅方向変形許容部の区域に亘って車幅方向の強度剛
性をリニアに変化させたことを特徴としている。
【００１０】請求項６の発明にあっては、請求項５に記
載の車幅方向の強度剛性がリニアに変化する部分をサイ
ドシル部の区域と車幅方向変形許容部の区域との境界部
分に設定したことを特徴としている。
【００１１】請求項７の発明にあっては、請求項１〜４
に記載の強度剛性調整手段により車幅方向変形許容部の
区域から乗員用平面部の区域に亘って車幅方向の強度剛
性を急変させたことを特徴としている。
【００１２】請求項８の発明にあっては、請求項７に記
載の車幅方向の強度剛性が急変する部分を車幅方向変形
許容部の区域と乗員用平面部の区域との境界部分に設定
したことを特徴としている。
【００１３】請求項９の発明にあっては、請求項１〜８
に記載の自動車のフロア構造にあって、サイドシル部の
閉断面の高さを他の区域よりも高く設定したことを特徴
としている。
【００１４】請求項１０の発明にあっては、請求項１〜
９に記載の自動車のフロア構造にあって、車幅方向変形
許容部を、サイドシル寄りの変形許容部とトンネル部寄
りの変形許容部との２つに区分し、サイドシル寄りの変
形許容部の車幅方向の強度剛性をトンネル部寄りの変形
許容部の車幅方向の強度剛性よりも大きく設定したこと
を特徴としている。
【００１５】請求項１１の発明にあっては、請求項１〜
９に記載の自動車のフロア構造にあって、乗員用平面部
の下面の地上高を車幅方向変形許容部の下面の地上高よ
りも大きく設定したことを特徴としている。
【００１６】請求項１２の発明にあっては、請求項１〜
１１に記載の自動車フロア構造にあって、トンネル部を
単壁構造としたことを特徴としている。
【００１７】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、フロア
メンバは少なくとも一部を閉断面構造として車両前後方
向に押出成形してあるため、上下方向の曲げ入力および
車両前面衝突による前方入力に対して押出材特有の高剛
性が得られ、特にサイドシル部は他の区域に較べて車両
前後方向の強度剛性を最も大きく設定してあるため、主
要フロア骨格メンバとしての機能を著しく高めることが
できる。
【００１８】また、車幅方向変形許容部はサイドシル部
よりも車幅方向の強度剛性を小さく設定してあるため、
車両側面衝突による側方入力に対してサイドシル部が車
幅方向に座屈変形すると、これに続いて車幅方向変形許
容部が車幅方向にスムーズに座屈変形して衝突エネルギ
ーを吸収し、衝撃力を低減させることができる。
【００１９】一方、乗員平面部は車幅方向の強度剛性を
この車幅方向変形許容部とほぼ同等に設定してあるた
め、前記車両側面衝突時でも車両方向変形許容部の座屈
変形により低減される側方入力に十分に対抗して変形が
抑制され、一定のキャビン空間を確保することができ
る。
【００２０】この結果、車体フロアとして要求される強
度剛性および車両前方や側方からの衝突入力に対して要
求される物理的特性を合理的に満足させることができ
る。
【００２１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、フロアメンバの車幅方向に区分
された区域の閉断面形状と板厚とを調整して強度剛性を
調整しているため、専用の補強部材を必要とすることな
く各区域の強度剛性を適切に調整することができ、か
つ、衝突エネルギー吸収量を微細に調整することができ
る。
【００２２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、フロアメンバの車幅方向に区分
された区域の閉断面形状と閉断面を構成するフロア内，
外壁間に介在させるリブとを調整して強度剛性を調整し
ているため、専用の補強部材を必要とすることなく各区
域の強度剛性を適切に調整することができ、かつ、衝突
エネルギー吸収量を微細に調整することができる。
【００２３】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、フロアメンバの車幅方向に区分
された区域の閉断面形状を複数に組合わせることによっ
て強度剛性を調整しているため、専用の補強部材を必要
とすることなく各区域の強度剛性を適切に調整すること
ができ、かつ、衝突エネルギー吸収量を微細に調整する
ことができる。
【００２４】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４の発明の効果に加えて、車幅方向の強度剛性をリニ
アに変化させているため、側方入力に対する反力特性を
線状として該側方入力を安定的に受け止め、衝突エネル
ギー吸収効率を高めることができる。
【００２５】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
の発明の効果に加えて、車幅方向の強度剛性がリニアに
変化する部分を区域の境界部分に設定してあるため、側
方入力に対して区域の境界部分に応力集中による局部的
な変形の発生を回避でき、車幅方向の荷重伝達を安定的
に行えて衝突エネルギー吸収効率をより一層高めること
ができる。
【００２６】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
〜４の発明の効果に加えて、車幅方向の強度剛性を急変
させているため、側方入力に対して所定の車幅方向変形
許容部において確実に車幅方向の座屈変形を促して、効
率的な衝突エネルギー吸収を行わせることができる。
【００２７】請求項８に記載の発明によれば、請求項７
の発明の効果に加えて、車幅方向の強度剛性が急変する
部分を区域の境界部分に設定してあるため、車幅方向変
形許容部を明確に区分できて側方入力に対する車幅方向
の座屈変形を該車幅方向変形許容部の区域に確実に止め
ることができる。
【００２８】請求項９に記載の発明によれば、請求項１
〜８の発明の効果に加えて、サイドシル部の閉断面の高
さを他の区域よりも高く設定してあるため、板厚やリブ
数を必要以上に増大しなくても主要フロア骨格メンバと
して要求される所要の強度剛性が得られ、強度剛性の向
上と側方入力に対する座屈変形性の確保との両立を図る
ことができる。
【００２９】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
１〜９の発明の効果に加えて、車幅方向変形許容部をサ
イドシル寄りの変形許容部とトンネル部寄りの変形許容
部との２つに区分して、サイドシル寄りの変形許容部の
車幅方向の強度剛性をトンネル部寄りの変形許容部の車
幅方向の強度剛性よりも大きく設定してあるので、側方
入力に対してより微細に車幅方向変形許容部の反力や変
形モードのコントロールが可能となり、該側方入力に対
してフロアメンバの車幅方向の座屈変形を安定的に行わ
せて、センターピラーの発生荷重を高めることなく衝突
エネルギー吸収を効率的に行わせることができる。
【００３０】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１〜１０の発明の効果に加えて、乗員用平面部の下面の
地上高を車幅方向変形許容部の下面の地上高よりも大き
く設定してあるため、フロア下の部品配設スペースを十
分に確保することができる。
【００３１】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１〜１１の発明の効果に加えて、トンネル部を単壁構造
としてあるため、車両前面衝突時の前後方入力に対する
トンネル部前端部の前後方向の座屈変形を積極的に行わ
せることができて衝突エネルギー吸収量を増大すること
ができる。
【００３２】また、単壁構造であるためトンネル断面積
が狭められることがなく、トンネル内の部品配設スペー
スを十分に確保することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面と
共に詳述する。
【００３４】図７，８において、１はフロアメンバ、２
はフロアメンバ１の前端部に結合したダッシュクロスメ
ンバを示し、該ダッシュクロスメンバ２の外側面には縦
壁部２ａからトーボード部２ｂに廻り込んでダッシュレ
インフォース部材３を配設してあり、該ダッシュレイン
フォース部材３の車幅方向両側部に前方に向けて延設し
たアーム部３ａに、フロントサイドメンバ４を嵌合して
接合固定してある。
【００３５】これら左右のフロントサイドメンバ４，４
の前端部はファーストクロスメンバ５およびバンパーア
ーマチュア６により連結してあり、これらフロントサイ
ドメンバ４、ファーストクロスメンバ５、バンパーアー
マチュア６等によってフロントコンパートメントＦ・Ｃ
の骨格を構成している。
【００３６】７はフロアメンバ１の車幅方向両側部に車
両前後方向に配置された主要フロア骨格メンバを構成す
るサイドシル、８はサイドシル７の前端部に結合したフ
ロントピラー、９はサイドシル７上に結合したセンター
ピラー、１１はリヤピラー、１２はルーフパネル、１３
はリヤフェンダ、１４，１５はフロントコンパートメン
トＦ・Ｃの主要骨格部を兼ねたフードリッジメンバおよ
びストラットハウジングを示す。
【００３７】前述のフロアメンバ１はアルミ合金等の軽
量金属材料をもって車両前後方向に押出成形してあり、
該フロアメンバ１は図１，２に示すように、車幅方向中
央から車幅方向外側へ向けてトンネル部１Ａと、乗員用
平面部１Ｂと、該乗員用平面部１Ｂと平面が連続した車
幅方向変形許容部１Ｃと、サイドシル部１Ｄとの４つの
区域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから構成してある。
【００３８】このフロアメンバ１はトンネル部１Ａの前
端を前記ダッシュクロスメンバ２のトーボード部２ｂに
設けた切欠部２ｃに嵌合すると共に、乗員用平面部１Ｂ
からサイドシル部１Ｄに亘る領域の前端を該トーボード
部２ｂの後端に突合わせて、それぞれの継目部分を溶接
して接合してある。
【００３９】一方、前記センターピラー９はその下端の
ピラー基部９Ａにシルアウタ９Ｂを前後方向に一体成形
してあり、該シルアウタ９Ｂを前記サイドシル部１Ｄの
外側面に溶接により接合して、これらサイドシル部１Ｄ
とシルアウタ９Ｂとによって前述のサイドシル７を構成
している。
【００４０】ここで、前記フロアメンバ１のトンネル部
１Ａ、乗員平面部１Ｂ、車幅方向変形許容部１Ｃ、およ
びサイドシル部１Ｄの各区域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄには、次に
述べる車体特性が要求される。
【００４１】トンネル部１Ａ（区域Ａ） トンネル部１Ａは主に車両前面衝突時の前方入力に対し
て、該トンネル部１Ａの前端部が車両前後方向に座屈変
形して衝突エネルギーを吸収し、衝撃力を低減させるこ
とと、トンネル内に排気管、マフラー等の排気系部品や
駆動系ユニット等の各種フロア下機能部品の配設スペー
スを確保できることが要求される。
【００４２】つまり、トンネル部下方に所要の空間を保
ちながら、トンネル部前端部では前面衝突に対して衝突
エネルギー吸収作用が得られることが必要となる。
【００４３】乗員用平面部１Ｂ（区域Ｂ） 乗員用平面部１Ｂは、車両前面衝突時の前方入力および
車両側面衝突時の側方入力に対して変形せずに、一定の
キャビン空間を確保できることが要求される。
【００４４】つまり、前方入力および側方入力に対して
高い強度剛性が要求される。
【００４５】車幅方向変形許容部１Ｃ（区域Ｃ） 車幅方向変形許容部１Ｃは、車両側面衝突時の側方入力
に対して車幅方向に座屈変形して衝突エネルギーを吸収
して衝撃力を低減させ、その際に反力が一定となって座
屈変形して、センターピラー９の発生モーメントを低減
させることが要求される。
【００４６】つまり、側方入力に対して衝突エネルギー
吸収作用が得られ、車幅方向の座屈変形時の圧壊反力
（圧縮破壊圧力の略で、圧縮力により物体が破壊される
過程で発生する反力の意）がほぼ一定となることが必要
となる。
【００４７】サイドシル部１Ｄ（区域Ｄ） サイドシル部１Ｄは、車体剛性への寄与が高く、かつ、
曲げ方向の剛性が高いことが要求される。
【００４８】また、車両側面衝突時の側方入力に対し
て、車幅方向に座屈変形して衝突エネルギーを吸収して
衝撃力を低減させ、車両前面衝突時の前方入力に対して
は変形せずに、一定のキャビン空間を確保できることが
要求される。
【００４９】つまり、曲げ剛性を確保でき、かつ、側方
入力に対して衝突エネルギー吸収作用が得られる一方、
前方入力に対して強度剛性を確保できて変形防止できる
ことが必要となる。
【００５０】以上の各区域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに要求される
車体特性を表１にまとめて示す。
【００５１】
【表１】 そこで、前記フロアメンバ１は本実施形態にあっては、
トンネル部１Ａを単壁構造とし、かつ、乗員平面部１Ｂ
からサイドシル部１Ｄに亘る領域を、内壁２１と外壁２
２およびこれら内，外壁２１，２２を連設して、乗員平
面部１Ｂと車幅方向変形許容部１Ｃとサイドシル部１Ｄ
の各区域Ｂ，Ｃ，Ｄを区画するリブ２３，２４を備えた
閉断面構造として一体に車両前後方向に押出成形し、強
度剛性調整手段によって前記サイドシル部１Ｄ（区域
Ｄ）の車両前後方向の強度剛性を他の区域Ａ，Ｂ，Ｃに
比較して最も大きく設定し、車幅方向変形許容部１Ｃ
（区域Ｃ）の車幅方向の強度剛性を前記サイドシル部１
Ｄ（区域Ｄ）の車幅方向の強度剛性よりも小さく設定
し、そして、乗員用平面部１Ｂ（区域Ｂ）の車幅方向の
強度剛性を前記車幅方向変形許容部１Ｃ（区域Ｃ）の車
幅方向の強度剛性とほぼ同程度に設定してある。
【００５２】また、前記トンネル部１Ａ（区域Ａ）の前
端部上には、ダッシュクロスメンバ２に斜状に跨る荷重
伝達メンバ１６を接合配置し、車両前面衝突時にダッシ
ュクロスメンバ２からこの荷重伝達メンバ１５により効
率よくトンネル部１Ａの前端部に荷重伝達させて、該ト
ンネル部１Ａの前端部を積極的に車両前後方向に座屈変
形させるようにしてある。
【００５３】更に、前記車幅方向変形許容部１Ｃ（区域
Ｃ）は、前記側方入力に対してよりスムーズに車幅方向
への座屈変形を行わせるため、区域Ｃの車幅方向略中央
部に縦方向にリブ２５を設けてトンネル部寄りの変形許
容部Ｃ1と、サイドシル寄りの変形許容部Ｃ2との２つに
区分し、サイドシル寄りの変形許容部Ｃ2の車幅方向の
強度剛性を、トンネル部寄りの変形許容部Ｃ1の車幅方
向の強度剛性よりも大きく設定してある。
【００５４】前記強度剛性調整手段は各区域Ａ〜Ｄの板
厚ｔと区域Ｂ，Ｃ，Ｄの閉断面形状（閉断面高さｈ）を
調整することにより、又は該閉断面形状と閉断面へのリ
ブ２６，２７を付設調整することにより、あるいは閉断
面を複数に組合わせることによって、格別に専用の補強
部材を用いることなく強度剛性を調整することが可能で
ある。
【００５５】具体的には、区域Ｄの内，外壁２１，２２
の板厚ｔ1は厚くして曲げ剛性および前後方向の強度剛
性を最も大きくする。
【００５６】区域Ｃの内，外壁２１，２２の板厚は、サ
イドシル寄りの区域Ｃ2にあっては板厚ｔ2を区域Ｄの板
厚ｔ1よりも小さくして該区域Ｄよりも強度剛性を弱く
し、側方入力に対して車幅方向の座屈変形がほぼ一定の
圧壊反力で行われるようにし、トンネル部寄りの区域Ｃ
1にあっては板厚ｔ3を区域Ｃ2の板厚ｔ2よりも小さくし
て該区域Ｃ2よりも強度剛性を弱くし、側方入力に対し
て該区域Ｃ1も車幅方向の座屈変形がほぼ一定の圧壊反
力で行われるようにする。
【００５７】区域Ｂの内，外壁２１，２２の板厚ｔ4は
区域Ｃ1の板厚ｔ3と同等又はそれ以上として、前方入力
および側方入力に対して変形せずに一定のキャビン空間
を確保できるようにする。
【００５８】区域Ａの板厚ｔ5は区域Ｂの内，外壁２
１，２２の板厚ｔ4よりも小さくあるいは同等として、
前方入力に対してトンネル部１Ａの前端部が車両前後方
向に座屈変形して衝突エネルギーを吸収できるようにす
る。
【００５９】即ち、板厚ｔに関しては、 ｔ1＞ｔ2＞ｔ3≦ｔ4≧ｔ5 の関係に設定してある。
【００６０】次に、各区域の断面形状（断面高さｈ）に
関しては、区域Ｄの断面高さｈＤは最も高くして曲げ剛
性および車両前後方向の強度剛性を高める。
【００６１】区域Ｃ（区域Ｃ2，Ｃ1）の断面高さｈCは
区域Ｄの断面高さｈDよりも低くするが、側方入力に対
して内，外壁２１，２２が干渉することなく車幅方向に
安定して座屈変形が行われるように所要のクリアランス
が得られるようにある程度高く設定する。
【００６２】区域Ｂの断面高さｈBは、下方に各種配
管、ハーネス等の設置スペースを確保できるように区域
Ｃの断面高さｈＣよりも低くして、該区域Ｂの下面地上
高を区域Ｃの下面地上高よりも大きくさせる。
【００６３】区域Ａはその単壁の板厚ｔ5そのものを断
面高さとしてトンネル内側への嵩張りをなくし、トンネ
ル面積を極力大きくして排気管、マフラー等の排気系部
品や駆動系ユニット等の各種フロア機能部品の配設スペ
ースを確保する。
【００６４】従って、前記区域Ｄ，Ｃ，Ｂの断面高さｈ
に関しては、 ｈD＞ｈB＞ｈC の関係に設定してある。
【００６５】また、前記区域Ｄは強度剛性の向上のため
単に断面高さｈDを高くするだけではなく、断面内に
内，外壁２１，２２を連設する縦方向のリブ２６，２７
と、リブ２６と側壁とを連設する横方向のリブ２８とを
設け、これら複数のリブ２６，２７，２８を設けて複数
の閉断面を組合わせることによって、曲げ剛性を高める
と共に、前後方向の強度剛性を高めて前方入力に対する
断面変形を防止するようにしてある。
【００６６】更に、区域Ｄの内壁２１は途中から区域Ｃ
の内壁２１に傾斜して連設させ、該区域Ｄの車幅方向の
強度剛性を区域Ｃ側に向けてリニアに減少変化させてい
る。
【００６７】このような区域Ｄの内壁２１の傾斜変化に
合わせて、前述のリブ２６は該内壁２１の傾斜変化部と
外壁２２とに跨って垂直に設ける一方、リブ２７はリブ
２６と外壁２２との連設点から内壁２１の傾斜面の略中
央部に向けて斜状に設けてある。
【００６８】一方、区域Ｃと区域Ｂとの境界部分にあっ
ては、リブ２３と区域Ｂの外壁２２とを２つの斜めリブ
２９，３０で連設し、これらリブ２３，２９，３０によ
り三角トラスを構成して該境界部分を固め、車幅方向の
強度剛性を急変させて区域Ｂへの車幅方向の座屈変形の
波及を抑止するようにしている。
【００６９】以上の各区域Ａ〜Ｄの強度剛性の調整内容
を表２にまとめて示す。
【００７０】
【表２】 また、以上のような強度剛性の調整により各区域Ａ〜Ｄ
の物理的特性およびフロア周辺（上下面近傍）のスペー
ス効率は以下の通りに設定されている。
【００７１】 曲げ強度剛性 ：区域Ａ≦区域Ｂ≦区域Ｃ＜区域Ｄ 車両前後方向強度剛性 ：区域Ａ＜区域Ｂ≦区域Ｃ≦区域Ｄ 車幅方向強度剛性 ：区域Ａ≦区域Ｂ≦区域Ｃ＜区域Ｄ フロア周辺スペース効率：区域Ａ＞区域Ｂ＞区域Ｃ＞区域Ｄ 以上の実施形態の構造によれば、フロアメンバ１はトン
ネル部１Ａ（区域Ａ）を除いて閉断面構造として車両前
後方向に押出成形してあるため、上下方向の曲げ入力お
よび車両前面衝突による前方入力に対して押出材特有の
高剛性が得られ、特にサイドシル部１Ｄ（区域Ｄ）は他
の区域Ａ，Ｂ，Ｃに較べて車両前後方向の強度剛性を最
も大きく設定してあるため、主要フロア骨格メンバとし
ての機能を著しく高めることができる。
【００７２】また、車幅方向変形許容部１Ｃ（区域Ｃ）
はサイドシル部１Ｄ（区域Ｄ）よりも車幅方向の強度剛
性を小さく設定してあるため、車両側面衝突による側方
入力に対して該車幅方向変形許容部１Ｃ（区域Ｃ）が車
幅方向にスムーズに座屈変形して衝突エネルギーを吸収
し、衝撃力を低減させることができる。
【００７３】一方、乗員平面部１Ｂ（区域Ｂ）は車幅方
向の強度剛性をこの車幅方向変形許容部１Ｃ（区域Ｃ）
とほぼ同等に設定してあるため、前記車両側面衝突時で
も車幅方向変形許容部１Ｃ（区域Ｃ）の座屈変形により
低減される側方入力に十分に対抗して変形が抑制され、
一定のキャビン空間を確保することができる。
【００７４】この結果、車体フロアとして要求される強
度剛性および車両前方や側方からの衝突入力に対して要
求される物理的特性を合理的に満足させることができ
る。
【００７５】これを、図３〜６により具体的に説明す
る。
【００７６】先ず、図３，４に示すように車両側面に移
動物体Ｍが衝突して側方入力Ｆ2が作用すると、この側
方入力Ｆ2はセンターピラー９からその下端のピラー基
部９Ａを介してフロアメンバ１のサイドシル部１Ｄに作
用し、該サイドシル部１Ｄの入力点からフロアメンバ１
の中央部側に荷重が分散される。
【００７７】このため、前記各区域での発生荷重は概略
区域Ａ＜区域Ｂ≦区域Ｃ≦区域Ｄの関係となる。
【００７８】一方、フロアメンバ１の車幅方向の強度剛
性は前述のように区域Ａ≦区域Ｂ≦区域Ｃ＜区域Ｄに設
定してあるため、図４，５に示すように初めに強度剛性
の大きい区域Ｄが車幅方向に座屈変形して初期反力を立
上がらせ、これに続いて区域Ｄよりも強度剛性の小さい
区域Ｃが車幅方向にスムーズに座屈変形して、これらの
座屈変形により衝突エネルギーを吸収し、衝撃力を低減
させる。
【００７９】この時、前記区域Ｄ，Ｃはそれらの閉断面
高さｈD，ｈCの設定によって内，外壁２１，２２間に所
要のクリアランスが確保されているため、内，外壁２
１，２２が干渉することなく前記車幅方向の座屈変形が
行われる。
【００８０】また、区域Ｄは区域Ｃ側に向けて車幅方向
の強度剛性をリニアに変化させているため、区域Ｄ，Ｃ
の境界部分の応力集中による局部的な変形を回避して、
区域Ｄから区域Ｃへの座屈変形時の反力特性をリニアに
することができる。
【００８１】更に、区域Ｃはサイドシル寄りの区域Ｃ２
とトンネル部寄りの区域Ｃ1との２つに区分して、区域
Ｃ2の車幅方向の強度剛性を区域Ｃ１の車幅方向の強度
剛性よりも大きく設定してあるため、区域Ｃ2がほぼ一
定の圧壊反力で安定的に座屈変形して衝撃力を弱める
と、これに続いて区域Ｃ1が反力の立上がりを伴うこと
なくほぼ一定の圧壊反力で安定的に座屈変形して衝撃力
を弱め、前記区域Ｃ2からＣ1への座屈変形時の反力特性
がリニアとなって、該区域Ｃ全体の圧壊反力や変形モー
ドを適切にコントロールすることができる。
【００８２】この結果、区域Ｄ，Ｃの車幅方向の座屈変
形を全体的に安定して連続的に行わせ、センターピラー
９の発生モーメントを高めることなく衝突エネルギー吸
収を効率的に行わせることができる。
【００８３】そして、区域Ｃと区域Ｂとの境界部分では
リブ２３，２９，３０の三角トラス構造によって車幅方
向の強度剛性を急激に高めてあるため、前記車幅方向の
座屈変形を区域Ｃにとどめて区域Ｂの変形を確実に防止
し、一定のキャビン空間を確保することができる。
【００８４】次に、車両前面衝突時には図６に示すよう
に前方入力Ｆ1がフロントサイドメンバ４およびフード
リッジメンバ１４からダッシュクロスメンバ２に作用
し、該ダッシュクロスメンバ２から荷重伝達部材１６を
介してフロアメンバ１のトンネル部１Ａの前端部を中心
にして同図の矢印ａで示すように該フロアメンバ１の前
端部分に作用する。
【００８５】この時、フロアメンバ１は前述のようにト
ンネル部１Ａ（区域Ａ）を単壁構造として他の区域Ｂ〜
Ｄを閉断面構造とし、そして、各区域の板厚ｔをｔ1＞
ｔ2＞ｔ3≧ｔ4≧ｔ5に設定して、車両前後方向の強度剛
性を、区域Ａ＜区域Ｂ≦区域Ｃ≦区域Ｄとしてあるた
め、図６に示すように区域Ａのトンネル部１Ａの周辺の
みが車両前後方向に座屈変形し、衝突エネルギーを吸収
して衝撃力を低減し、かつ、ドア開閉に影響を与える区
域Ｄのサイドシル部１Ｄの変形を抑制することができ
る。
【００８６】図９は本発明の第２実施形態を示すもので
ある。
【００８７】本実施形態にあっては、トンネル部１Ａ
（区域Ａ）を単壁構造とする一方、乗員用平面部１Ｂ
（区域Ｂ）、車幅方向変形許容部１Ｃ（区域Ｃ）、およ
びサイドシル部１Ｄ（区域Ｄ）に亘る領域を内，外壁２
１，２２と、区画用のリブ２３，２４，２５と、補強用
のリブ２６〜３０とによって閉断面構造に構成すると共
に、区域Ｂ，Ｃ，Ｄの閉断面高さをｈD＞ｈC＞ｈBの関
係に設定した基本的構造、および区域Ａ〜Ｄの物理的特
性とフロア周辺のスペース効率については前記第１実施
形態と全く同様にしてある。
【００８８】ここで、前記区域Ｃに関しては、シート荷
重などに対するフロア剛性の要求から、該区域Ｃにおけ
る内壁２１の板厚ｔ6を外壁２２の板厚ｔ7よりも大きく
設定してある（ｔ6＞ｔ7）。
【００８９】このように区域Ｃにおける内，外壁２１，
２２の板厚ｔを異ならせた場合でも、側方入力に対して
はこれら内，外壁２１，２２が同期的に安定して車幅方
向に壁面座屈することが必要となる。
【００９０】一方、リブ２５により区画された区域
Ｃ1，Ｃ2の壁面座屈強度は、各板厚ｔに比例し、また、
区域幅Ｗに反比例する。
【００９１】これらのことから、前記区画用のリブ２５
を斜状に配設すると共に、区域Ｃ1の閉断面内にリブ２
３と内壁２１との交点から外壁２２に向かう斜めリブ３
１を増設して、区域Ｃ1，Ｃ2における内壁２１の区域幅
Ｗ1，Ｗ2に対して外壁２２の区域幅Ｗ3，Ｗ4を短くし
て、Ｗ1，Ｗ2＞Ｗ3，Ｗ4の関係に設定して、区域Ｃにお
ける内，外壁２１，２２の車幅方向の壁面座屈強度が同
一となるようにしてある。
【００９２】従って、この第２実施形態のようにフロア
剛性の要求から区域Ｃにおける内壁２１の板厚ｔ6を外
壁２２の板厚ｔ7よりも大きくしてあっても、側方入力
に対しては各区域Ｃ2，Ｃ1でこれら内，外壁２１，２２
が同期的に車幅方向に安定して座屈変形し、前記第１実
施形態と同様の衝突エネルギー吸収特性を得ることがで
きる。
【００９３】なお、前記各実施形態において、各区域Ａ
〜Ｄの車幅方向の強度剛性分布および強度剛性変化特性
や衝突エネルギー吸収エリアと吸収特性は、各区域の板
厚調整と、リブの調整（リブ数、リブ間隔、リブ角度）
と、閉断面形状の組合わせ等によって任意に調整するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す半断面図。
【図２】同実施形態の斜視図。
【図３】同実施形態の側面衝突過程を示す断面説明図。
【図４】同実施形態の側面衝突による変形状態を示す断
面説明図。
【図５】同実施形態の側面衝突による変形状態を示す斜
視説明図。
【図６】同実施形態の前面衝突による変形状態を示す平
面説明図。
【図７】本発明の対象とする自動車の全体的外観斜視
図。
【図８】図７のフロントコンパートメントとフロアメン
バとを分解して示した斜視図。
【図９】本発明の第２実施形態を示す半断面図。
【符号の説明】
１ フロアメンバ １Ａ トンネル部（区域Ａ） １Ｂ 乗員用平面部（区域Ｂ） １Ｃ 車幅方向変形許容部（区域Ｃ） ２１ 内壁 ２２ 外壁 ２３〜３１ リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 25/20 B62D 21/15

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フロアメンバを少なくとも一部を閉断面
    構造として車両の前後方向に押出成形して、車幅方向中
    央から車幅方向外側へ向けてトンネル部と、乗員用平面
    部と、該乗員用平面部と平面が連続した車幅方向変形許
    容部と、サイドシル部との少なくとも４つの区域から構
    成すると共に強度剛性調整手段によって、前記サイドシ
    ル部の車両前後方向の強度剛性を他の区域に比較して最
    も大きく設定し、車幅方向変形許容部の車幅方向の強度
    剛性をサイドシル部の車幅方向の強度剛性よりも小さく
    設定し、乗員用平面部の車幅方向の強度剛性を車幅方向
    変形許容部の車幅方向の強度剛性とほぼ同等に設定した
    ことを特徴とする自動車のフロア構造。
  2. 【請求項２】 車幅方向に区分された区域の閉断面形状
    と板厚とを調整することをもって強度剛性調整手段とし
    たことを特徴とする請求項１に記載の自動車のフロア構
    造。
  3. 【請求項３】 車幅方向に区分された区域の閉断面形状
    と閉断面を構成するフロア内、外壁間に介在させるリブ
    とを調整することをもって強度剛性調整手段としたこと
    を特徴とする請求項１に記載の自動車のフロア構造。
  4. 【請求項４】 車幅方向に区分された区域の閉断面形状
    を複数に組合わせることをもって強度剛性調整手段とし
    たことを特徴とする請求項１に記載の自動車のフロア構
    造。
  5. 【請求項５】 強度剛性調整手段によりサイドシル部の
    区域から車幅方向変形許容部の区域に亘って車幅方向の
    強度剛性をリニアに変化させたことを特徴とする請求項
    １〜４の何れかに記載の自動車のフロア構造。
  6. 【請求項６】 車幅方向の強度剛性がリニアに変化する
    部分をサイドシル部の区域と車幅方向変形許容部の区域
    との境界部分に設定したことを特徴とする請求項５に記
    載の自動車のフロア構造。
  7. 【請求項７】 強度剛性調整手段により車幅方向変形許
    容部の区域から乗員用平面部の区域に亘って車幅方向の
    強度剛性を急変させたことを特徴とする請求項１〜４の
    何れかに記載の自動車のフロア構造。
  8. 【請求項８】 車幅方向の強度剛性が急変する部分を車
    幅方向変形許容部の区域と乗員用平面部の区域との境界
    部分に設定したことを特徴とする請求項７に記載の自動
    車のフロア構造。
  9. 【請求項９】 サイドシル部の閉断面の高さを他の区域
    よりも高く設定したことを特徴とする請求項１〜８の何
    れかに記載の自動車のフロア構造。
  10. 【請求項１０】 車幅方向変形許容部を、サイドシル寄
    りの変形許容部とトンネル部寄りの変形許容部との２つ
    に区分し、サイドシル寄りの変形許容部の車幅方向の強
    度剛性をトンネル部寄りの変形許容部の車幅方向の強度
    剛性よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１〜
    ９の何れかに記載の自動車のフロア構造。
  11. 【請求項１１】 乗員用平面部の下面の地上高を車幅方
    向変形許容部の下面の地上高よりも大きく設定したこと
    を特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の自動車の
    フロア構造。
  12. 【請求項１２】 トンネル部を単壁構造としたことを特
    徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の自動車のフロ
    ア構造。
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