JP3956412B2

JP3956412B2 - 車体のフロア構造及びこのフロア構造に用いられるクロスメンバの製造方法

Info

Publication number: JP3956412B2
Application number: JP812197A
Authority: JP
Inventors: 修一中髪
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2017-01-20
Also published as: JPH10203423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車体のフロア構造及びこのフロア構造に用いられるクロスメンバの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車等の車体のフロア構造として、図６及び図７に示すように、前後方向（車両前後方向）に延びるトンネル部１ａを有するフロントフロアパネル１（以下、Ｆ・フロアパネル１という）とこのＦ・フロアパネル１の後方でその上方に位置するセンタフロアパネル２（Ｃ・フロアパネル２という）との間にクロスメンバ３を配設し、クロスメンバ３を介して両フロアパネル１，２を接合することは一般に行われている。
【０００３】
このようなフロア構造において、クロスメンバ３は、図７に示すように前後方向に延びる略平坦面からなる前側固定部３ａと、その後端から立ち上がる立壁部３ｂと、この立壁部３ｂの上端から後方に延びる後側固定部３ｃとを有した形状とされるとともに、前側固定部３ａ及び立壁部３ｂの幅方向中央部には、上記Ｆ・フロアパネル１のトンネル部１ａに対応するトンネル部４が形成されている。一方、Ｃ・フロアパネル２は、リアフロアパネルに接合される平坦な接合部２ａと、その先端から下方に延びる壁面部２ｂと、その下端から前方に向かって延びて先端が下方に折曲される固定部２ｃとを有した形状とされている。
【０００４】
そして、トンネル部１ａにトンネル部４を対応させた状態で前側固定部３ａの先端がＦ・フロアパネル１の後端に重ね合わされて溶接されるとともに、後側固定部３ｃの後端がＣ・フロアパネル２の平坦部２ａに、Ｃ・フロアパネル２の固定部２ｃがクロスメンバ３の立壁部３ｂにそれぞれ溶接されることにより、Ｆ・フロアパネル１及びＣ・フロアパネル２がクロスメンバ３を介して接合されている。そして、同図に示すように、Ｃ・フロアパネル２及びクロスメンバ３によって幅方向に延びる閉空間５が形成されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなクロスメンバ３を製造する場合には、トンネル部４の存在によりクロスメンバ３全体を一体にプレス成型することは不可能である。そのため、通常は、図８に示すように、断面略Ｕ字形のトンネル構成部材８をプレス成型するとともに、これとは別に、前側固定部３ａ、立壁部３ｂ及び後側固定部３ｃを有し、前側固定部３ａ及び立壁部３ｂにわたって切欠き部６を備えた本体７をプレス成型し、切欠き部６にトンネル構成部材８を嵌め合わせて相互に溶接することによりクロスメンバ３を製造していた。
【０００６】
しかし、この製造方法の場合には、本体７に切欠き部６を設けるべく材料である鋼板の一部を切り取る必要があり、通常、これらの切り取られた材料を廃棄していたため、これが歩留まりを低下させる一つの要素となっているという問題がある。
【０００７】
また、ホイルベースの長い車両では、クロスメンバ３の前側固定部３ａの寸法（図中Ｌで示す）が長く、上記クロスメンバ３の構造では、ホイルベースの短い車両のクロスメンバをホイルベースの長い車両のクロスメンバとして共通して用いることができない。そのため、ホイルベースの長さに応じた本体７やトンネル構成部材８をそれぞれ製造する必要があり、部品の共通化を図ることができないという問題もある。
【０００８】
さらに、上記クロスメンバ３においては、図８に示すようにトンネル構成部材８に鋼板等の防振板を重ねて溶接することによってトンネル部４におけるクロスメンバ３の振動を抑えることが行われるが、構造の簡略化の面からは防振板を用いることなくトンネル部４での振動を抑えることができる方が望ましい。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、車両の生産をより合理化することができる車体のフロア構造及びこのフロア構造に用いられるクロスメンバの製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、断面略Ｕ字形の膨出部を有する第１のフロアパネルとその後方に位置する第２のフロアパネルとがクロスメンバを介して前後に接続され、上記クロスメンバが、前後に延びて上記第１のフロアパネルの後端に接合される前側固定部と、この前側固定部の後端部から立ち上がる立壁部と、この立壁部の上端から後方に延びて上記第２のフロアパネルに接合される後側固定部とから構成されるとともに、上記前側固定部及び立壁部にわたって断面略Ｕ字形の膨出部が形成され、この膨出部が上記第１のフロアパネルの膨出部に重合した状態でクロスメンバが第１のフロアパネルに接合されるように構成された車体のフロア構造において、上記クロスメンバは、上記膨出部を含む前側固定部及び立壁部の部分からなる前側クロスメンバとそれ以後の部分からなる後側クロスメンバとから構成され、これらの各クロスメンバが前後に接合されており、上記第１のフロアパネル及び上記前側クロスメンバの各膨出部は、車両の前後方向に延び、その上面が略平坦な面から構成されており、上記前側クロスメンバは、上記膨出部において車両幅方向に接合される左右一対の単位クロスメンバからなり、各単位クロスメンバが膨出部上面において重ね合わされた状態で接合されているものである（請求項１）。
【００１１】
この構造によれば、クロスメンバが前側クロスメンバ及び後クロスメンバからなる分割構造となっているため、ホイルベースの異なる車両については、前側固定部の前後方向の寸法が異なる前側クロスメンバを製作することにより、ホイルベースの異なる車種間で後側クロスメンバを共通して用いることが可能となる。
【００１２】
また、第１のフロアパネル及びクロスメンバの各膨出部の上面が略平坦な面から構成される場合には、前側クロスメンバを膨出部において車両幅方向に接合される左右一対の単位クロスメンバから構成し、各単位クロスメンバを膨出部上面において重ね合わせた状態で接合するようにしているため、膨出部上面の剛性を高めることが可能となり、防振板等を設けることなく、走行中比較的振動が生じ易い上記膨出部上面のような平坦面での振動を抑えることが可能となる。
【００１３】
特に、第１のフロアパネル及びクロスメンバの上記膨出部が排気管等を配設する車両フロアのトンネル部を形成するもので、前側クロスメンバが、車両幅方向中央において前後に延びる略平坦な上面部と、この上面部の後端において車両幅方向に延びる接合部と、上面部の幅方向両端及び接合部にわたってこれらの縁部から下方に延びる壁部と、この壁部の下端部において上面部と略平行に形成される底面部とを具備している車体のフロア構造について請求項１記載の車体のフロア構造を採用すれば（請求項２）、特に有効である。
【００１４】
また、請求項１又は２記載の車体のフロア構造において、クロスメンバと協働して車両幅方向に延びる閉空間を形成するレインフォースメントを配設するとともに、このレインフォースメントの一端を前側クロスメンバと後側クロスメンバとの接合部分に重ね合わせて一体に接合するようにすれば（請求項３）、レインフォースメントを設けて車両フロアを幅方向に補強することができるとともに、前側及び後側クロスメンバとレインフォースメントとを一体に溶接することにより接合位置の集約化を図ることが可能となる。
【００１５】
また、本発明は、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の車体のフロア構造に用いられるクロスメンバの製造方法であって、短辺側の一側方を開放した平面視で略長方形の凹部と、この凹部を構成する長辺側の両側壁の上端部からそれぞれ立ち上がるように形成されたつば部と、上記開放された短辺側の一側方に対向する側壁の上端縁に連なって、上記つば部に挟まれるように形成された水平な平面部とを具備した基体を形成し、この基体を上記凹部の短辺方向に二分割して一対の単位基体を形成し、平面上で各単位基体を展開した後、つば部同士及び平面部同士がそれぞれ重なるように各単位基体を接合することにより、上記平面部は上記膨出部の上面部として構成し、上記つば部は上記上面部の後端において車両幅方向に延びる接合部として構成して、上記前側クロスメンバを形成するようにしたものである（請求項４）。
【００１６】
このような方法によれば、前側クロスメンバを簡単に、しかも材料の無駄を無くして合理的に製作することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る車体のフロア構造の一例を示す要部斜視図である。この図に示す車体のフロア構造も基本的には従来のフロア構造と同様の構造であり、フロントフロアパネル１０（以下、Ｆ・フロアパネル１０という）とその後方のセンタフロアパネル１２（以下、Ｃ・フロアパネル１２という）との間にクロスメンバ１３が配設され、このクロスメンバ１３を介して両フロアパネル１０，１２が車両の前後方向（以下、単に前後方向という）に接合されているとともに、Ｃ・フロアパネル１２及びクロスメンバ１３によって車幅方向（以下、左右方向という）に延びる閉空間３５が形成されている。そして、この構造では、さらに閉空間３５内にクロスメンバレインフォースメント３０（以下、クロスメンバレイン３０という）が配設されることにより、クロスメンバ１３及びクロスメンバレイン３０によって左右方向に延びる閉空間３６が形成され、これら閉空間３５，３６により左右方向の補強がなされるようになっている。
【００１９】
Ｆ・フロアパネル１０は、左右方向中央において車室側に膨出して前後方向に延びるトンネル部１０ａと、その左右両側の略平坦な面からなる側部１０ｂとを有している。トンネル部１０ａは上面が平坦な断面略Ｕ字形とされており、このようなトンネル部１０ａが設けられることにより車両の前後方向の強度が高められているとともに、その下方の空間を利用して排気管や駆動伝達のためのプロペラシャフトが配設されるようになっている。
【００２０】
クロスメンバ１３は、前側クロスメンバ１４及び後側クロスメンバ１５からなり、これらが溶接されて一体化された構成となっている。
【００２１】
図１〜３に示すように、前側クロスメンバ１４は、左右中央において前後に延びる略平面からなる上面部１６と、この上面部１６の後端において左右に延びて立ち上げられる接合部１７と、上面部１６の左右両端及び接合部１７の縁部から下方に延びる壁面部１８と、各壁面部１８の下端部に連設される上記上面部１６と略平行な底面部１９とを有した構成とされている。これにより、前側クロスメンバ１４の左右中央に、上面部１６及び壁面部１８によって上記Ｆ・フロアパネル１０のトンネル部１０ａに対応するトンネル部が形成されている。一方、後側クロスメンバ１５は、左右に延びる略鉛直な平面からなる壁面部２０と、この壁面部２０の上端部から後方に延びる固定部２１とを有した構成となっている。そして、同図に示すように、前側クロスメンバ１４の接合部１７上端と後側クロスメンバ１５の壁面部２０の下端部とが重ね合わされた状態で相互に溶接されることによって両クロスメンバ１４，１５が一体化されてクロスメンバ１３が構成されている。
【００２２】
Ｃ・フロアパネル１２は、前後に延びる略水平面かなる先端の固定部２６と、その後端から上方に延びる壁面部２７と、この壁面部２７の上端から後方に延びて図外のリアフロアパネルに接合される接合部２８とを有した構成となっている。なお、固定部２６の左右両端部は下方に折り曲げられ、これによって固定部２６の両端に略鉛直面からなる固定部２５が形成されている。
【００２３】
クロスメンバレイン３０は、前後に延びる略水平面からなる平面部３２と、その後端から上方に延びる壁面部３３と、この壁面部２７の上端から後方に延びる接合部３４とを有した構成となっており、その先端には上記平面部３２の先端が下方に折り曲げられることにより固定部３１が形成されている。
【００２４】
そして、図１〜図３に示すように、上面部１６及び壁面部１８によって形成される前側クロスメンバ１４の上記トンネル部がＦ・フロアパネル１０のトンネル部１０ａに、前側クロスメンバ１４の底面部１９がＦ・フロアパネル１０の側部１０ｂにそれぞれ重ね合わされた状態でＦ・フロアパネル１０の後端にクロスメンバ１３が接合され、また、後側クロスメンバ１５の固定面２１後端がクロスメンバレイン３０を介してＣ・フロアパネル１２の接合部２８に重ね合わされるとともに、Ｃ・フロアパネル１２の固定部２６が前側クロスメンバ１４の上面部１６裏面に、また固定部２５が前側クロスメンバ１４の壁面部１８にそれぞれ重ね合わされた状態でＣ・フロアパネル１２とクロスメンバ１３とが接合されている。
【００２５】
これによってＦ・フロアパネル１０とＣ・フロアパネル１２とがクロスメンバ１３を介して接合されるとともに、Ｃ・フロアパネル１２及びクロスメンバ１３により閉空間３５が形成されている。
【００２６】
そして、この閉空間３５内にクロスメンバレイン３０が配設されてクロスメンバ１３及びＣ・フロアパネル１２に溶接、接合されている。具体的には、前側クロスメンバ１４の接合部１７先端を上記後側クロスメンバ１５の壁面部２０と固定部３１とで挟むようにクロスメンバレイン３０の先端がクロスメンバ１３に接合され、後側クロスメンバ１５の固定面２１後端とＣ・フロアパネル１２の接合部２８とで接合部３４が挟まれた状態でクロスメンバレイン３０の後端がクロスメンバ１３及びＣ・フロアパネル１２に接合されている。これによってクロスメンバ１３及びクロスメンバレイン３０によって左右方向に延びる上記閉空間３６が形成されている。
【００２７】
このような車体のフロア構造によれば、上述のようにクロスメンバ１３が前側クロスメンバ１４及び後側クロスメンバ１５からなる分割構造を有しているため、ホイルベースが異なる車両については、前後方向の寸法（図１中符号Ｌで示す）が問題となる部分、つまり前側クロスメンバ１４のみを新たに製作すれば、後側クロスメンバ１５についてはそのまま適用することができる。従って、異車種間での部品の共通化を促進することができ、これによって車両生産の合理化を図ることができる。
【００２８】
また、上記の構造では、クロスメンバレイン３０を配設するに際し、前側クロスメンバ１４の接合部１７先端を上記後側クロスメンバ１５の壁面部２０と固定部３１とで挟むようにクロスメンバレイン３０の先端をクロスメンバ１３に接合するようにしているので、例えば、前側クロスメンバ１４と後側クロスメンバ１５とを接合してクロスメンバ１３を製作する際にクロスメンバレイン３０の固定部３１をこれらに一体に溶接（スポット溶接）するようにすれば、溶接位置を集約することができ、これによって車両生産を合理化することができるという特徴もある。
【００２９】
ところで、上記クロスメンバ１３は、例えば、以下に説明するような方法により製作することができる。
【００３０】
先ず、前側クロスメンバ１４の材料となる鋼板のプレス加工により図４に示すような箱型の基体５０を成型する。具体的には、一側方（短辺側）が開放された平面視で略長方形の凹部５１を有し、この凹部５１を構成する側壁５２の上端縁につば部を形成した基体５０を成型する。この際、凹部５１の長辺側に対応するつば部（つば部５３）を立ち上げるように成型するとともに、凹部５１の短辺側に、各つば部５３に挟まれた水平な平面部５４を成型するようにする。
【００３１】
次いで、中心線（図中Ｒで示す）に沿って基体５０を凹部５１の短辺方向に二分割した後、これらを平面上で展開し、これによって図５に示すように相対称な形状を有する一対の単位基体５０ａ，５０ｂを得る。そして、同図の二点鎖線に示すように平面部５４及びつば部５３が一定量だけ左右方向に重なり合うように各単位基体５０ａ，５０ｂを重ね合わせた後、これらを溶接して一体化する。これによって上記前側クロスメンバ１４を製作することができる。すなわち、各単位基体５０ａ，５０ｂの凹部５１の底面により前側クロスメンバ１４の上記底面部１９が、平面部５４により上記上面部１６が、側壁５２により上記壁面部１８が、つば部５３により上記接合部１７がそれぞれ形成される。
【００３２】
こうして前側クロスメンバ１４を製作したら、説明を省略するが、プレス加工により別途成型しておいた後側クロスメンバ１５を前側クロスメンバ１４に溶接一体化する。これによって上記クロスメンバ１３を得るようにする。
【００３３】
このようにしてクロスメンバ１３を製作するようにすれば、本体とトンネル構成部材を個別に製作して合体させていた従来のこの種のクロスメンバの製作方法（図８に示す）のように本体に切欠き部を設けるべく鋼板の一部を取り除いて廃棄等する必要がない。従って、材料を有効に活用することができ、歩留まりを向上させることが可能となる。
【００３４】
しかも、このようにして製作された前側クロスメンバ１４では、上述のように各単位基体５０ａ，５０ｂの平面部５４が重ね合わされた構造であるため、トンネル部上面を形成する上面部１６の剛性が高い。従って、従来のように防振板を装着することなくクロスメンバ１３のトンネル部分上面の振動を抑えることができる。そのため、この点においても車体を合理的に製作できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、膨出部を有する第１のフロアパネルとその後方の第２のフロアパネルとをクロスメンバを介して相互に接続するように構成した車体のフロア構造において、クロスメンバを、主に前側固定部及び立壁部からなる前側クロスメンバとそれ以後の部分からなる後側クロスメンバとによって構成し、これら各クロスメンバを前後に接合するようにしたので、ホイルベースの異なる車両については、前側固定部の前後方向の寸法が異なる前側クロスメンバを製作するようにすることで、ホイルベースの異なる車種間で後側クロスメンバを共通して用いることが可能となる。これにより生産面での合理化を図ることができる。
【００３６】
また、前側クロスメンバを、さらに膨出部において車両幅方向に接合される左右一対の単位クロスメンバから構成し、各単位クロスメンバを膨出部上面において重ね合わせた状態で接合するようにすれば、膨出部上面の剛性を高めることが可能となり、防振板等を設けることなく、走行中比較的振動が生じ易い上記膨出部上面のような平坦面での振動を抑えることができる。これにより生産面での合理化を図ることができる。
【００３７】
さらに、クロスメンバと協働して車両幅方向に延びる閉空間を形成するレインフォースメントを配設するとともに、このレインフォースメントの一端を前側クロスメンバと後側クロスメンバとの接合部分に重ね合わせて一体に接合するようにすれば、レインフォースメントを設けて車両フロアを幅方向に補強するこができるとともに、前側及び後側クロスメンバとレインフォースメントとを一体に溶接して接合位置の集約化を図ることができる。これにより生産面での合理化を図ることができる。
【００３８】
また、本発明は、短辺側の一側方を開放した平面視で略長方形の凹部と、この凹部を構成する長辺側の両側壁の上端部からそれぞれ立ち上がるように形成されたつば部と、上記開放された短辺側の一側方に対向する側壁の上端縁に連なって、上記つば部に挟まれるように形成された水平な平面部とを具備した基体を形成し、この基体を上記凹部の短辺方向に二分割して一対の単位基体を形成し、平面上で各単位基体を展開した後、つば部同士及び平面部同士がそれぞれ重なるように各単位基体を接合することにより、上記平面部は上記膨出部の上面部として構成し、上記つば部は上記上面部の後端において車両幅方向に延びる接合部として構成して、上記前側クロスメンバを形成するようにしたので、上記膨出部を形成しながらも材料を有効に活用することが可能となり、これによりクロスメンバを合理的に生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車体のフロア構造を示す要部斜視図である。
【図２】車体のフロア構造を示す図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図３】車体のフロア構造を示す図１におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図４】上記フロア構造に適用されるクロスメンバの製作方法の一例を説明する図である。
【図５】上記フロア構造に適用されるクロスメンバの製作方法の一例を説明する図である。
【図６】従来の車体のフロア構造を示す要部斜視図である。
【図７】従来の車体のフロア構造を示す図６におけるＡ−Ａ断面図である。
【図８】従来の車体のフロア構造に適用されるクロスメンバの製作方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０フロントフロアパネル（Ｆ・フロアパネル）
１０ａトンネル部
１０ｂ側部
１２センタフロアパネル（Ｃ・フロアパネル）
１３クロスメンバ
１４前側クロスメンバ
１５後側クロスメンバ
１６上面部
１７接合部
１８壁面部
１９底面部
２０壁面部
２１固定部

Claims

断面略Ｕ字形の膨出部を有する第１のフロアパネルとその後方に位置する第２のフロアパネルとがクロスメンバを介して前後に接続され、上記クロスメンバが、前後に延びて上記第１のフロアパネルの後端に接合される前側固定部と、この前側固定部の後端部から立ち上がる立壁部と、この立壁部の上端から後方に延びて上記第２のフロアパネルに接合される後側固定部とから構成されるとともに、上記前側固定部及び立壁部にわたって断面略Ｕ字形の膨出部が形成され、この膨出部が上記第１のフロアパネルの膨出部に重合した状態でクロスメンバが第１のフロアパネルに接合されるように構成された車体のフロア構造において、
上記クロスメンバは、上記膨出部を含む前側固定部及び立壁部の部分からなる前側クロスメンバとそれ以後の部分からなる後側クロスメンバとから構成され、これらの各クロスメンバが前後に接合されており、
上記第１のフロアパネル及び上記前側クロスメンバの各膨出部は、車両の前後方向に延び、その上面が略平坦な面から構成されており、
上記前側クロスメンバは、上記膨出部において車両幅方向に接合される左右一対の単位クロスメンバからなり、各単位クロスメンバが膨出部上面において重ね合わされた状態で接合されていることを特徴とする車体のフロア構造。
上記第１のフロアパネル及び上記クロスメンバの上記各膨出部は車両フロアにおいてトンネル部を形成するものであって、上記前側クロスメンバは、車両幅方向中央において前後に延びる略平坦な上面部と、この上面部の後端において車両幅方向に延びる接合部と、上面部の幅方向両端及び接合部にわたってこれらの縁部から下方に延びる壁部と、この壁部の下端部において上面部と略平行に形成される底面部とを具備しているものであることを特徴とする請求項１記載の車体のフロア構造。
上記クロスメンバと協働して車両幅方向に延びる閉空間を形成するレインフォースメントが配設されるとともに、このレインフォースメントの一端が上記前側クロスメンバと後側クロスメンバとの接合部分に重ね合わされた状態で接合されていることを特徴とする請求項１又は２記載の車体のフロア構造。
上記請求項１乃至３のいずれかに記載の車体のフロア構造に用いられるクロスメンバの製造方法であって、短辺側の一側方を開放した平面視で略長方形の凹部と、この凹部を構成する長辺側の両側壁の上端部からそれぞれ立ち上がるように形成されたつば部と、上記開放された短辺側の一側方に対向する側壁の上端縁に連なって、上記つば部に挟まれるように形成された水平な平面部とを具備した基体を形成し、この基体を上記凹部の短辺方向に二分割して一対の単位基体を形成し、平面上で各単位基体を展開した後、つば部同士及び平面部同士がそれぞれ重なるように各単位基体を接合することにより、上記平面部は上記膨出部の上面部として構成し、上記つば部は上記上面部の後端において車両幅方向に延びる接合部として構成して、上記前側クロスメンバを形成することを特徴とするクロスメンバの製造方法。