JP4251567B2 - 車両のフロア構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体フレームを構成するサイドフレーム及びクロスメンバの上面にフロアパネルを被せる車両のフロア構造に関するものである。

車両のフロア構造として、車体前後方向にサイドフレームを延ばし、サイドフレーム同士をクロスメンバで連結し、これらのサイドフレーム及びクロスメンバにフロアパネルを被せたものが実用に供されている。
実用の車両のフロア構造は、サイドフレーム及びクロスメンバなどの車体フレームにフロアパネルを被すようにすれば実用上十分であった。

このような車両のフロア構造として、フロアパネルの上下からクロスメンバを取付けるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３３５０６３７号公報（第４頁、図１）

図１２は従来の基本構成を説明する平面図であり、図１３は図１２の１３−１３線断面図である。
車両のフロア構造２１０は、車体前後方向に複数の縦メンバ２１１〜２１４を配置し、これらの縦メンバ２１１〜２１４に後部クロスメンバ２１５を渡し、後部クロスメンバ２１５の端部に左右のサイドシル２１６，２１６を取付け、これらの縦メンバ２１１〜２１４、後部クロスメンバ２１５及び左右のサイドシル２１６，２１６にフロアパネル２１７を取付け、図９に示すように、車体センタ部分の縦メンバ２１２，２１３及びフロアパネル２１７の下面に下部補強部材２１８を渡し、左右のサイドシル２１６，２１６及びフロアパネル２１７の上面にそれぞれ上部補強部材２１９，２１９を取付けたものである。すなわち、下部補強部材２１８及び上部補強部材２１９，２１９で前部クロスメンバ２２３を構成したものと言える。

さらに、図９に示すように、車両のフロア構造２１０は、フロアパネル２１７の下面且つ縦メンバ２１１及び下部補強部材２１８の間に室外配管２２１を配置し、フロアパネル２１７の下面且つ縦メンバ２１４及び下部補強部材２１８の間にエキゾーストパイプ２２２を配置したものである。

しかし、車両のフロア構造２１０では、上部補強部材２１９，２１９がフロアパネル２１７に突出するので車室空間を減少させるという問題があった。
また、車両のフロア構造２１０では、下部補強部材２１８及び上部補強部材２１９，２１９で前部クロスメンバ２２３を構成したので、例えば、フロアパネル２１７の低床化を試みるときに、前部クロスメンバ２２３の剛性を高めるにくいという欠点があった。

すなわち、車室空間を十分に確保することができるとともに、クロスメンバの剛性を十分に高めることができる車両のフロア構造が望まれる。

本発明は、車室空間を犠牲になることを解決し、車室空間を十分に確保することができる車両のフロア構造を提供するとともに、例えば、フロアパネルの低床化を試みるときに、クロスメンバの剛性を高めるにくい点を解決し、クロスメンバの剛性を十分に高めることができる車両のフロア構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体前後方向に左右一対のサイドフレームを延ばし、これらのサイドフレームを車体幅方向に設けるクロスメンバで連結し、これらのクロスメンバ及びサイドフレームにフロアパネルを被せる車両のフロア構造において、クロスメンバは、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、中心部のコ字状断面の深さを両端部のコ字状断面の深さよりも浅く、両端部のコ字状断面の深さがサイドフレームの深さと同一になるように、応力の集中を回避するアーチ状に形成した底部と、この底部の両側から立ち上げた側壁部と、これらの側壁部から外方に曲げ形成したフランジと、側壁部の左右端を曲げたサイドフランジとを有し、中心部において、側壁部に沿わせてアーチ状の底部に形成した複数の補強ビードと、両端部において、側壁部の左右端を曲げたサイドフランジと、底部の左右から延ばした左右の取付部とを備え、フランジにフロアパネルを被せることで閉断面が構成されるとともに、サイドフランジが左右一対のサイドフレームの側面へそれぞれ接合され、クロスメンバのコ字状断面をサイドフレームに連続的に繋げたことを特徴とする。

例えば、車室空間を十分に確保することができるとすれば、車室内の利便性の向上を図ることができるので好ましいことであり、クロスメンバの剛性を十分に高めるとすれば、フロアパネルの低床化の促進を図ることができるので好都合せある。

そこで、クロスメンバを、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、クロスメンバの底部を、中心部のコ字状断面の深さを両端部のコ字状断面の深さよりも浅く、両端部のコ字状断面の深さがサイドフレームの深さと同一になるように、応力の集中を回避するアーチ状に形成し、中心部において底部に側壁部に沿わせて複数の補強ビード形することで、クロスメンバの剛性を十分に高めることができる。

また、クロスメンバを、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、クロスメンバの底部を、中心部のコ字状断面の深さを両端部のコ字状断面の深さよりも浅く、両端部のコ字状断面の深さがサイドフレームの深さと同一になるように、応力の集中を回避するアーチ状に形成することで、例えば、アーチ状の底にエキゾーストパイプ、プロペラシャフト若しくは集合配管を通すことができる。

請求項１に係る発明では、クロスメンバを、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、中心部のコ字状断面の深さを両端部のコ字状断面の深さよりも浅く、両端部のコ字状断面の深さがサイドフレームの深さと同一になるように、応力の集中を回避するアーチ状に形成し、クロスメンバのサイドフランジを左右一対のサイドフレームの側面へ連結し、左右の取付部が左右一対のサイドフレームの底面へ連結したので、低床化を図ることができるとともに、クロスメンバのコ字状断面をサイドフレームに連続的に繋げることができ、例えば、車体フロアの剛性を十分に高めることができる。この結果、クロスメンバの軽量にすることができ、車体重量を軽くすることができるという利点がある。

また、クロスメンバを、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、中心部のコ字状断面の深さを両端部のコ字状断面の深さよりも浅く、両端部のコ字状断面の深さがサイドフレームの深さと同一になるように、応力の集中を回避するアーチ状に形成したので、例えば、アーチ状の底部にエキゾーストパイプ、プロペラシャフト若しくは集合配管を通すことができる。この結果、フロアパネルの低床化の促進を図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るフロア構造を採用した車両の斜視図であり、１０は車両、１２は車体フレーム、１３は車室、１４はフロントバンパ、１５はフロントフェンダ、１６は前輪、１７は後輪、１８は前ドア、１９は後ドア、２１はテールゲート、２２はリヤバンパ、２３はボンネット、２４はルーフである。
本発明に係る車両のフロア構造は、後述するように、アーチ状に形成したクロスメンバでフロアパネル支持する構造である。

図２は本発明に係る車両のフロア構造の斜視図であり、車両のフロア構造３０は、車体フレーム１２と、この車体フレーム１２に取付けたフロアパネル３１と、このフロアパネル３１の前部に設けたダッシュボード３２と、から構成する。

フロアパネル３１は、車体フレーム１２の上に略平坦に取付けた部材である。
ダッシュボード（ダッシュパネル）３２は、エンジンルーム３３と車室１３（図１参照）を仕切る隔壁とともに、フロアパネル３１に連続的に形成した部材である。図中、３４はパワープラント（不図示）を支持するフロントサブフレーム、３８はフットレスト近傍を示す。

図３は本発明に係る車両のフロア構造に採用する車体フレームの平面図であり、車体フレーム１２は、左右のフロントサイドフレーム４１，４１と、これらのフロントサイドフレーム４１，４１にそれぞれ車体後方へ延ばした左右のサイドフレーム（フロアフレーム）４２Ｌ，４２Ｒと、これらのサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒから車体後方へ延ばした左右のリヤフレーム（不図示）と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの前部を繋ぐ第１クロスメンバ４４と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの中間を繋ぐクロスメンバ（車両用骨格メンバ部材）としての第２クロスメンバ４５と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの後部を繋ぐ第３クロスメンバ４６と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの第１クロスメンバ４４の接続位置から外方にそれぞれ延ばした左右の第１アウトリガ（張出し部材）４７，４７と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの第２クロスメンバ４５の接続位置から外方にそれぞれ延ばした左右の第２アウトリガ（張出し部材）４８，４８と、左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの第３クロスメンバ４６接続位置から外方にそれぞれ延ばした左右の第３アウトリガ（張出し部材）４９，４９と、左の第１〜第３アウトリガ４７〜４９の先端に接続した左のサイドシル５１Ｌと、右の第１〜第３アウトリガ４７〜４９の先端に接続した右のサイドシル５１Ｌと、第３クロスメンバ４６の後方にて左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒを繋ぐ横連結部材（サイドフレーム連結部材）５３と、からなる。

サイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒは、互いに車体後方に向けて平面視にて幅広がりの略ハ字状に形成し、この略ハ字状に形成した拡幅部６２を備える。なお、３９Ｌ，３９Ｒはサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒのそれぞれの底面を示す。

図４は本発明に係る車両のフロア構造に採用する車体フレームの斜視図であり、第１クロスメンバ４４は、上方を開口させた略コ字断面状のメンバであって、底部７１と、この底部７１から両側を立ち上げた側壁部７２ａ，７２ｂと、からなるメンバであって、底部７１は、中心部７１ａのコ字断面の深さを両端部７１ｂ，７１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈する。なお、第２クロスメンバ４５は、図５にて詳細に説明する。

第３クロスメンバ４６は、上方を開口させた略コ字断面状のメンバであって、底部７３と、この底部７３から両側を立ち上げた側壁部７４，７４と、からなるメンバであって、底部７３は、中心部７３ａのコ字断面の深さを両端部７３ｂ，７３ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈し、底部７３に、側壁部７４，７４に沿わせた図３に示した補強ビード７５・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）を形成したものである。

横連結部材５３は、上方を開口させた略コ字断面状のメンバであって、底部７７（図３参照）と、この底部７７から両側を立ち上げた側壁部７８，７８と、からなるメンバである。図中、３５は燃料タンクを示す。

図５は本発明に係る車両のフロア構造に採用するクロスメンバの斜視図であり、第２クロスメンバ４５を示す。
第２クロスメンバ（クロスメンバ若しくは車両用骨格メンバ部材）４５は、上方を開口させた略コ字断面状のメンバであって、底部８１と、この底部８１から両側を立ち上げた側壁部８２，８２と、これらの側壁部８２，８２から外方に形成した前後のフランジ８３，８３と、側壁部８２，８２の左右端を曲げたサイドフランジ８４・・・と、側壁部８２，８２に沿わせて底部８１に形成した複数の補強ビード８５・・・と、底部８１の左右から延ばすことでそれぞれサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒ（図３参照）に取付ける左右の取付部８６，８６と、からなる。

底部８１は、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈する。

図６は本発明に係る車両のフロア構造に採用するクロスメンバの正面図であり、第２クロスメンバ４５を示す。すなわち、第２クロスメンバ（車両用骨格メンバ部材）は、基部となる底部８１と、この底部８１から両側を立ち上げた側壁部８２，８２（一方の８２は不図示）と、を備えた断面視コ字状の車両用骨格メンバ部材において、底部８１が、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状を呈し、底部８１に、側壁部８２，８２に沿わせた補強ビード８５・・・を形成したものと言える。

図７は本発明に係る車両のフロア構造に採用するクロスメンバの平面図であり、第２クロスメンバ４５を示す。
第２クロスメンバ（車両用骨格メンバ部材）４５は、底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状に形成することで、部分的に応力が集中することを回避することができる。この結果、第２クロスメンバ４５の剛性の向上を図ることができる。
また、底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅く形成したアーチ状に形成することで、例えば、第２クロスメンバ４５に直交する配管などを配置するときに、アーチ状の底部８１を利用することができる。この結果、車両１０（図１参照）の高さ方向の寸法の増加を最小限に止めることができる。

さらに、底部８１に、側壁部８２，８２に沿わせた補強ビード８５・・・を形成することで、第２クロスメンバ４５の剛性の向上を図ることができる。この結果、剛性の高い車体フレーム１２（図２参照）などの実現を図ることができる。

図８は図２の８−８線断面図であり、車体右側部の縦断面を示す。図９は図２の９−９線断面図であり、車体中心の縦断面を示す。
図８において、第１〜第３のクロスメンバ４４〜４６の略コ字断面状の車体右側部での深さは、ほぼサイドフレーム４２Ｒの深さと同一に形成したことを示す。また、図９において、第１〜第３のクロスメンバ４４〜４６の略コ字断面状の車体中心部での深さは、ほぼサイドフレーム４２Ｒの深さよりも浅く形成したことを示す

図８において、横連結部材５３の略コ字断面状の車体右側部での深さは、ほぼサイドフレーム４２Ｒの深さより浅く形成したことを示す。また、図９において、横連結部材５３の略コ字断面状の車体中心部での深さは、図８に示す車体右側部での深さにほぼ同一であることを示す。

図１０は図２の１０−１０断面図であり、車両のフロア構造３０は、車体前後方向に左右一対のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒを延ばし、これらのサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒを車体幅方向に設ける第２クロスメンバ（クロスメンバ）４５で連結し、これらのクロスメンバ４５及びサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒにフロアパネル３１を被せる車両のフロア構造において、クロスメンバ４５を、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、クロスメンバ４５の底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅いアーチ状に形成し、コ字状断面の底部８１から車幅方向に左右の取付部８６，８６を延出し、これらの取付部８６，８６をそれぞれ左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの底面３９Ｌ，３９Ｒに連結したものと言える。

例えば、車室空間を十分に確保することができるとすれば、車室内の利便性の向上を図ることができるので好ましいことであり、クロスメンバの剛性を十分に高めるとすれば、フロアパネルの低床化の促進を図ることができるので好都合せある。

そこで、クロスメンバ４５を、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、クロスメンバ４５の底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅いアーチ状に形成し、コ字状断面の底部８１から車幅方向に左右の取付部８６，８６を延出し、これらの取付部８６，８６をそれぞれ左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの底面３９Ｌ，３９Ｒに連結することで、クロスメンバ４５の剛性を十分に高めることができる。この結果、クロスメンバ４５を軽量にすることができ、車体重量を軽くすることができる。

言い換えれば、クロスメンバ４５を、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、クロスメンバ４５の底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅いアーチ状に形成し、コ字状断面の底部８１から車幅方向に左右の取付部８６，８６を延出し、これらの取付部８６，８６をそれぞれ左右のサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒの底面３９Ｌ，３９Ｒに連結したので、低床化を図ることができるとともに、クロスメンバ４５のコ字断面をサイドフレーム４２Ｌ，４２Ｒに連続的に繋げることができ、例えば、フロアパネル（車体フロア）３１の剛性を十分に高めることができる。

以上に説明した車両のフロア構造３０の作用を説明する。
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る車両のフロア構造の比較説明図であり、（ａ）は比較例の車両のフロア構造１１０を示し、（ｂ）は実施例の車両のフロア構造３０を示す。

（ａ）において、車両のフロア構造１１０は、車体フレーム１１１を、左右のサイドフレーム１１２Ｌ，１１２Ｒと、直線状のクロスメンバ１１３と、左右のアウトリガ１１４，１１４と、これらのアウトリガ１１４，１１４にそれぞれ接続した左右のサイドシル１１５Ｌ，１１５Ｒと、から構成し、車体フレーム１１１の上部にフロアパネル１１６を配置し、車体フレーム１１１の下部中央（クロスメンバ１１３の下部）に集合配管１１７、エキゾーストパイプ１１８及びプロペラシャフト１１９を配置したものである。

すなわち、車両のフロア構造１１０では、フロアパネル１１６を下げることが困難であり、車両の低床化の促進を図ることができない。
（ｂ）において、車両のフロア構造３０は、アーチ状に形成したクロスメンバ４５の底部８１内に集合配管９７、エキゾーストパイプ９８及びプロペラシャフト９９を配置したものである。

すなわち、クロスメンバ４５を、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、クロスメンバ４５の底部８１を、中心部８１ａのコ字断面の深さを両端部８１ｂ，８１ｂのコ字断面の深さよりも浅いアーチ状に形成することで、例えば、アーチ状の底部８１に集合配管９７、エキゾーストパイプ９８若しくはプロペラシャフト９９を通すことができる。この結果、フロアパネル３１の低床化の促進を図ることができる。さらに、低床化することことで、車室１３（図１参照）空間を十分に確保することができる。

尚、本発明に係る車両のフロア構造は、図４に示すように、第１〜第３クロスメンバ４４〜４６の底部をアーチ状に形成したが、これに限るものではなく、すべてに同一の曲率を有するアーチ状に形成する必要はなく、それぞれに所用の曲率を適応したものであってもよい。

本発明に係る車両のフロア構造は、ミニバンやワゴンなどの車両に採用するのに好適である。

本発明に係るフロア構造を採用した車両の斜視図である。 本発明に係る車両のフロア構造の斜視図である。 本発明に係る車両のフロア構造に採用する車体フレームの平面図である。 本発明に係る車両のフロア構造に採用する車体フレームの斜視図である。 本発明に係る車両のフロア構造に採用するクロスメンバの斜視図である。 本発明に係る車両のフロア構造に採用するクロスメンバの正面図である。 本発明に係る車両のフロア構造に採用するクロスメンバの平面図である。 図２の８−８線断面図である。 図２の９−９線断面図である。 図２の１０−１０断面図である。 本発明に係る車両のフロア構造の比較説明図である。 従来の基本構成を説明する平面図である。 図１２の１３−１３線断面図である。

符号の説明

１０…車両、１２…車体フレーム、３０…車両のフロア構造、３１…フロアパネル、３９Ｌ，３９Ｒ…底面、４２Ｌ，４２Ｒ…左右のサイドフレーム、４５…クロスメンバ（第２クロスメンバ）、８１…底部、８１ａ…中心部、８１ｂ…両端部、８６…左右の取付部。

Claims (1)

1. 車体前後方向に左右一対のサイドフレームを延ばし、これらのサイドフレームを車体幅方向に設けるクロスメンバで連結し、これらのクロスメンバ及びサイドフレームにフロアパネルを被せる車両のフロア構造において、
   前記クロスメンバは、断面視で上方開口させたコ字状断面に形成するとともに、中心部のコ字状断面の深さを両端部のコ字状断面の深さよりも浅く、両端部のコ字状断面の深さが前記サイドフレームの深さと同一になるように、応力の集中を回避するアーチ状に形成した底部と、この底部の両側から立ち上げた側壁部と、これらの側壁部から外方に曲げ形成したフランジと、前記側壁部の左右端を曲げたサイドフランジとを有し、中心部において、前記側壁部に沿わせて前記アーチ状の底部に形成した複数の補強ビードと、両端部において、前記側壁部の左右端を曲げた前記サイドフランジと、前記底部の左右から延ばした左右の取付部とを備え、
   前記フランジにフロアパネルを被せることで閉断面が構成されるとともに、前記サイドフランジが前記左右一対のサイドフレームの側面へそれぞれ接合され、前記クロスメンバのコ字状断面を前記サイドフレームに連続的に繋げたことを特徴とする車両のフロア構造。

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