JP4290133B2 - 自動車のフロアパネル - Google Patents

Description

本発明は、自動車のフロアパネルに係り、車体強度や乗り心地の向上を図る技術に関する。

モノコック構造の自動車（以下、モノコック車と記す）では、薄鋼板をプレス成型することで多数のボディパネルを製造した後、これらボディパネルをスポット溶接等により接合することによりボディが製造される。車室の床面を形成するフロアパネルは、乗員やシート等の重量を支えるための強度や剛性を確保すべく、その下面や上面にフロアフレームやフロアクロスメンバ等のリーンフォースメントを備えることが多い（特許文献１参照）。リーンフォースメントは、例えば鋼板をコ字断面形状に成形したものであり、両端部に形成されたフランジ等によってフロアパネルにスポット溶接される。

フロアパネルの下面にフロアフレームを設ける場合、面振動および騒音の抑制や、応力集中に起因する疲労の抑制、衝突エネルギの効果的な分散等を図るべく、フロアフレームの断面をその全長にわたって大きく変化させないことが望ましい。そのため、例えば、フロアフレームは、電着塗装液を排出するためにフロアパネルが上下方向に屈曲していた場合（すなわち、上下方向に凹凸が形成されていた場合）には、フロアパネルの屈曲に沿って屈曲することで全高が略一定になるように設計されることが一般的である。
特開２００３−２５２２５１号公報（段落０００４８〜００５３、図１）

フロアパネルに沿ってフロアフレームを屈曲させた場合、以下に述べる問題が発生することがあった。例えば、図６（ａ）に示すように、フロアパネル１の下面に局部的な凸部２２が存下し、この凸部２２に沿うようにフロアフレーム３１に屈曲部３１ａを形成した場合、屈曲部３１ａの下端のみが他の部位に対して低くなってしまう。そのため、自動車の最低地上高Ｚが小さくなって悪路走破性等が低下したり、あるいは、最低地上高Ｚを確保するために車高を大きくする必要が生じたりすることがあった。一方、このような問題を防ぐべく、図６（ｂ）に示すように、フロアフレーム３１にフロアパネル１の凸部２２が進入する逃げ部３１ｂを形成した場合、フロアフレーム３１には、逃げ部３１ｂの中央付近に断面の小さな脆弱部３１ｃができてしまい、前述の応力集中等が惹起される虞がある。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、フロアパネルが下方に屈曲していた場合においても、最低地上高を徒に小さくすることなくリーンフォースメントによる補強を実現した自動車のフロアパネルを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、金属板を素材としてプレス成形加工により形成され、上面に形成された凹部と、当該凹部に対応して下面に形成された凸部とを有する自動車のフロアパネルであって、前記凸部を含む範囲で前記下面に固着され、当該凸部に対応する位置でその下部が地面に対して略平行な直線状に形成されるとともに、当該凸部が進入する逃げ部をその上部に有したロアリーンフォースメントと、前記凹部を含む範囲で前記上面に固着され、当該凹部に対応する位置でその上部が略直線的に形成されるとともに、前記ロアリーンフォースメントに対応する位置で前記凹部に向けて延設された壁部をその下部に有するアッパリーンフォースメントとを備え、シートの脚部が前記アッパリーンフォースメントに支持されたことを特徴とするたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ロアリーンフォースメントに逃げ部を設けることによる強度や剛性の低下がアッパリーンフォースメントの壁部により補完されるため、ロアリーンフォースメントの下部を略直線状にして比較的大きな最低地上高Ｚを確保しながら、フロアパネルにおける脆弱部の発生が無くなり、面振動および騒音の抑制や、応力集中に起因する疲労の抑制、衝突エネルギの効果的な分散等を実現することができるとともに、シートの支持剛性が向上することにより、乗り心地の向上を図ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を適用した自動車のフロアパネルの一実施形態を詳細に説明する。
図１は実施形態に係る乗用車の側面図であり、図２は実施形態に係るフロアパネルを斜め上方から視た斜視図であり、図３は同フロアパネルを斜め下方から視た斜視図であり、図４は図２中Ａ部の要部透視拡大図であり、図５は図４中のＢ矢視図である。

≪実施形態の構成≫
＜全体構成＞
本実施形態は、図１に示すように、ハッチバック乗用車のフロアパネルに本発明を適用したものである。フロアパネル１は、比較的薄い鋼板を素材とするプレス成形品であり、前縁に接合されたフロントダッシュボード２と、後縁に接合されたリヤフロアパネル３とともに、車体４の床面を形成している。フロアパネル１の上面には、前後方向略中央にフロントシート５が設置され、後端側に折り畳み式のリヤシート６が設置されている。リヤシート６は、リヤフロアパネル３の前端にヒンジ結合されるとともに、使用時（引き出し時）において、スタンド脚７の先端がフロアパネル１の上面に設置されたキャッチ装置８に保持される。また、フロアパネル１の下面には、前後方向略中央（すなわち、フロントシート５の下方）にフュエルタンク９が設置されている。

図２に示すように、フロアパネル１は、平面視で略正方形を呈するとともに、ビードや凹凸を形成することにより平面部の剛性が確保されている。フロアパネル１の左右側縁１Ｓｌ・１Ｓｒには略コ字断面形状の左右サイドシルインナ３ｌ，３ｒがそれぞれスポット溶接されており、これらサイドシルインナ３ｌ，３ｒに外板パネルであるサイドシルアウタ（図示せず）が接合される。

フロアパネル１における車幅方向の中央部には、前後方向での曲げ剛性を高めるために、断面形状が略台形をなし、室内側に突出した縦フロアトンネル１１が前後方向に延設されている。そして、縦フロアトンネル１１の前寄りの位置には、左右方向についての曲げ剛性を高めるために、縦フロアトンネル１１の側部から左右サイドシルインナ３ｌ，３ｒに向けて左右横フロアトンネル１２，１３が、室内側に突出して形成されている。

左右横フロアトンネル１２，１３は、フロントシート５側の床面の一部をなす前床部１ｆｈから前壁１２ｆｗ，１３ｆｗが立ち上げられ、前壁１２ｆｗ，１３ｆｗの上端から後方へ延出された後に傾斜面１２ｉｃ，１３ｉｃでリヤシート６側の後床部１ｒｈに接続されている。

図３に示すように、フロアパネル１の下面における傾斜面１２ｉｃ，１３ｉｃの後端側には、断面形状が略コ字形状をなす中間部フロアクロスメンバ１４ｌ・１４ｒが、その前後縁のフランジがスポット溶接されることによって接合されている。これにより、車幅方向に延在する閉断面部が傾斜面１２ｉｃ，１３ｉｃの後端側の下面に形成されることになる。左右横フロアトンネル１２，１３によってフロアパネル１の下面に画成された下向きに凹となる空間は、フュエルタンク９の設置場所として利用される。また、フロアパネル１の下面におけるフュエルタンク９の左右両側部には、前後方向に沿って側部フロアフレーム１５ｌ・１５ｒが延設されている。そして、フロアパネル１の下面におけるフュエルタンク９の前方中央には、縦フロアトンネル１１の内壁を連結するかたちで、前部フロアクロスメンバ１６が設置されている。

図２，図４（右側のみ示す）に示すように、フロアパネル１の後床部１ｒｈには、塗料排出凹部２１，２２が縦フロアトンネル１１の左右に形成され、更に、塗料排出凹部２１，２２の後部には塗料排出孔２３がそれぞれ穿設されている。塗料排出凹部２１，２２は、後方に向かってなだらかに下がる傾斜部２１ｉｃ，２２ｉｃと、後端で略垂直に立ち上がる立ち上がり部２１ｒｗ，２２ｒｗとを有している。フロアパネル１が電着漕から引き上げられると、電着塗料は、横フロアトンネル１２，１３やサイドシルインナ３ｌ，３ｒから塗料排出凹部２１，２２に流れ込んだ後、塗料排出孔２３から落下して回収される。

図３〜図５に示すように、フロアパネル１の後床部１ｒｈの左右下面には、鋼板プレス成型品の後部ロアフロアフレーム（ロアリーンフォースメント）２４が接合されている。また、図２，図４，図５に示すように、フロアパネル１の後床部１ｒｈの左右上面には、後部ロアフロアフレーム２４と対峙するかたちで、これも鋼板プレス成型品の後部アッパフロアフレーム（アッパリーンフォースメント）２５が接合されている。

＜後部ロアフロアフレーム＞
後部ロアフロアフレーム２４は、その下面が略直線状に形成された略コ字断面形状を呈して前後方向に延設されており、その上面には塗料排出凹部２１，２２におけるフロアパネル１の下面が進入する逃げ部２４ａが形成されている。後部ロアフロアフレーム２４は、前後のフランジ２４ｂ，２４ｃがフロアパネル１にスポット溶接（図４中に、スポット溶接部を符号ＳＷで示す）されている。

＜後部アッパフロアフレーム＞
後部アッパフロアフレーム２５は、左右方向に長い矩形の横板部２５ａと、横板部２５ａの中央から前方に向けて延設された縦板部２５ｂとからなる略Ｔ字形状を呈している。

横板部２５ａは、後床部１ｒｈの上面から塗料排出凹部２１，２２の傾斜部２１ｉｃ，２２ｉｃ側にオーバハングしており、その後端が後床部１ｒｈにスポット溶接されている。横板部２５ａの左右前端からは下方（すなわち、塗料排出凹部２１，２２）に向けて第１壁部２５ｃが延設され、第１壁部２５ｃの下端からは傾斜部２１ｉｃ，２２ｉｃにスポット溶接される接合突片２５ｄが前方に延設されている。なお、横板部２５ａにはキャッチ装置８を固定するボルトや爪が挿通される３つの取付孔２５ｅが穿設され、中央の取付孔２５ｅの下面にはそのボルトがねじ込まれるウエルドナット２６が固着されている。

縦板部２５ｂは、横板部２５ａの前端中央から前方に向けて略水平に延設され、その左右前端が後部ロアフロアフレーム２４のフランジ２４ｂとともに傾斜部２１ｉｃ，２２ｉｃにスポット溶接されている。また、縦板部２５ｂの左右側縁からは、塗料排出凹部２１，２２の傾斜部２１ｉｃ，２２ｉｃに向けて第２壁部２５ｆが延設されている。なお、第２壁部２５ｆは、前述した第１壁部２５ｃに連続するかたちで形成されている。

≪実施形態の作用≫
本実施形態では、後部ロアフロアフレーム２４の上部に塗料排出凹部２１，２２が進入する比較的大きな逃げ部２４ａが形成されているが、この逃げ部２４ａによる強度や剛性の低下が後部アッパフロアフレーム２５によって補完される。すなわち、後部ロアフロアフレーム２４は、横板部２５ａおよび第１壁部２５ｃによってフロアパネル１との間に横方向の閉断面を形成する一方、縦板部２５ｂおよび第２壁部２５ｆによってフロアパネル１との間に縦方向の閉断面を形成する。これにより、後部ロアフロアフレーム２４の下面が略直線状にして比較的大きな最低地上高Ｚを確保しながら、後床部１ｒｈにおける脆弱部の発生が無くなり、面振動および騒音の抑制や、応力集中に起因する疲労の抑制、衝突エネルギの効果的な分散等を実現することができた。また、キャッチ装置８が後部アッパフロアフレーム２５の横板部２５ａに固定されるため、リヤシート６の支持剛性が高くなり、乗り心地が向上した。また、左右横フロアトンネル１２，１３とリヤフロア３との間のフロアパネル１に電着塗料を排出するための塗料排出凹部２１，２２や塗料排出孔２３を設けたにも拘わらず、該部におけるフロアパネル１の補強を確実に行うことができ、面振動および騒音の抑制や強度および剛性の向上を実現できた。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では後部アッパフロアフレームをＴ字形状としたが、後部ロアフロアフレームと同様に断面コ字形状としてもよい。また、上記実施形態はフロアパネルに対して前後方向に延設されたフロアフレームに係るものであるが、左右方向に延設されたクロスメンバに本発明を適用してもよい。また、上記実施形態は、フロアパネルに塗料排出凹部が形成されている場合を例にしたものであるが、フロアパネルに機器類を設置するための凹部が形成されいる場合等にも、本発明は当然に適用可能である。また、上記実施形態では、後部アッパフロアフレームに折り畳み式のリヤシートのスタンド脚部が支持されるものとしたが、固定式のリヤシートの脚部が支持されるものとしてもよいし、フロントシートの脚部が支持されるものとしてもよい。また、後部アッパフロアフレームや後部ロアフロアフレームのフロアパネルとの接合についても、ボルトやリベットによる締結等を採用するようにしてもよい。その他、フロアパネルの具体的構造等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係る乗用車の側面図である。 実施形態に係るフロアパネルを斜め上方から視た斜視図である。 実施形態に係るフロアパネルを斜め下方から視た斜視図である。 図２中Ａ部の要部透視拡大図である。 図５は図４中のＢ矢視図である。 従来のフロアパネルの例を示す側面図である。

符号の説明

１ フロアパネル
６ リヤシート（シート）
７ スタンド脚（脚部）
２１ 塗料排出凹部（凹部，凸部）
２４ 後部ロアフロアフレーム（ロアリーンフォースメント）
２４ａ 逃げ部
２５ 後部アッパフロアフレーム（アッパリーンフォースメント）
２５ａ 横板部
２５ｂ 縦板部
２５ｃ 第１壁部
２５ｆ 第２壁部

Claims (1)

1. 金属板を素材としてプレス成形加工により形成され、上面に形成された凹部と、当該凹部に対応して下面に形成された凸部とを有する自動車のフロアパネルであって、
   前記凸部を含む範囲で前記下面に固着され、当該凸部に対応する位置でその下部が地面に対して略平行な直線状に形成されるとともに、当該凸部が進入する逃げ部をその上部に有したロアリーンフォースメントと、
   前記凹部を含む範囲で前記上面に固着され、当該凹部に対応する位置でその上部が略直線的に形成されるとともに、前記ロアリーンフォースメントに対応する位置で前記凹部に向けて延設された壁部をその下部に有するアッパリーンフォースメントと
   を備え、
   シートの脚部が前記アッパリーンフォースメントに支持されたことを特徴とする自動車のフロアパネル。

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