JP4558019B2 - 車体フロア構造 - Google Patents

Description

本発明は、前面衝突に対応する車体フロア構造に関するものである。

車体フロア構造は、前面衝突など衝突に対して室内空間を確保する機能を有し、床のフロアパネルや、フロアパネルに接合して車両の前後に延びている左右のフロントフロアフレームを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３４３４１９９号公報（第６頁、図３）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１２は、従来の技術を説明する説明図であり、従来の車体構造２０１は、車室２０２のフロアパネル２０３の下にフロアフレーム２０４が配置され、フロアパネル２０３の上に車両の幅方向に延びるフロアクロスメンバー２０５が配置され、フロアクロスメンバー２０５に前方に延びる補強メンバー２０６、補強用のガセット２０７が接合しているので、床部の強度を高めることができるというものである。

しかし、特許文献１の車体構造２０１では、室内空間を大きくすると、フロアフレーム２０４が下方に下がり、車両の地上高が低くなるという問題がある。
また、車体構造２０１は、補強メンバー２０６や補強用のガセット２０７を左右に配置したことによって重量が増加するという問題がある。
さらに、フロアパネル２０３の下を流れる走行風がフロアフレーム２０４に干渉するので、空力性能を高め難いという問題がある。

本発明は、室内空間を拡大し、軽量化を図り、車両のフロア下の空力性能を向上させた車体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、車室の床をなすフロアボデーと、フロアボデーの左右のサイドシルと、フロアボデーのフロアパネル上に配置されて車両の幅方向に延びているフロアクロスメンバーと、車室の前に設けている左右のフロントサイドフレームの後部と、後部に接合してフロアパネルの中央まで延びた左右のフロントフロアフレームと、を備えた車体フロア構造において、フロアパネルは、中央に設けたトンネル部に連なるフロア本体部と、フロア本体部より下に押し出しサイドシルまで延びている下方押し出しフロア部と、下方押し出しフロア部から立ち上げサイドシルに接合している立ち上げ部と、を有し、フロントフロアフレームは、下方押し出しフロア部の上面に配置されて、下方押し出しフロア部を挟んでフロントサイドフレームの後部に接合し、下方押し出しフロア部とフロアクロスメンバーとの間を通り、フロアクロスメンバーに接合し、フロアクロスメンバーの後方で、車室の外側へ向けて曲がり、左右のサイドシルに立ち上げ部を介してそれぞれ接合していることを特徴とする。

請求項１に係る発明は、フロントフロアフレームの高さと下方押し出しフロア部からフロア本体部までの高さがほぼ一致していることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、フロアパネルは、中央に設けたトンネル部に連なるフロア本体部と、フロア本体部より下に押し出しサイドシルまで延びている下方押し出しフロア部と、下方押し出しフロア部から立ち上げサイドシルに接合している立ち上げ部と、を有し、フロントフロアフレームは、下方押し出しフロア部の上面に配置されて、下方押し出しフロア部を挟んでフロントサイドフレームの後部に接合し、下方押し出しフロア部とフロアクロスメンバーとの間を通るので、フロアパネルの上面にフロントフロアフレームを配置しても、下方押し出しフロア部によって、室内空間を拡大することができるという利点がある。

また、請求項１では、フロアパネルは、中央に設けたトンネル部に連なるフロア本体部と、フロア本体部より下に押し出しサイドシルまで延びている下方押し出しフロア部と、下方押し出しフロア部から立ち上げサイドシルに接合している立ち上げ部と、を有し、フロントフロアフレームは、下方押し出しフロア部の上面に配置されて、下方押し出しフロア部を挟んでフロントサイドフレームの後部に接合し、下方押し出しフロア部とフロアクロスメンバーとの間を通り、フロアクロスメンバーに接合しているので、前面衝突の力がフロントサイドフレームの後部からフロントフロアフレームに圧縮力として伝わり、フロントフロアフレームは強度を確保することができる。その結果、補強部材を取り付ける必要がなく、例えば、フロントサイドフレームの後部に補強部材を設けて、後部を二重構造にする必要がなく、軽量化を図ることができるという利点がある。

さらに、請求項１では、フロアパネルは、中央に設けたトンネル部に連なるフロア本体部と、フロア本体部より下に押し出しサイドシルまで延びている下方押し出しフロア部と、下方押し出しフロア部から立ち上げサイドシルに接合している立ち上げ部と、を有し、フロントフロアフレームは、下方押し出しフロア部の上面に配置されて、下方押し出しフロア部を挟んでフロントサイドフレームの後部に接合し、下方押し出しフロア部とフロアクロスメンバーとの間を通り、フロアクロスメンバーに接合しているので、フロントフロアフレームが室外（車室外）になく、フロアパネルの下を流れる走行風の抵抗は小さくなる。従って、車両のフロア下の空力性能を向上させることができるという利点がある。

その上、フロアパネルは、中央に設けたトンネル部に連なるフロア本体部と、フロア本体部より下に押し出しサイドシルまで延びている下方押し出しフロア部と、下方押し出しフロア部から立ち上げサイドシルに接合している立ち上げ部と、を有し、フロントフロアフレームは、下方押し出しフロア部の上面に配置されて、下方押し出しフロア部を挟んでフロントサイドフレームの後部に接合し、下方押し出しフロア部とフロアクロスメンバーとの間を通り、フロアクロスメンバーに接合しているので、フロアクロスメンバーに前面衝突の力がフロントサイドフレームからフロントフロアフレームを介して伝わる。従って、強度を高めることができるとともに、重量を維持することができる。

請求項１に係る発明では、フロントフロアフレームは、フロアクロスメンバーの後方で、車室の外側へ向けて曲がり、左右のサイドシルに立ち上げ部を介してそれぞれ接合しているので、前面衝突の力がフロントフロアフレームを介してサイドシルに伝わる。従って、強度を高めることができるとともに、重量を維持することができる。
請求項１に係る発明では、フロントフロアフレームの高さと下方押し出しフロア部からフロア本体部までの高さがほぼ一致しているので、室内（車室内）にフロントフロアフレームを配置しても、下方押し出しフロア部によって、フロントフロアフレームの高さはフロア本体部とほぼ一致する。フロア本体部の高さは従来のフロアパネルより低く、結果的に、従来に比べ車室は広くなる。

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。
図１は、本発明の車体フロア構造に連なるフロントボデーの斜視図である。
図２は、本発明の車体フロア構造の斜視図である。

車体フロア構造１１は、車両１２の車室１３の床をなすフロアボデー１４に採用されたものである。具体的には後述する。
車両１２は、床をなすフロアボデー１４と、車室１３の側壁をなす左右のサイドボデー１７と、車室１３の前部に設けたフロントボデー１８と、フロントボデー１８との隔壁をなすダッシュボード２１と、を有する。

サイドボデー１７は、フロアボデー１４の左右に接合している左右のサイドシル２３を有する。
フロントボデー１８は、左右にフロントサイドフレーム２４が形成されている。
フロントサイドフレーム２４は、略水平に配置されている本体部２５、本体部２５に連なり下方に延ばした湾曲部２６、湾曲部２６に連なりフロアボデー１４に接合している後部２７（図３参照）を有し、車両１２の中心軸線Ｃを基準に、ほぼ左右対称である。
また、フロントサイドフレーム２４の後部２７には、フロントフロアフレーム３１が連なりフロアボデー１４の中央に向け（矢印ａ１の方向）延びている。

フロアボデー１４は、車体フロア構造１１を含む。
車体フロア構造１１は、フロントフロアフレーム３１及び中央のフロアクロスメンバー３２が室内に設定されている。
すなわち、フロントフロアフレーム３１がフロアボデー１４のフロアパネル３３の上に配置され、フロアクロスメンバー３２がフロアパネル３３の上に配置されている。そして、車両１２の中心軸線Ｃを基準に、ほぼ左右対称である。

図３は、図２の３−３線断面図である。図２を併用して説明する。
図４は、図２の４−４線断面図である。
また、車体フロア構造１１では、フロントサイドフレーム２４の後部２７はフロアパネル３３の下面３５に接合し、溝状に形成され、フロアパネル３３に平行な第１溝底部３７に連ねて側部３８を形成し、側部３８の高さＨ１を第１溝底部３７の幅Ｗ１の約１５％に形成し、フロアパネル３３の下面３５からほとんど突出していない。そして、フロントサイドフレーム２４の後部２７の第１溝底部３７の地面Ｇからの高さＨｎは従来のフロアフレーム（例えば、図１２のフロアフレーム２０４）とほぼ同様であり、長さＬ１の間だけフロアパネル３３を挟んでフロントフロアフレーム３１と重なっている。

図５は、図２の５−５線断面図である。図２、図３を併用して説明する。
フロントフロアフレーム３１は、フロアパネル３３の上面４１に接合し、溝状に形成され、フロアパネル３３に平行な第２溝底部４２に連ねて側部４３を高さＨ２で形成している。

フロアパネル３３は、中央にトンネル部４５が形成され、トンネル部４５に連ねてフロア本体部４６が形成され、フロア本体部４６に連ねて下方押し出しフロア部４７が車室１３の下方（矢印ａ２の方向）へ押し出して形成されている。下方押し出しフロア部４７にはフロアリブ部４８が高さＨ３で形成されている。そして、下方押し出しフロア部４７の上面４９にフロントフロアフレーム３１が配置され、フロントフロアフレーム３１の高さと下方押し出しフロア部４７のフロアリブ部４８の高さＨ３とがほぼ一致している。

フロア本体部４６の地面からの高さＨ４は従来（例えば、図１２のフロアパネル２０３）より低く、それに伴い、フロアパネル３３に敷いたカーペット５１も従来のカーペット２１１より低い。
下方押し出しフロア部４７の地面からの高さＨ５は、従来のフロアパネル（例えば、図１２のフロアパネル２０３）よりさらに低いが、従来のフロアフレーム（例えば、図１２のフロアフレーム２０４）とほぼ同じである。

図６は、本発明の車体フロア構造の左右後部を示す斜視図である。
車体フロア構造１１は、前述したフロアパネル３３の上面４１に接合したフロントフロアフレーム３１とフロアクロスメンバー３２が交差結合することで交差結合部５２を形成し、交差結合部５２ではフロアクロスメンバー３２がフロントフロアフレーム３１の上方を跨ぐように配置されて、フロアクロスメンバー３２の一端をサイドボデー１７の下部のサイドシル２３に接合し、他端をトンネル部４５に接合している。

図７は、図６の７矢視図である。
図８は、図６の８矢視図である。
図９は、図６の９矢視図である。図６を併用して説明する。

フロアクロスメンバー３２は、車両１２の幅方向（Ｙ軸方向）に延び、溝状に形成され、左のサイドシル２３及びフロアパネル３３の立ち上げ部５４に一端の端溶接フランジ部５５をスポット溶接の第１溶接部５６で接合し、フロアパネル３３の上面４１に溝縁に形成されている溝縁溶接フランジ部５７をスポット溶接の第２溶接部５８で接合している。

また、フロアクロスメンバー３２は、フロントフロアフレーム３１に接合する交差部６１が切り欠き形成され、交差部６１に形成した交差溶接フランジ部６２がフロントフロアフレーム３１の第２溝底部４２の上面にスポット溶接の第３溶接部６３で接合している。

フロアクロスメンバー３２は、詳しくは、長部材６５に短部材６６を接合したもので、長部材６５に交差部６１並びに交差溶接フランジ部６２を形成し、交差部６１に短部材６６を接合している。

フロアクロスメンバー３２では、長部材６５に短部材６６を接合することで、フロアクロスメンバー３２に切り欠き形状の交差部６１並びに交差溶接フランジ部６２を塑性加工するのは容易になる。
また、長部材６５と短部材６６とで材質を変えることができ、生産コストを抑制しながら強度を確保することができる。

フロントフロアフレーム３１はまた、交差結合部５２に連なるフロアフレーム後部６７を車両１２の外側（矢印ａ２の方向）へ曲げることで、曲がり部７１とし、曲がり部７１に連なる後端７２を左のサイドシル２３にスポット溶接の第４溶接部７３で接合している。

次に、本発明の車体フロア構造の作用を説明する。
車体フロア構造を採用した車室１３を説明する。
図４及び図５に示した車体フロア構造１１は、フロアパネル３３に下方押し出しフロア部４７を形成し、下方押し出しフロア部４７の上面４９にフロントフロアフレーム３１を配置したので、室内（車室１３内）にフロントフロアフレーム３１を配置しても、下方押し出しフロア部４７によって、フロントフロアフレーム３１の高さはフロア本体部４６とほぼ一致する。フロア本体部４６の高さは従来のフロアパネルより低く、結果的に、従来のフロアパネルに敷いたカーペット２１１の位置Ｈｃに比べ、本発明の車体フロア構造１１は、カーペット５１の位置Ｈｄを低くすることができ、従来に比べ車室１３は広くなる。

一方、図３及び図４に示したフロアパネル３３の下面３５に接合しているフロントサイドフレーム２４の後部２７は地面からの高さＨｎは、室内（車室１３内）にフロントフロアフレーム３１を配置し、且つ、後部２７を薄型化したことによって、従来（例えば、図１２のフロアフレーム２０４）とほぼ同様である。その結果、車両の地上高及び強度を損なうことなく、車室１３を広くすることができる。従って、室内空間を拡大することができる。

図１０（ａ）、（ｂ）は、車体フロア構造の前面衝突の衝撃を分散する機構を説明する図である。
車体フロア構造１１では、車両１２の前面に衝撃が矢印ａ４のように加わると、室内（車室１３内）に配置したフロントフロアフレーム３１に圧縮荷重として加わるので、フロントフロアフレーム３１によって、分散することができ、強度を確保することができる。従って、補強部材を取り付ける必要がなく、軽量化を図ることができる。

具体的には、車体フロア構造１１では、車両１２の前面に衝撃が矢印ａ４のように加わり、フロントサイドフレーム２４の後部２７に矢印ｂ１のように伝わると、多くの場合はフロントサイドフレーム２４の湾曲部２６を持ち上げる（矢印ｂ２の方向）ので、フロアパネル３３に形成した下方押し出しフロア部４７の上面４９に配置したことで、フロントフロアフレーム３１に圧縮力として伝えることができ、強度を維持することができる。

同時に、図４、図５にも示したフロアパネル３３に形成した下方押し出しフロア部４７のフロアリブ部４８にも衝撃の力が伝わるので、フロアリブ部４８によって、力を分散することができ、強度を確保することができる。

このように、車体フロア構造１１では、強度を損なうことなく、補強部材を省いたので、例えば、フロントサイドフレームの後部（後部２７と同様の位置に設けたもの）に補強部材を内蔵して、後部を二重構造にする必要がなく、軽量化を図ることができる。

また、車体フロア構造１１では、フロアパネル３３に下方押し出しフロア部４７を形成し、下方押し出しフロア部４７の上面４９にフロントフロアフレーム３１を配置したので、フロアパネル３３の下にフロントフロアフレーム３１が突出せず、フロアパネル３３の下を流れる走行風の抵抗は小さくなる。従って、車両１２のフロア（フロアパネル３３）下の空力性能を向上させることができる。

図１１は、図１０の続きを説明する図である。図７〜図１０を併用して説明する。
車体フロア構造１１では、車両１２の前面に衝撃が矢印ａ４のように加わると、室内（車室１３内）に配置したフロントフロアフレーム３１に伝わり、フロントフロアフレーム３１から交差結合部５２（第３溶接部６３を含む）を介してフロアクロスメンバー３２に矢印ｂ３のように伝わるので、強度を高めることができる。

さらに、フロントフロアフレーム３１に伝わった力は、フロントフロアフレーム３１の曲がり部７１から左のサイドシル２３に伝わるので、強度を高めることができる。

左側について説明したが、右側に設けたフロントサイドフレーム２４やフロントフロアフレーム３１やフロアクロスメンバー３２も左側と同様の作用効果を発揮する。

本発明の車体フロア構造は、車体のフロアボデーに好適である。

本発明の車体フロア構造に連なるフロントボデーの斜視図である。 本発明の車体フロア構造の斜視図である。 図２の３−３線断面図である。 図２の４−４線断面図である。 図２の５−５線断面図である。 本発明の車体フロア構造の左右後部を示す斜視図である。 図６の７矢視図である。 図６の８矢視図である。 図６の９矢視図である。 車体フロア構造の前面衝突の衝撃を分散する機構を説明する図である。 図１０の続きを説明する図である。 従来の技術を説明する説明図である。

符号の説明

１１…車体フロア構造、１２…車両、１３…車室、１４…フロアボデー、２３…サイドシル、２４…フロントサイドフレーム、２７…フロントサイドフレームの後部、３１…フロントフロアフレーム、３２…フロアクロスメンバー、３３…フロアパネル、４７…下方押し出しフロア部、４９…下方押し出しフロア部の上面。

Claims (1)

1. 車室の床をなすフロアボデーと、該フロアボデーの左右のサイドシルと、前記フロアボデーのフロアパネル上に配置されて車両の幅方向に延びているフロアクロスメンバーと、前記車室の前に設けている左右のフロントサイドフレームの後部と、該後部に接合して前記フロアパネルの中央まで延びた左右のフロントフロアフレームと、を備えた車体フロア構造において、
   前記フロアパネルは、中央に設けたトンネル部に連なるフロア本体部と、該フロア本体部より下に押し出し前記サイドシルまで延びている下方押し出しフロア部と、該下方押し出しフロア部から立ち上げ前記サイドシルに接合している立ち上げ部と、を有し、
   前記フロントフロアフレームは、前記下方押し出しフロア部の上面に配置されて、該下方押し出しフロア部を挟んで前記フロントサイドフレームの後部に接合し、前記下方押し出しフロア部と前記フロアクロスメンバーとの間を通り、該フロアクロスメンバーに接合し、該フロアクロスメンバーの後方で、前記車室の外側へ向けて曲がり、前記左右のサイドシルに前記立ち上げ部を介してそれぞれ接合し、
   前記フロントフロアフレームの高さと前記下方押し出しフロア部から前記フロア本体部までの高さがほぼ一致していることを特徴とする車体フロア構造。

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