JP4818190B2 - 車両用フロア構造 - Google Patents

Description

この発明は、ビードが形成された車両用フロア構造、とりわけ車両側面衝突時の荷重をフロアパネル全体で均一に受けることができる車両用フロア構造に関する。

車両用フロア構造の中には、車両側面衝突時の外力に対して対抗できる強度剛性を確保するため、サイドシルとクロスメンバーとが交差する部位を中心とする凹凸断面のビードをフロアパネル面に設けたものがある。このビードにより車体重量を抑えつつフロアパネルの剛性を格段に高めることができる。
特開平２００６−２９８０７６号公報

上記従来技術にあってはフロパネルに設けたビードによってフロアパネル自体の剛性を高めることはできるが、車両側面衝突時においては、側部から作用する衝撃荷重が十分にフロアパネルに作用しないと衝撃荷重を効果的にフロアパネル全体で受けることはできない。

そこで、この発明は、車両側面衝突時において作用する衝撃荷重を効果的にフロアパネルに伝達させ、この衝撃荷重に対して十分に対抗することができる車両用フロア構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、左右のサイドシル（例えば、実施形態におけるサイドシル５，６）に接合されるフロアパネル（例えば、実施形態におけるフロア１）の両側縁に溶接フランジ部（例えば、実施形態におけるフランジ部２７）を立ち上げ形成し、この溶接フランジ部に端を発するようにして一定間隔で複数のビード（例えば、実施形態におけるビード５０）を設け、前記フロアパネルの車幅方向中央部ではフロアトンネル（例えば、実施形態におけるフロアトンネルフレーム２）の側壁（例えば、実施形態における側壁１８）に接合される溶接フランジ部（例えば、実施形態におけるフランジ部２２）を立ち上げ形成し、前記フロアトンネルの側壁に接合される溶接フランジ部に前記ビードの端末を連結し、前記フロアトンネルの両側壁を前記フロアパネルよりも下側に延出した後、外側に延出し、前記フロアパネルの裏面から前記ビードの下壁（例えば、実施形態における谷部５３）にフランジ部（例えば、実施形態におけるフランジ部２０）で接合して閉断面構造部を形成し、前記フロアトンネルの前端部の両側壁に前記閉断面構造部（例えば、実施形態における閉断面構造部Ｈ１）を下から覆うエクステンション（例えば、実施形態におけるエクステンション１１，１２）の一端側が接合される一方、前記サイドシルの内側壁（例えば、実施形態におけるサイドシルインナー２３）に一端部が接合されフロアパネル下面との間で閉断面構造部（例えば、実施形態における閉断面構造部Ｈ６）を形成するアウトリガー（例えば、実施形態におけるアウトリガー１３，１４）を設け、前記アウトリガーの他端部に前記エクステンションの他端部が連結され、前記アウトリガーの他端部がフロントサイドフレームの後端に連結されていることを特徴とする。
このように構成することで、サイドシルから作用した衝撃荷重はフロアパネルのサイドシルに接合された溶接フランジ部に均等に作用し、ここから複数のビードによりフロアパネルに作用する。また、サイドシルから作用した衝撃荷重は複数のビードにより剛性を高められたフロアパネルに作用して、フロアトンネル側の溶接フランジ部とビードの下壁からフロアトンネルに効果的に分散可能となる。

請求項１に記載した発明によれば、サイドシルから作用した衝撃荷重はフロアパネルのサイドシルに接合された溶接フランジ部に均等に作用し、ここから複数のビードによりフロアパネルに作用するため、車両側面衝突時において作用する衝撃荷重をむら無く効果的にフロアパネルに伝達させて、この衝撃荷重に対して十分に対抗することができる効果がある。
また、サイドシルから作用した衝撃荷重は複数のビードにより剛性を高められたフロアパネルに作用して、フロアトンネル側の溶接フランジ部とビードの下壁からフロアトンネルに効果的に分散可能となるため、車両側面衝突時において作用する衝撃荷重をフロアトンネルにも効果的に分担させることができ、衝撃荷重に対して十分に対抗することができる効果がある。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、車両のフロア１には、車幅方向中央部に車体前後方向に延びるフロアトンネルフレーム２が形成されている。このフロアトンネルフレーム２の両側縁には左右のフロアパネル３，４の内側縁が接合され、左右のフロアパネル３，４の外側縁にそれぞれ車体前後方向に延びる車体骨格部材である左右のサイドシル５，６が取り付けられている。左右のサイドシル５，６の後部同士が車体骨格部材であるミドルクロスメンバー７によって連結され、ミドルクロスメンバー７の前縁部は左右のフロアパネル３，４の後縁に接合されている。また、フロアトンネルフレーム２の前後方向略中央部と左右のサイドシル５，６がそれぞれ左右のフロントクロスメンバー９，１０によって連結されている。

一方、フロアトンネルフレーム２の前端部の両側壁にはそれぞれエクステンション１１、１２の一端部が接合され、左右のサイドシル５，６の前端部にはそれぞれアウトリガー１３，１４の一端部が接合され、これら左右のエクステンション１１，１２がアウトリガー１３，１４の内側壁に連結されている。そして、ミドルクロスメンバー７の左右端部４７，４７は斜め前方に屈曲しており、この左右端部４７，４７の後壁及び左右のサイドシル５，６の後部内壁に左右のリヤサイドフレーム１５，１６の前端部が連結されている。主としてフロアパネル３，４とフロアトンネルフレーム２とでフロア１を構成している。

図３に示すように、フロアトンネルフレーム２は、上壁１７と傾斜した両側壁１８，１８によってフロアパネル３，４の上方に凸となるように膨出形成されたトンネル本体１９と、このトンネル本体１９の両側縁を左右のフロアパネル３，４面よりも下側に延出した後、水平方向外側に延出し、フロアパネル３，４下面にフランジ部２０によって溶接されるウイング部２１，２１とで構成されている。左右のフロアパネル３，４の内側縁にはフランジ部２２が立ち上げ形成され、このフランジ部２２がフロアトンネルフレーム２のトンネル本体１９の両側壁１８，１８に溶接されている。
したがって、フロアトンネルフレーム２の両側壁１８，１８であって、フロアパネル３，４下に、フロアトンネルフレーム２のウイング部２１，２１とフロアパネル３，４とで形成された車体前後方向に延出する閉断面構造部Ｈ１が形成されることとなる。

サイドシル５，６は、車室内側に凸形状に形成されたサイドシルインナー２３と、このサイドシルインナー２３と共に上下の接合フランジ部２４，２４で接合されて閉断面構造部を形成するレインフォース２５と、このレインフォース２５の外側に閉断面構造部を形成し前記接合フランジ部２４に接合されるサイドシルアウター８とで構成されている。サイドシルインナー２３はほぼ全長に亘って同一断面形状に形成されているが、図１、図２に示すようにレインフォース２５は前端及び後端から前後方向中央に進むにしたがって徐々に外側への突出寸法が大きくなる傾斜閉断面形状部ＨＦ２、ＨＲ２が形成されている。レインフォース２５の外側への突出寸法が最大となる最大突出閉断面構造部Ｈ２は車体前後方向所定長さに亘って形成され、この最大突出閉断面構造部Ｈ２はミドルクロスメンバー７とフロントクロスメンバー９，１０との間に配置されている。
サイドシルインナー２３の内側壁２６に左右のフロアパネル３，４の外側縁に立ち上げ形成されたフランジ部２７が接合されている。

図４に示すように、ミドルクロスメンバー７は、略Ｌ字形断面の２つの部材を対向配置し、後部上縁フランジ部２８と前部下縁フランジ部２９とを互いに溶接してフロアパネル３，４上面に車体骨格部となる略矩形の閉断面構造部Ｈ３を形成するものである。前部下縁フランジ部２９は左右のフロアパネル３，４の後縁に溶接され、後壁３０にはリヤサイドフレーム１５，１６の前端部が接合されている。
フロントクロスメンバー９，１０は下側に開いたハット型断面形状の部材であって、左右のフロアパネル３，４上面に前後のフランジ部３１，３１が接合され、フロアパネル３，４上面に車幅方向に沿う車体骨格部となる閉断面構造部Ｈ４を形成するものである。フロントクロスメンバー９，１０の外側端はサイドシルインナー２３の上壁を含む側壁２６に接合され、内側端は図１，図２に示すように、前フランジ部３２と後フランジ部３３とがフロアトンネルフレーム２の側壁１８外面に、上壁３４の端縁はフロアトンネルフレームの上壁１７に接合されている。

ここで、図３に示すように、フロアトンネルフレーム２のトンネル本体１９の裏側には、左右のフロントクロスメンバー９，１０を結ぶ位置にジョイントフレーム３５が接合されている。このジョイントフレーム３５は、フロントクロスメンバー９，１０とは逆に上側に開いたハット型断面形状の部材であって、下壁３６はフロアパネル３，４面に整合している。ジョイントフレーム３５の前側フランジ３７と後側フランジ３８（図１，図２参照）はトンネル本体１９の裏側に接合され、下壁３６の両端縁３９，３９はフロアトンネルフレーム２のトンネル本体１９の裏側に接合されている。
これによりジョイントフレーム３５とフロアトンネルフレーム２との間に閉断面構造部Ｈ５が形成され、この閉断面構造部Ｈ５が左右のフロントクロスメンバー９，１０とフロアパネル３，４との間に形成された閉断面構造部Ｈ４と連なり、車幅方向に沿ってサイドシル５，６を連結する実質的に連続した車体骨格部材を形成することとなる。

図５に示すように、左右のエクステンション１１，１２の一端側はフロアトンネルフレーム２のウイング部２１を下方から全面を覆うように上に開いた形状に形成されたものであって、内側壁４０はフロアパネル３，４のフランジ部２２に至る部位をフロアトンネルフレーム２のトンネル本体１９の側壁１８裏面に接合されている。エクステンション１１，１２の一端側の外側のフランジ部４１はウイング部２１のフランジ部２０に重合されている。

一方、アウトリガー１３，１４の一端部はサイドシルインナー２３，２３の下壁４２に接合される下壁４３とこの下壁４３からフロパネル３，４の下面に立ち上がりフランジ部４４によってフロアパネル３，４に接合され、サイドシル５，６とフロアパネル３，４との間に閉断面構造部Ｈ６を形成している。
このように形成された、エクステンション１１，１２とアウトリガー１３，１４が図４に鎖線で示すように、フロアパネル３，４の前縁上面に接合されたダッシュボードパネル４５の裏面に沿って、徐々に前側に立ち上がるようにして形成され、図６、図７に示すように、前側がハット型断面形状に形成されたアウトリガー１３，１４の下壁４３にエクステンション１１，１２の下壁４６が接合され両者が連結されている。そして、アウトリガー１３の前端にフロントサイドフレーム（図示せず）の後端が連結されている。尚、図６，図７において鎖線で示すのはアウトリガー１３，１４、エクステンション１１，１２との間に閉断面構造部Ｈ６を形成するダッシュボードパネル４５である。

図１、図２に示すように、フロアパネル３，４にはそのほぼ全面に波紋状の多数のビード５０が規則的に設けられるとともに、多数の液抜き孔５１と、複数の位置決め孔５２が設けられている。フロアパネル３，４は、フロアトンネルフレーム２を中心にして左右対称形をなし、ビード５０、液抜き孔５１、位置決め孔５２についてもフロアパネル３，４では左右対称な配列となっている。以下、左側のフロアパネル３について詳述し、右側のフロアパネルについては同一部分に同一符号を付して説明は省略する。尚、図３〜図５の断面図において、正確には複雑な形状となるビード５０の断面形状は、図示都合上単純な形状として示す。
同じフロアパネル３において、フロントクロスメンバー９を境にして前方と後方ではビード５０の配列パターンが異なっている。

フロアパネル３においてフロントクロスメンバー９よりも前方の領域では、アウトリガー１３の一端部における断面中心とサイドシルインナー２３の内側壁２６との交点Ｘ１を中心としてビード５０が同心円孤状に一定間隔で設けられている。ビード５０の一端側はサイドシルインナー２３に直交するように延び、ビード５０の他端側の一部は、アウトリガー１３に連結される前記フロントサイドフレームの幅方向に対して直交するように延びている。

一方、フロアパネル３においてフロントクロスメンバー９よりも後方の領域では、ミドルクロスメンバー７の左側の端部４７における断面中心とサイドシルインナー２３の内側壁２６との交点Ｘ２を中心としてビード５０が同心円孤状に一定間隔で設けられている。ビード５０の一端側はサイドシルインナー２３に直交するように延び、ビード５０の他端側は、ミドルクロスメンバー７に直交するように延びている。尚、ビード５０はプレス加工により一般面よりも上方に突出させた台形状に形成されており、隣接するビード５０,５０間に谷部５３が形成されている。
このように多数のビード５０を設けたことによって、フロアパネル３，４の剛性を高めている。

また、フロントクロスメンバー９よりも前方の領域では、アウトリガー１３とサイドシルインナー２３との結合部と、フロアトンネルフレーム２とフロントクロスメンバー９との結合部とを結ぶ対角線上に、液抜き孔５１及び位置決め孔５２が配置されている。一方、フロントクロスメンバー９よりも後方の領域では、フロアトンネルフレーム２とフロントクロスメンバー９との結合部と、ミドルクロスメンバー７とサイドシルインナー２３との結合部とを結ぶ対角線上に、液抜き孔５１及び位置決め孔５２が配置されている。

液抜き孔５１は、隣接するビード５０間の谷部５３中央に１つずつ設けられている。この液抜き孔５１はフロアパネル３の電着塗装工程において、電着液からフロアパネル３を取り出した際にフロアパネル３から電着液を抜くためのものである。
位置決め孔５２は、フロアパネル３においてフロントクロスメンバー９の前後各領域にそれぞれ１つずつ設けられており、隣接するビード５０，５０の頂部同士を連結した部位に設けられている。

ここで、フロアパネル４を例にして説明すると図８に示すように、ビード５０は、左右のサイドシル５，６のサイドシルインナー２３に接合されるフロアパネル４のフランジ部２７に端を発するようにして一定間隔で複数設けられている。また、図９、図１０に示すように、フロアパネル４は車幅方向中央部に位置するフロアトンネルフレーム２の側壁１８部にフランジ部２２により接合されているが、このフランジ部２２にビード５０の端末が連結されている。
そして、このビード５０の谷部５３には、フロアトンネルフレーム２の側壁１８を下側に延出した後に水平方向外側に延出したフロアトンネルフレーム２のウイング部２１のフランジ部２０が接合されている。

上記実施形態によれば、車両側面衝突時に左右のサイドシル５，６から衝撃荷重が作用すると（図８では矢印Ｆ）、この衝撃荷重はサイドシル５，６に接合されたフロアパネル３，４のフランジ部２７に均等に作用し、ここから複数のビード５０，５０……によりフロアパネル３，４に作用する（図８では矢印Ｆ１、Ｆ２）。したがって、車両側面衝突時において作用する衝撃荷重をフロアパネル３，４の前後方向でむら無く効果的にフロアパネル３，４に伝達させ、この衝撃荷重に対して十分に対抗することができる。とりわけ、ビード５０はサイドシル５，６に端を発するため、強度的に有利な座屈方向で荷重を受けることができる点で有利である。このとき、フロアトンネルフレーム２を跨いで連続するフロントクロスメンバー９とジョイントフレーム３５によって形成される連続した閉断面構造部Ｈ４，Ｈ５により衝撃荷重に対抗できることは勿論である。

そして、サイドシル５，６から複数のビード５０，５０……により剛性を高められたフロアパネル３，４に伝達された衝撃荷重（図１０では矢印Ｆ１、Ｆ２）は、フロアトンネルフレーム２側のフランジ部２２を介してフロアトンネルフレーム２に伝達されると共に（図１０で矢印ＦＡ）、フロアパネル３，４の車幅方向中央部でビード５０の谷部５３からもフロアトンネルフレーム２のウイング部２１のフランジ部２０を介して伝達されるため（図１０では矢印ＦＢ）、効果的にフロアトンネルフレーム２に分散されることとなり、車両側面衝突時において作用する衝撃荷重をフロアトンネルフレーム２へも効果的に分担させることができる。よって、衝撃荷重に対して十分に対抗することができる。

尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、図１１にサイドシル６を一例にして示すように、ビード５０をサイドシル６に連結させるフランジ２７をビード５０の上壁フランジ２７ａ、前壁フランジ２７ｂ、後壁フランジ２７ｃ、谷部フランジ２７ｄに分割構成してサイドシル６に接合するようにしてもよい。
また、ビードの断面形状を台形としたが、ビードの断面形状は半円形や三角形等であってもよい。

この発明の実施形態の斜視図である。 この発明の実施形態の平面図である。 図２のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 図２のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１の部分拡大図である。 図３の部分拡大図である。 図９に対応する斜視図である。 他の実施形態の図８に相当する斜視図である。

符号の説明

１ フロア（フロアパネル）
２ フロアトンネルフレーム（フロアパネル）
３，４ フロアパネル
５，６ サイドシル
１８ 側壁
２０ フランジ部
２２ フランジ部（溶接フランジ部）
２７ フランジ部（溶接フランジ部）
５０ ビード
５３ 谷部（下壁）

Claims (1)

1. 左右のサイドシルに接合されるフロアパネルの両側縁に溶接フランジ部を立ち上げ形成し、この溶接フランジ部に端を発するようにして一定間隔で複数のビードを設け、前記フロアパネルの車幅方向中央部ではフロアトンネルの側壁に接合される溶接フランジ部を立ち上げ形成し、前記フロアトンネルの側壁に接合される溶接フランジ部に前記ビードの端末を連結し、前記フロアトンネルの両側壁を前記フロアパネルよりも下側に延出した後、外側に延出し前記フロアパネルの裏面から前記ビードの下壁にフランジ部で接合して閉断面構造部を形成し、前記フロアトンネルの前端部の両側壁に前記閉断面構造部を下から覆うエクステンションの一端側が接合される一方、前記サイドシルの内側壁に一端部が接合されフロアパネル下面との間で閉断面構造部を形成するアウトリガーを設け、前記アウトリガーの他端部に前記エクステンションの他端部が連結され、前記アウトリガーの他端部がフロントサイドフレームの後端に連結されていることを特徴とする車両用フロア構造。

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