JP4913348B2 - Body floor structure - Google Patents
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Description
本発明は、車両フロア下に、フロア下ユニット部品を搭載するユニットフレームを備えた車体フロア構造に関する。 The present invention relates to a vehicle body floor structure provided with a unit frame for mounting under-floor unit parts under a vehicle floor.
従来、この種の車体フロア構造としては、例えば下記特許文献1に記載されているように、フロア下ユニット部品を搭載するユニットフレームを、フロントサイドメンバの車体後方に連続する左右のエクステンションサイドメンバの車幅方向内側の側壁に沿って配置しているものがある。
しかしながら、上記した従来の車体フロア構造では、ユニットフレームをエクステンションサイドメンバの車幅方向内側の側壁に沿って配置しているため、車両の前面衝突時には、エクステンションサイドメンバの車体前方側のフロントサイドメンバとの結合部付近が車両上下方向に折れ曲がり、かつエクステンションサイドメンバ自身についても車両上下方向に折れ曲がる虞があり、耐衝撃特性が悪化するという問題がある。 However, in the above-described conventional vehicle body floor structure, the unit frame is arranged along the side wall in the vehicle width direction of the extension side member. Therefore, in the event of a frontal collision of the vehicle, the front side member on the vehicle body front side of the extension side member There is a possibility that the vicinity of the joint portion is bent in the vertical direction of the vehicle, and the extension side member itself may be bent in the vertical direction of the vehicle, which deteriorates the impact resistance.
そこで、本発明は、車両前面衝突時におけるエクステンションサイドメンバの耐衝撃特性を高めることを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the impact resistance characteristics of the extension side member at the time of a vehicle frontal collision.
本発明は、フロントコンパートメントの左右両側部にて車体前後方向に延在配置したフロントサイドメンバの車体後側部に、フロアパネルの車幅方向両側部の下面に廻り込んで接合されて車体前後方向に延在するエクステンションサイドメンバを設けた車体フロア構造において、フロア下ユニット部品を搭載するユニットフレームを有し、当該ユニットフレームは、左右の前記エクステンションサイドメンバの下壁にそれぞれ結合されるとともに前記エクステンションサイドメンバの長手方向に前記フロントサイドメンバと前記エクステンションサイドメンバとの結合部の下方まで延在する閉断面部材からなるサイドフレームと、当該サイドフレームどうしを左右に跨って連結する連結フレームと、により構成され、前記結合部は、前記フロントサイドメンバと前記エクステンションサイドメンバとが互いに重ね合わされていることを最も主要な特徴とする。 The present invention includes a front side member that extends in the vehicle longitudinal direction at both left and right sides of the front compartment and is joined to the lower surface of both sides in the vehicle width direction of the floor panel. The vehicle body floor structure is provided with extension side members extending in the direction of the vehicle body. The vehicle body floor structure includes unit frames for mounting lower floor unit components, and the unit frames are respectively coupled to the lower walls of the left and right extension side members and the extension. A side frame composed of a closed cross-section member extending to the lower side of the connecting portion between the front side member and the extension side member in the longitudinal direction of the side member, and a connecting frame that connects the side frames across the left and right It is configured, the coupling portion, the flow And preparative side member and the extension side member and the most important features that you have mutually superimposed.
本発明によれば、車両前面衝突時におけるエクステンションサイドメンバとフロントサイドメンバとの結合部付近の車両上下方向の強度および、エクステンションサイドメンバ自身の車両上下方向の強度が高まり、車両前面衝突時におけるエクステンションサイドメンバの耐衝撃特性を高めることができる。 According to the present invention, the strength in the vertical direction of the vehicle in the vicinity of the connecting portion between the extension side member and the front side member at the time of a vehicle frontal collision and the strength of the extension side member itself in the vertical direction of the vehicle are increased. The impact resistance characteristics of the side member can be enhanced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態を示す車体フロア構造の側面図、図2は同底面図、図3は同斜視図である。なお、図1,2,3中の矢印FRで示す方向が車体前方である。 FIG. 1 is a side view of a vehicle body floor structure showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view thereof, and FIG. 3 is a perspective view thereof. Note that the direction indicated by the arrow FR in FIGS.
フロントコンパートメントFCの左右両側部に、車体前後方向に延在する車体骨格部材であるフロントサイドメンバ1を設けている。フロントサイドメンバ1の車体後側部は、図1に示すように下方に屈曲する屈曲部1aを備え、屈曲部1aの端部をエクステンションサイドメンバ5に接続している。エクステンションサイドメンバ5は、フロントパネル3(図4参照)の左右両側部の下面に廻り込んで接合されて車体前後方向に延在するフロア骨格メンバを構成している。 Front side members 1 that are vehicle body frame members extending in the longitudinal direction of the vehicle body are provided on the left and right sides of the front compartment FC. As shown in FIG. 1, the rear side portion of the vehicle body of the front side member 1 includes a bent portion 1 a that is bent downward, and an end portion of the bent portion 1 a is connected to the extension side member 5. The extension side member 5 constitutes a floor skeleton member that extends around the vehicle body in the longitudinal direction by being joined to the lower surfaces of the left and right sides of the front panel 3 (see FIG. 4).
上記したエクステンションサイドメンバ5は、図3に示すように逆ハット形断面に形成してあって、上部両側縁のフランジ5aを介してフロアパネル3の下面に接合してある。 The extension side member 5 described above is formed in an inverted hat-shaped cross section as shown in FIG. 3, and is joined to the lower surface of the floor panel 3 via flanges 5a on both upper side edges.
本実施形態では、フロントサイドメンバ1とエクステンションサイドメンバ5とを、ジョイントメンバ7を介して連結している。 In the present embodiment, the front side member 1 and the extension side member 5 are connected via a joint member 7.
ジョイントメンバ7は、エクステンションサイドメンバ5と同様に逆ハット形断面に形成してあって、上部両側縁のフランジ7aを介してフロアパネル3の下面に接合してあり、フロントサイドメンバ1の屈曲部1aの後端部とエクステンションサイドメンバ5の前端部とを互いに重ね合わせた状態で、この重ね合わせ部10(図1参照)の上に接合してある。 The joint member 7 is formed in an inverted hat-shaped cross section like the extension side member 5 and is joined to the lower surface of the floor panel 3 via flanges 7a on both upper side edges. The rear end portion 1a and the front end portion of the extension side member 5 are joined to each other on the overlapping portion 10 (see FIG. 1) in a state where they are overlapped with each other.
図1 ,2に示すように左右の各エクステンションサイドメンバ5の下面には、その下壁に沿って、これら各下壁に跨ってユニットフレーム11を結合配置している。ユニットフレーム11は、図3に示すように、燃料電池スタック13やその補機類15を有するフロア下ユニット部品14を、左右のエクステンションサイドメンバ5相互間に搭載している。なお、このフロア下ユニット部品14は、図1,2では省略している。 As shown in FIGS. 1 and 2, unit frames 11 are coupled to the lower surfaces of the left and right extension side members 5 along the lower walls and straddling the lower walls. As shown in FIG. 3, the unit frame 11 has a lower floor unit component 14 having a fuel cell stack 13 and its auxiliary machinery 15 mounted between the left and right extension side members 5. Note that the lower floor unit component 14 is omitted in FIGS.
ユニットフレーム11は、図2に示すように、左右のエクステンションサイドメンバ5に沿って配置するサイドフレーム17を備えている。サイドフレーム17は、その車体前方側がエクステンションサイドメンバ5の形状に沿って内側に屈曲している屈曲フレーム17aを備え、この左右の屈曲フレーム17a相互を補機搭載フレーム19で連結している。 As shown in FIG. 2, the unit frame 11 includes a side frame 17 disposed along the left and right extension side members 5. The side frame 17 includes a bent frame 17 a whose front side is bent inward along the shape of the extension side member 5, and the left and right bent frames 17 a are connected to each other by an accessory mounting frame 19.
補機搭載フレーム19は、車幅方向に延びて屈曲フレーム17aの前端相互を連結する前フレーム19aと、その後方の後フレーム19bと、前,後各フレーム19a,19b相互を連結する複数の連結フレーム19cとをそれぞれ備え、前記図3に示した補機類15を図示しないボルトなどにより締結固定して搭載する。 The auxiliary equipment mounting frame 19 includes a front frame 19a extending in the vehicle width direction and connecting the front ends of the bent frame 17a, a rear frame 19b behind the front frame 19a, and a plurality of connections connecting the front and rear frames 19a and 19b. 3 is provided, and the auxiliary machines 15 shown in FIG. 3 are fastened and mounted with bolts or the like (not shown).
上記した屈曲フレーム17a後方のサイドフレーム17の内側には、燃料電池スタック13を受けるユニット取付ブラケット21を設けている。また、左右のサイドフレーム17の車体後端部相互は、後端連結フレーム23によって連結している。 A unit mounting bracket 21 for receiving the fuel cell stack 13 is provided inside the side frame 17 behind the bent frame 17a. The rear end portions of the left and right side frames 17 are connected to each other by a rear end connecting frame 23.
図4は、図3のA−A断面図で、フロアパネル3の下面に取り付けたエクステンションサイドメンバ5のさらに下面に、ユニットフレーム11を締結ボルト25により締結固定した状態を示す。締結ボルト25は、ユニットフレーム11の下面に設けたボルト挿入孔11aから挿入する。 FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3 and shows a state in which the unit frame 11 is fastened and fixed to the lower surface of the extension side member 5 attached to the lower surface of the floor panel 3 by fastening bolts 25. The fastening bolt 25 is inserted from a bolt insertion hole 11 a provided on the lower surface of the unit frame 11.
ユニットフレーム11の車幅方向内側には、断面L字形の前記したユニット取付ブラケット21を取り付け、ユニット取付ブラケット21の上に燃料電池スタック13の側部に設けたブラケット29を載せた状態でボルト・ナット31を用いて締結固定する。 The unit mounting bracket 21 having the L-shaped cross section is mounted on the inner side in the vehicle width direction of the unit frame 11, and a bolt 29 is mounted on the unit mounting bracket 21 with the bracket 29 provided on the side of the fuel cell stack 13. The nut 31 is used to fasten and fix.
図5は、図3の車体フロア構造を、図2と同様に車体下面から見た底面図で、アンダカバー33により下面が覆われているユニットフレーム11の車体前方側の端部11bは、サスペンションメンバ35より車体後方側に位置している。サスペンションメンバ35は、図1に示すように、その車体後端側を、後方連結部37を介してフロントサイドメンバ1の車体後端部付近に連結し、その車体前端部付近を、前方連結部39を介してフロントサイドメンバ1の屈曲部1aより車体前方側に連結している。 5 is a bottom view of the vehicle body floor structure of FIG. 3 as seen from the lower surface of the vehicle body as in FIG. 2. An end 11b on the vehicle body front side of the unit frame 11 whose lower surface is covered by the under cover 33 is a suspension. It is located on the rear side of the vehicle body from the member 35. As shown in FIG. 1, the suspension member 35 connects the rear end side of the vehicle body to the vicinity of the rear end portion of the vehicle body of the front side member 1 via the rear connection portion 37, and the vicinity of the front end portion of the vehicle body connects to the front connection portion. 39 is connected to the front side of the vehicle body from the bent portion 1 a of the front side member 1.
上記した燃料電池スタック13は、燃料である水素と空気の供給を受けて発電するが、その発電時に排出する排出ガスの排出口に接続する排出配管41を、図5に示すようにユニットフレーム11とサスペンションメンバ35との間からユニットフレーム11の車幅方向側方に沿って配置している。 The fuel cell stack 13 described above generates power by receiving supply of hydrogen and air as fuel, and a discharge pipe 41 connected to a discharge port of exhaust gas discharged during the power generation includes a unit frame 11 as shown in FIG. And the suspension member 35 are arranged along the side of the unit frame 11 in the vehicle width direction.
また、図5のB−B断面図である図6に示すように、ユニットフレーム11とその車体前方に位置する排出配管41との間には、強電ハーネス43を配置している。強電ハーネス43は、燃料電池スタック13と前記したフロントコンパートメントFCに配置する電気部品とを接続する電線の一部である。 Moreover, as shown in FIG. 6 which is a BB sectional view of FIG. 5, a high-voltage harness 43 is disposed between the unit frame 11 and the discharge pipe 41 located in front of the vehicle body. The high-voltage harness 43 is a part of an electric wire that connects the fuel cell stack 13 and the electric components arranged in the front compartment FC described above.
上記した強電ハーネス43を、ユニットフレーム11および排出配管41にそれぞれ取り付けた断面L字形のブラケット45,47の内側に配置する。すなわち、これら各ブラケット45,47は、車体前後方向の長さ寸法が強電ハーネス43の同方向寸法(直径)より長い取付具を構成しており、また強電ハーネス43に沿って車幅方向に延長して設けている。 The high-voltage harness 43 described above is disposed inside brackets 45 and 47 having L-shaped cross sections attached to the unit frame 11 and the discharge pipe 41, respectively. That is, each of these brackets 45, 47 constitutes a fixture whose length in the longitudinal direction of the vehicle is longer than the same size (diameter) of the high-voltage harness 43, and extends in the vehicle width direction along the high-voltage harness 43. Provided.
また、車体前方のフロントコンパートメントFCから排出配管41の後方に配索する強電ハーネス43aは、図6に示すように、排出配管41の上部を通っている。 Further, the high-voltage harness 43a routed from the front compartment FC in front of the vehicle body to the rear of the discharge pipe 41 passes through the upper part of the discharge pipe 41 as shown in FIG.
上記した排出配管41は、図5に示すようにユニットフレーム11の車両前方側部分49と車幅方向側方部分51との間の屈曲部位53を、着脱可能な別配管とするとともに、弾性部材で構成したゴムホースとしている。 As shown in FIG. 5, the discharge pipe 41 described above has a bent portion 53 between the vehicle front side portion 49 and the vehicle width direction side portion 51 of the unit frame 11 as a separate detachable pipe, and an elastic member. The rubber hose is composed of
上記した実施形態による車体フロア構造によれば、ユニットフレーム11を、左右のエクステンションサイドメンバ5の下壁に沿って、これら各下壁に跨って結合配置しているので、エクステンションサイドメンバ5は、車体上下方向の折れ曲がりに対して剛性が高まっている。このため車両の前面衝突時にて衝突入力があっても、エクステンションサイドメンバ5が車両上下方向に折れ曲がり変形するのを防止することができる。 According to the vehicle body floor structure according to the above-described embodiment, the unit frame 11 is coupled and disposed along the lower walls of the left and right extension side members 5 so as to straddle the lower walls. Rigidity is increased against bending in the vertical direction of the vehicle body. For this reason, even if there is a collision input during a frontal collision of the vehicle, the extension side member 5 can be prevented from being bent and deformed in the vehicle vertical direction.
また、ユニットフレーム11の車体前方側の端部11bを、フロントサイドメンバ1とエクステンションサイドメンバ5との結合部である重ね合わせ部10に配置しているので、この結合部付近での上記衝突時による車両上下方向および車幅方向の折れ曲がり変形を防止することができる。 Further, the end 11b on the front side of the vehicle body of the unit frame 11 is disposed in the overlapping portion 10 that is a connecting portion between the front side member 1 and the extension side member 5, so that the above-described collision near the connecting portion It is possible to prevent bending deformation in the vehicle up-down direction and the vehicle width direction.
以上より、エクステンションサイドメンバ11自身の車両上下方向の折れ曲がり強度および、エクステンションサイドメンバ5とフロントサイドメンバ11との結合部付近の車両上下方向および車幅方向の折れ曲がり強度が高まり、車両前面衝突時におけるエクステンションサイドメンバ11の耐衝撃特性を高めることができる。 As described above, the bending strength of the extension side member 11 itself in the vehicle vertical direction and the bending strength in the vehicle vertical direction and the vehicle width direction in the vicinity of the connecting portion between the extension side member 5 and the front side member 11 are increased. The impact resistance characteristics of the extension side member 11 can be enhanced.
また、ユニットフレーム11をサスペンションメンバ35より車体後方側に配置しているので、ユニットフレーム11の車体前端側を、サスペンションメンバ35に干渉させないように屈曲させるなど形状を変化させる必要がなくなり、ユニットフレーム11の形状を簡素化することができる。 Further, since the unit frame 11 is disposed on the rear side of the vehicle body from the suspension member 35, it is not necessary to change the shape such as bending the vehicle body front end side of the unit frame 11 so as not to interfere with the suspension member 35. The shape of 11 can be simplified.
さらに、燃料電池スタック13からの排出ガスを流す排出配管41を、ユニットフレーム11とサスペンションメンバ35との間に配置した上で、この配置スペースを利用して強電ハーネス43を、ブラケット45,47相互間に配置したので、前記した前面衝突時での強電ハーネス43の損傷を、専用の保護部材を設けることなく、すなわち質量およびコストの上昇を抑えつつ防止することができる。 Further, a discharge pipe 41 through which the exhaust gas from the fuel cell stack 13 flows is disposed between the unit frame 11 and the suspension member 35, and the high-voltage harness 43 is connected to the brackets 45 and 47 using this arrangement space. Since it arrange | positions between, the damage of the high electric harness 43 at the time of the above-mentioned front collision can be prevented, without providing an exclusive protection member, ie, suppressing an increase in mass and cost.
また、フロントコンパートメントFCから排出配管41の後方に配索する強電ハーネス43aは、排出配管41の上部を通っているので、車両走行時での路上から跳ね上がる小石などの異物や、障害物との干渉を排出配管41によって防止することができる。ユニットフレーム11とサスペンションメンバ35との間の排出配管43についても、上記した異物や障害物から、ブラケット45,47が保護する。 Further, since the high-voltage harness 43a routed from the front compartment FC to the rear of the discharge pipe 41 passes through the upper part of the discharge pipe 41, it interferes with foreign objects such as pebbles that jump from the road when driving the vehicle, and obstacles. Can be prevented by the discharge pipe 41. The brackets 45 and 47 protect the discharge pipe 43 between the unit frame 11 and the suspension member 35 from the above-described foreign matter and obstacles.
また、排出配管41は、その車両前方側部分49と車幅方向側方部分51との間の屈曲部位53を、着脱可能な別配管としているので、排出配管41の脱着作業が、1本の連続した配管を用いる場合に比較して容易となり、排出配管41を取り外さないと作業ができない燃料電池スタック13内のフィルタなどの部品交換作業性が向上する。 Further, since the discharge pipe 41 has a bendable portion 53 between the vehicle front side portion 49 and the vehicle width direction side portion 51 as a separate detachable pipe, the detaching operation of the discharge pipe 41 is performed in one piece. Compared to the case of using continuous piping, it becomes easier, and the work of replacing parts such as filters in the fuel cell stack 13 that cannot be performed without removing the discharge piping 41 is improved.
さらに、上記した別配管とした屈曲部位53をゴムホースとすることで、排出配管41を取り付ける際の車両前方側部分49と車幅方向側方部分51との間の位置ずれを吸収することができ、取り付け作業性が向上する。 Further, by using the rubber hose as the bent portion 53 as the above-described separate pipe, it is possible to absorb the positional deviation between the vehicle front side portion 49 and the vehicle width direction side portion 51 when the discharge pipe 41 is attached. , Mounting workability is improved.
F C フロントコンパートメント
1 フロントサイドメンバ
3 フロアパネル
5 エクステンションサイドメンバ
1 0 重ね合わせ部( フロントサイドメンバとエクステンションサイドメンバとの結合部)
1 1 ユニットフレーム
1 3 燃料電池スタック( フロア下ユニット部品)
1 5 補機類( フロア下ユニット部品)
1 4 フロア下ユニット部品
3 5 サスペンションメンバ
4 1 排出配管
4 3 , 4 3 a 強電ハーネス( 電線)
4 5 , 4 7 ブラケット( 取付具)
4 9 排出配管の車両前方側部分
5 1 排出配管の車幅方向側方部分
5 3 屈曲部位( 排出配管の別配管)
FC front compartment
1 Front side member 3 Floor panel 5 Extension side member 1 0 Overlapping part (joint part of front side member and extension side member)
1 1 Unit frame 1 3 Fuel cell stack (lower floor unit parts)
1 5 Auxiliary equipment (lower floor unit parts)
1 4 Lower floor unit parts 3 5 Suspension member 4 1 Discharge piping 4 3, 4 3 a High-voltage harness (electric wire)
4 5, 4 7 Bracket (Mounting tool)
4 9 Vehicle front side portion of discharge piping 5 1 Side portion of discharge piping in vehicle width direction 5 3 Bent part (separate piping of discharge piping)
Claims (7)
フロア下ユニット部品を搭載するユニットフレームを有し、
当該ユニットフレームは、
左右の前記エクステンションサイドメンバの下壁にそれぞれ結合されるとともに前記エクステンションサイドメンバの長手方向に前記フロントサイドメンバと前記エクステンションサイドメンバとの結合部の下方まで延在する閉断面部材からなるサイドフレームと、
当該サイドフレームどうしを左右に跨って連結する連結フレームと、
により構成され、
前記結合部は、前記フロントサイドメンバと前記エクステンションサイドメンバとが互いに重ね合わされていることを特徴とする車体フロア構造。 Extends in the vehicle front-rear direction by wrapping around and joined to the rear side of the front side member of the front side member that extends in the vehicle longitudinal direction at the left and right sides of the front compartment. In vehicle body floor structure with extension side members,
It has a unit frame for mounting unit parts under the floor,
The unit frame is
A side frame comprising a closed cross-section member coupled to the lower walls of the left and right extension side members and extending in the longitudinal direction of the extension side member to a position below the coupling portion between the front side member and the extension side member; ,
A connecting frame that connects the side frames across the left and right;
Composed of
The vehicle body floor structure according to claim 1, wherein the coupling portion includes the front side member and the extension side member overlapped with each other .
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