JP5513176B2 - 車体フロア構造 - Google Patents

Description

この発明は、車体フロア構造に関する。

自動車の車体フロア構造の中には、フロアトンネルを挟んでフロアパネル上のフロアトンネルの両側部に車体幅方向に沿ってクロスメンバを設け、フロアトンネルの内面をレインフォースメントで補強し、レインフォースメントを連結クロスバーで補強する構造が知られている（特許文献１参照）。

特許第４０３２７２５号公報

しかしながら、上記従来の車体フロア構造においては、レインフォースメントによりフロアトンネルを補強でき、フロアトンネルの強度を高めることができるが、車両側面衝突時に車体側部から大きな荷重が作用すると、左右に設けたクロスメンバがフロアトンネルで分断されているため、折れを生じてしまうという課題がある。

そこで、この発明は、車両側面衝突時に衝撃荷重が作用してもフロアトンネルにおいて折れを生ずることがない車体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、フロアパネル（例えば、実施形態におけるフロアパネル２）の車体幅方向中央部に車体前後方向に沿ってフロアトンネル部（例えば、実施形態におけるフロアトンネル部３）を設け、前記フロアトンネル部の左右であって左右のサイドシル（例えば、実施形態におけるサイドシル１Ｌ，１Ｒ）との間に各々左右のフロアパネル（例えば、実施形態におけるフロアパネル２Ｌ，２Ｒ）を配置し、前記フロアトンネル部を、車体幅方向に設けた断面コの字状のフロアクロスメンバ（例えば、実施形態におけるフロアクロスメンバ６）が貫通し、前記フロアクロスメンバを、上壁部（例えば、実施形態における上壁部２４）と前壁部（例えば、実施形態における前壁部１０）と後壁部（例えば、実施形態における後壁部１１）とにより下方が開放した断面形状に形成し、前記前壁部と前記後壁部の下縁に設けたフランジ部（例えば、実施形態におけるフランジ部１２）を前記左右のフロアパネル上に接合して、各前記フロアパネルとの間に車体幅方向に沿う閉断面構造部（例えば、実施形態における閉断面構造部１３）を形成し、前記フロアトンネル部の内部において、前記フロアクロスメンバの下方を閉塞する蓋部材（例えば、実施形態における）を設け、前記蓋部材の前後に設けた下向きの接合フランジ（例えば、実施形態における接合フランジ２３，２３）を各々前記フロアトンネル部の前壁部と後壁部の裏面に接合してフロアトンネル下閉断面構造部（例えば、実施形態におけるフロアトンネル下閉断面構造部）を形成したことを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記フロアトンネル部を欠損部（例えば、実施形態における欠損部７）により前フロアトンネル部（例えば、実施形態における前フロアトンネル部８）と後フロアトンネル部（例えば、実施形態における後フロアトンネル部９）とに分割し、前記欠損部に前記フロアクロスメンバを通過させ、前記欠損部をトンネル連結部材（例えば、実施形態におけるトンネル連結部材１６）により閉塞して前フロアトンネル部と後フロアトンネル部とを連結したことを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記フロアクロスメンバを左右メンバ部（例えば、実施形態における左メンバ部６０、右メンバ部６１）と前記フロアトンネル部を横切るトンネルメンバ部（例えば、実施形態におけるトンネルメンバ部６２）とに分割構成し、前記トンネルメンバ部を前記フロアパネルよりも高強度材によって形成したことを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記トンネルメンバ部をフロアトンネル部の側壁よりも外側に延長したことを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、フロアトンネル部をフロアクロスメンバが貫通することにより、車両側面衝突時において作用する荷重に対してフロアクロスメンバに折れが生じないようにし、衝撃荷重による入力を曲げモーメントを生じさせることなく、車体幅方向に形成された閉断面構造部により強度的に有利な座屈方向で対抗させることができる。
請求項２に記載した発明によれば、フロアクロスメンバによって形成された閉断面構造部を左右のサイドシル間にフロアトンネル部を跨いで形成することができる。
請求項３に記載された発明によれば、トンネルメンバ部の材質、板厚として左右メンバ部の材質、板厚よりも強度的に有利なものを選択できる。
さらに、請求項３に記載した発明によれば、車両側面衝突時においてフロアクロスメンバにおいて最も曲げのたわみが大きくなる中央部を高強度のトンネルメンバ部で受けることができるため、車両側面衝突時のフロアクロスメンバの折れを確実に防止することができる。
請求項４に記載された発明によれば、フロアクロスメンバの折れをより一層確実に防止することができる。

この発明の実施形態の平面図である。 図１の要部斜視図である。 図１のフロアパネルを取り外した状態で下から見た斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図３のＢ−Ｂ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。 この発明の第２実施形態の図３に相当する斜視図である。

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６はこの発明の第１実施形態を示している。
図１に示すように、自動車の左右両側部には車体前後方向に沿って左右のサイドシル１Ｌ，１Ｒが設けられ、図２にも示すように、左右のサイドシル１Ｌ，１Ｒに各々左右のフロアパネル２Ｌ，２Ｒ（総称してフロアパネル２ともいう）の外側縁が接合されている。左右のフロアパネル２Ｌ，２Ｒ間には車体幅方向中央部に車体前後方向に沿ってフロアトンネル部３が設けられている。ここで、図中「ＦＲ」は車体前側を示す。

フロアトンネル部３は上に凸となり下方が開放された部材であって、左側壁４Ｌと右側壁４Ｒの下縁に各々設けたフランジ５が左右のフロアパネル２Ｌ，２Ｒの内側縁に接合されている。フロアトンネル部３にはフロアクロスメンバ６が貫通して設けられている。
具体的には、フロアトンネル部３は欠損部７により前フロアトンネル部８と後フロアトンネル部９とに分割構成され、この欠損部７に車体幅方向に設けた断面コの字状のフロアクロスメンバ６を通過させている。

フロアクロスメンバ６は上壁部２４と前壁部１０と後壁部１１とにより下方が開放した断面形状に形成され、前壁部１０と後壁部１１の下縁に設けたフランジ部１２，１２が左右のフロアパネル２Ｌ，２Ｒ上に接合され各フロアパネル２Ｌ，２Ｒとの間に車体幅方向に沿う閉断面構造部１３を形成している（図４参照）。フロアクロスメンバ６の両端部はサイドシル１Ｌ，１Ｒの内側壁に接合されている。

左右のフロアパネル２Ｌ，２Ｒには各々フロアクロスメンバ６の前側に車体前後方向に沿って前フロアフレーム１４が、フロアクロスメンバ６の後側に各前フロアフレーム１４に連続する位置に後フロアフレーム１５が接合されている。後フロアフレーム１５は平面視で外側に屈曲して各々左右のサイドシル１Ｌ，１Ｒに接続されている。前フロアフレーム１４も後フロアフレーム１５も左右のフロアパネル２Ｌ，２Ｒとの間に閉断面構造を形成している。前フロアフレーム１４の後端部はフロアクロスメンバ６の前壁部１０に接合され、後フロアフレーム１５の前端部はフロアクロスメンバ６の後壁部１１に接合されている。

前フロアトンネル部８と後フロアトンネル部９とは欠損部７を閉塞するトンネル連結部材１６により連結されている。トンネル連結部材１６はフロアクロスメンバ６の上壁部２４を覆い、トンネル連結部材１６の両側部ではフロアクロスメンバ６の前壁部１０、後壁部１１をも覆うように車体側部に向かって外側に延びて取り付けられている。トンネル連結部材１６の前縁１７と後縁１８は前フロアトンネル部８の後縁部１９と後フロアトンネル部９の前縁部２０に接合され、トンネル連結部材１６の両側縁部２１はフロアクロスメンバ６の上壁部２４及び前壁部１０、後壁部１１に接合されている。

図３に示すように、フロアトンネル部３の内部には、フロアクロスメンバ６の下方を閉塞する蓋部材２２がフロアクロスメンバ６に取り付けられている。具体的には図５に示すように、前後に設けた下向きの接合フランジ２３，２３を各々フロアトンネル部３の前壁部１０と後壁部１１の裏面に接合してフロアトンネル下閉断面構造部２５を形成している。
したがって、このフロアトンネル下閉断面構造部２５は左右のフロアパネル２Ｌ，２Ｒとフロアクロスメンバ６とで形成された閉断面構造部１３（図４参照）に連続して左右のサイドシル１Ｌ，１Ｒを繋ぐ骨格部材となる。

図６に示すように、フロアトンネル部３の下方に位置するフロアクロスメンバ６の下方にはエキゾーストパイプ２６が配索され、このエキゾーストパイプ２６と干渉しない位置にフロアクロスメンバ６が配置されている。

上記実施形態によれば、フロアトンネル部３をフロアクロスメンバ６が貫通することにより、車両側面衝突時においてサイドシル１Ｌ，１Ｒから荷重が作用しても車体幅方向に連続して形成された閉断面構造部１３とフロアトンネル下閉断面構造部２５とにより、フロアクロスメンバ６に折れが生じないようにできる。したがって、曲げモーメントの発生を防止し、衝撃荷重に対して閉断面構造部１３とフロアトンネル下閉断面構造部２５とが強度的に有利な座屈方向で対抗し車体全体で衝撃荷重を受けることができる。

とりわけ、フロアクロスメンバ６によって形成された一連の閉断面構造部１３とフロアトンネル下閉断面構造部２５を左右のサイドシル１Ｌ，１Ｒ間にフロアトンネル部３を跨いで形成することができるため、車両側面衝突時に作用する衝撃荷重をフロアパネル２を含めた車体床面全体、つまりフロアパネル２に接続された車体部材を介して車体全体で受けることができる。したがって、各部の板材の肉厚を増加したり、特別な材質を用いることなく側面衝突に対する強度剛性を高めることができる。

また、蓋部材２２は下向きの接合フランジ２３，２３をフロアトンネル部３の下のフロアクロスメンバ６の内部に接合して取り付けられているため、車両側面衝突時においてフロアクロスメンバ６が下向きに凸となるようなモーメントが作用した場合に、接合フランジ２３，２３とフロアクロスメンバ６との接合部に強度的に有利な剪断方向の力として受けることができるので、フロアクロスメンバ６による折れ防止機能を最大限に発揮することができる。

次に、この発明の第２実施形態を図１〜図５を援用し図７に基づいて説明する。尚、以下の説明において、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明する。

この実施形態は、第１実施形態におけるフロアクロスメンバ６を左右のメンバ部６０，６１と前記フロアトンネル部３を横切るトンネルメンバ部６２とに分割構成している。トンネルメンバ部６２は左右のフロアパネル２Ｌ，２Ｒよりも高強度な部材により形成され、かつトンネルメンバ部６２はフロアトンネル部３の左側壁４Ｌと右側壁４Ｒの配置位置よりも外側に端部６３を延長している。この端部６３の近傍でフロアトンネル部３の左側壁４Ｌと右側壁４Ｒの配置位置よりも外側に蓋部材２２が接合され、蓋部材２２とトンネルメンバ部６２とで囲まれた空間にフロアトンネル下閉断面構造部２５が形成されている。ここで、蓋部材２２が取り付けられているフロアクロスメンバ６の後壁部１１の下縁にはフランジ部１２は設けられていない。

尚、トンネルメンバ部６２はフロアトンネル部３の左側壁４Ｌと右側壁４Ｒの配置位置よりも外側に端部６３を延長している場合には、メンバ部６０，６１と同様の材質、板厚の部材で形成してもよい。

第２実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加え、フロアクロスメンバ６を左右のメンバ部６０，６１とフロアトンネル部３を横切るトンネルメンバ部６２とに分割構成したため、トンネルメンバ部６２の材質、板厚として左右メンバ部６０，６１の材質、板厚よりも強度的に有利なものを選択できるため、設定の自由度を高められる。

とりわけ、車両側面衝突時においてフロアクロスメンバ６が最も曲げのたわみが大きくなる中央部で大きく撓もうとする傾向にあるが、この中央部を高強度のトンネルメンバ部６２で受けることができるため、車両側面衝突時のフロアクロスメンバ６の折れを確実に防止することができる。
特に、トンネルメンバ部６２はフロアトンネル部３の左側壁４Ｌと右側壁４Ｒの配置位置よりも外側に端部を延長しているため、撓み難い部分をより長く確保できフロアクロスメンバ６の折れをより一層確実に防止することができる。

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、車体の種類に応じて蓋部材の板厚や材質を変更する等自由に設定することができる。

１Ｌ 左サイドシル１Ｒ 右サイドシル２ フロアパネル２Ｌ 左フロアパネル２Ｒ 右フロアパネル３ フロアトンネル部６ フロアクロスメンバ７ 欠損部８ 前フロアトンネル部９ 後フロアトンネル部１０ 前壁部１１ 後壁部１２ フランジ部１３ 閉断面構造部１６ トンネル連結部材２２ 蓋部材２３ 接合フランジ２４ 上壁部２５ フロアトンネル下閉断面構造部６０ 左メンバ部６１ 右メンバ部６２ トンネルメンバ部

Claims (4)

1. フロアパネルの車体幅方向中央部に車体前後方向に沿ってフロアトンネル部を設け、
   前記フロアトンネル部の左右であって左右のサイドシルとの間に各々左右のフロアパネルを配置し、
   前記フロアトンネル部を、車体幅方向に設けた断面コの字状のフロアクロスメンバが貫通し、
   前記フロアクロスメンバを、上壁部と前壁部と後壁部とにより下方が開放した断面形状に形成し、前記前壁部と前記後壁部の下縁に設けたフランジ部を前記左右のフロアパネル上に接合して、各前記フロアパネルとの間に車体幅方向に沿う閉断面構造部を形成し、
   前記フロアトンネル部の内部において、前記フロアクロスメンバの下方を閉塞する蓋部材を設け、前記蓋部材の前後に設けた下向きの接合フランジを各々前記フロアトンネル部の前壁部と後壁部の裏面に接合してフロアトンネル下閉断面構造部を形成したことを特徴とする車体フロア構造。
2. 前記フロアトンネル部を欠損部により前フロアトンネル部と後フロアトンネル部とに分割し、前記欠損部に前記フロアクロスメンバを通過させ、前記欠損部をトンネル連結部材により閉塞して前フロアトンネル部と後フロアトンネル部とを連結したことを特徴とする請求項１記載の車体フロア構造。
3. 前記フロアクロスメンバを左右メンバ部と前記フロアトンネル部を横切るトンネルメンバ部とに分割構成し、前記トンネルメンバ部を前記フロアパネルよりも高強度材によって形成したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の車体フロア構造。
4. 前記トンネルメンバ部をフロアトンネル部の側壁よりも外側に延長したことを特徴とする請求項３記載の車体フロア構造。

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