JP6171903B2

JP6171903B2 - 車体下部構造

Info

Publication number: JP6171903B2
Application number: JP2013252392A
Authority: JP
Inventors: 時宗嶋田; 亘柳澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: JP2015107770A

Description

本発明は、車体下部構造に関する。

車両用シートは、フロアパネル上に設けられた一対のフロアクロスに固定されたシートレールを介して、フロアパネルに支持されている。フロアクロスは、フロアパネル上に車両幅方向に延在する断面ハット形状の部材であり、フロアパネルの車両幅方向中央に設けられたトンネル部と車両幅方向両端部に設けられたロッカ部に両端部が接合されている。

なお、このように車両用シートを支持する車体下部構造において、支持剛性を向上させるために様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１では、トンネル部に沿ってフロアパネルの下部にトンネルサイドメンバを配設して、トンネル部近傍のフロアクロスの下部に閉断面を設けることによって、車体下部構造の支持剛性を向上させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１６１９７５号公報特開平７−１６５１２５号公報

近年、低重心ボデーの開発に伴い、車室内におけるシート位置が低下してきている。この結果、シートレールが設置されるフロアクロスの断面積が減少し、フロアパネルの車両幅方向中央部に設けられたトンネル部や車両幅方向両端部に設けられたロッカ部に対する溶接点が減少し、フロアクロスの支持剛性が低下するおそれがあった。

この場合に、例えば、特許文献１の構造を採用することも考えられるが、断面積減少による剛性の低下を十分に補えないおそれがあること、及びフロアパネルの下側に閉断面を設けているため、路面との距離が縮まり、設計上の制約となるおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、シートの荷重を支持する十分な剛性を有する車体下部構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の車体下部構造は、車両幅方向略中央部に形成され、車両前後方向に延在し車両幅方向の断面形状がハット形状とされたトンネル部と、車両幅方向端部に形成され、車両前後方向に延在し車両幅方向の断面形状が閉断面とされたロッカ部と、前記ロッカ部と前記トンネル部との間に配設され、平面視で前記トンネル部側端部が前記トンネル部の端部と重なるフロアパネルと、前記トンネル部と前記ロッカ部の間の前記フロアパネル上に車両幅方向に延在して形成されると共に、車両用シートが取り付けられるシート取付部を有し、さらに車両前後方向の断面形状がハット形状とされたフロアクロスと、前記フロアクロスのシート取付部の下方に位置すると共に、前記フロアパネルと前記トンネル部の少なくとも一方によって車両幅方向の断面形状がハット形状とされ、前記シート取付部から作用する荷重を支持する荷重支持部と、前記荷重支持部と前記トンネル部との間に配置され、前記フロアパネルと前記トンネル部によって閉断面が形成された閉断面部と、を備え、前記荷重支持部上に設けられたシート取付用のチューブナットが前記フロアクロスのシート取付部を支持する。

この車体下部構造では、フロアパネルとトンネル部の端部を平面視で重ねて配置することによって車両幅方向の断面形状がハット形状とされた荷重支持部がフロアクロスのシート取付部の下方に形成されており、車両用シートからフロアクロスのシート取付部に作用するシート荷重を荷重支持部が直接支持する。フロアクロスのみでシート荷重を支持していた車体下部構造と比較して支持剛性が向上する。また、共に車体上下方向下側に開口した断面ハット形状である荷重支持部とトンネル部との間に車両幅方向断面が閉断面となる閉断面部を設けているため、車両幅方向断面がハット形状である荷重支持部の支持剛性を向上させることができる。さらに、フロアクロスを介してシートレールの荷重が伝達される車両幅方向断面がハット形状であるトンネル部の剛性も一層向上させることができる。

したがって、本発明に係る車体下部構造は、フロアクロスの断面積が減少してトンネル部に対する溶接打点数が減少しても、シート荷重を十分に支持可能な剛性を確保することができる。

この車体下部構造では、車両用シートをフロアクロスに取り付ける際に、荷重支持部に設けられたチューブナットを用いることによって、車両用シートからの荷重をチューブナットを介して直接荷重支持部に支持させることができる。

請求項２記載の車体下部構造は、請求項１記載の車体下部構造において、前記フロアクロスは車両前後方向に離間して複数設けられており、少なくとも車両前後方向後側の当該フロアクロスにおける前記トンネル部側の前記シート取付部の下方には前記荷重支持部および前記閉断面部が設けられている。

この車体下部構造では、乗員がシートクッションに着座した場合には、車両前後方向後側に臀部が位置することから複数のフロアクロスのうち車両後方側のフロアクロスにより大きな荷重が作用する。また、フロアクロスのレール支持部の近傍にあるトンネル部の断面は車両上下方向下側に開口したハット形状であり、ロッカ部のような閉断面ではない。したがって、最も大きな荷重が作用して、しかも相対的に支持剛性が低い車両前後方向後側のフロアクロスのトンネル部側のシート取付部の下方に荷重支持部と閉断面部とを設けることによって、効率的に車体下部構造の支持剛性を向上させることができる。

以上詳述したように、本発明によれば、車体下部構造はシート荷重を支持する十分な剛性を確保することができる。

本発明の本実施形態に係る車体下部構造を示す斜視図である。図１における２−２線一部省略断面図である。図１における３−３線一部省略断面図である。

本発明の本実施形態に係る車体下部構造について図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る車体下部構造を示す斜視図であり、図２、図３はそれぞれ図１における２−２線、３−３線一部省略断面図である。なお、各図において矢印ＦＲは車体前後方向前側、矢印ＵＰは車体上下方向上側、矢印ＲＨは車体幅方向外側、矢印Ｗは車体幅方向を示す。

車体下部構造１０は、図１に示すように、車両幅方向中央部において車両前後方向に延在し、車両幅方向断面がハット形状に形成されたトンネル部１２と、車両幅方向両端部において車両前後方向に延在し、車両幅方向断面が閉断面に形成されたロッカ部１４、１４と、ロッカ部１４とトンネル部１２の間に配置されるフロアパネル１６、１６と、フロアパネル１６上にロッカ部１４からトンネル部１２まで車両幅方向に延在し車両前後方向断面がハット形状の第１フロアクロス１８、１８と、第１フロアクロス１８、１８よりも車両前後方向後方側に配置された同様の第２フロアクロス２０、２０と、フロアパネル１６、１６とトンネル部１２の後端側に設けられたキックアップ部２２と、から基本的に構成されている。

なお、本実施形態に係る車体下部構造１０は、車両幅方向Ｗにおいて中央（トンネル部１２）を挟んで左右対称なので、以下、車両進行方向を向いて右側（図１における左側）のみ説明して、左側の説明を省略する。

トンネル部１２は、図１〜図３に示すように、頂壁２４と、頂壁２４の端部から下方に延在する段差部を有する縦壁部２６と、縦壁部２６の下端部から車両幅方向外側に延在する水平部２８と、水平部２８の先端から車両幅方向外側に向かって立ち上がる縦壁部３０と、縦壁部３０の上端から車両幅方向外側に延在するフランジ部３２とを備える。

ロッカ部１４は、図１〜図３に示すように、断面ハット形状のロッカインナ３４とロッカアウタ３６が接合されることにより、閉断面３８が形成されている。具体的には、ロッカインナ３４は、頂壁３４Ａと、その両端部から車両幅方向外側に延在する側壁３４Ｂ、３４Ｃと、側壁３４Ｂ、３４Ｃの端部からそれぞれ車両上下方向上側、下側に延在するフランジ部３４Ｄ、３４Ｅを備える。ロッカアウタ３６も同様に頂壁３６Ａ、側壁３６Ｂ、３６Ｃ、フランジ部３６Ｄ、３６Ｅを備える。したがって、ロッカインナ３４の頂壁３４Ａとロッカアウタ３６の頂壁３６Ａを対向させるようにしてフランジ部３４Ｄ、３４Ｅとフランジ部３６Ｄ、３６Ｅを接合することによって、閉断面３８が形成されたものである。

トンネル部１２とロッカ部１４の間に配設されるフロアパネル１６は、図１〜図３に示すように、車両幅方向外側端部のフランジ部４０と、ロッカ部１４からトンネル部１２の大部分を占める第１水平部４２と、第１水平部４２のトンネル部側端部において後述する荷重支持部５０を形成するために設けられた縦壁部４４と、縦壁部４４の上端からトンネル部１２まで水平に延在する第２水平部４６と、第２水平部４６の端部に設けられた車両上下方向上側に延在するフランジ部４８とを備える。

フロアパネル１６は、フランジ部４０がロッカインナ３４の側壁３４Ｃに接合され、フランジ部４８がトンネル部１２の縦壁部２６に接合されることで、ロッカ部１４とトンネル部１２の間に配設される。

このようにフロアパネル１６が配設されることで、フロアパネル１６の縦壁部４４と第２水平部４６の一部およびトンネル部１２の縦壁部３０で断面ハット形状の荷重支持部５０が形成されている。

また、トンネル部１２の縦壁部２６の下端側、水平部２８、縦壁部３０およびフロアパネル１６の第２水平部４６で閉断面５２を形成した閉断面部５３が荷重支持部５０とトンネル部１２の間に設けられている。

さらに、フロアパネル１６の第１水平部４２車両幅方向中央部の下側には、車両前後方向に延在する車幅方向断面ハット形状の補強部材５４が接合されており、補強部材５４と第１水平部４２で閉断面５６が形成されている。

フロアクロス１８は、図１に示すように、車両前後方向断面がハット形状となっている。具体的には、頂壁５８と頂壁５８の両端から車両上下方向下側に延在する縦壁６０、６０（一方は図示せず）と、縦壁６０の下端部から車両前後方向の前側又は後側に延在するフランジ部６２、６２（一方は図示せず）とを備える。また、フロアクロス１８は、図１〜図３に示すように、車両幅方向両端部にフランジ部６４、６６が形成されている。したがって、フロアクロス１８は、フランジ部６２でフロアパネル１６に接合されると共に、フランジ部６４、６６でそれぞれトンネル部１２の縦壁部２６、ロッカ部１４の頂壁３４Ａに接合されている。

フロアクロス２０もフロアクロス１８と同様に構成されており、頂壁６８、縦壁７０、７０、フランジ部７２、７２、７４、７６を備え、フランジ部７２、７４、７６を介してフロアパネル１６、トンネル部１２、ロッカ部１４に接合されている。

このフロアクロス１８、２０の上には、図２及び図３に示すように、シートを構成するシートクッション７８を車両前後方向にスライド可能に支持する一対のシートレール７９Ａ、７９Ｂが車両幅方向に所定間隔をあけて平行に設置されている。シートレール７９Ａは、シートクッション７８の下方に取り付けられたアッパレール８０Ａを車両前後方向にスライド可能にロアレール８２Ａが支持するものである。

図２に示すように、フロアクロス１８の車両幅方向中央側(シートレール７９Ａ用)のレール支持部８４には、ボルト用の孔部８６（図１参照）が形成され、その下部にウェルドナット８８が設けられている。したがって、ロアレール８２Ａとワッシャ９０をフロアクロス１８のレール支持部８４に配置し、ロアレール８２Ａ側からワッシャ９０、フロアクロス１８の孔部８６を介してウェルドナット８８にボルト９２を螺入することによって、ロアレール８２Ａがフロアクロス１８に締結される。

また、図２に示すように、車両幅方向端部側のロアレール８２Ｂも同様に、フロアクロス１８のレール支持部９４において、ロアレール８２Ｂ側からワッシャ９８、孔部１００を介してウェルドナット１０２にボルト９６を螺入することにより、フロアクロス１８に締結されている。

一方、フロアクロス２０は、シートレール７９Ａを支持するレール支持部１０４の構成のみがフロアクロス１８と異なるので、当該部分のみ説明する。なお、フロアクロス１８と同様の構成部分については同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

図３に示すように、フロアクロス２０の車両幅方向中央側(シートレール７９Ａ用)のレール支持部１０４の下方には、フロアパネル１６の荷重支持部５０(第２水平部４６）からレール支持部１０４（フロアクロス２０の頂壁６８）に至るチューブナット１０６が配設されている。

このように構成された車体下部構造１０の作用について説明する。

シートクッション７８からシートレール７９Ａ、７９Ｂを介してフロアクロス１８、２０に荷重が作用し、フロアクロス１８、２０からフロアパネル１６、ロッカ部１４、トンネル部１２にシート荷重が分散して伝達される。

また、フロアクロス２０のレール支持部１０４の下方には、フロアパネル１６の荷重支持部５０上に設けられたチューブナット１０６が配設されている。このため、レール支持部１０４に作用するシート荷重は、チューブナット１０６を介してフロアパネル１６の荷重支持部５０に直接伝達される。このように、フロアクロス２０以外に、荷重支持部５０がシート荷重を直接支持するため、車体下部構造１０の支持剛性が向上する。また、荷重支持部５０は断面ハット形状に形成されているため、支持剛性が高い。さらに、荷重支持部５０と隣接するトンネル部１２の間に閉断面部５３を形成しているため、車体下部構造１０の支持剛性が一層向上する。

なお、乗員がシートクッション７８に着座した場合には、車両前後方向後側により大きな荷重が作用する。また、トンネル部１２の断面が車両上下方向下側に開口した形状であるため、ロッカ部１４のように閉断面３８を構成しているものと比較して支持剛性が低い。

そこで、本実施形態に係る車体下部構造では、乗員がシートクッション７８に着座した場合に、相対的におおきな荷重が作用し、支持剛性の低いフロアクロス２０のトンネル部１２側のレール支持部１０４の下方にのみ荷重支持部５０および閉断面部５３を形成することによって、車体下部構造１０の支持剛性の強化したものである。すなわち、支持剛性の強化が最も必要な部分にのみ荷重支持部５０および閉断面部５３を設けることによって、効率的に車体下部構造１０の支持剛性の強化したものである。

また、シートクッション７８の配置が低位置になる従ってフロアクロス２０の断面積が減少し、フロアクロス２０のトンネル部１２に対する取付剛性の低下が危惧される場合であっても、荷重支持部５０がチューブナット１０６を介してレール支持部１０４に作用するシート荷重を直接支持するため、十分な支持剛性を確保することができる。

なお、本実施形態の車体下部構造では、乗員が着座した場合にシートクッション７８からより多くの荷重がかかる車両後方側のフロアクロス２０のトンネル部１２側のレール支持部１０４側の下方にのみ荷重支持部５０および閉断面部５３を形成したが、他のフロアクロスのレール支持部の下方にも同様の構成を設けることが可能である。例えば、フロアクロス１８、２０のすべてのレール支持部に荷重支持部５０および閉断面部５３を設けることにより、全レール支持部の支持剛性を向上させ、シート全体の支持剛性を向上させることもできる。

また、本実施形態に係る車体下部構造では、トンネル部１２の端部の上にフロアパネル１６の端部を配置することによって荷重支持部５０と閉断面部５３を形成したが、反対にすることもできる。

すなわち、断面ハット形状とそれに連続する閉断面部５３の下側をフロアパネル１６の端部で形成し、閉断面部５３の上側をトンネル部１２の端部で形成することも可能である。

このようにフロアパネル１６の端部とトンネル部１２の端部の上下関係を反対にすることによっても、本実施形態と同様に荷重支持部５０および閉断面部５３を形成することができる。これにより、シートレール７９Ａから作用する荷重を良好に支持することができる。

さらに、本実施形態では、シートレール７９Ａから作用する荷重を荷重支持部５０に伝達するために、チューブナット１０６を用いたが、荷重を荷重支持部５０に直接伝達できるものであればいかなる構成でも良い。例えば、荷重支持部５０がフロアクロス１８、２０の頂壁５８、６８を直接支持する構成でも良いし、荷重支持部５０とフロアクロス１８、２０の間に荷重を伝達する部材を配置する構成でも良い。

さらにまた、荷重支持部５０は、本実施形態ではトンネル部１２とフロアパネル１６の双方で構成したが、一方のみで形成しても良い。

またさらに、本実施形態では、車両用シートのシートクッション７８をシートレール７９Ａ、７９Ｂを介してフロアクロス１８、２０に取り付けていたが、これに限定されるものではない。例えば、シートレールを介さずにシートクッションを直接フロアクロスに取り付ける場合にも本発明を適用することができる。

１０車体下部構造
１２トンネル部
１４ロッカ部
１６フロアパネル
１８、２０フロアクロス
５０荷重支持部
５３閉断面部
７９Ａ、７９Ｂシートレール
１０４レール支持部（シート取付部）
１０６チューブナット

Claims

車両幅方向略中央部に形成され、車両前後方向に延在し車両幅方向の断面形状がハット形状とされたトンネル部と、
車両幅方向端部に形成され、車両前後方向に延在し車両幅方向の断面形状が閉断面とされたロッカ部と、
前記ロッカ部と前記トンネル部との間に配設され、平面視で前記トンネル部側端部が前記トンネル部の端部と重なるフロアパネルと、
前記トンネル部と前記ロッカ部の間の前記フロアパネル上に車両幅方向に延在して形成されると共に、車両用シートが取り付けられるシート取付部を有し、さらに車両前後方向の断面形状がハット形状とされたフロアクロスと、
前記フロアクロスのシート取付部の下方に位置すると共に、前記フロアパネルと前記トンネル部の少なくとも一方によって車両幅方向の断面形状がハット形状とされ、前記シート取付部から作用する荷重を支持する荷重支持部と、
前記荷重支持部と前記トンネル部との間に配置され、前記フロアパネルと前記トンネル部によって閉断面が形成された閉断面部と、
を備え、前記荷重支持部上に設けられたシート取付用のチューブナットが前記フロアクロスのシート取付部を支持する車体下部構造。
前記フロアクロスは車両前後方向に離間して複数設けられており、少なくとも車両前後方向後側の当該フロアクロスにおける前記トンネル部側の前記シート取付部の下方には前記荷重支持部および前記閉断面部が設けられている請求項１記載の車体下部構造。