JP6533955B2 - 車両構造体 - Google Patents

Description

本発明は、車両ボディとシートフレームとを備えた車両構造体に関する。

自動車におけるシートのシートフレームは、車両ボディにおけるフロアパネル及び補強材としての複数のリーンホースに、複数の締結具によって取り付けられている。また、フロアパネルは、スポット溶接等によって複数のリーンホースに取り付けられており、フロアパネルと複数のリーンホースとによって車両ボディの床面が形成されている。
車体（車両ボディ）に取り付けられるシートの構造を示す文献としては、例えば、特許文献１に開示された車両用シートがある。この車両用シートにおいては、衝撃吸収プレートを用いており、車体に連結されたシートの座部に対して一定以上の上向き荷重が作用したときに、衝撃吸収プレートが破断してシートに加わる衝撃を吸収することが可能である。

特許第４９４４６４６号公報

しかしながら、シートフレームを車両ボディに取り付けた従来の車両構造体においては、自動車の衝突時において、フロアパネルと複数のリーンホースとをスポット溶接等によって接合する接合部が損傷することを防止する工夫はなされていない。具体的には、フロアパネルの板厚はリーンホースの板厚に比べて薄い。そして、自動車の衝突時には、シートには、前方へ倒れようとする慣性力、及び前方へ移動しようとする慣性力等が作用する。このとき、シートの周辺に位置する接合部には、フロアパネルがリーンホースから剥離しようとする力が作用することがある。そのため、シートを車両ボディに支持する剛性を向上させるためには更なる工夫が必要となる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、フロアパネルがリーンホースから剥離しにくくすることができ、シートを車両ボディに支持する剛性を向上させることができる車両構造体を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、フロアパネル及び該フロアパネルの下面に接合された複数のリーンホースを有する車両ボディと、該車両ボディに取り付けられたシートフレームとを備えた車両構造体であって、
上記シートフレームは、上記複数のリーンホースのうちの上記車両ボディの前後方向に沿って配置された取付用前後リーンホース、及び該取付用前後リーンホースに上方から対向する上記フロアパネルの対向部に対して、上記前後方向に並ぶ複数の締結具によって取り付けられており、
上記取付用前後リーンホース及び上記フロアパネルの対向部における、上記前後方向に並ぶ複数の締結具よりも前方の位置と、上記取付用前後リーンホース及び上記フロアパネルの対向部における、上記前後方向に並ぶ複数の締結具同士の間の位置との少なくとも一方には、上記取付用前後リーンホース及び上記フロアパネルの対向部の左右方向に沿った仮想切断面の総断面積が他の該仮想切断面の総断面積よりも小さい脆弱部が形成されている、車両構造体にある。

上記車両構造体においては、シートフレームの周辺に位置する、取付用前後リーンホースの一部又はフロアパネルの一部に、他の部位に比べて強度が低い脆弱部が形成されている。この脆弱部は、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部の左右方向に沿った仮想切断面の総断面積が、他の仮想切断面の総断面積よりも小さい部位として形成されている。
より具体的には、脆弱部は、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部における、前後方向に並ぶ複数の締結具よりも前方の位置と、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部における、前後方向に並ぶ複数の締結具同士の間の位置との少なくとも一方に形成されている。

車両構造体を有する自動車の衝突時には、シートには、前方へ倒れようとする慣性力、及び前方へ移動しようとする慣性力等が作用する。このとき、特に、脆弱部が、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部における、前後方向に並ぶ複数の締結具よりも前方の位置に形成されている場合には、シートが前方へ倒れようとする際に、脆弱部において、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部が折れ曲がるように塑性変形をすることができる。これにより、フロアパネルと取付用前後リーンホースとを接合する接合部であって、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部における、脆弱部よりも前方に位置する接合部に、取付用前後リーンホースが弾性変形することによる荷重が加わりにくくすることができる。

また、特に、脆弱部が、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部における、前後方向に並ぶ複数の締結具同士の間の位置に形成されている場合には、シートが前方へ移動しようとする際に、脆弱部において、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部の少なくとも一方が、それらの板面に平行な方向に塑性変形をすることができる。これにより、フロアパネルと取付用前後リーンホースとを接合する接合部であって、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部における、前後方向に並ぶ複数の締結具同士の間に位置する接合部に、取付用前後リーンホースとフロアパネルとが、それらの板面に平行な方向に位置ずれしようとする荷重が加わりにくくすることができる。

このように、上記車両構造体によれば、フロアパネルがリーンホースから剥離しにくくすることができ、シートを車両ボディに支持する剛性を向上させることができる。

なお、脆弱部は、取付用前後リーンホースとフロアパネルの対向部との少なくとも一方に形成されていればよい。そして、取付用前後リーンホースとフロアパネルの対向部とのいずれか一方に脆弱部が形成されている場合においても、取付用前後リーンホース及びフロアパネルの対向部の左右方向に沿った、脆弱部を含む仮想切断面の総断面積は、脆弱部を含まない他の部位の仮想切断面の総断面積よりも小さい。

実施形態１にかかる、車両構造体を示す斜視図。 実施形態１にかかる、車両構造体における取付用前後リーンホース及びフロアパネルを左右方向から見た状態で示す断面説明図。 実施形態１にかかる、取付用前後リーンホースを示す斜視図。 実施形態１にかかる、取付用前後リーンホースを前後方向から見た状態で示す断面説明図。 実施形態１にかかる、他の取付用前後リーンホースを示す斜視図。 実施形態１にかかる、他の取付用前後リーンホースを示す斜視図。 実施形態１にかかる、車両構造体における、取付用前後リーンホース及びフロアパネルを左右方向から見た状態で示す断面説明図。 実施形態２にかかる、車両構造体における取付用前後リーンホース及びフロアパネルを左右方向から見た状態で示す断面説明図。 実施形態２にかかる、車両構造体のフロアパネルにおける脆弱部の形成状態を示す斜視図。 実施形態１，２の比較例として、車両構造体における取付用前後リーンホース及びフロアパネルを左右方向から見た状態で示す断面説明図。

上述した車両構造体にかかる好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
本形態の車両構造体１は、図１に示すように、フロアパネル２１及びフロアパネル２１の下面に接合された複数のリーンホース２２Ａ，２２Ｂを有する車両ボディ２と、車両ボディ２に取り付けられたシートフレーム３１とを備える。複数のリーンホース２２Ａ，２２Ｂには、車両ボディ２の左右方向Ｗに沿って配置された複数の左右リーンホース２２Ａと、車両ボディ２の前後方向Ｌに沿って配置された複数の前後リーンホース２２Ｂとがある。同図においては、フロアパネル２１を省略して、複数のリーンホース２２Ａ，２２Ｂの配置状態を示す。

シートフレーム３１は、複数の前後リーンホース２２Ｂのうちのいずれかである取付用前後リーンホース２２Ｂ、及び取付用前後リーンホース２２Ｂに上方から対向するフロアパネル２１の対向部２１１に対して、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂによって取り付けられている。
本形態の車両構造体１においては、図２〜図４に示すように、取付用前後リーンホース２２Ｂ及びフロアパネル２１の対向部２１１における、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂよりも前方の位置には、取付用前後リーンホース２２Ｂ及びフロアパネル２１の対向部２１１の左右方向Ｗに沿った仮想切断面の総断面積が他の仮想切断面の総断面積よりも小さい脆弱部６Ａが形成されている。

ここで、図４は、脆弱部６Ａが形成された部位の左右方向Ｗに沿った仮想切断面をハッチングによって示す。また、脆弱部６Ａが形成されていない他の部位６０の左右方向Ｗに沿った仮想切断面を二点鎖線によって示す。同図においては、脆弱部６Ａが形成された部位の仮想切断面の総断面積は、他の部位６０の仮想切断面の総断面積よりも小さいことを示す。なお、取付用前後リーンホース２２Ｂの断面積とフロアパネル２１の対向部２１１の断面積との和を示す場合に総断面積という。

以下に、本形態の車両構造体１について、さらに詳説する。
図１に示すように、車両構造体１は、自動車の車両ボディ２のフロアパネル２１及びリーンホース２２Ａ，２２Ｂに、シート３のシートフレーム３１が取り付けられた構造を有する。フロアパネル２１と複数のリーンホース２２Ａ，２２Ｂとは、複数の箇所にスポット溶接を行うことによって接合されている。フロアパネル２１と複数のリーンホース２２Ａ，２２Ｂとは、フロアパネル２１を構成する金属と各リーンホース２２Ａ，２２Ｂを構成する金属とが融合して形成された複数の接合部５Ａ，５Ｂ，５Ｃによって互いに接合されている。車両ボディ２における床部は、フロアパネル２１及び複数のリーンホース２２Ａ，２２Ｂによって形成されている。

フロアパネル２１を構成する鋼板の板厚は、各リーンホース２２Ａ，２２Ｂを構成する鋼板の板厚に比べて小さい。フロアパネル２１は、０．５〜１．２ｍｍの鋼板から構成されており、複数のリーンホース２２Ａ，２２Ｂの上面を覆うように配置されている。各リーンホース２２Ａ，２２Ｂは、１．０〜３．６ｍｍの鋼板から構成されており、フロアパネル２１の補強材として、フロアパネル２１を下方から支持する部材である。各リーンホース２２Ａ，２２Ｂは、長尺状に形成されており、水平方向に配置される水平板部２２３と、水平板部２２３の両端部において、水平板部２２３から上方又は下方に折れ曲がった側板部２２２とを有している。

図１、図２に示すように、シートフレーム３１は、シート３の座部の左右の端部における下部から、下方に伸びる一対の取付部３２を有している。各取付部３２は、車両ボディ２の前後方向Ｌに沿って伸びる形状を有している。図２、図３に示すように、取付用前後リーンホース２２Ｂは、シートフレーム３１の一対の取付部３２の下方に対向する位置に配置されている。取付用前後リーンホース２２Ｂは、フロアパネル２１と対面する、水平板部２２３としての天板部２２１と、天板部２２１における左右両端部から下方に伸びる一対の側板部２２２とを有している。一対の側板部２２２は、鉛直方向に平行に伸びていてもよく、鉛直方向に対して傾斜して下方に伸びていてもよい。

図２に示すように、シートフレーム３１の取付部３２をフロアパネル２１及び取付用前後リーンホース２２Ｂに取り付けるための複数の締結具４Ａ，４Ｂは、ボルト４１と、ボルト４１を締め付けるナット４２とによって構成されている。ナット４２は、取付用前後リーンホース２２Ｂに溶接によって接合されたウェルドナットとすることができる。また、ボルト４１のネジ部の外周であって、シートフレーム３１の取付部３２の下板部３２１とフロアパネル２１との間には、筒状のカラー４３が配置されている。ボルト４１は、取付部３２の下板部３２１、カラー４３、フロアパネル２１及び取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１を間に挟んで、ナット４２に締め付けられている。そして、フロアパネル２１と取付用前後リーンホース２２Ｂとは、接合部５Ａ，５Ｂ，５Ｃと締結具４Ａ，４Ｂとによって互いに連結されている。

同図に示すように、フロアパネル２１と取付用前後リーンホース２２Ｂとを接合する接合部５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂよりも前方の位置、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂ同士の間の位置、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂよりも後方の位置にそれぞれ設けられている。接合部５Ａ，５Ｂ，５Ｃは、適宜箇所に適宜数で設けることができる。
本形態の締結具４Ａ，４Ｂは、シートフレーム３１の各取付部３２における、車両ボディ２の前後方向Ｌにおける２箇所において、各取付部３２をフロアパネル２１及び取付用前後リーンホース２２Ｂに取り付けている。なお、締結具４Ａ，４Ｂは、シートフレーム３１の各取付部３２における３箇所以上に設けられていてもよい。

図３に示すように、本形態の脆弱部６Ａは、取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１に設けられている。脆弱部６Ａは、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂにおける最も前方に位置する最前方締結具４Ａと、最前方締結具４Ａの前方において、最前方締結具４Ａの最も近くに設けられてフロアパネル２１と取付用前後リーンホース２２Ｂとを接合する前方接合部５Ａとの間に形成されている。取付用前後リーンホース２２Ｂにおける脆弱部６Ａの形成位置の左右方向Ｗに沿った仮想切断面の断面積は、取付用前後リーンホース２２Ｂにおける他の部位の仮想切断面の断面積よりも縮小している。

同図に示すように、本形態の脆弱部６Ａは、取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１の一部が下方に屈曲する屈曲部として形成されている。脆弱部６Ａとしての屈曲部は、天板部２２１が陥没するように屈曲した部分として形成されている。脆弱部６Ａの形成により、脆弱部６Ａが形成された部位の一対の側板部２２２の仮想切断面における断面積は、他の部位の一対の側板部２２２の仮想切断面における断面積よりも縮小している。
脆弱部６Ａは、同図に示すように、取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１を左右方向Ｗに横切る状態で屈曲して形成されていてもよい。また、脆弱部６Ａは、図５に示すように、取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１の左右の角部（天板部２２１の左右両側の稜線部）において、屈曲して形成されていてもよい。

また、脆弱部６Ｂは、図６に示すように、取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１に設けられた貫通穴として形成されていてもよい。この場合には、脆弱部６Ｂが形成された部位の天板部２２１の仮想切断面における断面積は、他の部位の天板部２２１の仮想切断面における断面積よりも縮小している。

また、図示は省略するが、脆弱部６Ａは、取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１に設けられた、厚みが縮小する厚み縮小部によって形成されていてもよい。この場合にも、脆弱部６Ａが形成された部位の天板部２２１の仮想切断面における断面積は、他の部位の天板部２２１の仮想切断面における断面積よりも縮小している。なお、脆弱部６Ａは、仮想切断面の総断面積が他の部分よりも縮小する、上記以外の種々の構成とすることもできる。

本形態の取付用前後リーンホース２２Ｂにおける脆弱部６Ａは、取付用前後リーンホース２２Ｂにおける他の部位に比べて強度が低い部分である。脆弱部６Ａは、前後方向Ｌに伸びる取付用前後リーンホース２２Ｂを、左右方向Ｗに伸びる仮想線を起点に前後方向Ｌに折り曲げるときの強度が最も低い部分である。

車両構造体１を有する自動車の衝突時には、シート３には、前方へ倒れようとする慣性力、及び前方へ移動しようとする慣性力等が作用する。このとき、図１０に示すように、取付用前後リーンホース２２Ｂに脆弱部６Ａが形成されていない場合には、この取付用前後リーンホース２２Ｂは、シートフレーム３１の取付部３２の前方における、左右方向Ｗに伸びる仮想線を起点として、後方側部分が持ち上がるように前後方向Ｌに弓状に曲がるように弾性変形する。また、フロアパネル２１は、薄板から構成されているために、取付用前後リーンホース２２Ｂの弓状に曲がる部分の上方において、塑性変形して折れ曲がると考えられる。そして、取付用前後リーンホース２２Ｂが弾性変形するときの荷重が、複数の締結具４Ａ，４Ｂの前方に位置する前方接合部５Ａに直接加わり、この前方接合部５Ａが損傷するおそれがある。

一方、図７に示すように、取付用前後リーンホース２２Ｂにおいて、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂよりも前方の位置に脆弱部６Ａが形成されている場合には、自動車の衝突時において、シート３が前方へ倒れようとする際に、脆弱部６Ａにおける左右方向Ｗに伸びる仮想線を起点として、取付用前後リーンホース２２Ｂが折れ曲がるように塑性変形をすることができる。これにより、複数の締結具４Ａ，４Ｂの前方であって脆弱部６Ａの前方に位置する前方接合部５Ａに、取付用前後リーンホース２２Ｂが弾性変形することによる荷重が加わりにくくすることができる。そのため、前方接合部５Ａに損傷が生じないようにすることができる。

それ故、本形態の車両構造体１によれば、フロアパネル２１がリーンホース２２Ａ，２２Ｂから剥離しにくくすることができ、シート３を車両ボディ２に支持する剛性を向上させることができる。

（実施形態２）
本形態は、脆弱部７をフロアパネル２１に形成する場合について示す。また、本形態は、自動車の衝突時に、特に、シート３が前方へ移動しようとする慣性力から中間接合部５Ｂを保護する場合について示す。
図８、図９に示すように、本形態の脆弱部７は、取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１と対向するフロアパネル２１の対向部２１１における、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂ同士の間の位置に形成されている。また、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂ同士の間には、フロアパネル２１と取付用前後リーンホース２２Ｂとを接合する中間接合部５Ｂが設けられている。

本形態の脆弱部７は、フロアパネル２１における、中間接合部５Ｂを間に挟む前後の部位２１２，２１３に設けられた貫通穴によって形成されている。そして、フロアパネル２１の対向部２１１における、脆弱部７が形成された部位の仮想切断面における断面積は、フロアパネル２１の対向部２１１における、他の部位の仮想切断面における断面積よりも縮小している。

自動車の衝突時において、シート３に、前方へ倒れようとする慣性力及び前方へ移動しようとする慣性力等が作用するときに、フロアパネル２１における、前後方向Ｌに並ぶ複数の締結具４Ａ，４Ｂの間に位置する部分に、脆弱部７が形成されていない場合には、次の問題が生じる。
具体的には、シート３が前方へ移動しようとする力を受けて、フロアパネル２１と取付用前後リーンホース２２Ｂとが前後方向Ｌに互いに位置ずれしようとする。このとき、図１０に示すように、フロアパネル２１における中間接合部５Ｂの前方の部位２１２は、前後方向Ｌに圧縮され、フロアパネル２１における中間接合部５Ｂの後方の部位２１３は、前後方向Ｌに引っ張られることになる。そして、フロアパネル２１が取付用前後リーンホース２２Ｂから離れるように塑性変形しようとする。これにより、フロアパネル２１が塑性変形するときの荷重が、複数の締結具４Ａ，４Ｂの間に位置する中間接合部５Ｂに直接加わり、この中間接合部５Ｂが損傷するおそれがある。

一方、図８に示すように、フロアパネル２１の対向部２１１における、中間接合部５Ｂの前後の部位２１２，２１３に脆弱部７が形成されている場合には、シート３が前方へ移動しようとする際に、フロアパネル２１の対向部２１１における、中間接合部５Ｂの前後に位置する部位２１２，２１３が、脆弱部７を介して、フロアパネル２１の板面に平行な方向に塑性変形をすることができる。これにより、中間接合部５Ｂに、取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１とフロアパネル２１の対向部２１１とが、それらの板面に平行な方向に位置ずれしようとする荷重が加わりにくくすることができる。そのため、中間接合部５Ｂに損傷が生じないようにすることができる。ここで、板面に平行な方向とは、フロアパネル２１の対向部２１１及び取付用前後リーンホース２２Ｂの天板部２２１の表面に沿った方向のことをいう。

それ故、本形態の車両構造体１によっても、フロアパネル２１が取付用前後リーンホース２２Ｂから剥離しにくくすることができ、シート３を車両ボディ２に支持する剛性を向上させることができる。
また、本形態においても、車両構造体１のその他の構成及び図中の符号が示す構成要素は実施形態１と同様であり、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

なお、実施形態１に示した取付用前後リーンホース２２Ｂに形成する脆弱部７と、実施形態２に示したフロアパネル２１に形成する脆弱部７とは、同じ車両構造体１を構成する取付用前後リーンホース２２Ｂとフロアパネル２１とに形成することができる。この場合には、フロアパネル２１が取付用前後リーンホース２２Ｂから剥離しにくくする効果が顕著に得られる。
本発明は、各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲においてさらに異なる実施形態に適用することが可能である。

１ 車両構造体
２ 車両ボディ
２１ フロアパネル
２１１ 対向部
２２Ａ，２２Ｂ リーンホース
２２１ 天板部
２２２ 側板部
３ シート
３１ シートフレーム
４ 締結具
５Ａ，５Ｂ 接合部
６Ａ，６Ｂ，７ 脆弱部

Claims (5)

1. フロアパネル及び該フロアパネルの下面に接合された複数のリーンホースを有する車両ボディと、該車両ボディに取り付けられたシートフレームとを備えた車両構造体であって、
   上記シートフレームは、上記複数のリーンホースのうちの上記車両ボディの前後方向に沿って配置された取付用前後リーンホース、及び該取付用前後リーンホースに上方から対向する上記フロアパネルの対向部に対して、上記前後方向に並ぶ複数の締結具によって取り付けられており、
   上記取付用前後リーンホース及び上記フロアパネルの対向部における、上記前後方向に並ぶ複数の締結具よりも前方の位置と、上記取付用前後リーンホース及び上記フロアパネルの対向部における、上記前後方向に並ぶ複数の締結具同士の間の位置との少なくとも一方には、上記取付用前後リーンホース及び上記フロアパネルの対向部の左右方向に沿った仮想切断面の総断面積が他の該仮想切断面の総断面積よりも小さい脆弱部が形成されている、車両構造体。
2. 上記取付用前後リーンホースは、上記フロアパネルと対面する天板部と、該天板部における左右両端部から下方に伸びる一対の側板部とを有しており、
   上記脆弱部は、上記取付用前後リーンホースの上記天板部における、上記前後方向に並ぶ複数の締結具よりも前方の位置において設けられた、下方に屈曲する屈曲部、貫通穴、又は厚みが縮小する厚み縮小部によって形成されている、請求項１に記載の車両構造体。
3. 上記脆弱部は、上記前後方向に並ぶ複数の締結具における最も前方に位置する最前方締結具と、該最前方締結具の前方に設けられて上記フロアパネルと上記取付用前後リーンホースとを接合する接合部との間に形成されている、請求項２に記載の車両構造体。
4. 上記取付用前後リーンホースは、上記フロアパネルと対面する天板部と、該天板部における左右両端部から下方に伸びる一対の側板部とを有しており、
   上記脆弱部は、上記取付用前後リーンホースの上記天板部と対向する上記フロアパネルの対向部における、上記前後方向に並ぶ複数の締結具同士の間の位置に設けられた貫通穴によって形成されている、請求項１に記載の車両構造体。
5. 上記脆弱部は、上記前後方向に並ぶ複数の締結具のうちのいずれかと、上記前後方向に並ぶ複数の締結具同士の間に設けられて上記フロアパネルと上記取付用前後リーンホースとを接合する接合部との間に形成されている、請求項４に記載の車両構造体。

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