JP6646889B2 - 車両の下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、シートに着座した乗員をシートに拘束可能な乗員拘束装置を装備する車両の下部構造に関する。

特許文献１には、フロアがマウント部材を介してフレームに支持され、フロアの下面にフロアクロスメンバが設けられ、フレームの上面にフロアクロスメンバと対向するストッパが設けられたフロア補強構造が記載されている。フレームは、車両前後方向に延びるサイドフレームと、両サイドフレーム間を車幅方向に架設した複数のクロスフレームとを備える。フロア上には、シートが設置され、シートには、着座者を拘束するシートベルトが付設される。フロアクロスメンバは、フロアのうちシートに着座した乗員の足溜まり部の下面に沿って車幅方向に延在する。ストッパは、左右フレームのサイドフレームの上面にそれぞれ設けられ、上方へ突出してフロアクロスメンバと上下に所定の間隔をおいて対向する。

車両衝突等の急減速時にシートベルトが着座者を拘束し、前方へ引っ張る大きなシートベルト荷重がシートに入力して、前下方への回転力がシートの全体に作用し、フロアの足溜まり部が押し下げられ、足溜まり部が沈み込み始めると、フロアクロスメンバの下面がストッパの上面に当接し、ストッパによりフロアクロスメンバが下から支えられて、足溜まり部の沈み込み変形が防止される。

特開２００７―９１０５３号公報

しかしながら、特許文献１の構造では、フロアパネルの車幅方向の両端部で下降（沈み込み）を規制するので、車幅方向の両端部に比べて下降量が増大し易いフロアパネルの中央部の変形を十分に且つ確実に抑制できないおそれがある。

そこで、本発明は、フロアパネルの車幅方向の中央部の変形を十分に且つ確実に抑制することが可能な車両の下部構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、シートが車室の床面によって下方から支持され、シートに着座した乗員をシートに拘束可能な乗員拘束装置を装備する車両の下部構造であって、車体フレームと、フロアと、左右１対の第１の弾性支持部材と、左右１対の第２の弾性支持部材と、ストッパと、を備える。

車体フレームは、車幅方向両側で前後方向に延びる左右１対のサイドフレームと、車幅方向に延びて左右のサイドフレームを連結するクロスフレームとを有する。フロアは、車体フレームの上方に配置されるフロアフレームと、フロアフレームに固定されて車室の床面を形成するフロアパネルとを有する。左右の第１の弾性支持部材は、クロスフレームの前方で車体フレームとフロアフレームとの間に介在し、フロアフレームを下方から弾性支持する。左右の第２の弾性支持部材は、シートの後方で車体フレームとフロアフレームとの間に介在し、フロアフレームを下方から弾性支持する。ストッパは、クロスフレームに固定的に設けられ、車幅方向の略中央で、クロスフレームの上面から上方へ突出する。フロアフレームは、クロスフレームの略鉛直上方で車幅方向に延びるフロアクロスメンバを有する。フロアクロスメンバの車幅方向の略中央には、上方に凸状となるように湾曲するフロア側湾曲部が形成される。ストッパの上端部は、フロアクロスメンバのフロア側湾曲部の下面に下方から対向する。フロアクロスメンバに下方への荷重が入力すると、ストッパは、クロスフレームの上面とフロアクロスメンバのフロア側湾曲部の下面との間に挟まれて、車体フレームに対するフロアの下降を規制する。ストッパの上端部に、通常走行時にフロアクロスメンバの下面と当接した際の接触音の発生を緩和するための緩衝材を設けてもよい。

上記構造では、シートに着座した乗員が乗員拘束装置によってシートに拘束された状態で車両が前面衝突すると、乗員の前方への慣性力がシートに入力し、シートからフロアパネルを介してフロアフレームに下方への荷重（押圧荷重）が作用する。係る押圧荷重によりフロアが下降しようとすると、クロスフレームの上面から突出するストッパによって、車体フレームに対するフロアの下降が規制される。係る下降を規制するストッパを、車幅方向外側ではなく車幅方向の略中央に備えているので、フロアパネルのうち車幅方向の両端部に比べて下降量が増大し易い中央部の変形を十分に且つ確実に抑制することができる。

また、ストッパを、クロスフレームの上面とフロアクロスメンバの下面との間に配置しているので、剛性の高いフロアクロスメンバによってフロアの下降を確実に防止することができ、フロアの車幅方向の中央部の変形を十分に且つ確実に抑制することができる。

本発明によれば、フロアパネルの車幅方向の中央部の変形を十分に且つ確実に抑制することができる。

本発明の実施形態に係る車両の下部構造の車体フレームを斜め上前方から視た斜視図である。 図１の車体フレームを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る車体の下部構造を車幅方向から視た側面図である。 図３の車体の下部構造にシートに前方への荷重が入力した状態を車幅方向から視た斜視図である。 図３の車体の下部構造のＶ−Ｖ矢視断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお各図において、矢印ＦＲは車両の前方を、矢印ＵＰは車両の上方を、矢印ＩＮは車幅内側をそれぞれ示す。また、以下の説明において、前後方向は車両の前後方向を意味し、左右方向は車両の前方を向いた状態での左右方向を意味する。

図３に示すように、本実施形態に係る車両の下部構造を適用する車両１は、ラダーフレーム構造を有する車両であり、車体フレーム２と、フロア３と、複数のマウント部材（弾性支持部材）４と、ストッパ５とを備え、車体フレーム２の上方に複数のマウント部材４を介してフロア３が支持される。

図１及び図２に示すように、車体フレーム２は、車幅方向両端で前後方向に延びる左右１対のサイドフレーム１０と、車幅方向に沿って延びて左右のサイドフレーム１０に連結する複数のクロスフレーム１１とを有する。

左右のサイドフレーム１０は、車両のフロントサスペンション（図示省略）及びリアサスペンション（図示省略）との干渉を避けるために車体側前端部２０及び車体側後端部２４が車体側中間部２２よりも上方に配置され、それに伴い車体側中間部２２と車体側前端部２０との間には前斜め上方へ傾斜する車体側前キックアップ部２１が形成され、車体側中間部２２と車体側後端部２４との間には後斜め上方へ傾斜する車体側後キックアップ部２３が形成される。

複数のクロスフレーム１１には、車体側後キックアップ部２３の前下端の前方近傍でサイドフレーム１０を連結するクロスフレーム（以下、中間クロスフレームという）１７が含まれる。中間クロスフレーム１７の車幅方向の略中央には、プロペラシャフト（図示省略）との干渉を避けるために上方に凸状となるように湾曲する車体側湾曲部２５が形成される。

左右のサイドフレーム１０は、前後方向に所定の間隔をおいて配置されて車幅方向外側に突出する左右の複数対（本実施形態では、左右のサイドフレーム１０の前端部の左右、中間部の前側の左右、中間部の後側の左右、及び後端部の左右）のマウント支持部１４を一体的に有する。中間部の後側のマウント支持部１４は、中間クロスフレーム１７の前方近傍に配置され、後端部のマウント支持部１４は、後述するリヤシート６（図３参照）の後方に配置される。

図３〜図５に示すように、車両１の車室のフロア３は、フロアフレーム１２とフロアパネル１３とから概略構成される。

フロアフレーム１２は、サイドフレーム１０の車幅方向外側で前後方向に延びる左右１対のフロアサイドメンバ１５と、車幅方向に延びて左右のフロアサイドメンバ１５を連結するフロアクロスメンバ１６とを有し、車体フレーム２の上方に配置される。

左右のフロアサイドメンバ１５には、サイドフレーム１０の車体側前キックアップ部２１及び車体側後キックアップ部２３の形状に合わせてフロア側前端部３０及びフロア側後端部３４がフロア側中間部３２よりも上方に配置され、それに伴いフロア側中間部３２とフロア側前端部３０との間には前斜め上方へ傾斜するフロア側前キックアップ部３１が形成され、フロア側中間部３２とフロア側後端部３４との間には後斜め上方へ傾斜するフロア側後キックアップ部３３が形成される。

フロアクロスメンバ１６は、中間クロスフレーム１７の略鉛直上方で車幅方向に延びて左右のフロアサイドメンバ１５を連結する。フロアクロスメンバ１６の車幅方向の略中央には、中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５の形状に合わせて上方に凸状となるように湾曲するフロア側湾曲部３５が形成される。

フロア３の車室内の後部には、乗員７が前方を向いて着座するリヤシート（シート）６が設置される。フロアパネル１３は、フロアフレーム１２の上面に固定され、車室の前端下部から後方へ延びて車室の床面を形成する。フロアパネル１４には、左右１対のフロントレッグ５３と、フロントレッグ５３の後方に配置される左右１対のリヤレッグ５４とが固定される。リヤシート６の前部は、左右のフロントレッグ５３によって下方から支持され、リヤシート６の後部には、左右のリヤレッグ５４によって下方から支持される。なお、左右のフロントレッグ５３と左右のリヤレッグ５４とは、それぞれ略左右対称に構成されているため、以下では主に左側について説明し、右側についての説明は適宜省略する。また、本実施形態ではリヤシートを例示して説明するが、車室内の前部に配置されるフロントシートなどの他のシートであってもよい。

フロアパネル１３は、フロアサイドメンバ１５の形状に対応して、フロアパネル前方部４０と、フロアパネル前起立部４１と、フロアパネル中央部４２と、フロアパネル後起立部４３と、フロアパネル後方部４４とを有する。フロアパネル前方部４０は、フロア３の前端から後方へ略水平に延びる。フロアパネル前起立部４１は、フロアパネル前方部４０の後端縁から斜め後上方へ傾斜する。フロアパネル中央部４２は、フロアパネル前起立部４１の上端縁から後方へ略水平に延びる。フロアパネル後起立部４３は、フロアパネル中央部４２の後端縁から斜め後上方へ傾斜する。フロアパネルの後方部４４は、フロアパネル後起立部４３の上端縁から後方へ略水平に延びる。

フロアパネル中央部４２の車幅方向の中央部には、フロアクロスメンバ１６のフロア側湾曲部３５の形状に対応して、上方に凸状となるように湾曲して前後方向に延びるトンネル部４５が形成される。トンネル部４５の前端及び後端は、フロアパネル前起立部４１及びフロアパネル後起立部４３にそれぞれ連続する。

フロントレッグ５３は、フロアパネル１３のフロアパネル後方部４４の前端部に面接触した状態で固定され、フロアパネル１３のフロアパネル後方部４４から上方に突出する。リヤレッグ５４は、フロントレッグ５３の後方でフロアパネル１３のフロアパネル後方部４４に面接触した状態で固定され、フロアパネル１３のフロアパネル後方部４４から上方に突出する。

シート６は、着座者７の臀部を下方から支持するシートクッション５１と、シートクッション５１の後端側から上方に延びて着座者７の背部を後方から支持するシートバック５２とを有する。シートクッション５１及びシートバック５２の各パッド材（図示省略）は、骨格部材であるクッションフレーム（図示省略）及びバックフレーム（図示省略）によってそれぞれ支持される。

シートクッション５１の前端部の下部には、フロントレッグ５３の上面が面接触した状態で固定され、シートクッション５１の前端部はフロントレッグ５３に支持される。シートクッション５１の後端部の下部には、リヤレッグ５４の上面が面接触した状態で固定され、シートクッション５１の後端部はリヤレッグ５４に支持される。

シート６には、シートベルト装置（乗員拘束装置）５０が設けられている。シートベルト装置５０は、リトラクタ（巻き取り装置）５５と、シートベルト５６と、左右のアンカー部（図１及び図２に左側のみ図示）５７Ｌと、連結金具（図示省略）とを有する。リトラクタ５５は、例えばシートバック５２の車幅方向外側の上端部に内蔵され、シートベルト５６の一端部は、リトラクタ５５に繰り出し可能に巻き付けられる。シートベルト５６の中間部には、連結金具が移動可能に挿通され、車幅方向外側のアンカー部５７Ｌには、シートベルト５６の他端部が固定される。車幅方向内側のアンカー部（図示省略）には、連結金具が着脱可能に係止されるバックル（図示省略）が設けられ、シート６に着座した乗員（着座者）７は、連結金具をバックルに係止することにより、シート６に拘束された状態となる。

複数のマウント部材４は、サイドフレーム１０の上面とフロアサイドメンバ１５の下面との間に配置される。各マウント部材４の下部と上部とは、複数のマウント支持部１４の各上面とフロアサイドメンバ１５の下面とにそれぞれ固定される。これにより、フロアフレーム１２は、マウント部材４を介して車体フレーム２に下方から支持される。複数のマウント部材４には、中間クロスフレーム１７の前方近傍のマウント支持部１４に固定されるシート前方マウント（第１の弾性支持部材）１８と、後端部のマウント支持部１４に固定されるシート後方マウント（第２の弾性支持部材）１９とを有する。シート前方マウント１８は、中間クロスフレーム１７の前方で車体フレーム２とフロアフレーム１２との間に介在し、フロアフレーム１２を下方から弾性支持する。シート後方マウント１９は、リヤシート６の後方で車体フレーム２とフロアフレーム１２との間に介在し、フロアフレーム１２を下方から弾性支持する。

図１〜図５に示すように、ストッパ５は、対向板部６０とストッパ本体６１とを一体的に有する。対向板部６０は、矩形平板状であり、ストッパ本体６１の上端縁に載置された状態でストッパ本体６１に溶接等によって固定される。ストッパ５（ストッパ本体６１）は、シート前方マウント１８とシート後方マウント１９との間で中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５の上面に固定されて中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５から上方へ突出する。

ストッパ５の固定位置において、中間クロスフレーム１７は、矩形閉断面状に形成され、上壁部７０と下壁部７１と前壁部７２と後壁部７３とを一体的に有する。ストッパ本体６１は、基板部６３と左右１対の側板部６４とを一体的に有する。基板部６３は、中間クロスフレーム１７の上壁部７０の上面（中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５の上面）の前後方向略中央で車幅方向に沿って起立し、基板部６３の下端縁は、上壁部７０の上面に溶接等によって固定される。左右の側板部６４は、前後方向に沿って起立して対向する。左右の側板部６４の車幅方向内側の前後方向略中央には、基板部６３の左右両端縁が溶接等によって固定される。左右の側板部６４の前後方向前方の下部と前後方向後方の下部とには、中間クロスフレーム１７の前壁部７２と後壁部７３との外面（中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５の前面及び後面）に沿って下方へ延びる前延長壁部６５及び後延長壁部６６がそれぞれ一体形成される。左右の側板部６４の下端縁は、中間クロスフレーム１７の上壁部７０の上面に溶接等によって固定され、左右の前延長壁部６５の後端縁と左右の後延長壁部６６の前端縁とは、中間クロスフレーム１７の前壁部７２と後壁部７３との外面に溶接等によってそれぞれ固定される。

ストッパ本体６１が中間クロスフレーム１７に固定されたストッパ取付状態において、対向板部６０は、フロアクロスメンバ１６のフロア側湾曲部３５の下面に下方から対向する。フロアクロスメンバ１６に下方への荷重が入力すると、ストッパ５は、中間クロスフレーム１７の上面とフロアクロスメンバ１６の下面との間に挟まれて、フロアクロスメンバ１６の下降を規制する。対向板部６０の上面には、通常走行時にフロアクロスメンバ１６の下面と当接した際の接触音を緩和するための緩衝材６２が固着される。

図４に示すように、シート６に着座した乗員７がシートベルト５６（シートベルト装置５０）によってシート６に拘束された状態で車両１が前面衝突すると、乗員７の前方への慣性力がシート６に入力し、シート６からフロアパネル１３を介してフロアフレーム１２に下方への荷重（押圧荷重）が作用する。また、係る押圧荷重によりフロアフレーム１２が下降しようとすると、ストッパ５が中間クロスフレーム１７の上面とフロアクロスメンバ１６の下面との間に配置されているので、中間クロスフレーム１７の上面とフロアクロスメンバ１６の下面との間にストッパ５が挟まれて、車体フレーム２に対するフロア３の下降が規制される。係る下降を規制するストッパ５を、車幅方向外側ではなく車幅方向の略中央に配置しているので、フロアパネル１３のうち車幅方向の両端部に比べて下降量が増大し易い中央部の変形を十分に且つ確実に抑制することができる。

また、ストッパ５は、中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５とフロアクロスメンバ１６のフロア側湾曲部３５の下面との間に配置され、中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５の上面に固定され、中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５から上方へ突出するので、剛性の高いフロアクロスメンバ１６によってフロア３の下降を確実に防止することができ、フロア３の車幅方向の中央部の変形を十分に且つ確実に抑制することができる。

また、ストッパ５は、左右のサイドフレーム１０の車体側後キックアップ部２３の前下端の前方近傍に配置されてサイドフレーム１０を連結する中間クロスフレーム１７の車幅方向の略中央に形成される車体側湾曲部２５に固定されているので、フロアサイドメンバ１５のうち曲折し易いフロア側後キックアップ部３３の前下面の近傍で、ストッパ５が中間クロスフレーム１７とフロアクロスメンバ１６との間に挟まれることによりフロアサイドメンバ１５の下降が規制される。このため、フロアサイドメンバ１５の曲折を的確に抑制することができる。

なお、上記実施形態では、ストッパ５は中間クロスフレーム１７側に固定したが、これに代えて、ストッパ５をフロアクロスメンバ１６側に固定してもよい。また、ストッパ５を分割し、その一方を中間クロスフレーム１７側に固定し、他方をフロアクロスメンバ１６側に固定してもよい。すなわち、ストッパ５は、車幅方向の略中央で中間クロスフレーム１７の上面とフロアクロスメンバ１６の下面との間に配置され、中間クロスフレーム１７及びフロアクロスメンバ１６少なくとも一方に固定されるもの（例えば、ストッパ本体６１をフロアクロスメンバ１６のフロア側湾曲部３５の下面に固定し、ストッパ本体６１がフロアクロスメンバ１６に固定されたストッパ取付状態において、中間クロスフレーム１７の上面から上方から対向するものや、ストッパ５を上下分割タイプとし、上ストッパをフロアクロスメンバ１６のフロア側湾曲部３５の下面に固定し、下ストッパを中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５の上面に固定し、上ストッパの下端縁及び下ストッパの上端縁に対向板部６０を固定したものなど）であればよい。

また、中間クロスフレーム１７とフロアクロスメンバ１６との間に十分な間隔が確保されている場合は、対向板部６０の上面に緩衝材６２を設けなくてもよい。また、ストッパ５の数は、１個に限定されず、２個以上であってもよい。

また、別体のストッパ５を中間クロスフレーム１７側やフロア３側に固定せず、中間クロスフレーム１７やフロア３を部分的に突出させてストッパとして機能させてもよい。例えば、中間クロスフレーム１７の車体側湾曲部２５の上面を上方に突出させ及び／又はフロアクロスメンバ１６のフロア側湾曲部３５の下面を下方に突出させて、中間クロスフレーム１７の上面とフロアクロスメンバ１６の下面との間隔のうち、車体側湾曲部２５の上面とフロア側湾曲部３５の下面との間の間隔を他の部分よりも狭く設定することによって、追加部品を設定することなく中間クロスフレーム１７及び／又はフロアクロスメンバ１６の突出部分をストッパとして機能させる構造であってもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明に係る車両の下部構造は、フレーム付き車両に広く適用することができる。

１ 車両
２ 車体フレーム
３ フロア
４ マウント部材
５ ストッパ
６ リヤシート（シート）
７ 乗員（着座者）
１０ サイドフレーム
１１ クロスフレーム
１２ フロアフレーム
１３ フロアパネル
１４ マウント支持部
１５ フロアサイドメンバ
１６ フロアクロスメンバ
１７ 中間クロスフレーム
１８ シート前方マウント（第１の弾性支持部材）
１９ シート後方マウント（第２の弾性支持部材）
２０ 車体側前端部
２１ 車体側前キックアップ部
２２ 車体側中間部
２３ 車体側後キックアップ部
２４ 車体側後端部
２５ 車体側湾曲部
３０ フロア側前端部
３１ フロア側前キックアップ部
３２ フロア側中間部
３３ フロア側後キックアップ部
３４ フロア側後端部
３５ フロア側湾曲部
４０ フロアパネル前方部
４１ フロアパネル前起立部
４２ フロアパネル中央部
４３ フロアパネル後起立部
４４ フロアパネル後方部
４５ トンネル部
５０ シートベルト装置（乗員拘束装置）
５１ シートクッション
５２ シートバック
５３ フロントレッグ
５４ リヤレッグ
５５ リトラクタ（巻き取り装置）
５６ シートベルト
５７Ｌ アンカー部（車幅方向外側）
６０ 対向板部
６１ ストッパ本体
６２ 緩衝材
６３ 基板部
６４ 側板部
６５ 前延長壁部
６６ 後延長壁部
７０ 上壁部
７１ 下壁部
７２ 前壁部
７３ 後壁部

Claims (2)

1. シートが車室の床面によって下方から支持され、前記シートに着座した乗員を前記シートに拘束可能な乗員拘束装置を装備する車両の下部構造であって、
   車幅方向両側で前後方向に延びる左右１対のサイドフレームと、車幅方向に延びて前記左右のサイドフレームを連結するクロスフレームとを有する車体フレームと、
   前記車体フレームの上方に配置されるフロアフレームと、前記フロアフレームに固定されて前記床面を形成するフロアパネルとを有するフロアと、
   前記クロスフレームの前方で前記車体フレームと前記フロアフレームとの間に介在し、前記フロアフレームを下方から弾性支持する左右１対の第１の弾性支持部材と、
   前記シートの後方で前記車体フレームと前記フロアフレームとの間に介在し、前記フロアフレームを下方から弾性支持する左右１対の第２の弾性支持部材と、
   前記クロスフレームに固定的に設けられ、車幅方向の略中央で、前記クロスフレームの上面から上方へ突出するストッパと、を備え、
   前記フロアフレームは、前記クロスフレームの略鉛直上方で車幅方向に延びるフロアクロスメンバを有し、
   前記フロアクロスメンバの車幅方向の略中央には、上方に凸状となるように湾曲するフロア側湾曲部が形成され、
   前記ストッパの上端部は、前記フロアクロスメンバの前記フロア側湾曲部の下面に下方から対向し、
   前記フロアクロスメンバに下方への荷重が入力すると、前記ストッパは、前記クロスフレームの上面と前記フロアクロスメンバの前記フロア側湾曲部の下面との間に挟まれて、前記車体フレームに対する前記フロアの下降を規制する
   ことを特徴とする車両の下部構造。
2. 請求項１に記載の車両の下部構造であって、
   前記ストッパの上端部には、通常走行時にフロアクロスメンバの下面と当接した際の接触音の発生を緩和するための緩衝材が設けられている
   ことを特徴とする車両の下部構造。

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