JP7228133B2 - 車両のフロア補強構造 - Google Patents

Description

本開示は、車両のフロア補強構造に関する。

特許文献１には、フロアパネルの側部に沿って、フロアサイド・インナ及びフロアサイド・アウタにより構成されるロッカ部が設けられた車両のフロア構造が記載されている。ロッカ部間にはクロスメンバが横架され、ロッカ部の内部にはバルクヘッドが設けられている。このフロア構造では、ドアパネルからの側突力をバルクヘッド－クロスメンバ構造系に伝達させることにより、ロッカ部の倒れ込みを防止している。

特開平７－６１３７４号公報

特許文献１の構造では、バルクヘッドを、ドアパネルから側突力を受けた際のロッカ部（フロアシル）の倒れ込みを抑制するために設けているので、側突力を受けた際に離脱しないようにフロアシルに固定すればよく、フロアシルの断面形状をバルクヘッドによって保持することは要求されていない。このため、係るバルクヘッドでは、例えばフロアシルに上下方向の荷重が入力した際の曲げに起因するフロアシルの潰れ変形を十分に抑制することができないおそれがある。

そこで本開示は、フロアシルの潰れ変形を確実に抑制することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様のフロア補強構造は、ボディの被支持部が車体フレームによって支持されるフレーム付き車両のフロア補強構造であって、フロアシルとフロアレインフォースとガセットとを備える。

フロアシルは、上下方向と交叉する第１方向へ延びるようにボディのフロアパネルの端縁部に固定される。フロアシルは、上側のシル上面部と下側のシル下面部と車室内側のシル内側面部と車室外側のシル外側面部とを有し、フロアシルの内部には、シル上面部とシル下面部とシル内側面部とシル外側面部とによって矩形状の閉断面が区画形成される。フロアレインフォースは、フロアパネルの下方で上下方向及び第１方向と交叉する第２方向に沿って延び、フロアパネルの下面に固定されてフロアパネルを補強する。

ガセットは、矩形板状のガセット本体部と、板状のガセット上固定部と、板状のガセット下固定部と、板状のガセット内側固定部と、板状のガセット外側固定部とを有する。ガセット本体部は、フロアシルの内部に配置され、第２方向に沿って起立する。ガセット本体部の外周縁は、フロアシルの内周面に沿う。ガセット上固定部は、ガセット本体部の上端縁から第１方向へ延び、シル上面部に重なって固定される。ガセット下固定部は、ガセット本体部の下端縁から第１方向へ延び、シル下面部に重なって固定される。ガセット内側固定部は、ガセット本体部の車室内側の内側端縁から第１方向へ延び、シル内側面部に重なって固定される。ガセット外側固定部は、ガセット本体部の車室外側の外側端縁から第１方向へ延び、シル外側面部に重なって固定される。
フロアレインフォースの端部は、シル下面部に下方から重なって固定される。フロアシルは、フロアレインフォースの端部と上下に重なるレインフォース結合領域と、レインフォース結合領域の第１方向の一側で被支持部を構成する被支持部構成領域とを有する。フロアレインフォースは、フロアパネル及びシル下面部との間に閉断面を形成する凹形状を有する。ガゼット本体部は、レインフォース結合領域の内部であってフロアレインフォースの凹形状と重なる領域のうち第１方向の中央よりも第１方向の一側に配置される。

上記構成では、フロアシルの内部に、外周縁がフロアシルの内周面に沿うように起立する矩形板状のガセット本体部を有するガセットを配置し、ガセットの４箇所の固定部（ガセット上固定部、ガセット下固定部、ガセット内側固定部、及びガセット外側固定部）をフロアシルの４箇所の面部（シル上面部、シル下面部、シル内側面部及びシル外側面部）に重ね、ガセット本体部の４箇所の端縁（上端縁、下端縁、内側端縁及び外側端縁）を、上記４箇所の固定部を介してフロアシルの４箇所の面部に固定しているので、各固定部と各面部との固定が解除されない限り、ガセット本体部がフロアシルに対して変位（傾倒等）することがなく、ガセット本体部は起立した姿勢を維持する。従って、例えば上下方向の荷重がフロアシルに入力した際の曲げに起因するフロアシルの潰れ変形を、ガセットのガセット本体部によって確実に抑制することができる。なお、フロアシルの潰れ変形には、弾性変形及び塑性変形の双方が含まれる。

また、車両走行時等においてフロアシルとフロアレインフォースとの間で荷重が伝達される際に、フロアシルの潰れ変形（矩形状の閉断面が潰れるような変形）はレインフォース結合領域で生じ易く、レインフォース結合領域で潰れ変形が生じると、フロアシルとフロアレインフォースとの間での荷重の伝達効率が低下するが、係るレインフォース結合領域をガセット（ガセット本体部）によって補強して潰れ変形を抑制しているので、フロアシルとフロアレインフォースとの間で荷重を効率良く伝達させることができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様のフロア補強構造であって、フロアレインフォースは、シル下面部の下面に下方から重なる板状のレインフォース固定部を有する。ガセット下固定部とシル下面部とレインフォース固定部とは、ガセット下固定部とレインフォース固定部との間にシル下面部が挟まれるように互いに面接触した状態で固定される。

上記構成では、ガセットのガセット下固定部とフロアシルのシル下面部とフロアレインフォースのレインフォース固定部とが、ガセット下固定部とレインフォース固定部との間にシル下面部が挟まれるように互いに面接触した状態で固定されるので、フロアシルとフロアレインフォースとの間でさらに効率良く荷重を伝達させることができる。

本開示によれば、フロアシルの潰れ変形を確実に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る車両を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るフロア補強構造を前斜め上方から視た斜視図である。 図２のガセットの斜視図である。 図２のフロア補強構造を車両の下方から視た下面図である。 図４のＶ－Ｖ矢視断面図である。 図４のVI－VI矢視断面図である。 図４のVII－VII矢視断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図中ＦＲは車両前方を、図中ＵＰは車両上方を、図中ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示している。また、以下の説明において、前後方向は車両１の前後方向を意味し、左右方向は車両前方を向いた状態での車幅方向の左右を意味する。

図１に示すように、本実施形態に係るフロア補強構造を備える車両１は、ボディ３が車体フレーム２によって支持されるフレーム付き車両である。ボディ３の下面部（ボディ下面部４）の左右両側には、複数カ所（本実施形態では４カ所）の被支持部５が前後に離間して設けられ、ボディ３は、各被支持部５でゴム等の弾性部材６を介して車体フレーム２に弾性支持される。

図２に示すように、ボディ３は、車室の下方を区画するフロアパネル１０と、フロアパネル１０の後端縁部に接合されて車幅方向（上下方向と交叉する第１方向）に延びるリアエンドシル（フロアシル）１１と、フロアパネル１０の左右両側の端縁部に接合されて前後方向（上下方向及び車幅方向と交叉する第２方向）に延びる左右のサイドシル１２（図２に左側のみ図示）と、ボディ下面部４の左右の後角部（リアエンドシル１０の車幅方向の端部とサイドシル１１の後端部とが交叉する部分）から起立して上方へ延びるリアピラー１３とを備える。

図４に示すように、フロアパネル１０の下面には、フロアパネル１０の下方に配置されてフロアパネル１０を補強するフロアレインフォース１４が固着される。フロアレインフォース１４は、車幅方向に離間して前後方向に延びる左右の第１レインフォース部１５と、前後方向の所定位置で車幅方向に延びて左右の第１レインフォース部１５同士を繋ぐ複数の第２レインフォース部１６とを有する。フロアレインフォース１４は、下方へ膨らみ上方が開放された凹形状のハット状断面を有し（図７参照）、凹形状の両側のフランジ部１７がフロアパネル１０の下面に接合されることにより、フロアパネル１０との間に閉断面を形成する。

図２に示すように、フロアパネル１０とリアエンドシル１１とサイドシル１２とフロアレインフォース１４とは、ボディ下面部４を構成する。ボディ３の複数の被支持部５のうち最後方の被支持部５Ｒは、ボディ下面部４の左右の後角部に設定されている（図４参照）。車両走行時等において、タイヤ７（図１参照）から車体フレーム２及び弾性部材６（図１参照）を介してボディ３の最後方の被支持部５Ｒへ入力した荷重（振動）は、主にリアエンドシル１１とサイドシル１２とリアピラー１３とに分散して伝達される。

図５～図７に示すように、リアエンドシル１１は、上側シル１８と下側シル１９とによって形成される。上側シル１８は、上側のシル上面部２０と、シル上面部２０の前端縁から下方へ曲折して延びる車室内側のシル内側面部２１と、シル内側面部２１の下端縁から前方へ曲折して延びる前上フランジ部２２と、シル上面部２０の後端縁から後斜め上方へ曲折して延びる後上フランジ部２３とを一体的に有し、例えば金属板材を曲折することによって形成される。下側シル１９は、下側のシル下面部２４と、シル下面部２０の後端縁から上方へ曲折して延びる車室外側のシル外側面部２５と、シル下面部２４の前端縁から上方へ曲折しさらに前方へ曲折して延びる前下フランジ部２６と、シル外側面部２５の上端縁から曲折して後斜め上方へ延びる後下フランジ部２７とを一体的に有し、例えば金属板材を曲折することによって形成される。前上フランジ部２２と前下フランジ部２６とを上下に重ねて接合し、後上フランジ部２３と後下フランジ部２７とを上下に重ねて接合することにより、上側シル１８と下側シル１９とによってリアエンドシル１１が形成される。

リアエンドシル１１の内部には、シル上面部２０とシル下面部２４とシル内側面部２１とシル外側面部２５とによって矩形状の閉断面が区画形成される。なお、本実施形態では、シル上面部２０を、前側領域が中央領域の前端縁から前斜め下方へ傾斜し、後側領域が中央領域の後端縁から後斜め下方へ傾斜する凸形状とし、シル下面部２４とシル内側面部２１とシル外側面部２５とを平板状としたが、リアエンドシル１１の各面部２０，２１，２４，２５の形状は任意に設定可能である。

フロアパネル６の後端部は、前下フランジ部２６に下方から重なり、前上フランジ部２２と前下フランジ部２６とに接合される。第１レインフォース部１５のフランジ部１７の後端部は、シル下面部２４の下面に沿って後方へ延び、シル下面部２４に下方から重なって接合される板状のレインフォース固定部２８を構成する。

図４に示すように、リアエンドシル１１のうち左右の第１レインフォース部１５との結合部の内部には、左右のガセット３０がそれぞれ配置され固定される。なお、左右のガセット３０は左右対称に設けられているため、以下では左側のガセット３０について説明し、右側のガセット３０についての詳細な説明は省略する。

図３及び図５～図７に示すように、ガセット３０は、矩形板状のガセット本体部３１と、板状のガセット上固定部３２と、板状のガセット下固定部３３と、板状のガセット内側固定部３４と、板状のガセット外側固定部３５とを一体的に有する。

ガセット本体部３１は、その外周縁がリアエンドシル１１の内周面に沿うように矩形状に形成され、前後方向に沿って起立する。ガセット本体部３１は、リアエンドシル１１のうち第１レインフォース部１５の後端部と上下に重なるレインフォース結合領域３９の内部に配置される。また、ガセット本体部３１は、その中央部分が車幅方向一側（本実施形態では車幅方向内側）へ部分的に膨出する凹形状に形成されている。係る凹形状により、ガセット本体部３１の剛性が増大し、ガセット３０が変形し難くなる。

ガセット上固定部３２は、ガセット本体部３１の上端縁から車幅方向内側へ曲折して延び、シル上面部２０の内面（下面）に重なって固定される。ガセット下固定部３３は、ガセット本体部３１の下端縁から車幅方向外側へ曲折して延び、シル下面部２４の内面（上面）に重なって固定される。ガセット内側固定部３４は、ガセット本体部３１の前端縁（車室内側の内側端縁）から車幅方向内側へ曲折して延び、シル内側面部２１の内面（後面）に重なって固定される。ガセット外側固定部３５は、ガセット本体部３１の後端縁（車室外側の外側端縁）から車幅方向外側へ曲折して延び、シル外側面部２５の内面（前面）に重なって固定される。

なお、本実施形態では、ガセット３０の各固定部３２～３５がガセット本体部３１から延びる方向を、ガセット上固定部３２及びガセット内側固定部３４は車幅方向内側とし、ガセット下固定部３３及びガセット外側固定部３５は車幅方向外側としているが、固定部３２～３５の任意の１つ又は複数について上記とは反対方向へ延びるようにガセット３０を形成してもよい。

また、ガゼット３０の各固定部３２～３５をリアエンドシル１１の各面部２０，２４，２１，２５に固定する方法は任意であり、本実施形態では、ガセット上固定部３２とシル上面部２０とはボルト３６とナット３７の締結と接着剤とよって固定され、ガセット下固定部３３とシル下面部２４とはスポット溶接によって固定され、ガセット内側固定部３４とシル内側面部２１とは、接着剤によって固定され、ガセット外側固定部３５とシル外側面部２５とはスポット溶接によって固定される。ガセット上固定部３２には、ボルト３６が挿通するボルト挿通孔３８が形成される。ガセット上固定部３２は、シル上面部２０と同様に、前側領域が中央領域の前端縁から前斜め下方へ傾斜し、後側領域が中央領域の後端縁から後斜め下方へ傾斜する凸形状であり、中央領域から車幅方向内側へ部分的に延びた領域にボルト挿通孔３８が設けられる。

図７に示すように、ガセット下固定部３３とシル下面部２４と左右のレインフォース固定部２８の一方とは、ガセット下固定部３３とレインフォース固定部２８との間にシル下面部２４が挟まれるように互いに面接触した状態で重ねられ、スポット溶接等によって固定される。本実施形態のガセット本体部３１は、第１レインフォース部１５の後端部と上下に重なるリアエンドシル１１のレインフォース結合領域３９のうち第１レインフォース部１５の凹形状と重なる領域に配置され、さらに係る領域の車幅方向外側（図７では右側）に配置される。本実施形態のガセット下固定部３３は、第１レインフォース部１５の左右のレインフォース固定部２８のうち車幅方向外側（図７では右側）のレインフォース固定部２８に重なって固定される。

本実施形態によれば、リアエンドシル１１の内部に、外周縁がリアエンドシル１１の内周面に沿うように起立する矩形板状のガセット本体部３１を有するガセット３０を配置し、ガセット３０の４箇所の固定部（ガセット上固定部３２、ガセット下固定部３３、ガセット内側固定部３４、及びガセット外側固定部３５）をフロアシルの４箇所の面部（シル上面部２０、シル下面部２４、シル内側面部２１及びシル外側面部２５）に重ね、ガセット本体部３１の４箇所の端縁（上端縁、下端縁、内側端縁及び外側端縁）を、上記４箇所の固定部３２～３５を介してリアエンドシル１１の４箇所の面部２０，２４，２１，２５に固定しているので、各固定部３２～３５と各面部２０，２４，２１，２５との固定が解除されない限り、ガセット本体部３１がリアエンドシル１１に対して変位（傾倒等）することがなく、ガセット本体部３１は起立した姿勢を維持する。従って、例えば上下方向の荷重がリアエンドシル１１に入力した際の曲げに起因するリアエンドシル１１の潰れ変形を、ガセット３０のガセット本体部３１によって確実に抑制することができる。なお、リアエンドシル１１の潰れ変形には、弾性変形及び塑性変形の双方が含まれる。

また、車両走行時等においてリアエンドシル１１と第１レインフォース部１５との間で荷重が伝達される際に、リアエンドシル１１の潰れ変形（矩形状の閉断面が潰れるような変形）はレインフォース結合領域３９で生じ易く、レインフォース結合領域３９で潰れ変形が生じると、リアエンドシル１１と第１レインフォース部１５との間での荷重の伝達効率が低下するが、係るレインフォース結合領域３９をガセット３０（ガセット本体部３１）によって補強して潰れ変形を抑制しているので、リアエンドシル１１と第１レインフォース部１５との間で荷重を効率良く伝達させることができる。

このため、例えば、車両走行時等に被支持部５Ｒからリアエンドシル１１へ入力した荷重（振動）を、第１レインフォース部１５に効率良く伝達させることができる。特に本実施形態では、レインフォース結合領域３９内におけるガセット本体部３１の位置を、第１レインフォース部１５の凹形状と重なる領域のうち車幅方向外側（荷重が入力する被支持部５Ｒに近い側）としているので、走行時の振動入力をさらに効率良くフロアレインフォース１４に伝達することができる。

また、ガセット３０のガセット下固定部３３とリアエンドシル１１のシル下面部２４と第１レインフォース部１５のレインフォース固定部２８とが、ガセット下固定部３３とレインフォース固定部２８との間にシル下面部２４が挟まれるように互いに面接触した状態で固定されるので、リアエンドシル１１と第１レインフォース部１５との間でさらに効率良く荷重を伝達させることができる。

また、フロアレインフォース１４にシートベルト固定点（例えばシートベルトアンカの取付点）を設けている車両の場合、車両前方衝突時にシートベルトを介してフロアレインフォース１４へ入力する前方への荷重をリアエンドシル１１へ効率良く伝達してフロアレインフォース１４の変形を抑制することができる。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。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、実施例およ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。

例えば、本実施形態では、リアエンドシル１１の車幅方向外端部が車体フレーム２に弾性支持されたフレーム付き車両について説明したが、本発明のフロア補強構造はフレーム付き車両以外（例えばモノコック車）に適用してもよい。

また、本実施形態では、リアエンドシル１１の内部にガセット３０を設ける場合について説明したが、他のフロアシル（例えばサイドシル１２）の内部にガセット３０を設けてフロアを補強してもよい。

本発明は、フロアシルを備えた車両に適用可能である。

１：車両
２：車体フレーム
３：ボディ
４：ボディ下面
５，５Ｒ：被支持部
６：弾性部材
７：タイヤ
１０：フロアパネル
１１：リアエンドシル（フロアシル）
１２：サイドシル
１３：リアピラー
１４：フロアレインフォース
１５：第１レインフォース部
１６：第２レインフォース部
１７：フロアレインフォースのフランジ部
１８：上側シル
１９：下側シル
２０：シル上面部
２１：シル内側面部
２２：上側シルの前上フランジ部
２３：上側シルの後上フランジ部
２４：シル下面部
２５：シル外側面部
２６：下側シルの前下フランジ部
２７：下側シルの後下フランジ部
２８：レインフォース固定部
３０：ガセット
３１：ガセット本体部
３２：ガセット上固定部
３３：ガセット下固定部
３４：ガセット内側固定部
３５：ガセット外側固定部
３６：ボルト
３７：ナット
３８：ボルト挿通孔
３９：レインフォース結合領域

Claims (3)

1. ボディの被支持部が車体フレームによって支持されるフレーム付き車両のフロア補強構造であって、
   上下方向と交叉する第１方向へ延びるように前記ボディのフロアパネルの端縁部に固定され、上側のシル上面部と下側のシル下面部と車室内側のシル内側面部と車室外側のシル外側面部とによって矩形状の閉断面が内部に区画形成されるフロアシルと、
   前記フロアパネルの下方で上下方向及び前記第１方向と交叉する第２方向に沿って延び、前記フロアパネルの下面に固定されて前記フロアパネルを補強するフロアレインフォースと、
   前記フロアシルの内部に配置され、前記第２方向に沿って起立し、外周縁が前記フロアシルの内周面に沿う矩形板状のガセット本体部と、前記ガセット本体部の上端縁から前記第１方向へ延び、前記シル上面部に重なって固定される板状のガセット上固定部と、前記ガセット本体部の下端縁から前記第１方向へ延び、前記シル下面部に重なって固定される板状のガセット下固定部と、前記ガセット本体部の車室内側の内側端縁から前記第１方向へ延び、前記シル内側面部に重なって固定される板状のガセット内側固定部と、前記ガセット本体部の車室外側の外側端縁から前記第１方向へ延び、前記シル外側面部に重なって固定される板状のガセット外側固定部とを有するガセットと、を備え、
   前記フロアレインフォースの端部は、前記シル下面部に下方から重なって固定され、
   前記フロアシルは、前記フロアレインフォースの前記端部と上下に重なるレインフォース結合領域と、前記レインフォース結合領域の前記第１方向の一側で前記被支持部を構成する被支持部構成領域とを有し、
   前記フロアレインフォースは、前記フロアパネル及び前記シル下面部との間に閉断面を形成する凹形状を有し、
   前記ガゼット本体部は、前記レインフォース結合領域の内部であって前記フロアレインフォースの前記凹形状と重なる領域のうち前記第１方向の中央よりも前記第１方向の前記一側に配置される
   ことを特徴とする車両のフロア補強構造。
2. 請求項１に記載のフロア補強構造であって、
   前記フロアレインフォースの前記端部は、前記シル下面部の下面に下方から重なる板状のレインフォース固定部を有し、
   前記ガセット下固定部と前記シル下面部と前記レインフォース固定部とは、前記ガセット下固定部と前記レインフォース固定部との間に前記シル下面部が挟まれるように互いに面接触した状態で固定される
   ことを特徴とする車両のフロア補強構造。
3. 請求項１又は２に記載のフロア補強構造であって、
   前記第１方向は、車幅方向であり、
   前記第２方向は、車両前後方向であり、
   前記被支持部構成領域は、前記フロアシルの車幅方向外側の端部である
   ことを特徴とする車両のフロア補強構造。

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