JP7513367B2 - 車両構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両構造に関する。

本出願人は、車両構造の具体例として、特許文献１に記載のものを先に提案している。
同文献に記載の車両構造においては、フロア部上にバッテリなどの蓄電装置が搭載されており、フロア部に設けられるフロアトンネル部は、フロア部のうち、蓄電装置よりも車両前方側の前部に限定的に設けられている。一方、フロア部の下面側には、フロアトンネル部の基部を補強するためのインナメンバが接合されている。
このような構成によれば、フロア部上のうち、たとえば車両用シート（前席）の下方スペースなどを有効に利用し、蓄電装置をスペース効率よく車両に搭載することが可能である。また、フロアトンネル部の下面側は、インナメンバにより補強されているため、車両のフロア部のフロアトンネル部の形成箇所付近の強度を高め、たとえば車両の前突が発生した際の耐荷重性をよくすることが可能である。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。

すなわち、前席に加え、後席を備えたタイプの車両においては、蓄電装置よりも車両後方側に、後席である車両用シートを設置するための段差部が設けられている場合が多い。この段差部の強度が低いと、車両用シートの建付け性が悪く、搭乗者の乗り心地が悪化するとともに、車両の前突が発生した際の後席乗員の安全性確保が困難となるため、高強度であることが望まれる。このため、前記段差部は、たとえば閉断面構造部として構成されるが、これだけでは強度が未だ十分であるとは言えず、さらに高強度に設定したい場合がある。
また、インナメンバの存在により、車両の前突が発生した際の耐荷重性が高められてはいるものの、蓄電装置の保護をより的確に図るなどの観点から、車両の耐荷重性や衝撃吸収性を効率よく一層高めたい場合もある。

特開２０２０－１９９８９７号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、蓄電装置よりも車両後方側に設けられたシート設置用の段差部の強度の向上、車両の前突時における耐荷重性・衝撃吸収性の向上、および蓄電装置の一層の保護などを、簡易な構成によって効率よく図ることが可能な車両構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両構造は、フロア部上に搭載された蓄電装置と、この蓄電装置よりも車両前方側に位置するようにして前記フロア部の前部に設けられたフロアトンネル部と、このフロアトンネル部の基部を補強するように前記フロア部の下面側に接合されたインナメンバと、前記フロア部のうち、前記蓄電装置よりも車両後方側に設けられて、
シート設置用の段差部を構成しており、かつ車両側面視において閉断面構造とされた閉断面構造部と、を備えている、車両構造であって、前記閉断面構造部を補強するように前記閉断面構造部に重なった状態で接合されたリインフォースを、さらに備えており、前記インナメンバは、前記リインフォースの位置まで延設され、かつ前記リインフォースと接合されていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、シート設置用の段差部を構成する閉断面構造部は、リインフォースによって補強されていることに加え、このリインフォースにインナメンバが接合されていることによってさらに補強されている。したがって、閉断面構造部の強度が効果的に高められ、閉断面構造部上に設置される車両用シートの建付け性をよくし、ＮＶ性能も向上するため、搭乗者の乗り心地をよくすることが可能である。さらに、車両の前突が発生した際の後席乗員の安全性も向上させることが可能である。
第２に、インナメンバは、フロア部の前部に設けられたフロアトンネル部の位置と、それよりも車両後方側の閉断面構造部とを橋渡し接続するように設けられているため、このこと自体によってフロア部の強度を高める得ることに加え、車両の前突が発生した際には、車両前方側から受けた衝突荷重を閉断面構造部に伝達させて受けさせることができる。したがって、衝突荷重の伝達性をよくし、耐荷重性、および衝撃吸収性をよくすることが可能であり、車両の前突時に蓄電装置が損傷することをより徹底して防止し得ることとなる。
第３に、フロアトンネル部を補強するために設けられていたインナメンバが、有効活用されているため、補強部材の部品総数を少なくし、軽量化、低コスト化を図ることが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る車両構造の一例を示す要部概略底面図である。 図１に示す車両構造の要部概略分解斜視図である。本発明に係る 図２のバッテリ搭載状態でのIII－III断面図である。 （ａ）は、図３のIV部の拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の分解断面図である。 図２のＶ－Ｖ断面図である。 図２のバッテリ搭載状態でのVI－VI断面図である。 図１に示す車両構造におけるインナメンバの一部分およびこの一部分に接合されるリインフォースの構成を示す要部斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２に示す車両構造Ａは、左右一対のサイドメンバ３（図１の網点模様部分）、フロアトンネル部１２が前部に形成されたフロア部１１、左右一対のインナメンバ１３（図１の薄墨部分）、バッテリ８、前側および後側のフロアクロスメンバ７Ａ，７Ｂ、ならびにシート設置用の段差部１１ｃを構成する閉断面構造部Ｃを備えている。図１の符号１９ａ，１９ｂは、前輪および後輪をそれぞれ示し、符号１０は、エンジンルームを示す。

一対のサイドメンバ３は、車体骨格部材であり、車両１の下部において、車幅方向に互
いに間隔を隔てた配置で車両前後方向に延びている。図５および図６に示すように、各サイドメンバ３は、たとえば断面ハット状などの部材を用いて構成されており、車両１のフロア部１１が設けられている箇所においては、このフロア部１１の下面部に溶接されている。

フロア部１１は、ダッシュパネル１１ａの後端部と、フロントフロアパネル１１ｂの前端部とが接合部１７を介して接合（溶接）された構成である。このフロア部１１の車幅方向両端部は、左右一対のロッカ１５に接合されている。

バッテリ８は、本発明でいう蓄電装置の一例に相当する。このバッテリ８は、フロア部１１上のうち、たとえば前席である車両用シート（不図示）の下方スペースに相当する領域に搭載されており、適当な固定部材を用いて固定されている。
前側および後側のフロアクロスメンバ７Ａ，７Ｂは、バッテリ８の搭載箇所の強度を高め、バッテリ８の保護に役立つ部材であり、バッテリ８を車両前後方向において挟むように位置して車幅方向に延び、かつ左右一対のロッカ１５の相互間に橋渡し接続されている。前席である車両用シートは、これら前側および後側のフロアクロスメンバ７Ａ，７Ｂの上側に取付けられる。

フロアトンネル部１２は、フロア部１１の前部の車幅方向中央部に設けられており、フロア部１１の周辺部よりも上方に突出し、かつダッシュパネル１１ａから車両後方側に延びた下部開口および前部開口のトンネル状である。このフロアトンネル部１２は、バッテリ８よりも車両前方側の領域に設けられている。

図２に示すように、閉断面構造部Ｃは、後席である車両用シート９が設置される段差部１１ｃを構成する部分であり、フロア部１１のうち、後側のフロアクロスメンバ７Ｂよりも車両後方側の位置に設けられている。図３および図４に示すように、シートライザ５、クロスメンバ６、およびリインフォース７を備えている。

シートライザ５およびクロスメンバ６は、図４に示すように、側面断面視において閉断面構造をなすように、互いに接合されており、またいずれも車幅方向に延び、これらの車幅方向両端部は、一対のロッカ１５に接合されている（図１，図２も参照）。
クロスメンバ６は、フロントフロアパネル１１ｂの後端部付近に接合された下部６ａ、この下部６ａから上向きに起立した起立壁部６ｂ、およびその上端に繋がった上部６ｃを有している。上部６ｃは、センタフロアパン１８の前端部に接合されている。

シートライザ５は、クロスメンバ６の下部６ａ上に重ねられて溶接された下部５ａ、この下部５ａから上向きに起立した起立壁部５ｂ、その上端に繋がった略水平状の棚状壁部５ｃ、およびこの棚状壁部５ｃの後端部から上向きに起立した断面略Ｌ字状の上部５ｄを有している。この上部５ｄは、クロスメンバ６の上部６ｃ、センタフロアパン１８の前端部に加え、シート取付けブラケット９０のそれぞれと重ねられ、これら四者は共通の溶接（スポット溶接など）により接合されている。
シート取付けブラケット９０には、車両用シート９の支持脚部９１が載せられて固定される。

リインフォース７は、たとえばクロスメンバ６の前側に重ねられて溶接され、閉断面構造部Ｃ内に配設されている。なお、リインフォース７の上部７ａは、クロスメンバ６とシートライザ５との相互間に挟まされた状態に設定された上で、それらと溶接されている。リインフォース７は、後述するように、インナメンバ１３の後部１３ｃとクロスメンバ６を介して溶接される部位である。このリインフォース７の外観形状は、図７に示すように、たとえば正面視略矩形であって、車幅方向中央部に上下高さ方向に延びる縦ビード７０
が形成された金属片状である。このリインフォース７は、一対のインナメンバ１３に対応するように車幅方向に間隔を隔てて左右一対で設けられている（図１，図２も参照）。

一対のインナメンバ１３は、フロアトンネル部１２の基部およびその周辺部を補強するための部材であり、トンネルリインフォースに相当する。ただし、後述するように、本実施形態においては、閉断面構造部Ｃなどの他の部分の強度も高める役割をも果たす。
図１および図５によく表われているように、各インナメンバ１３は、フロアトンネル部１２の基部に沿って車両前後方向に略直線状に延びる本体部１３ａと、この本体部１３ａの前部に連設された前側延設部１３ｂとを有している。前側延設部１３ｂはインナトルクメンバに相当し、車幅方向に屈曲または湾曲し、かつその先端部はサイドメンバ３に接合されている。なお、この前側延設部１３ｂの車幅方向外方側には、サイドメンバ３とロッカ１５との相互間を橋渡し接続するアウタトルクメンバ１６が設けられ、車両前部の剛性の向上が図られている。

各インナメンバ１３の本体部１３ａは、フロアトンネル部１２、バッテリ８よりもさらに車両後方側に延設され、閉断面構造部Ｃの形成箇所まで到達している。なお、フロアトンネル部１２の形成箇所においては、インナメンバ１３は、図５に示すように、フロアトンネル部１２の基部の内面部への接合部１３ｄと、フロア部１１の下面部への接合部１３ｅとを有する断面形状である。これに対し、フロアトンネル部１２よりも車両後方側の位置においては、図６に示すように、前記した接合部１３ｄはなく、フロア部１１の下面への一対の接合部１３ｅをもつ断面ハット状である。

インナメンバ１３の後部１３ｃは、図４によく表われているように、閉断面構造部Ｃの後側に廻り込み、クロスメンバ６の起立壁部６ｂを介してリインフォース７と溶接されている。
本実施形態においては、図７によく表われているように、インナメンバ１３の後部１３ｃは、インナメンバ１３の本体部１３ａに、別体の補助部材１３０を溶接することにより設けられている。好ましくは、補助部材１３０には、剛性を高めるための縦ビード部１３１が形成されている。なお、本発明はこのような構成に限定されず、補助部材１３０を用いることなく、インナメンバ１３の全体を単一部材によって形成した構成とすることもできる。

次に、前記した車両構造Ａの作用について説明する。

まず、閉断面構造部Ｃは、後席である車両用シート９が設置される段差部１１ｃを構成しているが、この部分が閉断面構造であることに加え、リインフォース７によって補強されている。さらには、このリインフォース７に、インナメンバ１３の後部１３ｃが重ねられて溶接されていることにより、より補強されている。したがって、車両用シート９の建付け性をよくし、ＮＶ性能も向上させることができ、搭乗者の乗り心地をよくすることが可能である。

一対のインナメンバ１３は、フロア部１１の前部のフロアトンネル部１２が設けられた箇所と、それよりも車両後方側に位置する閉断面構造部Ｃとを橋渡し接続している。このことにより、バッテリ８の搭載領域を含むフロア部１１の広い範囲を効果的に補強することができる。また、車両１の前突が発生した際には、車両前方側から受けた衝突荷重を、インナメンバ１３を介して閉断面構造部Ｃに伝達させることができる。したがって、衝突荷重の伝達性をよくし、耐荷重性、および衝撃吸収性をよくすることも可能となる。その結果、車両１の前突時にバッテリ８に大きな荷重が入力することを抑制し、バッテリ８の保護を適切に図ることもできる。

閉断面構造部Ｃには、リインフォース７が追加して設けられているものの、このリインフォース７は、比較的小サイズであり、軽量である。また、車両１の補強手段として、インナメンバ１３を閉断面構造部Ｃの形成箇所まで延設する手段が採用されているが、インナメンバ１３は、フロアトンネル部１２に対応して元々設けられる部材であり、この部材が有効に利用されている。したがって、部品総数や重量の大幅な増加を抑制し、また製造コストの上昇も適切に抑制し得る。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

上述の実施形態においては、閉断面構造部Ｃの内側にリインフォース７が設けられ、かつこのリインフォース７に対してインナメンバ１３の後部１３ｃが、クロスメンバ６を介して間接的に重ねられて接合（溶接）されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、閉断面構造部の外側にリインフォースを重ねて接合された状態に設け、かつこのリインフォースに対してインナメンバの後部を直接的に接合させた構成とすることもできる。すなわち、リインフォースとインナメンバとの接合は、直接、間接のいずれであってもよい。
上述の実施形態におけるリインフォース７は、車幅方向の幅が比較的小さい小サイズとされ、軽量化や低コスト化を図る上で好ましいが、本発明はこれに限定されない。リインフォースは、車幅方向に延びた構成、さらには車幅方向に延び、かつ車幅方向両端部がロッカなどの部材に接合された構成とすることも可能である。
インナメンバは、左右一対で設けられるのが通例であるが、本発明が意図する構成のインナメンバが少なくとも１つ設けられていれば、この構成は、本発明の技術的範囲に包摂される。
本発明でいう蓄電装置は、バッテリに限らず、たとえばキャパシタなども含む。
本発明の車両構造は、エンジン自動車に限らず、ハイブリッド車や電気自動車にも適用することができることは勿論である。

Ａ 車両構造
Ｃ 閉断面構造部
１１ フロア部
１１ｃ 段差部
１２ フロアトンネル部
１３ インナメンバ
５ シートライザ
６ クロスメンバ
７ リインフォース（閉断面構造部の）
８ バッテリ（蓄電装置）

Claims (1)

1. フロア部上に搭載された蓄電装置と、
   この蓄電装置よりも車両前方側に位置するようにして前記フロア部の前部に設けられたフロアトンネル部と、
   このフロアトンネル部の基部を補強するように前記フロア部の下面側に接合されたインナメンバと、
   前記フロア部のうち、前記蓄電装置よりも車両後方側に設けられて、シート設置用の段差部を構成しており、かつ車両側面視において閉断面構造とされた閉断面構造部と、
   を備えており、
   前記フロア部は、前記閉断面構造部の車両前方側に位置する前側フロア部と、前記閉断面構造部の車両後方側に位置し、かつ前記前側フロア部よりも高さが高い後側フロア部と、に区分されており、
   前記閉断面構造部は、車幅方向に延びるクロスメンバを備え、かつこのクロスメンバは、前記前側フロア部および前記後側フロア部に下部および上部がそれぞれ接続され、これら下部および上部の相互間領域は上下高さ方向に幅をもつ起立壁部とされている、車両構造であって、
   前記閉断面構造部を補強するように前記閉断面構造部に重なった状態で接合されたリインフォースを、さらに備えており、
   前記インナメンバは、前記リインフォースの位置まで延設され、かつ前記リインフォースと接合されており、
   前記クロスメンバの前記起立壁部は、下部寄り領域が上部寄り領域よりも車両前方寄りに位置し、かつ上側部分ほど車両後方側に位置するように傾斜して起立した傾斜部とされているとともに、この傾斜部の上側から車両後方側に突出する水平板部が、上下高さ方向途中箇所に形成された構成とされており、
   前記リインフォースの下部寄り領域および前記インナメンバの後部寄り領域は、ともに前記クロスメンバの前記傾斜部と同方向に傾斜した傾斜状とされ、かつ前記傾斜部に重なった状態で接合されており、
   前記クロスメンバの前記水平板部には、前記リインフォースに形成されている水平部が重なった状態で接合されていることを特徴とする、車両構造。