JP2020138674A - 車両下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】下向き荷重を受けた場合でも、シート取付部周辺の変形を効果的に低減できる車両下部構造を提供する。【解決手段】車両下部構造は、フロアパネル１２と、前記フロアパネル１２の下側に配されるリーンフォースメント１４と、前記リーンフォースメント１４の下側に配されるパッチ部材１６と、が重なって成るフロアユニット１０を備え、前記フロアユニット１０には、ベース面１８から上方に突出するとともに車両前後方向に延びる段差２４であって、その上面がリアシートの取付面２０となるとともに前記フロアパネル１２、リーンフォースメント１４、および、パッチ部材１６が重なった段差２４が設けられており、前記段差２４の立ち上がり部分となる斜面２２において、前記リーンフォースメント１４とパッチ部材１６とが互いに溶接される一方で、フロアパネル１２は、前記リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６のいずれとも溶接されていない。【選択図】図３

Description

本明細書では、フロアパネルとリーンフォースメントとパッチ部材とが重なって成るフロアユニットを備えた車両下部構造を開示する。

周知の通り、車両の下部には、キャビンの床面を構成するフロアパネルが設けられており、このフロアパネルの上側には、シートが取り付けられる。こうしたシートは、通常、ブラケットなどを介して、フロアパネルに締結される。

ここで、シートには、車両の走行に伴い、様々な力、衝撃が印加される。こうした力、衝撃は、シートを介して、フロアパネルのシート取付部にも伝達される。そのため、フロアパネルのシート取付部周辺は、充分な強度を有することが求められる。しかしながら、強度確保のために、フロアパネルの肉厚を大きくした場合、コストや重量の増加を招く。そこで、従来から、フロアパネルの肉厚増加を避けつつ、強度を担保するための技術がいくつか提案されている。

例えば、特許文献１には、車両前後方向に延びる補強メンバーに、車幅方向に延びる拡張部を取り付け、リアシートを車体に取り付けるためのシートブラケットのフランジ部と、フロアパネルと、拡張部と、を３枚重ねで接合することが開示されている。かかる構成とすることで、車両後方からシートバックに印加される車両前後方向の衝突荷重が、シートブラケットを介してリヤフロアパネルおよび補強メンバーに分散させることができ、部品点数や重量の増加を抑えつつ、シートブラケットの取り付け剛性を向上できる。

特開２０１２−２４５８７８号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、シートブラケットの接合部分周辺は、ほぼ平坦面であった。この場合、この接合部周辺は、水平方向の荷重に対しては、充分な強度を発揮し、変形しにくいが、上下方向の荷重、例えば下向き荷重に対しては、弱く、比較的、容易に変形しやすかった。

そこで、本明細書では、下向き荷重を受けた場合でも、シート取付部周辺の変形を効果的に低減できる車両下部構造を開示する。

本明細書で開示する車両下部構造は、フロアパネルと、前記フロアパネルの一部を下側から覆うように、前記フロアパネルの下側に配されるリーンフォースメントと、前記リーンフォースメントの一部を下側から覆うように、前記リーンフォースメントの下側に配されるパッチ部材と、が重なって成るフロアユニットを備え、前記フロアユニットには、ベース面から上方に突出するとともに車両前後方向に延びる段差であって、その上面がリアシートの取付面となるとともに、前記フロアパネル、前記リーンフォースメント、および、前記パッチ部材が重なった段差が設けられており、前記段差の立ち上がり部分となる斜面において、前記リーンフォースメントとパッチ部材とが互いに溶接される一方で、フロアパネルは、前記リーンフォースメントおよびパッチ部材のいずれとも溶接されていない、ことを特徴とする。

斜面において、リーンフォースメントおよびパッチ部材のみを溶接し、大型部材であるフロアパネルを溶接しない構成とすることで、フロアパネルの寸法精度を過剰に上げる必要がなく、コストの増加等を防止できる。また、斜面に溶接点を設けることで、下向き荷重を当該溶接点で受けることができ、斜面におけるフロアユニットの変形を効果的に抑制できる。結果として、各部材の肉厚増加を抑えつつ、取付面ひいてはリアシートの下方への落ち込みを効果的に防止できる。つまり、上記構成によれば、下向き荷重を受けた場合でも、シート取付部周辺の変形を効果的に低減できる。

また、前記段差の上面、および、ベース面において、前記フロアパネルと前記リーンフォースメントと前記パッチ部材とは、互いに溶接されていてもよい。

かかる構成とすることで、部材間の剥離がより効果的に防止され、フロアユニットの変形がより効果的に防止できる。

また、前記斜面は、前記取付面の車幅方向両側に設けられており、両側の斜面それぞれにおいて、前記リーンフォースメントと前記パッチ部材とが溶接されていてもよい。

かかる構成とすることで、下向き荷重を、取付面の両側で分散して受けることができ、シート取付部周辺の変形をより効果的に低減できる。

また、前記リアシートの取付部と、前記斜面における前記リーンフォースメントと前記パッチ部材と、の溶接点は、車幅方向に一列に並んでいてもよい。

かかる構成とすることで、斜面の溶接点を、下向き荷重の入力点であるリアシートの取付部の近くに設けることができ、シート取付部周辺の変形をより効果的に低減できる。

また、前記パッチ部材のうち前記斜面となる箇所には、上方に突出するとともに車幅方向に延びる局所ビードが設けられており、前記パッチ部材は、前記局所ビードにおいて、前記リーンフォースメントに溶接されてもよい。

かかる構成とすることで、パッチ部材の斜面における強度を向上でき、当該斜面の変形をより効果的に防止できる。また、局所ビードで溶接することで、溶接点周辺の寸法誤差を他の箇所で吸収しやすく、溶接精度を高く保つことができる。

また、前記フロアユニットには、車幅方向に間隔を開けて、２列の段差が設けられており、前記リーンフォースメントは、前記２列の段差に跨って配置されており、前記パッチ部材は、一つの段差につき一つずつ、合計二つ、設けられていてもよい。

パッチ部材を一つの段差につき一つずつ、合計二つ、設けることで、一つのパッチ部材のサイズを小さくできる。そしてこれにより、パッチ部材の寸法精度を高く保ちやすくなり、また、総重量を低減できる。

本明細書で開示する車両下部構造によれば、下向き荷重を受けた場合でも、シート取付部周辺の変形を効果的に低減できる。

シート取付部周辺におけるフロアユニットの概略斜視図である。 パッチ部材の概略斜視図である。 シート取付部周辺におけるフロアユニットの断面図である。 フロアユニットが下向きの力を受けた場合の様子を示す断面図である。 従来のフロアユニットの断面図である。 従来のフロアユニットが下向きの力を受けた場合の様子を示す断面図である。

以下、図面を参照して説明する。図１は、シート取付部２８周辺におけるフロアユニット１０の概略斜視図である。図２は、パッチ部材１６の概略斜視図であり、図３は、シート取付部２８周辺におけるフロアユニット１０の断面図である。なお、図１において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｒ」は、それぞれ、車両の前方、上方、右方を意味している。

フロアユニット１０は、自動車の客室の床面を構成するものである。本例では、このフロアユニット１０を、客室床面となるフロアパネル１２と、フロアパネル１２を局所的に補強するリーンフォースメント１４と、リーンフォースメント１４を局所的に補強するパッチ部材１６と、を接合して構成している。

フロアパネル１２は、客室の床面全体に広がるパネル部材である。このフロアパネル１２の車幅方向両端は、車両前後方向に延びる骨格部材であるサイドメンバ（図示せず）に、車両前後方向両端は、車幅方向延びる骨格部材であるクロスメンバ（図示せず）に、それぞれ、結合されている。

リーンフォースメント１４は、フロアパネル１２の一部を下側から覆うように、フロアパネル１２の下側に配されるパネル部材である。後述するように、また、図１から明らかな通り、フロアユニット１０の後部には、リアシート（図示せず）が取り付けられるシート取付部２８が設けられている。本例では、このシート取付部２８を、車幅方向に間隔を開けて、二つ、設けている。リーンフォースメント１４は、この二つのシート取付部２８に跨るように、車両幅方向に長尺な形状となっている。

パッチ部材１６は、リーンフォースメント１４の一部を下側から覆うように、リーンフォースメント１４の下側に配されるパネル部材である。このパッチ部材１６は、図１に示す通り、一つのシート取付部２８に一つずつ、合計、二つ設けられている。別の見方をすれば、本例では、二つのパッチ部材１６が、車幅方向に間隔を開けて配置されている。

ここで、図１から明らかな通り、フロアユニット１０には、ベース面１８面から上方に突出するとともに車両前後方向に延びるメインビード２６およびサブビード２７が設けられている。メインビード２６は、その上面がシート取付面２０として機能する段差２４である。このメインビード２６は、車幅方向に間隔を開けて、２列形成されている。サブビード２７は、フロアユニット１０の強度向上等を目的として設けられており、二つのメインビード２６の間において、車幅方向に間隔を開けて２列形成されている。

リーンフォースメント１４には、この四つのビード２６，２７に跨っており、リーンフォースメント１４自身にも、この四つのビード２６，２７となる段差が形成されている。一方、パッチ部材１６は、一つのメインビード２６を跨ぐものの、サブビード２７は、跨がない。そのため、各パッチ部材１６には、メインビード２６となる段差が一つだけ設けられている。

メインビード２６の後端近傍には、リアシートが取り付けられるシート取付部２８が設けられている。リアシートは、螺合などの手段により、当該シート取付部２８に取り付けられる。このシート取付部２８を構成するために、フロアパネル１２、リーンフォースメント１４、パッチ部材１６それぞれの対応する箇所には、取り付け用の孔などが設けられている。

また、フロアパネル１２、リーンフォースメント１４、パッチ部材１６は、互いに溶接することで一体化されている。本例では、取付面２０およびベース面１８においては、フロアパネル１２、リーンフォースメント１４、パッチ部材１６の三つを互いに溶接する。図１における黒丸、および、図２、図３において、丸で囲ったバツ印は、この三部材を溶接する三枚同時溶接点Ｐａ（図１、図２では符号省略）を示している。また、メインビード２６の立ち上がり部分となる斜面２２においては、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６が互いに溶接される一方で、フロアパネル１２は、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６のいずれとも溶接されていない。図１〜図３において、丸で囲まれていないバツ印は、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６のみを溶接する二枚同時溶接点Ｐｂ（図１、図２では符号省略）を示している。

フロアユニット１０を以上のような構成とする理由について、従来技術と比較して説明する。図５は、従来のフロアユニット１０のシート取付部２８周辺の断面図である。また、図６は、この従来のフロアユニット１０が下向きの力を受けた場合の様子を示す断面図である。

従来のフロアユニット１０では、図５に示す通り、段差２４を形成するための立ち上がり部分（斜面２２）は、片側にのみ設けられていた。また、リーンフォースメント１４は、シート取付部２８から、この斜面２２を越えるように車幅方向に延びているが、パッチ部材１６は、取付面２０（段差２４の上面）に対応する箇所にのみ設けられており、斜面２２には到達していなかった。すなわち、従来のフロアユニット１０において、パッチ部材１６は、凹凸の少ない、略平板状であった。

この場合であっても、リアシートが取り付けられる取付面２０は、３枚のパネル部材が積層されているため、水平方向の力に対しては、充分な強度を発揮できる。しかしながら、リアシートから伝達される荷重の方向は、水平方向に限らず、上下方向のものもある。例えば、車両が悪路を走行した場合には、リアシートからシート取付部２８に下向き荷重が印加される。

従来のフロアユニット１０では、３枚重ねとなっているのが取付面２０のみであり、斜面２２では、フロアパネル１２とリーンフォースメント１４しかない。また、この斜面２２において、フロアパネル１２とリーンフォースメント１４は、互いに溶接されていない。そのため、シート取付部２８から下向き荷重が印加されると、図６に示すように、この斜面２２部分などにおいて、フロアパネル１２とリーンフォースメント１４が、比較的容易に変形し、取付面２０の下方への落ち込みが生じやすかった。もちろん、それぞれの強度を上げるべく、フロアパネル１２やリーンフォースメント１４の肉厚を増加して変形しにくくすれば、取付面２０、ひいては、リアシートの下方への落ち込みを防止できる。しかしながら、肉厚の増加は、コストや重量の増加を招くため望ましくない。

そこで、本例では、上述した通り、また、図３に示す通り、パッチ部材１６を、取付面２０だけでなく、斜面２２、および、ベース面１８の一部も覆う形状としている。これにより、斜面２２においても、３枚重ね構成となるため、当該斜面２２おける変形が抑制される。ただし、単に、三つのパネル部材（フロアパネル１２、リーンフォースメント１４、パッチ部材１６）を重ねただけでは、三つのパネル部材それぞれが個別に変形することを抑制できない。

そのため、本来であれば、斜面２２においても、フロアパネル１２、リーンフォースメント１４、パッチ部材１６の三つを互いに溶接することが望ましい。しかしながら、製造精度の関係上、斜面２２において、フロアパネル１２を、リーンフォースメント１４やパッチ部材１６と溶接することは難しかった。すなわち、フロアパネル１２を、リーンフォースメント１４やパッチ部材１６に溶接するためには、フロアパネル１２、リーンフォースメント１４、パッチ部材１６が互いに類似形状を有し、重ねた時に互いに近接する必要がある。

しかしながら、フロアパネル１２は、客室の床面全体に広がる大型部材である。かかるフロアパネル１２を、重ねた時に、斜面２２においても、リーンフォースメント１４等に近接するような形状に保つためには、極めて高精度な寸法管理が必要となり、難しかった。一方で、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６は、フロアパネル１２に比べて小さな部材であるため、その寸法管理が比較的容易である。そのため、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６だけであれば、取付面２０およびベース面１８（すなわち水平面）だけに限らず、斜面２２においても、容易に近接させる、ひいては、溶接することができる。この場合、フロアパネル１２については、高い寸法精度が要求されないため、フロアパネル１２の製造コストの増加を防止できる。

斜面２２において、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６の溶接点Ｐｂが存在する場合、下向き荷重は、この溶接点Ｐｂを剥離させるせん断応力として機能する。そして、この場合、下向き荷重の大部分は、溶接点Ｐｂから受ける抗力により打ち消されるため、斜面２２における変形が生じづらくなる。また、斜面２２において、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６が溶接されることで、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６は、互いに拘束され、変形しづらくなる。その結果、下向きの荷重が印加された場合でも、斜面２２が変形しづらく、取付面２０ひいてはシートの下方への落ち込みが効果的に防止される。

つまり、本例では、斜面２２において、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６のみを溶接することで、コストや重量の増加を抑えつつ、シートの取付面２０の変形を効果的に抑制できる。

ところで、図２に示す通り、本例では、パッチ部材１６の斜面２２に、車幅方向に延びる局所ビード３０を設けている。かかる局所ビード３０を設けることで、斜面２２における変形がより効果的に防止できる。また、本例では、この局所ビード３０を、二枚同時溶接点Ｐｂに対応する箇所に設けている。すなわち、斜面２２においては、パッチ部材１６の溶接点Ｐｂ付近のみが、リーンフォースメント１４に近接するようになっている。このように、斜面２２の全面ではなく、溶接点Ｐｂ周辺のみが近接する構成とすることで、溶接点Ｐｂ付近における寸法誤差を他の箇所で吸収でき、溶接精度を高く保つことができる。

また、図１、図２から明らかな通り、シート取付部２８と二枚同時溶接点Ｐｂは、車幅方向に１列に並んで設けられている。換言すれば、シート取付部２８のすぐ真横で、比較的近い位置に、溶接点Ｐｂが設けられている。これは、リアシートから伝達される下向き荷重は、シート取付部２８周辺に伝達されやすく、このシート取付部２８周辺で変形が生じやすいためである。変形が生じやすいシート取付部２８の近くに溶接点Ｐｂを設けることで、斜面２２における変形をより確実に防止できる。

また、本例では、従来のフロアユニット１０（図５、図６）と異なり、シート取付面２０の両側に斜面２２を設けており、シート取付部２８の周辺は、断面略ハット形状となっている。シート取付部２８の両側に、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６が溶接された斜面２２を設けることで、下向き荷重を、シート取付部２８の両側で分散して受け止めることができるため、斜面２２の変形、ひいてはシートの落ち込みをより効果的に防止できる。

なお、これまで説明した構成は、一例であり、少なくとも、斜面２２において、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６のみが溶接され、フロアパネル１２は、リーンフォースメント１４およびパッチ部材１６のいずれにも溶接されないのであれば、その他の構成は、適宜変更されてもよい。例えば、本例では、取付面２０（段差２４）の両側に斜面２２を設けているが、斜面２２は、片側にのみ設けられる構成でもよい。また、二枚同時溶接点Ｐｂは、斜面２２に設けられるのであれば、その車両前後方向位置は、シート取付部２８とズレていてもよい。

１０ フロアユニット、１２ フロアパネル、１４ リーンフォースメント、１６ パッチ部材、１８ ベース面、２０ シート取付面、２２ 斜面、２４ 段差、２６ メインビード、２７ サブビード、２８ シート取付部、３０ 局所ビード、Ｐａ 三枚同時溶接点、Ｐｂ 二枚同時溶接点。

Claims (1)

1. フロアパネルと、
   前記フロアパネルの一部を下側から覆うように、前記フロアパネルの下側に配されるリーンフォースメントと、
   前記リーンフォースメントの一部を下側から覆うように、前記リーンフォースメントの下側に配されるパッチ部材と、
   が重なって成るフロアユニットを備え、
   前記フロアユニットには、ベース面から上方に突出するとともに車両前後方向に延びる段差であって、その上面がリアシートの取付面となるとともに、前記フロアパネル、前記リーンフォースメント、および、前記パッチ部材が重なった段差が設けられており、
   前記段差の立ち上がり部分となる斜面において、前記リーンフォースメントとパッチ部材とが互いに溶接される一方で、フロアパネルは、前記リーンフォースメントおよびパッチ部材のいずれとも溶接されていない、
   ことを特徴とする車両下部構造。
   

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