JP4290143B2 - 車両のフロア構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のフロア構造に関するものである。

従来、車両のフロアパネルの下面側であって中央部付近に大型部品としての燃料タンクやエンジンを配置した自動車がある。そのような大型部品を配置する場合にはフロアパネルの対応する部分を室内側に膨出させることにより、他のフロア面の低床化を確保することができる。また、その膨出部分を前席のシート下部にすることにより、車室内への不要な出っ張りを回避するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−３０２０７１号公報

一方、セダンやワゴンなどの乗車のフロアパネルにおいて、比較的薄い鋼板をプレス成形することによって形成されているものにあっては、強度を確保するために車両前後方向に延在するフロアトンネルを設けたり、さらに強度を高めるために車幅方向にクロスメンバを設けたりしている。

例えば大型部品として燃料タンクをフロアパネルの下面側に配置した場合には、燃料供給口が車両の後部にあると、少なくとも燃料タンクと燃料供給口との間に燃料パイプやブリーザパイプが配管されることになる。一方、燃料タンクを下面側に設けたことによりフロアパネルのその部分が車室側へ膨出した形状になると、例えばフロントシートとの間にクロスメンバを設ける余裕が無くなり、クロスメンバをフロアパネルの下面であって燃料タンクと干渉しない場所に設けるようになる。そのような車両にあっては、そのクロスメンバを横切って配管することになる場合がある。クロスメンバを横切って配管する場合には、例えばクロスメンバを配管のためのスペースを空けるべく車幅方向に分割し、その左右に分割された部分同士を別部材で橋渡しするように結合することが考えられる。

しかしながら、クロスメンバを分割すると強度が低下するため、その低下分を補うためには別部材が大型化するという問題がある。また、別部材を用いることによる部品点数の増加があり、部品管理の煩雑化のみならず、部品及び製造コストが高くなるという問題があった。

このような課題を解決して、部品点数が増加することなく強度を保持することができるようにするために本発明に於いては、フロアパネル（１）の下面（１ａ）にて車幅方向に延在しかつ当該下面（１ａ）と共に閉断面を形成するクロスメンバ（３）が設けられた車両のフロア構造であって、前記クロスメンバ（３）の車両前側及び後側の各壁に、部品（６）を貫通させるための孔（３ａ）をそれぞれ設け、前記クロスメンバ（３）が、前記車両前後方向について少なくとも２分割された第１の部材（１１）及び第２の部材（１２）とを有し、前記第１の部材（１１）及び前記第２の部材（１２）における前記クロスメンバ（３）の前記フロアパネル（１）に対して相反する側の壁を形成する部分（１１ａ・１２ａ）が重なり合って結合されているものとした。

特に、前記フロアパネル（１）が車幅方向中央部にて車両前後方向に延在するフロアトンネル（２）を有し、前記クロスメンバ（３）が、前記フロアトンネル（２）を横切る部分において当該部分を埋めるように形成された第３の部材（８）を有すると良い。また、前記クロスメンバ（３）の前記各孔（３ａ）間に前記部品（６）を通す時のガイドとなるガイド部材（９）が設けられていると良い。

このように本発明によれば、フロアパネルの下面に設けたクロスメンバを貫通させて配置する部品を設ける場合に、クロスメンバの車両前側及び後側の各壁に設けた孔に部品を通して設けることができ、クロスメンバを左右方向に分割する必要がない。クロスメンバはフロアパネルの車幅方向である左右間に生じる曲げモーメントに対する強度を高めるために設けられており、そのクロスメンバが左右間で分割されている場合には上記曲げモーメントに対する強度が低下する虞がある。それに対して、上記したようにクロスメンバを分割することなく部品を貫通させて設けることを可能にしていることから、クロスメンバの強度低下を防止し、必要な強度を保持し得る。

特に、クロスメンバを車両前後方向について第１及び第２の部材に分割し、それらにおけるクロスメンバのフロアパネルに対して相反する側の壁を形成する部分を重なり合わせることにより、その部分の強度を高めることができ、クロスメンバ全体の強度をも高めることができる。また、第１及び第２の部材に分けることにより、車両前側及び後側の各壁に設ける孔を部材別に設けることができ、各部材をプレス加工する時に同時に孔を形成することができるため、クロスメンバの車両前側及び後側の各壁に設ける孔を容易に形成することができる。

また、フロアトンネルを形成したフロアパネルにおいて、クロスメンバにおけるフロアトンネルを横切る部分をクロスメンバの１部材により形成した場合には半島状の部分が形成されるため、孔をプレス成型で形成する時に半島状部分の角部に亀裂が生じる虞があるが、半島状部分を第３の部材とすることにより、上記亀裂を回避することができる。また、クロスメンバの各孔間にガイド部材を設けることにより、クロスメンバを貫通させて行う配管作業を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された自動車のフロアパネル１を上から見た要部斜視図である。図に示されるようにフロアパネル１は、比較的薄い鋼板をプレス成型して形成されており、フロアパネル１に搭載される部品などに合わせると共に曲げ剛性を高めるために適所にビード（図示せず）が形成されている。

図１に示されるようにフロアパネル１の車体の左右方向（車幅方向）の中央部には、車体の前後方向についての曲げ剛性を確保するために、断面形状が台形をなすフロアトンネル２が前後方向に延在するように形成されている。

また、フロアパネル１にあっては、車幅方向についての曲げ剛性も確保する必要があり、フロアパネル１を下方（裏）から見た図２に示されるように、フロアパネル１の下面１ａにて車幅方向に延在しかつ下面１ａと共に閉断面を形成するクロスメンバ３が設けられている。クロスメンバ３の断面形状は、図３に示されるようにＵ字状をなす。これによりフロアパネル１と共に略矩形状の閉断面形状が形成され、その閉断面形状のメンバが車幅方向に延在することにより、車幅方向についての曲げ剛性が確保される。

本車両のフロア構造にあっては、図３に示されるようにフロアパネル１の下面１ａ側に燃料タンク４が搭載されるようになっている。図２に示されるように、フロアパネル１の下面１ａの左右のサイドシル近傍には、フロアパネル１と共に閉断面形状を形成するフロアフレーム５が車両前後方向に略延在するようにそれぞれ設けられている。フロアフレーム５の前端は図示されないエンジンルーム側のサイドフレームの後端に結合され、後端はクロスメンバ３と結合されている。例えば両フロアフレーム５間に燃料タンク４を受容するようにした場合に、両フロアフレーム５の適所に設けられたねじ止め孔を用いて、一体に設けられたブラケットまたはバンドを介して燃料タンク４を支持することができる。

上記クロスメンバ３はバランスなどからフロアパネル１の車両前後方向についての中間点近傍に設けられており、大型となる燃料タンク４は、クロスメンバ３を避けた所に搭載される必要があると共に低床の車体の場合にはフロアパネル１における燃料タンク４を受容する部分が車室側にある程度膨出するようになる。その解決策の１つとして、燃料タンク４を前席の下方に設けることができる。前席の下方にフロアパネル１の膨出部分がある場合には、例えば後席の乗員の足元の床に影響が及ばないため、各乗員の足元の快適性が損なわれることがない。

燃料タング４が上記したように配置された車両にあっては、フロアパネル１の前席の部分が車室内側に膨出しているため、その部分にクロスメンバを設けることは困難であり、かつ後席乗員の足元の低床化のためにフロアパネル１の下面側であって上記した位置にクロスメンバ３を設けている。そして、燃料給油口を車体後部に設けた場合に、燃料タンク４と燃料給油口（図示せず）との間に部品としてのパイプ（給油パイプ及びブリーザパイプ）５を配管しようとすると、クロスメンバ３を横切って配管することになる。その配管のために、クロスメンバ３の対応する部分に開口３ａが設けられている。開口３ａはクロスメンバ３のＵ字状の対向する両壁部分に互いに同軸に設けられている。

本図示例にあっては、図３に示されるように、クロスメンバ３が２部材により構成されている。１つは断面Ｕ字状の主部材７であり、もう１つは、図２に併せて示されるようにフロアトンネル２の凹部を埋めるように形成された第３の部材としての端板８である。主部材７と共に端板（８）部分も１枚の薄板で形成した場合には、主部材７の両対向壁部分にプレス成型により開口３ａを設ける時に、図４の矢印ａにより示される部分に亀裂が生じる虞がある。そこで、本図示例のようにクロスメンバ３の主形状部分からフロアトンネル２の凹部を埋めるべく半島状に形成される部分を端板８として別部材とすることにより、主部材６に開口３ａをプレス成型により形成する場合に上記したような亀裂が生じることを回避することができる。なお、主部材７と端板８とは溶接結合により一体化されるものであって良い。

燃料タンク４の配管作業は、両開口３ａにパイプ６を貫通状態に通して配管することになる。その時開口３ａのみであると、両開口３ａ間が長い場合にはパイプ６を一方の開口３ａに挿入することはできても、その奥になる他方の開口３ａに通す作業がし難くなる虞がある。そのため、図３に示されるように両開口３ａに予め筒状のガイド部材９を装着しておく。ガイド部材９は合成樹脂材からなり、その軸線方向一端に抜け止め用の外向フランジが一体成形されている。なお、ガイド部材９の外向フランジ近傍に例えば係止突部を有する弾性係合片を切り出すように形成し、その弾性係合片の係止突部と上記外向フランジとにより開口３ａの縁部分を挟持して、ガイド部材９がクロスメンバ３に取り付けられるようになっている。

ガイド部材９により両開口３ａ間がガイドされるため、上記パイプ６の挿通作業を容易に行うことができる。なお、パイプ６は、取付誤差などにたいしてある程度の許容度をもたせるために、少なくとも両開口３ａを通す部分にあってはゴム製であってかつ蛇腹状に形成されていると良い。そのゴム製蛇腹状のパイプ６は、両開口３ａ（ガイド部材９）を貫通した後に、クロスメンバ３の車両後方側に設けられている金属製パイプ１０と接続される。

このようにして構成された車両のフロア構造にあっては、クロスメンバ３を貫通状態に配管する構造としても、クロスメンバ３が分割されることがないため、曲げ剛性が大幅に低下することがない。分割した場合に強度を確保するためには別途補強部品を必要とするが、そのような別部品を設けることなく必要な強度を確保し得る。

また、クロスメンバ３におけるフロアトンネル２を埋める半島状に膨出する部分を端板８として別部材とすることにより、配管用の開口３ａをプレス成型により形成しても亀裂が生じることがない。また、閉断面形状となるクロスメンバ３の場合に両対向壁部分に開口３ａが設けられると、それらを貫通させる配管作業がし難くなるが、ガイド部材９を装着することにより配管作業を容易に行うことができる。

上記図示例ではクロスメンバ３を２部材としたが、図５に示されるように３部材としても良い。なお、図において上記図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図５の構造では、上記図示例における主部材７を第１の部材としての前側部材１１と第２の部材としての後側部材１２とに分けている。また、両部材１１・１２のフロアパネル１に対して相反する側の壁としてのクロスメンバ３における底壁部分１１ａ・１２ａを互いに重ね合わせる形状に形成している。それら両底壁部分１１ａ・１２ａ同士が溶接結合されて、上記主部材７と同様の形状に形成されている。このようにすることにより、開口３ａをプレス成型する加工を容易に行うことができる。

なお、上記図示例では部品として燃料タンク４のパイプ６について示したが、クロスメンバ３に設けた開口３ａに通す部品であれば良く、燃料タンク用パイプに限られるものではない。例えばワイヤハーネスや、後輪側部材に何らかの駆動力を伝えるロッドであっても良い。それら各部品がクロスメンバ３に設けた開口３ａを貫通状態に配設されることにより、クロスメンバ３の下側を部品が通ることがなく、最低地上高を確保することができると共に、上記したようにクロスメンバ３の曲げ剛性の低下などが生じることがない。

本発明にかかる車両のフロア構造は、クロスメンバによる曲げ剛性の低下が生じること無くクロスメンバに部品を貫通させて設けることができ、クロスメンバを横切って部品を配設する構造として有用である。

本発明が適用された車両のフロアパネルを上から見た要部斜視図である。 図１のフロアパネルの下から見た斜視図である。 図２の矢印III−III線に沿って見た配管要領を示す要部側断面図である。 端板８を別部材としない場合の亀裂部分を示す説明図である。 他の例を示す図３に対応する要部拡大図である。

符号の説明

１ フロアパネル、１ａ 下面
２ フロアトンネル
３ クロスメンバ、３ａ 孔
６ パイプ（部品）
８ 端板（第３の部材）
９ ガイド部材
１１ 前側部材（第１の部材）
１２ 後側部材（第２の部材）
１１ａ・１２ａ 底壁部分（壁を形成する部分）

Claims (3)

1. フロアパネル（１）の下面（１ａ）にて車幅方向に延在しかつ当該下面（１ａ）と共に閉断面を形成するクロスメンバ（３）が設けられた車両のフロア構造であって、
   前記クロスメンバ（３）の車両前側及び後側の各壁に、部品（６）を貫通させるための孔（３ａ）をそれぞれ設け、
   前記クロスメンバ（３）が、前記車両前後方向について少なくとも２分割された第１の部材（１１）及び第２の部材（１２）とを有し、
   前記第１の部材（１１）及び前記第２の部材（１２）における前記クロスメンバ（３）の前記フロアパネル（１）に対して相反する側の壁を形成する部分（１１ａ・１１ｂ）が重なり合って結合されていることを特徴とする車両のフロア構造。
2. 前記フロアパネル（１）が車幅方向中央部にて車両前後方向に延在するフロアトンネル（２）を有し、
   前記クロスメンバ（３）が、前記フロアトンネル（２）を横切る部分において当該部分を埋めるように形成された第３の部材（８）を有することを特徴とする請求項１に記載の車両のフロア構造。
3. 前記クロスメンバ（３）の前記各孔（３ａ）間に前記部品（６）を通す時のガイドとなるガイド部材（９）が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両のフロア構造。

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