JP4621982B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体下部構造に関し、特に、シートの支持剛性を高めるための車体下部構造に関する。

シートは基本的に、車室内の床部をなすフロアパネル上に取り付けられる。しかし、シートの支持剛性を確保するため、とりわけ、車両衝突時におけるシートの保持力を確保するためには、単にフロアパネル上に取り付けるだけでは不足する場合が多い。そこで、フロアパネルに対してその下方に接合される車体の骨格部材の強度を利用してシートを強固に支持することが通常行われている。

たとえば、シート取付部を、骨格部材であるクロスメンバの上方に配置し、フロアパネルを介してシート取付部をクロスメンバに対しボルトで締結固定する手段がよくとられる。こうすることで、クロスメンバの強度を利用してシートの支持剛性を確保することができる。

しかし、クロスメンバの車両前後方向における位置は、車両全体の剛性や、ガソリンタンク、動力駆動系といった部品のレイアウトなどを総合的に考慮して決められるものであり、クロスメンバが必ずしもシート取付部の直下方に首尾よく位置するとは限らない。

これに対し、特開２００４−１６８２３５号公報（特許文献１）は、シート取付部である後部シートレッグとそれより後方に位置するクロスメンバとの間にブラケットを介在させる構造を開示している。

特開２００４−１６８２３５号公報

上記のとおり、車体下部構造として、クロスメンバがシート取付部の直下方に位置させることができない構造をとることは十分に考えられる。したがって、このような構造においてシートの支持剛性をさらに向上させることは、自動車のレイアウト自由度を高める上での要請である。

上記の特許文献１に記載された発明は、ブラケットの構造を工夫して、シート取付部よりも後方に位置しているクロスメンバの強度を利用できるよい発明である。しかし逆にいうと、特許文献１に開示されたブラケットは、クロスメンバの強度を利用するためのものでしかなく、その他の部材の強度をさらに利用することについては言及していない。この点で、シートの支持剛性をより一層向上させる余地は残されているといえる。

本発明は、この観点からの車体下部構造の改良である。すなわち本発明の目的は、クロスメンバがシート固定部の下方に位置させることができない場合において、骨格部材の強度をより積極的に利用してシートの支持剛性をさらに向上させることである。

本発明の一側面は、フロアパネルと、前記フロアパネルの下方に接合される車体の骨格部材と、前記フロアパネルと前記骨格部材との間に介在されシート取付部を補強するシート補強部材とを備える車体下部構造に係り、車体前後方向に延びる左右一対のボデーサイドフレームと、前記一対のボデーサイドフレーム間に橋渡される第１のクロスメンバと、前記第１のクロスメンバの後方に所定の間隔をおいて前記一対のボデーサイドフレーム間に橋渡される第２のクロスメンバと、車幅方向の中央部付近で車体前後方向に延びるとともに前記第１のクロスメンバに接続されるフロアセンタメンバとを備え、前記フロアセンタメンバの後端が前記第２のクロスメンバに接合され、前記フロアセンタメンバは、正面視の断面形状が凹状に形成されており、前記シート補強部材は、前記第１のクロスメンバとその後方の前記フロアセンタメンバとに跨って取り付けられ、前記シート補強部材の後端に、前記フロアセンタメンバの凹部内に延出して接合される延出部を有することを特徴とする。

この構成によれば、シート補強部材が、クロスメンバとフロアセンタメンバとに跨って取り付けられるので、シート取付部の位置とクロスメンバの位置とが車体前後方向において一致しない場合であっても、シートの支持剛性を向上させることができる。
また、上記構成によれば、前記シート補強部材は前記第１のクロスメンバとその後方の前記フロアセンタメンバとに跨って取り付けられる構造であり、前記第１のクロスメンバの後方に所定の間隔をおいて前記一対のボデーサイドフレーム間に橋渡される第２のクロスメンバをさらに備え、前記フロアセンタメンバの後端が前記第２のクロスメンバに接合されているので、シートの支持剛性をさらに高めることができる。たとえば、車両が前方衝突等を起こした際には、シートには前方方向に大きな荷重が作用することになるが、シート補強部材が取り付けられているフロアセンタメンバの後端は第２のクロスメンバに接合されているので、そのような場合にもシートを強固に支持することができる。
また、上記構成によれば、前記フロアセンタメンバは、正面視の断面形状が凹状に形成され、前記補強部材の後端に、前記フロアセンタメンバの凹部内に延出して接合される延出部を有するので、フロアセンタメンバの正面視の断面形状を凹状に形成したことにより得られる曲げに対する強度を利用して、シートの支持剛性を向上させることができる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記延出部は、後方下方に傾斜されて前記フロアセンタメンバの凹部内に延出する傾斜部を有し、該傾斜部の両端に後方に延びる折曲部が設けられ、この折曲部が前記フロアセンタメンバの凹部の側壁部と接合されることが好ましい。

この構成によれば、衝突時の引っ張り方向に合わせて延出部が形成され、その両端に設けられた折曲部とフロアセンタメンバの凹部の側壁部とが接合されるので、衝突時におけるシートの支持剛性を向上させることができる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記シート補強部材は、前記後端から前記傾斜部にかけて形成されたビードを有することが好ましい。

この構成によれば、シート補強部材の後端と延出部との境界付近の曲げ剛性を高めることができる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記第１のクロスメンバは、側面視の断面形状が逆ハット状に形成され、前記シート補強部材は、前記第１のクロスメンバの前後端のフランジ部に橋渡されて、それぞれのフランジ部で接合されることが好ましい。

この構成によれば、シート補強部材は、クロスメンバの前後端のフランジ部のそれぞれに接合されるので、クロスメンバの剛性を利用して、シートの支持剛性をさらに高めることができる。

本発明によれば、クロスメンバがシート取付部の下方に位置させることができない場合において、骨格部材の強度をより積極的に利用してシートの支持剛性をさらに向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決手段として必須のものであるとは限らない。

まず、図１〜３を参照して、本実施形態における車体下部構造の概略を説明する。図１は、本実施形態における車体下部構造を示す平面図であり、説明の便宜上、右前座席（運転席）シート５０を取り付けた状態を示している。図２は、本実施形態における車体下部構造を左前方から見た斜視図で、運転席シート５０周りの要部を示している。また、図３は、図１と同様の平面図であるが、運転席シート５０のシート本体を取り外した状態を示している。運転席シート５０をはじめ、図示を省略したその他のシートは、基本的に、車室内の床部をなすフロアパネル１上に設置されることになる。ただし、これらの図では、フロアパネル１の下方に接合される車体の骨格部材を明瞭に示すために、フロアパネル１は透過表示としていることに留意されたい。フロアパネル１とその他の部材との上下方向における位置関係については断面図を用いて明らかにする。

本実施形態における車体下部構造は、その骨格部材として、車体前後方向に延びる左右一対のボデーサイドフレーム２，２を備えるとともに、この左右一対のボデーサイドフレーム２，２間には、車幅方向に横断する５本のクロスメンバ３，４，５，６，７が所定の間隔をおいて橋渡されており、これによりラダー型フレームが構成されている。これら５本のクロスメンバ３，４，５，６，７については、それぞれ車体前方側から順に、第１，第２，第３，第４，第５クロスメンバと称する。第２〜第５クロスメンバ４〜７はそれぞれ、ボデーサイドフレーム２，２にて終端処理されている。一方、第１クロスメンバ３はさらに、サイドシル８，８にも連結されている。

図２を見るとよく分かるように、第１，第２，第３クロスメンバ３，４，５はそれぞれ、車幅方向の略中央位置で上方に向かって凸状に隆起しており、これにより車体前後方向に延びるフロアトンネル９が形成されている。このフロアトンネル９の下方には図示しないドライブシャフトが配置されることになる。

このフロアトンネル９の両側において、第１クロスメンバ３からフロアトンネル９に沿って車体前方に延びる左右一対の第１フロアセンタメンバ１０ａ，１０ａが設けられる。図１に示されるように、この第１フロアセンタメンバ１０ａ，１０ａの前端部はそれぞれ、車体外方に曲げられてボデーサイドフレーム２，２に接合される。また、フロアトンネル９の両側において、一端が第２クロスメンバ４に接合され、他端が第３クロスメンバ５に接合される左右一対の第２フロアセンタメンバ１０ｂ，１０ｂが設けられる。さらに、フロアトンネル９の両側において、一端が第４クロスメンバ６に接合され、他端が第５クロスメンバ７に接合される左右一対の第３フロアセンタメンバ１０ｃ，１０ｃも設けられる。このように本実施形態における車体下部構造は、フロアトンネル９の両側部、すなわち、車幅方向の中央部付近で、前後方向に延びる３種のフロアセンタメンバを備える。

なお、これらのフロアセンタメンバは、フロアトンネル９の両側部に沿うように設けられ、フロアトンネル９を補強する機能を有することから、トンネルサイドメンバともよばれるものである。ただし本明細書では、ボデーサイドフレームが車幅方向の端部側に設けられるのに対し、中央部付近に設けられる点に着目して、フロアセンタメンバとよぶことにする。

本実施形態の車体下部をなす骨格構造は概ね上記のようなものである。なお本実施形態では、上記した、ボデーサイドフレーム２、第１〜第５クロスメンバ３〜７、第１〜第３フロアセンタメンバ１０ａ〜１０ｃはそれぞれ、概略長方形状の板状部材を、その短手方向の断面が逆ハット状になるように折り曲げた部材であるとする。したがって、第１〜第５クロスメンバ３〜７はそれぞれ、側面視の断面形状が逆ハット状に形成され、そのハットの前端および後端に形成されるフランジ部は各部接続のために使用される。一方、ボデーサイドフレーム２および第１〜第３フロアセンタメンバ１０ａ〜１０ｃはそれぞれ、正面視の断面形状が少なくとも凹状に形成されていればよいが、本実施形態ではクロスメンバと同様、フランジ部を備えるように逆ハット状に形成される。この場合のフランジ部はそのハットの左端および右端に形成されることになる。かかる断面形状については後ほど、断面図を用いて明らかにする。

さて、図１、図２に示されるように、たとえば運転席シート（以下、単に「シート」という。）５０は、右ボデーサイドフレーム２の上方で、かつ、第１クロスメンバ３と第２クロスメンバ４との間の位置に配置される。以下、このシート５０の具体的な取付構造について、図４の分解斜視図をさらに参照に加えて説明する。なお、この図４においてもフロアパネル１が省略されていることに留意されたい。

図３および図４において、１１はシート本体を載置するベース部であり、公知のシートレール１２，１２が左右端に設けられているとともに、四隅にはそれぞれ、シート取付部としてのシートレッグ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが形成されている。

第１クロスメンバ３の、右ボデーサイドフレーム２と右サイドシル８との間の位置、および、第１フロアセンタメンバ１０ａが接合される位置にはそれぞれ、第１クロスメンバ３の前後端のフランジ部に橋渡される前方ブラケット１５ａおよび１５ｂが、たとえばスポット溶接により取り付けられる。そしてそこに、フロアパネル１を介して、右前シートレッグ１３ａおよび左前シートレッグ１３ｂがボルト１４，１４によりそれぞれ締結固定される。このように、前側のシートレッグ１３ａおよび１３ｂは、フロアパネル１および第１クロスメンバ３に直接、締結固定されるので、この部分については十分に高い支持剛性が得られる。

同様に、後側のシートレッグ１３ｃおよび１３ｄも、フロアパネル１および第２クロスメンバ４に直接、締結固定することができれば、この部分についても十分に高い支持剛性を得ることができる。しかし本実施形態では、第１クロスメンバ３と第２クロスメンバ４との間隔が、シートレール１２の車体前後方向の長さよりも短く設定されている。このため、後側のシートレッグ１３ｃおよび１３ｄは第２クロスメンバ４よりも後方に位置することになり、直接には、第２クロスメンバ４に締結固定することはできない状況である。

そこで、本実施形態では、右後シートレッグ１３ｃについては、右サイドシル８の、センタピラーを立設するために車室内側に膨出している膨出部８ａの上面にボルト１４で締結固定する。他方、左後シートレッグ１３ｄは、前方ブラケット１５ａおよび１５ｂとは機能の異なる後方ブラケット１６に締結固定する。この後方ブラケット１６は、フロアパネル１と骨格部材との間に介在され、左後シートレッグ１３ｄの支持を補強するシート補強部材としての役割を果たすものであるが、その重要な特徴は、クロスメンバ（本実施形態では、第２クロスメンバ４）とフロアセンタメンバ（本実施形態では、第２フロアセンタメンバ１０ｂ）とに跨って取り付けられる点にある。このような後方ブラケット１６を介在させることによって、第２クロスメンバ４のみならず第２フロアセンタメンバ１０ｂの強度をも利用することができ、本実施形態の如くシートレッグ１３ｃ、１３ｄと第２クロスメンバ４とが車体前後方向において合致しない場合であっても、シートの支持剛性を向上させることが可能になる。

しかも、本実施形態では、第２フロアセンタメンバ１０ｂの後端は第３クロスメンバ５に接合されており、このこともシートの支持剛性を高めることに寄与している。たとえば、車両が前方衝突等を起こした際には、シートには前方方向に大きな荷重が作用することになる。これに対し、後方ブラケット１６が取り付けられる第２フロアセンタメンバ１０ｂの後端は第３クロスメンバ５に接合されているので、そのような場合にもシートを強固に支持することができる。

図５〜７を参照して、後方ブラケット１６の具体的な構成およびその取り付け態様を説明する。図５は後方ブラケット１６の斜視図、図６は後方ブラケットの側面図、図７は後方ブラケット１６の第２クロスメンバ４および第２フロアセンタメンバ１０ｂへの取り付け態様を示す斜視図である。

これらの図において、後方ブラケット１６の前端部１７は、第２クロスメンバ４の前端に形成されたフランジ４ａとの接合部、後方ブラケット１６の後端部における領域１８は、第２クロスメンバ４の後端に形成されたフランジ４ｂとの接合部となる。したがって、この後方ブラケット１６の前端側の接合部１７と後端側の接合部１８との間の中間領域２３は、第２クロスメンバ４の前後端のフランジ４ａ−４ｂ間に橋渡される天板となる領域である。この天板領域２３については、その曲げ剛性を高めるべく、図示のようなビード２４を形成することが好ましいであろう。なお、後方ブラケット１６の前端側の接合部１７と後端側の接合部１８は、たとえばスポット溶接により、それぞれフランジ４ａおよび４ｂにフロアパネル１と共に接合される。本実施形態ではこのように、後方ブラケット１６は第２クロスメンバ４の前後端のフランジ４ａおよび４ｂのそれぞれに接合されるので、この第２クロスメンバ４の剛性を利用して、シートの支持剛性を高めることに成功している。

後方ブラケット１６の後端側の接合部１８の後方には図４に示したボルト１４が挿通するボルト孔１９が形成される。このボルト孔１９の裏側には、図６に示すように、ウエルトナット１９ａが設けられている。そしてこのボルト穴１９に、フロアパネル１を介して、左後シートレッグ１３ｄがボルト１４により締結固定されることになる（後述の図９，１０を参照。）。また、このボルト孔１９の左右端部はそれぞれ、第２フロアセンタメンバ１０ｂに形成された左右のフランジに、フロアパネル１と共に接合される。

後方ブラケット１６の後端にはさらに、第２フロアセンタメンバ１０ｂの凹部内に延出して接合される延出部２０が形成されている。本実施形態における延出部２０は、図示のように後方下方に傾斜されることで第２フロアセンタメンバ１０ｂの凹部内に延出されている。また、その延出部２０の両端には、後方に延びる折曲部２１，２１が設けられている。そして、この折曲部２１，２１がそれぞれ、第２フロアセンタメンバ１０ｂの凹部の側壁部２５，２６に、たとえばスポット溶接により接合される。折曲部２１，２１は、前面衝突時の引っ張り方向に合わせて形成されたものであり、この部分が第２フロアセンタメンバ１０ｂの凹部の側壁部２５，２６に接合されるので、前面衝突にも対抗できる高いシートの支持剛性を確保することができる。

また、後方ブラケット１６には、その後端から延出部２０の傾斜部に亘り、ビード２２が形成されている。このビード２２によって、後方ブラケット１６の後端と延出部２０との境界付近の曲げ剛性を高めることができる。

次に、本実施形態における車体下部構造について、図８〜図１０の断面図を参照して、フロアパネル１の位置関係を含めて説明する。

図８は、図３のＡ−Ａ断面図であり、右前シートレッグ１３ａと右後シートレッグ１３ｃとを結ぶ線に沿う断面構造を示している。この図８によれば、右前シートレッグ１３ａの下方に位置する第１クロスメンバ３の側面視の断面形状が逆ハット状に形成されており、また、前方ブラケット１５ａが、閉断面を形成するように第１クロスメンバ３の前後端のフランジに橋渡されている様子が明瞭に理解されよう。そして、この前方ブラケット１５ａの上面にフロアパネル１が敷設され、右前シートレッグ１３ａは、前方ブラケット１５ａと、フロアパネル１と共に、ボルト１４によって締結固定される。一方、右後シートレッグ１３ｃは、フロアパネル１と、サイドシル８の膨出部８ａの構成部材と共に、ボルト１４によって締結固定される。

図９は、図３のＢ−Ｂ断面図であり、左前シートレッグ１３ｂと左後シートレッグ１３ｄとを結ぶ線に沿う断面構造を示している。この図９には、左後シートレッグ１３ｄよりも前方下方に位置している第２クロスメンバ４の側面視の断面形状が逆ハット状に形成されている点、および、後方ブラケット１６が、閉断面を形成するように第２クロスメンバ４の前後端のフランジ４ａおよび４ｂに橋渡されている点が明瞭に表れている。

図１０は、図３のＣ−Ｃ断面図であり、第２クロスメンバ４直後の、左後シートレッグ１３ｄと右後シートレッグ１３ｃとを結ぶ線に沿う断面構造を示している。この図１０によれば、後方ブラケット１６が取り付けられる第２フロアセンタメンバ１０ｂの断面形状が凹状（図示の例では、逆ハット状）に形成され、後方ブラケット１６が、閉断面を形成するようにこの第２フロアセンタメンバ１０ｂの両端のフランジ間に橋渡されていることが理解されよう。

以上の実施形態では、代表的に運転席シートに係る構造について説明したが、他のシート、たとえば左前席（助手席）シートにもまったく同様な構成を適用できることはいうまでもない。この点については、たとえば図１〜３において、助手席シート用の後方ブラケット１６を図示しており、運転席シート５０側と同様の構成であるから、説明を省略したにすぎない。

本発明の実施形態における車体下部構造を示す平面図である。 本発明の実施形態における車体下部構造を左前方から見た斜視図である。 本発明の実施形態における車体下部構造を示す平面図であって、運転席シートのシート本体を取り外した状態を示す図である。 本発明の実施形態における車体下部構造の要部の分解斜視図である。 本発明の実施形態における後方ブラケットの斜視図である。 本発明の実施形態における後方ブラケットの側面図である。 本発明の実施形態における後方ブラケットの取り付け態様を示す斜視図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１：フロアパネル
２：ボデーサイドフレーム
３〜７：第１〜第５クロスメンバ
８：サイドシル
９：フロアトンネル
１０ａ：第１フロアセンタメンバ
１０ｂ：第２フロアセンタメンバ
１０ｃ：第３フロアセンタメンバ
１１：シートのベース部
１２：シートレール
１３ａ〜１３ｄ：シートレッグ
１５ａ、１５ｂ：前方ブラケット
１６：後方ブラケット

Claims (4)

1. フロアパネルと、前記フロアパネルの下方に接合される車体の骨格部材と、前記フロアパネルと前記骨格部材との間に介在されシート取付部を補強するシート補強部材と、を備える車体下部構造であって、
   車体前後方向に延びる左右一対のボデーサイドフレームと、
   前記一対のボデーサイドフレーム間に橋渡される第１のクロスメンバと、
   前記第１のクロスメンバの後方に所定の間隔をおいて前記一対のボデーサイドフレーム間に橋渡される第２のクロスメンバと、
   車幅方向の中央部付近で車体前後方向に延びるとともに前記第１のクロスメンバに接続されるフロアセンタメンバと、
   を備え、
   前記フロアセンタメンバの後端が前記第２のクロスメンバに接合され、
   前記フロアセンタメンバは、正面視の断面形状が凹状に形成されており、
   前記シート補強部材は、前記第１のクロスメンバとその後方の前記フロアセンタメンバとに跨って取り付けられ、前記シート補強部材の後端に、前記フロアセンタメンバの凹部内に延出して接合される延出部を有することを特徴とする車体下部構造。
2. 前記延出部は、後方下方に傾斜されて前記フロアセンタメンバの凹部内に延出する傾斜部を有し、該傾斜部の両端に後方に延びる折曲部が設けられ、この折曲部が前記フロアセンタメンバの凹部の側壁部と接合されることを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
3. 前記シート補強部材は、前記後端から前記傾斜部にかけて形成されたビードを有することを特徴とする請求項２に記載の車体下部構造。
4. 前記第１のクロスメンバは、側面視の断面形状が逆ハット状に形成され、
   前記シート補強部材は、前記第１のクロスメンバの前後端のフランジ部に橋渡されて、それぞれのフランジ部で接合されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車体下部構造。

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