JP4844065B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体構造に関する。

自動車には、車体の剛性を高めるために、車室の床面を構成するフロアパネルに、閉断面を形成するフロアサイドメンバが車両の前後方向に沿って延設された車体構造を有するものがある。このものでは、フロアサイドメンバが、フロアパネルから見て車室側すなわちフロアパネルの上側に設けられているものがある（例えば、特許文献１参照。）。

このような車体構造では、フロアパネルが車室の床面を構成することから、フロアサイドメンバがフロアパネルから車室側に向けて突出していると車室の床面に段差が生じてしまう。そこで、フロアパネル上のフロアサイドメンバが延設されていない個所にフロアサイドメンバと同じ高さ寸法のスペイサを設け、スペイサの上面およびフロアサイドメンバの上面で車室の床面を構成し、フロアサイドメンバによる段差が床面に生じることを防止することが考えられている。

ところが、フロアサイドメンバによる段差をなくすためにスペイサを設けることは、例えば、部品点数および組み付け工数の増加を招き、自動車の製造コスト等の上昇を招く。このため、フロアサイドメンバをフロアパネルの下側に延設することが考えられている（例えば、特許文献２参照。）。このものでは、フロアサイドメンバがフロアパネルから車室側に向けて突出されていないので、スペイサを用いることなく車室の床面にフロアサイドメンバによる段差が生じることを防止することができる。
実開平４−４２４７８号公報（第１−２頁、第１図） 特開２００２−４６６５３号公報（第２−６頁、第１図）

しかしながら、フロアパネルの下方にフロアサイドメンバを延設する車体構成においては、フロアサイドメンバを補強するための部材を最も効果的な位置に延設することが困難である。これは、フロアパネルの下方の空間は、車高の確保および種々の配管が配置される等の観点から、利用可能な範囲がフロアパネルの上方に比較して大幅に制限されていることによる。このため、所望の補強効果を得るために、効率が低減する位置であっても補強部材を配置してフロアサイドメンバを補強しなければならない場合があり、補強部材を最も効果的な位置に配置することと比較して、補強部材の重量および大きさ等の増加を招いてしまう。

そこで、本発明の目的は、フロアパネルの車室側にフロアサイドメンバを延設しても、スペイサを用いることなく車室の床面にフロアサイドメンバによる段差が生じることを抑制することができ、かつフロアサイドメンバを補強する部材を効果的な位置に配置することが可能な車体構造を提供することにある。

上記した課題を解決するために、本発明に係る車体構造は、車室の床面を構成するフロアパネルに車室の外方に向けて突出しかつ車両の前後方向に沿って延在する溝部を設け、この溝部の内方に、閉断面を形成するフロアサイドメンバを収容することを特徴とする。

本発明に係る車体構造によれば、フロアパネルの車室側に延設されるフロアサイドメンバは、フロアパネルに形成された溝部の内方に収容されているので、フロアパネルから車室側に突出することを抑制することができる。このため、スペイサを用いることなく、車室の床面にフロアサイドメンバによる段差が生じることを抑制することができる。また、フロアサイドメンバは、フロアパネルから見て車室側に延設されていることから、補強部材を効果的な位置に配置することができる。

本発明を図１ないし図９に示した実施例に沿って詳細に説明する。

図１は、本発明に係る車体構造が採用された車両１０を模式的に示す部分斜視図であり、図２は、図１のＩ−Ｉ線に沿って得られた部分的な斜視図である。なお、各図には、車両１０の幅方向の左側を示す矢印Ｌおよび右側を示す矢印Ｒと、車両１０の高さ方向を示す矢印Ｈと、車両１０の前後方向を示す矢印Ｆとが記載されている。以下上記各方向に合わせて説明する。

車両１０は、その下部にフロアパネル１１を備える。フロアパネル１１は、全体に略平板状を呈する板部材からなり、平坦部１２とダッシュロアパネル部１３（図２参照。）とフロアトンネル部１４とを有する。ダッシュロアパネル部１３は、図２に示すように、フロアパネル１１の前方側に位置し、平坦部１２から湾曲し上方に向けて立ち上がっている。フロアトンネル部１４は、車幅方向の中央位置で平坦部１２から上方へ向けて突出しかつ前後方向に沿って延在している。

フロアパネル１１の上側には、一対のフロアサイドメンバ１５、１５が設けられている。各フロアサイドメンバ１５、１５は、断面が略コ字状（図６参照。）に形成された長尺の板部材であり、フロアトンネル部１４を中心とする線対称の位置で前後方向に沿って延設されている。各フロアサイドメンバ１５、１５は、フロアパネル１１と協働して閉断面を形成しており（図６参照。）、車両１０の剛性、特に前後方向の荷重に対する車両１０の剛性を高めている。各フロアサイドメンバ１５、１５には、フロアパネル１１への接合のためのフロアフランジ部１６が設けられており（図６参照。）、フロアフランジ部１６は、各フロアサイドメンバ１５、１５のコ字状断面の両下端から外方（車幅方向）へ向けて突出しその両下端に沿って延在している。

本実施例の各フロアサイドメンバ１５、１５では、コ字状の断面が前端部１７および後端部１８で暫時的に変化している。前端部１７は、図３に示すように、前端フランジ部分１９と前端傾斜面部分２０とを有する。前端フランジ部分１９は、各フロアサイドメンバ１５、１５の前端から突出する板状部分であり、フロアパネル１１のダッシュロアパネル部１３への接合個所となる。前端傾斜面部分２０は、ダッシュロアパネル部１３の湾曲よりも緩やかな傾斜で上方に向かう傾斜面であり、ダッシュロアパネル部１３と協働して形成する断面の面積を前端フランジ部分１９に向けて徐々に減少させている。

後端部１８は、後端フランジ部分２１と後端傾斜面部分２２とを有する。後端フランジ部分２１は、各フロアサイドメンバ１５、１５の後端から突出しており、フロアパネル１１への接合個所となる。後端傾斜面部分２２は、緩やかな傾斜で下方に向かう傾斜面であり、フロアパネル１１と協働して形成する断面の面積を後端フランジ部分２１に向けて徐々に減少させている。

フロアパネル１１の上側には、一対のクロスメンバ２３、２３が設けられている（図２参照。）。各クロスメンバ２３、２３は、前壁部２４と後壁部２５と上壁部２６とを有する長尺の板部材である。前壁部２４は、高さ方向に沿って立ち上がりかつ車幅方向に沿って延在している。後壁部２５は、前壁部２４よりも後方位置で前壁部２４に対向して延在している。上壁部２６は、前壁部２４の上端および後壁部２５の上端を掛け渡している。このように、各クロスメンバ２３、２３は、車幅方向に沿う断面が略コ字状を呈しており、フロアパネル１１と協働して閉断面を形成する。各クロスメンバ２３、２３は、フロアトンネル部１４を中心とした線対称な位置でかつ同一直線上に位置するように、車幅方向に沿って延設される（図２参照。）。各クロスメンバ２３、２３は、車両１０の剛性、特に車幅方向の荷重に対する車両１０の剛性を高めている。

各クロスメンバ２３、２３には、図２に示すように、前縁フランジ部分２７と後縁フランジ部分２８と内側端フランジ部２９とが設けられている。前縁フランジ部分２７は、前壁部２４の下方で前壁部２４に沿って延在し、前方へ向けて突出する板状部分であり、フロアパネル１１への接合個所となる。後縁フランジ部分２８は、後壁部２５の下方で後壁部２５に沿って延在し、後方へ向けて突出する板状部分であり、フロアパネル１１への接合個所となる。内側端フランジ部２９は、車幅方向に延在する各クロスメンバ２３、２３のフロアトンネル部１４側の端部で前壁部２４、後壁部２５および上壁部２６からフロアトンネル部１４に沿って立ち上がる板状部分であり、フロアトンネル部１４への接合個所となる。また、図示はしないが、各クロスメンバ２３、２３には、外側端フランジ部が設けられており、車幅方向に位置するフロアパネル１１の両端に設けられるサイドシル４０（図１参照。）への接合個所となる。

各クロスメンバ２３、２３には、その前壁部２４に接合凹所３０が設けられている。接合凹所３０は、図３に示すように、前壁部２４を下端側から切り欠いて形成されており、フロアサイドメンバ１５の後端部１８の受け入れを許す。接合凹所３０には、後端部１８への接合個所となる凹所フランジ部分３１が設けられている。

さらに、フロアパネル１１には、フロントサイドメンバ３２が設けられている。フロントサイドメンバ３２は、フロアパネル１１のダッシュロアパネル部１３から前方へ向けてフロアサイドメンバ１５と同一直線上に位置するようにフロアパネル１１に取り付けられている。各フロントサイドメンバ３２、３２は、閉断面構造を有する筒状部材であり、上端がダッシュロアパネル部１３に接合され、下端がフロアパネル１１の下方位置に接合されている。各フロントサイドメンバ３２、３２は、車両１０の剛性、特に前後方向の荷重に対する車両１０の剛性を高めている。

本発明に係る車体構造では、図２に示すように、フロアパネル１１に一対の溝部３３、３３が設けられ、該溝部３３、３３に各フロアサイドメンバ１５、１５が収容されている。両溝部３３、３３は、フロアトンネル部１４を中心とした線対称であること以外は等しい構成であるので、車両１０の左側の溝部３３について説明し、右側の溝部３３の説明は省略する。

溝部３３は、図４に示すように、フロアパネル１１の平坦部１２から下方へ突出しかつ前後方向に沿って延在する長尺の凹所であり、ダッシュロアパネル部１３の下部からフロアパネル１１の後端へ向けて延在している。溝部３３は、フロアパネル１１の平坦部１２に平行な底面部分３４と、底面部分３４および平坦部１２を繋ぐ両縁部分３５とを有する。本実施例では、両縁部分３５は、急激な形状変化による応力集中を回避するために斜面とされている。

溝部３３は、フロアサイドメンバ１５の高さ寸法に略等しい深さ寸法に形成されており、底面部分３４が、両フロアフランジ部１６を含むフロアサイドメンバ１５の幅寸法を受け入れ可能な幅寸法に形成されている（図６参照。）。なお、溝部３３の深さ寸法は、１５ｍｍ程度であることが望ましい。底面部分３４は、前方へ向かうにつれてダッシュロアパネル部１３に暫時的に接近しており、この接近に伴って両縁部分３５の高さ寸法が暫減している。このように、溝部３３は、ダッシュロアパネル部１３では後方に向かうにつれて深さ寸法が漸増し、平坦部１２では深さ寸法が一定に保たれている。

図５に示すように、この溝部３３にフロアサイドメンバ１５が収容されている。この収容状態で、フロアサイドメンバ１５の前端部１７の前端フランジ部分１９がダッシュロアパネル部１３に接合され、フロアサイドメンバ１５のフロアフランジ部１６がフロアパネル１１の溝部３３の底面部分３４に接合される。溝部３３の深さ寸法はフロアサイドメンバ１５の高さ寸法に等しくされているので、フロアサイドメンバ１５の上面１５ａがフロアパネル１１の平坦部１２と同一平面を構成している（図６参照。）。

図２に示すように、本発明に係る車体構造では、各溝部３３、３３に各フロアサイドメンバ１５、１５が収容された状態のフロアパネル１１に各クロスメンバ２３、２３が延設される。このため、各クロスメンバ２３、２３には、突起部３６が形成されている。突起部３６は、前壁部２４と後壁部２５とに設けられており、それぞれが溝部３３に嵌合可能な矩形状を呈している。この前壁部２４の突起部３６に、前述した接合凹所３０が形成されており、前壁部２４の前縁フランジ部分２７および後壁部２５の後縁フランジ部分２８は、前壁部２４および後壁部２５の各突起部３６、３６の縁部に沿う形状とされている。

各クロスメンバ２３、２３は、各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８を跨ぐ位置で、各溝部３３、３３に各突起部３６、３６を嵌合させ、前壁部２４の突起部３６の接合凹所３０に各フロアサイドメンバ１５、１５を嵌合させ、かつ各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８の後端フランジ部分２１の上に後壁部２５の後縁フランジ部分２８を重ねた状態で車幅方向に沿ってフロアパネル１１に配置される。各クロスメンバ２３、２３は、この状態で、前縁フランジ部分２７および後縁フランジ部分２８がフロアパネル１１の平坦部１２に接合され、接合凹所３０の凹所フランジ部分３１が各フロアサイドメンバ１５、１５の上面１５ａに接合され、内側端フランジ部２９がフロアトンネル部１４に接合される。さらに、各クロスメンバ２３、２３の後縁フランジ部分２８と、各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８の後端フランジ部分２１とは、上下方向で３枚打ちされてフロアパネル１１に接合されている（図３参照。）。

このように、本発明に係る車体構造では、各フロアサイドメンバ１５、１５の上面１５ａがフロアパネル１１の平坦部１２と同一平面を構成し、各クロスメンバ２３、２３が各フロアサイドメンバ１５、１５およびフロアパネル１１との間に隙間を生じさせることなく接合されている。このため、図６に二点鎖線で示すように、カーペット３７をフロアパネル１１の平坦部１２上に敷くと、各フロアサイドメンバ１５、１５が延設されている個所では、その上面１５ａが平坦部１２と同一平面上でカーペット３７を支えることとなるので、スペイサを用いることなく車室３８の床面３９を平坦なものとすることができる。

また、本発明の車体構造では、以下のような効果を得ることができる。

（１）各フロアサイドメンバ１５、１５が、フロアパネル１１の上方すなわちフロアパネル１１の車室３８側に延設されているので、補強部材を設ける必要が生じた場合であっても、効果的な位置に補強部材を配置することが可能である。このことは、次のような場合に効果的である。フロアパネル１１は、そのダッシュロアパネル部１３が上方に向けて立ち上がる構成とされていることから、車両１０の前方からの荷重がフロントサイドメンバ３２に入力された場合、フロアパネル１１および各フロアサイドメンバ１５、１５では、車室３８側へ向かう曲げ方向への力（図３矢印Ａ参照。）が生じ、床面３９側に圧縮応力が発生する。この圧縮応力が発生する側に補強部材を設けるとき、車室３８側の空間を使うことができ、効果的な位置に補強部材を配置することができる。

（２）各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８が、各クロスメンバ２３、２３により形成される閉断面の内方に位置しているので、各クロスメンバ２３、２３の後壁部２５に接合凹所を形成する必要がなくなり、各クロスメンバ２３、２３の断面係数を大きくすることができる。このため、各クロスメンバ２３、２３の後壁部２５に接合凹所が形成された車体構造に比較して、車幅方向の強度が低下せず側面からの荷重に対する剛性が確保されているので、各クロスメンバ２３、２３の板厚を厚く設定したり補強部材を追加したりする必要が無くなり、製造コスト及び重量の増大を抑制することができる。

（３）各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８が、各クロスメンバ２３、２３の閉断面内に位置されるので、後端部１８およびその近傍のフロアパネル１１の剛性を各クロスメンバ２３、２３によって補うことができる。このため、例えば、前方から荷重が入力されたときに荷重が集中してフロアパネル１１が屈曲し易くなる虞が減少し、フロアパネル１１の板厚を厚く設定したり、補強部材の追加を行ったりする必要が無くなり、製造コストおよび重量の増大を抑制することができる。

（４）各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８では、その後端傾斜面部分２２により、各クロスメンバ２３、２３の前壁部２４からフロアパネル１１に接合される後端フランジ部分２１の間で断面積が徐々に減少されているので、各フロアサイドメンバ１５、１５に荷重集中が起こり難くなり、フロアパネル１１の剛性を高めることができる。

（５）各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８が、各クロスメンバ２３、２３の後壁部２５の下方位置まで延設されているので、前方から入力された荷重を広い範囲で受け止めることが出来る。

（６）各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８に形成された後端フランジ部分２１が、各クロスメンバ２３、２３に形成された後縁フランジ部分２８と共にフロアパネル１１に接合されているので、各クロスメンバ２３、２３の断面係数を低下させることなく、各フロアサイドメンバ１５、１５と、各クロスメンバ２３、２３との間の接合強度を向上させることができる。

（７）各フロアサイドメンバ１５、１５の後端フランジ部分２１が、各クロスメンバ２３、２３の後縁フランジ部分２８と共に上下方向に３枚打ちされ、かつ各フロアサイドメンバ１５、１５のフロアフランジ部１６と、各クロスメンバ２３、２３の前縁フランジ部分２７および後縁フランジ部分２８とが上下方向でフロアパネル１１に接合されている。このように、フロアパネル１１上で、各フロアサイドメンバ１５、１５と、各クロスメンバ２３、２３との間で方向を一致させて接合させることができるので、組み付け作業性を良好なものとすることが出来る。

（８）フロアパネル１１の下方へ突出する各溝部３３、３３は、車両１０の前後方向に沿って延在しているので、車両１０の空力性能の低下を招くことなく各フロアサイドメンバ１５、１５および各クロスメンバ２３、２３の閉断面積を確保することができ、車両１０の剛性を高めることができる。

（９）図２および図６に示すように、車幅方向で見て各溝部３３、３３の内側に配管４１を設けると、車両１０に側方から荷重が入力された場合、各溝部３３、３３および該溝部３３、３３に収容された各フロアサイドメンバ１５、１５で配管４１を保護することができる。このため、配管４１を保護するだけの部材、例えば配管カバー（図示せず。）を設ける必要がなくなり、製造コストおよび重量が増加することを防止することができる。

よって、本発明の車体構造では、フロアパネル１１の車室３８側にフロアサイドメンバ１５を延設しても、スペイサを用いることなく車室３８の床面３９にフロアサイドメンバ１５による段差が生じることを抑制することができ、かつフロアサイドメンバ１５を補強する部材を効果的な位置に配置することができる。

各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８は、上記した実施例の構成に限定されるものではない。図７ないし図９は、各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８の異なる構成の例を示す図３と同様の部分的な断面図である。

図７では、各フロアサイドメンバ１５、１５の後端部１８に設けられた後端フランジ部分２１´が、前後方向で見て各クロスメンバ２３、２３の閉断面内の中間位置で、フロアパネル１１に接合されている。また、後端傾斜面部分２２´は、上記した実施例の後端傾斜面部分２２よりも緩やかな角度の傾斜面とされている。このため、各クロスメンバ２３、２３の前壁部２４に設けられた接合凹所３０´の接合フランジ部分３１´は、後端傾斜面部分２２´の略中間位置に接合されている。これにより、接合凹所３０´の開口面積を上記した実施例の接合凹所３０の開口面積よりも小さくすることができるので、各クロスメンバ２３、２３が形成する断面を大きく設定することができかつ各クロスメンバ２３、２３の断面係数を大きくすることが可能であり、車幅方向からの荷重に対する車両１０の剛性を高めることができる。

また、図７のように、後端傾斜面部分２２´に接合凹所３０´の接合フランジ部分３１´を接合する構成であれば、各フロアサイドメンバ１５、１５を大きな断面積に設定した場合であっても、接合凹所３０´の開口面積を変化させることなく、各フロアサイドメンバ１５、１５の後端フランジ部分２１´を各クロスメンバ２３、２３の閉断面の内方でフロアパネル１１に接合させることができる。

さらに、図８に示すように、各フロアサイドメンバ１５、１５の後端フランジ部分２８´´を各クロスメンバ２３、２３の閉断面内の略中央位置でフロアパネル１１と当接し、かつ各クロスメンバ２３、２３の後壁部２５の後縁フランジ部分２８´´の下方まで延在するように形成し、後縁フランジ部分２８´´と共に上下方向で３枚打ちされてフロアパネル１１に接合される構成とすることができる。

図９に示すように、後端傾斜面部分２２´´´の中間位置に各クロスメンバ２３、２３の接合凹所３０´´´の接合フランジ部分３１´´´が接合され、後端フランジ部分２８´´´が各クロスメンバ２３、２３の後縁フランジ部分２８´´´と共に上下方向で３枚打ちされてフロアパネル１１に接合される構成とすることができる。図８および図９に示した構成であっても、図７の構成と同様の効果を得ることができる。

上記した実施例では、各溝部３３、３３の深さ寸法と、各フロアサイドメンバ１５、１５の厚さ寸法（車両１０の高さ方向の寸法。）とが等しく設定されていたが、各溝部３３、３３は、各フロアサイドメンバ１５、１５を収容できるものであればよく、上記した実施例に限定されるものではない。

本発明に係る車体構造を模式的に示す部分的な斜視図である。 図１のＩ−Ｉ線に沿って得られた部分的な斜視図である。 図２のII−II線に沿って得られた断面図である。 フロアパネルの溝部を示す図２と同様の斜視図である。 溝部にフロアサイドメンバが収容されたフロアパネルを示す図２と同様の斜視図である。 図２に示されたIII−III線に沿って得られた断面図である。 図３とは異なる例を示すフロアサイドメンバの後端部を部分的に拡大した断面図である。 図７と異なる例を示す図７と同様の断面図である。 図７および図８と異なる例を示す図７と同様の断面図である。

符号の説明

１０ 車両
１１ フロアパネル
１５ フロアサイドメンバ
１８ 後端部
２１ 後端フランジ部分
２２ 後端傾斜面部分
２３ クロスメンバ
２４ 前壁部
２５ 後壁部
２８ 後縁フランジ部分
３３ 溝部
３８ 車室
３９ 床面
４１ 配管

Claims (6)

1. 車室の床面を構成するフロアパネルの前記車室の内方に閉断面を形成する長尺なフロアサイドメンバが車両の前後方向に沿って延設される車体構造であって、
   前記フロアパネルには、前記床面を形成する平坦部と、該平坦部から前記車室の外方に向けて突出しかつ前記車両の前後方向に沿って延在する溝部と、が設けられ、
   前記フロアサイドメンバは、長尺方向に直交する断面がコ字状を呈し、
   前記フロアサイドメンバには、コ字状断面の両下端から前記車両の幅方向の外方へ向けて突出しつつ長尺方向に沿って延在するフロアフランジ部が設けられ、
   前記溝部には、前記両フロアフランジ部を含む前記フロアサイドメンバの幅寸法を受け入れ可能な幅寸法の底面部分が設けられ、
   前記フロアサイドメンバは、高さ寸法が前記溝部の深さ寸法と等しく設定され、前記両フロアフランジ部が前記底面部分に接合されて前記溝部の内方に収容された状態において上面で前記平坦部と同一平面を構成して平坦な前記床面を規定することを特徴とする車体構造。
2. 前記フロアパネルには、前記車室の外方でかつ前記車両の中心位置から見て前記溝部よりも内側に配管が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. 前記フロアパネルの上には、車幅方向に沿って延在する前壁部および該前壁部よりも前記車両の後方側で前記前壁部に沿って延在する後壁部を有し閉断面を構成するクロスメンバが延設され、前記フロアサイドメンバの後端部は、前記前壁部と前記後壁部との間で前記クロスメンバの閉断面内に位置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車体構造。
4. 前記フロアサイドメンバの前記後端部は、前記溝部の内方で前記フロアパネルに当接される後端フランジ部分と、該後端フランジ部分および前記クロスメンバの前記前壁部を繋ぐ傾斜面部分とを有することを特徴とする請求項３に記載の車体構造。
5. 前記クロスメンバの前記後壁部には、後縁フランジ部分が設けられ、前記フロアサイドメンバの前記後端部は、前記後壁部の下方位置まで延在し、前記後端部の前記後端フランジ部分は、前記後縁フランジ部分と共に前記フロアパネルに接合されていることを特徴とする請求項４に記載の車体構造。
6. 前記フロアサイドメンバの前記傾斜面部分は、前記車両の前後方向で見て前記クロスメンバの前記前壁部よりも前方まで延在していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の車体構造。

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