JP6923597B2 - 車両下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両下部構造に関する。

従来の車両下部構造は、フロアパネルと、フロアパネルの下側に配置されるバッテリと、フロアパネルのうち、バッテリの上方に開口形成されるフロア開口部とを備えている。そして、フロア開口部を介して、バッテリのメンテナンスが行われる（例えば特許文献１等参照）。

特開２０１６−６８６０３号

しかしながら、従来の車両下部構造では、車両の側方からの荷重入力によって、フロア開口部の周縁が変形すると、フロア下方に配置されたバッテリや燃料タンク等の部品に、変形したフロアパネルが干渉してしまう虞があった。
本発明は、フロア開口部の周縁の変形を制御してフロア下方に配置された部品への干渉を抑制する車両下部構造を提供することを目的とする。

本発明は、下側に部品が配置されたフロアパネルと、フロアパネルのうち、部品の上方位置に開口形成されるフロア開口部と、フロア開口部の車幅方向で側方に、車体前後に延び下方へ凹設される凹溝部と、凹溝部とフロア開口部との間に配置されてフロア開口部の周縁を車両前後方向に補強する高剛性部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、フロア開口部の周縁の変形を制御してフロア下方に配置された部品への干渉を抑制する車両下部構造が提供される。

本発明の実施形態における車両下部構造で、車室内のフロアカーペットを外してフロアパネル上面の構成を説明する斜視図である。 実施形態のフロアパネルを上方から見た平面図である。 車両下部構造で、図２中ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った位置での断面図である。 車両下部構造で、側方からの加重入力で変形した様子を説明するフロアパネルの断面図である。 車両下部構造で、図２中Ｖ−Ｖ線に沿った位置での断面図である。 車両下部構造で、図２中ＶＩ−ＶＩ線に沿った位置での断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。方向を説明する際には、特に示さない限り、基本的に運転者から見た前後，左右あるいは上下に基づいて説明する。また、「車幅方向」は「左右方向」と同義である。
まず、車両１のフロアパネル２周辺の構成について説明する。

図１は、本発明の実施形態の下部構造が適用される車両１で、車室内のフロアカーペットを外してフロアパネル２の上面を見た斜視図である。
フロアパネル２の左，右両側には、サイドシル３，３が設けられている。サイドシル３，３は、車両前後方向に延設されて車幅方向断面を略ロ字状の中空としている。そして、フロアパネル２の各測縁は、サイドシル３に接合されている。

また、フロアパネル２の下側の一部には、部品としての燃料タンク４が配置されている。燃料タンク４は、主に、燃料を貯留するタンク本体と、タンク本体の上部に装着されるポンプユニット６とを有して構成されている。このうち、ポンプユニット６は、タンク本体から燃料を汲上げて、燃料パイプを介してエンジンへ供給する。

フロアパネル２のうち、燃料タンク４の上方位置には、フロア開口部５が開口形成されている。フロア開口部５は、平面視略円形で略同径の円形の蓋体７により開閉可能となるように覆われている。
そして、フロア開口部５の位置に対応して、ポンプユニット６を動作させる各機器が配置されている。本実施形態のポンプユニット６は、フロア開口部５の周縁部５ａと車両上下方向でほぼ同じ高さ位置となるように配置されている（図３参照）。

このため、車室８内側からメンテナンスを行う際には、フロアカーペットおよび蓋体７を取外す。これにより、点検を行う者はフロア開口部５を介して直接、ポンプユニット６の点検およびポンプ等の機器の交換や修理が可能である。

また、フロアパネル２には、凹溝部１０が設けられている。凹溝部１０は、下方に略Ｖ字状に凹設されている（図３参照）。
本実施形態では、凹溝部１０は、フロア開口部５の車幅方向で側方に、車体前後に延びる直線部１１と、直線部１１と連続して、フロア開口部５の後側に廻込む曲線部１２とを有している。
このため、図２に示すように、本実施形態の凹溝部１０は、平面視で略逆Ｊ字状となり、フロア開口部５の周縁部５ａを囲んでいる。

また、凹溝部１０の直線部１１とフロア開口部５との間には、高剛性部１５が形成されている。高剛性部１５は、直線部１１とフロア開口部５との間で、上下方向からフロアパネル２に接合される長尺状のパッチ１６を有している。そして、高剛性部１５は、フロア開口部５の周縁部５ａを車両前後方向に補強している。
本実施形態のパッチ１６は、長尺平板形状の金属製で、長手方向に複数の山部と谷部とを交互に繰り返して形成されている。このうち、谷部には、所定の間隔を置いて下方に凸の複数の接合部１６ａ〜１６ｄが設けられている。

図３に示すように、フロア開口部５の周縁部５ａの略全周は、フロアパネル２の他の部位よりも一段高く形成されている。また、周縁部５ａのうち、直線部１１とフロア開口部５との間には、他の周縁部５ａの部位よりもさらに一段高く膨出して、平坦な上面を有する接合座面１５ａ〜１５ｃが車両前後方向に所定の間隔を置いて形成されている（図１参照）。
そして、各接合座面１５ａ〜１５ｃには、パッチ１６の接合部１６ａ〜１６ｃがそれぞれ上方から重合されて接合されている。これにより、フロアパネル２とパッチ１６の各山部との間には、所定の大きさの間隙がそれぞれ形成されている。

また、図２に示すように本実施形態のフロア開口部５の前側には、クロスメンバ２０が車幅方向に延設されている。クロスメンバ２０は、車両前後方向の断面形状を略ロ字状として長尺状を呈している。また、クロスメンバ２０は、車幅方向の左，右両端をサイドシル３，３にそれぞれ接合している。そして、クロスメンバ２０は、フロアパネル２の上面から上方に所定の高さで凸設されている（図１参照）。
そして、本実施形態のフロアパネル２は、クロスメンバ２０とフロア開口部５の間に延設された上向きに凸のビード３０をさらに備えている（図５参照）。本実施形態のビード３０は、クロスメンバ２０とフロア開口部５の周縁部５ａとを接続している。

本実施形態のビード３０は、図２に示す上面視で、車両前後方向に沿う直線から中心軸を左側方に約４５度、傾斜させてクロスメンバ２０に近づくほど外側に延設されている。
さらに、本実施形態のビード３０は、クロスメンバ２０およびフロア開口部５の周縁部５ａにそれぞれ連結されている。
このうち、クロスメンバ２０側には、比較的剛性の高い前側座面部３２が上方に膨出するように形成されている。
また、周縁部５ａ側には、比較的高剛性の蓋体座面部３３が上方に膨出するように形成されている。

そして、ビード３０は、さらに延設方向の中間部に下向きに凸となるくぼみ部３１を有している。図６に示すように、くぼみ部３１は、前側座面部３２と蓋体座面部３３との中間部に一体に連設されている。また、くぼみ部３１は、前側座面部３２および蓋体座面部３３の上面よりも低く、下向きに凸となるように形成されている。
さらに、本実施形態のくぼみ部３１は、図２に示すように幅方向寸法が前側座面部３２および蓋体座面部３３よりも小さくなるように形成されている。

また、本実施形態のフロアパネル２は、補強部材４０をさらに備えている。補強部材４０は、フロア開口部５の後側の形状に適合するように、金属製の平板部材を平面視略凹字状に形成している。また、補強部材４０は、車幅方向寸法Ｗ１を、フロア開口部５の車幅方向寸法Ｗ２より大きく設定している。
そして、補強部材４０は、フロアパネル２の上面部に車両上下方向で重ねて接合される。これにより、補強部材４０は、フロア開口部５の車幅方向全幅で車両前後方向に重複する位置に固定される。

次に、本実施形態の車両１の下部構造における作用効果について説明する。図１に示すように車両１は、下側に燃料タンク４が配置されたフロアパネル２と、フロアパネル２のうち、ポンプユニット６の上方位置に開口形成されるフロア開口部５と、フロア開口部５の車幅方向で側方に、車体前後に延び下方へ凹設される凹溝部１０と、凹溝部１０とフロア開口部５との間に配置されてフロア開口部５の周縁部５ａを車両前後方向に補強する高剛性部１５とを備える。

かかる構成の車両１の下部構造では、フロア開口部５の周縁部５ａの下方への変形を制御してフロア下方に配置された燃料タンク４の主にポンプユニット６への干渉を防止することができる。
すなわち、図４に示すように、車両１の側方から入力した荷重は、サイドシル３からフロアパネル２へほぼ水平に伝達される（矢印ａ）。フロアパネル２のフロア開口部５の手前には、下向きに凹設された凹溝部１０および、高剛性部１５が存在する。このため、凹溝部１０を基点として、荷重は下方に伝達されて、フロアパネル２を沈むように屈曲させる（矢印ｂ）。
この際、形状を維持しようとする高剛性部１５を支点として、フロア開口部５の周縁部５ａは、上方へ向けて持上げられる（矢印ｃ）。
したがって、フロアパネル２の下方に燃料タンク４のポンプユニット６が配置されていても、周縁部５ａがポンプユニット６に干渉しにくい。

このように、本実施形態の車両１の下部構造では、フロア開口部５の周縁部５ａの変形方向を制御することができる。そして、周縁部５ａの変形を制御して、上方へ向けて持上げるように変形させる。これにより、燃料タンク４の上部に配置されたポンプユニット６へ周縁部５ａが干渉することを防止できる。
このため、車室８内側からメンテナンスを行う際に、フロア開口部５を介して点検者は直接、フロア開口部５の周縁部５ａと車両上下方向でほぼ同じ高さ位置に配置（図３参照）されているポンプユニット６の点検や機器の交換を良好なアクセス性で行える。

また、図２に示すように、フロアパネル２に接合された長尺状のパッチ１６によって高剛性部１５が構成されている。このため、パッチ１６の形状や大きさ、または、接合箇所によってより変形の制御を容易に行うことができる。

本実施形態の車両１の下部構造では、パッチ１６が長尺平板形状に形成されている。パッチ１６は、長手方向に複数の山部と谷部とを交互に繰り返して、谷部に設けられた複数の接合部１６ａ〜１６ｄをフロアパネル２からそれぞれ膨出形成された各接合座面１５ａ〜１５ｃに上下方向で接合している。
このため、フロアパネル２の上面とパッチ１６の各山部との間には、所定の大きさの間隙がそれぞれ形成されている。したがって、長尺平板形状のパッチ１６であっても間隙を形成しないフロアパネル２との接合の場合と比較して、良好な部材効率で剛性を向上させることができる。

本実施形態の高剛性部１５では、パッチ１６をフロアパネル２の上面に接合することにより、コストの上昇を抑制しつつ、凹溝部１０とフロア開口部５の周縁部５ａとの間の狭い範囲を直線状に補強して剛性を向上させることができる。
このため、さらにフロア開口部５の周縁部５ａの変形方向および変形量を容易に制御することができる。

さらに、図６に示すように、フロア開口部５の後側に設けられるクロスメンバ２０と、クロスメンバ２０とフロア開口部５の間に延設された、上に凸のビード３０とを備えている。ビード３０は、延設方向の中間部に、下向きに凸となるくぼみ部３１を形成している。本実施形態のフロアパネル２では、ビード３０のクロスメンバ２０およびフロア開口部５の周縁の中間部に下向きに凸となるくぼみ部３１を形成している。
かかる構成の本実施形態の車両１では、図５に示すように車幅方向外側から伝達される荷重によって、起点となるビード３０の中心軸の延設方向を尾根としながら水平方向両側から圧縮されて上方に屈曲変形する。
この際、図６に示すようにクロスメンバ２０から伝達された荷重によってビード３０のくぼみ部３１が折曲がり変形の起点となって、くぼみ部３１を下方に沈ませるように屈曲させる。このため、くぼみ部３１の両側に位置する前側座面部３２と、周縁部５ａ側に設けられた蓋体座面部３３は相対的に上方へ盛上がるように変形する。
このため、蓋体座面部３３に連結されている周縁部５ａは、上方向に変形して所望の制御が可能となる。したがって、周縁部５ａがフロア下方に配置された部品へ干渉することがない。

そして、図２に示すように、フロア開口部５の後側に補強部材４０が設けられている。
補強部材４０は、車幅方向寸法を、フロア開口部５の車幅方向寸法より大きく設定している。また、補強部材４０は、フロア開口部５の車幅方向全幅で車両前後方向に重複する位置に設けられている。
このように構成された本実施形態の車両１では、フロア開口部５の車幅方向全幅で補強部材４０が周縁部５ａを補強する。したがって、側方から荷重が加わる際、フロア開口部５の変形を抑制することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、たとえば以下のようなものである。

本実施形態では、フロアパネル２の下側に部品としての燃料タンク４が配置されている。しかしながら、特にこれに限らず、部品としては、蓄電池、蓄電池モジュールや燃料電池、燃料電池スタック等、あるいは電装部品等、どのような部品であってもよく、フロアパネル２の下側に装着されて、上部にフロア開口部５が開口形成されるものであればよい。
また、高剛性部１５は、どのような形状および数量のパッチ１６であってもよく、パッチを有していなくてもよい。すなわち、凹溝部１０とフロア開口部５との間に配置されてフロア開口部５の周縁部５ａを車両前後方向に補強していればよい。
たとえば、フロアパネル２に直接、車幅方向に延びるビード部が形成されているものや、あるいは、数枚の板材を重合させた補強部材等の他の部品によって補強するものであってもよく、パッチ１６の数量、形状および材質が特に限定されるものではない。

さらに、クロスメンバ２０は、フロア開口部５の前側または後側のうち少なくとも何れか一方に設けられていればよい。
そして、ビード３０の方向は、本実施形態のように車両前後方向に沿う直線から左側方に約斜め４５度に傾いて延設されているものに限らず、どのような方向で、クロスメンバ２０およびフロア開口部５の周縁部５ａ間を接続するものであってもよい。

また、本実施形態の補強部材４０は、図２に示すように、フロア開口部５の後側に補強部材４０が設けられている。しかしながら、特にこれ限らず、フロア開口部５の前側に補強部材４０が設けられていてもよく、前，後両側に設けられていてもよい。
さらに、補強部材４０は、金属製の平板部材をフロア開口部５の周縁部５ａの形状に適合するように平面視略凹字状としている。しかしながら、特にこれに限らず、たとえば、棒状部材によって、周縁部５ａを補強してもよい。
すなわち、補強部材４０は、フロア開口部５より大きく、かつ、フロア開口部５の車幅方向全幅で車両前後方向に重複する位置に設けられるものであれば、形状、数量および材質が特に本実施形態によって限定されるものではない。

１ 車両
２ フロアパネル
４ 燃料タンク（部品）
５ フロア開口部
５ａ 周縁部
６ ポンプユニット（部品）
１０ 凹溝部
１５ 高剛性部

Claims (4)

1. 下側に部品が配置されたフロアパネルと、
   前記フロアパネルのうち、前記部品の上方位置に開口形成されるフロア開口部と、
   前記フロア開口部の車幅方向で側方に、車体前後に延び下方へ凹設される凹溝部と、
   前記凹溝部と前記フロア開口部との間に配置されて前記フロア開口部の周縁を車両前後方向に補強する高剛性部とを備えることを特徴とする車両下部構造。
2. 前記高剛性部は、フロアパネルに接合された長尺状のパッチであることを特徴とする請求項１に記載の車両下部構造。
3. 前記フロア開口部の前側または後側のうち少なくとも何れか一方に設けられるクロスメンバと、
   前記クロスメンバと前記フロア開口部の間に延設された上に凸のビードとをさらに備え、
   前記ビードには、延設方向の中間部に下向きに凸となるくぼみ部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両下部構造。
4. 前記フロア開口部の前側または後側のうち少なくとも何れか一方に設けられた補強部材をさらに備え、
   前記補強部材は、車幅方向寸法を、前記フロア開口部の車幅方向寸法より大きく設定するとともに、前記補強部材は、前記フロア開口部の車幅方向全幅で車両前後方向に重複する位置に設けられることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一項に記載の車両下部構造。

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