JP2004090856A

JP2004090856A - 車体フロア構造

Info

Publication number: JP2004090856A
Application number: JP2002257619A
Authority: JP
Inventors: Kuniyasu Saito; 斉藤　邦泰
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-09-03
Also published as: JP3855891B2

Abstract

【課題】燃料タンクを車幅方向片側に配置して補強部材で保護した場合にも、側面衝突時の変形を許容しつつ燃料タンクの容量を確保することができる車体フロア構造の提供を図る。
【解決手段】フロアパネル１０の車幅方向片方に偏寄した部位に、フロアパネル１０の下側に配置する燃料タンクＴを収納する膨出部２０を形成し、この膨出部２０上面にその膨出形状に沿って車幅方向にクロスメンバ３０を配設し、このクロスメンバ３０の両端部を左右のサイドシル１１，１２に結合し、膨出部２０に収納した燃料タンクＴをクロスメンバ３０に対応する部分に連結することにより、側面衝突荷重Ｆ１の入力時に、クロスメンバ３０が膨出部２０に対応した部分の変形に伴って燃料タンクＴが移動するため、燃料タンクＴの容量を増大することができる。
【選択図】　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクをフロアパネルの下側に設置するようにした車体フロア構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両の燃料タンクはフロアパネルの下側に設置されるが、運転席や助手席等の前席の下方のフロアパネルにキャビン内に突出する膨出部を形成し、この膨出部に燃料タンクの少なくとも一部を収納するようにした車体フロア構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この場合、燃料タンクをフロアパネルの下面に取り付けた床下補強部材で保護するようにしており、この床下補強部材は燃料タンクの前，後側および左，右側を囲うようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−８５３８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の車体フロア構造では、燃料タンクを前席側に配置することにより後席のキャビン内空間を拡充できるのであるが、更に、燃料タンクの容積を考慮しつつ、キャビン内空間や実用性を向上するためには、前席の車幅方向片側のみに燃料タンクを配置する一方、この燃料タンクを配置しない車幅方向他側のフロア面を下方に押し下げて配置することにより、この車幅方向他側のキャビン内空間を拡充できる。
【０００６】
このように燃料タンクを車幅方向片側に配置した場合、側面衝突時に燃料タンクに作用する衝撃力を緩和するためには、この燃料タンクの前，後および左，右を囲った床下補強部材の外方部分に、衝突荷重の入力によって潰れる変形スペースを設けて衝突エネルギーを吸収する必要があり、この潰れスペースによって燃料タンクの小型化を余儀なくされて、十分なタンク容量を確保できなくなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、燃料タンクを車幅方向片側に配置して補強部材で保護した場合にも、側面衝突時の変形を許容しつつ燃料タンクの容量を確保することができる車体フロア構造を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、燃料タンクをフロアパネルの下側に設置するにあたって、フロアパネルの車幅方向片方に偏寄した部位に、燃料タンクを収納する膨出部を形成し、この膨出部上面にその膨出形状に沿って車幅方向にクロスメンバを配設して、このクロスメンバの両端部を左右のサイドシルに結合し、燃料タンクを前記膨出部に収納した状態で、この燃料タンクを前記クロスメンバに対応する部分に連結したことを特徴としている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、フロアパネルの車幅方向片方に偏寄した部位に膨出部を形成して、車幅方向片側のみに燃料タンクを配置することにより、燃料タンクを配置しない車幅方向他側のフロア面を下方に押し下げることが可能となり、その部分のキャビン内空間を拡充することができる。
【００１０】
そして、燃料タンクを設置した車幅方向片方側から側面衝突による荷重が入力した場合に、同方向のサイドシルの変形に伴ってクロスメンバは膨出部に対応した部分が車幅方向他方側に押圧されて変形し、このクロスメンバの変形によって衝突エネルギーを吸収できる。
【００１１】
また、クロスメンバが膨出部に対応した部分の変形時に、その部分に連結した燃料タンクが共に移動して衝突方向から逃げることができるため、燃料タンクとサイドシルとの間のスペースをより少なくできるため、その分、燃料タンクの容量を増大することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１３】
図１〜図７は本発明にかかる車体フロア構造の一実施形態を示し、図１は車体フロアの要部を示す斜視図、図２は図１中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図、図３は図２中Ｂ部の拡大図、図４はトンネルメンバの膨出部に対応した部分を示す拡大平面図、図５は燃料タンクの配置側に側面衝突した時の変形状態を示す図２に対応した断面図、図６は燃料タンクの配置側に側面衝突した時の変形状態を示す車体フロアの要部平面図、図７は燃料タンクの配置側とは反対側に側面衝突した時の変形状態を示す図２に対応した断面図である。
【００１４】
本実施形態の車体フロア構造は、図１に示すように図外の運転席および助手席が設けられる前席部分のフロアパネル１０に適用され、このフロアパネル１０の車幅方向両側に右，左サイドシル１１，１２を車体前後方向（図中、左方が前方となる）に配設してあり、これら右，左サイドシル１１，１２にフロアパネル１０の両側部分をスポット溶接により結合してある。
【００１５】
また、フロアパネル１０の車幅方向中央部には車体前後方向に走るトンネル部１３が設けられ、このトンネル部１３の右，左両側上には１対の第１，第２トンネルメンバ１４，１５を結合して補強してある。
【００１６】
従って、前記フロアパネル１０は、前記トンネル部１３を境にして車体右側の右側パネル１０ａと、車体左側の左側パネル１０ｂと、トンネル部１３の上側を覆う中央パネル１０ｃによって構成してある。
【００１７】
前記フロアパネル１０の車幅方向片方、つまり本実施形態では図外の運転席側となる車体右側に偏寄した部位に、図２に示すようにキャビン内に突出する膨出部２０を形成し、この膨出部２０の下側に燃料タンクＴを収納するようにしている。
【００１８】
前記膨出部２０は、一段低くなった右側パネル１０ａと一段高い中央パネル１０ｃとを連続してサイドシル１１に略等しい高さをもって膨出してあり、これら右側パネル１０ａおよび中央パネル１０ｃに、前方傾斜壁２１、頂壁２２および後方傾斜壁２３を設けることによって、車体前後方向に略台形を成す断面形状に膨出形成してある。
【００１９】
また、前記膨出部２０の車幅方向中央側端部は、前記第２トンネルメンバ１５の内側に沿って立ち上がる段差部としての段差壁２４によって閉止してある。
【００２０】
フロアパネル１０の上面には、図１に示すように前記膨出部２０の膨出形状に沿って車幅方向にクロスメンバ３０を配設するとともに、このクロスメンバ３０の両端部を右，左のサイドシル１１，１２に結合し、そして、図２に示すように燃料タンクＴを膨出部２０に収納した状態で、この燃料タンクＴを取付けブラケットＫを介して前記膨出部２０の形成部分でクロスメンバ３０に対応する部分に連結してある。
【００２１】
前記クロスメンバ３０は、膨出部２０の頂壁２２の車体前後側縁に沿って平行に対向配置される２本の前方クロスメンバ３１および後方クロスメンバ３２で構成し、それぞれのメンバ３１，３２を後述の中央メンバ１４ｂを介して膨出部２０の形成部分で連結してある。
【００２２】
前，後クロスメンバ３１，３２は、膨出部２０の前記段差壁２４の上辺に形成される稜線２４ａ部分で上方屈曲部３１ａ，３２ａを形成し、かつ、段差壁２４の下辺部分に配置した第２トンネルメンバ１５部分で下方屈曲部３１ｂ，３２ｂを形成し、前記頂壁２２から左側パネル１０ｂの上面に沿って配置してある。
【００２３】
そして、前，後クロスメンバ３１，３２の右方端部を右方のサイドシル１１の上端に結合するとともに、前，後クロスメンバ３１，３２の左方端部を左方のサイドシル１２の下端部内側に結合してある。
【００２４】
また、図２，図３に示すように、前記上方屈曲部３１ａ，３２ａの近傍下側に脆弱部としての円形切欠き３３を前後方向に形成するとともに、前記下方屈曲部３１ｂ，３２ｂの近傍上側に脆弱部としての凹設ビード３４を前後方向に形成し、これら円形切欠き３３および凹設ビード３４によって前，後クロスメンバ３１，３２の車幅方向の剛性を低下させるようにしている。
【００２５】
また、車幅方向に配設した前，後クロスメンバ３１，３２は、第１，第２トンネルメンバ１４，１５をそれぞれの配置部分で分断しており、分断された第１，第２トンネルメンバ１４，１５は、前方メンバ１４ａ，１５ａ、中央メンバ１４ｂ，１５ｂおよび後方メンバ１４ｃ，１５ｃに分割され、それぞれの分断面を前，後方クロスメンバ３１，３２の前後側面に溶接して一体化してある。
【００２６】
一方、前記第１トンネルメンバ１４は膨出部２０を前後方向に横切る状態となり、この膨出部２０の前方部分では、前方から後方に向かって膨出部２０の前方傾斜壁２１の下端部分で下方屈曲部１４ｄを形成しつつ、この前方傾斜壁２１に沿って傾斜して前方クロスメンバ３１との結合部１４ｅを形成する。
【００２７】
また、膨出部２０の後方部分では、後方から前方に向かって膨出部２０の後方傾斜壁２３の下端部分で下方屈曲部１４ｇを形成しつつ、この後方傾斜壁２３に沿って傾斜して後方クロスメンバ３２との結合部１４ｆを形成する。
【００２８】
そして、図４に示すように前記下方屈曲部１４ｄ，１４ｇおよび前記結合部１４ｅ，１４ｆの近傍にそれぞれ凹設ビード１６を形成し、これら凹設ビード１６によって第１トンネルメンバ１４の車幅方向の剛性を低下させるようにしている。
【００２９】
ところで、前記トンネル部１３には図２に示すようにこのトンネル部１３の上方空間部分を利用してエキゾーストパイプＰが配索されるようになっており、本実施形態では燃料タンクＴの車幅方向内方側の側部Ｔ１に、エキゾーストパイプＰを配設するための凹設部４０を形成してある。
【００３０】
以上の構成により本実施形態の車体フロア構造にあっては、図１，図２に示すようにフロアパネル１０の車幅方向右側に偏寄した部位に膨出部２０を形成して、図外の運転席側の下方にのみ燃料タンクＴを配置したことにより、燃料タンクＴを配置しない助手席側の左側パネル１０ｂ面を下方に押し下げることが可能となり、その部分のキャビン内空間を拡充することができる。
【００３１】
そして、図５，図６に示すように燃料タンクＴを設置した車幅方向右側から側面衝突による荷重Ｆ１が入力した場合に、これら図５，図６中破線位置から実線位置に示すように、同方向の右方のサイドシル１１が車幅方向内方に押し込まれる方向に変形し、この変形に伴って前，後クロスメンバ３１，３２が膨出部２０に対応した部分、つまり、膨出部２０の頂壁２２に配設した部分が、上方屈曲部３１ａ，３２ａおよび下方屈曲部３１ｂ，３２ｂを鋭角方向に折曲変形しつつ、車幅方向左方（図５中左方）側に押圧されて変形し、これら前，後クロスメンバ３１，３２の変形によって衝突エネルギーを吸収できる。
【００３２】
このように、前，後クロスメンバ３１，３２が膨出部２０に対応した部分の変形時に、図５に示すようにその部分に連結ブラケットＫを介して燃料タンクＴを結合してあるので、この燃料タンクＴが前，後クロスメンバ３１，３２と共に車幅方向左方に移動する。
【００３３】
このように右方からの側面衝突時には燃料タンクＴが衝突方向から逃げるように移動するため、衝突により変形するサイドシル１１と燃料タンクＴとの干渉を避けることができる。
【００３４】
従って、通常状態ではこれらサイドシル１１と燃料タンクＴとの間のスペースをより少なくできるため、その分、燃料タンクＴの容量を増大することができ、キャビン内空間の拡充を図りつつ燃料タンクＴの必要な容量を確保することができる。
【００３５】
ところで、この第１実施形態の車体フロア構造にあっては、前記作用・効果に加えて、前，後クロスメンバ３１，３２に形成した上方屈曲部３１ａ，３２ａの近傍および下方屈曲部３１ｂ，３２ｂの近傍に、車幅方向の剛性を低下させる円形切欠き３３および凹設ビード３４を形成したので、右方からの側面衝突時に前，後クロスメンバ３１，３２を上方屈曲部３１ａ，３２ａおよび下方屈曲部３１ｂ，３２ｂで確実に変形させて、燃料タンクＴを衝突方向から逃げる方向に移動させることができる。
【００３６】
また、膨出部２０の頂壁２２の車体前後縁に沿って平行に対向配置される２本の前，後クロスメンバ３１，３２によってクロスメンバ３０を構成し、それぞれのメンバ３１，３２を中央メンバ１４ｂを介して膨出部２０の形成部分で連結したので、側面衝突によるサイドシル１１の変形に伴ってクロスメンバ３０が変形する際、互いに連結した前，後クロスメンバ３１，３２に衝突入力Ｆ１が略均等に伝達されて、これら前，後クロスメンバ３１，３２を同期して均等に変位させることができるため、クロスメンバ３０の移動方向を略車幅方向に沿った方向とし、ひいては、このクロスメンバ３０に結合した燃料タンクＴを側面衝突時にサイドメンバ１１から効果的に逃がすことができる。
【００３７】
更に、トンネル部１３の側方上に設けた第１トンネルメンバ１４を膨出部２０の膨出形状に沿って下方屈曲部１４ｄ，１４ｇを形成し、かつ、前記前，後クロスメンバ３１，３２との結合部１４ｅ，１４ｆを形成して配設し、これら下方屈曲部１４ｄ，１４ｇの近傍およびクロスメンバとの結合部１４ｅ，１４ｆの近傍に、車幅方向の剛性を低下する凹設ビード１６をそれぞれ形成したので、側面衝突時に第１トンネルメンバ１４の車幅方向の変位を促進して、前，後クロスメンバ３１，３２の車幅方向の変位を阻害するのを抑制できるため、側面衝突時の燃料タンクＴの移動をよりスムーズに行うことができる。
【００３８】
また、燃料タンクＴの車幅方向内方側の側部Ｔ１に、エキゾーストパイプＰを配設するための凹設部４０を形成したので、図７に示すように車幅方向左側から側面衝突による荷重Ｆ２が入力した場合に、左方のサイドシル１２の変形を伴って左側パネル１０ｂ上面に沿った部分の前，後クロスメンバ３１，３２を車幅方向内方に押し込み、段差壁２４に沿った部分の前，後クロスメンバ３１，３２の下部を燃料タンクＴ方向に変位させるが、前記凹設部４０のスペースを利用して前，後クロスメンバ３１，３２と燃料タンクＴとが干渉するのを防止できるため、燃料タンクＴの容量が削減されるのを防止することができる。
【００３９】
図８は本発明の他の第２実施形態を示すクロスメンバの要部正面図で、この実施形態の車体フロア構造は、前，後クロスメンバ３１，３２をそれぞれ３分割して、それぞれの結合部分を脆弱部として用いたものである。
【００４０】
即ち、この実施形態では車体のフロア構造をアルミ等の軽量金属材料で構成する場合で、前，後クロスメンバ３１，３２は、膨出部２０の段差壁２４に沿った縦部分３１ｃ，３２ｃと、頂壁２２に沿った上方水平部分３１ｄ，３２ｄと、左側パネル１０ｂに沿った下方水平部分３１ｅ，３２ｅとに３分割してある。
【００４１】
そして、前記縦部分３１ｃ，３２ｃをアルミ合金の押出材で形成して、この縦部分３１ｃ，３２ｃの両端部を上方水平部分３１ｄ，３２ｄおよび下方水平部分３１ｅ，３２ｅの分割端部内に所定の差込み代をもって嵌合し、それぞれの嵌合部を溶接１７，１７ａによって結合して該溶接部分を脆弱部としてある。
【００４２】
従って、この実施形態ではアルミのフロア構造とすることにより車体の軽量化を図ることができるとともに、側面衝突による荷重が入力された場合に、縦部分３１ｃ，３２ｃの両端部の溶接部１７，１７ａが他の部分に先行して変形するため、前記実施形態に示した円形切欠き３３および凹設ビード３４と同様の機能を奏することができる。
【００４３】
ところで、本発明の車体フロア構造は前記各実施形態に例を取って説明したが、これら実施形態に限ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他の各種実施形態をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における車体フロアの要部を示す斜視図。
【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図。
【図３】図２中Ｂ部の拡大図。
【図４】本発明の第１実施形態におけるトンネルメンバの膨出部に対応した部分を示す拡大平面図。
【図５】本発明の第１実施形態における燃料タンクの配置側に側面衝突した時の変形状態を示す断面図。
【図６】本発明の第１実施形態における燃料タンクの配置側に側面衝突した時の変形状態を示す車体フロアの要部平面図。
【図７】本発明の第１実施形態における燃料タンクの配置側とは反対側に側面衝突した時の変形状態を示す断面図。
【図８】本発明の第２実施形態におけるクロスメンバの要部正面図。
【符号の説明】
１０　フロアパネル
１１，１２　サイドシル
１３　トンネル部
１４　トンネルメンバ
１４ｄ，１４ｆ　下方屈曲部
１４ｅ，１４ｇ　結合部
１６　凹設ビード（脆弱部）
１７，１７ａ　溶接部（脆弱部）
２０　膨出部
３０　クロスメンバ
３１　前方クロスメンバ
３１ａ　上方屈曲部
３１ｂ　下方屈曲部
３２　後方クロスメンバ
３２ａ　上方屈曲部
３２ｂ　下方屈曲部
３３　円形切欠き（脆弱部）
３４　凹設ビード（脆弱部）
４０　凹設部
Ｔ　燃料タンク
Ｐ　エキゾーストパイプ

Claims

燃料タンクをフロアパネルの下側に設置するようにした車体フロア構造であって、
フロアパネルの車幅方向片方に偏寄した部位に、燃料タンクを収納する膨出部を形成し、
この膨出部上面にその膨出形状に沿って車幅方向にクロスメンバを配設して、このクロスメンバの両端部を左右のサイドシルに結合し、
燃料タンクを前記膨出部に収納した状態で、この燃料タンクを前記クロスメンバに対応する部分に連結したことを特徴とする車体フロア構造。
クロスメンバは、膨出部の車幅方向他方側に設けられる段差部に沿って形成される屈曲部の近傍に、車幅方向の剛性を低下する脆弱部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の車体フロア構造。
クロスメンバは、前記膨出部の車体前後方向に適宜間隔をもって平行に対向配置した複数本のメンバで構成し、それぞれのメンバを膨出部の形成部分で連結したことを特徴とする請求項１または２に記載の車体フロア構造。
フロアパネルの車体前後方向に形成したトンネル部の側方上にトンネルメンバを設け、このトンネルメンバを膨出部の膨出形状に沿って屈曲部を形成し、かつ、前記クロスメンバに結合して配設し、これら屈曲部の近傍およびクロスメンバへの結合部の近傍に、車幅方向の剛性を低下する脆弱部を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車体フロア構造。
膨出部の車幅方向他方側の段差部に対向する燃料タンクの車幅方向内方側の側部に、エキゾーストパイプを配設するための凹設部を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車体フロア構造。