JP4132289B2

JP4132289B2 - 車体の床部フレーム構造

Info

Publication number: JP4132289B2
Application number: JP28698098A
Authority: JP
Inventors: 一成宮林
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2018-10-08
Also published as: JP2000108950A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の床部フレーム構造、特に車両がその前方から衝撃を受ける場合の衝撃エネルギーの伝達を配慮して床部下面に複数のフレーム部材を設けるようにした車体の床部フレーム構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両が、前面から衝撃を受けた場合に対応するための構造において、客室の前方部分で全ての衝撃エネルギーを吸収することができれば理想的であるが、現実には困難である。近年においては車体の前方からの衝撃対応構造として、車体前方部のフレーム構造に関して改良を加えるのが一般的である。すなわち、客室前方のフロントフレームに柔、剛の構造を織り混ぜ、衝撃が加えられた時のエネルギーを吸収するようにすることが種々提案されている。
【０００３】
このようなフロントフレームでの衝撃吸収だけを考慮し、客室部についてはこれを変形あるいは破壊させない構造とした場合には、前方からの衝撃が加えられた時に客室内の乗員に大きな衝撃が加わるという恐れがある。
【０００４】
そこで、過大な衝撃エネルギーが加えられた場合に、フロントフレームのみで吸収するのではなく、さらに後方の客室部の床部から車体後部の床部側へ衝撃エネルギーの伝達を行い、これによりそのエネルギーを吸収・減衰させるという考え方がある。
【０００５】
このような構造のためには、フロントフレームとその後方側の床部の構造体についてエネルギー伝達が良好に行われるような構造をとることが必要となる。例えば、実開昭６１−１３８７７９号公報に開示された自動車のフロア構造などのように床部の下面側にフレーム部材を取り付け、一部で破壊が生じることなく、かつ床部全体へ前方からのエネルギーが分散するような構造が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車体を構成する構造体は、ユニット毎に分割されており、これを組み立てることによって構成されるのが通常である。例えば、床部では、エンジン房を中心としたフロントストラクチャ（フロントフレームを含む）、客室の下側の客室部の床構造体、さらに客室後方側の後部床構造体に分れている。
【０００７】
従って、上記従来の技術のように単に床部下面側にフレームを取り付けるという構成のみでは、上述のように複数に分割されたユニット構成の床部において、前方からの衝撃エネルギーを効率的に分散させるという観点からの課題は解決されていない。
【０００８】
従って、複数のユニットからなる床部構造において、その下面に設けられるフレーム構造体についても効率的なエネルギーの伝達分散を考慮した構造が必要である。また、複数のユニットからなる床部に対応した分割された組付け条件を満たす必要もあった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は複数の分割された構造体からなる床部構造を有する車体について、前方からの衝撃を効率的に伝達分散・減衰させることができ、床部の分割構造にも対応した床部フレーム構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る車体の床部フレーム構造は、
フロントフレームと客室部の床構造体と客室後方の後部床構造体の３つの部分を有する床部構成を有する車体について、前記フロントフレームの客室側端部に対して水平方向に対向する前方側端部を有する第１床下フレームを客室部の床構造体の下面に固着し、この第１床下フレームとトーボードとの間には前記床下フレームの上面部の中間領域を覆った状態で設置され、後方側の端部が少なくとも前記トーボードと客室の床構造体との重ね合わせ部分を含む範囲にまで延在するように第２の床下フレームが設けられている。そして、前記客室部の床構造体と前記トーボードの床接合部と第２の床下フレームとの重ね合わせ部分で結合固定を行うようにしている。
【００１１】
このように第１床下フレームの前方側端部がフロントフレームの客室側端部に水平方向に対向しているので、フロントフレームからの衝撃を確実に受けることができる。そして、この衝撃が伝えられた第１床下フレームは、その上に設置された第２床下フレームであってトーボードと第１床下フレームと共に溶接固定された第２の床下フレームの存在により、十分に補強され、その部分での変形が有効に防止され、後方の床部部材へ確実にエネルギー伝達を行うことが可能となっている。すなわち、車体の前方部分であるフロントフレームから中間部分である客室部の床構造体への伝達部で変形破壊を極力抑えた状態で後方へのエネルギー伝達が可能となっている。
【００１２】
また、トーボードの床接合部と客室部の床構造体との重ね合わせ部には、第２の床下フレームがその下面側で存在しており、それら客室部の床構造体とトーボードの床接合部と第２の床下フレームとで溶接固定されることにより、この第２の床下フレームによってトーボードと客室部の床構造体との結合の補強が有効に行われる。
【００１３】
請求項２に係る車体の床部フレーム構造は、
前記第１床下フレームの後方側端部にその上面から前方側端部が重ねられて接合設置された第３床下フレームと、この第３床下フレームの上面部に設置され前方側端部が第３床下フレームの前方側端部を越えて前記第２床下フレームの後方側端部と客室部の床構造体との間に差し込まれて重なり合う位置まで延び、後方側端部は客室部の床構造体の上面に取り付けられるクロスメンバの真下位置まで延びた第４床下フレームとを有している。そして、前記第３床下フレームと前記第４床下フレームと前記客室部の床構造体との結合固定は、前記第１と第３の床下フレームの接合設置部の位置にて行われている。
【００１４】
これにより、車体前後方向に区分された複数の床下フレームによって床部構造体が補強される。また、フロントフレームからの衝撃の伝達もこれら床下フレームによって行われるが、それらの結合固定が、分散して行われているので、集中した脆弱部が生じていない。例えば、フロントフレームからの衝撃が最初に伝達される第１床下フレームと客室部の床構造体との結合は、複数の異なる前後方向位置で、かつ異なる部材との接合状態で行われている。また、第４床下フレームは、客室部の床構造体の上面に取り付けられるクロスメンバの真下位置まで延びており、それらの重合した複数部材の結合が行われることにより、床部の剛性はより高められることとなる。
【００１５】
請求項３に係る車体の床部フレーム構造は、
前記各部材の結合固定は、スポット溶接によって行われ、被溶接部材が４枚重ね以上となる部分については、所定の部材について一部切り欠き部を設けることにより、４枚重ね以上の部材の溶接とならないようにしている。これにより、スポット溶接の有効補償範囲である３枚重ね状態での溶接固定が確実に行われるので、結合固定状態の安定化が達成される。
【００１６】
請求項４に係る車体の床部フレーム構造は、
客室前方に位置するフロントフレームと、客室部の床構造体と、を含む複数のユニットにて車体の床部が構成され、前記フロントフレームの客室側端部に水平方向に対向する前方側端部を有し、前記客室部の床構造体の下面に固着された第１の床下フレームを備え、該第１床下フレームの前記前方側端部近傍に所定長さの脆弱部が設けられ、該脆弱部の後方側端部が少なくとも車両のフロントドアにて閉塞される開口部の前方側端部とほぼ一致する位置かそれよりも前方側に配置されている。
【００１７】
これにより、車体前方からの衝撃エネルギーを前記脆弱部にて吸収することができ、かつその脆弱部の配置位置が、車体のフロントドアの開口部の前方側端部とほぼ同じ位置かそれよりも前方に在るので、前方からの衝撃によるフロントドアの開閉性に与える影響を抑制することができる。
【００１８】
請求項５に係る車体の床部フレーム構造は、
前記脆弱部が、前後方向に複数整列された上下方向に伸びるビードとして形成されている。したがって、床下フレームに他の部材を追加することなく、簡単な構成で脆弱部を形成することができろ。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る車体の床部フレーム構造の一例を示す分解斜視図である。図示のように、車体の前方部には、フロントストラクチャ１０が設けられ、このフロントストラクチャ１０にはフロントフレーム１２が設けられている。
【００２０】
そして、このフロントストラクチャ１０の後方側に位置する客室部分の前方には、トーボード１４が設置されている。トーボード１４は、客室部とその前方部分とを仕切る立設部１４ａの部分と、それに連続して客室部の床構造体に重なるように延びる床接合部１４ｂとを有している。そして、本発明の実施の形態の特徴的構成要素の１つである第１床下フレーム１６が左右に２つ設けられている（１６−１、１６−２）。
【００２１】
図２は、この第１床下フレーム１６の斜視図である（図において部材の肉厚は省略している。以下の部品説明図において同様）。図示のように、第１床下フレーム１６の前方側端部１６ａの部分は上方にせり上った形状を有しており、この端部１６ａの部分にフロントフレーム１２からの衝撃エネルギーが伝達されるように取り付けられるものである。また、図示のように第１床下フレーム１６の上端部はフランジ１６ｂが形成され、またその断面形状は底部１６ｃを有する略Ｕ字状とされている。
【００２２】
第３図は、第１床下フレーム１６の他の構成態様を示している。図示のように、第１床下フレーム１６の前方側端部１６ａの近傍には、略全周に亘り２本のクラッシュビード１６ｄ−１，１６ｄ−２が内側に凸状となる溝として略平行に設けられ、フロントフレーム１２からの衝撃エネルギーの一部をこの部分で吸収するようにしている。
【００２３】
このクラッシュビード１６ｄの内、後方側のクラッシュビード１６ｄ−２は、車体の組立状態において、車体のドア開口部幅Ｏの前端部、即ちフロントピラーＰのドア開口部縁部と一致またはそれより前方に配置され、上記部位でのエネルギーの吸収を行うことにより、衝撃エネルギーが車体に及ぼす影響、特に開扉性に与える影響を最小にしている。なお、図において符号１００は、ドア開口部を示すラインである。
【００２４】
次に、図１から理解されるように、第１床下フレーム１６の前方側端部１６ａの部分は、その設置状態ではトーボード１４の床接合部１４ｂの下面側に潜った状態となっており、また、このトーボード１４の床接合部１４ｂと第１床下フレーム１６との間には第２床下フレーム１８−１、１８−２がそれぞれ設置されている。図示のように、この第２床下フレーム１８は、第１床下フレーム１６の上面部の所定範囲を覆うような状態で設置されている。
【００２５】
図３は、この第２床下フレーム１８の構成を示す斜視図である。図示のように、第２床下フレーム１８の中央部には凹部１８ａが形成され、この凹部の部分が第１床下フレーム１６の凹部に適合するものである。また、この第２床下フレーム１８の横幅は、第１床下フレーム１６の横幅よりも広い幅として形成されている。
【００２６】
次に、第１の床下フレーム１６−１、１６−２の後方側端部には第３の床下フレーム２０−１、２０−２が接合される。この接合は、第３床下フレーム２０の前方側端部を第１床下フレーム１６の上方から重ね合わせて行われる。図示のように、第３床下フレーム２０の上端部にはフランジ２０ａが全域に設けられている。また、この第３床下フレーム２０の断面形状は略Ｕ字状であるが、後方側端部に近付くにつれてその深さが浅くなるように形成されている。
【００２７】
次に、上述した第２床下フレーム１８の後方側端部に一部重ねられた状態で設置される第４床下フレーム２２−１、２２−２について説明する。この第４床下フレーム２２の具体的形状は図５に示されており、図示のように中央部にはその強度等を考慮して凹部２２ａや２２ｂが設けられている。
【００２８】
この第４床下フレーム２２は、その前方側端部が上述の第２床下フレーム１８の後方側端部上に重ねられ、後方側端部は、後述するクロスメンバ２６の真下位置まで延びるように設置される。
【００２９】
次に、フロントフロアパン２４は、客室部の床構造体として設けられるものであり、車両の積載部材に対応した凹凸形状が施されている。そして、その前方側端部２４ａは、トーボード１４の床接合部１４ｂの上面に重なるように設置される。すなわち、このフロントフロアパン２４は第１床下フレーム１６、第２床下フレーム１８、第３床下フレーム２０及び第４床下フレーム２２の上方に位置するものである。すなわち、各床下フレーム部材は、このフロントフロアパン２４の下面側に取り付けられる。
【００３０】
次に、図６に基づいて各部材の取付状態について説明する。図示のように、まず第１床下フレーム１６は、そのフランジ部１６ｂの部分が、図上一点鎖線イにて示した箇所でトーボード１４の床接合部１４ｂ及び第２床下フレーム１８と共に溶接固定される。本実施の形態ではスポット溶接によってこれらの結合固定が行われる。
【００３１】
第２床下フレーム１８は、少なくとも、トーボード１４の床接合部１４ｂと客室の床部構造体であるフロントフロアパン２４との接合部の下方位置を含む範囲まで延在しており、一点鎖線ロの箇所でフロントフロアパン２４、トーボード１４の床接合部１４ｂ及びこの第２床下フレーム１８とがスポット溶接にて溶接固定される。この溶接は、部材が４枚重なった状態での溶接作業とならないように、それらの下側に位置する第１床下フレーム１６のフランジ部１６ｂの外側位置で行われるものである（第１床下フレーム１６の幅は、第２床下フレーム１８の幅よりも狭く形成されている）。
【００３２】
次に、第３床下フレーム２０は、その前方側端部を第１床下フレーム１６の後方側端部に上方から重ねて設置される。この設置部分、すなわちフレームの底部又は場合によっては側部において第１床下フレーム１６との間で溶接結合が行われる。
【００３３】
そして、この第３床下フレーム２０の上部には第４床下フレーム２２が設置されている。すなわち、この第４床下フレーム２２は、第１床下フレーム１６と第３床下フレーム２０の重合部分を覆う位置に設けられており、図上一点鎖線ニの箇所で第１床下フレーム１６のフランジ部１６ｂ、第３床下フレーム２０のフランジ部２０ａ、第４床下フレーム２２さらにフロントフロアパン２４の重ねられた箇所でスポット溶接が行われる。この溶接は、図４に示した第３床下フレーム２２のフランジ部２０ａの一部切り欠き部２０ｂの部分で行われるので、スポット溶接作業は３枚の部材に対して行われる。
【００３４】
さらに、第４床下フレーム２２の前方側端部は第２床下フレーム１８とフロントフロアパン２４との重なり部分の間に一部差し込まれる位置まで延びており、この重合部分、すなわち図上一点鎖線ハの箇所でスポット溶接が行われる。なお、この部分には第１床下フレーム１６のフランジ部１６ｂが存在しているが、このフランジ部１６ｂの外側で溶接作業が行われるので、スポット溶接の対象部材は３枚重なり部分である。
【００３５】
次に、フロントフロアパン２４の上部には車体の前後方向と直交する方向に床部の補強のためのクロスメンバ２６が設置されるが、第４床下フレーム２２は、その後方側端部が少なくともクロスメンバ２６の真下位置まで延びた構成を有している。そして、図上一点鎖ホ及びヘにて示した箇所、すなわちクロスメンバ２６のフランジ部２６ａ、フロントフロアパン２４及び第４床下フレーム２２の３枚重なり部分でスポット溶接が行われる。
【００３６】
図７は、上記クロスメンバ２６の構成例を示しており、その下部にはフランジ部２６ａが形成されていることが理解される。
【００３７】
また、図８は、第１、第２、第３及び第４床下フレーム（１６、１８、２０及び２２）とクロスメンバ２６の配置関係を示しており、このクロスメンバ２６と各床下フレーム１６、１８、２０、２２との間には、図示していないが客室部の床構造体であるフロントフロアパン２４が設置されるものである。
【００３８】
以上の配置並びに相互の部材の溶接固定作業によって、複数のユニットから構成される車体の床部において床部を補強するための床下フレームを同じく車体の前後方向に分割された複数のフレームユニットをもって構成したことにより、車体床部のユニット構造に的確に対応して床下フレームの配置を行うことが可能となっている。また、複数のフレーム部材にて構成された床下フレームは、それぞれ前後方向に異なる位置で、かつ異なる部材との間で溶接による結合固定が行われているので、集中した脆弱部が生ずることが回避されている。
【００３９】
また、床部の重要な構成要素であるトーボード１４の床接合部１４ｂとフロントフロアパン２４の接合部には、第１床下フレーム１６上部に設置された第２床下フレーム１８が存在し、第１床下フレーム１６と第３床下フレーム２０の接合部には、その上部に重ねられた第４床下フレームが存在している。すなわちそれらの重要構成要素の接合部は、それぞれ別個の床下フレーム部材にて補強が図られている。
【００４０】
また、上記２つの接合部の前後方向中間位置にて、上述の補強のための機能を有する第２床下フレーム１８と第４床下フレーム２２との接合部が配置され、その部分で溶接結合が行われる構成となっている。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施の形態に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、各床下フレームの形状は、上記実施の形態で示した形状に限定されるものではなく、十分な強度を得られる構成であれば他の形状を用いることも可能である。また、相互の部材の結合についてはスポット溶接を用いた例を示したが、このような結合手段に限定されず、確実な固定状態が得られれば他の結合手段を用いることも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車体の床部フレーム構造によれば、床部が複数のユニットにて形成される車体に関して、その床部下面に形成される床部補強のための床下フレーム部材がその床部のユニット式組立に容易に対応することができ、かつ床部の補強を行うと共に車体前方からの衝撃を床部に確実に伝達しかつその分散、減衰を行うことが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る床部フレーム構造の概略構成斜視図である。
【図２】実施の形態に係る第１床下フレームの斜視図である。
【図３】第１床下フレームの他の構成例を示す斜視図である。
【図４】実施の形態に係る第２床下フレームの斜視図である。
【図５】実施の形態に係る第３床下フレームの斜視図である。
【図６】実施の形態に係る第４床下フレームの斜視図である。
【図７】実施の形態に係る各床下フレームの装着状態並びに結合状態説明図である。
【図８】実施の形態に係る床部フレーム構造に設置されるクロスメンバの一例を示す斜視図である。
【図９】各床下フレームとクロスメンバとの位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１０フロントストラクチャ
１２フロントフレーム
１４トーボード
１４ｂ床接合部
１６第１床下フレーム
１８第２床下フレーム
２０第３床下フレーム
２２第４床下フレーム
２４フロントフロアパン

Claims

客室前方に位置するフロントフレームと、客室部の床構造体と、客室後方に位置する後部床構造体と、を含む複数のユニットにて車体の床部が構成され、
前記フロントフレームの客室側端部に水平方向に対向する前方側端部を有し、前記客室部の床構造体の下面に固着された第１床下フレームと、
前記フロントフレームと前記客室部の床構造体との間に設けられ、前記客室の前面部に位置する立設部及び前記客室部の床構造体下面にその上面を当接させて重ね合わされた床接合部を有するトーボードと、
前記第１床下フレームと前記トーボードの床接合部との間で前記第１床下フレームの上面部の中間領域を覆った状態で設置され、後方側端部は少なくとも前記客室部の床構造体下部にて前記トーボードの床接合部の重ね合わせ部を越えて延在する第２の床下フレームと、
を有し、前記客室部の床構造体、前記トーボードの床接合部及び第２の床下フレームの重ね合わせ部分でそれらを結合固定したことを特徴とする車体の床部フレーム構造。
前記客室部の床構造体の下面側で、前記第１床下フレームの後方側端部にその上面側から前方側端部が重ねられて接合設置された第３床下フレームと、
前記客室部の床構造体の下面側で、該第３床下フレームの上面部に設置され前方側端部が第３床下フレームの前方側端部を越えて前記第２床下フレームの後方側端部と前記客室部の床構造体との間に差し込まれる位置まで延び、後方側端部は前記客室部の床構造体の上面に取り付けられるクロスメンバの真下位置まで延びた第４床下フレームと、を有し、
前記第４床下フレームは、前記第１床下フレームと前記第３床下フレームの接合部を跨いで、前方側端部を前記第２床下フレームへ、後方側端部を前記第３床下フレームへ結合固定したことを特徴とする請求項１に記載の車体の床部フレーム構造。
前記各部材の結合固定は、スポット溶接によって行われ、被溶接部材が４枚重ね以上となる部分については、所定の部材について一部切り欠き部を設けることにより、４枚重ね以上の部材の溶接とならないようにしたことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の車体の床部フレーム構造。
客室前方に位置するフロントフレームと、客室部の床構造体と、を含む複数のユニットにて車体の床部が構成され、
前記フロントフレームの客室側端部に水平方向に対向する前方側端部を有し、前記客室部の床構造体の下面に固着された第１の床下フレームを備え、該第１床下フレームの前記前方側端部近傍に所定長さの脆弱部が設けられ、該脆弱部の後方側端部が少なくとも車両のフロントドアにて閉塞される開口部の前方側端部とほぼ一致する位置かそれよりも前方側に配置されたことを特徴とする車体の床部フレーム構造。
前記脆弱部は前後方向に複数整列された上下方向に伸びるビードであることを特徴とする請求項４に記載の車体の床部フレーム構造。