JP4481872B2 - 車両のフロア構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロアパネルの車幅方向中央部に上方に突出するトンネル部を有する車両のフロア構造に関し、詳細には車両衝突時の衝撃吸収性能を改善できるようにしたトンネル部の補強構造に関する。

自動車においては、車両衝突による衝撃力が車室に影響を及ぼすのを回避する構造を採用している。また車体前端部からダッシュパネルまでの前後方向長さが比較的短い小型自動車の場合には、前面衝突時にダッシュパネルより前方部分にて吸収しきれなかった衝撃力がダッシュパネル後方のフロアパネルに伝達されることとなる。

そこでフロアパネルの衝撃力に対する剛性を高めるために、例えば、特許文献１では、フロアパネルのトンネル部にリインホース（トランスミッションカバー）を配置し、該リインホースの外周縁に全周に渡ってフランジを形成し、該フランジをトンネル部にスポット溶接により結合することでトンネル部の剛性を高めるようにしている。
特開平５−６９７５３号公報

ところで、上記従来のように、リインホースのフランジを全周に渡ってトンネル部にスポット溶接する構造を採用した場合には、衝突時の入力が強固に補強されたトンネル部にそのまま伝達されることとなり、トンネル部による衝撃吸収機能が十分に発揮されないという懸念がある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、車両衝突時におけるトンネル部の衝撃力吸収性能を高めることができる車両のフロア構造を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、フロアパネルの車幅方向中央部に上方に突出するトンネル部が形成され、上記フロアパネルの前縁部にエンジン室と車室とを画成するダッシュパネルの下縁部が接続されるとともに、上記フロアパネルの前後方向中途部に車幅方向に延びるクロスメンバが接続された車両のフロア構造において、上記トンネル部に補強部材をこれの少なくとも一部が上記クロスメンバより前側に位置するように配置し、該補強部材は、上記トンネル部の上壁部から車幅方向コーナ部に渡って当接する横断面コ字状の変形抑制部と、該変形抑制部の前端から上記上壁部に沿って前方に延びる平板状の変形許容部とを備えたものとしたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１において、上記フロアパネルの車幅方向両縁部には前後方向に延びるロッカパネルが接続され、上記補強部材の変形許容部と変形抑制部との境界部は、上記フロアパネルの車幅方向一側の前側端部と、上記クロスメンバの車幅方向他側の側端部とを結ぶ直線上付近に位置していることを特徴としている。

請求項１の発明に係るフロア構造によれば、補強部材をトンネル部の上壁部から車幅方向コーナ部に渡って当接する横断面コ字状の変形抑制部と、該変形抑制部の前端から前方に延びる平板状の変形許容部とを備えたものとしたので、車両正面衝突時の衝撃力がトンネル部に伝達されると、該衝撃力は変形許容部が変形することにより吸収され、また該変形許容部で吸収しきれなかった衝撃力は変形抑制部を介してクロスメンバに伝達されて吸収されることとなる。これによりトンネル部の衝撃力吸収性能を高めることができ、車体変形の増大を回避できる。

請求項２の発明では、補強部材の変形許容部と変形抑制部との境界部を、フロアパネルの車幅方向一側の前側端部と、クロスメンバの他側の側端部とを結ぶ直線上付近に位置するように設定したので、オフセット衝突時の荷重入力の偏りによるひずみを抑制できるとともに、ロッカパネルのスポット溶接の剥がれを防止できる。

即ち、本発明者等の衝突実験により、オフセット衝突の場合には、一方のロッカパネルへの入力により、上記直線上の特にトンネル部付近において剪断荷重によるひずみが生じ易く、またロッカパネルのスポット溶接に剥がれが生じ易いことが判明した。そこで本発明では、オフセット衝突時の荷重入力の偏りによるひずみが生じ易い部分，即ち上記トンネル部の上記直線上付近に剛性の高い変形抑制部を配置したので、上記ひずみの発生を抑制でき、車体変形の増大を防止できる。また、上記入力側のロッカパネルの後方移動を抑制できることから、ロッカパネルのスポット溶接の剥れを防止できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図５は、本発明の一実施形態による車両のフロア構造を説明するための図であり、図１，図２は自動車の前部フロアの平面図，斜視図、図３は前部フロアの断面正面図（図２のIII-III 線断面図）、図４はトンネル部の断面側面図（図２のIV-IV 線断面図) 、図５は補強部材の平面図である。

図において、１は自動車の前部フロアを示しており、これは以下の構造となっている。車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバ２，２の後半部上にフロアパネル３が配置され、該フロアパネル３の前フランジ部３ａには上下方向に延びてエンジン室Ａと車室Ｂとを画成するダッシュパネル４の下フランジ部４ａが溶接接合されている。また、上記フロアパネル３のダッシュパネル４後方には車幅方向に延びるクロスメンバ６が溶接接合されている。さらに上記フロアパネル３の左，右フランジ部３ｂ，３ｂには前後方向に延びるロッカパネル５，５が溶接接合されている。

上記クロスメンバ６の左，右端部は上記ロッカパネル５に結合されており、該クロスメンバ６には上記左，右サイドメンバ２，２の後端部が結合されている。また左，右のロッカパネル５の前端部は不図示のサスペンションタワーを介してサイドメンバ２に結合されている。上記ロッカパネル５は、アウタパネル５ａとインナパネル５ｂとを両者の間にロッカリインホース５ｃを介在させて溶接接合してなる閉断面角筒状のものである。

上記クロスメンバ６には不図示のシートを支持するシートフレームが取付けられており、フロアパネル３のクロスメンバ６の前側部分に乗員の足が載置される。

上記フロアパネル３の左，右サイドメンバ２の内側には該サイドメンバ２と平行に延びるトンネルメンバ７，７が配置されている。この左，右のトンネルメンバ７の前端部とサイドメンバ２とはトルクボックス８，８により連結されており，該トルクボックス８はフロアパネル３ととともにダッシュパネル４に溶接接合されている。

上記フロアパネル３は、車幅方向中央部に配置された上方に突出するトンネル部１０と、該トンネル部１０の左，右に配置された平坦な左，右フロア部１１，１１とに分割されている。このトンネル部１０内に動力伝達部材，排気管等が配置され、左，右フロア部１１に上記シートが配置されている。

上記トンネル部１０は、左，右側壁１０ａ，１０ａと、該左，右側壁１０ａ，１０ａの上端間に形成された上壁部１０ｂとを有する横断面凸形状をなしている。このトンネル部１０の左，右側壁１０ａに上記左，右フロア部１１，１１の内フランジ１１ａが溶接接合されている。

上記トンネル部１０には、左，右側壁１０ａ，１０ａの下端に続いて上向きに開口する横断面ハット状のメンバ部１０ｃ，１０ｃが屈曲形成されており、該メンバ部１０ｃ，１０ｃは左，右フロア部１１，１１の下面に溶接接合されている。このメンバ部１０ｃとフロア部１１とで上記トンネルメンバ７が形成されている。

なお、上記クロスメンバ６は、上記トンネル部１０より少し高く設定され、その上部フランジ部６ａはトンネル部１０の上面に溶接接合され、左，右の下部フランジ部６ｂ，６ｂは左，右フロア部１１，１１の上面に溶接接合されている。

上記トンネル部１０の上壁部１０ｂの下面には車両前後方向に延びる矩形状の補強部材１３が配置されている。この補強部材１３及び上壁部１０ｂには不図示のシフトレバーが挿通される挿通孔１４が繰り抜いて形成されており、シフトレバーは挿通孔１４の周縁部に固定されたブラケットを介して前後，左右に揺動可能に支持されている。なお、コラムシフト仕様車の場合は、挿通孔を形成する必要はない。

上記補強部材１３は、上記クロスメンバ６の前側に配置されており、平面から見て、補強部材１３の後端がクロスメンバ６の前側の上部フランジ６ａに略一致するように配置されている。ここで補強部材１３の後端部をクロスメンバ６の後側の上部フランジ６ａに重ね合わせて結合してもよい。このようにした場合には、補強部材１３からクロスメンバ６への荷重伝達を効率よく行なうことができる。

そして上記補強部材１３は、上記トンネル部１０の上壁部１０ｂから該上壁部１０ｂの左，右コーナ部１０ｂ´に渡って当接する横断面コ字状の変形抑制部１３ａと、該変形抑制部１３ａの前端面から上記上壁部１０ｂに沿って前方に延びる平板状の変形許容部１３ｂとを備えている。

具体的には、上記変形抑制部１３ａは、上壁部１０ｂに当接する平面部１３ｃと、該平面部１３ｃの左，右縁から上記左，右のコーナ部１０ｂ´に沿って下方に屈曲するフランジ部１３ｄ，１３ｄとを有しており、上記平面部１３ｃの前端部，中間部，後端部（図１，図５の×印参照）がそれぞれ上壁部１０ｂにスポット溶接により接合されている。また上記変形抑制部１３ａの前後方向寸法は、変形許容部１３ｂの前後方向寸法の３倍程度に設定されている。

上記補強部材１３の変形抑制部１３ａと変形許容部１３ｂとの境界部１３ｅは、上記フロアパネル３の車幅方向左側の前側端部３ｃと、上記クロスメンバ６の車幅方向右側の側端部６ｃとを結ぶ直線ａ上付近に位置するように設定されている。また上記境界部１３ｅはシートに着座した乗員の膝部分に位置している。

車両正面衝突（フルラップ）時の入力は、左右のサイドメンバ２，２からロッカパネル５及びトンネルメンバ７に分散されて伝達され、さらにトンネル部１０に伝達される。このトンネル部１０に伝達された衝撃力の大部分は、該トンネル部１０の変形とともに変形許容部１３ｂが境界部１３ｅを折れポイントとしてこの部分まで変形することにより吸収され、残りは変形抑制部１３ａを介してクロスメンバ６に伝達され、該クロスメンバ６から左右に分散されて車体後方に伝達される。

より詳細には、補強部材１３をトンネル部１０の上壁部１０ｂから左右コーナ部１０ｂ´に沿って延びる横断面コ字状の変形抑制部１３ａと、変形抑制部１３ａの前端から前方に延びる平板状の変形許容部１３ｂとを備えたものとしたので、車両正面衝突時の衝撃力がトンネル部１０に伝達されると、該衝撃力は変形許容部１３ｂがトンネル部１０とともに境界部１３ｅまで変形することにより吸収される。そしてこれらの変形で吸収しきれなかった衝撃力は変形抑制部１３ａを介してクロスメンバ６に伝達されて吸収されることとなる。これによりトンネル部１０の衝撃力吸収性能を高めることができ、車両正面衝突時の車体変形量の増大を回避できる。

一方、オフセット衝突時の入力は、例えば右側のサイドメンバ２からロッカパネル５，トンネルメンバ７に分散されて伝達され、さらに該ロッカパネル５，トンネルメンバ７を介してトンネル部１０に伝達される。そのため右側のロッカパネル５が後方移動し、ひずみが大きくなるおそれがある。

本実施形態では、上記変形抑制部１３ａと変形許容部１３ｂとの境界部１３ｅを、フロアパネル３の車幅方向左側の前側端部３ｃと、上記クロスメンバ６の車幅方向右側の側端部６ｃとを結ぶ直線ａ上付近に位置するように設定したので、オフセット衝突時の上記直線ａ上におけるフロアパネル３等のねじれを抑制できるとともに、ロッカパネル５のスポット溶接の剥がれを防止できる。

即ち、オフセット衝突の場合には、例えば右側のロッカパネル５への入力により左側のロッカパネル５との間で車両前後方向にずれが生じ易く、このためフロアパネル３が前後方向にねじれたり，右側のロッカパネル５のスポット溶接が剥がれたりするおそれがある。これに対して本実施形態では、オフセット衝突時の荷重入力の偏りによるひずみが生じ易い部分，即ち上記トンネル部１０の上記直線ａ上付近に境界部１３ｅを配置したので、変形抑制部１３ａが上記ひずみを抑制し、車体変形の増大及び上記ロッカパネル５の溶接剥がれを回避できる。

ここで、上記補強部材１３の変形抑制部１３ａを変形許容部１３ｂより剛性の高い材料により構成してもよく、又は板厚を変形許容部１３ｂより大きくしてもよい。このようにした場合にはクラッシャブルゾーンのコントロールをより精度よく行なうことができる。

また本実施形態では、シフトレバーの支持剛性を高めるための既存の補強部材１３を有効利用して変形抑制部１３ａ及び変形許容部１３ｂを形成したので、コスト上昇や重量増加の問題を招くことはない。

さらに車種ごとにフルラップ衝突及びオフセット衝突の両方を考慮して補強部材１３の境界部１３ｅを設定することによって、適用車種を拡大できる。

本発明の一実施形態による自動車の前部フロアの平面図である。 上記前部フロアの斜視図である。 上記前部フロアのトンネル部の断面正面図（図２のIII-III 線断面図）である。 上記トンネル部の断面側面図（図２のIV-IV 線断面図) である。 本実施形態の補強部材の平面図である。

符号の説明

３ フロアパネル
４ ダッシュパネル
５ ロッカパネル
６ クロスメンバ
１０ トンネル部
１０ｂ 上壁部
１０ｂ´ コーナ部
１３ 補強部材
１３ａ 変形抑制部
１３ｂ 変形許容部
１３ｅ 境界部
ａ 直線

Claims (2)

1. フロアパネルの車幅方向中央部に上方に突出するトンネル部が形成され、上記フロアパネルの前縁部にエンジン室と車室とを画成するダッシュパネルの下縁部が接続されるとともに、上記フロアパネルの前後方向中途部に車幅方向に延びるクロスメンバが接続された車両のフロア構造において、上記トンネル部に補強部材をこれの少なくとも一部が上記クロスメンバより前側に位置するように配置し、該補強部材を、上記トンネル部の上壁部から車幅方向コーナ部に渡って当接する横断面コ字状の変形抑制部と、該変形抑制部の前端から上記上壁部に沿って前方に延びる平板状の変形許容部とを備えたものとしたことを特徴とする車両のフロア構造。
2. 請求項１において、上記フロアパネルの車幅方向両縁部には前後方向に延びるロッカパネルが接続され、上記補強部材の変形許容部と変形抑制部との境界部は、上記フロアパネルの車幅方向一側の前側端部と、上記クロスメンバの車幅方向他側の側端部とを結ぶ直線上付近に位置していることを特徴とする車両のフロア構造。

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