JP5144705B2 - 自動車の車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体構造に関し、特に、車体フロア構造に関する。

自動車の車体フロア構造として、左右のフロントサイドフレームの後端がアウトリガー等によって各々車体前後方向に延在する左右のフロントインサイドシルとセンタフレームの前端に接続されたものや（例えば、特許文献１）、更に左右のフロントインサイドシルとセンタフレーム（フロアトンネルフレーム）との間を車体前後方向に延在し、前端を左右のフロントサイドフレームの後端に接続され、後端を後部座席下部のミドルクロスメンバに接続された左右のフロアフレームを有するものが知られている（特許文献２、３）。

フロアフレームが設けられると、フロントサイドフレームに入力された前部衝突荷重（前突荷重）が、フロントインサイドシル、センタフレームに加えてフロアフレームにも伝達され、車体後部への前突荷重の伝達路が増え、車体後部への前突荷重の伝達が良好に行われ、衝突性能が改善される。また、フロアフレームがフロアパネルの下底面に溶接されることにより、フロアパネルの剛性が増し、ＮＶ（騒音．振動）性能が改善される。

特開２００９−１８７２５号公報 特開２００９−６９０２号公報 特開２００９−６９０３号公報

しかしながら、フロアフレームはフロアパネルの車体前後方向全域に亘って長く設けられることになるため、フロアフレームのフロアパネル全域設置は、車体重量の増加、コストアップ、溶接スポット数の増加による生産性の低下を招くことになる。

本発明が解決しようとする課題は、フロアフレームによる車体重量の増加、コストアップ、溶接スポット数の増加による生産性の低下を軽減した上で、フロアフレームによる車体後部への前突荷重の伝達路の確保による衝突性能の向上を図ることである。

本発明による自動車の車体構造は、車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム（２０）と、前記フロントサイドフレーム（２０）の後端より車体後方に配置されたフロアパネル（１２）と、前記フロアパネル（１２）の後端位置において車体幅方向に延在する第１のミドルクロスメンバ（１８）と、前記フロアパネル（１２）の下底面に接合されて前端を前記左右のフロントサイドフレーム（２０）の後端に各々接続され、当該接続部より前記フロアパネル（１２）の車体前後方向の中間部まで延在する左右のフロアフレーム（２８）とを有し、前記フロアパネル（１２）に、前端にて前記左右のフロアフレーム（２８）の後端に各々連続し、当該連続部より車体後方に延在して前記第１のミドルクロスメンバ（１８）に至る突条状の左右のビード（３４）が形成されている。

この車体構造によれば、フロアフレーム（２８）とフロアパネル（１２）に形成されたビード（３４）により、フロントサイドフレーム（２０）より第１のミドルクロスメンバ（１８）へ至る前突荷重伝達路が確立する。その上で、ビード（３４）の車体前後方向長さ分、フロアフレーム（２８）の車体前後方向長さが短くなり、フロアフレーム（２８）が短くなった分、車体重量、溶接スポット数が低減する。

本発明による自動車の車体構造は、一つの好ましい実施例として、前記フロアパネル（１２）には後部座席用の足置き凹部（３０）が形成されていて、当該フロアパネル（１２）の車体前後方向の中間部に、前記足置き凹部（３０）の前縁をなす前方へ向けて昇り勾配の傾斜面部（３２）が形成され、前記ビード（３４）は、前記足置き凹部（３０）と前記傾斜面部（３２）とに車体前後方向に一直線上に延在し、前記フロアフレーム（２８）の後端は、前記傾斜面部（３２）に突き当たり、前記傾斜面部（３２）において前記フロアフレーム（２８）と前記ビード（３４）とが車体前後方向に一直線上に繋がっている。

この車体構造によれば、フロアフレーム（２８）の後端がフロアパネル（１２）の傾斜面部（３２）に突き当たり、この傾斜面部（３２）においてフロアフレーム（２８）とビード（３４）とが車体前後方向に一直線上に繋がっていることにより、フロアフレーム（２８）よりビード（３４）への前突荷重の伝達が良好に行われる。

本発明による自動車の車体構造は、他の一つの好ましい実施例として、前記傾斜面部（３４）近傍の位置に、車体幅方向に延在する第２のミドルクロスメンバ（３６）が設けられている。

この車体構造によれば、傾斜面部（３２）の強度が増し、フロアフレーム（２８）より傾斜面部（３２）を介して行われるビード（３４）への前突荷重の伝達が更に良好に行われる。

本発明による自動車の車体構造は、他の一つの好ましい実施例として、前記フロアフレーム（２８）の後端は前記ビード（３４）の前端外周に重合して接続されている。

この車体構造によれば、フロアフレーム（２８）とビード（３４）との接続強度が向上し、フロアフレーム（２８）よりビード（３４）への前突荷重の伝達が良好に行われる。

本発明による自動車の車体構造は、他の一つの好ましい実施例として、車室内の側において凹溝をなす前記ビード（３４）にハーネス（４０）が配置されている。

この車体構造によれば、ビード（３４）が車室内側においてハーネス（４０）の配置部として有効に利用され、フロアパネル（１２）上に敷かれる室内カーペットの一般面フラット化による商品性向上が可能になる。

本発明による自動車の車体構造は、他の一つの好ましい実施例として、前記フロアパネル（１２）の左右の縁部を車体前後方向に延在する左右のサイドシル（１４）と、前記フロアパネル（１２）の車体幅方向の中央部を車体前後方向に延在するセンタフレーム（２４）と、前記左右のフロントサイドフレーム（２０）の後端に各々に接続され、前記フロントサイドフレーム（２０）との接続部（２０Ａ）より車幅方向外側に向かって斜め後方に延びて前記サイドシル（１４）の前端に接続されたアウトリガー部（２２Ｂ）と、前記フロントサイドフレーム（２０）との接続部（２０Ａ）より車幅方向内側に向かって斜め後方に延びて前記センタフレーム（２４）の前端に接続されたセンタフレームエクステンション部（２２Ｃ）とを備えた左右の連結メンバ（２２）とを更に有し、前記左右の連結メンバ（２２）の各々の前記アウトリガー部（２２Ｂ）と前記センタフレームエクステンション部（２２Ｃ）との分岐部（２２Ｄ）に前記左右のフロアフレーム（２８）の前端が接続され、前記左右のフロントサイドフレーム（２０）と前記左右のフロアフレーム（２８）とが前記左右の連結メンバ（２２）を介して車体前後方向に一直線上に連結されている。

この車体構造によれば、フロントサイドフレーム（２０）に入力された前突荷重が、フロアフレーム（２８）とフロアパネル（１２）のビード（３４）とによる車体方向への伝達に加えて、サイドシル（１４）、センタフレーム（２４）の各々によっても車体方向へ伝達される。これにより、フロアフレーム（２８）とビード（３４）とが受け持つ前突荷重が軽減し、フロアフレームの小型軽量化が可能になる。

本発明による自動車の車体構造によれば、フロアフレームとフロアパネルに形成されたビードにより、フロントサイドフレームより第１のミドルクロスメンバへ至る前突荷重伝達路が確立し、その上で、ビードの車体前後方向長さ分、フロアフレームの車体前後方向長さが短くなり、フロアフレームが短くなった分、車体重量、溶接スポット数が低減する。これにより、高い衝突性能を維持して、コストダウンと生産性の向上を図ることにができる。

本発明による自動車の車体構造の一つの実施例を示す下底面図（フロアパネルを車外より見た図）。 本発明による自動車の車体構造の一つの実施例を示す平面図（フロアパネルを車内より見た図）。 本発明による自動車の車体構造の一つの実施例を示す側面図（フロアパネルを車体側方より見た図）。 図１の線ＩＶ−ＩＶに沿った拡大断面図。 図２の線Ｖ−Ｖに沿った拡大断面図。

以下に、本発明による自動車の車体構造の実施例を、図１〜図５を参照して説明する。尚、以下に説明する各部材は鋼材製で、各部材の接続、接合は、溶接により行われる。

車体前部にはエンジンルームと車室とを区切るダッシュボードパネル１０が設けられている。ダッシュボードパネル１０の車室側には、前端をもってダッシュボードパネル１０の下端に接続されたフロアパネル１２が水平配置されている。フロアパネル１２は後述するフロントサイドフレーム２０の後端より車体後方に存在する。

フロアパネル１２の左右両側には、各々、車体前後方向に延在する左右の箱形断面形状のサイドシル１４が水平に配置されている。左右のサイドシル１４にはフロアパネル１２の左右の側縁部が接続されている。左右のサイドシル１４の後端には、各々、平面視で、左右のサイドシル１４と一直線上に車体前後方向に延在する左右の箱形断面形状のサイドシルエックステンションメンバ１６の前端が接続されている。

フロアパネル１２の後端位置には、車体幅方向に延在して左右両端を左右のサイドシルエックステンションメンバ１６に橋渡し接続された箱形断面形状のミドルクロスメンバ（第１のミドルクロスメンバ）１８が設けられている。ミドルクロスメンバ１８は、フロアパネル１２の後端位置においてキックアップ部をなし、フロアパネル１２の後縁を接続されている。

ダッシュボードパネル１０より車体前方（エンジンルーム側）には、車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム２０が設けられている。左右のフロントサイドフレーム２０は、各々、箱形断面形状をなしており、後端を左右の連結メンバ２２に接続されている。

左右の連結メンバ２２は、各々、ダッシュボードパネル１０の車体前方側の外面（車室外面）に接合されて箱形断面形状をなし、フロントサイドフレーム２０との接続部２２より車幅方向外側に向かって斜め後方に延びてサイドシル１４の前端に接続されたアウトリガー部２２Ｂと、接続部２２Ａより車幅方向内側に向かって斜め後方に延びてセンタフレーム２４の前端に接続されたセンタフレームエクステンション部２２Ｃとを有し、二股分岐形状をなしている。

フロアパネル１２の車幅方向中央には、車室内側に突出して車体前後方向に延在し、後端をミドルクロスメンバ１８に接続されたセンタトンネル部２６がプレス成形されている。センタフレーム２４は、センタトンネル部２６の左右両側にあって、各々、フロアパネル１２の下底面（車外面）に接合されて箱形断面形状をなし、後端をミドルクロスメンバ１８に接続されている。

図１によく示されているように、左側のサイドシル１４とセンタフレーム２４との間と、右側のサイドシル１４とセンタフレーム２４との間の各々に、左右のフロアフレーム２８が配置されている。左右のフロアフレーム２８は、各々、車体前後方向に延在し、フロアパネル１２の下底面（車外面）に接合されて箱形断面形状をなし、前端を連結メンバ２２のアウトリガー部２２Ｂとセンタフレームエクステンション部２２Ｃとの分岐部２２Ｄに接続されている。

これにより、本実施例では、左右のフロアフレーム２８は、各々、左右の連結メンバ２０を介して左右のフロントサイドフレーム２０と、平面視で、車体前後方向に一直線上に連結されている。

フロアパネル１２の車体後部側にはフロアパネル１２の一般面より一段低い窪みをなす後部座席用の足置き凹部３０が左右に形成されている。足置き凹部３０はフロアパネル１２の後縁まで延在しており、足置き凹部３０の底部前縁はフロアパネル１２の車体前後方向の中間部にあるのに対し、足置き凹部３０の底部後縁は車体前後方向においてフロアパネル１２の後縁と同じ位置にある。

フロアパネル１２の車体前後方向の中間部には足置き凹部３０の底部前縁より各々車体前方へ向けて昇り勾配で傾斜してフロアパネル１２の一般面に至る傾斜面部３２が左右の足置き凹部３０毎に形成されている。

前述の左右のフロアフレーム２８は、各々、後端が、左右の傾斜面部３２の車外側の前面に突き当たる位置まで車体後方に延在している。つまり、左右のフロアフレーム２８は、車体前部の連結メンバ２０との接続部よりフロアパネル１２の車体前後方向の中間部まで延在している。このフロアフレーム２８と傾斜面部３２との接続については、後述のビード３４との関係を踏まえて詳しく後述する。

左右の足置き凹部３０と傾斜面部３２には、各々、両者（足置き凹部３０と傾斜面部３２）を車体前後方向の一直線上に延在するビード３４がプレス成形されている。この左右のビード３４は、各々、車室外側に突出した突条状のビードであり、左右のフロアフレーム２６の車体幅方向位と同じ車体幅方向位置に形成されている。

これにより、左右のビード３４は、各々、傾斜面部３２における前端にて左右のフロアフレーム２８の後端に各々連続し、当該フロアフレーム２８との連続部よりフロアフレーム２８と一直線上に車体後方に延在してミドルクロスメンバ１８の前壁に至っている。

フロアフレーム２８と傾斜面部３２とビード３４との関係について、詳しく説明する。フロアフレーム２８は、ビード３４の溝形断面形状より一回り大きい溝形断面形状を有し、後端〜後端近傍の区間Ｌ（図４参照）に亘って、傾斜面部３２の車外側にて車体前方に突出しているビード３４の外周に覆い被さるように、ビード３４の前端外周に重合し、後端にて傾斜面部３２の前面に突き当っている。

図２によく示されているように、ミドルクロスメンバ１８より車体前方位置には、各々、車体幅方向に延在し、左右両端を車室内側に突出しているセンタトンネル部２６の右側部と右側のサイドシル１４とに橋渡し接続された右側のミドルクロスメンバ（第２のミドルクロスメンバ）３６と、左右両端をセンタトンネル部２６の左側部と左側のサイドシル１４とに橋渡し接続された左側のミドルクロスメンバ（第２のミドルクロスメンバ）３６が設けられている。この左右のミドルクロスメンバ３６は、各々、傾斜面部３２の車体前方に隣接する位置において、フロアパネル１２の上面（車内面）に接合されて箱形断面形状をなしている。

上述の構成による車体構造によれば、フロントサイドフレーム２０に入力された前突荷重の車体後部への伝達は、フロントサイドフレーム２０→アウトリガー部２２Ｂ→サイドシル１４→サイドシルエックステンションメンバ１６→ミドルクロスメンバ１８と、フロントサイドフレーム２０→センタフレームエクステンション部２２Ｃ→センタフレーム２４→ミドルクロスメンバ１８と、フロントサイドフレーム２０→連結メンバ２２の分岐部２２Ｄ→フロアフレーム２８→ビード３４→ミドルクロスメンバ１８の各経路をもって行われる。

特に、フロアフレーム２８は、図１によく示されているように、連結メンバ２０を介してフロントサイドフレーム２０と、平面視で、車体前後方向に一直線上に連結されているので、フロントサイドフレーム２０→連結メンバ２２の分岐部２２Ｄ→フロアフレーム２８→ビード３４→ミドルクロスメンバ１８による前突荷重の車体後部への伝達が、曲げモーメントを生じることなく効率よく良好に行われる。

この前突荷重の伝達路は、フロアフレーム２８とフロアパネル１２に形成されたビード３４により確立するから、ビード３４の車体前後方向長さ分、フロアフレーム２８の車体前後方向長さが短縮される。これにより、フロアフレーム２８が短くなった分、車体重量、溶接スポット数が低減し、フロアフレーム２８による車体重量の増加、コストアップ、溶接スポット数の増加による生産性の低下を軽減した上で、フロアフレーム２８による車体後部への前突荷重の伝達路が確保され、衝突性能が向上する。

また、フロントサイドフレーム２０に入力された前突荷重は、フロアフレーム２８とフロアパネル１２のビード３４とによる車体方向への伝達に加えて、サイドシル１４、センタフレーム２４の各々によっても車体方向へ伝達されるから、フロアフレーム２８とビード３４とが受け持つ前突荷重が軽減し、フロアフレーム２８を小型軽量化することができる。

更に、ミドルクロスメンバ３６が設けられていることにより、フロアフレーム２８に入力された前突荷重が、サイドシル１４やセンタフレーム２４に分散伝達され、このことによっても、前突荷重の車体後部への伝達が効率よく良好に行われ、フロアフレーム２８の小型軽量化が可能になる。

また、この車体構造によれば、フロアフレーム２８の後端がフロアパネル１２の傾斜面部３２に突き当たり、この傾斜面部３２においてフロアフレーム２８とビード３４とが車体前後方向に一直線上に繋がっていることにより、フロアフレーム２８よりビード３４への前突荷重の伝達が良好に行われる。

更に、傾斜面部３４の近傍位置にミドルクロスメンバ３６が設けられているから、傾斜面部３２の強度が増し、フロアフレーム２８より傾斜面部３２を介して行われるビード３４への前突荷重の伝達が良好に行われる。しかも、フロアフレーム２８の後端はビード３４の前端外周に重合して接続されているから、フロアフレーム２８とビード３４との接続強度が向上し、フロアフレーム２８よりビード３４への前突荷重の伝達が更に良好に行われる。

ビード３４は、車室内の側において凹溝をなしているから、図２、図５に示されているように、車体後方へ電力を供給する電力線やセンサ等に接続される信号線のハーネス４０が配置されるハーネス配置溝として有効に利用することができる。これにより、フロアパネル１２上に敷かれる室内カーペット４４（図５参照）の一般面フラット化が促進され、商品性の向上が図られる。なお、図５において、符号４２はフロアパネル１２の室内面に敷設されたメルシートを示している。

なお、上述の実施例では、フロアフレーム２８は連結メンバ２２を挟んでフロントサイドフレーム２０に接続されているが、本発明はこれに限られることはなく、フロアフレーム２８はフロントサイドフレーム２０に直接接続される構成であってもよく、連結メンバ２２がフロントサイドフレーム２０と実質的に一体構造であれば、連結メンバ２２があってもフロアフレーム２８はフロントサイドフレーム２０に接続されていることになる。

１０ ダッシュボードパネル
１２ フロアパネル
１４ サイドシル
１６ サイドシルエックステンションメンバ
１８ ミドルクロスメンバ（第１のミドルクロスメンバ）
２０ フロントサイドフレーム
２２ 連結メンバ
２４ センタフレーム
２６ センタトンネル部
２８ フロアフレーム
３０ 足置き凹部
３２ 傾斜面部
３４ ビード
３６ ミドルクロスメンバ（第２のミドルクロスメンバ）
４０ ハーネス

Claims (4)

1. 車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレームと、
   前記フロントサイドフレームの後端より車体後方に配置されたフロアパネルと、
   前記フロアパネルの後端位置において車体幅方向に延在して前記フロアパネルに接合された第１のミドルクロスメンバと、
   前記フロアパネルの下底面に接合されて前端を前記左右のフロントサイドフレームの後端に各々接続され、当該接続部より前記フロアパネルの車体前後方向の中間部まで延在する左右のフロアフレームとを有し、
   前記フロアパネルには、前端にて前記左右のフロアフレームの後端に各々連続し、当該連続部より車体後方に延在して前記第１のミドルクロスメンバに至る突条状の左右のビードと、後部座席用の足置き凹部とが形成されていて、当該フロアパネルの車体前後方向の中間部には、前記足置き凹部の前縁をなす前方へ向けて昇り勾配の傾斜面部が形成され、
   前記ビードは、前記足置き凹部と前記傾斜面部とに車体前後方向に一直線上に延在し、前記フロアフレームの後端は、前記傾斜面部に突き当たり、前記傾斜面部において前記フロアフレームと前記ビードとが車体前後方向に一直線上に繋がっており、
   更に、前記傾斜面部近傍の位置を車体幅方向に延在して前記フロアパネルに接合された第２のミドルクロスメンバが設けられている自動車の車体構造。
2. 前記フロアフレームの後端は前記ビードの前端外周に重合して接続されている請求項１に記載の車体フロア構造。
3. 車室内の側において凹溝をなす前記ビードにハーネスが配置されている請求項１または２に記載の車体フロア構造。
4. 前記フロアパネルの左右の縁部を車体前後方向に延在する左右のサイドシルと、
   前記フロアパネルの車体幅方向の中央部を車体前後方向に延在するセンタフレームと、
   前記左右のフロントサイドフレームの後端に各々に接続され、前記フロントサイドフレームとの接続部より車幅方向外側に向かって斜め後方に延びて前記サイドシルの前端に接続されたアウトリガー部と、前記フロントサイドフレームとの接続部より車幅方向内側に向かって斜め後方に延びて前記センタフレームの前端に接続されたセンタフレームエクステンション部とを備えた左右の連結メンバとを更に有し、
   前記左右の連結メンバの各々の前記アウトリガー部と前記センタフレームエクステンション部との分岐部に前記左右のフロアフレームの前端が接続され、
   前記左右のフロントサイドフレームと前記左右のフロアフレームとが前記左右の連結メンバを介して、平面視で、車体前後方向に一直線上に連結されている請求項１から３の何れか一項に記載の車体フロア構造。

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