JP6783991B2 - 車両のフロアクロスメンバ構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体下部におけるサイドシルとフロアトンネルとの間に設けられて、側面衝突時における車両の変形を抑制する車両のフロアクロスメンバ構造に関する。

車幅方向における車体下部の車外側の側部であって、サイドドアの直下には、車両の側面開口部を構成する強度部材の１つとして、前後方向に延びるサイドシルが配置されている。また、車幅方向における車体下部の中央部分には、前後方向に延びるフロアトンネルが配置されている。

さらに、車体下部の剛性や強度を向上させること等を目的として、サイドシルとフロアトンネルとの間に、車幅方向に延びるフロアクロスメンバが架け渡される場合がある。
こうしたフロアクロスメンバが車体下部に適用された車両に対し、他車両等の衝突体が側方から衝突（側面衝突）すると、その衝突に伴い車両に加わった荷重の一部は、サイドシル及びフロアクロスメンバを介してフロアトンネルに伝達される。フロアトンネルは高い剛性を有しており、フロアクロスメンバの車内側への動きを規制する。そのため、サイドシルに加えられた側面衝突の荷重は、上記のように車内側への動きを規制されたフロアクロスメンバによって受け止められる。その結果、車両の変形が抑制されて、車室空間が確保され、乗員が保護される。

上記フロアクロスメンバの一形態として、一対の支持部及び一般部を備えるものがある。一対の支持部は、車幅方向に互いに離間した２箇所に配置され、それぞれ車幅方向へ延びる上面を有する。両支持部の一方はサイドシルに隣接し、他方はフロアトンネルに隣接する。両支持部は、自身の上面において座席のシートレールをそれぞれ下側から支持する。一般部は、両支持部間において、同支持部の上面よりも低い箇所に位置する。一般部と座席との間の空間は、後席の乗員が足を置いたり、小物等を収容したりするための空間として利用される。

こうした構成のフロアクロスメンバの構造を工夫することで、側面衝突前には座席の下方に空間を確保し、側面衝突時には車両の変形を一層抑制することのできる構造が種々考えられている。

例えば、特許文献１では、フロアクロスメンバにおいて、車外側の支持部よりもサイドシル側の部分が、そのサイドシルよりも高い箇所まで拡張されている。この拡張部分は、サイドドア下部の車内側に位置する。そのため、側面衝突に伴いサイドドアに加わる荷重が上記拡張部分によって受け止められて、車両の変形が一層抑制される。

また、特許文献２には、フロアクロスメンバにおける車外側の支持部の稜線部分に補強用ビードが形成されている。このビードにより、車外側の支持部の強度が高められ、側面衝突時の車両の変形を抑制する性能が向上する。

特開平１１−２５５１５４号公報 実開昭６３−１０４２８７号公報

ところが、上記特許文献１では、車外側の支持部が拡張部分よりも低い箇所に位置する。そのため、側面衝突の荷重が拡張部分に伝わった場合に、フロアクロスメンバが拡張部分の上面と支持部の上面との間の段差部において変形するおそれがある。また、上記特許文献２では、一般部が車外側の支持部の上面よりも低い箇所に位置する。そのため、側面衝突の荷重が車外側の支持部に伝わった場合に、フロアクロスメンバが車外側の支持部の上面と一般部の上面との間の段差部において変形するおそれがある。従って、特許文献１及び特許文献２のいずれにおいても、フロアクロスメンバを変形しにくくすることで、車両の変形を抑制する性能を高めることが可能である。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、側面衝突前には座席の下方に空間を確保し、側面衝突時には車両の変形を一層抑制することのできる車両のフロアクロスメンバ構造を提供することにある。

上記課題を解決する車両のフロアクロスメンバ構造は、車幅方向における車体下部の車外側の側部に配置されたサイドシルと、同方向における車体下部の中央部分に配置されたフロアトンネルとの間に設けられる車両のフロアクロスメンバ構造であって、車幅方向に互いに離間した２箇所に配置され、一方が前記サイドシルに隣接し、かつ他方が前記フロアトンネルに隣接し、さらに車幅方向へ延びる自身の上面において座席のシートレールをそれぞれ下側から支持する一対の支持部と、側面衝突が検出又は予測される前には、両支持部間において、同支持部の上面よりも低い箇所に配置される中間部と、前記側面衝突の検出又は予測に応じ、前記中間部を、同中間部の上面の高さが両支持部の上面の高さ以下となるように上昇させる上昇機構部とを備える。

上記の構成によれば、側面衝突が検出又は予測される前には、上昇機構部による中間部の上昇が行われない。中間部は、両支持部間において、同支持部の上面よりも低い箇所に位置する。そのため、座席と中間部との間に空間が形成され、ここに、後席の乗員の足を置いたり、小物類等を置いたりすることが可能となる。

車両に対し、他車両等の衝突体が側方から衝突（側面衝突）すると、その側面衝突に伴い車両に加わった荷重の一部は、サイドシル及びフロアクロスメンバ構造を介してフロアトンネルに伝達される。この荷重の伝達は、支持部では、主として、車幅方向へ延びる上面を有する上部においてなされる。フロアトンネルは高い剛性を有しており、フロアクロスメンバ構造の車内側への動きを規制する。

一方で、上記側面衝突が検出又は予測されると、上昇機構部により中間部が上昇させられる。この上昇により、中間部の上面が両支持部の上面に近づく。中間部の上面と両支持部の上面との高低差が、側面衝突が検出又は予測される前の高低差よりも小さくなる。そのため、側面衝突により車両に加わった荷重が、フロアクロスメンバ構造における車外側の支持部、中間部及び車内側の支持部を介してフロアトンネルに伝わった場合、中間部はその荷重を、側面衝突が検出又は予測される前よりも、側面衝突の荷重の伝達される支持部の上面に近い箇所で受け止める。荷重が中間部によって受け止められる分、支持部は、側面衝突が検出又は予測される前よりも車内側へ変形しにくくなり、車室空間が確保される。

上記車両のフロアクロスメンバ構造において、前記上昇機構部は、前記側面衝突の検出又は予測に応じて、前記中間部の上面に沿う方向へ伸張又は収縮するアクチュエータと、前記アクチュエータの伸張又は収縮の方向を上下方向に変換して、同伸長又は収縮を前記中間部に伝達して上昇させる変換伝達部とを備えることが好ましい。

上記の構成によれば、側面衝突が検出又は予測されると、上昇機構部におけるアクチュエータが中間部の上面に沿う方向へ伸張又は収縮する。アクチュエータの伸張又は収縮は、変換伝達部により、伸張又は収縮の方向を上下方向に変換されて中間部に伝達される。このような簡単な構成でありながら、中間部を、その上面の高さが両支持部の上面の高さ以下となるように上昇させることが可能である。

上記車両のフロアクロスメンバ構造において、前記アクチュエータは、ケースと、前記側面衝突の検出又は予測に応じて前記ケースから、前記中間部の前記上面に沿う方向へ突出するシャフトとを備え、前記変換伝達部は、軸により支持され、かつ前記シャフトに連結されたレバーを備え、前記シャフトの突出動作に伴う前記軸を中心とした前記レバーの回動を利用して前記中間部を上昇させるものであることが好ましい。

上記の構成によれば、側面衝突が検出又は予測されると、アクチュエータでは、シャフトがケースから、中間部の上面に沿う方向へ突出される。この突出により、アクチュエータが伸張させられる。シャフトの突出動作は、同シャフトに連結されたレバーに伝達され、同レバーが軸を中心として回動させられる。このレバーの回動が利用されて、中間部が上昇させられる。

上記車両のフロアクロスメンバ構造において、前記シャフトは、前記側面衝突の検出又は予測に応じて前記ケースから車幅方向へ突出するものであり、前記レバーを支持する前記軸は前記車両の前後方向に延びており、前記変換伝達部は、前記中間部に対し車幅方向へスライド可能に設けられたスライダを備え、前記レバーは前記スライダに連結されていることが好ましい。

上記の構成によれば、側面衝突の検出又は予測に応じてシャフトがケースから車幅方向へ突出されて、レバーが、車両の前後方向に延びる軸を中心として回動させられると、そのレバーのスライダとの連結部分は軸の回りを旋回する。この旋回に伴い、レバーのスライダとの連結部分の車幅方向における位置と、上下方向における位置とが変化する。この変化に伴い、スライダが、中間部に対し車幅方向へスライドしながら上昇する。その結果、中間部が車幅方向へ移動することなく上昇させられる。

上記車両のフロアクロスメンバ構造において、前記中間部は、車幅方向へ延びるガイド孔を有し、前記スライダは、前記ガイド孔に挿入されたガイドピンを備えることが好ましい。

上記の構成によれば、スライダにおけるガイドピンは、中間部に対しては車幅方向に延びるガイド孔内で同方向へ移動することを許容され、それ以外の方向へ移動することを規制される。このガイド孔に沿ったガイドピンの移動を通じ、中間部に対するスライダの車幅方向へのスライドが許容される。従って、側面衝突の検出又は予測に応じてシャフトがケースから車幅方向へ突出されて、レバーが回動させられると、スライダが、中間部に対し車幅方向へスライドしながら上昇する。

上記車両のフロアクロスメンバ構造において、前記レバーは、長尺状の第１腕部と、前記第１腕部に対し傾斜する長尺状の第２腕部とを備え、前記第１腕部及び前記第２腕部は端部同士において相互に連結され、前記軸は、前記第１腕部及び前記第２腕部の境界部分に設けられ、前記第１腕部は、前記軸から長さ方向へ離れた箇所において前記シャフトに連結され、前記第２腕部は、前記軸から長さ方向へ離れた箇所において前記スライダに連結されており、前記側面衝突の検出又は予測に応じて前記シャフトが突出されて前記レバーが回動された場合には、前記第１腕部の前記シャフトとの連結部分が、前記軸よりも同シャフトの突出方向前方に位置するように、同第１腕部が傾斜した姿勢にされることが好ましい。

上記の構成によれば、側面衝突の検出又は予測に応じてシャフトがケースから突出されてレバーが回動されると、第１腕部のシャフトとの連結部分が、軸よりも同シャフトの突出方向前方に位置するように、同第１腕部が傾斜した姿勢にされる。この状態から、シャフトを後退させるためには、レバーを上記回動方向とは反対方向へ回動させて、第１腕部のシャフトとの連結部分を、軸よりもケース側へ移動させる必要がある。しかし、レバーには、中間部等の荷重が加わっている。そのため、レバーは上記反対方向へ回動しにくい。シャフトは、ケースから突出された状態に保持され、中間部が上昇した位置に保持される。

上記車両のフロアクロスメンバ構造において、前記上昇機構部は、前記側面衝突が検出又は予測される前には、前記中間部の下側で非膨張状態にされ、前記側面衝突の検出又は予測に応じ、膨張用ガスが供給されて膨張して前記中間部を上昇させるエアバッグと、前記中間部の下側の複数箇所に配置され、前記側面衝突が検出又は予測される前には、前記中間部の前記上面に沿って延びる倒伏状態にされ、前記側面衝突が検出又は予測されたときには、前記中間部の前記上面に対し交差する起立状態にされる脚柱とを備えることが好ましい。

上記の構成によれば、側面衝突が検出又は予測される前には、エアバッグが中間部の下側で非膨張状態にされる。そのため、中間部はエアバッグによって上昇させられず、両支持部間において、同支持部の上面よりも低い箇所に位置する。また、このときには、脚柱は、中間部の上面に沿って延びる倒伏状態にされる。そのため、脚柱は、中間部が両支持部の上面よりも低い箇所に配置されることに対する障害となりにくい。

これに対し、側面衝突が検出又は予測されると、エアバッグが膨張用ガスの供給を受けて膨張し、中間部を上昇させる。このような簡単な構成でありながら、中間部を、その上面の高さが両支持部の上面の高さ以下となるように上昇させることが可能である。また、このときには、脚柱は中間部の上面に対し交差する起立状態にされる。この起立状態の脚柱により、中間部が上昇させられた位置から下降することを規制される。

上記車両のフロアクロスメンバ構造において、各脚柱は、前記中間部に対し支軸により回動可能に支持され、各脚柱に対しては、前記支軸を支点として前記倒伏状態から前記起立状態となる側へ回動させる付勢力が加えられており、各脚柱は、前記側面衝突の検出又は予測に応じた前記エアバッグによる前記中間部の上昇に伴い、前記付勢力により前記倒伏状態から前記起立状態に切替えられることが好ましい。

上記の構成によれば、側面衝突が検出又は予測される前には、脚柱が倒伏状態にされる。側面衝突の検出又は予測に応じてエアバッグが膨張させられて、中間部が上昇させられると、脚柱が回動付勢力により倒伏状態から起立状態に切替えられる。従って、この切替えのために特別なアクチュエータを用いたり、そのアクチュエータを制御したりしなくてもすむ。

上記車両のフロアクロスメンバ構造において、両支持部の上面及び前記中間部の上面は、車幅方向に延びる平面により構成されており、前記上昇機構部は、前記側面衝突の検出又は予測に応じ、前記中間部を、同中間部の上面が両支持部の上面と同一の高さとなるように上昇させるものであることが好ましい。

ここで、支持部の上面と中間部の上面との間に高低差（段差部）があると、側面衝突の荷重が加わった場合、その段差部において支持部が変形しようとする。
この点、上記の構成によれば、側面衝突の検出又は予測に応じ、中間部が上昇機構部により上昇させられて、中間部の上面が両支持部の上面と同じ高さに揃えられる。フロアクロスメンバ構造は、両支持部の上面と中間部の上面との間に段差部のない状態、又はそれに近い状態となる。そのため、側面衝突により車両に対し側方から荷重が加わると、その荷重は、上面の高さが揃えられた支持部及び中間部を介してフロアトンネルに伝達される。従って、支持部は、自身の上面と中間部の上面との間に段差部がある場合に比べると変形しにくい。その結果、車両の変形が効果的に抑制される。

上記車両のフロアクロスメンバ構造によれば、側面衝突前には座席の下方に空間を確保し、側面衝突時には車両の変形を一層抑制することができる。

車両のフロアクロスメンバ構造を車体下部に適用した第１実施形態において、同構造及びその周辺部分を示す部分断面図。 図１におけるフロアクロスメンバ構造を拡大して示す部分断面図。 第１実施形態において、車体下部におけるフロアクロスメンバ構造、及びその周辺箇所を示す部分平面図。 第１実施形態における中間部（補助板部）のガイド孔と、スライダのガイドピンとの関係を示す部分平面図。 第１実施形態におけるアクチュエータが作動する前の上昇機構部の状態を示す部分断面図。 図５における６−６線に沿った部分断面図。 第１実施形態におけるアクチュエータが作動する途中の上昇機構部の状態を示す部分断面図。 図７における８−８線に沿った部分断面部。 第１実施形態におけるアクチュエータが作動を完了したときの上昇機構部の状態を示す部分断面図。 図９における１０−１０線に沿った部分断面図。 第２実施形態における上昇機構部が作動する前のフロアクロスメンバ構造の状態を示す部分断面図。 第２実施形態における上昇機構部が作動を完了したときのフロアクロスメンバ構造の状態を示す部分断面図。

（第１実施形態）
以下、車両のフロアクロスメンバ構造を具体化した第１実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。

なお、以下の記載においては、車両の前進方向を前方とし、後進方向を後方として説明する。また、車室の車幅方向における中央部を基準とし、その中央部に近づく側を「車内側」とし、中央部から遠ざかる側を「車外側」とする。

図１〜図３は、車両１０における車体１１の下部構造を示している。この下部構造の底部は、フロアパネル１２によって構成されている。車幅方向におけるフロアパネル１２の両側部であって、両サイドドア１３（図１では一方のみ図示）の直下には、車両１０の側面開口部を構成する強度部材の１つとして、サイドシル１４がそれぞれ配置されている。両サイドシル１４は、車両１０の前後方向に延びている。また、車幅方向におけるフロアパネル１２の中央部分には、前後方向に延びるフロアトンネル１５（図１及び図３では一部のみ図示）が形成されている。フロアトンネル１５は、フロアパネル１２から上方へ突出している。

さらに、車体１１の剛性及び強度の向上等を目的として、フロアパネル１２上の複数箇所には、フロアクロスメンバ構造２０が設けられている。フロアクロスメンバ構造２０は、運転席の下方の前後方向へ互いに離間した２箇所に設けられるとともに、助手席の下方の前後方向へ互いに離間した２箇所に設けられている。運転席の下方における前後一対のフロアクロスメンバ構造２０も、助手席の下方における前後一対のフロアクロスメンバ構造２０も同一の構成を有している。ただし、助手席の下方におけるフロアクロスメンバ構造２０の構成部材と、運転席の下方におけるフロアクロスメンバ構造２０の構成部材との位置関係は、フロアトンネル１５を挟んで線対称の関係にある。なお、運転席及び助手席を区別する必要がない場合には、両者を「座席１６」というものとする。各座席１６は、互いに車幅方向に離間した状態でそれぞれ前後方向へ延びる一対のシートレール１７に対し前後位置調整可能に取付けられている。

各フロアクロスメンバ構造２０の一部は、フロアクロスメンバ本体２１によって構成されている。各フロアクロスメンバ本体２１は、一般的にフロアクロスメンバと呼ばれているものと同様の構成を有している。各フロアクロスメンバ本体２１は、車幅方向に延びる長尺状の一般部２２と、一般部２２の車外側に隣接する支持部２３と、一般部２２の車内側に隣接する支持部２４とを備えている。各支持部２３の上面２３ａと、各支持部２４の上面２４ａとはいずれも平面によって構成されており、互いに同じ高さに位置している。両上面２３ａ，２４ａは、一般部２２において平面によって構成された上面２２ａよりも高い箇所に位置している。

各フロアクロスメンバ本体２１は、サイドシル１４とフロアトンネル１５との間に架け渡されている。各フロアクロスメンバ本体２１を前後方向に沿って切断した場合の断面形状は、ハット形状をなしている。

フロアクロスメンバ本体２１毎の一対の支持部２３，２４は、座席１６毎の上記シートレール１７を下側から支持する機能を担っている。
車外側の各支持部２３は、サイドシル１４に対し車内側に隣接し、車内側の各支持部２４は、フロアトンネル１５に対し隣接している。各フロアクロスメンバ本体２１の周縁部にはフランジ部（図示略）が形成されており、このフランジ部においてフロアクロスメンバ本体２１が、フロアパネル１２、サイドシル１４、フロアトンネル１５等に対し、溶接等の固定手段によって接合されている。

各フロアクロスメンバ構造２０は、上記フロアクロスメンバ本体２１に加え、中間部２５と一対の上昇機構部３０とを備えている。
図４〜図６に示すように、各中間部２５は、中間板部２６及び一対の補助板部２７を備えている（図２参照）。中間板部２６は、車幅方向の寸法が前後方向の寸法に比べて大きな長尺状をなしている。前後方向における一般部２２、支持部２３，２４及び中間板部２６の各寸法を幅とすると、各中間板部２６は、両支持部２３，２４及び一般部２２と同程度の幅を有している（図３参照）。中間板部２６の上面２５ａは、車幅方向に延びる平面によって構成されている。

一対の補助板部２７は、各中間板部２６の下側であって、車幅方向における両端部に固定されている。各補助板部２７には、一対のガイド孔２８が形成されている。補助板部２７毎の両ガイド孔２８は、互いに前後方向に離間した状態で車幅方向に延びている。

各上昇機構部３０は、側面衝突が検出される前には、中間部２５を図５において実線で示す初期位置に保持し、同側面衝突が検出されると、中間部２５を、同図５において二点鎖線で示す上昇位置まで移動させるための機構である。中間部２５の初期位置は、同中間部２５の上面２５ａが、両支持部２３，２４の上面２３ａ，２４ａよりも低くなる箇所に設定されている（図２参照）。第１実施形態では、初期位置は、上面２５ａが両上面２３ａ，２４ａと一般部２２の上面２２ａとの中間の高さとなる箇所に設定されている。これに対し、上昇位置は、上面２５ａと両上面２３ａ，２４ａとの高低差が、上記初期位置での高低差よりも小さくなる箇所に設定されている。すなわち、上昇位置は初期位置よりも高い位置に設定されている。第１実施形態では、上昇位置は、上面２５ａが両上面２３ａ，２４ａと同一又はそれに近い高さとなる箇所に設定されている。

図９及び図１０に示すように、各上昇機構部３０は、アクチュエータ３１及び変換伝達部３５を備えている。
アクチュエータ３１としては、中間部２５の上面２５ａに沿う方向へ伸張するものが用いられている。第１実施形態では、アクチュエータ３１として、車幅方向に延びる姿勢で配置されて一般部２２に固定されたケース３２と、ケース３２に対し車幅方向へ出没するシャフト３３とを備え、車幅方向に伸長するものが用いられている。同一のフロアクロスメンバ構造２０における一対のアクチュエータ３１は、シャフト３３がケース３２から、車幅方向のうち、互いに反対方向（支持部２３，２４に向かう方向）へ突出するように配置されている（図２参照）。

こうしたアクチュエータ３１としては、例えば、電磁力を利用して、電気エネルギーを機械的運動に変換することで、シャフト３３をケース３２に対し出没させるように構成した電磁ソレノイドを用いることができる。電磁ソレノイドは、シャフト３３をケース３２内へ没入させる方向へ付勢するばね（図示略）を備えている。電磁ソレノイドは、これに対する通電を停止されて非励磁状態にされると、シャフト３３をばねで押圧してケース３２内に没入させる。これに対し、電磁ソレノイドは、通電によって励磁されると、ばねに抗してシャフト３３をケース３２から突出させる。このようにアクチュエータ３１では、電磁ソレノイドに対する通電及び通電停止に応じてシャフト３３がケース３２に対し出没させられる。

各シャフト３３の先端部には、前後方向へ延びるピン３４が挿通されている。ピン３４の前後方向における両端部分はシャフト３３から露出している。
各変換伝達部３５は、上記アクチュエータ３１の伸張の方向を上下方向に変換して、同伸張を中間部２５に伝達して上昇させるためのものであり、スライダ３６及びレバー４０を備えている。

各スライダ３６は、上記補助板部２７に対し車幅方向へスライド可能に装着されている。各スライダ３６は、本体板部３７と、一対のガイドピン３８と、一対の支持片３９とを備えて構成されている。本体板部３７は、上記補助板部２７の下側に重ねられた状態で配置されている。両ガイドピン３８は、前後方向におけるガイド孔２８の寸法（幅）よりも僅かに小径に形成された円柱状をなしている。両ガイドピン３８は、互いに前後方向に離間した状態で本体板部３７から上方へ突出しており、対応するガイド孔２８に挿入されている。両支持片３９は、本体板部３７の前後方向に互いに離間した箇所から下方へ突出している。

各レバー４０は、それぞれ長尺状をなす一対の第１腕部４１と、長尺状をなし、かつ両第１腕部４１に対し鈍角で傾斜する単一の第２腕部４２と、両第１腕部４１及び第２腕部４２を連結する連結部４３とを備えている。連結部４３は、前後方向へ延びる円柱状をなしている。両第１腕部４１は、上記連結部４３の前後方向における両端部分から径方向外方へ延びている。第２腕部４２は、上記連結部４３の前後方向における中間部分から、同連結部４３の径方向のうち両第１腕部４１とは異なる方向へ延びている。各第１腕部４１の一方の端部と、第２腕部４２の一方の端部とは、連結部４３を介して相互に連結されている。

連結部４３には、前後方向に延びる軸４４が回動可能に挿通されている。軸４４は、側面衝突の有無に拘らずケース３２との位置関係が変化しないように、他の部材、例えば、フロアパネル１２、フロアクロスメンバ本体２１等に固定されている。

両第１腕部４１において、上記軸４４から同第１腕部４１の長さ方向へ離れた箇所には、同方向へ延びる長孔４６がそれぞれ形成されている。そして、上記シャフト３３の先端部分が両第１腕部４１間に配置され、ピン３４の両端部分が第１腕部４１毎の長孔４６に挿通されている。このピン３４により、両第１腕部４１は、上記軸４４から長さ方向へ離れた箇所において、シャフト３３の先端部に連結されている。

第２腕部４２において、上記軸４４から同第２腕部４２の長さ方向へ離れた箇所、第１実施形態では、第２腕部４２の長さ方向であって上記軸４４とは反対側の端部は、スライダ３６における両支持片３９間に配置されている。そして、両支持片３９と、第２腕部４２の上記端部とに対し、前後方向に延びるピン４７が挿通されている。このピン４７により、第２腕部４２の上記端部が両支持片３９に連結されている。

なお、シャフト３３が図９に示すように、最大量突出されてレバー４０が回動を完了した場合には、各第１腕部４１のシャフト３３との連結部分（ピン３４）が、軸４４よりもシャフト３３の突出方向前方に位置するように、各第１腕部４１が上側ほどケース３２に近づくように傾斜した姿勢にされる。

フロアクロスメンバ構造２０は、さらに図２に示す衝突センサ５１及び制御装置５２を備えている。衝突センサ５１及び制御装置５２の組み合わせは、４つのフロアクロスメンバ構造２０に共通するものとして、車体１１に１組設けられている。衝突センサ５１は、車両１０に対し、他車両等の衝突体が側方から衝突（側面衝突）した場合に、その側面衝突を検出する。制御装置５２は、衝突センサ５１からの信号に基づき、全てのアクチュエータ３１の作動を制御する。

次に、上記のように構成された第１実施形態の作用及び効果について説明する。
図５〜図１０は、各フロアクロスメンバ構造２０における車外側の上昇機構部３０の動作を示している。車内側の上昇機構部３０の動作については図示及び説明をしないが、同車内側の上昇機構部３０の各構成部材は、車外側の上昇機構部３０における各構成部材と同様の動作を行う。ただし、車内側の上昇機構部３０の各構成部材は、車外側の上昇機構部３０の構成部材とは異なる方向へ動作する場合がある。

制御装置５２は、衝突センサ５１によって側面衝突が検出されたかどうかを監視する。制御装置５２は、衝突センサ５１によって側面衝突が検出されないと、アクチュエータ３１に対する通電を停止する。この通電停止により、電磁ソレノイドが非励磁状態にされると、図５及び図６に示すように、ばねによって押圧されたシャフト３３の多くがケース３２内に没入され続ける。シャフト３３の先端部のピン３４は、両第１腕部４１における長孔４６の下端部に位置している。ピン３４が軸４４よりもケース３２側に位置し、両第１腕部４１は、ピン３４に近づくほど（車内側ほど）低くなるように傾斜した状態となる。第２腕部４２のピン４７は、軸４４と同じ又はそれに近い高さで、最寄りの支持部２３に最も接近している。各スライダ３６の両ガイドピン３８は、ガイド孔２８において最寄りの支持部２３に近い側の端部に位置している。

各上昇機構部３０による中間部２５の上昇が行われず、各中間部２５は、初期位置に保持される。初期位置では、各中間部２５の上面２５ａは、両支持部２３，２４間において、両上面２３ａ，２４ａよりも低い箇所に位置する（図２参照）。そのため、各座席１６と各中間部２５との間に、後席の乗員の足を置いたり、小物類等を置いたりすることが可能な大きさ、特に高さを有する空間Ｓ１が形成される。

車両１０に対し、他車両等の衝突体が側方から衝突（側面衝突）すると、その側面衝突により車両１０に加わった荷重の一部は、サイドシル１４及びフロアクロスメンバ本体２１を介してフロアトンネル１５に伝達される（図１参照）。この荷重の伝達は、支持部２３，２４では、主として、車幅方向へ延びる上面２３ａ，２４ａを有する上部においてなされる。フロアトンネル１５は高い剛性を有しており、フロアクロスメンバ本体２１の車内側への動きを規制する。

一方で、衝突センサ５１によって側面衝突が検出されると、制御装置５２は、フロアトンネル１５を境として、車幅方向のうち側面衝突の荷重が加わった側の全て（４つ）のアクチュエータ３１に対し通電する（図３参照）。この通電により、アクチュエータ３１毎の電磁ソレノイドが励磁されると、ばねに抗してシャフト３３がケース３２から、車幅方向のうち最寄りの支持部２３，２４側へ向けて突出され、各アクチュエータ３１が車幅方向へ伸長させられる。各アクチュエータ３１の伸張は、変換伝達部３５により、伸張の方向を上下方向に変換されて中間部２５に伝達される。

例えば、車外側のアクチュエータ３１では、図５及び図６に示すように、各シャフト３３の突出動作が、ピン３４及び長孔４６を介して、各レバー４０の両第１腕部４１に伝達される。そのため、各レバー４０は軸４４を支点として、両第１腕部４１が最寄りの支持部２３に近づき、かつ第２腕部４２が同支持部２３から遠ざかる側（図５では時計回り方向）へ回動させられる。このとき、各ピン３４は、各第１腕部４１における長孔４６内を移動する。ピン３４の長孔４６内の位置が変化することで、軸４４を支点としたレバー４０の回動が行われる。

各レバー４０の回動が利用されて、中間部２５が上昇させられる。すなわち、各レバー４０の回動に伴い、各ピン４７が各軸４４の周りを旋回する。この旋回に伴い、各ピン４７の車幅方向における位置と、上下方向における位置とが変化する。

ここで、各スライダ３６における一対のガイドピン３８は、中間部２５（補助板部２７）における一対のガイド孔２８内で車幅方向へのみ移動することを許容され、それ以外の方向へ移動することを規制される。両ガイド孔２８における両ガイドピン３８の移動を通じ、中間部２５に対するスライダ３６の車幅方向へのスライドが許容される。

従って、側面衝突の検出に応じてシャフト３３がケース３２から車幅方向へ突出されて、レバー４０が、軸４４を中心として回動させられると、スライダ３６が、中間部２５に対し車幅方向のうち最寄りの支持部２３から遠ざかる側へスライドしながら上昇する。両ガイドピン３８は、車幅方向におけるガイド孔２８の支持部２３側の端部から中間部分に移動する。その結果、中間部２５が車幅方向へ移動することなく上昇させられる。この上昇により、中間部２５の上面２５ａが両支持部２３，２４の上面２３ａ，２４ａに近づく。

図７及び図８は、各ピン３４が各軸４４の下方に位置するまで、各シャフト３３が各ケース３２から突出することで、各レバー４０が回動させられた状態を示している。両第１腕部４１が垂直状態となり、これに伴い、第１腕部４１毎の長孔４６も、軸４４の下方で垂直状態となり、両ピン３４が両長孔４６の上端部に位置する。また、各レバー４０の上記回動により、第２腕部４２は、ピン４７が軸４４よりも高く、かつ最寄りの支持部２３側に位置するように、表現を変えると，支持部２３に近づくに従い高くなるように傾斜した状態となる。各ピン４７は、中間部２５が初期位置にあるときの位置よりも高く、しかも、支持部２３から遠ざかった箇所に位置する。両ガイドピン３８は、両ガイド孔２８の長さ方向（車幅方向）における中間部分に位置する。中間部２５の上面２５ａは、初期位置と、支持部２３，２４の上面２３ａ，２４ａとの中間の高さに位置する。このときの中間部２５の位置を、中間位置というものとする。

図９及び図１０は、各ピン３４が各軸４４の下方よりも最寄りの支持部２３に近づいた箇所まで、各シャフト３３が各ケース３２から突出することで、各レバー４０がさらに回動させられた状態を示している。両第１腕部４１は、下側ほど最寄りの支持部２３に近づくように傾斜した状態となる。各ピン３４は、両長孔４６の下端部に位置する。また、各レバー４０の上記回動により、各第２腕部４２は、各ピン４７が各軸４４の上方に位置する垂直状態となる。両ガイドピン３８が、両ガイド孔２８のうち、最寄りの支持部２３から遠い側の端部まで移動することで、各ピン４７は中間部２５が上記中間位置にあるときの位置よりも高く、しかも、支持部２３からさらに遠ざかった箇所に位置する。各中間部２５が上昇位置まで移動させられる。上昇位置では、各中間部２５の上面２５ａは、両支持部２３，２４の上面２３ａ，２４ａと同じ高さ、又はそれに近い高さに位置する。

このような簡単な構成でありながら、中間部２５の上面２５ａと支持部２３，２４の上面２３ａ，２４ａとの高低差が、側面衝突が検出される前の高低差よりも小さくなる（０又は略０になる）。そのため、側面衝突により車両１０に加わった荷重が、サイドシル１４、フロアクロスメンバ構造２０における車外側の支持部２３、中間部２５及び車内側の支持部２４を介してフロアトンネル１５に伝わった場合、中間部２５はその荷重を、側面衝突が検出される前よりも、側面衝突の荷重の伝達される支持部２３の上面２３ａに近い箇所で受け止める。従って、荷重が中間部２５によって受け止められる分、支持部２３，２４は、側面衝突が検出される前よりも、車内側へ変形しにくくなる。その結果、車両１０の変形を抑制して、車室空間を確保することができる。

ここで、上面２５ａと上面２３ａ，２４ａとの間に高低差（段差部）があると、側面衝突の荷重が加わった場合、支持部２３，２４は、その段差部において変形しようとする。
この点、第１実施形態では、側面衝突が検出された場合、各中間部２５が上昇機構部３０により上昇させられることで、上面２５ａが上面２３ａ，２４ａと同じ高さに揃えられる。各フロアクロスメンバ構造２０は、中間部２５の上面２５ａと各支持部２３，２４の上面２３ａ，２４ａとの間に段差部のない状態、又はそれに近い状態となる。そのため、側面衝突により車両１０に対し側方から荷重が加わると、その荷重は、上面２３ａ，２４ａ，２５ａの高さが揃えられた支持部２３，２４及び中間部２５を介してフロアトンネル１５に伝達される。従って、支持部２３，２４は、自身の上面２３ａ，２４ａと中間部２５の上面２５ａとの間に段差部がある場合に比べると変形しにくい。その結果、車両１０の変形を効果的に抑制することができる。

なお、側面衝突の検出に応じて各シャフト３３が各ケース３２から突出されて各レバー４０が上記のように回動されると、両第１腕部４１の各シャフト３３との連結部分（ピン３４）が、各軸４４よりも同シャフト３３の突出方向前方に位置するように、同第１腕部４１が傾斜した姿勢にされる。この状態から、各シャフト３３を後退させるためには、各レバー４０を上記回動方向とは反対方向へ回動させて、各ピン３４を、各軸４４よりもケース３２側へ移動させる必要がある。しかし、各レバー４０には、第２腕部４２を介して中間部２５等の荷重が加わっている。そのため、レバー４０は上記反対方向へ回動しにくい。各シャフト３３は、各ケース３２から突出された状態に保持され、各中間部２５が上昇対置に保持される。

（第２実施形態）
次に、車両１０のフロアクロスメンバ構造２０の第２実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。

第２実施形態では、第１実施形態における上昇機構部３０とは異なる構成を有する上昇機構部６０が採用されている。
詳しくは、フロアクロスメンバ構造２０毎の上昇機構部６０は、エアバッグ６１、ガス発生器６２及び一対の脚柱６３を備えている。エアバッグ６１は、側面衝突が検出される前には、図１１に示すように非膨張状態にされ、中間部２５の下側に配置されている。

ガス発生器６２は長尺状をなし、自身の一方の端部にガス噴出部６２ａを有している。ガス発生器６２の内部には、膨張用ガスを発生するガス発生剤（図示略）が収容されているが、ガス発生剤に代えて、高圧の膨張用ガスが充填されてもよい。ガス発生器６２は、全体が、エアバッグ６１の内部に配置されることが好ましいが、ガス噴出部６２ａを含む一部のみが、エアバッグ６１の内部に配置され、残部がエアバッグ６１の外部に配置されてもよい。

両脚柱６３は、中間部２５の下側の複数箇所、第２実施形態では、車幅方向における中間部２５の両端部に配置されている。両脚柱６３は、それぞれヒンジ６５により同中間部２５に取付けられている。各脚柱６３は、中間部２５に対し、ヒンジ６５において前後方向へ延びる支軸６４により回動可能に支持されている。各脚柱６３は、図１１に示すように、側面衝突が検出される前には、中間部２５の上面２５ａに沿う方向のうち、車幅方向に延びる倒伏状態にされる。各脚柱６３は、図１２に示すように、側面衝突が検出されたときには、中間部２５の上面２５ａに対し直交した起立状態となる。

各支軸６４には、ねじりコイルばね等の付勢部材（図示略）が装着されており、この付勢部材により、各脚柱６３が、支軸６４を支点として上記倒伏状態から起立状態となる側へ回動するように付勢されている。各脚柱６３は、側面衝突が検出される前には倒伏状態にされ、側面衝突の検出に応じたエアバッグ６１による中間部２５の上昇に伴い、付勢部材の回動付勢力により倒伏状態から起立状態に切替えられる。

衝突センサ５１からの信号に基づき制御装置５２が制御する対象は、アクチュエータ３１からガス発生器６２に変更されている。
なお、上昇機構部６０は、付勢部材によって回動付勢された両脚柱６３が起立状態を越えて回動するのを規制する規制部（図示略）を備えている。また、上昇機構部６０は、中間部２５が支持部２３，２４の上面２３ａ，２４ａよりも高い箇所へ上昇するのを規制する規制部（図示略）を備えている。

上記以外の構成は第１実施形態と同様である。そのため、第１実施形態で説明したものと同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
次に、第２実施形態の作用及び効果について説明する。

衝突センサ５１によって側面衝突が検出されないと、制御装置５２は、ガス発生器６２に対し、これを作動させるための信号を出力しない。図１１に示すように、ガス発生器６２のガス噴出部６２ａから膨張用ガスが噴出されず、エアバッグ６１が非膨張状態にされる。そのため、中間部２５はエアバッグ６１によって上昇させられず、初期位置に保持される。初期位置では、中間部２５は、両支持部２３，２４間において、上面２５ａが上面２３ａ，２４ａよりも低い箇所に位置し、座席１６の下方に空間Ｓ１が確保される。また、このときには、両脚柱６３は、中間部２５の上面２５ａに沿う方向のうち車幅方向に延びる倒伏状態となる。そのため、両脚柱６３は、中間部２５の上面２５ａが上面２３ａ，２４ａよりも低い箇所に配置されることに対する障害となりにくい。

これに対し、衝突センサ５１によって側面衝突が検出されると、制御装置５２は、図１２に示すように、ガス発生器６２に対し、これを作動させるための信号を出力する。この信号に応じ、ガス発生器６２のガス噴出部６２ａから膨張用ガスが噴出されて、エアバッグ６１に供給される。この膨張用ガスによりエアバッグ６１は膨張し、中間部２５を押し上げる。中間部２５は、上昇位置まで上昇する。ただし、中間部２５の上昇位置を越える過剰な上昇は、上記規制部（図示略）によって規制される。このような簡単な構成でありながら、中間部２５を、その上面２５ａの高さが支持部２３，２４の上面２３ａ，２４ａの高さ以下となるように上昇させることができる。

また、このときには、各脚柱６３は、付勢部材の回動付勢力により、エアバッグ６１の膨張及び中間部２５の上昇に連動して、倒伏状態から起立状態に切替えられる。従って、この切替えのために、特別なアクチュエータを用いたり、そのアクチュエータを制御したりしなくてもすむ。そして、起立状態の両脚柱６３により、中間部２５が上昇させられた位置から下降することを規制される。

第２実施形態によると、上記以外にも、次の効果が得られる。
・ガス発生器６２から膨張用ガスをエアバッグ６１に供給してこれを膨張させて、中間部２５を初期位置から上昇位置へ上昇させるようにしている。そのため、駆動源として他の方式（例えば、電磁式等）のものを用いて中間部２５を上昇させる場合と比較して、迅速な駆動が可能である。また、ガス発生器６２には、低廉で、動作信頼性が高いといった利点もある。

なお、上述した各実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。
＜第１実施形態に関する事項＞
・各アクチュエータ３１は、中間部２５の上面２５ａに沿う方向のうち、車幅方向とは異なる方向へ伸長又は収縮するものであってもよい。

・各アクチュエータ３１として、中間部２５の上面２５ａに沿う方向へ伸長するものに代えて収縮するものが用いられてもよい。
また、アクチュエータ３１として、油圧や空気圧を利用してシャフト３３をケース３２に対し出没させるものが用いられてもよい。

さらに、アクチュエータ３１として、火薬式のガス発生器が用いられてもよい。このタイプのアクチュエータ３１は、制御装置５２からの作動信号に応じて内蔵の火薬を着火及び燃焼させて膨張用ガスを発生させる。アクチュエータ３１は、この膨張用ガスにより作動して、中間部２５の上面２５ａに沿う方向へ伸長又は収縮する。

・補助板部２７が省略され、ガイド孔２８が中間板部２６に直接設けられてもよい。
・各補助板部２７におけるガイド孔２８の数が１又は３以上に変更されてもよい。
＜第２実施形態に関する事項＞
・各脚柱６３は、倒伏状態のとき、中間部２５の上面２５ａに沿う方向のうち、車幅方向とは異なる方向に延びる姿勢にされてもよい。

・１つの中間部２５につき３つ以上の脚柱６３が用いられてもよい。
・中間部２５が上昇されたときに、各脚柱６３が同中間部２５の上面２５ａに対し、直交とは異なる形態で交差する状態を起立状態としてもよい。

・各脚柱６３が、付勢部材に代えてアクチュエータによって倒伏状態から起立状態に切替えられてもよい。
＜第１実施形態及び第２実施形態に共通する事項＞
・側面衝突が検出に代えて予測された場合に、上昇機構部３０，６０を作動させて、中間部２５を上昇させるようにしてもよい。

検出装置としては、例えば、側面衝突を予知（予測）する衝突予知センサ（プリクラッシュセンサ）が用いられてもよい。
この場合、制御装置５２は、衝突予知センサの検出信号に基づき側面衝突の確率が予め設定されたしきい値を越えていると、側面衝突を予測する。

１０…車両、１１…車体、１４…サイドシル、１５…フロアトンネル、１６…座席、１７…シートレール、２０…フロアクロスメンバ構造、２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ…上面、２３，２４…支持部、２５…中間部、２８…ガイド孔、３０，６０…上昇機構部、３１…アクチュエータ、３２…ケース、３３…シャフト、３５…変換伝達部、３６…スライダ、３８…ガイドピン、４０…レバー、４１…第１腕部、４２…第２腕部、４４…軸、６１…エアバッグ、６３…脚柱、６４…支軸、Ｓ１…空間。

Claims (9)

1. 車幅方向における車体下部の車外側の側部に配置されたサイドシルと、同方向における車体下部の中央部分に配置されたフロアトンネルとの間に設けられる車両のフロアクロスメンバ構造であって、
   車幅方向に互いに離間した２箇所に配置され、一方が前記サイドシルに隣接し、かつ他方が前記フロアトンネルに隣接し、さらに車幅方向へ延びる自身の上面において座席のシートレールをそれぞれ下側から支持する一対の支持部と、
   側面衝突が検出又は予測される前には、両支持部間において、同支持部の上面よりも低い箇所に配置される中間部と、
   前記側面衝突の検出又は予測に応じ、前記中間部を、同中間部の上面の高さが両支持部の上面の高さ以下となるように上昇させる上昇機構部と
   を備える車両のフロアクロスメンバ構造。
2. 前記上昇機構部は、
   前記側面衝突の検出又は予測に応じて、前記中間部の上面に沿う方向へ伸張又は収縮するアクチュエータと、
   前記アクチュエータの伸張又は収縮の方向を上下方向に変換して、同伸長又は収縮を前記中間部に伝達して上昇させる変換伝達部と
   を備える請求項１に記載の車両のフロアクロスメンバ構造。
3. 前記アクチュエータは、ケースと、前記側面衝突の検出又は予測に応じて前記ケースから、前記中間部の前記上面に沿う方向へ突出するシャフトとを備え、
   前記変換伝達部は、軸により支持され、かつ前記シャフトに連結されたレバーを備え、前記シャフトの突出動作に伴う前記軸を中心とした前記レバーの回動を利用して前記中間部を上昇させるものである請求項２に記載の車両のフロアクロスメンバ構造。
4. 前記シャフトは、前記側面衝突の検出又は予測に応じて前記ケースから車幅方向へ突出するものであり、
   前記レバーを支持する前記軸は前記車両の前後方向に延びており、
   前記変換伝達部は、前記中間部に対し車幅方向へスライド可能に設けられたスライダを備え、
   前記レバーは前記スライダに連結されている請求項３に記載の車両のフロアクロスメンバ構造。
5. 前記中間部は、車幅方向へ延びるガイド孔を有し、
   前記スライダは、前記ガイド孔に挿入されたガイドピンを備える請求項４に記載の車両のフロアクロスメンバ構造。
6. 前記レバーは、長尺状の第１腕部と、前記第１腕部に対し傾斜する長尺状の第２腕部とを備え、
   前記第１腕部及び前記第２腕部は端部同士において相互に連結され、
   前記軸は、前記第１腕部及び前記第２腕部の境界部分に設けられ、
   前記第１腕部は、前記軸から長さ方向へ離れた箇所において前記シャフトに連結され、
   前記第２腕部は、前記軸から長さ方向へ離れた箇所において前記スライダに連結されており、
   前記側面衝突の検出又は予測に応じて前記シャフトが突出されて前記レバーが回動された場合には、前記第１腕部の前記シャフトとの連結部分が、前記軸よりも同シャフトの突出方向前方に位置するように、同第１腕部が傾斜した姿勢にされる請求項４又は５に記載の車両のフロアクロスメンバ構造。
7. 前記上昇機構部は、
   前記側面衝突が検出又は予測される前には、前記中間部の下側で非膨張状態にされ、前記側面衝突の検出又は予測に応じ、膨張用ガスが供給されて膨張して前記中間部を上昇させるエアバッグと、
   前記中間部の下側の複数箇所に配置され、前記側面衝突が検出又は予測される前には、前記中間部の前記上面に沿って延びる倒伏状態にされ、前記側面衝突が検出又は予測されたときには、前記中間部の前記上面に対し交差する起立状態にされる脚柱と
   を備える請求項１に記載の車両のフロアクロスメンバ構造。
8. 各脚柱は、前記中間部に対し支軸により回動可能に支持され、
   各脚柱に対しては、前記支軸を支点として前記倒伏状態から前記起立状態となる側へ回動させる付勢力が加えられており、
   各脚柱は、前記側面衝突の検出又は予測に応じた前記エアバッグによる前記中間部の上昇に伴い、前記付勢力により前記倒伏状態から前記起立状態に切替えられる請求項７に記載の車両のフロアクロスメンバ構造。
9. 両支持部の上面及び前記中間部の上面は、車幅方向に延びる平面により構成されており、
   前記上昇機構部は、前記側面衝突の検出又は予測に応じ、前記中間部を、同中間部の上面が両支持部の上面と同一の高さとなるように上昇させるものである請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両のフロアクロスメンバ構造。