JP7035960B2 - Vehicle floor panel structure - Google Patents
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Description
本発明は、車両のフロアパネル構造に関し、特に、重量物を収納する重量物収納部を有する車両のフロアパネル構造に関する。 The present invention relates to a vehicle floor panel structure, and more particularly to a vehicle floor panel structure having a heavy object storage unit for storing heavy objects.
従来、重量物を収納するための重量物収納部を有する車両のフロアパネルが知られている。例えば、特許文献1には、重量物としてのスペアタイヤを収納するスペアタイヤパンを有する車両のフロアパネルが開示されている。特許文献1におけるスペアタイヤパンには、前方後円状のビードが設けられており、これによりスペアタイヤパンの剛性(強度)が向上されている。 Conventionally, a floor panel of a vehicle having a heavy object storage unit for storing a heavy object is known. For example, Patent Document 1 discloses a floor panel of a vehicle having a spare tire pan for storing a spare tire as a heavy object. The spare tire pan in Patent Document 1 is provided with a front-rear circular bead, whereby the rigidity (strength) of the spare tire pan is improved.
図6(a)には、従来の車両のフロアパネルの側面図が示され、図6(b)には、従来の車両のフロアパネルの平面図が示されている。従来の重量物収容部は、重量物が載置される板部と、板部に重量物を締結するための締結ブラケットを含んで構成されている。また、図6(b)に示される通り、板部の剛性、特に、車両上下方向の曲げ剛性を向上させるべく、車両前後方向に延びるビードが板部に設けられている。 FIG. 6A shows a side view of the floor panel of the conventional vehicle, and FIG. 6B shows a plan view of the floor panel of the conventional vehicle. The conventional heavy object accommodating portion includes a plate portion on which a heavy object is placed and a fastening bracket for fastening the heavy object to the plate portion. Further, as shown in FIG. 6B, a bead extending in the front-rear direction of the vehicle is provided on the plate portion in order to improve the rigidity of the plate portion, particularly the bending rigidity in the vertical direction of the vehicle.
従来、このような重量物収容部の下側に、ジャッキアップ用のマウント部が接続される場合があった。具体的には、図6(a)及び(b)に示される通り、締結ブラケットの車両前後方向前方において、板部の下側面にジャッキアップ用のマウント部が接続される場合があった。この場合、板部とマウント部との接続点が、締結ブラケットの車両前後方向前方に位置することになる。なお、板部とマウント部は、例えばスポット溶接などの方法で接続される。 Conventionally, a mount portion for jacking up may be connected to the lower side of such a heavy load accommodating portion. Specifically, as shown in FIGS. 6A and 6B, a jack-up mount portion may be connected to the lower side surface of the plate portion in front of the fastening bracket in the vehicle front-rear direction. In this case, the connection point between the plate portion and the mount portion is located in front of the fastening bracket in the vehicle front-rear direction. The plate portion and the mount portion are connected by a method such as spot welding.
車両の振動などによって、締結ブラケットにより板部に締結された重量物から板部へ慣性力が入力される場合を考える。特に、慣性力が車両上下方向の力である場合を考える。板部の剛性が低い場合、締結ブラケットから慣性力が入力されると、板部が変形することで、板部とマウント部との接続点の上下方向の変位はそれほど大きくならない。つまり、接続点にはあまり負荷がかからない。しかしながら、ビードにより板部の剛性が向上されている場合、慣性力による板部の変形量が減少するために、板部全体として上下方向に変位するような形となり、接続点の上下方向の変位が大きくなってしまう。つまり、接続点に大きな負荷がかかってしまう。 Consider a case where an inertial force is input to the plate portion from a heavy object fastened to the plate portion by a fastening bracket due to vibration of a vehicle or the like. In particular, consider the case where the inertial force is a force in the vertical direction of the vehicle. When the rigidity of the plate portion is low, when an inertial force is input from the fastening bracket, the plate portion is deformed, so that the vertical displacement of the connection point between the plate portion and the mount portion does not become so large. That is, the connection point is not so loaded. However, when the rigidity of the plate is improved by the bead, the amount of deformation of the plate due to the inertial force is reduced, so that the plate as a whole is displaced in the vertical direction, and the connection point is displaced in the vertical direction. Will grow. That is, a large load is applied to the connection point.
板部にビードを設けなければ、重量物からの慣性力による接続点への負荷を減少させることはできる。しかしながら、板部にビードを設けない場合、板部の剛性が低下してしまう。板部の剛性が低下すると、ジャッキアップ時に、板部がマウント部から上方への力を受けた際に、板部の変形量が大きくなってしまい、その結果、マウント部の倒れ込み量が大きくなってしまうという問題が生じ得る。 If the bead is not provided on the plate portion, the load on the connection point due to the inertial force from a heavy object can be reduced. However, if the bead is not provided on the plate portion, the rigidity of the plate portion is lowered. When the rigidity of the plate portion decreases, the amount of deformation of the plate portion increases when the plate portion receives an upward force from the mount portion during jacking up, and as a result, the amount of tilting of the mount portion increases. The problem of getting rid of it can occur.
本発明の目的は、重量物が締結された重量物収納部の板部の剛性の低下を抑制しながら、板部とジャッキアップ用のマウント部との接続点にかかる負荷を低減することにある。 An object of the present invention is to reduce the load applied to the connection point between the plate portion and the mount portion for jacking up while suppressing the decrease in the rigidity of the plate portion of the heavy object storage portion to which the heavy object is fastened. ..
本発明は、重量物が載置される平板状の板部、及び、前記板部に重量物を締結するための前記板部に設けられた締結ブラケットを有する重量物収納部と、前記締結ブラケットの車両前後方向前方において、前記板部の下側面に接続されるジャッキアップ用のマウント部と、を備え、前記板部は、車両前後方向に延びるビード側壁を有する前後方向ビードと、前記板部と前記マウント部との接続点と、前記締結ブラケットとの間に設けられ、内側の前記ビード側壁を分断するように車幅方向に延びる、平面視で両側壁が対向する双曲線形状の車幅方向ビードと、を有する、ことを特徴とする車両のフロアパネル構造である。 The present invention comprises a flat plate-shaped plate on which a heavy object is placed, a heavy object storage portion having a fastening bracket provided on the plate for fastening the heavy object to the plate, and the fastening bracket. In front of the vehicle in the front-rear direction, the plate portion includes a jack-up mount portion connected to the lower side surface of the plate portion, and the plate portion includes a front-rear bead having a bead side wall extending in the vehicle front-rear direction and a plate portion. A hyperbolic vehicle width direction in which both side walls face each other in a plan view, which is provided between the connection point between the and the mount portion and the fastening bracket and extends in the vehicle width direction so as to divide the inner bead side wall. It is a floor panel structure of a vehicle characterized by having a bead.
上記構成によれば、車幅方向ビードが設けられているために、板部が、多少、車両上下方向への曲げに対して柔軟性を有することとなる。これにより、板部に締結された重量物から板部へ慣性力が入力された場合に、車幅方向ビードのところで曲がりが生じ、板部とマウント部との接続点における上下方向の変位が抑制される。つまり、接続点への負荷が低減される。また、板部においては、ビード側壁が分断されているものの、前後方向ビードが残されている。したがって、板部の剛性の低下が抑制されている。少なくとも、前後方向ビードを有さない場合に比して、板部の剛性は大きくなっている。 According to the above configuration, since the bead in the vehicle width direction is provided, the plate portion has some flexibility in bending in the vertical direction of the vehicle. As a result, when an inertial force is input from a heavy object fastened to the plate portion to the plate portion, bending occurs at the bead in the vehicle width direction, and vertical displacement at the connection point between the plate portion and the mount portion is suppressed. Will be done. That is, the load on the connection point is reduced. Further, in the plate portion, although the side wall of the bead is divided, the bead in the front-rear direction remains. Therefore, the decrease in the rigidity of the plate portion is suppressed. At least, the rigidity of the plate portion is higher than that in the case where there is no front-rear bead.
本発明によれば、重量物が締結された重量物収納部の板部の剛性の低下を抑制しながら、板部とジャッキアップ用のマウント部との接続点にかかる負荷を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the load applied to the connection point between the plate portion and the mount portion for jacking up while suppressing the decrease in the rigidity of the plate portion of the heavy object storage portion to which the heavy object is fastened. ..
図1(a)は、本実施形態に係る車両のフロアパネル構造10の側面図であり、図1(b)は、フロアパネル構造10の平面図である。図1(図2~5についても同様)においては、車両前後方向をX軸(X軸の正方向が前方向)、車幅方向をY軸(Y軸の正方向が右方向)、及び、車両上下方向をZ軸(Z軸の正方向が上方向)としている。本明細書では、車両前後方向を単に前あるいは後と、車両前方向を向いた時の左右方向を単に左あるいは右と、車両上下方向を単に上あるいは下と記載する。
FIG. 1A is a side view of the
フロアパネル構造10は、車両の後部に配置されるリアフロアパネルの構造である。したがって、フロアパネル構造10は、例えばトランクの下側に配置される。フロアパネル構造10は、重量物収納部12、マウント部14、及び、リアクロス部16とを含んで構成される。
The
重量物収納部12は、中央部に凹部を有するお椀形状を有している。本実施形態では、重量物収納部12には、重量物としてのスペアタイヤが収納される。したがって、重量物収納部12の凹部は、スペアタイヤが丁度収まるような大きさとなっている。重量物収納部12は、スペアタイヤが載置される平板状の板部12aを含んで構成される。なお、板部12aは、お椀形状の重量物収納部12の底板となっている。
The heavy
板部12aには、スペアタイヤを板部12aに締結するための締結ブラケット12bが設けられる。締結ブラケット12bは、スペアタイヤのホイール中央をロックするものであるため、板部12aの略中央に設けられる。
The
マウント部14は、ジャッキアップ用の部材であり、マウント部14の底面がジャッキアップポイントとなる。つまり、ジャッキがマウント部14の底面に押し当てられ、ジャッキからマウント部14に対して上側へ力が加えられることによって車両がジャッキアップされる。
The
マウント部14は、板部12aの下側面に接続される。具体的には、マウント部14は、板部12aの下側面に沿った形状のフランジを有しており、当該フランジと板部12aとがスポット溶接されることで、板部12aにマウント部14が接続される。具体的には、マウント部14のフランジの下側面と板部12aの上側面に電極ピンを接触させ、当該電極ピンに短時間で大電流を流すことで溶接する。これにより、マウント部14と板部12aとは、電極ピンが接触した点である複数の接続点(打点)によって接続される。
The
図1(b)には、スポット溶接による複数の接続点20が示されている。図1(b)に示される通り、複数の接続点20は、締結ブラケット12bの前方に位置している。つまり、マウント部14は、締結ブラケット12bの前方において、板部12aの下側面に接続されている。本実施形態では、マウント部14は、板部12aの前端の下側面に接続される。したがって、複数の接続点20が板部12aの前端部に位置している。
FIG. 1B shows a plurality of connection points 20 by spot welding. As shown in FIG. 1 (b), the plurality of connection points 20 are located in front of the
また、マウント部14は、リアクロス部16の下側面にも接続される。つまり、マウント部14は、板部12aとリアクロス部16とに跨って接続される。板部12aへの接続同様、マウント部14とリアクロス部16とはスポット溶接により接続される。
The
リアクロス部16は、重量物収納部12の前方において車幅方向に延びるフレーム部材である。図1(a)では、リアクロス部16は、XZ断面で示されている。リアクロス部16は、XZ断面がコの字形状の2つの部材を上下に重ね合わせた形状を有しており、その剛性は板部12aよりも大きくなっている。
The
図2は、板部12aの拡大平面図である。板部12aには、板部12aの剛性を向上させるための、前後方向に延びる複数の前後方向ビード30,32が設けられている。本明細書における剛性とは、主に、上下方向の曲げ剛性を意味する。なお、上下方向の曲げ剛性とは、XY平面の面外変形に対する剛性を意味する。ビードとは、一方向に延びる溝部(凹部)あるいは突条部(凸部)である。本実施形態では、前後方向ビード30,32は溝部となっている。
FIG. 2 is an enlarged plan view of the
複数の前後方向ビード30,32は、締結ブラケット12bの左右側に設けられる。具体的には、前後方向ビード30は締結ブラケット12bの右側に設けられ、前後方向ビード32は締結ブラケット12bの左側に設けられている。
The plurality of front-
前後方向ビード30,32は、その幅方向の両端に側壁(ビード側壁)を有する。前後方向ビード30,32が前後方向に延びる形状を有していることから、当然に、それらの側壁も前後方向に延びることとなる。図2に示すように、前後方向ビード30の締結ブラケット12b側(つまり左側)の側壁を側壁34と記載し、前後方向ビード32の締結ブラケット側(つまり右側)の側壁を側壁36と記載する。
The front-
図3は、図2のA-A方向から見た板部12aの端面図であり、前後方向ビード30,32が示されている。図3に示される通り、本実施形態では、側壁34,36は、鉛直方向に立設されているが、側壁34,36は斜面であってもよい。具体的には、側壁34は上側及び右側(前後方向ビード30の内側)を向く斜面であってもよく、側壁36は上側及び左側(前後方向ビード32の内側)を向く斜面であってもよい。
FIG. 3 is an end view of the
図2に戻り、板部12aには、さらに、板部12aとマウント部14との接続点20と、締結ブラケット12bとの間に設けられ、車幅方向(左右方向)に延びる車幅方向ビード38が設けられる。車幅方向ビード38も、前後方向ビード30,32同様に溝部となっている。なお、前後方向ビード30,32が突条部である場合には、車幅方向ビード38も突条部となる。
Returning to FIG. 2, the
車幅方向ビード38も、車幅方向に延びる側壁を有し、図2に示すように、車幅方向ビード38の接続点20側(つまり前側)の側壁を側壁40と記載し、車幅方向ビード38の締結ブラケット12b側(つまり後側)の側壁を側壁42と記載する。
The vehicle
車幅方向ビード38は、一対の側壁34,36を分断するように設けられる。具体的には、前後方向ビード30の側壁34が、前側部分34aと後側部分34bとに分断され、前側部分34aの後端と側壁40の右端とが接続され、後側部分34bの前端と側壁42の右端とが接続される。また、前後方向ビード32の側壁36が、前側部分36aと後側部分36bとに分断され、前側部分36aの後端と側壁40の左端とが接続され、後側部分36bの前端と側壁42の左端とが接続される。本実施形態では、車幅方向ビード38によって、前後方向ビード30と前後方向ビード32とが接続されている。
The vehicle
車幅方向ビード38は、平面視で両側壁40,42が対向する双曲線形状を有している。具体的には、側壁40の左右方向中央部が、側壁40の左右方向端部に比して後方に迫り出した形状となっており、側壁42の左右方向中央部が、側壁42の左右方向端部に比して前方に迫り出した形状となっている。これにより、車幅方向ビード38の幅は、左右方向端部よりも左右方向中央部の方が狭くなっている。
The
本実施形態に係るフロアパネル構造10の構造は以上の通りである。フロアパネル構造10によれば、車幅方向ビード38が設けられているために、板部12aが、多少、上下方向への曲げに対して柔軟性を有することとなる。これにより、例えば車両の振動などによって、板部12aに締結されたスペアタイヤから板部12a(特に締結ブラケット12b)へ上下方向の力である慣性力が入力された場合に、車幅方向ビード38のところで曲がりが生じ、接続点20の上下方向の変位が抑制される。つまり、接続点20への負荷が低減される。これにより、接続点20の剥離などが防止される。
The structure of the
また、板部12aには、前後方向ビード30,32が残されているから、板部12aの剛性の低下が抑制されている。少なくとも、前後方向ビード30,32を有さない場合に比して、板部12aの剛性が大きくなっている。
Further, since the
図4(a)に、スペアタイヤから慣性力を受けた場合における従来の板部の応力コンター図が示され、図4(b)に、スペアタイヤから慣性力を受けた場合における板部12aの応力コンター図が示されている。図4(a)及び(b)において、無地の部分は応力が弱いところ、網掛け部は応力がやや強いところ、斜線部は応力がかなり強いところを表す。
FIG. 4A shows a stress contour diagram of the conventional plate portion when the inertial force is received from the spare tire, and FIG. 4B shows the
図4(a)に示される通り、従来の板部、すなわち、板部に前後方向のビードが設けられ、車幅方向ビードが設けられていない場合には、スペアタイヤからの慣性力によって、接続点20あるいはその近傍の応力がかなり強くなっているのが分かる。一方、図4(b)に示される通り、本実施形態における板部12a、すなわち、車幅方向ビード38が設けられている場合には、板部12aスペアタイヤから慣性力を受けた場合、接続点20あるいはその近傍の応力が弱くなっていることが分かる。特に、接続点20周りの応力が弱くなる一方で、車幅方向ビード38内において応力が強い部分が車幅方向に延びている。これは、スペアタイヤから慣性力を受けた場合に、板部12aが車幅方向ビード38のところで曲がりが生じることで、接続点20の周りの応力が低下されることを示している。
As shown in FIG. 4A, when the conventional plate portion, that is, the plate portion is provided with the bead in the front-rear direction and the bead in the vehicle width direction is not provided, the connection is made by the inertial force from the spare tire. It can be seen that the stress at or near the
以下、車幅方向ビード38が双曲線形状であることの効果について説明する。
Hereinafter, the effect of the
上述の通り、マウント部14は、板部12aとリアクロス部16とに跨って接続されており(図1(a)参照)、板部12aの剛性はリアクロス部16の剛性よりも小さくなっている。したがって、車両のジャッキアップ時にマウント部14に対して上向きの力が加えられると、リアクロス部16よりも板部12aの方が変形しやすいため、板部12aの変形によりマウント部14が後側に倒れ込んでしまう。板部12aの剛性が低くなる程、ジャッキアップ時の板部12aの変形量が大きくなり、マウント部14がより後側に倒れ込むこととなる。
As described above, the
車幅方向ビード38を設けた場合、車幅方向ビード38を設けない場合に比して、板部12aの剛性が低下してしまう。ここで、以下に説明するように、車幅方向ビード38の幅が大きい程、板部12aの剛性がより減少することとなる。
When the
図5(a)は、仮に、幅Lの車幅方向ビード38’を設けた場合の板部12’aの拡大斜視図である。図5(b)は、ジャッキアップ時における図5(a)のB-B方向から見た端面図である。図5(b)には、ジャッキアップ時に、マウント部14から加えられる力によって板部12’aが変形すると共に、マウント部14が後方に倒れ込む様子が示されている。
FIG. 5A is an enlarged perspective view of the plate portion 12'a when a bead 38'in the vehicle width direction having a width L is provided. FIG. 5B is an end view seen from the direction BB of FIG. 5A at the time of jacking up. FIG. 5B shows how the plate portion 12'a is deformed by the force applied from the
ジャッキアップ時に板部12’aがマウント部14から力を受けると、板部12’aに後ろ向きの面内力60aが加わる。さらに、板部12’aには、面内力60aの反力として、前向きの面内力60bが加わる。面内力60a及び60bが板部12’aに加わると、車幅方向ビード38’(詳しくは車幅方向ビード38’の側壁)のところで上下方向の曲がりが発生する。そうすると、板部12’aの車幅方向ビード38’より前側部分の高さと、板部12’aの車幅方向ビード38’より後側部分の高さとがずれる。これにより、面内力60aと面内力60bとが偏心する。図5では、面内力60aと面内力60bとの偏心量がEで表されている。
When the plate portion 12'a receives a force from the
ここで、車幅方向ビード38’の幅Lが大きい程、偏心量Eが大きくなる。すなわち、偏心量Eは幅Lに比例する。また、偏心量Eが大きい程、板部12’aにかかる偶力モーメントが大きくなり、その結果、面内力60a及び60bによって板部12’aがより変形し易くなる。つまり、幅Lが大きい程、板部12’aが変形し易く、すなわち剛性が小さくなり、逆に、幅Lが小さい程、板部12’aが変形し難く、すなわち剛性が大きくなる。
Here, the larger the width L of the bead 38'in the vehicle width direction, the larger the eccentricity E. That is, the eccentricity E is proportional to the width L. Further, the larger the eccentricity E, the larger the couple moment applied to the plate portion 12'a, and as a result, the plate portion 12'a is more easily deformed by the in-
したがって、板部12aの剛性を考慮すると、車幅方向ビード38の幅はできるだけ狭い方が好ましい。一方で、幅を狭くすると、車幅方向ビード38を設けるための加工が困難になるという問題が発生する。したがって、本実施形態では、できるだけ車幅方向ビード38の幅を狭くすることができ(すなわちできるだけ板部12aの剛性の低下を抑制でき)、且つ、加工容易性を担保すべく、車幅方向ビード38の形状を双曲線形状としている。
Therefore, considering the rigidity of the
以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、本実施形態では、重量物がスペアタイヤであり、重要物収納部がスペアタイヤを収納するものであったが、重量部としてはスペアタイヤに限らず、その他の物であってもよい。 For example, in the present embodiment, the heavy object is a spare tire and the important object storage unit stores the spare tire, but the weight unit is not limited to the spare tire and may be another object.
10 フロアパネル構造、12 重量物収納部、12a 板部、12b 締結ブラケット、14 マウント部、16 リアクロス部、20 接続点、30,32 前後方向ビード、34,36,40,42 側壁、38 車幅方向ビード。 10 Floor panel structure, 12 Heavy load storage section, 12a plate section, 12b fastening bracket, 14 mount section, 16 rear cross section, 20 connection points, 30, 32 front-rear bead, 34, 36, 40, 42 side wall, 38 vehicle width Direction bead.
Claims (1)
前記締結ブラケットの車両前後方向前方において、前記板部の下側面に接続されるジャッキアップ用のマウント部と、
を備え、
前記板部は、
車両前後方向に延びるビード側壁を有する前後方向ビードと、
前記板部と前記マウント部との接続点と、前記締結ブラケットとの間に設けられ、内側の前記ビード側壁を分断するように車幅方向に延びる、平面視で両側壁が対向する双曲線形状の車幅方向ビードと、
を有する、
ことを特徴とする車両のフロアパネル構造。 A flat plate-shaped plate on which a heavy object is placed, and a heavy object storage unit having a fastening bracket provided on the plate for fastening the heavy object to the plate.
A jack-up mount portion connected to the lower side surface of the plate portion in front of the fastening bracket in the vehicle front-rear direction,
Equipped with
The plate part
A front-rear bead with a bead side wall extending in the front-rear direction of the vehicle,
A hyperbolic shape that is provided between the connection point between the plate portion and the mount portion and the fastening bracket and extends in the vehicle width direction so as to divide the inner bead side wall, and both side walls face each other in a plan view. Bead in the width direction and
Have,
The floor panel structure of the vehicle is characterized by that.
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