(57)【要約】【課題】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。【解決手段】重量物収納部１２は、重量物を載置する板部１２ａと、板部１２ａに重量物を締結するための締結ブラケット１２ｂを含む。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の下側面にスポット溶接によって接続されている。板部１２ａとマウント部１４との接続点２０は締結ブラケット１２の前方に位置する。板部１２ａには、前後方向に延びる前後方向ビード３０，３２が設けられる。さらに、板部１２ａには、前後方向において接続点２０と締結ブラケット１２ｂとの間に設けられ、前後方向ビード３０の側壁３４及び前後方向ビード３２の側壁３６を分断するように車幅方向に延びる、両側壁４０，４２が対向する双曲線形状の車幅方向ビード３８が設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０８７８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る車両のフロアパネル構造の側面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図２】重量物収納部の板部の拡大平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ方向から見た板部のＹＺ端面図である。
【図４】重量物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（ａ）、及び、本実施形態に係る板部の応力コンター図（ｂ）である。
【図５】幅Ｌの車幅方向ビードが設けられた板部の拡大平面図（ａ）、及び、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（ｂ）である。
【図６】従来の車両のフロアパネル構造の側面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【符号の説明】
【００４３】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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