(57)【要約】【課題】フロアパネルの変形を抑制することが出来る車体構造を提供する。【解決手段】車室フロアを形成するフロアパネル２と、フロアパネルを車体前後方向に延びるトンネル部９と、フロアパネルの車幅方向の両縁部で車体前後方向に延びるサイドシル１０と、フロアパネルの前縁部から車体前後方向の前方に向けて延びるフロントサイドフレーム１２と、トンネル部とサイドシルとの間でフロアパネルの前縁部或いはその近傍から後方に向けて車体前後方向に延びるフロアフレーム１４と、を有する車体構造であって、フロアフレームのフロアパネルの前縁部に近い位置に他のフロアフレームの部分よりも強度が小さい脆弱部１４ａが形成されていることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室フロアを形成するフロアパネルと、上記フロアパネルを車体前後方向に延びるトンネル部と、上記フロアパネルの車幅方向の両縁部で車体前後方向に延びるサイドシルと、上記フロアパネルの前縁部から車体前後方向の前方に向けて延びるフロントサイドフレームと、上記トンネル部と上記サイドシルとの間で上記フロアパネルの前縁部或いはその近傍から後方に向けて車体前後方向に延びるフロアフレームと、を有する車体構造であって、
上記フロアフレームの上記フロアパネルの前縁部に近い位置に他のフロアフレームの部分よりも強度が小さい脆弱部が形成されていることを特徴とする車体構造。
【請求項２】
上記フロアパネルには、上記脆弱部の近傍に一端部を有し、その一端部から周囲に向けて延びる補強部材が設けられている請求項１に記載の車体構造。
【請求項３】
上記補強部材の他端部は、上記サイドシルの近傍まで延び或いは上記サイドシルに連結されている請求項２に記載の車体構造。
【請求項４】
上記補強部材の他端部は、上記トンネル部の近傍まで延び或いは上記トンネル部に連結されている請求項２に記載の車体構造。
【請求項５】
上記車両は、上記フロアパネルの前縁部で車幅方向に延びるトルクボックスを有し、
上記補強部材の他端部は、上記トルクボックスの近傍まで延び或いは上記トルクボックスに連結されている請求項に記載の車体構造。
【請求項６】
上記車両は、上記フロアパネルの前縁部で車幅方向に延びるクロスメンバを有し、
上記補強部材の他端部は、上記クロスメンバの近傍まで延び或いは上記クロスメンバに連結されている請求項２に記載の車体構造。
【請求項７】
上記補強部材はほぼ直線状に延びる部材であり、上記フロアフレームが延びる車体前後方向に対し斜めに延びている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車体構造
【請求項８】
上記補強部材は、上記フロアフレームの車幅方向両側にそれぞれ設けられ、それらのいずれもほぼ直線状に延びる部材であり、それらの補強部材は、上記フロアフレームが延びる車体前後方向に対し斜めに延びて平面視でＶ字状になるように設けられている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車体構造。
【請求項９】
上記補強部材は上記フロアフレームが延びる車体前後方向に対しほぼ４５度の角度で延びている請求項７又は請求項８に記載の車体構造。
【請求項１０】
上記脆弱部はテーラードブランクにより形成されている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車体構造。
【請求項１１】
上記脆弱部の部分は、他のフロアフレームの部分と同じ板厚で且つ他のフロアフレームの部分と異なる材質で形成されている請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の車体構造。
【請求項１２】
上記フロアフレームの前端部は、上記フロントサイドフレームの後端部に連結されている請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体構造に係り、特に、トンネル部とサイドシルとの間でフロアパネルの前縁部或いはその近傍から後方に向けて車体前後方向に延びるフロアフレームを有する車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両前後方向に直線状に延びるサイドフレームが補強メンバ及びクロスメンバに連結することで衝突荷重を分散させてエネルギ吸収する車体構造が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０４１２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来の構造では、正面衝突やオフセット衝突時などに、車体前後方向フレーム、特に、フロアトンネルとサイドシルとの間で車体前後方向に延びるフレーム（フロアフレーム）に荷重が入力されると、たとえ荷重が分散されても、フレーム自身が後退することがあり、それにより、フロアパネル全体にせん断変形が生じて、フロアパネルとサイドシル、フロアパネルとフロアフレームとの溶接部分に応力が集中して、結合が破断することがあるという問題があった。そのようなフロアパネルの変形はキャビンの変形を引き起こす原因となり、乗員傷害を起こす恐れもある。
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、フロアパネルの変形を抑制することが出来る車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明の車体構造によれば、車室フロアを形成するフロアパネルと、フロアパネルを車体前後方向に延びるトンネル部と、フロアパネルの車幅方向の両縁部で車体前後方向に延びるサイドシルと、フロアパネルの前縁部から車体前後方向の前方に向けて延びるフロントサイドフレームと、トンネル部とサイドシルとの間でフロアパネルの前縁部或いはその近傍から後方に向けて車体前後方向に延びるフロアフレームと、を有する車体構造であって、フロアフレームのフロアパネルの前縁部に近い位置に他のフロアフレームの部分よりも強度が小さい脆弱部が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
このように構成された本発明においては、オフセット衝突を含む正面衝突時（正突時）の衝撃力をフロアフレームに設けられた脆弱部で受け止めるので、フロアフレームの脆弱部より後方の部分が後退することを抑制することが出来、この脆弱部がフロアフレームのフロアパネルの前縁部に近い部分に設けられているので、脆弱部より後方のフロアパネルの大部分である部分が変形することを防止することが出来る。その結果、キャビンが変形して乗員傷害を起こすことを防止することが出来る。さらに、フロアフレームの一部にのみ脆弱部を設ければフロアパネル全体の変形が抑制されるので、フロアパネル全体に補強部材を設けなくて済み、車体の軽量化を図ることが出来る。
【０００８】
また、本発明において、好ましくは、フロアパネルには、脆弱部の近傍に一端部を有し、その一端部から周囲に向けて延びる補強部材が設けられている。
このように構成された本発明においては、脆弱部の変形に伴う、脆弱部の周囲のフロアパネルの変形を、脆弱部の近傍に一端部を有しその一端部から周囲に向けて延びる補強部材により抑制することが出来る。このように、脆弱部と補強部材との組合せにより、フロアパネルの全体の変形を抑制することが出来る。さらに、このような脆弱部と補強部材との組合せにより、フロアパネル全体に補強部材を設けなくて済むため、重量が増加することなく且つ低コストでフロアパネルの変形を抑制することが出来る。
【０００９】
また、本発明において、好ましくは、補強部材の他端部は、サイドシルの近傍まで延び或いはサイドシルに連結されている。
このように構成された本発明においては、より確実に脆弱部近傍のフロアパネルの変形を抑制することが出来る。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、補強部材の他端部は、トンネル部の近傍まで延び或いはトンネル部に連結されている。
このように構成された本発明においては、より確実に脆弱部近傍のフロアパネルの変形を抑制することが出来る。
【００１１】
また、本発明において、好ましくは、車両は、フロアパネルの前縁部で車幅方向に延びるトルクボックスを有し、補強部材の他端部は、トルクボックスの近傍まで延び或いはトルクボックスに連結されている。
このように構成された本発明においては、より確実に脆弱部近傍のフロアパネルの変形を抑制することが出来る。
【００１２】
また、本発明において、好ましくは、車両は、フロアパネルの前縁部で車幅方向に延びるクロスメンバを有し、補強部材の他端部は、クロスメンバの近傍まで延び或いはクロスメンバに連結されている。
このように構成された本発明においては、より確実に脆弱部近傍のフロアパネルの変形を抑制することが出来る。
【００１３】
また、本発明において、好ましくは、補強部材はほぼ直線状に延びる部材であり、フロアフレームが延びる車体前後方向に対し斜めに延びている。
このように構成された本発明においては、脆弱部の変形により生じる、フロアパネルのせん断変形をより確実に抑制することが出来る。
【００１４】
また、本発明において、好ましくは、補強部材は、フロアフレームの車幅方向両側にそれぞれ設けられ、それらのいずれもほぼ直線状に延びる部材であり、それらの補強部材は、フロアフレームが延びる車体前後方向に対し斜めに延びて平面視でＶ字状になるように設けられている。
このように構成された本発明においては、脆弱部の変形により生じる、フロアパネルのせん断変形をより確実に抑制することが出来る。
【００１５】
また、本発明において、好ましくは、補強部材はフロアフレームが延びる車体前後方向に対しほぼ４５度の角度で延びている。
このように構成された本発明においては、脆弱部の変形により生じる、フロアフレームが延びる方向と４５度の角度で生じるフロアパネルのせん断変形をより確実に抑制することが出来る。
【００１６】
また、本発明において、好ましくは、脆弱部はテーラードブランクにより形成されている。
このように構成された本発明においては、より低コストで脆弱部を形成することが出来る。
【００１７】
また、本発明において、好ましくは、脆弱部の部分は、他のフロアフレームの部分と同じ板厚で且つ他のフロアフレームの部分と異なる材質で形成されている。
このように構成された本発明においては、脆弱部を設けても、その脆弱部が他のフロアフレームの部分と同じ板厚に形成され且つ他のフロアフレームの部分と異なる材質で形成されているので、フロアパネルの静剛性を維持して、エンジンや車輪からフレームにより伝達される振動エネルギを、脆弱部にてひずみエネルギに変換することによりＮＶＨが増大することを抑制することが出来る。
【００１８】
また、本発明において、好ましくは、フロアフレームの前端部は、上記フロントサイドフレームの後端部に連結されている。
このように構成された本発明においては、正突時により効果的に脆弱部によるエネルギ吸収でフロアパネルの変形を抑制することが出来る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車体構造によれば、フロアパネルの変形を抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態による車体構造が適用された車両を下方から見た底面図である。
図１に示すように、車両１は、フロントフロアパネル２、リアフロアパネル４を有している。フロントフロアパネル２の前縁部には、その前縁部から斜め上方且つ前方に延びるトーボード６が形成され、このトーボード６の上縁部には、その上縁部から上方に延びるダッシュパネル８が形成されている。また、フロントフロアパネル２の車幅方向中央部には、車体前後方向に延びる上方に向けて膨出したフロアトンネル９が形成されている。
【００２１】
フロントフロアパネル２の両縁部には、車体前後方向に延びる左右一対のサイドシル１０が設けられ、フロントフロアパネル２より前方側には左右一対のフロントサイドフレーム１２が設けられている。フロントサイドフレーム１２は車両前端まで延び、正突時に衝突エネルギを受けるようになっている。
【００２２】
このフロントサイドフレーム１２は、フロントフロアパネル２の前縁部まで延び、その後端部には、フロアフレーム１４が連結されている。このフロアフレーム１４は、フロントフロアパネル２を車体前後方向に延びリアフロアパネル４で終端している。フロアフレーム１４は、断面コ字状に形成され、フロントフロアパネル２の底面部に下方から溶接により取り付けられ、閉断面を形成するようになっている。
【００２３】
フロントサイドフレーム１２の後端部及びフロアフレーム１４の前端部の車幅方向外方側には、左右一対のトルクボックス１６が形成されている。フロントサイドフレーム１２の後端部及びフロアフレーム１４の前端部の車幅方向内方側には、左右一対のクロスメンバ１８が設けられ、これらのクロスメンバ１８の内方端部からは、後方に向けて延びるトンネルサイドフレーム１９が設けられている。
【００２４】
なお、符号１４ａは、第１実施形態及び第２実施形態において設けられる脆弱部であり、符号３０、３２は、第２実施形態で設けられる補強部材である。
【００２５】
次に、図２及び図３により、本発明の第１実施形態による車体構造が適用されたフロア構造を説明する。図２は、本発明の第１実施形態による車体構造が適用されたフロア構造を車体下方から見た底面図であり、図３は、本発明の第１実施形態によるフロアフレームの脆弱部を車体下方から見た底面図である。
【００２６】
図２及び図３に示すように、フロアフレーム１４には脆弱部（低強度領域）１４ａが設けられており、その脆弱部１４ａの材料は、その強度或いは降伏応力がフロアフレーム１４の他の部分１４ｂの材料よりも低くなっている。本実施形態では、鋼板の種類を変えているが、この脆弱部１４ａの板厚を他の部分１４ｂの板厚より小さく設定しても良い。図２に示すように、この脆弱部１４ａは、フロアフレーム１４のフロアパネル２の前縁部に近い部分に設けられている。
この脆弱部１４ａは、テーラードブランクにより形成され、図３に示す１４ｃのようなラインに沿ってレーザー溶接されて形成されている。脆弱部１４ａの前後方向長さは３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度に設定するのが好ましい。
【００２７】
このような第１実施形態によれば、他の部分１４ｂよりも強度或いは降伏応力が小さい脆弱部１４ａで正突時の衝撃力を受け止めるので、フロアフレーム１４の脆弱部１４ａより後方の部分１４ｂが後退することを抑制することが出来る。そして、この脆弱部１４ａがフロアフレーム１４のフロアパネル２の前縁部に近い部分に設けられているので、脆弱部１４ａより後方のフロアパネル２の大部分が変形することを防止することが出来る。その結果、キャビンが変形して乗員傷害を起こすことを防止することが出来る。さらに、フロアフレーム１４の一部にのみ脆弱部１４ａを設ければフロアパネル２全体の変形が抑制されるので、フロアパネル２全体に補強のための部材を設けなくて済み、車体の軽量化を図ることが出来る。
【００２８】
次に、図４により、本発明の第２実施形態による車体構造が適用されたフロア構造を説明する。図４は、本発明の第２実施形態による車体構造が適用されたフロア構造を車体下方から見た底面図である。
【００２９】
図４に示すように、フロアフレーム１４のフロアパネル２の前縁部に近い部分に、第１実施形態と同様の脆弱部１４ａが設けられている。第１実施形態と同様に、脆弱部１４ａはテーラードブランクにより形成され、その強度或いは降伏応力がフロアフレーム１４の他の部分１４ｂよりも低くなっている。
【００３０】
また、図４に示すように、フロントフロアパネル２には、脆弱部１４ａの近傍に一端部３０ａ、３２ａを有し、その一端部３０ａから斜め前方に延びる第１補強部材３０及び第２補強部材３２が取り付けられている。これらの補強部材３０、３２は、フロアフレーム１４が延びる車体前後方向に対し４５度の角度で延びるように設けられている。これらの補強部材３０、３２は、鋼板のフロアへのパッチワークスで溶接により貼り付けられている。また、コ字状などの部材で閉断面を形成するようにしても良い。
【００３１】
これらの補強部材３０、３２のそれぞれの一端部３０ａ、３２ａは、フロアフレーム１４と若干の隙間をあけ且つフロアフレーム１４の近傍で、フロアフレーム１４に沿う形状になっている。第１補強部材３０の他端部３０ｂは、クロスメンバ１８及びトンネルサイドフレーム１９の近傍まで延び、クロスメンバ１８及びトンネルサイドフレーム１９に沿った形状になっている。なお、第１補強部材３０の他端部３０ｂをクロスメンバ１８或いはトンネルサイドフレーム１９のいずれか片方の近傍まで延びるようにしても良い。また、第１補強部材３０の他端部３０ｂをクロスメンバ１８及びトンネルサイドフレーム１９の両方或いは片方に結合するようにしても良い。
【００３２】
また、第２補強部材３２の他端部３２ｂは、トルクボックス１６及びサイドシル１０の近傍まで延び、トルクボックス１６及びサイドシル１０に沿った形状になっている。なお、第２補強部材３２の他端部３２ｂをトルクボックス１６或いはサイドシル１０のいずれか片方の近傍まで延びるようにしても良い。また、第２補強部材３２の他端部３２ｂをトルクボックス１６及びサイドシル１０の両方或いは片方に結合するようにしても良い。
【００３３】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、脆弱部１４ａで正突時の衝撃力を受け止め、フロアフレーム１４の脆弱部１４ａより後方の部分１４ｂが後退することを抑制することが出来る。そして、フロアパネル２の前縁部に近い部分に設けられた脆弱部１４ａより後方のフロアパネル２の大部分が変形することを防止することが出来る。
【００３４】
ここで、例えば正突時に、脆弱部１４ａが車体前後方向に変形すると、フロントフロアパネル２にはせん断変形が生じることが分かっている。一般的に、鋼板の場合、フロアフレーム１４が延びる車体前後方向に対して４５度の角度でせん断応力が高くなる部分が延び、その部分にせん断ひずみ或いはせん断変形が生じる。
【００３５】
これに対し本実施形態では、補強部材３０、３２は、フロアフレーム１４が延びる車体前後方向に対し４５度の角度で延びるように設けられているので、脆弱部１４ａの変形に伴う、脆弱部１４ａの周囲のフロアパネル２の変形を、脆弱部１４ａの近傍に一端部３０ａ、３２ａを有しその一端部から周囲に向けて延びる補強部材３０、３２により抑制することが出来る。
【００３６】
このように、脆弱部１４ａと補強部材３０、３２との組合せにより、フロアパネル２の全体の変形を抑制することが出来る。さらに、このような脆弱部１４ａと補強部材３０、３２との組合せにより、フロアパネル２全体に補強部材を設けなくて済むため、重量が増加することなく且つ低コストでフロアパネルの変形を抑制することが出来る。なお、補強部材３０、３２はどちらか一方のみを設けた場合でも同様の効果を発揮する。
【００３７】
これらの結果、キャビンが変形して乗員傷害を起こすことを防止することが出来る。さらに、フロアフレーム１４の一部にのみ脆弱部１４ａを設けれると共に補強部材３０、３２を設ければフロアパネル２全体の変形が抑制されるので、フロアパネル２全体に補強部材を設けなくて済み、車体の軽量化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態による車体構造が適用された車両を下方から見た底面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による車体構造が適用されたフロア構造を車体下方から見た底面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるフロアフレームの脆弱部を車体下方から見た底面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による車体構造が適用されたフロア構造を車体下方から見た底面図である。
【符号の説明】
【００３９】
２  フロントフロアパネル
６  トーボード
９  フロアトンネル
１０  サイドシル
１２  フロントサイドフレーム
１４  フロアフレーム
１６  トルクボックス
１８  クロスメンバ
１９  トンネルサイドフレーム
３０、３２  補強部材
３０ａ、３２ａ  一端部
３０ｂ、３２ｂ  他端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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