(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室の床に含まれ車両の前後方向に長尺なフロアフレームと、サイドボデーの下部のサイドシルとを備えた車体下部構造において、
前記フロアフレームは、断面コ字形状の溝内に補強部材が取付けられ、
前記補強部材は、溝形の第１補強部材の第１溝底辺に沿って溝形の第２補強部材の第２溝底辺が配置され、前記第１溝底辺に前記第２溝底辺から離れる方向に突出させた断面凸状の第１凸ビード部が成形され、前記第２溝底辺に前記第１溝底辺から離れる方向に突出させ断面凸状の第２凸ビード部が成形され、前記第１・第２凸ビード部によって閉断面形状を形成し、運転席のフロアフレームに配置されるとともに、一端が運転席の前部に配置され、他端側が運転席に配置された座席の前部の下方に配置されていることを特徴とする車体下部構造。
【請求項２】
前記第２補強部材は、前記サイドシルに接続されている第１フロアクロスメンバーまで他端が延長されていて、
前記第１補強部材は、前記サイドボデーのセンタピラーに接続している第２フロアクロスメンバーまで他端が延長されていることを特徴とする請求項１記載の車体下部構造。
【請求項３】
前記座席の後部が、前記第２フロアクロスメンバーの上方に配置されていることを特徴とする請求項２記載の車体下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイドボデー下部のサイドシルと、車室の床に含まれ車両の前後方向に長尺なフロアフレーム及びフロアクロスメンバーと、を備えた車体下部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車体は、衝突時の乗員保護を目的に高強度化が図られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２１８０３５号公報（第４頁、図１）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５は、従来の技術の基本構成を説明する図であり、従来の自動車の側部車体構造２０１は、車体の下側部のサイドシル２０２内に長さＬ１の第１のサイドシルレインフォースメント２０３が配置されて前がフロントヒンジピラー２０４に結合し、後がセンタピラー２０５後方の第３クロスメンバー２０６に重ねられ、サイドシル２０２内に長さＬ２の第２のサイドシルレインフォースメント２０７が配置されて、前がフロントヒンジピラー２０４に結合し、後がセンタピラー２０５前方の第２クロスメンバー２０８に重ねられているから、側突荷重を有効に支持することができるというものである。
【０００４】
しかし、特許文献１の自動車の側部車体構造２０１では、側突荷重を有効に支持するが、自動車の前面に加わる前面衝突の衝撃に対して強度を高め難くいという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、車両の前面に加わる荷重に対する強度を高め、車両の前面に荷重が加わった際に所望の車室空間を確保する車体下部構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明では、車室の床に含まれ車両の前後方向に長尺なフロアフレームと、サイドボデーの下部のサイドシルとを備えた車体下部構造において、フロアフレームは、断面コ字形状の溝内に補強部材が取付けられ、補強部材は、溝形の第１補強部材の第１溝底辺に沿って溝形の第２補強部材の第２溝底辺が配置され、第１溝底辺に第２溝底辺から離れる方向に突出させた断面凸状の第１凸ビード部が成形され、第２溝底辺に第１溝底辺から離れる方向に突出させ断面凸状の第２凸ビード部が成形され、第１・第２凸ビード部によって閉断面形状を形成していることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る発明では、補強部材は、運転席のフロアフレームに配置されるとともに、一端が運転席の前部に配置され、他端側が運転席に配置された座席の前部の下方に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明では、第２補強部材は、サイドシルに接続されている第１フロアクロスメンバーまで他端が延長されていて、第１補強部材は、サイドボデーのセンタピラーに接続している第２フロアクロスメンバーまで他端が延長されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、座席の後部が、第２フロアクロスメンバーの上方に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、フロアフレームは、断面コ字形状の溝内に補強部材が取付けられ、補強部材は、溝形の第１補強部材の第１溝底辺に沿って溝形の第２補強部材の第２溝底辺が配置され、第１溝底辺に第２溝底辺から離れる方向に突出させた断面凸状の第１凸ビード部が成形され、第２溝底辺に第１溝底辺から離れる方向に突出させ断面凸状の第２凸ビード部が成形され、第１・第２凸ビード部によって閉断面形状を形成しているので、フロアフレームの開口を封じているフロアパネルとフロアフレームとで形成されている閉断面（第１の閉断面）の断面積が小さくても、第１・第２補強部材によってフロアフレームの内部に断面積が最大となるような、別の第２の閉断面を形成することができる。その結果、第１・第２凸ビード部で形成される第２の閉断面によってフロアフレーム自体に伝わる力は小さくなり、結果的にフロアフレーム全体の長手方向の強さが増し、車両の前面に加わる荷重に対するフロアフレームの強度を高めることができるという利点がある。
【００１１】
また、このように、第１・第２補強部材によって、フロアフレームの長手方向の強度を調節できるので、フロアフレームの長手方向の強度を比較的必要としない車種にはフロアフレームのみとし、逆に、長手方向の強度を高める必要がある車種の場合には、第１・第２補強部材を採用する。つまり、同一のフロアフレームを用いて、異なる強度要求の車種を製作することができる。
【００１２】
請求項１に係る発明では、補強部材は、運転席のフロアフレームに配置されるとともに、一端が運転席の前部に配置され、他端側が運転席に配置された座席の前部の下方に配置されているので、補強部材によって、運転席の前部、例えば足元から運転席の座席の前部までの間のフロアフレームの強度は高まり、車両の前面に荷重が加わった際に、運転席の足元から運転席の座席までの間に所望の車室空間を確保することができるという利点がある。
【００１３】
請求項２に係る発明では、第２補強部材は、サイドシルに接続されている第１フロアクロスメンバーまで他端が延長されていて、第１補強部材は、サイドボデーのセンタピラーに接続している第２フロアクロスメンバーまで他端が延長されているので、車両の前面に荷重が加わると、力は第１・第２補強部材によって、第１フロアクロスメンバーからサイドシルに伝わり、さらに、第２補強部材によって、センタピラーに伝わる。その結果、フロアフレームに加わった力を車体全体に分散させることができる。従って、車両の前面に加わる荷重を車体全体で吸収することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、座席の後部が、第２フロアクロスメンバーの上方に配置されているので、車両の前面に加わる荷重に対して、座席は第２フロアクロスメンバーから前方の補強部材として機能し、この座席下のフロアフレームに取付けられる第２補強部材を省くことができ、軽量化を図ることができる。
また、座席に加わる前後方向の力に対する座席の取付け強度が増加し、座席の前後方向への変位を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は、本発明の車体下部構造の斜視図である。
車体下部構造１１は、車室１２の側壁に含まれる左右のサイドボデー１３，１４下部の左右のサイドシル１５，１６と、車室１２の床に含まれる左右のフロアフレーム１７，１８と、左右のサイドシル１５，１６間に接続されている第１フロアクロスメンバー２１と、左右のフロアフレーム１７，１８間に接続されている第２フロアクロスメンバー２２と、左のフロアフレーム１７と左のサイドシル１５間に取付けられた左アウトリガー２３と、右のフロアフレーム１８と右のサイドシル１６間に取付けられた右アウトリガー２４と、左のフロアフレーム１７に接続された左のフロントサイドフレーム２５と、右のフロアフレーム１８に接続された右のフロントサイドフレーム２６と、フロアパネル２７と、を備え、例えば、左ハンドルの車両３１の車体３２に採用されたものである。
【００１６】
図中、３３はエンジンルーム、３４は左のサイドシル１５に立設された左のセンタピラー、３５は右のサイドシル１６に立設された右のセンタピラー、３６は左右のフロアフレーム１７，１８間に配置されて第１フロアクロスメンバー２１に一端が支持された縦フレームある。
【００１７】
左のフロントサイドフレーム２５は、後端４１が左のフロアフレーム１７の前端４２に接続している。
右のフロントサイドフレーム２６は、後端４３が右のフロアフレーム１８の前端４４に接続している。
【００１８】
左のサイドシル１５は、前端４６が左のフロアフレーム１７の前端４２に前アウトリガー４７によって接合されている。
右のサイドシル１６は、前端４８が右のフロアフレーム１８の前端４４に前アウトリガー５１によって接合されている。
【００１９】
第１フロアクロスメンバー２１は、左に配置された運転席５３の座席５４（図２参照）の前部５５及び助手席５６の座席（座席５４と同様）の前部（前部５５と同様）が取付けられる位置に配置され、左端５７が左のサイドシル１５に接合され、右端５８が右のサイドシル１６に接合され、上部６１にめねじを有する座席前部取付け部６２，６２が形成され、フロアパネル２７の上面に下部６３が取付けられ、下部６３の左側がフロアパネル２７下の左のフロアフレーム１７に取付けられ、下部６３の右側がフロアパネル２７下の右のフロアフレーム１８に取付けられている。
【００２０】
第２フロアクロスメンバー２２は、左のセンタピラー３４の下部に左アウトリガー２３を介して接合された左のフロアフレーム１７のクロス部６６に左端６７が取付けられ、右のセンタピラー３５に右アウトリガー２４を介して接続された右のフロアフレーム１８のクロス部６８に右端７１が取付けられ、左端６７にめねじを有する座席後部取付け部７２が取付けられ、右端７１にめねじを有する座席後部取付け部７３が取付けられている。
【００２１】
左アウトリガー２３には、めねじを有する座席後部取付けブラケット７５が形成されている。
右アウトリガー２４には、めねじを有する座席後部取付けブラケット７６が形成されている。
【００２２】
図２は、本発明の車体下部構造の側面図であり、運転席５３の座席５４と左のフロアフレーム１７並びに第１フロアクロスメンバー２１との関係を示している。図１を併用して説明する。
【００２３】
第１フロアクロスメンバー２１はまた、座席前部取付け部６２，６２に座席５４の前部５５が取付けられ、座席５４の前部５５を支持している。同様に、助手席５６の座席を支持している。
第２フロアクロスメンバー２２はまた、フロアパネル２７を通して座席後部取付け部７２に座席５４の後部７８が取付けられ、座席５４の後部７８を支持している。同様に、助手席５６の座席を支持している。
【００２４】
左アウトリガー２３は、フロアパネル２７を通して座席後部取付けブラケット７５に座席５４の後部７８が取付けられ、座席５４の後部７８を支持している。同様に、助手席５６の座席を支持している。
【００２５】
図３は、図１の３−３線断面図であり、左のフロアフレーム１７の断面を示している。図１を併用して説明する。
左のフロアフレーム１７は、長手方向（図１の矢印ａ１の方向）に直交する断面形状がコ字形で、溝底辺８１と、溝底辺８１に連なる側辺８２，８３が成形され、長手方向（矢印ａ１の方向）が車両３１の前後方向（矢印ａ１の方向）に配置されて車室１２の床となる直線状の梁部８４が成形され、直線状の梁部８４に連ねて車室１２とエンジンルーム３３との境界近傍に曲げ部８５が成形され、曲げ部８５に連ねてエンジンルーム３３に達する傾斜部８６が成形され、傾斜部８６の端が前端４２であり、溝底辺８１に対向する開口８８を上向き（矢印ａ２の方向）に配置しているもので、溝内に補強部材９１が取付けられている。Ｈはフロアフレーム１７の梁部８４の平均高さである。
なお、「断面形状がコ字形」とは、Ｕ字形や側辺８２，８３とでＶ字状を形成するように側辺８２，８３が傾斜しているものを含む。
【００２６】
側辺８２は、Ｖ字状をなすように所定の角度θだけ傾いて、高さの中央（Ｈ×約５０％）に掛止段部９２が形成されている。
側辺８３は、Ｖ字状をなすように所定の角度θだけ傾いて、高さの中央（Ｈ×約５０％）に掛止段部９３が形成されている。
溝底辺８１には、補強部材９１を組付ける際に用いる基準孔９４が開けられている。
【００２７】
図４は、本発明の車体下部構造が備える補強部材の斜視図である。図１、図２及び図３を併用して説明する。
補強部材９１は、第１補強部材９５と、第２補強部材９６とからなり、運転席５３のフロアフレーム１７に配置され、一端（前端）１０１が運転席５３の前部１０２に配置され、他端側（後端側）１０３が運転席５３に配置された座席５４の前部５５の下方に配置されている。
【００２８】
「運転席５３の前部１０２」とは、運転者が足を置く位置である。
「補強部材９１の他端側（後端側）１０３」とは、座席５４の前部５５の下方に配置される部位であり同時に、座席前部取付け部６２の下方に配置される部位である。つまり、他端（他端（後端）１１２、他端（後端）１２５）の近傍であり、車両によっては、中央（長さの約５０％）の近傍でもよい。
【００２９】
第１補強部材９５は、長手方向（矢印ａ１の方向）に直交する断面形状がコ字状で、第１溝底辺１０６と、第１溝底辺１０６に連なる第１側辺１０７，１０８とが成形されたもので、一端（前端）１１１が運転席５３の前部１０２に配置され、他端（後端）１１２が運転席５３に配置した座席５４の後部７８の下方に配置されている。また、他端（後端）１１２は、左のセンタピラー３４の下端に接続している第２フロアクロスメンバー２２まで延長されている。Ｌ１は第１補強部材９５の長さである。
一端（前端）１１１は、補強部材９１の一端（前端）１０１でもある。
【００３０】
第１溝底辺１０６は、図３に示しているように、第１溝底辺１０６の幅の中央に第２補強部材９６の第２溝底辺１１４から離れる方向（矢印ａ３の方向）に突出させた断面凸状の第１凸ビード部１１５が成形され、第１凸ビード部１１５に第１基準孔１１６が開けられている。
第１基準孔１１６は、左のフロアフレーム１７の基準孔９４に同心であり、直径は基準孔９４より小さい。
【００３１】
第１凸ビード部１１５は、第１溝底辺１０６に連なる第１縦辺１１７，１１７が成形され、第１縦辺１１７，１１７に連なるとともに第１溝底辺１０６に平行に第１横辺１１８が成形されている部位である。
【００３２】
第２補強部材９６は、長手方向（矢印ａ１の方向）に直交する断面形状がコ字状で、第２溝底辺１１４と第２溝底辺１１４に連なる第２側辺１２２，１２３とが成形されたもので、一端（前端）１２４が運転席５３の前部１０２に配置され、他端（後端）１２５が運転席５３に配置された座席５４の後部７８の下方に配置されている。また、他端（後端）１２５は左のサイドシル１５に接続されている第１フロアクロスメンバー２１まで延長されている。Ｌ２は第２補強部材９６の長さである。
一端（前端）１２４は、補強部材９１の一端（前端）１０１でもある。
【００３３】
第２溝底辺１１４は、第２溝底辺１１４の幅の中央に第１補強部材９５の第１溝底辺１０６から離れる方向（矢印ａ４の方向）に突出させた断面凸状の第２凸ビード部１２６が成形され、第２凸ビード部１２６に第２基準孔１２７が開けられている。
第２基準孔１２７は、左のフロアフレーム１７の基準孔９４に同心であり、直径は第１基準孔１１６より小さい。
【００３４】
第２凸ビード部１２６は、第２溝底辺１１４に連なる第２縦辺１３１，１３１が成形され、第２縦辺１３１，１３１に連なるとともに第２溝底辺１１４に平行に第２横辺１３２が成形されている部位である。
【００３５】
次に、図３及び図４で左のフロアフレーム１７に補強部材９１を組付ける要領を簡単に説明する。
まず、組付け治具１４１の基準ピン１４２に順に左のフロアフレーム１７の基準孔９４、第１補強部材９５の第１基準孔１１６及び第２補強部材９６の第２基準孔１２７を嵌める。
【００３６】
引き続き、左のフロアフレーム１７と第１・第２補強部材９５，９６を重ねた状態でスポット溶接装置で溶接する。すなわち、左のフロアフレーム１７の側辺８２，８３と第１補強部材９５の第１側辺１０７，１０８と第２補強部材９６の第２側辺１２２，１２３を溶接部１４３で固定する。溶接後、組付け治具１４１から左のフロアフレーム１７（補強部材９１を含む）を取外して、補強部材９１を取付けた左のフロアフレーム１７を得る。
【００３７】
車体下部構造１１では、左のフロアフレーム１７の基準孔９４、第１補強部材９５の第１基準孔１１６及び第２補強部材９６の第２基準孔１２７を開けることで、左のフロアフレーム１７の取付け位置（運転者を基準としたＸ軸方向、Ｚ軸方向）に対する第１・第２部材９５，９６の組付け精度を高めることができる。
【００３８】
右のサイドシル１６（図１参照）は、第１補強部材９５を備える。
なお、右のサイドシル１６は、第１補強部材９５を取付けた構成であるが、左のフロアフレーム１７と同様に第１・第２補強部材９５，９６を取付けることも可能である。
【００３９】
次に、本発明の車体下部構造の作用を説明する。
図１及び図３に示すように、車両３１の前面に荷重Ｆが加わると、力は左のフロントサイドフレーム２５から矢印ａ５のように左のフロアフレーム１７に伝わり、左のフロアフレーム１７内の第１・第２補強部材９５，９６に矢印ａ６のように分散されるので、第１・第２補強部材９５，９６によってフロアフレーム１７の強度を高めることができる。
【００４０】
具体的には、フロアフレーム１７内に第１・第２補強部材９５，９６を取付けると、第１補強部材９５に形成された第１凸ビード部１１５によってフロアフレーム１７に伝わる力は小さくなり、フロアフレーム１７の長手方向の強さが増し、また、第２補強部材９６の第２凸ビード部１２６によってフロアフレーム１７に伝わる力は小さくなり、フロアフレーム１７の長手方向の強さが増すので、車両３１の前面に加わる荷重Ｆに対するフロアフレーム１７の強度を高めることができる。
【００４１】
また、図２に示しているように、車体下部構造１１では、補強部材９１は、運転席５３のフロアフレーム１７に配置され、一端（前端）１０１が運転席５３の前部１０２に配置され、他端側（後端側）１０３が運転席５３に配置された座席５４の前部５５の下方に配置されているので、補強部材９１によって、運転席５３の前部１０２から運転席５３の座席５４の前部５５までの間のフロアフレーム１７の強度は高まり、車両３１の前面に荷重Ｆが加わった際に運転席５３に所望の車室空間を確保することができる。
【００４２】
さらに、図１に示しているように、車両３１の前面に荷重Ｆが加わると、力は左のフロアフレーム１７、第１・第２補強部材９５，９６に伝わり、第１・第２補強部材９５，９６から第１フロアクロスメンバー２１を介して左のサイドシル１５に伝わり、さらに、第１補強部材９５によって、左アウトリガー２３から矢印ａ７のように左のセンタピラー３４に伝わる。その結果、左のフロアフレーム１７に加わった力は、車体３２全体に分散される。
【００４３】
このように、車体下部構造１１では、第２補強部材９６は、サイドシル（左のサイドシル）１５に接続されている第１フロアクロスメンバー２１まで他端（後端）１２５が延長されていて、第１補強部材９５は、サイドボデー１３のセンタピラー（左のセンタピラー）３４に接続している第２フロアクロスメンバー２２まで他端（後端）１１２が延長されているので、車両３１の前面に荷重が加わった場合に、荷重を車体３２全体に分散させることができる。従って、車両３１の前面に加わる荷重を車体３２全体で吸収することができる。
【００４４】
右のサイドシル１６に左のフロアフレーム１７と同様に第１・第２補強部材９５，９６を取付けると、上記と同様の効果を発揮することができる。
ここでは、右のサイドシル１６は、第１補強部材９５を備えるので、第１・第２補強部材９５，９６を備える左のフロアフレーム１７に比べ、特性は低下するが、第１・第２補強部材９５，９６を備えた左のフロアフレーム１７と同様の効果を発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の車体下部構造は、四輪車に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の車体下部構造の斜視図
【図２】本発明の車体下部構造の側面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】本発明の車体下部構造が備える補強部材の斜視図
【図５】従来の技術の基本構成を説明する図
【符号の説明】
【００４７】
１１…車体下部構造、１２…車室、１３，１４…サイドボデー、１５，１６…サイドシル、１７，１８…フロアフレーム、２１…第１フロアクロスメンバー、２２…第２フロアクロスメンバー、３１…車両、３４，３５…センタピラー、５３…運転席、５４…運転席に配置された座席、５５…座席の前部、７８…座席の後部、９１…補強部材、９５…第１補強部材、９６…第２補強部材、１０１…補強部材の一端、１０２…運転席の前部、１０３…補強部材の他端側、１０６…第１補強部材の第１溝底辺、１１４…第２補強部材の第２溝底辺、１１５…第１凸ビード部、１２５…第２補強部材の他端、１２６…第２凸ビード部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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