(57)【要約】【課題】ボディ剛性をより向上した車両用フロア構造を提供する。【解決手段】車両用フロア構造１を、車両の前後方向に延在しかつ車幅方向に離間して配置された一対のフロントフレーム２０と、フロントフレーム２０に対して車幅方向外側に配置されかつ車両の前後方向に延在するサイドシル３０と、フロントフレーム２０とサイドシル３０との間にわたして配置されたフロアパネル１０と、フロアパネル１０の少なくとも一方の面に対向しかつフロントフレーム２０とサイドシル３０との間にわたして配置され、フロアパネル１０との間に、車両の前後方向に配列された複数の閉断面部１０１，１０２，１０３を形成する補剛部材６０とを備える構成とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に延在しかつ車幅方向に離間して配置された一対のフロントフレームと、
前記フロントフレームに対して車幅方向外側に配置されかつ前記車両の前後方向に延在するサイドシルと、
前記フロントフレームと前記サイドシルとの間にわたして配置されたフロアパネルと、
前記フロアパネルの少なくとも一方の面に対向しかつ前記フロントフレームと前記サイドシルとの間にわたして配置され、前記フロアパネルとの間に、車両の前後方向に配列された複数の閉断面部を形成する補剛部材と
を備える車両用フロア構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用フロア構造において、
前記補剛部材は、パネル状に一体成形され、前記フロアパネルの下面側に添付されること
を特徴とする車両用フロア構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両用フロア構造において、
前記複数の閉断面部は、主断面部と、前記主断面部よりも車両後方側に配置されかつサイズを小さく形成された副断面部とを含むこと
を特徴とする車両用フロア構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両用フロア構造において、
前記一対のフロントフレームの間に配置されたクロスメンバを備え、
前記補剛部材と前記フロントフレームとの接続部の少なくとも一部は、前記フロントフレームの長手方向における位置が前記クロスメンバと重なって配置されること
を特徴とする車両用フロア構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に用いられる車両用フロア構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の自動車に用いられるモノコックボディは、車両の前後方向に延在し閉断面を有するフロントフレームを、車幅方向に離間して一対配置するとともに、フロントフレームよりも車幅方向外側に車両の前後方向に延在し閉断面を有するサイドシルを配置することが一般的である。これらのフロントフレーム及びサイドシルは、その少なくとも一部がキャビンの床面部であるフロアパネルに沿わせて配置される。
また、このようなフロア構造において、フロアの前部にフロントフレームとサイドシルとを結合する補剛部材を設けて車体の補剛を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような補剛部材によって、フロアパネルとの間に閉断面部を形成したものは、トルクボックスと通称されており、車体の剛性向上に有効である。
【特許文献１】特開２００４−２１７１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両の操縦安定性を向上し、騒音、振動等を改善するため、フロントフレームとサイドシルとの結合剛性をより高め、ボディ剛性をいっそう向上することが要望されている。
本発明の課題は、車体の剛性をより向上した車両用フロア構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、車両の前後方向に延在しかつ車幅方向に離間して配置された一対のフロントフレームと、前記フロントフレームに対して車幅方向外側に配置されかつ前記車両の前後方向に延在するサイドシルと、前記フロントフレームと前記サイドシルとの間にわたして配置されたフロアパネルと、前記フロアパネルの少なくとも一方の面に対向しかつ前記フロントフレームと前記サイドシルとの間にわたして配置され、前記フロアパネルとの間に、車両の前後方向に配列された複数の閉断面部を形成する補剛部材とを備える車両用フロア構造である。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用フロア構造において、前記補剛部材は、パネル状に一体成形され、前記フロアパネルの下面側に添付されることを特徴とする車両用フロア構造である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両用フロア構造において、前記複数の閉断面部は、主断面部と、前記主断面部よりも車両後方側に配置されかつサイズを小さく形成された副断面部とを含むことを特徴とする車両用フロア構造である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両用フロア構造において、前記一対のフロントフレームの間に配置されたクロスメンバを備え、前記補剛部材と前記フロントフレームとの接続部の少なくとも一部は、前記フロントフレームの長手方向における位置が前記クロスメンバと重なって配置されることを特徴とする車両用フロア構造である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）フロントフレームとサイドシルとの間に、車両の前後方向に配列された複数の閉断面部を形成することによって、この領域におけるフロア部の剛性を向上することができ、フロントフレームとサイドシルとの結合剛性を向上することができる。これによって、操縦安定性が向上するとともに、フロアの振動を抑制して振動、騒音を改善することができる。
（２）補剛部材をパネル状に一体成形し、フロアパネルの下面側に添付することによって、部品点数の増加を最低限にとどめ、簡単な構成によって上述した効果を得ることができる。また、既存のフロアパネルに対しても容易に適用することができる。
（３）複数の閉断面部が、主断面部と、その後方側に配置されかつサイズが小さく形成された副断面部とを含むことによって、フロア部の剛性を前方側から後方側へかけて徐々に低下させることができ、応力集中を防止することができる。
（４）補剛部材とクロスメンバとが、フロントフレームの長手方向において少なくとも部分的に重なって配置されることによって、補剛部材とクロスメンバとをフロントフレームを介して接続し、車体の剛性をよりいっそう向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、ボディ剛性をより向上した車両用フロア構造を提供するという課題を、フロントフレームとサイドシルとにわたして設けられたトルクボックスプレートをフロアパネルの下面に装着し、フロアパネルとトルクボックスプレートとの間に、車両の前後方向に配列された複数の閉断面部を有する構造とすることによって解決した。
【実施例】
【０００８】
以下、本発明を適用した車両用フロア構造の実施例について説明する。
実施例の車両用フロア構造は、例えば、キャビンの前方にエンジンルームを有するセダン又はステーションワゴン型の乗用車に適用されるものである。
図１は、実施例の車両用フロア構造におけるレイアウトを示す平面図である。
図２は、図１のII部拡大図である。
図３は、図２のIII−III部矢視断面図である。
図４は、図１の車両用フロア構造を車体下側から見た外観斜視図である。但し、図４においては、後述するクロスメンバ及びトランスミッションマウントは図示を省略する。
【０００９】
フロア構造１は、フロアパネル１０、フロントフレーム２０、サイドシル３０、クロスメンバ４０、トランスミッションマウント５０、トルクボックスプレート６０、アンダーフロアカバー７０（図３参照）を備えている。
フロアパネル１０は、モノコックボディの一部であり、車室（キャビン）の下面部を構成する部分である。フロアパネル１０は、例えば鋼板をプレス加工して形成されている。
フロアパネル１０は、床面部１１、トーボード部１２、フロアトンネル部１３を備えている。
【００１０】
床面部１１は、運転席及び助手席の搭乗者の足元に配置されかつほぼ水平に配置された領域である。床面部１１は、その剛性を高めて面振動を抑制するために、所定のパターンの凹凸が形成されている。
トーボード部１２は、床面部１１の前端部から上方側へ立ち上がって形成された斜面部であって、その上端部は、その内側にフロントホイールを収容するホイールハウス（タイヤハウス）８１、及び、車室とエンジンルームとを区画する隔壁であるフロントバルクヘッド８２に接続されている。
フロアトンネル部１３は、運転席及び助手席の床面部１１の間に配置された領域であって、フロアパネル１０の車幅方向における中央部を車室内側に張り出して形成した部分である。このフロアトンネル部１３は、その床下側に形成される空間部内に、図示しないトランスミッションが収容されるものである。
【００１１】
フロントフレーム２０は、車両の前後方向に延在しかつ車幅方向に離間して一対が配置された構造部材である。フロントフレーム２０は、例えば鋼板をプレス加工した部材を溶接することによって、車両の前後方向からみた断面形状が矩形の閉断面となるように形成されている。
フロントフレーム２０の車両前方側の領域は、トーボード部１２よりも車両前方側に突き出した状態で、エンジンルームの車幅方向における側部に沿って配置され、図示しないエンジンマウントやサブフレームを介して、エンジン、トランスミッション、フロントサスペンション等を支持する。
また、フロントフレーム２０は、トーボード部１２よりも車両後方側の領域においては、フロアパネル１０の床面部１１の下面に溶接によって固定されている。
【００１２】
サイドシル３０は、フロアパネル１０の車幅方向における両端部にそれぞれ設けられ、車両の前後方向に延在して配置された構造部材である。サイドシル３０は、例えば鋼板をプレス加工した部材を溶接することによって、車両の前後方向から見た断面形状が閉断面となるように形成されている。また、サイドシル３０の上方側には、乗員乗降用の図示しないドアが装着されるドア開口が配置されている。
【００１３】
クロスメンバ４０は、ほぼ車幅方向に沿って延在する梁状に形成され、フロアパネル１０のフロアトンネル部１３の下面部に固定された補剛用の部材であって、例えばフロアパネル１０よりも肉厚の板材をプレス加工して形成されている。
クロスメンバ４０は、その車幅方向における両端部が、フロアトンネル１３よりも車幅方向外側に張り出して形成され、これらは左右のフロントフレーム２０に対してそれぞれ固定されている。
トランスミッションマウント５０は、図示しないトランスミッションの下部を支持する部材であって、クロスメンバ４０にボルトによって締結されている。
【００１４】
トルクボックスプレート６０は、フロアパネル１０の下面部に対向して配置される補剛部材であって、フロアパネル１０との間に以下説明する閉断面部を形成してトルクボックス構造を形成するものである。トルクボックスプレート６０は、例えば鋼板をプレス加工することによって、パネル状に一体成形されている。
トルクボックスプレート６０は、フロアパネル１０のトーボード部１２の下部から、床面部１１の前部にかけて配置され、その車幅方向における両端部は、フロントフレーム２０及びサイドシル３０にそれぞれ接続されている。
【００１５】
トルクボックスプレート６０は、第１トルクボックス部６１、第２トルクボックス部６２、第３トルクボックス部６３、フロントフレーム接合部６４、サイドシル接合部６５、ジャッキポイント６６を備えている。
第１トルクボックス部６１は、トルクボックスプレート６０の前端部を下側に張り出して形成した部分であって、トルクボックスプレート６０の前縁部に沿って延在する溝状に形成されている。
【００１６】
図３に示すように、第１トルクボックス部６１の下面部は、ほぼ水平に配置された平面状に形成され、その前側の壁部は、その上端部においてトーボード部１２にスポット溶接によって固定されている。また、第１トルクボックス部６１の後部においては、トルクボックスプレート６０は、床面部１１の下面に対してスポット溶接によって固定されている。これによって、第１トルクボックス部６１とフロアパネル１０との間には、第１の閉断面部１０１が形成されている。
この第１の閉断面部１０１は、その車幅方向における両端部がそれぞれフロントフレーム２０及びサイドシル３０の側面に対して開口した状態において、フロントフレーム２０及びサイドシル３０に対して接続されている。
【００１７】
第２トルクボックス部６２及び第３トルクボックス部６３は、それぞれトルクボックスプレート６０の一部をその下側にトレイ状に張り出させて形成され、第１トルクボックス部６１の車両後方側に順次配列されている。
第２トルクボックス部６２及び第３トルクボックス部６３も、第１トルクボックス部６１と同様に、トルクボックスプレート６０のその前後の領域を、フロアパネル１０の床面部１１の下面とスポット溶接により固定することによって、フロアパネル１０との間に第２の閉断面部１０２及び第３の閉断面部１０３をそれぞれ形成する。
【００１８】
しかし、第１トルクボックス部６１によって形成される第１の閉断面部１０１は、上述したように、その車幅方向における両端部が、フロントフレーム２０及びサイドシル３０に対して開口した状態で接合されているのに対し、これらの第２の閉断面部１０２及び第３の閉断面部１０３は、その車幅方向における両端部がフロントフレーム２０及びサイドシル３０からそれぞれ離間して配置されている。すなわち、第２の閉断面部１０２及び第３の閉断面部１０３と、フロントフレーム２０及びサイドシル３０との間には、トルクボックスプレート６０の上面がフロアパネル１０の下面と当接した領域が設けられている。このような差異は、主に車体の剛性バランスのチューニングのために行われるものであって、例えば、フロントフレーム２０とサイドシル３０との結合剛性をより向上したい場合は、第２の閉断面部１０２、第３の閉断面部１０３を、第１の閉断面部１０１と同様に、フロントフレーム２０及びサイドシル３０に接続してもよい。また、その中間的な剛性を得たい場合には、フロントフレーム２０、サイドシル３０のいずれか一方と接続してもよい。
【００１９】
図３に示すように、第２の閉断面部１０２は、その前後方向及び高さ方向のサイズが、ともに第１の閉断面部１０１よりも小さくされている。
また、第３の閉断面部１０３は、その前後方向のサイズは第２の閉断面部１０２とほぼ同じであり、高さ方向のサイズは、第１の閉断面部１０１と第２の閉断面部１０２との中間程度となっている。
【００２０】
フロントフレーム接合部６４は、トルクボックスプレート６０をフロントフレーム２０に対してスポット溶接により固定する溶接しろとなる部分であって、トルクボックスプレート６０のフロントフレーム２０側の端部に、そのほぼ全長にわたって配置されている。フロントフレーム接合部６４は、フロントフレーム２０の側面から下面に沿わせて形成されている。
また、図１に示すように、フロントフレーム接合部６４は、そのフロントフレーム２０の長手方向（車両の前後方向）における位置が、上述したクロスメンバ４０及びトランスミッションマウント５０と部分的に重なって配置されている。
【００２１】
サイドシル接合部６５は、トルクボックスプレート６０をサイドシル３０に対してスポット溶接により固定する溶接しろとなる部分であって、トルクボックスプレート６０のサイドシル３０側の端部に、そのほぼ全長にわたって配置されている。サイドシル接合部６５は、サイドシル３０の側面から下面に沿わせて形成されている。
ジャッキポイント６６は、車両の整備時等に車両をリフトアップするジャッキが係合する部分であって、サイドシル接合部６５のサイドシル３０の下面部と当接する領域の一部を、下側に突起状に張り出させて形成されている。
【００２２】
アンダーフロアカバー７０は、フロアパネル１０の下面部に対して間隔を隔てて対向して配置される樹脂製のカバーであって、車両の床下における走行風の整流を行うものである。なお、このアンダーフロアカバー７０は、図３以外の図においては、図示を省略している。アンダーフロアカバー７０は、その前端部が、トルクボックスプレート６０の第１トルクボックス部６１の下面部に対してボルトによって締結されている。
【００２３】
次に、上述した実施例の効果を、以下説明する比較例と対比して説明する。
なお、比較例の説明において、上述した実施例と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図５は、比較例のフロア構造を車体下側から見た状態を示す外観斜視図である。
比較例の車両用フロア構造２は、実施例のトルクボックスプレート６０に代えて、第２トルクボックス部６２及び第３トルクボックス部６３に相当する領域をもたないトルクボックスプレート１６０を備えたものである。
【００２４】
比較例においては、フロントフレーム２０とサイドシル３０との間に、トルクボックスとして機能する閉断面部は１つしか形成されないため、フロントフレーム２０の支持剛性が実施例に対して低く、例えばコーナリング時におけるサスペンションからの横方向の入力によって、フロントフレームを横方向に移動させたり、これをねじる方向の荷重を受けた場合に、比較的大きな変位や変形が生ずる場合があり、操縦安定性を悪化させるおそれがある。
また、第１トルクボックス部６１の直後にトルクボックスプレート６０の後縁部が設けられていることから、ここでフロア全体としての剛性が急激に変化し、応力集中が生じるおそれがある。
【００２５】
これに対し、実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）フロントフレーム２０とサイドシル３０との間に、車両の前後方向に配列された複数の閉断面部１０１，１０２，１０３を形成することによって、この領域におけるフロア部の剛性を向上することができ、フロントフレーム２０とサイドシル３０との結合剛性を向上することができる。これによって、コーナリング等による横方向の入力によって、フロントフレーム２０を横方向に移動させたり、これをねじる方向の荷重が作用した場合であっても、フロントフレーム２０の変位や変形を抑制することによって、サスペンションの支持剛性を確保でき、操縦安定性を向上することができる。また、フロアの振動を抑制して振動、騒音を改善することができる。
（２）トルクボックスプレート６０をパネル状に一体成形し、フロアパネル１０の下面側に添付することによって、部品点数の増加を最低限にとどめ、簡単な構成によって上述した効果を得ることができる。また、既存のフロアパネルに対しても、大きな設計変更を行うことなく容易に適用することができる。
（３）第１の閉断面部１０１と、その後方側に配置されかつ第１の閉断面部１０１よりもサイズが小さく形成された第２の閉断面部１０２、第３の閉断面部１０３を設けることによって、フロア部の剛性を前方側から後方側へかけて徐々に低下させることができ、応力集中を防止してフロア部の剛性バランスを最適化することができる。
（４）トルクボックスプレート６０とクロスメンバ４０とが、フロントフレーム２０の長手方向において少なくとも部分的に重なって配置されることによって、トルクボックスプレート６０とクロスメンバ４０とをフロントフレーム２０を介して接続し、車体の剛性をよりいっそう向上することができる。
また、車両の側面衝突時に、一方のサイドシル３０側に入力されたエネルギを効率よく他方側へ伝達できるから、側面衝突に対する安全性を向上することができる。
【００２６】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）各部材の形状や組み合わせ方法等は上述した実施例に限らず、適宜変更することができる。例えば、閉断面部の数や各閉断面部の形状、大きさ等は実施例に限定されず、適宜変更が可能である。また、各閉断面部のフロントフレーム及びサイドシルへの接続の有無等も適宜変更することができ、これによって車両の剛性バランスを容易にチューニングすることができる。
（２）実施例は、複数の閉断面部を形成するトルクボックスプレートを一体に形成したが、例えば、閉断面部毎に異なった部材を用いるようにしてもよい。また、トルクボックスは、フロアパネルに対して複数の板金部材を積層した構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用した車両用フロア構造の実施例におけるレイアウトを示す平面図である。
【図２】図１のII部拡大図である。
【図３】図２のIII−III部矢視断面図である。
【図４】図１の車両用フロア構造を車体下側から見た外観斜視図である。
【図５】本発明の比較例である車両用フロア構造を車体下側から見た外観斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    車両用フロア構造
１０    フロアパネル
１１    床面部
１２    トーボード部
１３    フロアトンネル部
２０    フロントフレーム
３０    サイドシル
４０    クロスメンバ
５０    トランスミッションマウント
６０    トルクボックスプレート
６１    第１トルクボックス部
６２    第２トルクボックス部
６３    第３トルクボックス部
６４    フロントフレーム接合部
６５    サイドシル接合部
６６    ジャッキポイント
７０    アンダーフロアカバー
８１    ホイールハウス
８２    バルクヘッド
１０１    第１の閉断面部
１０２    第２の閉断面部
１０３    第３の閉断面部
【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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