JP7522808B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体下部構造に関する。

従来、車体下部構造としては、フロアパネルの下側に燃料タンク（部品）が配置され、燃料タンクの上方位置にメンテナンスホール（フロア開口部）が形成されているものが知られている（例えば特許文献１等参照）。

特許第６９２３５９７号

従来の車体下部構造などでは、側突によって変形したフロアパネルが燃料タンクに干渉しないように周囲を補強部材で補強して剛性を向上させることが考えられている。
しかしながら、フロア開口部周縁の変形を抑制するため、補強部材による補強量を増やすと重量が増大してしまう虞があった。また、補強部材の設置スペースは限られているため、更なる改良の余地があった。
この発明は、簡易な構成で側突によるフロアパネルの変形から保護対象部品を保護することが可能な車体下部構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の車体下部構造は、部品の上方に配置され、部品に対応する位置に開口部を有するフロアパネルと、前後方向に延設され、フロアパネルの車幅方向の端部を支持するサイドシルと、フロアパネルの上面に取り付けられ、開口部とサイドシルとの間で車幅方向に延設された補強部材と、を備える。フロアパネルは、前後方向で補強部材に対応する位置であってサイドシルに隣接する位置に、下向きに凹む凹溝部を有し、補強部材のサイドシル側の端部は、凹溝部よりも車幅方向内側でフロアパネルに接合され、サイドシルから開口部まで車幅方向へ延びる延長線上に、補強部材が複数の接合点でフロアパネルの上面に固定されている、ことを特徴としている。

本発明によれば、簡易な構成で側突によるフロアパネルの変形から保護対象部品を保護することが可能な車体下部構造が提供される。

本発明の実施形態の車体下部構造で内装材を取り除いてフロアパネルを上方から見た全体の構成を示す平面図である。 フロアパネルの左側部分の構成を示す要部の斜視図である。 フロアパネルの構成を説明する図２中ＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿った位置での断面図である。 フロアパネルに側突の荷重の入力が加わった状態を説明し、図２中ＩＩＩ-ＩＩＩ線に対応する位置での断面図である。

［実施形態］
以下、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。説明において、同一の要素には同一の番号を付し、重複する説明は省略する。また、方向を説明する場合は、車両の運転者から見た前後左右上下に基づいて説明する。なお、車幅方向と左右方向は同義である。

図１は、本発明が適用される実施形態の車両下部構造を示すものである。実施形態の車両１０は、主に保護対象の部品である燃料タンク１の上方に配置され、燃料タンク１に対応する位置に開口部としての点検口９を有するフロアパネル２を備えている。また、フロアパネル２の前方にはダッシュロアパネル１１が配置されている。

このうち、フロアパネル２は、乗員室の下部に設けられる上面視略方形形状の平板部材を有していて、車幅方向中間位置には、車両前後方向に沿って上方へ膨出形成されたフロアトンネル部１６が設けられている。フロアトンネル部１６の前部は、ダッシュロアパネル１１の車幅方向中間の下部に接続されている。
なお、実施形態の車両１０の下部構造は、フロアトンネル部１６を挟んで左右ほぼ対称形状に形成されている。このため、主にフロアトンネル部１６に沿う車両中心線から左側の構成を説明し、左側と同様に構成される右側の説明を省略する。

ダッシュロアパネル１１は、車両前方に向かうにつれて上方へ位置させる湾曲形状に形成されたパネル面材を有していて、上縁部を図示しないダッシュアッパパネルに接続することにより車両１０の乗員室と、車両前部の動力室と、を隔てている。ダッシュロアパネル１１の車幅方向の左，右端部には、それぞれ左，右一対のフロントピラー１２，１２が設けられている。フロントピラー１２は、水平方向の断面形状が中空方形状を呈しており、上下方向に延設されている。

また、車両１０は、前後方向に延設され、フロアパネル２の車幅方向の端部２ａ，２ａをそれぞれ支持する左，右一対のサイドシル４，４を備えている。サイドシル４は、前端部をフロントピラー１２の下部に接続している。サイドシル４は、車幅方向断面形状をハット状とするサイドシルインナ４ａ（図３参照）と、サイドシルインナ４ａの車両外側に位置するサイドシルアウタ４ｂと、を有している。サイドシルインナ４ａおよびサイドシルアウタ４ｂは、上フランジ部４ｃ，４ｄ間および下フランジ部間（図示せず）をそれぞれ車幅方向で接合してロ字状の中空閉断面が形成されている。

さらにサイドシルインナ４ａは、上フランジ部４ｃの下端からほぼ水平に車両内側に向けて延設された上壁部４ｅを有している。上壁部４ｅの上側面には、フロアパネル２の車幅方向の端部２ａが上下方向で接合されている。端部２ａには周囲より一段高い膨出面２ｅが形成されている。そして、フロアパネル２の車幅方向における左，右各端部２ａは、左，右のサイドシル４によってそれぞれ下方から支持される。これにより、フロアパネル２は、左，右のサイドシル４，４間で乗員室の下部に面外方向を車両上下方向に向けた状態で配置される。

また、図１に示すようにサイドシル４の車両前後方向で中間部位には、左，右一対のセンタピラー１４がそれぞれ上下方向へ延設されている。センタピラー１４は、中空の水平閉断面を有してフロントピラー１２から前後方向で一定寸法離間して配置されている。
これらのフロントピラー１２とセンタピラー１４との中間位置でサイドシル４の車幅方向外側面には、ポール１００の側突が想定される入力箇所ＩＮが設けられている。そして、燃料タンク１の点検口９の開口中心Ｓは、側突が想定される入力箇所ＩＮの付近から車幅方向内側へ向けて延びる仮想の延長線Ｌ上に配置されている。

フロアパネル２の下面側には、保護対象部品としての燃料タンク１が配置されている。
燃料タンク１は、扁平の横長形状を呈していて助手席側の左端部にメインタンク１ａを設けるとともに運転席側の右端部にサブタンク１ｂを設けている。そして、これらのメインタンク１ａおよびサブタンク１ｂは、それぞれの内部空間を連通させている。

メインタンク１ａの上部１ｃおよびサブタンク１ｂの上部１ｄは、それぞれ上方に向けて凸設されていて上面視略円形または長円形形状に形成されている。
また、燃料タンク１の上方に配置されたフロアパネル２には、メインタンク１ａの上部１ｃおよびサブタンク１ｂの上部１ｄにそれぞれ対応する位置に点検口９，９が形成されている。

点検口９は、平面視円形で車両上下方向にフロアパネル２を貫通して形成されている。それぞれの点検口９には、蓋体９ａが着脱可能に設けられている。蓋体９ａは、平面視略円形の軽金属製で、乗員室側から点検口９を閉じて燃料タンク１の上部１ｃを覆うように装着されている。
さらに、フロアパネル２の上面２ｂ側には、図示しないフロアカーペット等の内装材が敷設されるとともに、前席の運転席および助手席がそれぞれ配置される。運転席および助手席は、フロアトンネル部１６を挟んで左右対称位置で各点検口９の上方にほぼ対応してそれぞれ固定されている。

また、車両１０は、フロアパネル２の上面２ｂに取り付けられて点検口９とサイドシル４との間で車幅方向に延設された補強部材５を備えている。本実施形態の補強部材５は、フロアパネル２の上面２ｂでフロアトンネル部１６の左側の助手席に対応する点検口９と、サイドシル４との間で車幅方向に延設されている。補強部材５は、上面視で点検口９の周縁側からサイドシル４に向かうにつれて車両前後方向の幅寸法を徐々に狭くする略台形形状に形成されている。
図２に示すように、補強部材５の開口部側の端部５ｂは、サイドシル４側の端部５ａと比して大きな車両前後方向の幅寸法を有している。そして、開口部側の端部５ｂは、点検口９の車幅方向の間隔Ｗが最も大きくなる位置に配置されて、フロアパネル２の上面２ｂに対して上下方向から接合されている。

また、補強部材５のサイドシル４側から突設された幅狭の端部５ａは、車両前後方向の幅寸法をほぼ一定とした舌片形状となるように形成されている。そして、サイドシル４側の端部５ａは、フロアパネル２の接合座面２ｃに上下方向で接合されている。
接合座面２ｃは、車幅方向中間位置でサイドシル４に近接した位置から上方へ膨出形成されている。一方、上壁部４ｅの上側面に支持されるフロアパネル２の左外側の端部２ａには、接合座面２ｃが形成されている。

フロアパネル２の膨出面２ｅおよび接合座面２ｃ間には、凹溝部７ａが形成されている。
凹溝部７は、フロアパネル２のうち、前後方向で補強部材５に対応する位置であってサイドシル４に隣接する内側縁の車幅方向内側に下向きに山型に突設され、上面２ｂ側では凹状に窪んで形成されている。
実施形態の凹溝部7の下端は、図３に示すように端部２ａと比して車両上下方向下方位置で、サイドシルインナ４ａの上壁部４ｅ内側縁および内側壁の上縁間に形成されている角部の車幅方向内側に隣接して配置されている。
そして、図４に示すように、凹溝部7は、車幅方向に押しつぶされるとフロアパネル２の下面側よりさらに下方へ向けてＶ字型に変形しながら下端を突設させる。突設された下端は、フロアパネル２の折り曲げの起点となるように構成されている。

なお、実施形態の延長線Ｌ上には、さらに凹溝部7、および補強部材５が配列されている。補強部材５は、サイドシル４側の端部５ａおよび開口部側の端部５ｂを延長線Ｌ上に配列している。そして、補強部材５は、凹溝部７よりも車幅方向内側でフロアパネル２の接合座面２ｃに上下方向で接合されて固定される。
また、補強部材５のサイドシル４側の端部５ａと、開口部側の端部５ｂとの間には、補強部材５をフロアパネル２の上面２ｂに接合する複数の接合点が設けられている。そして、これらの複数の接合点は、延長線Ｌ上に配置された各端部５ａ，５ｂの接合点とともに、車幅方向に延設された補強部材５をフロアパネル２の上面２ｂに重ね合わせた状態で上下方向に接合して固定している。

さらに、図３に示すように、補強部材５は、サイドシル４側の端部５ａから開口部側の端部５ｂに向かう方向で、端部５ａから開口部側の端部５ｂまでの間に頭頂部５ｃを形成している。
頭頂部５ｃは、サイドシル側の端部５ａより所定の寸法ｈ１、高く形成されていてサイドシル4側の端部５ａから開口部側の端部５ｂに向かうにつれて頭頂部５ｃの位置まで高くなるように一部傾斜している。

なお、補強部材５は、車幅方向の全ての範囲で開口部側の端部５ｂほど高くなるように傾斜してなくてもよい。すなわち、実施形態のように補強部材５は、端部５ａから端部５ｂまでの間の何れかに設定された所定の高い寸法ｈ１を有する位置まで、開口部側の端部５ｂに向かうほど高くなるように傾斜していればよい。

次に、実施形態の車体下部構造の作用効果について説明する。
実施形態の車体下部構造では、図４に示すように車両側方からポール１００がサイドシル４の車幅方向外側面に側突する場合が想定されている。この場合、サイドシル４は、荷重の入力Ｆ１により、フロントピラー１２とセンタピラー１４との中間位置に設定された入力箇所ＩＮ（図１参照）を中心として車両１０の内側に向けて移動する。

この際、サイドシル４は、凹溝部７を押し潰しながら車両１０の内側に向けてフロアパネル２の下方に向けて矢印Ｄに示すように車両１０内側へ侵入する。サイドシル４のフロアトンネル側側壁部および角部は、フロアパネル２の凹溝部7の車外側側面に当接して、凹溝部7を押圧して下方に略V字状に折れ曲げる。そして、下方に変形した凹溝部７により、車両前後方向で補強部材５に対応する位置にフロアパネル２の変形の起点が形成される。
実施形態では、凹溝部７が押し潰されることにより、さらに下方に移動した下端が起点となって、フロアパネル２の点検口９側を上方へ向けて跳ね上げる。

一方、フロアパネル２の点検口９側とサイドシル４との間は、板状の補強部材５によって面外方向上下へ曲がりにくくなるように複数の接合点にて上下方向で接合されることにより補強されて面外方向への曲げ剛性を増大させている。したがって、側突による荷重の入力Ｆ１がサイドシル４から車両内側方向へ加わると、フロアパネル２は、平坦なパネル面形状を維持した状態で点検口9の周縁部９ｃを分力Ｆ２が作用する上方へ移動させることができる。
すなわち、凹溝部７がＶ字に変形することで補強部材５の端部５ａが下方に変位しやすい。下方に変位した端部５ａが車幅内側に押されることで、開口部側の端部５ｂが上方に変位しやすい。さらに補強部材５は、サイドシル４側の端部５ａから開口部側の端部５ｂに向かって上方に傾斜しているので端部５ａよりも５ｂ側が上方へ移動しやすい。
これにより、点検口９の周縁部９ｃは、フロアパネル２の変形により燃料タンク１の上部１ｃから離間して、上部１ｃに周縁部９ｃが干渉しない。したがって、実施形態の車両下部構造は、簡易な構成で側突によるフロアパネル２の変形から燃料タンク１を保護することが可能となる。

上述してきたように、本実施形態の車体下部構造の車両１０は、部品としての燃料タンク１の上方に配置され、燃料タンク１に対応する位置に開口部としての点検口９を有するフロアパネル２と、前後方向に延設され、フロアパネル２の車幅方向の端部２ａを支持するサイドシル４と、を備える。また、車両１０は、フロアパネル２の上面２ｂに取り付けられ、点検口９とサイドシル４との間で車幅方向に延設された補強部材５を備える。フロアパネル２は、前後方向で補強部材５に対応する位置であってサイドシル４に隣接する位置に、下向きに凹む凹溝部７を有している。

このように構成された実施形態の車両下部構造は、簡易な構成で側突によるフロアパネル２の変形から保護対象部品である燃料タンク１を保護することが可能となる。
詳しくは、側突によりサイドシル４が凹溝部７を押し潰しながら車両１０の内側に向けて侵入する。これにより凹溝部７が下方に折れ曲がり、前後方向で補強部材５に対応する位置のフロアパネル２に変形の起点が形成される。
このため、フロアパネル２は、下方に変形した凹溝部７を起点として点検口９側が上方へ向けて跳ね上げられる。

また、フロアパネル２の点検口９とサイドシル４との間は、板状の補強部材５によって面外方向上下へ部分的に曲がりにくくなるように補強されている。
したがって、フロアパネル２は、側突による荷重の入力Ｆ１がサイドシル４から車両内側方向へ加わると、パネル面形状が平坦状に維持された状態で、点検口９側を上方へ移動させることができる。
これにより点検口9の周縁部９ｃは、フロアパネル２の変形が生じても燃料タンク１の上部１ｄから離間して干渉しない。
したがって、簡易な構成で側突によるフロアパネル２の変形から保護対象部品を保護することが可能となる。

さらに、変形の起点となる凹溝部７は、サイドシル４に隣接する位置に形成されている。例えば凹溝部7がサイドシル４から車幅方向に離間する構成と比して、実施形態の車両下部構造は、サイドシル４に隣接する凹溝部７を起点とすることにより、補強部材５の車幅方向寸法を大きく拡大して設定できる。
このため、凹溝部7を起点として同じ角度で上方へフロアパネル２を揺動させた場合、タンク１の上部１ｃからの周縁部9ｃの離間寸法が大きくなる。したがって、さらに確実に燃料タンク１を保護することができる。

また、補強部材５は、サイドシル４側の端部５ａから開口部側の端部５ｂに向かうにつれて高くなるように傾斜して上方へオフセットされている。このため、さらに確実に点検口9の周縁部9ｃを上方へ揺動させて燃料タンク１の上部１ｃから離間させることができる。
実施形態では、図３に示すように、補強部材５の点検口９側に形成された頭頂部５ｃがサイドシル４側の端部５ａと比べて上方へ所定の寸法ｈ１、高く形成されている。

また、図１に示すように、側突の想定される入力箇所ＩＮから点検口９の開口中心Ｓまで車幅方向へ延びる延長線Ｌ上に、補強部材５が複数の接合点で固定されて面外方向の曲げ剛性が向上している。このため、図４に示すように側突による荷重の入力Ｆ１は点検口９側の端部５ｂ方向へ伝達されて点検口9の周縁部9ｃを上方へ揺動させる分力Ｆ２となり、燃料タンク１の上部１ｃから周縁部9ｃをさらに確実に離間させることができる。

さらに、図1に示すように、平面視で略円形を呈する点検口９のうち車幅方向の間隔が最も大きくなる位置に隣接して補強部材５が設置されている。
このため、側突、例えばフロントピラー１２とセンタピラー１４との間のポール衝突が生じて車幅方向へ荷重の入力Ｆ１が作用する際、補強部材５によって点検口９の周縁部９ｃの部分的な変形が抑制される。したがって、さらに変形形状のコントロール性を向上させることができる。

そして、補強部材５のサイドシル４側の端部５ａは、凹溝部７よりも車幅方向内側でフロアパネル２に接合されている。これによりフロアパネル２は、補強部材５により補強されている部分から車幅方向外側に剛性が比較的小さな凹溝部７が設定されて、起点に荷重の入力Ｆ１を集中させることができる。
この際、実施形態の凹溝部7は、フロアパネル２の下面側よりさらに下方位置で、サイドシルインナ４ａの内側壁部および上壁部４ｅとこの内側壁部間の比較的高剛性の角部により車幅方向に押圧される。このため、凹溝部７は、サイドシル4の角部等と補強部材５の端部５ａとの間に挟持された状態で確実に押圧されて潰れ変形することができる。

このように、本願発明は、一枚の補強部材５を車幅方向に延設する簡易な構成で、凹溝部７を揺動中心の起点として所望の方向にフロアパネル２の変形をさせることができる。このため、側突によるフロアパネル２の変形から保護対象部品を保護することが可能となる、といった実用上有益な作用効果を発揮できる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、たとえば、以下のようなものである。

本実施形態では、保護対象の部品として燃料タンク１を用いたものを示して説明してきたが特にこれに限らない。例えば、保護対象の部品は、蓄電池や制御装置等他の部品であってもよい。すなわち、部品の上方に部品に対応する位置に開口部が形成されているフロアパネル２が配置されるものであればよく、部品の形状、数量、材質および種類が特に限定されるものではない。

さらに実施形態では、端部５ａから端部５ｂまでの間の何れかの位置に、所定の寸法ｈ１を有する頭頂部５ｃを設定している。このように、補強部材５は車幅方向の全ての範囲で開口部側の端部５ｂほど高くなるように傾斜してなくてもよい。すなわち、実施形態のように端部５ａから端部５ｂまでの間の何れかの位置に上下方向で高い部分を設定して、その位置に至るまで、点検口９側が高くなるように傾斜していればよい。
すなわち、補強部材５は、フロアパネル２の上面２ｂに取り付けられ、点検口９とサイドシル４との間で車幅方向に延設されるものであればよい。すなわち、補強部材５の形状、数量および材質が特に限定されるものではない。

また、実施形態の凹溝部７のように、車幅方向の断面形状が山型となるように突設されて形成されているものに限らず、例えば、半円形状あるいは三角形等の多角形形状の断面形状を呈するものであってもよい。
さらに、凹溝部７は、車両前後に所定寸法上方へ膨出する膨出面２ｅおよび接合座面２ｃ間に形成されるものに限らず、フロアパネル２の一般面から下向きに凹む溝形状等、どのような断面形状であってもよい。
すなわち、凹溝部７は、フロアパネル２のうち前後方向で補強部材５に少なくとも一部が対応する位置に形成されていてサイドシル４に隣接する位置で下向きに凹む形状であればよい。このように凹溝部７の形状、数量および車両前後方向の長さ寸法あるいは、車幅方向寸法が特に限定されるものではない。

１ 燃料タンク（部品）
１ｃ 上部
２ フロアパネル
２ａ 端部
２ｂ 上面
４ サイドシル
５ 補強部材
７ 凹溝部
９ 点検口（開口部）
１０ 車両

Claims (4)

1. 部品の上方に配置され、前記部品に対応する位置に開口部を有するフロアパネルと、
   前後方向に延設され、前記フロアパネルの車幅方向の端部を支持するサイドシルと、
   前記フロアパネルの上面に取り付けられ、前記開口部と前記サイドシルとの間で車幅方向に延設された補強部材と、を備え、
   前記フロアパネルは、前後方向で前記補強部材に対応する位置であって前記サイドシルに隣接する位置に、下向きに凹む凹溝部を有し、
   前記補強部材の前記サイドシル側の端部は、前記凹溝部よりも車幅方向内側で前記フロアパネルに接合され、
   前記サイドシルから前記開口部まで車幅方向へ延びる延長線上に、前記補強部材が複数の接合点でフロアパネルの上面に固定されている、ことを特徴とする車体下部構造。
2. 前記補強部材は、前記サイドシル側の端部より高い位置にある頭頂部を、前記サイドシルから開口部までの間に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
3. 前記補強部材は、前記サイドシル側の端部から前記開口部側に向かうにつれて高くなるように傾斜している、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体下部構造。
4. 前記開口部は、平面視で略円形を呈し、
   前記補強部材は、前記開口部の車幅方向の間隔が最も大きくなる位置に隣接して設置されている、ことを特徴とする請求項１～３のうち何れか一項に記載の車体下部構造。

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