JP2010132019A

JP2010132019A - フロア端部結合構造

Info

Publication number: JP2010132019A
Application number: JP2008307212A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Tanaka; 義輝田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-12-02
Also published as: JP5131169B2

Abstract

【課題】センターフロアとリアフロアの変形を抑制し、センターフロア等とリアホイールハウスインナとの溶接打点部に応力が集中することを抑制することができるフロア端部結合構造を得る。
【解決手段】車両１０の車両前後方向に沿ってリアサイドメンバ１６が配設されている。リアサイドメンバ１６は、車両幅方向に沿った断面がハット状に形成されており、開口１６Ａが車両上部に向けて配置されている。センターフロア１２の車両幅方向端部１２Ｃはリアサイドメンバ１６上に配置されており、リアサイドメンバ１６上のセンターフロア１２の車両後端部にリアサイドメンバ１６の長手方向と略直交する凹状のビード２０を備えている。ビード２０は、リアサイドメンバ１６の開口１６Ａの上方に車両幅方向に沿ってセンターフロア１２のフランジ部１２Ｄに突き当てるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、リアサイドメンバ上に配置されたセンターフロア及びリアフロアとホイールハウスインナとを結合するフロア端部結合構造に関する。

下記特許文献１には、車両前後方向に沿って配置されたリアサイドメンバと車両幅方向外側に配置されるリアホイールハウスインナに、センターフロアの車両幅方向端部とリアフロアの車両幅方向端部とが溶接された構造が開示されている。この構造では、センターフロアの車両幅方向端部がリアサイドメンバ上に配置されると共に、センターフロアの車両後方側に接合されたリアフロアの車両幅方向端部がリアサイドメンバ上に配置されており、リアサイドメンバ上のセンターフロアの車両後端部とリアフロアの車両前端部は溶接打点を持たない構成である。
特開２００３−２１２１５２号公報

しかしながら、上記先行技術による場合、リアサイドメンバ上のセンターフロアとリアフロアは溶接打点を持たないため、悪路走行時にサスペンションからの入力等によりセンターフロアとリアフロアが互いに独立して変形し、センターフロア等とリアホイールハウスインナとの溶接打点に応力が集中する可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、センターフロアとリアフロアの変形を抑制し、センターフロア等とリアホイールハウスインナとの溶接打点に応力が集中することを抑制することができるフロア端部結合構造を得ることが目的である。

請求項１の発明に係るフロア端部結合構造は、車両前後方向を長手方向として配置されると共に、車両幅方向に沿った断面形状がハット状に形成され、開口が車両上方に向けて配置されたリアサイドメンバと、車両幅方向に沿って配置されると共に、車両幅方向端部が前記リアサイドメンバ上に配置されて前記リアサイドメンバの車両幅方向両端部と接合され、かつ、前記リアサイドメンバ上における車両後端部に前記リアサイドメンバの長手方向と交差する方向にビードが形成されたセンターフロアと、前記センターフロアの車両後方側に車両幅方向に沿って配置されて車両前端部が前記センターフロアの車両後端部と接合されると共に、車両幅方向端部が前記リアサイドメンバ上に配置されて前記リアサイドメンバの車両幅方向両端部と接合され、かつ、前記リアサイドメンバ上の車両幅方向中間部で車両前端部が前記センターフロアの車両後端部と溶接されていない構成とされたリアフロアと、車両前後方向に沿って延在されると共に、前記センターフロアの車両幅方向端部及び前記リアフロアの車両幅方向端部に接合されるリアホイールハウスインナと、を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のフロア端部結合構造において、前記ビードが、前記リアサイドメンバの長手方向と直交する方向に形成されている。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のフロア端部結合構造において、前記ビードが、前記リアサイドメンバ上における前記センターフロアの車両幅方向外側端部と、前記センターフロアの車両後端部と前記リアフロアの車両前端部の車両幅方向外側の溶接打点との間に跨って形成されている。

請求項１記載の本発明によれば、リアサイドメンバは、車両幅方向に沿った断面がハット状に形成されており、リアサイドメンバの開口が車両上方に向けて配置されている。車両幅方向に沿ってセンターフロアが配置されており、センターフロアの車両幅方向端部がリアサイドメンバ上に配置されてリアサイドメンバの車両幅方向両端部と接合され、かつ、センターフロアのリアサイドメンバ上における車両後端部にリアサイドメンバの長手方向と交差する方向にビードが形成されている。また、センターフロアの車両後方側に車両幅方向に沿ってリアフロアが配置されてリアフロアの車両前端部がセンターフロアの車両後端部と接合されており、リアフロアの車両幅方向端部がリアサイドメンバ上に配置されてリアサイドメンバ上の車両幅方向中間部でリアフロアの車両前端部がセンターフロアの車両後端部と溶接されていない構成とされている。さらに、車両前後方向に沿ってリアホイールハウスインナが延在されており、リアホイールハウスインナがセンターフロアの車両幅方向端部及びリアフロアの車両幅方向端部に接合されている。センターフロアのリアサイドメンバ上の車両後端部にリアサイドメンバの長手方向と交差するビードを設けることによって、悪路走行時にサスペンションからの入力等によりセンターフロアの車両後端部が変形することが抑制される。これによって、センターフロアとリアホイールハウスインナとの溶接打点に応力が集中することを避けることができる。

請求項２記載の本発明によれば、ビードがリアサイドメンバの長手方向と直交する方向に配置されており、センターフロアの車両後端部の変形がより一層抑制される。このため、センターフロアとリアホイールハウスインナとの接合打点に応力が集中することをより一層避けることができる。

請求項３記載の本発明によれば、ビードが、リアサイドメンバ上におけるセンターフロアの車両幅方向外側端部と、センターフロアの車両後端部とリアフロアの車両前端部の車両幅方向外側の溶接打点との間に跨って形成されている。これによって、ビードの車両幅方向外側端部と、センターフロアの車両幅方外側端部とリアサイドメンバの車両幅方向外側端部の溶接打点との距離を大きくとることができる。このため、センターフロアに車両幅方向内側への引張りが生じた際に、センターフロアの車両幅方向外側端部における角度変化を緩和することができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係るフロア端部結合構造は、センターフロアとリアホイールハウスインナとの接合打点に応力が集中することを避けることができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係るフロア端部結合構造は、センターフロアとリアホイールハウスインナとの接合打点に応力が集中することをより一層避けることができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係るフロア端部結合構造は、センターフロアに車両幅方向内側への引張りが生じた際に、センターフロアの車両幅方向外側端部における角度変化を緩和することができるという優れた効果を有する。

〔第１実施形態〕

以下、図１〜図６を用いて、本発明に係るフロア端部結合構造の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

図１には、本発明のフロア端部結合構造が適用された車両の斜視図が示されており、図２には、本発明のフロア端部結合構造が適用された車両の分解斜視図が示されている。これらの図に示されるように、車両１０のボデー本体の下部には、車両幅方向及び車両前後方向に沿ってセンターフロア１２が配設されている。センターフロア１２は、車両前後方向に沿った断面が略Ｌ字状に形成され、車両前端部１２Ａが車両下方側に折り曲げられている。センターフロア１２の車両前後方向後端側には、車両幅方向及び車両前後方向に沿ってリアフロア１４が配設されており、車両幅方向中間部でセンターフロア１２の車両後端部１２Ｂがリアフロア１４の車両前端部１４Ａの上に配置されてスポット溶接により接合されている。

図２、図４及び図５に示されるように、車両１０の両側部には、車両前後方向に沿ってリアサイドメンバ１６が配設されている。リアサイドメンバ１６は、車両幅方向に沿った断面がハット状に形成されており、開口１６Ａが車両上部に向けて配置されている。センターフロア１２の車両幅方向端部１２Ｃはリアサイドメンバ１６上に配置されている。また、センターフロア１２の車両幅方向端部１２Ｃの車両後方側縁部には、センターフロア１２の一般面に対して車両上方側に折り曲げられたフランジ部１２Ｄが形成されている。

リアフロア１４の車両幅方向端部１４Ｂはリアサイドメンバ１６上に配置されている。リアサイドメンバ１６の車両幅方向内側の端部１６Ｂは、車両前後方向に沿ってほぼ水平に折り曲げられており、リアサイドメンバ１６の端部１６Ｂとセンターフロア１２の車両幅方向端部１２Ｃ及びリアフロア１４の車両幅方向端部１４Ｂがスポット溶接により接合されている。

リアサイドメンバ１６の車両幅方向外側の端部１６Ｃは、車両上下方向に沿って配置されている。リアフロア１４の車両幅方向外側には、車両上方側に折り曲げられたフランジ部１４Ｃが形成されており、フランジ部１４Ｃとリアサイドメンバ１６の端部１６Ｃとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａとが重ね合わされた状態で、フランジ部１４Ｃとリアサイドメンバ１６の端部１６Ｃ、リアサイドメンバ１６の端部１６Ｃとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａとがそれぞれスポット溶接により接合されている。

センターフロア１２の車両後端部の車両幅方向外側には、車両上方側に折り曲げられたフランジ部１２Ｄが形成されており、フランジ部１２Ｄとリアサイドメンバ１６の端部１６Ｃとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａとが重ね合わされた状態で、フランジ部１２Ｄとリアサイドメンバ１６の端部１６Ｃ、リアサイドメンバ１６の端部１６Ｃとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａとがそれぞれスポット溶接により接合されている。

また、リアサイドメンバ１６上に配置されたセンターフロア１２の車両後端部１２Ｅとリアフロア１４の車両前端部１４Ｄとは溶接されていない。リアサイドメンバ１６上に配置されたセンターフロア１２の車両後端部１２Ｅとリアフロア１４の車両前端部１４Ｄは、製造コストの増加や製造効率の観点から一般的に溶接されていない。

センターフロア１２の車両幅方向端部１２Ｃにおけるリアサイドメンバ１６上の車両後端部には、リアサイドメンバ１６の長手方向と略直交する凹状のビード２０が形成されている。ビード２０は、リアサイドメンバ１６の開口１６Ａが形成された部位の上方にセンターフロア１２のフランジ部１２Ｄと、センターフロア１２の車両後端部１２Ｅとリアフロア１４の車両前端部１４Ｄとの車両幅方向における一番外側の溶接打点部３０との間に跨って形成されている。言い換えると、図３に示されるように、ビード２０は、センターフロア１２の車両後端部１２Ｂとリアフロア１４の車両前端部１４Ｄとの溶接打点部３０と、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとの間を貫通するように形成されており、ビード２０の車両幅方向外側端部をフランジ部１２Ｄに突き当てた構成となっている。

ビード２０は、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとリアサイドメンバ１６の端部１６Ｃ、リアサイドメンバ１６の端部１６Ｃとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａとの溶接打点部３２のうち最も厳しい（剥離を生じやすい）溶接打点部の真下に設けることが好ましい。これによって、最も厳しい溶接打点部への応力の集中を抑制することが可能となる。また、厳しい溶接打点部が２打点、或いは３打点ある場合には、ビードの数を２本、或いは３本にする方が好ましい。

さらに、センターフロア１２に形成されたビード２０の車両幅方向外側端部とフランジ部１２Ｄとの稜線１３から、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとリアサイドメンバ１６の端部１６Ｃとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａとの溶接打点部３２までの距離を大きく（稜線１３から溶接打点部３２までの高さを高く）することが好ましい。例えば、この距離は３ｍｍ程度に設定することができる。この距離を大きくすることで、センターフロア１２に車両幅方向内側への引張りが生じた際に、センターフロア１２の一般面とフランジ部１２Ｄとの角度変化を抑制することが可能となる。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

センターフロア１２におけるリアサイドメンバ１６上の車両後端部には、リアサイドメンバ１６の長手方向と略直交する方向にビード２０が設けられており、悪路走行時のサスペンションからの入力等によるセンターフロア１２の車両後端部の変形を抑制し、リアサイドメンバ１６上のセンターフロア１２のバタつき等の変形を抑制することができる。これにより、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａとの溶接打点部３２に応力が集中することを抑制することができる。

また、図５等に示されるように、センターフロア１２に形成されたビード２０の車両幅方向外側端部とフランジ部１２Ｄとの稜線１３と、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとリアサイドメンバ１６の端部１６Ｃ（リアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａ）の溶接打点部３２との距離を、ビード２０の高さ分だけ大きくとることができる。このため、センターフロア１２に車両幅方向内側への引張りが生じた際に、センターフロア１２の一般面とフランジ部１２Ｄとの角度変化を緩和することができる。すなわち、図６に示されるように、センターフロア１０２のリアサイドメンバ１６上の車両後端部にビードを設けない構造では、センターフロア１０２の一般面とフランジ部１０２Ｄの稜線と、センターフロア１０２のフランジ部１０２Ｄとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａの溶接打点部との距離を大きくとることができず、センターフロア１０２に車両幅方向内側への引張りが生じた際に、センターフロア１０２の一般面とフランジ部１２Ｄとの角度変化が大きくなる。

これに対して、本実施形態では、センターフロア１２のビード２０とフランジ部１２Ｄの稜線１３と、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａの溶接打点部３２との距離を、ビード２０の高さ分大きくとることができるため、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄ付近の強度が増し、センターフロア１２の一般面とフランジ部１２Ｄとの角度変化を緩和することができる。また、ビード２０は、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａの溶接打点部３２付近と、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとを貫通するように形成されており、センターフロア１２の稜線１３とセンターフロア１２のフランジ部１２Ｄの溶接打点部３２との距離を大きくとることができ、フランジ部１２Ｄの角度変化をより確実に緩和することができる。

一方、比較例に係るフロア端部結合構造では、リアサイドメンバ上に配置されたセンターフロアの車両後端部とリアフロアの車両前端部は溶接されておらず、センターフロアのリアサイドメンバ上の車両後端部にビードが設けられていない。この構造では、悪路走行時のサスペンションからの入力等でボデーに生じるねじれ変形に伴い、リアサイドメンバは断面崩れ変形を起こす可能性がある。また、リアサイドメンバ上で、センターフロアが車両上下方向にバタつくような変形を起す可能性があり、リアホイールハウスインナとの溶接打点部に剥離方向の力が加わり、強度上負荷がかかりやすい。また、一般的に多くの車種では、製造上の観点からフロアを例えばセンターフロアとリアフロアに分割しており、センターフロアの車両後端部とリアフロアの車両前端部が互いに独立して変形し、強度上負荷がかかりやすい部位となる。

図１１に示されるように、車両前後方向に沿って延在するリアサイドメンバ１６上にのみ別途、長尺状の板材１２２を設ける構造も提案されている。板材１２２の車両幅方向内側の端部１２２Ａはセンターフロア１２及びリアフロア１４にスポット溶接により接合されており、板材１２２の車両幅方向外側のフランジ部１２２Ｂはリアサイドメンバ１６の端部１６Ｃ及びリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａにスポット溶接により接合されている。この構造では、専用の板材１２２を用いることにより、重量が増加し、コストが上昇する。

また、センターフロア１２とリアフロア１４のサブアッシー工程を設け、リアサイドメンバ１６上でセンターフロア１２の車両後端部とリアフロア１４の車両前端部との溶接打点を設ける構造も提案されている。しかし、この構造では、サブアッシー工程の増加により製造コストが増加する。

これに対して、本実施形態では、センターフロア１２におけるリアサイドメンバ１６上の車両後端部にビード２０を設ける構成であるので、重量の増加を防止すると共に、製造コストを削減することができる。

〔第２実施形態〕

以下、図７及び図８を用いて、本発明に係るフロア端部結合構造の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図７及び図８に示されるように、車両４０のリアサイドメンバ１６上に配置されたセンターフロア１２の車両後端部には、リアサイドメンバ１６の長手方向と略直交する方向に凹状のビード４２が形成されている。ビード４２は、リアサイドメンバ１６の開口１６Ａの上方に車両幅方向内側から中間部にかけて形成されたほぼ水平の底面部４２Ａと、ビード４２の車両幅方向中間部とフランジ部１２Ｄの立ち上がり部との間に形成されたテーパー面５２Ｂと、を備えている。

センターフロア１２には、リアサイドメンバ１６上の車両後端部にリアサイドメンバ１６の長手方向と略直交する方向にビード４２が形成されており、悪路走行時のサスペンションからの入力等によりセンターフロア１２の車両後端部の変形を抑制し、リアサイドメンバ１６上のセンターフロア１２のバタつき等の変形を抑制することができる。これによって、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａとの溶接打点部３２への応力集中を避けることができる。

〔第３実施形態〕

以下、図９及び図１０を用いて、本発明に係るフロア端部結合構造の第３実施形態について説明する。なお、前述した第１及び第２実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図９及び図１０に示されるように、車両５０に設けられたリアサイドメンバ１６上に配置されたセンターフロア１２の車両後端部には、リアサイドメンバ１６の長手方向と略直交する方向に凸状のビード５２が形成されている。ビード５２は、リアサイドメンバ１６の開口１６Ａの上方に車両幅方向内側から中間部にかけて形成されたほぼ水平の平面部５２Ａと、ビード５２の車両幅方向中間部とフランジ部１２Ｄの立ち上がり部との間に形成されたテーパー面５２Ｂと、を備えている。

センターフロア１２には、リアサイドメンバ１６上の車両後端部にリアサイドメンバ１６の長手方向と略直交する方向にビード５２が設けられており、悪路走行時のサスペンションからの入力等によりビード５２によってセンターフロア１２の車両後端部の変形を抑制し、リアサイドメンバ１６上のセンターフロア１２のバタつき等の変形を抑制することができる。これによって、センターフロア１２のフランジ部１２Ｄとリアホイールハウスインナ１８の側壁部１８Ａとの溶接打点部３２への応力集中を避けることができる。さらに、センターフロア１２の車両後端部に凸状のビード５２が設けられており、凹状のビードに比べて製造が容易であり、位置精度が良好となる。

〔実施形態の補足説明〕

センターフロアに設けられるビードの形状や数は、上述した第１〜第３実施形態に限定されず、他の構成でもよい。また、上述した第１〜第３実施形態では、リアサイドメンバ上の車両後端部にビードがリアサイドメンバの長手方向と直交する方向に設けられているが、これに限定されず、リアサイドメンバの長手方向と交差する方向にビードを設けてもよい。交差する方向としては、例えば、リアサイドメンバの長手方向とビードとの角度を４５°〜９０°に設定することができる。

第１実施形態に係るフロア端部結合構造の全体構成を示す斜視図である。第１実施形態に係るフロア端部結合構造を示す分解斜視図である。第１実施形態に係るフロア端部結合構造に用いられるセンターフロア単体を示す斜視図である。第１実施形態に係るフロア端部結合構造に用いられるセンターフロア及びリアサイドメンバの接合構造を示す斜視図である。第１実施形態に係るフロア端部結合構造に用いられるセンターフロア及びリアサイドメンバの接合構造を示す断面図である。第１実施形態に係るフロア端部結合構造の変形状態を示す概略断面図である。第２実施形態に係るフロア端部結合構造に用いられるセンターフロア及びリアサイドメンバの接合構造を示す斜視図である。第２実施形態に係るフロア端部結合構造に用いられるセンターフロア及びリアサイドメンバの接合構造を示す断面図である。第３実施形態に係るフロア端部結合構造に用いられるセンターフロア及びリアサイドメンバの接合構造を示す斜視図である。第３実施形態に係るフロア端部結合構造に用いられるセンターフロア及びリアサイドメンバの接合構造を示す断面図である。比較例に係るフロア端部結合構造の全体構成を示す斜視図である。

符号の説明

１０車両
１２センターフロア
１２Ｂ車両後端部
１２Ｃ車両幅方向端部
１２Ｄフランジ部（車両幅方向外側端部）
１４リアフロア
１４Ａ車両前端部
１４Ｂ車両幅方向端部
１４Ｃフランジ部
１６リアサイドメンバ
１６Ｂ端部（車両幅方向両端部）
１６Ｃ端部（車両幅方向両端部）
１８リアホイールハウスインナ
２０ビード
３０溶接打点部（溶接打点）
４０車両
４２ビード
５０車両
５２ビード

Claims

車両前後方向を長手方向として配置されると共に、車両幅方向に沿った断面形状がハット状に形成され、開口が車両上方に向けて配置されたリアサイドメンバと、
車両幅方向に沿って配置されると共に、車両幅方向端部が前記リアサイドメンバ上に配置されて前記リアサイドメンバの車両幅方向両端部と接合され、かつ、前記リアサイドメンバ上における車両後端部に前記リアサイドメンバの長手方向と交差する方向にビードが形成されたセンターフロアと、
前記センターフロアの車両後方側に車両幅方向に沿って配置されて車両前端部が前記センターフロアの車両後端部と接合されると共に、車両幅方向端部が前記リアサイドメンバ上に配置されて前記リアサイドメンバの車両幅方向両端部と接合され、かつ、前記リアサイドメンバ上の車両幅方向中間部で車両前端部が前記センターフロアの車両後端部と溶接されていない構成とされたリアフロアと、
車両前後方向に沿って延在されると共に、前記センターフロアの車両幅方向端部及び前記リアフロアの車両幅方向端部に接合されるリアホイールハウスインナと、
を有するフロア端部結合構造。
前記ビードが、前記リアサイドメンバの長手方向と直交する方向に形成されている請求項１に記載のフロア端部結合構造。
前記ビードが、前記リアサイドメンバ上における前記センターフロアの車両幅方向外側端部と、前記センターフロアの車両後端部と前記リアフロアの車両前端部の車両幅方向外側の溶接打点との間に跨って形成されている請求項１又は請求項２に記載のフロア端部結合構造。