JP6232987B2 - 車体樹脂パネル構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体樹脂パネル構造に関する。

車体フロアを上下２層の樹脂パネルで構成し、その上下２層の樹脂パネルの間を「コ」字型形状等のリブで連結した構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１３６２７５号公報

しかしながら、上記構成では、車両のオフセット前面衝突によって入力された衝突荷重により、車体フロアの車幅方向一端部と他端部との間に相対的に逆方向へ向かう剪断力が加えられたときには、車体フロアに面外変形（歪み）が発生し、上下２層の樹脂パネル間が開口して（リブが剥離又は破断して）車体フロアが座屈するおそれがある。

そこで、本発明は、荷重の入力によって発生する樹脂パネルの歪みを抑制できる車体樹脂パネル構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体樹脂パネル構造は、車幅方向外側で車体前後方向に沿って延在し、車体の骨格を構成するロッカと、平面視で前記ロッカの車幅方向内側で車体前後方向に沿って延在し、前記車体の骨格を構成するサイドメンバと、前記ロッカと前記サイドメンバとの間に設けられた樹脂パネルと、前記樹脂パネルの一方の面側に形成され、前記ロッカ及び前記サイドメンバの延在方向と交差する方向に延在する複数の第１凸ビード部と、前記樹脂パネルの一方の面側に形成され、前記ロッカ及び前記サイドメンバの延在方向と交差し、かつ前記第１凸ビード部の延在方向と交差する方向に延在する複数の第２凸ビード部と、前記樹脂パネルの他方の面側に形成され、前記第１凸ビード部と前記第２凸ビード部とが交差する交差部を該交差部の周方向に連続して囲む縦壁と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ロッカとサイドメンバとの間に設けられた樹脂パネルに、ロッカ及びサイドメンバの延在方向と交差し、かつ互いに交差する方向に延在する複数の第１凸ビード部及び複数の第２凸ビード部が形成され、かつ各第１凸ビード部と各第２凸ビード部とが交差する交差部を囲む縦壁が、その交差部の周方向に連続して形成されている。

したがって、ロッカ又はサイドメンバに衝突荷重が入力され、ロッカとサイドメンバとの間に相対的に逆方向へ向かう剪断力が加えられても、その剪断力が第１凸ビード部又は第２凸ビード部によって抑制される。そして、第１凸ビード部と第２凸ビード部との交差部が縦壁よって補強されているので、樹脂パネルの面外変形が抑制される。つまり、本発明によれば、荷重の入力によって発生する樹脂パネルの歪みが抑制される。

また、請求項２に記載の車体樹脂パネル構造は、請求項１に記載の車体樹脂パネル構造であって、前記縦壁は、前記樹脂パネルに対して垂直に形成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、縦壁が、樹脂パネルに対して垂直に形成されている。したがって、交差部における樹脂パネルの強度（剛性）が向上され、荷重の入力によって発生する樹脂パネルの歪みが更に抑制される。なお、本発明における「垂直」には、正確な垂直と正確な垂直から若干傾いた略垂直の両方が含まれる。

また、請求項３に記載の車体樹脂パネル構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体樹脂パネル構造であって、前記縦壁の厚さは、少なくとも前記樹脂パネルの厚さと同等とされていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、縦壁の厚さが、少なくとも樹脂パネルの厚さと同等とされている。したがって、交差部における樹脂パネルの強度（剛性）が向上され、荷重の入力によって発生する樹脂パネルの歪みが更に抑制される。

また、請求項４に記載の車体樹脂パネル構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体樹脂パネル構造であって、前記縦壁の高さは、前記第１凸ビード部及び前記第２凸ビード部の深さと同等とされていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、縦壁の高さが、第１凸ビード部及び第２凸ビード部の深さと同等とされている。したがって、交差部における樹脂パネルの強度（剛性）が更に向上され、荷重の入力によって発生する樹脂パネルの歪みが更に抑制される。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、荷重の入力によって発生する樹脂パネルの歪みを抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、荷重の入力によって発生する樹脂パネルの歪みを更に抑制することができる。

請求項３に係る発明によれば、荷重の入力によって発生する樹脂パネルの歪みを更に抑制することができる。

請求項４に係る発明によれば、荷重の入力によって発生する樹脂パネルの歪みを更に抑制することができる。

本実施形態に係る車体樹脂パネル構造を示す底面図である。 本実施形態に係る樹脂パネルの一部を拡大して示す平面図である。 図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 本実施形態に係る樹脂パネルの表面側を拡大して示す斜視図である。 本実施形態に係る樹脂パネルの裏面側を拡大して示す斜視図である。 （Ａ）比較例に係る車体樹脂パネル構造を示す底面図である。（Ｂ）比較例に係る樹脂パネルの歪みを示す斜視図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記することなく前後、上下、左右の方向を記載した場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１、図２に示されるように、車体１２の車幅方向外側には、車体前後方向に沿って延在し、車体１２の骨格を構成する第１骨格部材の一例としてのロッカ１４が左右一対で配設されている。図３に示されるように、ロッカ１４は、車幅方向外側へ凸となる断面ハット型形状に形成されたアウタパネル１５と、車幅方向内側へ凸となる断面ハット型形状に形成されたインナパネル１６と、を有しており、アウタパネル１５の上下フランジ部１５Ａと、インナパネル１６の上下フランジ部１６Ａと、がそれぞれスポット溶接によって接合されることで閉断面形状に形成されている。

また、図１、図２に示されるように、車体１２の前部側には、車体前後方向に沿って延在し、車体１２の骨格を構成する第２骨格部材の一例としてのフロントサイドメンバ１８が左右一対で配設されている。図３に示されるように、フロントサイドメンバ１８は、車体下方側へ凸となる断面ハット型形状に形成されており、その上端部であるフランジ部１８Ａが、後述するフロアパネル２２の下面にスポット溶接によって接合されることで閉断面形状に形成されている。

また、車体１２の車幅方向中央部には、車体前後方向に沿って延在するトンネル部（図示省略）が配設されており、図３に示されるように、左右のロッカ１４とトンネル部との間には、車体フロア２０を構成するフロアパネル２２が架設されている。すなわち、フロアパネル２２の車幅方向外側端部は、ロッカ１４のインナパネル１６の下面にスポット溶接によって接合され、フロアパネル２２の車幅方向内側端部は、トンネル部の下面にスポット溶接によって接合されている。

また、図１に示されるように、ロッカ１４とフロントサイドメンバ１８とは、平面視で所定の間隔を空けて車幅方向に並んでおり、そのロッカ１４とフロントサイドメンバ１８との間のフロアパネル２２上には、フロアパネル２２と共に車体フロア２０を構成する樹脂パネル２４が接着剤Ｇによって接合されることで設けられている。なお、樹脂パネル２４は、繊維強化樹脂材料（ＦＲＰ）、例えば炭素繊維樹脂材料（ＣＦＲＰ）で成形されている。

図２〜図４に示されるように、車体樹脂パネル構造１０を構成する樹脂パネル２４の表面（上面／一方の面）側には、平面視で車体前後方向（ロッカ１４及びフロントサイドメンバ１８の延在方向）及び車幅方向に対して斜めに延在する複数の第１凸ビード部２６と、平面視で車体前後方向（ロッカ１４及びフロントサイドメンバ１８の延在方向）及び車幅方向に対して斜めに延在するとともに、各第１凸ビード部２６に対して交差する方向に延在する複数の第２凸ビード部２８と、が形成されている。

つまり、各第１凸ビード部２６は、平面視で車幅方向外側前方から車幅方向内側後方へ向かって所定の角度で形成され、各第２凸ビード部２８は、平面視で車幅方向内側前方から車幅方向外側後方へ向かって所定の角度で形成されており、各第１凸ビード部２６及び各第２凸ビード部２８は、平面視で互いに「Ｘ」字状に交差する構成になっている（図４参照）。そして、各第１凸ビード部２６及び各第２凸ビード部２８は、それぞれ同じ幅の断面略「Ｕ」字状に形成されている。

すなわち、図５に示されるように、樹脂パネル２４の裏面（下面／他方の面）側には、底面視で車体前後方向及び車幅方向に対して斜めに延在する複数の第１溝部２５と、底面視で車体前後方向及び車幅方向に対して斜めに延在するとともに、各第１溝部２５に対して交差する方向に延在する複数の第２溝部２７と、がそれぞれ同じ幅の断面略「Ｕ」字状に形成されており、各第１溝部２５及び各第２溝部２７により、各第１凸ビード部２６及び各第２凸ビード部２８が形成されるようになっている。

また、図５に示されるように、第１溝部２５（第１凸ビード部２６）と第２溝部２７（第２凸ビード部２８）とが交差する交差部３０の周囲には、平板状の縦壁３２が一体に形成されている。各縦壁３２は、樹脂パネル２４に対して略垂直に形成されており、交差部３０の周方向に連続して形成されるようになっている。つまり、各縦壁３２は、底面視で菱形状又は正方形状に形成された交差部３０の４つの辺に相当する部位に立設されており、交差部３０を囲む構成になっている。

また、各縦壁３２は、上縁部が第１溝部２５（第１凸ビード部２６）及び第２溝部２７（第２凸ビード部２８）に沿った略「Ｕ」字状（円弧状）に形成されている。そして、各縦壁３２は、下縁部が樹脂パネル２４の下面と面一になるように、その高さが、第１溝部２５（第１凸ビード部２６）及び第２溝部２７（第２凸ビード部２８）の深さと同等とされている。更に、各縦壁３２の板厚は、少なくとも樹脂パネル２４の板厚と同等とされている。これにより、各縦壁３２の強度（剛性）が確保又は向上される構成になっている。

なお、図３に示されるように、ロッカ１４のインナパネル１６に対向する第１凸ビード部２６及び第２凸ビード部２８の車幅方向外側端部は、縦壁３２と同等の縦壁３４によって閉塞されている。同様に、フロントサイドメンバ１８側における第１凸ビード部２６及び第２凸ビード部２８の車幅方向内側端部も、縦壁３２と同等の縦壁３６によって閉塞されている。

以上のような構成の車体樹脂パネル構造１０において、次にその作用について説明する。

まず、図６に示される比較例に係る車体樹脂パネル構造１００について説明する。図６（Ａ）に示されるように、車両がオフセット前面衝突し、一方のフロントサイドメンバ１８に車体後方側へ向けて衝突荷重Ｆが入力されたときには、そのフロントサイドメンバ１８が車体後方側へ移動する。ここで、比較例に係る樹脂パネル１２４には、第１凸ビード部２６及び第２凸ビード部２８が形成されていない。したがって、この樹脂パネル１２４には、荷重の入力によって面外変形（歪み）が発生するおそれがある。

詳細に説明すると、図６（Ｂ）に示されるように、フロントサイドメンバ１８が車体後方側へ移動すると、フロントサイドメンバ１８側である樹脂パネル１２４の車幅方向内側後端部は、車体後方側へ引っ張られ、ロッカ１４側である樹脂パネル１２４の車幅方向外側前端部は、相対的に車体前方側へ引っ張られる。つまり、樹脂パネル１２４には、車幅方向内側（フロントサイドメンバ１８側）が車体後方側へ向かい、車幅方向外側（ロッカ１４側）が車体前方側へ向かう（相対的に前後逆方向へ向かう）剪断力が加えられる。

すると、フロントサイドメンバ１８側である樹脂パネル１２４の車幅方向内側前端部は、車体後方側へ圧縮され、ロッカ１４側である樹脂パネル１２４の車幅方向外側後端部は、相対的に車体前方側へ圧縮される。したがって、この樹脂パネル１２４には、図６（Ｂ）に示されるように、車幅方向内側前端部と車幅方向外側後端部から圧縮されることによる面外変形（歪み）が発生する。つまり、この樹脂パネル１２４では、荷重の入力により、座屈するおそれがある。

これに対し、本実施形態に係る樹脂パネル２４には、第１凸ビード部２６及び第２凸ビード部２８が形成され、かつ第１凸ビード部２６と第２凸ビード部２８との交差部３０を囲む縦壁３２が、その交差部３０の周方向に連続して一体に形成されている。したがって、車両のオフセット前面衝突により、一方のフロントサイドメンバ１８に車体後方側へ向かう衝突荷重Ｆが入力されても、樹脂パネル２４において、面外変形（歪み）が発生し難い。

詳細に説明すると、上記したように、フロントサイドメンバ１８が車体後方側へ移動すると、フロントサイドメンバ１８側である樹脂パネル２４の車幅方向内側前端部は、車体後方側へ圧縮され、ロッカ１４側である樹脂パネル２４の車幅方向外側後端部は、相対的に車体前方側へ圧縮される。

しかしながら、この圧縮方向には、第２凸ビード部２８が延在している。したがって、樹脂パネル２４において、圧縮変形に対する耐力を向上させることができる。つまり、樹脂パネル２４に複数の第２凸ビード部２８が形成されていることにより、車幅方向内側前端部と車幅方向外側後端部から圧縮されることによる樹脂パネル２４の面外変形（歪み）を抑制する（低減させる）ことができる。

なお、車両が微小ラップ前面衝突したときなど、ロッカ１４に車体後方側へ向かう衝突荷重が入力されたときも同様である。すなわち、ロッカ１４が車体後方側へ移動すると、ロッカ１４側である樹脂パネル２４の車幅方向外側前端部は、車体後方側へ圧縮され、フロントサイドメンバ１８側である樹脂パネル２４の車幅方向内側後端部は、相対的に車体前方側へ圧縮される。

しかしながら、この圧縮方向には、第１凸ビード部２６が延在している。したがって、樹脂パネル２４において、圧縮変形に対する耐力を向上させることができる。つまり、樹脂パネル２４に複数の第１凸ビード部２６が形成されていることにより、車幅方向外側前端部と車幅方向内側後端部から圧縮されることによる樹脂パネル２４の面外変形（歪み）を抑制する（低減させる）ことができる。

更に、第１凸ビード部２６と第２凸ビード部２８との交差部３０の周囲には、樹脂パネル２４に対して略垂直な縦壁３２が、その周方向に連続して一体に形成されている。したがって、交差部３０の強度（剛性）を縦壁３２によって補強する（高める）ことができ、交差部３０の面外変形（歪み）を抑制又は防止することができる。よって、荷重の入力による樹脂パネル２４の座屈を抑制又は防止することができ、結果的に車室の変形を抑制又は防止することができる。

また、樹脂パネル２４は、炭素繊維強化樹脂材料（ＣＦＲＰ）で成形されていることから、車体フロア２０の強度（剛性）を確保しつつ、車体フロア２０の軽量化を図ることができる。そして、この樹脂パネル２４により、車体フロア２０の強度（剛性）を向上させることができることから、車両の走行時における車体フロア２０の振動を抑制することができ、その振動に起因する異音（ノイズ）の発生を抑制又は防止することができる。

以上、本実施形態に係る車体樹脂パネル構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体樹脂パネル構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、樹脂パネル２４は、炭素繊維強化樹脂材料（ＣＦＲＰ）で成形される構成に限定されるものではなく、ガラス繊維強化樹脂材料（ＧＦＲＰ）などで成形されていてもよい。

また、例えば車両の側面衝突に対応するために、樹脂パネル２４に車幅方向に延在する第３凸ビード部（図示省略）を形成するようにしてもよい。但し、本実施形態に係る車体樹脂パネル構造１０は、荷重の入力により、樹脂パネル２４に相対的に逆方向へ向かう剪断力が加えられた場合に、その樹脂パネル２４の面外変形（歪み）を抑制できるものであるため、少なくとも第１凸ビード部２６及び第２凸ビード部２８が形成されていればよい。

また、本実施形態に係る車体樹脂パネル構造１０は、車体フロア２０を構成する樹脂パネル２４に適用される態様に限定されるものではない。本実施形態に係る車体樹脂パネル構造１０は、例えば車室とトランクルームとを仕切る樹脂パネル（図示省略）など、荷重の入力によって相対的に逆方向へ向かう剪断力が加えられる可能性のある樹脂パネル全般に対して有効に適用することができる。

１０ 車体樹脂パネル構造
１２ 車体
１４ ロッカ（第１骨格部材）
１８ フロントサイドメンバ（第２骨格部材）
２４ 樹脂パネル
２６ 第１凸ビード部
２８ 第２凸ビード部
３０ 交差部
３２ 縦壁

Claims (4)

1. 車幅方向外側で車体前後方向に沿って延在し、車体の骨格を構成するロッカと、
   平面視で前記ロッカの車幅方向内側で車体前後方向に沿って延在し、前記車体の骨格を構成するサイドメンバと、
   前記ロッカと前記サイドメンバとの間に設けられた樹脂パネルと、
   前記樹脂パネルの一方の面側に形成され、前記ロッカ及び前記サイドメンバの延在方向と交差する方向に延在する複数の第１凸ビード部と、
   前記樹脂パネルの一方の面側に形成され、前記ロッカ及び前記サイドメンバの延在方向と交差し、かつ前記第１凸ビード部の延在方向と交差する方向に延在する複数の第２凸ビード部と、
   前記樹脂パネルの他方の面側に形成され、前記第１凸ビード部と前記第２凸ビード部とが交差する交差部を該交差部の周方向に連続して囲む縦壁と、
   を備えた車体樹脂パネル構造。
2. 前記縦壁は、前記樹脂パネルに対して垂直に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体樹脂パネル構造。
3. 前記縦壁の厚さは、少なくとも前記樹脂パネルの厚さと同等とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体樹脂パネル構造。
4. 前記縦壁の高さは、前記第１凸ビード部及び前記第２凸ビード部の深さと同等とされていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体樹脂パネル構造。

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