CN108883794B - 车辆用地板面板 - Google Patents

Abstract

提供如下具有预定程度的刚性的车辆用地板面板：能够抑制成形期间的变形以及在车辆用地板面板位于车辆中时受到来自车辆外部的各个方向上的载荷时的变形。车辆用地板面板设置有：地板面板主体部，其由纤维增强树脂制成；多个凹部(23‑1至23‑7)，其在地板面板主体部的下表面(22)和上表面中的一方突出并在另一方凹陷，多个凹部(23‑1至23‑7)配置成彼此隔有间隔；以及肋(24‑1至24‑12)，其位于地板面板主体部的所述一方的表面并且连接两个相邻的凹部。

Description

车辆用地板面板

技术领域

本发明涉及车辆用地板面板。

背景技术

专利文献1记载了诸如机动车底罩等的、形成有多个凸部的由合成树脂制成的板状体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-023326号公报

发明内容

发明要解决的问题

当使用包含诸如玻璃纤维或碳纤维等的纤维的纤维增强树脂作为板状体的材料时，诸如热扩散率和传热系数等的热特性可能随着在用于形成板状体的成形模中的位置而变化。结果，担心可能在通过冷却成型模中的树脂来成形板状体时发生诸如翘曲等的变形。

另外，板状体的示例包括由车辆的地板部分构成的地板面板。当车辆发生碰撞等时，大的力可能会从各个方向作用到地板面板。必须设计出即使在这种情况下也不发生变形的地板面板。

已经鉴于以上情况作出本发明，本发明的目的是提供如下车辆用地板面板：具有一定刚性，并且在成形期间和当安装在车辆中的车辆用地板面板受到来自车辆外部的各个方向上的载荷时不容易变形。

用于解决问题的方案

为了实现以上目的，本发明提供一种车辆用地板面板，其包括：地板面板主体部，其由纤维增强树脂制成；多个凹部，其在所述地板面板主体部的下表面和上表面中的一方突出并在另一方凹陷，并且所述凹部配置成彼此隔有间隔；以及肋，其位于所述地板面板主体部的所述一方的表面并且连接两个相邻的所述凹部。

在车辆用地板面板的一个方面中，所述肋设置成与连结两个相邻的所述凹部中的一个凹部的中心和另一凹部的中心的直线平行。

在车辆用地板面板的一个方面中，设置有与所述直线平行的多个所述肋。

在车辆用地板面板的一个方面中，所述肋的高度小于所述凹部的深度。

在车辆用地板面板的一个方面中，所述凹部在平面图中为圆形，在纵截面中为圆弧形。

在车辆用地板面板的一个方面中，在所述地板面板主体部，沿着车辆前后方向和车辆宽度方向中的至少一个方向配置有多个单位凹部群，各所述单位凹部群由一个凹部和与该一个凹部相邻且包围该一个凹部的六个凹部构成。

在车辆用地板面板的一个方面中，所述六个凹部沿着周向以预定间隔配置。

在车辆用地板面板的一个方面中，所述纤维增强树脂为不连续纤维增强树脂。

在车辆用地板面板的一个方面中，所述车辆用地板面板还包括从所述车辆用地板面板主体部的外缘向上立起的周壁部，所述凹部设置成与所述周壁部隔有间隔。

发明的效果

如上所述，根据本发明，车辆用地板面板包括：地板面板主体部，其由纤维增强树脂制成；多个凹部，其在所述地板面板主体部的下表面和上表面中的一方突出并在另一方凹陷，并且所述凹部配置成彼此隔有间隔；以及肋，其位于所述地板面板主体部的所述一方的表面并且连接两个相邻的所述凹部。

与板厚相同但不设置凹部或肋的地板面板相比，这能够提高刚性。这进而能够抑制成形期间的变形以及当安装在车辆中的地板面板受到来自车辆外部的各个方向上的载荷时的变形。

另外，对于提供具有凹部和肋、刚性近似相当于不设置凹部或肋的地板面板主体部的刚性的地板面板主体部，与不设置凹部或肋的地板面板主体部相比，能够减小前者地板面板主体部的板厚。也就是，安装有凹部和肋能够减轻重量。

如上所述，在车辆用地板面板的一个方面中，所述肋设置成与连结两个相邻的所述凹部中的一个凹部的中心和另一凹部的中心的直线平行。结果，能够使在碰撞等情况下作用于地板面板的力有效率地分散到这两个凹部。

如上所述，在车辆用地板面板的一个方面中，设置有与所述直线平行的多个所述肋。结果，能够经由多个肋使作用于地板面板主体部的力更有效率地分散。

如上所述，在车辆用地板面板的一个方面中，所述肋的高度小于所述凹部的深度。这能够在抑制肋的重量、进而抑制地板面板主体部的重量的同时改善刚性。

如上所述，在车辆用地板面板的一个方面中，所述凹部在平面图中为圆形，在纵截面中为圆弧形。这能够抑制力在各凹部的特定部分的集中。

如上所述，在车辆用地板面板的一个方面中，在所述地板面板主体部，沿着车辆前后方向和车辆宽度方向中的至少一个方向配置有多个单位凹部群，各所述单位凹部群由一个凹部和与该一个凹部相邻且包围该一个凹部的六个凹部构成。

这能够改善整个地板面板的刚性，并且能够进一步抑制由来自车辆外部的载荷导致的地板面板的变形。

如上所述，在车辆用地板面板的一个方面中，所述六个凹部沿着周向以预定间隔配置。结果，位于六个凹部中的一个凹部(第一凹部)与在周向的一个方向上和第一凹部相邻的第二凹部之间的平面部分、位于第二凹部与所包围的凹部之间的平面部分、位于在同一方向上和第二凹部相邻的第三凹部与所包围的凹部之间的平面部分、以及位于第三凹部与在同一方向上和第三凹部相邻的第四凹部之间的平面部分在平面图中呈曲折图案地配置。这能够抑制在平面部分的特定区域产生应力集中。

如上所述，在车辆用地板面板的一个方面中，所述纤维增强树脂为不连续纤维增强树脂。结果，地板面板能够利用不连续纤维增强树脂的机械特性的强弱不具有方向性这一性质。

如上所述，车辆用地板面板的一个方面还包括：所述车辆用地板面板还包括从所述车辆用地板面板主体部的外缘向上立起的周壁部，所述凹部设置成与所述周壁部隔有间隔。结果，即使有大的力作用到周壁部，也能够抑制周壁部的从凹部开始的破损。

附图说明

图1是车辆用地板面板的立体图。

图2是车辆用地板面板的局部仰视图。

图3是车辆用地板面板的局部平面图。

图4是沿着图3中的线A-A截取的截面图。

图5是示出用于测量车辆用地板面板的刚性的方法的说明图。

具体实施方式

以下将参照图示出的实施方式说明本发明。然而，本发明不限于下述实施方式。另外，在图中，在车辆用地板面板安装于车辆的状态下，箭头F表示车辆前后方向上的前方，箭头B表示车辆前后方向上的后方，箭头L表示车辆宽度方向上的左方，箭头R表示车辆宽度方向上的右方。

[第一实施方式]

如图1至图4所示，车辆用地板面板1包括成形为板状且由纤维增强树脂制成的地板面板主体部2。地板面板主体部2具有上表面21和下表面22。另外，用附图标记“t”表示地板面板主体部2的板厚。

在地板面板主体部2，沿着车辆前后方向和车辆宽度方向中的至少一个方向配置有多个单位凹部群G，各单位凹部群G均由在下表面22突出且在上表面21凹陷的多个凹部构成。各单位凹部群G由第一凹部23-1和与第一凹部23-1相邻且包围第一凹部23-1的第二凹部23-2至第七凹部23-7构成。这七个凹部配置成彼此隔有间隔。此外，第二凹部23-2至第七凹部23-7沿着周向以预定间隔配置。

具体地，第三凹部23-3位于在周向的一个方向Q上与第二凹部23-2相邻的位置，第四凹部23-4位于在方向Q上与第三凹部23-3相邻的位置，第五凹部23-5位于在方向Q上与第四凹部23-4相邻的位置。此外，第六凹部23-6位于在方向Q上与第五凹部23-5相邻的位置，第七凹部23-7位于在方向Q上与第六凹部23-6相邻的位置，第二凹部23-2位于在方向Q上与第七凹部23-7相邻的位置。

单位凹部群G中的所有七个凹部在平面图中均为圆形，在纵截面中均为圆弧形。由各凹部的缘部形成的平面状的圆的直径在所有凹部之中均相等，并且均用附图标记“a”表示。另外，各凹部的深度在所有凹部之中均相等，并且均用附图标记“d”表示。此外，两个相邻凹部之间的缘部间距离在所有两个相邻凹部之中均相等，并且均用附图标记“c”表示。

由第一凹部23-1的缘部形成的平面状的圆由与该圆同一中心C-1的第一正六边形H-1包围。另外，由第二凹部23-2的缘部形成的平面状的圆由与该圆同一中心C-2的第二正六边形H-2包围。同样地，由第三凹部23-3至第七凹部23-7的缘部形成的平面状的圆分别由第三正六边形H-3至第七正六边形H-7包围。第三正六边形H-3至第七正六边形H-7分别具有中心C-3至C-7。

第一正六边形H-1至第七正六边形H-7彼此全等。第一正六边形H-1至第七正六边形H-7均配置成连结一对彼此相对的两个顶点的直线将与车辆宽度方向平行。另外，第一正六边形H-1与第二正六边形H-2至第七正六边形H-7中的每一者均接触。另外，第二正六边形H-2和第三正六边形H-3彼此接触，第三正六边形H-3和第四正六边形H-4彼此接触，第四正六边形H-4和第五正六边形H-5彼此接触。此外，第五正六边形H-5和第六正六边形H-6彼此接触，第六正六边形H-6和第七正六边形H-7彼此接触，第七正六边形H-7和第二正六边形H-2彼此接触。以这种方式，第一正六边形H-1至第七正六边形H-7构成蜂窝结构。

在地板面板主体部2的下表面22，形成有连接单位凹部群G中的每两个相邻凹部23的肋。具体地，形成有连接第一凹部23-1和第二凹部23-2的第一肋24-1、连接第一凹部23-1和第三凹部23-3的第二肋24-2以及连接第一凹部23-1和第四凹部23-4的第三肋24-3。另外，形成有连接第一凹部23-1和第五凹部23-5的第四肋24-4、连接第一凹部23-1和第六凹部23-6的第五肋24-5以及连接第一凹部23-1和第七凹部23-7的的第六肋24-6。

另外，形成有连接第二凹部23-2和第三凹部23-3的第七肋24-7、连接第三凹部23-3和第四凹部23-4的第八肋24-8以及连接第四凹部23-4和第五凹部23-5的第九肋24-9。另外，形成有连接第五凹部23-5和第六凹部23-6的第十肋24-10、连接第六凹部23-6和第七凹部23-7的第十一肋24-11以及连接第七凹部23-7和第二凹部23-2的第十二肋24-12。

各肋均设置成与连结由肋连接的两个凹部中的一个凹部的缘部形成的平面状的圆的中心和由另一凹部的缘部形成的平面状的圆的中心的直线平行。注意，由指定凹部的缘部形成的平面状的圆的中心还称作该指定凹部的中心。

各肋在地板面板的上下方向上的高度在所有肋之中均相等，并且均用附图标记“h”表示。肋的高度“h”小于凹部的深度“d”。另外，各肋在地板面板的水平方向上的宽度、即各肋的厚度在所有肋之中均相等，并且均用附图标记“w”表示。肋的厚度“w”小于地板面板主体部的板厚“t”。

如上所述，第二凹部23-2至第七凹部23-7通过包围第一凹部23-1而与第一凹部23-1相邻地设置并沿着周向以预定间隔配置。以下将说明所产生的存在于每两个相邻凹部之间的平面部分的配置。

在第三凹部23-3与第四凹部23-4之间存在第一平面部分25-1，在第四凹部23-4与第一凹部23-1之间存在第二平面部分25-2。另外，在第五凹部23-5与第一凹部23-1之间存在第三平面部分25-3，在第五凹部23-5与第六凹部23-6之间存在第四平面部分25-4。另外，第一平面部分25-1、第二平面部分25-2、第三平面部分25-3和第四平面部分25-4在平面图中呈曲折图案配置。

另外，在第六凹部23-6与第七凹部23-7之间存在第五平面部分25-5，在第七凹部23-7与第一凹部23-1之间存在第六平面部分25-6。另外，在第二凹部23-2与第一凹部23-1之间存在第七平面部分25-7，在第二凹部23-2与第三凹部23-3之间存在第八平面部分25-8。另外，第五平面部分25-5、第六平面部分25-6、第七平面部分25-7和第八平面部分25-8在平面图中呈曲折图案配置。

以这种方式，多个平面部分在平面图中呈曲折图案配置。以下将说明凹部的直径“a”与缘部间距离“c”之间的关系。首先，考虑由三个相邻凹部的总共三个中心形成的等边三角形。在顶点位于第一凹部的中心C-1、第四凹部的中心C-4和第五凹部的中心C-5的等边三角形“T”中，各边的长度T_e和高度T_h表达如下：

[式1]

T_e＝a+c

然后，对等边三角形T的高度T_h设定如下条件。

[式2]

也就是，将等边三角形的高度T_h设定为小于凹部的直径“a”。以这种方式，当凹部的直径“a”与缘部间距离“c”之间的关系确立时，各平面部分的面积设定得较小，并且多个平面部分会在平面图中呈曲折图案配置。注意，考虑到式(1)，可以将缘部间距离“c”设置为小于凹部的直径“a”的0.15倍。

注意，各正六边形的两条相对边之间的距离L₁均表达如下：

[式3]

L₁＝a+c

第六正六边形H-6的两条相对边之间的距离、第一正六边形H-1的两条相对边之间的距离和第三正六边形H-3的两条相对边之间的距离的总距离L₂、即单位凹部群G的车辆前后方向上的长度L₂表达如下：

[式4]

L₂＝3L₁＝3(a+c)

在以上实施方式中，多个凹部设置于地板面板主体部，并且设置连接每两个相邻凹部的肋。结果，施加于地板面板主体部的力会经由肋分散到多个凹部。与厚度相同但不设置凹部或肋的地板面板相比，这能够提高刚性。这进而能够抑制成形期间的变形以及当安装在车辆中的地板面板受到来自车辆外部的各个方向上的载荷时的变形。

另外，对于提供具有凹部和肋、刚性近似相当于不设置凹部或肋的地板面板主体部的刚性的地板面板主体部，与不设置凹部或肋的地板面板主体部相比，能够减小前者地板面板主体部的板厚。也就是，安装有凹部和肋能够减轻重量。

在以上实施方式中，各肋均与连结两个相邻凹部中的一个凹部的中心和另一凹部的中心的直线平行地设置。结果，能够使在碰撞等情况下作用于地板面板的力有效率地分散到这两个凹部。

通过增加肋的厚度或增加肋的高度，能够进一步提高地板面板主体部的刚性。另一方面，存在地板面板主体部的重量增加的问题。根据以上实施方式，由于肋的厚度“w”小于地板面板主体部的板厚“t”，并且肋的高度“h”小于凹部的深度“d”，所以能够在抑制重量增加的同时进一步提高刚性。另外，由于肋不突出到凹部的下方，所以例如当将地板面板安装在平坦的表面上时，多个凹部会载置成与平坦的表面接触，从而使地板面板得以稳定地安装。

另外，肋设置在地板面板的下表面。结果，无任何部分突出到地板面板的上表面的上方，从而改善了上表面的外观。

由于各凹部在平面图中均为圆形，在纵截面中均为圆弧形，所以能够抑制力在凹部的特定部分的集中。

在地板面板主体部，沿着车辆前后方向和车辆宽度方向中的至少一个方向配置有均由七个凹部构成的多个单位凹部群。这能够提高整个地板面板的刚性，并且能够进一步抑制由来自车辆外部的载荷导致的地板面板的变形。

另外，从位于单位凹部群G的中央的第一凹部23-1起放射状地设置有六个肋。以这种方式，通过用多个肋连接单个凹部，能够使力更有效率地分散。

六个凹部、即第二凹部23-2至第七凹部23-7沿着周向以预定间隔配置。因而，多个平面部分在平面图中呈曲折图案配置。这能够抑制在平面部分的特定区域产生应力集中。

[试作例]

建立了设置有凹部和肋的地板面板主体部2的试作品Ref1，并且为了比较建立了仅设置有凹部但不设置肋的试作品Ref0。其细节示出在表1中。试作品Ref1和Ref0的形状为矩形，试作品Ref1和Ref0的长度、宽度和板厚相等。对于Ref1和Ref0中的每一者，均沿宽度方向配置五组单位凹部群G，沿长度方向配置十二组单位凹部群G。另外，试作品的凹部半径、凹部深度和缘部间距离分别相等。

[表1]

表1：试作品的形状和测量结果

测量了两个试作品的重量，Ref1的重量大于Ref0的重量。

此外，测量了Ref1和Ref0的刚性。具体地，如图5所示，将Ref1和Ref0均在端部处固定到固定构件7，使得Ref1和Ref0不沿水平方向移位。然后，使用直径为100mm的压头8沿箭头P的方向对Ref1和Ref0均施加100N的载荷，并且推定三点弯曲的挠曲量。

如表1所示，Ref0的挠曲量为53mm，而Ref1的挠曲量为40mm。对于挠曲量的值除以重量的值，Ref0与Ref1之间的比为1.00：0.72。也就是，Ref1的刚性比Ref0的刚性高。

[其它实施方式]

在以上实施方式中，单位凹部群G中设置有总共12个肋，但是不限于此，设置至少一个肋就足够了。也就是，对于单位凹部群G中的至少一组两个相邻凹部，用肋连接这两个凹部就足够了。

另外，可以在两个相邻凹部之间设置多个肋。多个肋中的每个肋均可以与连结由两个凹部中的一个凹部的缘部形成的平面状的圆的中心和由另一凹部的缘部形成的平面状的圆的中心的直线平行地设置。结果，能够经由多个肋使作用于地板面板主体部的力更有效率地分散。

当设置有多个单位凹部群G时，如果属于特定单位凹部群的凹部与属于另一组单位凹部群的凹部彼此相邻，则可以设置连接这两个凹部的一个或多个肋。

当凹部的直径“a”较小时，因为基于式(1)，缘部间距离“c”也较小，所以地板面板主体部中每单位面积的凹部的数量会增加。结果，肋数量的增加可能会改善地板面板主体部的刚性，但是地板面板主体部的重量也会增加。另外，从成形性的角度出发，有许多要考虑的事情，包括需要在地板面板主体部形成大量的小凹部和肋以及需要防止在凹部中形成底切(undercut)，因此地板面板设计变得复杂。因而，如果将凹部的直径“a”设定为等于或大于凹部的深度“d”的两倍，能够使地板面板设计较容易。同时，能够抑制地板面板的重量增加。

对于用于纤维增强树脂的纤维，可以使用各种类型的纤维，包括碳纤维、玻璃纤维、聚酰胺纤维和聚乙烯纤维。

另外，纤维增强树脂包括连续纤维增强树脂和不连续纤维增强树脂。连续纤维增强树脂例如通过使连续的碳纤维沿一个方向排列并用树脂浸渍碳纤维而获得。连续纤维增强树脂在碳纤维定向的方向上具有强的机械特性(刚性等)，但是在与碳纤维定向的方向正交的方向上具有弱的机械特性。

不连续纤维增强树脂例如通过用树脂浸渍具有一定长度的不连续纤维而获得。该不连续纤维增强树脂在纤维之间在碳纤维的定向方向上是变化的，因而机械特性的强弱不具有方向性。另外，不连续纤维增强树脂比连续纤维增强树脂容易形成。另一方面，纤维含量可能在不同位置之间不均匀，结果诸如热扩散率和传热系数等的热特性可能随着位置而变化，从而会产生比在纤维增强树脂的情况下高的在成形期间变形的风险。

鉴于上述情况，通过使用纤维增强树脂之中的不连续纤维增强树脂作为地板面板主体部的材料，地板面板能够利用不连续纤维增强树脂的机械特性的强弱不具有方向性这一性质。另外，尽管使用不连续纤维增强树脂通常会增大成形期间变形的风险，但是如果通过如上所述地设置凹部和肋而提高了刚性，则能够抑制变形。

能够设置从车辆用地板面板主体部2的外缘向上立起的周壁部3，周壁部3连接到车身门槛、前围板、后横梁等。另一方面，在正面碰撞或侧面碰撞等的情况下，力可能会沿使周壁部3向内侧弯曲的方向作用到周壁部3。另外，如果周壁部3附近设置有凹部，则可能会从凹部开始产生裂纹或变形，从而会增大周壁部3向内侧弯曲的可能性。因而，如果通过与周壁部3隔有间隔地设置凹部23，则即使施加有大的力，也能够减小周壁部3从凹部开始向内侧弯曲的可能性。

各凹部的直径和深度在凹部之间可以不同。另外，肋的宽度和高度在肋之间可以不同。

另外，形状在凹部之间可以不同。另外，凹部的形状不限于在纵截面中为圆弧形。例如，由各凹部的缘部形成的平面状图形与凹部的内壁面共同形成的形状可以是圆锥形、圆柱形、多棱柱形、多棱锥形等。

多个凹部可以在不固着到单位凹部群的情况下设置于地板面板主体部。

由于设置于地板面板主体部2的所有多个凹部均从下表面22突出，所以能够在车辆内确保大的内部空间。然而，所有多个凹部均可以成形为从上表面21突出并在下表面22凹陷。在这种情况下，肋设置于上表面21。

可以将肋的厚度“w”设定为大于地板面板主体部的板厚“t”。可选地，可以将肋的厚度“w”设定为等于地板面板主体部的板厚“t”。

以上已经说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式。基于本发明的技术思想能够进行各种变型和改变。

附图标记说明

1 车辆用地板面板

2 地板面板主体部

21 上表面

22 下表面

23-1至23-7 凹部

24-1至24-12 肋

25-1至25-4 平面部分

3 周壁部

Claims (11)

1.一种车辆用地板面板，其包括：

地板面板主体部，其由纤维增强树脂制成；

多个凹部，其在所述地板面板主体部的下表面和上表面中的一方突出并在另一方凹陷，并且所述凹部配置成彼此隔有间隔；以及

肋，其位于所述地板面板主体部的所述一方的表面并且连接两个相邻的所述凹部，

其中，在所述地板面板主体部的所述另一方的表面上，两个相邻的所述凹部通过平面部分连接。

2.根据权利要求1所述的车辆用地板面板，其特征在于，所述肋设置成与连结两个相邻的所述凹部中的一个凹部的中心和另一凹部的中心的直线平行。

3.根据权利要求2所述的车辆用地板面板，其特征在于，设置有与所述直线平行的多个所述肋。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用地板面板，其特征在于，所述肋的高度小于所述凹部的深度。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用地板面板，其特征在于，所述凹部在平面图中为圆形，在纵截面中为圆弧形。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用地板面板，其特征在于，在所述地板面板主体部，沿着车辆前后方向和车辆宽度方向中的至少一个方向配置有多个单位凹部群，各所述单位凹部群由一个凹部和与该一个凹部相邻且包围该一个凹部的六个凹部构成。

7.根据权利要求6所述的车辆用地板面板，其特征在于，所述六个凹部沿着周向以预定间隔配置。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用地板面板，其特征在于，所述纤维增强树脂为不连续纤维增强树脂。

9.根据权利要求7所述的车辆用地板面板，其特征在于，所述纤维增强树脂为不连续纤维增强树脂。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆用地板面板，其特征在于，所述车辆用地板面板还包括从所述地板面板主体部的外缘向上立起的周壁部，所述凹部设置成与所述周壁部隔有间隔。

11.根据权利要求7所述的车辆用地板面板，其特征在于，所述车辆用地板面板还包括从所述地板面板主体部的外缘向上立起的周壁部，所述凹部设置成与所述周壁部隔有间隔。

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