JP2012171533A - Panel structure for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用パネル構造体に関し、とくに、車体フレームとして高い捩り剛性と衝突荷重等に対する優れた柔構造を実現可能な繊維強化樹脂製の自動車用パネル構造体に関する。 The present invention relates to an automotive panel structure, and more particularly to an automotive panel structure made of a fiber reinforced resin capable of realizing an excellent flexible structure against a high torsional rigidity and a collision load as a body frame.
現在の自動車構造は、通常、フレームとパネルが基本的には井桁状の構造に組み上げられている。また、一般に、自動車の車体フレームには、通常、車両前後方向に延びる中心軸周りの、つまり、車体中心に沿った軸周りの高い捩り剛性が必要とされることが多い。とくに、前後の車軸から受ける荷重による捩りに対し、十分に耐え得る剛性が必要とされる。このような捩り剛性を確保するために、セダンなどの通常の車種では、ピラーとルーフを使って車体中央部分の捩り剛性を確保している。しかし、とくにオープンカー(ロードスター)ではこのような手法が採れないので、従来、車体にフレームを付加して捩り剛性を高めるようにしているが、十分に高めることは通常構造的に困難である。 In the current automobile structure, the frame and the panel are basically assembled in a cross-girder structure. In general, a body frame of an automobile usually requires high torsional rigidity around a central axis extending in the vehicle longitudinal direction, that is, around an axis along the center of the vehicle body. In particular, a rigidity that can sufficiently withstand the torsion caused by the load received from the front and rear axles is required. In order to ensure such a torsional rigidity, a normal vehicle type such as a sedan uses a pillar and a roof to ensure the torsional rigidity at the center of the vehicle body. However, since this method cannot be used particularly in an open car (roadster), a torsional rigidity is conventionally increased by adding a frame to the vehicle body. However, it is usually difficult to increase the rigidity sufficiently.
一方で、自動車には、基本的な要求仕様として、衝突時等の乗員の安全性を確保するための構成が求められ、併せて、燃費改善等のための車体の軽量化と、優れた量産性や製造コスト低減等が求められる。乗員の安全性向上のための構造としては、上記の如き車体フレームの高い捩り剛性とともに、例えば、車室内の乗員を衝突時等の衝撃荷重から適切に保護するために、とくに前後からの衝撃荷重に対して車体フレームに柔構造を持たせることも望ましい構成である。 On the other hand, automobiles are required to have a basic configuration that ensures the safety of passengers in the event of a collision, etc. Performance and manufacturing cost reduction are required. The structure for improving the safety of the occupant includes not only the high torsional rigidity of the vehicle body frame as described above, but also, for example, in order to properly protect the occupant in the passenger compartment from the impact load at the time of a collision, especially from the front and rear. On the other hand, it is also desirable that the body frame has a flexible structure.
燃費改善のために車体の軽量化の要求を満たす構造として、構成材料の少なくとも一部を繊維強化樹脂とする検討が進められつつある。例えば特許文献1には、車体の軽量化とともに衝突時等の乗員の安全性を確保するための構成として、車体骨格部の一部を繊維強化樹脂で構成した構造が提案されている。この特許文献1に開示されている構造は、車体の下部を構成する車体骨格部と車室部を独立に形成し、車体骨格部を繊維強化樹脂で形成してその部分に衝撃エネルギー吸収性能を持たせるようにしたものである。 As a structure that satisfies the demand for reducing the weight of the vehicle body in order to improve fuel efficiency, studies are underway to use at least a part of the constituent material as a fiber reinforced resin. For example, Patent Document 1 proposes a structure in which a part of a vehicle body skeleton is made of a fiber reinforced resin as a configuration for reducing the weight of the vehicle body and ensuring the safety of an occupant during a collision. In the structure disclosed in Patent Document 1, a vehicle body skeleton part and a vehicle compartment part constituting the lower part of the vehicle body are formed independently, and the vehicle body skeleton part is formed of a fiber reinforced resin so that impact energy absorption performance is provided in that part. It is intended to have it.
車体フレームの少なくとも一部を繊維強化樹脂で構成することを検討する場合、前述したように現在の自動車構造が基本的にはフレームとパネルが井桁状に組み上げられた構造であるため、その構造をそのまま踏襲したのでは、分岐形状部が多数存在すること、応力集中部が多いこと、荷重の伝達経路が繊維強化樹脂材にとって不適切な箇所が多くなること等により、繊維強化樹脂化は難しい。一方で、繊維強化樹脂は基本的に異方性の材料であるから、適切な構造設計を行えば、特定の方向に高い特性を比較的容易に持たせることが可能である。したがって、前述したような高い捩り剛性の付与や、衝突時等の衝撃荷重に対する好ましい柔構造への構成等も可能となる。しかし、このような望ましい形態を達成するためには、従来の通常の車体フレームの構造に捉われない、特別の技術思想や設計思想が求められることになる。前述の特許文献1には、捩り剛性の向上に関する技術思想はない。 When considering constructing at least a part of the body frame with fiber reinforced resin, as described above, the current automobile structure is basically a structure in which the frame and the panel are assembled in a grid pattern. If followed as it is, it is difficult to make a fiber reinforced resin because there are a lot of branch-shaped portions, there are many stress concentration portions, and there are many places where the load transmission path is inappropriate for the fiber reinforced resin material. On the other hand, since the fiber reinforced resin is basically an anisotropic material, it is possible to relatively easily provide high characteristics in a specific direction by performing an appropriate structural design. Accordingly, it is possible to provide a high torsional rigidity as described above, a configuration with a preferable flexible structure against an impact load at the time of a collision, and the like. However, in order to achieve such a desirable form, a special technical concept and design concept that are not confined by the structure of a conventional normal vehicle body frame are required. In the above-mentioned Patent Document 1, there is no technical idea regarding improvement of torsional rigidity.
そこで本発明の課題は、上記のような実情に鑑み、セダンなどの通常の車種はもちろんのこと、オープンカー(ロードスター)に対しても、十分に高い捩り剛性を付与でき、かつ、衝突時等の衝撃荷重に対する好ましい柔構造を構成できる車体フレームを、軽量化も併せて達成可能な繊維強化樹脂のパネル構造体として実現することにある。 In view of the above circumstances, the object of the present invention is to provide sufficiently high torsional rigidity to an open car (roadster) as well as a normal car model such as a sedan, and at the time of a collision. An object of the present invention is to realize a vehicle body frame that can constitute a flexible structure with respect to an impact load as a panel structure of a fiber reinforced resin that can be achieved while reducing the weight.
上記課題を解決するために、本発明に係る自動車用パネル構造体は、自動車の前後の車軸からの荷重を支持可能な、車両前後方向に延びる繊維強化樹脂からなるパネル構造体であって、平面的に見て該構造体の前後部にわたって8の字状の閉ループ形状に延びるスチフナを有することを特徴とするものからなる。
In order to solve the above problems, an automotive panel structure according to the present invention is a panel structure made of a fiber reinforced resin that can support a load from the front and rear axles of a vehicle and that extends in the vehicle front-rear direction. In particular, the structure has a stiffener extending in a closed loop shape in the shape of a
この本発明に係る自動車用パネル構造体においては、上記スチフナによる8の字状の閉ループ形状の少なくとも内側の構造体部分が、面構造を有することが好ましい。もちろん、スチフナによる8の字状の閉ループ形状の外側の構造体部分にも面構造部を設けることができる。また、上記スチフナによる8の字状の閉ループ形状の8の字中央部は、交差形状部または接近・離反形状部に形成できる。 In the automotive panel structure according to the present invention, it is preferable that at least the inner structure portion of the 8-shaped closed loop formed by the stiffener has a surface structure. Of course, the surface structure portion can also be provided on the outer structure portion of the 8-shaped closed loop shape by the stiffener. Further, the 8-shaped central portion of the 8-shaped closed loop shape formed by the stiffener can be formed in an intersecting shape portion or an approach / separation shape portion.
このような本発明に係る自動車用パネル構造体においては、スチフナ部分と面構造部分とでパネル構造体が形成されるが、スチフナ部分が8の字状の閉ループ形状に構成されるため、主として8の字中央部のスチフナの交差形状部(交差するように延びる部分)または接近・離反形状部(交差するように延びるが、実際には交差せずに、接近・離反するように延びる部分)がパネル構造体全体に加わる捩り力に対し高い引張あるいは圧縮抗力を発現できることにより、高い捩り剛性が付与される。同時に、8の字の輪状部分は、輪状形状を保ちながらその全体形状としては変形しやすい構造となり、この部分が柔構造を実現しやすい構造部分となるから、このスチフナ部分によってパネル構造体全体としての柔構造も実現されることになる。そして、パネル構造体は繊維強化樹脂からなるので、本来の特性である軽量性も発現できる。その結果、十分に高い捩り剛性を発現でき、かつ、衝突時等の衝撃荷重に対する好ましい柔構造を構成でき、しかも軽量化も併せて達成できる自動車用パネル構造体が実現される。 In such an automotive panel structure according to the present invention, a panel structure is formed by a stiffener portion and a surface structure portion. However, since the stiffener portion is configured in an 8-shaped closed loop shape, The stiffener cross-shaped part (the part extending so as to cross) or the approaching / separating shape part (the part extending so as to cross but extend so as to approach and separate without actually crossing) A high torsional rigidity is imparted by being able to develop a high tensile or compressive resistance against the torsional force applied to the entire panel structure. At the same time, the ring-shaped portion of the figure 8 has a structure that is easy to deform while maintaining the ring shape, and this portion becomes a structure portion that can easily realize a flexible structure. The flexible structure will be realized. And since a panel structure consists of fiber reinforced resin, the lightness which is an original characteristic can also be expressed. As a result, a vehicle panel structure that can exhibit sufficiently high torsional rigidity, can form a preferable flexible structure with respect to an impact load at the time of a collision, and can achieve weight reduction can be realized.
上記本発明に係る自動車用パネル構造体においては、上記スチフナの少なくとも上記8の字中央部の上記交差形状部または接近・離反形状部では、スチフナを構成する繊維強化樹脂の強化繊維の少なくとも一部がスチフナ延設方向に沿って延びていることが好ましい。とくに、上記スチフナを構成する繊維強化樹脂の強化繊維の少なくとも一部がスチフナ延設方向に沿って連続的に延びていることが好ましい。このように構成すれば、上記8の字中央部において、スチフナがパネル構造体全体に加わる捩り力に対しより高い引張あるいは圧縮抗力を発現できるようになり、パネル構造体全体としてより高い捩り剛性が達成される。 In the automotive panel structure according to the present invention, at least a part of the reinforcing fibers of the fiber reinforced resin constituting the stiffener is at least the cross shape portion or the approaching / separating shape portion of the stiffener at the center of the figure 8. Preferably extends along the stiffener extension direction. In particular, it is preferable that at least a part of the reinforcing fibers of the fiber reinforced resin constituting the stiffener extend continuously along the stiffener extending direction. If comprised in this way, in the said 8 character center part, a stiffener will be able to express higher tensile or compression resistance with respect to the torsional force added to the whole panel structure body, and higher torsional rigidity as the whole panel structure body is attained. Achieved.
また、上記スチフナによる8の字状の閉ループ形状の8の字中央部は、車両前後方向にはほぼ中央部に位置することになるが、この閉ループ形状の8の字中央部は、車両幅方向においてもほぼ中央部に位置されていることが好ましい。このように構成すれば、パネル構造体全体としてバランスのとれた捩り剛性を発現できるようになる。また、8の字の輪状部分による柔構造も、パネル構造体全体に対しバランスのとれたものとなる。 Further, the 8-shaped central portion of the 8-shaped closed loop shape by the stiffener is located substantially at the central portion in the vehicle front-rear direction, but the closed-loop shaped 8-shaped central portion is arranged in the vehicle width direction. It is preferable that it is located in the substantially central part. If comprised in this way, the torsional rigidity balanced as the whole panel structure body can be expressed now. Further, the flexible structure with the ring-shaped portion of the figure 8 is also balanced with respect to the entire panel structure.
また、本発明に係る自動車用パネル構造体においては、上記8の字状の閉ループ形状に延びるスチフナを有する構造体部分全体が一体成形されていることが好ましい。一体成形により、目標とする剛性をより容易に発現できるようになるとともに、生産性を大幅に向上することが可能になる。 Moreover, in the automotive panel structure according to the present invention, it is preferable that the entire structure portion having the stiffener extending in the above-mentioned 8-shaped closed loop shape is integrally formed. By the integral molding, the target rigidity can be expressed more easily, and the productivity can be greatly improved.
上記一体成形により、次のような利点が得られる。まず、構造上の利点として、(1)強化繊維自体の連続性と、(2)外力に対する強化繊維間のひずみの連続性が得られるので、高い構造上の特性が発現すること、特性が安定して発現すること、等の利点が得られる。また、成形性(作りやすさ)についての利点として、(1)コストに関して、個々の部品を作る型や工程、それらを組み上げる工程が不要となるので、コストを低減できる、(2)精度に関して、構造体の寸法精度が、他部品組み立て時の誤差累積がないので、高精度で成形できる、(3)RTM成形性に関して、強化繊維を樹脂含浸前に成形型に充填するので、形状(特に曲面)に沿った方向に強化繊維を配置しやすく、出来上がった成形品は、形状と強化繊維の方向が適合しているので、外力に対して安定して高い特性を発現させることができる、等の利点が得られる。 The following advantages can be obtained by the integral molding. First, as structural advantages, (1) continuity of the reinforcing fiber itself and (2) continuity of strain between the reinforcing fibers with respect to external force can be obtained, so that high structural characteristics are expressed and the characteristics are stable. And the like. In addition, as an advantage for formability (easiness to make), (1) cost can be reduced because there is no need for molds and processes for assembling individual parts and processes for assembling them. (2) Regarding accuracy, The dimensional accuracy of the structure does not accumulate errors when assembling other parts, so it can be molded with high accuracy. (3) Regarding the RTM moldability, the reinforcing fiber is filled in the mold before resin impregnation, so the shape (particularly curved surface) ) It is easy to arrange the reinforcing fibers in the direction along the direction, and the finished molded product is compatible with the shape and direction of the reinforcing fibers, so that it can stably exhibit high characteristics against external force, etc. Benefits are gained.
本発明に係る自動車用パネル構造体の基本構造部分は、上述の如く8の字状の閉ループ形状に延びるスチフナを有する構造体部分であるが、本発明では、この8の字状の閉ループ形状に延びるスチフナを有する構造体部分の車両幅方向側面に、上下方向に伸延する、繊維強化樹脂からなる別の構造体が接合されている構造を採用することもできる。例えば後述の実施態様に示すように、上記本発明に係る自動車用パネル構造体の基本構造部分で車体フレームのフロア側部分を構成し、その構造体部分に対し、車体フレームの側面パネル相当部分に、上下方向に伸延する、繊維強化樹脂からなる別の構造体が接合されている構造に構成できる。このように構成すれば、車体フレームの必要基本構成部分の大部分を構成でき、車体フレームの軽量化、捩り剛性の向上が効果的に実現されることになる。 The basic structure portion of the automobile panel structure according to the present invention is a structure portion having a stiffener extending in the shape of an 8-shaped closed loop as described above. It is also possible to employ a structure in which another structure made of fiber reinforced resin, which extends in the vertical direction, is joined to the side surface in the vehicle width direction of the structure portion having the extending stiffener. For example, as shown in an embodiment described later, a floor side portion of a vehicle body frame is configured by the basic structure portion of the above-described automotive panel structure according to the present invention, and the side wall panel equivalent portion of the vehicle body frame is formed with respect to the structure portion. Further, it is possible to configure a structure in which another structure made of fiber reinforced resin that extends in the vertical direction is joined. With this configuration, most of the necessary basic components of the body frame can be configured, and the weight reduction and torsional rigidity of the body frame can be effectively realized.
上記別の構造体は、前記8の字状の閉ループ形状に延びるスチフナを有する構造体部分のスチフナに接合されていることが好ましい。このようにすれば、両構造体部分同士の接合強度を高く維持できる。また、上記別の構造体も、閉ループ形状に延びるスチフナを有する構造であることが好ましい。これにより、別の構造体部分も高い捩り剛性を有することになり、両構造体が接合された自動車用パネル構造体全体としても、高い捩り剛性を発現できる。 It is preferable that the another structure is joined to a stiffener of a structure portion having a stiffener extending in the shape of a closed loop of the figure 8. If it does in this way, the joint strength of both structure parts can be maintained high. Moreover, it is preferable that said another structure is also a structure which has the stiffener extended in a closed loop shape. Thereby, another structure part also has high torsional rigidity, and high torsional rigidity can be expressed also as the whole panel structure for vehicles by which both structures were joined.
本発明において、使用される繊維強化樹脂の強化繊維としては、とくに限定されず、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維などを使用でき、さらにこれら強化繊維を組み合わせたハイブリッド構成の採用も可能である。高い捩り剛性実現の観点からは、剛性、強度が高く、成形が容易で、構造設計も行いやすい炭素繊維を含む形態が好ましい。とくに、少なくとも上記8の字状の閉ループ形状に延びるスチフナを有する構造体部分を構成する繊維強化樹脂が、炭素繊維を含むことが好ましい。また、繊維強化樹脂のマトリックス樹脂としても、とくに限定されず、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれも使用可能である。使用可能な熱硬化性樹脂としては、代表的にはエポキシ樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂を用いる場合の成形には、RTM(Resin Transfer Molding)やプリプレグを用いたプレス成形等の成形方法の適用が可能である。熱可塑性樹脂の場合には、上記成形法に加えて、射出成形の適用も可能である。使用可能な熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド(ナイロン6、ナイロン66等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等)、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ABS、液晶ポリエステルや、アクリロニトリルとスチレンの共重合体等を用いることができる。これらの混合物でもよい。また、ナイロン6とナイロン66との共重合ナイロンのように共重合したものであってもよい。さらに得たい成形品の要求特性に応じて、難燃剤、耐候性改良剤、その他酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、相溶化剤、導電性フィラー等を添加しておくことができる。 In the present invention, the reinforcing fiber of the fiber reinforced resin used is not particularly limited, and carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, and the like can be used, and a hybrid configuration in which these reinforcing fibers are combined can also be adopted. From the viewpoint of realizing high torsional rigidity, a form including carbon fiber having high rigidity and strength, easy molding, and easy structural design is preferable. In particular, it is preferable that the fiber reinforced resin constituting the structural body portion having the stiffener extending in at least the above-mentioned 8-shaped closed loop shape contains carbon fiber. Further, the matrix resin of the fiber reinforced resin is not particularly limited, and either a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. A typical example of the thermosetting resin that can be used is an epoxy resin. For molding in the case of using a thermosetting resin, it is possible to apply a molding method such as RTM (Resin Transfer Molding) or press molding using a prepreg. In the case of a thermoplastic resin, injection molding can be applied in addition to the above molding method. Usable thermoplastic resins include, for example, polyamide (nylon 6, nylon 66, etc.), polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polycarbonate, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide. Polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherimide, polystyrene, ABS, liquid crystal polyester, a copolymer of acrylonitrile and styrene, and the like can be used. A mixture of these may also be used. Moreover, what was copolymerized like the copolymer nylon of nylon 6 and nylon 66 may be used. Furthermore, depending on the required properties of the molded product to be obtained, flame retardants, weather resistance improvers, other antioxidants, heat stabilizers, UV absorbers, plasticizers, lubricants, colorants, compatibilizers, conductive fillers, etc. It can be added.
このように、本発明に係る自動車用パネル構造体によれば、繊維強化樹脂からなり、8の字状の閉ループ形状に延びるスチフナを有する構成とすることにより、車体フレームの軽量化とともに、オープンカー(ロードスター)に対しても十分に高い捩り剛性の発現および衝突時等の衝撃荷重に対する好ましい柔構造を実現でき、自動車用パネル構造体として望ましい構造を提供できる。 As described above, according to the automotive panel structure of the present invention, the structure including the stiffener made of fiber reinforced resin and extending in the shape of a closed loop of an 8-shape can reduce the weight of the vehicle body frame and open car. A sufficiently flexible structure for a torsional rigidity and a favorable flexible structure against an impact load such as a collision can be realized even for (roadster), and a desirable structure as an automotive panel structure can be provided.
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施態様に係る自動車用パネル構造体を示している。図1において、1は、自動車用パネル構造体を示しており、パネル構造体1は、車両前後方向X−Xに延びており、自動車の前後の車輪4の回転軸である車軸2、3からの荷重を支持可能に構成されている。このパネル構造体1は、車両前後方向X−Xに延びる繊維強化樹脂からなるパネル構造体からなる。本実施態様では、パネル構造体1は、主として車体フレームのフロア側部分を構成し、主として水平方向に伸延する水平パネル部5と、水平パネル部5の車両幅方向Y−Yの両側に接合された上下方向に伸延する別の構造体としての上下パネル部6との一体化構造に構成されている。この水平パネル部5が、本発明における、平面的に見てパネル構造体1の前後部にわたって8の字状の閉ループ形状に延びるスチフナ7を有する部分に構成されており、両側の上下パネル部6は、水平パネル部5のスチフナ7に接合されている。この水平パネル部5における、スチフナ7による8の字状の閉ループ形状の少なくとも内側の構造体部分が、面構造を有する面構造部8として構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an automotive panel structure according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automobile panel structure. The panel structure 1 extends in the vehicle front-rear direction XX, and is from
上記水平パネル部5は、図2に示すように構成されている。スチフナ7による8の字状の閉ループ形状部9の8の字中央部10は、スチフナ7が交差して延びる交差形状部に構成されている。この8の字中央部は、パネル構造体1の車両前後方向X−Xにおける中央部に位置されているとともに、車両幅方向Y−Yにおいても中央部に位置されている。 The horizontal panel portion 5 is configured as shown in FIG. The 8-shaped central portion 10 of the 8-shaped closed loop shape portion 9 formed by the stiffener 7 is configured as an intersecting shape portion that the stiffener 7 extends. The central portion of the figure 8 is positioned at the central portion of the panel structure 1 in the vehicle longitudinal direction XX, and is also positioned at the central portion in the vehicle width direction YY.
上記8の字状の閉ループ形状部の8の字中央部の構造に関しては、図2に示した構造の他に、例えば図3に示すような構造も採り得る。図3に示す水平パネル部11においては、スチフナ12による8の字状の閉ループ形状部13の8の字中央部14は、その両側で延びているスチフナ12が交差はせずに互いに接近、離反する接近・離反形状部に形成されている。
Regarding the structure of the center of the figure 8 in the figure 8 closed loop shape part, in addition to the structure shown in FIG. 2, for example, a structure as shown in FIG. In the
上下方向に伸延する別の構造体としての上下パネル部6は、例えば図4に示すように構成されている。この上下パネル部6もまた、スチフナ21が、8の字状に延びる閉ループ形状部22として形成されており、その8の字状の閉ループ形状部22の8の字中央部23は、その両側で延びているスチフナ21が交差はせずに互いに接近、離反する接近・離反形状部に形成されている。そして、スチフナ21による8の字状の閉ループ形状の少なくとも内側の構造体部分が、面構造を有する面構造部24として構成されている。
The upper and lower panel part 6 as another structure extended in the up-down direction is configured, for example, as shown in FIG. The upper and lower panel portions 6 also have a
上記水平パネル部5および上下パネル部6におけるスチフナの断面構造としては、各種形態の採用が可能である。例えば、図2のA−A線に沿って見た断面形態にて、図5に例示するような各種形態を採り得る。図5(A)に示す形態では、横断面形状が6角形の中空のスチフナ部31に形成され、スチフナ部31間に面構造部32が形成されている。図5(B)に示す形態では、横断面形状が4角形のスチフナ部33に形成され、スチフナ部33間に面構造部34が形成されている。図5(C)に示す形態では、横断面形状が円形のスチフナ部35に形成され、スチフナ部35間に面構造部36が形成されている。図5(D)に示す形態では、横断面形状がI形のスチフナ部37に形成され、スチフナ部37間に面構造部38が形成されている。図5(E)に示す形態では、横断面形状が6角形のスチフナ部39に形成されるが、繊維強化樹脂からなる6角形のスチフナ部39内に、コア材40(例えば、発泡樹脂等からなるコア材)が充填されてスチフナ部が構成され、これらスチフナ部間に面構造部41が形成されている。図5(F)に示す形態では、横断面形状が6角形の中空のスチフナ部42に形成されるが、スチフナ部42の中空部内を面構造部43が貫通して延びる形態とされている。図5(G)に示す形態では、横断面形状が台形状の4角形の中空のスチフナ部44(上記6角形の中空のスチフナ部の半分の形態)に形成され、スチフナ部44が面構造部45の片面側のみに配置された形態とされている。図示例以外にも、各種の形態を採り得る。どのようなスチフナ断面形状を選択するかは、パネル構造体に要求される機能や機械的特性、表面形態等に応じて適宜決定すればよい。
Various forms can be adopted as the cross-sectional structure of the stiffener in the horizontal panel portion 5 and the upper and lower panel portions 6. For example, various forms as illustrated in FIG. 5 can be adopted in a cross-sectional form taken along line AA in FIG. In the form shown in FIG. 5A, a hollow stiffener portion 31 having a hexagonal cross-sectional shape is formed, and a surface structure portion 32 is formed between the stiffener portions 31. In the form shown in FIG. 5B, the cross-sectional shape is formed in a
上記のように構成された本実施態様に係る自動車用パネル構造体1においては、一体化構造のパネル構造体1が繊維強化樹脂からなるので、先ず、車体フレームが軽量化できる。そして、このパネル構造体1が、とくにその水平パネル部5が、スチフナ7が8の字状の閉ループ形状部9に構成されるため、主として8の字中央部10のスチフナ7の交差形状部において(図3に示した構造では、スチフナ12の接近・離反形状部において)、斜めに延びるスチフナ7がパネル構造体全体に加わる捩り力(両方向の捩り力)に対して、高い引張あるいは圧縮抗力を発現できる。したがって、パネル構造体1全体には、高い捩り剛性が与えられる。この高い捩り剛性の付与とともに、8の字の輪状部分は、前部側8の字の輪状部分、後部側8の字の輪状部分ともに、輪状形状を保ちながらその全体形状としては変形しやすい構造となる。すなわち、これらの部分が、周囲からの荷重に対して変形されやすい柔構造として構成されることになる。したがって、衝突時等の衝撃荷重に対し、適切な変形により衝撃エネルギーを吸収可能な、望ましい自動車用パネル構造体の柔構造が実現されることとなる。
In the automotive panel structure 1 according to the present embodiment configured as described above, since the panel structure 1 having an integrated structure is made of a fiber reinforced resin, first, the body frame can be reduced in weight. And this panel structure 1, especially the horizontal panel part 5, since the stiffener 7 is comprised in the closed loop shape part 9 of the figure 8 shape, In the cross-shaped part of the stiffener 7 of the figure 8 center part 10 mainly. (In the structure shown in FIG. 3, the
スチフナ21が8の字状に延びる閉ループ形状部22として形成された上下パネル部6を水平パネル部5に接合することにより、水平パネル部5による上記のような柔構造を実質的に損なうことなく、閉ループ形状部22の8の字の輪状部分により、主として上下方向の柔構造も形成されることになり、この方向にも望ましい自動車用パネル構造体の柔構造が実現されることとなる。さらに、上下パネル部6の付加により、パネル構造体1全体としての捩り剛性が一層向上され、さらに高い捩り剛性が実現される。
By joining the upper and lower panel parts 6 formed as the closed
本発明に係る自動車用パネル構造体は、あらゆる車種の自動車に適用可能であるが、とくに、従来適用が困難であったオープンカー(ロードスター)にも適用できる。 The automotive panel structure according to the present invention can be applied to automobiles of all types of vehicles, but can also be applied to open cars (roadsters) that have been difficult to apply in the past.
1 自動車用パネル構造体
2、3 車軸
4 車輪
5 水平パネル部
6 上下パネル部
7 スチフナ
8 面構造部
9 8の字状の閉ループ形状部
10 8の字中央部
11 水平パネル部
12 スチフナ
13 8の字状の閉ループ形状部
14 8の字中央部
21 スチフナ
22 8の字状に延びる閉ループ形状部
23 8の字中央部
24 面構造部
31、33、35、37、39、42、44 スチフナ部
32、34、36、38、41、43、45 面構造部
40 コア材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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JP2015110397A (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-18 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle body resin panel structure |
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2011
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