JP2014000836A - 自動車のｆｒｐ製キャビン - Google Patents

Abstract

【課題】 重量の増加を最小限に抑えながらＦＲＰ製キャビンのフロアパネルにシートを強固に固定する。
【解決手段】 シート７４の前部を支持する前部インサート部材８１をフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａに固定するとともに、シート７４の後部を支持する後部インサート部材８３をリヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂおよびアウタースキン２０に固定したので、前部インサート部材８１および後部インサート部材８３を強度の高いフロントクロスメンバ４０およびリヤクロスメンバ４１に強固に固定することができる。しかも前面衝突によりシート７４に前向きの慣性力が作用したとき、強度上つらくなる後部インサート部材８３だけをリヤクロスメンバ４１およびアウタースキン２０の両方に固定し、強度上楽になる前部インサート部材８１をフロントクロスメンバ４０だけに固定することで、前部インサート部材８１を小型化して重量を軽減することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車室内側に位置するインナースキンと車室外側に位置するアウタースキンとの間にコア材を挟持して構成したＦＲＰ製のフロアパネルを備える自動車用のＦＲＰ製キャビンに関する。

ＣＦＲＰ（カーボン繊維強化樹脂）でバスタブ状に成形した自動車のキャビンのフロアパネルを上壁および下壁間にフォームコアを挟持して構成し、フロアパネルに下壁側から上壁側にインサートしたカラー本体の上端に上壁側からワッシャを当接し、シートレールおよびワッシャを貫通するボルトをカラー本体に螺合することで、シートをフロアパネルに固定するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２０１０−２０８４４５号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたものは、シトレールをフロアパネルの平坦部分に固定しているため、フロアパネルにブロック状のＣＦＲＰよりなるインサート体を埋め込んで補強することが必要になって重量が増加する問題があるだけでなく、シートレールの前部および後部をフロアパネルに固定する前後一対のカラー本体が、何れもフロアパネルの上壁および下壁を接続する大型のものであるため、その強度が過剰になって重量増加の要因となる可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、重量の増加を最小限に抑えながらＦＲＰ製キャビンのフロアパネルにシートを強固に固定することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車室内側に位置するインナースキンと車室外側に位置するアウタースキンとの間にコア材を挟持して構成したＦＲＰ製のフロアパネルを備える自動車用のＦＲＰ製キャビンであって、前記インナースキンは、前壁、上壁および後壁を有して車幅方向に延びるフロントクロスメンバと、前壁、上壁および後壁を有して車幅方向に延びるリヤクロスメンバとを備え、シートの前部を支持する前部インサート部材を前記フロントクロスメンバの前壁に固定するとともに、前記シートの後部を支持する後部インサート部材を前記リヤクロスメンバの上壁および前記アウタースキンに固定したことを特徴とする自動車のＦＲＰ製キャビンが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記前部インサート部材は、フランジを有する本体部と、前記フランジと同径以上の直径を有して前記本体部に嵌合するワッシャとからなり、前記フランジを前記フロントクロスメンバの前壁の裏面に接着し、前記ワッシャを前記フロントクロスメンバの前壁の表面に接着したことを特徴とする自動車のＦＲＰ製キャビンが提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記後部インサート部材は、前記リヤクロスメンバの前壁、上壁および後壁の裏面に嵌合し、かつ前記アウタースキンの裏面に当接してボルトで固定される本体部と、前記リヤクロスメンバの上壁を挟んで前記本体部に圧入されるワッシャとからなることを特徴とする自動車のＦＲＰ製キャビンが提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記フロアパネルの車幅方向外側に一体に連なるサイドシルを備え、前記インナースキンにおける前記フロアパネルおよび前記サイドシルの境界に前後方向に延びる傾斜面を形成し、前記傾斜面と前記アウタースキンとを前後方向に延びるフレーム部材で結合し、前記フロントクロスメンバの高さは前記傾斜面の高さに略一致することを特徴とする自動車のＦＲＰ製キャビンが提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、車体中心線を挟む左右の前記コア材の前半部は、それに連なるサイドシルの前部側を中心として波紋状に形成した凹凸部を備えるとともに、車体中心線を挟む左右の前記コア材の後半部を、それに連なる前記サイドシルの後部側を中心として波紋状に形成した凹凸部を備え、前記フロントクロスメンバは前記コア材の前半部および後半部の境界上に位置することを特徴とする自動車のＦＲＰ製キャビンが提案される。

尚、実施の形態のフロントフロアパネル２５は本発明のフロアパネルに対応する。

請求項１の構成によれば、ＦＲＰ製のフロアパネルは、車室内側に位置するインナースキンと車室外側に位置するアウタースキンとの間にコア材を挟持して構成され、インナースキンは、前壁、上壁および後壁を有して車幅方向に延びるフロントクロスメンバと、前壁、上壁および後壁を有して車幅方向に延びるリヤクロスメンバとを備える。シートの前部を支持する前部インサート部材をフロントクロスメンバの前壁に固定するとともに、シートの後部を支持する後部インサート部材をリヤクロスメンバの上壁およびアウタースキンに固定したので、シートから大きな荷重が加わる前部インサート部材および後部インサート部材を強度の高いフロントクロスメンバおよびリヤクロスメンバに強固に固定することができる。しかも前面衝突によりシートに前向きの慣性力が作用したとき、後部インサート部材にはリヤクロスメンバをフロアパネルから引き離すように上向きの荷重が加わって強度上つらくなるが、後部インサート部材をリヤクロスメンバおよびアウタースキンの両方に固定することで、前記上向きの荷重を確実に支持することができる。一方、前面衝突時に前部インサート部材にはフロントクロスメンバをフロアパネルに押し付けるように下向きの荷重が加わるために強度上楽になるが、前部インサート部材をフロントクロスメンバだけに固定することで、前部インサート部材を小型化して重量を軽減することができる。

また請求項２の構成によれば、前部インサート部材は、フランジを有する本体部と、フランジと同径以上の直径を有して本体部に嵌合するワッシャとからなり、フランジをフロントクロスメンバの前壁の裏面に接着し、ワッシャをフロントクロスメンバの前壁の表面に接着したので、シートから前部インサート部材に加わる前後方向の荷重をフロントクロスメンバに伝達して強固に支持することで座り心地を高めることができ、しかも前部インサート部材はフロントクロスメンバの前面に位置するのでシートの着脱が容易である。

また請求項３の構成によれば、後部インサート部材は、リヤクロスメンバの前壁、上壁および後壁の裏面に嵌合し、かつアウタースキンの裏面に当接してボルトで固定される本体部と、リヤクロスメンバの上壁を挟んで本体部に圧入されるワッシャとからなるので、シートから後部インサート部材に加わる前後方向の荷重をリヤクロスメンバおよびアウタースキンに伝達して強固に支持することでの座り心地を高めるとともに、前面衝突時に大きな前後方向荷重が作用した場合でも、フロアパネルを特別に厚くして補強することなく、シートを強固に固定することができる。

また請求項４の構成によれば、フロアパネルの車幅方向外側に一体に連なるサイドシルを備え、インナースキンにおけるフロアパネルおよびサイドシルの境界に前後方向に延びる傾斜面を形成し、傾斜面とアウタースキンとを前後方向に延びるフレーム部材で結合したので、側面衝突の衝突荷重によってサイドシルを車幅方向内側に倒す曲げモーメントが作用したときに、インナースキンの傾斜面が前記曲げモーメントをフロアパネルに伝達して支持することで、クロスメンバの数を増加させたりクロスメンバの高さを増加させたりせずとも、サイドシルの倒れを防止することができる。またインナースキンの傾斜面とアウタースキンとを前後方向に延びるフレーム部材に結合したので、前記傾斜面の変形を抑制することができるだけでなく、前記曲げモーメントをフレーム部材を介してアウタースキンに伝達することで、サイドシルの倒れを一層確実に防止することができる。特に、フロントクロスメンバの高さは傾斜面およびフレーム部材の高さに略一致するので、側面衝突の衝突荷重をサイドシルからフロントクロスメンバに一層確実に伝達して支持することができる。

また請求項５の構成によれば、車体中心線を挟む左右のコア材の前半部は、それに連なるサイドシルの前部側を中心として波紋状に形成した凹凸部を備えるとともに、車体中心線を挟む左右のコア材の後半部を、それに連なるサイドシルの後部側を中心として波紋状に形成した凹凸部を備え、フロントクロスメンバはコア材の前半部および後半部の境界上に位置するので、サイドシルの前後方向中間部に入力した側面衝突の衝突荷重は、サイドシルおよびクロスメンバから前部領域のコア材の凹凸部を介して前方に分散され、かつサイドシルおよびクロスメンバから後部領域のコア材の凹凸部を介して後方に分散されて効率的に吸収される。特に、コア材はＦＲＰ製であるために凹凸部を深く形成することができ、しかもコア材はインナースキンおよびアウタースキン間に挟持されてフロアパネルの強度を高めるので、衝突荷重の伝達を効率良く行えるだけでなく、凹凸部はクロスメンバからも延びるので、サイドシルからクロスメンバに伝達された衝突荷重を凹凸部に確実に伝達することができる。

自動車のＣＦＲＰ製のキャビンの斜視図。 図１の２方向矢視図。 インナースキンを取り外したキャビンの斜視図。 図２の４−４線断面図。 図２の５−５線断面図。

以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施の形態を説明する。尚、本明細書における前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向は、運転席に着座した運転者を基準としている。

図１および図２に示すように、自動車の車体フレームはカーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）でバスタブ状に形成したキャビン１１と、キャビン１１の前端に接続されたアルミニウム合金の鋳造部品である左右一対のサスペンション支持モジュール１２，１２と、サスペンション支持モジュール１２，１２の前端から前方に延びるアルミニウム合金の押出し材よりなる左右一対のフロントサイドフレーム前部１３，１３と、フロントサイドフレーム前部１３，１３の前端に支持されたＣＦＲＰ製のフロントエンドモジュール１４と、フロントエンドモジュール１４の左右両端から後上方に延びるＣＦＲＰ製の左右一対のロアメンバ１５，１５と、ロアメンバ１５，１５の後端から後上方に延びてキャビン１１の前端に接続されたＣＦＲＰ製の左右一対のアッパーメンバ１６，１６と、キャビン１１の後部上面に立設されたＣＦＲＰ製のロールバー１７と、ロールバー１７を後方から支えて補強するＣＦＲＰ製の左右一対のステー１８，１８とを備える。

キャビン１１はインナースキン１９およびアウタースキン２０を上下に接合した中空構造であり、前端のダッシュパネル２１と、ダッシュパネル２１の車幅方向両端から後方に延びる左右一対のサイドシル２２，２２と、サイドシル２２，２２の後端から後上方に延びる左右一対のリヤサイドフレーム２３，２３と、リヤサイドフレーム２３，２３の後端間を車幅方向に接続するリヤエンドクロスメンバ２４と、ダッシュパネル２１および左右のサイドシル２２，２２を接続するフロントフロアパネル２５と、フロントフロアパネル２５の後端から立ち上がるキックアップ部２６と、キックアップ部２６の上端から後方に延びてリヤサイドフレーム２３，２３およびリヤエンドクロスメンバ２４に接続するリヤフロアパネル２７とを備える。

フロントエンドモジュール１４は、車幅方向に延びるバンパービーム２８と、バンパービーム２８の車幅方向両端部から後方に延びてフロントサイドフレーム前部１３，１３の前端に接続される左右一対のバンパービームエクステンション２９，２９と、バンパービームエクステンション２９，２９間に支持された枠状のフロントバルクヘッド３０とを備える。各々のサスペンション支持モジュール１２は、フロントサイドフレーム前部１３の後端とダッシュパネル２１の前面とに接続されたフロントサイドフレーム後部３１と、フロントサイドフレーム後部３１から車幅方向外側かつ上方に延びてダッシュパネル２１の前面に接続されたダンパーハウジング３２とを一体に備える。ダッシュパネル２１の左右両端部は、サイドシル２２，２２の前端から上方に立ち上がる左右一対のフロントピラーロア前部３３，３３を構成する。フロントピラーロア前部３３，３３の後面に左右一対の金属製のフロントピラーロア後部３４，３４および左右一対の金属製のフロントピラーアッパー３５，３５が接続され、左右のフロントピラーアッパー３５，３５の上端間が車幅方向に延びる金属製のフロントルーフアーチ３６で接続される。

ダッシュパネル２１はフロントフロアパネル２５の前端から斜め上方に延びる傾斜壁３７と、傾斜壁３７の前端から上方に延びる鉛直壁３８とを備える。ダッシュパネル２１の傾斜壁３７およびフロントフロアパネル２５の上下面を構成するインナースキン１９およびアウタースキン２０の車幅方向中央部から、前後方向に延びるフロアトンネル３９が上方に隆起する。またフロントフロアパネル２５の上面を構成するインナースキン１９から、フロアトンネル３９に交差して車幅方向に延びるフロントクロスメンバ４０およびリヤクロスメンバ４１が上方に隆起する。一方、リヤフロアパネル２７は、インナースキン１９およびアウタースキン２０が共に平坦に形成される。

フロアトンネル３９の左側および右側のフロントフロアパネル２５上にそれぞれシート７４が配置される。各々のシート７４は、フロントクロスメンバ４０およびリヤクロスメンバ４１間を接続するように架設された左右一対のシートレール７５，７５上に、前後移動可能に支持される。

図１および図３に示すように、キャビン１１を構成するインナースキン１９およびアウタースキン２０は、ダッシュパネル２１、左右のサイドシル２２，２２、左右のリヤサイドフレーム２３，２３およびリヤエンドクロスメンバ２４の外周を取り囲むように延びる接合フランジ１９ａ，２０ａを備えており、両接合フランジ１９ａ，２０ａは接着、溶着、リベット等で接合される。

フロントフロアパネル２５は、インナースキン１９およびアウタースキン２０間に挟持された波板よりなる左右のコア材４２，４２を備える。サイドシル２２およびフロアトンネル３９間に挟まれたコア材４２は一体成形された部材であり、フロントクロスメンバ４０の前方の第１部分Ａと、第１部分Ａの前方の第２部分Ｂと、フロントクロスメンバ４０の後方の第３部分Ｃと、第３部分Ｃの後方の第４部分Ｄとに区画される（図３参照）。

第１部分Ａはサイドシル２２の前側部分を中心Ｏ１として同心円の波紋状に延びる複数の凹凸部４２ａ…を備えており、凹凸部４２ａ…の車幅方向外端はサイドシル２２に接続され、凹凸部４２ａ…の後端はフロントクロスメンバ４０に接続される。第１部分Ａおよび第２部分Ｂの境界線は中心Ｏ１を通り、第２部分Ｂのコア材４２は第１部分Ａのコア材４２の凹凸部４２ａ…に接線状に接続して前後方向に延びる凹凸部４２ｂ…を備える。

また第３部分Ｃはサイドシル２２の後側部分を中心Ｏ２として同心円の波紋状に延びる複数の凹凸部４２ｃ…を備えており、凹凸部４２ｃ…の車幅方向外端はサイドシル２２に接続され、凹凸部４２ｃ…の前端はフロントクロスメンバ４０に接続される。第３部分Ｃおよび第４部分Ｄの境界線は中心Ｏ２を通り、第４部分Ｂのコア材４２は第３部分Ｃのコア材４２の凹凸部４２ｃ…に接線状に接続して前後方向に延びる凹凸部４２ｄ…を備える。

ダッシュパネル２１の傾斜壁３７は、インナースキン１９およびアウタースキン２０間に挟持された波板状のコア材４３を備えており、その傾斜壁３７のコア材４３の前後方向に延びる凹凸部４３ａ…は、フロントフロアパネル２５のコア材４２の第２部分Ｂの凹凸部４２ｂ…に連続している。またキックアップ部２６およびリヤフロアパネル２７は、それぞれインナースキン１９およびアウタースキン２０間に挟持された波板状のコア材４５，４６を備えており、それらのコア材４５，４６の凹凸部４５ａ…，４６ａ…は何れも車幅方向に延びている。従って、フロントフロアパネル２５のコア材４２の第４部分Ｄの凹凸部４２ｄ…とキックアップ部２６のコア材４５の凹凸部４５ａ…とは直交する。

サイドシル２２は内壁２２ｃ、外壁２２ｄ，上壁２２ｅおよび下壁２２ｆを有して閉断面に構成されており、その下壁２２ｆにフロントフロアパネル２５が接続される（図５参照）。サイドシル２２の内部は水平方向に配置されて前後方向に延びる前部仕切り部材４７によって上部空間２２ａおよび下部空間２２ｂに仕切られる（図５参照）。前部仕切り部材４７の車幅方向外端はインナースキン１９およびアウタースキン２０の接合フランジ１９ａ，２０ａ間に挟持され、車幅方向内端はサイドシル２２の内壁２２ｃを構成するインナースキン１９に接続される。

フロントフロアパネル２５の上面を構成するインナースキン１９が上方に立ち上がってサイドシル２２の内壁２２ｃに連なる部分に傾斜面１９ｂが形成される（図１および図５参照）。傾斜面１９ｂは車幅方向内側から外側に向かって次第に高くなるように傾斜しており、その下面とアウタースキン２０の上面との間に、ＣＦＲＰの引き抜き材あるいはアルミニウム合金の押し出し材よりなる一定断面のフレーム部材５９が配置される（図５参照）。フレーム部材５９は上側の三角形断面部分５９ａと下側の矩形断面部分５９ｂとを一体に備えており、三角形断面部分５９ａの斜辺がインナースキン１９の傾斜面１９ｂの下面に接着され、矩形断面部分５９ｂの底辺がアウタースキン２０の上面に接着される。この傾斜面１９ｂおよびフレーム部材５９により、フロントフロアパネル２５およびサイドシル２２の接続部分が補強される。

シート７４は、シートクッション７６と、シートクッション７６の後端にピボット７７を介してリクライニング可能に支持されたシートバック７８とを備えており、シートクッション７６の下面を支持するシートフレーム７９の下面に設けた前後一対のスライダ８０，８０が、各シートレール７５に前後摺動自在に支持される（図４および図５参照）。シートレール７５の前端を前下方に折り曲げた前部取付部７５ａが、フロントクロスメンバ４０に設けた前部インサート部材８１にボルト８２で締結され、シートレール７５の後端下面に設けた後部取付部７５ｂが、リヤクロスメンバ４１に設けた後部インサート部材８３にボルト８４で締結される。

インナースキン１９の一部を上方に膨出させたフロントクロスメンバ４０は、前壁４０ａ、上壁４０ｂおよび後壁４０ｃを有して車幅方向に延びており、前部インサート部材８１はフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａに固定される。前部インサート部材８１は、円形のフランジ８５ａを有する筒状の本体部８５と、本体部８５に嵌合する円形のワッシャ８６とで構成されており、ワッシャ８６の直径はフランジ８５ａの直径と同じか、それよりも大きく設定される。本体部８５のフランジ８５ａはフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａの裏面に接着され、本体部８５の前端に嵌合するワッシャ８６がフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａの表面に接着される。そしてシートレール７５の前部取付部７５ａ、ワッシャ８６、フロントクロスメンバ４０の前壁４０ａおよび本体部８５のフランジ８５ａを貫通するボルト８２を、本体部８５の内周面に形成した雌ねじ８５ｂに螺合することで、シートレール７５の前部がフロントクロスメンバ４０に固定される。

インナースキン１９の一部を上方に膨出させたリヤクロスメンバ４１は、前壁４１ａ、上壁４１ｂおよび後壁４１ｃを有して車幅方向に延びており、後部インサート部材８３はリヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂと、その下方に対向するアウタースキン２０とに固定される。後部インサート部材８３は、リヤクロスメンバ４１の前壁４１ａ、上壁４１ｂおよび後壁４１ｃの裏面に嵌合し、かつアウタースキン２０の上面（裏面）に当接する本体部８７と、リヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂを挟んで前記本体部８７に圧入されるワッシャ８８とで構成される。そしてシートレール７５の後部取付部７５ｂ、ワッシャ８８およびリヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂを貫通するボルト８４を、本体部８７の雌ねじ８７ａに螺合するとともに、アウタースキン２０を貫通するボルト８９…を本体部８７の雌ねじ８７ｂ…に螺合することで、シートレール７５の後部がリヤクロスメンバ４１に固定される。

インナースキン１９におけるフロアパネル２５およびサイドシル２２の境界に設けられた傾斜面１９ｂと、その傾斜面１９ｂを補強するフレーム部材５９とはフロントクロスメンバ４０と略同じ高さに位置している（図５参照）。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

キャビン１１のサイドシル２２はフロントフロアパネル２５から上方に起立しているた、他車両がサイドシル２２に側面衝突したとき、衝突荷重によってサイドシル２２を車幅方向内向きに倒そうとする曲げモーメントＭ（図５参照）が発生する。特に、ＳＵＶのようなバンパー位置が高い車両が側面衝突した場合には、衝突荷重がサイドシル２２の高い位置に入力するために前記曲げモーメントＭも大きなものとなる。しかしながら、本実施の形態によれば、サイドシル２２の内壁２２ｃとフロントフロアパネル２５の上壁との境界に位置するインナースキン１９が、車幅方向外側が高くなるように傾斜した傾斜面１９ｂを備えるため、サイドシル２２を車幅方向内向きに倒そうとする曲げモーメントＭを傾斜面１９ｂを介してフロントフロアパネル２５に伝達して支持することで、フロントフロアパネル２５のクロスメンバの数を増加させたりクロスメンバの高さを増加させたりせずとも、サイドシル２２の倒れを防止することができる。

このとき、インナースキン１９の傾斜面１９ｂとアウタースキン２０とを前後方向に延びるフレーム部材５９を介して接続したので、前記傾斜面１９ｂの変形を抑制するとともに、前記曲げモーメントＭをフレーム部材５９を介してアウタースキン２０に伝達することで、サイドシル２２の倒れを一層確実に防止することができる。またフロントクロスメンバ４０の高さは傾斜面１９ｂおよびフレーム部材５９の高さに略一致するので、側面衝突の衝突荷重をサイドシル２２からフロントクロスメンバ４０に一層確実に伝達して支持することができる。しかもフレーム部材５９は筒状の中空部材であるので、そのフレーム部材５９を押し出し成形や引き抜き成形により容易に製造することができる。

またサイドシル２２に側面衝突の衝突荷重が入力したときに、その衝突荷重が前後方向に分散されずにフロントフロアパネル２５を介してフロアトンネル３９に伝達されてしまうと、比較的に脆弱なフロアトンネル３９が圧壊してサイドシル２２が車室内に入り込み、車室空間を狭めてしまう可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、フロントフロアパネル２５のインナースキン１９およびアウタースキン２０間に挟持されたコア材４２が、フロントクロスメンバ４０よりも前方の第１部分Ａに車幅方向内方かつ前方に波紋状に延びる凹凸部４２ａ…を備えるとともに、フロントクロスメンバ４０よりも後方の第３部分Ｃに車幅方向内方かつ後方に波紋状に延びる凹凸部４２ｃ…を備えるので（図３参照）、サイドシル２２の前後方向中間部に入力した側面衝突の衝突荷重は、サイドシル２２およびフロントクロスメンバ４０から第１部分Ａのコア材４２の滑らかに湾曲する凹凸部４２ａ…を介して前方に分散され、かつサイドシル２２およびフロントクロスメンバ４０から第３部分Ｃのコア材４２の滑らかに湾曲する凹凸部４２ｃ…を介して後方に分散されて効率的に吸収され、これによりフロアトンネル３９の圧壊を防止してサイドシル２２の車幅方向内側への移動を防止することができる。

またコア材４２はＦＲＰ製であるために、それを金属板のプレス成形により製造する場合に比べて、凹凸部４２ａ…，４２ｃ…を深く形成することができ、しかもコア材４２はインナースキン１９およびアウタースキン２０間に挟持されてフロントフロアパネル２５の強度を高めるので、衝突荷重の伝達を効率良く行うことができる。特に、凹凸部４２ａ…，４２ｃ…はサイドシル２２から延びるだけでなく、フロントクロスメンバ４０からも延びるので、サイドシル２２からフロントクロスメンバ４０に伝達された衝突荷重を凹凸部４２ａ…，４２ｃ…に確実に伝達することができる。

また第１部分Ａの前方の第２部分Ｂのコア材４２は、第１部分Ａの波紋状の凹凸部４２ａ…の端部から前方に延びる直線状の凹凸部４２ｂ…を備えるので、フロントクロスメンバ４０の前方のコア材４２の前後方向寸法が大きくても、前方に分散された衝突荷重を第２部分Ｂの凹凸部４２ｂ…を介してダッシュパネル２１へと伝達することができ、同様に第３部分Ｃの後方の第４部分Ｄのコア材４２は、第３部分Ｃの波紋状の凹凸部４２ｃ…の端部から後方に延びる直線状の凹凸部４２ｄ…を備えるので、フロントクロスメンバ４０の後方のコア材４２の前後方向寸法が大きくても、後方に分散された衝突荷重を第４部分Ｄの凹凸部４２ｄ…を介してキックアップ部２６へと伝達することができる。

しかもダッシュパネル２１はフロントフロアパネル２５の前端から斜め上方に傾斜して延びる傾斜壁３７と、傾斜壁３７の前端から上方に延びる鉛直壁３８とを備えており、傾斜壁３７のインナースキン１９とアウタースキン２０との間に挟持されたコア材４３の前後方向に直線状に延びる凹凸部４３ａ…は、フロントフロアパネル２５の第２部分Ｂのコア材４２の前後方向に直線状に延びる凹凸部４２ｂ…に接続するので（図３参照）、前方に分散された側面衝突の衝突荷重を第２部分Ｂのコア材４２からダッシュパネル２１の傾斜壁３７のコア材４３に確実に伝達して分散し、ダッシュパネル２１の鉛直壁３８を薄く形成しても、前方に分散された衝突荷重をダッシュパネル２１の傾斜壁３７で確実に支持することができる。

またサイドシル２２を前部仕切り部材４７で上部空間２２ａおよび下部空間２２ｂに仕切り、前部仕切り部材４７の前端および後端をそれぞれダッシュパネル２１およびキックアップ部２６に接続したので（図５参照）、前部仕切り部材４７でサイドシル２２を補強するとともに、サイドシル２２に入力した側面衝突の衝突荷重をダッシュパネル２１およびキックアップ部２６に分散して吸収することができる。特に、通常の車両が側面衝突した場合には、サイドシル２２の前部仕切り部材４７の高さに衝突荷重が入力するため、前部仕切り部材４７による補強効果でサイドシル２２の断面の崩壊を阻止することができる。

さて、左右一対のシート７４，７４をフロントフロアパネル２５に支持する４本のシートレール７５…は以下の手順で組付けられる。即ち、フロントフロアパネル２５のフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａの裏面側に前部インサート部材８１の本体部８５のフランジ８５ａを接着し、本体部８５の前端に嵌合させたワッシャ８６をフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａの表面に接着することで、前部インサート部材８１をフロントクロスメンバ４０に固定する。

またフロントフロアパネル２５のリヤクロスメンバ４１の前壁４１ａ、上壁４１ｂおよび下壁４１ｃの裏面と、リヤクロスメンバ４１の下方に位置するアウタースキン２０の上面（裏面）との間に後部インサート部材８３の本体部８７を挟持し、アウタースキン２０を下から上に貫通するボルト８９…を本体部８７の雌ねじ８７ｂ…に螺合することで、本体部８７をアウタースキン２０に固定する。更に、本体部８７の上端に、リヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂを挟むようにワッシャ８８を圧入することで、リヤクロスメンバ４１およびアウタースキン２０に後部インサート部材８３を固定する。

この状態から、シートレール７５の前部取付部７５ａに前から後に挿入したボルト８２を、ワッシャ８６、フロントクロスメンバ４０の前壁４０ａおよび本体部８５のフランジ８５ａを貫通させて本体部８５の雌ねじ８５ｂに螺合することで、シートレール７５の前部取付部７５ａをフロントクロスメンバ４０に固定する。またシートレール７５の後部取付部７５ｂに上から下に挿入したボルト８４を、ワッシャ８６およびリヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂを貫通させて本体部８７の雌ねじ８７ａに螺合することで、シートレール７５の後部取付部７５ｂをリヤクロスメンバ４１に固定する。

車両が前面衝突して減速度が発生すると、シート７４とシート７４に着座した乗員とに前向きの慣性力Ｆが作用するため（図４参照）、下端をフロントフロアパネル２５に固定されたシート７４を前方に倒そうとするモーメントが発生する。その結果、シートレール７５の前部取付部７５ａから前部インサート部材８１に下向きの荷重Ｆｆが作用し、シートレール７５の後部取付部７５ｂから後部インサート部材８３に上向きの荷重Ｆｒが作用する。

上向きの荷重Ｆｒはリヤクロスメンバ４１をコア材４２から引き剥がすように作用するため、リヤクロスメンバ４１の近傍は強度的につらくなる。しかしながら、後部インサート部材８３は、その本体部８７がリヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂおよびアウタースキン２０の両方に固定されているため、上向きの荷重Ｆｒをインナースキン１９およびアウタースキン２０の両方で支持し、リヤクロスメンバ４１の破損の未然に防止することができる。

一方、下向きの荷重Ｆｆはフロントクロスメンバ４０をコア材４２に押し付けるように作用するため、フロントクロスメンバ４０の近傍は強度的に楽になる。このとき、前部インサート部材８１は、その本体部８７がフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａだけに固定されていてアウタースキン２０には固定されていないが、上述したようにフロントクロスメンバ４０の近傍は強度的に余裕があるため、フロントクロスメンバ４０が破壊することはない。そして前部インサート部材８１は、アウタースキン２０に固定する必要がないために小型化することが可能となり、その重量を節減して軽量化を図ることができる。

特に、後部インサート部材８３は、リヤクロスメンバ４１の前壁４１ａ、上壁４１ｂおよび後壁４１ｃの裏面に嵌合し、かつアウタースキン２０の裏面に当接してボルト８９…で固定される本体部８７と、リヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂを挟んで本体部８７に圧入されるワッシャと８８からなるので、シート７４から後部インサート部材８３に加わる通常走行時の前後方向の荷重をリヤクロスメンバ４１およびアウタースキン２０に伝達して強固に支持することで座り心地を高めるとともに、前面衝突時に大きな前後方向荷重が作用した場合でも、フロアパネル２５を特別に厚くして補強することなく、シート７４を強固に固定することができる。

また前部インサート部材８１はフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａにボルト８２で締結されるため、シート７４の前方の広い空間からボルト８２の螺合作業を行うことが可能になって作業性が向上する。また仮に、前部インサート部材８１がフロントクロスメンバ４０の水平な上壁４０ｂに固定されていると、下向きの荷重Ｆｆによってフロントクロスメンバ４０が潰れ易くなるが、それがフロントクロスメンバ４０の略鉛直な前壁４０ａに固定されているため、下向きの荷重Ｆｆをコア材４２に効率的に伝達してフロントクロスメンバ４０の強度を高めることができる。

特に、前部インサート部材８１は、フランジ８５ａを有する本体部８５と、フランジ８５ａと同径以上の直径を有して本体部８５に嵌合するワッシャ８６とからなり、フランジ８５ａをフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａの裏面に接着し、ワッシャ８６をフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａの表面に接着したので、シート７４から前部インサート部材８１に加わる通常走行時の前後方向の荷重をフロントクロスメンバ４０に伝達して強固に支持することで座り心地を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではキャビン１１等をＣＦＲＰで構成しているが、カーボン繊維以外の繊維を用いたＦＲＰ（繊維強化樹脂）で構成しても良い。

１９ インナースキン
１９ｂ 傾斜面
２０ アウタースキン
２２ サイドシル
２５ フロントフロアパネル（フロアパネル）
４０ フロントクロスメンバ
４０ａ 前壁
４０ｂ 上壁
４０ｃ 後壁
４１ リヤクロスメンバ
４１ａ 前壁
４１ｂ 上壁
４１ｃ 後壁
４２ コア材
４２ａ 凹凸部
４２ｃ 凹凸部
５９ フレーム部材
７４ シート
８１ 前部インサート部材
８３ 後部インサート部材
８５ 本体部
８５ａ フランジ
８６ ワッシャ
８７ 本体部
８８ ワッシャ
８９ ボルト
Ｏ１ サイドシルの前部側の中心
Ｏ２ サイドシルの後部側の中心

Claims (5)

1. 車室内側に位置するインナースキン（１９）と車室外側に位置するアウタースキン（２０）との間にコア材（４２）を挟持して構成したＦＲＰ製のフロアパネル（２５）を備える自動車用のＦＲＰ製キャビンであって、
   前記インナースキン（１９）は、前壁（４０ａ）、上壁（４０ｂ）および後壁（４０ｃ）を有して車幅方向に延びるフロントクロスメンバ（４０）と、前壁（４１ａ）、上壁（４１ｂ）および後壁（４１ｃ）を有して車幅方向に延びるリヤクロスメンバ（４１）とを備え、シート（７４）の前部を支持する前部インサート部材（８１）を前記フロントクロスメンバ（４０）の前壁（４０ａ）に固定するとともに、前記シート（７４）の後部を支持する後部インサート部材（８３）を前記リヤクロスメンバ（４１）の上壁（４１ｂ）および前記アウタースキン（２０）に固定したことを特徴とする自動車のＦＲＰ製キャビン。
2. 前記前部インサート部材（８１）は、フランジ（８５ａ）を有する本体部（８５）と、前記フランジ（８５ａ）と同径以上の直径を有して前記本体部（８５）に嵌合するワッシャ（８６）とからなり、前記フランジ（８５ａ）を前記フロントクロスメンバ（４０）の前壁（４０ａ）の裏面に接着し、前記ワッシャ（８６）を前記フロントクロスメンバ（４０）の前壁（４０ａ）の表面に接着したことを特徴とする、請求項１に記載の自動車のＦＲＰ製キャビン。
3. 前記後部インサート部材（８３）は、前記リヤクロスメンバ（４１）の前壁（４１ａ）、上壁（４１ｂ）および後壁（４１ｃ）の裏面に嵌合し、かつ前記アウタースキン（２０）の裏面に当接してボルト（８９）で固定される本体部（８７）と、前記リヤクロスメンバ（４１）の上壁（４１ｂ）を挟んで前記本体部（８７）に圧入されるワッシャ（８８）とからなることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動車のＦＲＰ製キャビン。
4. 前記フロアパネル（２５）の車幅方向外側に一体に連なるサイドシル（２２）を備え、前記インナースキン（１９）における前記フロアパネル（２５）および前記サイドシル（２２）の境界に前後方向に延びる傾斜面（１９ｂ）を形成し、前記傾斜面（１９ｂ）と前記アウタースキン（２０）とを前後方向に延びるフレーム部材（５９）で結合し、前記フロントクロスメンバ（４０）の高さは前記傾斜面（１９ｂ）の高さに略一致することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動車のＦＲＰ製キャビン。
5. 車体中心線を挟む左右の前記コア材（４２）の前半部は、それに連なるサイドシル（２２）の前部側を中心（Ｏ１）として波紋状に形成した凹凸部（４２ａ）を備えるとともに、車体中心線を挟む左右の前記コア材（４２）の後半部を、それに連なる前記サイドシル（２２）の後部側を中心（Ｏ２）として波紋状に形成した凹凸部（４２ｃ）を備え、前記フロントクロスメンバ（４０）は前記コア材（４２）の前半部および後半部の境界上に位置することを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の自動車のＦＲＰ製キャビン。

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