JP5484231B2 - 自動車のフロア構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のフロア構造に関し、特に、複数条のビードを形成されたフロアパネルを含むフロア構造に関する。

自動車のフロア構造として、剛性向上のために複数条のビードをプレス形成されたフロアパネルを用いたものが知られている。（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２９８０７６号公報

フロア構造の更なる剛性向上は、フロアパネルの板厚を厚くし、フロアパネル自体の剛性を高めることにより達成できる。しかし、フロアパネルの板厚を厚くすることは、フロアパネルの重量増加を招き、パフォーマンスのよい剛性向上の手法ではない。

本発明が解決しようとする課題は、重量増加を抑えてフロア構造の剛性向上を図り、併せてＮＶＨ性能の向上を図ることである。

本発明による自動車のフロア構造は、フロアパネル（１８）と、前記フロアパネル（１８）の一方の面に貼り合わせられたカバーパネル（３２）とを有し、前記フロアパネル（１８）と前記カバーパネル（３２）の少なくとも何れか一方に複数条のビード（２６）がプレス成形され、前記ビード（２６）の凹凸による空間を含む前記フロアパネル（１８）と前記カバーパネル（３２）との間の空間に発泡材（３６、３８）が充填されている。

この構成によれば、フロントパネル（１８）とカバーパネル（３２）とで、閉じ断面形状による二重壁構造が得られ、更に発泡材（３６）によって中実の二重壁構造になる。これにより、重量増加を抑えてフロア構造の剛性が向上し、併せてＮＶＨ性能の向上が図られる。

本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記フロアパネル（１８）と前記カバーパネル（３２）とは前記ビード（２６）が形成されているビード形成領域の周縁を互いに溶接され、前記フロアパネル（１８）と前記カバーパネル（３２）とにより画定されるパネル間空間（３４）は前記ビード形成領域の全域に亘って面状に延在する空間を含んでいる。

この構成によれば、パネル間空間（３４）がビード形成領域の全域に亘って面状に延在する空間を含んでいることにより、発泡材（３６）として、取り扱い性がよい固形の発泡メルシートを使用することができる。

本発明による自動車のフロア構造は、好ましくは、前記ビード（２６）は前記フロアパネル（１８）に対する前記カバーパネル（３２）の貼り合わせ面の側から見て凹状をなし、前記フロアパネル（１８）と前記カバーパネル（３２）の少なくとも何れか一方に、前記複数条のビード（２６）を横切る方向に延在して隣接する前記ビード（２６）の凹側空間（２８）を互いに連通する連通空間（４４）を画定する連通用ビード（４２）が形成されている。

この構成によれば、発泡材（３８）として、未発泡状態では液状をなす発泡材を使用でき、連通用ビード（４２）の連通空間（４４）によってすべてのビード（２６）の凹側空間（２８）に発泡材（３８）が行き渡るようになる。

本発明による自動車のフロア構造によれば、フロントパネル（１８）とカバーパネル（３２）とで、閉じ断面形状による二重壁構造が得られ、更に発泡材（３６）によって中実の二重壁構造になる。これにより、重量増加を抑えてフロア構造の剛性が向上し、併せてＮＶＨ性能の向上が図られる。

本発明による自動車のフロア構造の一つの実施例を示す斜視図。 本実施例によるフロア構造の平面図。 図２の線Ａ−Ａに沿った発泡前の断面図。 図２の線Ａ−Ａに沿った発泡後の断面図。 他の実施例による図２の線Ａ−Ａ断面相当の断面図。 他の実施例によるフロア構造の平面図。 図６の線Ｂ−Ｂに沿った断面図。 他の実施例の図６の線Ｂ−Ｂに沿った断面図。

以下に、本発明による自動車のフロア構造の一つの実施例を、図１〜図４を参照して説明する。

自動車は、フロア構造として、車体幅方向の左右両側にあって車体前後方向に延在する左右の箱形断面形状のサイドシル１０と、車体幅方向に延在して左右両端部を左右のサイドシル１０の前端部に接合されたフロントクロスメンバ１２と、車体幅方向に延在して左右両端部を左右のサイドシル１０の後端部に接合されたリアクロスメンバ１４と、車体幅方向の中央部を車体前後方向に延在して前端部をフロントクロスメンバ１２に接合され、後端部をリアクロスメンバ１４に接合されたセンタトンネルメンバ１６とを有する。

更に、センタトンネルメンバ１６の左右両側にあって、センタトンネルメンバ１６とサイドシル１０とフロントクロスメンバ１２とリアクロスメンバ１４とにより画定される矩形領域には、鋼板製の左右のフロアパネル１８が設けられている。左右のフロアパネル１８は、各々矩形で、前後左右の四辺をフロントクロスメンバ１２とリアクロスメンバ１４とサイドシル１０とセンタトンネルメンバ１６とに接合されている。

更に、左右のフロアパネル１８の車体前後方向中間部には車体幅方向に延在して左右両端部をサイドシル１０とセンタトンネルメンバ１６とに接合された左右のフロアクロスメンバ２０が接合されている。フロアクロスメンバ２０はフロアパネル１８と協働として箱形断面形状をなしている。

なお、フロントクロスメンバ１２とリアクロスメンバ１４は、単独で、あるいはフロアパネル１８と協働として箱形断面形状をなしていればよい。

フロントクロスメンバ１２には車体前後方向に延在する左右の箱形断面形状のフロントサイドメンバ２２の後端部が接合されている。リアクロスメンバ１４には車体前後方向に延在する左右の箱形断面形状のリアサイドメンバ２４の前端部が接合されている。

左右のフロアパネル１８は、各々、左右のフロアクロスメンバ２０によって前後二つの領域に区画されている。このように区画された左右のフロアパネル１８のうち、左前側部分には左側のサイドシル１０とフロントクロスメンバ１２との交点を中心として、左後側部分には左側のサイドシル１０とリアクロスメンバ１４との交点を中心として、右前側部分には右側のサイドシル１０とフロントクロスメンバ１２との交点を中心として、右後側部分には右側のサイドシル１０とリアクロスメンバ１４との交点を中心として、各々、円弧状のビード２６が、同心に複数個、プレス形成されている。

ビード２６は、本実施例では、フロアパネル１８のパネル主面１８Ａ（図３参照）より車室内側（上面側）に突出した突条であり、車室外側（下底面側）に凹側空間２８を画定している。大部分のビード２６は、一端にてサイドシル１０の延在方向に直交する方向（車体幅方向）に向いており、更にそのうちの一部のビード２６は、他端にてフロントクロスメンバ１２あるいはリアクロスメンバ１４の延在方向に直交する方向（車体前後方向）に向いている。つまり、一部のビード２６は、９０度の回転角をもって円弧状に延在している。

このように、ビード２６が円弧状で、その大部分が一端にて車体幅方向に向いており、更にそのうちの一部のビード２６は、９０度の回転角をもって円弧状に延在して他端にて車体前後方向に向いていることにより、前突・後突と側突の何れにも強いフロアパネル１８となる。

左右のフロアパネル１８は、各々、フロアクロスメンバ２０によって区切られた前後二つの領域の各々の外縁部、つまりビード形成領域の周縁に、パネル主面１８Ａより所定高さｈだけ車外側（下方）に偏倚してパネル主面１８Ａと平行な四角枠状のフランジ部３０を有する。左右のフロアパネル１８の前後二つの領域の車室外側には、各々、当該前後二つの各領域と略同じ大きさの四角形のカバーパネル３２が、外縁部をフランジ部３０に接合された態様で貼り合わされている。つまり、フロアパネル１８とカバーパネル３２とはビード形成領域の周縁を互いにスポット溶接されている。図３、図４において、符号ｗは、このスポット溶接点を示している。

これにより、カバーパネル３２は、フロアパネル１８のパネル主面１８Ａより所定高さｈだけ離間した状態でフロアパネル１８とで閉じ断面形状による二重壁構造をなし、フロアパネル１８との間にパネル間空間３４を画定している。この構成により、ビード２６はパネル間空間３４の側から見て凹状をなし、凹側空間２８はパネル間空間３４に連通している。

このようにして、パネル間空間３４は、左右のフロアパネル１８の前後二つの領域の各々に略全域、換言すると、ビード形成領域の全域に亘って面状に延在し、隣接するビード２６の凹側空間２８を互いに連通する連通空間をなしている。

パネル間空間３４には発泡材３６が充填されている。発泡材３６は、加熱発泡型の発泡ポリウレタン等による発泡メルシートにより構成されており、図３は発泡前の状態を、図４は発泡後の状態を各々示している。発泡材３６は、発泡前は、パネル間空間３４と略同一の大きさ（体積）の平板状をなし、カバーパネル３２の接合前にフロアパネル１８の下底面側、つまり、カバーパネル３２の接合によってパネル間空間３４になる部位の全体に亘って存在し、カバーパネル３２の接合後に、フロアパネル１８、カバーパネル３２の外面の焼付け塗装工程等による加熱処理により発泡膨張し、パネル間空間３４とすべてのビード２６の凹側空間２８の全域に亘って充填される。この実施例では、発泡材３６として、取り扱い性のよい固形の発泡メルシートを使用できるので、作業性がよい。

この発泡材３６の発泡膨張は、気密空間ではないが、フロアパネル１８とカバーパネル３２とによる閉じ断面空間内で、当該閉じ断面空間に倣うように行われるので、発泡材３６の充填が、パネル間空間３４とビード２６の凹側空間２８の全域に亘って、作業性よく確実に隙間なく行われることになる。なお、カバーパネル３２は、最低限、発泡材３６の発泡時の圧力に耐える板厚を有していればよく、フロアパネル１８より薄いものでよい。

上述したように、フロアパネル１８に多数のビード２６が設けられていて、フロアパネル１８とカバーパネル３２とで、閉じ断面形状による二重壁構造をなしていることにより、フロアパネル１８とカバーパネル３２とによるフロア構造の剛性、ついてはフロアパネル１８の見かけ状の剛性が向上する。更に、フロアパネル１８とカバーパネル３２との間の全域、つまり、パネル間空間３４とすべてのビード２６の凹側空間２８の全域に亘って発泡材３６が充填されていることにより、中実の二重壁構造となってフロア構造の剛性が更に向上する。

これらのことにより、フロア構造の所要の剛性を確保した上で、フロアパネル１８の板厚を低減でき、全体で見てフロア構造の軽量化を図ることができる。特に、発泡材３６は鋼材より低比重の材料であることにより、重量増加を抑えてフロア構造の剛性の向上を行う効果がある。

また、発泡材３６は、フロアパネル１８とカバーパネル３２との間に隙間なく面状に存在しているので、遮音・吸音材としても良好に作用する。これにより、発泡材３６は、フロア構造の効率のよい剛性向上に併せてＮＶＨ性能の向上にも寄与し、フロアパネル１８の車室内側に設けられる遮音・吸音材を低減することができる。このことによってもフロア構造の軽量化が図られる。

図５に示されているように、フロアパネル１８の車室内側に、車室内側を平らにすべく、複数状のビード２６の凹凸形状に倣って遮音・吸音材による遮音・吸音層４０が更に設けられてよい。

この場合、発泡材３６は、発泡ポリウレタン等による発泡樹脂により構成されて、専ら１０００Ｈｚ以下、特に４００〜５００Ｈｚの騒音の遮音・吸音を行う。遮音・吸音層４０は、インシュレータ、メルシート等により構成されていて、１０００Ｈｚ以上の騒音の遮音・吸音を行う。このように、発泡材３６と遮音・吸音層４０とで、異なる周波数域の遮音・吸音を行うようになっていればよい。これにより、広域に亘る周波数の遮音・吸音効果が得られることになる。

次に、図６〜図８を参照して本発明によるフロア構造の他の実施例について説明する。なお、図６〜図８において、図１〜図４に対応する部分は、図１〜図４に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

この実施例でも、ビード２６はフロアパネル１８に対するカバーパネル３２の貼り合わせ面の側から見て凹状をなしている。そして、この実施例では、フロアパネル１８のパネル主面１８Ａにカバーパネル３２がスポット溶接によって接合されている。これにより、各ビード２６の凹側空間２８が各ビード２６毎に個別の閉じ断面形状の空間になる。なお、図７において、符号ｗは、フロアパネル１８とカバーパネル３２とのスポット溶接点を示しており、スポット溶接点ｗは、フロアパネル１８とカバーパネル３２とが全面に亘って強く接合されるよう、ビード２６間のパネル主面１８Ａにも多数存在する。

フロアパネル１８とカバーパネル３２の少なくとも何れか一方には、複数のビード２６の延在方向と交差する方向に延在して連通用ビード４２が形成されている。図７はフロアパネル１８に連通用ビード４２を設けた実施例を、図８はカバーパネル３２に連通用ビード４２を設けた実施例を各々示している。カバーパネル３２に連通用ビード４２が設けられると、カバーパネル３２の剛性が向上する。なお、連通用ビード４２は、必要に応じて複数設けられていてもよい。

連通用ビード４２は、何れの実施例でも、隣接するビード２６の凹側空間２８を互いに連通する連通空間４４を画定する。これにより、すべてのビード２６の凹側空間２８が互いに連通する。

凹側空間２８と連通空間４４の少なくとも一方には、液状の未発泡の発泡材３８が入れられる。液状の発泡材３８は、連通空間４４によってすべてのビード２６の凹側空間２８に行き渡り、フロアパネル１８、カバーパネル３２の外面の焼付け塗装工程等による加熱処理により発泡膨張して固形化し、すべてのビード２６の凹側空間２８と連通空間４４の全域に亘って充填される。

上述したように、フロアパネル１８に多数のビード２６が設けられていて、カバーパネル３２により各ビード２６が閉じ断面形状をなしていることにより、フロアパネル１８とカバーパネル３２とによるフロア構造の剛性が向上する。更に、すべてのビード２６の凹側空間２８に発泡材３８が充填され、ビード２６の凹側空間２８が中実となってフロア構造の剛性が更に向上する。

これらのことにより、フロア構造の所要の剛性を確保した上で、フロアパネル１８の板厚を低減でき、全体で見てフロア構造の軽量化を図ることができる。この実施例でも、発泡材３６は、発泡材３６が鋼材より低比重の材料であることにより、重量増加を抑えてフロア構造の剛性の向上を行う効果が得られる。

また、ビード２６の凹側空間２８に充填された発泡材３８は、遮音・吸音材としても作用する。これにより、発泡材３８は、フロア構造の効率のよい剛性向上に併せてＮＶＨ性能の向上にも寄与し、フロアパネル１８の車室内側に設けられる遮音・吸音材を低減することができる。このことによってもフロア構造の軽量化が図られる。

なお、ビード２６は円弧状のものに限られることなく、車体前後方向や車体幅方向に直線状に延在するものであってもよい。また、ビード２６は、フロアパネル１８のパネル主面１８Ａより車室外側に突出した突条であってもよい。また、ビード２６は、カバーパネル３２に形成されていても、フロアパネル１８とカバーパネル３２の双方に形成されていてもよい。

１０ サイドシル
１２ フロントクロスメンバ
１４ リアクロスメンバ
１６ センタトンネルメンバ
１８ フロアパネル
２６ ビード
２８ 凹側空間
３２ カバーパネル
３４ パネル間空間
３６、３８ 発泡材
４０ 遮音・吸音層
４２ 連通用ビード

Claims (3)

1. フロアパネルと、
   前記フロアパネルの一方の面に貼り合わせられたカバーパネルとを有し、
   前記フロアパネルに、当該フロアパネルに対する前記カバーパネルの貼り合わせ面の側から見て凹状をなす複数条のビードがプレス成形され、
   前記ビードの凹凸による空間を含む前記フロアパネルと前記カバーパネルとの間の空間に発泡材が充填されており、
   前記ビードは、平面視で円弧状に形成されていて、少なくとも一部は、一端にて車体幅方向に向いていて、他端にて車体前後方向に向いており、
   更に、前記フロアパネルと前記カバーパネルの少なくとも何れか一方に、前記複数条のビードの長手方向の中間部分を横切る方向に延在して隣接する前記ビードの凹側空間を互いに連通する連通用ビードが形成されている自動車のフロア構造。
2. 前記フロアパネルと前記カバーパネルとは前記ビードが形成されているビード形成領域の周縁を互いに接合され、前記フロアパネルと前記カバーパネルとにより画定されるパネル間空間は前記ビード形成領域の全域に亘って面状に延在する空間を含んでいる請求項１に記載の自動車のフロア構造。
3. フロアパネルと、
   前記フロアパネルの車室外側の面に貼り合わせられたカバーパネルとを有し、
   前記フロアパネルに複数条のビードがプレス成形され、
   前記ビードの凹凸による空間を含む前記フロアパネルと前記カバーパネルとの間の空間に発泡材が充填され、
   更に前記フロアパネルの車室内側には、車室内側を平らにすべく、前記ビードの凹凸形状に倣って遮音・吸音材による遮音・吸音層が設けられており、
   前記発泡材は１０００Ｈｚ以下の騒音の遮音・吸音を行う発泡樹脂により構成されており、
   前記遮音・吸音層は、１０００Ｈｚ以上の騒音の遮音・吸音を行う遮音・吸音材により構成されている自動車のフロア構造。

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