JP6629544B2

JP6629544B2 - パネル構造

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Publication number: JP6629544B2
Application number: JP2015158486A
Authority: JP
Inventors: 佑紀村松
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2035-08-10
Also published as: US10967917B2; US20170043812A1; JP2017035990A; CN106428233B; CN106428233A

Description

本発明は、ビードが設けられたパネル構造に関する。

自動車等のフロアパネルには横縦に交差するビードが設けられている。これにより、車体の前後左右の曲げモードに対するフロアパネルの剛性を高め、振動・騒音を低減することができる（特許文献１）。

特開平６−１０７２３４号公報

しかしながら、上記特許文献１では、フロアパネル全体にビードが設けられているため、フロアの居住性の悪化やシート取付時の困難性、製造コストの増加等に改善の余地がある。

また、上記特許文献１では、縦ビードと横ビードが交差する部位に荷重が集中するため、破壊や折れの起点となってしまう。また、パネルの平面部の面積が狭い部位にはビードを設けることができない。

なお、パネルの剛性やフロアの居住性を確保するためには、フロアパネルの板厚を増加したり、防振材料（メルシート）を貼着・塗布するなどして振動や騒音を抑えることが必要となり、重量増加を招いてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、簡易な構成で、あらゆる方向からの荷重に対する剛性を高め、振動・騒音を低減できるパネル構造を実現することを目的としている。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のパネル構造は、面形状を有するパネルに、それぞれ独立したＹ字状のビードを設けたパネル構造であって、前記パネルは自動車用フロアパネルであり、前記フロアパネルはフロントフロアパネルの後方部分を構成し、リアフロアパネルの前方に位置しており、前記Ｙ字状のビードが設けられたフロアパネルにはリアシートの座面が配置され、前記フロアパネルは、前記フロアパネルに設けられたセンタトンネルの後端から後方に連続して上方に隆起する形状を有し、車幅方向中央部の第１のパネルと、前記第１のパネルの両側の第２のパネルに前記ビードが設けられている。
また、本発明のパネル構造は、面形状を有するパネルに、それぞれ独立したＹ字状のビードを設けたパネル構造であって、前記パネルは自動車用フロアパネルであり、前記フロアパネルはフロントフロアパネルの後方部分を構成し、リアフロアパネルの前方に位置しており、前記Ｙ字状のビードが設けられたフロアパネルにはリアシートの座面が配置され、前記フロアパネルは、車幅方向中央部の第１のパネルと、前記第１のパネルの両側の第２のパネルに前記ビードが設けられ、前記第２のパネルに設けられるビード数は前記第１のパネルに設けられるビード数より多く、前記第１のパネルには車体前後方向にビードが１列設けられ、前記第２のパネルには車体前後方向にビードが２列設けられている。

本発明によれば、簡易な構成で、あらゆる方向からの荷重に対する剛性を高め、振動・騒音を低減できるパネル構造を実現することができる。

各種形状のビードの問題点を説明する図。本実施形態のビード形状を説明する図。本実施形態の自動車のフロアパネル構造を示す平面図。図３のフロアパネルを表面から見た拡大図（ａ）及び裏面から見た拡大図（ｂ）。本実施形態のビードの配置例を説明する図。本実施形態のビードの配置例を説明する図。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

＜各種形状のビードの検討＞
まず、図１を参照して、各種形状のビードの問題点について検討する。

図１（ａ）に示すように、ビードＢ１が一直線状の場合、ビードＢ１の直線部分に沿う方向から入力される荷重Ｆ１に対してはビードＢ１が荷重Ｆ１を分散させるため剛性アップに寄与するが、ビードＢ１の直線部分と直交（交差）する方向からの荷重Ｆ２により入力される荷重Ｆ２’に対しては折れの原因となる。

また、図１（ｂ）に示すように、ビードＢ２が十字状の場合、一方のビードＢ２ａの直線部分に沿う方向から荷重Ｆ３が入力されたときに、直交（交差）する他方のビードＢ２ｂとの境界部分に作用する荷重Ｆ３’に対して折れの原因となる。

また、２本のビードＢ２１、Ｂ２２が交差する部分Ｒ１の面積が大きいほど、その交差部分Ｒ１の強度が十分でない場合に破壊の原因となる。すなわち、交差部分Ｒ１は２本のビードＢ２１、Ｂ２２からの荷重が集中する部位になるが、交差部分Ｒ１は２本のビードＢ２１、Ｂ２２が交差する上に凸の平坦面状であるため板厚が薄いと強度が足りずに破壊につながる
図１（ｃ）に示すように、複数（例、４本）のビードＢ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、Ｂ３４を略等間隔で交差させた形状の場合、図１（ｂ）の十字状のビードＢ２と同様に、荷重が入力されるビードＢ３１と直交するビードＢ３３との境界部分に作用する荷重Ｆ４’により折れが発生しやすい構造となる。また、ビードＢ３１に荷重Ｆ４が入力した場合に、荷重Ｆ４から分散した荷重Ｆ４’やＦ４”を受けるビードの数（ビードＢ３３、Ｂ３４）が増加するため十字状ビードの場合よりも更に負荷が大きくなると共に、交差部分Ｒ２の平坦面の面積が更に増大するため破壊しやすい構造となる。

＜本実施形態のビード形状＞
上記検討を踏まえて、本実施形態では、図２（ａ）に模式的に示すようにビード１０を略Ｙ字状又は略三又形状とした。このようにＹ字状のビードを採用することで、３本の分岐部のいずれか（図示では、分岐部１０ａ）に入力された荷重Ｆ５が分散される伝達経路ｒ１、ｒ２が他の分岐部１０ｂ、１０ｃによって確保される。また、ビードの分岐部同士が直交していないため、いずれかの分岐部に入力された荷重が他の分岐部との境界に直交する方向から荷重が入力されない構造となるので、図１（ｂ）の十字状のビードＢ２よりも折れにくい構造となる。また、交差部分Ｒ３が三角形状となり、十字状のビードＢ２の交差部分Ｒ１の面積の半分（ビード幅が同じ場合）となるため、平坦部の板厚を薄くしても破壊しにくい構造となる。

詳しくは、図２（ｂ）に示すように、Ｙ字状ビード１０は、交差部分（交点）Ｒ３から等間隔で放射状に延びる３本の分岐部１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有する。各分岐部１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、交差部分Ｒ３から略１２０°間隔で略等しい長さで延びている。各分岐部１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、図２（ｂ）のａ−ａ断面を示す図２（ｃ）のように、板厚方向の断面が上に凸となり、面形状を有するパネルＰから斜め上方にハの字状に起立する斜面部１１と、斜面部１１の上端を規定する平坦な頂部１２とを有する。なお、Ｙ字状ビードは三又形状であればよく、分岐部の長さは任意に設定可能である。

このように、Ｙ字状ビード１０を等間隔に配置することで、パネルＰの剛性を効率良く向上させることができると共に、図６で後述するように面積が狭い部位に任意の密度で複数配置できるようになる。

また、Ｙ字状ビード１０の分岐部１０ａ、１０ｂ、１０ｃを略等しい長さにすることで、均等に面剛性を高めることができ、複数のビードが配置しやすくなる。

＜本実施形態のフロア構造＞
以下では、本発明のフロア構造として自動車のフロアパネルに、それぞれ独立したＹ字状ビード１０を設けた構成について説明する。

図３は本実施形態の自動車のフロアパネル構造を示す平面図であり、図４は図３のフロアパネルを表面から見た拡大図（ａ）及び裏面から見た拡大図（ｂ）である。

図３及び図４に示すように、自動車用の金属鋼板からなるフロアパネルＦＰは、フロントフロアパネルＰｆの後方部分を構成しており、車室内の後部座席の下部であってリアフロアパネルＰｒの前方に位置する。

フロアパネルＦＰは、車幅方向の中央部に位置する第１のパネルＦＰ１と、第１のパネルＦＰ１の車幅方向の左右の両側部に位置する第２のパネルＦＰ２とを備え、第１のパネルＦＰ１と第２のパネルＦＰ２は上下方向に段差を持って連続している。

フロアパネルＰＦは、車体後方に位置するリアフロアパネルＰｒに接続されており、第１のパネルＦＰ１は、フロントフロアパネルＰｆにおける車幅方向の中央部に前後方向に延びるセンタトンネルＰｔと連続するように上方に隆起した形状を有する。

第１のパネルＦＰ１と第２のパネルＦＰ２の各平面部にはそれぞれ、複数のＹ字状ビード１０が互いに離間して設けられている。

本実施形態のように、Ｙ字状ビード１０をリアシートの座面が配置されるフロアパネルＦＰに設けることにより、パネルの面剛性が高くなり、車室内のフロアの居住性を犠牲にすることなく、簡易な構造でフロアパネルに前後左右など様々な方向から入力される荷重に対する剛性を高めることができる。また、パネルの面剛性が高まることにより振動や騒音を低減することにも寄与する。

また、ビード１０をＹ字状にすることで、図１で説明したビード同士が交差する部分Ｒ１、Ｒ２での破壊や交差部分Ｒ１、Ｒ２を起点とした折れが発生しにくい構造となる。

また、個々のビード１０を連結することなく離間させて設けることにより、ビード同士が連なって変形することを防止できる。また、図５及び図６で後述するようにフロアパネルの狭い部位や縁部にも配置しやすくなる。

なお、ビード１０は、フロアパネルＦＰをプレス成型する際に同時に成形できるので、製造工程の点からも優位性がある。

自動車は、走行時の路面からの入力やエンジンからの入力など、様々な方向から多くの荷重が入力される。また、燃費の制約などで特に軽量化が求められる。

このような要求に対して、自動車のフロアパネルを構成する金属鋼板にＹ字状ビード１０を設けることによって、荷重が入力される様々な方向に対する面剛性が高まり、板厚やメルシートの塗布量を減らし、重量減少に寄与する。

また、図５に示すように、例えば、フロアパネルＦＲの第２のパネルＦＰ２の縁部ＦＰｅにＹ字状ビード１０を設ける場合には、縁部ＦＰｅから最も遠い位置にある分岐部１０ｃの延長線Ｌ１を縁部ＦＰｅの稜線Ｌ２と略直交するように配置することにより、フロアパネルＦＰの縁部ＦＰｅまで十分な面剛性を付与することができる。

特に狭い部位にＹ字状ビード１０を複数配置したい場合には、図４や図６に示すように、互いに隣接するビード１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの向きをそれぞれ１８０°反転させ、隣接するビード同士における対向する分岐部をそれぞれ平行な位置関係となるように配置すればよい。図６の例では、隣接するビード１０Ａと１０Ｂでは分岐部１０Ａ１と１０Ｂ１、１０Ａ３と１０Ｂ３、隣接するビード１０Ｂと１０Ｃでは分岐部１０Ｂ２と１０Ｃ２、１０Ｂ１と１０Ｃ１、隣接するビード１０Ａと１０Ｃと１０Ｄでは１０Ａ３と１０Ｄ３、１０Ｃ２と１０Ｄ２がそれぞれ平行な位置関係となるように配置される。

このように隣接するビードの向きを互い違いに配置することができるようなり、面積が狭い部位であっても複数のビードを容易に配置することができ、様々な方向からの荷重に対する面剛性を高めることができる。

また、パネルの面形状に応じてビードの数や密度が任意に変更可能であるため、パネルの面形状にかかわらず、また、パネルに穴等があってもビードを効率良く配置することができる。

上述した実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

本実施形態では、自動車用のフロアパネルにビードを設けた構成としたが、これに限られず、剛性が必要な他のパネル部材やフレーム部材その他の部材に適用してもよいし、自動車以外の用途であってもよい。

＜実施形態のまとめ＞
面形状を有するパネルＰに、それぞれ独立したＹ字状のビード１０を設けた。

この構成１によれば、簡易な構成で、あらゆる方向からの荷重に対する剛性を高め、振動・騒音を低減できる。

（構成２）
上記構成１において、前記ビード１０は、交点Ｒ３から等間隔で放射状に延びる複数の分岐部１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有する。

この構成２によれば、パネルの面剛性を均等に効率良く高めることができる。

（構成３）
上記構成２において、前記分岐部１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、交点Ｒ３から略１２０°間隔で延びている。

この構成３によれば、パネルの面剛性を均等に効率良く高めることができる。

（構成４）
上記構成２又は３において、前記分岐部１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、交点Ｒ３から略等しい長さで延びている。

この構成４によれば、面剛性を均等に高めることができ、複数のビードを面積が狭い部位に高い密度で配置できるようになる。

（構成５）
上記構成１から４のいずれかにおいて、前記ビード１０が設けられるパネルＰの縁部ＦＰｅにおいて、前記縁部ＦＰｅから最も遠い分岐部１０ｃの延長線Ｌ１を前記縁部ＦＰｅの稜線Ｌ２と略直交するように配置する。

この構成５によれば、パネルの縁部まで十分な面剛性を付与することができる。

（構成６）
上記構成１から５のいずれかにおいて、前記パネルＰに複数のビード１０を設ける場合、互いに隣接するビードの向きを１８０°反転させて配置する。

この構成６によれば、面積が狭い部位であっても複数のビードを容易に配置することができ、様々な方向からの荷重に対する面剛性を高めることができる。

（構成７）
上記構成１から６のいずれかにおいて、前記パネルＰは、金属製の自動車用フロアパネルＦＰである。

この構成７によれば、フロアパネルの剛性を上げるために車室内のフロアの居住性を犠牲にすることなく、簡易な構造でフロアパネルに様々な方向から入力される荷重に対する剛性を高めることができる。また、フロアパネルの剛性が高まることにより振動や騒音を低減することもできるようになる。

１０…Ｙ字状ビード
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…分岐部
ＦＰ…フロアパネル

Claims

面形状を有するパネルに、それぞれ独立したＹ字状のビードを設けたパネル構造であって、
前記パネルは自動車用フロアパネルであり、
前記フロアパネルはフロントフロアパネルの後方部分を構成し、リアフロアパネルの前方に位置しており、
前記Ｙ字状のビードが設けられたフロアパネルにはリアシートの座面が配置され、
前記フロアパネルは、前記フロアパネルに設けられたセンタトンネルの後端から後方に連続して上方に隆起する形状を有し、
車幅方向中央部の第１のパネルと、前記第１のパネルの両側の第２のパネルに前記ビードが設けられていることを特徴とするパネル構造。
面形状を有するパネルに、それぞれ独立したＹ字状のビードを設けたパネル構造であって、
前記パネルは自動車用フロアパネルであり、
前記フロアパネルはフロントフロアパネルの後方部分を構成し、リアフロアパネルの前方に位置しており、
前記Ｙ字状のビードが設けられたフロアパネルにはリアシートの座面が配置され、
前記フロアパネルは、車幅方向中央部の第１のパネルと、前記第１のパネルの両側の第２のパネルに前記ビードが設けられ、
前記第２のパネルに設けられるビード数は前記第１のパネルに設けられるビード数より多く、
前記第１のパネルには車体前後方向にビードが１列設けられ、前記第２のパネルには車体前後方向にビードが２列設けられていることを特徴とするパネル構造。
前記ビードは、交点から等間隔で放射状に延びる複数の分岐部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のパネル構造。
前記分岐部は、交点から１２０°間隔で延びていることを特徴とする請求項３に記載のパネル構造。
前記分岐部は、交点から等しい長さで延びていることを特徴とする請求項３又は４に記載のパネル構造。
前記ビードが設けられるフロアパネルの縁部において、前記縁部から最も遠い分岐部の延長線を前記縁部の稜線と直交するように配置することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のパネル構造。
前記フロアパネルに複数のビードを設ける場合、互いに隣接するビードの向きを１８０°反転させて配置することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のパネル構造。
前記フロアパネルは、金属製であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のパネル構造。
前記フロアパネルは、前記フロントフロアパネルに設けられたセンタトンネルと連続するように上方に隆起する形状を有し、
前記Ｙ字状のビードは前記フロアパネルの平面部に設けられることを特徴とする請求項２に記載のパネル構造。
第１のビードと第２のビードが隣接配置され、前記第１のビードの第１の分岐部と前記第２のビードの第１の分岐部とが互いに平行に対向配置され、かつ前記第１のビードの第２の分岐部と前記第２のビードの第２の分岐部とが互いに平行に対向配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のパネル構造。