JPH04193691A - 自動車の樹脂フロア構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車の樹脂フロア構造に関するものであ
る。

従来の技術 近年、燃費低減や車両の性能向上のため車体の軽量化が
要求される中で、車体の構造部材の樹脂化の一環として
フロアパネルの樹脂化が進められている。

この種の樹脂フロアの中には第１１〜１３図に示すよう
に、高速走行時のこもり音等の原因とされるフロアパネ
ル１の局部膜振動を抑えるために、ガラス繊維強化プラ
スチック（ＦＲＰ）材等の表層２によってウレタンやハ
ニカム材の芯材３を挾んでサンドイッチ構造に形成され
たものがある。

また、これらサンドイッチ構造のフロアパネル１には、
生産性の良いＲＴＭ　（Ｒｅ５ｉｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ
Ｍｏｌｄｉｎｇ）やＳ　−ＲＩ　Ｍ　（５ｔｒｕｃｔｕ
ｒａｌ　ＲｅａｃｔｉｏｎＩｎｊｅｃｔｉｏｎ　Ｍｏｌ
ｄｉｎｇ　）等の成形法により、型内に強化繊維を設置
して樹脂が充填されたものがある（例えば、１９８９年
発売ＢＭＷＺＩのフロアパネル等）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この種の樹脂フロア構造にあっては、表
層２を形成しているＦＲＰの弾性率が低いためフロアパ
ネル１全体の剛性に大きな影響を与えるトンネル部４の
前後方向の曲げ剛性が以下に示すように低くなってしま
う。即ち、トンネル部材４の曲げ剛性をＥｌとすると、 Ｅ　Ｉ　ＮＥ　Ｘ　ｆＡ　ｙ　”ｄＡ−Ｅ　Ｘ　Ｊｚ　
ｙ　”　×ｔ　ｄｉ＝　Ｅ　Ｘ　ｔ　Ｘ　ｆｔ　ｙ　２
ｄｌ＝・（１）ここでＥはヤング率、■は断面２次モー
メントで各部の寸法は第１５図に示す。

したがって（１）式よりトンネル部４の曲げ剛性は同じ
形状であれば材質が異なる場合、トンネル部４の材料の
ヤング率と板厚で決定されることがわかる。

よって、例えば材質がスチール（Ｅｓ＝２１０００ｋｇ
／ｍｍ’）で板厚ｔｓ＝０．８ｍｍのものと材質がＦＲ
Ｐ　（ＥＦ＝　Ｉ　０００　ｋ　ｇ／ｍｍ’）で板厚ｔ
ｒ＝３ｍｍの場合（サンドイッチ構造でも芯材のヤング
率が極めて低いため無視できる）について比較すると、 スチール／　Ｆ　ＲＰ　＝　Ｅ　ｓ　Ｘ　ｔ　ｓ／　Ｅ
　ＦＸ　ｔ　Ｆ＝　５　、６となり、ＦＲＰがスチール
の１１５６と小さく、第１４．１５図に示すようにフロ
アパネルｌ全体の膜振動が破線で示すように大きなもの
となってしまうのである。また、有限要素法を用いたコ
ンピュータ解析によるリヤエンジンマウント取付部付近
を加振した時の加振点応答計算結果（第１７図）でも樹
脂フロアパネルの振動レベルが悪いものとなっているこ
とがわかる。

これに対して第１８図に示す（実開昭６３−１１１７０
２号公報）ように炭素製長繊維の帯体５をトンネル部４
に中央付近から後方及び車幅方向に配置する構造が案出
されているが、この構造ではシートベルトアンカ４ａの
支持剛性は高められるもののトンネル部４については炭
素繊維を後方しか配置していないため、トンネル部４全
体の曲げ剛性の大幅な向上は望めず、フロアパネルｌ全
体の膜振動レベルの低減の寄与は少ないものとなってし
まう。

また、車幅方向に炭素製長繊維の帯体を配置すると、平
面部６の面外剛性がトンネル部４の曲げ剛性に対して高
くなり、第１９図に破線で示すように平面部６の変形が
抑えられた影響で逆にトンネル部４の変形が大きくなり
、このときの加振点応答計算結果（第２０図に示す）か
らも、上記フロアパネル１全体の応答レベルが悪化し騒
音が悪化していることがわかる。

尚、トンネル部４の曲げ剛性を向上させるために形状を
大きくしたり、表層２の板厚を増加させることも考えら
れるが、配置スペースの関係で困難であり、重量増加に
つながってしまう。

そこで、この発明は膜振動を抑えられ、トンネル部の曲
げ剛性も高くできる自動車の樹脂フロア構造を提供する
ものである。

課題を解決するための手段 車幅方向の中央部にトンネル部を有しサンドイッチ構造
に形成された自動車の樹脂フロア構造において、上記ト
ンネル部の前後方向全体に沿って強化繊維が配置されて
いる。

作用 トンネル部の前後方向全体に沿って配置された強化繊維
自体がトンネル部の曲げ剛性を高めると共にフロアパネ
ルの前端と後端に取付けられる車体部材により強化繊維
の両端が拘束されて曲げ変形を抑え膜振動の低減を図る
。

実施例 以下、この発明の実施例を図面に共に説明する。

第１〜４図において、フロント側のフロアパネルｌがＦ
ＲＰ材等の表層２によってウレタンやハニカム材等の芯
材３を挾んでサンドイッチ構造に形成されている点、及
びフロアパネル１の中央部にはトンネル部４が形成され
ている点は前記従来と同様である。

ここで、フロアパネルｌのトンネル部４には、上側の表
層２と芯材３との間と、下側の表層２と芯材３との間に
トンネル部４の前後方法全体に沿って切り目なく炭素、
アラミド、ガラス繊維等の強化繊維７が主軸をそろえて
配設されている。

そして、このフロアパネルｌの第４図に示すようにその
前端部がダツシュロアパネル８に接合され、その後端部
がリヤ側のフロアパネル９に接合されている。尚、１０
はシートクロスメンバ、！■はダツシュロアクロスメン
バを各々示す。

上記実施例の構造によれば、第２図に示すようにフロア
パネルＩがエンジンマウント等による入力で膜振動が生
じようとしても、トンネル部４の曲げ剛性が高くなった
ため変形し歎く、加振点応答レベルも第３図に示すよう
に従来に比較して大幅に低減することとなる。ここで、
トンネル部４の変形が抑えられた分、逆に平面部６の局
部変形が多少大きくなるが、平面部６のトンネル部４側
の応答レベルが低いため、平面部６の応答レベル自体も
多少下がる。

また、トンネル部４の前後方向全体に沿って強化繊維７
が配設されているため、車両前面衝突時にフロアパネル
１にかかる荷重に対して効果的に対抗し、フロアパネル
１の変形及び破損を少なくできる。

また、上記フロアパネル１は第４図に示すようにダツシ
ュロアパネル８とリヤ側のフロアパネル９とに接合され
るため、フロアパネル１が膜振動モードとなり、例えば
下に凸な変形をした場合には、フロアパネル１が単独の
場合（鎖線で示す）より両端を拘束された場合（破線で
示す）の方が変形量は小さくなる。このときトンネル部
４に作用する車体からの力は矢印で示すように上面側で
は引張力、下面側では圧縮力となるため、フロアパネル
１の前後端を拘束するように作用し、強化繊維７の効果
を一層高められる。

そして、上記フロアパネル１の前端部をダツシュロアパ
ネル８に、後端部をリヤ側のフロアパネル９に接合する
場合には、強化繊維７がダツシュロアパネル８やリヤ側
のフロアパネル９のトンネル部４に対応する部位にビス
や接着剤により直接固定されるようにすることで、トン
ネル部にかかる引張力、圧縮力を強化繊維７に伝えてフ
ロアパネル１と車体との一体感を高め、フロアパネルｌ
の変形を極めて小さくすることができる。

尚、この発明は上記実施例に限られず、゛例えば、第５
．６図に示すようにトンネル部４の上壁と立ち上がり部
の表裏に強化繊維を配設したもの、第７図に示すように
トンネル部４のコーナ部分であって芯材３の上に強化繊
維７を配設し、その上からクロスシートやＣＳ　Ｍ　（
Ｃｏｎｔｉｎｕｏｓ　５ｔｒａｎｄ　Ｍａｔ）等の表層
２を配設してＲＴＭやＳ−ＲＩＭ成形時の樹脂の流れを
スムーズにしたもの、第８図に示すようにトンネル部４
の内側に強化繊維７を配設し、排気管１２、触媒１３の
遮熱板としての機能をもたせるようにしたものでも良い
。また、トンネル部４に強化繊維７を配設し、平面部６
では芯材３や表層２を薄（するようにしても良い。

そして、フロアパネル１と車体との結合部を例えば第９
，１０図に示すように、ダツシュロアパネル８のトンネ
ル部８ａの上部と立ち上がり部分に各々凹部１４，１５
を形成し、これに対応してフロアパネル１に凸部１６．
１７を各々形成し、各凹部１４，１５を凸部１６．１７
に整合させて、フロアパネル１をダツシュロアパネル８
に接合して取付強度を高め、かつ強化繊維７の配置部位
をフロアパネル１の上側の表層２の上面であって、上記
凸部１２．１３に対応する部位としても良い。

発明の詳細 な説明してきたようにこの発明によれば、低周波におけ
るフロア全体の膜振動を抑えられることができ、発進、
加速時の振動や低・中速こもり音特性を改善でき、更に
車両前後面衝突時にトンネル部で大きな荷重を負担でき
るため客室の変形を抑え安全性をより高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜１０図はこの発明の実施例を示し、第１図は第１
実施例の斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面
図、第３図はグラフ図、第４図は変形状態の模式図、第
５図は第２実施例の斜視図、第６図は第５図のＢ−Ｂ線
に沿う断面図、第７図は第３実施例の要部断面図、第８
図は第４実施例の要部断面図、第９図は第４実施例の接
合状況斜視図、第１Ｏ図は第９図Ｃ−Ｃ線に沿う断面図
、第１１図は車両の要部斜視図、第１２図は従来技術の
斜視図、第１３図は第１２図のＩ）−Ｄ線に沿う断面図
、第１４図は従来の変形状態を示す斜視図、第１５図は
第１４図のＩ）−Ｄ線に沿う断面図、第１６図は寸法図
、第１７図はグラフ図、第１８図は他の従来技術の斜視
図、第１９図は第１８図のＥ−Ｅ線に沿う断面図、第２
０図は同グラフ図である。 第１図 第２図 第３図 副ヂ獣　　　　Ｈｚ 第４図 第５図 第６図 第７図 ！ 第８図 第９図 第１０図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車幅方向の中央部にトンネル部を有しサンドイッ
   チ構造に形成された自動車の樹脂フロア構造において、
   上記トンネル部の前後方向全体に沿って強化繊維が配置
   されていることを特徴とする自動車の樹脂フロア構造。