JPH0580977U - 板材補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、強度部材の相互間に非強度部材を
充填した特に自動車のフロアパネル等に用いて好適な板
材補強構造に関し、板厚を従来の状態に保ちながら、安
価に所要の強度が得られるようにすることを目的とす
る。 【構成】 板材１を形成すべく、所要の間隔で対向する
ように張設された強度部材としての表部材１１，１２
と、同表部材１１，１２の相互間に充填された非強度部
材としての内部材１３とをそなえ、上記板材１を貫通す
る貫通孔２を所要の強度に補強すべく、上記内部材１３
における上記貫通孔２の近傍を、ハニカムを板厚方向に
延在させたハニカム材１４で構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、強度部材の相互間に非強度部材を充填した板材の補強構造に関し、 特に自動車のフロアパネル等に用いて好適な板材補強構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車のフロアパネルとしては、いわゆるサンドイッチ樹脂パネルが 採用されており、このサンドイッチ樹脂パネルは、表部材をＦＲＰ等の強度部材 で形成され、この表部材の相互間に、非強度部材としてのウレタンコアを充填さ れて、サンドイッチ構造に形成されている。

【０００３】 そして、このようなフロアパネルにシート装置等の部品が取り付けられるが、 この部品取り付けに際しては、貫通孔を形成してボルト等を嵌挿し、ナット等に より締めつけ固定することが行なわれる。 ところが、フロアパネルに採用されるサンドイッチ樹脂パネルにおいて、この ような作業を行なうと、表部材がその貫通孔近傍において変形したり破損したり してしまい、部品等を十分な支持状態で固定できない。

【０００４】 そこで、図６，図７に示すような補強構造が提供されている。 図６は従来の補強構造の一例を示す要部縦断面図であり、同図に示す構造では 、パネル１における貫通孔２の近傍に板厚を増加させた突起４を設け、この突起 ４を覆う補強材３を張設することにより補強を行なっている。 また、図７は従来の補強構造の他の例を示す要部縦断面図であり、同図に示す 構造では、パネル１における貫通孔２の内周に繊維強化樹脂層５を形成しボルト ６に作用する軸力の一部を負担するように構成されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、図６に示す構造では、所要の強度を得るために突起４の厚みをある 程度以上に厚くする必要があり、重くなってしまうという課題がある。 また、補強材３をパネル１に接着するため、補強強度は接着強度にも依存する ことになり、強度上不利であるとともに、接着のための工数も加わって、コスト アップを招来するという課題がある。

【０００６】 そして、図７に示す構造では、貫通孔２の内周の繊維強化樹脂層５により取り 付け軸力がある程度分担され、外力に対しては繊維強化樹脂層５が変形すること により、ボルト６およびナット７の取り付け座面がある程度平坦に保持されるが 、ボルト６に大きな軸方向力が作用すると、ボルト６およびナット７の取り付け 座面外周で剪断破壊を招来する可能性があり、所要の強度を得ることが困難であ るという課題もある。

【０００７】 本考案は、このような課題に鑑み創案されたもので、板厚を従来の状態に保ち ながら、安価に所要の強度が得られるようにした、板材補強構造を提供すること を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案の板材補強構造は、板材を形成すべく、所要の間隔で対向す るように張設された強度部材としての表部材と、同表部材の相互間に充填された 非強度部材としての内部材とをそなえ、上記板材を貫通する貫通孔を所要の強度 に補強すべく、上記内部材における上記貫通孔の近傍が、ハニカムを板厚方向に 延在させたハニカム材で構成されていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】

上述の本考案の板材補強構造では、内部材における貫通孔近傍がハニカムを板 厚方向に延在させたハニカム材で構成され、貫通孔へのボルトナット等の装着に 際し、外力や締めつけのための軸力がハニカム材により分担支持されて、板材の 所要の強度が得られる。また、ハニカム材であるため大きな重量の増加を招来す ることなく補強が実現する。

【００１０】

【実施例】

以下、図面により、本考案の実施例について説明すると、図１〜図５は本考案 の一実施例としての板材補強構造を示すもので、図１はその要部構成を示す摸式 的断面図、図２はそのフロアパネルへの採用例を示す要部の摸式的斜視図、図３ は図２のＢ−Ｂ矢視断面図、図４は図２のＡ−Ａ矢視断面図、図５はその強度特 性を示すグラフである。

【００１１】 図１に示すように、板材１を形成すべく、所要の間隔で表部材１１，１２が対 向するように張設されている。表部材１１，１２は、エポキシ系、ウレタン系、 不飽和ポリエステル系、ビニルエステル系等の樹脂（ＦＲＰ）で形成されており 、板材１の強度を確保する強度部材として構成されている。 表部材１１，１２の相互間には、非強度部材としての内部材１３が充填されて おり、内部材１３はウレタンコア等の弾性部材で構成されている。

【００１２】 板材１には、シート装置等の部品を組付けるべく貫通孔２が所要の位置に形成 されており、貫通孔２の近傍は、貫通孔２を所要の強度に補強すべくハニカム材 １４で構成されている。 ハニカム材１４は、アルミニウム等の軽量部材で形成されており、その装備に より重量増加を最低限に抑えるようになっている。

【００１３】 そして、ハニカム材１４のハニカムは、その空間を板材１の厚み方向に延在さ せるように配設されており、板材１の厚み方向の強度を効率よく補強できるよう になっている。 また、ハニカム材１４は表部材１１，１２との当接面において接着剤１６によ り固着されており、ハニカム材１４による補強効果が板材１の彎曲に対しても貢 献するように構成されている。

【００１４】 そして、貫通孔２内には、フランジ付きナット１５が嵌挿されており、フラン ジ付きナット１５は、そのフランジ部１５Ａ裏面と表部材１２とを接着剤１８に より固着されている。 また、フランジ付きナット１５の嵌挿部１５Ｂは、表部材１１，１２とハニカ ム材１４とで形成された貫通孔２内周に接着剤１８を介し固着されている。

【００１５】 さらに、フランジ付きナット１５の先端部は表部材１１の表面から突出してお り、この突出部１５Ｃにワッシャ１７が嵌装されている。 ワッシャ１７の裏面は接着剤１９により、表部材１１表面およびフランジ付き ナット１５の段部１５Ｄに固着されている。 これにより、表部材１１，１２，フランジ付きナット１５，ハニカム材１４お よびワッシャ１７は一体に固着されている。

【００１６】 ところで図２〜図４は、本構造を自動車のフロアパネル２１に実現した一実施 例を示しているが、本実施例では、中央の動力伝達部に対応する凸部２１Ａが図 ４に示すように形成され、板材が全体として屈曲している。 そして、シート装置取り付け部２１Ｂでは、表部材１１，１２の内、車内側の 表部材１１に突出部１１Ａを形成され、厚みを増加させてフロアパネル２１の強 度を向上させるように形成されている。

【００１７】 突出部１１Ａ近傍の構造は、図１に示す構造とほぼ同様に構成されており、ハ ニカム材１４による補強構造により、全体としてフロアパネル２１が所要の強度 を確保できるように形成されている。 このような構成により、板材の製造時には、内部材１３が所要の位置にハニカ ム材１４を配設する状態でウレタンコアのインサート成形により形成され、その 後、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法により、所要 の工程で表部材１１，１２が成形されて、板材が内部材１３を表部材１１，１２ に充填した状態で完成する。

【００１８】 ついで、板材へのシート装置等の固着時には、板材におけるハニカム材１４の ある位置に貫通孔２を形成して、貫通孔２にフランジ付きナット１５を嵌挿する 。 このとき、フランジ付きナット１５のフランジ部１５Ａの裏面に接着剤１８を 、その嵌挿部１５Ｂに接着剤１９を塗布しておき、それぞれ表部材１２および貫 通孔２の内周に接着する。

【００１９】 また、フランジ付きナット１５の突出部１５Ｃにワッシャ１７を嵌装する。 このとき、ワッシャ１７と、表部材１１およびフランジ付きナット１５の段部 １５Ｄとを接着剤１９により固着する。 このようにして、板材におけるシート装置等の取り付け部が完成する。 そして、このような構造により、図５に示すような強度特性が得られる。すな わち、図５は貫通孔２付近への軸方向入力に対する荷重変位曲線であり、横軸の 変位に対する発生荷重が示され、板材に発生させうる荷重が観察される。

【００２０】 したがって、点線で示す従来の構造によるものＡでは、変位ａに達したあとは 、それ以上の変位を発生させようとすると、板材は材料的に降伏状態となり、塑 性変形を発生して、剪断破壊を発生する。 ところが、実線で示す本実施例の構造によるものＢでは、変位ａ以上の変位に 対しても降伏状態とならず、弾性域が大幅に拡大され、破壊強度が大幅に向上す る。

【００２１】 これは、従来の構造における破壊荷重が式Ｆ＝τ×π×（γ／２）² ×ｔ１〔 ｔ１は表部材１１，１２の一方の板厚を示す〕で表されるのに対し、本実施例の 構造では表部材１１，１２がハニカム材１４を介し一体に固着されているため、 表部材１１，１２の両方の板厚が強度に貢献することとなり、破壊荷重は式Ｆ≒ τ×π×（γ／２）² ×（ｔ１＋ｔ２）〔ｔ１，ｔ２は表部材１１，１２それぞ れの板厚を示す〕で表されるようになるためである。

【００２２】 そして、内部材１３に用いられるウレタンフォームの圧縮強度が６ｋｇ／ｃｍ ² 程度であるのに対し、ハニカム材１４の圧縮強度が３０ｋｇ／ｃｍ² 程度であ るため、大幅な重量増加を招来することなく、大幅な圧縮強度の向上が実現され る。 このように、従来、破壊荷重が下面の表部材１２における横剪断強度と断面積 とで決定されていたのに対し、本実施例の補強構造によれば、心材として圧縮強 度の優れるアルミハニカムを使用することにより、上面の表部材１１にも力が入 力されるようになり、破壊荷重は約２倍まで向上して、十分な補強が重量増加を 伴わないで実現される。

【００２３】 このような特性は、図２〜図４に示す構造においても同様であり、シート装置 取り付け部に突出部１１Ａが形成されているため、より大きな強度が得られるの である。

【００２４】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の板材補強構造によれば、板材を形成すべく、所 要の間隔で対向するように張設された強度部材としての表部材と、同表部材の相 互間に充填された非強度部材としての内部材とをそなえ、上記板材を貫通する貫 通孔を所要の強度に補強すべく、上記内部材における上記貫通孔の近傍が、ハニ カムを板厚方向に延在させたハニカム材で構成されるという極めて簡素な構成で 、板厚や重量の大幅な増加を招来することなく、十分な強度を得られるようにな る利点がある。

【００２５】 また、その製造においても、工数の大幅な増加や、困難な製造工程を必要とす ることがなく、安定した製品を産出できるようになる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての板材補強構造につい
てその要部構成を示す摸式的断面図である。

【図２】本考案の一実施例としての板材補強構造につい
てそのフロアパネルへの採用例を示す要部の摸式的斜視
図である。

【図３】本考案の一実施例としての板材補強構造につい
てそのフロアパネルへの採用例を示す要部の摸式的断面
図（図２のＢ−Ｂ矢視断面図）である。

【図４】本考案の一実施例としての板材補強構造につい
てそのフロアパネルへの採用例を示す要部の摸式的断面
図（図２のＡ−Ａ矢視断面図）である。

【図５】本考案の一実施例としての板材補強構造につい
てその強度特性を示すグラフである。

【図６】従来の補強構造の一例を示す要部縦断面図でで
ある。

【図７】従来の補強構造の他の例を示す要部縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 板材 ２ 貫通孔 ３ 補強材 ４ 突起 ５ 繊維強化樹脂層 ６ ボルト ７ ナット １１ 表部材 １１Ａ 突出部 １２ 表部材 １３ 内部材 １４ ハニカム材 １５ フランジ付きナット １５Ａ フランジ部 １５Ｂ 嵌挿部 １５Ｃ 突出部 １５Ｄ 段部 １６ 接着剤 １７ ワッシャ １８，１９ 接着剤 ２１ フロアパネル ２１Ａ 凸部 ２１Ｂ シート装置取り付け部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材を形成すべく、所要の間隔で対向す
   るように張設された強度部材としての表部材と、同表部
   材の相互間に充填された非強度部材としての内部材とを
   そなえ、上記板材を貫通する貫通孔を所要の強度に補強
   すべく、上記内部材における上記貫通孔の近傍が、ハニ
   カムを板厚方向に延在させたハニカム材で構成されてい
   ることを特徴とする、板材補強構造。