WO2013183360A1 - 自動車のfrp製キャビン - Google Patents
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Definitions
- an FRP cabin includes a floor panel configured by sandwiching a core material between an inner skin located on the vehicle interior side and an outer skin located on the vehicle interior side, and supports the suspension device.
- the present invention relates to an FRP cabin for automobiles in which a frame is fastened to an insert member embedded in the core material.
- An insert embedded in a predetermined position of CFRP includes a core material made of balsa material, a metal insert member held inside the core material, and CFRP covering the surfaces of the core material and the insert member
- CFRP carbon fiber reinforced resin
- a car cabin floor panel molded in a bathtub shape with CFRP is formed by sandwiching a foam core between the upper and lower walls, and a metal collar body inserted into the floor panel from the lower wall side to the upper wall side.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228867 discloses a technique for fixing a seat to a floor panel by abutting a washer from the upper wall side to the upper end and screwing a bolt that penetrates the seat rail and the washer into the collar body.
- the collar body as an insert member is a simple cylindrical member, and it is difficult to efficiently transmit the load input to the collar body to the foam core. It is necessary to embed a CFRP cylindrical insert body in contact with the outer peripheral surface of the foam core and reinforce it in the foam core, resulting in an increase in the number of parts and an increase in cost.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to enhance the load supporting performance of an insert member when the sub frame supporting the suspension device is fastened to the insert member embedded in the floor panel made of FRP.
- an FRP cabin is constructed by sandwiching a core material between an inner skin located on the vehicle interior side and an outer skin located on the vehicle exterior side.
- An automotive FRP cabin that includes a panel and fastens a subframe that supports a suspension device to an insert member embedded in the core material, the corrugated plate having a plurality of uneven portions extending in the front-rear direction.
- the first feature is that one apex of the insert member that is configured and has a triangular shape in plan view is directed outward or inward in the vehicle width direction, and two sides sandwiching the apex are in contact with the core material.
- FRP cabins for automobiles are proposed.
- a subframe support member that supports the subframe is fastened to the insert member at three vertices of the triangle, and the insert member is attached to the subframe support member.
- FRP for an automobile characterized in that a bulging portion that bulges in is formed, and a bolt hole into which a bolt that fastens the subframe to the subframe support member is screwed is extended into the bulging portion.
- a cabin is proposed.
- the insert member and the sub-frame support member are fastened to each other by a first bolt inserted from the inner skin side, and the inner skin is attached to the insert member by a second bolt inserted from the inner skin side to the fastening hole.
- a FRP cabin of an automobile having the third feature of being fastened is proposed.
- the cabin includes side sills extending rearward from both sides of the floor panel in the vehicle width direction, and the interior of the side sill is disposed in an upper space.
- a fourth feature of the FRP cabin of an automobile is that the front end of the partition member that partitions into the lower space is positioned in the vicinity of the insert member.
- the front floor panel connected to the rear of the floor panel has a number of front and rear extending between the inner skin and the outer skin.
- FRP characterized by having a core material made of corrugated sheet having an uneven portion, wherein the uneven portion of the core material of the floor panel is continuous with the uneven portion of the core material of the front floor panel.
- a cabin is proposed.
- a front floor panel for connecting the left and right side sills of the cabin is configured by sandwiching a core material between the inner skin and the outer skin.
- the front floor panel includes a floor tunnel extending in the vehicle width direction center of the inner skin in the front-rear direction and a cross member extending in the vehicle width direction of the inner skin in the vehicle width direction.
- the core material of the left and right front regions is provided with uneven portions extending in a ripple shape inward and in the vehicle width direction from the side sill and the cross member, and the left and right rear portions.
- the core material in the region includes a concavo-convex portion extending in a ripple shape inwardly and rearwardly in the vehicle width direction from the side sill and the cross member.
- the FRP cabin of the vehicle is proposed which is characterized of.
- the core material in the left and right front regions includes the uneven portion extending in a ripple shape around the front side of the side sill continuous therewith
- the FRP cabin for automobiles according to a seventh feature is proposed, wherein the core material in the left and right rear regions includes the uneven portion extending in a ripple shape around the rear side of the side sill continuous therewith.
- the core material in the left and right front regions includes a linear uneven portion extending forward from an end portion of the ripple-shaped uneven portion
- An FRP cabin for an automobile according to an eighth feature is proposed, wherein the core material in the left and right rear regions includes a linear concavo-convex portion extending rearward from an end portion of the ripple-shaped concavo-convex portion.
- the cabin includes a floor panel extending obliquely upward from a front end of the front floor panel, and a vertical wall extending upward from the front end of the floor panel.
- the floor panel is configured by sandwiching a core material between the inner skin and the outer skin, and is formed on the core material of the floor panel and extends in a straight line in the front-rear direction.
- a vehicle-made FRP cabin is proposed, characterized in that it is connected to the straight irregularities of the core material in the left and right front regions.
- an inclined surface extending in the front-rear direction is formed at a boundary between the front floor panel and the side sill in the inner skin, and the inclined surface A FRP cabin of an automobile is proposed, in which the outer skin and the outer skin are coupled to a frame member extending in the front-rear direction.
- an FRP cabin for an automobile having an eleventh feature that the frame member is a cylindrical hollow member.
- An automobile FRP cabin is proposed in which the portion projects into the cross-section of the side sill as a twelfth feature.
- the inner skin includes a front cross member having a front wall, an upper wall, and a rear wall and extending in the vehicle width direction, and the front wall, the upper wall, and the rear wall.
- a rear cross member having a wall and extending in the vehicle width direction, and fixing a front insert member for supporting the front portion of the seat to the front wall of the front cross member and supporting the rear portion of the seat
- An automobile FRP cabin is proposed in which the member is fixed to the upper wall of the rear cross member and the outer skin.
- the front insert member includes a main body having a flange, and a washer having a diameter equal to or larger than the diameter of the flange and fitted to the main body.
- the FRP cabin for automobiles according to the fourteenth feature is proposed, wherein the flange is bonded to the back surface of the front wall of the front cross member, and the washer is bonded to the front wall surface of the front cross member Is done.
- the rear insert member is fitted to the front wall, the upper wall, and the rear wall of the rear cross member, and the outer skin of the outer skin.
- the FRP cabin for automobiles according to the fifteenth feature is proposed which comprises a main body part that is in contact with the back surface and fixed with bolts and a washer that is press-fitted into the main body part across the upper wall of the rear cross member. Is done.
- the front floor panel and the side sill of the inner skin are provided with a side sill integrally connected to the outside in the vehicle width direction of the front floor panel.
- An inclined surface extending in the front-rear direction is formed at the boundary, and the inclined surface and the outer skin are joined by a frame member extending in the front-rear direction, and the height of the front cross member substantially matches the height of the inclined surface.
- the front half portions of the left and right core members sandwiching the vehicle body center line have a ripple shape centering on the front side of the side sill continuous therewith.
- An FRP cabin of an automobile characterized by being located on the boundary between the first half and the second half of the core material is proposed.
- the kick-up portion 26 of the embodiment corresponds to the rear wall of the present invention
- the inclined wall 37 of the embodiment corresponds to the floor panel of the present invention
- the front cross member 40 of the embodiment is a cross of the wheel house.
- the ripple-shaped uneven portion 42a of the embodiment corresponds to the uneven portion of the present invention
- the linear uneven portion 43a of the embodiment corresponds to the uneven portion of the present invention.
- the front partition member 47 corresponds to the partition member of the present invention
- the front subframe 91 of the embodiment corresponds to the subframe of the present invention
- the front insert member 93 of the embodiment corresponds to the insert member of the present invention.
- the bolt holes 93a, the large diameter holes 93b, and the small diameter holes 93c correspond to the fastening holes of the present invention.
- the FRP cabin includes a floor panel configured by sandwiching a core material between an inner skin located on the vehicle interior side and an outer skin located on the vehicle exterior side.
- the sub-frame that supports the suspension device is fastened to the insert member embedded in the core material.
- the core material is composed of a corrugated plate having a number of irregularities extending in the front-rear direction, and one apex of the insert member that forms a triangle shape in plan view is directed to the outside or the inside in the vehicle width direction, and two sides sandwiching the apex Since it contacts the core material, when a load in the vehicle width direction is input from the suspension device to the subframe, the load is dispersed and absorbed from the two sides sandwiching one apex of the insert member to the core material of the floor panel.
- the support rigidity of the subframe with respect to the floor panel can be increased without complicating the structure of the insert member.
- the sub-frame support member that supports the sub-frame is fastened to the insert member at the three vertices of the triangle, and the bulge portion that bulges into the insert member is formed on the sub-frame support member. Since the bolt hole in which the bolt for fastening and fastening the subframe to the subframe support member is extended into the bulging portion, the subframe support member can be reduced in size to reduce the amount of protrusion from the insert member. It is possible to increase the fastening force by forming a long bolt hole in which a bolt for fastening the bolt to the subframe support member is screwed.
- the cabin includes side sills extending rearward from the left and right sides of the floor panel in the vehicle width direction, and the front end of the partition member that partitions the inside of the side sill into an upper space and a lower space is used as an insert member. Since it was located in the vicinity, the load input from the insert member to the core material of the floor panel can be efficiently dispersed and supported on the side sill via the partition member.
- the front floor panel connected to the rear of the floor panel sandwiches a core material made of a corrugated plate having a number of concavo-convex portions extending in the front-rear direction between the inner skin and the outer skin. Constructed, the uneven part of the core material of the floor panel continues to the uneven part of the core material of the front floor panel, so the load input from the insert member to the core material of the floor panel is efficiently distributed to the core material of the front floor panel Can be supported.
- the front floor panel for connecting the left and right side sills of the cabin is configured by sandwiching the core material between the inner skin and the outer skin.
- the front floor panel has a left and right front region and a left and right rear region by a floor tunnel extending in the front-rear direction in the vehicle width direction center portion of the inner skin and a cross member extending in the vehicle width direction in the front-rear direction center portion of the inner skin.
- the core material in the left and right front regions is provided with side sills and uneven portions extending in a ripple shape inwardly in the vehicle width direction from the cross member, and the core material in the left and right rear regions is side sill and cross.
- the collision load of the side collision input to the intermediate portion in the front-rear direction of the side sill is the uneven portion of the core material in the front region from the side sill and the cross member. Between the side sill and the cross member and through the uneven portion of the core material in the rear region. It is absorbed.
- the core material is made of FRP, the concave and convex portions can be formed deeply, and the core material is sandwiched between the inner skin and outer skin to increase the strength of the front floor panel. Not only can this be done well, but the concavo-convex part also extends from the cross member, so the collision load transmitted from the side sill to the cross member can be reliably transmitted to the concavo-convex part.
- the core material in the left and right front regions includes a concavo-convex portion extending in a ripple shape around the front side of the side sill continuous therewith, and the core material in the left and right rear regions. Is provided with an uneven portion extending in a ripple pattern around the rear side of the side sill continuous therewith, so that the uneven portion can be smoothly curved to increase the load transmission efficiency.
- the core material of the left and right front regions includes a straight concavo-convex portion extending forward from the end of the ripple-shaped concavo-convex portion, the core of the left and right front regions Even if the longitudinal dimension of the material is large, the collision load distributed forward can be transmitted straight forward, and the core material in the left and right rear regions is a straight line extending backward from the end of the rippled uneven portion Since the concavo-convex portion is provided, even if the longitudinal dimension of the core material in the left and right rear regions is large, the collision load dispersed rearward can be transmitted straight rearward.
- the cabin includes a dash panel including a floor panel extending obliquely upward from the front end of the front floor panel and a vertical wall extending upward from the front end of the floor panel,
- the floor panel is configured by sandwiching an FRP core material between an inner skin and an outer skin.
- the uneven part formed in the core material of the floor panel and extending linearly in the front-rear direction is connected to the linear uneven part of the core material in the left and right front regions, so that the collision load of the side collision distributed forward is reduced.
- an inclined surface extending in the front-rear direction is formed at the boundary between the front floor panel and the side sill in the inner skin, and the inclined surface and the outer skin are coupled to the frame member extending in the front-rear direction.
- the inclined surface of the inner skin and the outer skin are coupled to the frame member extending in the front-rear direction, not only can the deformation of the inclined surface be suppressed, but also the bending moment is transmitted to the outer skin via the frame member. Thus, the side sill can be prevented from falling down more reliably.
- the frame member is a cylindrical hollow member, the frame member can be easily manufactured by extrusion molding or pultrusion molding.
- the rear wall extending in the vehicle width direction rises from the rear end of the front floor panel, and both end portions in the vehicle width direction of the rear wall project in the cross section of the side sill.
- the inner skin has a front cross member having a front wall, an upper wall and a rear wall and extending in the vehicle width direction, and has a front wall, an upper wall and a rear wall. And a rear cross member extending in the vehicle width direction.
- the front insert member that supports the front part of the seat is fixed to the front wall of the front cross member
- the rear insert member that supports the rear part of the seat is fixed to the upper wall and the outer skin of the rear cross member
- the rear insert member when a forward inertial force is applied to the seat due to a frontal collision, the rear insert member is subjected to an upward load so as to pull the rear cross member away from the front floor panel, and the strength becomes harder. By fixing to both the outer skin and the outer skin, the upward load can be reliably supported.
- the front insert member at the time of a frontal collision is easier to strengthen because a downward load is applied to press the front cross member against the front floor panel, but by fixing the front insert member only to the front cross member, The front insert member can be miniaturized to reduce weight.
- the front insert member includes a main body having a flange and a washer having a diameter equal to or larger than the flange and fitted to the main body, and the flange is disposed on the front. Adhered to the back surface of the front wall of the cross member and the washer adhered to the front wall surface of the front cross member, the front / rear direction load applied from the seat to the front insert member is transmitted to the front cross member and firmly supported. Therefore, the seating comfort can be enhanced, and the front insert member is located on the front surface of the front cross member, so that the seat can be easily attached and detached.
- the rear insert member is fitted to the back surface of the front wall, the upper wall and the rear wall of the rear cross member, and is in contact with the back surface of the outer skin and fixed with a bolt. Since it consists of a main body and a washer that is press-fitted into the main body with the upper wall of the rear cross member sandwiched, the load in the front-rear direction applied from the seat to the rear insert member is transmitted to the rear cross member and the outer skin for firm support This makes it possible to increase the seating comfort, and to firmly fix the seat without specially thickening and reinforcing the front floor panel even when a large longitudinal load is applied during a frontal collision.
- the front sill is provided with a side sill integrally connected to the outer side in the vehicle width direction, and an inclined surface extending in the front-rear direction is formed at the boundary between the front floor panel and the side sill in the inner skin. Since the surface and the outer skin are joined by a frame member that extends in the front-rear direction, when the bending moment that causes the side sill to fall inward in the vehicle width direction due to the collision load of the side collision acts, the inclined surface of the inner skin fronts the bending moment. By transmitting and supporting the floor panel, it is possible to prevent the side sill from falling without increasing the number of cross members or increasing the height of the cross members.
- the inclined surface of the inner skin and the outer skin are coupled to the frame member extending in the front-rear direction, not only can the deformation of the inclined surface be suppressed, but also the bending moment is transmitted to the outer skin via the frame member.
- the side sill can be prevented from falling down more reliably.
- the height of the front cross member substantially matches the height of the inclined surface and the frame member, the collision load of the side collision can be more reliably transmitted and supported from the side sill to the front cross member.
- the front half portions of the left and right core members sandwiching the vehicle body center line include uneven portions formed in a ripple shape centering on the front portion side of the side sill continuous therewith, and the vehicle body center line Since the front cross member is located on the boundary between the first half and the second half of the core material, the second half of the left and right core materials sandwiching the left and right cores are provided with irregularities formed in a ripple shape around the rear side of the side sill.
- the collision load of the side collision input to the middle portion of the side sill is distributed forward from the side sill and the cross member through the uneven portion of the core material in the front region, and from the side sill and the cross member to the core material in the rear region.
- the concavo-convex part It is dispersed backward through the concavo-convex part and efficiently absorbed.
- the core material is made of FRP
- the concave and convex portions can be formed deeply, and the core material is sandwiched between the inner skin and outer skin to increase the strength of the front floor panel.
- the concavo-convex part also extends from the cross member, so the collision load transmitted from the side sill to the cross member can be reliably transmitted to the concavo-convex part.
- FIG. 1 is a perspective view of a CFRP cabin of an automobile.
- FIG. 2 is a partial perspective view of the cabin with the inner skin removed.
- FIG. 3 is a view in the direction of arrows 3 in FIG.
- First embodiment) 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
- First embodiment) 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG.
- First embodiment is an enlarged view of a portion 6 in FIG.
- FIG. 7 is a view in the direction of arrow 7 in FIG.
- (Second Embodiment) 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 of FIG.
- (Second Embodiment) 9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG.
- (Second Embodiment) 10 is a cross-sectional view taken along line 10-10 of FIG.
- FIG. 11 is a view taken in the direction of arrow 11 in FIG.
- (Second Embodiment) 12 is a view taken in the direction of the arrow 12 in FIG.
- (Second Embodiment) 13 is a view in the direction of arrow 13 in FIG.
- (Third embodiment) 14 is a cross-sectional view taken along line 14-14 of FIG.
- (Third embodiment) 15 is a cross-sectional view taken along line 15-15 in FIG. (Third embodiment)
- the body frame of an automobile is a cabin 11 formed in a bathtub shape with carbon fiber reinforced resin (CFRP), and a pair of left and right suspension support modules that are cast parts of an aluminum alloy connected to the front end of the cabin 11.
- CFRP carbon fiber reinforced resin
- CFRP left and right pair connected to the front end It comprises an upper member 16 and 16, the roll bar 17 made of CFRP erected on the upper rear surface of the cabin 11, a CFRP-made left and right pair of stays 18 and 18 for reinforcing supporting the roll bar 17 from the rear.
- the cabin 11 has a hollow structure in which an inner skin 19 and an outer skin 20 are joined up and down, a dash panel 21 at the front end, a pair of left and right side sills 22, 22 extending rearward from both ends of the dash panel 21 in the vehicle width direction, and a side sill 22.
- the front end module 14 includes a bumper beam 28 extending in the vehicle width direction, and a pair of left and right bumper beam extensions that extend rearward from both ends of the bumper beam 28 in the vehicle width direction and are connected to the front ends of the front side frame front portions 13 and 13. 29 and 29 and a frame-shaped front bulkhead 30 supported between the bumper beam extensions 29 and 29.
- Each suspension support module 12 includes a front side frame rear portion 31 connected to the rear end of the front side frame front portion 13 and the front surface of the dash panel 21, and extends outward and upward in the vehicle width direction from the front side frame rear portion 31.
- a damper housing 32 connected to the front surface of the dash panel 21 is integrally provided.
- the left and right end portions of the dash panel 21 constitute a pair of left and right front pillar lower front portions 33 and 33 that rise upward from the front ends of the side sills 22 and 22.
- a pair of left and right metal front pillar lower rear portions 34 and 34 and a pair of left and right metal front pillar uppers 35 and 35 are connected to the rear surfaces of the front pillar lower front portions 33 and 33, and the left and right front pillar uppers 35 and 35 are connected to each other.
- the upper ends are connected by a metal front roof arch 36 extending in the vehicle width direction.
- the dash panel 21 includes an inclined wall 37 that extends obliquely upward from the front end of the front floor panel 25, and a vertical wall 38 that extends upward from the front end of the inclined wall 37.
- a floor tunnel 39 extending in the front-rear direction protrudes upward from the center in the vehicle width direction of the inner skin 19 and the outer skin 20 constituting the inclined wall 37 of the dash panel 21 and the upper and lower surfaces of the front floor panel 25.
- a front cross member 40 and a rear cross member 41 that extend in the vehicle width direction intersecting the floor tunnel 39 bulge upward from the inner skin 19 constituting the upper surface of the front floor panel 25.
- the inner skin 19 and the outer skin 20 are both formed flat.
- a front subframe 91 that supports left and right front wheel suspension devices 90 (see FIG. 3) is mounted below the dash panel 21, a front subframe 91 that supports left and right front wheel suspension devices 90 (see FIG. 3) is mounted.
- the inner skin 19 and the outer skin 20 constituting the cabin 11 are arranged on the outer periphery of a dash panel 21, left and right side sills 22 and 22, left and right rear side frames 23 and 23, and a rear end cross member 24.
- Joint flanges 19a and 20a extending so as to surround are provided, and both the joint flanges 19a and 20a are joined by adhesion, welding, rivets or the like.
- the front floor panel 25 includes left and right core members 42 and 42 made of corrugated sheets sandwiched between the inner skin 19 and the outer skin 20.
- the core material 42 sandwiched between the side sill 22 and the floor tunnel 39 is an integrally formed member, and includes a plurality of concave and convex portions 42a.
- the inclined wall 37 of the dash panel 21 includes a corrugated core material 43 sandwiched between the inner skin 19 and the outer skin 20, and the uneven portion 43a extending in the front-rear direction of the core material 43 is a front floor.
- the front end of the concavo-convex part 42a of the core material 42 of the panel 25 is tangentially continuous.
- the vertical wall 38, the kick-up portion 26, and the rear floor panel 27 of the dash panel 21 include corrugated core members 44, 45, 46 sandwiched between the inner skin 19 and the outer skin 20, respectively.
- the concavo-convex portions 44a ... 45a ... 46a ... of the core members 44, 45, 46 all extend in the vehicle width direction.
- the side sill 22 has an inner wall 22c, an outer wall 22d, an upper wall 22e, and a lower wall 22f and has a closed cross section, and a front floor panel 25 is connected to the lower wall 22f (see FIGS. 1 and 3).
- the interior of the side sill 22 is partitioned into an upper space 22a and a lower space 22b by a front partition member 47 that is disposed in the horizontal direction and extends in the front-rear direction (see FIG. 2).
- An upper energy absorbing member 52 that bends zigzag is disposed between the upper surface of the front partition member 47 and the upper wall 22e of the side sill 22, and between the lower surface of the front partition member 47 and the lower wall 22f of the side sill 22
- a lower energy absorbing member 53 that bends zigzag is disposed.
- a front connecting plate 48 that extends forward from the upper wall 22e of the side sill 22 and is connected to a wheel house rear wall 33a that constitutes a front wall of the front pillar lower front portion 33 is disposed.
- rear first and second connecting plates 49, 50 are connected to the front surface of the partition wall portion 45b extending rearward from the upper wall 22e and extending the core material 45 of the kick-up portion 26 outward in the vehicle width direction. Be placed.
- the front sub-frame 91 is a plate-like member that is long in the vehicle width direction, and is fastened to the lower surface of the cabin 11 at three locations on the left and right. That is, the front portion of the front subframe 91 is fastened to the lower surface of the front side frame rear portion 31 of the suspension support module 12 with the bolt 92 (see FIG. 5). Further, the intermediate portion in the front-rear direction of the front subframe 91 is fastened with a metal subframe support member 94 on the lower surface of a metal front insert member 93 embedded in the core material 43 of the inclined wall 37 of the dash panel 21. Fastened to the lower surface of the subframe support member 94 with bolts 95 (see FIGS. 4 to 6). The rear portion of the front subframe 91 is fastened with a bolt 97 to the lower surface of a metal rear insert member 96 embedded in the core material 43 of the inclined wall 37 of the dash panel 21 (see FIGS. 4 and 5).
- the rear insert member 96 is a thin cylindrical member, and is disposed perpendicular to the front floor panel 25 and oblique to the inclined wall 37 of the dash panel 21.
- the front insert member 93 is a thick triangular prism-shaped member, and is disposed perpendicular to the inclined wall 37 of the dash panel 21.
- the cross section of the front insert member 93 is a right-angled isosceles triangle formed by rounding three vertices a, b, and c, the base A is aligned in the front-rear direction, and the two vertices b, c and the base A are the vehicle width.
- the core material 43 is embedded so that one apex a and the two oblique sides B and C are located outside in the vehicle width direction.
- a bolt hole 93a, a large diameter hole 93b, a small diameter hole 93c, and a fitting hole 93d are formed coaxially from the upper surface 93e to the lower surface 93f in the vicinity of each of the three thick apexes a, b, and c. Is done.
- the inside of the front insert member 93 surrounded by the three vertices a, b, and c is hollow, and there is a Y-shaped rib 93g that connects the three vertices a, b, and c to the upper side from the lower surface 93f.
- a spherical wall 93h that is recessed toward is formed.
- the sub-frame support member 94 is moved upward from a position surrounded by the three fitting protrusions 94a to be fitted into the three fitting holes 93d of the front insert member 93 and the three fitting protrusions 94a.
- Bolt holes 94d ... and bolt holes 94e extending from the fastening seats 94c into the bulging portion 94b are provided.
- the sub-frame support member 94 is approached from the lower surface 93f side of the front insert member 93 embedded in the core member 43 of the inclined wall 37 of the dash panel 21, and the three fitting protrusions 94a.
- the portion 94b is fitted into the three fitting holes 93d of the front insert member 93 and the one spherical wall 93h
- the three first bolts 98 are fitted to the bolt holes 93a of the front insert member 93.
- the large diameter holes 93b and the small diameter holes 93c are inserted into the bolt holes 94d of the sub-frame support member 94.
- the opening edge of the outer skin 20 is sandwiched between the outer flange portion 94 f of the subframe support member 94 and the lower surface 93 f of the front insert member 93, and the outer skin 20 and the subframe support are supported by the front insert member 93.
- the member 94 is fixed.
- the three second bolts 99 are screwed into the three bolt holes 93a of the front insert member 93 so that the opening edge of the inner skin 19 becomes the head 99a of the second bolt 99.
- the inner skin 19 is fixed to the front insert member 93 by being sandwiched between the upper surface 93 e of the front insert member 93.
- the bolt 95 that passes through the front subframe 91 from the bottom to the top is fastened to the subframe support member 94.
- the middle part in the front-rear direction of the front sub-frame 91 is fastened to the front sub-frame 91 by screwing into a bolt hole 94e that opens in the seat 94c.
- the front subframe 91 supported on the front lower part of the cabin 11 is provided with left and right suspension devices 90, 90, the front subframe 91 is attached to the cabin 11 so as to withstand the load input from the suspension devices 90, 90. It is necessary to fix it firmly.
- a large side force input from the road surface to the front wheels acts as a large load in the vehicle width direction on the front subframe 91 via the suspension devices 90 and 90.
- the base end of the lower arm 90a on the front side of the suspension device 90 is supported in the vicinity of the position where the front subframe 91 is fixed to the metal front side frame rear portion 31 with the bolt 92 (FIGS. 3 and 4). Reference) and sufficient support strength can be secured.
- the proximal end of the lower arm 90b on the rear side of the suspension device 90 is in the vicinity of the position where the front subframe 91 is fixed to the front insert member 93 embedded in the inclined wall 37 of the dash panel 21 made of CFRP with the bolt 95. Since it is supported (refer to FIG. 3 and FIG. 4), the support strength may be insufficient.
- the inclined wall 37 in which the front insert member 93 is embedded sandwiches the core material 43 made of a corrugated plate having a large number of uneven portions 43 a between the inner skin 19 and the outer skin 20. Therefore, the support strength of the front insert member 93 with respect to the inclined wall 37 is increased.
- the front insert member 93 having a triangular shape in plan view one apex a is directed to the outside in the vehicle width direction, and two sides B and C sandwiching the apex a are in contact with the core member 43 (see FIG. 4), when a load in the vehicle width direction is inputted from the lower arm 60b (see FIG.
- the subframe support member 94 for fastening the front subframe 91 is fastened with the first bolts 98 in the vicinity of the three apexes a, b, c of the triangle of the front insert member 93, and the subframe support member 94 is A bulging portion 94b that fits into the spherical wall 93h of the portion insert member 93 is formed, and a bolt hole 94e into which a bolt 95 that fastens the front subframe 91 to the subframe support member 94 is screwed is extended into the bulging portion 94b. Therefore (see FIG.
- the bolt 95 for fastening the front subframe 91 to the subframe support member 94 while reducing the size of the subframe support member 94 to reduce the downward projection from the front insert member 93 is provided.
- the bolt hole 94e to be screwed can be formed long to increase the fastening force.
- bolt holes 93a which are fastening holes formed in the front insert member 93 in a state where the outer skin 20 is sandwiched between the flange 94f of the subframe support member 94 and the lower surface 93f of the front insert member 93, are large.
- the front insert member 93 and the sub-frame support member 94 are fastened with the first bolts 98 inserted from the inner skin 19 side into the diameter holes 93b...
- the small diameter holes 93c from the inner skin 19 side. Since the inner skin 19 is fastened to the front insert member 93 with the inserted second bolts 99 (see FIG. 6), the first bolts 98 and the second bolts 99 are connected to the common fastening hole from the inner skin 19 side.
- the structure can be simplified by reducing the number of fastening holes.
- the fastening hole does not open on the outer skin 20 side, it is possible to prevent water or the like from entering the vehicle compartment through the fastening hole.
- the cabin 11 includes side sills 22 extending rearward from both sides of the inclined wall 37 in the vehicle width direction, and the front end of the front partition member 47 that divides the inside of the side sill 22 into the upper space 22a and the lower space 22b. Since it is located in the vicinity, the load input from the front insert member 93 to the inclined wall 37 can be efficiently dispersed and supported on the side sill 22 via the front partition member 47.
- the front floor panel 25 connected to the rear of the inclined wall 37 is configured by sandwiching a core material 42 made of a corrugated plate having a large number of concavo-convex portions 42a extending in the front-rear direction between the inner skin 19 and the outer skin 20. Since the concavo-convex portions 43a of the core material 43 of the wall 37 are continuous with the concavo-convex portions 42a of the core material 42 of the front floor panel 24 (see FIG. 4), input from the front insert member 93 to the core material 43 of the inclined wall 37 It is possible to efficiently disperse and support the applied load on the core material 42 of the front floor panel 25.
- the front floor panel 25 includes left and right core members 42 and 42 made of corrugated sheets sandwiched between the inner skin 19 and the outer skin 20.
- the core member 42 is an integrally molded member sandwiched between the side sill 22 and the floor tunnel 39, and includes a first part A in front of the front cross member 40, a second part B in front of the first part A, It is divided into a third part C behind the cross member 40 and a fourth part D behind the third part C (see FIGS. 7 and 10).
- the first portion A has a plurality of concavity and convexity portions 42a extending in a concentric ripple shape with the front side portion of the side sill 22 as the center O1, and the outer end in the vehicle width direction of the concavo-convex portion 42a is connected to the side sill 22, The rear end of 42a ... is connected to the front cross member 40.
- the boundary line between the first part A and the second part B passes through the center O1, and the core material 42 of the second part B is connected tangentially to the concavo-convex portions 42a of the core material 42 of the first part A in the front-rear direction. It is provided with the uneven
- the third portion C includes a plurality of concavity and convexity portions 42c extending in a concentric ripple shape with the rear portion of the side sill 22 as the center O2, and the outer end in the vehicle width direction of the concavity and convexity portions 42c is connected to the side sill 22.
- the front ends of the concavo-convex portions 42 c are connected to the front cross member 40.
- the boundary line between the third part C and the fourth part D passes through the center O2, and the core material 42 of the fourth part B is connected tangentially to the concavo-convex parts 42c of the core material 42 of the third part C in the front-rear direction. It has an uneven portion 42d extending.
- the inclined wall 37 of the dash panel 21 includes a corrugated core material 43 sandwiched between the inner skin 19 and the outer skin 20, and the vertical wall 38 of the dash panel 21 is between the inner skin 19 and the outer skin 20.
- a corrugated core material 44 sandwiched is provided.
- the core material 43 of the inclined wall 37 is provided with uneven portions 43a extending in the front-rear direction, and the uneven portions 43a are continuous with the uneven portions 42b of the second portion B of the core material 42 of the front floor panel 25. (See FIG. 7).
- the core material 44 of the vertical wall 38 includes uneven portions 44a extending in the vehicle width direction. Therefore, the uneven portion 43a of the core material 43 of the inclined wall 37 and the uneven portion of the core material 44 of the vertical wall 38 are provided. 44a... (See FIG. 2).
- the kick-up portion 26 and the rear floor panel 27 include corrugated core members 45 and 46 sandwiched between the inner skin 19 and the outer skin 20, respectively, and uneven portions 45a... 46a... Extends in the vehicle width direction. Therefore, the uneven portions 42d of the fourth portion D of the core material 42 of the front floor panel 25 and the uneven portions 45a of the core material 45 of the kick-up portion 26 are orthogonal to each other (see FIG. 7).
- the side sill 22 has an inner wall 22c, an outer wall 22d, an upper wall 22e, and a lower wall 22f and has a closed cross section, and the front floor panel 25 is connected to the lower wall 22f (see FIG. 9).
- the interior of the side sill 22 is partitioned into an upper space 22a and a lower space 22b by a front partition member 47 that is disposed in the horizontal direction and extends in the front-rear direction (see FIG. 9).
- An outer end in the vehicle width direction of the front partition member 47 is sandwiched between the flange portions 19 a and 20 a of the inner skin 19 and the outer skin 20, and an inner end in the vehicle width direction is connected to the inner skin 19 constituting the inner wall 22 c of the side sill 22.
- the front end is connected to the rear surface of the wheel house rear wall 33a constituting the front wall of the front pillar lower front portion 33 (see FIG. 8).
- partition walls 45b and 45b projecting from both ends in the vehicle width direction of the core material 45 of the kick-up portion 26 are fitted to the inside of the side sill 22, respectively, on the outer wall 22d, the upper wall 22e, and the lower wall 22f of the side sill 22.
- a flange 47a that is connected and extends in the vehicle width direction provided at the rear end of the front partition member 47 is connected to the front surface of the partition wall 45b of the core member 45 inside the side sill 22 (see FIG. 11).
- a front connecting plate 48 extending in the horizontal direction is disposed in the upper space 22a in the front portion of the side sill 22 (see FIGS. 8 and 10).
- the left and right side edges of the front connecting plate 48 are connected to the inner wall 22c and the outer wall 22d of the side sill 22, the rear end is connected to the lower surface of the upper wall 22e of the side sill 22, and the front end constitutes the front wall of the front pillar lower front portion 33.
- the width in the vehicle width direction of the front connecting plate 48 is widened inward in the vehicle width direction from the rear end toward the front end, and accordingly, the inner wall 33b in the vehicle width direction of the front pillar lower front portion 33 is also frontward. It spreads inward (see FIG. 10).
- a rear first connecting plate 49 extending in the horizontal direction is disposed in the upper space 22a at the rear of the side sill 22 (see FIGS. 8 and 11).
- the left and right side edges of the rear first connecting plate 49 are connected to the inner wall 22c and the outer wall 22d of the side sill 22, the front end is connected to the lower surface of the upper wall 22e of the side sill 22, and the rear end is a partition wall of the core material 45 of the kick-up portion 26.
- the portion 45 b is connected to the front surface of the portion that fits into the side sill 22.
- a rear second connection plate 50 extending in the horizontal direction is disposed above the rear first connection plate 49.
- the rear second connecting plate 50 is formed to be shorter in the front-rear direction than the rear first connecting plate 49, the left and right side edges are connected to the inner wall 22c and the outer wall 22d of the side sill 22, and the front end is the lower surface of the upper wall 22e of the side sill 22.
- the rear end is connected to the front surface of a flat portion 45 c that protrudes upward from the upper end of the partition wall portion 45 b of the core material 45 of the kick-up portion 26.
- the flat portion 45c of the core material 45 to which the rear end of the rear second connecting plate 50 is connected is formed in a flat plate shape instead of a corrugated plate shape, and the orientation direction of the carbon sheet constituting the flat portion 45c is: As shown in an enlarged view in the circle of FIG. 11, the carbon fiber a is inclined 45 ° downward from the outside in the vehicle width direction toward the inside, and the carbon fiber is directed upward from the outside in the vehicle width direction. Are alternately laminated with carbon sheets b inclined by 45 °.
- the interior of the rear side frame 23 extending rearward and upward from the rear end of the side sill 22 is partitioned into an upper space 23a and a lower space 23b by a rear partition member 51 extending in the front-rear direction (see FIGS. 7, 8 and 11).
- the front end of the rear partition member 51 is connected to the rear end of the rear first connecting plate 49 of the side sill 22 with the core material 45 of the kick-up portion 26 interposed therebetween.
- the upper energy absorbing member 52 is disposed in the upper space 22a of the side sill 22, and the lower energy absorbing member 53 is disposed in the lower space 22b of the side sill 22 (see FIGS. 8 and 11).
- the upper energy absorbing member 52 is made of a plate material that bends in a zigzag manner, and the upper end crests 52a and the lower end troughs 52b are alternately continuous.
- the lower energy absorbing member 53 is made of a plate material that bends in a zigzag manner, and the upper end crests 53a and the lower end troughs 53b are alternately continuous.
- the left and right side edges of the upper energy absorbing member 52 and the lower energy absorbing member 53 are connected to the inner wall 22c and the outer wall 22d of the side sill 22, and the crests 52a of the upper energy absorbing member 52 are the lower surface and the rear part of the upper wall 22d of the side sill 22. 1 is connected to the lower surface of the connecting plate 49, and the troughs 53 b of the lower energy absorbing member 53 are connected to the lower wall 22 f of the side sill 22.
- the plate thickness of the upper energy absorbing member 52 is set to be thinner than the plate thickness of the lower energy absorbing member 53.
- the troughs 52b of the upper energy absorbing member 52 and the crests 53a of the lower energy absorbing member 53 are connected to the upper and lower surfaces of the front partition member 47, respectively.
- the parts 53a are connected so as to face each other with the front partition member 47 interposed therebetween.
- First and second reinforcing members 54 and 55 made of an extruded aluminum material are inserted in advance in the vehicle width direction end of the vertical wall 38 of the dash panel 21 (see FIG. 12).
- the first reinforcing member 54 is a rectangular flat member, and two bolt holes 54a and 54c and two female screw holes 54b and 54d are formed at corners thereof.
- the second reinforcing member 55 is a triangular flat member, and three bolt holes 55a to 55c are formed at the corners thereof.
- two female screw holes 31a and 31c and two bolt holes 31b and 31d are formed, and the rear of the damper housing 32 of the suspension support module 12 is formed.
- Three female screw holes 32a to 32c are formed at the ends.
- the height of the upper bolt hole 54 a and the female screw hole 54 b is set to the front connecting plate 48 of the side sill 22.
- the heights of the lower bolt hole 54c and the female screw hole 54d are substantially equal to the height of the front partition member 47 of the side sill 22 (see FIG. 8).
- the inner skin 19 that constitutes the upper surface of the front floor panel 25 rises upward, and an inclined surface 19b is formed in a portion connected to the inner wall 22c of the side sill 22 (see FIG. 9).
- the inclined surface 19b is inclined so as to gradually increase from the inner side to the outer side in the vehicle width direction, and a constant cross section made of a CFRP drawn material or an aluminum alloy extruded material between the lower surface and the upper surface of the outer skin 20.
- the frame member 59 is disposed (see FIGS. 9 to 11).
- the frame member 59 is integrally provided with an upper triangular cross-sectional portion 59a and a lower rectangular cross-sectional portion 59b, and the hypotenuse of the triangular cross-sectional portion 59a is bonded to the lower surface of the inclined surface 19b of the inner skin 19 to form the rectangular cross-sectional portion 59b. Is adhered to the upper surface of the outer skin 20.
- the connecting portion of the front floor panel 25 and the side sill 22 is reinforced.
- the side sill 22 of the cabin 11 stands upward from the front floor panel 25, when another vehicle collides with the side sill 22 in a side surface, a bending moment M (which causes the side sill 22 to fall inward in the vehicle width direction due to the collision load) 9) occurs.
- the bending moment M is large because the collision load is input to a high position of the side sill 22.
- the inner skin 19 located at the boundary between the inner wall 22c of the side sill 22 and the upper wall of the front floor panel 25 includes the inclined surface 19b that is inclined so that the outer side in the vehicle width direction becomes higher.
- the side sill 22 can be prevented from falling.
- the frame member 59 is a cylindrical hollow member, the frame member 59 can be easily manufactured by extrusion molding or pultrusion molding.
- the core material 42 sandwiched between the inner skin 19 and the outer skin 20 of the front floor panel 25 is inward in the vehicle width direction in the first portion A ahead of the front cross member 40. .. are provided in the third portion C behind the front cross member 40, and are provided with uneven portions 42c extending in a ripple shape inward in the vehicle width direction and rearwardly (FIG. 7).
- the collision load of the side collision input to the intermediate portion in the front-rear direction of the side sill 22 is forward from the side sill 22 and the front cross member 40 through the uneven portion 42a... Smoothly curved of the core material 42 of the first portion A.
- the concave and convex portions 42a,..., 42c... can be formed deeper than when the core material 42 is manufactured by press molding of a metal plate. Since the strength of the front floor panel 25 is increased by being sandwiched between the outer skins 20, the collision load can be transmitted efficiently.
- the concave and convex portions 42a... 42c extend not only from the side sill 22, but also from the front cross member 40. Therefore, the collision load transmitted from the side sill 22 to the front cross member 40 is reliably transmitted to the concave and convex portions 42a. Can be communicated to.
- the core material 42 of the second part B in front of the first part A includes the linear uneven parts 42b extending forward from the end of the rippled uneven parts 42a of the first part A, the front cross Even if the front-back dimension of the core material 42 in front of the member 40 is large, the collision load dispersed in the front can be transmitted to the dash panel 21 through the uneven portions 42b of the second part B, and similarly.
- the core material 42 of the fourth portion D behind the third portion C includes linear uneven portions 42d extending rearward from the end portions of the ripple-shaped uneven portions 42c of the third portion C, the front cross member Even if the longitudinal dimension of the core material 42 at the rear of 40 is large, the collision load dispersed rearward can be transmitted to the kick-up portion 26 through the uneven portions 42d of the fourth portion D.
- the dash panel 21 includes an inclined wall 37 that extends obliquely upward from the front end of the front floor panel 25, and a vertical wall 38 that extends upward from the front end of the inclined wall 37.
- the concavo-convex portion 43a extending linearly in the front-rear direction of the core material 43 sandwiched between the outer skin 20 and the concavo-convex portion extending linearly in the front-rear direction of the core material 42 of the second portion B of the front floor panel 25 is provided.
- 42b see FIG. 7
- the collision load of the side collision distributed forward is reliably transmitted from the core material 42 of the second part B to the core material 43 of the inclined wall 37 of the dash panel 21 and dispersed. Even if the vertical wall 38 of the dash panel 21 is formed thin, the collision load distributed forward can be reliably supported by the inclined wall 37 of the dash panel 21.
- the side sill 22 is divided into the upper space 22a and the lower space 22b by the front partition member 47, and the front end and the rear end of the front partition member 47 are connected to the dash panel 21 and the kick-up portion 26, respectively, the front partition member 47
- the side sill 22 can be reinforced and the collision load of the side collision input to the side sill 22 can be dispersed and absorbed in the dash panel 21 and the kick-up portion 26.
- a collision load is input to the height of the front partition member 47 of the side sill 22, so that the cross-section of the side sill 22 is prevented from collapsing due to the reinforcing effect of the front partition member 47. be able to.
- the inner wall 33b in the vehicle width direction of the front pillar lower front portion 33 continuous to the front of the side sill 22 is expanded inward in the vehicle width direction with respect to the inner wall 22c in the vehicle width direction of the side sill 22 (see FIG. 10).
- the front pillar lower front portion 33 with increased strength can more effectively prevent the side sill 22 from falling.
- the upper energy absorbing member 52 is disposed in the upper space 22a of the side sill 22 and the lower energy absorbing member 53 is disposed in the lower space 22b of the side sill 22, the upper energy absorbing member 53 is disposed in addition to the front partition member 47. Since the energy absorbing member 52 and the lower energy absorbing member 53 are crushed and absorb the collision energy, the vehicle compartment can be protected.
- the side sill 22 is brought down when a large collision load is applied to the upper end of the side sill 22 far from the front floor panel 25.
- the upper energy absorbing member 52 is set to be lower in strength than the lower energy absorbing member 53, so that the upper energy absorbing member 52 which is normally hard to be crushed and is usually easily crushed.
- the upper energy absorbing member 52 and the lower energy absorbing member 53 have a zigzag shape in which peaks 52a... 53a... And valleys 52b. 52b... And the peak portions 53a of the lower energy absorbing member 53 are opposed to each other with the front partition member 47 interposed therebetween (see FIG. 8). Therefore, the valley portions 52b and the peak portions 53a.
- the upper energy absorbing member 52, the lower energy absorbing member 53, and the front partition member 47 constitute a large number of strong triangles.
- the dash panel 21 includes a wheel house rear wall 33a that continuously curves while being bent backward from the vicinity of the first reinforcing member 54 that fastens the lower portion of the suspension support module 12 to the front end of the side sill 22 (see FIG. 8). Since the upper wall 22e of the side sill 22 and the wheel house rear wall 33e are connected by the front connecting plate 48 extending substantially in the horizontal direction, the collision load input from the tire to the wheel house rear wall 33a particularly at the time of a narrow offset frontal collision is applied to the front part. By efficiently transmitting and supporting the upper side wall 22e of the side sill 22 via the connecting plate 48, the dash panel 21 can be prevented from falling backward and a vehicle compartment space can be secured.
- the interior of the side sill 22 is partitioned into an upper space 22a and a lower space 22b by a front partition member 47 extending in a substantially horizontal direction, and the front end of the front partition member 47 is connected to the wheel house rear wall 33a. It is possible to efficiently transmit and support the collision load of the frontal collision input to the side sill 22 through the front partition member 47 from the wheel house rear wall 33a.
- the width in the left-right direction of the front connecting plate 48 is increased inward in the vehicle width direction from the side sill 22 side toward the wheel house rear wall 33a side so as to approach the first reinforcing member 54 (see FIG. 10).
- the collision load of the frontal collision input to the dash panel 21 can be more efficiently transmitted from the wheel house rear wall 33a to the side sill 22.
- the upper energy absorbing member 52 and the lower energy absorbing member 53 are integrally connected to the inner surface of the side sill 22 and the front partition member 47 to increase the bending rigidity. It is possible to more reliably support the collision load of the frontal collision.
- the height of the front connecting plate 48 is made to substantially coincide with the heights of the bolt holes 54a and the female screw holes 54b that are upper fastening portions of the first reinforcing member 54, and the height of the front partitioning member 47 is set to the first reinforcing member. Since the bolt holes 54c and the female screw holes 54d, which are lower fastening portions 54, are substantially matched to the height (see FIG. 8), the front collision input to the first reinforcing member 54 from the front side frame rear portion 31 of the suspension support module 12 Can be transmitted from the wheel house rear wall 33a to the side sill 22 through the front connection plate 48 and the front partition member 47 more efficiently.
- the front end of the rear floor panel 27 and the upper wall 22e of the side sill 22 are connected by a rear first connecting plate 49 disposed in the rear part of the side sill 22 and extending in a substantially horizontal direction (see FIG. 11).
- a rear first connecting plate 49 disposed in the rear part of the side sill 22 and extending in a substantially horizontal direction (see FIG. 11).
- the rear side frame 23 is partitioned into the upper space 23a and the lower space 23b by the rear partition member 51, and the front end of the rear partition member 51 is connected to the rear end of the rear first connecting plate 49, the rear side due to the collision load of the side collision. Not only can the frame 23 be crushed by the rear partition member 51, but also the collision load of the side collision input to the side sill 22 can be more efficiently distributed from the rear side frame 23 to the rear floor panel 27.
- the rear second connecting plate 50 extending in the substantially horizontal direction is disposed above the rear first connecting plate 49 in the rear portion of the side sill 22, when a collision load is input to the rear portion of the side sill 22, the rear first connecting portion is connected.
- the plate 49 and the rear second connecting plate 50 cooperate to more reliably prevent the rear portion of the side sill 22 from being crushed.
- a core material 45 having uneven portions 45a extending in the vehicle width direction is disposed inside the kick-up portion 26 standing up from the rear end of the front floor panel 25 toward the front end of the rear floor panel 27, and the core of the kick-up portion 26 is disposed. Since the flat part 45c of the partition part 45b which extended the vehicle width direction both ends of the material 45 was inserted in the inside of the side sill 22, the rear end of the rear 1st connection board 49 was connected to the flat part 45c (refer FIG.
- a flat portion 45c made of FRP extending upward from the partition wall portion 45b of the core material 45 of the kick-up portion 26 is connected to the upper wall 22e of the side sill 22, and the flat portion 45c is at least from the outside in the vehicle width direction toward the inside. Since it has a fiber orientation direction that inclines downward (see FIG. 11), when a collision load of a side collision is input to the upper part of the side sill 22, the collision load is kicked up via a fiber that is inclined and oriented to the flat portion 45c. It can be efficiently transmitted to the core material 45 of the portion 26.
- the seats 74 are respectively arranged on the left and right front floor panels 25 of the floor tunnel 39. Each of the seats 74 is supported on a pair of left and right seat rails 75 and 75 that are installed so as to connect the front cross member 40 and the rear cross member 41 so as to be movable back and forth.
- the seat 74 includes a seat cushion 76 and a seat back 78 supported so as to be reclining on the rear end of the seat cushion 76 via a pivot 77.
- the seat 74 is provided on the lower surface of the seat frame 79 that supports the lower surface of the seat cushion 76.
- the provided pair of front and rear sliders 80 and 80 are supported by the respective seat rails 75 so as to be slidable back and forth (see FIGS. 14 and 15).
- a front mounting portion 75a obtained by bending the front end of the seat rail 75 forward and downward is fastened with a bolt 82 to a front insert member 81 provided on the front cross member 40, and provided on the lower surface of the rear end of the seat rail 75.
- 75 b is fastened to the rear insert member 83 provided on the rear cross member 41 with a bolt 84.
- the front cross member 40 in which a part of the inner skin 19 is bulged upward has a front wall 40a, an upper wall 40b, and a rear wall 40c, and extends in the vehicle width direction.
- the front insert member 81 is a front cross member.
- the member 40 is fixed to the front wall 40a.
- the front insert member 81 includes a cylindrical main body 85 having a circular flange 85a, and a circular washer 86 fitted to the main body 85, and the diameter of the washer 86 is the same as the diameter of the flange 85a. Or larger than that.
- the flange 85 a of the main body 85 is bonded to the back surface of the front wall 40 a of the front cross member 40, and a washer 86 fitted to the front end of the main body 85 is bonded to the surface of the front wall 40 a of the front cross member 40. Then, the bolt 82 penetrating the front mounting portion 75a of the seat rail 75, the washer 86, the front wall 40a of the front cross member 40 and the flange 85a of the main body 85 is screwed into the female screw 85b formed on the inner peripheral surface of the main body 85. By joining, the front part of the seat rail 75 is fixed to the front cross member 40.
- a rear cross member 41 in which a part of the inner skin 19 is bulged upward has a front wall 41a, an upper wall 41b, and a rear wall 41c, and extends in the vehicle width direction.
- the rear insert member 83 is a rear cross member.
- the upper wall 41b of 41 is fixed to the outer skin 20 facing the lower side.
- the rear insert member 83 is fitted to the rear surfaces of the front wall 41a, the upper wall 41b, and the rear wall 41c of the rear cross member 41, and contacts the upper surface (back surface) of the outer skin 20, and the rear cross member 41.
- the washer 88 is press-fitted into the main body 87 with the upper wall 41b interposed therebetween.
- the bolts 84 that pass through the rear mounting portion 75b of the seat rail 75, the washer 88, and the upper wall 41b of the rear cross member 41 are screwed into the female screw 87a of the main body 87, and the bolts 89 that pass through the outer skin 20 are screwed.
- the rear portion of the seat rail 75 is fixed to the rear cross member 41 by being screwed into the female screws 87b of the main body 87.
- the inclined surface 19b provided at the boundary between the floor panel 25 and the side sill 22 in the inner skin 19 and the frame member 59 that reinforces the inclined surface 19b are positioned at substantially the same height as the front cross member 40 (FIG. 15). reference).
- the four seat rails 75 that support the pair of left and right seats 74, 74 on the front floor panel 25 are assembled in the following procedure. That is, the flange 85a of the main body 85 of the front insert member 81 is bonded to the back side of the front wall 40a of the front cross member 40 of the front floor panel 25, and the washer 86 fitted to the front end of the main body 85 is connected to the front cross.
- the front insert member 81 is fixed to the front cross member 40 by bonding to the surface of the front wall 40a of the member 40.
- a rear insert member is provided between the rear surfaces of the front wall 41a, the upper wall 41b, and the lower wall 41c of the rear cross member 41 of the front floor panel 25 and the upper surface (back surface) of the outer skin 20 positioned below the rear cross member 41.
- the main body 87 is fixed to the outer skin 20 by clamping the bolts 89 penetrating the outer skin 20 from below to the female screws 87b of the main body 87.
- the rear insert member 83 is fixed to the rear cross member 41 and the outer skin 20 by press-fitting a washer 88 to the upper end of the main body 87 so as to sandwich the upper wall 41 b of the rear cross member 41.
- the bolt 82 inserted into the front mounting portion 75a of the seat rail 75 from the front to the rear is passed through the washer 86, the front wall 40a of the front cross member 40, and the flange 85a of the main body 85, so that the female screw of the main body 85
- the front mounting member 75a of the seat rail 75 is fixed to the front cross member 40 by being screwed to 85b.
- the bolt 84 inserted from the top to the bottom into the rear mounting portion 75b of the seat rail 75 is passed through the washer 86 and the upper wall 41b of the rear cross member 41, and is screwed into the female screw 87a of the main body portion 87, whereby the seat rail
- the rear mounting portion 75 b of 75 is fixed to the rear cross member 41.
- the upward load Fr acts to peel off the rear cross member 41 from the core material 42, so that the vicinity of the rear cross member 41 becomes harder in strength.
- the body portion 87 of the rear insert member 83 is fixed to both the upper wall 41b of the rear cross member 41 and the outer skin 20, the upward load Fr is supported by both the inner skin 19 and the outer skin 20.
- the rear cross member 41 can be prevented from being damaged.
- the front insert member 81 since the downward load Ff acts to press the front cross member 40 against the core material 42, the vicinity of the front cross member 40 becomes easy in strength. At this time, the front insert member 81 has its main body portion 87 fixed only to the front wall 40a of the front cross member 40 and not to the outer skin 20, but as described above, in the vicinity of the front cross member 40. Since there is a margin in strength, the front cross member 40 will not be destroyed. Since the front insert member 81 does not need to be fixed to the outer skin 20, the front insert member 81 can be downsized, and the weight can be reduced by reducing the weight.
- the rear insert member 83 is fitted to the back surfaces of the front wall 41a, the upper wall 41b, and the rear wall 41c of the rear cross member 41, and is in contact with the back surface of the outer skin 20 and fixed by bolts 89 ... 87 and a washer 88 that is press-fitted into the main body portion 87 with the upper wall 41b of the rear cross member 41 interposed therebetween, so that the load in the front-rear direction applied to the rear insert member 83 from the seat 74 in the front-rear direction is applied to the rear cross member 41.
- the seat 74 is transmitted to the outer skin 20 and firmly supported to improve the seating comfort, and even when a large front-rear load is applied during a frontal collision, the seat 74 can be reinforced without specially thickening and reinforcing the floor panel 25. It can be firmly fixed.
- the front insert member 81 is fastened to the front wall 40a of the front cross member 40 with a bolt 82, the bolt 82 can be screwed from a wide space in front of the seat 74, thereby improving workability. To do. If the front insert member 81 is fixed to the horizontal upper wall 40b of the front cross member 40, the front cross member 40 is easily crushed by the downward load Ff. Since it is fixed to the front wall 40a, the downward load Ff can be efficiently transmitted to the core material 42 to increase the strength of the front cross member 40.
- the front insert member 81 includes a main body 85 having a flange 85a and a washer 86 having a diameter equal to or larger than that of the flange 85a and fitted to the main body 85, and the flange 85a is connected to the front cross member 40. Since the washer 86 is bonded to the surface of the front wall 40a of the front cross member 40, the front cross member receives the load in the front-rear direction applied from the seat 74 to the front insert member 81 during normal running. Sitting comfort can be improved by transmitting to 40 and supporting firmly.
- the cabin 11 and the like are made of CFRP in the embodiment, they may be made of FRP (fiber reinforced resin) using fibers other than carbon fibers.
- the triangular apex “a” of the front insert member 93 faces outward in the vehicle width direction.
- the floor panel of the present invention is not limited to the inclined wall 37 of the dash panel 21 of the embodiment.
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Abstract
サスペンション装置を支持するサブフレーム(91)が、ダッシュパネル(21)の傾斜壁(37)のコア材(43)に埋設したインサート部材(93)に締結される。コア材(43)を前後方向に延びる多数の凹凸部(43a)を有する波板で構成し、平面視で三角形状を成すインサート部材(93)の一つの頂点(a)が車幅方向の外側あるいは内側を指向し、頂点(a)を挟む二つの辺(B,C)がコア材(43)に当接するので、サスペンション装置からサブフレーム(91)に車幅方向の荷重が入力したとき、その荷重をインサート部材(93)の一つの頂点(a)を挟む二つの辺(B,C)からダッシュパネル(21)の傾斜壁(37)のコア材(43)に分散して吸収することで、インサート部材(93)の構造を複雑化することなく、ダッシュパネル(21)の傾斜壁(37)に対するサブフレーム(91)の支持剛性を高めることができる。
Description
本発明は、FRP製のキャビンが、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フロアパネルを備え、サスペンション装置を支持するサブフレームを前記コア材に埋設したインサート部材に締結する自動車用のFRP製キャビンに関する。
CFRP(カーボン繊維強化樹脂)の所定位置に埋設されるインサートが、バルサ材製のコア材と、コア材に内部に保持された金属製のインサート部材と、コア材およびインサート部材の表面を覆うCFRP製の被覆層とで構成されたものが、下記特許文献1により公知である。
またCFRP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金属製の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2により公知である。
ところで、上記特許文献1に記載されたものは、インサートがコア材、インサート部材および被覆層で構成されるため、インサートの構造が複雑化してコストアップの要因となるだけでなく、その寸法が大型化して汎用性に欠けるという問題がある。
また上記特許文献2に記載されたものは、インサート部材であるカラー本体が単純な円筒状の部材であり、カラー本体に入力した荷重をフォームコアに効率的に伝達することが難しいため、カラー本体の外周面に当接するCFRP製の円筒状のインサート体をフォームコアに埋設して補強する必要があり、部品点数が増加してコストアップの要因となる問題がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、サスペンション装置を支持するサブフレームをFRP製のフロアパネルに埋設したインサート部材に締結する際に、そのインサート部材の荷重支持性能を高めることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、FRP製のキャビンが、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フロアパネルを備え、サスペンション装置を支持するサブフレームを前記コア材に埋設したインサート部材に締結する自動車用のFRP製キャビンであって、前記コア材を前後方向に延びる多数の凹凸部を有する波板で構成し、平面視で三角形状を成す前記インサート部材の一つの頂点が車幅方向の外側あるいは内側を指向し、前記頂点を挟む二つの辺が前記コア材に当接することを第1の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記サブフレームを支持するサブフレーム支持部材を前記三角形の三つの頂点において前記インサート部材に締結し、前記サブフレーム支持部材に前記インサート部材内に膨出する膨出部を形成し、前記サブフレームを前記サブフレーム支持部材に締結するボルトが螺合するボルト孔を前記膨出部内に延ばしたことを第2の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第1または第2の特徴に加えて、前記サブフレーム支持部材と前記インサート部材との間に前記アウタースキンを挟持した状態で、前記インサート部材に形成した締結用孔に前記インナースキン側から挿入した第1ボルトで該インサート部材と前記サブフレーム支持部材とを締結し、前記締結用孔に前記インナースキン側から挿入した第2ボルトで該インナースキンを前記インサート部材に締結したことを第3の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第1~第3の何れか1つの特徴に加えて、前記キャビンは前記フロアパネルの車幅方向両側部から後方に延びるサイドシルを備え、前記サイドシルの内部を上部空間および下部空間に仕切る仕切り部材の前端を前記インサート部材の近傍に位置させたことを第4の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第1~第4の何れか1つの特徴に加えて、前記フロアパネルの後方に連なるフロントフロアパネルは、前記インナースキンおよび前記アウタースキン間に前後方向に延びる多数の凹凸部を有する波板よりなるコア材を挟持して構成され、前記フロアパネルのコア材の凹凸部は前記フロントフロアパネルのコア材の凹凸部に連続することを第5の特徴とするFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記キャビンの左右のサイドシル間を接続するフロントフロアパネルを、前記インナースキンと前記アウタースキンとの間にコア材を挟持して構成し、前記フロントフロアパネルは、前記インナースキンの車幅方向中央部を前後方向に延びるフロアトンネルと、前記インナースキンの前後方向中央部を車幅方向に延びるクロスメンバとによって左右の前部領域と左右の後部領域とに区画されており、前記左右の前部領域の前記コア材は前記サイドシルおよび前記クロスメンバから車幅方向内方かつ前方に波紋状に延びる凹凸部を備えるとともに、前記左右の後部領域の前記コア材は前記サイドシルおよび前記クロスメンバから車幅方向内方かつ後方に波紋状に延びる凹凸部を備えることを第6の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第6の特徴に加えて、前記左右の前部領域の前記コア材は、それに連なる前記サイドシルの前部側を中心として波紋状に延びる前記凹凸部を備えるとともに、前記左右の後部領域の前記コア材は、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延びる前記凹凸部を備えることを第7の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第7の特徴に加えて、前記左右の前部領域の前記コア材は、前記波紋状の凹凸部の端部から前方に延びる直線状の凹凸部を備え、前記左右の後部領域の前記コア材は、前記波紋状の凹凸部の端部から後方に延びる直線状の凹凸部を備えることを第8の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第8の特徴に加えて、前記キャビンは前記フロントフロアパネルの前端から斜め上方に傾斜して延びるフロアパネルと、前記フロアパネルの前端から上方に延びる鉛直壁とからなるダッシュパネルを備え、前記フロアパネルは前記インナースキンと前記アウタースキンとの間にコア材を挟持して構成され、前記フロアパネルのコア材に形成されて前後方向に直線状に延びる前記凹凸部は、前記左右の前部領域の前記コア材の直線状の凹凸部に接続することを第9の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第6~第9の何れか1つの特徴に加えて、前記インナースキンにおける前記フロント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に結合したことを第10の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第10の特徴に加えて、前記フレーム部材は筒状の中空部材であることを第11の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第6~第11の何れか1つの特徴に加えて、前記フロントフロアパネルの後端から車幅方向に延びる後壁が起立し、前記後壁の車幅方向両端部は前記サイドシルの断面内に張り出すことを第12の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、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第13の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第13の特徴に加えて、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第14の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第13または第14の特徴に加えて、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第15の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第13~第15の何れか1つの特徴に加えて、前記フロント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前記フロント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第16の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
また本発明によれば、前記第13~第16の何れか1つの特徴に加えて、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第17の特徴とする自動車のFRP製キャビンが提案される。
尚、実施の形態のキックアップ部26は本発明の後壁に対応し、実施の形態の傾斜壁37は本発明のフロアパネルに対応し、実施の形態のフロントクロスメンバ40はホイールハウスのクロスメンバに対応し、また実施の形態の波紋状の凹凸部42aは本発明の凹凸部に対応し、実施の形態の直線状の凹凸部43aは本発明の凹凸部に対応し、実施の形態の前部仕切り部材47は本発明の仕切り部材に対応し、実施の形態のフロントサブフレーム91は本発明のサブフレームに対応し、実施の形態の前部インサート部材93は本発明のインサート部材に対応し、実施の形態ボルト孔93a、大径孔93bおよび小径孔93cは本発明の締結用孔に対応する。
本発明の第1の特徴によれば、FRP製のキャビンは、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フロアパネルを備え、サスペンション装置を支持するサブフレームが、コア材に埋設したインサート部材に締結される。コア材を前後方向に延びる多数の凹凸部を有する波板で構成し、平面視で三角形状を成すインサート部材の一つの頂点が車幅方向の外側あるいは内側を指向し、頂点を挟む二つの辺がコア材に当接するので、サスペンション装置からサブフレームに車幅方向の荷重が入力したとき、その荷重をインサート部材の一つの頂点を挟む二つの辺からフロアパネルのコア材に分散して吸収することで、インサート部材の構造を複雑化することなく、フロアパネルに対するサブフレームの支持剛性を高めることができる。
また本発明の第2の特徴によれば、サブフレームを支持するサブフレーム支持部材を三角形の三つの頂点においてインサート部材に締結し、サブフレーム支持部材にインサート部材内に膨出する膨出部を形成し、サブフレームをサブフレーム支持部材に締結するボルトが螺合するボルト孔を膨出部内に延ばしたので、サブフレーム支持部材を小型化してインサート部材からの突出量を少なくしながら、サブフレームをサブフレーム支持部材に締結するボルトが螺合するボルト孔を長く形成して締結力を高めることができる。
また本発明の第3の特徴によれば、サブフレーム支持部材とインサート部材との間にアウタースキンを挟持した状態で、インサート部材に形成した締結用孔にインナースキン側から挿入した第1ボルトで該インサート部材とサブフレーム支持部材とを締結し、締結用孔にインナースキン側から挿入した第2ボルトで該インナースキンをインサート部材に締結したので、第1ボルトおよび第2ボルトを共通の締結用孔にインナースキン側から挿入することが可能となり、インナースキンが臨む車室側から第1、第2ボルトを操作して作業性を高めることができるだけでなく、締結用孔の数を減らして構造を簡素化できる。しかもアウタースキン側に締結用孔が開口しないので、締結用孔を通して車室側に水等が浸入するのを防止することができる。
また本発明の第4の特徴によれば、キャビンはフロアパネルの車幅方向左右両側部から後方に延びるサイドシルを備え、サイドシルの内部を上部空間および下部空間に仕切る仕切り部材の前端をインサート部材の近傍に位置させたので、インサート部材からフロアパネルのコア材に入力した荷重を仕切り部材を介してサイドシルに効率的に分散して支持することができる。
また本発明の第5の特徴によれば、フロアパネルの後方に連なるフロントフロアパネルは、インナースキンおよびアウタースキン間に前後方向に延びる多数の凹凸部を有する波板よりなるコア材を挟持して構成され、フロアパネルのコア材の凹凸部はフロントフロアパネルのコア材の凹凸部に連続するので、インサート部材からフロアパネルのコア材に入力した荷重をフロントフロアパネルのコア材に効率的に分散して支持することができる。
また本発明の第6の特徴によれば、キャビンの左右のサイドシル間を接続するフロントフロアパネルは、インナースキンとアウタースキンとの間にコア材を挟持して構成される。フロントフロアパネルは、インナースキンの車幅方向中央部を前後方向に延びるフロアトンネルと、インナースキンの前後方向中央部を車幅方向に延びるクロスメンバとによって左右の前部領域と左右の後部領域とに区画されており、左右の前部領域のコア材はサイドシルおよび前記クロスメンバから車幅方向内方かつ前方に波紋状に延びる凹凸部を備えるとともに、左右の後部領域のコア材はサイドシルおよびクロスメンバから車幅方向内方かつ後方に波紋状に延びる凹凸部を備えるので、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ント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。
また本発明の第7の特徴によれば、左右の前部領域のコア材は、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延びる凹凸部を備えるとともに、左右の後部領域の前記コア材は、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延びる凹凸部を備えるので、凹凸部を滑らかに湾曲させて荷重の伝達効率を高めることができる。
また本発明の第8の特徴によれば、左右の前部領域のコア材は、波紋状の凹凸部の端部から前方に延びる直線状の凹凸部を備えるので、左右の前部領域のコア材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真っ直ぐ前方に伝達することができ、また左右の後部領域のコア材は、波紋状の凹凸部の端部から後方に延びる直線状の凹凸部を備えるので、左右の後部領域のコア材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真っ直ぐ後方に伝達することができる。
また本発明の第9の特徴によれば、キャビンは、フロントフロアパネルの前端から斜め上方に傾斜して延びるフロアパネルと、フロアパネルの前端から上方に延びる鉛直壁とからなるダッシュパネルを備え、フロアパネルはインナースキンとアウタースキンとの間にFRP製のコア材を挟持して構成される。フロアパネルのコア材に形成されて前後方向に直線状に延びる凹凸部は、左右の前部領域のコア材の直線状の凹凸部に接続するので、前方に分散された側面衝突の衝突荷重が左右の前部領域のコア材からダッシュパネルのコア材に伝達されたとき、ダッシュパネルの鉛直壁を薄く形成しても、前方に分散された衝突荷重をダッシュパネルのフロアパネルで支持することができる。
また本発明の第10の特徴によれば、インナースキンにおけるフロント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に結合したので、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ント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。
また本発明の第11の特徴によれば、フレーム部材は筒状の中空部材であるので、フレーム部材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。
また本発明の第12の特徴によれば、フロントフロアパネルの後端から車幅方向に延びる後壁が起立し、後壁の車幅方向両端部はサイドシルの断面内に張り出すので、サイドシルの後部に側面衝突の衝突荷重が入力したときに、その衝突荷重を後壁からフロントフロアパネルに効率的に伝達することができる。
また本発明の第13の特徴によれば、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ント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ント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。
また本発明の第14の特徴によれば、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。
また本発明の第15の特徴によれば、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、フロント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。
また本発明の第16の特徴によれば、フロント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ント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ント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。
また本発明の第17の特徴によれば、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ント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。
11 キャビン
19 インナースキン
19b 傾斜面
20 アウタースキン
21 ダッシュパネル
22 サイドシル
22a 上部空間
22b 下部空間
25 フロントフロアパネル
26 キックアップ部(後壁)
37 傾斜壁(フロアパネル)
38 鉛直壁
39 フロアトンネル
40 フロントクロスメンバ(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 フロアパネルのコア材
42a 波紋状の凹凸部(凹凸部)
42b 直線状の凹凸部
42c 波紋状の凹凸部
42d 直線状の凹凸部
43 傾斜壁のコア材
43a 直線状の凹凸部(凹凸部)
47 前部仕切り部材(仕切り部材)
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
90 サスペンション装置
91 フロントサブフレーム(サブフレーム)
93 前部インサート部材(インサート部材)
93a ボルト孔(締結用孔)
93b 大径孔(締結用孔)
93c 小径孔(締結用孔)
94 サブフレーム支持部材
94b 膨出部
94e ボルト孔
95 ボルト
98 第1ボルト
99 第2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
19 インナースキン
19b 傾斜面
20 アウタースキン
21 ダッシュパネル
22 サイドシル
22a 上部空間
22b 下部空間
25 フロントフロアパネル
26 キックアップ部(後壁)
37 傾斜壁(フロアパネル)
38 鉛直壁
39 フロアトンネル
40 フロントクロスメンバ(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 フロアパネルのコア材
42a 波紋状の凹凸部(凹凸部)
42b 直線状の凹凸部
42c 波紋状の凹凸部
42d 直線状の凹凸部
43 傾斜壁のコア材
43a 直線状の凹凸部(凹凸部)
47 前部仕切り部材(仕切り部材)
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
90 サスペンション装置
91 フロントサブフレーム(サブフレーム)
93 前部インサート部材(インサート部材)
93a ボルト孔(締結用孔)
93b 大径孔(締結用孔)
93c 小径孔(締結用孔)
94 サブフレーム支持部材
94b 膨出部
94e ボルト孔
95 ボルト
98 第1ボルト
99 第2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
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明する。
先ず、図1~図6に基づいて本発明の第1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し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。
ダッシュパネル21の下方には、左右の前輪のサスペンション装置90(図3参照)を支持するフロントサブフレーム91が装着される。
図1および図2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、波紋状に延びる複数の凹凸部42a…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の凹凸部42a…の前端に接線状に連続している。またダッシュパネル21の鉛直壁38、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44,45,46を備えており、それらのコア材44,45,46の凹凸部44a…,45a…,46a…は何れも車幅方向に延びている。
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1および図3参照)。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2参照)。前部仕切り部材47の上面とサイドシル22の上壁22eとの間にはジクザグに屈曲する上部エネルギー吸収部材52が配置され、前部仕切り部材47の下面とサイドシル22の下壁22fとの間にはジクザグに屈曲する下部エネルギー吸収部材53が配置される。
またサイドシル22の前部には、その上壁22eから前方に延びてフロントピラーロア前部33の前壁を構成するホイールハウス後壁33aに接続される前部連結板48が配置され、サイドシル22の後部には、その上壁22eから後方に延びキックアップ部26のコア材45を車幅方向外側に延長した隔壁部45bの前面に接続される後部第1、第2連結板49,50が配置される。
フロントサブフレーム91は車幅方向に長い板状の部材であって、左右各3か所でキャビン11の下面に締結される。即ち、フロントサブフレーム91の前部は、サスペンション支持モジュール12のフロントサイドフレーム後部31の下面にボルト92で締結される(図5参照)。またフロントサブフレーム91の前後方向中間部は、ダッシュパネル21の傾斜壁37のコア材43に埋設した金属製の前部インサート部材93の下面に金属製のサブフレーム支持部材94を締結し、このサブフレーム支持部材94の下面にボルト95で締結される(図4~図6参照)。またフロントサブフレーム91の後部は、ダッシュパネル21の傾斜壁37のコア材43に埋設した金属製の後部インサート部材96の下面にボルト97で締結される(図4および図5参照)。
後部インサート部材96は細い円筒状の部材であり、フロントフロアパネル25に対して垂直、かつダッシュパネル21の傾斜壁37に対して斜めに配置される。一方、前部インサート部材93は太い三角柱状の部材であり、ダッシュパネル21の傾斜壁37に対して垂直に配置される。
以下、図4~図6に基づいて、前部インサート部材93およびサブフレーム支持部材94の構造を説明する。
前部インサート部材93の横断面は三つの頂点a,b,cを丸めた直角二等辺三角形状であり、その底辺Aが前後方向に整列し、二つの頂点b,cおよび底辺Aが車幅方向内側に位置し、一つの頂点aおよび二つの斜辺B,Cが車幅方向外側に位置するようにコア材43に埋設される。厚肉に形成された三つの頂点a,b,cの各々の近傍には、ボルト孔93a、大径孔93b、小径孔93cおよび嵌合孔93dが上面93eから下面93fに向かって同軸に形成される。また三つの頂点a,b,cに囲まれた前部インサート部材93の内部は中空であり、そこに三つの頂点a,b,cを接続するY字状のリブ93gと、下面93fから上方に向かって窪む球状壁93hとが形成される。前部インサート部材93をコア材43に埋設した状態で、前部インサート部材93の上面93eはインナースキン19の下面に接触し、前部インサート部材93の下面93fはアウタースキン20の上面に接触する。
サブフレーム支持部材94は、前部インサート部材93の3個の嵌合孔93d…に嵌合する3個の嵌合突起94a…と、3個の嵌合突起94a…に囲まれた位置から上方に膨出して前部インサート部材93の球状壁93hに嵌合する膨出部94bと、フロントサブフレーム91の上面に当接する水平な締結座94cと、嵌合突起94a…の中心に形成されたボルト孔94d…と、締結座94cから膨出部94b内へと延びるボルト孔94eとを備える。
従って、ダッシュパネル21の傾斜壁37のコア材43に埋設した前部インサート部材93の下面93f側からサブフレーム支持部材94を接近させ、その3個の嵌合突起94a…および1個の膨出部94bを前部インサート部材93の3個の嵌合孔93d…および1個の球状壁93hに嵌合した状態で、3本の第1ボルト98…を前部インサート部材93のボルト孔93a…、大径孔93b…および小径孔93c…に挿通し、サブフレーム支持部材94のボルト孔94d…に螺合する。その結果、アウタースキン20の開口縁がサブフレーム支持部材94の外周のフランジ部94fと前部インサート部材93の下面93fとの間に挟持され、前部インサート部材93にアウタースキン20およびサブフレーム支持部材94が固定される。
続いて、3本の第2ボルト99…を前部インサート部材93の3個のボルト孔93a…に螺合することで、インナースキン19の開口縁が第2ボルト99…の頭部99a…と前部インサート部材93の上面93eとの間に挟持され、前部インサート部材93にインナースキン19が固定される。このようにしてダッシュパネル21の傾斜壁37に前部インサート部材93およびサブフレーム支持部材94が固定されると、フロントサブフレーム91を下から上に貫通するボルト95をサブフレーム支持部材94の締結座94cに開口するボルト孔94eに螺合することで、フロントサブフレーム91の前後方向中間部がフロントサブフレーム91に締結される。
次に、上記構成を備えた本発明の第1の実施の形態の作用を説明する。
キャビン11の前下部に支持したフロントサブフレーム91には左右のサスペンション装置90,90が設けられているため、サスペンション装置90,90から入力される荷重に耐え得るようにフロントサブフレーム91をキャビン11に強固に固定する必要がある。特に、車両の高速旋回時等には、路面から前輪に入力した大きなサイドフォースがサスペンション装置90,90を介してフロントサブフレーム91に車幅方向の大きな荷重として作用する。このとき、サスペンション装置90の前側のロアアーム90aの基端は、フロントサブフレーム91が金属製のフロントサイドフレーム後部31にボルト92で固定される位置の近傍に支持されるため(図3および図4参照)、その支持強度を充分に確保することができる。一方、サスペンション装置90の後側のロアアーム90bの基端は、フロントサブフレーム91がCFRP製のダッシュパネル21の傾斜壁37に埋設した前部インサート部材93にボルト95で固定される位置の近傍に支持されるため(図3および図4参照)、その支持強度が不足する可能性がある。
しかしながら、本実施の形態によれば、前部インサート部材93が埋設される傾斜壁37は、インナースキン19およびアウタースキン20間に多数の凹凸部43a…を有する波板よりなるコア材43を挟持して構成されるので、傾斜壁37に対する前部インサート部材93の支持強度が高められる。しかも平面視で三角形状を成す前部インサート部材93は、一つの頂点aが車幅方向の外側を指向し、その頂点aを挟む二つの辺B,Cがコア材43に当接するので(図4参照)、サスペンション装置90の後側のロアアーム60b(図3参照)からフロントサブフレーム91に車幅方向の荷重が入力したとき、その荷重を前部インサート部材93の一つの頂点aを挟む二つの辺B,Cから傾斜壁37のコア材43に分散して吸収することで、前部インサート部材93の構造を複雑化することなく、傾斜壁37に対するフロントサブフレーム91の支持強度を更に高めることができる。
またフロントサブフレーム91を締結するサブフレーム支持部材94を、前部インサート部材93の三角形の三つの頂点a,b,cの近傍に第1ボルト98…で締結し、サブフレーム支持部材94に前部インサート部材93の球状壁93hに嵌合する膨出部94bを形成し、フロントサブフレーム91をサブフレーム支持部材94に締結するボルト95が螺合するボルト孔94eを膨出部94b内に延ばしたので(図6参照)、サブフレーム支持部材94を小型化して前部インサート部材93からの下方への突出量を少なくしながら、フロントサブフレーム91をサブフレーム支持部材94に締結するボルト95が螺合するボルト孔94eを長く形成して締結力を高めることができる。
またサブフレーム支持部材94のフランジ94fと前部インサート部材93の下面93fとの間にアウタースキン20を挟持した状態で、前部インサート部材93に形成した締結用孔であるボルト孔93a…、大径孔93b…および小径孔93c…にインナースキン19側から挿入した第1ボルト98…で前部インサート部材93とサブフレーム支持部材94とを締結し、そのボルト孔93a…にインナースキン19側から挿入した第2ボルト99…でインナースキン19を前部インサート部材93に締結したので(図6参照)、第1ボルト98…および第2ボルト99…を共通の締結用孔にインナースキン19側から挿入することが可能となり、インナースキン19が臨む車室側から第1、第2ボルト98…,99…を操作して作業性を高めることができるだけでなく、締結用孔の数を減らして構造を簡素化できる。しかもアウタースキン20側に締結用孔が開口しないので、締結用孔を通して車室側に水等が浸入するのを防止することができる。
またキャビン11は傾斜壁37の車幅方向両側部から後方に延びるサイドシル22を備え、サイドシル22の内部を上部空間22aおよび下部空間22bに仕切る前部仕切り部材47の前端を前部インサート部材93の近傍に位置させたので、前部インサート部材93から傾斜壁37に入力した荷重を前部仕切り部材47を介してサイドシル22に効率的に分散して支持することができる。
また傾斜壁37の後方に連な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間に前後方向に延びる多数の凹凸部42a…を有する波板よりなるコア材42を挟持して構成され、傾斜壁37のコア材43の凹凸部43a…はフロントフロアパネル24のコア材42の凹凸部42a…に連続するので(図4参照)、前部インサート部材93から傾斜壁37のコア材43に入力した荷重をフロントフロアパネル25のコア材42に効率的に分散して支持することができる。
以下、図7~図12に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。
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42一体成形された部材であるが、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7および図10参照)。
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(図9参照)。
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を備えるとともに、ダッシュパネル21の鉛直壁38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44を備える。傾斜壁37のコア材43は前後方向に延びる凹凸部43a…を備えており、その凹凸部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(図7参照)。一方、鉛直壁38のコア材44は車幅方向に延びる凹凸部44a…を備えており、従って、傾斜壁37のコア材43の凹凸部43a…と、鉛直壁38のコア材44の凹凸部44a…とは直交する(図2参照)。
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(図7参照)。
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9参照)。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9参照)。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のフランジ部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、前端はフロントピラーロア前部33の前壁を構成するホイールハウス後壁33aの後面に接続される(図8参照)。
またキックアップ部26のコア材45の車幅方向両端から突出する隔壁部45b,45bは、それぞれサイドシル22の内部に嵌合した状態で、サイドシル22の外壁22d,上壁22eおよび下壁22fに接続されており、前部仕切り部材47の後端に設けた車幅方向に延びるフランジ47aが、サイドシル22の内部でコア材45の隔壁部45bの前面に接続される(図11参照)。
サイドシル22の前部における上部空間22aに水平方向に延びる前部連結板48が配置される(図8および図10参照)。前部連結板48の左右両側縁はサイドシル22の内壁22cおよび外壁22dに接続され、後端はサイドシル22の上壁22eの下面に接続され、前端はフロントピラーロア前部33の前壁を構成するホイールハウス後壁33aの後面に接続される。前部連結板48の車幅方向の幅は、その後端から前端に向かって車幅方向内側に広がっており、それに伴いフロントピラーロア前部33の車幅方向内壁33bも前方に向かって車幅方向内側に広がっている(図10参照)。
サイドシル22の後部における上部空間22aに水平方向に延びる後部第1連結板49が配置される(図8および図11参照)。後部第1連結板49の左右両側縁はサイドシル22の内壁22cおよび外壁22dに接続され、前端はサイドシル22の上壁22eの下面に接続され、後端はキックアップ部26のコア材45の隔壁部45bがサイドシル22内に嵌合する部分の前面に接続される。また後部第1連結板49の上方に水平方向に延びる後部第2連結板50が配置される。後部第2連結板50は後部第1連結板49よりも前後方向長さが短く形成され、左右両側縁はサイドシル22の内壁22cおよび外壁22dに接続され、前端はサイドシル22の上壁22eの下面に接続され、後端はキックアップ部26のコア材45の隔壁部45bの上端から上方に突出する平坦部45cの前面に接続される。
後部第2連結板50の後端が接続されるコア材45の平坦部45cは、波板状ではなく平坦な板状に形成されており、平坦部45cを構成するカーボンシートの配向方向は、図11の円内に拡大して示すように、カーボン繊維が車幅方向外側から内側に向かって下向きに45°傾斜するカーボンシートa…と、カーボン繊維が車幅方向外側から内側に向かって上向きに45°傾斜するカーボンシートb…とが交互に積層されている。
サイドシル22の後端から後上方に延びるリヤサイドフレーム23の内部は、前後方向に延びる後部仕切り部材51によって上部空間23aおよび下部空間23bに仕切られる(図7、図8および図11参照)。後部仕切り部材51の前端は、キックアップ部26のコア材45を挟んでサイドシル22の後部第1連結板49の後端に接続される。
サイドシル22の上部空間22aに上部エネルギー吸収部材52が配置され、サイドシル22の下部空間22bに下部エネルギー吸収部材53が配置される(図8および図11参照)。上部エネルギー吸収部材52はジクザグに屈曲する板材からなり、上端の山部52a…および下端の谷部52b…が交互に連続する。同様に、下部エネルギー吸収部材53はジクザグに屈曲する板材からなり、上端の山部53a…および下端の谷部53b…が交互に連続する。
上部エネルギー吸収部材52および下部エネルギー吸収部材53の左右両側縁はサイドシル22の内壁22cおよび外壁22dに接続され、上部エネルギー吸収部材52の山部52a…はサイドシル22の上壁22dの下面および後部第1連結板49の下面に接続され、下部エネルギー吸収部材53の谷部53b…はサイドシル22の下壁22fに接続される。上部エネルギー吸収部材52の板厚は下部エネルギー吸収部材53の板厚よりも薄く設定される。そして上部エネルギー吸収部材52の谷部52b…および下部エネルギー吸収部材53の山部53a…は前部仕切り部材47の上面および下面にそれぞれ接続されるが、その際に前記谷部53b…および前記山部53a…は前部仕切り部材47を挟んで対峙するように接続される。
ダッシュパネル21の鉛直壁38の車幅方向端部には何れもアルミニウムの押し出し材よりなる第1、第2補強部材54,55が予めインサートされる(図12参照)。第1補強部材54は矩形状の平坦な部材であり、その角部に2個のボルト孔54a,54cと2個の雌ねじ孔54b,54dとが形成される。第2補強部材55は三角形状の平坦な部材であり、その角部に3個のボルト孔55a~55cが形成される。一方、サスペンション支持モジュール12のフロントサイドフレーム後部31の後端には、2個の雌ねじ孔31a,31cと2個のボルト孔31b,31dとが形成され、サスペンション支持モジュール12のダンパーハウジング32の後端には3個の雌ねじ孔32a~32cが形成される。
そして第1補強部材54の2個のボルト孔54a,54cを後から前に貫通する2本のボルト56,56をフロントサイドフレーム後部31の2個の雌ねじ孔31a,31cに螺合し、フロントサイドフレーム後部31の2個のボルト孔31b,31dを前から後に貫通する2本のボルト57,57を第1補強部材54の2個の雌ねじ孔54b,54dに螺合し、第2補強部材55の3個のボルト孔55a~55cを後から前に貫通する3本のボルト58…をダンパーハウジング32の3個の雌ねじ孔32a~32cに螺合することで、サスペンション支持モジュール12がダッシュパネル21の前面に締結される。
このとき、第1補強部材54の2個のボルト孔54a,54cおよび2個の雌ねじ孔54b,54dのうち、上側のボルト孔54aおよび雌ねじ孔54bの高さはサイドシル22の前部連結板48の高さに略一致し、下側のボルト孔54cおよび雌ねじ孔54dの高さはサイドシル22の前部仕切り部材47の高さに略一致する(図8参照)。
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9参照)。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9~図11参照)。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。
次に、上記構成を備えた本発明の第2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め、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9参照)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。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7参照)、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7参照)、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、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。
またサイドシル22の前方に連なるフロントピラーロア前部33の車幅方向内壁33bは、サイドシル22の車幅方向内壁22cに対して車幅方向内側に拡開するので(図10参照)、サイドシル22に入力した側面衝突の荷重がフロントピラーロア前部33に伝達されたときに、強度を増したフロントピラーロア前部33によってサイドシル22の倒れを一層効果的に防止することができる。
車両がポール等に側面衝突した場合には、他車のバンパービームが側面衝突した場合に比べて、サイドシル22に局所的な大荷重が入力する可能性がある。このような場合、サイドシル22の上部空間22a内に上側エネルギー吸収部材52を配置し、サイドシル22の下部空間22b内に下側エネルギー吸収部材53を配置したので、前部仕切り部材47に加えて上部エネルギー吸収部材52および下部エネルギー吸収部材53が圧壊して衝突エネルギーを吸収することで、車室の保護を図ることができる。
ポール等に側面衝突してサイドシル22の下端から上端までの広い範囲に衝突荷重が入力した場合、フロントフロアパネル25から上方に遠く離れたサイドシル22の上端に大きな衝突荷重が加わるとサイドシル22を倒そうとする曲げモーメントMが大きくなるが、上部エネルギー吸収部材52の強度を下部エネルギー吸収部材53の強度よりも低く設定したことで、通常は圧壊し難い上側エネルギー吸収部材52と通常は圧壊し易い下側エネルギー吸収部材53とを均等に圧壊して前記モーメントMを減少させることで、サイドシル22の車幅方向内側への倒れを最小限に抑えながらエネルギー吸収効果を最大限に発揮させることができる。
また車体側面視で、上側エネルギー吸収部材52および下側エネルギー吸収部材53は山部52a…,53a…および谷部52b…,53b…が連続するジグザグ形状であり、上側エネルギー吸収部材52の谷部52b…と下側エネルギー吸収部材53の山部53a…とは前部仕切り部材47を挟んで対峙するので(図8参照)、前記谷部52b…と前記山部53a…とが前部仕切り部材47を介して強固に一体化されることで、上側エネルギー吸収部材52、下側エネルギー吸収部材53および前部仕切り部材47によって多数の強固な三角形が構成される。これにより、ポール等との衝突によりサイドシル22に集中的な衝突荷重が入力したときに、上側エネルギー吸収部材52、下側エネルギー吸収部材53および前部仕切り部材47を確実に圧壊してエネルギー吸収効果を高めることができる。
またダッシュパネル21は、サスペンション支持モジュール12の下部を締結する第1補強部材54の近傍からサイドシル22の前端へと後方に湾曲しながら連なるホイールハウス後壁33aを備えており(図8参照)、サイドシル22の上壁22eとホイールハウス後壁33eとを略水平方向に延びる前部連結板48で接続したので、特にナローオフセット前面衝突時にタイヤからホイールハウス後壁33aに入力した衝突荷重を前部連結板48を介してサイドシル22の上壁22eへと効率的に伝達して支持することで、ダッシュパネル21が後方に倒れるのを防止して車室空間を確保することができる。しかもサイドシル22の内部を略水平方向に延びる前部仕切り部材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の前端をホイールハウス後壁33aに接続したので、ホイールハウス後壁33aに入力した前面衝突の衝突荷重を、ホイールハウス後壁33aから前部仕切り部材47を介してサイドシル22に効率的に伝達して支持することができる。
また前部連結板48の左右方向幅は、第1補強部材54に接近するようにサイドシル22側からホイールハウス後壁33a側に向かって車幅方向内向きに拡幅するので(図10参照)、ダッシュパネル21に入力した前面衝突の衝突荷重をホイールハウス後壁33aからサイドシル22に一層効率的に伝達することができる。しかも上部エネルギー吸収部材52および下部エネルギー吸収部材53でサイドシル22の内面および前部仕切り部材47を一体に結合して曲げ剛性を高めることで.前面衝突の衝突荷重を一層確実に支持することができる。
特に、前部連結板48の高さを第1補強部材54の上部締結部であるボルト孔54aおよび雌ねじ孔54bの高さに略一致させ、前部仕切り部材47の高さを第1補強部材54の下部締結部であるボルト孔54cおよび雌ねじ孔54dの高さに略一致させたので(図8参照)、サスペンション支持モジュール12のフロントサイドフレーム後部31から第1補強部材54に入力した前面衝突の衝突荷重を、ホイールハウス後壁33aから前部連結板48および前部仕切り部材47を介してサイドシル22に一層効率的に伝達することができる。
またリヤフロアパネル27の前端と、サイドシル22の上壁22eとを、サイドシル22の後部内に配置されて略水平方向に延びる後部第1連結板49で連結したので(図11参照)、後上方に立ち上がるサイドシル22の後部の強度を後部第1連結板49で高めることで、SUV等の車高の高い車両がサイドシル22の後部に側面衝突した場合であっても、衝突荷重によるサイドシル22の後部の圧壊を防止することができるだけでなく、衝突荷重をリヤサイドフレーム23およびリヤフロアパネル27に効率的に伝達することで、サイドシル22の車幅方向内方への倒れを防止することができる。
またリヤサイドフレーム23の内部を後部仕切り部材51で上部空間23aおよび下部空間23bに仕切り、後部仕切り部材51の前端を後部第1連結板49の後端に連結したので、側面衝突の衝突荷重によるリヤサイドフレーム23の圧壊を後部仕切り部材51で防止することができるだけでなく、サイドシル22に入力した側面衝突の衝突荷重をリヤサイドフレーム23からリヤフロアパネル27に一層効率的に分散することができる。
またサイドシル22の後部内に、後部第1連結板49の上方において略水平方向に延びる後部第2連結板50を配置したので、サイドシル22の後部に衝突荷重が入力したときに、後部第1連結板49および後部第2連結板50が協働してサイドシル22の後部の圧壊を一層確実に防止することができる。
またフロントフロアパネル25の後端からリヤフロアパネル27の前端に向かって起立するキックアップ部26の内部に車幅方向に延びる凹凸部45a…を有するコア材45を配置し、キックアップ部26のコア材45の車幅方向両端を延長した隔壁部45bの平坦部45cをサイドシル22の内部に挿入し、後部第1連結板49の後端を平坦部45cに接続したので(図11参照)、サイドシル22の後部に側面衝突の衝突荷重が入力したときに、コア材45を延長した隔壁部45bでサイドシル22およびリヤサイドフレーム23の圧壊を防止するとともに、側面衝突の衝突荷重をキックアップ部26に効率的に伝達して支持することができる。
またキックアップ部26のコア材45の隔壁部45bから上方に延出するFRP製の平坦部45cをサイドシル22の上壁22eに接続し、平坦部45cは少なくとも車幅方向外側から内側に向かって下向きに傾斜する繊維配向方向を有するので(図11参照)、側面衝突の衝突荷重がサイドシル22の上部に入力したとき、衝突荷重を平坦部45cに傾斜して配向された繊維を介してキックアップ部26のコア材45に効率的に伝達することができる。
以下、図13~図15に基づいて本発明の第3の実施の形態を説明する。
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。
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14および図15参照)。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15参照)。
次に、上記構成を備えた本発明の第3の実施の形態の作用を説明する。
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14参照)、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。
また実施の形態では前部インサート部材93の三角形の頂点aが車幅方向外側を向いているが、車幅方向内側を向いていても同様の作用効果を得ることができる。
また本発明のフロアパネルは実施の形態のダッシュパネル21の傾斜壁37に限定されるものではない。
Claims (17)
- FRP製のキャビン(11)が、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(43)を挟持して構成したフロアパネル(37)を備え、サスペンション装置(90)を支持するサブフレーム(91)を前記コア材(43)に埋設したインサート部材(93)に締結する自動車用のFRP製キャビンであって、
前記コア材(43)を前後方向に延びる多数の凹凸部(43a)を有する波板で構成し、平面視で三角形状を成す前記インサート部材(93)の一つの頂点(a)が車幅方向の外側あるいは内側を指向し、前記頂点(a)を挟む二つの辺(B,C)が前記コア材(43)に当接することを特徴とする自動車のFRP製キャビン。 - 前記サブフレーム(91)を支持するサブフレーム支持部材(94)を前記三角形の三つの頂点(a,b,c)において前記インサート部材(93)に締結し、前記サブフレーム支持部材(94)に前記インサート部材(93)内に膨出する膨出部(94b)を形成し、前記サブフレーム(91)を前記サブフレーム支持部材(94)に締結するボルト(95)が螺合するボルト孔(94e)を前記膨出部(94b)内に延ば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。
- 前記サブフレーム支持部材(94)と前記インサート部材(93)との間に前記アウタースキン(20)を挟持した状態で、前記インサート部材(93)に形成した締結用孔(93a,93b,93c)に前記インナースキン(19)側から挿入した第1ボルト(98)で該インサート部材(93)と前記サブフレーム支持部材(94)とを締結し、前記締結用孔(93a,93b,93c)に前記インナースキン(19)側から挿入した第2ボルト(99)で該インナースキン(19)を前記インサート部材(93)に締結したことを特徴とする、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。
- 前記キャビン(11)は前記フロアパネル(37)の車幅方向両側部から後方に延びるサイドシル(22)を備え、前記サイドシル(22)の内部を上部空間(22a)および下部空間(22b)に仕切る仕切り部材(47)の前端を前記インサート部材(93)の近傍に位置させたことを特徴とする、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。
- 前記フロアパネル(37)の後方に連なるフロントフロアパネル(25)は、前記インナースキン(19)および前記アウタースキン(20)間に前後方向に延びる多数の凹凸部(42a)を有する波板よりなるコア材(42)を挟持して構成され、前記フロアパネル(37)のコア材(43)の凹凸部(43a)は前記フロントフロアパネル(25)のコア材(42)の凹凸部(42a)に連続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。
- 前記キャビン(11)の左右のサイドシル(22)間を接続するフロントフロアパネル(25)を、前記インナースキン(19)と前記アウタースキン(20)との間にコア材(42)を挟持して構成し、
前記フロントフロアパネル(25)は、前記インナースキン(19)の車幅方向中央部を前後方向に延びるフロアトンネル(39)と、前記インナースキン(19)の前後方向中央部を車幅方向に延びるクロスメンバ(40)とによって左右の前部領域と左右の後部領域とに区画されており、前記左右の前部領域の前記コア材(42)は前記サイドシル(22)および前記クロスメンバ(40)から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、前記左右の後部領域の前記コア材(42)は前記サイドシル(22)および前記クロスメンバ(40)から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。 - 前記左右の前部領域の前記コア材(42)は、それに連なる前記サイドシル(22)の前部側を中心(O1)として波紋状に延びる前記凹凸部(42a)を備えるとともに、前記左右の後部領域の前記コア材(42)は、それに連なる前記サイドシル(22)の後部側を中心(O2)として波紋状に延びる前記凹凸部(42c)を備えることを特徴とする、請求項6に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 前記左右の前部領域の前記コア材(42)は、前記波紋状の凹凸部(42a)の端部から前方に延びる直線状の凹凸部(42b)を備え、前記左右の後部領域の前記コア材(42)は、前記波紋状の凹凸部(42c)の端部から後方に延びる直線状の凹凸部(42d)を備えることを特徴とする、請求項7に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 前記キャビン(11)は、前記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フロアパネル(37)と、前記フロアパネル(37)の前端から上方に延びる鉛直壁(38)とからなるダッシュパネル(21)を備え、前記フロアパネル(37)は前記インナースキン(19)と前記アウタースキン(20)との間にコア材(43)を挟持して構成され、前記フロアパネル(37)のコア材(43)に形成されて前後方向に直線状に延びる前記凹凸部(43a)は、前記左右の前部領域の前記コア材(42)の直線状の凹凸部(42b)に接続することを特徴とする、請求項8に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 前記インナースキン(19)における前記フロントフロアパネル(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)に結合したことを特徴とする請求項6~請求項9の何れか1項に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 前記フレーム部材(59)は筒状の中空部材であることを特徴とする、請求項10に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 前記フロントフロアパネル(25)の後端から車幅方向に延びる後壁(26)が起立し、前記後壁(26)の車幅方向両端部は前記サイドシル(22)の断面内に張り出すことを特徴とする、請求項6~請求項11の何れか1項に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 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、請求項1に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 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13に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 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13または請求項14に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 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13~請求項15の何れか1項に記載の自動車のFRP製キャビン。
- 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13~請求項16の何れか1項に記載の自動車のFRP製キャビン。
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