JP2018203082A - 車両用パネル構造 - Google Patents

Abstract

【課題】規定の剛性を確保しながら、折れ線の存在しない車両用パネル構造を提供する。
【解決手段】パネル部材１２に膨出形成される一対の突出部２０の間でそれらの突出部２０に連続する補強部２２を、それら突出部２０と反対側に曲面状に膨出して形成することにより、車室内外双方への突出量を抑制しながら規定の剛性を確保し、突出部２０と補強部２２との連接部を曲線状としたことから、突出部２０にも補強部２２にも折れ線が存在しない。また、一対の突出部２０の配設方向と直交方向の補強部２２の端部がそれら突出部２０の同方向の端部より外側に位置することにより、補強部２２への荷重を車体部材１６への拘束部１８に効率的に伝播する。また、一対の突出部２０の配設方向と直交方向の補強部２２の端部を車体部材１６と重合する箇所に位置することにより、取付部１４と車体部材１６との連接部の端部が曲線状になり、折れ線が存在しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用パネル構造、特に、車室床面に使用されるフロアパネルに好適な車両用パネル構造に関する。

車室の床面を構成するフロアパネルは、一般に平板状の鋼板からなるパネル部材で構成される。フロアパネルが平板状のままでは剛性が小さいので、例えばパネル部材に曲げ加工を施すなどの剛性向上対策が必要となる。平板状のフロアパネルに曲げ加工を施す場合、例えばパネル部材を車室外側に突出させると最低地上高が小さくなり、車室内側に突出させると車室空間が小さくなるという二律背反事象がある。例えば下記特許文献１に記載される車両用パネル構造では、フロアパネルを構成するパネル部材のうち、フロアパネルをフレームやクロスメンバなどの車体部材に取付けるための平板状の取付部の内側を曲げ加工して、車室外側に略曲面状に膨出する一対の突出部と、それら突出部の間のビード部を形成している。このビード部は、平面視矩形であり、一対の突出部の間でそれら突出部と逆方向に膨出形成され、一対の突出部の配設方向と直交方向に略直線状に延設されている。その結果、突出部、ビード部、突出部が波打ち状に突設され、車室内外双方への突出量を抑制しながら、これら突出部及びビード部によってパネル部材の剛性を向上することができ、この剛性の向上に伴って共振周波数を高め、要求されるロードノイズなどの透過音低減効果を実現できるとしている。

特開２００６−７６３９４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載される車両用パネル構造では、平面視矩形のビード部と突出部との連接部はパネル部材が直線状に屈曲されている。また、突出部と取付部との連接部でもパネル部材が直線状に屈曲されている。このような直線状のパネル部材屈曲部は、フロアパネルへの入力荷重の向きによっては、折れ起点の線（折れ線）となり、剛性が低下するおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、規定の剛性を確保しながら、折れ線の存在しない車両用パネル構造を提供することにある。

上記目的を達成するため請求項１に記載の車両用パネル構造は、
平板状のパネル部材で構成される車両用パネル構造において、前記パネル部材は、車体部材に取付けられる略平板状の取付部と、前記取付部の一方の面側に曲面状に膨出形成された一対の突出部と、該一対の突出部の間で前記取付部の他方の面側に曲面状に膨出する補強部と、を有し、前記突出部と前記補強部とは両者を曲線状に連続させる連接部で連接されていることを特徴とする。

この構成によれば、パネル部材に膨出形成される一対の突出部の間でそれらの突出部に連続する補強部が、それら突出部と反対側に曲面状に膨出して形成され、これにより取付部の内側で曲面状の突出部、補強部、突出部が波打ち状に形成されることから、車室内外双方への突出量を抑制しながら規定の剛性を確保することができ、同時に、突出部と補強部との連接部が曲線状であることから、突出部にも補強部にも折れ線が存在しない。従って、車両搭載時、パネル部材の剛性が低下するのを回避することができる。

請求項２に記載の車両用パネル構造は、請求項１に記載の車両用パネル構造において、前記一対の突出部の配設方向と直交する方向の前記補強部の端部が該突出部の同方向の端部より外側に位置することを特徴とする。

この構成によれば、補強部への入力荷重を取付部、即ち車体部材への拘束部に効率的に伝播することができ、これにより音振などの原因となる入力荷重を低減することができる。

請求項３に記載の車両用パネル構造は、請求項２に記載の車両用パネル構造において、前記取付部における前記突出部の端部が曲線状で且つ該取付部における前記補強部の端部が曲線状であることを特徴とする。

この構成によれば、突出部と補強部との連接部だけでなく、突出部と取付部との連接部、及び、補強部と取付部との連接部にも折れ線がなく、車両搭載時、パネル部材の剛性低下を確実に回避することができる。

請求項４に記載の車両用パネル構造は、請求項３に記載の車両用パネル構造において、前記一対の突出部の配設方向と直交する方向の端部であり且つ前記取付部において曲線状である補強部の端部は、前記車体部材と重合する箇所に位置することを特徴とする。

この構成によれば、取付部と車体部材との連接部の端部が曲線状になるので、ここでも折れ線が存在せず、車両搭載時、パネル部材の剛性が低下するのを回避することができる。

以上説明したように、本発明によれば、パネル部材に膨出形成される一対の突出部の間でそれらの突出部に連続する補強部が、それら突出部と反対側に曲面状に膨出して形成され、これにより車室内外双方への突出量を抑制しながら規定の剛性を確保することができ、同時に、突出部と補強部との連接部が曲線状であることから、突出部にも補強部にも折れ線が存在せず、従って、車両搭載時、パネル部材の剛性低下を回避することができる。

本発明の車両用パネル構造が適用されたフロアパネルの一実施の形態を示す斜視図である。 図１のフロアパネルの説明図である。 図１のフロアパネルの作用の説明図である。 従来のフロアパネルの作用の説明図である。 図１のフロアパネルの作用の説明図である。 従来のフロアパネルの作用の説明図である。

以下に、本発明の車両用パネル構造の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態の車両用パネル構造が適用されたフロアパネルの斜視図であり、図２は、図１のフロアパネルの説明図である。図２は、理解を容易にするために、模式的に表している。図１は、例えばステーションワゴン型などの乗用車両の左後部座席の前方フロアを示している。このフロアパネル１０の上方、つまり車室内側には、上記特許文献１と同様に、厚みのある吸音材や薄い遮音材が載置される。

この実施の形態のフロアパネル１０は、既存のフロアパネルと同様に、平板状の鋼板からなるパネル部材１２で構成され、この実施の形態のパネル部材１２は平面視略方形である。この実施の形態で説明するフロアパネル１０は、図１の図面中央部のものであり、その周縁部は、上記特許文献１のフロアパネルと同様に、例えばフロアトンネルやサイドシル、クロスメンバなど、車体の骨格を構成する構造物、所謂、車体部材１６に、例えばスポット溶接によって取付けられる。図１の×は、スポット溶接による車体部材１６への拘束部１８を示す（実施の形態に係るフロアパネル１０以外の溶接個所は省略）。この車体部材１６に取付けられる部分は、多少の曲面や傾斜はあっても、一般的には平板状であり、従って、この部分を取付部１４とする。なお、車体部材１６への取付け（固着）は、連続溶接であってもよい。

この実施の形態では、フロアパネル１０の周縁部に形成された取付部１４の内側に、車室外側、つまり車両下方に膨出する一対の突出部２０を、車両左右方向に並べて形成している。この突出部２０は、フロアパネル１０を構成するパネル部材１２をプレス成形などによって曲げ加工して形成されている。この突出部２０は、少なくとも車両前後方向又は車両左右方向には一様の曲率であり、全体に曲率が一様な球面状であってもよい。また、二つの突出部２０は、対称形であってもよいし、そうでなくてもよいが、車両前後方向又は車両左右方向の曲率は同じであることが望ましい。この突出部２０を構成する曲面の曲率は比較的小さなものとし、突出部２０の車室外側への突出寸度も比較的小さくする。なお、この実施の形態では、突出部２０の端部、即ち取付部１４と突出部２０との連接部が曲線状になるように設定した。また、取付部１４と突出部２０との連接部は、比較的小さな曲率の曲面で構成されている。

また、この実施の形態では、二つの突出部２０の間を、突出部２０と逆方向、つまり車室内側（車両上方）に膨出させて補強部２２を形成している。この補強部２２も、フロアパネル１０を構成するパネル部材１２をプレス成形などにより曲げ加工して形成されている。この補強部２２は、二つの突出部２０の間であって且つ二つの突出部２０に連続している。この補強部２２も、全体に曲面で構成されている。この補強部２２は、少なくとも車両前後方向又は車両左右方向には一様の曲率であり、全体に曲率が一様な球面状であってもよい。そして、この実施の形態では、突出部２０や補強部２２の曲率や形状、寸法を適宜設定することにより、突出部２０と補強部２２の連接部を曲線状とした。なお、この補強部２２を構成する曲面の曲率も、突出部２０と同様に、比較的小さなものとし、補強部２２の車室内側への突出寸度も比較的小さくする。そのため、突出部２０及び補強部２２が波打ち状となってフロアパネル１０の剛性が向上し、一方で、その波打ち状態の振幅が小さいことから、突出部２０及び補強部２２の車室内外双方への突出量を抑制することができる。また、これにより、突出部２０から補強部２２、或いは補強部２２から突出部２０へのパネル部材１２の曲面構成（プロファイル）はなだらかなものとなる。

また、この実施の形態では、一対の突出部２０の配設方向（車両左右方向）と直交する方向、つまり車両前後方向の補強部２２の端部が、それら突出部２０の同方向の端部より外側に位置するように構成されている。更に、この実施の形態では、取付部１４における補強部２２の端部を曲線状とすると共に、一対の突出部２０の配設方向（車両左右方向）と直交する方向、つまり車両前後方向の端部であり且つ取付部１４において曲線状である補強部２２の端部を、車体部材１６と重合する箇所に位置させている。例えば、図２では、二点鎖線で示す矩形が車体部材１６の内側端部を示しており、曲線状である補強部２２の車両前後方向端部は車体部材１６と重合する箇所に位置している。前述のように、フロアパネル１０を構成するパネル部材１２は取付部１４で車体部材１６に固着（溶接）されるが、曲線状である補強部２２の車両前後方向端部を車体部材１６と重合する箇所に位置することで、車体部材１６と取付部１４の連接部の端部が曲線状になる。なお、取付部１４と補強部２２との連接部は、比較的小さな曲率の曲面で構成されている。

例えば、図２に示す補強部２２の中央部Ｏは、フロアパネル１０を構成するパネル部材１２のほぼ中央部であり、補強部２２の曲面と垂直な荷重が入力されたときの振幅が大きい。この補強部２２の中央部Ｏに車両上下方向、つまり図２の紙面垂直方向の入力荷重があった場合、その荷重の大部分は、補強部２２の膨出面及び補強部２２の稜線を経て補強部２２と取付部１４との連接部から取付部１４に伝播される。取付部１４に伝播される荷重は、その大部分が面に沿った方向への入力となる。取付部１４は、前述のように、車体部材１６とスポット溶接によって固着されているので、取付部１４に沿った方向への入力は、取付部１４の拘束部１８に対して剪断方向に作用する。また、補強部２２から突出部２０に伝播される荷重も、最終的には取付部１４に伝播され、取付部１４の拘束部１８に対して剪断方向に作用する。後述するように、スポット溶接は、剪断方向への入力に対して安定した拘束力を発揮するので、取付部１４から拘束部１８に対して剪断方向に作用する入力は車体部材１６に効率的に伝播され、音振などの原因となる荷重を低減することが可能となる。

図３は、図１、図２のフロアパネル１０に荷重が作用したときの挙動を模式的に表したものであり、図中の符号１６は車体部材、符号１８はスポット溶接による取付部１４の拘束部を示す。荷重の方向は矢印で示す。この実施の形態のフロアパネル１０では、車室外側に曲面状に膨出する突出部２０と車室内側に曲面状に膨出する補強部２２との連接部が曲線状であり、突出部２０と取付部１４との連接部も補強部２２と取付部１４との連接部も曲線状であることから、パネル部材１２に折れ線が存在しない。そのため、図に矢印で示す荷重が作用した場合でもパネル部材１２の剛性が低下することがなく、車両搭載時、フロアパネル１０の剛性が低下するのを回避することができる。

図４は、上記特許文献１に記載のフロアパネル１１０に荷重が作用したときの挙動を模式的に表したものであり、図中の符号１１６は車体部材、符号１１８はスポット溶接による取付部１１４の拘束部を示す。上記特許文献１に記載のフロアパネル１１０では、突出部１２０と取付部１１４との連接部や、ビード部１２２と突出部１２０との連接部で、パネル部材１１２が直線状に屈曲されているため、図４に矢印で示す荷重が入力されると、それらの直線状パネル部材屈曲部が折れ線となる。そのため、車両搭載時、フロアパネル１１０の剛性が低下するおそれがある。

図５は、図１、図２のフロアパネル１０に荷重が作用したときの車体部材１６との拘束部１８に伝播される荷重を模式的に表したものである。前述したように、この実施の形態のフロアパネル１０では、例えば補強部２２から突出部２０にかけての曲面構成がなだらかであるので、図に矢印方向の荷重入力があった場合、拘束部１８に伝達される荷重をベクトル解析すると、その大部分はフロアパネル１０の面方向に沿った入力、つまり拘束部１８に対して剪断方向に作用する入力となる。スポット溶接による拘束部１８は、拘束を引き剥がす剥離方向には安定しにくいが、剪断方向には安定した拘束力を発揮する。そのため、スポット溶接による拘束部１８への入力が剪断方向であるほど、拘束を安定させることが可能となる。従って、この実施の形態のフロアパネル１０と車体部材１６とのスポット溶接による拘束部１８は拘束が安定している。

図６は、上記特許文献１に記載のフロアパネル１１０に荷重が作用したときの車体部材１１６との拘束部１１８に伝播される荷重を模式的に表したものである。図では、突出部１２０の曲率を大きくすると共に、車室外側への突出寸度を大きくして示している。その結果、例えばビード部１２２から突出部１２０、取付部１１４にかけてパネル部材１１２の曲面構成が峻しくなっている。そのため、図に矢印方向の荷重入力があった場合、拘束部１１８に伝達される荷重をベクトル解析すると、その大部分はフロアパネル１１０を引き剥がす方向の入力、つまり拘束部１１８に対して剥離方向に作用する入力となる。そのため、図６に示すフロアパネル１１０では、車体部材１１６とのスポット溶接による拘束部１１８の拘束が不安定となるおそれがある。

このように、この実施の形態の車両用パネル構造では、パネル部材１２に膨出形成される一対の突出部２０の間でそれらの突出部２０に連続する補強部２２が、それら突出部２０と反対側に曲面状に膨出して形成され、これにより取付部１４の内側で曲面状の突出部２０、補強部２２、突出部２０が波打ち状に形成されることから、車室内外双方への突出量を抑制しながら規定の剛性を確保することができ、同時に、突出部２０と補強部２２との連接部が曲線状であることから、突出部２０にも補強部２２にも折れ線が存在しない。従って、車両搭載時、パネル部材１２の剛性が低下するのを回避することができる。

また、一対の突出部２０の配設方向と直交する方向の補強部２２の端部がそれら突出部２０の同方向の端部より外側に位置することにより、補強部２２への入力荷重を取付部１４、即ち車体部材１６への拘束部１８に効率的に伝播することができ、これにより音振などの原因となる入力荷重を低減することができる。

また、取付部１４における突出部２０の端部が曲線状で且つ取付部１４における補強部２２の端部が曲線状であることにより、突出部２０と補強部２２との連接部だけでなく、突出部２０と取付部１４との連接部、及び、補強部２２と取付部１４との連接部にも折れ線がなく、車両搭載時、パネル部材１２の剛性低下を確実に回避することができる。

また、一対の突出部２０の配設方向と直交する方向の端部であり且つ取付部１４において曲線状である補強部２２の端部が車体部材１６と重合する箇所に位置することにより、取付部１４と車体部材１６との連接部の端部が曲線状になるので、ここでも折れ線が存在せず、車両搭載時、パネル部材１２の剛性が低下するのを回避することができる。

なお、上記実施の形態では、一対の突出部２０を車両左右方向に並べて配設し、その間に補強部２２を形成したが、これらの配置の方向は、これに限定されるものではなく、例えば一対の突出部２０を車両前後方向に並べて配設し、その間に補強部２２を形成するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、一対の突出部２０を車室外側に、その間の補強部２２を車室内側に膨出したが、これらは反対であってもよく、従って、一対の突出部２０を車室内側に、その間の補強部２２を車室外側に膨出してもよい。

本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０ フロアパネル
１２ パネル部材
１４ 取付部
１６ 車体部材
１８ 拘束部
２０ 突出部
２２ 補強部

Claims (4)

1. 平板状のパネル部材で構成される車両用パネル構造において、
   前記パネル部材は、
   車体部材に取付けられる略平板状の取付部と、
   前記取付部の一方の面側に曲面状に膨出形成された一対の突出部と、
   該一対の突出部の間で前記取付部の他方の面側に曲面状に膨出する補強部と、を有し、
   前記突出部と前記補強部とは両者を曲線状に連続させる連接部で連接されていることを特徴とする車両用パネル構造。
2. 前記一対の突出部の配設方向と直交する方向の前記補強部の端部が該突出部の同方向の端部より外側に位置することを特徴とする請求項１に記載の車両用パネル構造。
3. 前記取付部における前記突出部の端部が曲線状で且つ該取付部における前記補強部の端部が曲線状であることを特徴とする請求項２に記載の車両用パネル構造。
4. 前記一対の突出部の配設方向と直交する方向の端部であり且つ前記取付部において曲線状である補強部の端部は、前記車体部材と重合する箇所に位置することを特徴とする請求項３に記載の車両用パネル構造。

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