車体接合部構造及びこれを用いた車体フロア構造
【課題】接合部における接合強度を向上させることができると共に接合強度を安定させることができる車体接合部構造を得る。
【解決手段】繊維強化樹脂からなるアッパーフレーム３０と繊維強化樹脂からなるアッパーパネル３２とが重ね合わされて熱溶着により接合された第１接合部５０が設けられている。これにより、当該接合部における接合強度を向上させることができると共に接合強度を安定させることができる。
【解決手段】繊維強化樹脂からなるアッパーフレーム３０と繊維強化樹脂からなるアッパーパネル３２とが重ね合わされて熱溶着により接合された第１接合部５０が設けられている。これにより、当該接合部における接合強度を向上させることができると共に接合強度を安定させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車体接合部構造及びこれを用いた車体フロア構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とを接着剤を用いて接合することが知られている。例えば、下記特許文献１には、繊維強化樹脂を用いて形成されたフロアパネルとロッカーとが接着剤を用いて接合された構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−２２６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とを接着剤を用いて接合する場合、当該接着剤自体の強度が繊維強化樹脂が本来有している強度よりも低いことがある。従って、接着剤による接合では、衝突などの外部入力が接合部に加わる場合に所要の接合強度を確保できないことが考えられる。
【０００５】
また、衝突などの外部入力が接合部に加わる場合には、接合が接着剤と車体構成部材との界面にて剥がれてしまう所謂界面剥離が生じることが考えられる。界面剥離により接合が剥がれる場合の接合強度は、接着剤と車体構成部材との接着上の相性や接着面の面粗度等のばらつきにより安定しない。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とを接合する場合において、接合部における接合強度を向上させることができると共に接合強度を安定させることができる車体接合部構造及びこれを用いた車体フロア構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の本発明に係る車体接合部構造は、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と、前記一の車体構成部材と隣接して配置されかつ繊維強化樹脂を用いて形成された他の一の車体構成部材と、前記一の車体構成部材と前記他の一の車体構成部材とが重ね合わされて熱溶着により接合された接合部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の本発明では、一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とが重ね合わされて接合された接合部が設けられている。従って、当該接合部の板厚が増すことにより断面２次モーメントを上げることができる。その結果、当該接合部を引き剥がそうとする応力を効果的に低減することができ、車体の接合部における接合強度を向上させることができる。
【０００９】
更に、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とを熱溶着により接合すると、熱により融解した部分において繊維強化樹脂に配合された繊維同士が絡み合い、その部分の強度は母材の強度よりも上がる。そのため、接合部における接合強度を更に向上させることができる。
【００１０】
また、仮に衝突などにより接合が引き剥がされるほどの応力が接合部に生じたとしても、上記の繊維が絡み合った部分は破断することなく、その近傍の母材が破断する所謂母材破壊により接合は引き剥がされる。換言すると、接合部が引き剥がされる際の接合部の破断強度は母材の破断強度と一致する。従って、接合部における接合強度を安定させることが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項１記載の車体接合部構造において、少なくとも前記一の車体構成部材と前記他の一の車体構成部材とを含んで構成され角柱状の閉断面構造とされた車体骨格部材と、前記車体骨格部材の前記閉断面におけるいずれか一辺に沿って設けられた前記接合部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
２以上の車体構成部材を接合することにより、閉断面を構成する車体骨格部材においては、衝突時等に車体の変形を抑えることが要求される。そのため、車体骨格部材を構成する２以上の車体構成部材同士が接合された接合部の接合強度を向上させること及び接合強度を安定させることがより重要となる。そこで、請求項２記載の本発明では、上記の接合部の構成としたため、車体骨格部材を構成する２以上の車体構成部材同士の接合強度を向上させることができると共に、接合強度を安定させることができる。
【００１３】
請求項３記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項２記載の車体接合部構造において、前記接合部が前記閉断面におけるいずれか一辺の中央に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
車体骨格部材に捻り力が加わると、接合部には接合部を引き剥がそうとするせん断応力が生じる。また、そのせん断応力は車体の骨格断面における各辺の中央にて最大となる。
【００１５】
この点に着目し、請求項３記載の本発明では、前記接合部を前記閉断面におけるいずれか一辺の中央に設けることにより、接合部を引き剥がそうとするせん断応力を効果的に低減することができる。換言すると、車体骨格部材の捻り強度を効果的に向上させることができる。
【００１６】
請求項４記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項３記載の車体接合部構造において、前記接合部が前記閉断面における車幅方向の中央に設けられたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の本発明では、前記接合部が前記閉断面における車幅方向中央に設けられているため、接合部における車両上下方向（車幅方向と垂直方向）の板厚が増す。従って、当該接合部が補強部としての効果を奏し、骨格部材の車両上下方向の曲げ剛性を向上させることができる。
【００１８】
請求項５記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項３記載の車体接合部構造において、前記接合部が前記閉断面における車両上下方向の中央に設けられたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の本発明では、前記接合部が前記閉断面における車両上下方向の中央に設けられているため、接合部における車幅方向（車両上下方向と垂直方向）の板厚が増す。従って、当該接合部が補強部としての効果を奏し、骨格部材の車幅方向の曲げ剛性を向上させることができる。
【００２０】
請求項６記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項２乃至請求項５いずれか１項記載の車体接合部構造において、前記車体骨格部材は、前記閉断面の上部車外側に配置されたアッパーフレームと、前記閉断面の上部車室内側に配置され前記アッパーフレームと接合されたアッパーパネルと、前記閉断面の下部車室内側に配置され前記アッパーパネルと接合されたロアパネルと、前記閉断面の下部車室外側に配置され前記ロアパネル及び前記アッパーフレームと接合されたロアフレームとで構成されたロッカーとされていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の本発明では、前記接合部がロッカー断面におけるいずれか一辺に沿って設けられているため、ロッカー断面外周にフランジ等の無駄なスペースが形成されてしまうことがない。従って、ロッカー外周のスペースを有効活用できる。
【００２２】
請求項７記載の本発明に係る車体のフロア構造は、車幅方向の両端部に車両前後方向を長手方向として配置された請求項６に記載された一対のロッカーと、前記アッパーパネルと前記ロアパネルとを上下に重ねて配置することにより前記一対のロッカー間に架渡されるように設けられたフロア部と、を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の本発明では、車体に衝突などによる荷重が加わったとしても、接合部の接合強度が向上しているため、ロッカーに加わる荷重を車両前後方向へ効率よく流すことができる。その結果、乗員室の変形をより一層抑制できる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車体接合部構造は、接合部における接合強度を向上させることができると共に接合強度を安定させることができる、という優れた効果を有する。
【００２５】
請求項２記載の本発明に係る車体接合部構造は、車体骨格部材を構成する各々の部材同士の接合強度を向上させることができると共に、接合強度を安定させることができる、という優れた効果を有する。
【００２６】
請求項３記載の本発明に係る車体接合部構造は、捻り強度を効果的に向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００２７】
請求項４記載の本発明に係る車体接合部構造は、車両上下方向の曲げ剛性を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００２８】
請求項５記載の本発明に係る車体接合部構造は、車幅方向の曲げ剛性を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００２９】
請求項６記載の本発明に係る車体接合部構造は、ロッカー外周のスペースを有効活用できる、という優れた効果を有する。
【００３０】
請求項７記載の本発明に係る車体のフロア構造は、乗員室の変形をより一層抑制できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係るロッカーの要部を拡大して示す図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
【図２】樹脂フロアの全体を示す斜視図である。
【図３】図２に示される樹脂フロアの分解斜視図である。
【図４】熱可塑性繊維強化樹脂の熱溶着前後の様子を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は界面剥離が生じた接合部を示す断面図であり、（Ｂ）は母材破壊が生じた接合部を示す断面図である。
【図６】第２実施形態に係るロッカーを示す図１に対応する断面図である。
【図７】捻り力がロッカーに加わった際に生じるせん断応力を示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係るロッカーを示す図１に対応する断面図である。
【図９】対比例に係りフランジにて接合されたロッカーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第１実施形態＞
図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態に係る車体接合部構造が適用されたロッカーについて説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。先ず、ロッカーが形成された自動車の樹脂フロアについて説明し、次いで本実施形態の車体接合部構造が適用されたロッカーについて説明する。
【００３３】
図２には自動車の左前方から見た樹脂フロア１０の斜視図が示されている。この図に示されるように、樹脂フロア１０は側壁１８の一部が大きく切りかかれたバスタブ状に形成されている。樹脂フロア１０のフロア部１２は乗員室２０における床面を構成しており、樹脂フロア１０の前壁部１４は乗員室２０と原動機室２２とを隔成し、更に樹脂フロア１０の後壁部１６は乗員室２０と荷室２４とを隔成している。
【００３４】
図３に示される如く、樹脂フロア１０は、部材的にはアッパーフレーム３０、アッパーパネル３２、ロアフレーム３４及びロアパネル３６といった４つの要素によって構成されている。これらの樹脂フロア１０を構成する部材には熱可塑性繊維強化樹脂が用いられている。
【００３５】
図２及び図３に示されるように、アッパーフレーム３０は、乗員室２０の床面に開口部３０Ａを有する枠状に形成されている。アッパーフレーム３０の前端部には、乗員室２０の前壁を成すパネル状の前壁部１４Ａが配置されており、前壁部１４Ａは車両上下方向及び車幅方向に延在している。また、アッパーフレーム３０の後端部には、乗員室２０の後壁を成すパネル状の後壁部１６Ａが配置されており、後壁部１６Ａは車両の前方から後方にかけて車両下方から上方に傾斜している。更に、アッパーフレーム３０の車幅方向両端部に配置された一対の側壁１８Ａは前後方向に大きく切りかかれた形状となっている。
【００３６】
アッパーパネル３２は、車両前後方向に沿って延在されると共に車幅方向中央に配設されかつ車両下方にハット型断面の開口部を有するトンネル部３２Ａと、車両前後方向に沿って延在し車幅方向両側に配設されロッカーの一部を形成するロッカーパネル部３２Ｂと、トンネル部３２Ａとロッカーパネル部３２Ｂとを繋ぎ車幅方向に延在するフロアクロスメンバ部３２Ｃとで構成されている。また、アッパーパネル３２は平面視で、上記アッパーフレーム３０の開口部３０Ａに架け渡された格子形状となっており、フロア１０の車両前後方向および車幅方向の剛性を確保するための役割を担っている。
【００３７】
ロアフレーム３４は、乗員室２０の床面に開口部３４Ａを有する矩形枠状に形成されている。ロアフレーム３４の前端部には、原動機室２２の後壁を成すパネル状の前壁部１４Ｂが配置されており、前壁部１４Ｂは車両上下方向及び車幅方向に延在している。また、ロアフレーム３４の後端部には、荷室２４の前壁を成す後壁部１６Ｂが配置されており、後壁部１６Ｂは車両上下方向及び車幅方向に延在している。更に、ロアフレーム３４の車幅方向両端部に配置された一対の側壁１８Ｂは前後方向に大きく切りかかれた形状となっている。
【００３８】
ロアパネル３６は、上記ロアフレーム３４の開口部３４Ａを塞ぐ矩形平板状に形成されている。
【００３９】
上述したアッパーフレーム３０の開口部３０Ａにアッパーパネル３２が架け渡されて接合されることによりフロアアッパー１０Ｂが構成されている。また、ロアフレーム３４の開口部３４Ａを塞ぐようにロアパネル３６が重ねられて接合されることによりフロアロア１０Ａが構成されている。
【００４０】
そして更に、フロアロア１０Ａとフロアアッパー１０Ｂとを車両上下方向に重ねて接合することにより樹脂フロア１０が構成される。これに伴い、アッパーパネル３０とロアパネル３６とが上下に重ねて配置されることによりフロア部１２が構成される。また、当該フロア部１２には、アッパーパネル３２のトンネル部３２Ａ及びフロアクロスメンバ部３２Ｃとロアパネル３６との間に閉断面を形成することにより車体骨格部材として機能するトンネル７０及びフロアクロスメンバ７２が形成されている。更に、アッパーフレーム３０、アッパーパネル３２、ロアフレーム３４及びロアパネル３６とで矩形状の閉断面を形成することにより、樹脂フロア１０の車幅方向両端には、車両前後方向に沿って延在し各々車体骨格部材として機能するロッカー４０が形成されている。
【００４１】
次に、本発明の要部である車体接合部構造が適用されたロッカー４０について説明する。
【００４２】
図２に示す如く、樹脂フロア１０の車幅方向の両端部には、各々車両前後方向を長手としたロッカー４０が形成されている。
【００４３】
図１には図２のＡ−Ａ線に沿ったロッカー４０の断面図が示されている。この図に示されるように、ロッカー４０は、前述したアッパーフレーム３０、アッパーパネル３２、ロアフレーム３４及びロアパネル３６という４つパネルを用いて構成されている。
【００４４】
アッパーフレーム３０においてロッカー４０を構成する部分は、車両幅方向に延在する基部３０Ｂと、その車両幅方向外側の端部から車両上方に屈曲して延在する外壁部３０Ｃと、当該基部３０Ｂの車幅方向内側の端部から凸部３０Ｄを介して車両幅方向内側に延在する接合壁部３０Ｅと、を備えている。
【００４５】
アッパーパネル３２においてロッカー４０を構成する部分は、車両上下方向に延在する内壁部３２Ｄと、その上端部から屈曲して車両幅方向外側に延在する横壁部３２Ｅとを備えている。横壁部３２Ｅの車両幅方向外側の端部はアッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｅに接合される接合壁部３２Ｆとされている。また、内側壁３２Ｄは、その下端部にて屈曲されて車両幅方向内側に延在されフロア上壁部３２Ｇとされている。
【００４６】
ロアフレーム３４においてロッカー４０を構成する部分は、車両上下方向に延在する外壁部３４Ｂと、その上端部から車両幅方向外側に屈曲されてアッパーフレーム３０の基部３０Ｂの下面に接合される接合壁部３４Ｃと、を備えている。また、前記ロッカー４０を構成する部分は外壁部３４Ｂの下端部から屈曲されて車両幅方向内側に延在する第１底壁部３４Ｄ及び段差部３４Ｅを介して第２底壁部３４Ｆを備えている。また、第２底壁部３４Ｆの車両幅方向内側の端部は接合壁部３４Ｇとされている。
【００４７】
ロアパネル３６においてロッカー４０を構成する部分は、車両幅方向に延在しフロアパネル３２のフロア上壁部３２Ｇと接合されるフロア下壁部３６Ａと、その車両幅方向外側の端部から段差部３６Ｂを介して車両幅方向外側に延在しロアフレーム３０の接合壁部３０Ｇと接合される接合壁部３６Ｃと、を備えている。
【００４８】
上記アッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｅの上方にアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｆが重ね合わされて熱溶着により接合されることによりロッカーの上部４０Ａを構成している（以下、当該接合部を「第１接合部５０」という）。また、上記ロアフレーム３４の接合壁部３４Ｇの上方にロアパネル３６の接合壁部３６Ｃが重ね合わされて熱溶着により接合されることによりロッカーの下部４０Ｂを構成している（以下、当該接合部を「第２接合部５２」という）。
【００４９】
次いで、アッパーフレーム３０の基部３０Ｂの車両下方の面にロアフレーム３４の接合壁部３４Ｃが重ね合わされて熱溶着により接合され、ロアパネル３６のフロア下壁部３６Ａにアッパーパネル３２のフロア上壁部３２Ｇが重ね合わされて熱溶着により接合される。その結果、ロッカー上部４０Ａとロッカー下部４０Ｂとが接合され、ロッカー４０は略矩形状の閉断面を形成することにより車体骨格部材を構成している。ここで、熱溶着とは熱可塑性樹脂同士を接合する技術であり、超音波溶着や高周波溶着等も広く熱溶着に含まれるものとする。
【００５０】
また、上記形状のアッパーフレーム３０とアッパーパネル３２とを接合することにより、第１接合部５０は、上記矩形状の閉断面における車両上側の辺に沿わせて設けられることになる。また、上記形状のロアフレーム３４とロアパネル３６とを接合することにより、第２接合部５２は上記矩形状の閉断面における車両下側の辺に沿わせて設けられることになる。
【００５１】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００５２】
一般的にロッカーには、車両の走行に伴う路面入力が加わり、また場合によっては衝突等による外部からの入力が加わる。この場合、上記第１接合部５０及び第２接合部５２には、接合部を剥離する方向の垂直応力あるいはせん断応力が生じる。
【００５３】
上述の通り、第１接合部５０ではアッパーフレーム３０とアッパーパネル３２とが上下に重ね合わされて接合されており、第２接合部５２ではロアフレーム３４とロアパネル３６とが同じく上下に重ね合わされて接合されている。そのため、当該接合部の車両上下方向に沿った厚さが増すことにより断面２次モーメントを上げることができる。その結果、当該接合部を引き剥がそうとする応力を効果的に低減することができ、車体の接合部における接合強度を向上させることができる。
【００５４】
また、第１接合部５０及び第２接合部５２は熱溶着により接合されている。ここで、図４に示されるように、熱溶着の過程において、繊維強化樹脂に配合されている繊維同士が絡み合う。繊維同士が絡み合った部分Ｗの強度は母材６０の強度より上がるため、接合部における接合強度を更に向上させることができる。
【００５５】
ここで、接着剤を用いて接合する場合、図５（Ａ）に示す如く接着剤Ｇと被接着物６２との界面で接合が剥がれる所謂界面剥離が生じる場合がある。界面剥離が生じる場合の接合強度は、接着剤Ｇと被接着物６２との接着上の相性や被接着物６２の表面状態のばらつきの影響を受け、接合強度が不安定になる。なお、接着剤を用いて接合する場合、当該接合部の接合強度を設計するにあたり安全率を大きくするなどの対応が必要となり、その結果、コストの増加や重量の増加を招くことが考えられる。
【００５６】
これに対し、熱溶着により接合する場合において、当該接合が剥がれるほどの応力が生じたとすると、図５（Ｂ）に示す如く、上記の繊維が絡み合った部分Ｗは破断することなく、その近傍の母材６０が破断する所謂母材破壊により接合は引き剥がされる。この場合、接合部が引き剥がされる際の接合部の破断強度は母材の破断強度と一致するため、バラツキが生じ難くなり、接合部における接合強度を安定させることができる。その結果、本実施形態では、当該接合部の接合強度を設計するにあたり、接着剤で接合した場合のようなバラツキに対する安全率を考慮する必要がない。そのため、接着剤による接合と比べてコストの増加や重量の増加を抑えることができる。
【００５７】
更に、本実施形態のロッカー４０では、第１接合部５０及び第２接合部５２は各々矩形状の閉断面における車両上側と下側の辺に沿わせて設けられているため、図９に示す対比例のように接合部としてのフランジ８０がロッカー８２断面外周に突出することがなく、無駄なスペースが形成されてしまうことがない。従って、ロッカー４０の外周のスペースを有効活用できる。
【００５８】
また、前面衝突などによる荷重が車体に加わったとしても、第１接合部５０及び第２接合部５２の接合強度が向上しているため、ロッカーに加わる荷重を車両後方へ効率よく流すことができる。その結果、乗員室の変形をより一層抑制できる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る車体接合部構造が適用されたロッカー４２について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
この第２実施形態では、上記第１実施形態におけるロッカー４０の第１接合部５０及び第２接合部５２を上下面に設けるというだけでなく、各々の辺の車幅方向の中央に設けた点に特徴がある。具体的には、図６に示されるように、第１接合部５０が矩形状の閉断面における車両上側の辺の車幅方向中央に設けられ、第２接合部５２が矩形状の閉断面における車両上側の辺の車幅方向中央に設けられている。
【００６１】
なお、第１接合部５０が車両上側の辺の車幅方向中央に設けられているとは、アッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｅとアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｆとが重ね合わされて接合された部分が、ロッカー４２の矩形状の閉断面の角部Ｘ１とＸ２とを繋いだ線の中点を通る垂線（Ｌ１）を通るように設けられていることをいう。また同様に、第２接合部５２が車両上側の辺の車幅方向中央に設けられているとは、ロアフレーム３４の接合壁部３４Ｇとロアパネル３６の接合壁部３６Ｃとが重ね合わされて接合された部分が、ロッカー４２の矩形状の閉断面の角部Ｘ３とＸ４とを繋いだ線の中点を通る垂線（Ｌ２）上を通るように設けられていることをいう。
【００６２】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００６３】
第２実施形態に係るロッカー４２に捻り力が加わると、上記第１接合部５０及び第２接合部５２には、接合部を引き剥がそうとするせん断応力が生じる。
【００６４】
図７には、車体骨格部材に捻り力を加えた際にその断面に生じるせん断応力が模式的に示されている。この図に示されるように、各々の辺に生じるせん断応力は、その辺の中央にて最大（τＡ，τＢ）となることがわかる。
【００６５】
この点に着目し、第２実施形態に係るロッカー４２では、第１接合部５０及び第２接合部５２が各々の辺の中央に設けられているため、せん断応力高くなる各々の辺の中央に生じるせん断応力を効果的に低減することが可能となる。従って、ロッカー４２の捻り強度を効果的に向上させることができる。
【００６６】
更に、第１接合部５０及び第２接合部５２がロッカー４２の断面における上辺と下辺に設けられている。当該接合部は補強部としての効果を奏することとなり、ロッカー４２の車両上下方向の曲げ剛性を向上させることができる。その結果、車両の操縦安定性能や乗り心地性能を向上させることができる。
【００６７】
＜第３実施形態＞
次に、図８を用いて、本発明の第３実施形態に係る車体接合部構造が適用されたロッカー４４について説明する。なお、第１実施形態等と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
図８にはロッカー４４の断面図が示されている。この図に示されるように、ロッカー４４は、第１実施形態等と同様にアッパーフレーム３０、アッパーパネル３２、ロアフレーム３４及びロアパネル３６という４つのパネルを用いて構成されている。
【００６９】
アッパーフレーム３０においてロッカー４４を構成する部分は、第１実施形態で説明した基部３０Ｂ、外壁部３０Ｃ，凸部３０Ｄ及び接合壁部３０Ｅに加えて、外壁部３０Ｆを備えている。外壁部３０Ｆは、基部３０Ｂの下面から車両下方向に延在している。また、外壁部３０Ｆの下端部は接合壁部３０Ｇとされている。
【００７０】
アッパーパネル３２においてロッカー４４を構成する部分は、第１実施形態で説明した内壁部３２Ｄ，横壁部３２Ｅ及び接合壁部３２Ｆを備えているが、フロア上壁部３２Ｇを備えていない。また、内壁部３２Ｄは第１実施形態と比べて短くなっており、その下端部は接合壁部３２Ｈとされている。
【００７１】
ロアフレーム３４においてロッカー４４を構成する部分は、第１実施形態で説明した外壁部３４Ｂ、第１底壁部３４Ｄ、段差部３４Ｅ、第２底壁部３４Ｆ及び接合壁部３４Ｇを備えているが、接合壁部３４Ｃを備えていない構造になっている。また、外壁部３４Ｂは第１実施形態と比べて短くなっており、その上端部はアッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｇと接合される接合壁部３４Ｈとされている。
【００７２】
ロアパネル３６においてロッカー４４を構成する部分は、第１実施形態で説明したフロア下壁部３６Ａ、段差部３６Ｂ及び接合壁部３６Ｃに加えて、内壁部３６Ｄを備えている。内壁部３６Ｄはフロア下壁部３６Ａの上面から上方向に延在している。また、内壁部３６Ｄの上端部はアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｈと接合される接合壁部３６Ｅとされている。
【００７３】
また、第１実施形態と同様にアッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｅとアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｆとが接合されることにより、ロッカーの上部４４Ａが構成されている。また、上記ロアフレーム３４の接合壁部３４Ｇとロアパネル３６の接合壁部３６Ｃとが接合されることにより、ロッカーの下部４４Ｂが構成されている。
【００７４】
更に、ロアパネル３６の接合壁部３６Ｅの車両幅方向内側にアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｈが重ね合わされて熱溶着により接合され（以下、当該接合部を「第３接合部５４」という）、ロアフレーム３４の接合壁部３４Ｈの車両幅方向外側にアッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｇが重ね合わされて熱溶着により接合されている（以下、当該接合部を「第４接合部５６」という）。その結果、ロッカー上部４４Ａとロッカー下部４４Ｂとが接合され、ロッカー４０は矩形状の閉断面を形成することにより車体骨格部材を構成している。
【００７５】
上記形状のアッパーフレーム３０とアッパーパネル３２とが接合されることにより、第１接合部５０及び第２接合部５２は、各々の辺に沿わせて設けられている。
【００７６】
更に、本実施形態では、上記形状のアッパーフレーム３０とロアフレーム３４とが接合されることにより、第３接合部５４は上記矩形状の閉断面における車幅方向内側の辺に沿わせて設けられている。同様に、第４接合部５６は上記矩形状の閉断面における車両幅方向外側の辺に沿わせて設けられている。
【００７７】
また、第３接合部５４が矩形状の閉断面における車幅方向内側の辺の車両上下方向中央に設けられ、第４接合部５６が矩形状の閉断面における車幅方向外側の辺の車両上下方向中央に設けられている。
【００７８】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００７９】
車両の走行に伴う路面入力や衝突等による外部からの入力がロッカー４４に加わると、上記第１乃至第４接合部５０、５２、５４、５６には、接合部を剥離する方向の垂直応力あるいはせん断応力が生じる。
【００８０】
ここで、本実施形態では、上述した第１実施形態の構成を含むため、第１接合部５０及び第２接合部５２の接合強度を向上させることができる等の効果を得ることができる。更に、本実施形態では、第３接合部５４及び第４接合部５６を備えているため、第１実施形態で得られた効果に加えて、以下の効果を得られる。
【００８１】
第３接合部５４ではアッパーパネル３２とロアパネル３６とが左右に重ね合わされて熱溶着により接合されている。また、第４接合部５６ではアッパーフレーム３０とロアフレーム３４同じく左右に重ね合わされて熱溶着により接合されている。そのため、第３接合部５４及び第４接合部５６の接合強度を向上させることができると共に、接合強度を安定させることができる。
【００８２】
更に、第３接合部５４及び第４接合部５６がロッカー４４の断面における車両幅方向内側の辺の中央と外側の辺の中央に設けられているため、本実施形態ではロッカーの車幅方向の曲げ剛性をより一層向上させることができる。
【００８３】
なお、第１乃至第３実施形態においてロッカーに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の構成部材とが重ね合わされて熱溶着により接合される他の接合部にも適用できる。例えば、第１実施形態のトンネル７０やクロスメンバ７２に適用しても良い。この場合、トンネル７０を車両幅方向に、クロスメンバ７２を車両前後方向に分割構造とすればよい。また例えば、車幅方向の両端部に車両前後方向を長手として配設された一対のロッカーと、該一対のロッカーを車幅方向に繋ぐフロアパネルとを含んで構成された車体フロアにおいては、該ロッカーと該フロアパネルとの接合部に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 樹脂フロア（車体フロア）
１２ フロア部
３０ アッパーフレーム（車体構成部材）
３２ アッパーパネル（車体構成部材）
３４ ロアフレーム（車体構成部材）
３６ ロアパネル（車体構成部材）
４０ ロッカー（第１実施形態の車体骨格部材）
４２ ロッカー（第２実施形態の車体骨格部材）
４４ ロッカー（第３実施形態の車体骨格部材）
５０ 第１接合部（接合部）
５２ 第２接合部（接合部）
５４ 第３接合部（接合部）
５６ 第４接合部（接合部）
７０ トンネル（車体骨格部材）
７２ クロスメンバ（車体骨格部材）
Ｗ 熱溶着により繊維が絡み合った部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は車体接合部構造及びこれを用いた車体フロア構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とを接着剤を用いて接合することが知られている。例えば、下記特許文献１には、繊維強化樹脂を用いて形成されたフロアパネルとロッカーとが接着剤を用いて接合された構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−２２６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とを接着剤を用いて接合する場合、当該接着剤自体の強度が繊維強化樹脂が本来有している強度よりも低いことがある。従って、接着剤による接合では、衝突などの外部入力が接合部に加わる場合に所要の接合強度を確保できないことが考えられる。
【０００５】
また、衝突などの外部入力が接合部に加わる場合には、接合が接着剤と車体構成部材との界面にて剥がれてしまう所謂界面剥離が生じることが考えられる。界面剥離により接合が剥がれる場合の接合強度は、接着剤と車体構成部材との接着上の相性や接着面の面粗度等のばらつきにより安定しない。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とを接合する場合において、接合部における接合強度を向上させることができると共に接合強度を安定させることができる車体接合部構造及びこれを用いた車体フロア構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の本発明に係る車体接合部構造は、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と、前記一の車体構成部材と隣接して配置されかつ繊維強化樹脂を用いて形成された他の一の車体構成部材と、前記一の車体構成部材と前記他の一の車体構成部材とが重ね合わされて熱溶着により接合された接合部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の本発明では、一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とが重ね合わされて接合された接合部が設けられている。従って、当該接合部の板厚が増すことにより断面２次モーメントを上げることができる。その結果、当該接合部を引き剥がそうとする応力を効果的に低減することができ、車体の接合部における接合強度を向上させることができる。
【０００９】
更に、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の車体構成部材とを熱溶着により接合すると、熱により融解した部分において繊維強化樹脂に配合された繊維同士が絡み合い、その部分の強度は母材の強度よりも上がる。そのため、接合部における接合強度を更に向上させることができる。
【００１０】
また、仮に衝突などにより接合が引き剥がされるほどの応力が接合部に生じたとしても、上記の繊維が絡み合った部分は破断することなく、その近傍の母材が破断する所謂母材破壊により接合は引き剥がされる。換言すると、接合部が引き剥がされる際の接合部の破断強度は母材の破断強度と一致する。従って、接合部における接合強度を安定させることが可能となる。
【００１１】
請求項２記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項１記載の車体接合部構造において、少なくとも前記一の車体構成部材と前記他の一の車体構成部材とを含んで構成され角柱状の閉断面構造とされた車体骨格部材と、前記車体骨格部材の前記閉断面におけるいずれか一辺に沿って設けられた前記接合部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
２以上の車体構成部材を接合することにより、閉断面を構成する車体骨格部材においては、衝突時等に車体の変形を抑えることが要求される。そのため、車体骨格部材を構成する２以上の車体構成部材同士が接合された接合部の接合強度を向上させること及び接合強度を安定させることがより重要となる。そこで、請求項２記載の本発明では、上記の接合部の構成としたため、車体骨格部材を構成する２以上の車体構成部材同士の接合強度を向上させることができると共に、接合強度を安定させることができる。
【００１３】
請求項３記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項２記載の車体接合部構造において、前記接合部が前記閉断面におけるいずれか一辺の中央に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
車体骨格部材に捻り力が加わると、接合部には接合部を引き剥がそうとするせん断応力が生じる。また、そのせん断応力は車体の骨格断面における各辺の中央にて最大となる。
【００１５】
この点に着目し、請求項３記載の本発明では、前記接合部を前記閉断面におけるいずれか一辺の中央に設けることにより、接合部を引き剥がそうとするせん断応力を効果的に低減することができる。換言すると、車体骨格部材の捻り強度を効果的に向上させることができる。
【００１６】
請求項４記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項３記載の車体接合部構造において、前記接合部が前記閉断面における車幅方向の中央に設けられたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の本発明では、前記接合部が前記閉断面における車幅方向中央に設けられているため、接合部における車両上下方向（車幅方向と垂直方向）の板厚が増す。従って、当該接合部が補強部としての効果を奏し、骨格部材の車両上下方向の曲げ剛性を向上させることができる。
【００１８】
請求項５記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項３記載の車体接合部構造において、前記接合部が前記閉断面における車両上下方向の中央に設けられたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の本発明では、前記接合部が前記閉断面における車両上下方向の中央に設けられているため、接合部における車幅方向（車両上下方向と垂直方向）の板厚が増す。従って、当該接合部が補強部としての効果を奏し、骨格部材の車幅方向の曲げ剛性を向上させることができる。
【００２０】
請求項６記載の本発明に係る車体接合部構造は、請求項２乃至請求項５いずれか１項記載の車体接合部構造において、前記車体骨格部材は、前記閉断面の上部車外側に配置されたアッパーフレームと、前記閉断面の上部車室内側に配置され前記アッパーフレームと接合されたアッパーパネルと、前記閉断面の下部車室内側に配置され前記アッパーパネルと接合されたロアパネルと、前記閉断面の下部車室外側に配置され前記ロアパネル及び前記アッパーフレームと接合されたロアフレームとで構成されたロッカーとされていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の本発明では、前記接合部がロッカー断面におけるいずれか一辺に沿って設けられているため、ロッカー断面外周にフランジ等の無駄なスペースが形成されてしまうことがない。従って、ロッカー外周のスペースを有効活用できる。
【００２２】
請求項７記載の本発明に係る車体のフロア構造は、車幅方向の両端部に車両前後方向を長手方向として配置された請求項６に記載された一対のロッカーと、前記アッパーパネルと前記ロアパネルとを上下に重ねて配置することにより前記一対のロッカー間に架渡されるように設けられたフロア部と、を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の本発明では、車体に衝突などによる荷重が加わったとしても、接合部の接合強度が向上しているため、ロッカーに加わる荷重を車両前後方向へ効率よく流すことができる。その結果、乗員室の変形をより一層抑制できる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車体接合部構造は、接合部における接合強度を向上させることができると共に接合強度を安定させることができる、という優れた効果を有する。
【００２５】
請求項２記載の本発明に係る車体接合部構造は、車体骨格部材を構成する各々の部材同士の接合強度を向上させることができると共に、接合強度を安定させることができる、という優れた効果を有する。
【００２６】
請求項３記載の本発明に係る車体接合部構造は、捻り強度を効果的に向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００２７】
請求項４記載の本発明に係る車体接合部構造は、車両上下方向の曲げ剛性を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００２８】
請求項５記載の本発明に係る車体接合部構造は、車幅方向の曲げ剛性を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００２９】
請求項６記載の本発明に係る車体接合部構造は、ロッカー外周のスペースを有効活用できる、という優れた効果を有する。
【００３０】
請求項７記載の本発明に係る車体のフロア構造は、乗員室の変形をより一層抑制できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係るロッカーの要部を拡大して示す図２のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
【図２】樹脂フロアの全体を示す斜視図である。
【図３】図２に示される樹脂フロアの分解斜視図である。
【図４】熱可塑性繊維強化樹脂の熱溶着前後の様子を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は界面剥離が生じた接合部を示す断面図であり、（Ｂ）は母材破壊が生じた接合部を示す断面図である。
【図６】第２実施形態に係るロッカーを示す図１に対応する断面図である。
【図７】捻り力がロッカーに加わった際に生じるせん断応力を示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係るロッカーを示す図１に対応する断面図である。
【図９】対比例に係りフランジにて接合されたロッカーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
＜第１実施形態＞
図１〜図３を用いて、本発明の第１実施形態に係る車体接合部構造が適用されたロッカーについて説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。先ず、ロッカーが形成された自動車の樹脂フロアについて説明し、次いで本実施形態の車体接合部構造が適用されたロッカーについて説明する。
【００３３】
図２には自動車の左前方から見た樹脂フロア１０の斜視図が示されている。この図に示されるように、樹脂フロア１０は側壁１８の一部が大きく切りかかれたバスタブ状に形成されている。樹脂フロア１０のフロア部１２は乗員室２０における床面を構成しており、樹脂フロア１０の前壁部１４は乗員室２０と原動機室２２とを隔成し、更に樹脂フロア１０の後壁部１６は乗員室２０と荷室２４とを隔成している。
【００３４】
図３に示される如く、樹脂フロア１０は、部材的にはアッパーフレーム３０、アッパーパネル３２、ロアフレーム３４及びロアパネル３６といった４つの要素によって構成されている。これらの樹脂フロア１０を構成する部材には熱可塑性繊維強化樹脂が用いられている。
【００３５】
図２及び図３に示されるように、アッパーフレーム３０は、乗員室２０の床面に開口部３０Ａを有する枠状に形成されている。アッパーフレーム３０の前端部には、乗員室２０の前壁を成すパネル状の前壁部１４Ａが配置されており、前壁部１４Ａは車両上下方向及び車幅方向に延在している。また、アッパーフレーム３０の後端部には、乗員室２０の後壁を成すパネル状の後壁部１６Ａが配置されており、後壁部１６Ａは車両の前方から後方にかけて車両下方から上方に傾斜している。更に、アッパーフレーム３０の車幅方向両端部に配置された一対の側壁１８Ａは前後方向に大きく切りかかれた形状となっている。
【００３６】
アッパーパネル３２は、車両前後方向に沿って延在されると共に車幅方向中央に配設されかつ車両下方にハット型断面の開口部を有するトンネル部３２Ａと、車両前後方向に沿って延在し車幅方向両側に配設されロッカーの一部を形成するロッカーパネル部３２Ｂと、トンネル部３２Ａとロッカーパネル部３２Ｂとを繋ぎ車幅方向に延在するフロアクロスメンバ部３２Ｃとで構成されている。また、アッパーパネル３２は平面視で、上記アッパーフレーム３０の開口部３０Ａに架け渡された格子形状となっており、フロア１０の車両前後方向および車幅方向の剛性を確保するための役割を担っている。
【００３７】
ロアフレーム３４は、乗員室２０の床面に開口部３４Ａを有する矩形枠状に形成されている。ロアフレーム３４の前端部には、原動機室２２の後壁を成すパネル状の前壁部１４Ｂが配置されており、前壁部１４Ｂは車両上下方向及び車幅方向に延在している。また、ロアフレーム３４の後端部には、荷室２４の前壁を成す後壁部１６Ｂが配置されており、後壁部１６Ｂは車両上下方向及び車幅方向に延在している。更に、ロアフレーム３４の車幅方向両端部に配置された一対の側壁１８Ｂは前後方向に大きく切りかかれた形状となっている。
【００３８】
ロアパネル３６は、上記ロアフレーム３４の開口部３４Ａを塞ぐ矩形平板状に形成されている。
【００３９】
上述したアッパーフレーム３０の開口部３０Ａにアッパーパネル３２が架け渡されて接合されることによりフロアアッパー１０Ｂが構成されている。また、ロアフレーム３４の開口部３４Ａを塞ぐようにロアパネル３６が重ねられて接合されることによりフロアロア１０Ａが構成されている。
【００４０】
そして更に、フロアロア１０Ａとフロアアッパー１０Ｂとを車両上下方向に重ねて接合することにより樹脂フロア１０が構成される。これに伴い、アッパーパネル３０とロアパネル３６とが上下に重ねて配置されることによりフロア部１２が構成される。また、当該フロア部１２には、アッパーパネル３２のトンネル部３２Ａ及びフロアクロスメンバ部３２Ｃとロアパネル３６との間に閉断面を形成することにより車体骨格部材として機能するトンネル７０及びフロアクロスメンバ７２が形成されている。更に、アッパーフレーム３０、アッパーパネル３２、ロアフレーム３４及びロアパネル３６とで矩形状の閉断面を形成することにより、樹脂フロア１０の車幅方向両端には、車両前後方向に沿って延在し各々車体骨格部材として機能するロッカー４０が形成されている。
【００４１】
次に、本発明の要部である車体接合部構造が適用されたロッカー４０について説明する。
【００４２】
図２に示す如く、樹脂フロア１０の車幅方向の両端部には、各々車両前後方向を長手としたロッカー４０が形成されている。
【００４３】
図１には図２のＡ−Ａ線に沿ったロッカー４０の断面図が示されている。この図に示されるように、ロッカー４０は、前述したアッパーフレーム３０、アッパーパネル３２、ロアフレーム３４及びロアパネル３６という４つパネルを用いて構成されている。
【００４４】
アッパーフレーム３０においてロッカー４０を構成する部分は、車両幅方向に延在する基部３０Ｂと、その車両幅方向外側の端部から車両上方に屈曲して延在する外壁部３０Ｃと、当該基部３０Ｂの車幅方向内側の端部から凸部３０Ｄを介して車両幅方向内側に延在する接合壁部３０Ｅと、を備えている。
【００４５】
アッパーパネル３２においてロッカー４０を構成する部分は、車両上下方向に延在する内壁部３２Ｄと、その上端部から屈曲して車両幅方向外側に延在する横壁部３２Ｅとを備えている。横壁部３２Ｅの車両幅方向外側の端部はアッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｅに接合される接合壁部３２Ｆとされている。また、内側壁３２Ｄは、その下端部にて屈曲されて車両幅方向内側に延在されフロア上壁部３２Ｇとされている。
【００４６】
ロアフレーム３４においてロッカー４０を構成する部分は、車両上下方向に延在する外壁部３４Ｂと、その上端部から車両幅方向外側に屈曲されてアッパーフレーム３０の基部３０Ｂの下面に接合される接合壁部３４Ｃと、を備えている。また、前記ロッカー４０を構成する部分は外壁部３４Ｂの下端部から屈曲されて車両幅方向内側に延在する第１底壁部３４Ｄ及び段差部３４Ｅを介して第２底壁部３４Ｆを備えている。また、第２底壁部３４Ｆの車両幅方向内側の端部は接合壁部３４Ｇとされている。
【００４７】
ロアパネル３６においてロッカー４０を構成する部分は、車両幅方向に延在しフロアパネル３２のフロア上壁部３２Ｇと接合されるフロア下壁部３６Ａと、その車両幅方向外側の端部から段差部３６Ｂを介して車両幅方向外側に延在しロアフレーム３０の接合壁部３０Ｇと接合される接合壁部３６Ｃと、を備えている。
【００４８】
上記アッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｅの上方にアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｆが重ね合わされて熱溶着により接合されることによりロッカーの上部４０Ａを構成している（以下、当該接合部を「第１接合部５０」という）。また、上記ロアフレーム３４の接合壁部３４Ｇの上方にロアパネル３６の接合壁部３６Ｃが重ね合わされて熱溶着により接合されることによりロッカーの下部４０Ｂを構成している（以下、当該接合部を「第２接合部５２」という）。
【００４９】
次いで、アッパーフレーム３０の基部３０Ｂの車両下方の面にロアフレーム３４の接合壁部３４Ｃが重ね合わされて熱溶着により接合され、ロアパネル３６のフロア下壁部３６Ａにアッパーパネル３２のフロア上壁部３２Ｇが重ね合わされて熱溶着により接合される。その結果、ロッカー上部４０Ａとロッカー下部４０Ｂとが接合され、ロッカー４０は略矩形状の閉断面を形成することにより車体骨格部材を構成している。ここで、熱溶着とは熱可塑性樹脂同士を接合する技術であり、超音波溶着や高周波溶着等も広く熱溶着に含まれるものとする。
【００５０】
また、上記形状のアッパーフレーム３０とアッパーパネル３２とを接合することにより、第１接合部５０は、上記矩形状の閉断面における車両上側の辺に沿わせて設けられることになる。また、上記形状のロアフレーム３４とロアパネル３６とを接合することにより、第２接合部５２は上記矩形状の閉断面における車両下側の辺に沿わせて設けられることになる。
【００５１】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００５２】
一般的にロッカーには、車両の走行に伴う路面入力が加わり、また場合によっては衝突等による外部からの入力が加わる。この場合、上記第１接合部５０及び第２接合部５２には、接合部を剥離する方向の垂直応力あるいはせん断応力が生じる。
【００５３】
上述の通り、第１接合部５０ではアッパーフレーム３０とアッパーパネル３２とが上下に重ね合わされて接合されており、第２接合部５２ではロアフレーム３４とロアパネル３６とが同じく上下に重ね合わされて接合されている。そのため、当該接合部の車両上下方向に沿った厚さが増すことにより断面２次モーメントを上げることができる。その結果、当該接合部を引き剥がそうとする応力を効果的に低減することができ、車体の接合部における接合強度を向上させることができる。
【００５４】
また、第１接合部５０及び第２接合部５２は熱溶着により接合されている。ここで、図４に示されるように、熱溶着の過程において、繊維強化樹脂に配合されている繊維同士が絡み合う。繊維同士が絡み合った部分Ｗの強度は母材６０の強度より上がるため、接合部における接合強度を更に向上させることができる。
【００５５】
ここで、接着剤を用いて接合する場合、図５（Ａ）に示す如く接着剤Ｇと被接着物６２との界面で接合が剥がれる所謂界面剥離が生じる場合がある。界面剥離が生じる場合の接合強度は、接着剤Ｇと被接着物６２との接着上の相性や被接着物６２の表面状態のばらつきの影響を受け、接合強度が不安定になる。なお、接着剤を用いて接合する場合、当該接合部の接合強度を設計するにあたり安全率を大きくするなどの対応が必要となり、その結果、コストの増加や重量の増加を招くことが考えられる。
【００５６】
これに対し、熱溶着により接合する場合において、当該接合が剥がれるほどの応力が生じたとすると、図５（Ｂ）に示す如く、上記の繊維が絡み合った部分Ｗは破断することなく、その近傍の母材６０が破断する所謂母材破壊により接合は引き剥がされる。この場合、接合部が引き剥がされる際の接合部の破断強度は母材の破断強度と一致するため、バラツキが生じ難くなり、接合部における接合強度を安定させることができる。その結果、本実施形態では、当該接合部の接合強度を設計するにあたり、接着剤で接合した場合のようなバラツキに対する安全率を考慮する必要がない。そのため、接着剤による接合と比べてコストの増加や重量の増加を抑えることができる。
【００５７】
更に、本実施形態のロッカー４０では、第１接合部５０及び第２接合部５２は各々矩形状の閉断面における車両上側と下側の辺に沿わせて設けられているため、図９に示す対比例のように接合部としてのフランジ８０がロッカー８２断面外周に突出することがなく、無駄なスペースが形成されてしまうことがない。従って、ロッカー４０の外周のスペースを有効活用できる。
【００５８】
また、前面衝突などによる荷重が車体に加わったとしても、第１接合部５０及び第２接合部５２の接合強度が向上しているため、ロッカーに加わる荷重を車両後方へ効率よく流すことができる。その結果、乗員室の変形をより一層抑制できる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る車体接合部構造が適用されたロッカー４２について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
この第２実施形態では、上記第１実施形態におけるロッカー４０の第１接合部５０及び第２接合部５２を上下面に設けるというだけでなく、各々の辺の車幅方向の中央に設けた点に特徴がある。具体的には、図６に示されるように、第１接合部５０が矩形状の閉断面における車両上側の辺の車幅方向中央に設けられ、第２接合部５２が矩形状の閉断面における車両上側の辺の車幅方向中央に設けられている。
【００６１】
なお、第１接合部５０が車両上側の辺の車幅方向中央に設けられているとは、アッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｅとアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｆとが重ね合わされて接合された部分が、ロッカー４２の矩形状の閉断面の角部Ｘ１とＸ２とを繋いだ線の中点を通る垂線（Ｌ１）を通るように設けられていることをいう。また同様に、第２接合部５２が車両上側の辺の車幅方向中央に設けられているとは、ロアフレーム３４の接合壁部３４Ｇとロアパネル３６の接合壁部３６Ｃとが重ね合わされて接合された部分が、ロッカー４２の矩形状の閉断面の角部Ｘ３とＸ４とを繋いだ線の中点を通る垂線（Ｌ２）上を通るように設けられていることをいう。
【００６２】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００６３】
第２実施形態に係るロッカー４２に捻り力が加わると、上記第１接合部５０及び第２接合部５２には、接合部を引き剥がそうとするせん断応力が生じる。
【００６４】
図７には、車体骨格部材に捻り力を加えた際にその断面に生じるせん断応力が模式的に示されている。この図に示されるように、各々の辺に生じるせん断応力は、その辺の中央にて最大（τＡ，τＢ）となることがわかる。
【００６５】
この点に着目し、第２実施形態に係るロッカー４２では、第１接合部５０及び第２接合部５２が各々の辺の中央に設けられているため、せん断応力高くなる各々の辺の中央に生じるせん断応力を効果的に低減することが可能となる。従って、ロッカー４２の捻り強度を効果的に向上させることができる。
【００６６】
更に、第１接合部５０及び第２接合部５２がロッカー４２の断面における上辺と下辺に設けられている。当該接合部は補強部としての効果を奏することとなり、ロッカー４２の車両上下方向の曲げ剛性を向上させることができる。その結果、車両の操縦安定性能や乗り心地性能を向上させることができる。
【００６７】
＜第３実施形態＞
次に、図８を用いて、本発明の第３実施形態に係る車体接合部構造が適用されたロッカー４４について説明する。なお、第１実施形態等と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
図８にはロッカー４４の断面図が示されている。この図に示されるように、ロッカー４４は、第１実施形態等と同様にアッパーフレーム３０、アッパーパネル３２、ロアフレーム３４及びロアパネル３６という４つのパネルを用いて構成されている。
【００６９】
アッパーフレーム３０においてロッカー４４を構成する部分は、第１実施形態で説明した基部３０Ｂ、外壁部３０Ｃ，凸部３０Ｄ及び接合壁部３０Ｅに加えて、外壁部３０Ｆを備えている。外壁部３０Ｆは、基部３０Ｂの下面から車両下方向に延在している。また、外壁部３０Ｆの下端部は接合壁部３０Ｇとされている。
【００７０】
アッパーパネル３２においてロッカー４４を構成する部分は、第１実施形態で説明した内壁部３２Ｄ，横壁部３２Ｅ及び接合壁部３２Ｆを備えているが、フロア上壁部３２Ｇを備えていない。また、内壁部３２Ｄは第１実施形態と比べて短くなっており、その下端部は接合壁部３２Ｈとされている。
【００７１】
ロアフレーム３４においてロッカー４４を構成する部分は、第１実施形態で説明した外壁部３４Ｂ、第１底壁部３４Ｄ、段差部３４Ｅ、第２底壁部３４Ｆ及び接合壁部３４Ｇを備えているが、接合壁部３４Ｃを備えていない構造になっている。また、外壁部３４Ｂは第１実施形態と比べて短くなっており、その上端部はアッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｇと接合される接合壁部３４Ｈとされている。
【００７２】
ロアパネル３６においてロッカー４４を構成する部分は、第１実施形態で説明したフロア下壁部３６Ａ、段差部３６Ｂ及び接合壁部３６Ｃに加えて、内壁部３６Ｄを備えている。内壁部３６Ｄはフロア下壁部３６Ａの上面から上方向に延在している。また、内壁部３６Ｄの上端部はアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｈと接合される接合壁部３６Ｅとされている。
【００７３】
また、第１実施形態と同様にアッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｅとアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｆとが接合されることにより、ロッカーの上部４４Ａが構成されている。また、上記ロアフレーム３４の接合壁部３４Ｇとロアパネル３６の接合壁部３６Ｃとが接合されることにより、ロッカーの下部４４Ｂが構成されている。
【００７４】
更に、ロアパネル３６の接合壁部３６Ｅの車両幅方向内側にアッパーパネル３２の接合壁部３２Ｈが重ね合わされて熱溶着により接合され（以下、当該接合部を「第３接合部５４」という）、ロアフレーム３４の接合壁部３４Ｈの車両幅方向外側にアッパーフレーム３０の接合壁部３０Ｇが重ね合わされて熱溶着により接合されている（以下、当該接合部を「第４接合部５６」という）。その結果、ロッカー上部４４Ａとロッカー下部４４Ｂとが接合され、ロッカー４０は矩形状の閉断面を形成することにより車体骨格部材を構成している。
【００７５】
上記形状のアッパーフレーム３０とアッパーパネル３２とが接合されることにより、第１接合部５０及び第２接合部５２は、各々の辺に沿わせて設けられている。
【００７６】
更に、本実施形態では、上記形状のアッパーフレーム３０とロアフレーム３４とが接合されることにより、第３接合部５４は上記矩形状の閉断面における車幅方向内側の辺に沿わせて設けられている。同様に、第４接合部５６は上記矩形状の閉断面における車両幅方向外側の辺に沿わせて設けられている。
【００７７】
また、第３接合部５４が矩形状の閉断面における車幅方向内側の辺の車両上下方向中央に設けられ、第４接合部５６が矩形状の閉断面における車幅方向外側の辺の車両上下方向中央に設けられている。
【００７８】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００７９】
車両の走行に伴う路面入力や衝突等による外部からの入力がロッカー４４に加わると、上記第１乃至第４接合部５０、５２、５４、５６には、接合部を剥離する方向の垂直応力あるいはせん断応力が生じる。
【００８０】
ここで、本実施形態では、上述した第１実施形態の構成を含むため、第１接合部５０及び第２接合部５２の接合強度を向上させることができる等の効果を得ることができる。更に、本実施形態では、第３接合部５４及び第４接合部５６を備えているため、第１実施形態で得られた効果に加えて、以下の効果を得られる。
【００８１】
第３接合部５４ではアッパーパネル３２とロアパネル３６とが左右に重ね合わされて熱溶着により接合されている。また、第４接合部５６ではアッパーフレーム３０とロアフレーム３４同じく左右に重ね合わされて熱溶着により接合されている。そのため、第３接合部５４及び第４接合部５６の接合強度を向上させることができると共に、接合強度を安定させることができる。
【００８２】
更に、第３接合部５４及び第４接合部５６がロッカー４４の断面における車両幅方向内側の辺の中央と外側の辺の中央に設けられているため、本実施形態ではロッカーの車幅方向の曲げ剛性をより一層向上させることができる。
【００８３】
なお、第１乃至第３実施形態においてロッカーに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と他の一の構成部材とが重ね合わされて熱溶着により接合される他の接合部にも適用できる。例えば、第１実施形態のトンネル７０やクロスメンバ７２に適用しても良い。この場合、トンネル７０を車両幅方向に、クロスメンバ７２を車両前後方向に分割構造とすればよい。また例えば、車幅方向の両端部に車両前後方向を長手として配設された一対のロッカーと、該一対のロッカーを車幅方向に繋ぐフロアパネルとを含んで構成された車体フロアにおいては、該ロッカーと該フロアパネルとの接合部に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 樹脂フロア（車体フロア）
１２ フロア部
３０ アッパーフレーム（車体構成部材）
３２ アッパーパネル（車体構成部材）
３４ ロアフレーム（車体構成部材）
３６ ロアパネル（車体構成部材）
４０ ロッカー（第１実施形態の車体骨格部材）
４２ ロッカー（第２実施形態の車体骨格部材）
４４ ロッカー（第３実施形態の車体骨格部材）
５０ 第１接合部（接合部）
５２ 第２接合部（接合部）
５４ 第３接合部（接合部）
５６ 第４接合部（接合部）
７０ トンネル（車体骨格部材）
７２ クロスメンバ（車体骨格部材）
Ｗ 熱溶着により繊維が絡み合った部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と、
前記一の車体構成部材と隣接して配置されかつ繊維強化樹脂を用いて形成された他の一の車体構成部材と、
前記一の車体構成部材と前記他の一の車体構成部材とが重ね合わされて熱溶着により接合された接合部と、
を有する車体接合部構造。
【請求項２】
少なくとも前記一の車体構成部材と前記他の一の車体構成部材とを含んで構成され角柱状の閉断面構造とされた車体骨格部材と、
前記車体骨格部材の前記閉断面におけるいずれか一辺に沿って設けられた前記接合部と、
を有する請求項１記載の車体接合部構造。
【請求項３】
前記接合部が前記閉断面におけるいずれか一辺の中央に設けられた請求項２記載の車体接合部構造。
【請求項４】
前記接合部が前記閉断面における車幅方向の中央に設けられた請求項３記載の車体接合部構造。
【請求項５】
前記接合部が前記閉断面における車両上下方向の中央に設けられた請求項３記載の車体接合部構造。
【請求項６】
前記車体骨格部材は、前記閉断面の上部車外側に配置されたアッパーフレームと、前記閉断面の上部車室内側に配置され前記アッパーフレームと接合されたアッパーパネルと、前記閉断面の下部車室内側に配置され前記アッパーパネルと接合されたロアパネルと、前記閉断面の下部車室外側に配置され前記ロアパネル及び前記アッパーフレームと接合されたロアフレームとで構成されたロッカーとされている請求項２乃至請求項５いずれか１項記載の車体接合部構造。
【請求項７】
車幅方向の両端部に車両前後方向を長手方向として配置された請求項６に記載された一対のロッカーと、
前記アッパーパネルと前記ロアパネルとを上下に重ねて配置することにより前記一対のロッカー間に架渡されるように設けられたフロア部と、
を有する車体フロア構造。
【請求項１】
繊維強化樹脂を用いて形成された一の車体構成部材と、
前記一の車体構成部材と隣接して配置されかつ繊維強化樹脂を用いて形成された他の一の車体構成部材と、
前記一の車体構成部材と前記他の一の車体構成部材とが重ね合わされて熱溶着により接合された接合部と、
を有する車体接合部構造。
【請求項２】
少なくとも前記一の車体構成部材と前記他の一の車体構成部材とを含んで構成され角柱状の閉断面構造とされた車体骨格部材と、
前記車体骨格部材の前記閉断面におけるいずれか一辺に沿って設けられた前記接合部と、
を有する請求項１記載の車体接合部構造。
【請求項３】
前記接合部が前記閉断面におけるいずれか一辺の中央に設けられた請求項２記載の車体接合部構造。
【請求項４】
前記接合部が前記閉断面における車幅方向の中央に設けられた請求項３記載の車体接合部構造。
【請求項５】
前記接合部が前記閉断面における車両上下方向の中央に設けられた請求項３記載の車体接合部構造。
【請求項６】
前記車体骨格部材は、前記閉断面の上部車外側に配置されたアッパーフレームと、前記閉断面の上部車室内側に配置され前記アッパーフレームと接合されたアッパーパネルと、前記閉断面の下部車室内側に配置され前記アッパーパネルと接合されたロアパネルと、前記閉断面の下部車室外側に配置され前記ロアパネル及び前記アッパーフレームと接合されたロアフレームとで構成されたロッカーとされている請求項２乃至請求項５いずれか１項記載の車体接合部構造。
【請求項７】
車幅方向の両端部に車両前後方向を長手方向として配置された請求項６に記載された一対のロッカーと、
前記アッパーパネルと前記ロアパネルとを上下に重ねて配置することにより前記一対のロッカー間に架渡されるように設けられたフロア部と、
を有する車体フロア構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１４１６８（Ｐ２０１３−１４１６８Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６５６０（Ｐ２０１１−１４６５６０）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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