JP6958722B2 - フロア構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のフロア構造に関する。

自動車のフロア構造は、例えばフロアパネル、サイドシル、フロアクロスメンバおよびその他補強部材等からなる。このようなフロア構造では、例えば自動車の側面衝突時、特にポール側面衝突時において、主にサイドシルの曲げ変形とフロアクロスメンバの圧潰変形により衝撃を吸収することで、乗員の生存空間を確保している。この時、フロアパネルには、乗員の生存空間の確保のために大変形しないこと、およびサイドシルからの荷重を支持することが求められる。

近年、電気自動車の航続距離を高めることを目的に、フロアパネルの下に大容量のバッテリーを搭載する車体レイアウトが採用され始めている。このようなレイアウトの車体では、ポール側面衝突時の電気安全の観点から、バッテリーが損傷しないよう、サイドシルの変形で確実に衝撃を吸収することが望まれる。そのため、サイドシルの変形時の耐荷重性能を高めなければならず、フロアパネルには、自身が大変形しないようサイドシルから伝達されるその高い荷重に耐えることが求められる。なお、フロアパネル等の部材は大変形することで部材に入力される荷重が大変形前より小さくなるが、本明細書においては部材が大変形する前の最大入力荷重を“耐力”と称す。

一方、電気自動車では、従来の自動車に対し、プロペラシャフトと呼ばれる駆動部品や排気管が不要になる。そのため、フロアパネルの車幅方向の中央部に設けられるトンネルと呼ばれる段差形状が不要となり、フロアパネルを略フラットな形状にすることができる。プレス成形等の加工の観点では、略フラットなフロアパネルは従来のフロアパネルに比べてエンボスなどの形状付与が容易になる。

従来のフロア構造として、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１には、キャブオーバー型のキャブフロアの補強構造として、キャブフロアの前部の、車幅方向の中央部の下面に補強部材が接合された構造が開示されている。特許文献１のフロア構造は、補強部材の車幅方向端部のフランジ部が、補強部材の左右に配置されたアンダーフレームに当接した状態で接合されている。

特開２０００−１３５９９０号公報

フロア構造には耐力の向上が求められるが、特許文献１のフロア構造では、側面衝突の際に補強部材の車幅方向端部のフランジ部に局所的に荷重が入力され、その局所的な部分を介して荷重がキャブフロアに伝達されるため、荷重伝達効率が低い。

また、従来のフロア構造として、例えば図１のようなフロアパネル１０２とサイドシル１０３とを有するフロア構造１０１がある。図１は車長方向Ｌに垂直な断面を示す図であり、サイドシル１０３は、ハット形状のサイドシルアウタ１０４と、ハット形状のサイドシルインナ１０５で構成されている。フロアパネル１０２の車幅方向Ｗの端部（以下、“幅方向端部”）にはフランジ部１０２ａが形成され、フランジ部１０２ａはサイドシルインナ１０５の天面部１０５ａに接合されている。このようなフロア構造１０１の場合、例えばポール側面衝突試験でサイドシルアウタ１０４にポールが衝突すると、図２のようにサイドシルインナ１０５の車高方向Ｈの上側の縦壁部１０５ｂ（以下、“上側縦壁部”）と、車高方向Ｈの下側の縦壁部１０５ｃ（以下、“下側縦壁部”）が、断面の外側に開くようにして面外変形が生じる。このように面外変形しながらフロアパネル１０２に荷重が伝達される場合、荷重伝達効率が低下するだけでなく、フロアパネル１０２の面外変形が誘発され、耐力を十分に向上させることができない。

また、従来のフロア構造として、例えば図３のようなフロアパネル１０２とサイドシル１０３とを有するフロア構造１０１がある。図３は車長方向Ｌに垂直な断面を示す図であり、サイドシル１０３は、ハット形状のサイドシルアウタ１０４と、ハット形状のサイドシルインナ１０５で構成されている。フロアパネル１０２の幅方向端部はサイドシルインナ１０５の下側縦壁部１０５ｃに接合されている。このようなフロア構造１０１の場合、例えばポール側面衝突試験でサイドシルアウタ１０４にポールが衝突すると、図４のようにサイドシルインナ１０５の上側縦壁部１０５ｂと下側縦壁部１０５ｃが、断面の外側に開くようにして面外変形が生じる。このように面外変形しながらフロアパネル１０２に荷重が伝達される場合、荷重伝達効率が低下するだけでなく、フロアパネル１０２の面外変形が誘発され、耐力を十分に向上させることができない。

本発明は、従来技術が有するこのような課題に鑑みてなされたものであり、耐力が向上したフロア構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明者は、サイドシルからフロアパネルへ面内力で荷重を伝達するサイドシルとフロアパネルの取り付け構造、およびポール側面衝突時のサイドシルの断面変形挙動について鋭意検討し、以下の知見を以て本発明を完成した。すなわち、本発明者は、ハット形状のサイドシルインナの上側縦壁部または下側縦壁部にフロアパネルを接合し、上側縦壁部および下側縦壁部の面外変形を抑制する補強部材を設け、サイドシルインナの縦壁部の幅Ｗ₁と、当該縦壁部の板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値を規定することにより上記課題を解決できることを見出した。

したがって、上記課題を解決する本発明の一態様は、フロア構造であって、サイドシルアウタと、サイドシルインナと、を有するサイドシルと、前記サイドシルインナに接合されたフロアパネルと、前記サイドシルインナの内方に配置された補強部材と、を備え、前記サイドシルアウタは、車長方向に垂直な断面がハット形状であって、天面部と、前記天面部から車幅方向の車内側に延伸する縦壁部と、車高方向に延伸するフランジ部と、を有し、前記サイドシルインナは、車長方向に垂直な断面がハット形状であって、天面部と、前記天面部から車幅方向の車外側に延伸する縦壁部と、車高方向に延伸するフランジ部と、を有し、前記サイドシルアウタと前記サイドシルインナは、互いの前記フランジ部で接合され、前記サイドシルインナの前記天面部と前記サイドシルインナの前記縦壁部とのなす角θが８５〜９５度であり、前記フロアパネルは、前記サイドシルインナの車高方向上側にある前記縦壁部である上側縦壁部、または前記サイドシルインナの車高方向下側にある前記縦壁部である下側縦壁部に接合され、前記補強部材は、上端部が前記サイドシルインナの前記上側縦壁部に接合され、下端部が前記サイドシルインナの前記下側縦壁部に接合され、前記サイドシルインナの前記縦壁部の幅Ｗ₁と、該縦壁部の板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値が４２．９未満であり、前記フロアパネルは、車幅方向または車長方向に平行な稜線部を有する波形状部を備え、前記波形状部の凸部の周期Ｃと高さｈを用いたＣ/√ｈの値が６０未満であることを特徴としている。

また、別の観点による本発明の一態様は、フロア構造であって、サイドシルアウタと、サイドシルインナと、を有するサイドシルと、前記サイドシルインナに接合されたフロアパネルと、前記サイドシルアウタと前記サイドシルインナの間に配置された補強部材と、を備え、前記サイドシルアウタは、車長方向に垂直な断面がハット形状であって、天面部と、前記天面部から車幅方向の車内側に延伸する縦壁部と、車高方向に延伸するフランジ部と、を有し、前記サイドシルインナは、車長方向に垂直な断面がハット形状であって、天面部と、前記天面部から車幅方向の車外側に延伸する縦壁部と、車高方向に延伸するフランジ部と、を有し、前記サイドシルインナの前記天面部と前記サイドシルインナの前記縦壁部とのなす角θが８５〜９５度であり、前記フロアパネルは、前記サイドシルインナの車高方向上側にある前記縦壁部である上側縦壁部、または前記サイドシルインナの車高方向下側にある前記縦壁部である下側縦壁部に接合され、前記サイドシルアウタの前記フランジ部と、前記補強部材と、前記サイドシルインナの前記フランジ部とが互いに接合され、前記サイドシルインナの前記縦壁部の幅Ｗ₁と、該縦壁部の板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値が３５．７未満であり、前記フロアパネルは、車幅方向または車長方向に平行な稜線部を有する波形状部を備え、前記波形状部の凸部の周期Ｃと高さｈを用いたＣ/√ｈの値が６０未満であることを特徴としている。

本発明によれば、耐力が向上したフロア構造を提供することができる。

従来のフロア構造の車長方向に垂直な断面を示す図である。 図１のフロア構造におけるポール衝突後の変形状態を示す図である。 従来のフロア構造の車長方向に垂直な断面を示す図である。 図３のフロア構造におけるポール衝突後の変形状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るフロア構造の車長方向に垂直な断面を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るフロア構造におけるポール衝突後の変形状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るフロア構造の車長方向に垂直な断面を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るフロア構造の車長方向に垂直な断面を示す図である。 本発明の第４実施形態に係るフロア構造の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るフロア構造の概略構成を示す平面図である。 図１０のＡ−Ａ断面図である。 図１０のＢ−Ｂ断面図である。 フロアパネルの形状例を示す、図１０のＡ−Ａ断面図に相当する図である。 周期Ｃが一定でない場合の例を示す図である。 高さｈが一定でない場合の例を示す図である。 周期Ｃおよび高さｈが一定でない場合の例を示す図である。 側面衝突シミュレーション（Ａ）の解析条件を示す図である。 比較例４のサイドシルの変形状態を示す図である。 実施例１のサイドシルの変形状態を示す図である。 比較例６のサイドシルの変形状態を示す図である。 実施例３のサイドシルの変形状態を示す図である。 側面衝突シミュレーション（Ｂ）における解析モデルを示す図である。 側面衝突シミュレーション（Ｂ）における解析モデルを示す図である。 図２３のＣ−Ｃ断面図である。 側面衝突シミュレーション（Ｂ）における解析モデルを示す図である。 比較例および実施例におけるポールの変位とフロアパネルへの入力荷重との関係を示す図である。なお、本図の縦軸は各解析モデルにおける入力荷重を比較例７の最大入力荷重で規格化した荷重比で表されている。 比較例７におけるフロアパネルの面外変形の状態を示す図である。 実施例４におけるフロアパネルの面外変形の状態を示す図である。 フロアパネルの凸部の高さｈ／周期Ｃが０．０６７の時の、周期Ｃと最大入力荷重との関係を示す図である。なお、本図の縦軸は各解析モデルにおける最大入力荷重を比較例７の最大入力荷重で規格化した最大荷重比で表されている。 フロアパネルの凸部のＣ/√ｈと、各解析モデルにおける耐力の質量効率との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図５に示すように第１実施形態のフロア構造１は、フロアパネル２とサイドシル３で構成されている。サイドシル３は、サイドシルアウタ４と、サイドシルインナ５で構成されている。

サイドシルアウタ４は、車長方向Ｌに垂直な断面がハット形状の部材であり、車高方向Ｈに延伸する天面部４ａと、天面部４ａの車高方向Ｈの上端部から車幅方向Ｗの車内側に延伸する上側縦壁部４ｂと、天面部４ａの車高方向Ｈの下端部から車幅方向Ｗの車内側に延伸する下側縦壁部４ｃと、上側縦壁部４ｂの先端部から車高方向Ｈの上方に延伸するフランジ部４ｄと、下側縦壁部４ｃの先端部から車高方向Ｈの下方に延伸するフランジ部４ｅとを有している。

サイドシルインナ５は、車長方向Ｌに垂直な断面がハット形状の部材であり、車高方向Ｈに延伸する天面部５ａと、天面部５ａの車高方向Ｈの上端部から車幅方向Ｗの車外側に延伸する上側縦壁部５ｂと、天面部５ａの車高方向Ｈの下端部から車幅方向Ｗの車外側に延伸する下側縦壁部５ｃと、上側縦壁部５ｂの先端部から車高方向Ｈの上方に延伸するフランジ部５ｄと、下側縦壁部５ｃの先端部から車高方向Ｈの下方に延伸するフランジ部５ｅとを有している。

サイドシルアウタ４とサイドシルインナ５は、フランジ部４ｄとフランジ部５ｄ、およびフランジ部４ｅとフランジ部５ｅとがそれぞれスポット溶接されることで接合されている。なお、サイドシルアウタ４のハット形状、およびサイドシルインナ５のハット形状には、例えば縦壁部が天面部に対して傾斜した略ハット形状も含まれる。サイドシルインナ５の天面部５ａと縦壁部５ｂ、５ｃのなす角θは８５〜９５度となっている。角θが８５度未満の場合、フロアパネル２に発生する、サイドシル３を断面内側に変形させるモーメントが大きくなる。これにより、せん断力による変形、すなわち面内変形による荷重伝達の効果が小さくなり、フロアパネル２への荷重伝達効率が低下する。角θは、８７度以上であることが好ましく、これによりフロアパネル２に発生する、サイドシル３を断面内側に変形させるモーメントを抑制する効果を高めることができる。一方、角θが９５度を超える場合、フロアパネル２に発生する、サイドシル３を断面外側に変形させるモーメントが大きくなる。これにより、せん断力による変形、すなわち面内変形による荷重伝達の効果が小さくなり、フロアパネル２への荷重伝達効率が低下する。角θは、９３度以下であることが好ましく、これによりフロアパネル２に発生する、サイドシル３を断面外側に変形させるモーメントを抑制する効果を高めることができる。

第１実施形態においては、サイドシルインナ５の内方に補強部材６が設けられている。補強部材６は、車長方向Ｌに垂直な断面がＣ字形状の部材であり、平面部６ａと、平面部６ａの両端部に形成されたフランジ部６ｂ、６ｃとを有している。第１実施形態では、補強部材６の平面部６ａがサイドシルインナ５の天面部５ａに平行で、フランジ部６ｂおよびフランジ部６ｃが車幅方向Ｗの車外側に延伸する向きで補強部材６が配置されている。

補強部材６のフランジ部６ｂはサイドシルインナ５の上側縦壁部５ｂの内面に接し、補強部材６のフランジ部６ｃはサイドシルインナ５の下側縦壁部５ｃの内面に接している。そして、フロアパネル２は、幅方向端部がサイドシルインナ５の下側縦壁部５ｃの外面に接している。すなわち、サイドシルインナ５の下側縦壁部５ｃにおいては、内面に補強部材６のフランジ部６ｃが接し、外面にフロアパネル２の幅方向端部が接しており、この状態で例えばスポット溶接によって各部材が接合されている。また、補強部材６のフランジ部６ｂはサイドシルインナ５の上側縦壁部５ｂに例えばスポット溶接によって接合されている。これにより、第１実施形態の補強部材６は上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃに掛け渡されるようにしてサイドシルインナ５に固定されている。

第１実施形態のフロア構造１は以上のように構成されている。このようなフロア構造１において、例えばポール側面衝突試験でサイドシルアウタ４にポールが衝突すると、サイドシルインナ５の下側縦壁部５ｃを介してフロアパネル２に荷重が伝達される。ポール側突時には、サイドシルインナ５の上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃが、断面の外側に開くように、または断面の内側に倒れこむように面外変形しようとするが、第１実施形態のフロア構造１においては、補強部材６が上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃとの間に架け渡された状態で接合されているため、サイドシルインナ５の上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃが、断面の外側に開くように変形した場合、補強部材６は引っ張られ、補強部材６に張力が発生する。一方、サイドシルインナ５の上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃが、断面の内側に倒れこむように変形した場合、補強部材６は圧縮され、補強部材６に圧縮力が発生する。これらの張力または圧縮力が、上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃの面外変形に対する抵抗力となり、図６のようにフロアパネル２が接合された下側縦壁部５ｃの面外変形が抑制される。これにより、フロアパネル２に伝達される荷重が下側縦壁部５ｃのせん断変形、すなわち面内変形による伝達となり、フロアパネル２への荷重伝達効率が向上する。その結果、フロア構造１としての耐力を向上させることができる。

このような面外変形を抑制する効果を得るためには、サイドシルインナ５の縦壁部５ｂ、５ｃの幅Ｗ₁（天面部５ａからフランジ部５ｄ、５ｅまでの車幅方向Ｗの長さ）と、縦壁部５ｂ、５ｃの板厚ｔとのバランスが重要である。第１実施形態においては、その縦壁部５ｂ、５ｃの幅Ｗ₁と板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値が４２．９未満となっており、この条件を満たすフロア構造１であれば、縦壁部５ｂ、５ｃの面外変形を抑制することが可能となる。その効果をさらに高めるためには、Ｗ₁/ｔが４０以下であることが好ましく、３０以下であることがより好ましい。Ｗ₁/ｔの下限値は、サイドシルインナ５の成形性や、縦壁部５ｂ、５ｃとフロアパネル２の溶接しろ確保の観点から適宜定まるが、Ｗ₁/ｔは７．５以上であることが好ましい。また、サイドシルインナ５と補強部材６をスポット溶接で接合する場合、スポット打点のスペースを十分に確保するために縦壁部５ｂ、５ｃの幅Ｗ₁は１５ｍｍ以上であることが好ましい。

なお、補強部材６は、上端部がサイドシルインナ５の上側縦壁部５ｂの内面に接合され、下端部が下側縦壁部５ｃの内面に接合されていれば、その形状は特に限定されない。一方で、側面衝突時に生じる補強部材６の張力を高めるには、補強部材６が緩みのない形状、すなわち最短距離で上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃが架け渡されるような形状であることが好ましい。

また、第１実施形態においては、補強部材６のフランジ部６ｂおよびフランジ部６ｃが車幅方向Ｗの車外側に延伸する向きで補強部材６が配置されているが、フランジ部６ｂおよびフランジ部６ｃが車幅方向Ｗの車内側に延伸する向きで配置されていても良い。一方で、第１実施形態のようにフランジ部６ｂおよびフランジ部６ｃが車幅方向Ｗの車外側に延伸する向きで配置されていれば、ガンで挟み込むスポット溶接が可能となるため、スポット溶接作業が容易になる。

＜第２実施形態＞
図７に示すように第２実施形態のフロア構造１では、補強部材６が平板部材で構成され、補強部材６はサイドシルアウタ４とサイドシルインナ５との間に配置されている。サイドシルアウタ４のフランジ部４ｄとサイドシルインナ５のフランジ部５ｄは、補強部材６が間に挟み込まれた状態で例えばスポット溶接で接合されている。同様に、サイドシルアウタ４のフランジ部４ｅとサイドシルインナ５のフランジ部５ｅも、補強部材６が間に挟み込まれた状態で例えばスポット溶接で接合されている。このように、第２実施形態のフロア構造１においては、スポット溶接でサイドシルアウタ４とサイドシルインナ５を接合する際に、同時に補強部材６を接合することが可能となる。これにより、溶接箇所を少なくすることができ、生産性を向上させることができる。

また、第２実施形態では、サイドシルインナ５の縦壁部５ｂ、５ｃの幅Ｗ₁と板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値が３５．７未満となっている。このようなフロア構造１によれば、側面衝突の際のサイドシルインナ５の上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃに生じる断面外側に開く面外変形、および断面内側に閉じる面外変形を抑えることができる。なお、第２実施形態のように補強部材６がサイドシルアウタ４とサイドシルインナ５に挟まれるフロア構造１の場合、面外変形をさらに抑制するという観点ではＷ₁/ｔが３２以下であることが好ましい。Ｗ₁/ｔの下限値は、サイドシルインナ５の成形性や、縦壁部５ｂ、５ｃとフロアパネル２の溶接しろ確保の観点から適宜定まるが、Ｗ₁/ｔは７．５以上であることが好ましい。

＜第３実施形態＞
図８に示すように第３実施形態のフロア構造１では、サイドシルアウタ４とサイドシルインナ５との間にセンターピラーインナ７が配置されている。サイドシルアウタ４のフランジ部４ｄとサイドシルインナ５のフランジ部５ｄは、センターピラーインナ７が間に挟み込まれた状態で例えばスポット溶接で接合されている。同様に、サイドシルアウタ４のフランジ部４ｅとサイドシルインナ５のフランジ部５ｅも、センターピラーインナ７が間に挟み込まれた状態で例えばスポット溶接で接合されている。このように、第３実施形態ではセンターピラーインナ７が、第２実施形態の補強部材６としての役割も担っている。すなわち、第３実施形態のフロア構造１では、車体製造に使用される部品点数を削減することができると共に、第２実施形態のフロア構造１のように溶接箇所を少なくすることが可能となる。

また、第３実施形態では、サイドシルインナ５の縦壁部５ｂ、５ｃの幅Ｗ₁と板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値が３５．７未満となっている。このようなフロア構造１によれば、側面衝突の際のサイドシルインナ５の上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃに生じる断面外側に開く面外変形、および断面内側に閉じる面外変形を抑えることができる。なお、第３実施形態のようにセンターピラーインナ７がサイドシルアウタ４とサイドシルインナ５に挟まれるフロア構造１の場合、面外変形をさらに抑制するという観点ではＷ₁/ｔが３２以下であることが好ましい。Ｗ₁/ｔの下限値は、サイドシルインナ５の成形性や、縦壁部５ｂ、５ｃとフロアパネル２の溶接しろ確保の観点から適宜定まるが、Ｗ₁/ｔは７．５以上であることが好ましい。

＜第４実施形態＞
第１〜第３実施形態では、サイドシル３の構造によって耐力を向上させるフロア構造１について説明したが、第４実施形態では、フロアパネル２の形状によって耐力の質量効率を向上させるフロア構造１について説明する。

図９〜図１１に示すように第４実施形態のフロアパネル２は、周期的に形成された凸部１０と、底面部１１と、凸部１０と底面部１１とを繋ぐ角部である稜線部１２とを有した波形状となっている。第４実施形態におけるフロアパネル２の凸部１０は、天面部１０ａと、天面部１０ａの両端部から車高方向Ｈに延伸する側壁部１０ｂと、天面部１０ａと側壁部１０ｂとを繋ぐ角部である稜線部１０ｃとを有した形状となっている。稜線部１０ｃ、１２は車幅方向Ｗに平行となっている。すなわち、凸部１０の長手方向は車幅方向Ｗに平行となっている。また、第４実施形態のフロアパネル２においては、天面部１０ａと底面部１１の車長方向Ｌの長さが互いに同一となっている。このような波形状のフロアパネル２は、例えばロールによる転写またはプレス成形によって平板に形状が付与されることで製造される。

図１２に示すように第４実施形態のフロア構造１は、サイドシル３の構造および補強部材６の配置が第１実施形態のフロア構造１（図５）と同様であり、縦壁部５ｂ、５ｃの幅Ｗ₁と板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値は４２．９未満となっている。フロアパネル２の幅方向端部においては、凸部１０の天面部１０ａがサイドシルインナ５の下側縦壁部５ｃに接合されている。なお、フロアパネル２の天面部１０ａと下側縦壁部５ｃの接合をスポット溶接で行う場合、スポット打点のスペースを十分に確保するために、天面部１０ａの車長方向Ｌの長さは１５ｍｍ以上であることが好ましい。

第４実施形態のフロア構造１は以上のように構成されている。ここで、フロアパネル２の波形状部の底面部１１から天面部１０ａまでの高さをｈと定義し、波形状部の凸部１０の周期をＣと定義する。本明細書における“凸部の周期”とは、凸部１０と底面部１１との境界位置から、当該凸部１０の隣にある凸部１０と底面部１１との境界位置までの間隔を意味する。第４実施形態の凸部１０の形状の場合、周期Ｃは、隣り合う凸部１０のうち、第１の凸部１０の側壁部１０ｂから第２の凸部１０の側壁部１０ｂまでの間隔である。また、図１３のように、例えば凸部１０の側壁部１０ｂが天面部１０ａに対して傾斜している場合、周期Ｃは、第１の凸部１０の側壁部１０ｂの内側の面Ｐ₁と、底面部１１の下面Ｐ₂との交線から、第２の凸部１０の側壁部１０ｂの内側の面Ｐ₁と、底面部１１の下面Ｐ₂との交線までの間隔である。

第４実施形態のフロア構造においては、例えば自動車の側面衝突の際にフロアパネル２の天面部１０ａおよび底面部１１に面外変形が生じるが、周期Ｃが小さくなるほど、各天面部１０ａおよび各底面部１１の車長方向Ｌの長さが短くなる。これにより、各天面部１０ａおよび各底面部１１において曲げ変形が生じ得るスパンが短くなり、面外変形が起こりにくくなる。その結果、フロアパネル２の耐力が向上する。凸部１０の周期Ｃは１５〜２００ｍｍであることが好ましい。一方、凸部１０の高さｈに関しては、高さｈが高くなるほど、車長方向Ｌを回転軸とする曲げ変形に対する曲げ剛性が高まるため、フロアパネル２の耐力が向上しやすくなる。その結果、フロア構造１の耐力を向上させることができる。凸部１０の高さｈは２〜２０ｍｍであることが好ましい。

ところで、周期Ｃを小さくすると共に高さｈを高くすると、その分、フロアパネル２を製造する際の材料使用量が多くなり、フロアパネル２の質量が増加する。したがって、耐力確保と軽量化の両立という観点においては、周期Ｃと高さｈのバランスが重要である。この点について、第４実施形態のフロアパネル２においては、Ｃ/√ｈが６０未満となるように波形状部が形成されている。Ｃ/√ｈが６０未満となるフロアパネル２は、Ｃ/√ｈが６０以上のフロアパネルに対して耐力の質量効率が向上する。すなわち、第４実施形態のフロア構造１によれば、サイドシル構造によって耐力を向上させることができると共に、サイドシルインナ５に接合されるフロアパネル２が、Ｃ/√ｈが６０未満となる波形状部を有していることにより、耐力の質量効率も向上する。質量効率向上の効果をさらに高めるためには、Ｃ/√ｈが５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。また、その効果をさらに高めるためには、フロアパネルは、引張強度が７８０ＭＰａ以上の鋼板であることが好ましい。

また、第４実施形態のようなフロア構造１によれば、フロアパネル２を閉断面構造としなくても十分な耐力を発揮し得るため、クロスメンバ等の補強部材を設けずにフロア構造を構成することも可能となる。これにより室内空間またはバッテリー搭載空間を拡大することも可能となる。ただし、耐力向上の観点においては、第４実施形態のようなフロア構造１にさらにクロスメンバ等の補強部材を設けることで、フロア構造１としての耐力をさらに高めることも可能である。

また、図１２では、第１実施形態のフロア構造１のフロアパネル２が波形状部を有する例について示されているが、第２実施形態や第３実施形態のようなフロア構造１のフロアパネル２が波形状部を有していてもよい。いずれの場合であっても、Ｃ/√ｈが６０未満となる波形状部がフロアパネルに設けられていれば、耐力の質量効率を向上させることができる。

なお、Ｃ/√ｈの下限は特に限定されない。例えばフロアパネル２の成形性の観点から周期Ｃの下限が制約されたり、室内空間またはバッテリー搭載空間の確保の観点から高さｈの上限が制約されてＣ/√ｈの下限が適宜定まるが、Ｃ/√ｈは３．３４以上であることが好ましい。

フロアパネル２は、車長方向Ｌの全域にわたって波形状でなくても良く、車長方向Ｌにおける一部の区間のみ波形状であっても良い。そのようなフロア構造あっても、フロアパネル２の、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。車長方向Ｌの一部の区間のみが波形状である場合、その波形状部の範囲は、例えばポール側面衝突試験におけるポールの衝突位置を中心として車長方向Ｌの前方に２００ｍｍ以上、かつ後方に２００ｍｍ以上であることが好ましい。なお、フロアパネル２の車長方向Ｌの全域にわたって波形状を付与することで、側面衝突時に荷重の入力位置に関わらず、高い耐力を発揮することができ、ロバスト性に優れたフロア構造とすることができる。

フロアパネル２は、車幅方向Ｗの全域にわたって波形状でなくても良く、幅方向端部のみが波形状であっても良い。そのようなフロア構造であっても、幅方向端部の波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、幅方向端部のみが波形状である場合、その波形状部の範囲は、フロアパネル２の車幅方向Ｗの端点を起点として、フロアパネル２の幅（車体の一方のサイドシルから他方のサイドシルまでの車幅方向Ｗの長さ）の１／４以上であることが好ましい。

図１４に示すようにフロアパネル２の凸部１０の周期Ｃは一定でなくても良い。この場合の“周期Ｃ”は各凸部１０の周期Ｃの平均値となる。例えば図１４のように周期が互いに異なる凸部１０が４つ設けられている場合に、第１の凸部１０の周期を“Ｃ₁”、第１の凸部１０の隣に位置する第２の凸部１０の周期を“Ｃ₂”、第２の凸部１０の隣に位置する第３の凸部の周期を“Ｃ₃”とすると、本明細書における周期Ｃは（Ｃ₁＋Ｃ₂＋Ｃ₃）/３で算出される値である。このように周期Ｃが一定でないフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、周期Ｃが一定でない場合、車長方向Ｌの全域にわたってＣ/√ｈが６０未満でなくても良い。例えば、フロアパネル２が車長方向Ｌの全域にわたって波形状であったとしても、車長方向Ｌの一部の区間の平均周期であるＣと高さｈとを用いたＣ/√ｈの値が６０未満であれば、当該区間においては耐力の質量効率が向上する。したがって、当該区間に着目すれば、Ｃ/√ｈが６０未満であるフロア構造となるため、本発明に係るフロア構造の一例であると言える。

図１５に示すようにフロアパネル２の凸部１０の高さｈは一定でなくても良い。この場合の“高さｈ”は各凸部１０の高さｈの平均値となる。例えば図１５のように高さが互いに異なる凸部１０が４つ設けられている場合に、第１の凸部１０の高さを“ｈ₁”、第１の凸部１０の隣に位置する第２の凸部１０の高さを“ｈ₂”、第２の凸部１０の隣に位置する第３の凸部の高さを“ｈ₃”とすると、本明細書における高さｈは（ｈ₁＋ｈ₂＋ｈ₃）/３で算出される値である。このように高さｈが一定でないフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、高さｈが一定でない場合、車長方向Ｌの全域にわたってＣ/√ｈが６０未満でなくても良い。例えば、フロアパネル２が車長方向Ｌの全域にわたって波形状であったとしても、車長方向Ｌの一部の区間の高さｈの平均値と周期Ｃとを用いたＣ/√ｈの値が６０未満であれば、当該区間においては耐力の質量効率が向上する。したがって、当該区間に着目すれば、Ｃ/√ｈが６０未満であるフロア構造となるため、本発明に係るフロア構造の一例であると言える。

また、図１６に示すようにフロアパネル２の凸部１０の周期Ｃと高さｈがそれぞれ一定でなくても良い。この場合の“周期Ｃ”は図１４の場合と同様に各凸部１０の周期Ｃの平均値となり、“高さｈ”は図１５の場合と同様に各凸部１０の高さｈの平均値となる。例えば図１６のように周期が互いに異なり、かつ、高さが互いに異なる凸部１０が４つ設けられている場合、周期Ｃは（Ｃ₁＋Ｃ₂＋Ｃ₃）/３で算出され、高さｈは（ｈ₁＋ｈ₂＋ｈ₃）/３で算出される。このように周期Ｃと高さｈがそれぞれ一定でないフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、周期Ｃと高さｈがそれぞれ一定でない場合、車長方向Ｌの全域にわたってＣ/√ｈが６０未満でなくても良い。例えば、フロアパネル２が車長方向Ｌの全域にわたって波形状であったとしても、車長方向Ｌの一部の区間の平均周期であるＣと、当該区間の平均高さであるｈとを用いたＣ/√ｈの値が６０未満であれば、当該区間においては耐力の質量効率が向上する。したがって、当該区間に着目すれば、Ｃ/√ｈが６０未満であるフロア構造となるため、本発明に係るフロア構造の一例であると言える。

フロアパネル２の凸部１０の高さｈが車幅方向Ｗの位置によって異なっていても良い。この場合の“高さｈ”は車幅方向Ｗの位置でそれぞれ異なる各高さの平均値である。そのようなフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、凸部１０の高さｈが車幅方向Ｗの位置によって異なっている場合、車幅方向Ｗの全域にわたってＣ/√ｈが６０未満でなくても良く、幅方向端部においてのみＣ/√ｈが６０未満であれば、フロアパネル２の耐力は向上する。この場合のＣ/√ｈが６０未満となる範囲は、フロアパネル２の車幅方向Ｗの端点を起点として、フロアパネル２の幅（車体の一方のサイドシルから他方のサイドシルまでの車幅方向Ｗの長さ）の１／４以上であることが好ましい。

以上の説明では、フロアパネル２の凸部１０が天面部１０ａと、側壁部１０ｂと、稜線部１０ｃで構成されるものとしたが、凸部１０の形状は特に限定されず、例えば凸部１０の長手方向に垂直な断面の形状が円形状であっても良い。この場合の“高さｈ”は底面部１１から凸部１０の最も離れた位置までの高さである。そのようなフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。

また、以上の説明では、フロアパネル２の稜線部１０ｃ、１２を車幅方向Ｗに平行とし、側面衝突に対応したフロア構造としたが、稜線部１０ｃ、１２をフロアパネル２の車長方向Ｌに平行とし、前面衝突または後面衝突に対応したフロア構造としても良い。そのようなフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。

稜線部１０ｃ、１２が車長方向Ｌに平行である場合も、フロアパネル２は、車幅方向Ｗの全域にわたって波形状でなくても良く、車幅方向Ｗにおける一部の区間のみ波形状であっても良い。そのようなフロア構造あっても、フロアパネル２の、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。車幅方向Ｗの一部の区間のみが波形状である場合、その波形状部の範囲は、例えばフロアパネル２の車幅方向Ｗにおける中心位置から、車幅方向Ｗの右方に２００ｍｍ以上、かつ左方に２００ｍｍ以上であることが好ましい。

稜線部１０ｃ、１２が車長方向Ｌに平行である場合も、フロアパネル２は、車長方向Ｌの全域にわたって波形状でなくても良く、車長方向Ｌの端部（以下、“長手方向端部”）のみが波形状であっても良い。そのようなフロア構造であっても、長手方向端部の波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、長手方向端部のみが波形状である場合、その波形状部の範囲は、フロアパネル２の車長方向Ｌの端点を起点として、フロアパネル２の前端から後端までの長さの１／４以上であることが好ましい。

稜線部１０ｃ、１２が車長方向Ｌに平行である場合も、フロアパネル２の凸部１０の周期Ｃは一定でなくても良い。この場合の“周期Ｃ”は各凸部１０の周期Ｃの平均値となる。そのようなフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、周期Ｃが一定でない場合、車幅方向Ｗの全域にわたってＣ/√ｈが６０未満でなくても良い。例えば、フロアパネル２が車幅方向Ｗの全域にわたって波形状であったとしても、車幅方向Ｗの一部の区間の平均周期であるＣと高さｈとを用いたＣ/√ｈの値が６０未満であれば、当該区間においては耐力の質量効率が向上する。したがって、当該区間に着目すれば、Ｃ/√ｈが６０未満であるフロア構造となるため、本発明に係るフロア構造の一例であると言える。

稜線部１０ｃ、１２が車長方向Ｌに平行である場合も、フロアパネル２の凸部１０の高さｈは一定でなくても良い。この場合の“高さｈ”は各凸部１０の高さｈの平均値となる。そのようなフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、高さｈが一定でない場合、車幅方向Ｗの全域にわたってＣ/√ｈが６０未満でなくても良い。例えば、フロアパネル２が車幅方向Ｗの全域にわたって波形状であったとしても、車幅方向Ｗの一部の区間の高さｈの平均値と周期Ｃとを用いたＣ/√ｈの値が６０未満であれば、当該区間においては耐力の質量効率が向上する。したがって、当該区間に着目すれば、Ｃ/√ｈが６０未満であるフロア構造となるため、本発明に係るフロア構造の一例であると言える。

稜線部１０ｃ、１２が車長方向Ｌに平行である場合も、フロアパネル２の凸部１０の周期Ｃと高さｈがそれぞれ一定でなくても良い。この場合の“周期Ｃ”は各凸部１０の周期Ｃの平均値となり、“高さｈ”は各凸部１０の高さｈの平均値となる。そのようなフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、周期Ｃと高さｈがそれぞれ一定でない場合、車幅方向Ｗの全域にわたってＣ/√ｈが６０未満でなくても良い。例えば、フロアパネル２が車幅方向Ｗの全域にわたって波形状であったとしても、車幅方向Ｗの一部の区間の平均周期であるＣと、当該区間の平均高さであるｈとを用いたＣ/√ｈの値が６０未満であれば、当該区間においては耐力の質量効率が向上する。したがって、当該区間に着目すれば、Ｃ/√ｈが６０未満であるフロア構造となるため、本発明に係るフロア構造の一例であると言える。

稜線部１０ｃ、１２が車長方向Ｌに平行である場合も、フロアパネル２の凸部１０の高さｈが車長方向Ｌの位置によって異なっていても良い。この場合の“高さｈ”は車長方向Ｌの位置でそれぞれ異なる各高さの平均値である。そのようなフロア構造であっても、波形状が付与された部分においてＣ/√ｈが６０未満であれば、耐力の質量効率が向上する。この場合もＣ/√ｈは５５以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましい。なお、凸部１０の高さｈが車長方向Ｌの位置によって異なっている場合、車長方向Ｌの全域にわたってＣ/√ｈが６０未満でなくても良く、長手方向端部においてのみＣ/√ｈが６０未満であれば、フロアパネル２の耐力は向上する。この場合のＣ/√ｈが６０未満となる範囲は、フロアパネル２の車長方向Ｌの端点を起点として、フロアパネル２の前端から後端までの長さの１／４以上であることが好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば上記実施形態では、フロアパネル２がサイドシルインナ５の下側縦壁部５ｃに接合されていたが、上側縦壁部５ｂに接合されていても良い。この場合も、例えば上記の第１〜第４実施形態のように補強部材６が設けられることで、サイドシルインナ５の上側縦壁部５ｂと下側縦壁部５ｃの面外変形を抑制することができ、フロアパネル２への荷重伝達効率を向上させることができる。

＜側面衝突シミュレーション（Ａ）＞
従来のフロア構造と本発明に係るフロア構造におけるサイドシル構造の影響を評価するため、側面衝突シミュレーションを実施した。図１７に示すように、本シミュレーションは、サイドシルインナ５の天面部５ａを支持する支持点２０を設けると共に、サイドシルアウタ４にポール２１を衝突させる３点曲げの条件で実施されている。また、バッテリーケースを想定した構造体を模擬するために、サイドシルインナ５の天面部５ａに接触するプレート２２が配置されている。

本シミュレーションに用いた解析モデルのフロア構造は、図３に示す補強部材が設けられていない構造と、図５に示すサイドシルインナ５の内方にＣ字状の補強部材６が設けられた構造と、図７に示すサイドシルアウタ４とサイドシルインナ５との間に平板状の補強部材６が設けられた構造である。また、各構造において、サイドシルインナ５の下側縦壁部５ｃの幅Ｗ₁を変えた複数の解析モデルを作成してシミュレーションを実施した。サイドシルアウタ４、サイドシルインナ５、および補強部材６の材料は全て９８０ＭＰａ級の鋼板であり、板厚ｔは１．４ｍｍである。また、サイドシルインナの天面部と縦壁部のなす角θは９０度である。

以上の条件で側面衝突シミュレーションを実施し、サイドシルインナの変形状態を評価した。その結果を下記表１に示す。

表１に示すように補強部材が設けられていないケース（比較例１〜３）では、サイドシルインナに、断面が外側に開く面外変形が生じていた。一方、サイドシルインナの内方にＣ字状の補強部材が設けられるケースでは、サイドシルインナの縦壁部の幅Ｗ₁と板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値によって結果に差異が生じた。例えば比較例４の場合、図１８のようにサイドシルインナの縦壁部が内側に倒れ込むようにして断面が閉じる大きな面外変形が生じたが、実施例１の場合は、図１９のように縦壁部の面外変形が抑制された。したがって、サイドシルインナの内方に補強部材が設けられる場合は、Ｗ₁/ｔが４２．９未満であれば、サイドシルインナの面外変形を抑制することができる。なお、本シミュレーションの結果によれば、Ｗ₁/ｔが４０以下であれば、より確実にサイドシルインナの面外変形を抑制することができる。

また、サイドシルアウタとサイドシルインナとの間に平板状の補強部材が設けられるケースにおいても、Ｗ₁/ｔの値によって結果に差異が生じた。例えば比較例６の場合、図２０のようにサイドシルインナの縦壁部が内側に倒れ込むようにして断面が閉じる大きな面外変形が生じたが、実施例３の場合は、図２１のように縦壁部の面外変形が抑制された。したがって、サイドシルアウタとサイドシルインナとの間に補強部材が設けられる場合は、Ｗ₁/ｔが３５．７未満であれば、サイドシルインナの面外変形を抑制することができる。なお、本シミュレーションの結果によれば、Ｗ₁/ｔが３２以下であれば、より確実にサイドシルインナの面外変形を抑制することができる。

＜側面衝突シミュレーション（Ｂ）＞
ポール側面衝突を想定したフロア構造の側面衝突シミュレーションを実施した。本シミュレーションに用いた解析モデルのフロア構造は、図２２に示す平板状のフロアパネルを有する構造（比較例７）と、図２３に示すような、平板状のフロアパネルに図２４の側面衝突対応用のクロスメンバを接合した構造（比較例８）と、図２５に示す波形状のフロアパネルを用いた構造である。また、波形状のフロアパネルを用いたフロア構造に関しては、凸部の周期Ｃと高さｈを変化させた複数の解析モデルを作成してシミュレーションを実施した（実施例４〜１３）。実施例１３の構造は、波形状のフロアパネルにクロスメンバを接合した構造である。なお、本シミュレーションではフロアパネルの耐力に着目して評価を行うため、サイドシルを厚み６ｍｍの弾性体のプレートに置き換えている。

側面衝突シミュレーションは、サイドシルを模擬した弾性体のプレートの中央部に直径２５４ｍｍのポールを配置し、そのポールを車幅方向Ｗに平行に１ｍ／ｓで１０ｍｍ移動させることで実施した。その際のポールの押込み量（変位量）と入力荷重を記録し、入力された最大荷重、すなわち耐力を計測した。なお、フロアパネルは通常、強度が２７０〜４４０ＭＰａの材料が適用されるため、比較例８のみフロアパネルについては強度を２７０ＭＰａとした。その他のフロアパネルについては強度を９８０ＭＰａとし、通常のものに比べ高強度のものとした。比較例８のポール側面衝突対応用のクロスメンバは通常５９０ＭＰａの材料が適用されるが、本シミュレーションでは強度を９８０ＭＰａとし、通常のものに比べ高強度のものとした。

下記表２に側面衝突シミュレーションの解析モデルの条件、および各解析モデルの最大入力荷重Ｆ₁を比較例７の最大入力荷重Ｆ₀で規格化した最大荷重比（Ｆ₁/Ｆ₀）を示す。また、各解析モデルの質量ｍ₁を比較例７の質量ｍ₀で規格化した質量比（ｍ₁/ｍ₀）も示す。

図２６に比較例７と、実施例４および実施例５の変位−荷重比線図を示す。図２６に示す荷重比は、各解析モデルにおける入力荷重を比較例７の最大入力荷重で規格化した値である。図２６に示すように、どの条件においても入力荷重が最大荷重に到達した後は入力荷重が低下して推移している。このように推移する理由は、入力荷重が最大荷重に到達した後、フロアパネルが大変形するためである。すなわち、最大入力荷重はフロアパネルが大変形する前の入力荷重であり、耐力に相当する。したがって、図２６によれば、実施例４のフロア構造の耐力が比較例７と比較して高いことが示される。

ここで、図２７に比較例７の解析モデルのシミュレーションで生じた面外変形の状態を示す。また、図２８に実施例４の解析モデルのシミュレーションで生じた面外変形の状態を示す。ポールがサイドシルに衝突することで、フロアパネルは圧縮荷重を受けることになるが、図２７に示すように平板状のフロアパネルの場合にはポールの衝突によりフロアパネルの衝突部近傍に大きな面外変形が生じている。

一方、図２８に示すように実施例４の波形状のフロアパネルの場合には、凸部の天面部１０ａと底面部１１が個々に面外変形している。そして、フロアパネル全体として見た場合の面外変形の発生領域は、図２７に示す平板状のフロアパネルよりも狭くなっている。このように天面部１０ａと底面部１１が個々に面外変形する理由は、天面部１０ａと側壁部１０ｂとを繋ぐ稜線部１０ｃ（図１１）、および底面部１１と側壁部１０ｂとを繋ぐ稜線部１２（図１１）の延伸方向が荷重入力方向に一致していることにより、荷重入力によるフロアパネルの変形に対し強い抵抗力が生じ、各稜線部１０ｃ、１２が曲げ変形時の支持点として作用するためである。その支持点間はフロアパネルの面外変形が生じ得る領域となるが、フロアパネルが波形状であるために支持点間の間隔が短くなっており、曲げ変形のスパンが平板状のフロアパネルに対して短くなる。これにより、実施例４のフロアパネルでは曲げ変形に対する抵抗力が高まり、波形状でないフロアパネルよりも耐力が大きくなる。

次に、図２６において実施例４と実施例５を比較すると、実施例５では実施例４よりも最大荷重が大きくなっている一方、最大荷重に到達した後の入力荷重の減衰は実施例４の方が小さくなっている。換言すると、実施例４は実施例５に比べ、フロアパネルの大変形前の最大荷重が小さいが、フロアパネルの大変形後の入力荷重は高く維持される。したがって、実施例４のフロア構造は、実施例５に対してエネルギー吸収性能の高い構造であると言えるが、フロアパネルの大変形前に高い耐力を発揮させるという観点では実施例５のフロア構造の方が優れている。この結果によれば、エネルギー吸収性能の高いフロア構造が、必ずしも耐力が大きい構造ではないことが示される。

図２９に波形状のフロアパネルを有する各解析モデルの凸部の周期Ｃと、各解析モデルの最大入力荷重Ｆ₁を比較例７の最大入力荷重Ｆ₀で規格化した最大荷重比Ｆ₁/Ｆ₀との関係を示す。図２９中のプロットは、上記表２中の比較例１１、および実施例４〜８の結果に対応するものであり、ｈ／Ｃが全て０．０６７で一定の場合のケースのものである。ｈ／Ｃが一定であることにより、図１１のような断面図におけるフロアパネルの線長が一定となり、質量一定の条件で耐力の評価を行うことが可能となる。

図２９の結果によれば、質量一定の条件下では、凸部の高さｈを高くするより周期Ｃを小さくした方が、フロアパネルの耐力が高まることが示される。また、図２９中の周期Ｃが３０ｍｍの場合のプロットは上記表２の実施例５の結果に対応するが、上記表２によれば、クロスメンバを有するフロア構造である比較例８よりも実施例５の方が最大荷重比が大きい。この結果から、実施例５のフロア構造であれば、ポール側面衝突対応用のクロスメンバの省略が可能なほどに、耐力が高まることが示される。

図３０にフロアパネルの凸部のＣ/√ｈと、各解析モデルの最大荷重比Ｆ₁/Ｆ₀を、比較例７を基準とした質量比ｍ₁/ｍ₀で規格化したものとの関係を示す。図３０の縦軸の値は、質量あたりの耐力の大きさを示す耐力の質量効率であり、縦軸の値が高いほど、耐力と質量のバランスに優れることを意味する。

図３０によれば、Ｃ／√ｈの値が小さいほど、質量効率に優れることが示される。また、図３０および上記表２からも明らかなように、たとえフロアパネルが波形状であっても、平板状のフロアパネルの比較例７よりも耐力の質量効率が劣る場合もある。すなわち、単にフロアパネルを波形状とするだけでは、耐力確保と軽量化を両立させることはできない。本シミュレーションの結果に鑑みれば、比較例７に対して耐力の質量効率に優れるフロア構造は、Ｃ/√ｈが６０未満となるフロア構造である。したがって、フロアパネルに波形状部が設けられる場合には、耐力の質量効率を向上させる観点から、Ｃ/√ｈは６０未満であることが好ましい。Ｗ₁/ｔが所定の範囲内にあるサイドシルインナの縦壁部にそのようなフロアパネルが接合されることで、耐力を向上させることができると共に、優れた質量効率を得ることが可能となる。また、Ｃ/√ｈが５５以下、さらには２５以下となるフロア構造において耐力の質量効率が大きく向上する。

なお、上記表２の実施例１３の結果によれば、波形状のフロアパネルにクロスメンバが接合された構造であれば、耐力の質量効率が大きく向上する。このため、例えば室内空間やバッテリー搭載空間の確保よりも、耐力の向上と軽量化の両立がより優先される場合には、波形状のフロアパネルにクロスメンバを設けることが有効である。

本発明は、自動車等の車両に取り付けられるフロア構造として利用することができる。

１ フロア構造
２ フロアパネル
３ サイドシル
４ サイドシルアウタ
４ａ サイドシルアウタ天面部
４ｂ サイドシルアウタ上側縦壁部
４ｃ サイドシルアウタ下側縦壁部
４ｄ サイドシルアウタフランジ部
４ｅ サイドシルアウタフランジ部
５ サイドシルインナ
５ａ サイドシルインナ天面部
５ｂ サイドシルインナ上側縦壁部
５ｃ サイドシルインナ下側縦壁部
５ｄ サイドシルインナフランジ部
５ｅ サイドシルインナフランジ部
６ 補強部材
６ａ 補強部材平面部
６ｂ 補強部材フランジ部
６ｃ 補強部材フランジ部
７ センターピラーインナ
１０ フロアパネルの凸部
１０ａ 凸部の天面部
１０ｂ 凸部の側壁部
１０ｃ 凸部の稜線部
１１ 底面部
１２ 稜線部
２０ 支持点
２１ ポール
２２ プレート
１０１ 従来のフロア構造
１０２ フロアパネル
１０２ａ フロアパネルフランジ部
１０３ サイドシル
１０４ サイドシルアウタ
１０４ａ サイドシルアウタ天面部
１０４ｂ サイドシルアウタ上側縦壁部
１０４ｃ サイドシルアウタ下側縦壁部
１０４ｄ サイドシルアウタフランジ部
１０４ｅ サイドシルアウタフランジ部
１０５ サイドシルインナ
１０５ａ サイドシルインナ天面部
１０５ｂ サイドシルインナ上側縦壁部
１０５ｃ サイドシルインナ下側縦壁部
１０５ｄ サイドシルインナフランジ部
１０５ｅ サイドシルインナフランジ部
Ｃ 凸部の周期
Ｈ 車高方向
ｈ 凸部の高さ
Ｌ 車長方向
ｔ サイドシルインナ縦壁部の板厚
Ｗ 車幅方向
Ｗ₁ サイドシルインナ縦壁部の幅
θ サイドシルインナの天面部と縦壁部のなす角

Claims (8)

1. フロア構造であって、
   サイドシルアウタと、サイドシルインナと、を有するサイドシルと、
   前記サイドシルインナに接合されたフロアパネルと、
   前記サイドシルインナの内方に配置された補強部材と、を備え、
   前記サイドシルアウタは、車長方向に垂直な断面がハット形状であって、天面部と、前記天面部から車幅方向の車内側に延伸する縦壁部と、車高方向に延伸するフランジ部と、を有し、
   前記サイドシルインナは、車長方向に垂直な断面がハット形状であって、天面部と、前記天面部から車幅方向の車外側に延伸する縦壁部と、車高方向に延伸するフランジ部と、を有し、
   前記サイドシルアウタと前記サイドシルインナは、互いの前記フランジ部で接合され、
   前記サイドシルインナの前記天面部と前記サイドシルインナの前記縦壁部とのなす角θが８５〜９５度であり、
   前記フロアパネルは、前記サイドシルインナの車高方向上側にある前記縦壁部である上側縦壁部、または前記サイドシルインナの車高方向下側にある前記縦壁部である下側縦壁部に接合され、
   前記補強部材は、上端部が前記サイドシルインナの前記上側縦壁部に接合され、下端部が前記サイドシルインナの前記下側縦壁部に接合され、
   前記サイドシルインナの前記縦壁部の幅Ｗ₁と、該縦壁部の板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値が４２．９未満であり、
   前記フロアパネルは、車幅方向または車長方向に平行な稜線部を有する波形状部を備え、
   前記波形状部の凸部の周期Ｃと高さｈを用いたＣ/√ｈの値が６０未満である。
2. 請求項１に記載のフロア構造において、
   Ｗ₁/ｔの値が４０以下である。
3. フロア構造であって、
   サイドシルアウタと、サイドシルインナと、を有するサイドシルと、
   前記サイドシルインナに接合されたフロアパネルと、
   前記サイドシルアウタと前記サイドシルインナの間に配置された補強部材と、を備え、
   前記サイドシルアウタは、車長方向に垂直な断面がハット形状であって、天面部と、前記天面部から車幅方向の車内側に延伸する縦壁部と、車高方向に延伸するフランジ部と、を有し、
   前記サイドシルインナは、車長方向に垂直な断面がハット形状であって、天面部と、前記天面部から車幅方向の車外側に延伸する縦壁部と、車高方向に延伸するフランジ部と、を有し、
   前記サイドシルインナの前記天面部と前記サイドシルインナの前記縦壁部とのなす角θが８５〜９５度であり、
   前記フロアパネルは、前記サイドシルインナの車高方向上側にある前記縦壁部である上側縦壁部、または前記サイドシルインナの車高方向下側にある前記縦壁部である下側縦壁部に接合され、
   前記サイドシルアウタの前記フランジ部と、前記補強部材と、前記サイドシルインナの前記フランジ部とが互いに接合され、
   前記サイドシルインナの前記縦壁部の幅Ｗ₁と、該縦壁部の板厚ｔとの比であるＷ₁/ｔの値が３５．７未満であり、
   前記フロアパネルは、車幅方向または車長方向に平行な稜線部を有する波形状部を備え、
   前記波形状部の凸部の周期Ｃと高さｈを用いたＣ/√ｈの値が６０未満である。
4. 請求項３に記載のフロア構造において、
   Ｗ₁/ｔの値が３２以下である。
5. 請求項３または４に記載のフロア構造において、
   前記補強部材はセンターピラーインナである。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のフロア構造において、
   Ｃ/√ｈの値が５５以下である。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のフロア構造において、
   前記稜線部が前記車幅方向に平行である。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のフロア構造において、
   前記フロアパネルは、引張強度が７８０ＭＰａ以上の鋼板からなる。

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