JP2008195223A - 車体骨格構造 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量でありながら十分な剛性、強度等を確保することができる車体骨格構造を得る。
【解決手段】車体骨格構造１０は、それぞれ繊維強化樹脂より成るインナ部材４２とアウタ部材４４とが接合されて構成された閉断面構造の骨格体４５と、繊維強化樹脂より成り骨格体４５の内部を複数の閉断面部Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に区画するセンタ部材４６と、骨格体４５内に形成された閉断面部Ｒ１、Ｒ３内に充填された下側芯材５２、上側芯材５４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、繊維強化樹脂を含んで構成された車体骨格構造に関する。

骨格部を含むボディ（車体）を繊維強化プラスチックにて構成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３４９７７号公報 特開２０００−３８１５７号公報 特開２００３−２４６２８１号公報

しかしながら、上記の如き従来の技術では、骨格部が単なる閉断面構造であるため、剛性や強度等の要求性能を満たすことが困難である。したがって、繊維強化樹脂を用いて軽量化を図りつつ、剛性や強度等の要求性能を確保する車体骨格構造の開発が望まれる。

本発明は、上記事実を考慮して、軽量でありながら十分な剛性、強度等を確保することができる車体骨格構造を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る車体骨格構造は、それぞれ繊維強化樹脂より成る第１部材と第２部材とが接合されて構成された閉断面構造の骨格体と、繊維強化樹脂より成り、前記骨格体の内部を複数の閉断面部に区画する第３部材と、前記骨格体内に形成された少なくとも１つの閉断面部内に配設された断面保持部材と、を備えている。

請求項１記載の車体骨格構造では、第１部材と第２部材とで閉断面構造の骨格体が形成されると共に、第３部材が、第１部材、第２部材、又は第１部材及び第２部材の双方とで骨格体の内部に閉断面部を成すことで、骨格体の内部が第３部材にて複数の閉断面部（室）に区画されている。そして、骨格体内における複数の閉断面部の少なくとも１つには、断面保持部材が配設されている。ここで、第３部材を設けることで、骨格体の断面構造を剛性や強度等の要求性能に応じた構造にすることができる。すなわち、断面構成の自由度が高い。

また、断面保持部材が第１部材と第２部材との対向面間（例えば、型の接離方向等）に介在する構成とすれば、該断面保持部材にて成形圧力を支持することができ、第１部材と第２部材とを一体に成形（焼成等）して骨格体を得ることが可能になる。すなわち、第１部材と第２部材との接合に接着等を用いる場合には強度確保のために締結等の機械的接合を追加する必要が生じるが、第１部材と第２部材とを一体に成形することで、質量増の原因となる追加部品に頼ることなく、繊維強化樹脂より成る骨格体の剛性・強度を確保することができる。

このように、請求項１記載の車体骨格構造では、軽量でありながら十分な剛性、強度等を確保することができる。

請求項２記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１記載の車体骨格構造において、前記第３部材は、前記骨格体における対向する内面間を架け渡している。

請求項２記載の車体骨格構造では、骨格体に対向面間を架け渡しているため、骨格体の断面変形が効果的に抑制される。すなわち、骨格体の剛性が向上される。

請求項３記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１又は請求項２記載の車体骨格構造において、前記骨格体は、前記第１部材が構成する第１壁部と、前記第２部材が構成し前記第１壁部に対向する第２壁部とを有し、前記第３部材は、前記第１壁部と第２壁部とを架け渡している。

請求項３記載の車体骨格構造では、第３部材が第１部材の第１壁部と第２部材の第２壁部とを架け渡しているため、換言すれば、第３部材が骨格体の対向面間を架け渡しているため、骨格体の断面変形が効果的に抑制される。すなわち、骨格体の剛性が向上される。また、第３部材が区画して骨格体内に形成された閉断面部が第１壁部と第２壁部との対向面間に形成されるので、断面保持部材を第１部材と第２部材と接合方向において該第１部材と第２部材との間に介在させる（成形圧力を支持するように配置する）ことが可能になる。

請求項４記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記第３部材は、断面視で前記第１部材と第２部材との接合部間を架け渡している。

請求項４記載の車体骨格構造では、骨格体の周方向に２箇所形成される第１部材と第２部材との接合部間が第３部材で架け渡されているため、第１部材と第２部材との接合強度を高めることができる。

請求項５記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記骨格体は、矩形状の断面形状を有する矩形状断面部を有し、前記第３部材は、前記骨格体における前記矩形状断面部のコーナ部を成す２面に接合されるコーナ接合部を有する。

請求項５記載の車体骨格構造では、矩形状断面を成す骨格体のコーナ部（角隅部）を挟む２面のそれぞれに、第３部材のコーナ接合部が接合されているので、コーナ部の剛性が向上する。

請求項６記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項５記載の車体骨格構造において、前記骨格体における前記第１部材と第２部材との接合部は、前記第３部材の前記コーナ接合部に接合される範囲内に含まれている。

請求項６記載の車体骨格構造では、第３部材のコーナ接合部が第１部材と第２部材との接合部に接合されるので、コーナ部の剛性が向上すると共に、第１部材と第２部材との接合強度が向上する。

請求項７記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記骨格体の内部における前記第３部材で区画された複数の閉断面部のうち、一部の閉断面部に前記断面保持部材を配設し、残余の閉断面部を中空部とした。

請求項７記載の車体骨格構造では、骨格体内における第３部材にて区画された複数の閉断面部のうちの一部の閉断面部にのみ断面保持部材が配設され、残余の一部が中空部とされているため、骨格体内の全閉断面部に断面保持部材を配設する構成と比較して、車体骨格構造を軽量化することができる。

請求項８記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項７記載の車体骨格構造において、前記断面保持部材は、前記骨格体における対向する内面間に密に配置されて中実部を成している。

請求項８記載の車体骨格構造では、一部の閉断面部に配設された断面保持部材が骨格対における対向面間に密に配置されて中実部が形成されているため、この中実部を、衝撃吸収部材として用いたり、衝撃吸収部材を骨格体に対し保持するための保持部材として用いたり、成形時の圧力を支持するために用いたりすることが可能である。

請求項９記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項８記載の車体骨格構造において、前記第３部材は、前記骨格体の内部を所定方向に並列した３つ以上の閉断面部に区画しており、該３つ以上の閉断面部に中空部と前記中実部とが交互に配置されるように前記断面保持部材を配設した。

請求項９記載の車体骨格構造では、骨格体の内部にバランス良く中実部（断面保持部材）を配設することができる。また、第３部材が所定方向との交差方向に離間した２箇所以上で骨格体の内面間を架け渡すので、該骨格体の剛性を一層向上することができる。特に、所定方向を第１部材と第２部材との接合方向（型の接離方向）に一致させた構成では、複数の中実部により成形圧力を分散して保持することができる。さらに、所定方向を衝撃荷重の入力方向と略一致させた構成では、中実部を、衝撃吸収部材として用いたり、衝撃吸収部材を骨格体に対し保持するための保持部材として用いたりすることができる。

請求項１０記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項９の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記骨格体の長手方向における前記第３部材の端部に連続し、該骨格体内の少なくとも１つの閉断面部の対向面間を架け渡した端壁部をさらに備えた。

請求項１０記載の車体骨格構造では、骨格体内の長手方向における第３部材の端部に、少なくとも１つの閉断面部の対向面間を架け渡した端壁部が設けられているため、該端壁部の軸力方向（閉断面部の対向方向）に剛性の高い荷重受け部を構成することができる。

請求項１１記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項１０の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記第３部材は、筒状を成し、一端側が前記第１部材で開口すると共に他端側が前記第２部材で開口するように前記骨格体を貫通する貫通部を形成している。

請求項１１記載の車体骨格構造では、第３部材を用いて骨格体に貫通部を形成するため、繊維強化樹脂の第１部材又は第２部材に相手方まで至る絞り形状を形成することなく、貫通部を形成することができる。

請求項１２記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１１記載の車体骨格構造において、前記第３部材は、筒状を成す筒状部と、該筒状部の外周部から立設されたリブとを含んで構成されている。

請求項１２記載の車体骨格構造では、リブにより第３部材の筒状部が補強されるので、十分な剛性、強度を有する第３部材を得ることができる。すなわち、骨格体の剛性や強度を犠牲にすることなく貫通部を形成することができる。

請求項１３記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１１又は請求項１２記載の車体骨格構造において、前記第３部材は、短繊維を用いた繊維強化樹脂にて構成されている。

請求項１３記載の車体骨格構造では、短繊維の繊維強化樹脂を用いるため、例えばプレス成形等の生産性の良好な工法にて、筒状の第３部材を効率的に製造することができる。特に、請求項１２のリブを設けた構成では、短繊維の繊維強化樹脂を用いた構成でも十分な物性値（剛性、強度等）を得ることができる。

請求項１４記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１１乃至請求項１３の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記第３部材は、外周側から全周に亘り前記断面保持部材にて覆われている。

請求項１４記載の車体骨格構造では、断面保持部材によって骨格体に対する第３部材の位置を決めることができる。すなわち、製造の際に、第３部材を骨格体（を構成する第１部材又は第２部材）に対し仮保持することができる。

請求項１５記載の発明に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の車体骨格構造において、前記骨格体は、フロア部の車幅方向外側で車体前後方向に延在するロッカの少なくとも一部を含んで構成されている。

請求項１５記載の車体骨格構造では、上記した各構造を有するため、剛性、強度、衝撃吸収性が要求される車体側部の骨格構造に良好に適用することができる。

以上説明したように本発明に係る車体骨格構造は、軽量でありながら十分な剛性、強度等を確保することができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る車体骨格構造が適用された車体骨格構造１０について、図１乃至図６に基づいて説明する。先ず、車体骨格構造１０が適用された自動車車体Ｂの概略全体構成を説明し、次いで、本発明の要部であるサイドメンバ４０におけるロッカ部の構造、貫通孔形成部の構造、及びサイドメンバ４０の製造方法について詳細に説明することとする。なお、図中矢印ＦＲは車体前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車体上下方向の上方向を、矢印ＩＮは車幅方向内側を、矢印ＯＵＴは車幅方向外側をそれぞれ示す。

（全体構成）
図６には、車体骨格構造１０が適用された自動車車体Ｂの概略全体構成が斜視図にて示されている。この図に示される如く、自動車車体Ｂは、それぞれ車体前後方向に長手とされた左右一対のロッカ１２を備えている。それぞれ側部縦骨格部としての左右のロッカ１２には、それぞれ車体フロアＦを構成するフロアパネル１４の車幅方向の外端部が接合されており、左右のフロアパネル１４の車幅方向内端部は、車体前後方向に長手とされた中央縦骨格部としてのフロアトンネル１６にそれぞれ接合されている。

図６に示される如く、フロアトンネル１６は、車体上下方向の下向きに開口してトンネル空間Ｔを形成したトンネル本体１８と、該トンネル本体１８の車幅方向両側の開口縁部に形成された閉断面構造のトンネルサイド骨格部２０とを含んで構成されている。フロアトンネル１６を構成するトンネル本体１８、トンネルサイド骨格部２０は、それぞれフロアパネル１４の全長に亘り形成されている。一方、詳細は後述するが、各ロッカ１２は、それぞれ閉断面構造を成している。フロアパネル１４は、ロッカ１２の下面、トンネルサイド骨格部２０の下面にそれぞれ接合されている（図示省略）。

また、各ロッカ１２は、それぞれの前端１２Ａが、略車体上下方向に沿って延在するフロントピラー２２の下端２２Ａに連続している。図示は省略するが、左右のフロントピラー２２は、図１に示すよりも車体上下方向に延出され、互いの間にウインドシールドガラスを保持するようになっている。さらに、左右のフロントピラー２２には、それぞれダッシュパネル２４の車幅方向の異なる端部が接合されている。ダッシュパネル２４は、車幅方向及び車体上下方向に延在し、車室Ｃと該車室Ｃよりも前方に位置する空間Ｒｆとを隔てている。このダッシュパネル２４には、図示しない左右一対のフロントサイドメンバの後端部が接続されるようになっており、左右のフロントサイドメンバの前端間はフロントバンパを構成するバンパリインフォースメントによって架け渡されている。このダッシュパネル２４の車幅方向中央部には、フロアトンネル１６を構成するトンネル本体１８の前端を前方空間Ｒｆに開口させる切欠部２４Ａが形成されている。

一方、左右のロッカ１２の後端１２Ｂは、それぞれ略車体上下方向に沿って延在するリヤピラー（センタピラーとして把握することも可能である）２６の下端２６Ａに連続している。左右のロッカ１２の後端１２Ｂ、リヤピラー２６の上端２６Ｂには、図示しないリヤサイドメンバに連続するリヤサイド骨格部２８が連続している。図６に示される如く、左右一方のリヤサイド骨格部２８には、貫通孔３０が形成されている。貫通孔３０は、例えば燃料供給口の取付部とされる。

さらに、左右のリヤピラー２６には、それぞれルームパーティションパネル３２の車幅方向の異なる端部が接合されている。ルームパーティションパネル３２は、車幅方向及び車体上下方向に延在し、車室Ｃと該車室Ｃよりも後方の空間Ｒｒとを隔てている。ルームパーティションパネル３２の車幅方向中央部には、フロアトンネル１６の後端を後方空間Ｒｒに開口させる切欠部（図示省略）が形成されている。

また、自動車車体Ｂは、車幅方向に長手とされ、フロアパネル１４の上側でロッカ１２とフロアトンネル１６のトンネルサイド骨格部２０とを連結するクロスメンバ３４を備えている。この実施形態では、それぞれ車体前後方向に並列すると共にフロアパネル１４とで閉断面を成す前後一対のクロスメンバ３４が設けられている。前後のクロスメンバ３４には、乗員着座用のシートを車体前後方向にスライド可能に支持するシートレールが固定されるようになっている。

なお、前後のクロスメンバ３４を一体的に取り扱い可能なシート保持用クロスメンバの構成部品としてアセンブリ化しても良い。また、図示は省略するが、ロッカ１２、トンネルサイド骨格部２０の前端間、後端間をそれぞれ架け渡すフロントクロスメンバ、リヤクロメンバを設けた構成としても良い。さらに、図示は省略するが、自動車車体Ｂは、左右のトンネルサイド骨格部２０間を架け渡す連結部材としての複数のトンネルブレースを備えている。トンネルブレースは、例えばトンネルサイド骨格部２０における前後のクロスメンバ３４の連結部位、及びフロントクロスメンバの連結部位間を架け渡すように設けられる。

また、図６に示される如く、車体骨格構造１０が適用された自動車車体Ｂでは、ロッカ１２内にエネルギ吸収部材３５が配設されている。この実施形態では、エネルギ吸収部材３５は、波板状に形成されたエネルギ吸収部３６と、エネルギ吸収部３６の車幅方向内側に接続された支持板３８とを主要部として構成されている。補足すると、エネルギ吸収部３６は、車体上下方向の上向きに凸の山部３６Ａと下向きに凸の谷部３６Ｂとが車体前後方向に一致される長手方向に交互に連続して側面視で波板（コルゲート）状に形成されており、全長に亘り略等幅とされている。エネルギ吸収部３６の山部３６Ａ及び谷部３６Ｂは、それぞれ側面視で略半円弧状に形成されている。このエネルギ吸収部材３５のロッカ１２内での保持構造については後述する。

以上説明した自動車車体Ｂは、その主要部を成すロッカ１２、フロアパネル１４、フロアトンネル１６（トンネル本体１８、トンネルサイド骨格部２０）、フロントピラー２２、ダッシュパネル２４、リヤピラー２６、リヤサイド骨格部２８、ルームパーティションパネル３２、前後のクロスメンバ３４、及びエネルギ吸収部材３５がそれぞれ炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰという）にて構成されている。

（サイドメンバの構成）
車体骨格構造１０は、左右一方側のロッカ１２と、フロントピラー２２と、リヤピラー２６と、リヤサイド骨格部２８と、図示しないリヤサイドメンバとが一体的に形成されたサイドメンバ４０に適用されている。図３に示される如く、サイドメンバ４０は、ロッカ１２の前端１２Ａからリヤピラー２６の上端２６Ｂにかけての部分が、車体上下方向に中空部を有する図１に示される如き断面構造とされ、該断面構造の後側に位置するリヤサイド骨格部２８に貫通孔３０が形成された図２に示される如き断面構造とされている。左右のサイドメンバ４０は、車幅方向中央部に対し対称に形成されるので、以下、一方のサイドメンバ４０（貫通孔３０が形成されている側）について説明することとする。

（ロッカ部の構成）
図３の１−１線に沿った断面図である図１に示される如く、サイドメンバ４０のロッカ１２（リヤピラー２６）は、その長手方向に直交する断面視で略「目」字状に形成されている。すなわち、ロッカ１２内に車体上下方向に並列されると共に互いに独立した３つ室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が形成されている。

具体的には、ロッカ１２を含むサイドメンバ４０は、第１部材としてのインナ部材４２と、第２部材としてのアウタ部材４４との接合により、略矩形枠状の閉断面構造を成している。より具体的には、車幅方向外向きに開口する略「コ」字状断面を成すインナ部材４２と、車幅方向内向きに開口する略「コ」字状断面を成すアウタ部材４４とを、互いに開口端部で接合することで、略矩形枠状の閉断面構造である骨格体（外郭）４５が形成されている。

この骨格体４５の内部に第３部材としてのセンタ部材４６が配設されて、上記の通り骨格体４５の内部が室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に区画されている。この実施形態では、センタ部材４６は、上側センタ部材４８と下側センタ部材５０とに２分割された如き形状とされている。具体的には、図１に示される如く、上側センタ部材４８は、アウタ部材４４が構成する外壁４５Ａの車体上下方向中央部に所定高さに亘り接合される外壁接合部４８Ａと、外壁接合部４８Ａの上端から車幅方向内向きに延設され骨格体４５の上壁４５Ｂと対向する上側横壁４８Ｂと、上側横壁４８Ｂの車幅方向内端から上向きに延設されインナ部材４２が構成する内壁４５Ｃに該内壁４５Ｃの上端まで至る範囲で接合される内壁接合部４８Ｃと、内壁接合部４８Ｃの上端から車幅方向内向きに延設され、骨格体４５の上壁４５Ｂにおけるインナ部材４２とアウタ部材４４との接合部Ｊｕに接合される上壁接合部４８Ｄとを有する。

同様に、下側センタ部材５０は、アウタ部材４４が構成する外壁４５Ａの車体下下方向中央部に所定高さに亘り接合される外壁接合部５０Ａと、外壁接合部５０Ａの下端から車幅方向内向きに延設され骨格体４５の下壁４５Ｄと対向する下側横壁５０Ｂと、下側横壁５０Ｂの車幅方向内端から下向きに延設されインナ部材４２が構成する内壁４５Ｃに該内壁４５Ｃの下端まで至る範囲で接合される内壁接合部５０Ｃと、内壁接合部５０Ｃの下端から車幅方向内向きに延設され、骨格体４５の下壁４５Ｄにおけるインナ部材４２とアウタ部材４４との接合部Ｊｌに接合される下壁接合部５０Ｄとを有する。

これら上側センタ部材４８及び下側センタ部材５０を有して構成されたセンタ部材４６は、図１に示される如く、外壁接合部４８Ａ、外壁接合部５０Ａにおいて互いに接合されるようになっている。以上により、センタ部材４６は、骨格体４５を構成するインナ部材４２（内壁４５Ｃ）とアウタ部材４４（外壁４５Ａ）とを車幅方向に架け渡し、かつインナ部材４２と骨格体４５との上下の接合部Ｊｕ、Ｊｌ間を架け渡して構成されている。

なお、インナ部材４２、アウタ部材４４、センタ部材４６（上側センタ部材４８、下側センタ部材５０）は、それぞれ所定の繊維方向のＣＦＰＲシート（プリプレグ）を互いに繊維方向が異なるように積層したＣＦＲＰ積層シートにて構成されている。

また、車体骨格構造１０では、ロッカ１２（リヤピラー２６）を構成する骨格体４５内の３つの室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうち、２つの室Ｒ１、Ｒ３に断面保持部材としての下側芯材５２、上側芯材５４が配設されている。この実施形態では、下側芯材５２、上側芯材５４として、予成形された発泡ウレタンフォームが充填されている。さらに、この実施形態では、室Ｒ１内に、エネルギ吸収部材３５が埋設されている。エネルギ吸収部材３５は、支持板３８が内壁接合部５０Ｃに接合されると共に、室Ｒ１に充填（密に配置）された下側芯材５２によってロッカ１２に対し補助的に保持されている。

したがって、骨格体４５の室Ｒ１は、エネルギ吸収部材３５が埋設された下側芯材５２は密に充填されて中実部とされている。また、室Ｒ３は、内部に上側芯材５４のみが密に充填されて中実部とされている。そして、内部に下側芯材５２等が配設されない室Ｒ２は、中空部とされている。

以上説明したように骨格体４５内に中実部（室Ｒ１）、中空部（室Ｒ２）、中実部（室Ｒ３）が交互に積層された断面構造は、図３に示される如く、リヤピラー２６の上端２６Ｂ（リヤサイド骨格部２８との境界部）まで至っている。この断面構造の後端には、上側横壁４８Ｂと下側横壁５０Ｂとを車幅方向を架け渡した端壁部としての立壁５５が形成されている。この実施形態では、立壁５５は、車幅方向の全幅に亘り上側横壁４８Ｂと下側横壁５０Ｂとを連結して、室Ｒ２の後端を閉止している。

また、図３に示される如く、この立壁５５は、側面視で、自動車車体Ｂに取り付けられるリヤサスペンションＳのストローク方向（矢印Ａ方向）の延長線上に（軸力方向がストローク方向に略一致するように）配置されている。リヤサスペンションＳ（骨格体４５の下壁４５Ｄ）と立壁５５の下端５５Ａとの間には、リヤサスペンションＳを締結するためのカラー（金属ブロック）５６が介在している。したがって、サイドメンバ４０では、リヤサスペンションＳからの入力がカラー５６を介して立壁５５にて支持されるようになっている。

一方、ロッカ１２（骨格体４５）の前端１２Ａには、車体前後方向の前向きに開口する開口部５８が形成されている。この実施形態では、開口部５８は、骨格体４５内の室Ｒ２にのみ連通しており、後述する内圧用バッグ７６の抜き取り用とされている。

（貫通孔形成部の構成）
図２に示される如く、サイドメンバ４０のリヤサイド骨格部２８における貫通孔３０の形成部は、インナ部材４２とアウタ部材４４との間に第３部材としての開口形成部品６０を埋め込んで構成されている。図４に示される如く、開口形成部品６０は、筒状に形成された筒状部６２と、筒状部６２の一方側開口端から外向きに延設されたフランジ６４と、筒状部６２の外周部及びフランジ６４のそれぞれから突出するように設けられた複数のリブ６６とを主要部として構成されている。

筒状部６２は、開口端が車体前後方向に長手の長孔状に形成されており、図２に示される如く、車幅方向外側に開口面積が車幅方向内側の開口面積よりも大きくなるようなテーパ形状に形成されている。フランジ６４は、車幅方向外側（大開口側）の開口端から延設されており、側面視で長円状を成している。複数のリブ６６は、筒状部６２の周方向に沿って略等間隔に配置されている。

以上説明した開口形成部品６０は、短繊維の炭素繊維を用いたＣＦＲＰにて構成されている。この実施形態では、開口形成部品６０は、プレス成形によって各部が一体に形成されている。

図２に示される如く、開口形成部品６０は、フランジ６４がアウタ部材４４すなわち骨格体４５の外壁４５Ａに接合されるようになっている。外壁４５Ａには、筒状部６２の車幅方向外側開口端６２Ａを車体側方に臨ませる窓部６８が形成されている。また、開口形成部品６０は、筒状部６２の車幅方向内側開口端６２Ｂ、各リブ６６の車幅方向内側開口端面６６Ａがそれぞれ内壁４５Ｃの内面に接合されるようになっている。内壁４５Ｃには、自動車車体Ｂの内部（後方空間Ｒｒ）と筒状部６２内とを連通するための孔７０が形成されており、孔縁を成す部分が折り返されて筒状部６２の内面６２Ｃにおける車幅方向内側の一部に接合される折り返し部７０Ａとされている。

以上により、車体骨格構造１０では、開口形成部品６０の筒状部６２が貫通孔３０を形成している。この貫通孔３０が形成された断面においては、開口形成部品６０が骨格体４５の内部に、貫通孔３０に対し車体上下方向の上側に位置する閉断面構造の室Ｒ４、貫通孔３０に対し車体上下方向の下側に位置する閉断面構造の室Ｒ５を形成している。換言すれば、開口形成部品６０は、骨格体４５内を、中実部（室Ｒ４）、中空部（貫通孔３０）、中実部（室Ｒ５）が交互に積層されるように、区画している。

図３に示される如く、室Ｒ４、Ｒ５は、貫通孔３０に対する前後で互いに連通されており、それぞれ内部が芯材７２にて充填されている。すなわち、開口形成部品６０は、芯材７２に外周から全周に亘り覆われるように、該芯材７２に埋め込まれている（後述する如く成形前にアセンブリ化されている）。

（サイドメンバの製造方法）
以上説明したロッカ１２、リヤピラー２６の断面構造、貫通孔３０の断面構造を有するサイドメンバ４０の製造方法を説明する。

サイドメンバ４０を製造するに当たっては、図５（Ａ）に示される如く、先ずインナ部材４２、アウタ部材４４、センタ部材４６を構成する上側センタ部材４８及び下側センタ部材５０のそれぞれを、個別に積層して形成する。また、上側センタ部材４８、下側センタ部材５０には、エネルギ吸収部材３５を埋設して予成形された下側芯材５２、予成形された上側芯材５４を組み付けて（アセンブリして）おく。一方、開口形成部品６０は、予め別個に形成し、かつ焼成まで行っておく。また、図示は省略するが、この開口形成部品６０が埋め込まれるように芯材７２を予成形（アセンブリ）しておく。

次いで、図５（Ｂ）に示される如く、焼成前のアウタ部材４４、エネルギ吸収部材３５、下側芯材５２、上側芯材５４がアセンブリ化された焼成前のセンタ部材４６のそれぞれを、成形型７４にセットする。また、外壁接合部４８Ａ、上側横壁４８Ｂ、外壁接合部５０Ａ、下側横壁５０Ｂにて囲まれた室Ｒ２となる部分には、内圧用バッグ７６をセットする。さらに、図示は省略するが、成形型７４内のアウタ部材４４に、開口形成部品６０がアセンブリ化された芯材７２をセットする。一方、焼成前のインナ部材４２は、成形型７８にセットしておく。

そして、図５（Ｃ）に示される如く、成形型７４と成形型７８とを合わせ、これらが離れないように外側から圧力（荷重）を掛ける。また、内圧用バッグ７６には、開口部５８側から内圧を掛ける。この状態で成形型７４、７６を加熱炉内に入れ、加熱する。これにより、サイドメンバ４０を構成するＣＦＲＰ（中の樹脂）が焼成により硬化し、サイドメンバ４０が形成される。

すなわち、サイドメンバ４０では、ロッカ１２、リヤピラー２６において、インナ部材４２、アウタ部材４４、センタ部材４６（及びエネルギ吸収部材３５の支持板３８）が、樹脂硬化（焼成）により、直接的に（接着層等を介することなく）接合されて一体成形される。また、リヤサイド骨格部２８においては、インナ部材４２、アウタ部材４４、開口形成部品６０が樹脂硬化（焼成）により直接的に接合されて一体成形される。

次に、実施形態の作用を説明する。

上記構成の車体骨格構造１０では、ロッカ１２、リヤピラー２６を構成する骨格体４５の部分がセンタ部材４６によって複数の閉断面構造である室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に区画されているため、換言すれば、ロッカ１２、リヤピラー２６を構成する骨格体４５はセンタ部材４６にて補強されているため、単なる閉断面構造である骨格体４５自体と比較して、剛性・強度が向上している。

特に、車体骨格構造１０では、骨格体４５の外壁４５Ａと内壁４５Ｃとをセンタ部材４６（上側横壁４８Ｂ、下側横壁５０Ｂ）が架け渡した構造により、ロッカ１２、リヤピラー２６が略「目」字状断面を有するため、例えば、断面ハット形状で内壁４５Ｃに接合されないセンタ部材４６が外壁４５Ａとで閉断面構造を成す構造（本発明に含まれる構造）と比較して、ロッカ１２、リヤピラー２６の剛性・強度が高い。さらに、車体骨格構造１０では、センタ部材４６が骨格体４５の上下の接合部Ｊｕ、Ｊｌ間をも架け渡しているため、換言すれば、接合部Ｊｕ、Ｊｌが上壁接合部４８Ｄ、下壁接合部５０Ｄにて補強されているため、これらを有しない構成（本発明に含まれる構造）と比較して、インナ部材４２とアウタ部材４４との接合強度すなわちロッカ１２、リヤピラー２６の強度が向上されている。

しかも、図１に示される如く、センタ部材４６は、骨格体４５における内上のコーナ部４５Ｅを挟む両側すなわち上壁４５Ｂ及び内壁４５Ｃに上壁接合部４８Ｄ、内壁接合部４８Ｃを接合させると共に、骨格体４５における内下のコーナ部４５Ｆを挟む両側すなわち下壁４５Ｄ及び内壁４５Ｃに下壁接合部５０Ｄ、内壁接合部５０Ｃを接合させているため、これらのコーナ部４５Ｅ、４５Ｆの剛性が増し、これによってもロッカ１２、リヤピラー２６の剛性・強度が向上する。すなわち、外壁４５Ａと内壁４５Ｃとを架け渡す部分と、上下の接合部Ｊｕ、Ｊｌを補強する部分とが一体構造であるため、これらを別部材にて構成した場合と比較して、ロッカ１２、リヤピラー２６の補強・補剛効果が大きい。

またここで、車体骨格構造１０では、センタ部材４６が区画した骨格体４５内のＲ１、Ｒ３に下側芯材５２、上側芯材５４が配設されているため、サイドメンバ４０を成形する際の圧力を下側芯材５２、上側芯材５４で支持することができる。これにより、車体骨格構造１０では、インナ部材４２、アウタ部材４４、センタ部材４６を樹脂硬化（焼成）によって直接的に接合する構造が実現された。特に、車体骨格構造１０では、１回の焼成で、インナ部材４２、アウタ部材４４、センタ部材４６を一体に成形することができる。しかも、車体骨格構造１０では、骨格体４５の室Ｒ２を中空部としているので、軽量化が図られている。

図示しない比較例と比較しつつ補足すると、主にＣＦＲＰを用いて自動車車体Ｂを構成する車両は、例えば、高い運動性能を確保するための軽量化が要求されるスポーツカー等であり、自動車車体Ｂの剛性確保等の要求によりサイドメンバ４０には大きな断面が作用される。このような大断面の曲げ荷重による断面変形を防止するために、例えば、ＣＦＲＰの厚板とアルミハニカムの積層構造を採用したり、２部材（インナ部材４２、アウタ部材４４に相当）の接合で閉断面構造を構成したりすることが考えられる。前者の場合は、アウタ部材４４の焼成、ハニカム接着、インナ部材４２の焼成（接合）の各工程が必要で生産性が悪い。後者の場合、大断面のロッカ１２、リヤピラー２６で単なる閉断面構造にするとこととなり、２部材を同時に焼成して接合する工程では成形圧力にたえることができないので、それぞれ別個に焼成したインナ部材４２とアウタ部材４４とを接着にて接合することになる。２部材を接着にて接合する場合、接着強度を確保するために接着層を極力薄く（例えば、０．２ｍｍ以下）管理する必要があるが、量産の場合には接着層の厚み管理が困難であるため、接着後に締結等の機械接合を追加することとなる。この機械接合は、部品点数・工程を増加するだけでなく、サイドメンバ４０すなわち自動車車体Ｂの質量増加の原因になる。

これらに対して、車体骨格構造１０では、上記の通り１回の焼成でインナ部材４２、アウタ部材４４、センタ部材４６を一体に成形することができ、生産性が良好である。また、インナ部材４２、アウタ部材４４、センタ部材４６が直接的に接合されるので、接着層の厚み管理等の煩雑な工程を経ることなく、かつ機械接合に頼らずに十分な接合強度を得ることができる。また、室Ｒ１には、下側芯材５２と共にエネルギ吸収部材３５を配設しているため、単なる閉断面構造では脆性を示すＣＦＲＰボディにおいて、例えばポール側突の際に自動車車体Ｂの変形を抑えながら効果的にエネルギ吸収を図ることができる。

特に、車体骨格構造１０では、センタ部材４６が骨格体４５内をそれぞれ外壁４５Ａから内壁４５Ｃに至る３つの室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に区画し、このうちＲ２を挟む室Ｒ１、Ｒ２に下側芯材５２、上側芯材５４を充填しているため、室Ｒ２を中空にして軽量化を図りつつ、成形圧力を下側芯材５２、上側芯材５４でバランス良く（略均等に分散して）支持することができる。

さらに、車体骨格構造１０では、リヤサスペンションＳのストローク方向に一致する立壁５５を設けたため、リヤサスペンションＳからの荷重に対する高い剛性を確保することができる。また、リヤサスペンションＳと立壁５５との間にカラー５６を配置したので、リヤサスペンションＳからの荷重を確実に立壁５５に伝達する（支持させる）ことができる。

さらにここで、車体骨格構造１０では、開口形成部品６０を用いて貫通孔３０を形成しているため、サイドメンバ４０の生産性が良好である。例えば、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示される如く、開口形成部品６０を用いすることなく貫通孔３０を形成する場合、アウタ部材１００にテーパ状の絞り形状１０２を形成することとなる。この場合、ＣＦＲＰシート（プリプレグ）には伸縮性がないことから、絞り形状１０２を形成するには、手作業で熱を掛けながら皺を伸ばし、順次ＣＦＲＰを貼り付けていくこととなる。すなわち、図７に示す比較例に係る構造で貫通孔３０を形成する場合、生産性が悪く、量産には適さない。

これに対して車体骨格構造１０では、開口形成部品６０等のインナ部材４２、アウタ部材４４とは別の部品（第３部材）を用いるため、断面形状の自由度が高く、貫通孔３０を有する断面を容易に得ることができる。しかも、開口形成部品６０の短繊維の炭素繊維を用いたＣＦＲＰのプレス加工により形成するため、すなわち、機械加工で開口形成部品６０を得ることができるため、生産性が一層良好になる。また、焼成前のインナ部材４２、アウタ部材４４と開口形成部品６０を共に焼成するため、該開口形成部品６０を直接的に骨格体４５に接合することができ、接着等の工程が不要になる。

そして、車体骨格構造１０では、開口形成部品６０に複数のリブ６６が設けられているため、開口形成部品６０自体の剛性、強度が高められている。このため、長繊維を用いる構成と比較して物性値（剛性、強度）が低くなる短繊維ＣＦＲＰを用いて十分な剛性、強度を確保することが実現される。また、この開口形成部品６０を芯材７２にアセンブリ化しているため、アウタ部材４４（骨格体４５）に対する開口形成部品６０の位置決めが容易である。また、開口形成部品６０により骨格体４５の剛性が高められることは言うまでもない。

なお、上記した実施形態では、本発明が、ロッカ１２、リヤピラー２６、リヤサイド骨格部２８に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、フロントピラー２２や他の骨格部に本発明を適用することができる。

また、上記した実施形態では、センタ部材４６がロッカ１２等を略「目」字状断面に形成し、また開口形成部品６０が貫通孔３０を形成する断面に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、センタ部材４６がロッカ１２等を略「日」字状断面等に形成しても良く、また例えば、自動車車体Ｂに凹部等を形成するための開口形成部品６０のような第３部材を用いても良い。さらに例えば、開口形成部品６０に、接合部Ｊｕの内面側に接合される上壁接合部４８Ｄ等も一体に形成した構成としても良い。

さらに、上記した実施形態では、断面保持部材として発泡ウレタンフォームを用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、アルミ等のハニカム構造体を断面保持部材として用いても良い。

またさらに、上記した実施形態では、繊維強化樹脂としてＣＦＲＰを用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、少なくとも一部（例えば開口形成部品６０）をＣＦＲＰに代えて他の繊維強化樹脂（例えば、ガラス繊維強化樹脂等）を用いて構成することができる。

また、上記した実施形態では、ロッカ１２、リヤピラー２６の断面構造部と、リヤサイド骨格部２８（貫通孔３０）の断面構造部とで、それぞれ本発明の異なる形態が適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ロッカ１２、リヤピラー２６の断面構造部及びリヤサイド骨格部２８（貫通孔３０）の断面構造部の何れか一方のみを自動車車体Ｂに適用しても良い。

本発明の実施形態に係る車体骨格構造の要部を示す、図３の１−１線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る車体骨格構造の要部を示す、図３の２−２線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係る車体骨格構造が適用されたサイドメンバの側断面図である。 本発明の実施形態に係る車体骨格構造を構成する開口形成部材の斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施形態に係る車体骨格構造を構成するロッカ部の異なる製造工程を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る車体骨格構造が適用された自動車車体の斜視図である。 本発明の実施形態との比較例に係る開口形成構造を示す図であって、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図である。

符号の説明

１０ 車体骨格構造
１２ ロッカ
３０ 貫通孔（貫通部、中空部）
４２ インナ部材（第１部材）
４４ アウタ部材（第２部材）
４５ 骨格体
４５Ａ 外壁（第２壁部）
４５Ｃ 内壁（第１壁部）
４５Ｅ・４５Ｆ コーナ部
４６ センタ部材（第３部材）
４８Ｄ 上壁接合部（コーナ接合部）
４８Ｃ 内壁接合部（コーナ接合部）
５０Ｄ 下壁接合部（コーナ接合部）
５０Ｃ 内壁接合部（コーナ接合部）
５２ 下側芯材（断面保持部材）
５４ 上側芯材（断面保持部材）
５５ 立壁（端壁部）
６０ 開口形成部品（第３部材）
６２ 筒状部
６６ リブ
７２ 芯材（断面保持部材）
Ｊｕ・Ｊｌ 接合部
Ｒ１・Ｒ３・Ｒ４・Ｒ５ 室（閉断面部、中実部）
Ｒ２ 室（閉断面部、中空部）

Claims (15)

1. それぞれ繊維強化樹脂より成る第１部材と第２部材とが接合されて構成された閉断面構造の骨格体と、
   繊維強化樹脂より成り、前記骨格体の内部を複数の閉断面部に区画する第３部材と、
   前記骨格体内に形成された少なくとも１つの閉断面部内に配設された断面保持部材と、
   を備えた車体骨格構造。
2. 前記第３部材は、前記骨格体における対向する内面間を架け渡している請求項１記載の車体骨格構造。
3. 前記骨格体は、前記第１部材が構成する第１壁部と、前記第２部材が構成し前記第１壁部に対向する第２壁部とを有し、
   前記第３部材は、前記第１壁部と第２壁部とを架け渡している請求項１又は請求項２記載の車体骨格構造。
4. 前記第３部材は、断面視で前記第１部材と第２部材との接合部間を架け渡している請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車体骨格構造。
5. 前記骨格体は、矩形状の断面形状を有する矩形状断面部を有し、
   前記第３部材は、前記骨格体における前記矩形状断面部のコーナ部を成す２面に接合されるコーナ接合部を有する請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の車体骨格構造。
6. 前記骨格体における前記第１部材と第２部材との接合部は、前記第３部材の前記コーナ接合部に接合される範囲内に含まれている請求項５記載の車体骨格構造。
7. 前記骨格体の内部における前記第３部材で区画された複数の閉断面部のうち、一部の閉断面部に前記断面保持部材を配設し、残余の閉断面部を中空部とした請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の車体骨格構造。
8. 前記断面保持部材は、前記骨格体における対向する内面間に密に配置されて中実部を成している請求項７記載の車体骨格構造。
9. 前記第３部材は、前記骨格体の内部を所定方向に並列した３つ以上の閉断面部に区画しており、該３つ以上の閉断面部に中空部と前記中実部とが交互に配置されるように前記断面保持部材を配設した請求項８記載の車体骨格構造。
10. 前記骨格体の長手方向における前記第３部材の端部に連続し、該骨格体内の少なくとも１つの閉断面部の対向面間を架け渡した端壁部をさらに備えた請求項１乃至請求項９の何れか１項記載の車体骨格構造。
11. 前記第３部材は、筒状を成し、一端側が前記第１部材で開口すると共に他端側が前記第２部材で開口するように前記骨格体を貫通する貫通部を形成している請求項１乃至請求項１０の何れか１項記載の車体骨格構造。
12. 前記第３部材は、筒状を成す筒状部と、該筒状部の外周部から立設されたリブとを含んで構成されている請求項１１記載の車体骨格構造。
13. 前記第３部材は、短繊維を用いた繊維強化樹脂にて構成されている請求項１１又は請求項１２記載の車体骨格構造。
14. 前記第３部材は、外周側から全周に亘り前記断面保持部材にて覆われている請求項１１乃至請求項１３の何れか１項記載の車体骨格構造。
15. 前記骨格体は、フロア部の車幅方向外側で車体前後方向に延在するロッカの少なくとも一部を含んで構成されている請求項１乃至請求項１４の何れか１項記載の車体骨格構造。
    

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