JP2011037313A - Automobile having space frame structure - Google Patents

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Hiroshi Aoyama
博 青山
Takahiko Sawada
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a body for automobile, which uses an FRP pipe which is inexpensive, lightweight, highly rigid, and highly strong in an automobile having a space frame structure, and to provide a structure in which the entire frame is conducted while the strength is not degraded even during the heat inflation caused by the temperature change. <P>SOLUTION: A space frame structure constituted of an FRP pipe 2 is constructed inside a body 1. The amount of fibers in the longitudinal direction is larger than that of fibers in the circumferential direction in the FRP pipe directed in the automobile advancing direction. The FRP pipe installed in the direction orthogonal to the automobile advancing direction and horizontal to the traveling surface is formed of fibers directed at 45° with respect to the longitudinal direction. Conductive lines are passed through each FRP pipes, and are electrically contacted with metallic fastening members 3 for fastening each FRP pipe. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、スペースフレーム構造を有する自動車に関するものである。   The present invention relates to an automobile having a space frame structure.

繊維強化プラスチック(以下「FRP」という)は、比重に対する強度と剛性が大きいので、軽量化かつ高剛性化のために、航空機やレーシングカーなどの高速移動体や、風力発電用風車などの回転体に使用されることが多い。自動車へのFRPの適用は、非特許文献1に記載されているような一部の高級スポーツカーの車体に炭素繊維強化のエポキシ樹脂積層体が使用されているのみで、大衆車にはほとんど使用されていない。これは、FRPの成型に大型の金型が必要であること、樹脂の加熱成型に時間がかかること、及びFRPと金属部品の締結方法が確立していないことが主な理由と考えられる。   Fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as “FRP”) has high strength and rigidity against specific gravity. Therefore, to reduce weight and increase rigidity, high-speed moving bodies such as aircraft and racing cars, and rotating bodies such as wind turbines for wind power generation Often used for. The application of FRP to automobiles is almost only used for mass-produced cars, because carbon fiber reinforced epoxy resin laminates are used for the bodies of some high-class sports cars as described in Non-Patent Document 1. It has not been. The main reasons for this are that a large mold is required for molding FRP, that it takes time to heat mold the resin, and that a method for fastening FRP and metal parts has not been established.

特にFRPと金属の締結法に関しては、エンジンの回転を車輪に伝えるためのドライブシャフトに炭素繊維強化エポキシ樹脂が使用された例があり、特開平5−164115号公報にパイプ継ぎ手構造が記載されている。これは、FRPパイプを強度上の信頼性を損ねることなく金属締結体と嵌合させる構造についてのアイデアであり、FRPパイプの端部の半径を中間部の半径よりも大きくとり、金属締結体から抜けにくくしたものである。このほかのFRPと金属の締結に関して、特開昭50−128052号公報には、FRPパイプ端部に切り込みを入れて溝を作り、この溝に金具をはさむことで締結を完了するアイデアが記載されている。実開昭51−138100号公報や実開昭55−057506号公報や実開昭60−161793号公報には、FRPパイプの端部外周側にスリーブを嵌め込み、楔の効果で金属締結体から抜けにくくしたアイデアが記載されている。   In particular, with regard to the fastening method of FRP and metal, there is an example in which a carbon fiber reinforced epoxy resin is used for a drive shaft for transmitting the rotation of the engine to a wheel, and a pipe joint structure is described in JP-A-5-164115. Yes. This is an idea for a structure in which the FRP pipe is fitted with a metal fastener without impairing strength reliability. The radius of the end of the FRP pipe is larger than the radius of the intermediate portion, It is hard to come off. Regarding other types of fastening of FRP and metal, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-128052 describes an idea of completing a fastening by making a notch at the end of the FRP pipe and forming a groove in this groove. ing. In Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 51-138100, 55-057506, and 60-161793, a sleeve is fitted on the outer peripheral side of the end of the FRP pipe, and the wedge is effectively removed from the metal fastener. The hard ideas are listed.

特開平5−164115号公報JP-A-5-164115 特開昭50−128052号公報Japanese Patent Laid-Open No. 50-128052 実開昭51−138100号公報Japanese Utility Model Publication No. 51-138100 実開昭55−057506号公報Japanese Utility Model Publication No. 55-057506 実開昭60−161793号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-161793 Mercedes Benz社ホームページ(http://www.mercedes-benz.co.jp/slr/index2.html)Mercedes Benz website (http://www.mercedes-benz.co.jp/slr/index2.html)

上記の従来技術には次のような課題がある。FRPは繊維で強化された樹脂であるため、繊維をなるべく屈曲させないで使うことが望ましい。繊維が曲がっていると、FRP部材に荷重がかかった際に繊維が容易に樹脂の中で座屈してしまい、必要な剛性と強度が出ない。したがって、FRPの使用に際しては、極力繊維を曲げないことが重要である。   The above prior art has the following problems. Since FRP is a resin reinforced with fiber, it is desirable to use it without bending the fiber as much as possible. If the fiber is bent, the fiber will easily buckle in the resin when a load is applied to the FRP member, and the required rigidity and strength will not be obtained. Therefore, when using FRP, it is important not to bend the fiber as much as possible.

非特許文献1に記載の例では、FRPボディを構成するために滑らかな車体曲面に合わせてFRPの強化繊維を曲げながら積層しているので、鋼製ボディと同等の剛性や強度を確保するためには、繊維層を厚くする必要が生じる。この結果として、軽量化の効果が薄くなる。   In the example described in Non-Patent Document 1, since the FRP reinforcing fibers are laminated while being bent in accordance with a smooth vehicle body curved surface in order to configure the FRP body, in order to ensure rigidity and strength equivalent to the steel body. In this case, it is necessary to increase the thickness of the fiber layer. As a result, the effect of weight reduction becomes thin.

また、FRPパイプと金属の締結構造に関する従来技術で、FRPパイプの端部を太くするアイデアでは、設計する対象ごとにFRPパイプを成型する必要があり、専用金型を複数種類準備しなくてはならず、低コストには製造できない。   Also, with the conventional technology related to the FRP pipe and metal fastening structure, the idea to thicken the end of the FRP pipe requires the FRP pipe to be molded for each design target, and multiple types of dedicated molds must be prepared. It cannot be manufactured at low cost.

また、FRPの端部に切り込みを加工してしまっては、強度上一番重要な締結部の強化繊維を切断してしまうことになり、強度低下が著しくなってしまう。   In addition, if the notch is processed at the end of the FRP, the reinforcing fiber of the fastening part, which is the most important in terms of strength, will be cut, resulting in a significant reduction in strength.

また、FRPパイプの外周にスリーブを嵌め、その外周におかれた金属ねじで外周側から面圧を付与するアイデアでは、面圧がパイプ外周側からしか与えられていない。このため、熱膨張時には、外周の金属ねじやスリーブは半径方向外側に大きく膨張するのに対し、FRPは線膨張率が金属に比べて小さいため、FRPパイプ側は半径方向外向きにそれほど膨張しない。この結果として、パイプ外側から締め上げている金属ねじやスリーブとFRPパイプとの間の面圧が低下してしまう。   Further, in the idea of fitting a sleeve on the outer periphery of the FRP pipe and applying a surface pressure from the outer peripheral side with a metal screw placed on the outer periphery, the surface pressure is applied only from the outer peripheral side of the pipe. For this reason, at the time of thermal expansion, the outer peripheral metal screw and sleeve expand greatly outward in the radial direction, whereas FRP has a smaller linear expansion coefficient than metal, so the FRP pipe side does not expand much outward in the radial direction. . As a result, the surface pressure between the metal screw or sleeve tightened from the outside of the pipe and the FRP pipe is lowered.

本発明の目的は、安価に、軽量かつ高剛性、高強度なFRPパイプを用いた自動車用ボディを提供することにあり、温度変化による熱膨張時にも強度低下を引き起こさないFRPパイプと金属との締結構造を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an automotive body using a lightweight, high-rigidity, and high-strength FRP pipe at low cost, and the FRP pipe and metal that do not cause strength reduction even during thermal expansion due to temperature change. It is to provide a fastening structure.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有するスペースフレーム構造を有する自動車を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides an automobile having a space frame structure having the following characteristics.

スペースフレーム構造を有する自動車において、前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成される。前記パイプを形成する繊維は、パイプ長手方向を向いた繊維とパイプ周方向を向いた繊維との組み合わせから成る。前記自動車の進行方向を向いた前記パイプは、前記パイプ長手方向を向いた繊維の量が、前記パイプ周方向を向いた繊維の量よりも多い。複数の前記パイプは、金属製の締結部材を介して締結される。   In an automobile having a space frame structure, the space frame structure is formed of a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers. The fibers forming the pipe are a combination of fibers oriented in the pipe longitudinal direction and fibers oriented in the pipe circumferential direction. In the pipe facing the traveling direction of the automobile, the amount of fibers facing the pipe longitudinal direction is larger than the amount of fibers facing the pipe circumferential direction. The plurality of pipes are fastened through metal fastening members.

また、スペースフレーム構造を有する自動車において、前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成される。前記パイプの内部には、導線が通されている。前記パイプの外表面には、金属製の端子が設けられている。前記パイプには穴が設けられ、この穴を通して前記導線と前記端子とが電気的に接続されている。   In the automobile having the space frame structure, the space frame structure is formed by a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers. A conducting wire is passed through the pipe. A metal terminal is provided on the outer surface of the pipe. A hole is provided in the pipe, and the conductor and the terminal are electrically connected through the hole.

また、スペースフレーム構造を有する自動車において、前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成される。前記パイプのうち、前記自動車の進行方向に対して直角方向を向き、かつ前記自動車の走行面に対して水平に設置されたパイプは、パイプ長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維で形成される。   In the automobile having the space frame structure, the space frame structure is formed by a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers. Among the pipes, the pipes that are oriented in a direction perpendicular to the traveling direction of the automobile and that are installed horizontally with respect to the traveling surface of the automobile are fibers oriented in a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the pipe. Formed with.

また、スペースフレーム構造を有する自動車において、前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成される。前記パイプを形成する繊維は、パイプ長手方向を向いた繊維と、パイプ長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維と、パイプ周方向を向いた繊維との組み合わせから成る。前記パイプ長手方向を向いた繊維と前記パイプ周方向を向いた繊維は、前記パイプの外表面部及び内表面部に存在する。前記パイプ長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維は、前記パイプの板厚方向の中心部に存在する。   In the automobile having the space frame structure, the space frame structure is formed by a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers. The fiber forming the pipe is a combination of a fiber facing the pipe longitudinal direction, a fiber facing a predetermined angle with respect to the pipe longitudinal direction, and a fiber facing the pipe circumferential direction. The fiber oriented in the longitudinal direction of the pipe and the fiber oriented in the circumferential direction of the pipe are present on the outer surface portion and the inner surface portion of the pipe. The fiber oriented in a predetermined angle direction with respect to the longitudinal direction of the pipe is present at the center of the pipe in the plate thickness direction.

好ましくは、前記所定の角度は45度である。   Preferably, the predetermined angle is 45 degrees.

また、スペースフレーム構造を有する自動車において、前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成される。前記パイプを形成する繊維は、短繊維でできている。   In the automobile having the space frame structure, the space frame structure is formed by a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers. The fibers forming the pipe are made of short fibers.

また、スペースフレーム構造を有する自動車において、前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成される。複数の前記パイプは、金属製の締結部材を介して締結される。前記パイプの表面には、導体が巻きつけられている。前記締結部材とこの締結部材に締結された前記パイプとは、前記導体により電気的に接続している。   In the automobile having the space frame structure, the space frame structure is formed by a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers. The plurality of pipes are fastened through metal fastening members. A conductor is wound around the surface of the pipe. The fastening member and the pipe fastened to the fastening member are electrically connected by the conductor.

また、スペースフレーム構造を有する自動車において、前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成される。複数の前記パイプの間の一部には、箱構造が形成されている。   In the automobile having the space frame structure, the space frame structure is formed by a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers. A box structure is formed in a part between the plurality of pipes.

また、スペースフレーム構造を有する自動車において、前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成される。前記パイプの端部の周縁部には、導通体がはめ込まれている。前記導通体は、前記パイプの端部の内周側と外周側とを覆う。前記導通体の前記パイプの内周側には、前記パイプの半径方向外側に変形可能な導電性の内側締め上げ材が挿設される。前記導通体の前記パイプの外周側には、前記パイプの半径方向内側に変形可能な導電性の外側締め上げ材が周設される。前記内側締め上げ材と前記外側締め上げ材とは、ねじ締結され、前記導通体に前記パイプの内周側と外周側とから面圧を付与する。   In the automobile having the space frame structure, the space frame structure is formed by a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers. A conducting body is fitted into the peripheral edge of the end of the pipe. The conductive body covers an inner peripheral side and an outer peripheral side of an end portion of the pipe. A conductive inner tightening material that can be deformed radially outward of the pipe is inserted on the inner peripheral side of the pipe of the conductive body. A conductive outer tightening material that can be deformed radially inward of the pipe is provided around the outer peripheral side of the pipe of the conductive body. The inner tightening material and the outer tightening material are screw-fastened to apply a surface pressure to the conducting body from the inner peripheral side and the outer peripheral side of the pipe.

好ましくは、前記パイプを形成する繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維、炭化珪素繊維、またはアルミナセラミクス繊維であり、前記パイプを形成する樹脂は、熱硬化樹脂、または熱可塑性樹脂である。   Preferably, the fiber forming the pipe is carbon fiber, glass fiber, organic fiber, silicon carbide fiber, or alumina ceramic fiber, and the resin forming the pipe is a thermosetting resin or a thermoplastic resin.

本発明によるスペースフレーム構造を有する自動車は、FRPパイプの強化繊維が屈曲していないため、繊維方向の剛性や強度が有効に保たれ、必要最小限の板厚のFRPパイプで構成できて軽量となる。そして、自動車の進行方向のパイプは、主に車重でたわみ変形を起こすが、進行方向の強化繊維を多く配合することでたわみ量が小さくなる効果が生まれる。さらに、強度設計が困難な締結部も金属製とすることで、充分に安全な締結部材が提供できる。繊維方向を適宜変えることで、自動車各部に有効な剛性が発生でき、軽量化できる。   The automobile having the space frame structure according to the present invention has an FRP pipe reinforcing fiber that is not bent, so that the rigidity and strength in the fiber direction can be effectively maintained, and the FRP pipe having the minimum necessary plate thickness can be configured to be lightweight. Become. And although the pipe in the traveling direction of the automobile mainly undergoes deformation due to the vehicle weight, the effect of reducing the amount of deflection is produced by adding more reinforcing fibers in the traveling direction. Furthermore, a fastening member that is difficult to design can be made of metal, so that a sufficiently safe fastening member can be provided. By appropriately changing the fiber direction, effective rigidity can be generated in each part of the automobile and the weight can be reduced.

また、パイプ内部に導線を配し、金属締結体を介して互いに連結することで、スペースフレーム構造がすべて導通状態となり、電装品の搭載時にボディアースが簡便にとれる効果が生まれる。パイプ表面に導通体が施されることで、落雷時に電流がフレーム構造全体に流れやすくなり、局所的な発熱によるダメージを防ぐことができる。   In addition, by arranging a conductive wire inside the pipe and connecting them together via a metal fastener, the space frame structure is all in a conductive state, and an effect that the body ground can be easily taken when the electrical component is mounted is produced. By providing a conductor on the surface of the pipe, it becomes easier for current to flow through the entire frame structure during a lightning strike, and damage due to local heat generation can be prevented.

FRPパイプの締結構造として、パイプ外周側と内周側から面圧を付与することができ、熱変形時にも常にパイプに締め上げ力が維持されることとなるため、強度上の信頼性が極めて高くなる。なお、強化繊維や樹脂の種類を自動車各部で変えることで、前面、後面、側面に衝撃吸収能力の高いFRPパイプを配することが可能となり、安全性が増す。   As the FRP pipe fastening structure, surface pressure can be applied from the pipe outer periphery side and inner periphery side, and the tightening force is always maintained at the time of thermal deformation, so the reliability in strength is extremely high Get higher. By changing the type of reinforcing fiber or resin in each part of the car, it becomes possible to arrange FRP pipes with high shock absorption capability on the front, rear and side surfaces, increasing safety.

自動車の透視図である。It is a perspective view of a car. 自動車の前部左側の一部断面図である。It is a partial sectional view of the front left side of the automobile. 自動車のスペースフレームの斜視図である。It is a perspective view of the space frame of a motor vehicle. 導線と端子を有する、軸方向を向いた繊維と周方向を向いた繊維とでできたFRPパイプの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an FRP pipe made of fibers oriented in the axial direction and fibers oriented in the circumferential direction, having a conducting wire and a terminal. 導線と端子を有する、軸方向を向いた繊維と周方向を向いた繊維とでできたFRPパイプの長手方向の断面図である。It is sectional drawing of the longitudinal direction of the FRP pipe made from the fiber which faced the axial direction, and the fiber which faced the circumferential direction which has a conducting wire and a terminal. 導線と端子を有する、長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維でできたFRPパイプの斜視図である。It is a perspective view of the FRP pipe which has a conducting wire and a terminal, and was made of the fiber which turned to the direction of a predetermined angle to the longitudinal direction. 軸方向を向いた繊維と周方向を向いた繊維と長手方向に対して±45度の方向を向いた繊維とでできたFRPパイプの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of an FRP pipe made of fibers facing in the axial direction, fibers facing in the circumferential direction, and fibers facing in the direction of ± 45 degrees with respect to the longitudinal direction. 短繊維でできたFRPパイプの斜視図である。It is a perspective view of the FRP pipe made of a short fiber. FRPパイプの表面に導体の箔または網が巻きつけられた、自動車のスペースフレーム構造の斜視図である。It is a perspective view of the space frame structure of a motor vehicle where the foil or net | network of the conductor was wound around the surface of the FRP pipe. 車体下部のFRPパイプ間に収納箱を配した、自動車のスペースフレーム構造の斜視図である。It is a perspective view of the space frame structure of a car which arranged the storage box between the FRP pipes of the lower part of a vehicle body. FRPパイプの端部の断面図である。It is sectional drawing of the edge part of a FRP pipe. 内側締め上げ材の斜視図である。It is a perspective view of an inner side fastening material. 外側締め上げ材の斜視図である。It is a perspective view of an outer side fastening material. FRPパイプとFRPパイプの端部に接続する金属締結体との斜視図である。It is a perspective view of a metal fastening body connected to an end of an FRP pipe and FRP pipe. FRPパイプとFRPパイプの途中に挟み込む金属締結体との斜視図である。It is a perspective view of the metal fastening body sandwiched in the middle of the FRP pipe and the FRP pipe. 軸方向を向いた繊維と周方向を向いた繊維とでできたFRPパイプの斜視図である。It is a perspective view of the FRP pipe made of the fiber facing the axial direction and the fiber facing the circumferential direction. 長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維でできたFRPパイプの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an FRP pipe made of fibers oriented at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction.

以下、本発明によるスペースフレーム構造を有する自動車の実施例を、図を用いて説明する。   Embodiments of an automobile having a space frame structure according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例1を、図1〜図3と図16、図17を用いて説明する。図1は自動車の透視図、図2は自動車の前部左側の一部断面図、図3は自動車のスペースフレームの斜視図、図16はパイプの軸方向を向いた繊維と周方向を向いた繊維とでできたFRPパイプの斜視図、図17はパイプの長手方向に対して所定の角度(±45度)の方向を向いた繊維でできたFRPパイプの斜視図である。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIGS. 16 and 17. 1 is a perspective view of an automobile, FIG. 2 is a partial sectional view of the front left side of the automobile, FIG. 3 is a perspective view of a space frame of the automobile, and FIG. 16 is directed to a fiber and a circumferential direction of a pipe. FIG. 17 is a perspective view of an FRP pipe made of fibers oriented in a predetermined angle (± 45 degrees) with respect to the longitudinal direction of the pipe.

図1に示すように、ボディ1は自動車の表面を覆うカバーであり、風雨から内部の機器や搭乗人員を保護し、適度な保温をするための断熱材や防音材がその内側に貼られている部材である。また、高速走行時の空力的安定を保つための滑らかな曲面から形成されている。ボディ1の内部には、FRP(繊維強化プラスチック)で製作された筒状のパイプ2が組み合わされている。FRPパイプ2は直線状をしており、FRPパイプ2同士の結合部には金属製の締結体3を介している。   As shown in FIG. 1, the body 1 is a cover that covers the surface of an automobile, and heat insulation and soundproofing materials are attached to the inside to protect internal devices and passengers from wind and rain and to keep warm. It is a member. Further, it is formed from a smooth curved surface for maintaining aerodynamic stability during high-speed traveling. Inside the body 1, a cylindrical pipe 2 made of FRP (fiber reinforced plastic) is combined. The FRP pipe 2 has a straight line shape, and a metal fastening body 3 is interposed at a joint portion between the FRP pipes 2.

図2に示すように、FRPパイプ2で組み合わされたスペースフレーム構造には、自動車を駆動するためのエンジンまたはモータ4が固定される。また、エンジンまたはモータ4からの出力軸5の先には、制動装置を内在したホイール6が取り付けられる。ホイール6は、サスペンションアーム7とバネとダッシュポット8によって、上下方向に適当なバネ定数と減衰定数をもって支持される。これらサスペンションアーム7とバネとダッシュポット8の一端は、スペースフレーム構造を構成しているFRPパイプ2に固定される。車体下面には、パネル9がFRPパイプ2に取り付けられ、地上からの風雨から自動車搭載物を保護している。パネル9は、乗車人員のいる居住空間とエンジンまたはモータ4や制御装置10の置かれた空間とを仕切る目的にも使用され、走行中の騒音や熱から乗員を守る。   As shown in FIG. 2, an engine or motor 4 for driving the automobile is fixed to the space frame structure combined with the FRP pipe 2. A wheel 6 having a braking device is attached to the tip of the output shaft 5 from the engine or motor 4. The wheel 6 is supported by the suspension arm 7, the spring, and the dashpot 8 with an appropriate spring constant and damping constant in the vertical direction. One end of the suspension arm 7, the spring, and the dashpot 8 is fixed to the FRP pipe 2 constituting the space frame structure. A panel 9 is attached to the FRP pipe 2 on the lower surface of the vehicle body to protect the vehicle-mounted items from wind and rain from the ground. The panel 9 is also used for the purpose of partitioning a living space where passengers are present and a space where the engine or motor 4 or the control device 10 is placed, and protects the passengers from noise and heat during traveling.

図3を用いて、本実施例による自動車のスペースフレーム構造について説明する。本スペースフレーム構造は、自動車進行方向を向いたパイプ11と自動車進行方向に直角方向を向いたパイプ12とから構成される。パイプ12は、自動車の走行面に対して水平に設置されている。パイプ11とパイプ12は、長繊維強化の樹脂で製作される。   The vehicle space frame structure according to the present embodiment will be described with reference to FIG. This space frame structure is composed of a pipe 11 facing in the vehicle traveling direction and a pipe 12 facing in a direction perpendicular to the vehicle traveling direction. The pipe 12 is installed horizontally with respect to the traveling surface of the automobile. The pipe 11 and the pipe 12 are made of a long fiber reinforced resin.

自動車進行方向を向いたパイプ11は、図16に示すように、パイプ長手方向を向いた繊維13(0度方向繊維13)とパイプ周方向を向いた繊維14(90度方向繊維14)とで構成される。0度方向繊維13の繊維量は、90度方向繊維14の繊維量よりも多くなっている。FRPは繊維が張っている方向の剛性や強度が高いため、パイプ長手方向(すなわち、自動車進行方向)を向いた繊維量を多くすることで車重によるたわみ量を小さくでき、必要最低限の板厚のFRPによって車重が作用する方向の剛性や強度を高くできる。そのため、車重を軽くすることができる。   As shown in FIG. 16, the pipe 11 facing the vehicle traveling direction is composed of a fiber 13 facing the longitudinal direction of the pipe (0 degree fiber 13) and a fiber 14 facing the pipe circumferential direction (90 degree fiber 14). Composed. The fiber amount of the 0 degree direction fiber 13 is larger than the fiber amount of the 90 degree direction fiber 14. Since FRP has high rigidity and strength in the direction in which the fibers are stretched, increasing the amount of fibers facing the pipe longitudinal direction (that is, the traveling direction of the car) can reduce the amount of deflection due to vehicle weight, and the minimum necessary plate Thickness FRP can increase the rigidity and strength in the direction in which the vehicle weight acts. Therefore, the vehicle weight can be reduced.

自動車進行方向に直角方向を向いたパイプ12は、図17に示すように、パイプ長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維17で構成される。この所定の角度は、剛性や強度を考慮すると±45度が望ましいので、本実施例及び以下の実施例において±45度とする。したがって、パイプ長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維を、パイプ長手方向に対して±45度を向いた繊維17(±45度方向繊維17)と称する。このように、自動車進行方向に直角方向を向いたパイプ12を±45度方向繊維17で構成することで、主にねじり荷重が作用するパイプ12のねじり剛性と強度とが必要最小限の板厚で大きくなり、パイプを軽くすることができる。   As shown in FIG. 17, the pipe 12 oriented in a direction perpendicular to the vehicle traveling direction is composed of fibers 17 oriented in a direction at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the pipe. The predetermined angle is preferably ± 45 degrees in consideration of rigidity and strength, and is therefore ± 45 degrees in the present embodiment and the following embodiments. Therefore, a fiber oriented in a predetermined angle direction with respect to the pipe longitudinal direction is referred to as a fiber 17 oriented within ± 45 degrees with respect to the pipe longitudinal direction (± 45 degree direction fiber 17). Thus, by constructing the pipe 12 oriented in the direction perpendicular to the traveling direction of the automobile with the ± 17 degree fiber 17, the torsional rigidity and strength of the pipe 12 on which the torsional load mainly acts is the minimum necessary plate thickness. It becomes big and can lighten the pipe.

進行方向を向いたパイプ11において、車体下面に配されるパイプの太さと、車体上面に配されるパイプの太さを比べた場合、車体上面に配されるパイプの方を太くするのが望ましい。車重の作用により、車体下面のパイプには曲げ変形によって引張り力が作用し、車体上面のパイプには圧縮力が作用するが、車体上面のパイプを太くすることで、圧縮による座屈を防止できる。   In the pipe 11 facing the traveling direction, when the thickness of the pipe disposed on the lower surface of the vehicle body is compared with the thickness of the pipe disposed on the upper surface of the vehicle body, it is desirable to make the pipe disposed on the upper surface of the vehicle body thicker. . Due to the action of the vehicle weight, a tensile force acts on the pipe on the lower surface of the car body due to bending deformation, and a compressive force acts on the pipe on the upper surface of the car body, but by making the pipe on the upper surface of the car body thicker, buckling due to compression is prevented. it can.

このように、本実施例によれば、軽量で剛性や強度の高いスペースフレーム構造を有する自動車を提供できる。   Thus, according to this embodiment, it is possible to provide an automobile having a space frame structure that is lightweight and has high rigidity and strength.

本発明の実施例2を、図4、図5を用いて説明する。図4は、導線と端子を有する、軸方向を向いた繊維と周方向を向いた繊維とでできたFRPパイプの斜視図であり、図5は、導線と端子を有する、軸方向を向いた繊維と周方向を向いた繊維とでできたFRPパイプの長手方向の断面図である。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view of an FRP pipe made of a fiber oriented in the axial direction and a fiber oriented in the circumferential direction having a conducting wire and a terminal, and FIG. 5 is oriented in the axial direction having a conducting wire and a terminal. It is sectional drawing of the longitudinal direction of the FRP pipe made from the fiber and the fiber which faced the circumferential direction.

FRPパイプ2は、繊維強化の樹脂で製作される。この強化繊維は、図4に示すように、0度方向繊維13とこれに直角な90度方向繊維14との積層構成となっている。   The FRP pipe 2 is made of fiber reinforced resin. As shown in FIG. 4, this reinforcing fiber has a laminated structure of 0-degree direction fibers 13 and 90-degree direction fibers 14 perpendicular thereto.

本実施例では、FRPパイプ2の内部には導線15が通されており、外表面には金属製の端子16が設けられている。端子16は、図5に示すように、FRPパイプ2の外表面に露出しており、FRPパイプ2に設けられた穴40から通された導線15と電気的に接続される。   In the present embodiment, a conducting wire 15 is passed through the FRP pipe 2 and a metal terminal 16 is provided on the outer surface. As shown in FIG. 5, the terminal 16 is exposed on the outer surface of the FRP pipe 2, and is electrically connected to the conductive wire 15 passed through the hole 40 provided in the FRP pipe 2.

従来の金属製ボディの場合には、一般にボディアースと呼ばれる、バッテリーのグランド端子(マイナス端子)をボディ側に接続することがよく行われる。FRPは電気抵抗が金属よりも大きいため、FRPスペースフレーム構造でボディアースをとるためには、積極的にパイプ内に導線を通しておく必要がある。本実施例によるFRPパイプ2を用いてスペースフレーム構造を有する自動車を製作し、バッテリーのマイナス端子を導線15と接続すれば、FRPパイプが存在するところではどこでも、端子16を介してバッテリーのマイナス端子と接続できるため、配線作業が容易になる。   In the case of a conventional metal body, it is often performed to connect a battery ground terminal (minus terminal) to the body side, which is generally called body ground. Since FRP has an electric resistance larger than that of metal, it is necessary to positively pass a conducting wire through the pipe in order to take a body ground with the FRP space frame structure. If a vehicle having a space frame structure is manufactured using the FRP pipe 2 according to the present embodiment and the battery negative terminal is connected to the conductor 15, the battery negative terminal via the terminal 16 is provided wherever the FRP pipe exists. Wiring work is easy.

本発明による実施例3を、図6を用いて説明する。図6は、導線と端子を有する、長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維でできたFRPパイプの斜視図である。本実施例でも、FRPパイプ2を構成しているFRPの強化繊維17は、パイプ長手方向に対して±45度の方向を向いている。   A third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view of an FRP pipe made of fibers having a conductor and a terminal and oriented in a direction at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction. Also in the present embodiment, the FRP reinforcing fibers 17 constituting the FRP pipe 2 are oriented in the direction of ± 45 degrees with respect to the pipe longitudinal direction.

本実施例によれば、FRPパイプ2は、主にねじり荷重が負荷される場合、強化繊維17が張る方向に変形するため、少ない繊維量で必要な剛性と強度を保つことができる。本FRPパイプ2は、主に自動車の進行方向に対して直角方向を向き、かつ自動車の走行面に対して水平なスペースフレーム構造のパイプ(図3に示した、自動車進行方向に直角方向を向いたパイプ12)に使用することでその効果を最大限に発揮できる。   According to the present embodiment, the FRP pipe 2 is deformed in the direction in which the reinforcing fibers 17 are stretched mainly when a torsional load is applied, so that the necessary rigidity and strength can be maintained with a small amount of fibers. This FRP pipe 2 is a pipe having a space frame structure that is oriented in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle and horizontal to the traveling surface of the vehicle (shown in FIG. The effect can be maximized by using the pipe 12).

本発明の実施例4を、図7を用いて説明する。図7は、軸方向を向いた繊維と周方向を向いた繊維と長手方向に対して所定の角度(±45度)の方向を向いた繊維とでできたFRPパイプの斜視図である。本実施例では、1つのFRPパイプ2は、異なる4方向を向いている強化繊維から構成されている。すなわち、強化繊維の方向がパイプ長手方向を向いているもの(0度方向繊維13)と、パイプ周方向を向いているもの(90度方向繊維14)と、±45度方向を向いているもの(±45度方向繊維17)とが混在して、同一のパイプを構成している。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a perspective view of an FRP pipe made of fibers oriented in the axial direction, fibers oriented in the circumferential direction, and fibers oriented in a predetermined angle (± 45 degrees) with respect to the longitudinal direction. In this embodiment, one FRP pipe 2 is composed of reinforcing fibers facing four different directions. That is, the direction of the reinforcing fiber is oriented in the pipe longitudinal direction (0 degree direction fiber 13), the direction of the pipe circumferential direction (90 degree direction fiber 14), and the direction of ± 45 degree direction (± 45 degree direction fibers 17) are mixed to form the same pipe.

FRPパイプ2に作用する荷重方向が明確な場合、すなわち負荷が曲げ荷重かねじり荷重か明確な場合は、その負荷形態に応じて強化繊維を配向できる。荷重方向が不明な場合には、図7に示したように、曲げ応力が最も高いFRPパイプ2の外表面部に0度方向繊維13と90度方向繊維14とを配し、せん断応力が最も高くなるFRPパイプ2の板厚方向の中心部に±45度方向繊維17を配しておくことで、いずれの荷重に対しても有効に強化繊維を作用させることができる。この場合、FRPパイプ2の内表面部には、0度方向繊維13と90度方向繊維14とを配しておく。   When the load direction acting on the FRP pipe 2 is clear, that is, when the load is clearly a bending load or a torsion load, the reinforcing fibers can be oriented according to the load form. When the load direction is unknown, as shown in FIG. 7, the 0 degree direction fiber 13 and the 90 degree direction fiber 14 are arranged on the outer surface portion of the FRP pipe 2 having the highest bending stress, and the shear stress is the highest. By arranging ± 45 degree direction fibers 17 at the center of the heightened FRP pipe 2 in the plate thickness direction, the reinforcing fibers can be effectively applied to any load. In this case, 0 degree direction fibers 13 and 90 degree direction fibers 14 are arranged on the inner surface portion of the FRP pipe 2.

本発明の実施例5を、図8を用いて説明する。図8は、短繊維でできたFRPパイプの斜視図である。本実施例では、FRPパイプ2を構成するFRPの繊維は、短繊維18である。短繊維を用いた樹脂は長繊維のものより成型が簡単であり、コストも安いという長所がある。また繊維の種類も豊富であるため、目的に応じて繊維の種類を選べる。例えば、アラミド有機繊維は変形の吸収エネルギが高いため、防弾チョッキなどに使用されるが、この繊維を配したFRPパイプ2を車体側面に設けることで、衝突時の安全性が高くなる。このように、FRPパイプ2の強度や剛性にそれほど高いものを求めない場合、短繊維によってその機能を有効に発揮できる。   A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a perspective view of an FRP pipe made of short fibers. In this embodiment, the FRP fibers constituting the FRP pipe 2 are short fibers 18. Resins using short fibers have the advantages of being easier to mold and cheaper than those of long fibers. Moreover, since there are abundant types of fibers, the type of fiber can be selected according to the purpose. For example, an aramid organic fiber is used in a bulletproof vest because of its high deformation absorption energy. However, by providing the FRP pipe 2 on which the fiber is disposed on the side surface of the vehicle body, safety at the time of collision increases. As described above, when the strength and rigidity of the FRP pipe 2 are not so high, the function can be effectively exhibited by the short fibers.

本発明の実施例6を、図9を用いて説明する。図9は、FRPパイプの表面に導体の箔または網が巻きつけられた、自動車のスペースフレーム構造の斜視図である。本実施例において、スペースフレーム構造の最外周部(車体の外表面に近い部分)に配されるFRPパイプの表面には、導体でできた箔または網19が巻きつけられている。箔または網19は、FRPパイプ同士を結合する金属締結体3と電気的に接続するように巻きつけられる。   A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a perspective view of an automobile space frame structure in which a conductor foil or net is wound around the surface of an FRP pipe. In the present embodiment, a foil or net 19 made of a conductor is wound around the surface of the FRP pipe disposed on the outermost peripheral portion (portion close to the outer surface of the vehicle body) of the space frame structure. The foil or net 19 is wound so as to be electrically connected to the metal fastener 3 that joins the FRP pipes together.

本実施例によれば、落雷時に車体の外表面に流れる電流を、FRPパイプの表面に巻きつけられた箔または網19に流すことで、FRP自体の加熱を防ぎ損傷を最低限にすることができる。また、FRPパイプのうち、車体の外表面に最も近いパイプにのみ箔または網19を巻きつけることで重量の増加を最低限にすることができ、FRPの落雷時の損傷を防ぐことができる。   According to the present embodiment, the current flowing on the outer surface of the vehicle body during lightning strikes the foil or net 19 wound around the surface of the FRP pipe, thereby preventing the heating of the FRP itself and minimizing the damage. it can. Further, by winding the foil or net 19 only on the pipe closest to the outer surface of the vehicle body among the FRP pipes, the increase in weight can be minimized, and damage during lightning strikes on the FRP can be prevented.

本発明の実施例7を、図10を用いて説明する。図10は、車体下部のFRPパイプ間に収納箱を配した、自動車のスペースフレーム構造の斜視図である。本実施例では、車体下部のFRPパイプ2間にFRP製の収納箱20が形成されている。収納箱20は金属製でも良いが、軽量な車体を提供する目的を達成するためにはFRPが望ましい。この収納箱20の中には、電気自動車であればバッテリー21が、エンジン車であれば燃料タンクが入る。図10には、バッテリー21を入れた場合を示している。本実施例によれば、通常は積載時にスペースを非常にとってしまうバッテリー21や燃料タンクが、スペースフレームのFRPパイプ2間のデッドスペースに有効に配置できるため、自動車をコンパクトにすることができる。   A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a perspective view of a space frame structure of an automobile in which a storage box is disposed between FRP pipes at the lower part of the vehicle body. In this embodiment, an FRP storage box 20 is formed between the FRP pipes 2 at the lower part of the vehicle body. The storage box 20 may be made of metal, but FRP is desirable to achieve the purpose of providing a lightweight vehicle body. The storage box 20 contains a battery 21 for an electric vehicle and a fuel tank for an engine vehicle. FIG. 10 shows a case where the battery 21 is inserted. According to the present embodiment, since the battery 21 and the fuel tank that normally take up a space when loaded can be effectively arranged in the dead space between the FRP pipes 2 of the space frame, the automobile can be made compact.

本発明の実施例8を、図11〜図15を用いて説明する。本実施例は、FRPパイプにおける金属締結体との連結部に関するものである。図11はFRPパイプの端部の断面図、図12は内側締め上げ材の斜視図、図13は外側締め上げ材の斜視図、図14はFRPパイプとFRPパイプの端部に接続する金属締結体との斜視図、図15はFRPパイプとFRPパイプの途中に挟み込む金属締結体との斜視図である。   An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A present Example is related with the connection part with the metal fastening body in a FRP pipe. 11 is a cross-sectional view of the end of the FRP pipe, FIG. 12 is a perspective view of the inner tightening material, FIG. 13 is a perspective view of the outer tightening material, and FIG. 14 is a metal fastening that connects the FRP pipe and the end of the FRP pipe. FIG. 15 is a perspective view of the FRP pipe and a metal fastening body sandwiched between the FRP pipes.

図11に示すように、FRPパイプ2には、端部の周縁部を覆うように導通プレート22がはめ込まれる。導通プレート22によって、FRPパイプ2の端部は、内周側と外周側とが覆われる。導通プレート22のFRPパイプ2の内周側には、導線15の端部が電気的に接続されている。   As shown in FIG. 11, a conduction plate 22 is fitted into the FRP pipe 2 so as to cover the peripheral edge of the end. The conductive plate 22 covers the inner peripheral side and the outer peripheral side of the end portion of the FRP pipe 2. The end of the conducting wire 15 is electrically connected to the inner peripheral side of the FRP pipe 2 of the conduction plate 22.

FRPパイプ2には、導通プレート22がはめ込まれた端部から、内側締め上げ材23が内周側に挿入される。導通プレート22の外周側には、外側締め上げ材26がはめ込まれ、内側締め上げ材23とねじ締結される。なお、内側締め上げ材23と外側締め上げ材26は、導電性の材料、例えばアルミ合金や鋼などの金属で作成される。   In the FRP pipe 2, the inner tightening material 23 is inserted into the inner peripheral side from the end where the conduction plate 22 is fitted. An outer tightening material 26 is fitted on the outer peripheral side of the conduction plate 22 and is screwed to the inner tightening material 23. The inner fastening material 23 and the outer fastening material 26 are made of a conductive material, for example, a metal such as an aluminum alloy or steel.

内側締め上げ材23は、図12に示すように、導通プレート22と接する部分にスリット24が加工され、FRPパイプ2の半径方向外側に変形しやすくなっている。さらに、このスリット24加工部には、周方向の溝25が形成される。   As shown in FIG. 12, the inner tightening material 23 has a slit 24 processed at a portion in contact with the conduction plate 22, and is easily deformed outward in the radial direction of the FRP pipe 2. Further, a circumferential groove 25 is formed in the slit 24 processed portion.

外側締め上げ材26は、図13に示すように、導通プレート22と接する部分にスリット32が加工され、FRPパイプ2の半径方向内側に変形しやすくなっている。さらに、このスリット32加工部には、周方向の溝33が形成される。   As shown in FIG. 13, the outer tightening material 26 has a slit 32 processed at a portion in contact with the conduction plate 22, and is easily deformed inward in the radial direction of the FRP pipe 2. Furthermore, a circumferential groove 33 is formed in the slit 32 processed portion.

図11に戻って説明を続ける。内側締め上げ材23の中心部には、内側インサート材27が締め上げボルト28と締め上げナット29によって固定される。この際、ボルト28を締め上げていくことで、スリット24が半径方向外側に開き、導通プレート22に内側から圧力をかける。   Returning to FIG. 11, the description will be continued. An inner insert material 27 is fixed to the center of the inner tightening material 23 by a tightening bolt 28 and a tightening nut 29. At this time, by tightening the bolt 28, the slit 24 opens radially outward, and pressure is applied to the conduction plate 22 from the inside.

一方、外側締め上げ材26には、図11に示すように断面がくさび形の溝31が設けられ、外側インサート材30が溝31にはめ込まれる形で接している。外側締め上げ材26を周方向に回していくことで、外側インサート材30が溝31に圧力を与え、スリット32が加工された部分が半径方向内側に変形する。こうして導通プレート22の外側から面圧がかかる。   On the other hand, as shown in FIG. 11, the outer tightening material 26 is provided with a groove 31 having a wedge-shaped cross section, and the outer insert material 30 is in contact with the groove 31. By rotating the outer tightening member 26 in the circumferential direction, the outer insert member 30 applies pressure to the groove 31, and the portion where the slit 32 is processed is deformed radially inward. Thus, a surface pressure is applied from the outside of the conduction plate 22.

内側締め上げ材23の溝25と外側締め上げ材26の溝33は、導通プレート22との摩擦係数を高め、嵌合力を大きくする効果を生む。   The groove 25 of the inner tightening material 23 and the groove 33 of the outer tightening material 26 increase the friction coefficient with the conduction plate 22 and produce the effect of increasing the fitting force.

本実施例によれば、内側締め上げ材23と外側締め上げ材26とにより、FRPパイプ2に対して、その内周側からも外周側からも独立して面圧を与えることができる。このため、使用環境によって外気温が変化し、線膨張率の違いによるFRPパイプ2と金属締結体の変形があっても、安定した締結力が維持できる。例えば、組み立て時から温度が低下した場合には、FRPパイプ2はあまり変形しないが、内側締め上げ材23も外側締め上げ材26も半径方向内側に変形する。このとき、内側締め上げ材23による面圧をあらかじめ十分にかけておくことで、冷却時にも内側からの締め上げ力がなくならない。温度が上昇した場合にも、外側締め上げ材26による面圧を十分にかけておくことで、外側からの締め上げ力がなくならない。   According to the present embodiment, the inner tightening material 23 and the outer tightening material 26 can apply the surface pressure to the FRP pipe 2 independently from the inner peripheral side and the outer peripheral side. For this reason, a stable fastening force can be maintained even when the outside air temperature changes depending on the use environment and the FRP pipe 2 and the metal fastening body are deformed due to a difference in linear expansion coefficient. For example, when the temperature decreases from the time of assembly, the FRP pipe 2 is not deformed so much, but both the inner tightening material 23 and the outer tightening material 26 are deformed radially inward. At this time, by applying a sufficient surface pressure by the inner tightening material 23 in advance, the tightening force from the inner side is not lost even during cooling. Even when the temperature rises, the tightening force from the outside is not lost by sufficiently applying the surface pressure by the outer tightening material 26.

そして、導通プレート22を介して内側締め上げ材23と外側締め上げ材26とが電気的に接触しているため、FRPパイプ2内の導線15とは組み上げるだけで導通する効果を生む。   Since the inner tightening material 23 and the outer tightening material 26 are in electrical contact with each other via the conductive plate 22, the conductive wire 15 in the FRP pipe 2 is brought into conduction only by being assembled.

また、図11に示すように、FRPパイプ2の締め上げボルト28の端部に球加工34を施しておくことで、FRPパイプ2と金属締結体との連結の自由度を高くすることができる。   Moreover, as shown in FIG. 11, the freedom degree of the connection of the FRP pipe 2 and a metal fastening body can be made high by giving the ball process 34 to the edge part of the fastening bolt 28 of the FRP pipe 2. As shown in FIG. .

図14に示すように、金属締結体は、締結ブロック35と締結プレート36とボルト37とから構成されている。締結ブロック35は、締め上げボルト28の球加工34の半径より小さい穴を有し、この穴に球加工34を締結させることでFRPパイプ2と接続する。また、締結プレート36とボルト37によって、締結ブロック35と球加工34とは、任意の形状や角度で締結することができる。   As shown in FIG. 14, the metal fastener includes a fastening block 35, a fastening plate 36, and bolts 37. The fastening block 35 has a hole smaller than the radius of the ball machining 34 of the tightening bolt 28, and is connected to the FRP pipe 2 by fastening the ball machining 34 in this hole. Further, the fastening block 35 and the ball processing 34 can be fastened at an arbitrary shape and angle by the fastening plate 36 and the bolt 37.

締結ブロック35を導電性の材質にしておくことで、1つの金属締結体に接続するすべてのFRPパイプ2内の導線15が導通することになる。したがって、本締結構造を用いて製作したスペースフレーム構造は、ボディアースが容易に形成できる効果を生む。締結ブロック35は直方体である必要はなく、任意の傾きをもった面を形成しておくことでFRPパイプ2との接続角度を調整できる。   When the fastening block 35 is made of a conductive material, the conductive wires 15 in all the FRP pipes 2 connected to one metal fastening body are conducted. Therefore, the space frame structure manufactured using this fastening structure produces an effect that the body ground can be easily formed. The fastening block 35 does not need to be a rectangular parallelepiped, and the connection angle with the FRP pipe 2 can be adjusted by forming a surface having an arbitrary inclination.

以上のように、締結部品すべてを金属で製作しておくことで、その強度設計も容易になると同時に、締結部品の共通化が図れ、複数種類の締結部品をあらかじめ製作する手間も省ける。   As described above, if all the fastening parts are made of metal, the strength design can be facilitated, and at the same time, the fastening parts can be made common, and the labor for producing a plurality of types of fastening parts can be saved.

図15には、一本のFRPパイプ2の途中部分に金属締結体を挟み込んで、他のFRPパイプ2を接続する例を示す。この例では、金属締結体は締結部材38からなり、締結部材38がFRPパイプ2の途中部分を挟み込んでいる。   FIG. 15 shows an example in which a metal fastening body is sandwiched between intermediate portions of one FRP pipe 2 and another FRP pipe 2 is connected. In this example, the metal fastening body includes a fastening member 38, and the fastening member 38 sandwiches the middle part of the FRP pipe 2.

本実施例によれば、FRPパイプ2の強化繊維を無用に切断することなく、高剛性、高強度を維持したままFRPパイプ2同士の結合が可能になる。   According to the present embodiment, the FRP pipes 2 can be coupled to each other while maintaining high rigidity and high strength without cutting the reinforcing fibers of the FRP pipe 2 unnecessarily.

なお、本明細書に記載されたFRPパイプを構成するFRPの強化繊維は、長繊維、短繊維ともに、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維、炭化珪素繊維、またはアルミナセラミクス繊維で製作されており、FRPの樹脂が熱硬化樹脂、または熱可塑性樹脂で製作されているものとする。   The FRP reinforcing fibers constituting the FRP pipe described in this specification are made of carbon fibers, glass fibers, organic fibers, silicon carbide fibers, or alumina ceramic fibers, both long fibers and short fibers. It is assumed that the FRP resin is made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin.

2…FRPパイプ、3…金属締結体、11…自動車進行方向を向いたパイプ、12…自動車進行方向に直角方向を向いたパイプ、13…0度方向繊維、14…90度方向繊維、15…導線、16…端子、17…±45度方向繊維、18…短繊維、19…導体でできた箔または網、20…FRP製収納箱、21…バッテリー、22…導通プレート、23…内側締め上げ材、24…スリット、25…周方向の溝、26…外側締め上げ材、27…内側インサート材、28…締め上げボルト、29…締め上げナット、30…外側インサート材、31…溝、32…スリット、33…周方向の溝、34…球加工、35…締結ブロック、36…締結プレート、37…ボルト、40…穴。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... FRP pipe, 3 ... Metal fastening body, 11 ... Pipe which faced the advancing direction of a car, 12 ... Pipe which faced a right angle to a car advancing direction, 13 ... 0 degree direction fiber, 14 ... 90 degree direction fiber, 15 ... Conductor, 16 ... terminal, 17 ... ± 45 degree direction fiber, 18 ... short fiber, 19 ... foil or net made of conductor, 20 ... FRP storage box, 21 ... battery, 22 ... conduction plate, 23 ... inner tightening 24: slit, 25: circumferential groove, 26: outer tightening material, 27: inner insert material, 28 ... tightening bolt, 29 ... tightening nut, 30 ... outer insert material, 31 ... groove, 32 ... Slit, 33 ... circumferential groove, 34 ... sphere processing, 35 ... fastening block, 36 ... fastening plate, 37 ... bolt, 40 ... hole.

Claims (10)

スペースフレーム構造を有する自動車において、
前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成され、
前記パイプを形成する繊維は、パイプ長手方向を向いた繊維とパイプ周方向を向いた繊維との組み合わせから成り、
前記自動車の進行方向を向いた前記パイプは、前記パイプ長手方向を向いた繊維の量が、前記パイプ周方向を向いた繊維の量よりも多く、
複数の前記パイプは、金属製の締結部材を介して締結される、
ことを特徴とするスペースフレーム構造を有する自動車。
In a car having a space frame structure,
The space frame structure is formed of a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers,
The fiber forming the pipe is composed of a combination of a fiber facing the pipe longitudinal direction and a fiber facing the pipe circumferential direction,
The pipe facing the traveling direction of the automobile has a greater amount of fibers facing the pipe longitudinal direction than the amount of fibers facing the pipe circumferential direction,
The plurality of pipes are fastened through metal fastening members.
An automobile having a space frame structure.
スペースフレーム構造を有する自動車において、
前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成され、
前記パイプの内部には導線が通されており、
前記パイプの外表面には金属製の端子が設けられ、
前記パイプには穴が設けられ、この穴を通して前記導線と前記端子とが電気的に接続されている、
ことを特徴とするスペースフレーム構造を有する自動車。
In a car having a space frame structure,
The space frame structure is formed of a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers,
A conducting wire is passed through the pipe,
A metal terminal is provided on the outer surface of the pipe,
A hole is provided in the pipe, and the conductor and the terminal are electrically connected through the hole.
An automobile having a space frame structure.
スペースフレーム構造を有する自動車において、
前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成され、
前記パイプのうち、前記自動車の進行方向に対して直角方向を向き、かつ前記自動車の走行面に対して水平に設置されたパイプは、パイプ長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維で形成される、
ことを特徴とするスペースフレーム構造を有する自動車。
In a car having a space frame structure,
The space frame structure is formed of a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers,
Among the pipes, the pipes that are oriented in a direction perpendicular to the traveling direction of the automobile and that are installed horizontally with respect to the traveling surface of the automobile are fibers oriented in a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the pipe. Formed by,
An automobile having a space frame structure.
スペースフレーム構造を有する自動車において、
前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成され、
前記パイプを形成する繊維は、パイプ長手方向を向いた繊維と、パイプ長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維と、パイプ周方向を向いた繊維との組み合わせから成り、
前記パイプ長手方向を向いた繊維と前記パイプ周方向を向いた繊維は、前記パイプの外表面部及び内表面部に存在し、
前記パイプ長手方向に対して所定の角度の方向を向いた繊維は、前記パイプの板厚方向の中心部に存在する、
ことを特徴とするスペースフレーム構造を有する自動車。
In a car having a space frame structure,
The space frame structure is formed of a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers,
The fiber forming the pipe is composed of a combination of a fiber facing the pipe longitudinal direction, a fiber facing a direction at a predetermined angle with respect to the pipe longitudinal direction, and a fiber facing the pipe circumferential direction,
The fiber facing the longitudinal direction of the pipe and the fiber facing the circumferential direction of the pipe are present on the outer surface portion and the inner surface portion of the pipe,
The fiber facing the direction of a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the pipe is present in the center of the pipe thickness direction of the pipe,
An automobile having a space frame structure.
請求項3または4記載のスペースフレーム構造を有する自動車において、前記所定の角度は、45度であるスペースフレーム構造を有する自動車。   The automobile having the space frame structure according to claim 3 or 4, wherein the predetermined angle is 45 degrees. スペースフレーム構造を有する自動車において、
前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成され、
前記パイプを形成する繊維は、短繊維でできていることを特徴とするスペースフレーム構造を有する自動車。
In a car having a space frame structure,
The space frame structure is formed of a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers,
An automobile having a space frame structure, wherein the fibers forming the pipe are made of short fibers.
スペースフレーム構造を有する自動車において、
前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成され、
複数の前記パイプは、金属製の締結部材を介して締結され、
前記パイプの表面には、導体が巻きつけられ、
前記締結部材とこの締結部材に締結された前記パイプとは、前記導体により電気的に接続している、
ことを特徴とするスペースフレーム構造を有する自動車。
In a car having a space frame structure,
The space frame structure is formed of a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers,
The plurality of pipes are fastened through metal fastening members,
A conductor is wound around the surface of the pipe,
The fastening member and the pipe fastened to the fastening member are electrically connected by the conductor,
An automobile having a space frame structure.
スペースフレーム構造を有する自動車において、
前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成され、
複数の前記パイプの間の一部には、箱構造が形成されている、
ことを特徴とするスペースフレーム構造を有する自動車。
In a car having a space frame structure,
The space frame structure is formed of a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers,
A box structure is formed in a part between the plurality of pipes,
An automobile having a space frame structure.
スペースフレーム構造を有する自動車において、
前記スペースフレーム構造は、繊維を含む樹脂で製作された複数の筒状のパイプで形成され、
前記パイプの端部の周縁部には導通体がはめ込まれ、前記導通体は、前記パイプの端部の内周側と外周側とを覆い、
前記導通体の前記パイプの内周側には、前記パイプの半径方向外側に変形可能な導電性の内側締め上げ材が挿設され、
前記導通体の前記パイプの外周側には、前記パイプの半径方向内側に変形可能な導電性の外側締め上げ材が周設され、
前記内側締め上げ材と前記外側締め上げ材とはねじ締結され、前記導通体に前記パイプの内周側と外周側とから面圧を付与する、
ことを特徴とするスペースフレーム構造を有する自動車。
In a car having a space frame structure,
The space frame structure is formed of a plurality of cylindrical pipes made of resin containing fibers,
A conducting body is fitted into the peripheral edge of the end of the pipe, and the conducting body covers the inner peripheral side and the outer peripheral side of the end of the pipe,
On the inner peripheral side of the pipe of the conductive body, a conductive inner tightening material that can be deformed radially outward of the pipe is inserted,
On the outer peripheral side of the pipe of the conductive body, a conductive outer tightening material that can be deformed radially inward of the pipe is provided,
The inner tightening material and the outer tightening material are screw-fastened, and a surface pressure is applied to the conductive body from an inner peripheral side and an outer peripheral side of the pipe,
An automobile having a space frame structure.
請求項1から9のいずれか1項記載のスペースフレーム構造を有する自動車において、
前記パイプを形成する繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維、炭化珪素繊維、またはアルミナセラミクス繊維であり、
前記パイプを形成する樹脂は、熱硬化樹脂、または熱可塑性樹脂であるスペースフレーム構造を有する自動車。
The automobile having the space frame structure according to any one of claims 1 to 9,
The fiber forming the pipe is carbon fiber, glass fiber, organic fiber, silicon carbide fiber, or alumina ceramic fiber,
An automobile having a space frame structure in which the resin forming the pipe is a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
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