JP2014080182A - 車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】操縦安定性と衝突安全性の観点から車両の骨格の強度と剛性を両立させる車両を提供することである。
【解決手段】本発明の車両は、複数の部材により主要な骨格が形成される車両であって、複数の部材のうち２つの部材が交差する部分または１つの部材の屈曲部に強化樹脂からなる補強部材２０を設けている。
【選択図】図２
【解決手段】本発明の車両は、複数の部材により主要な骨格が形成される車両であって、複数の部材のうち２つの部材が交差する部分または１つの部材の屈曲部に強化樹脂からなる補強部材２０を設けている。
【選択図】図２
Description
本発明は、複数の部材により主要な骨格が形成される車両に関する。
従来から複数の部材により主要な骨格が形成される車両、例えばモノコック構造からなる車両において、車両の骨格を形成するインナーパネルとアウターパネルとして、鋼板（高張力鋼や超高張力鋼）、鉄板、アルミなどが使用されている。このようなモノコック構造からなる車両では、正面や側面からの瞬間的な衝撃やオフセット衝突などからの車室空間の安全性確保のため、十分な強度と剛性（力の伝達）が求められている。
また、一方で、カーブ時などの荷重の伝達によって影響を受ける操縦安定性も求められている。このため、この操縦安定性と、上述のような衝突に対する強度によって影響を受ける衝突安全性の両立が求められる。
さらに振動などによる騒音の発生や伝達を抑えることが求められている。また、モノコック構造からなる車両は、フロントピラー、ルーフピラー、センターピラー、サイドシルなどから構成されるが、それぞれの部材に作用する荷重や衝撃を効率的に分散させるために、それぞれの部材の交差部や力の伝達方向が変わる屈曲部などには、十分な結合剛性が求められる。
例えば、特許文献１では、車体の側方および前方からの衝突荷重を確実に他の部材に分散伝達し、衝突による変形を抑える車体側面の下部構造が開示されている。
特許文献２では側面衝突時の車体変形モードを調整するために、車体側部のサイドルーフにレール補強部とサイドシルにシル強度調整部を備えた構造が開示されている。
一方、特許文献３には、ワイヤハーネスの車体固定構造において、インナーパネルとアウターパネルのうち少なくとも一方を繊維強化樹脂で成形している技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載の技術では、車両の骨格の強度と剛性を、操縦安定性と衝突安全性の観点から十分に満たすことができなかった。
また、振動などによる騒音の発生や伝達を抑えることができなかった。さらに、部材間の交差部や部材の屈曲部に作用する力を十分に伝達できるような結合剛性を持ち合わせていなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、操縦安定性と衝突安全性の観点から車両の骨格の強度と剛性を両立させる車両を提供することである。
このような課題を解決するために、本発明に係る車両は、複数の部材により主要な骨格が形成される車両であって、複数の部材のうち２つの部材が交差する部分または１つの部材の屈曲部に強化樹脂からなる補強部材を設けている。
好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る車両は、２つの部材が交差する部分を補強部材を介して接続する。
好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る車両は、補強部材が立体構造である。
好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る車両は、部材がアウター部材とインナー部材から構成され、補強部材がアウター部材とインナー部材によって作られる管状の中空空間内に、アウター部材とインナー部材の内側に接するくらいの隙間で設けられる。
好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る車両は、補強部材は１つの部材によって、または複数の部材が交わることによって形成される屈曲部の中空空間内に設けられ、かつ、補強部材は屈曲部が作る外角部位において、部材との間に空間を設けるように形成する。
好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る車両は、補強部材がアウター部材とインナー部材によって作られる管状の中空空間内の形状に忠実に沿って形成する。
好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る車両は、アウター部材が金属である。
好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る車両は、補強部材が、その端において金属製の金属補強部材と接合し、補強部材を介して金属補強部材同士が接続されている。
好適には、上記解決手段に加えて、本発明に係る車両は、補強部材の強化樹脂が繊維強化樹脂または炭素繊維強化樹脂である。
本発明の車両によれば、車両の骨格の強度と剛性を両立できる。
図１は、本発明の実施形態を示している。図１に基づいて本発明の車両の骨格について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両１である。車両１は複数の部材により主要な骨格が形成されており、フロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などから構成されている。
フロントピラー部１０は車両１の車室空間を構成する前部を形成しており、フロントガラスのサイドを保持するように配置される。また、フロントピラー部１０は、車両の下部に向かって形成され、サイドシル部１３と結合する。
ルーフピラー部１１は、車両１の車室空間を構成する上部の前後方向に延設されており、車両１の屋根のサイド部分を形成している。
センターピラー部１２は、車両１の前側ドアと後側ドアの間に設けられた柱状のピラーであり、車両１のサイド部分にルーフピラー部１１とサイドシル部１３の間を上下方向に配置されている。
サイドシル部１３は、車両１のサイド下部を、車両１の前後方向に配置されている。
各部材はさらに複数の部材から構成されており、例えば、インナー部材とアウター部材を接合したものや、インナー部材とアウター部材の間にリンフォース（補強部材）を挿入し接合したものがある。
図２は、本発明の実施形態に係る車両の一部拡大分解図である。モノコック構造を有する車両の一部は、フロントピラーアウター部１０Ａ、ルーフピラーアウター部１１Ａ、センターピラーアウター部１２Ａ、サイドシルアウター部１３Ａから構成される。それぞれの部材間の接合部の断面は、ほぼコの字形状またはＣ字形状となっている。
これらの部材のうち２つの部材が交差する部分または１つの部材の屈曲部に補強部材を設けている。本実施形態では、フロントピラーアウター部１０Ａの屈曲部に補強部材２０を設けた。補強部材２０は、炭素繊維強化樹脂で形成されている。
上記のように構成したので、炭素繊維強化樹脂で形成された補強部材により、衝突に対する強度を好適に保つことが可能となる。また、炭素繊維強化樹脂特有の剛性により、荷重に対する伝達を好適に行うことができる。
さらに、補強部材２０は立体構造であり、中身も炭素繊維強化樹脂で詰まった状態の構造であるため、振動等により発生する騒音を吸収し、防音材・防振材としても機能する。
このため、衝突安全性と操縦安定性を両立することが可能となる。また、従来の場合では、補強をするためには、鋼板、鉄板、アルミなどを使用する必要があったが、軽量な炭素繊維強化樹脂で形成したため、全体として車両１の軽量化を図ることが可能となる。さらに、防音材・防振材としても機能するため、車室内に対する防音・防振効果もある。
また、例えば、フロントピラー部１０に対して、前方から瞬間的な力があった場合、フロントピラー部１０の折曲に対する強度および伝達を行う剛性が両立していないと、フロントピラー部１０へかかる力がうまく伝達されず、また不十分な強度であることから、折れ曲がる可能性がある。しかし、本実施形態によれば、強度と剛性を両立するように強化樹脂を設計することで、フロントピラーへかかる力をうまく他の部材へと伝達し、折れ曲がらないようにすることができる。
さらに、前方からの力に対して、バンパー、左右前輪の内側に１本ずつ配置されるフロントサイドメンバーを伝達した力は、フロントピラー部１０とフロントサイドメンバーが結合するスティフナーを伝達し、フロントピラー部１０、サイドシル部１３、センタートンネルなどへ分散される。これにより、前方からの力の全てを車両前部で受けるのではなく、後方へ逃がすことができる。
上述したような外部からの力の伝達や、外部からの力に対抗するための強度が必要な交差部、例えば、図１で説明したフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３だけでなく、フロントサイドメンバー、スティフナー、センタートンネルにおける屈曲部や交差部に対しても、本発明を適用することが可能である。また、サイドシルとトルクボックス、サイドシルとＡピラー、サイドシルとＢピラー、サイドシルとクロスメンバ、Ａピラーとアッパフレーム、Ａピラー（またはサイドパネル）とフロントルーフレール（横方向横断部材）、サイドパネルとルーフセンターブレース（横方向横断部材）、Ｃ／Ｄピラー（またはサイドパネル）とリアルーフレール（横方向横断部材）に対しても、本発明を適用することが可能である。
また、これら交差部での接合部分において間隙がある場合には、その間隙に炭素繊維強化樹脂からなる補強部材を挿入し、補強部材を介して接続することで、要求される強度と剛性にするように調節することも可能になる。
ここで、本発明の基本的な実施形態では、炭素繊維強化樹脂（CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics）を用いたが、繊維強化樹脂（FRP:Fiber Reinforced Plastics）、炭素繊維強化熱硬化性樹脂（CFRTS:Carbon Fiber Reinforced Thermosets）、炭素繊維強化熱可塑性樹脂（CFRTP:Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics）であってもよい。これらは、部位に要求される強度特性や剛性特性、その他の条件に応じて使用することが可能である。
また、本発明の基本的な実施形態では、補強部材２０は立体構造であり、中身も炭素繊維強化樹脂で詰まった状態の構造としたが、中身を炭素繊維強化樹脂とするのではなく、発泡剤を充填させた構造などでもよい。これにより、より防音効果や防振効果がある発泡剤を選択することも可能である。
続いて、本発明の具体的な実施形態を、図に基いて説明する。図３は、本発明の第１実施形態における車両の骨格の一部拡大断面斜視図である。
断面がコの字形状であるフロントピラーアウター部１０Ａの屈曲部に、フロントピラーアウター部１０Ａに嵌め合う大きさの補強部材２０を嵌める。補強部材２０は、炭素繊維強化樹脂で形成されている。補強部材２０は、フロントピラーアウター部１０Ａのすべてに渡って設ける必要はなく、要求される強度と剛性に応じた長さで、屈曲部に配置される。
［第１実施形態］
図４は、図３におけるＸ方向から見た本発明の第１実施形態における車両の骨格の一部拡大断面の説明図である。図４で示すように、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２０は、フロントピラーアウター部１０Ａの内壁に、補強部材２０の一部を接するくらいに配置し、フロントピラーアウター部１０Ａの外側への凸部に対しては、空間を設けた状態で配置する。
図４は、図３におけるＸ方向から見た本発明の第１実施形態における車両の骨格の一部拡大断面の説明図である。図４で示すように、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２０は、フロントピラーアウター部１０Ａの内壁に、補強部材２０の一部を接するくらいに配置し、フロントピラーアウター部１０Ａの外側への凸部に対しては、空間を設けた状態で配置する。
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態における車両の骨格の一部拡大透視図および断面の説明図である。図５において、右図は、左図の１点鎖線での断面図である。図５は、車両１の骨格における屈曲部３１であって、アウター部材３２とインナー部材３３が嵌め合い、管状になった部材の中空空間内に、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２１が配置されていることを示す。
図５は、本発明の第２実施形態における車両の骨格の一部拡大透視図および断面の説明図である。図５において、右図は、左図の１点鎖線での断面図である。図５は、車両１の骨格における屈曲部３１であって、アウター部材３２とインナー部材３３が嵌め合い、管状になった部材の中空空間内に、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２１が配置されていることを示す。
この配置において、補強部材２１は、アウター部材３２とインナー部材３３によって作られる管状の中空空間内、つまりアウター部材３２とインナー部材３３の内側に接するくらいの形状とする。補強部材２１は、アウター部材３２とインナー部材３３によって作られる管状の中空空間内に、アウター部材３２とインナー部材３３の内側に接するくらいの隙間で設けられる。このとき、補強部材２１は、アウター部材３２またはインナー部材３３に対して接着剤やネジなどで接合しても、接合しなくてもよい。
なお、部材に対して衝撃があった際には、補強部材２１と、アウター部材３２およびインナー部材３３の間の隙間はなくなり、衝撃による力は伝達する。
［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態における車両の骨格の一部拡大透視図および断面の説明図である。図６において、右図は左図の２点鎖線での断面図であり、下図は左図の鎖線での断面の説明図である。図６は、車両１の骨格における屈曲部３１であって、アウター部材３２とインナー部材３３が嵌め合い、管状になった部材の中空空間内に、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２２が配置されていることを示す。
図６は、本発明の第３実施形態における車両の骨格の一部拡大透視図および断面の説明図である。図６において、右図は左図の２点鎖線での断面図であり、下図は左図の鎖線での断面の説明図である。図６は、車両１の骨格における屈曲部３１であって、アウター部材３２とインナー部材３３が嵌め合い、管状になった部材の中空空間内に、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２２が配置されていることを示す。
この配置において、補強部材２２は、アウター部材３２とインナー部材３３によって作られる管状の中空空間内、つまりアウター部材３２とインナー部材３３の内側に接するくらいの形状とするが、一部、外側の角部に空間を設けるような形状にする。補強部材２２は１つの部材によって、または複数の部材が交わることによって形成される屈曲部の中空空間内に設けられ、かつ、補強部材２２は屈曲部が作る外角部位において、アウター部材３２とインナー部材３３によって作られる管状の内壁との間に空間を設けるように形成する。このとき、補強部材２２は、アウター部材３２またはインナー部材３３に対して接着剤やネジなどで接合しても、接合しなくてもよい。ここで、補強部材を設ける部位は、１つの部材によって、または複数の部材が交わることによって形成される屈曲部であってもよい。
なお、部材に対して衝撃があった際には、補強部材２２と、アウター部材３２およびインナー部材３３の間の隙間はなくなり、衝撃による力は伝達する。
［第４実施形態］
図７は、本発明の第４実施形態における車両の骨格の一部拡大透視図である。図７は、車両１の骨格における屈曲部３４であって、アウター部材とインナー部材が嵌め合い、管状になった部材の中空空間内に、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２３が配置されていることを示す。
図７は、本発明の第４実施形態における車両の骨格の一部拡大透視図である。図７は、車両１の骨格における屈曲部３４であって、アウター部材とインナー部材が嵌め合い、管状になった部材の中空空間内に、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２３が配置されていることを示す。
この配置において、補強部材２３は、アウター部材とインナー部材によって作られる管状の中空空間内の形状に忠実に沿って、つまりアウター部材とインナー部材の内側に接するくらいの形状とする。このとき、補強部材２３は、アウター部材またはインナー部材に対して接着剤やネジなどで接合しても、接合しなくてもよい。
なお、部材に対して衝撃があった際には、補強部材２３と、アウター部材およびインナー部材の間の隙間はなくなり、衝撃による力は伝達する。
［第５実施形態］
図８は、本発明の第５実施形態における車両の骨格の一部拡大透視図である。図８は、車両１の骨格における２つの部材が接合する部分であって、第１部材３５と第２部材３６が炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２４を介して接続されていることを示す。
図８は、本発明の第５実施形態における車両の骨格の一部拡大透視図である。図８は、車両１の骨格における２つの部材が接合する部分であって、第１部材３５と第２部材３６が炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材２４を介して接続されていることを示す。
第１部材３５と第２部材３６は各々、補強部材２４と結合される。このように接続することで、２つの部材が接合する部分の強度および剛性を、補強部材２４によって調整することができる。
［第６実施形態］
図９は、本発明の第６実施形態に係る車両の一部拡大分解図である。側面構造体１００は、連続的に形成されたアウタパネルである。側面構造体１００は、例えばフロントピラーアウター部、ルーフピラーアウター部、センターピラーアウター部、サイドシルアウター部を連続的に形成したものである。側面構造体１００は、メタルなどの金属材料から構成される。第６実施形態では、この側面構造体１００の屈曲部に補強部材２０を設けた。
図９は、本発明の第６実施形態に係る車両の一部拡大分解図である。側面構造体１００は、連続的に形成されたアウタパネルである。側面構造体１００は、例えばフロントピラーアウター部、ルーフピラーアウター部、センターピラーアウター部、サイドシルアウター部を連続的に形成したものである。側面構造体１００は、メタルなどの金属材料から構成される。第６実施形態では、この側面構造体１００の屈曲部に補強部材２０を設けた。
金属材料から成る側面構造体１００に対して、側面構造体１００の屈曲部に補強部材２０を設けたので、補強部材２０のある屈曲部に与えられた力を、金属材料から成る連続的に形成された側面構造体１００に伝達させ、より力を分散させることが可能となる。また、側面構造体１００が連続的に形成されているので、剛性や強度も向上する。
［第７実施形態］
図１０は、本発明の第７実施形態における車両の骨格の一部拡大断面斜視図である。図１０は、車両１の骨格における屈曲部１３０であって、アウター部材とインナー部材が嵌め合い、管状になった部材の中空空間内に、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材１２０が配置されていることを示す。屈曲部１３０に対して、図面上、上方向への延設部分と右方向への延設部分の管状になった部材の中空空間内には、金属材料からなる上側金属補強部材１４０と金属材料からなる右側金属補強部材１４１が配置されている。上側金属補強部材１４０および右側金属補強部材１４１は、補強部材１２０と接合されている。本実施形態では、立体構造であり、中身も炭素繊維強化樹脂で詰まった状態の構造を持つ補強部材１２０に対して、板材からなる上側金属補強部材１４０が補強部材１２０の上部の外側周囲から嵌め合うように接続され、右側金属補強部材１４１が補強部材１２０の右部の外側周囲から嵌め合うように接合される。補強部材１２０は、その端において金属製の金属補強部材（上側金属補強部材１４０と右側金属補強部材１４１）と接合し、補強部材１２０を介して金属補強部材（上側金属補強部材１４０と右側金属補強部材１４１）同士が接続されている
図１０は、本発明の第７実施形態における車両の骨格の一部拡大断面斜視図である。図１０は、車両１の骨格における屈曲部１３０であって、アウター部材とインナー部材が嵌め合い、管状になった部材の中空空間内に、炭素繊維強化樹脂で形成した補強部材１２０が配置されていることを示す。屈曲部１３０に対して、図面上、上方向への延設部分と右方向への延設部分の管状になった部材の中空空間内には、金属材料からなる上側金属補強部材１４０と金属材料からなる右側金属補強部材１４１が配置されている。上側金属補強部材１４０および右側金属補強部材１４１は、補強部材１２０と接合されている。本実施形態では、立体構造であり、中身も炭素繊維強化樹脂で詰まった状態の構造を持つ補強部材１２０に対して、板材からなる上側金属補強部材１４０が補強部材１２０の上部の外側周囲から嵌め合うように接続され、右側金属補強部材１４１が補強部材１２０の右部の外側周囲から嵌め合うように接合される。補強部材１２０は、その端において金属製の金属補強部材（上側金属補強部材１４０と右側金属補強部材１４１）と接合し、補強部材１２０を介して金属補強部材（上側金属補強部材１４０と右側金属補強部材１４１）同士が接続されている
車両１の骨格における屈曲部１３０において、炭素繊維強化樹脂から成る補強部材１２０を設け、両端が金属材料から成る金属補強部材の上側金属補強部材１４０と右側金属補強部材１４１で構成されるので、屈曲部１３０の強度と剛性がより向上する。
次に本発明に係る車両の補強部材の他の実施形態について説明する。図１１，１２は、本発明の他の実施形態を示している。図１１，１２に基いて本発明の他の実施形態について説明する。図１１は、本発明の他の実施形態に係る車両である。図１と同一の構成については同一の符号を用い、適宜説明を省略する。
各部材はさらに複数の部材から構成されており、例えば、インナー部材とアウター部材を結合したものや、インナー部材とアウター部材の間にリンフォース（補強部材）を挿入し結合したものがある。本実施形態では、このリンフォースが炭素繊維強化樹脂で形成されている。
図１２は、本発明の他の実施形態に係る車両のＬ−Ｌ断面の説明図である。図１１の車両１におけるＬ−Ｌ断面図である。インナー部材としてのピラーセンターインナー１２１とアウター部材としてのパネルサイドアウター１２２が結合されている。ピラーセンターインナー１２１とパネルサイドアウター１２２の間に補強部材として、リンフォースピラーセンターアウター１２３とリンフォースピラーセンターアウター１２４が形成される。
リンフォースピラーセンターアウター１２３とリンフォースピラーセンターアウター１２４は、炭素繊維強化樹脂で形成されている。また、パネルサイドアウター１２２はメタルなどの金属材料で形成されている。
ピラーセンターインナー１２１とパネルサイドアウター１２２は、端部において、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
上記のように構成したので、炭素繊維強化樹脂で形成された各部のインナー部材とアウター部材の間に挿入されるリンフォース（補強部材）により、衝突に対する強度を好適に保つことが可能となる。また、炭素繊維強化樹脂特有の剛性により、荷重に対する伝達を好適に行うことができる。
このため、衝突安全性と操縦安定性を両立することが可能となる。また、従来、鋼板、鉄板、アルミなどを使用していたリンフォースを、軽量な炭素繊維強化樹脂で形成したため、全体として車両１の軽量化を図ることが可能となる。
また、例えば、フロントピラー部１０に対して、前方から瞬間的な力があった場合、フロントピラー部１０の折曲に対する強度および伝達を行う剛性が両立していないと、フロントピラー部１０へかかる力がうまく伝達されず、また不十分な強度であることから、折れ曲がる可能性がある。しかし、本実施形態によれば、強度と剛性を両立するように強化樹脂を設計することで、フロントピラー部１０へかかる力をうまく伝達し、折れ曲がらないようにすることができる。
さらに、前方からの力に対して、バンパー、左右前輪の内側に１本ずつ配置されるフロントサイドメンバーを伝達した力は、フロントピラー部１０とフロントサイドメンバーが結合するスティフナーを伝達し、フロントピラー部１０、サイドシル部１３、センタートンネルなどへ分散される。これにより、前方からの力を、その全てを車両前部で受けるのではなく、後方へ逃がすことができる。
上述したような外部からの力の伝達や、外部からの力に対抗するための強度が必要な部材、例えば、図１で説明したフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３だけでなく、フロントサイドメンバー、スティフナー、センタートンネルに対しても、本発明を適用することが可能である。また、サイドシルとトルクボックス、サイドシルとＡピラー、サイドシルとＢピラー、サイドシルとクロスメンバ、Ａピラーとアッパフレーム、Ａピラー（またはサイドパネル）とフロントルーフレール（横方向横断部材）、サイドパネルとルーフセンターブレース（横方向横断部材）、Ｃ／Ｄピラー（またはサイドパネル）とリアルーフレール（横方向横断部材）に対しても、本発明を適用することが可能である。
また、これらの部材の接合部分や接合部分において間隙がある場合には、その間隙に補強的に炭素繊維強化樹脂を挿入することで、要求される強度と剛性にするように調節することが可能になる。
なお、通常、車両の骨格は、複数の強度・剛性を持った鋼板で構成される。これは、引っ張り強度に応じた複数種類の高張力鋼や超高張力鋼を使用し、衝突安全基準を満たすためである。
一方、製造工場の事情や環境により複数種類の高張力鋼や超高張力鋼の入手が難しいときに、本発明を用いることができる。つまり、少数種類の高張力鋼や超高張力鋼に対して、本実施形態のリンフォースを使用することで、車両の骨格の各部位に要求される強度および剛性を満たすように設計することが可能となる。
強度および剛性の調整は、本実施形態の金属で形成されるパネルサイドアウター１２２の厚さ、材料や炭素繊維強化樹脂から成るリンフォースの厚さや樹脂を製造・加工する際の繊維の方向、合成する材料などを変更することで行うことができる。
本発明をこのように実施することで、少数種類の鋼板しか入手できない状況、すなわち要求される強度などを満たす複数種類の鋼板が入手できない条件下であっても、炭素繊維強化樹脂から成るリンフォースにより、要求される強度および剛性を満たすことができる。
ここで、本発明の基本的な実施形態では炭素繊維強化樹脂（CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics）を用いたが、繊維強化樹脂（FRP:Fiber Reinforced Plastics）、炭素繊維強化熱硬化性樹脂（CFRTS:Carbon Fiber Reinforced Thermosets）、炭素繊維強化熱可塑性樹脂（CFRTP:Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics）であってもよい。これらは、部位に要求される特性やその他の条件に応じて使用することが可能である。
続いて、本発明の第８〜第１７の具体的な実施形態を、図１３〜図２２に基いて説明する。
［第８実施形態］
図１３は、本発明の第８実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
［第８実施形態］
図１３は、本発明の第８実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図１３は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル２００Aおよびインナーパネル２００Iと、凹型に、アウターパネル２００Aに沿って形成された炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２００Lで構成されている。
アウターパネル２００A、インナーパネル２００I、リンフォース２００Lは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２００Lを通してリニアに伝達する。また、強度が高く、軽くなる。
［第９実施形態］
次に、図１４に基いて本発明の第９実施形態を説明する。図１４は、本発明の第９実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図１４に基いて本発明の第９実施形態を説明する。図１４は、本発明の第９実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図１４は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル２００Aと、凸型に形成されたインナーパネル２０１Iおよび凸型でインナーパネル２００Iに沿って形成される、炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２０１Lで構成されている。
アウターパネル２００A、インナーパネル２００I、リンフォース２０１Lは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２０１Lを通してリニアに伝達する。また、強度が高く、軽くなる。
［第１０実施形態］
次に、図１５に基いて本発明の第１０実施形態を説明する。図１５は、本発明の第１０実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図１５に基いて本発明の第１０実施形態を説明する。図１５は、本発明の第１０実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図１５は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル２００Aと、凸型のインナーパネル２００I、これらの間に形成された凹型でアウターパネル２００Aに沿って形成される、炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２０２Lおよび型でインナーパネル２００Iに沿って形成される、炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２０２L’で構成されている。
アウターパネル２００A、インナーパネル２００I、リンフォース２０２L、リンフォース２０２L’は、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２０２L、リンフォース２０２L’を通してリニアに伝達する。
［第１１実施形態］
次に、図１６に基いて本発明の第１１実施形態を説明する。図１６は、本発明の第１１実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図１６に基いて本発明の第１１実施形態を説明する。図１６は、本発明の第１１実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図１６は、車両１のセンターピラー部１２などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料などから成るアウターパネル２００Aと、シートベルトリトラクタ３００を保持するように設けられたインナーパネル２０１Iと、インナーパネル２０１Iの端部からアウターパネル２００A側へ凹型に形成されたリンフォース２０３Lで構成されている。
アウターパネル２００Aおよびインナーパネル２０１Iと、インナーパネル２０１Iおよびリンフォース２０３Lは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２０３Lを通してリニアに伝達する。また、強度が高く、軽くなる。
［第１２実施形態］
次に、図１７に基いて本発明の第１２実施形態を説明する。図１７は、本発明の第１２実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図１７に基いて本発明の第１２実施形態を説明する。図１７は、本発明の第１２実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図１７は、車両１のセンターピラー部１２などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料などから成るアウターパネル２００Aと、インナーパネル２０２I，２０３Iと、インナーパネル２０２Iの端部から口型に形成されたリンフォース２０４Lで構成されている。
アウターパネル２００Aおよびインナーパネル２０２I，２０３Iと、インナーパネル２０２Iおよびリンフォース２０４Lは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２０４Lを通してリニアに伝達する。また、強度が高く、軽くなる。
［第１３実施形態］
次に、図１８に基いて本発明の第１３実施形態を説明する。図１８は、本発明の第１３実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図１８に基いて本発明の第１３実施形態を説明する。図１８は、本発明の第１３実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図１８は、車両１のセンターピラー部１２などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料などから成るアウターパネル２００Aと、インナーパネル２０４I，２０５Iと、インナーパネル２０４Iの端部と結合したリンフォース２０５Lで構成されている。
アウターパネル２００Aおよびインナーパネル２０４Iと、インナーパネル２０４Iおよびリンフォース２０５Lは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２０５Lを通してリニアに伝達する。また、強度が高く、軽くなる。
［第１４実施形態］
次に、図１９に基いて本発明の第１４実施形態を説明する。図１９は、本発明の第１４実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図１９に基いて本発明の第１４実施形態を説明する。図１９は、本発明の第１４実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図１９は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル２００Aと、凸状であり、板状でインナー側からアウター側へ同一の厚みで、同一の長さで突設して設けられたリブ２１０Rを備えたリンフォース２１０Lで構成されている。
アウターパネル２００A、インナーパネル２００I、リンフォース２１０Lは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２１０Lを通してリニアに伝達する。また、リブ２１０Rが衝撃吸収部材として機能するので、強度が非常に高くなる。
リブ２１０Rは、その板状の部材それぞれの長さを異ならしめてもよく、また、板厚をインナー側からアウター側へ延びるに従い、厚さが薄くなっているようにしてもよい。このようにすることで、リブ２１０Rがリンフォース２１０Lに対して突設して延びる方向からの力に対する衝突強度を調整することができる。
［第１５実施形態］
次に、図２０に基いて本発明の第１５実施形態を説明する。図２０は、本発明の第１５実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図２０に基いて本発明の第１５実施形態を説明する。図２０は、本発明の第１５実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図２０は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル２００Aと、凸型のインナーパネル２００Iと、凸型であり、板状でインナー側からアウター側へ同一の厚みで、同一の長さで突設して設けられたリブ２１１Rとこれに直交するように設けられたリブ２１１Cからなる格子状のリブを備えたリンフォース２１１Lで構成されている。
アウターパネル２００A、インナーパネル２００I、リンフォース２１１Lは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２１１Lを通してリニアに伝達する。また、リブ２１１R，２１１Cが衝撃吸収部材として機能するので、強度が非常に高くなる。
リブ２１１R，２１１Cは、その板状の部材それぞれの長さを異ならしめてもよく、また、リブ２１１Rの板厚をインナー側からアウター側へ延びるに従い、厚さが薄くなっているようにしてもよい。このようにすることで、リブ２１１Rが延びる方向からの力に対する衝突強度を調整することができる。
［第１６実施形態］
次に、図２１に基いて本発明の第１６実施形態を説明する。図２１は、本発明の第１６実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図２１に基いて本発明の第１６実施形態を説明する。図２１は、本発明の第１６実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図２１は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル２００Aと、凸型のインナーパネル２００Iと、凹状であって、板状でインナー側からアウター側へ同一の厚み同一の長さで突設して設けられたリブ２１２Rを備えたリンフォース２１２Lで構成されている。
アウターパネル２００A、インナーパネル２００I、リンフォース２１２Lは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２１２Lを通してリニアに伝達する。また、リブ２１２Rが衝撃吸収部材として機能するので、強度が非常に高くなる。
リブ２１２Rは、その板状の部材それぞれの長さを異ならしめてもよく、また、板厚をインナー側からアウター側へ延びるに従い、厚さが薄くなっているようにしてもよい。このようにすることで、リブ２１２Rが延びる方向からの力に対する衝突強度を調整することができる。
［第１７実施形態］
次に、図２２に基いて本発明の第１７実施形態を説明する。図２２は、本発明の第１７実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図２２に基いて本発明の第１７実施形態を説明する。図２２は、本発明の第１７実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図２２は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル２００Aと、凸型のインナーパネル２００Iと、凹状であって、板状でインナー側からアウター側へ同一の厚み同一の長さで突設して設けられたリブ２１３Rとこれに直交するように設けられたリブ２１３Cからなる格子状のリブを備えたリンフォース２１３Lで構成されている。
アウターパネル２００A、インナーパネル２００I、リンフォース２１３Lは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るリンフォース２１３Lを通してリニアに伝達する。また、リブ２１３R，２１３Cが衝撃吸収部材として機能するので、強度が非常に高くなる。
リブ２１３R，２１３Cは、その板状の部材それぞれの長さを異ならしめてもよく、また、リブ２１３Rの板厚をインナー側からアウター側へ延びるに従い、厚さが薄くなっているようにしてもよい。このようにすることで、リブ２１３Rが延びる方向からの力に対する衝突強度を調整することができる。
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、様々な変化した構造、構成であっても良い。例えば、フランジがない炭素繊維強化樹脂から成るリンフォースを利用してもよい。また、本発明は、車両のみならず、飛行機の翼や船などにも適用可能である。
次に本発明に係る車両の補強部材の別の実施形態について説明する。図２３，２４は、本発明の別の実施形態を示している。図２３，２４に基いて本発明の別の実施形態について説明する。図２３は、本発明の別の実施形態に係る車両である。図１と同一の構成については同一の符号を用い、適宜説明を省略する。
各部材はさらに複数の部材から構成されており、例えば、インナー部材とアウター部材を結合したものや、インナー部材とアウター部材の間にリンフォースを挿入し結合したものがある。本実施形態では、このインナー部材が炭素繊維強化樹脂で形成されている。
図２４は、本発明の別の実施形態に係る車両のＬ−Ｌ断面の説明図である。図２３の車両１におけるＬ’−Ｌ’断面図である。ピラーセンターインナー３２１とパネルサイドアウター３２２が結合されている。ピラーセンターインナー３２１は、炭素繊維強化樹脂で形成されている。
ピラーセンターインナー３２１とパネルサイドアウター３２２は、端部において、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
図２５は、本発明の別の実施形態に係る車両の一部拡大分解図である。フロントピラー部３１０は、フロントピラーアウター部３１０Ａと、フロントピラーインナー部３１０Ｉと、フロントピラーインナーフロント部３１０ＩＦから構成されている。このうちフロントピラーインナー部３１０Ｉとフロントピラーインナーフロント部３１０ＩＦは、炭素繊維強化樹脂で形成されている。
ルーフピラー部１１は、ルーフピラーアウター部３１１Ａの一部と、センターピラーアウター部３１２Ａの一部と、ルーフピラーインナー部３１１Ｉから構成されている。このうちルーフピラーインナー部３１１Ｉは、炭素繊維強化樹脂で形成されている。
センターピラー部１２は、センターピラーアウター部３１２Ａと、センターピラーインナー部３１２Ｉから構成されている。センターピラーアウター部３１２Ａはメタルなどの金属材料から構成される。センターピラーインナー部３１２Ｉは、炭素繊維強化樹脂で形成されている。
サイドシル部１３は、サイドシルアウター部３１３Ａと、サイドシルインナー部３１３Ｉから構成されている。このうちサイドシルインナー部３１３Ｉは、炭素繊維強化樹脂で形成されている。
上記のように構成したので、炭素繊維強化樹脂で形成された各部のインナー部材により、衝突に対する強度を好適に保つことが可能となる。また、炭素繊維強化樹脂特有の剛性により、荷重に対する伝達を好適に行うことができる。
このため、衝突安全性と操縦安定性を両立することが可能となる。また、従来、鋼板、鉄板、アルミなどを使用していたインナー部材を、軽量な炭素繊維強化樹脂で形成したため、全体として車両１の軽量化を図ることが可能となる。
また、例えば、フロントピラー部１０に対して、前方から瞬間的な力があった場合、フロントピラー部１０の折曲に対する強度および伝達を行う剛性が両立していないと、フロントピラー部１０へかかる力がうまく伝達されず、また不十分な強度であることから、折れ曲がる可能性がある。しかし、本実施形態によれば、強度と剛性を両立するように強化樹脂を設計することで、フロントピラーへかかる力をうまく伝達し、折れ曲がらないようにすることができる。
さらに、前方からの力に対して、バンパー、左右前輪の内側に１本ずつ配置されるフロントサイドメンバーを伝達した力は、フロントピラー部１０とフロントサイドメンバーが結合するスティフナーを伝達し、フロントピラー部１０、サイドシル部１３、センタートンネルなどへ分散される。これにより、前方からの力を、その全てを車両前部で受けるのではなく、後方へ逃がすことができる。
上述したような外部からの力の伝達や、外部からの力に対抗するための強度が必要な部材、例えば、図１で説明したフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３だけでなく、フロントサイドメンバー、スティフナー、センタートンネルに対しても、本発明を適用することが可能である。また、サイドシルとトルクボックス、サイドシルとＡピラー、サイドシルとＢピラー、サイドシルとクロスメンバ、Ａピラーとアッパフレーム、Ａピラー（またはサイドパネル）とフロントルーフレール（横方向横断部材）、サイドパネルとルーフセンターブレース（横方向横断部材）、Ｃ／Ｄピラー（またはサイドパネル）とリアルーフレール（横方向横断部材）に対しても、本発明を適用することが可能である。
また、これらの部材の接合部分や接合部分において間隙がある場合には、その間隙に補強的に炭素繊維強化樹脂を挿入することで、要求される強度と剛性にするように調節することが可能になる。
なお、通常、車両の骨格は、複数の強度・剛性を持った鋼板で構成される。これは、引っ張り強度に応じた複数種類の高張力鋼や超高張力鋼を使用し、衝突安全基準を満たすためである。
一方、製造工場の事情や環境により複数種類の高張力鋼や超高張力鋼の入手が難しいときに、本発明を用いることができる。つまり、少数種類の高張力鋼や超高張力鋼に対して、本実施形態のインナー部材を使用することで、車両の骨格の各部位に要求される強度および剛性を満たすように設計することが可能となる。
強度および剛性の調整は、本実施形態の炭素繊維強化樹脂から成るインナー部材の厚さや樹脂を製造・加工する際の繊維の方向、合成する材料などを変更することで行うことができる。
本発明をこのように実施することで、少数種類の鋼板しか入手できない状況、すなわち要求される強度などを満たす複数種類の鋼板が入手できない条件下であっても、炭素繊維強化樹脂から成るインナー部材により、要求される強度および剛性を満たすことができる。
ここで、本発明の基本的な実施形態では炭素繊維強化樹脂（CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics）を用いたが、繊維強化樹脂（FRP:Fiber Reinforced Plastics）、炭素繊維強化熱硬化性樹脂（CFRTS:Carbon Fiber Reinforced Thermosets）、炭素繊維強化熱可塑性樹脂（CFRTP:Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics）であってもよい。これらは、部位に要求される特性やその他の条件に応じて使用することが可能である。
続いて、本発明の第１８〜第２５の具体的な実施形態を、図２６〜図３３に基いて説明する。
［第１８実施形態］
図２６は、本発明の第１８実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
［第１８実施形態］
図２６は、本発明の第１８実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図２６は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル４００Aと、凸型に形成された炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４００Iで構成されている。
アウターパネル４００Aと、インナーパネル４００Iは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４００Iを通してリニアに伝達する。また、強度が高く、軽くなる。
［第１９実施形態］
次に、図２７に基いて本発明の第１９実施形態を説明する。図２７は、本発明の第１９実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図２７に基いて本発明の第１９実施形態を説明する。図２７は、本発明の第１９実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図２７は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル４００Aと、凸型に形成された炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４０１Iおよび凹型でアウターパネル４００Aに沿って形成されるインナーパネル４０１I’で構成されている。
アウターパネル４００Aと、インナーパネル４０１I，４０１I’は、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４０１I，４０１I’を通してリニアに伝達する。また、強度が高く、軽くなる。
［第２０実施形態］
次に、図２８に基いて本発明の第２０実施形態を説明する。図２８は、本発明の第２０実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図２８に基いて本発明の第２０実施形態を説明する。図２８は、本発明の第２０実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図２８は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル４００Aと、凹型でアウターパネル４００Aに沿って形成されるインナーパネル４０２Iで構成されている。
アウターパネル４００Aと、インナーパネル４０２Iは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４０２Iを通してリニアに伝達する。また、リンフォースなどが不要になるため、軽くなる。
［第２１実施形態］
次に、図２９に基いて本発明の第２１実施形態を説明する。図２９は、本発明の第２１実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図２９に基いて本発明の第２１実施形態を説明する。図２９は、本発明の第２１実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図２９は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル４００Aと、アウターパネル４００Aの端部よりも少し外側に凹型に形成されるインナーパネル４０３Iで構成されている。
アウターパネル４００Aと、インナーパネル４０３Iは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４０３Iを通してリニアに伝達する。また、強度が高く、軽くなる。
［第２２実施形態］
次に、図３０に基いて本発明の第２２実施形態を説明する。図３０は、本発明の第２２実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図３０に基いて本発明の第２２実施形態を説明する。図３０は、本発明の第２２実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図３０は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル４００Aと、凸状であり、板状でインナー側からアウター側へ同一の厚みで、同一の長さで突設して設けられたリブ４０４ILを備えたインナーパネル４０４Iで構成されている。
アウターパネル４００Aと、インナーパネル４０４Iは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４０４Iを通してリニアに伝達する。また、リブ４０４ILが衝撃吸収部材として機能するので、強度が非常に高くなる。
リブ４０４ILは、その板状の部材それぞれの長さを異ならしめてもよく、また、板厚をインナー側からアウター側へ延びるに従い、厚さが薄くなっているようにしてもよい。このようにすることで、リブ４０４ILがインナーパネル４０４Iに対して突設して延びる方向からの力に対する衝突強度を調整することができる。
［第２３実施形態］
次に、図３１に基いて本発明の第２３実施形態を説明する。図３１は、本発明の第２３実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図３１に基いて本発明の第２３実施形態を説明する。図３１は、本発明の第２３実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図３１は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル４００Aと、凸状であり、板状でインナー側からアウター側へ同一の厚みで、同一の長さで突設して設けられたリブ４０５ILとこれに直交するように設けられたリブ４０５ICからなる格子状のリブを備えたインナーパネル４０５Iで構成されている。
アウターパネル４００Aと、インナーパネル４０５Iは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４０５Iを通してリニアに伝達する。また、リブ４０５IL，４０５ICが衝撃吸収部材として機能するので、強度が非常に高くなる。
リブ４０５IL，４０５ICは、その板状の部材それぞれの長さを異ならしめてもよく、また、リブ４０５ILの板厚をインナー側からアウター側へ延びるに従い、厚さが薄くなっているようにしてもよい。このようにすることで、リブ４０５ILが延びる方向からの力に対する衝突強度を調整することができる。
［第２４実施形態］
次に、図３２に基いて本発明の第２４実施形態を説明する。図３２は、本発明の第２４実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図３２に基いて本発明の第２４実施形態を説明する。図３２は、本発明の第２４実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図３２は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル４００Aと、凹状で板状でインナー側からアウター側へ同一の厚みで、同一の長さで突設して設けられたリブ４０６ILを備えたインナーパネル４０６Iで構成されている。
アウターパネル４００Aと、インナーパネル４０６Iは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４０６Iを通してリニアに伝達する。また、リブ４０６ILが衝撃吸収部材として機能するので、強度が非常に高くなる。
リブ４０６ILは、その板状の部材それぞれの長さを異ならしめてもよく、また、板厚をインナー側からアウター側へ延びるに従い、厚さが薄くなっているようにしてもよい。このようにすることで、リブ４０６ILが延びる方向からの力に対する衝突強度を調整することができる。
［第２５実施形態］
次に、図３３に基いて本発明の第２５実施形態を説明する。図３３は、本発明の第２５実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
次に、図３３に基いて本発明の第２５実施形態を説明する。図３３は、本発明の第２５実施形態における車両の一部拡大断面の説明図である。
図３３は、車両１のフロントピラー部１０、ルーフピラー部１１、センターピラー部１２、サイドシル部１３などの部材の断面の説明図である。凹型に形成されたメタルなどの金属材料から成るアウターパネル４００Aと、凹状であり、板状でインナー側からアウター側へ同一の厚みで、同一の長さで突設して設けられたリブ４０７ILとこれに直交するように設けられたリブ４０７ICからなる格子状のリブを備えたインナーパネル１０７Iで構成されている。
アウターパネル４００Aと、インナーパネル４０７Iは、接着剤、ねじ、リベット、または樹脂で固めて接合されている。
このように構成することで、力が炭素繊維強化樹脂から成るインナーパネル４０７Iを通してリニアに伝達する。また、リブ４０７IL，４０７ICが衝撃吸収部材として機能するので、強度が非常に高くなる。
リブ４０７IL，４０７ICは、その板状の部材それぞれの長さを異ならしめてもよく、また、リブ４０７ILの板厚をインナー側からアウター側へ延びるに従い、厚さが薄くなっているようにしてもよい。このようにすることで、リブ４０７ILが延びる方向からの力に対する衝突強度を調整することができる。
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、様々な変化した構造、構成であっても良く、車両のみならず、飛行機の翼や船などにも適用可能である。
＜実施形態の構成及び効果＞
本実施形態における車両は、複数の部材からなるモノコック構造を有する車両であって、複数の部材のうち２つの部材が交差する部分または１つの部材の屈曲部に強化樹脂からなる補強部材を設けている。
上記のように構成したことで、２つの部材が交差する部分または１つの部材の屈曲部での強度と剛性を適度に設計し、衝突安全性と操作安定性の両立が可能となり、更なる強度が得られる。
本実施形態における車両は、複数の部材からなるモノコック構造を有する車両であって、複数の部材のうち２つの部材が交差する部分または１つの部材の屈曲部に強化樹脂からなる補強部材を設けている。
上記のように構成したことで、２つの部材が交差する部分または１つの部材の屈曲部での強度と剛性を適度に設計し、衝突安全性と操作安定性の両立が可能となり、更なる強度が得られる。
本実施形態における車両は、２つの部材が交差する部分を補強部材を介して接続する。
上記のように構成したことで、２つの部材が交差する部分での強度特性および剛性特性を向上し、衝突安全性と操縦安定性の両立ができる。
本実施形態における車両は、補強部材が立体構造である。
上記のように構成したことで、強度と剛性を適度に設計し、さらに振動などにより発生する騒音の防音や、防振が可能となる。
上記のように構成したことで、２つの部材が交差する部分での強度特性および剛性特性を向上し、衝突安全性と操縦安定性の両立ができる。
本実施形態における車両は、補強部材が立体構造である。
上記のように構成したことで、強度と剛性を適度に設計し、さらに振動などにより発生する騒音の防音や、防振が可能となる。
本実施形態における車両は、部材がアウター部材とインナー部材から構成され、補強部材がアウター部材とインナー部材によって作られる管状の中空空間内に、アウター部材とインナー部材の内側に接するくらいの隙間で設けられる。
上記のように構成したことで、補強部材と、アウター部材およびインナー部材の間の隙間はなくなり、衝撃による力は伝達する。
上記のように構成したことで、補強部材と、アウター部材およびインナー部材の間の隙間はなくなり、衝撃による力は伝達する。
本実施形態における車両は、補強部材は１つの部材によって、または複数の部材が交わることによって形成される屈曲部の中空空間内に設けられ、かつ、補強部材は屈曲部が作る外角部位において、部材との間に空間を設けるように形成する。
上記のように構成したことで、補強部材と、アウター部材およびインナー部材の間の隙間はなくなり、衝撃による力は伝達し、空間があることにより、衝撃の伝達をコントロールできる。
上記のように構成したことで、補強部材と、アウター部材およびインナー部材の間の隙間はなくなり、衝撃による力は伝達し、空間があることにより、衝撃の伝達をコントロールできる。
本実施形態における車両は、補強部材がアウター部材とインナー部材によって作られる管状の中空空間内の形状に忠実に沿って形成する。
上記のように構成したことで、補強部材と、アウター部材およびインナー部材の間の隙間はなくなり、衝撃による力は伝達する。
上記のように構成したことで、補強部材と、アウター部材およびインナー部材の間の隙間はなくなり、衝撃による力は伝達する。
本実施形態における車両は、アウター部材が金属である。
上記のように構成したことで、車両の強度が向上する。
上記のように構成したことで、車両の強度が向上する。
本実施形態における車両は、補強部材が、その端において金属製の金属補強部材と接合し、補強部材を介して金属補強部材同士が接続されている。
上記のように構成したことで、強度と剛性の両立が可能となる。
上記のように構成したことで、強度と剛性の両立が可能となる。
さらに、本実施形態における車両は、補強部材の強化樹脂が繊維強化樹脂または炭素繊維強化樹脂である。
上記のように構成したことで、強度と剛性を適度に設計し、衝突安全性と操作安定性の両立が可能となる。
上記のように構成したことで、強度と剛性を適度に設計し、衝突安全性と操作安定性の両立が可能となる。
＜定義等＞
本発明の強化樹脂とは、繊維強化樹脂、炭素繊維強化樹脂、炭素繊維強化熱硬化性樹脂、炭素繊維強化熱可塑性樹脂などをいう。
本発明の強化樹脂とは、繊維強化樹脂、炭素繊維強化樹脂、炭素繊維強化熱硬化性樹脂、炭素繊維強化熱可塑性樹脂などをいう。
１ 車両
１０，３１０ フロントピラー部
１０Ａ，３１０Ａ フロントピラーアウター部
１１ ルーフピラー部
１１Ａ，３１１Ａ ルーフピラーアウター部
１２ センターピラー部
１２Ａ，３１２Ａ センターピラーアウター部
１３ サイドシル部
１３Ａ，３１３Ａ サイドシルアウター部
２０，２１，２２，２３，２４，１２０ 補強部材
３１，３４，１３０ 屈曲部
３２ アウター部材
３３ インナー部材
３５ 第１部材
３６ 第２部材
１００ 側面構造体
１０７I，２００I，２０１I，２０２I，２０３I，２０２I，２０４I，２０４I，２０５I，４００I，４０１I，４０１I，４０１I，４０２I，４０３I，４０４I，４０５I，４０６I，４０７I インナーパネル
１２１，３２１ ピラーセンターインナー
１２２，３２２ パネルサイドアウター
１２３，１２４ リンフォースピラーセンターアウター
１４０ 上側金属補強部材
１４１ 右側金属補強部材
２００A，４００A アウターパネル
２００L，２０１L，２０２L，２０３L，２０４L，２０５L，２１０L，２１１L，２１２L，２１３L リンフォース
２１０R，２１１C，２１１R，２１１R，２１１C，２１２R，２１３C，２１３R，２１３C，２１３R，４０４IL，４０５IC，４０５IL，４０５IC，４０５IL，４０６IL，４０７IC，４０７IL，４０７IL，４０７IC リブ
３００ シートベルトリトラクタ
３１０Ｉ フロントピラーインナー部
３１０ＩＦ フロントピラーインナーフロント部
３１１Ｉ ルーフピラーインナー部
３１２Ｉ センターピラーインナー部
３１３Ｉ サイドシルインナー部
１０，３１０ フロントピラー部
１０Ａ，３１０Ａ フロントピラーアウター部
１１ ルーフピラー部
１１Ａ，３１１Ａ ルーフピラーアウター部
１２ センターピラー部
１２Ａ，３１２Ａ センターピラーアウター部
１３ サイドシル部
１３Ａ，３１３Ａ サイドシルアウター部
２０，２１，２２，２３，２４，１２０ 補強部材
３１，３４，１３０ 屈曲部
３２ アウター部材
３３ インナー部材
３５ 第１部材
３６ 第２部材
１００ 側面構造体
１０７I，２００I，２０１I，２０２I，２０３I，２０２I，２０４I，２０４I，２０５I，４００I，４０１I，４０１I，４０１I，４０２I，４０３I，４０４I，４０５I，４０６I，４０７I インナーパネル
１２１，３２１ ピラーセンターインナー
１２２，３２２ パネルサイドアウター
１２３，１２４ リンフォースピラーセンターアウター
１４０ 上側金属補強部材
１４１ 右側金属補強部材
２００A，４００A アウターパネル
２００L，２０１L，２０２L，２０３L，２０４L，２０５L，２１０L，２１１L，２１２L，２１３L リンフォース
２１０R，２１１C，２１１R，２１１R，２１１C，２１２R，２１３C，２１３R，２１３C，２１３R，４０４IL，４０５IC，４０５IL，４０５IC，４０５IL，４０６IL，４０７IC，４０７IL，４０７IL，４０７IC リブ
３００ シートベルトリトラクタ
３１０Ｉ フロントピラーインナー部
３１０ＩＦ フロントピラーインナーフロント部
３１１Ｉ ルーフピラーインナー部
３１２Ｉ センターピラーインナー部
３１３Ｉ サイドシルインナー部
Claims (9)
- 複数の部材により主要な骨格が形成される車両であって、
前記複数の部材のうち２つの前記部材が交差する部分または１つの前記部材の屈曲部に強化樹脂からなる補強部材を設けている車両。 - ２つの前記部材が交差する部分を前記補強部材を介して接続する請求項１記載の車両。
- 前記補強部材が立体構造である請求項１または２のいずれか１項に記載の車両。
- 前記部材は、アウター部材とインナー部材から構成され、
前記補強部材は、前記アウター部材と前記インナー部材によって作られる管状の中空空間内に、前記アウター部材と前記インナー部材の内側に接するくらいの隙間で設けられる請求項１から３のいずれか１項に記載の車両。 - 前記補強部材は、１つの前記部材によって、または複数の前記部材が交わることによって形成される屈曲部の中空空間内に設けられ、かつ、前記補強部材は、前記屈曲部が作る外角部位において、前記部材との間に空間を設けるように形成する請求項４記載の車両。
- 前記補強部材は、前記アウター部材と前記インナー部材によって作られる管状の中空空間内の形状に忠実に沿って形成する請求項４記載の車両。
- 前記アウター部材は、金属である請求項４から６のいずれか１項に記載の車両。
- 前記補強部材は、その端において金属製の金属補強部材と接合し、前記補強部材を介して該金属補強部材同士が接続されている請求項１から７のいずれか１項に記載の車両。
- 前記補強部材の強化樹脂が繊維強化樹脂または炭素繊維強化樹脂である請求項１から８のいずれか１項に記載の車両。
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