JP2014136490A - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 繊維強化樹脂部材のコーナー部の成形性を維持しながら応力集中による亀裂の発生を防止する。
【解決手段】 繊維強化樹脂部材のコーナー部ａ，ｂは少なくとも中央部の層のＵＤ９１が切断されずに連続しており、コーナー部ａ，ｂの表面にカーボンファイバーの織物９２を含む繊維強化樹脂のパッチ９３を積層して補強したので、応力集中が発生し易いコーナー部ａ，ｂをパッチ９３で補強して層間剥離を抑制することができる。特に、コーナー部ａ，ｂの外側ではパッチ９３が伸び易くなって成形性が向上し、かつコーナー部ａ，ｂの内側ではパッチ９３の圧縮荷重に対する強度が増加することで、亀裂の発生を効果的に防止することができる。またパッチ９３を積層した分だけ肉厚が増加することで最大剪断荷重を低減することができ、しかも最大剪断荷重が発生する中央部の層はＵＤ９１が切断されずに連続しているために層間剥離の発生が抑制される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自動車のバスタブ状のキャビンを複数層に積層したカーボンファイバーのＵＤを含む繊維強化樹脂部材で構成した自動車の車体構造に関する。

自動車の車体フロアを繊維強化樹脂でＲＴＭ成形する際に、フロアトンネル部に対応する１枚のプリプレグの車幅方向外側縁に、左右のフロアパネル部に対応する２枚のプリプレグの車幅方向内側縁を重ね合わせて一体化するものが、下記特許文献１により公知である。

また０°方向および９０°方向に配向した強化繊維を含む第１、第２のプリプレグの端部どうしを重ねて接ぎ合わせる際に、第１のプリプレグの０°方向の強化繊維と、第２のプリプレグの０°方向の強化繊維とが接するように重ね合わせて一体化するものが、下記特許文献２により公知である。

また繊維強化樹脂のパネルの端縁どうしを重ね合わせた部分に更に接続用繊維材を重ね合わせたものをフィルム状のバキュームパックで覆い、バキュームパックの内部に反応樹脂材料を吸引して硬化させることで平滑で強度の高いパネルを得るものが、下記特許文献３により公知である。

特開２０１０−１５５４０３号公報 特開２００９−０６２４８３号公報 特開２００６−２１８８２１号公報

ところで、金型内に複数のプリプレグを配置して繊維強化樹脂部材を成形するとき、金型のキャビティの形状に沿うようにプリプレグを賦形する必要があり、そのために平坦なプリプレグを切断した端縁、つまりＵＤの不連続部が繊維強化樹脂部材のコーナー部の近傍に配置される。

しかしながら、繊維強化樹脂部材のコーナー部は外力によって応力集中が発生し易いため、コーナー部にＵＤの不連続部が位置していると、その不連続部を基点にして繊維強化樹脂部材が層間剥離して亀裂の原因となる問題がある。この亀裂の発生を防止するために、ＵＤの不連続部の位置をコーナー部からずらすと、コーナー部においてプリプレグに皺がよって成形性が低下する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、繊維強化樹脂部材のコーナー部の成形性を維持しながら応力集中による亀裂の発生を防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、自動車のバスタブ状のキャビンを複数層に積層したカーボンファイバーのＵＤを含む繊維強化樹脂部材で構成した自動車の車体構造であって、前記繊維強化樹脂部材のコーナー部は少なくとも積層方向中央部の層のＵＤが切断されずに連続しており、前記コーナー部の内表面および外表面にカーボンファイバーの織物を含む繊維強化樹脂のパッチを積層して補強したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記複数層に積層したＵＤはカーボンファイバーの配向方向が０°のもの、＋６０°のものおよび−６０°のものを含むことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記パッチの織物はカーボンファイバーの配向方向が＋４５°のものおよび−４５°のものを含むことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記複数層に積層したＵＤのうち、少なくとも前記パッチに隣接する層のＵＤが不連続部を有することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記パッチは前記コーナー部の稜線に沿って帯状に積層されることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、金属製の被取付部材が前記繊維強化樹脂部材に固定され、前記コーナー部は前記被取付部材の近傍に位置することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜請求項５の何れか１項の構成に加えて、被取付部材が締結される金属製のインサート部材が二つの前記繊維強化樹脂部材間に挟持され、前記コーナー部は前記インサート部材の近傍に位置することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

尚、実施の形態のサスペンション支持モジュール１２およびシート７４は本発明の被取付部材に対応し、実施の形態のインナースキン１９およびアウタースキン２０は本発明の繊維強化樹脂部材に対応し、実施の形態の後部インサート部材８３は本発明のインサート部材に対応する。

請求項１の構成によれば、自動車のバスタブ状のキャビンは複数層に積層したカーボンファイバーのＵＤを含む繊維強化樹脂部材で構成される。繊維強化樹脂部材のコーナー部は少なくとも積層方向中央部の層のＵＤが切断されずに連続しており、コーナー部の内表面および外表面にカーボンファイバーの織物を含む繊維強化樹脂のパッチを積層して補強したので、応力集中が発生し易いコーナー部をパッチで補強して層間剥離を抑制し、コーナー部に亀裂が発生するのを防止することができる。特に、コーナー部の湾曲方向外側ではパッチが伸び易くなって成形性が向上し、かつコーナー部の湾曲方向内側ではパッチの圧縮荷重に対する強度が増加することで、亀裂の発生を効果的に防止することができる。またコーナー部の最大剪断荷重は積層方向中央部において発生するが、パッチを積層した分だけ肉厚が増加することで最大剪断荷重を低減することができ、しかも最大剪断荷重が発生する積層方向中央部の層はＵＤが切断されずに連続しているために層間剥離の発生が抑制される。

また請求項２の構成によれば、複数層に積層したＵＤはカーボンファイバーの配向方向が０°のもの、＋６０°のものおよび−６０°のものを含むので、ＵＤの方向性を相殺して高強度の繊維強化樹脂部材を得ることができる。

また請求項３の構成によれば、パッチの織物はカーボンファイバーの配向方向が＋４５°のものおよび−４５°のものを含むので、コーナー部の湾曲方向外側ではパッチが更に伸び易くなって成形性が向上するだけでなく、コーナー部の湾曲方向内側では圧縮荷重に対するパッチの強度が更に増加する。

また請求項４の構成によれば、複数層に積層したＵＤのうち、少なくともパッチに隣接する層のＵＤが不連続部を有するので、ＵＤを金型のキャビティの形状に馴染ませてコーナー部を容易に成形することが容易になるだけでなく、パッチに隣接する層のＵＤは繊維強化樹脂部材の厚さ方向外側に位置して厚さ方向中央よりも剪断荷重が低くなり、かつＵＤの不連続部がパッチにより補強されるため、ＵＤの不連続部が亀裂の基点になることがない。

また請求項５の構成によれば、パッチはコーナー部の稜線に沿って帯状に積層されるので、パッチの面積を最小限に抑えて重量の増加を抑制することができる。

また請求項６の構成によれば、金属製の被取付部材が繊維強化樹脂部材に固定され、コーナー部は被取付部材の近傍に位置するので、被取付部材からコーナー部に荷重が伝達されても、補強されたコーナー部に亀裂が発生することが防止される。しかも被取付部材側にコーナー部の亀裂を防止する構造を付加する必要がないので、コストアップを最小限に抑えることができる。

また請求項７の構成によれば、被取付部材が締結される金属製のインサート部材が二つの繊維強化樹脂部材間に挟持され、コーナー部はインサート部材の近傍に位置するので、被取付部材からインサート部材を介してコーナー部に荷重が伝達されても、補強されたコーナー部が破損することが防止される。しかも被取付部材側にコーナー部の亀裂を防止する構造を付加する必要がないので、コストアップを最小限に抑えることができる。

自動車のＣＦＲＰ製のキャビンの斜視図。 図１の２方向矢視図。 図１の３方向矢視図。 図２の４−４線断面図。 コーナー部の断面構造を示す模式図。 ＵＤおよび織物の歪みに対する剪断荷重の関係を示すグラフ。 コーナー部における剪断荷重の積層方向の分布を示す図。

以下、図１〜図７に基づいて本発明の実施の形態を説明する。尚、本明細書における前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向は、運転席に着座した運転者を基準としている。

先ず、図１〜図４に基づいて、本発明が適用される自動車の車体フレームの構造を説明する。

図１および図２に示すように、自動車の車体フレームはカーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）でバスタブ状に形成したキャビン１１と、キャビン１１の前端に接続されたアルミニウム合金の鋳造部品である左右一対のサスペンション支持モジュール１２，１２と、サスペンション支持モジュール１２，１２の前端から前方に延びるアルミニウム合金の押出し材よりなる左右一対のフロントサイドフレーム前部１３，１３と、フロントサイドフレーム前部１３，１３の前端に支持されたＣＦＲＰ製のフロントエンドモジュール１４と、フロントエンドモジュール１４の左右両端から後上方に延びるＣＦＲＰ製の左右一対のロアメンバ１５，１５と、ロアメンバ１５，１５の後端から後上方に延びてキャビン１１の前端に接続されたＣＦＲＰ製の左右一対のアッパーメンバ１６，１６と、キャビン１１の後部上面に立設されたＣＦＲＰ製のロールバー１７と、ロールバー１７を後方から支えて補強するＣＦＲＰ製の左右一対のステー１８，１８とを備える。

キャビン１１はインナースキン１９およびアウタースキン２０を上下に接合した中空構造であり、前端のダッシュパネル２１と、ダッシュパネル２１の車幅方向両端から後方に延びる左右一対のサイドシル２２，２２と、サイドシル２２，２２の後端から後上方に延びる左右一対のリヤサイドフレーム２３，２３と、リヤサイドフレーム２３，２３の後端間を車幅方向に接続するリヤエンドクロスメンバ２４と、ダッシュパネル２１および左右のサイドシル２２，２２を接続するフロントフロアパネル２５と、フロントフロアパネル２５の後端から立ち上がるキックアップ部２６と、キックアップ部２６の上端から後方に延びてリヤサイドフレーム２３，２３およびリヤエンドクロスメンバ２４に接続するリヤフロアパネル２７とを備える。

インナースキン１９およびアウタースキン２０は、ダッシュパネル２１、左右のサイドシル２２，２２、左右のリヤサイドフレーム２３，２３およびリヤエンドクロスメンバ２４の外周を取り囲むように延びる接合フランジ１９ａ，２０ａを備えており、両接合フランジ１９ａ，２０ａは接着、溶着、リベット等で接合される。フロントフロアパネル２５は、インナースキン１９およびアウタースキン２０間に挟持された波板よりなる左右のコア材４２，４２を備える（図４参照）。またダッシュパネル２１の傾斜壁３７および鉛直壁３８は、インナースキン１９およびアウタースキン２０間に挟持された波板状のコア材４３を備える（図３参照）。

フロントエンドモジュール１４は、車幅方向に延びるバンパービーム２８と、バンパービーム２８の車幅方向両端部から後方に延びてフロントサイドフレーム前部１３，１３の前端に接続される左右一対のバンパービームエクステンション２９，２９と、バンパービームエクステンション２９，２９間に支持された枠状のフロントバルクヘッド３０とを備える。各々のサスペンション支持モジュール１２は、フロントサイドフレーム前部１３の後端とダッシュパネル２１の前面とに接続されたフロントサイドフレーム後部３１と、フロントサイドフレーム後部３１から車幅方向外側かつ上方に延びてダッシュパネル２１の前面に接続されたダンパーハウジング３２とを一体に備える。ダッシュパネル２１の左右両端部は、サイドシル２２，２２の前端から上方に立ち上がる左右一対のフロントピラーロア前部３３，３３を構成する。フロントピラーロア前部３３，３３の後面に左右一対の金属製のフロントピラーロア後部３４，３４および左右一対の金属製のフロントピラーアッパー３５，３５が接続され、左右のフロントピラーアッパー３５，３５の上端間が車幅方向に延びる金属製のフロントルーフアーチ３６で接続される。

ダッシュパネル２１の傾斜壁３７およびフロントフロアパネル２５の上下面を構成するインナースキン１９およびアウタースキン２０の車幅方向中央部から、前後方向に延びるフロアトンネル３９が上方に隆起する。またフロントフロアパネル２５の上面を構成するインナースキン１９から、フロアトンネル３９に交差して車幅方向に延びるフロントクロスメンバ４０およびリヤクロスメンバ４１が上方に隆起する。一方、リヤフロアパネル２７は、インナースキン１９およびアウタースキン２０が共に平坦に形成される。

フロアトンネル３９の左側および右側のフロントフロアパネル２５上にそれぞれシート７４が配置される。各々のシート７４は、フロントクロスメンバ４０およびリヤクロスメンバ４１間を接続するように架設された左右一対のシートレール７５，７５上に、前後移動可能に支持される。

図３から明らかなように、サスペンション支持モジュール１２は、フロントサイドフレーム後部３１の４カ所と、ダンパーハウジング３２の３カ所とでダッシュパネル２１前面に締結される。即ち、ダッシュパネル２１の内部には何れもアルミニウムの押出し材よりなる第１、第２補強部材５７，５８が予めインサートされている。第１補強部材５７は矩形状の平坦な部材であり、その角部に２個のボルト孔５７ａ，５７ａと２個の雌ねじ孔５７ｂ，５７ｂとが形成される。第２補強部材５８は三角形状の平坦な部材であり、その角部に３個のボルト孔５８ａ…が形成される。一方、サスペンション支持モジュール１２のフロントサイドフレーム後部３１の後端には、２個の雌ねじ孔３１ａ，３１ａと２個のボルト孔３１ｂ，３１ｂとが形成され、サスペンション支持モジュール１２のダンパーハウジング３２の後端には３個の雌ねじ孔３２ａ…が形成される。

そして第１補強部材５７の２個のボルト孔５７ａ，５７ａを後から前に貫通する２本のボルト５９，５９をフロントサイドフレーム後部３１の２個の雌ねじ孔３１ａ，３１ａに螺合し、フロントサイドフレーム後部３１の２個のボルト孔３１ｂ，３１ｂを前から後に貫通する２本のボルト６０，６０を第１補強部材５７の２個の雌ねじ孔５７ｂ，５７ｂに螺合し、第２補強部材５８の３個のボルト孔５８ａ…を後から前に貫通する３本のボルト６１…をダンパーハウジング３２の３個の雌ねじ孔３２ａ…に螺合することで、サスペンション支持モジュール１２がダッシュパネル２１の前面に締結される。

このようにしてサスペンション支持モジュール１２をダッシュパネル２１の鉛直壁３８に固定したとき、その鉛直壁３８の固定部の近傍には、ホイールハウス２０ｂとの間のコーナー部ａやダッシュパネル２１の傾斜壁３７との間のコーナー部ａが位置している。このコーナー部ａではキャビン１１のアウタースキン２０が強く屈曲するため、サスペンション支持モジュール１２から大きな荷重が入力したときに応力集中が発生し、繊維強化樹脂が層間剥離して亀裂が発生し易いという問題がある。

図４に示すように、シート７４は、シートクッション７６と、シートクッション７６の後端にピボット７７を介してリクライニング可能に支持されたシートバック７８とを備えており、シートクッション７６の下面を支持するシートフレーム７９の下面に設けた前後一対のスライダ８０，８０が、各シートレール７５に前後摺動自在に支持される。シートレール７５の前端を前下方に折り曲げた前部取付部７５ａが、フロントクロスメンバ４０に設けた前部インサート部材８１にボルト８２で締結され、シートレール７５の後端下面に設けた後部取付部７５ｂが、リヤクロスメンバ４１に設けた後部インサート部材８３にボルト８４で締結される。

即ち、インナースキン１９の一部を上方に膨出させたフロントクロスメンバ４０は、前壁４０ａ、上壁４０ｂおよび後壁４０ｃを有して車幅方向に延びており、前部インサート部材８１はフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａに固定される。前部インサート部材８１は、フロントクロスメンバ４０の前壁４０ａの裏面に嵌合する本体部８５と、フロントクロスメンバ４０の前壁４０ａのを挟んで前記本体部８５に圧入されるワッシャ８６とで構成される。そしてシートレール７５の前部取付部７５ａ、ワッシャ８６およびフロントクロスメンバ４０の前壁４０ａを貫通するボルト８２を本体部８５に螺合することで、シートレール７５の前部がフロントクロスメンバ４１に固定される。

またインナースキン１９の一部を上方に膨出させたリヤクロスメンバ４１は、前壁４１ａ、上壁４１ｂおよび後壁４１ｃを有して車幅方向に延びており、後部インサート部材８３はリヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂと、その下方に対向するアウタースキン２０とに固定される。後部インサート部材８３は、リヤクロスメンバ４１の前壁４１ａ、上壁４１ｂおよび後壁４１ｃの裏面に嵌合し、かつアウタースキン２０の上面（裏面）に当接する本体部８７と、リヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂを挟んで前記本体部８７に圧入されるワッシャ８８とで構成される。そしてシートレール７５の後部取付部７５ｂ、ワッシャ８８およびリヤクロスメンバ４１の上壁４１ｂを貫通するボルト８４を本体部８７に螺合するとともに、アウタースキン２０を貫通するボルト８９…を本体部８７に螺合することで、シートレール７５の後部がリヤクロスメンバ４１に固定される。

このようにしてシート７４をフロントフロアパネル２５に固定したとき、後部インサート部材８３の後方に近接する位置に、フロントフロアパネル２５およびキックアップ部２６の境界となるアウタースキン２０にコーナー部ｂが形成される。コーナー部ｂではアウタースキン２０がクロスメンバ９０の下面および後面に巻き付くように屈曲しており、後部インサート部材８３から大きな荷重が入力したときに応力集中が発生し、繊維強化樹脂が層間剥離して亀裂が発生し易いという問題がある。

さて、本実施の形態のキャビン１１のインナースキン１９およびアウタースキン２０は、ＣＦＲＰの連続繊維よりなる補強材に熱可塑性樹脂（ナイロン６、ナイロン６６、ポリプロピレン等）を含浸した複数枚のプリプレグを予備加熱した状態で金型内に挿入し、加圧後に冷却することで成形される。プリプレの補強材には，カーボン繊維の連続繊維を一方向に引き揃えたＵＤと、カーボン繊維の連続繊維を織った織物とが存在する。

図５はＣＦＲＰ製のアウタースキン２０のコーナー部ａ，ｂの断面構造を模式的に示すもので、本実施の形態ではアウタースキン２０のコーナー部ａ，ｂが繊維層ナンバー１〜１６が付された１６層の繊維層を備える。

コーナー部ａ，ｂの屈曲方向外側に位置する繊維層ナンバー１，２の繊維層は第１プリプレグＰ１から成形されるもので、−４５°の方向に配向された繊維層ナンバー１の連続繊維と、＋４５°の方向に配向された繊維層ナンバー２の連続繊維とが平織に織られた織物９２を補強材とする繊維強化樹脂製のパッチ９３を構成する。同様に、コーナー部ａ，ｂの屈曲方向内側に位置する繊維層ナンバー１５，１６の繊維層は第６プリプレグＰ６から成形されるもので、−４５°の方向に配向された繊維層ナンバー１５の連続繊維と、＋４５°の方向に配向された繊維層ナンバー１６の連続繊維とが平織に織られた織物９２を補強材とする繊維強化樹脂製のパッチ９３を構成する。

これらのパッチ９３，９３は帯状に形成され、その長手方向をコーナー部ａ，ｂの稜線の方向（図５の紙面に直交する方向）に沿わせて積層される。尚、本明細書において±０°の方向とは、図５の紙面に沿う方向（コーナー部ａ，ｂの稜線の方向に直交する方向）として定義される。

第１プリプレグＰ１の屈曲方向内側に位置する第２プリプレグＰ２は繊維層ナンバー３，４，５の繊維層を含むもので、繊維層ナンバー３の繊維層は＋６０°方向に配向されたＵＤ９１からなり、繊維層ナンバー４の繊維層は−６０°方向に配向されたＵＤ９１からなり、繊維層ナンバー５の繊維層は０°方向に配向されたＵＤ９１からなる。同様に、第３プリプレグＰ３、第４プリプレグＰ４および第５プリプレグＰ５は、何れも０°方向、＋６０°方向および−６０°方向に配向された各３層のＵＤ９１…を含んでいる。

第２〜第５プリプレグＰ２〜Ｐ５は各々不連続部９１ａを有しており、不連続部９１ａでＵＤ９１…が切断されている。これらの不連続部９１ａ…は、第２〜第５プリプレグＰ２〜Ｐ５を金型内に配置する際に、その形状がキャビティの形状の大まかに一致するように第２〜第５プリプレグＰ２〜Ｐ５を切断して賦形するために発生するものである。

第２〜第５プリプレグＰ２〜Ｐ５のうち、積層方向中間に位置する第３、第４プリプレグＰ３，Ｐ４の不連続部９１ａ，９１ａはコーナー部ａ，ｂから外れた位置に配置され、かつ積層方向端部に位置する第５プリプレグＰ５の不連続部９１ａもコーナー部ａ，ｂから外れた位置に配置される。本実施の形態では、第２プリプレグＰ２の不連続部９１ａだけがコーナー部ａ，ｂに配置されるが、第２プリプレグＰ２は積層方向中間に位置するものではなく、パッチ９３を構成する第１プリプレグＰ１に接するように積層方向端部に位置している。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

車両が前面衝突してフロントサイドフレーム後部３１およびダンパーハウジング３２を備えるサスペンション支持モジュール１２に衝突荷重が入力すると、その衝突荷重はキャビン１１の鉛直壁３８に伝達されてアウタースキン２０のコーナー部ａ（図３参照）に応力が集中する。また前面衝突による減速度によりシート７４に大きな慣性力が作用すると、その慣性力は後部インサート部材８３に伝達され、その後部インサート部材８３の近傍に位置するアウタースキン２０のコーナー部ｂ（図４参照）に応力が集中する。

コーナー部ａ，ｂにおいて、複数層に積層されたカーボンファイバーのＵＤ９１…を補強材として含むアウタースキン２０の外表面および内表面に、織物９２，９２を補強材として含むパッチ９３，９３を積層して補強したので（図５参照）、応力集中が発生し易いコーナー部ａ，ｂをパッチ９３，９３で補強して層間剥離を抑制し、コーナー部ａ，ｂに亀裂が発生するのを防止することができる。

図６はＵＤ９１および織物９２の歪みに対する剪断荷重の関係を示すグラフであって、ＵＤ９１は歪みの増加に伴って剪断荷重がリニアに増加するのに対し、織物９２は歪みの増加に伴う剪断荷重の増加が次第に緩やかになり、ＵＤ９１に比べて容易に変形可能であることが分かる。またカーボンファイバーが相互に９０°の角度で交差するように織られた織物９２は、織られていないＵＤ９１に比べて従って圧縮荷重に対する強度も高くなる。従って、コーナー部ａ，ｂの湾曲方向外側ではパッチ９３，９３が伸び易くなって成形性が向上し、かつコーナー部ａ，ｂの湾曲方向内側ではパッチ９３，９３の圧縮荷重に対する強度が増加することで、亀裂の発生を効果的に防止することができる。

図７はコーナー部ａ，ｂの断面構造を模式的に示すものである。コーナー部ａ，ｂに曲げモーメントが加わったときの剪断荷重の分布は放物線状になり、その最大剪断荷重は積層方向の中央に発生する。パッチ９３，９３を持たないために薄くなった比較例の剪断荷重の分布はＡのようになり、パッチ９３，９３を持つために厚くなった実施の形態の剪断荷重の分布はＢのようになるため、積層方向の中央に発生する最大剪断荷重は実施の形態の方が大幅に低減する。しかも最大剪断荷重が発生する積層方向中央部の層はＵＤ９１…が切断されずに連続しているため、層間剥離の発生が抑制されてコーナー部ａ，ｂの亀裂が一層効果的に防止される。

またＵＤ９１…はカーボンファイバーの配向方向が０°のもの、＋６０°のものおよび−６０°のものを含むので、ＵＤ９１…の方向性を相殺して高強度の繊維強化樹脂部材を得ることができる。一方、パッチ９３，９３の織物９２，９２はカーボンファイバーの配向方向が＋４５°のものおよび−４５°のものを含むので、コーナー部ａ，ｂの湾曲方向外側ではパッチ９３，９３が更に伸び易くなって成形性が向上するだけでなく、コーナー部ａ，ｂの湾曲方向内側では圧縮荷重に対するパッチの強度が更に増加する。

また４層に積層したＵＤ９１…のうち、少なくとも湾曲方向外側のパッチ９３に隣接する１層のＵＤ９１（図５のプリプレグＰ２）がコーナー部ａ，ｂに不連続部９１ａを有するので、ＵＤ９１…を金型のキャビティに馴染ませてコーナー部ａ，ｂを容易に成形することができる。しかもパッチ９３に隣接する前記ＵＤ９１は積層方向端部に位置するので積層方向中央のものよりも剪断荷重が低くなり、かつ前記ＵＤ９１の不連続部９１ａがパッチ９３により補強されるため、前記ＵＤ９１の不連続部９１ａが亀裂の基点になることがない。

またパッチ９３，９３はコーナー部ａ，ｂの稜線に沿って帯状に積層されるので、パッチ９３，９３の面積を最小限に抑えて重量の増加を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではコーナー部ａ，ｂのＵＤ９１…は４層に積層されているが、その積層数は４層に限定されず、３層以上であれば良い。

また実施の形態では積層方向端部に位置する第２、第５プリプレグＰ２，Ｐ５のうち、第２プリプレグＰ２だけがコーナー部ａ，ｂに不連続部９１ａを有しているが、第５プリプレグＰ５だけ、あるいは第２、第５プリプレグＰ２，Ｐ５の両方がコーナー部ａ，ｂに不連続部９１ａを有していても良い。

１１ キャビン
１２ サスペンション支持モジュール（被取付部材）
１９ インナースキン（繊維強化樹脂部材）
２０ アウタースキン（繊維強化樹脂部材）
７４ シート（被取付部材）
８３ 後部インサート部材（インサート部材）
９１ ＵＤ
９１ａ 不連続部
９２ 織物
９３ パッチ
ａ コーナー部
ｂ コーナー部

Claims (7)

1. 自動車のバスタブ状のキャビン（１１）を複数層に積層したカーボンファイバーのＵＤ（９１）を含む繊維強化樹脂部材（１９，２０）で構成した自動車の車体構造であって、 前記繊維強化樹脂部材（１９，２０）のコーナー部（ａ，ｂ）は少なくとも積層方向中央部の層のＵＤ（９１）が切断されずに連続しており、前記コーナー部（ａ，ｂ）の内表面および外表面にカーボンファイバーの織物（９２）を含む繊維強化樹脂のパッチ（９３）を積層して補強したことを特徴とする自動車の車体構造。
2. 前記複数層に積層したＵＤ（９１）はカーボンファイバーの配向方向が０°のもの、＋６０°のものおよび−６０°のものを含むことを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体構造。
3. 前記パッチ（９３）の織物（９２）はカーボンファイバーの配向方向が＋４５°のものおよび−４５°のものを含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動車の車体構造。
4. 前記複数層に積層したＵＤ（９１）のうち、少なくとも前記パッチ（９３）に隣接する層のＵＤ（９１）が不連続部（９１ａ）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
5. 前記パッチ（９３）は前記コーナー部（ａ，ｂ）の稜線に沿って帯状に積層されることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
6. 金属製の被取付部材（１２）が前記繊維強化樹脂部材（２０）に固定され、前記コーナー部（ａ，ｂ）は前記被取付部材（１２）の近傍に位置することを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
7. 被取付部材（７４）が締結される金属製のインサート部材（８３）が二つの前記繊維強化樹脂部材（１９，２０）間に挟持され、前記コーナー部（ｂ）は前記インサート部材（８３）の近傍に位置することを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の自動車の車体構造。

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