JP6319672B2 - 車体の補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体の補強構造に関し、特に強化材が組み込まれた合成樹脂製の帯板材を介して補強された車体の補強構造に関する。

従来より、フロアパネル、ボンネット、トランクリッド、ルーフパネル等のパネル部材は、サスペンションからの入力等によって変形し易いことが知られている。
特に、車室の底面を形成するフロアパネルは、車幅方向中間部分に車室内に突出して前後方向に延びるトンネル部が設けられているため、トンネル部を形成しない平板構造に比べて剛性が低下し、上下に変位する膜振動が増加する要因になっていた。
このフロアパネルの振動増加は、車室騒音を招くことから、乗り心地性能が低下する虞があった。

近年、炭素繊維樹脂（Carbon-Fiber-Reinforced-Plastic： CFRP）は、高比強度（強度／比重）と高比剛性（剛性／比重）、所謂軽さと強度・剛性とを併せ持つ物質特性を有するため、航空機や車両等の構造材料として広く使用に供されている。
この炭素繊維樹脂は、炭素繊維が強度等の力学的特性を分担し、母材樹脂（マトリックス）が炭素繊維間の応力伝達機能と繊維の保護機能を分担しているため、繊維方向と非繊維方向（負荷の掛かる方向）によって物性が大きく異なる異方性材料である。
これらの知見を踏まえて、本出願人は、炭素繊維樹脂を車体の補強部材として用いた技術を提案している。

特許文献１の車両用パネル構造は、四隅においてサイドシル及び第２フロアフレームに連結された減衰パネル部材を有し、この減衰パネル部材は、パネル状の合成樹脂からなる粘弾性部材と、この粘弾性部材内に埋め込まれて減衰パネル部材の四隅に固定され且つ粘弾性部材よりも高剛性で且つ長手方向に配列された炭素繊維部材により構成されている。
これにより、外部からの騒音を遮音するアンダカバーを構成しながら、アンダカバー自体に発生する膜振動を減衰している。
特許文献２の車体補強構造は、炭素繊維が長手方向に配列された状態で組み込まれた炭素繊維樹脂製の複数の帯板材の長手方向の両端部が、フロアパネルの下部で且つ前後方向及び車幅方向に離隔して配設された車体側連結部に夫々連結されている。
これにより、車体全体に発生する振動減衰を図っている。

通常、炭素繊維樹脂製帯板材に入力された振動エネルギーは、歪エネルギーと運動エネルギーに変換され、この歪エネルギーは部材内部に剪断歪として一旦蓄えられる。
その後、蓄積された歪エネルギー（剪断歪）は、運動エネルギーに再び変換される。このとき、歪エネルギーの一部が熱エネルギーに変換され、散逸される。
それ故、帯板材内部に蓄積される歪エネルギーを増大させることで、散逸される熱エネルギーを増加し、結果的に、車両の振動減衰能を増加することができる。
図１０に、捩りモーメントが作用する前の炭素繊維樹脂の部分拡大図を示し、図１１に、捩りモーメントが作用した後の炭素繊維樹脂の部分拡大図を示す。
図１０，図１１に示すように、特許文献２の車体の補強構造は、帯板材にフロアパネルの振動エネルギーに基づく捩りモーメントが作用したとき、炭素繊維Ｃが夫々独立して捩れ変形するため、炭素繊維Ｃ間に存在する母材Ｍに剪断変形が生じるものの、炭素繊維Ｃ間の母材Ｍが微小量であることから、炭素繊維Ｃ間の母材Ｍに剪断歪が増加し、これに伴って母材Ｍ内に蓄積される歪エネルギーが増加されている。

特開２０１５−１７４６１１号公報 特願２０１５−１８６２５６号

乗員の乗り心地に対して影響を与える車体の挙動モードは、主に２つに分類される。
第１の車体モードは、車体捩りモードである。
この車体捩りモードは、車両旋回時における車体中心軸回りの捩りモーメントに基づく位相遅れに起因した車体全体の捩れ変位運動であり、剛性に関連した車体モードである。
第２の車体モードは、膜振動モードである。
この膜振動モードは、路面上に存在する突起物の乗り上げ時や荒れた路面の走行時におけるフロアパネルによる上下変位運動であり、振動に関連した車体モードである。

特許文献２の車体補強構造は、左右１対のトンネルサイドフレームを車幅方向に連結する帯板材によって車体全体に発生する車体捩りモードを抑制しつつ、合わせて、トンネルサイドフレームとフロアフレームとを車幅方向に連結する帯板材によってフロアパネルに発生する膜振動モードについても抑制を図っている。
しかし、炭素繊維樹脂は、捩れ損失係数が曲げ損失係数の約３倍の値を有する異方性材料であるため、特許文献２の車体補強構造の帯板材の保有する振動減衰能力（歪エネルギー蓄積能力）を更に高める余地がある。

特許文献２のトンネルサイドフレームとフロアフレームとを連結する帯板材は、フロアパネルと略同様の挙動で変形するため、フロアパネルと略同様の捩り変形と帯板材に直交する面直方向への面外変形とが発生している。
それ故、帯板材を構成する炭素繊維樹脂が材料自身の物理的性質として高い歪エネルギー蓄積能力を保有していても、帯板材が、フロアパネル（或いはフロアパネルに連結されたフレーム部材）と同じ変形挙動を行う場合には、この挙動に伴う捩り変形に対応した量の歪エネルギーしか帯板材の内部に蓄積することができず、帯板材の保有する振動減衰能力を有効に活用することができない。

本発明の目的は、強化材が組み込まれた合成樹脂製の帯板材の振動減衰能力を有効に活用可能な車体の補強構造等を提供することである。

請求項１の発明は、フロアパネルと、このフロアパネルの車幅方向中間部分に車室側に突出形成されたトンネル部と、このトンネル部の車幅方向外側に前後方向に延びるように形成された左右１対の第１フレームと、これら１対の第１フレームの車幅方向外側に前後方向に延びるように形成された左右１対の第２フレームと、車幅方向内側端部分が車幅方向一側の前記第１フレームに連結され且つ車幅方向外側端部分が車幅方向一側の前記第２フレームに連結された強化材が組み込まれた合成樹脂製の帯板材とを備えた車体の補強構造において、前記帯板材は、前記第１，第２フレーム間において前後方向に対して直交方向に延びるように形成されると共に合成樹脂内で前後方向に対して直交方向に延びるように配列された前記強化材としての複数の炭素繊維を有し、前記帯板材に、前記車幅方向内側端部分に重複した前記第１フレームの重複部分の変位に追従して変位する第１変位追従部と、前記車幅方向外側端部分に重複した前記第２フレームの重複部分の変位に追従して変位する第２変位追従部とが設けられ、前記第１変位追従部と第２変位追従部が、前後方向軸に対して非対称になるように形成されたことを特徴としている。

この構成によれば、帯板材は、前記第１，第２フレーム間において前後方向に対して直交方向に延びるように形成されると共に合成樹脂内で前後方向に対して直交方向に延びるように配列された前記強化材としての複数の炭素繊維を有するため、帯板材の前後方向に対して直交方向の剛性を高めつつ、振動減衰性能を高くすることができる。
帯板材に、前記車幅方向内側端部分に重複した前記第１フレームの重複部分の変位に追従して変位する第１変位追従部と、前記車幅方向外側端部分に重複した前記第２フレームの重複部分の変位に追従して変位する第２変位追従部とが設けられるため、帯板材に第１フレームと第２フレームの変形挙動を発生させることができる。
第１変位追従部と第２変位追従部が、前後方向軸に対して非対称になるように形成されているため、第１フレームと第２フレームの角度変位に起因して帯板材に発生する面外変形を捩り変形に変換することができ、帯板材に蓄積される歪エネルギーを増すことができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１，第２変位追従部は、前記車幅方向内側端部分及び車幅方向外側端部分を前記第１，第２フレームに対して夫々押圧する第１，第２押圧部材を有することを特徴としている。
この構成によれば、簡単な構成で第１，第２変位追従部の前後長の差を大きく設定することができる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記第２押圧部材の前後長が、前記第１押圧部材の前後長よりも大きく設定されたことを特徴としている。
この構成によれば、角度変位の大きな車幅方向内側の第１変位追従部の前後長を第２変位追従部の前後長よりも小さくすることができ、構造上の優位性を維持しつつ、帯板材の捩り変形を増大することができる。

請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記第１，第２変位追従部は、前後方向にオフセットした位置に形成されたことを特徴としている。
この構成によれば、第１，第２変位追従部の前後長が同じ場合であっても、帯板材の捩り変形を増大することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記第１フレームが左右１対のトンネルサイドフレームであり、前記第２フレームが左右１対のフロアフレームであることを特徴としている。
この構成によれば、フロアパネルの振動減衰を能率的に図ることができる。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記帯板材として、左右１対のトンネルサイドフレームと左右１対のフロアフレームを夫々連結するように左右１対の帯板材が設けられ、前記左右１対の帯板材は、車幅方向内側端部を連結する連結補強部を介して一体形成されたことを特徴としている。
この構成によれば、トンネル部の車幅方向両端部を連結することにより、車体捩りモードに起因したトンネル部の車幅方向の開き挙動を抑制しつつ、フロアパネルの膜振動モードを減衰することができる。

請求項７の発明は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記第１フレームが左右１対のトンネルサイドフレームであり、前記第２フレームが左右１対のサイドシルであることを特徴としている。
この構成によれば、トンネルサイドフレームとサイドシルの面角度差が大きいため、歪エネルギーを増すことができ、一層振動減衰性能を高くすることができる。
請求項８の発明は、フロアパネルと、このフロアパネルの車幅方向中間部分に車室側に突出形成されたトンネル部と、このトンネル部の車幅方向外側に前後方向に延びるように形成された左右１対の第１フレームと、これら１対の第１フレームの車幅方向外側に前後方向に延びるように形成された左右１対の第２フレームと、車幅方向内側端部分が車幅方向一側の前記第１フレームに連結され且つ車幅方向外側端部分が車幅方向一側の前記第２フレームに連結された強化材が組み込まれた合成樹脂製の帯板材とを備えた車体の補強構造において、前記帯板材に、前記車幅方向内側端部分に重複した前記第１フレームの重複部分の変位に追従して変位する第１変位追従部と、前記車幅方向外側端部分に重複した前記第２フレームの重複部分の変位に追従して変位する第２変位追従部とが設けられ、前記第１変位追従部と第２変位追従部が、前後方向軸に対して非対称になるように形成され、前記第１，第２変位追従部は、前記車幅方向内側端部分及び車幅方向外側端部分を前記第１，第２フレームに対して夫々押圧する第１，第２押圧部材を有し、前記第２押圧部材の前後長が、前記第１押圧部材の前後長よりも大きく設定されたことを特徴としている。
この構成によれば、基本的に、請求項１〜３の発明と同様の効果を奏することができる。

本発明の車体の補強構造によれば、強化材が組み込まれた合成樹脂製の帯板材の歪エネルギー蓄積能力を十分に発揮させることにより、フロアパネルの振動減衰能を向上することができる。

実施例１に係る車両を斜め下方から視た図である。 車室内を斜め後方から視た図である。 車両の部分底面図である。 図３のIV−IV線断面図である。 帯板部の拡大図である。 解析結果を示すトンネルサイドフレームの縦断面図である。 解析結果を示すフロアフレームの縦断面図である。 実施例２に係る図５相当図である。 実施例３に係る図５相当図である。 捩りモーメントが作用する前の炭素繊維樹脂の部分拡大図である。 捩りモーメントが作用した後の炭素繊維樹脂の部分拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を車両の下部車体構造に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
尚、図において、矢印Ｆは前方を示し、矢印Ｌは左方を示し、矢印Ｕは上方を示すものとして説明する。

以下、本発明の実施例１について図１〜図７に基づいて説明する。
まず、車両Ｖの全体構成について説明する。
図１，図２に示すように、車両Ｖは、モノコック式ボディで構成され、車室Ｒの底面を形成するフロアパネル１と、このフロアパネル１の前端部分から上方へ立ち上がるように形成され且つエンジンルームＥと車室Ｒとを仕切るダッシュパネル２と、このダッシュパネル２から前方に延びる左右１対のフロントサイドフレーム３と、フロアパネル１の後端側部分から後方に延びる左右１対のリヤサイドフレーム４等を備えている。

また、この車両Ｖは、フロアパネル１の左右両端部に配設された左右１対のサイドシル５と、これら１対のサイドシル５の前端部から上方に延びる左右１対のヒンジピラー６と、１対のサイドシル５の中間部から上方に延びる左右１対のセンタピラー７と、１対のヒンジピラー６の上端部から後方上がり傾斜状に後方に延びる左右１対のフロントピラー８と、これら１対のフロントピラー８の後端部から後方に延び且つ１対のセンタピラー７の上端部に夫々連結された左右１対のルーフサイドレール９等を備えている。

次に、フロアパネル１について説明する。
図１〜図４に示すように、フロアパネル１は、平面視にて略矩形状に形成され、車幅方向中央部分に、前後に延び且つ車室Ｒに向けて突出したトンネル部１０を備えている。
トンネル部１０の左右両端部には、前後に延びる左右１対の断面略ハット状のトンネルサイドフレーム１１（第１フレーム）が設けられ、このトンネルサイドフレーム１１はフロアパネル１の下面と協働して略平行状に前後に延びる断面略矩形状の閉断面を構成している。

左右１対のサイドシル５と左右１対のトンネルサイドフレーム１１との間には、前後に延びる断面略ハット状のフロアフレーム１２（第２フレーム）が夫々設けられている。
このフロアフレーム１２は、後側程車幅方向外側に移行するように配設され、フロアパネル１の下面と協働して前後に延びる断面略矩形状の閉断面を構成している。
フロアフレーム１２の前端部は、フロントサイドフレーム３の後端部に連結され、後端部はリヤサイドフレーム４の前端部に連結されている。
トンネルサイドフレーム１１及びフロアフレーム１２の閉断面内には、後述する第１〜第３ブレース部材１７，１８，２０を固定するための複数のナットｎ１，ｎ２が収容され、各々の底壁部に溶接にて固着されている。

フロアパネル１は、車室Ｒ内にトンネル部１０を跨いで左右に延びるクロスメンバ１３，１４を備えている。これらクロスメンバ１３，１４は、断面略ハット状に夫々形成され、トンネル部１０の側壁部からサイドシル５の側壁部に亙ってフロアパネル１の上面と協働して左右に延びる断面略矩形状の閉断面を夫々構成している。
クロスメンバ１３は、ヒンジピラー６とセンタピラー７との中間部に対応する位置に配置され、クロスメンバ１３の前側壁部には、フロアフレーム１２の前端側部分にフロアパネル１を介在させて接合された上側フレーム１５の後端部が連結されている。
クロスメンバ１４は、クロスメンバ１３に略平行状に配設され、センタピラー７に対応する位置に配置されている。

車室Ｒ内には、左右１対の前側シート（図示略）が搭載されている。各シートは、シートの強度・剛性を確保するためのシートフレーム（図示略）を夫々備え、左右１対のシートレール１６によって前後方向にスライド移動可能に夫々支持されている。
図２に示すように、１対のシートレール１６のうち車幅方向外側のシートレール１６は、前端部分がクロスメンバ１３の車幅方向外側部分に固定され、後端部分がクロスメンバ１４の車幅方向外側部分に固定されている。同様に、１対のシートレール１６のうち車幅方向内側のシートレール１６は、前端部分がクロスメンバ１３の車幅方向内側部分に固定され、後端部分がクロスメンバ１４の車幅方向内側部分に固定されている。
フロアパネル１の下側には、第１ブレース部材１７と、第２ブレース部材１８と、第３ブレース部材２０が配設されている。

図１，図３に示すように、第１ブレース部材１７は、トンネルサイドフレーム１１の前端側部分からクロスメンバ１３に対応する位置に亙ってトンネル部１０の下側領域を塞ぐように左右１対のトンネルサイドフレーム１１を連結する鋼板製板状補強部材（トンネルメンバとも言われる）である。
第２ブレース部材１８は、クロスメンバ１４の周辺位置のトンネル部１０の下側領域を塞ぐように左右１対のトンネルサイドフレーム１１を連結する鋼板製板状補強部材である。

次に、第３ブレース部材２０について説明する。
図１，図３〜図５に示すように、第３ブレース部材２０は、左右１対のトンネルサイドフレーム１１の底壁部と左右１対のフロアフレーム１２の底壁部とを取付座面として夫々左右に連結するように左右に延びる６角形状の板状補強部材に構成されている。
この第３ブレース部材２０は、炭素繊維を強化材とした炭素繊維樹脂（CFRP）を成形（例えばホットプレス等）することによって形成されている。
炭素繊維は、第３ブレース部材２０の左右方向の一端から他端に亙って連続して第３ブレース部材２０の長さ方向に一様に延びる単繊維（フィラメント）が所定数（例えば１２ｋ）束ねられた繊維束（トウ）で構成されている。炭素繊維の単繊維の直径は、例えば７〜１０μｍである。第３ブレース部材２０の母材には、例えば熱硬化性エポキシ系合成樹脂が使用されている。

第３ブレース部材２０は、１対のトンネルサイドフレーム１１と１対のフロアフレーム１２とを夫々連結する左右１対の５角形状の帯板部２１（帯板材）と、これら１対の帯板部２１の車幅方向内側端部同士を連結する四角形状の連結補強部２２とを一体的に備えている。第３ブレース部材２０は、１対の帯板部２１を夫々ボルト締結することにより車体に対して固着されている。
尚、１対の帯板部２１は、左右対称構造であるため、以下、左側の帯板部２１について主に説明する。

図５に示すように、左側帯板部２１は、フロアフレーム１２の底壁部に重複する左端部分の前後長がトンネルサイドフレーム１１の底壁部に重複する右端部分の前後長よりも短くなるように形成されている。
図４，図５に示すように、帯板部２１の左端部分は、前後１対のワッシャｗ２に夫々挿通された前後１対のボルトｂ２によってフロアフレーム１２の底壁部に設けられた１対のナットｎ２に締結固定され、右端部分は、ワッシャｗ１に挿通されたボルトｂ１によってトンネルサイドフレーム１１の底壁部に設けられたナットｎ１に締結固定されている。
ボルトｂ１及びワッシャｗ１は、前側のボルトｂ２及びワッシャｗ２に対応した前後方向位置に配設されている。これにより、ボルトｂ１及びワッシャｗ１を後側のボルトｂ２及びワッシャｗ２に対応した前後方向位置に配設したときに比べて、ボルトｂ１，ｂ２間の引張応力を低減している。
ここで、ボルトｂ１及びワッシャｗ１が第１押圧部材に相当し、１対のボルトｂ２及び１対のワッシャｗ２が第２押圧部材に相当している。

帯板部２１のワッシャｗ１に当接する部分及び近傍部分は、トンネルサイドフレーム１１の底壁部に対してボルトｂ１の押圧力で拘束されているため、トンネルサイドフレーム１１の変位に追従して変位する円状の第１変位追従部２１ａが形成されている。
また、帯板部２１の１対のワッシャｗ２に当接する部分、その近傍部分及び１対のワッシャｗ２に挟まれた部分は、フロアフレーム１２の底壁部に対してボルトｂ２の押圧力で拘束されているため、フロアフレーム１２の変位に追従して変位する楕円状の第２変位追従部２１ｂが形成されている。

図５に示すように、第１，第２変位追従部２１ａ，２１ｂは、トンネルサイドフレーム１１とフロアフレーム１２との中間地点を通る前後方向軸Ａに対して非対称になるように配設され、第２変位追従部２１ｂの前後長が第１変位追従部２１ａの前後長よりも長くなるように設定されている。これにより、車体が膜振動モードのとき、帯板部２１の面外変形を抑制することにより、帯板部２１に対応するフロアパネル１の捩り変形よりも大きな捩り変形を帯板部２１に発生させている。しかも、引張応力と捩り変形は反比例傾向があるため、引張応力を低減することにより、捩り変形を更に増大することができる。
帯板部２１の捩り変形は、ボルトｂ１（ワッシャｗ１）と前側のボルトｂ２（ワッシャｗ２）とを結ぶ線を仮想捩り軸としたとき、この仮想捩り軸回りの変形である。
第１，第２変位追従部２１ａ，２１ｂの前後長は、両者の差異が大きい程、捩り変形を増加でき、帯板部２１に蓄積する歪エネルギーを増加することができる。
好ましくは、フロアパネル１の振動減衰上、第２変位追従部２１ｂの前後長を第１変位追従部２１ａの前後長の２倍以上に設定することが効果的である。

次に、本実施例の車体の補強構造における作用、効果について説明する。
作用、効果の説明に当り、膜振動モードにおける車両Ｖの変形挙動についてＣＡＥ（Computer Aided Engineering）による解析を行った。
まず、この解析の基本的な考え方について説明する。
車両Ｖの構造解析モデルを設定し、前後２対のサスペンションを振動入力源とした通常直線走行時の車体挙動を算出した。

図６及び図７に基づき、解析結果を説明する。
尚、図６は、最大下方変位時のトンネルサイドフレーム１１の縦断面図を示し、図７は、最大下方変位時のフロアフレーム１２の縦断面図を示している。
トンネルサイドフレーム１１の変化角度は、フロアフレーム１２の変化角度よりも大きく、また、トンネルサイドフレーム１１の後端部の変位量αは、フロアフレーム１２の後端部の変位量βよりも大きな値であった。
これは、トンネルサイドフレーム１１の後端がキックアップ部で途切れている点及びトンネル部１０が口開き（口閉じ）変形する点が要因であると考えられる。
以上のことから、トンネルサイドフレーム１１とフロアフレーム１２の各々の軸心の位置関係は、車体が変形しない定常時は略平行状態であっても、車体変形時には側面視にて両者が交差するような捩れ状態であることが分かる。
それ故、フロアパネル１においてトンネルサイドフレーム１１とフロアフレーム１２との間に相当する領域では、捩り変形と面外変形が発生している。

この車体の補強構造によれば、帯板部２１に、帯板部２１の車幅方向内側端部分に重複したトンネルサイドフレーム１１の重複部分の変位に追従して変位する第１変位追従部２１ａと、帯板部２１の車幅方向外側端部分に重複したフロアフレーム１２の重複部分の変位に追従して変位する第２変位追従部２１ｂとが設けられるため、帯板部２１にトンネルサイドフレーム１１とフロアフレーム１２の変形挙動、換言すれば、トンネルサイドフレーム１１とフロアフレーム１２に連結されたフロアパネル１の変形挙動を発生させることができる。そして、第１変位追従部２１ａと第２変位追従部２１ｂが、前後方向軸Ａに対して非対称になるように形成されているため、トンネルサイドフレーム１１とフロアフレーム１２の角度変位に起因して帯板部２１に発生する面外変形（曲げ変形）を捩り変形に変換することができ、帯板部２１に蓄積される歪エネルギーを増すことができる。
つまり、トンネルサイドフレーム１１に対する拘束領域を減少させることにより、トンネルサイドフレーム１１とフロアフレーム１２の角度変位に起因する帯板部２１の変形のうち、曲げ変形としての面外変形を減少させ、これにより帯板部２１の捩り変形を増加させることができるため、帯板部２１に蓄積される歪エネルギーを増加し、結果的に、フロアパネル１の振動（膜振動モード）を減衰している。

第１，第２変位追従部２１ａ，２１ｂは、帯板部２１の車幅方向内側端部分及び車幅方向外側端部分をトンネルサイドフレーム１１とフロアフレーム１２に対して夫々押圧する第１，第２押圧部材ｂ１及びｗ１，ｂ２及びｗ２を有するため、簡単な構成で第１，第２変位追従部２１ａ，２１ｂの前後長の差を大きく設定することができる。

第２押圧部材ｂ２及びｗ２の前後長が、第１押圧部材ｂ１及びｗ１の前後長よりも大きく設定されたため、角度変位の大きな車幅方向内側の第１変位追従部２１ａの前後長を第２変位追従部２１ｂの前後長よりも小さくすることができ、構造上の優位性を維持しつつ、帯板部２１の捩り変形を増大することができる。
帯板部２１は、合成樹脂内で帯板部２１の長さ方向（左右）に延びるように配列された強化材としての複数の炭素繊維を有するため、帯板部２１の長さ方向の剛性を高めつつ、振動減衰性能を高くすることができる。
第１フレームが左右１対のトンネルサイドフレーム１１であり、第２フレームが左右１対のフロアフレーム１２であるため、フロアパネル１の振動減衰を能率的に図ることができる。

帯板部２１として、左右１対のトンネルサイドフレーム１１と左右１対のフロアフレーム１２を夫々連結するように左右１対の帯板部２１が設けられ、左右１対の帯板部２１は、車幅方向内側端部を連結する連結補強部２２を介して一体形成されている。
これにより、トンネル部１０の車幅方向両端部を連結することにより、車体捩りモードに起因したトンネル部１０の左右方向の開き挙動を抑制しつつ、フロアパネル１の膜振動モードを減衰することができる。
第１押圧部材が、ボルト部材ｂ１とワッシャｗ１であり、第２押圧部材が、１対のボルト部材ｂ２と１対のワッシャｗ２であるため、第１，第２押圧部材を簡単に構成することができる。

次に、実施例２に係る第３ブレース部材２０Ａについて、図８に基づいて説明する。
尚、実施例１と同様の部材には、同じ符号を付している。
実施例１では、帯板部２１の左端部分が前後１対のワッシャｗ２に夫々挿通された前後１対のボルトｂ２によってフロアフレーム１２の底壁部に締結固定されたのに対し、実施例２では、帯板部２１Ａの左端部分が固定金具ｗ３に挿通された単一ボルトｂ２によってフロアフレーム１２の底壁部に締結固定されている。

第３ブレース部材２０Ａは、左右１対の帯板部２１Ａと、これら１対の帯板部２１Ａの車幅方向内側端部同士を連結する連結補強部２２とを一体的に備えている。
尚、１対の帯板部２１Ａは、左右対称の構造であるため、以下、左側の帯板部２１Ａについて主に説明する。

図８に示すように、帯板部２１Ａの左端部分は、ワッシャｗ１の直径よりも前後に長い矩形状の固定金具ｗ３の中間部分に挿通された単一のボルトｂ２によってフロアフレーム１２の底壁部に設けられたナットｎ２に締結固定され、右端部分は、ワッシャｗ１に挿通されたボルトｂ１によってトンネルサイドフレーム１１の底壁部に設けられたナットｎ１に締結固定されている。ここで、ボルトｂ１及びワッシャｗ１が第１押圧部材に相当し、ボルトｂ２及び固定金具ｗ３が第２押圧部材に相当している。

帯板部２１Ａのワッシャｗ１に当接する部分及び近傍部分は、トンネルサイドフレーム１１の底壁部に対してボルトｂ１の押圧力で拘束されているため、トンネルサイドフレーム１１の変位に追従して変位する円状の第１変位追従部２１ａが形成されている。
また、帯板部２１Ａの固定金具ｗ３に当接する部分及び近傍部分は、フロアフレーム１２の底壁部に対してボルトｂ２の押圧力で拘束されているため、フロアフレーム１２の変位に追従して変位する略矩形状の第２変位追従部２１ｃが形成されている。

図８に示すように、第１，第２変位追従部２１ａ，２１ｃは、トンネルサイドフレーム１１とフロアフレーム１２との中間地点を通る前後方向軸Ａに対して非対称になるように配設され、第２変位追従部２１ｃの前後長が第１変位追従部２１ａの前後長よりも長くなるように設定されている。これにより、車体が膜振動モードのとき、帯板部２１Ａに対応するフロアパネル１の捩り変形よりも大きな捩り変形を発生させている。
帯板部２１Ａの捩り変形は、ボルトｂ１とボルトｂ２とを結ぶ線を仮想捩り軸としたとき、この仮想捩り軸回りの変形である。
以上の構成により、第１押圧部材が、ボルト部材ｂ１とワッシャｗ１であり、第２押圧部材が、ボルト部材ｂ２と固定金具ｗ３であるため、第１，第２押圧部材を簡単に構成でき、少ない部品点数で、実施例１と同様の効果を奏することができる。

次に、実施例３に係る第３ブレース部材２０Ｂについて、図９に基づいて説明する。
尚、実施例１と同様の部材には、同じ符号を付している。
実施例１では、帯板部２１の第２変位追従部２１ｂの前後長が第１変位追従部２１ａの前後長よりも長くなるように設定されたのに対し、実施例３では、帯板部２１Ｂの第２変位追従部２１ｅの前後長が第１変位追従部２１ｄの前後長と同じ長さになるように設定されている。

第３ブレース部材２０Ｂは、左右１対の矩形状の帯板部２１Ｂと、これら１対の帯板部２１Ｂの車幅方向内側端部同士を連結する連結補強部２２とを一体的に備えている。
尚、１対の帯板部２１Ｂは、左右対称の構造であるため、以下、左側の帯板部２１Ｂについて主に説明する。

図９に示すように、帯板部２１Ｂの左端部分は、前後１対のワッシャｗ２に夫々挿通された前後１対のボルトｂ２によってフロアフレーム１２の底壁部に設けられた１対のナットｎ２に締結固定され、右端部分は、前後１対のワッシャｗ１に挿通された前後１対のボルトｂ１によってトンネルサイドフレーム１１の底壁部に設けられたナットｎ１に締結固定されている。後側のボルトｂ１及びワッシャｗ１は、前側のボルトｂ２及びワッシャｗ２に対応した前後方向位置に配設されている。
ここで、１対のボルトｂ１及び１対のワッシャｗ１が第１押圧部材に相当し、１対のボルトｂ２及び１対のワッシャｗ２が第２押圧部材に相当している。

帯板部２１Ｂのワッシャｗ１に当接する部分、その近傍部分及び１対のワッシャｗ１に挟まれた部分は、トンネルサイドフレーム１１の底壁部に対してボルトｂ１の押圧力で拘束されているため、トンネルサイドフレーム１１の変位に追従して変位する楕円状の第１変位追従部２１ｄが形成されている。
また、帯板部２１Ｂの１対のワッシャｗ２に当接する部分、その近傍部分及び１対のワッシャｗ２に挟まれた部分は、フロアフレーム１２の底壁部に対してボルトｂ２の押圧力で拘束されているため、フロアフレーム１２の変位に追従して変位する楕円状の第２変位追従部２１ｅが形成されている。

図９に示すように、第１，第２変位追従部２１ｄ，２１ｅは、前後方向にオフセットするように配設され、第１変位追従部２１ｄの前後長と第２変位追従部２１ｅの前後長が同じ長さに設定されている。
これにより、車体が膜振動モードのとき、帯板部２１Ｂに対応するフロアパネル１の捩り変形よりも大きな捩り変形を帯板部２１Ｂに発生させている。
帯板部２１Ｂの捩り変形は、後側のボルトｂ１と前側のボルトｂ２とを結ぶ線を仮想捩り軸としたとき、この仮想捩り軸回りの変形である。
尚、実施例３では、後側のボルトｂ１と前側のボルトｂ２とが左右方向に隣り合う例を説明したが、前後方向において後側のボルトｂ１と前側のボルトｂ２とが離隔するように第１，第２変位追従部２１ｄ，２１ｅを設定しても良い。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、構造上の優位性を考慮して、車幅方向内側の第１変位追従部の前後長が車幅方向外側の第２変位追従部の前後長よりも小さい例を説明したが、少なくとも何れか一方の変位追従部が仮想捩り軸に対して交差する位置関係に配置されれば良く、仕様に応じて車幅方向内側の第１変位追従部の前後長が車幅方向外側の第２変位追従部の前後長よりも大きくなるように構成しても良い。この場合、設計自由度の増加を図れると共に、振動減衰能の観点では、実施例１，２と同様の効果を奏することができる。

２〕前記実施形態においては、第１，第２変位追従部の前後長を同じ長さに設定した場合、第１変位追従部を第２変位追従部よりも前側位置に配設した例を説明したが、少なくとも、仮想捩り軸に対して反対の位置関係に配置されれば良く、第１変位追従部を第２変位追従部よりも後側位置に配設しても良い。この場合、振動減衰能の観点では、実施例３と同様の効果を奏することができる。

３〕前記実施形態においては、第３ブレース部材は、左右１対の矩形状の帯板部と、これら１対の帯板部の車幅方向内側端部同士を連結する連結補強部とを一体的に備え、長手方向に一様に延びる炭素繊維を含有した例を説明したが、少なくとも強化材が組み込まれた合成樹脂で構成されていれば良く、タルクやガラス繊維等通常強化材として用いられるものであれば何れの強化材であっても用いることができる。
また、強化材として炭素繊維を用いる場合、長繊維又は短繊維何れであっても採用することができ、炭素繊維の配向方向について、少なくとも捩りモーメントによって歪エネルギーを蓄積可能であれば長手方向に限るものではない。

４〕前記実施形態においては、トンネルサイドフレームとフロアフレームとを連結する左右１対の帯板部の例を説明したが、トンネルサイドフレームとサイドシル、又はフロアフレームとサイドシルとを連結する帯板部を形成しても良い。
即ち、トンネル部と、前後に延びる複数のフレームとを備えた車両では、車幅方向内側のフレームが車幅方向外側のフレームよりも角度変位に起因した上下振動が大きいことから、車幅方向内側のフレームと車幅方向外側のフレームとを連結し、車幅方向内側の変位追従部よりも車幅方向外側の変位追従部を長くすることで振動減衰効果を奏することができる。
また、膜振動モードのとき、トンネルサイドフレームよりもフロアフレームの面角度変化が小さく、フロアフレームよりもサイドシルの面角度変化が小さいため、トンネルサイドフレームとサイドシルとを連結する帯板部により面角度変化の差を大きくでき、帯板部に蓄積される捩り歪エネルギーを一層大きくすることができる。
連結補強部を省略して左右１対の帯板部のみを設けることも可能である。

５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

１ フロアパネル
１０ トンネル部
１１ トンネルサイドフレーム
１２ フロアフレーム
２０ 第３ブレース部材
２１，２１Ａ，２１Ｂ 帯板部
２１ａ，２１ｃ，２１ｅ 第１変位追従部
２１ｂ，２１ｄ 第２変位追従部
２２ 連結補強部

Claims (8)

1. フロアパネルと、このフロアパネルの車幅方向中間部分に車室側に突出形成されたトンネル部と、このトンネル部の車幅方向外側に前後方向に延びるように形成された左右１対の第１フレームと、これら１対の第１フレームの車幅方向外側に前後方向に延びるように形成された左右１対の第２フレームと、車幅方向内側端部分が車幅方向一側の前記第１フレームに連結され且つ車幅方向外側端部分が車幅方向一側の前記第２フレームに連結された強化材が組み込まれた合成樹脂製の帯板材とを備えた車体の補強構造において、
   前記帯板材は、前記第１，第２フレーム間において前後方向に対して直交方向に延びるように形成されると共に合成樹脂内で前後方向に対して直交方向に延びるように配列された前記強化材としての複数の炭素繊維を有し、
   前記帯板材に、前記車幅方向内側端部分に重複した前記第１フレームの重複部分の変位に追従して変位する第１変位追従部と、前記車幅方向外側端部分に重複した前記第２フレームの重複部分の変位に追従して変位する第２変位追従部とが設けられ、
   前記第１変位追従部と第２変位追従部が、前後方向軸に対して非対称になるように形成されたことを特徴とする車体の補強構造。
2. 前記第１，第２変位追従部は、前記車幅方向内側端部分及び車幅方向外側端部分を前記第１，第２フレームに対して夫々押圧する第１，第２押圧部材を有することを特徴とする請求項１に記載の車体の補強構造。
3. 前記第２押圧部材の前後長が、前記第１押圧部材の前後長よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項２に記載の車体の補強構造。
4. 前記第１，第２変位追従部は、前後方向にオフセットした位置に形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車体の補強構造。
5. 前記第１フレームが左右１対のトンネルサイドフレームであり、前記第２フレームが左右１対のフロアフレームであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車体の補強構造。
6. 前記帯板材として、左右１対のトンネルサイドフレームと左右１対のフロアフレームを夫々連結するように左右１対の帯板材が設けられ、
   前記左右１対の帯板材は、車幅方向内側端部を連結する連結補強部を介して一体形成されたことを特徴とする請求項５に記載の車体の補強構造。
7. 前記第１フレームが左右１対のトンネルサイドフレームであり、前記第２フレームが左右１対のサイドシルであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車体の補強構造。
8. フロアパネルと、このフロアパネルの車幅方向中間部分に車室側に突出形成されたトンネル部と、このトンネル部の車幅方向外側に前後方向に延びるように形成された左右１対の第１フレームと、これら１対の第１フレームの車幅方向外側に前後方向に延びるように形成された左右１対の第２フレームと、車幅方向内側端部分が車幅方向一側の前記第１フレームに連結され且つ車幅方向外側端部分が車幅方向一側の前記第２フレームに連結された強化材が組み込まれた合成樹脂製の帯板材とを備えた車体の補強構造において、
   前記帯板材に、前記車幅方向内側端部分に重複した前記第１フレームの重複部分の変位に追従して変位する第１変位追従部と、前記車幅方向外側端部分に重複した前記第２フレームの重複部分の変位に追従して変位する第２変位追従部とが設けられ、
   前記第１変位追従部と第２変位追従部が、前後方向軸に対して非対称になるように形成され、
   前記第１，第２変位追従部は、前記車幅方向内側端部分及び車幅方向外側端部分を前記第１，第２フレームに対して夫々押圧する第１，第２押圧部材を有し、
   前記第２押圧部材の前後長が、前記第１押圧部材の前後長よりも大きく設定されたことを特徴とする車体の補強構造。