JP6551698B2 - 車両の車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、強化材で強化された合成樹脂製の長尺部材の長手方向一端部と他端部とが１対の締結部材を介して車体側に連結された車両の車体構造に関する。

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側に膨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、炭素繊維強化樹脂（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的性質を有するため、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。
この炭素繊維強化樹脂は、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、炭素繊維強化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強化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、炭素繊維強化樹脂に入力された振動は、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、炭素繊維強化樹脂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。
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に基づく捩りモーメントが作用したとき、炭素繊維が夫々独立して捩れ変形するため、炭素繊維間に存在する母材に剪断変形が生じるものの、炭素繊維間の母材が微小量であることから、炭素繊維間の母材に剪断歪が増加し、これに伴って母材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 特開２０１７−０６１１７０号公報

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、捩り変形に伴う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、曲げ変形に伴う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。

炭素繊維強化樹脂は、捩れ損失係数が曲げ損失係数よりも高い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。
つまり、帯板材を構成する炭素繊維強化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（使い切る）ことができない。

そこで、本発明者は、炭素繊維強化樹脂の歪エネルギー蓄積特性について第１の検証解析を行った。
図８に示すように、歪エネルギーについて車両の全体構造を見たとき、通常の車両構造は、ばね定数ｋ_bの車体系機構とばね定数ｋ_cfの炭素繊維強化樹脂部及びばね定数ｋ_jの締結部からなる部材系機構とが並列接続された簡易ばねモデルとして表すことができる。
それ故、この簡易ばねモデルを数値解析することにより、炭素繊維強化樹脂部の剛性と蓄積される歪エネルギーとの相関関係を求めた。
図９に示すように、数値解析の結果、炭素繊維強化樹脂内に蓄積される歪エネルギーは、剛性が極めて低い領域を除いて、剛性が高い程歪エネルギーが低くなり、剛性が低い地点において歪エネルギーのピーク点が存在するという物理的性質が知見された。

また、炭素繊維強化樹脂の全歪エネルギーをＵ、軸方向の歪エネルギーをＵｔｅ、曲げ方向の歪エネルギーをＵｂ、捩り方向の歪エネルギーをＵｔｏ、剪断方向の歪エネルギーをＵｓとしたとき、次式が成立している。
Ｕ＝Ｕｔｅ＋Ｕｂ＋Ｕｔｏ＋Ｕｓ
そして、長手方向に配向された強化繊維を主成分として補強した炭素繊維強化樹脂の場合、ＵｔｅとＵｂは主に炭素繊維が担い、ＵｔｏとＵｓは主に合成樹脂（母材）が担っているため、Ｕが一定値のとき、Ｕｂを減少させることでＵｓの増加が予測される。
そこで、炭素繊維強化樹脂製の標準モデルと、この標準モデルの曲げ剛性を２倍にした比較モデルとを準備し、夫々の歪エネルギー分担率を求める第２の検証解析を行った。
図１０に示すように、数値解析の結果、炭素繊維強化樹脂は、曲げ剛性を増加することにより、捩り方向の歪エネルギー分担率は若干減少するものの、減少した曲げ方向の歪エネルギー分担率に相当するように剪断方向の歪エネルギー分担率が増加され、全体としては、合成樹脂側の歪エネルギー分担率を増加できることが判明した。

前述した第１，第２の検証解析により、炭素繊維強化樹脂部材の剛性低下により炭素繊維強化樹脂内に蓄積される歪エネルギーを増加できること、また、炭素繊維強化樹脂部材における曲げ剛性増加により合成樹脂側の歪エネルギー分担率を増加できることが知見された。
これらの知見を受けて、炭素繊維強化樹脂の剛性を低下させた場合、炭素繊維強化樹脂内に蓄積される歪エネルギーを増加することができ、振動減衰能力を増加することができる。
しかし、車両全体としては、剛性の低下により、車体振動の位相遅れを生じさせない安心感（箱感）を損ない、乗り心地が低下する虞がある。
即ち、車体剛性確保と樹脂内に蓄積される歪エネルギーの増加とを両立させる具体的な構成は、未だ確立されていない。

本発明の目的は、車体剛性確保と振動減衰能力向上とを両立可能な車両の車体構造等を提供することである。

請求項１の発明は、長手方向に配向された強化材で強化された合成樹脂製の長尺部材の長手方向一端部と他端部とが１対の締結部材を介して車体側に連結された車両の車体構造において、前記長尺部材が、圧縮荷重が作用する圧縮側壁部と、引張荷重が作用する引張側壁部と、前記圧縮側壁部の一側端部と引張側壁部の一側端部とを連結する一側壁部と、前記圧縮側壁部の他側端部と引張側壁部の他側端部とを連結する他側壁部と、前記圧縮側壁部と引張側壁部のうち一方の側壁部に前記長手方向に沿って延びる開口部とを有し、前記長尺部材の軸心直交方向断面の重心よりも前記一側壁部側部分の断面２次モーメントが、重心よりも前記他側壁部側部分の断面２次モーメントと略等しく構成され、車幅方向中央部分に車室側に膨出して車体前後方向に延びるトンネル部が形成され、前記長尺部材が、前記トンネル部の車幅方向一側端部と他側端部とを前記１対の締結部材を介して連結したことを特徴としている。

この構成によれば、圧縮側壁部と引張側壁部のうち一方の側壁部に長手方向に沿って延びる開口部を有するため、長尺部材の捩り剛性を低下させることができ、長尺部材に蓄積される歪エネルギーを増加することができる。
長尺部材の軸心直交方向断面の重心よりも一側壁部側部分の断面２次モーメントが、重心よりも他側壁部側部分の断面２次モーメントと略等しいため、長尺部材の曲げ方向剛性の低下を抑制しつつ、長尺部材の捩り剛性を低下させることができる。
つまり、長尺部材に作用する曲げ方向荷重によって車体の捩れ変形を発生させないため、長尺部材を車体剛性確保に寄与させることができる。
また、フロアパネルの主要な振動源であるトンネル部の振動変位を長尺部材に取り込むことができ、フロアパネルの剛性確保と振動減衰能力向上とを両立することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記圧縮側壁部と引張側壁部と一側壁部と他側壁部とが協働して前記長手方向に延びる閉断面状の矩形断面を構成し、前記矩形断面が、前記重心を通り且つ荷重入力時の圧縮側と引張側の中間の中立面に直交する直線に対して線対称になるように構成されたことを特徴としている。
この構成によれば、簡単な構成で長尺部材の断面２次モーメントを大きくすることができることから、車体剛性を向上しつつ長尺部材の剪断方向の歪エネルギー分担率を増加することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記長尺部材が、前記長手方向に沿って延びる複数の稜線部を有することを特徴としている。
この構成によれば、長尺部材の断面形状によって車体剛性を向上することができる。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記強化材が繊維強化材であることを特徴としている。
この構成によれば、長尺部材における繊維強化材の延びる方向に対して直交方向の剛性を容易に低くすることができ、捩り剛性を容易に低下することができる。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記強化材が炭素繊維強化材であることを特徴としている。
この構成によれば、軽量化を図りつつ繊維強化材の延びる方向に対して直交方向の剛性を容易に低くすることができ、捩り剛性を容易に低下することができる。

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、前記長尺部材を複数有し、前記複数の長尺部材が、車体前後方向に延びる車体中心線に対して線対称に配設されたことを特徴としている。
この構成によれば、長尺部材によって車体振動の位相遅れを生じさせない安心感（箱感）を得ることができる。

本発明の車両の車体構造によれば、長尺部材の曲げ剛性低下を抑制しながら捩り剛性を低下することにより、車体剛性確保と振動減衰能力向上とを両立することができる。

実施例１に係る車両を斜め下方から視た図である。 車両の部分底面図である。 車室内を斜め後方から視た図である。 バー部材の斜視図である。 図４のV−V線断面図である。 バー部材の部分拡大図である。 実施例１のバー部材と比較例を蓄積された歪エネルギーについて比較するグラフである。 車両の簡易ばねモデルである。 炭素繊維強化樹脂の剛性と炭素繊維強化樹脂内に蓄積される歪エネルギーの関係を示すグラフである。 標準モデルと比較モデルの歪エネルギー分担率を示すグラフである。

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３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３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。

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、複数（例えば１３本）のバー部材２１〜２７（長尺部材）が配設されている。

次に、複数のバー部材２１〜２７について説明する。
複数のバー部材２１〜２７は、車幅方向に直交する車体中心軸回りに発生する捩りモーメントに基づく位相遅れに起因した振動や車体中心軸の上下曲げ変形に伴うフロアパネル１の上下振動を減衰可能に構成されている。
図１，図２に示すように、これら複数のバー部材２１〜２７は、車体中心軸に対して左右対称位置に配置されているため、以下、特段の説明がない限り、車体左側部分に配置されたバー部材２１〜２７について主に説明し、車体右側部分に配置されたバー部材２１〜２７についての説明を省略する。

複数のバー部材２１〜２７は、上下２対の稜線を有し、断面が横長の略矩形状に形成され、各々の長手方向に延びる長尺形状に夫々構成されている。
図４，図５に示すように、バー部材２１は、上壁部２１ａと、上壁部２１ａに平行な下壁部２１ｂと、上壁部２１ａと下壁部２１ｂとの左端部を連結する左側壁部２１ｃと、上壁部２１ａと下壁部２１ｂとの右端部を連結する右側壁部２１ｄとを備え、軸心部分は中空状に構成されている。バー部材２１の長手方向両端部には、金属製の連結部材３４が接着材等により夫々接合されている。連結部材３４は、バー部材２１の中空部分に部分的に嵌合され、嵌合部分以外の部分に上下に貫通したボルト穴が形成されている。
図１，図２に示すように、連結部材３４をボルト３１及びナット３２を介してフロアパネル１（サイドシル５）に夫々締結することにより、バー部材２１をフロアパネル１（サイドシル５）に対して連結している。尚、バー部材２１と連結部材３４との接合は、リベットやスクリュー等機械的連結でも良い。

バー部材２１は、下壁部２１ｂに長手方向に延びる開口部２１ｅが形成され、略閉断面状の開断面を構成している。尚、バー部材２１への荷重入力時、上壁部２１ａと下壁部２１ｂのうち、一方が圧縮側壁部に相当し、他方が引張側壁部に相当している。
図５に示すように、このバー部材２１は、重心（図心）をＣ、中立面をＮとしたとき、重心Ｃを通り且つ荷重入力時の中立面Ｎに直交する直線Ｌに対して線対称になるように構成されているため、直線Ｌよりも左側壁部２１ｃ側の断面２次モーメントが、直線Ｌよりも右側壁部２１ｄ側の断面２次モーメントと略等しく設定されている。
これにより、左側壁部２１ｃ及び右側壁部２１ｄの剛性を確保しているため、バー部材２１に対して下向き（上向き）の曲げ荷重が作用しても、重心Ｃ回りの捩りモーメントを生じることなく、バー部材２１単体の剛性のみを低下することができる。

バー部材２１は、炭素繊維Ｆを主成分である強化材とした炭素繊維強化樹脂（CFRP）を成形することによって形成されている。炭素繊維Ｆの体積含有率は、５０％以上である。
図６に示すように、炭素繊維Ｆは、バー部材２１（炭素繊維強化樹脂）の長手方向の一端から他端に亙って連続してバー部材２１の長手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Ｆの単繊維の直径は、例えば７〜１０μｍである。バー部材２１の母材Ｍ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。
バー部材２２〜２７は、バー部材２１と長手方向の寸法が異なる以外は同様の仕様で構成され、各々が開口部２２ｅ〜２７ｅを有し、連結部材３４が接合されている。

バー部材２１〜２７は、長手方向一端側の連結部材３４と長手方向他端側の連結部材３４が車体側部材に取付けられ、中間部分は夫々他部材から離隔するように配設されている。
図１，図２，図４に示すように、バー部材２１は、一端側連結部材３４がキックアップ前端に対応した右側サイドシル５の下部にブラケット（図示略）を介して固定され、他端側連結部材３４がキックアップよりも前方且つクロスメンバ１４よりも後方の右側トンネルフレーム部１１の下部にブラケット（図示略）を介して固定されている。
バー部材２２は、一端側連結部材３４がバー部材２１の他端側連結部材３４と同位置に固定され、他端側連結部材３４がクロスメンバ１４の右端部（車幅方向内側部分）に対応した左側トンネルフレーム部１１の下部にブラケット（図示略）を介して固定されている。

バー部材２３は、一端側連結部材３４がバー部材２２の他端側連結部材３４と同位置に固定され、他端側連結部材３４がクロスメンバ１３の左端部（車幅方向外側部分）に対応した左側サイドシル５の下部にブラケット（図示略）を介して固定されている。それ故、バー部材２３は、平面視にて、１対のシートレール１６を対角線状に連結するように構成されている。バー部材２４は、一端側連結部材３４がバー部材２３の他端側連結部材３４と同位置に固定され、他端側連結部材３４が左側トンネルフレーム部１１の前端側部分下部にブラケット（図示略）を介して固定されている。

バー部材２５は、一端側連結部材３４がバー部材２４の他端側連結部材３４と同位置に固定され、他端側連結部材３４が右側トンネルフレーム部１１の前端側部分下部にブラケット（図示略）を介して固定されている。バー部材２６は、一端側連結部材３４がバー部材２５の他端側連結部材３４と同位置に固定され、他端側連結部材３４がクロスメンバ１３よりも後方且つクロスメンバ１４よりも前方の左側トンネルフレーム部１１の下部にブラケット（図示略）を介して固定されている。バー部材２７は、一端側連結部材３４がバー部材２６の他端側連結部材３４と同位置に固定され、他端側連結部材３４がキックアップよりも前方且つクロスメンバ１４よりも後方の左側トンネルフレーム部１１の下部にブラケット（図示略）を介して固定されている。
バー部材２１〜２４，２６は、前後方向及び左右方向に対して所定の交差角度を形成している。

次に、本実施例の車両の車体構造における作用、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２種類設定し、前後２対のサスペンションを振動入力源として、各々のバー部材に蓄積された捩り歪エネルギーを算出した。
一方のモデルは、実施例１と同様のバー部材Ａを装着し、他方のモデルは、中実の断面矩形状のバー部材Ｂを装着している。尚、材料、寸法等は同一とした。

図７に基づき、解析結果を説明する。
図７に示すように、バー部材Ａに蓄積された捩り歪エネルギーは、バー部材Ｂに蓄積された捩り歪エネルギーよりも７５％大きくなることが判明した。
これにより、母材Ｍ内に蓄積される歪エネルギーは、剛性が低い程歪エネルギーの最大ピーク点に接近することが実証され、剛性の低いバー部材Ａに蓄積された捩り歪エネルギーが、中実の断面矩形状のバー部材Ｂに蓄積された捩り歪エネルギーよりも大きいことが確認された。

この車両Ｖの車体構造によれば、バー部材２１〜２７の下壁部に長手方向に沿って延びる開口部２１ｅ〜２７ｅを有するため、バー部材２１〜２７の剛性を低下させることができ、バー部材２１〜２７に蓄積される歪エネルギーを増加することができる。
バー部材２１〜２７の重心Ｃよりも左側壁部２１ｃ側の部分の断面２次モーメントが、重心Ｃよりも右側壁部２１ｄ側の部分の断面２次モーメントと略等しいため、バー部材２１〜２７の曲げ方向剛性の低下を抑制しつつ、バー部材２１〜２７の剛性を低下させることができる。つまり、バー部材２１〜２７に作用する曲げ方向荷重によって捩れ変形を発生させないため、バー部材２１〜２７を車体剛性確保に寄与させることができる。

上壁部２１ａと下壁部２１ｂと左側壁部２１ｃと右側壁部２１ｄとが協働して長手方向に延びる閉断面状の矩形断面を構成し、矩形断面が、重心Ｃを通り且つ荷重入力時の圧縮側と引張側の中間の中立面Ｎに直交する直線Ｌに対して線対称になるように構成されている。これにより、簡単な構成でバー部材２１〜２７の断面２次モーメントを大きくすることができることから、車体剛性を向上しつつバー部材２１〜２７の剪断方向の歪エネルギー分担率を増加することができる。

バー部材２１〜２７が、長手方向に沿って延びる４つの稜線部を有するため、バー部材２１〜２７の断面形状によって車体剛性を向上することができる。
強化材が繊維強化材であるため、バー部材２１〜２７における繊維強化材の延びる方向に対して直交方向の剛性を容易に低くすることができ、捩り剛性を容易に低下することができる。
また、強化材が炭素繊維Ｆであるため、軽量化を図りつつ繊維強化材の延びる方向に対して直交方向の剛性を容易に低くすることができ、捩り剛性を容易に低下することができる。

バー部材２１〜２７を複数有し、複数のバー部材２１〜２４，２６が、車体前後方向に延びる車体中心線に対して線対称に配設されたため、バー部材２１〜２４，２６によって車体振動の位相遅れを生じさせない安心感（箱感）を得ることができる。

車幅方向中央部分に車室側に膨出して車体前後方向に延びるトンネル部１０が形成され、バー部材２２，２５，２６が、トンネル部１０の車幅方向一側端部と他側端部とを１対の締結部材３１，３２を介して連結したため、フロアパネル１の主要な振動源であるトンネル部１０の振動変位をバー部材２２，２５，２６に取り込むことができ、フロアパネル１の剛性確保と振動減衰能力向上とを両立することができる。

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、横長の断面矩形状のバー部材の例を説明したが、縦長の断面矩形状のバー部材であっても良い。また、断面形状も矩形状に限定されるものではなく、円形、楕円形等仕様や部位に応じて適宜選択可能である。

２〕前記実施形態においては、２点で締結される複数のバー部材の配置例を説明したが、少なくとも、バー部材に捩り方向や剪断方向よりも曲げ方向の荷重が作用する、所謂曲げ剛性に対する寄与率が他の剛性に対する寄与率よりも高い位置であれば良く、適宜配置位置を設定することが可能である。

３〕前記実施形態においては、バー部材の炭素繊維が一端から他端に亙って一様に延びた例を説明したが、主要部分の炭素繊維の配向が一様であれば良く、表裏部分の配向を主要部分と異ならせ且つ対称に設定することも可能である。また、炭素繊維以外にセルロース系繊維や無機系ガラス繊維を用いても良く、無機系のタルクを用いることも可能である。

４〕前記実施形態においては、バー部材の一端部から他端部まで連続した開口部の例を説明したが、開口部の幅及び軸方向長さによって蓄積される歪エネルギーを調整しても良い。
つまり、車体剛性の許容範囲を基準として最大限開口部の幅を増加（バー部材の剛性低下）することができ、蓄積させたい領域のみに開口部を形成することができる。
また、下壁部に開口部を形成した例を説明したが、上壁部に開口部を形成しても良く、また、開口部に代えて脆弱部を形成しても良い。

５〕前記実施形態においては、バー部材の中空部に嵌合接合された連結部材の例を説明したが、連結部材を筒状に形成し、バー部材を連結部材に嵌合接合させても良い。また、連結部材の断面形状をバー部材の断面形状と同一形状に形成しても良い。

６〕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。

１０ トンネル部
２１〜２７ バー部材
２１ｅ〜２７ｅ 開口部
３１ ボルト
３２ ナット
Ｖ 車両
Ｆ 炭素繊維
Ｍ 母材
Ｃ 重心
Ｎ 中立面

Claims (6)

1. 長手方向に配向された強化材で強化された合成樹脂製の長尺部材の長手方向一端部と他端部とが１対の締結部材を介して車体側に連結された車両の車体構造において、
   前記長尺部材が、圧縮荷重が作用する圧縮側壁部と、引張荷重が作用する引張側壁部と、前記圧縮側壁部の一側端部と引張側壁部の一側端部とを連結する一側壁部と、前記圧縮側壁部の他側端部と引張側壁部の他側端部とを連結する他側壁部と、前記圧縮側壁部と引張側壁部のうち一方の側壁部に前記長手方向に沿って延びる開口部とを有し、
   前記長尺部材の軸心直交方向断面の重心よりも前記一側壁部側部分の断面２次モーメントが、重心よりも前記他側壁部側部分の断面２次モーメントと略等しく構成され、
   車幅方向中央部分に車室側に膨出して車体前後方向に延びるトンネル部が形成され、
   前記長尺部材が、前記トンネル部の車幅方向一側端部と他側端部とを前記１対の締結部材を介して連結したことを特徴とする車両の車体構造。
2. 前記圧縮側壁部と引張側壁部と一側壁部と他側壁部とが協働して前記長手方向に延びる閉断面状の矩形断面を構成し、
   前記矩形断面が、前記重心を通り且つ荷重入力時の圧縮側と引張側の中間の中立面に直交する直線に対して線対称になるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の車体構造。
3. 前記長尺部材が、前記長手方向に沿って延びる複数の稜線部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の車体構造。
4. 前記強化材が繊維強化材であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の車体構造。
5. 前記強化材が炭素繊維強化材であることを特徴とする請求項４に記載の車両の車体構造。
6. 前記長尺部材を複数有し、
   前記複数の長尺部材が、車体前後方向に延びる車体中心線に対して線対称に配設されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の車両の車体構造。