JP2015131590A - 車両の骨格構造 - Google Patents

Abstract

【課題】骨格部材に荷重が入力されても、その骨格部材に設けられた補強部材の剥がれを抑制できる車両の骨格構造を得る。【解決手段】閉断面形状を構成する壁部３４、３６、３８に開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａが形成され、車両の骨格を構成する骨格部材１４と、開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａに挿通された挿通部６４Ａ、６６Ａ、６８Ａと開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａよりも大きい面積とされたロック部６４Ｂ、６６Ｂ、６８Ｂとを有する係合部６４、６６、６８が一体に形成され、少なくとも開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａを有する壁部３４、３６、３８に沿って配置された繊維強化樹脂製の補強部材５０と、を備えた車両の骨格構造１０とする。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の骨格構造に関する。

閉断面形状とされた車両骨格部材の内部に、繊維強化樹脂材料で形成された補強部材を接着剤、ねじ、リベット、又は樹脂で固めて接合した構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２１２７３０号公報

しかしながら、車両骨格部材の内部に補強部材を接着剤、ねじ、リベット、又は樹脂で固めて接合する構成であると、車両骨格部材に荷重が入力されて、その車両骨格部材が変形したときに、補強部材が車両骨格部材から剥がれるおそれがある。

そこで、本発明は、骨格部材に荷重が入力されても、その骨格部材に設けられた補強部材の剥がれを抑制できる車両の骨格構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両の骨格構造は、複数の壁部によって閉断面形状に形成されるとともに該複数の壁部のうちの少なくとも一部の壁部に開口部が形成され、車両の骨格を構成する骨格部材と、前記開口部に挿通された挿通部と前記開口部よりも大きい面積とされたロック部とを有する係合部が一体に形成され、少なくとも前記開口部を有する壁部に沿って配置された繊維強化樹脂製の補強部材と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、繊維強化樹脂製の補強部材に一体に形成された係合部が、骨格部材の閉断面形状を構成する壁部の開口部に挿通された挿通部と、その開口部よりも大きい面積とされたロック部と、を有している。そして、この係合部により、補強部材が、少なくとも開口部を有する壁部に沿って配置されている。したがって、骨格部材に荷重が入力されても、その骨格部材に設けられた補強部材の剥がれが抑制される。

また、請求項２に記載の車両の骨格構造は、請求項１に記載の車両の骨格構造であって、前記補強部材は、前記閉断面形状内に配置されている。

請求項２に記載の発明によれば、補強部材が閉断面形状内に設けられている。したがって、補強部材が骨格部材の外面側に設けられている構成に比べて、補強部材の骨格部材からの剥がれが更に抑制される。

また、請求項３に記載の車両の骨格構造は、請求項２に記載の車両の骨格構造であって、前記開口部を有する壁部は、該開口部周りが前記閉断面形状内へ凹む凹部を有し、該凹部内に前記ロック部が配置されている。

請求項３に記載の発明によれば、補強部材の係合部のロック部が、骨格部材の壁部の開口部周りに形成された凹部内に配置されている。したがって、係合部のロック部が、骨格部材の壁部よりも外方側へ突出するのが抑制される。よって、骨格部材の外面側にスペースが無くても、補強部材の配置が可能となる。

また、請求項４に記載の車両の骨格構造は、請求項２又は請求項３に記載の車両の骨格構造であって、前記補強部材は、前記骨格部材の長手方向に延在されるとともに、該長手方向に所定の間隔を空けて形成された複数の隔壁部を有している。

請求項４に記載の発明によれば、補強部材が、長手方向に所定の間隔を空けて複数の隔壁部を有している。したがって、補強部材が、長手方向に所定の間隔を空けて複数の隔壁部を有していない構成に比べて、補強部材の強度（剛性）が向上される。

また、請求項５に記載の車両の骨格構造は、請求項４に記載の車両の骨格構造であって、前記開口部は、前記骨格部材の長手方向と直交する方向に対向して形成されており、前記係合部は、前記隔壁部の両側方に形成されている。

請求項５に記載の発明によれば、補強部材の係合部が、隔壁部の両側方で骨格部材に係合されている。したがって、係合部の強度（剛性）が向上されるとともに、骨格部材の開口部が形成されている壁部の強度（剛性）低下が抑制される。

また、請求項６に記載の車両の骨格構造は、請求項２又は請求項３に記載の車両の骨格構造であって、前記補強部材は、前記骨格部材の長手方向に延在されるとともに、該長手方向に所定の間隔を空けて形成された複数の補強リブを有している。

請求項６に記載の発明によれば、補強部材が、長手方向に所定の間隔を空けて複数の補強リブを有している。したがって、補強部材が、長手方向に所定の間隔を空けて複数の補強リブを有していない構成に比べて、補強部材の強度（剛性）が向上される。

また、請求項７に記載の車両の骨格構造は、請求項６に記載の車両の骨格構造であって、前記開口部は、前記骨格部材の長手方向と直交する方向に対向して形成されており、前記係合部は、前記補強リブの両側方に形成されている。

請求項７に記載の発明によれば、補強部材の係合部が、補強リブの両側方で骨格部材に係合されている。したがって、係合部の強度（剛性）が向上されるとともに、骨格部材の開口部が形成されている壁部の強度（剛性）低下が抑制される。

また、請求項８に記載の車両の骨格構造は、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の車両の骨格構造であって、前記補強部材は、前記係合部とは表裏反対側の面に窪み部を有している。

請求項８に記載の発明によれば、補強部材における係合部とは表裏反対側の面に窪み部が形成されている。したがって、補強部材における係合部とは表裏反対側の面に窪み部が形成されていない構成に比べて、樹脂材内の繊維が絡み合い、骨格部材に対して補強部材が強固に結合される。

また、請求項９に記載の車両の骨格構造は、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の車両の骨格構造であって、前記補強部材は、断面「Ｕ」字状に形成された本体部を有し、前記係合部は、少なくとも前記本体部の開口側端部に形成されている。

請求項９に記載の発明によれば、補強部材の断面「Ｕ」字状に形成された本体部の開口側端部に係合部が形成されている。したがって、本体部の開口側端部に係合部が形成されていない構成に比べて、補強部材の骨格部材からの剥がれが効率よく抑制される。なお、本発明における断面「Ｕ」字状には、正確な「Ｕ］字状ではない、略「Ｕ」字状も含まれる。

また、請求項１０に記載の車両の骨格構造は、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の車両の骨格構造であって、前記補強部材における繊維の配向は、前記骨格部材の長手方向に沿っている。

請求項１０に記載の発明によれば、補強部材における繊維の配向が、骨格部材の長手方向に沿っている。したがって、補強部材における繊維の配向が、骨格部材の長手方向に沿っていない構成に比べて、骨格部材の引張変形に対する強度（剛性）が向上される。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、荷重の入力により骨格部材が変形しても、その骨格部材に設けられた補強部材の剥がれを抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、補強部材の骨格部材からの剥がれを更に抑制することができる。

請求項３に係る発明によれば、骨格部材の外面側にスペースが無くても、補強部材を配置することができる。

請求項４に係る発明によれば、補強部材の強度（剛性）を向上させることができる。

請求項５に係る発明によれば、係合部の強度（剛性）を向上させることができ、骨格部材の開口部が形成されている部位の強度（剛性）低下を抑制することができる。

請求項６に係る発明によれば、補強部材の強度（剛性）を向上させることができる。

請求項７に係る発明によれば、係合部の強度（剛性）を向上させることができ、骨格部材の開口部が形成されている部位の強度（剛性）低下を抑制することができる。

請求項８に係る発明によれば、骨格部材に対して補強部材を強固に結合することができる。

請求項９に係る発明によれば、補強部材の骨格部材からの剥がれを効率よく抑制することができる。

請求項１０に係る発明によれば、骨格部材の引張変形に対する強度（剛性）を向上させることができる。

本実施形態に係る車両の骨格構造の概略構成を示す側面図である。 第１実施形態に係る車両の骨格構造を示す側面図である。 第１実施形態に係る車両の骨格構造を示す斜視図である。 図２におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。 図４の一部を拡大して示す断面図である。 図５におけるＹ−Ｙ線矢視断面図である。 第２実施形態に係る車両の骨格構造の下壁側を拡大して示す断面図である。 第３実施形態に係る車両の骨格構造を示す図４に相当する断面図である。 第４実施形態に係る車両の骨格構造を示す図４に相当する断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記なく上下、前後、左右の方向を用いる場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。更に、図１では本実施形態に係る骨格構造１０を備えた車両１２の左側が示されているが、車両１２の右側も左右対称で同様である。

図１に示されるように、車両１２の前部における両側部には、車体前後方向を長手方向とする左右一対のフロントサイドメンバ１４が配設されている。各フロントサイドメンバ１４は、閉断面形状とされた車両骨格部材であり、各フロントサイドメンバ１４の長手方向中途部には、それぞれ傾斜部（キック部）１４Ａが形成されている。これにより、各フロントサイドメンバ１４は、傾斜部１４Ａよりも車体前方側が車体後方側よりも所定高さ高い位置（高位）で車体前後方向に延在されている。

また、車両１２の後部における両側部には、車体前後方向を長手方向とする左右一対のリアフロアサイドメンバ１６が配設されている。各リアフロアサイドメンバ１６は、閉断面形状とされた車両骨格部材であり、各リアフロアサイドメンバ１６の長手方向中途部には、それぞれ傾斜部（キック部）１６Ａが形成されている。これにより、各リアフロアサイドメンバ１６は、各傾斜部１６Ａよりも車体後方側が車体前方側よりも所定高さ高い位置（高位）で車体前後方向に延在されている。

そして、フロントサイドメンバ１４とリアフロアサイドメンバ１６とは、車体前後方向に延在するフロアメンバ１５を介して連続的かつ一体的に構成されており、各フロアメンバ１５も、閉断面形状とされた車両骨格部材となっている。また、車両１２には、エンジンコンパートメントルーム１８と車室２０とを区画する略平板状のダッシュパネル２２が設けられている。

なお、リアフロアサイドメンバ１６側における骨格構造１０は、フロントサイドメンバ１４側における骨格構造１０と同様であるため、以下においては、フロントサイドメンバ１４側における骨格構造１０を例に採って説明する。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態について説明する。図２〜図４に示されるように、フロントサイドメンバ１４は、ロアメンバ３０とアッパメンバ４０とを有している。ロアメンバ３０は、深さの深い断面ハット型形状に鋼板等で成形されており、アッパメンバ４０は、ロアメンバ３０よりも深さの浅い断面ハット型形状に鋼板等で成形されている。

そして、図４に示されるように、ロアメンバ３０の内壁３６及び外壁３８の上端部に、それぞれ車幅方向内側及び外側へ向けて連設されたフランジ部３２と、アッパメンバ４０の内壁４６及び外壁４８の下端部に、それぞれ車幅方向内側及び外側へ向けて連設されたフランジ部４２と、がスポット溶接等によって接合されることで、フロントサイドメンバ１４が閉断面形状に構成されている。

また、図１に示されるように、フロントサイドメンバ１４の傾斜部１４Ａにおける前端部と後端部（フロアメンバ１５との境界部）は、それぞれ前側曲折部２６と後側曲折部２８とされている。前側曲折部２６は、車体上方側へ凸状になるように予め屈曲又は湾曲された曲折部であり、後側曲折部２８は、車体下方側へ凸状になるように予め屈曲又は湾曲された曲折部である。

したがって、車両１２の前面衝突時等、フロントサイドメンバ１４の前端部に車体後方側へ向かう荷重が入力されたときには、前側曲折部２６が車体上方側へ折れ曲がり変形し（図４に示されるロアメンバ３０の下壁３４及び下壁３４の車幅方向両端部である稜線部が車体上方側へ座屈変形し）、後側曲折部２８が車体下方側へ折れ曲がり変形する（図４に示されるアッパメンバ４０の上壁４４及び上壁４４の車幅方向両端部である稜線部が車体下方側へ座屈変形する）。

つまり、前側曲折部２６では、ロアメンバ３０の下壁３４が圧縮変形側（応力集中側）の壁部となり、アッパメンバ４０の上壁４４が引張変形側の壁部となる。そして、後側曲折部２８では、アッパメンバ４０の上壁４４が圧縮変形側（応力集中側）の壁部となり、ロアメンバ３０の下壁３４が引張変形側の壁部となる。

また、フロントサイドメンバ１４の前側曲折部２６及び後側曲折部２８における閉断面形状内には、それぞれ繊維強化樹脂材（ＦＲＰ）、例えばガラス繊維強化樹脂材（ＧＦＲＰ）や炭素繊維強化樹脂材（ＣＦＲＰ）で成形された補強部材５０がインサート成形によって配設されている。なお、前側曲折部２６と後側曲折部２８に設けられる補強部材５０は同等であるため、以下においては、後側曲折部２８に設けられる補強部材５０について説明する。

図２、図３に示されるように、後側曲折部２８の閉断面形状内に設けられる補強部材５０は、その曲折形状に合わせて成形されている。詳細に説明すると、後側曲折部２８におけるロアメンバ３０の内壁３６及び外壁３８の各フランジ部３２に近接する上部には、車幅方向で対向する円形状の開口部３６Ａ、３８Ａが、ロアメンバ３０の延在方向に所定の間隔を空けて複数組（図示のものは３組）形成されている。そして、車幅方向で各開口部３６Ａ、３８Ａと同位置となる下壁３４の車幅方向中央部にも、それぞれ円形状の開口部３４Ａが形成されている。

図２〜図４に示されるように、補強部材５０は、ロアメンバ３０の下壁３４、内壁３６、外壁３８に沿って配置される断面略「Ｕ」字状の本体部５２を有しており、本体部５２の下壁５４、内壁５６、外壁５８の各外面が、それぞれロアメンバ３０の下壁３４、内壁３６、外壁３８の各内面に密着されている。そして、本体部５２の下壁５４、内壁５６、外壁５８の外面上端部（開口側端部）には、それぞれインサート成形時に（成形過程で）各開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａに取り外し不能に係合される係合部６４、６６、６８が一体に形成されている。

各係合部６４、６６、６８の構成について、係合部６６を例に採って説明すると、図５に示されるように、係合部６６は、開口部３６Ａに挿通（係合）される円柱状の挿通部６６Ａと、挿通部６６Ａの断面積よりも大きい（開口部３６Ａを覆うことができる）面積とされ、内壁３６の外面に内面が密着される矩形平板状のロック部６６Ｂと、を有している。これにより、各係合部６４、６６、６８が各開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａから抜けない（強固に結合される）構成になっている。

なお、各開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａの形状は、図示の円形状に限定されるものではない。したがって、各挿通部６４Ａ、６６Ａ、６８Ａの形状も、図示の円柱状に限定されるものではない。更に、ロック部６４Ｂ、６６Ｂ、６８Ｂの形状も、図示の矩形平板状に限定されるものではなく、例えば円形平板状等に形成されていてもよい。また、各係合部６４、６６、６８は、少なくとも本体部５２の長手方向前端部及び後端部に形成されることが望ましい。

また、図２〜図５に示されるように、本体部５２の内面側には、その長手方向に所定の間隔を空けて、複数の隔壁部６０が一体に設けられている。各隔壁部６０は、内壁５６及び外壁５８と同一高さの矩形平板状（下壁３４、内壁３６、外壁３８で囲まれる断面四角形状）に形成されており、各係合部６４、６６、６８と同位置（開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａの中心を通る位置）に形成されている。

つまり、各隔壁部６０の両側方における内壁５６及び外壁５８の外面上端部（開口側端部）に、それぞれ係合部６６、６８が一体に形成されており、隔壁部６０の下方における下壁５４の外面中央部に、係合部６４が一体に形成されている。これにより、本体部５２の各係合部６４、６６、６８が形成されている部位の断面変形（本体部５２のロアメンバ３０からの剥がれ）が更に抑制又は防止されるとともに、各係合部６４、６６、６８の強度（剛性）が向上される構成になっている。

そして、各係合部６４、６６、６８と同位置に形成された各隔壁部６０により、ロアメンバ３０の各開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａがそれぞれ形成されている下壁３４、内壁３６、外壁３８の強度（剛性）低下が抑制される構成になっている。なお、各隔壁部６０が形成される位置は、各係合部６４、６６、６８と同位置とされることが望ましいが、その同位置から補強部材５０の長手方向に若干ずれていても構わない。

また、図６に示されるように、平面視で、係合部６６が一体に形成された部位における内壁５６の内面（係合部６６とは表裏反対側の面）には、略円錐形状（平断面視で略「Ｖ」字状）に凹む窪み部６６Ｃが形成されている。この窪み部６６Ｃが形成される構成とすることにより、後述するように、係合部６６において樹脂材内の繊維が絡み合うようになっている。

なお、図４に示されるように、係合部６８が一体に形成された部位における外壁５８の内面（係合部６８とは表裏反対側の面）と、係合部６４が一体に形成された部位における下壁５４の内面（係合部６４とは表裏反対側の面）にも、略円錐形状（平断面視で略「Ｖ」字状）に凹む窪み部６８Ｃ、６４Ｃがそれぞれ形成されており、後述するように、各係合部６８、６４においても樹脂材内の繊維が絡み合うようになっている。

また、フロントサイドメンバ１４の曲状部分である後側曲折部２８に補強部材５０を設ける場合には、図２、図３に示されるように、隔壁部６０は、ロアメンバ３０における最大曲折部Ｐ（正確な最大曲折部Ｐから多少ずれた位置も含む）に対応する本体部５２の曲折部５３にも形成されることが望ましい。

つまり、直状部分に補強部材５０を設ける場合には、隔壁部６０は、少なくとも本体部５２の長手方向前端部及び後端部に形成されていればよいが、曲状部分に補強部材５０を設ける場合には、隔壁部６０は、少なくとも本体部５２の長手方向前端部及び後端部と曲折部５３に形成されることが望ましい。これにより、本体部５２の強度（剛性）が効率よく向上される。

なお、隔壁部６０の枚数に比例して本体部５２の強度（剛性）が向上されるので、隔壁部６０は、長手方向に所定の間隔を空けて更に形成されていてもよい。また、隔壁部６０は、内壁５６及び外壁５８と同一高さに形成される構成に限定されるものではなく、内壁５６及び外壁５８より若干低く形成されていてもよい。

更に、隔壁部６０は、下壁５４との間に僅少な隙間を有する構成とされていてもよい。すなわち、隔壁部６０は、内壁５６と外壁５８とを連結するような構成になっていてもよい。また、隔壁部６０の板厚は、下壁５４、内壁５６、外壁５８の板厚と同一とされていてもよいし、それより若干薄く又は厚く形成されていてもよい。

また、補強部材５０は、ロアメンバ３０が予め配置された金型（図示省略）内に繊維強化樹脂材を射出して成形することより、ロアメンバ３０と一体化されるようになっており、繊維強化樹脂材の注入口であったゲート跡（図示省略）は、本体部５２の長手方向一端部側における車幅方向中央部に形成されている。つまり、この部位に相当する、金型のゲートから繊維強化樹脂材が流入されて補強部材５０が成形されることにより、下壁５４、内壁５６、外壁５８における繊維の配向が、それぞれの長手方向に沿うようになっている。

そして、これにより、補強部材５０は、その長手方向（フロントサイドメンバ１４の長手方向）における折れ曲がり変形時の引張強度が向上される構成になっている。なお、上記した金型のゲートから繊維強化樹脂材が流入されることにより、隔壁部６０も一体に成形されるため、隔壁部６０における繊維の配向は、その高さ方向にほぼ沿うようになっている。

また、図６に示されるように、係合部６６における繊維の配向は、補強部材５０（本体部５２）の長手方向に沿うとともに、内壁３６の内面側と外面側とで絡み合う配向となっている。同様に、係合部６８における繊維の配向は、補強部材５０（本体部５２）の長手方向に沿うとともに、外壁３８の内面側と外面側とで絡み合う配向になっている。

詳細に説明すると、各係合部６６、６８が一体に形成された部位における内壁５６の内面及び外壁５８の内面には、それぞれ窪み部６６Ｃ、６８Ｃが形成されており、成形時には、樹脂材内の繊維が内面側から外面側へ（開口部３６Ａ、３８Ａ内へ）流れ易くなっている。つまり、成形時には、挿通部６６Ａ、６８Ａを成形する樹脂材内の繊維が、ロック部６６Ｂ、６８Ｂを成形する樹脂材内の繊維と絡み合うようになっており、これによって、係合部６６、６８の強度（剛性）が向上されるようになっている。

なお、係合部６４が一体に形成された部位における下壁５４の内面にも、窪み部６４Ｃが形成されている。したがって、成形時には、挿通部６４Ａを成形する樹脂材内の繊維も、ロック部６４Ｂを成形する樹脂材内の繊維と絡み合うようになっており、係合部６４の強度（剛性）が向上されるようになっている。

そして、このような構成とされた各係合部６４、６６、６８により、各開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａ周りの下壁３４、内壁３６、外壁３８の強度（剛性）が補強され、ロアメンバ３０に対して補強部材５０が強固に結合されるようになっている。これにより、ロアメンバ３０に荷重が入力されても（ロアメンバ３０が変形しても）、補強部材５０のロアメンバ３０からの剥がれが抑制又は防止されるようになっている。

以上のような構成とされた第１実施形態に係る車両１２の骨格構造１０において、次にその作用について説明する。

図示しない障壁に車両１２が前面衝突（フルラップ衝突やオフセット衝突）した場合には、図示しないフロントバンパリインフォースメントやクラッシュボックスを介して、その衝撃による荷重がフロントサイドメンバ１４の前端部に入力される。ここで、後側曲折部２８は、予め屈曲又は湾曲されている曲折部であり、その最大曲折部Ｐが折れ曲がり変形の起点（変形起点）となっている。

しかしながら、フロントサイドメンバ１４の後側曲折部２８（最大曲折部Ｐ）における閉断面形状内には、上記したように、補強部材５０がインサート成形によって設けられている。すなわち、ロアメンバ３０の下壁３４、内壁３６、外壁３８にそれぞれ形成された開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａに、成形過程で係合部６４、６６、６８が取り外し不能に係合されることで、補強部材５０がロアメンバ３０に一体的に設けられている。

したがって、フロントサイドメンバ１４の前端部に荷重が入力され、後側曲折部２８に対して、最大曲折部Ｐを変形起点として折れ曲がるような曲げモーメントが入力されても、補強部材５０がロアメンバ３０の内面から剥がれるのを効率よく抑制又は防止することができ、補強部材５０（本体部５２）において、その曲げモーメント（引張変形）に対する反力（抵抗力）を効率よく生じさせることができる。

しかも、補強部材５０（本体部５２）の繊維の配向は、ロアメンバ３０の長手方向（荷重の入力方向）に沿っているため、補強部材５０（本体部５２）の繊維の配向が、ロアメンバ３０の長手方向（荷重の入力方向）に沿っていない構成に比べて、入力された曲げモーメント（引張変形）に対する補強部材５０（本体部５２）の反力（抵抗力）を高めることができる。

よって、後側曲折部２８に入力された曲げモーメント（引張変形）に対する補強部材５０（本体部５２）の強度（剛性）を向上させることができ、その曲げモーメント（引張変形）を効率よく抑制することができる。

また、後側曲折部２８の最大曲折部Ｐに対応する補強部材５０（本体部５２）の曲折部５３には、隔壁部６０が一体に立設されている。したがって、補強部材５０（本体部５２）の座屈耐力を向上させることができ、補強部材５０（本体部５２）の断面変形（座屈変形）を抑制することができる。

つまり、内壁３６の車幅方向内側へ凸となる断面変形（座屈変形）や外壁３８の車幅方向外側へ凸となる断面変形（座屈変形）を抑制することができる。よって、フロントサイドメンバ１４（傾斜部１４Ａ）の後側曲折部２８（最大曲折部Ｐ）を変形起点とした折れ曲がり変形（塑性変形）領域の強度（剛性）を向上させることができ、その折れ曲がり変形を効果的に抑制（緩和）することができる。

そして、これにより、車両１２の前面衝突時において、後側曲折部２８よりも車体前方側のフロントサイドメンバ１４を、その軸方向（車体前後方向）に効率よく圧縮変形させる（潰れさせる）ことができる。したがって、入力された衝突荷重をフロントサイドメンバ１４の直状部分で効率よく吸収させることができる。

換言すれば、この補強部材５０により、フロントサイドメンバ１４の前端部に入力された荷重によって折れ曲がり変形されようとする後側曲折部２８（折れ曲がり変形の発生が予測される部位）を局所的に効率よく補強することができるので、フロントサイドメンバ１４の軸方向の圧縮変形不良及び後側曲折部２８の折れ曲がり変形量の増大に伴う衝突安全性能の低下を抑制又は防止することができる。

このように、第１実施形態に係る車両１２の骨格構造１０によれば、車両１２の前面衝突時において、車室２０の変形を抑制又は防止することができ、車室２０の前後方向の空間を広く確保することができる。しかも、この補強部材５０は、繊維強化樹脂製とされて軽量化されているため、板金等で補強されている構造に比べて、燃費を向上させることができるとともに、排気ガスを低減させることができる。

また、この補強部材５０により、車体の剛性低下を抑制することができ、後側曲折部２８の弾性変形領域の強度（剛性）も向上させることができるので、車両１２の走行時において、車両１２に生じる振動や騒音、更には車両１２の操縦安定性能の低下を抑制又は防止することができる。なお、リアフロアサイドメンバ１６における前側曲折部に補強部材５０を設けた場合の作用も同様である。

また、補強部材５０は、繊維強化樹脂製とされて軽量化されているので、車両１２の骨格を構成する閉断面形状の骨格部材のうち、予め屈曲又は湾曲されている曲折部ではなく、車両１２の衝突時に折れ曲がり変形の発生が予測される全ての部位に設けることが可能である。例えば図１に示されるように、車体上下方向へ略直状に延在するセンターピラー２４等の閉断面形状内に設けることが可能である。

予め屈曲又は湾曲されていない部位の一例であるセンターピラー２４の閉断面形状内に補強部材５０を設ける場合には、車両１２の側面衝突時に折れ曲がり変形が発生すると予測されるセンターピラー２４の所定部位におけるインナパネル（図示省略）の内面に、インサート成形によって補強部材５０を一体的に設ければよい。

このような構成によれば、車両１２が側面衝突し、センターピラー２４の所定部位が車幅方向内側へ折れ曲がり変形（座屈変形）すると、インナパネル側が引張変形側となるため、補強部材５０が、その長手方向、即ち繊維の配向方向に沿って引っ張られる。しかしながら、補強部材５０には、その引張変形に対する反力（抵抗力）が生じるので、センターピラー２４の車幅方向内側への折れ曲がり変形を抑制することができる。

しかも、補強部材５０は、隔壁部６０によって断面変形が抑制されているので、センターピラー２４の断面変形が抑制される。つまり、隔壁部６０を備えた補強部材５０により、センターピラー２４の車幅方向内側への折れ曲がり変形がより効果的に抑制される。したがって、車両１２の側面衝突時における車室２０の変形をより効果的に抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態において、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

第２実施形態におけるロアメンバ３０は、係合部６４、６６、６８が設けられる開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａ周りの下壁３４、内壁３６、外壁３８の形状が、第１実施形態におけるロアメンバ３０の下壁３４、内壁３６、外壁３８とは異なっている。なお、下壁３４、内壁３６、外壁３８の各開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａ周りの形状は同一なので、ここでは下壁３４を例に採って説明する。

図７に示されるように、ロアメンバ３０の下壁３４の開口部３４Ａ周りは、閉断面形状内へ向かって略円錐台形状に凹む凹部３４Ｂとされており、係合部６４におけるロック部６４Ｂが、その凹部３４Ｂ内に配置されている。凹部３４Ｂの深さは、ロック部６４Ｂの厚さ以上とされており、そのロック部６４Ｂが、下壁３４の外面よりも下方側（外方側）へ突出するのが抑制又は防止される構成になっている。

したがって、ロアメンバ３０（フロントサイドメンバ１４）の外面側（車幅方向内側及び外側と車体上下方向下側）にスペースがなくても、補強部材５０をロアメンバ３０の下壁３４、内壁３６、外壁３８の内面側に、インサート成形によって一体的に設けることが可能となっている。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態において、上記第１実施形態及び第２実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

図８に示されるように、第３実施形態におけるロアメンバ３０は、第１実施形態におけるロアメンバ３０よりも深さが浅く形成されており、その内壁３６及び外壁３８の車体上下方向中央部に、それぞれ下部側が上部側よりも閉断面形状内へ凹む段差部３６Ｂ、３８Ｂが形成されている。

そして、内壁３６の下部側に開口部３６Ａが形成され、外壁３８の下部側に開口部３８Ａが形成されており、段差部３６Ｂ、３８Ｂの深さ（車幅方向の高さ）がロック部６６Ｂ、６８Ｂの厚さ以上とされている。したがって、ロック部６６Ｂが、内壁３６の上部外面よりも車幅方向内側（外方側）へ突出するのが抑制又は防止され、ロック部６８Ｂが、外壁３８の上部外面よりも車幅方向外側（外方側）へ突出するのが抑制又は防止されている。

これにより、ロアメンバ３０（フロントサイドメンバ１４）の外面側（車幅方向内側及び外側）にスペースがなくても、補強部材５０をロアメンバ３０の下壁３４、内壁３６、外壁３８の内面側に、インサート成形によって一体的に設けることが可能となっている。

そして、この第３実施形態における補強部材５０では、複数の隔壁部６０の代わりに、複数の補強リブ６２が本体部５２の内面に一体に突設されている。詳細に説明すると、各補強リブ６２は、断面略「Ｕ」字状に形成されており、下壁５４、内壁５６、外壁５８の内面に沿って所定の高さで一体に形成されている。

この補強リブ６２により、補強部材５０（各係合部６４、６６、６８を含む）の強度（剛性）が向上され、ロアメンバ３０の各開口部３４Ａ、３６Ａ、３８Ａがそれぞれ形成されている下壁３４、内壁３６、外壁３８の強度（剛性）低下が抑制される構成になっている。なお、補強リブ６２の厚さは、隔壁部６０の厚さと同等でもよいし、異なっていてもよい。

また、この第３実施形態では、ロアメンバ３０の深さが浅いため、ロアメンバ３０の強度（剛性）が向上されている。よって、隔壁部６０よりも高さの低い補強リブ６２にしても、ロアメンバ３０（補強部材５０）の断面変形を抑制することができる。なお、第３実施形態における補強リブ６２は、本体部５２の内面側（閉断面形状内）に隔壁部６０を設けることが不可能な場合に適用できる利点がある。

＜第４実施形態＞
最後に、第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態において、上記第１実施形態〜第３実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

図９に示されるように、第４実施形態では、第３実施形態におけるロアメンバ３０の下壁３４、内壁３６、外壁３８の下部外面側に、補強部材５０がインサート成形によって一体的に設けられている。すなわち、各係合部６６、６８は、それぞれ内壁３６の下部側に形成された開口部３６Ａ及び外壁３８の下部側に形成された開口部３８Ａに外面側から係合され、各ロック部６６Ｂ、６８Ｂは、ロアメンバ３０の内面側（閉断面形状内）に配置されている。

そして、各ロック部６６Ｂ、６８Ｂの下端部は、ロアメンバ３０の下壁３４の内面に当接されている。つまり、各ロック部６６Ｂ、６８Ｂの面積が第１実施形態〜第３実施形態におけるロック部６６Ｂ、６８Ｂの面積よりも大きくされている。これにより、ロアメンバ３０の内壁３６の下部側が、本体部５２の内壁５６とロック部６６Ｂとで挟持固定され、ロアメンバ３０の外壁３８の下部側が、本体部５２の外壁５８とロック部６８Ｂとで挟持固定されるようになっている。

すなわち、補強部材５０は、ロアメンバ３０の下壁３４、内壁３６、外壁３８の下部外面側に強固に結合されるようになっている。したがって、フロントサイドメンバ１４の前端部に荷重が入力され、後側曲折部２８に対して、最大曲折部Ｐを変形起点として折れ曲がるような曲げモーメントが入力されても、補強部材５０がロアメンバ３０の外面から剥がれるのが抑制又は防止される。

また、補強部材５０の内壁５６及び外壁５８は、内壁３６の下部側及び外壁３８の下部側にそれぞれ形成された段差部３６Ｂ、３８Ｂに配置されており、少なくとも内壁５６及び外壁５８の厚さは、段差部３６Ｂ、３８Ｂの深さ（車幅方向の高さ）以下とされている。したがって、内壁５６が、内壁３６の上部外面よりも車幅方向内側（外方側）へ突出するのが抑制又は防止され、外壁５８が、外壁３８の上部外面よりも車幅方向外側（外方側）へ突出するのが抑制又は防止されている。

これにより、ロアメンバ３０（フロントサイドメンバ１４）の外面側（車幅方向内側及び外側）にスペースがなくても、補強部材５０をロアメンバ３０の下壁３４、内壁３６、外壁３８の外面側に、インサート成形によって一体的に設けることが可能となっている。なお、第４実施形態における補強部材５０の場合は、挿通部６６Ａ、６８Ａに対して表裏反対側の面となる内壁５６の外面及び外壁５８の外面に、それぞれ窪み部６６Ｃ、６８Ｃが形成される。

以上、本実施形態に係る車両１２の骨格構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両１２の骨格構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、第２実施形態〜第４実施形態をセンターピラー２４に適用してもよい。すなわち、第２実施形態〜第４実施形態における補強部材５０をセンターピラー２４のインナパネルにインサート成形によって設けるようにしてもよい。

また、補強部材５０は、インサート成形によってフロントサイドメンバ１４のロアメンバ３０やセンターピラー２４のインナパネルに一体的に設けられる構成に限定されるものではない。例えば、フロントサイドメンバ１４のロアメンバ３０やセンターピラー２４のインナパネルに繊維強化樹脂材を積層して貼り付け、その後、熱硬化させて一体的に設ける構成にしてもよい。

つまり、補強部材５０は、その成形過程で、フロントサイドメンバ１４やセンターピラー２４に一体的に設けられる構成になっていればよい。また、ロアメンバ３０と同様に、アッパメンバ４０側にも補強部材５０を一体的に設ける構成にしてもよい。この場合、アッパメンバ４０の内壁４６及び外壁４８の各フランジ部４２に近接する下部に、車幅方向で対向する開口部（図示省略）が形成され、車幅方向で各開口部と同位置となる上壁４４の車幅方向中央部に開口部（図示省略）が形成されればよい。

１０ 骨格構造
１２ 車両
１４ フロントサイドメンバ（骨格部材）
３４ 下壁（壁部）
３４Ａ 開口部
３４Ｂ 凹部
３６ 内壁（壁部）
３６Ａ 開口部
３８ 外壁（壁部）
３８Ａ 開口部
５０ 補強部材
５２ 本体部
６０ 隔壁部
６２ 補強リブ
６４ 係合部
６４Ａ 挿通部
６４Ｂ ロック部
６４Ｃ 窪み部
６６ 係合部
６６Ａ 挿通部
６６Ｂ ロック部
６６Ｃ 窪み部
６８ 係合部
６８Ａ 挿通部
６８Ｂ ロック部
６８Ｃ 窪み部

Claims (10)

1. 複数の壁部によって閉断面形状に形成されるとともに該複数の壁部のうちの少なくとも一部の壁部に開口部が形成され、車両の骨格を構成する骨格部材と、
   前記開口部に挿通された挿通部と前記開口部よりも大きい面積とされたロック部とを有する係合部が一体に形成され、少なくとも前記開口部を有する壁部に沿って配置された繊維強化樹脂製の補強部材と、
   を備えた車両の骨格構造。
2. 前記補強部材は、前記閉断面形状内に配置されている請求項１に記載の車両の骨格構造。
3. 前記開口部を有する壁部は、該開口部周りが前記閉断面形状内へ凹む凹部を有し、該凹部内に前記ロック部が配置されている請求項２に記載の車両の骨格構造。
4. 前記補強部材は、前記骨格部材の長手方向に延在されるとともに、該長手方向に所定の間隔を空けて形成された複数の隔壁部を有する請求項２又は請求項３に記載の車両の骨格構造。
5. 前記開口部は、前記骨格部材の長手方向と直交する方向に対向して形成されており、前記係合部は、前記隔壁部の両側方に形成されている請求項４に記載の車両の骨格構造。
6. 前記補強部材は、前記骨格部材の長手方向に延在されるとともに、該長手方向に所定の間隔を空けて形成された複数の補強リブを有する請求項２又は請求項３に記載の車両の骨格構造。
7. 前記開口部は、前記骨格部材の長手方向と直交する方向に対向して形成されており、前記係合部は、前記補強リブの両側方に形成されている請求項６に記載の車両の骨格構造。
8. 前記補強部材は、前記係合部とは表裏反対側の面に窪み部を有する請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の車両の骨格構造。
9. 前記補強部材は、断面「Ｕ」字状に形成された本体部を有し、前記係合部は、少なくとも前記本体部の開口側端部に形成されている請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の車両の骨格構造。
10. 前記補強部材における繊維の配向は、前記骨格部材の長手方向に沿っている請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の車両の骨格構造。

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