JP6497556B2

JP6497556B2 - 車体補強構造

Info

Publication number: JP6497556B2
Application number: JP2015186256A
Authority: JP
Inventors: 長尾　邦昭; 邦昭長尾; 興也中川; 陽一郎北原; 雄也氷室; 真人小池; 健二西田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2019-04-10
Anticipated expiration: 2035-09-24
Also published as: JP2017061170A

Description

本発明は、車体補強構造に関し、特に複数の繊維が組み込まれた繊維強化樹脂製の帯板材を介して補強された車体補強構造に関する。

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、車幅方向中央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るため、フロアパネルの剛性低下により振動が増加する要因になっていた。フロアパネルの振動増加は、車室騒音を招くため乗員に不快感を与える虞があり、乗員の操縦安定性に対しても影響を与える虞があった。
そこで、フロアパネルの剛性を増加させることによって、フロアパネルの振動を低減する技術が提案されている。

特許文献１の車両の下部車体構造は、車室内側の底面を形成するフロアパネルと、このフロアパネルから車幅方向中央部分にて車室内に突出して前後方向に延びるトンネル部と、このトンネル部前端側部分を塞ぐように連結する平板状のトンネルメンバと、このトンネルメンバの後側でトンネル部途中部分の左右両端部分を連結する平板状のブレース部材とを有している。これにより、走行時のフロアパネルの剛性を増加して、フロアパネルに発生する振動を抑制している。

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するため、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補強部材として用いた技術を提案している。

特許文献２の車体補強構造は、サイドシルとトンネル部との間に炭素繊維を幾重にも巻いて環状にして樹脂で鋳込んだ複数の炭素繊維バンドを張設した車体補強構造であって、複数の炭素繊維バンドが車幅方向外側又は内側に開いた略Ｖ字状且つ互いに交差しないように配置されている。これにより、車体の捩れを抑制している。

特開２０１２−１１８５６号公報特願２０１４−１９９６６０号

特許文献１の車両の下部車体構造は、フロアパネルの剛性を増加することができる。
しかし、特許文献１の下部車体構造では、捩れ剛性について一切考慮されていないため、ステアリングホイールを一方向に操舵したとき、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フロアパネルの振動が生じる虞がある。
この捩れ剛性に対する乗員の感覚は、単なる車体の剛性感に依存するのではなく、剛体に囲まれているという、所謂振動の位相遅れを考慮しない箱感とも言えるような心理的安心感に繋がり、乗員による操縦安定性や乗り心地等の評価指標である。
しかも、特許文献１の技術では、金属を材料とした平板状大型部材であるトンネルメンバとブレース部材とを設置しているため、大きな重量増加を招く虞もある。

特許文献２の車体補強構造のように、補強部材として炭素繊維樹脂を用いることにより、車体重量の軽量化を図ることができる。
一般に、振動減衰特性は、蓄積された歪エネルギーと材料固有の損失係数の積で数値的に評価することができ、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。
しかし、特許文献２の下部車体構造では、炭素繊維の引張強度を用いてフロアパネルに配設された骨格部材に対して単に張力を付与するものであって、車体中心軸回りの捩りモーメントに基づくフロアパネルの振動を減衰させるものではない。
即ち、特許文献２の技術は、炭素繊維樹脂内に積極的に歪エネルギーを蓄積するための構造的な対策が検討されておらず、捩れ損失係数が大きな物質特性を有する炭素繊維バンドを用いたとしても、炭素繊維樹脂の物質特性を活かした十分な振動減衰効果を期待することができない。

本発明の目的は、車体重量の軽量化と振動減衰機能とを両立可能な車体補強構造等を提供することである。

請求項１の発明は、複数の繊維が組み込まれた繊維強化樹脂製の帯板材を介して補強された車体補強構造において、前記繊維強化樹脂内で複数の繊維が前記帯板材の長さ方向に延びるように配列され、前記車体が、車室床面の車幅方向中央部分において前後に延び且つ車室に向けて突出したトンネル部を備えたフロアパネルと、前記フロアパネルの車幅方向外側端部に前後に延びるように配設されたサイドシルと、前記トンネル部の車幅方向外側端部に前後に延びるように配設されたトンネルフレーム部とを有し、前記サイドシルに第１連結部を設けると共に前記トンネルフレーム部の前記第１連結部よりも前側位置と第１連結部よりも後側位置とに第２，第３連結部を夫々設け、前記第１帯板材の両端部が前記第１，第２連結部に連結されると共に、前記第２帯板材の両端部が前記第１，第３連結部に連結され、車体変形時、前記第２帯板材に捩りモーメントが作用するように構成されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、複数の繊維が組み込まれた繊維強化樹脂製の帯板材を車体補強構造に適用しているため、車体から車体中心軸回りの捩りモーメントが作用し易い帯板形状を形成しながら車体重量の軽量化を図ることができる。
複数の繊維が帯板材の長さ方向に延びるように配列されているため、歪エネルギーを帯板材の全長に亙って能率的に蓄積することができる。
前記サイドシルに第１連結部を設けると共に前記トンネルフレーム部の前記第１連結部よりも前側位置と第１連結部よりも後側位置とに第２，第３連結部を夫々設け、第１帯板材の両端部が前記第１，第２連結部に連結されると共に、第２帯板材の両端部が前記第１，第３連結部に連結され、車体変形時、前記第２の帯板材に捩りモーメントが作用するように構成されたため、第２帯板材の繊維間の樹脂に大きな歪エネルギーを蓄積することができ、振動減衰機能を大きくすることができる。
即ち、第２帯板材の複数の繊維が夫々独立して捩れ変形するため、繊維間に存在する樹脂に剪断変形が生じるものの、繊維間の樹脂が微小体積（微小量）であるため、繊維間に存在する樹脂の剪断歪の増加に伴って樹脂内に蓄積される歪エネルギーが増加する。
それ故、歪エネルギーと捩れ損失係数との相乗作用によって減衰効果が増大し、車体の振動減衰を図ることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１〜第３連結部が車体前後方向に離隔していることを特徴としている。
この構成によれば、確実に繊維間に存在する樹脂に蓄積される剪断歪を増加することができる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、車体中心線に対して左右対称となるように前記第１，第２帯板材を夫々設けたことを特徴としている。
この構成によれば、車体中心に対して左右対称に捩れ剛性を増加することができ、車体の重量バランスを確保しつつ、車体の振動減衰効果を高くすることができる。

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、前記車体の片側に位置する前後２対のシート取付部を備え、前記第１連結部が前記サイドシルに形成された車幅方向外側の前側シート取付部に対応するように設定され、前記第３連結部が前記トンネルフレーム部に形成された車幅方向内側の後側シート取付部に対応するように設定されると共に、前記第２帯板材が、前記前側シート取付部と後側シート取付部とを連結したことを特徴としている。
この構成によれば、シートフレームの剛性を車体の捩れ剛性増加に寄与させることにより、車体の振動減衰効果を一層高くすることができる。

本発明の車体補強構造によれば、簡単な構成で、車体重量の軽量化と振動減衰機能とを両立させることができ、乗員の乗り心地を向上させることができる。

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。帯板材の斜視図である。帯板材の要部拡大図である。図２のVI−VI線断面図である。比較車両の図２相当図である。図７のVIII−VIII線断面図である。第１検証実験の説明図である。第１検証実験の結果を示すグラフである。第２検証実験の帯板材に対する加速度センサの取付け例を示す図である。第２検証実験の解析結果であって、（ａ）は−９０°の振動モードにおける帯板材の撓み状態、（ｂ）は０°の振動モードにおける帯板材の撓み状態、（ｃ）は９０°の振動モードにおける帯板材の撓み状態を示す図である。旋回時におけるフロアパネルの振動モードの説明図である。捩れ変形したときの帯板材の要部拡大図である。

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６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フレーム部１１が設けられ、このトンネルフレーム部１１はフロアパネル１の下面と協働して前後方向に略平行状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対のトンネルフレーム部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を跨いで左右向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３に示すように、前側に左右１対のシート取付部、後側に左右１対のシート取付部からなる前後２対のシート取付部が設けられ、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（前側シート取付部）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（後側シート取付部）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（前側シート取付部）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（後側シート取付部）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）の帯板材２１〜２７が配設されている。

次に、複数の帯板材２１〜２７について説明する。
複数の帯板材２１〜２７は、フロアパネル１から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フロアパネル１の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、これら複数の帯板材２１〜２７は、左右対称位置に配置されているため、以下、車体左側部分に配置された帯板材２１〜２７について主に説明し、車体右側部分に配置された帯板材２１〜２７についての説明を省略する。

図４に示すように、複数の帯板材２１〜２７は、例えば縦４ｍｍ、横３４ｍｍの断面矩形状に形成され、各々の長さ方向に延びる長尺状に夫々構成されている。
帯板材２１は、長さ方向一端部にボルト穴が形成された取付部２１ａと、長さ方向他端部にボルト穴が形成された取付部２１ｂとを備えている。
取付部２１ａ，２１ｂの縦長が、中間部分の縦長よりも若干短く形成されている。
図６に示すように、帯板材２１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、ブラケット３４）に取り付けるとき、取付部２１ａ，２１ｂは１対の取付板３３によって夫々挟持されている。

帯板材２１は、炭素繊維Ｆ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。
図５に示すように、炭素繊維Ｆは、帯板材２１（炭素繊維樹脂）の長さ方向の一端から他端に亙って連続して帯板材２１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Ｆの単繊維の直径は、例えば７〜１０μｍである。帯板材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。また、帯板材２２〜２７は、帯板材２１と長さ方向の寸法が異なる以外は同様の仕様で構成され、各々が取付部２２ａ〜２７ａと、取付部２２ｂ〜２７ｂとを有している。

帯板材２１〜２７は、取付部２１ａ〜２７ａと取付部２１ｂ〜２７ｂとが車体側部材に取付けられ、その他の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６に示すように、帯板材２１は、取付部２１ａ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３４を介して固定され、取付部２１ｂ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。
帯板材２２は、取付部２２ａが取付部２１ｂと同位置に固定され、取付部２２ｂ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。

帯板材２３（第２帯板材）は、取付部２３ａ（第３連結部）が取付部２２ｂと同位置に固定され、取付部２３ｂ（第１連結部）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、帯板材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。
帯板材２４（第１帯板材）は、取付部２４ａが取付部２３ｂと同位置に固定され、取付部２４ｂ（第２連結部）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。

帯板材２５は、取付部２５ａが取付部２４ｂと同位置に固定され、取付部２５ｂ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。帯板材２６は、取付部２６ａが取付部２５ｂと同位置に固定され、取付部２６ｂがクロスメンバ１３よりも後方且つクロスメンバ１３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。
帯板材２７は、取付部２７ａが取付部２６ｂと同位置に固定され、取付部２７ｂ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。
帯板材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、本実施例の車体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、本実施例の車両Ｖと、比較車両ＶＡ，ＶＢを準備し、前席乗員のシート下加速度振幅（ｍ／ｓ²）を計測する第１の検証実験を行った。
図７，図８に示すように、比較車両ＶＡは、本実施例の車両Ｖの帯板材２１〜２７に代えて金属製第１，第２ブレース部材４１，４２を設けている。
第１ブレース部材４１は、トンネルフレーム部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を塞ぐように左右１対のトンネルフレーム部１１を連結する板状補強部材（トンネルメンバとも言われる）である。第２ブレース部材４２は、クロスメンバ１４の周辺位置のトンネル部１０を塞ぐように左右１対のトンネルフレーム部１１を連結する板状補強部材である。尚、第１，第２ブレース部材４１，４２は、全帯板材２１〜２７に比べて約２ｋｇ重量が増加している。
比較車両ＶＢは、本実施例の車両Ｖの帯板材２１〜２７に代えて金属製帯板材を設けている。尚、各金属製帯板材は、各帯板材２１〜２７と同じ寸法である。これら金属製帯板材は、全帯板材２１〜２７に比べて約６ｋｇ重量が増加している。

図９に示すように、上記仕様の車両Ｖ，ＶＡ，ＶＢにおいて、フロントサスペンションの左右１対のサストップ部FSとリヤサスペンションの左右１対のトレーリングアーム部RSに所定の周波数帯域の振動を与えて、各々の車両Ｖ，ＶＡ，ＶＢの左前席の１対の前側シート取付部FP及び１対の後側シート取付部RPからなる重心位置（乗員着座位置）における加速度振幅を計測した。

第１の検証実験結果について説明する。
図１０に示すように、車両Ｖ，ＶＡ，ＶＢを加振したとき、乗員がフロア振動を知覚可能な４０Ｈｚ付近の振動（フロア膜振動モード）で金属製帯板材の全重量が第１，第２ブレース部材４１，４２の全重量よりも大きいにも拘らず、比較車両ＶＡ（０．００９ｍ／ｓ²）が比較車両ＶＢ（０．０１１ｍ／ｓ²）よりも振動減衰能力が高かった。
これは、比較車両ＶＡの第１，第２ブレース部材４１，４２がトンネル部１０の剛性を向上しているのに対し、比較車両ＶＢの金属製帯板材はトンネル部１０を塞ぐ帯板材の絶対体積が少なく、振動減衰に対して貢献できていない帯板材が多数存在しているものと推測される。
本実施例の車両Ｖ（０．００３ｍ／ｓ²）は、比較車両ＶＡよりも振動減衰能力が高く、約６６％の減衰効果を達成できた。これにより、比較車両ＶＢにおいて、振動減衰に対して貢献できていない帯板材であっても、帯板材２１〜２７の材料を炭素繊維樹脂に変更することによって、略全ての帯板材２１〜２７が振動減衰能を発揮していると推測され、帯板材２１〜２７の物質特性によって振動減衰を飛躍的に増加可能であることが判明した。

次に、本実施例の車両Ｖの帯板材２１〜２６について、振動減衰時の挙動について計測する第２の検証実験を行った。
図１１に示すように、帯板材２１は、取付部２１ａの近傍位置に長さ直交方向に隣接する１対の加速度センサ３９（加速度ピックアップ）と、取付部２１ｂの近傍位置に長さ直交方向に隣接する１対の加速度センサ３９と、長さ方向中間位置に長さ直交方向に隣接する１対の加速度センサ３９との６つのセンサが設置され、帯板材２２〜２６についても、同様の加速度センサ３９が設置されている。これらの加速度センサ３９の検出値に基づき、帯板材２１〜２６の挙動を実験モーダル解によって解析した。

第２の検証実験結果について説明する。
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示すように、帯板材２１〜２６には、−９０°から９０°の期間に亙って車体中心軸回りの捩りモーメントが作用することが判明した。尚、図中、捩れ変形が大きい部位程、高明度で示している。
図１３の矢印に示すように、例えば、車両Ｖの旋回時、フロアパネル１は、前側一端部と後側他端部とが同じモードで振動し、前側他端部と後側一端部とが逆位相（位相遅れ）のモードで振動している。特に、帯板材２１〜２４，２６は、板形状に形成されており、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ため、旋回時、フロアパネル１に発生した車体中心軸回りの捩りモーメントが能率的に作用する構成になっている。

図１４に示すように、帯板材２１〜２６にフロアパネル１からの捩りモーメントが作用したとき、炭素繊維Ｆが夫々独立して捩れ変形するため、炭素繊維Ｆ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Ｆ間の母材Ｍが微小量であるため、炭素繊維Ｆ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する。
また、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、母材Ｍ内に蓄積する歪エネルギーを能率的に増大することができる。
通常、部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、その後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。
従って、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することができ、結果的に、車両Ｖの振動減衰能を増加させている。
尚、左右方向に平行な帯板材２５や前後方向に平行な帯板材２７は、振動減衰よりも主にフロアパネル１の剛性向上に寄与する部材として設置されている。

以上のように、複数の炭素繊維Ｆが組み込まれた繊維強化樹脂製の帯板材２１〜２７を車体補強構造に適用しているため、フロアパネル１から車体中心軸回りの捩りモーメントが作用し易い帯板形状を形成しながら車体重量の軽量化を図ることができる。
複数の炭素繊維Ｆが帯板材２１〜２７の長さ方向に延びるように配列されているため、歪エネルギーを帯板材２１〜２７の全長に亙って能率的に蓄積することができる。
帯板材２１〜２７の両端部２１ａ〜２７ａ，２１ｂ〜２７ｂが車体の車幅方向に離隔した１対の連結部に連結され且つ車体変形時、帯板材２１〜２７に捩りモーメントが作用するように構成されているため、炭素繊維Ｆ間の母材Ｍに大きな歪エネルギーを蓄積することができ、振動減衰機能を大きくすることができる。
即ち、帯板材２１〜２７の複数の炭素繊維Ｆが夫々独立して捩れ変形するため、炭素繊維Ｆ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Ｆ間の母材Ｍが微小体積であるため、炭素繊維Ｆ間に存在する母材Ｍの剪断歪の増加に伴って母材Ｍ内に蓄積される歪エネルギーが増加する。それ故、歪エネルギーと捩れ損失係数との相乗作用によって減衰効果が増大し、車体の振動減衰を図ることができる。

帯板材２１〜２７の両端が連結される１対の連結部が車体前後方向に離隔しているため、確実に炭素繊維Ｆ間に存在する母材Ｍに蓄積される剪断歪を増加することができる。
車体中心線に対して左右対称となるように２本の帯板材２１〜２４，２６，２７を夫々設けたため、車体中心に対して左右対称に捩れ剛性を増加することができ、車体の重量バランスを確保しつつ、車体の振動減衰効果を高くすることができる。

車体は前後方向に延び且つ車室Ｒ側に突出したトンネル部１０を備え、帯板材２２，２５，２６がトンネル部１０の車幅方向両端部分を連結するように帯板材２２，２５，２６の１対の連結部を夫々設定したため、剛性が低いトンネル部１０の補強によって車体剛性を高くすることができる。

車体の片側に位置する前後２対のシート取付部１６を備え、帯板材２３が車幅方向外側のシートレール１６の前端部分と車幅方向内側のシートレール１６の後端部分とを連結するように帯板材２３の１対の連結部を設定したため、シートフレームの剛性を車体の捩れ剛性増加に寄与させることにより、車体の振動減衰効果を一層高くすることができる。

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、帯板材２１〜２７を車体中心線に対して左右対称に設置した例を説明したが、仕様に応じて帯板材２１〜２７を任意に増減しても良い。
例えば、重量軽減を更に高める場合、振動減衰能の低い帯板材２７を省略しても良く、トンネル部１０とシート周辺のみを補強するため、振動減衰効率の高い、帯板材２２，２３，２５，２６のみを配置することも可能である。

２〕前記実施形態においては、フロアパネル１に対して帯板材２１〜２７のみで補強した例を説明したが、帯板材とトンネルメンバ、または、帯板材とブレースメンバ等のように、他の補強部材と帯板材とを併用しても良い。

３〕前記実施形態においては、帯板材２１〜２７の取付部２１ａ〜２７ａ，２１ｂ〜２７ｂに夫々形成されたボルト穴をボビン部材で形成しても良い。
具体的には、帯板材２１〜２７の取付部２１ａ〜２７ａ，２１ｂ〜２７ｂにボルト穴を備えた１対のボビン部材を配置し、これら１対のボビン部材に巻回された複数の環状の炭素繊維と、複合母材とによって形成する。

４〕前記実施形態においては、帯板材２１〜２７単体でフロアパネル１を補強した例を説明したが、帯板材２１〜２７を他部材に組み込んでフロアパネル１を補強しても良い。
具体的には、アンダカバーに帯板材２１〜２７の格納部を形成し、アンダカバーと帯板材２１〜２７とを一体化すると共に帯板材２１〜２７の車体への連結部をアンダカバーの取付部に兼用することができる。

５〕前記実施形態においては、フロアパネル１を補強した例を説明したが、帯板材２１〜２７を用いてルーフパネルやボンネット等パネル部材の振動減衰を図ることができる。
また、帯板材２１〜２７の強化繊維は、炭素繊維以外にガラス繊維や樹脂繊維を用いても良い。

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。

Ｖ車両
Ｆ炭素繊維
Ｍ母材
１フロアパネル
１０トンネル部
１６シートレール
２１〜２７帯板材
２１ａ〜２７ａ，取付部
２１ｂ〜２７ｂ

Claims

複数の繊維が組み込まれた繊維強化樹脂製の帯板材を介して補強された車体補強構造において、
前記繊維強化樹脂内で複数の繊維が前記帯板材の長さ方向に延びるように配列され、
前記車体が、車室床面の車幅方向中央部分において前後に延び且つ車室に向けて突出したトンネル部を備えたフロアパネルと、前記フロアパネルの車幅方向外側端部に前後に延びるように配設されたサイドシルと、前記トンネル部の車幅方向外側端部に前後に延びるように配設されたトンネルフレーム部とを有し、
前記サイドシルに第１連結部を設けると共に前記トンネルフレーム部の前記第１連結部よりも前側位置と第１連結部よりも後側位置とに第２，第３連結部を夫々設け、
第１帯板材の両端部が前記第１，第２連結部に連結されると共に、
第２帯板材の両端部が前記第１，第３連結部に連結され、車体変形時、前記第２の帯板材に捩りモーメントが作用するように構成されたことを特徴とする車体補強構造。
前記第１〜第３連結部が車体前後方向に離隔していることを特徴とする請求項１に記載の車体補強構造。
車体中心線に対して左右対称となるように前記第１，第２帯板材を夫々設けたことを特徴とする請求項２に記載の車体補強構造。
前記車体の片側に位置する前後２対のシート取付部を備え、
前記第１連結部が前記サイドシルに形成された車幅方向外側の前側シート取付部に対応するように設定され、前記第３連結部が前記トンネルフレーム部に形成された車幅方向内側の後側シート取付部に対応するように設定されると共に、
前記第２帯板材が、前記前側シート取付部と後側シート取付部とを連結したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車体補強構造。