(57)【要約】【課題】強化材を含有する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、車体の振動減衰能を向上することができる車体の補強構造を提供する。【解決手段】サイドシル５と、このサイドシル５の連結壁部５ａに長手方向一側端部が連結された前側クロスメンバ１３と、サイドシル５の接続壁部５ｂに長手方向一側端部が接続され且つ強化材を含有する合成樹脂製の帯板材２０とを備え、帯板材２０は、長手方向一側端部が前側クロスメンバ１３のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち連結壁部５ａに連結壁部１３ａを軸心方向に延長した延長面Ｐ１と接続壁部５ｂとが交差する交差部Ｘ１またはその近傍領域を含む第１接続領域Ａ１に接続され且つ長手方向他側端部が連結壁部１３ａ及び延長面Ｐ１を除いた第２接続領域Ａ２に接続されている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面矩形状の閉断面を構成する第１フレーム部材と、この第１フレーム部材のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち第１連結壁部に長手方向一側端部が連結され且つ断面矩形状の閉断面を構成する第２フレーム部材と、前記第１フレーム部材の前記第１連結壁部以外の壁部のうち第１接続壁部に長手方向一側端部が接続され且つ強化材を含有する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、長手方向一側端部が前記第２フレーム部材のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち前記第１連結壁部に臨む第２連結壁部を軸心方向に延長した第１延長面と前記第１接続壁部とが交差する第１交差部またはその近傍領域を含む第１接続領域に接続され且つ長手方向他側端部が前記第２連結壁部及び第１延長面を除いた第２接続領域に接続されていることを特徴とする車体の補強構造。
【請求項２】
前記帯板材は、主に長手方向に延びる複数の炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の車体の補強構造。
【請求項３】
前記帯板材は、前記第２連結壁部に対して交差するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車体の補強構造。
【請求項４】
前記第１接続領域は、前記第２フレーム部材の前記第２連結壁部に対向する壁部を軸心方向に延長した基準延長面からの距離が前記第１延長面と基準延長面との距離に対して０．８７〜１．２９の比率になるように設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車体の補強構造。
【請求項５】
矩形状パネル部材と、
前記第２フレーム部材の長手方向他側端部に連結された断面矩形状の閉断面を構成する第３フレーム部材と、
前記第１連結壁部に長手方向一側端部が連結され且つ前記第３フレーム部材のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち第３連結壁部に長手方向他側端部が連結された断面矩形状の閉断面を構成する第４フレーム部材とを備え、
前記第１，第２フレーム部材及び第３，第４フレーム部材が前記矩形状パネル部材の対角状に向かい合う２辺に夫々結合され、
前記第２接続領域が、前記第４フレーム部材のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち前記第３連結壁部に臨む第４連結壁部を軸心方向に延長した第２延長面と前記第３フレーム部材の前記第３連結壁部以外の壁部のうち第３接続壁部とが交差する第２交差部及びその近傍領域を含む領域に設定されてい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。
【請求項６】
前記パネル部材がフロアパネル、前記第１フレーム部材がサイドシル、前記第３フレーム部材がトンネルサイドフレーム、前記第２，第４フレーム部材がクロスメンバであることを特徴とする請求項５に記載の車体の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の補強構造に関し、特に強化材を含有する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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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補強部材として用いた技術を提案している。
【０００４】
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。
【０００５】
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１３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１４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１３，図１４に示すように、特許文献２の車体補強構造は、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１７４６１１号公報
【特許文献２】特願２０１５−１８６２５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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の底壁部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の底壁部とフロアフレームの底壁部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、特許文献２の技術では、帯板材の振動減衰能力を更に高めることができる余地がある。
【０００８】
特許文献２の帯板材は、トンネルサイドフレームの底壁部とフロアフレームの底壁部とを連結しているため、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曲げ変形（面外変形）とが発生している。
帯板材の捩り変形は、歪エネルギーとして帯板材の内部に蓄積され、この蓄積された歪エネルギーは運動エネルギーと熱エネルギーに順次変換されることから、結果的に、車体振動の減衰に寄与している。
一方、帯板材の曲げ変形は、帯板材の内部に歪エネルギーとして蓄積されるが、エネルギーを散逸させる樹脂には蓄積されにくいため、効率が悪く車体の振動減衰への寄与度が低い。
【０００９】
車体を振動源として誘発される帯板材の変形のうち、曲げ変形の割合が大きい程、帯板材の振動減衰能力は減少し、捩り変形の割合が大きい程、帯板材の振動減衰能力は増加する。即ち、帯板材の変形を積極的に大きくしながら、捩り変形の割合を大きくすることができれば、振動減衰能力を高くすることができるものの、その具体的な構成について未だ十分に検討が成されていない。
【００１０】
本発明の目的は、強化材を含有する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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、断面矩形状の閉断面を構成する第１フレーム部材と、この第１フレーム部材のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち第１連結壁部に長手方向一側端部が連結され且つ断面矩形状の閉断面を構成する第２フレーム部材と、前記第１フレーム部材の前記第１連結壁部以外の壁部のうち第１接続壁部に長手方向一側端部が接続され且つ強化材を含有する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、長手方向一側端部が前記第２フレーム部材のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち前記第１連結壁部に臨む第２連結壁部を軸心方向に延長した第１延長面と前記第１接続壁部とが交差する第１交差部またはその近傍領域を含む第１接続領域に接続され且つ長手方向他側端部が前記第２連結壁部及び第１延長面を除いた第２接続領域に接続されていることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、帯板材の長手方向一側端部が、前記第２フレーム部材のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち前記第１連結壁部に臨む第２連結壁部を軸心方向に延長した第１延長面と前記第１接続壁部とが交差する第１交差部またはその近傍領域を含む第１接続領域に接続されているため、第１接続壁部のうち変形角度が大きな第１接続領域に帯板材の一側端部を接続することができる。
帯板材の長手方向他側端部が、前記第２連結壁部及び第１延長面を除いた第２接続領域に接続されているため、第１接続領域の変形角度を帯板材の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加することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記帯板材は、主に長手方向に延びる複数の炭素繊維を含むことを特徴としている。
この構成によれば、帯板材の振動減衰能力を高めつつ、帯板材の長手方向の車体剛性を高くすることができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、帯板材は、前記第２連結壁部に対して交差するように配置されていることを特徴としている。
この構成によれば、簡単な構成で振動低減と剛性向上とを両立することができる。
【００１５】
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、前記第１接続領域は、前記第２フレーム部材の前記第２連結壁部に対向する壁部を軸心方向に延長した基準延長面からの距離が前記第１延長面と基準延長面との距離に対して０．８７〜１．２９の比率になるように設定されていることを特徴としている。
この構成によれば、第１接続領域を第１接続壁部のうち変形角度が最も大きな領域に設定することができる。
【００１６】
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、矩形状パネル部材と、前記第２フレーム部材の長手方向他側端部に連結された断面矩形状の閉断面を構成する第３フレーム部材と、前記第１連結壁部に長手方向一側端部が連結され且つ前記第３フレーム部材のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち第３連結壁部に長手方向他側端部が連結された断面矩形状の閉断面を構成する第４フレーム部材とを備え、前記第１，第２フレーム部材及び第３，第４フレーム部材が前記矩形状パネル部材の対角状に向かい合う２辺に夫々結合され、前記第２接続領域が、前記第４フレーム部材のうちのその軸心に平行な複数の壁部のうち前記第３連結壁部に臨む第４連結壁部を軸心方向に延長した第２延長面と前記第３フレーム部材の前記第３連結壁部以外の壁部のうち第３接続壁部とが交差する第２交差部及びその近傍領域を含む領域に設定されていることを特徴としている。
この構成によれば、第３接続壁部のうち変形角度が大きな第２接続領域に帯板材の他側端部を接続することができ、帯板材の振動減衰能力を一層高くすることができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記パネル部材がフロアパネル、前記第１フレーム部材がサイドシル、前記第３フレーム部材がトンネルサイドフレーム、前記第２，第４フレーム部材がクロスメンバであることを特徴としている。
この構成によれば、下部車体構造の振動減衰を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の車体の補強構造によれば、強化材を含有する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、車体の振動減衰能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る車両を斜め下方から視た図である。
【図２】車両の部分底面図である。
【図３】車室内を斜め後方から視た図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】構造体の斜視図である。
【図６】構造体の要部拡大図である。
【図７】帯板材を省略した構造体の斜視図である。
【図８】変形時の構造体の斜視図である。
【図９】第１の解析結果を示すグラフである。
【図１０】接続壁部の変形挙動の説明図である。
【図１１】第２の解析結果を示すグラフである。
【図１２】実施例２に係る図４相当図である。
【図１３】捩りモーメントが作用する前の炭素繊維樹脂の要部拡大図である。
【図１４】捩りモーメントが作用した後の炭素繊維樹脂の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明の実施例１について図１〜図１１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（パネル部材）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と、左右１対の構造体Ｓ等を備えている。
【００２２】
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（第１フレーム部材）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。
【００２３】
次に、フロアパネル１の周辺構造について説明する。
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対のトンネルサイドフレーム１１（第３フレーム部材）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の下面及びトンネル部１０の側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。
【００２４】
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。
サイドシル５及びトンネルサイドフレーム１１の閉断面内には、後述する帯板材２０を固定するためのナットｎが夫々収容され、各々の接続壁部５ｂ（第１接続壁部）の取付穴５ｃ及び接続壁部１１ｂ（第３接続壁部）の取付穴１１ｃに対応するように溶接にて固着されている。
【００２５】
図３に示すように、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前後１対のクロスメンバ１３，１４（第２フレーム部材，第４フレーム部材）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、サイドシル５の車幅方向内側壁部である連結壁部５ａ（第１連結壁部）からトンネル部１０の側壁部及びトンネルサイドフレーム１１の車幅方向外側壁部である連結壁部１１ａ（第３連結壁部）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。
【００２６】
前側クロスメンバ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。
後側クロスメンバ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。
前側クロスメンバ１３の車幅方向外側端部に対応したサイドシル５（接続壁部５ｂ）の取付穴５ｃと後側クロスメンバ１４の車幅方向内側端部に対応したトンネルサイドフレーム１１（接続壁部１１ｂ）の取付穴１１ｃとを対角線状（逆ハ字状）に連結する左右１対の帯板材２０が夫々設けられている。
【００２７】
次に、１対の帯板材２０について説明する。
１対の長尺状の帯板材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、帯板材２０の長手方向の一端から他端に亙って連続して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。
図４に示すように、１対の帯板材２０は、板状部材１６に挿通されたボルトｂをナットｎに締結することにより、車幅方向外側端部が板状部材１６と接続壁部５ｂに挟持され、車幅方向内側端部が板状部材１６と接続壁部１１ｂに挟持されている。
以上により、フロアパネル１と、サイドシル５と、１対のクロスメンバ１３，１４と、帯板材２０とは、下部車体構造の振動減衰機能を備えた左右１対のロ字状構造体Ｓを構成している。
【００２８】
次に、図５，図６に基づき、構造体Ｓについて説明する。
尚、１対の構造体Ｓは、左右対称構造であるため、右側構造体Ｓについて主に説明する。
また、以下、理解を容易にするため、各部材をモデル化して表している。
図５，図６に示すように、平面視にて矩形状の構造体Ｓには、前側右端部の第１接続領域Ａ１に形成された取付穴５ｃと後側左端部の第２接続領域Ａ２に形成された取付穴１１ｃとに帯板材２０の長手方向両端部がボルトｂにて夫々締結固定されている。
【００２９】
図６に示すように、第１接続領域Ａ１は、連結壁部５ａに臨む、所謂対向関係にある前側クロスメンバ１３の連結壁部１３ａ（第２連結壁部）を左方に延長した延長面Ｐ１（第１延長面）と接続壁部５ｂとが交差する交差部Ｘ１（第１交差部）及びその近傍領域を含むように設定されている。
取付穴５ｃは、交差部Ｘ１上で且つ接続壁部５ｂの左右中間部に形成されている。
同様に、第２接続領域Ａ２は、連結壁部１１ａに臨む後側クロスメンバ１４の連結壁部１４ａ（第４連結壁部）を右方に延長した延長面Ｐ２（第２延長面）と接続壁部１１ｂとが交差する交差部Ｘ２（第２交差部）及びその近傍領域を含むように設定されている。
取付穴１１ｃは、交差部Ｘ２上で且つ接続壁部１１ｂの左右中間部に形成されている。
【００３０】
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、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構造体Ｓ及び構造体Ｓから帯板材２０を省略した構造体Ｓａの変形挙動についてＣＡＥ（Computer Aided Engineering）による２種類の解析を行った。
尚、解析の前提条件として、サイドシル５とトンネルサイドフレーム１１の軸心方向寸法を６００ｍｍ、前側及び後側クロスメンバ１３，１４の軸心方向寸法を５００ｍｍに規定し、何れも同一断面形状に形成している。帯板材２０については、縦寸法を４ｍｍ、横寸法を４０ｍｍ、長手方向寸法を８５０ｍｍに設定し、炭素繊維や母材は前述した仕様に設定されている。
【００３１】
第１の解析では、構造体Ｓａを用いて、サイドシル５の底壁部に相当する接続壁部５ｂの変形挙動を求めている。
図７に示すように、第１の解析では、接続壁部５ｂの前端から長手方向（後方）に離隔した長手方向距離Ｄ毎に水平面に対する接続壁部５ｂの傾斜角度を変形角度として算出した。左方への接続壁部５ｂの傾斜をマイナス、右方への接続壁部５ｂの傾斜をプラスとして検出している。
【００３２】
図８〜図１０に、第１の解析結果を示す。
図８に示すように、構造体Ｓａに車体変形に起因した変位が生じたとき、接続壁部５ｂの前端側部分は、左方に対向するよう（マイナス側）に傾斜し、接続壁部５ｂの後端側部分は、右方に対向するよう（プラス側）に傾斜した。
図９に示すように、距離Ｄがαのとき、マイナス側の最大変形角度になり、距離Ｄがβのとき、プラス側の最大変形角度になっている。
ここで、α地点は、連結壁部５ａと連結壁部１３ａとの接合位置であり、β地点は、連結壁部１１ａと連結壁部１４ａとの接合位置である。
【００３３】
図１０に示すように、サイドシル５の連結壁部５ａに平行な左側壁部に上向きの剪断力τａが作用したとき、相対的に連結壁部５ａには下向きの剪断力τａが作用する。
一方、前側クロスメンバ１３の連結壁部１３ａに平行な前側壁部に上向きの剪断力τｂが作用したとき、相対的に連結壁部１３ａには下向きの剪断力τｂが作用する。
それ故、α地点には、下向きの剪断力τａ及び下向きの剪断力τｂの合力として下向きの剪断力（τａ＋τｂ）が作用するため、α地点におけるサイドシル５の断面形状が変形し、接続壁部５ｂのα地点における変形角度が最大値になる。
尚、前側クロスメンバ１３については、連結壁部５ａの前端側部分が節機能を発揮しているため、α地点における前側クロスメンバ１３の断面形状の変形が抑制されている。
トンネルサイドフレーム１１の前端側部分では、前述した現象と同様の現象が発生し、サイドシル５及びトンネルサイドフレーム１１の後端側部分では、前述した現象と反対（逆位相）の現象が発生していることが判明した。
【００３４】
第２の解析では、構造体Ｓ（図５参照）を用いて、帯板材２０に一定の捩り変形を与えたとき、帯板材２０に作用する歪エネルギーを求めている。
第２の解析では、前側クロスメンバ１３の前側壁部を左方に延長したときの延長面を基準延長面として、取付穴５ｃを基準延長面から順次離隔するように移動させた。
そして、基準延長面と延長面Ｐ１との距離に対する基準延長面と取付穴５ｃとの距離の比率Ｒを求め、この比率Ｒにおける帯板材２０の歪エネルギーを算出した。
尚、取付穴１１ｃは、取付穴５ｃに対して対称位置に設定している。
【００３５】
図１１に基づき、第２の解析結果について説明する。
図１１に示すように、比率Ｒが０．８７から１．２９の範囲のとき、帯板材２０に作用する歪エネルギーが急激に増加することが判明した。それ故、上記範囲に取付穴５ｃを設定することで、帯板材２０の振動減衰能を高くすることができる。
より好ましくは、比率Ｒが０．８９から１．１４の範囲のとき、帯板材２０により高い歪エネルギーを蓄積することが可能である。
【００３６】
この車体の補強構造によれば、帯板材２０の長手方向一側端部が、前側クロスメンバ１３の連結壁部１３ａを軸心方向左方に延長した延長面Ｐ１と接続壁部５ｂとが交差する交差部Ｘ１及びその近傍領域を含む第１接続領域Ａ１に接続されているため、接続壁部５ｂのうち変形角度が大きな第１接続領域Ａ１に帯板材２０の一側端部を接続することができる。
帯板材２０の長手方向他側端部が、連結壁部１３ａ及び延長面Ｐ１を除いた第２接続領域Ａ２に接続されているため、第１接続領域Ａ１の変形角度を、帯板材２０の曲げ変形に変換することなく、帯板材２０の捩り変形に変換することができ、帯板材２０に蓄積される歪エネルギーを増加することができる。
【００３７】
帯板材２０は、主に長手方向に延びる複数の炭素繊維を含むため、帯板材２０の振動減衰能力を高めつつ、帯板材２０の長手方向の車体剛性を高くすることができる。
帯板材２０は、連結壁部１３ａに対して交差するように配置されているため、簡単な構成で振動低減と剛性向上とを両立することができる。
【００３８】
第１接続領域Ａ１は、前側クロスメンバ１３の連結壁部１３ａに対向する壁部を軸心方向に延長した基準延長面からの距離が延長面Ｐ１と基準延長面との距離に対して０．８７〜１．２９の比率になるように設定されているため、第１接続領域Ａ１を接続壁部５ｂのうち変形角度が最も大きな領域に設定することができる。
【００３９】
フロアパネル１と、前側クロスメンバ１３の車幅方向内側端部に連結された断面矩形状の閉断面を構成するトンネルサイドフレーム１１と、連結壁部５ａに車幅方向外側端部が連結され且つ連結壁部１１ａに車幅方向内側端部が連結された断面矩形状の閉断面を構成する後側クロスメンバ１４とを備え、サイドシル５と前側クロスメンバ１３及びトンネルサイドフレーム１１と後側クロスメンバ１４がフロアパネル１の対角状に向かい合う２辺に夫々結合され、第２接続領域Ａ２が、連結壁部１４ａを軸心方向右方に延長した延長面Ｐ２と接続壁部１１ｂとが交差する交差部Ｘ２及びその近傍領域を含む領域に設定されている。これにより、接続壁部１１ｂのうち変形角度が大きな第２接続領域Ａ２に帯板材２０の他側端部を接続することができ、帯板材２０の振動減衰能力を一層高くすることができる。
【００４０】
パネル部材がフロアパネル１、第１フレーム部材がサイドシル５、第３フレーム部材がトンネルサイドフレーム１１、第２，第４フレーム部材が前側及び後側クロスメンバ１３，１４であるため、下部車体構造の振動減衰を図ることができる。
【実施例２】
【００４１】
次に、実施例２に係る構造体ＳＡについて、図１２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、前側クロスメンバ１３（後側クロスメンバ１４）の車幅方向内側端部がトンネルサイドフレーム１１の車幅方向外側壁部である連結壁部１１ａに直接的に連結されていたのに対し、実施例２では、前側クロスメンバ１３の車幅方向内側端部がトンネル部１０に連結されている。
【００４２】
図１２に示すように、車両ＶＡは、フロアパネル１Ａと、トンネルサイドフレーム１１Ａと、前側クロスメンバ１３Ａと、後側クロスメンバ（図示略）と、構造体ＳＡ等を備えている。フロアパネル１Ａはトンネル部１０と一体的に形成され、その左右端部は１対のサイドシル５の連結壁部５ａに夫々接合されている。
左右１対のトンネルサイドフレーム１１Ａは、車幅方向外側壁部である連結壁部１１ｓと、底壁部である接続壁部１１ｔとを備え、フロアパネル１Ａ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夫々構成している。
【００４３】
フロアパネル１Ａは、車室Ｒ内にトンネル部１０を跨いで左右に延びる前側クロスメンバ１３Ａ等を備えている。
前側クロスメンバ１３Ａは、断面略ハット状に形成され、サイドシル５の車幅方向内側壁部である連結壁部５ａからトンネル部１０の側壁部に亙ってフロアパネル１Ａ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。
それ故、前側クロスメンバ１３Ａの車幅方向内側端部分は、トンネルサイドフレーム１１Ａとフロアパネル１Ａを介して連結されている。
尚、後側クロスメンバは、前側クロスメンバ１３Ａと略同様に構成されている。
【００４４】
構造体ＳＡは、フロアパネル１Ａと、サイドシル５と、前側クロスメンバ１３Ａと、後側クロスメンバと、帯板材２０等を備えている。
帯板材２０の車幅方向外側端部は、接続壁部５ｂに形成された第１接続領域Ａ１に連結され、帯板材２０の車幅方向内側端部は、接続壁部１１ｔに形成された第２接続領域に連結されている。第２接続領域は、後側クロスメンバの前側壁部と上下に重畳する領域に設定されている。これにより、帯板材２０に蓄積される歪エネルギーを増加することができ、車体振動を減衰することができる。
【００４５】
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、サイドシルとトンネルサイドフレームと１対のクロスメンバからなるロ字状構造体を形成した例を説明したが、少なくとも、第１連結壁部に対して対向関係にある第２連結壁部を形成するように第１フレーム部材に第２フレーム部材が連結されていれば良く、２つのフレーム部材以外の構成は任意に設定することができ、様々な部位、例えばルーフ等上部車体構造にも適用することができる。
【００４６】
２〕前記実施形態においては、ロ字状構造体に対して対角線状に帯板材を配置した例を説明したが、少なくとも、帯板材に捩り変形が発生すれば良く、帯板材の軸心と第２連結壁部とが所定角度で交差する位置関係に配置されれば、帯板材に歪エネルギーを蓄積させることができる。
【００４７】
３〕前記実施形態においては、炭素繊維が帯板材の長手方向に一様に配置された例を説明したが、少なくとも、帯板材の長手方向に配置された炭素繊維の体積当たりの繊維量(Vf:Fiber volume content 繊維体積含有率)が５０％以上であれば良く、帯板材の剛性強化を目的として長手方向に対して配向±４５°の炭素繊維を適宜加えることも可能である。
【００４８】
４〕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。
【符号の説明】
【００４９】
１            フロアパネル
５            サイドシル
５ａ          （第１）連結壁部
５ｂ          （第１）接続壁部
１１          トンネルサイドフレーム
１１ａ        （第３）連結壁部
１１ｂ        （第３）接続壁部
１３          前側クロスメンバ
１３ａ        （第２）連結壁部
１４          後側クロスメンバ
１４ａ        （第４）連結壁部
Ａ１          第１接続領域
Ａ２          第２接続領域
Ｐ１          （第１）延長面
Ｐ２          （第２）延長面
Ｘ１          （第１）交差部
Ｘ２          （第２）交差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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