车辆结构部件以及车辆结构部件成形用的织物的制作方法

本发明涉及一种车辆结构部件以及车辆结构部件成形用的织物。

背景技术：

日本特开昭62-97938号公报公开了一种纤维强化塑料等复合材料中所使用的立体成形用织物。该立体成形用织物以包括通过对纬纱以及经纱等进行编织而形成的上分离部以及下分离部的方式而构成。此外，上分离部的一部分与下分离部的一部分被设为，经由加固经纱而被接合在一起的接合部。并且，通过使具有上述上分离部、下分离部以及接合部的立体成形用织物以预定的立体形状被展开并被树脂材料覆盖，从而形成了预定的形状的复合材料。

然而，考虑到如下情况，即，在以包括具有从上述接合部分支出的部分(上分离部以及下分离部)的立体成形用织物的方式被构成的复合材料中，在该复合材料上被施加有外力时，立体成形用织物的接合部中的上分离部以及下分离部侧的端部将成为损坏起点的情况。

技术实现要素：

考虑到上述实际情况，本实施方式的目的在于，获得能够抑制在接合部中作为从该接合部分支出的部分的分支部侧的端部成为损坏起点的情况的车辆结构部件以及车辆结构部件成形用的织物。

用于解决课题的办法

本公开的第一方式的车辆结构部件具备：基材，其使用树脂材料而形成；织物，其通过对多根经纱与多根纬纱进行编织而形成，并且所述织物被所述基材覆盖并对该基材进行加固，所述织物具有接合部和从该接合部分支出的一对分支部，在所述接合部中的所述分支部侧的端部处被一对所述经纱所约 束的所述纬纱的数量被设定为，与在所述接合部中的远离所述分支部的一侧的部位处被一对所述经纱所约束的所述纬纱的数量相比而较少。

在第一方式中，通过对多根经纱和多根纬纱进行编织而形成的织物被基材覆盖，从而构成车辆结构部件。此外，构成第一方式的车辆结构部件的一部分的织物具备接合部、和从该接合部分支出的分支部。

在此，对接合部的结构进行说明，在该接合部中，预定的根数的纬纱通过一对经纱而被约束。并且，在接合部中的分支部侧的端部处通过一对经纱而被约束的纬纱的数量被设定为，与在该接合部中的远离分支部的一侧的部位处通过一对经纱而被约束的纬纱的数量相比而较少。即，接合部中的分支部侧的端部的强度与该接合部中的远离分支部的一侧的部位的强度相比而被提高。由此，能够抑制在以包括本发明的织物的方式而构成的车辆结构部件上被施加有外力时，接合部中的分支部侧的端部成为损坏起点的情况。

本公开的第二方式的车辆结构部件为，在第一方式的车辆结构部件中，所述织物具备在剖视观察时被设为封闭截面的封闭截面部，所述封闭截面部以包括所述分支部的方式而构成。

根据第二方式，被设为如下结构，即，在构成车辆结构部件的一部分的织物的接合部中，仅使分支部侧的端部的强度与该接合部的其他的部位相比而升高。因此，不易对车辆结构部件的整体的强度以及刚性造成影响并且能够抑制接合部中的分支部侧的端部成为损坏起点的情况。

本公开的第三方式的车辆结构部件成形用的织物通过对多根经纱与多根纬纱进行编织而形成，并具有接合部和从该接合部分支出的一对分支部，在所述接合部中的所述分支部侧的端部处被一对所述经纱所约束的所述纬纱的数量被设定为，与在所述接合部中的远离所述分支部的一侧的部位处被一对所述经纱所约束的所述纬纱的数量相比而较少。

在第三方式中，车辆结构部件成形中所使用的织物的接合部中的分支部侧的端部的强度与该接合部的其他的部位相比而被提高。因此，能够抑制在将该织物以预定的形状展开时，接合部中的分支部侧的端部解体的情况。此外，在本发明中，能够抑制在以包括该织物的方式而构成的车辆结构部件上被施加有外力时，接合部中的分支部侧的端部成为损坏起点的情况。

本公开的第四方式的车辆结构部件为，在第一方式的车辆结构部件中，所述接合部中的所述分支部侧的端部与所述分支部相邻。

本公开的第五方式的车辆结构部件成形用的织物为，在第三方式的车辆结构部件成形用的织物中，所述接合部中的所述分支部侧的端部与所述分支部相邻。

在第四方式以及第五方式中，能够抑制在以包括该织物的方式而构成的车辆结构部件上被施加有外力时，接合部中的分支部侧的端部成为损坏起点的情况。

本发明所涉及的车辆结构部件以及车辆结构部件成形用的织物具有如下优异的效果，即，能够抑制在接合部中作为从该接合部分支出的部分的分支部侧的端部成为损坏起点的情况。

附图说明

图1为表示上边梁主体的截面的剖视图。

图2为从斜前方侧观察车辆时的立体图。

图3为表示构成上边梁主体的一部分的碳纤维织物的剖视图。

图4为表示其他方式的上边梁主体的与图1相对应的剖视图。

具体实施方式

使用图1～图3对本发明的实施方式所涉及的车辆结构部件进行说明。另外，图2所示的箭头标记FR、箭头标记UP、箭头标记OUT分别表示车辆的前方(行驶方向)、上方、车宽方向的外侧方向。此外，以下，在简单地使用了前后、左右、上下方向而进行说明的情况下，如果没有进行特别说明，则设为表示车辆前后方向的前后、车辆左右方向(车宽方向)的左右、车辆上下方向的上下。

如图1所示，作为本实施方式的车辆结构部件的上边梁主体10如图2所示而构成了车身12的侧部14的上边梁16的一部分。以下，首先对车身12的侧部14的概要结构进行说明，接下来对作为本实施方式的主要部分的上边梁主体10进行说明。

本实施方式的车身12构成了所谓掀背式的车辆，在该车身12的侧部14上，形成有通过前侧门18以及后侧门20而被开闭的前侧门开口部22以及后侧门开口部24。

前侧门开口部22由如下部件形成，即，在车身12的车顶26的车宽方向外侧的端部处向车辆前后方向延伸的上边梁16、在车身12的地板的车宽方向外侧的端部处向车辆前后方向延伸的下边梁28、对上边梁16的前端部和下边梁28的前端部在上下方向上进行连接的前柱30、以及对上边梁16的前后方向上的中间部和下边梁28的前后方向上的中间部在上下方向上进行连接的中柱32等。此外，后侧门开口部24由上边梁16、下边梁28、中柱32、以及对上边梁16的后端部和下边梁28的后端部在上下方向上进行连接的后柱34等而形成。并且，通过使前侧门开口部22以及后侧门开口部24利用前侧门18以及后侧门20而进行开闭，从而使乘客能够乘坐于车辆中、并且使乘客能够从车辆中下车。

此外，上边梁16通过使构成车辆的外观设计的一部分的外面板36等接合在上边梁主体10(参照图1)等之上而构成。另外，下边梁28、前柱30、中柱32以及后柱34与上边梁16同样地以包括与上边梁主体10相对应的框架部件的方式而构成。

如图1所示，上边梁主体10为，通过使作为织物的碳纤维织物38被使用树脂材料而形成的作为基材的塑料材40(被内包在塑料材40内)覆盖而形成的复合材料(CFRP：碳纤维强化树脂)。该上边梁主体10被形成为，向车辆前后方向延伸并与车身12的车顶26(参照图2)的形状相对应地缓慢弯曲的长条状。

此外，上边梁主体10具备：在沿着与长度方向正交的方向而剖开的剖视观察时(图1所示的剖视观察时)构成大致菱形的封闭截面的封闭截面部42、和从封闭截面部42延伸出的一对凸缘部44。封闭截面部42具备：朝向一侧而被弯曲为凸状的第一封闭截面部结构部46、和朝向与第一封闭截面部结构部46相反的方向而形成为凸状的第二封闭截面部结构部48。此外，一侧的凸缘部44从第一封闭截面部结构部46的一侧的端部与第二封闭截面部结构部48的一侧的端部的汇合部起朝向远离封闭截面部42的方向而延伸。而且，另一侧的凸缘部44从第一封闭截面部结构部46的另一侧的端部与第二封闭截面部结构部48的另一侧的端部的汇合部起朝向远离封闭截面部42的方向且朝向与一侧的凸缘部44相反的方向而延伸。

碳纤维织物38被形成为与上边梁主体10的形状相对应的截面形状，该碳纤维织物38通过被内包在塑料材40内，从而使该塑料材40被加固。具体 而言，碳纤维织物38具备：一对接合部50，其分别被配置在上边梁主体10的一对凸缘部44内；作为分支部的第一分支部52以及第二分支部54，它们从该接合部50分支出并分别被配置在上边梁主体10的第一封闭截面部结构部46以及第二封闭截面部结构部48内。此外，从一侧的接合部50延伸的第一分支部52与从另一侧的接合部50延伸的第一分支部52相连接，并且，从一侧的接合部50延伸的第二分支部54与从另一侧的接合部50延伸的第二分支部54相连接。由此，通过一侧的第一分支部52、另一侧的第一分支部52、一侧的第二分支部54、以及另一侧的第二分支部54而形成大致菱形的封闭截面部56。

此外，在本实施方式中，接合部50中的第一分支部52以及第二分支部54侧的端部50A，以与远离第一分支部52以及第二分支部54的一侧的部位50B相比而较高的编织密度而被编织成。由此，接合部50中的第一分支部52以及第二分支部54侧的端部50A的强度成为，与远离第一分支部52以及第二分支部54的一侧的部位50B的强度相比而较高的强度。另外，编织密度表示由经纱实施的对纬纱的约束的程度，后述的被配置在一对经纱之间的纬纱的数量越减少，则由经纱实施的对纬纱的约束越变强，且编织密度越变高。

接下来，对碳纤维织物38的更详细的结构进行说明。

如图3所示，碳纤维织物38为，通过对沿着上边梁主体10(参照图1)的长度方向而延伸的多根纬纱58、和作为向与纬纱58延伸的方向正交的方向而延伸的经纱的多个第一经纱60、第二经纱62、第三经纱64以及第四经纱66进行编织而形成。另外，虽然在图3中记载了四根经纱(第一经纱60、第二经纱62、第三经纱64以及第四经纱66)，但是，在实物的碳纤维织物38中，沿着上边梁主体10的长度方向而排列有与第一经纱60、第二经纱62、第三经纱64以及第四经纱66相对应的多根经纱。

此外，本实施方式的碳纤维织物38为，构成接合部50(参照图1)的部位68和构成封闭截面部56(参照图1)的部位70以不同的方式被编织而成的一体的织物(单一的织物)。并且，通过使被编织出的碳纤维织物38展开，从而能够使该碳纤维织物38的截面形状成为与上边梁主体10的截面形状相对应的形状。

在碳纤维织物38中，构成封闭截面部56的部位70具备第一分支部结构部72，且所述第一分支部结构部72通过对12根纬纱58、与第一经纱60以 及第二经纱62进行编织从而形成与第一分支部52(参照图1)相对应的部分。在该第一分支部结构部72中，通过将6根纬纱58配置在第一经纱60与第二经纱62之间，从而使该6根纬纱58通过第一经纱60和第二经纱62而被约束。

此外，构成封闭截面部56的部位70具备第二分支部结构部74，且所述第二分支部结构部74通过对12根纬纱58、与第三经纱64以及第四经纱66进行编织从而形成与第二分支部54(参照图1)相对应的部分。在该第二分支部结构部74中，与上述第一分支部结构部72同样地，通过将6根纬纱58配置在第三经纱64与第四经纱66之间，从而使该6根纬纱58通过第三经纱64和第四经纱66而被约束。

而且，在本实施方式中，通过使纬纱58未被配置在第一经纱60以及第二经纱62中的某一方和第三经纱64以及第四经纱66中的某一方之间，从而使第一分支部结构部72与第二分支部结构部74远离。由此，在碳纤维织物38被展开时，能够通过第一分支部结构部72以及第二分支部结构部74而形成大致菱形的封闭截面部56(参照图1)。

在碳纤维织物38中，构成接合部50的部位68具备第一层结构部76，且所述第一层结构部76通过对32根纬纱58、与第一经纱60以及第二经纱62进行编织而形成，且在附图中位于上半部分侧。第一层结构部76与第一分支部结构部72相连接。在该第一层结构部76中的与第一分支部结构部72相反侧的部位76B处，通过将8根纬纱58配置在第一经纱60与第二经纱62之间，从而使该8根纬纱58通过第一经纱60和第二经纱62而被约束。此外，在第一层结构部76中的第一分支部结构部72侧的部位76A处，通过将4根纬纱58配置在第一经纱60与第二经纱62之间，从而使该4根纬纱58通过第一经纱60和第二经纱62而被约束。

此外，在碳纤维织物38中，构成接合部50的部位68具备第二层结构部78，且所述第二层结构部78通过对32根纬纱58、与第三经纱64以及第四经纱66进行编织而形成，且在附图中位于下半部分侧。第二层结构部78与第二分支部结构部74相连接。在该第二层结构部78中的与第二分支部结构部74相反侧的部位78B处，通过将8根纬纱58配置在第三经纱64与第四经纱66之间，从而使该8根纬纱58通过第三经纱64和第四经纱66而被约束。此外，在第二层结构部78中的第二分支部结构部74侧的部位78A处，通过 将4根纬纱58配置在第三经纱64与第四经纱66之间，从而使该4根纬纱58通过第三经纱64和第四经纱66而被约束。

而且，在本实施方式中，通过将纬纱58配置在第一经纱60与第三经纱64之间、以及配置在第二经纱62与第四经纱66之间，并利用这些经纱而进行约束，从而使第一层结构部76和第二层结构部78被编织成一体。此外，在本实施方式中，在第一层结构部76以及第二层结构部78中的第一分支部结构部72以及第二分支部结构部74侧的部位76A、78A处被配置在第一经纱60等经纱之间的纬纱58的数量被设定为，与在第一分支部结构部72以及第二分支部结构部74的相反侧的部位76B、78B处被配置在第一经纱60等之间的纬纱58的数量相比而较少。另外，在本实施方式中，在第一层结构部76以及第二层结构部78中的第一分支部结构部72以及第二分支部结构部74侧的部位76A、78A处，被配置在第一经纱60与第三经纱64之间、以及被配置在第二经纱62与第四经纱66之间的纬纱58的数量被设为1根。此外，在第一层结构部76以及第二层结构部78中的与第一分支部结构部72以及第二分支部结构部74相反侧的部位76B、78B处，被配置在第一经纱60与第三经纱64之间、以及被配置在第二经纱62与第四经纱66之间的纬纱58的数量被设为2根。

在以上所说明的碳纤维织物38被展开的状态下，使该碳纤维织物38被配置在预定的模具的内部。并且，通过在向被抽成真空的模具内导入了塑料材料40之后进行加热并进行冷却，从而使碳纤维织物38被配置在塑料材料40的内部。由此，形成了图1所示的上边梁主体10。

(本实施方式的作用以及效果)

接下来，对本实施方式的作用以及效果进行说明。

当在图2所示的车身12上被施加有由碰撞等而引起的外力，并且该外力被传递到构成车身12的一部分的上边梁主体10时，该上边梁主体10的封闭截面部42的形状会发生变形。与此相伴，碳纤维织物38的封闭截面部56也会发生变形。尤其是，在被输入了使上边梁主体10沿着其长度方向而压缩的方向的力时，上边梁主体10的封闭截面部42以及碳纤维织物38的封闭截面部56将以扩展的方式发生变形。在这种情况下，认为碳纤维织物38的接合部50中的第一分支部52以及第二分支部54侧的端部50A会成为损坏起点，且上边梁主体10将被损坏。

然而，在本实施方式中，接合部50中的第一分支部52以及第二分支部54侧的端部50A，与该接合部50中的远离第一分支部52以及第二分支部54的一侧的部位50B相比以较高的编织密度被进行编织。由此，接合部50中的第一分支部52以及第二分支部54侧的端部50A的强度成为，与远离第一分支部52以及第二分支部54的一侧的部位50B的强度相比而较高的强度。其结果为，当被施加于车身12上的外力传递到上边梁主体10时，能够抑制上边梁主体10以碳纤维织物38的接合部50中的第一分支部52以及第二分支部54侧的端部50A为损坏起点而被损坏的情况。

此外，在本实施方式中设为了如下结构，即，接合部50中只有第一分支部52以及第二分支部54侧的端部50A的强度与该接合部50中其他的部位相比而较高。即，并没有设为提高了接合部50的整体强度的结构。由此，不易对上边梁主体10的整体的强度以及刚性造成影响，并且，能够抑制上边梁主体10以碳纤维织物38的接合部50中的第一分支部52以及第二分支部54侧的端部50A为损坏起点而被损坏的情况。

此外，在本实施方式中，能够抑制在将碳纤维织物38展开时，碳纤维织物38的接合部50中的第一分支部52以及第二分支部54侧的端部50A解体的情况。由此，能够使以包括该碳纤维织物38的方式而构成的上边梁主体10的品质稳定。

另外，虽然在本实施方式中，对将本发明应用于具有封闭截面部42的上边梁主体10的示例进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，也能够将本发明应用于H截面或Y截面的车辆结构部件。此外，如图4所示，也能够将本发明应用于具有被形成为格子状的封闭截面部84的车辆结构部件86中。另外，对于车辆结构部件86以及构成该车辆结构部件86的一部分的作为织物的碳纤维织物88中与图1所示的上边梁主体10相对应的部分(被设为相同的结构的部分)，标注与该上边梁主体10相同的符号。

此外，虽然在本实施方式中，对使用上述纬纱58、第一经纱60、第二经纱62、第三经纱64以及第四经纱66而形成碳纤维织物38的示例进行了说明，但本发明并不限定于此。纬纱以及经纱的数量、纬纱与经纱所成的角度、纬纱以及经纱的线径、纬纱以及经纱的材质等，只要考虑车辆结构部件所要求的强度以及刚性等而适当地进行设定即可。

此外，虽然在本实施方式中，对将本发明应用于作为上边梁16的框架部件的上边梁主体10的示例进行了说明，但是，本发明并不限定于此。例如，也能够将本发明应用于图2所示的下边梁28、前柱30、中柱32以及后柱34的框架部件中。此外，也可以将本发明应用于被配置在前保险杠罩80以及后保险杠罩82内的未图示的保险杠加强件中。

以上，虽然对本发明的一个实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于上述的内容，显然在不脱离其主旨的范围内除上述以外也能够进行各种改变而实施。