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公開番号2025172456
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-26
出願番号2024077977
出願日2024-05-13
発明の名称車両の構造設計方法及び構造設計プログラム
出願人マツダ株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類B62D 65/00 20060101AFI20251118BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】曲げ剛性及び捩り剛性がそれぞれ担保された補強部材を、車両中の適切な部位に配置する。
【解決手段】車両の構造設計方法は、車体モデル61中の締結部Pc同士を連結するように、仮の取付部位P0に梁要素62を配置し、車体をねじる第1モードM1が実現されるように車体モデル61を変形するとともに、その際に梁要素62作用する内力又はモーメントが大きくなるほど増加する第1指標I1を取得し、車両のフロア部分を膜振動させる第2モードM2が実現されるよう車体モデル61を変形するとともに、その際に梁要素62に作用する内力又はモーメントが大きくなるほど増加する第2指標I2を取得し、第1指標I1及び第2指標I2が双方とも所定以上の場合に、梁要素62の取付部位P0を確定するとともに、梁要素62を補強部材101に採用する。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
プロセッサを備えるコンピュータによって実行されることで、曲げ剛性及び捩り剛性がそれぞれ担保された補強部材の取付部位を特定する車両の構造設計方法であって、
前記プロセッサが、前記車両に対応した車体モデル中の締結部同士を連結するように、仮の取付部位に梁要素を配置するステップと、
前記プロセッサが、車体前後方向に伸びる中心軸まわりに車体をねじる第１モードが実現されるように、外力によって前記車体モデルを変形するとともに、該車体モデルの変形に伴って、前記梁要素に作用する内力又はモーメントが大きくなるほど増加する第１指標を取得するステップと、
前記プロセッサが、前記車両のフロア部分を車高方向に膜振動させる第２モードが実現されるように、外力によって前記車体モデルを変形するとともに、該車体モデルの変形に伴って、前記梁要素に作用する内力又はモーメントが大きくなるほど増加する第２指標を取得するステップと、
前記プロセッサが、前記第１指標及び前記第２指標が双方とも所定以上の場合に、前記梁要素の取付部位を確定するとともに、該梁要素を前記補強部材に採用するステップと、を備える
ことを特徴とする車両の構造設計方法。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１に記載された車両の構造設計方法において、
前記補強部材は、複数の強化繊維が配合されかつ該複数の強化繊維間に高分子樹脂が含侵された繊維強化樹脂製の部材であり、
前記複数の強化繊維は、所定の第１方向に配向される強化繊維の割合が、他の方向に配向される強化繊維の割合よりも大きい
ことを特徴とする車両の構造設計方法。
【請求項３】
請求項２に記載された車両の構造設計方法において、
前記内力は、前記第１方向に作用する内力であり、
前記モーメントは、前記第１方向まわりの捩りモーメントである
ことを特徴とする車両の構造設計方法。
【請求項４】
請求項３に記載された車両の構造設計方法において、
前記補強部材は、少なくとも一部が長尺状に構成されており、
前記第１方向とは、前記補強部材の長手方向である
ことを特徴とする車両の構造設計方法。
【請求項５】
請求項４に記載された車両の構造設計方法において、
前記第１方向は、前記車体前後方向及び車幅方向に沿った平面に対して平行に延びる方向であり、
前記第１方向における前記補強部材の縦弾性率をＥ［ＭＰａ］とし、前記第１方向に直交する方向における前記補強部材の横弾性率をＧ［ＭＰａ］とし、前記第１方向に直交する断面視における前記補強部材の断面積をＡ［ｍｍ
２
］とし、前記車高方向における前記補強部材の断面２次モーメントをＩ１［ｍｍ
４
］とし、前記車高方向及び前記第１方向に直交する方向における前記補強部材の断面２次モーメントをＩ２［ｍｍ
４
］とし、ポアソン比をνとし、捩り定数をＪとすると、
前記補強部材は、該補強部材自身が前記第１及び第２モードそれぞれの変形に寄与しないように、以下の条件（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）を全て満足するように構成されている
Ｅ・Ａ≦１０００［Ｎ］ …（Ａ）
Ｅ・Ｉ１≦１０００［Ｎ・ｍｍ
２
］ …（Ｂ）
Ｅ・Ｉ２≦１０００［Ｎ・ｍｍ
２
］ …（Ｃ）
Ｇ・Ｊ≦３８５［Ｎ・ｍｍ
２
］ …（Ｄ）
ことを特徴とする車両の構造設計方法。
ただし、前記条件（Ｄ）における前記横弾性率Ｇは、下式（Ｅ）に基づいて算出される。
Ｇ＝Ｅ／（２・（１＋ν）） …（Ｅ）
【請求項６】
請求項１に記載された車両の構造設計方法において、
前記第１指標は、前記第１モードにおける前記車体モデルの全ひずみエネルギーのうち、前記梁要素が受け持つエネルギーの分担率であり、
前記第２指標は、前記第２モードにおける前記車体モデルの全ひずみエネルギーのうち、前記梁要素が受け持つエネルギーの分担率である
ことを特徴とする車両の構造設計方法。
【請求項７】
プロセッサを備えるコンピュータによって実行されることで、曲げ剛性及び捩り剛性がそれぞれ担保された補強部材の取付部位を特定する車両の構造設計プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記車両に対応した車体モデル中の締結部同士を連結するように、仮の取付部位に梁要素を配置するステップと、
車体前後方向に伸びる中心軸まわりに車体をねじる第１モードが実現されるように、外力によって前記車体モデルを変形するとともに、該車体モデルの変形に伴って、前記梁要素に作用する内力又はモーメントが大きくなるほど増加する第１指標を取得するステップと、
前記プロセッサが、前記車両のフロア部分を車高方向に膜振動させる第２モードが実現されるように、外力によって前記車体モデルを変形するとともに、該車体モデルの変形に伴って、前記梁要素に作用する内力又はモーメントが大きくなるほど増加する第２指標を取得するステップと、
前記プロセッサが、前記第１指標及び前記第２指標が双方とも所定以上の場合に、前記梁要素の取付部位を確定するとともに、該梁要素を前記補強部材に採用するステップと、を実行させる
ことを特徴とする車両の構造設計プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両の構造設計方法及び構造設計プログラムに関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、ワイヤー様構造物の配線設計支援方法が開示されている。この支援方法は、ワイヤー様構造物を複数の梁要素が結合された弾性体とみなし、それに有限要素法を適用するものである。
【０００３】
一方、特許文献２には、車両のダッシュ部材とサスペンションタワー部材とを、第１連結部材によって連結することが開示されている。第１連結部材は、長手方向に伸びる繊維の割合が、長手方向以外の方向に伸びる繊維の割合よりも多い。また、繊維間には、合成樹脂材料が含侵されている。
【０００４】
特許文献２によると、サスペンション頂部の上下変位が低減される。第１連結部材の曲げ剛性を用いることで、いわゆる車体捩りモードを抑制することができる。
【０００５】
また、前記特許文献２によると、サスペンションタワー部材上部とダッシュ部材との間の捩れ変位を、第１連結部材の捩れ変位に変換することができる。車両の振動減衰能を増加して、いわゆる膜振動モードを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００４－１３９５６８号公報
特開２０２２－１３１２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記特許文献２に係る第１連結部材のような補強部材は、これを曲げようとする外力と、これを捩ろうとする外力と、が双方ともバランスよく入力されるような部位に設けてこそ、その効果を最大限に発揮することができる。
【０００８】
そのような部位に補強部材を設けることで、１つの補強部材でありながらも、車体捩りモードの抑制に起因した車両の操安性能の向上と、膜振動モードの抑制に起因した車両の乗り心地性能の向上と、を同時に実現することが可能になる。
【０００９】
しかしながら、そのような部位の特定は、容易ではない。
【００１０】
本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、曲げ剛性及び捩り剛性がそれぞれ担保された補強部材を、車両中の適切な部位に配置することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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