(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の上下方向に延在するフロントピラー内に配設されるリンフォースフロントピラーと、前記車体の前後方向に延在するサイドシル内に配設されるリンフォースサイドシルとを結合するリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造であって、
前記リンフォースフロントピラーは、側面視がＬ字形状で、少なくとも該Ｌ字形状の湾曲部及び該湾曲部から車体後方に向かって延出する短辺部がハット断面形状であってフランジ部を有し、
前記リンフォースサイドシルは、前記リンフォースフロントピラーの前記短辺部に嵌入可能な直線状であり、フランジ部を有するハット断面形状の部材からなり、その前方部は、前記リンフォースフロントピラーの短辺部に嵌入され、かつ、その車体側方側の壁部の少なくとも上端を含む前端は、前記リンフォースフロントピラーにおける車体側方側の内壁面と車体前方側の内壁面の境界部に当接し、
前記リンフォースフロントピラー及び前記リンフォースサイドシルは、フランジ部同士、並びに、車体上方側及び下方側それぞれの壁部同士が接合されていることを特徴とするリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造。
【請求項２】
前記リンフォースフロントピラーの短辺部及び湾曲部と前記リンフォースサイドシルの前方部における車体側方側の壁部同士が接合され、
該接合される位置は、前記リンフォースサイドシルにおける車体側方側の壁部の上端及び下端から前記車体側方側の壁部の高さの１／４までの距離の範囲内であることを特徴とする請求項１記載のリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造。
【請求項３】
前記リンフォースサイドシルは、該リンフォースサイドシルの前記車体側方側の壁部の前端及び／又は車体上方側の壁部の前端にフランジ面を有し、
該フランジ面は、前記リンフォースフロントピラーにおける前記車体前方側の内壁面に接合されていることを特徴とする請求項１又は２記載のリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車車体のリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルとを結合させるリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車車体のフロントピラーとサイドシルから構成される車体前方側面の下部構造においては、一般に、リンフォースフロントピラーの下部とリンフォースサイドシルの前方部とが結合されている。自動車の衝突において、特に前面からのオフセット衝突やナロー（微小）ラップ衝突では、リンフォースフロントピラーやリンフォースサイドシルに作用する荷重を自動車車体の他の構成部材に効率的に分散伝達するために、リンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造においては十分な結合剛性と強度が要求される。また、エンジン振動や走行時の路面凹凸等に起因する振動が自動車車体に入力されると、これらの振動が乗り心地に影響する。そのため、振動伝達経路となる車体骨格部材の結合構造においては振動抑制も要求されている。
これらの要求に対して、リンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造において結合剛性と強度を向上させる技術がこれまでに提案されている。
【０００３】
特許文献１には、球面状の船底形に形成された前端接合部を有するリンフォースサイドシルの外面に、断面略コ字状もしくはＣ字状で下端部がサイドシルに沿って車体後方に湾曲形成されたリンフォースフロントピラーロアを車体外方から嵌合させて、リンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルとを接合した車体側面下部構造が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、リンフォースシルサイドアウタを備えたサイドシルとリンフォースフロントピラーロアを備えたフロントピラーとの結合構造が開示されている。該結合構造においては、リンフォースフロントピラーロアの下部は略断面コ字形状を適度に保持したまま車体後方に向かって湾曲されて、側面視が略L字形状となるような半割りの長靴形状に形成されるとともに、湾曲している後面部の所定位置に段部が設けられている。一方、リンフォースシルサイドアウタは略断面コ字形状であり、この断面形状はリンフォースシルサイドアウタの前端方向に移行するにしたがって略コ字形状から徐々にすぼまって、半割りの略袋状となった閉じ形状をなすように設定されている。
そして、リンフォースシルサイドアウタはリンフォースフロントピラーロアに挿入され、その前端には車両幅方向に折り曲げ形成された前フランジがリンフォースフロントピラーロアの前面部内部の直前位置まで挿入されるように設定され、前記前フランジはリンフォースシルサイドアウタとは非結合状態となっている。さらに、リンフォースシルサイドアウタの上端には、フロントピラー内部で切欠き部を設けた形状であり、フランジ部がなく、リンフォースフロントピラーロアとはフランジ部で接合されていない（特許文献２中の図５参照）。
【０００５】
特許文献３には、フロントピラーロアのハット断面部品とリンフォースサイドシルが結合された構造が開示されている（特許文献３中の図７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０８９３０号公報
【特許文献２】特許第４５３１９３８号公報
【特許文献３】特開第２０１３−１２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動車車体の軽量化を満たしつつ、操縦安定性、衝突安全性及び乗り心地を向上させる要求は年々厳しくなっている。リンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造における結合剛性、強度及び振動抑制を向上することが益々重要であり、これらの性能を向上させるため、リンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルとの効果的な結合構造が要望されている。
【０００８】
特許文献１に開示された技術は、リンフォースフロントピラーロアと接合されるリンフォースサイドシルの前端接合部が球面状の船底形であるため、２つの部品を接合することができる領域はほぼフランジ部に限られてしまい、リンフォースフロントピラーロア及びリンフォースサイドシルそれぞれの縦壁面等を結合面にできず、十分効率的に活用することができない。
【０００９】
特許文献２に開示された技術は、前述のように、リンフォースシルサイドアウタはリンフォースフロントピラーロアに挿入され、その前端には車両幅方向に折り曲げ形成された前フランジがリンフォースフロントピラーロアの前面部内部の直前位置まで挿入されるように設定されているため、オフセット衝突時のように車体の前方側から入力された衝撃力を吸収分散させることができる。しかしながら、リンフォースサイドシルの断面形状が前端方向に移行するにしたがって徐々にすぼまっていく形状であるため、リンフォースシルサイドアウタの前端部下側とリンフォースフロントピラーロアを結合する面が殆ど確保できず、結合剛性の向上が期待できないという問題があった。さらに、リンフォースフロントピラーには車両前方側にフロントピラーインナと接合するフランジ面がないため、フロントピラーに前方からタイヤが衝突するような局所的な荷重入力があった場合、比較的板厚が薄いフロントピラーアウタとフロントピラーインナの接合部が剥がれるという問題があった。
【００１０】
特許文献３に開示された技術において、フロントピラーロアは特許文献３中の図１に示すように外板部品であり、リンフォースのような強度が高い部品ではなく、強度向上のためフロントピラーロア５と共にリンフォース３５がさらに装着されている。そのため、特許文献３に開示されたフロントピラーロアは、本願のリンフォースフロントピラーとは本質的に異なる部品である。
【００１１】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、結合剛性と強度を向上させることにより荷重を効率的に他の構成部材に分散伝達させるとともに、振動抑制効果を高めることができるリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造は、車体の上下方向に延在するフロントピラー内に配設されるリンフォースフロントピラーと、前記車体の前後方向に延在するサイドシル内に配設されるリンフォースサイドシルとを結合するものであって、前記リンフォースフロントピラーは、側面視がＬ字形状で、少なくとも該Ｌ字形状の湾曲部及び該湾曲部から車体後方に向かって延出する短辺部がハット断面形状であってフランジ部を有し、前記リンフォースサイドシルは、前記リンフォースフロントピラーの前記短辺部に嵌入可能な直線状であり、フランジ部を有するハット断面形状の部材からなり、その前方部は、前記リンフォースフロントピラーの短辺部に嵌入され、かつ、その車体側方側の壁部の少なくとも上端を含む前端は、前記リンフォースフロントピラーにおける車体側方側の内壁面と車体前方側の内壁面の境界部に当接し、前記リンフォースフロントピラー及び前記リンフォースサイドシルは、フランジ部同士、並びに、車体上方側及び下方側それぞれの壁部同士が接合されていることを特徴とするものである。
【００１３】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記リンフォースフロントピラーの短辺部及び湾曲部と前記リンフォースサイドシルの前方部における車体側方側の壁部同士が接合され、
該接合される位置は、前記リンフォースサイドシルにおける車体側方側の壁部の上端及び下端から前記車体側方側の壁部の高さの１／４までの距離の範囲内であることを特徴とするものである。
【００１４】
（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記リンフォースサイドシルは、該リンフォースサイドシルの前記車体側方側の壁部の前端及び／又は車体上方側の壁部の前端にフランジ面を有し、該フランジ面は、前記リンフォースフロントピラーにおける前記車体前方側の内壁面に接合されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、車体の上下方向に延在するフロントピラー内に配設されるリンフォースフロントピラーと、前記車体の前後方向に延在するサイドシル内に配設されるリンフォースサイドシルとを結合するリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造であって、前記リンフォースフロントピラーは、側面視がＬ字形状で、かつ、少なくとも該Ｌ字形状の湾曲部及び該湾曲部から車体後方に向かって延出する短辺部がハット断面形状の部材からなり、前記リンフォースサイドシルは、前記リンフォースフロントピラーの前記短辺部に嵌入可能な直線状のハット断面形状の部材からなり、その前方部は、前記リンフォースフロントピラーの前記短辺部に嵌入され、かつ、その車体側方側の壁部の少なくとも上端を含む前端は、前記リンフォースフロントピラーにおける車体側方側の内壁面と車体前方側の内壁面の境界部に当接し、前記リンフォースフロントピラーの短辺部と前記リンフォースサイドシルの前方部におけるフランジ部同士、並びに、車体上方側及び下方側の壁部同士が接合されていることにより、前記リンフォースフロントピラーと前記リンフォースサイドシルとの結合剛性と強度を向上させ、荷重を効率的に他の構成部材に分散伝達することができる。さらに、本発明によれば振動抑制効果も向上でき、乗り心地を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の斜視図である。
【図２】本実施の形態に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの外観図である。
【図３】本実施の形態に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の側面図である。
【図４】本実施の形態に係るリンフォースサイドシルの他の態様の説明図である。
【図５】本発明の実施例１における本発明例１に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の外観図である。
【図６】本発明の実施例１における比較例１に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の外観図である。
【図７】本発明の実施例１における剛性試験の説明図である。
【図８】本発明の実施例１における剛性試験結果のグラフである。
【図９】本発明の実施例２における本発明例２乃至４に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の説明図である。
【図１０】本発明の実施例２における比較例２及び３に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の説明図である。
【図１１】本発明の実施例２における衝突特性解析の解析モデルの説明図である。
【図１２】本発明の実施例２におけるリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造を有する構造体における変形状態の解析結果の図である。
【図１３】本発明の実施例２における剛体円柱の衝突後における発生荷重の経時変化のグラフである。
【図１４】本発明の実施例３における本発明例５に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の外観図である。
【図１５】本発明の実施例３における振動試験方法の説明図である。
【図１６】本発明の実施例３における振動試験でのインパクトハンマによる打撃位置を説明する説明図である。
【図１７】本発明の実施例３における振動試験での加速度ピックアップの取り付け位置を説明する説明図である。
【図１８】本発明の実施例３における比較例４に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の外観図である。
【図１９】本発明の実施例３における振動試験結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施の形態］
本発明の実施の形態に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造１について、図１〜図４を参照して以下に説明する。
【００１８】
本発明に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造１（以下、「結合構造１」という）は、図１に示すように、車体の上下方向に延在するフロントピラー（図示なし）内に配設されるリンフォースフロントピラー１０と、前記車体の前後方向に延在するサイドシル（図示なし）内に配設されるリンフォースサイドシル３０とが結合されたものである。
【００１９】
リンフォースフロントピラー１０は、側面視でＬ字形状であって、車体の上方から下方に向かって延在する長辺部１１と、長辺部１１の下端から車体後方に向かって湾曲した湾曲部１３と、湾曲部１３の後端から車体後方に向かって延出する短辺部１５を有し、車体幅方向の車体内側に向かって開口したハット断面形状の部材からなる。
【００２０】
湾曲部１３及び短辺部１５は、車体側方側の壁部１７と、湾曲部１３の湾曲の内側であって壁部１７から車体内側に向かって連続する車体上方側の壁部１９と、湾曲部１３における湾曲の外側であって壁部１９から車体内側に向かって連続する車体下方側の壁部２１と、壁部１９及び２１のそれぞれから連続するフランジ部２３及び２５を有する。
【００２１】
湾曲部１３における車体下方側の壁部２１は、車体上方から下方に向かって車体前方側に延在する前壁２１ａと、前壁２１ａの下端から車体後方に向かって屈曲する屈曲壁２１ｂと、屈曲壁２１ｂの後端から車体後方に向かって延出する下壁２１ｃから構成される。
【００２２】
さらに、湾曲部１３において、車体側方側の壁部１７と車体前方側の前壁２１ａとは境界部２７を介して接続される。
【００２３】
リンフォースサイドシル３０は、リンフォースフロントピラー１０の短辺部１５に嵌入可能な直線状であって、車体側方側の壁部３３と、壁部３３の上端３３ａ及び下端３３ｂそれぞれから車体幅方向の車体内側に向かって連続する車体上方側の壁部３５及び車体下方側の壁部３７と、壁部３５及び３７それぞれから連続するフランジ部３９及び４１から構成され、車体の内側に向かって開口したハット断面形状の部材からなる。
そして、車体側方側の壁部３３は、車体上方側の壁部３５とは稜線部４３を、車体下方側の壁部３７とは稜線部４５を介して接続している。
【００２４】
さらに、リンフォースサイドシル３０の前方部３１をリンフォースフロントピラー１０の短辺部１５に嵌入した際に、リンフォースフロントピラー１０の屈曲壁２１ｂと干渉するのを避けるため、リンフォースサイドシル３０の前方部３１はその下部に切欠部３３ｄが設けられている。
【００２５】
本実施の形態に係る結合構造１は、リンフォースサイドシル３０の前方部３１がリンフォースフロントピラー１０の湾曲部１３及び短辺部１５に嵌入されたものであって、リンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３の少なくとも上端３３ａを含む前端３３ｃは、リンフォースフロントピラー１０における車体側方側の内壁面１７ａ（壁部１７の車体内側の面）と車体前方側の内壁面２１ｄ（前壁２１ａの車体内側の面）との境界部２７に当接する位置までリンフォースフロントピラー１０の短辺部１５に嵌入されている。
本実施の形態において、リンフォースフロントピラー１０における境界部２７は、車体側方側の壁部１７と車体前方側の前壁２１ａとを接続する部位であり、該部位と車体側方側の壁部１７との境界２７ａを含むものとする。
【００２６】
また、本実施の形態に係る結合構造１は、図１及び３に示すように、リンフォースフロントピラー１０及びリンフォースサイドシル３０の車体上方側の壁部１９と壁部３５、車体下方側の壁部２１と壁部３７、車体上方側のフランジ部２３とフランジ部３９、及び、車体下方側のフランジ部２５とフランジ部４１とが溶接点５１により接合される。
なお、リンフォースフロントピラー１０は、車体のフロントピラーを構成する部品と溶接点５３により接合され、又、リンフォースサイドシル３０は、車体のサイドシルを構成する部品と溶接点５５により接合される。
【００２７】
結合構造１においては、車体上方側のフランジ部２３とフランジ部３９とが溶接点５１により接合されており、さらにリンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３の少なくとも上端３３ａを含む前端３３ｃが、リンフォースフロントピラー１０の車体側方側の内壁面１７ａと車体前方側の内壁面２１ｄとの間の境界部２７に当接するように、リンフォースサイドシル３０の前方部３１をリンフォースフロントピラー１０の短辺部１５に嵌入されたものであるため、車体前方側から衝突荷重が入力した時に、該衝突荷重は、リンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３と車体上方側の壁部３５とを接続する稜線部４３近傍の剛性が向上した部位及び車体上方側の壁部３５とフランジ部３９とを接続する稜線部近傍の剛性が向上した部位を効率的に伝達し、他の構成部品へと荷重を分散させることができるため、結合構造１における結合剛性及び強度を向上させることができる。
【００２８】
なお、前述のとおり、リンフォースフロントピラー１０の屈曲壁２１ｂとの干渉を抑制するため、リンフォースサイドシル３０の前端３３ｃの下部に切欠部３３ｄが設けられている。
そこで、リンフォースフロントピラー１０の屈曲壁２１ｂにおける屈曲の曲率半径を小さくして切欠部３３ｄの高さを小さくすることにより、境界部２７に当接するリンフォースサイドシル３０の前端３３ｃの高さを大きくするとともに、リンフォースサイドシル３０の壁部３３の切欠部３３ｄと下端３３ｂとの境界をリンフォースフロントピラー１０の屈曲壁２１ｂと下壁２１ｃとの境界にできるだけ近づけることができる。
また、車体下方側のフランジ部２５とフランジ部４１とが溶接点５１により接合されている。
【００２９】
これらによって、車体前方側から衝突荷重が入力した時に、リンフォースサイドシル３０においては、車体側方側の壁部３３と車体下方側の壁部３７とを接続する稜線部４５近傍及び車体下方側の壁部３７とフランジ部４１とを接続する稜線部近傍へ、より効率的に衝突荷重を分散させて伝達させることができ、リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０との接合面を増すことができるため、リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０の結合剛性及び強度をさらに向上させることが可能となる。
【００３０】
特に、自動車部品のような薄肉構造部材の場合、荷重分担は曲げ加工されて形成された稜線部周辺が主体となるため、当該稜線部近傍に２つの部品の結合部を配置することは、結合剛性と強度を向上させる効果が高い。
【００３１】
また、本実施の形態に係る結合構造１は、図３に示すようにリンフォースフロントピラー１０の車体側方側の壁部１７とリンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３とを接合することによって、リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０を接合させる面を増すことができるため、結合構造１の強度を向上させることができる。
【００３２】
その際、リンフォースフロントピラー１０の車体側方側の壁部１７とリンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３とが接合される位置は、リンフォースサイドシル３０における車体側方側の壁部３３の上端３３ａ及び下端３３ｂから車体側方側の壁部３３の高さhの１／４までの距離（＝h/4）の範囲内であることが望ましい（図３参照）。
【００３３】
これは、リンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３と車体上方側の壁部３５及び車体下方側の壁部３７とが曲げ加工させて形成された稜線部４３及び４５近傍においては稜線部４３及び４５に沿った方向に対する剛性が高いため、稜線部４３及び４５近傍でリンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０とを接合することで、荷重の伝達特性をより向上させることができる。
【００３４】
また、図４に示すように、リンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３の前端３３ｃにフランジ面４９及び／又は車体上方側の壁部３５の前端３５ａにフランジ面４７を設定し、フランジ面４７及び／又はフランジ面４９を、リンフォースフロントピラー１０における車体前方側の内壁面２１ｄ（図１）に接合させることがより好ましい。
【００３５】
これにより、ナローラップ衝突等によってタイヤ等の足回り部品がリンフォースフロントピラー１０の車体前方側から衝突し、リンフォースフロントピラー１０に入力されて車体後方に向かう荷重がリンフォースサイドシル３０に伝達される際に、リンフォースサイドシル３０の車体上方側の壁部３５が車体上方側に曲がって逃げることを抑制することが可能となる。
【００３６】
さらに、本実施の形態に係る結合構造１においては、エンジン振動や走行時の路面凹凸等に起因する振動が生じると、リンフォースフロントピラー１０の車体側方側の壁部１７とリンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３とが、及び、リンフォースフロントピラー１０の下壁２１ｃとリンフォースサイドシル３０の車体下方側の壁部３７とがそれぞれ擦れ合うことによって振動が減衰し、振動抑制効果が向上する。特に、車体骨格部材が曲がったりねじれたりするような低い共振周波数での変形モードにおいては、リンフォースフロントピラー１０の壁面とリンフォースサイドシル３０の壁面とが擦れ合う動きをすることによる振動抑制効果が大きい。
【００３７】
なお、上記の説明において、リンフォースフロントピラー１０は車体内側に向かって開口したハット断面形状の部材とするものであったが、本実施の形態に係る結合構造１においては、少なくとも湾曲部１３及び短辺部１５がハット断面形状の部材であれば良く、長辺部１１の断面形状については問わない。
【００３８】
また、図２に示すとおり、リンフォースサイドシル３０は、リンフォースフロントピラー１０の短辺部１５に嵌入される前方部３１がハット断面形状であれば良く、リンフォースサイドシル３０において嵌入される前方部３１以外の部位の断面形状については特に問わない。
【００３９】
さらに、上記の説明は、図３に示すようなリンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０とをスポット溶接により溶接点５１で接合するものであったが、リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０とをレーザー接合等によって接合しても良く、接合方法については特に限定はない。
【実施例１】
【００４０】
本発明に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の効果を確認するため、剛性試験に関する具体的な実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
【００４１】
図５に、本実施例１において剛性試験対象に用いた構造体６１を示す。なお、本発明例１は、リンフォースフロントピラー及びリンフォースサイドシルにおけるフランジ部同士、並びに、車体上方側及び下方側それぞれの壁部同士を接合している。
本発明例１に係る構造体６１は、本発明に係る結合構造１を有するものであり、リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０と共に、リンフォースフロントピラー１０及びリンフォースサイドシル３０のハット断面形状の開口を塞ぐために設けた平板形状のフロントピラーインナ及びサイドシルインナから構成される。リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０には板厚1.4mm、1180MPa級鋼板を使用し、構造体６１を構成する前記フロントピラーインナ及びサイドシルインナには板厚1.2mm、590MPa級鋼板を使用した。
【００４２】
図６に本実施例１において比較対象とした構造体６３を示す。なお、比較例１は、車体上方側のリンフォースフロントピラー及びリンフォースサイドシルにおけるフランジ部同士、並びに、壁部同士を接合している。
比較例１に係る構造体６３は、リンフォースフロントピラー８０とリンフォースサイドシル３０からなる結合構造７１を有し、平板形状のフロントピラーインナ及びサイドシルインナから構成される。リンフォースフロントピラー８０とリンフォースサイドシル３０には板厚1.4mm、1180MPa級鋼板を使用し、構造体６３を構成する前記フロントピラーインナ及びサイドシルインナには板厚1.2mm、590MPa級鋼板を使用した。
【００４３】
構造体６３における結合構造７１においては、構造体６１と同一のリンフォースサイドシル３０を用いているが、リンフォースフロントピラー８０は、リンフォースフロントピラー１０とは異なり、側面視でＬ字形状であるものの、車体側方側の壁部８１から車体上方側に連続する壁部８３及び壁部８３から連続するフランジ部８５のみを有し、壁部８１から車体下方側に連続する壁部及びフランジ部は有さない。そのため、構造体６３は、リンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３の前端３３ｃの一部のみが、リンフォースフロントピラー８０の車体側方側の壁部８１と車体前方側の壁部８７とを接続する境界部８９に当接している結合構造７１を有する。
【００４４】
図７に、本実施例１における剛性試験装置の外観を示す。剛性試験装置に試験対象である構造体６１又は構造体６３を設置し、3kNの引張荷重を付与して剛性試験を行った。
【００４５】
図８に、本実施例１における剛性試験で得られた剛性の測定結果を示す。
本発明例１に係る構造体６１は、比較例１に係る構造体６３に比べて約2倍の剛性を示し、本発明に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造１による結合剛性の向上が実証された。
【実施例２】
【００４６】
次に、本発明に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の衝突特性について、CAE解析により評価した。なお、以下の本発明例２乃至４は、リンフォースフロントピラー及びリンフォースサイドシルにおけるフランジ部同士、並びに、車体上方側及び下方側それぞれの壁部同士を接合している。
【００４７】
本実施例２では、リンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造１を有し（図１）、リンフォースフロントピラー１０及びリンフォースサイドシル３０のハット断面形状の開口を塞ぐために平板形状のフロントピラーインナ及びサイドシルインナを設けた構造体６１を本発明例とし、リンフォースサイドシル３０の前端３３ｃの形状の違いについて評価した。
【００４８】
図９に、本発明に係る結合構造１を有する構造体６１の外観図を示す（本発明例２〜４）。図９における右側の図は、リンフォースフロントピラー１０を外した状態であり、リンフォースフロントピラー１０の境界部２７及びフロントピラーインナ６７を併せて示している。
【００４９】
本発明例２は、図９（ａ）に示すように、リンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３の上端３３ａを含む前端３３ｃが、リンフォースフロントピラー１０の車体側方側の壁部１７の内面と車体前方側の壁部２１の内面の境界部２７に当接（線接触）したものである。さらに、リンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部１７とリンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３とが溶接点５１により接合され、該接合される位置を、壁部３３の上端３３ａ及び下端３３ｂから壁部３３の高さhの1/4までの距離（＝h/4）の範囲内としたものである。
【００５０】
本発明例３は、図９（ｂ）に示すように、リンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３の上端３３ａと前端３３ｃとの境界３３ｅが、リンフォースフロントピラー１０の車体側方側の壁部１７の内面と車体前方側の前壁２１ａの内面との境界部２７に当接しているが、前端３３ｃが境界部２７に点接触しているものである。
さらに、リンフォースフロントピラー１０の車体側方側の壁部１７とリンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３とが溶接点５１により接合され、該接合される位置を、壁部３３の上端３３ａ及び下端３３ｂから壁部３３の高さhの1/4までの距離（＝h/4）の範囲内としたものである。
【００５１】
本発明例４は、図９（ｃ）に示すように、図９（ｂ）と同じくリンフォースサイドシル３０とリンフォースフロントピラー１０が当接するが、リンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部１７とリンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３とが溶接点５１により接合されていないものである。
【００５２】
なお、構造体６１において、リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０には板厚1.4mm、1180MPa級鋼板を使用し、構造体６１を構成する前記フロントピラーインナ及びサイドシルインナには板厚1.2mm、590MPa級鋼板を使用した。
【００５３】
図１０に、本実施例２において比較対象とした結合構造７１（図６参照）を有する構造体６３（比較例２）及び結合構造７１とは異なる結合構造の構造体６５（比較例３）の外観図を示す。図１０における右側の図は、リンフォースフロントピラー８０又は１０を外した状態であり、リンフォースフロントピラー１０の境界部８９及びフロントピラーインナ６７を併せて示している。
【００５４】
比較例２は、図１０（ａ）に示すように、本実施例１における比較例１と同様に、本発明に係るリンフォースサイドシル３０を用いているが、リンフォースフロントピラー８０は、車体側方側の壁部８１から車体上方側に連続する壁部８３及び壁部８３から連続するフランジ部８５を有する形状であり、リンフォースサイドシル３０と接合する部位がハット断面形状ではない部材からなるものである。さらに、リンフォースフロントピラー８０の車体側方側の壁部８１とリンフォースサイドシル３０の車体側方側の壁部３３とが溶接点５７により接合されている。また、比較例１と同様に、車体上方側のリンフォースフロントピラー及びリンフォースサイドシルにおけるフランジ部同士、並びに壁部同士を接合した。
【００５５】
比較例３は、図１０（ｂ）に示すように、リンフォースフロントピラー１０を用い、リンフォースサイドシル９０がリンフォースフロントピラー１０の短辺部１５に嵌入されているが、リンフォースサイドシル９０の車体側方側の壁部９３の前端９３ｃが、リンフォースフロントピラー１０の車体前方側の前壁２１ａの内壁面と車体側方側の壁部１７の内壁面との境界部２７に当接していないものである。また、リンフォースサイドシル９０の壁部９３とリンフォースフロントピラー１０の壁部１７とが溶接点５９により接合されている。
【００５６】
なお、構造体６３及び６５において、リンフォースフロントピラー８０及び１０とリンフォースサイドシル３０及び９０には板厚1.4mm、1180MPa級鋼板を使用し、構造体６３及び６５を構成する前記フロントピラーインナ及びサイドシルインナには板厚1.2mm、590MPa級鋼板を使用した
【００５７】
図１１に、CAE解析による衝突特性評価の解析モデルを示す。リンフォースサイドシル３０の後端部３２を拘束し、リンフォースフロントピラー１０の湾曲部１３に対して車体前方側から剛体円柱を時速64kmで衝突させた。
なお、図１１は、本発明に係る結合構造１を有する構造体６１（本発明例２、３及び４）を衝突特性の評価対象とした解析モデルであるが、比較例２及び３における構造体６３及び６５についても図１１と同様の解析モデルを用いて、リンフォースサイドシルの後端部を拘束し、リンフォースフロントピラーの湾曲部に対して車体前方側から剛体円柱を時速64kmで衝突させて、衝突特性を評価した。
【００５８】
図１２に、衝突開始から0.003sec経過後における本発明例２（図９（ａ））に係る構造体６１の変形状態を示す。リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０とが結合されている部位よりも前方（リンフォースフロントピラー１０の車体前方側の前壁２１ａ及びフランジ部２５）で変形が生じている。
【００５９】
図１３に、衝突時の発生荷重の経時変化を示す。リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０とが結合されている部位よりも前方で変形が生じている衝突開始から0.003sec前後における発生荷重を比べると、本発明例２乃至４は、比較例２及び３に比べて大幅に高い発生荷重が生じている。これより、本発明に係る結合構造１においては、結合剛性及び強度が向上し、衝突荷重に対して良好な抵抗を示すことが確認された。
【実施例３】
【００６０】
さらに、本発明に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造の振動特性について実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
【００６１】
実験は、図１４に示す構造体６１を本発明例５とし、振動試験の対象とした。構造体６１は、前述した実施例１における本発明例１と同様に、本発明に係る結合構造１を有するものであり、リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０と共に、リンフォースフロントピラー１０及びリンフォースサイドシル３０のハット断面形状の開口を塞ぐために設けた平板形状のフロントピラーインナ及びサイドシルインナから構成される。
リンフォースフロントピラー１０とリンフォースサイドシル３０には板厚1.4mm、1180MPa級鋼板を使用し、構造体６１を構成する前記フロントピラーインナ及びサイドシルインナには板厚1.2mm、590MPa級鋼板を使用した。
【００６２】
図１５に振動試験方法の概略を示す。振動試験においては、図１５に示すようにリンフォースサイドシル３０の後端で吊下げた構造体６１を力センサーが内蔵されたインパクトハンマで打撃し、構造体６１に取り付けた加速度ピックアップ（加速度センター）により加速度を測定した。そして、インパクトハンマと加速度ピックアップからの信号をFFTアナライザに取り込み、周波数応答関数を求めた。
【００６３】
図１６に、インパクトハンマによる打撃位置を示す。打撃位置は構造体６１のリンフォースフロントピラー１０の湾曲部１３における車体側方側の壁部１７とした。
また、図１７に、構造体６１への加速度ピックアップの取り付け位置を示す。加速度ピックアップは、リンフォースフロントピラー１０の長辺部１１の端部付近におけるフランジ部２３に取り付けた。
【００６４】
さらに、図１８に示す構造体６３を比較対象（比較例４）として、本発明例５と同様に上述した振動試験を行った。
前述した実施例１の比較例１と同様に、比較例４とした構造体６３は結合構造７１を有するものであり、車体上方側のリンフォースフロントピラー８０及びリンフォースサイドシル３０におけるフランジ部同士、並びに、壁部同士を接合し、平板形状のフロントピラーインナ及びサイドシルインナから構成される。リンフォースフロントピラー８０とリンフォースサイドシル３０には板厚1.4mm、1180MPa級鋼板を使用し、構造体６３を構成する前記フロントピラーインナ及びサイドシルインナには板厚1.2mm、590MPa級鋼板を使用した。
【００６５】
図１９に、実験で得られた周波数応答関数を示す。横軸は振動数（Hz）、縦軸は加速度ピックアップの取り付け位置で発生した加速度をインパクトハンマの力で除した単位力あたりの発生加速度を示すアクセレランス（m/(s2N)）である。図１９中のピークは、その振動数で構造体６１又は６３が激しく揺れていることを示しており、ピーク値が高いほど振動が大きいことを意味する。
【００６６】
比較例４では、低い振動数からみて約100Hzに最初のピークが見られた。一方、本発明例５では、低い振動数からみて約140Hzに最初のピークが見られた。
【００６７】
ピークが現れる振動数が高いほど、構造体の動剛性が高いことを意味するため、本発明例５は比較例４よりも高い動剛性が得られていることが分かる。
【００６８】
また、ピーク形状の鋭さは、構造体における振動の減衰と関係しており、ピーク形状が鈍い（低い）ほど振動の減衰が高く（減衰しやすく）、その結果、振動が抑制されていることを意味する。
車体骨格部材の振動に対応する低い振動数での周波数応答関数（アクセレランス）のピーク形状を比較すると、本発明例５は比較例４に比べてピーク形状が鈍くなっていることから、本発明に係る結合構造１は減衰効果が高く、振動抑制効果が向上していることが分かる。
【００６９】
以上より、本発明に係るリンフォースフロントピラーとリンフォースサイドシルの結合構造を有する構造体においては、動剛性が高く、振動抑制効果が向上することが実証された。
【符号の説明】
【００７０】
１  結合構造
１０  リンフォースフロントピラー
１１  長辺部
１３  湾曲部
１５  短辺部
１７  壁部
１７ａ  内壁面
１９  壁部
２１  壁部
２１ａ  前壁
２１ｂ  屈曲壁
２１ｃ  下壁
２１ｄ  内壁面
２３  フランジ部
２５  フランジ部
２７  境界部
２７ａ  境界
３０  リンフォースサイドシル
３１  前方部
３２  後端部
３３  壁部
３３ａ  上端
３３ｂ  下端
３３ｃ  前端
３３ｄ  切欠部
３３ｅ  境界
３５  壁部
３５ａ  前端
３７  壁部
３９  フランジ部
４１  フランジ部
４３  稜線部
４５  稜線部
４７  フランジ面
４９  フランジ面
５１  溶接点
５３  溶接点
５５  溶接点
５７  溶接点
５９  溶接点
６１  構造体（本発明例１、２、３、４、５）
６３  構造体（比較例１、２、４）
６５  構造体（比較例３）
６７  フロントピラーインナ
７１  結合構造（比較例１、２、４）
８０  リンフォースフロントピラー
８１  壁部
８３  壁部
８５  フランジ部
８７  壁部
８９  境界部
９０  リンフォースサイドシル
９３  壁部
９３ｃ  前端
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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