特許 7366652 Ｔ字形複合構造部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-13

(45)【発行日】2023-10-23

(54)【発明の名称】Ｔ字形複合構造部材

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20231016BHJP

   B62D 25/04 20060101ALI20231016BHJP

   F16B 5/08 20060101ALI20231016BHJP

   F16B 5/04 20060101ALI20231016BHJP

   F16B 5/02 20060101ALI20231016BHJP

【ＦＩ】

B62D25/20 F

B62D25/04 C

F16B5/08 Z

F16B5/04 A

F16B5/02 X

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019162694

(22)【出願日】2019-09-06

(65)【公開番号】P2021041725

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-05-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】松岡 直哉

(72)【発明者】

【氏名】竹本 真一郎

【審査官】西中村 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２６４８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３９５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８０１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国実用新案第２０２００７０１９２７３（ＤＥ，Ｕ１）

【文献】特開２０１０－１４９５１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ １７／００－２５／０８、２５／１４－２９／０４

Ｆ１６Ｂ ５／００－ ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のＴ字形複合構造部材において、
Ｔ字形の金属部材と、
前記金属部材の一面に接合されたＴ字形の繊維強化樹脂部材と、を備え、
前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材とによって形成されたＴ字形の複合構造部材の一対の長尺部の交差部に対して反対側の三つの端部近傍に、前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材との接合を補強する補強部がそれぞれ設けられており、
一対の前記長尺部が、サイドシル及びＢピラーであり、
前記サイドシルの前端部及び後端部並びに前記Ｂピラーの上端部の近傍に前記補強部がそれぞれ設けられる、ことを特徴とするＴ字形複合構造部材。

【請求項2】

前記補強部によって、前記サイドシルの前記前端部及び前記後端部における前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材との各接合強度が、前記Ｂピラーの前記上端部における前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材との接合強度と異ならされている、ことを特徴とする請求項１に記載のＴ字形複合構造部材。

【請求項3】

前記サイドシルの前記前端部及び前記後端部における前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材との各接合強度が、前記Ｂピラーの前記上端部における前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材との接合強度よりも高い、ことを特徴とする請求項２に記載のＴ字形複合構造部材。

【請求項4】

前記サイドシル及び前記Ｂピラーが、それぞれ、天板と当該天板の両縁から角度をもってそれぞれ延設された一対の側板と当該側板のそれぞれの先端縁から前記天板に平行に延設されたフランジ板とからなるハット形断面の前記金属部材と、当該金属部材のハット形断面の内面に接合された前記繊維強化樹脂部材とによって構成されており、
前記補強部が、前記天板に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のＴ字形複合構造部材。

【請求項5】

前記サイドシル及び前記Ｂピラーが、それぞれ、天板と当該天板の両縁から角度をもってそれぞれ延設された一対の側板と当該側板のそれぞれの先端縁から前記天板に平行に延設されたフランジ板とからなるハット形断面の前記金属部材と、当該金属部材のハット形断面の内面に接合された前記繊維強化樹脂部材とによって構成されており、
前記補強部が、前記側板に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のＴ字形複合構造部材。

【請求項6】

車両のＴ字形複合構造部材において、
Ｔ字形の金属部材と、
前記金属部材の一面に接合されたＴ字形の繊維強化樹脂部材と、を備え、
前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材とによって形成されたＴ字形の複合構造部材の一対の長尺部の交差部に対して反対側の三つの端部近傍に、前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材との接合を補強する補強部がそれぞれ設けられており、
前記補強部では、前記繊維強化樹脂部材の繊維強化樹脂の結晶化度がその周囲よりも低い、ことを特徴とするＴ字形複合構造部材。

【請求項7】

車両のＴ字形複合構造部材において、
Ｔ字形の金属部材と、
前記金属部材の一面に接合されたＴ字形の繊維強化樹脂部材と、を備え、
前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材とによって形成されたＴ字形の複合構造部材の一対の長尺部の交差部に対して反対側の三つの端部近傍に、前記金属部材と前記繊維強化樹脂部材との接合を補強する補強部がそれぞれ設けられており、
前記補強部では、前記繊維強化樹脂部材の繊維強化樹脂の残留応力がその周囲よりも小さい、ことを特徴とするＴ字形複合構造部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属部材と繊維強化樹脂部材とからなるＴ字形の複合構造部材に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１は、金属部材（アルミ部材）と繊維強化樹脂部材（ＣＦＲＴＰ部材：炭素繊維強化熱可塑性樹脂［Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics］）とからなる複合構造部材を何種類か開示している。複合構造部材が車両のサイドシルやＢピラーに適用された例も開示されている。このような複合構造部材を用いることで、車両を軽量化して燃費向上、即ち、ＣＯ_２排出量低減を実現しようとしている。その一方で、これらの車両のサイドシルやＢピラーなどに適用された複合構造部材には、衝突荷重を受け止めるという性能が望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１４９５１１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した複合構造部材では、荷重を受けた際に金属部材と繊維強化樹脂部材との間の接合が剥離すると、荷重を十分に受け止めることができない。そこで、金属部材と繊維強化樹脂部材との間の接合強度を向上させることも望まれている。発明者らは、金属部材と繊維強化樹脂部材との間の接合面の全体で接合強度を向上させるのではなく、局所的に接合強度を高めることでＴ字形の複合構造部材の荷重に対する強度を効果的に向上させることを知見した。

【0005】

本発明の目的は、荷重に対する強度を向上させることのできる、車両のためのＴ字形複合構造部材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の発明に係るＴ字形複合構造部材は、金属部材と、この金属部材の一面に接合された繊維強化樹脂部材とを備えて構成されている。金属部材と繊維強化樹脂部材との接合を補強する補強部が、Ｔ字形の複合構造部材の一対の長尺部の交差部に対して反対側の三つの端部近傍に設けられている。また、一対の長尺部が、サイドシル及びＢピラーであり、サイドシルの前端部及び後端部並びにＢピラーの上端部の近傍に補強部がそれぞれ設けられている。
第２の発明に係るＴ字形複合構造部材は、金属部材と、この金属部材の一面に接合された繊維強化樹脂部材とを備えて構成されている。金属部材と繊維強化樹脂部材との接合を補強する補強部が、Ｔ字形の複合構造部材の一対の長尺部の交差部に対して反対側の三つの端部近傍に設けられている。また、補強部では、繊維強化樹脂部材の繊維強化樹脂の結晶化度がその周囲よりも低くなっている。
第３の発明に係るＴ字形複合構造部材は、金属部材と、この金属部材の一面に接合された繊維強化樹脂部材とを備えて構成されている。金属部材と繊維強化樹脂部材との接合を補強する補強部が、Ｔ字形の複合構造部材の一対の長尺部の交差部に対して反対側の三つの端部近傍に設けられている。また、補強部では、繊維強化樹脂部材の繊維強化樹脂の残留応力がその周囲よりも小さくなっている。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係るＴ字形複合構造部材によれば、荷重に対する強度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係るＴ字形複合構造部材を備えた車両のサイドパネルの分解斜視図である。

【図2】上記サイドパネルのアウターパネル（複合構造部材）の斜視図である。

【図3A】上記複合構造部材における補強部の位置（ハット形断面の天板）を示す斜視図である。

【図3B】上記複合構造部材における補強部の位置（ハット形断面の側板）を示す斜視図である。

【図4A】上記補強部をリベットで構成する場合の施工前断面図である。

【図4B】上記補強部をリベットで形成する場合の施工後断面図である。

【図5】上記補強部を摩擦熱接合で形成する場合の一部断面側面図である。

【図6】上記補強部をボルト及びナットの締結で形成する場合の一部断面側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しつつ実施形態に係るＴ字形複合構造部材について説明する。

【0010】

図１は、本実施形態の複合構造部材を備えた車両のサイドパネル１の分解斜視図である。具体的には、一対の長尺材（即ち、サイドシル２及びＢピラー３）によって、Ｔ字形の複合構造部材が構成されている。サイドパネル１は、アウターパネル１Ａ及びインナーパネル１Ｂとで構成されている。そして、アウターパネル１Ａは、車両外側に位置するアルミ製の金属部材１Ｍの内面にＣＦＲＴＰ製の繊維強化樹脂部材１Ｐをアウトサート成形によって一体的に接合することで構成されている。図１は、アウトサート成形される繊維強化樹脂部材１Ｐを金属部材１Ｍの内面から分離させた状態を示している。なお、炭素繊維以外の繊維をＦＲＴＰの強化繊維として用いてもよい（例えば、ガラス繊維、ボロン繊維、アラミド繊維など）。

【0011】

本実施形態の繊維強化樹脂部材１Ｐはアウトサート成形によって金属部材１Ｍの内面に接合される。即ち、アウトサート成形は射出成形の一種であるので、上述したＣＦＲＴＰに用いられている炭素繊維は、不連続繊維として用いられている。本実施形態では、炭素繊維は、オートクレーブ法やＲＴＭ法で用いられるような連続繊維としては用いられず、ある程度の長さに切断されて熱可塑性樹脂と混練されて用いられる。不連続繊維としての炭素繊維が混練されたＣＦＲＴＰは、アルミパネルと一体成形されて複合構造部材を形成している。「インサート成形」の語は、樹脂成形品の一部に金属部品（メタルインサート）を埋め込む場合に用いられるのが一般的である。本実施形態のように金属部品の一部を樹脂で覆うような場合に「アウトサート成形」の語が用いられる。

【0012】

なお、繊維強化樹脂部材１Ｐのアウトサート成形時に、射出成形機に投入された炭素繊維は、熱可塑性樹脂を射出口に送る射出成形機内部のスクリューによって切断される。切断された炭素繊維は射出口より上流で熱可塑性樹脂と混練される。アウトサート成形は金型を用いた射出成形であるので、成形された樹脂部の形状自由度（成形自由度）は高く、強度及び剛性が必要な部分にリブを容易に設けることができる。図１及び図２に示されるように、繊維強化樹脂部材１Ｐはその内側に多くのリブが形成されている。なお、リブは、金属部材１Ｍの内面に直接接触するライナー層から立設される（リブとライナー層とは一体形成されている）。

【0013】

アウターパネル１Ａにおけるアウターサイドシル２Ａは、ハット形断面（図３Ａ及び図３Ｂ参照）を有するアウターシルパネル２Ｍの内面にシル樹脂部２Ｐがアウトサート成形によって接合されて構成されている。図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、ハット形断面は、天板２Ｕと、天板２Ｕの両縁から角度をもって（図中では９０°）それぞれ延設された一対の側板２Ｓと、側板２Ｓのそれぞれの先端縁から天板２Ｕに平行に延設されたフランジ板２Ｆとからなる。シル樹脂部２Ｐは、天板２Ｕ及び側板２Ｓの内面に接合されている。フランジ板２Ｆが、インナーパネル１Ｂのインナーシルパネル２Ｂの両側縁とそれぞれスポット溶接され、閉断面のサイドシル２が構築される。アウターパネル１ＡにおけるアウターＢピラー３Ａも、アウターサイドシル２Ａと同様に、ハット形断面のアウターピラーパネル３Ｍ、ピラー樹脂部３Ｐ及びインナーパネル１Ｂのインナーピラーパネル３Ｂによって構成されている。

【0014】

このようなＴ字形の複合構造部材に対して、Ｔ字形の面に対して車両の外側から荷重（例えば、側突荷重）が作用した場合、当該荷重は、サイドシル２及びＢピラー３を伝ってそれらのＴ字状の交差部（Ｂピラー３の下端）に集中する傾向がある。そして、複合構造部材の交差部が変形し、この変形に伴って金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの間の接合面が剥離する。この剥離は、上述した荷重が接合面に沿って剪断力として作用するためと考えられる。そして、この交差部の剥離が、交差部に対して反対側の三つの端部（即ち、サイドシル２の前端部及び後端部並びにＢピラー３の上端部）へと進展する。金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとが完全に剥離してしまうと、複合構造部材によって荷重をしっかりと受け止めることができない。そこで、本実施形態では、図２に示されるように、剥離の進展を防止するために上述した三つの端部近傍に金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合を補強する補強部Ｒが設けられている。

【0015】

なお、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合を補強する補強部Ｒを具体的にどのように構築するかについては追って詳しく説明するが、本実施形態における補強部Ｒは全て同じであり、一つの補強部Ｒによる接合強度の増加分はほぼ同じである。本実施形態では、サイドシル２の前端部及び後端部の近傍にそれぞれ三つ（三つ以上）の補強部Ｒが設けられ、Ｂピラー３の上端部の近傍に二つの補強部Ｒが設けられている。また、これらの補強部Ｒは、何れも、上述したハット形断面の天板（図３Ａ中のアウターサイドシル２Ａの天板２Ｕ参照）に形成されている。

【0016】

従って、本実施形態では、サイドシル２の前端部及び後端部における金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの各接合強度が、Ｂピラー３の上端部における金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合強度と異ならされている。このようにすることで、上述した金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの剥離の進展する方向を制御することができる。例えば、上述した補強部Ｒの数により、トータルの接合強度を異ならせることで、剥離の進展をサイドシル２方向に先に生じさせるか、Ｂピラー３方向に先に生じさせるかを制御できる。なお、接合強度の大小について、Ｔ字形の複合構造部材の上述した接合部に静的な荷重を負荷させて剥離の進展を意図的に生じさせ、先に剥離が生じた補強部Ｒの方の接合強度が小さいと判断できる。

【0017】

上述したように本実施形態では接合強度を異ならせているが、具体的には、サイドシル２の前端部及び後端部における接合強度が、Ｂピラー３の上端部における接合強度よりも高くされる。この場合、剥離は、サイドシル２方向よりもＢピラー３方向に進展しやすくなり、サイドシル２に沿って剥離が進展しにくくなる。従って、剥離して拘束されなくなったサイドシル２の金属部材１Ｍや繊維強化樹脂部材１Ｐがタイヤに向けて変位してタイヤの回転や転舵を阻害してしまうようなことを抑止できる。

【0018】

また、トータルの接合強度には、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合面積の大きさも影響する。このため、サイドシル２の前端部及び後端部における接合強度が、Ｂピラー３の上端部における接合強度よりも高くなるように、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合面積の大きさを考慮して、補強部Ｒの数が設定される。

【0019】

また、本実施形態では、補強部Ｒは、何れも、上述したハット形断面の天板（図３Ａ中のアウターサイドシル２Ａの天板２Ｕ参照）に形成されている。上述したように車両の外側からサイドシル２やＢピラー３に荷重が作用した場合、曲げ応力は、それらの各中立軸（長さ方向の中央の重心）から離れるにつれて、即ち、端部に近づくにつれて強くなるためである。上述した荷重によるサイドシル２やＢピラー３の変形（湾曲）を考慮すると、補強部Ｒをハット形断面の天板に設けるのが効果である。

【0020】

なお、補強部Ｒは、上述したハット形断面の側板（図３Ｂ中のアウターサイドシル２Ａの側板２Ｓ参照）に形成されてもよい。例えば、Ｂピラー３に関しては、その天板がよく目に触れる面となる。補強部Ｒをどのように構築するかにもよるが、補強部Ｒの外観が目立つような場合は、Ｂピラー３に関しては側板に補強部Ｒを形成することで、美麗な外観を実現することができる。ただし、接合強度を向上するために、天板であれば一つで実現できる強度を、側板に設ける場合は対向する各側板に一つずつ計二つ設けなくてはならない場合があるかもしれない。接合強度や外観を考慮して補強部Ｒの形成位置が決定されればよい。

【0021】

次に、各補強部Ｒを具体的にどのように構築するかについて説明する。なお、上述したように、補強部Ｒは、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合を補強するものであり、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの間に構築される。

【0022】

図４Ａ及び図４Ｂは、リベット４によって補強部Ｒを構築する場合を示している。図４Ａは、補強部Ｒが形成される前の状態を示しており、リベット４は、円板状の頭部４Ａとこの頭部４Ａから直角に延設された円筒状の脚部４Ｂとからなる。頭部４Ａ及び脚部４Ｂの内部には空間４Ｃが形成されている。空間４Ｃの内径は、脚部４Ｂの環状先端縁に向けて徐々に拡径されている。このリベット４がアウターパネル１Ａの繊維強化樹脂部材１Ｐ側から打ち込まれることで補強部Ｒが形成される。なお、アウターパネル１Ａの金属部材１Ｍには、脚部４Ｂを相通させる貫通孔１Ｈが予め形成されている。また、頭部４Ａと繊維強化樹脂部材１Ｐとの間には、繊維強化樹脂部材１Ｐの変形や割れを防止するための金属製のワッシャ１２が配される。

【0023】

リベット４の打ち込みに際して、打ち込み箇所の裏側には治具（ダイ）５が配置される。治具５は、上述した空間４Ｃに対応するなだらかな隆起部５Ａと、上述した脚部４Ｂの環状先端縁に対応するなだらかな環状凹部５Ｂとを有している。環状凹部５Ｂは隆起部５Ａの周囲に形成されており、打ち込まれたリベット４の脚部４Ｂの先端は、隆起部５Ａ及び環状凹部５Ｂによって外方に拡径されつつ、貫通孔１Ｈの内周縁と係合する。図４Ｂは、補強部Ｒが形成後の状態を示しており、治具５は取り除かれている。なお、図４Ｂでは、脚部４Ｂの内部に打ち抜かれた繊維強化樹脂部材１Ｐが残されているが、脚部４Ｂ内の繊維強化樹脂部材１Ｐは除去されてもよい。

【0024】

形成された補強部Ｒでは、リベット４の頭部４Ａ（ワッシャ１２）と拡径された脚部４Ｂの先端とで繊維強化樹脂部材１Ｐ及び金属部材１Ｍを挟み込み、繊維強化樹脂部材１Ｐと金属部材１Ｍとの間の剥離が抑止される。即ち、補強部Ｒによって繊維強化樹脂部材１Ｐと金属部材１Ｍとの間の接合が補強され、補強部Ｒにおける両者の接合強度が高められている。

【0025】

次に、図５は、摩擦熱接合によって補強部Ｒを構築する場合を示している。摩擦熱接合では回転するツール６をアウターパネル１Ａの金属部材１Ｍ側に押し付けて、その摩擦熱で繊維強化樹脂部材１Ｐの樹脂（ＣＦＲＴＰ）を軟化又は溶融させる。軟化又は溶融された繊維強化樹脂部材１Ｐは、冷却時に金属部材１Ｍと密着して補強部Ｒを形成する。ツール６をアウターパネル１Ａに押し付ける際には、押し付け箇所の裏側には治具７が配置される。回転するツール６が金属部材１Ｍに押し付けられると、摩擦熱が金属部材１Ｍを介して繊維強化樹脂部材１Ｐに伝わり、繊維強化樹脂部材１Ｐが軟化又は溶融する。ツール６の回転が停止されたり、ツール６が引き抜かれたりすると、繊維強化樹脂部材１Ｐは硬化するが、この際に、金属部材１Ｍと密着して繊維強化樹脂部材１Ｐと金属部材１Ｍとの密着強度が向上する。即ち、このとき、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの界面の接合が強化され、接合強度が向上する。

【0026】

なお、摩擦熱接合に際して、金属部材１Ｍの繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合面には、ミクロサイズ又はナノサイズの微細凹凸孔が形成されていることが好ましい。摩擦熱接合によって、軟化はまた溶融した繊維強化樹脂部材１Ｐが微細凹凸孔の内部に入り込み、強固な接合強度が得られる。なお、微細凹凸孔は、例えば、ブラスト処理、レーザ加工、化成処理等により形成することができる。

【0027】

また、このとき、繊維強化樹脂部材１Ｐ、即ち、高分子化合物の結晶化度を制御することで、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合強度をさらに向上させることができる。結晶化度が高いと、硬度や剛性は高くなるが脆くなってしまう。そこで、繊維強化樹脂部材１Ｐについては、補強部Ｒでの結晶化度を周囲よりも低くして伸びやすくし、剥離に対して粘ることで剥離を抑止する。具体的には、繊維強化樹脂部材１Ｐを徐冷ではなく急冷することで結晶化度を低くすることができる。摩擦熱接合時の繊維強化樹脂部材１Ｐは、部分的な溶融であり、熱が拡散しやすく急冷となる。なお、結晶化度は、Ｘ線回折を用いた公知の手法により測定（算出）することができる。

【0028】

ここでは、摩擦熱接合と共に結晶化度制御を行ったが、結晶化度制御のみで補強部Ｒを形成することも可能である。例えば、金属部材１Ｍの内面に繊維強化樹脂部材１Ｐをアウトサート成形した直後に、繊維強化樹脂部材１Ｐを部分的に急冷して補強部Ｒを形成してもよい。補強部Ｒ以外の部分の繊維強化樹脂部材１Ｐは徐冷する。部分的急冷は、アウトサート成形のための金型を開いて、補強部Ｒを形成する部分にエアを噴射することで行える。あるいは、金型内に形成される冷却水路の形状や冷却水の流量を制御して、繊維強化樹脂部材１Ｐを金型内で冷却する際に補強部Ｒを形成してもよい。

【0029】

あるいは、金属部材１Ｍの内面に繊維強化樹脂部材１Ｐをアウトサート成形した後に、別工程で結晶化度を制御することによって補強部Ｒを形成してもよい。例えば、アウトサート成形された繊維強化樹脂部材１Ｐを部分的にレーザ加熱や超音波加熱によって再溶融させ、これを急冷することで補強部Ｒを形成してもよい。上述したように、部分的な溶融は熱が拡散しやすいので急冷となる。また、（摩擦熱接合も含めて）再溶融させる場合は、固化の相変化のエネルギーはアウトサート成形時よりも小さくなるので、この点からも急冷となる。

【0030】

なお、上述した結晶化度制御を行う際にも、金属部材１Ｍの繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合面に、ミクロサイズ又はナノサイズの微細凹凸孔が形成されていることが好ましい。結晶化度制御により、微細凹凸孔近傍での繊維強化樹脂部材１Ｐの結晶化度をその周囲の結晶化度よりも低くして、微細凹凸孔近傍で繊維強化樹脂部材１Ｐを伸びやすくできる。この結果、微細凹凸孔に繊維強化樹脂部材１Ｐが絡みついて剥離に対して粘ることで剥離が抑止され、より強固な接合強度が得られる。なお、微細凹凸孔は、例えば、ブラスト処理、レーザ加工、化成処理等により形成することができる。

【0031】

次に、図６は、ボルト８及びナット９の締結によって補強部Ｒを構築する場合を示している。アウターパネル１Ａにボルト孔１１が形成され、このボルト孔１１にボルト８及びナット９を締結することで、補強部Ｒが形成されている。ボルト孔１１は、金属部材１Ｍの内面への繊維強化樹脂部材１Ｐのアウトサート成形後に穿孔されてもよいし、あらかじめ穿孔された金属部材１Ｍに繊維強化樹脂部材１Ｐをアウトサート成形してもよい。この場合、金属部材１Ｍの孔を残すように繊維強化樹脂部材１Ｐがアウトサート成形されてもよいし、アウトサート成形後に、繊維強化樹脂部材１Ｐによって塞がれた金属部材１Ｍの孔部分を改めて穿孔してもよい。

【0032】

このように形成された補強部Ｒでは、ボルト８の頭部とナットとによって繊維強化樹脂部材１Ｐと金属部材１Ｍとの間の剥離が抑止される。即ち、補強部Ｒによって繊維強化樹脂部材１Ｐと金属部材１Ｍとの間の接合が補強され、補強部Ｒにおける両者の接合強度が高められている。また、本実施形態では、金属部材１Ｍ側にのみワッシャ１０が配されているが、繊維強化樹脂部材１Ｐ側にもワッシャ１０が配されてもよい。あるいは、繊維強化樹脂部材１Ｐ側のみにワッシャ１０が配されてもよい。さらに、ナット９があらかじめ金属部材１Ｍに溶接されたウェルドナットでもよい。あるいは、あらかじめボルト８の頭部を金属部材１Ｍに溶接してウェルドボルトとし、繊維強化樹脂部材１Ｐ側からナット９で締結してもよい。

【0033】

繊維強化樹脂部材１Ｐの結晶化度を制御することで補強部Ｒを形成することについてはすでに説明した。同様に、繊維強化樹脂部材１Ｐの残留応力を制御することで補強部Ｒを形成することもできる。繊維強化樹脂部材１Ｐの金属部材１Ｍからの剥離による破断は、荷重と残留応力との和が界面接合力を超えると生じる。従って、残留応力を低減することで、接合強度を向上させることができる。例えば、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの間の界面の残留応力は、次の式から得られる。（界面の平均残留応力）＝（熱膨張力の差）×（温度差）×（弾性率）＝（１００－２３）［樹脂－アルミ：ｐｐｍ／°Ｃ］×（１２０－２０）［金型温度－室温：°Ｃ］×４［樹脂弾性率：ＧＰａ］＝３１［ＭＰａ］

【0034】

界面接合力が４０ＭＰａの場合、上記のように残留応力が３１ＭＰａであると、荷重９ＭＰａで剥離・破断が生じる。残留応力３１ＭＰａをさらに低減することで、荷重に対する耐強度を向上させることができる。具体的には、いわゆるアニール処理やエイジング処理と呼ばれる熱処理を局所的に施す（上述したレーザ加熱や超音波加熱の手法がこれに相当する）ことによって残留応力を低減して補強部Ｒを形成することができる。なお、残留応力も、Ｘ線回折を用いた公知の手法により測定（算出）することができる。

【0035】

本実施形態によれば、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとによって形成されたＴ字形の複合構造部材の一対の長尺部の交差部に対して反対側の三つの端部近傍に、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合を補強する補強部Ｒがそれぞれ設けられている。従って、上述した三つの端部近傍に金属部材１Ｍと前記繊維強化樹脂部材１Ｐと接合強度を局所的に高める補強部Ｒを形成することで、Ｔ字形の複合構造部材の荷重に対する強度を効果的に向上させることができる。

【0036】

また、本実施形態では、上述した一対の長尺部が、サイドシル２及びＢピラー３であり、サイドシル２の前端部及び後端部並びにＢピラー３の上端部の近傍に補強部Ｒがそれぞれ設けられている。上述した一対の長尺部（サイドシル２及びＢピラー３）の交差部はＢピラー３の下端であり、側突荷重に対してサイドシル２及びＢピラー３での金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの剥離を効果的に抑止できる。この結果、車両の耐側突性能を向上させることができる。

【0037】

ここで、本実施形態では、補強部Ｒによって、サイドシル２の前端部及び後端部における金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの各接合強度が、Ｂピラー３の上端部における金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合強度と異ならされている。これにより、金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの剥離の進展する方向を制御することができる。

【0038】

具体的には、本実施形態では、サイドシル２の前端部及び後端部における金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの各接合強度が、Ｂピラー３の上端部における金属部材１Ｍと繊維強化樹脂部材１Ｐとの接合強度よりも高くされている。この場合は、剥離はサイドシル２方向よりもＢピラー３方向に進展しやすくなり、サイドシル２に沿って剥離が進展しにくくなる。従って、剥離して拘束されなくなった金属部材１Ｍや繊維強化樹脂部材１Ｐがタイヤに向けて変位してタイヤの回転や転舵を阻害してしまうようなことを抑止できる。

【0039】

ここで、本実施形態では、サイドシル２及びＢピラー３が上述したハット形断面の金属部材１Ｍとハット形断面の内面に接合された繊維強化樹脂部材１Ｐとによって構成されている。車両の外側からサイドシル２やＢピラー３に荷重が作用した場合、曲げ応力はそれらの各中立軸（長さ方向の中央の重心）から離れるにつれて（即ち、端部に近づくにつれて）強くなる。従って、上述した荷重によるサイドシル２やＢピラー３の変形（湾曲）を考慮すると、補強部Ｒがハット形断面の天板（２Ｕ）に形成されると曲げ応力に効果的に対抗できる。

【0040】

一方、補強部Ｒはハット形断面の側板（２Ｓ）に形成されてもよい。Ｂピラー３に関しては、その天板がよく目に触れる面となる。側板に補強部Ｒを形成することで、補強部Ｒの外観が目立つようなことを回避でき、美麗な外観を実現することができる。

【0041】

また、本実施形態では、補強部Ｒにおける繊維強化樹脂部材１Ｐの繊維強化樹脂の結晶化度がその周囲よりも低い。補強部Ｒの結晶化度を周囲よりも低くすることで繊維強化樹脂部材１Ｐが剥離に対して粘るので、効果的に剥離を抑止することができる。

【0042】

補強部Ｒにおける繊維強化樹脂部材１Ｐの繊維強化樹脂の残留応力をその周囲よりも低くしてもよい。この場合も、残留応力を周囲よりも低くすることで繊維強化樹脂部材１Ｐが剥離しにくくなり、効果的に剥離を抑止することができる。

【0043】

本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上実施形態では、Ｂピラー３の上端部の接合強度をサイドシル２の前／後端部近傍の各接合強度と異ならせるのに、同じ構造を有する補強部Ｒの数を変えた。しかし、違う構造を有する補強部Ｒを設けることで、接合強度と異ならせてもよい。また、上記実施形態の繊維強化樹脂部材１Ｐは、熱可塑性樹脂を用いたものであるが、繊維強化樹脂部材が熱硬化性樹脂によって形成されてもよい。この場合、繊維強化樹脂部材の表面は種々の方法（例えば、接着剤を用いた方法）で金属部材の表面と接合され得る。

【符号の説明】

【0044】

１Ｍ 金属部材
１Ｐ 繊維強化樹脂部材
２ サイドシル（長尺材）
２Ｕ （ハット形断面の）天板
２Ｓ （ハット形断面の）側板
２Ｆ （ハット形断面の）フランジ板
３ Ｂピラー（長尺材）
Ｒ 補強部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】