JP2017223472A - 車体のねじれ量測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車体のねじり剛性を評価できる車体のねじれ量測定方法を提供すること。【解決手段】この車体のねじれ量測定方法は、所定の初期状態にある車体１１に付された４つ以上の基準点Ｐの三次元座標を測定する第一座標測定ステップと、所定の負荷状態にある車体１１の基準点の三次元座標を測定する第二座標測定ステップと、初期状態における基準点Ｐの三次元座標の系と負荷状態における三次元座標の系とを座標変換により揃える座標変換ステップと、座標変換後の基準点Ｐの三次元座標に基づいて車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量を算出する変位量算出ステップと、基準点Ｐの変位量に基づいて車体１１のねじり剛性を評価する評価ステップとを備える。【選択図】図３

Description

この発明は、車体のねじれ量測定方法に関し、さらに詳しくは、車体のねじり剛性を評価できる車体のねじれ量測定方法に関する。

従来の車体のねじれ量測定方法では、次のように車体のねじれ量が測定される。すなわち、単体の車体（ホワイトボディ）について、車体後方の車軸位置を固定し、車体前方の車軸位置に車体をねじる方向にトルクを負荷する。このとき、車体前方の車軸位置をシーソー台に固定し、シーソー台を傾斜させることにより、車体前方にロール方向へのトルクを負荷する。そして、車体の左右の変位量が測定されて、車体のねじり剛性値が算出される。かかる従来の車体のねじれ量測定方法として、非特許文献１に記載される技術が知られている。

また、近年では、上記した単体の車体ではなく、ドアやサスペンションなどを装着した完成車両に近い状態での車体のねじれ量を測定する方法が提案されている。かかる従来の車体のねじれ量測定方法として、特許文献１に記載される技術が知られている。

特開２００６−２９２７３７号公報

「自動車の強度」、株式会社 山海堂、１９９０年１０月３０日第２刷発行

この発明は、車体のねじり剛性を評価できる車体のねじれ量測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる車体のねじれ量測定方法は、車体のねじり剛性を評価する車体のねじれ量測定方法であって、所定の初期状態にある前記車体に付された４つ以上の基準点の三次元座標を測定する第一座標測定ステップと、所定の負荷状態にある前記車体の前記基準点の三次元座標を測定する第二座標測定ステップと、前記初期状態における前記基準点の三次元座標の系と前記負荷状態における前記三次元座標の系とを座標変換により揃える座標変換ステップと、前記座標変換後の前記基準点の三次元座標に基づいて前記車体の変形に起因する前記基準点の変位量を算出する変位量算出ステップと、前記基準点の前記変位量に基づいて前記車体のねじり剛性（特にねじれの大きさ）を評価する評価ステップとを備えることを特徴とする。

この発明にかかる車体のねじれ量測定方法では、初期状態および負荷状態における車体の基準点の三次元座標をそれぞれ測定して基準点の変位量を算出する。このとき、初期状態および負荷状態における基準点の三次元座標の系を座標変換により揃えるので、車体の変形に起因する基準点の変位量を精度良く算出できる。これにより、車体のねじり剛性を精度良く評価できる利点がある。

図１は、この発明の実施の形態にかかる車体のねじれ量測定方法を示すフローチャートである。 図２は、図１に記載した車体のねじれ量測定方法を示す説明図である。 図３は、図１に記載した車体のねじれ量測定方法を示す説明図である。 図４は、図１に記載した車体のねじれ量測定方法を示す説明図である。 図５は、図１に記載した車体のねじれ量測定方法を示す説明図である。 図６は、この発明の実施の形態にかかる車体のねじれ量測定方法の実施例を示すグラフである。 図７は、この発明の実施の形態にかかる車体のねじれ量測定方法の実施例を示すグラフである。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

［車体のねじれ量測定方法］
図１は、この発明の実施の形態にかかる車体のねじれ量測定方法を示すフローチャートである。図２〜図５は、図１に記載した車体のねじれ量測定方法を示す説明図である。これらの図において、図２は、測定対象である車体１１に基準点Ｐ（Ｐ１_Ｒ〜Ｐ５_Ｒ、Ｐ１_Ｌ〜Ｐ５_Ｌ）を付した状態を示し、図３は、基準点Ｐの三次元座標を測定する様子を示している。図４は、測定された初期状態および負荷状態における基準点Ｐの三次元座標の位置関係を示し、図５は、図４に記載した基準点Ｐの三次元座標を座標変換した様子を示している。

以下、車体１１のねじり剛性を評価する車体のねじれ量測定方法について、図２〜図７の図面を参照しつつ、図１のフローチャートに沿って説明する。

この実施の形態では、測定対象である車体１１が、四輪乗用車の車体であり、各車輪１２ＦＲ〜１２ＲＬを装着し、また、ウインドウ１３Ｆ、１３Ｒ、ドア、バンパー、灯具、シートなどを装着した走行可能な完成車両１０の状態で測定される（図２および図３参照）。また、車体１１が溶接により一体化されたモノコックボディであり、かかる車体１１の全体のねじれ量が測定される。

ステップＳＴ１では、図２に示すように、４つ以上の基準点Ｐ（Ｐ１_Ｒ〜Ｐ５_Ｒ、Ｐ１_Ｌ〜Ｐ５_Ｌ）が車両１０の車体１１に設置される（基準点設置ステップＳＴ１）。基準点Ｐは、後述する三次元座標の測定点であり、三次元座標の測定方法あるいは測定装置に応じて適宜選択される。

例えば、図２の構成では、車体１１の中心線Ｃを境界とする左右の領域に、５つの基準点Ｐ１_Ｒ〜Ｐ５_Ｒ、Ｐ１_Ｌ〜Ｐ５_Ｌがそれぞれ配置されている。また、各領域にて、各基準点Ｐ１_Ｒ〜Ｐ５_Ｒ、Ｐ１_Ｌ〜Ｐ５_Ｌが、車体１１の幅方向（図２のＹ軸方向）の両端部に配置され、また、車体１１の長手方向（図２のＸ軸方向）に所定間隔をあけて配置されている。

また、図３に示すように、基準点Ｐが車体１１の上部表面に配置される。具体的には、複数の基準点Ｐが、車体１１のフロントパネルおよびリアパネルの上縁、フロントピラーおよびリアピラーの上面、並びに、ルーフサイドの上面に位置し、車体１１の全長に渡って配置されている。また、基準点Ｐが、車体１１の車輪装着位置にそれぞれ配置されている。これにより、基準点Ｐが車体１１の全体に分散して適正に配置されている。

なお、図２の構成では、説明の便宜のために基準点Ｐの総数を１０個としたが、測定精度を向上させるために、より多数の基準点が設置されることが好ましい。また、図２の構成では、上記のように、基準点Ｐが車体１１の上部表面に設置されている。かかる構成は、後述する基準点Ｐの三次元座標を簡易に測定できる点で好ましい。しかし、これに限らず、三次元座標を測定可能であれば、基準点Ｐが車体の内部に配置されても良い（図示省略）。

また、図２の構成では、上記のように、基準点Ｐが車体１１の幅方向の左右の縁部に沿って車体１１の全長に渡って配置されている。かかる構成では、車体全体のねじれ角度を適正に測定できる点で好ましい。しかし、これに限らず、基準点Ｐが車体１１に施された補強箇所を囲んで配置されても良い。これにより、車体１１の全体のねじれ剛性に限らず、車体１１の一部分（ここでは、補強箇所）を評価できる。例えば、ウインドウ１３Ｆ、１３Ｒがウインドウシーラントを介して車体１１に取り付けられ、このウインドウシーラントの補強効果を評価する場合には、一部の基準点Ｐがウインドウ１３Ｆ、１３Ｒを囲んで配置され得る。また、例えば、タワーバーの設置やスポット溶接の施工による補強効果を評価する場合には、一部の基準点Ｐがその補強箇所を囲んで配置され得る。かかる構成では、補強箇所のねじれ角度θを適正に測定できるので、補強の効果を適正に評価できる。

ステップＳＴ２では、所定の初期状態にある車体１１の基準点Ｐの三次元座標が測定される（第一座標測定ステップＳＴ２）。初期状態とは、後述する負荷状態に対して比較対象となる車体１１の状態をいう。初期状態は、測定条件や測定対象との関係に応じて当業者が適宜選択できる。基準点Ｐの三次元座標の測定は、特に限定がないが、例えば、接触式あるいは非接触式の三次元形状測定器を採用できる。また、接触式の三次元形状測定器は、非接触式のものと比較して、高精度な測定が可能となり、また、データ処理にかかる専用のソフトウェアが不要となる（汎用の表計算ソフトを用いてデータ処理できる）ため、好ましい。

例えば、図３の構成では、初期状態として、車輪１２ＦＲ〜１２ＲＬを装着した四輪車両１０が、無負荷状態にて全輪を水平面上に接地させて静止する。また、車両１０が移動しないように、サイドブレーキを作動させ、またシフトレバーがＰレンジに設定される。これにより、車両１０が三次元測定器２０のベース体２３に固定される（具体的には、所定の車輪をロックさせた停車状態で設置される）。そして、この車両１０の車体１１に、上記した基準点Ｐが設置される。具体的には、基準点測定治具（図示省略）が、円柱、円筒、球などの単純な幾何学的形状をもつ樹脂部材から成り、図２および図３に示す基準点Ｐの設置位置にそれぞれ固定される。そして、接触式の三次元形状測定器２０が用いられ、１つの基準点測定治具につき複数点（例えば、６〜７カ所）の三次元座標が測定される。そして、基準点測定治具の中心点の座標が算出されて基準点Ｐの三次元座標として取得される。また、すべての基準点測定治具にて上記の測定が行われて、すべての基準点Ｐの三次元座標がそれぞれ取得される。

なお、図３に記載した三次元形状測定器２０は、車両１０の長手方向（図３のＸ軸方向）にスライド可能であり、また、鉛直方向（図３のＺ軸方向）にスライドおよび旋回可能なアーム２１を備え、このアーム２１の先端に非接触形式の測定端子２２を有する。そして、三次元形状測定器２０が、測定端子２２の位置を移動させて基準点測定治具の三次元座標を測定することにより、基準点Ｐの三次元座標を精度良く測定できる。また、三次元形状測定器２０により取得された三次元座標は、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ（図示省略）に取り込まれて処理される。

ステップＳＴ３では、所定の負荷状態における基準点Ｐの三次元座標が測定される（第二座標測定ステップＳＴ３）。負荷状態とは、車体１１が負荷により変形した状態をいう。負荷状態は、測定条件や測定対象との関係に応じて当業者が適宜選択できる。また、車体１１に対する負荷は、例えば、車体１１に荷重を付与することにより形成されても良いし、後述するように車体を傾斜させることにより形成されても良い。かかる負荷状態では、車体１１の変形により、基準点Ｐの位置が上記した初期状態から変位する。基準点Ｐの三次元座標は、上記した第一座標測定ステップＳＴ２と同一の測定方法により測定される。

例えば、図３の構成では、車両１０の左前輪１２ＦＬを他の車輪１２ＦＲ、１２ＲＲ、１２ＲＬよりも鉛直上方に変位させることにより、負荷状態が形成される。具体的には、左前輪１２ＦＬを１０ｃｍ〜２５ｃｍの高さでジャッキアップして、タイヤと路面との間にブロックを挟み込むことにより、車体１１の全体にトルクが付与される。また、このとき、他の車輪１２ＦＲ、１２ＲＲ、１２ＲＬが初期状態における接地面に接地した状態であることが好ましい。これにより、左右の車輪１２ＲＲ、１２ＲＬが接地する車両後方にて、車体１１の変形が小さくなり、後述する座標変換ステップＳＴ４における３つの基準点Ｐを一致させる処理が容易となる。また、例えば、各車輪１２ＦＲ〜１２ＲＬの下に重量計を接地することにより、車体に作用するトルクを概算できる。

なお、測定対象が単体の車体１１（いわゆるホワイトボディ）である場合には、車体１１の車輪装着位置の１つを他の車輪装着位置よりも鉛直上方に変位させることにより、上記した負荷状態が形成されても良い（図示省略）。

ステップＳＴ４では、取得した基準点Ｐの三次元座標を座標変換する処理が行われる（座標変換ステップＳＴ４）。座標変換は、車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量のみを抽出するために行われる。すなわち、各基準点Ｐの変位量には、車体１１の変形に起因する変位量以外の変位量が含まれる。そこで、車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量を顕在化するために、初期状態における基準点Ｐの三次元座標の系と負荷状態における三次元座標の系とが座標変換により揃えられる。

例えば、図４は、座標測定ステップＳＴ２、ＳＴ３にて測定された初期状態および負荷状態における基準点Ｐの三次元座標の位置関係を示している。また、例えば、負荷状態における基準点Ｐ１_Ｒ’は、初期状態における基準点Ｐ１_Ｒの変位後の位置を示している。また、同図では、初期状態における一群の基準点Ｐ１_Ｒ〜Ｐ５_Ｒ、Ｐ１_Ｌ〜Ｐ５_Ｌの三次元座標と、負荷状態における一群の基準点Ｐ１_Ｒ’〜Ｐ５_Ｒ’、Ｐ１_Ｌ’〜Ｐ５_Ｌ’の三次元座標とがそれぞれ線分により結ばれて関連付けられている。同図に示すように、基準点Ｐは、車体１１が負荷状態となることにより、初期状態の位置から変位する。

ここで、各基準点Ｐの変位量には、ジャッキアップによる車体１１の傾斜に起因する変位量と、車体１１の変形に起因する変位量との双方が含まれる。そこで、図５に示すように、初期状態および負荷状態における基準点Ｐの三次元座標の系を揃えるための座標変換が行われる。具体的には、同一直線上にない３つの基準点Ｐが選択されて、これらの基準点にかかる初期状態での基準点Ｐの三次元座標と負荷状態での三次元座標とが一致するように、座標変換が行われる。

三次元座標の一致とは、完全な一致を意味せず、座標変換後の２つの基準点Ｐの距離が初期状態にて隣り合う基準点（例えば、点Ｐ１_Ｒと点Ｐ１_Ｌ）の距離の５［％］以下（好ましくは、１［％］以下）であれば、両者の三次元座標が一致しているといえる。かかる範囲内にあれば、車体１１のねじれ剛性を適正に測定できる。なお、上記した座標変換後の２つの基準点Ｐの位置ずれ量が５［％］近くある場合であっても、計算の過程で位置ずれ量を補正することにより、測定精度への影響を低減できる。

座標変換に用いられる３つの基準点Ｐは、負荷状態にて最も大きく変位した基準点Ｐ（図２では、Ｐ１_Ｌ）に対して、車体１１の中心線Ｃを挟んで対向する位置にある基準点（図２では、Ｐ１_Ｒ）および車体１１の長手方向（図２のＸ軸方向）で最も遠い２つの基準点（図２では、点Ｐ５_Ｒおよび点Ｐ５_Ｌ）であることが好ましい。これにより、車体１１のねじれ剛性を精度良く測定できる。

また、座標変換に用いられる３つの基準点Ｐは、車体１１の最前方にある基準点（図２では、点Ｐ１_ＲおよびＰ１_Ｌ）の１つと、最後方にある基準点（図２では、点Ｐ５_ＲおよびＰ５_Ｌ）の１つとを含むことが好ましい。かかる構成では、車体全体の変形量を適正に測定できるので、車体１１のねじれ剛性を精度良く測定できる。

また、例えば、車両１０が四輪以上の車両である場合には、座標変換に用いられる３つの基準点が、車体１１の車輪装着位置に配置された基準点（図２では、点Ｐ１_Ｒ、点Ｐ１_Ｌ、点Ｐ５_Ｒおよび点Ｐ５_Ｌ）から選択されることが好ましい。かかる構成では、車体１１が路面からの反力を受ける位置を基準とすることにより、車体１１のねじれ剛性を精度良く測定できる。車輪装着位置は、車軸の位置を中心とする車体１１の全長の±１０［％］の範囲（図２のＸ軸方向の範囲）として定義される。

また、例えば、車体１１の補強箇所のねじり剛性を評価する場合には、座標変換に用いられる３つの基準点が、この補強箇所を囲む基準点Ｐから選択されることが好ましい。これにより、補強箇所のねじり剛性を精度良く測定できる。

例えば、図３の構成では、上記のように車両１０の左前輪１２ＦＬがジャッキアップされて車体１１に傾斜が付与されるため、図４に示すように、左前輪１２ＦＬ側かつ車体１１の最前方にある基準点Ｐ１_Ｌが、最も大きく変位する。そこで、この基準点Ｐ１_Ｌに対して、車体１１の中心線Ｃを挟んで対向する位置にある基準点Ｐ１_Ｒおよび車体１１の長手方向で最も遠い２つの基準点Ｐ５_Ｒ、Ｐ５_Ｌが選択されて、これらの基準点Ｐ１_Ｒ、Ｐ５_Ｒ、Ｐ５_Ｌが一致するように、基準点Ｐの三次元座標の座標変換が行われている（図５参照）。図５に示すように、車体１１の傾斜により、車体１１の全体がねじれていることが分かる。

また、図３の構成では、上記のように、車両１０を三次元測定器２０のベース体２３に固定した状態（具体的には、所定の車輪をロックさせた停車状態）で左前輪１２ＦＬをジャッキアップし、他の車輪１２ＦＲ、１２ＲＲ、１２ＲＬを初期状態の水平面に接地させることにより、車体１１に傾斜を付与している。このため、図４に示すように、負荷状態における基準点Ｐの三次元座標の系が初期状態から回転しており、ＸＹＺ軸方向への平行移動だけでは、上記３つの基準点Ｐ１_Ｒ、Ｐ５_Ｒ、Ｐ５_Ｌの変位前後の三次元座標を一致させることができない。そこで、上記の構成では、ＸＹＺ軸方向への平行移動に加えて、三次元座標の座標軸を回転させる座標変換が行われている。

また、負荷状態では、車体１１の撓みや歪みにより、上記３つの基準点Ｐ１_Ｒ、Ｐ５_Ｒ、Ｐ５_Ｌが完全に一致しない場合がある。この場合には、同一直線上にない３つの基準点のうちの１つ（図２では、点Ｐ１_Ｒ）の初期状態での三次元座標と負荷状態での三次元座標とが一致し、他の２つの基準点（図２では、点Ｐ５_Ｒ、Ｐ５_Ｌ）の三次元座標の変位量が座標変換の前後で最小となるように、座標変換が行われる。

ステップＳＴ５では、ステップＳＴ４の座標変換後の基準点Ｐの三次元座標に基づいて車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量が算出される（変位量算出ステップＳＴ５）。基準点Ｐの変位量は、車体１１のねじれ量を示す数値であり、初期状態から負荷状態に至る基準点Ｐの移動距離［ｍｍ］あるいは所定軸周りの旋回角［ｒａｄ］として算出され得る。

例えば、上記の構成では、図５に示すように、基準点Ｐの変位量が車体１１の長手方向の軸周りの旋回角θ［ｒａｄ］として算出されている。具体的には、基準点Ｐの変位量が、車体１１の中心線Ｃを挟んで隣り合う一対の基準点Ｐ１_Ｒ、Ｐ１_Ｌ；Ｐ２_Ｒ、Ｐ２_Ｌ；Ｐ３_Ｒ、Ｐ３_Ｌ；Ｐ４_Ｒ、Ｐ４_Ｌ；Ｐ５_Ｒ、Ｐ５_Ｌ（図２参照）を通る初期状態における直線と負荷状態における直線とのなす角θ１〜θ５［ｒａｄ］として算出される。また、これらの角度θ１〜θ５は、車体１１の前後方向の各位置における車体１１のねじれ角度θに相当する。

なお、図５において、車体１１の右側に配置された一部の基準点Ｐ２_Ｒ〜Ｐ４_Ｒの初期状態および負荷状態における三次元座標が一致しない場合がある。かかる場合においても、上記したねじれ角度θを算出できる。また、上記した一部の基準点について、三次元座標が一致するように位置ずれ量を補正しても良い。これにより、測定精度への影響を低減できる。

ステップＳＴ６では、ステップＳＴ５にて算出された基準点Ｐの変位量に基づいて車体１１のねじり剛性が評価される（評価ステップＳＴ６）。ねじり剛性の評価内容は、当業者が適宜選択できる。

［効果］
以上説明したように、この車体のねじれ量測定方法は、車体１１のねじり剛性を評価する。また、車体のねじれ量測定方法は、所定の初期状態にある車体１１に付された４つ以上の基準点Ｐ（基準点設置ステップＳＴ１。図２では、Ｐ１_Ｒ〜Ｐ５_Ｒ、Ｐ１_Ｌ〜Ｐ５_Ｌ）の三次元座標を測定する第一座標測定ステップＳＴ２（図３参照）と、所定の負荷状態にある車体１１の基準点の三次元座標を測定する第二座標測定ステップＳＴ３（図３参照）と、初期状態における基準点Ｐの三次元座標の系と負荷状態における三次元座標の系とを座標変換により揃える座標変換ステップＳＴ４（図４および図５参照）と、座標変換後の基準点Ｐの三次元座標に基づいて車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量（図５では、ねじれ角度θ１〜θ５）を算出する変位量算出ステップＳＴ５と、基準点Ｐの変位量に基づいて車体１１のねじり剛性（特にねじれの大きさ）を評価する評価ステップＳＴ６とを備える（図１参照）。

かかる構成では、初期状態および負荷状態における車体１１の基準点Ｐの三次元座標をそれぞれ測定して基準点Ｐの変位量を算出する。このとき、初期状態および負荷状態における基準点Ｐの三次元座標の系を座標変換により揃えるので、車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量を精度良く算出できる。これにより、車体１１のねじり剛性を精度良く評価できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、基準点Ｐが、車体１１の長手方向の全域に渡って配置される（図２参照）。これにより、車体全体のねじれ剛性を適正に評価できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、基準点Ｐが、車体１１に施された補強箇所を囲んで配置される。かかる構成では、補強箇所のねじれ剛性を適正に評価できるので、補強の効果を適正に評価できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、車体１１が、ウインドウシーラントを介して車体１１に取り付けられたウインドウ１３Ｆ、１３Ｒを備え、且つ、基準点Ｐが、ウインドウ１３Ｆ、１３Ｒを囲んで配置される（図２および図３参照）。かかる構成では、ウインドウ１３Ｆ、１３Ｒの周辺のねじれ剛性を適正に評価できるので、ウインドウシーラントの機能を適正に評価できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、車体１１が、車輪１２ＦＲ〜１２ＲＬ（図３参照）を取り外した車体であり、且つ、負荷状態が、車体１１の車輪装着位置の１つを他の車輪装着位置よりも鉛直上方に変位させた状態である（図示省略）。これにより、車輪１２ＦＲ〜１２ＲＬを取り外した状態での車体１１のねじり剛性を評価できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、車体１１が、サスペンションを装着した車両１０の車体であり、且つ、負荷状態が、サスペンションの少なくとも１つを他のサスペンションよりも圧縮あるいは伸張変位させた状態である（図示省略）。これにより、サスペンションの影響を加味した車体１１のねじり剛性を評価できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、車体１１が、車輪１２ＦＲ〜１２ＲＬを装着した四輪以上の車両１０の車体であり、且つ、負荷状態が、車輪１２ＦＲ〜１２ＲＬの１つ（図３では、１２ＦＬ）を他の車輪（図３では、１２ＦＲ、１２ＲＲ、１２ＲＬ）よりも鉛直上方に変位させた状態である（図３参照）。これにより、車輪１２ＦＲ〜１２ＲＬを装着した完成車両について車体１１のねじり剛性を評価できる利点がある。また、車両１０を測定装置に固定設置する工程および治具が不要となる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、負荷状態が、他の車輪（図３では、１２ＦＬ以外の車輪１２ＦＲ、１２ＲＲ、１２ＲＬ）を初期状態における接地面に接地させた状態である。かかる構成では、左右の車輪１２ＲＲ、１２ＲＬが接地する位置で、車体１１の変形が小さくなるので、初期状態における基準点Ｐの三次元座標の系と負荷状態における三次元座標の系とを座標変換により揃える処理が容易となる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、座標変換は、同一直線上にない３つの基準点Ｐ（図４では、Ｐ１_Ｒ、Ｐ５_Ｒ、Ｐ５_Ｌ）にかかる初期状態での三次元座標と負荷状態での三次元座標とが一致するように行われる（図４および図５参照）。これにより、車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量を精度良く算出できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、座標変換は、同一直線上にない３つの基準点Ｐ（図４では、Ｐ１_Ｒ、Ｐ５_Ｒ、Ｐ５_Ｌ）のうちの１つ（図５では、Ｐ１_Ｒ）の初期状態での三次元座標と負荷状態での三次元座標とが一致し、他の２つの基準点の三次元座標の変位量が座標変換の前後で最小となるように行われる（図５参照）。これにより、車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量を精度良く算出できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、座標変換に用いられる３つの基準点Ｐが、負荷状態にて最も大きく変位した基準点（図４では、Ｐ１_Ｌ）に対して、車体１１の中心線Ｃ（図２参照）を挟んで対向する位置にある基準点（図２では、Ｐ１_Ｒ）および車体１１の長手方向で最も遠い２つの基準点（図２では、Ｐ５_Ｒ、Ｐ５_Ｌ）である。これにより、車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量を精度良く算出できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、座標変換に用いられる３つの基準点Ｐが、車体１１の最前方にある基準点（図２では、Ｐ１_ＲおよびＰ１_Ｌ）の１つと最後方にある基準点（図２では、Ｐ５_ＲおよびＰ５_Ｌ）の１つとを含む。これにより、車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量を精度良く算出できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、座標変換が、三次元座標の座標系の回転を含む（図４および図５参照）。かかる構成では、負荷状態での車体１１の姿勢の変化に起因する基準点Ｐの変位量を適正に排除できるので、車体１１の変形に起因する基準点Ｐの変位量を精度良く算出できる利点がある。

また、この車体剛性測定方法では、基準点Ｐの変位量が、所定の一対の基準点（図５では、例えば、Ｐ１_ＲおよびＰ１_Ｌ）を通る初期状態における直線と負荷状態における直線とのなす角（図５では、θ１〜θ５）として算出される。これにより、車体１１のねじれ角度θを算出できる利点がある。

図６および図７は、この発明の実施の形態にかかる車体のねじれ量測定方法の実施例を示すグラフである。

この実施例では、異なるウインドウシーラントのサンプルＡ、Ｂを使用した四輪乗用車の試験車両について、図１〜図５で説明した車体のねじれ量測定方法と同様の方法により、車体のねじり剛性の評価が行われた。サンプルＡの試験車両は、標準的なウインドウシーラントを用いてウインドウを車体１１に装着した構造を備える。サンプルＢの試験車両は、サンプルＡよりも高弾性率のウインドウシーラントを用いてウインドウを車体１１に装着した構造を備える。また、いずれの試験車両も、車輪を装着した路上を走行可能な完成車両である。

また、これらの実施例では、図２において、車体１１の前後方向にかかる基準点Ｐの設置数を増やし、基準点Ｐの配置間隔を狭めることにより、車体１１のねじれ角度θ（図５参照）の測定精度を高めている。また、図３の場合と同様に、車両１０の左前輪１２ＦＬがジャッキアップされて車体１１に傾斜角が付与され、非接触式の三次元形状測定器２０が用いられて各基準点Ｐの三次元座標が測定される。

図６のグラフが示すように、サンプルＢのウインドウシーラントを用いた車両１０では、車体１１のねじれ角度θ［ｒａｄ］が効果的に低減されることが分かる。

図７において、ねじれ易さＳ［ｒａｄ／ｍｍ］は、車体１１の前後方向の所定区間における車体１１のねじれ角度θ［ｒａｄ］と区間距離［ｍｍ］との比として定義され、各区間における車体１１のねじれ剛性を示す指標となる。具体的には、ねじれ易さＳが、図６におけるねじれ角度θの傾きとして算出される。図７に示すように、車体１１のフロントピラー、ルーフおよびリアピラーが配置される区間では、サンプルＡ、Ｂのいずれにおいても、ねじれ易さＳが他の区間と比較して増加する。しかしながら、高剛性のウインドウシーラントで補強されたサンプルＢでは、上記区間でのねじれ易さＳが低下して、車体１１のねじれ剛性が高められていることが分かる。

１０：車両、１１：車体、１２ＦＲ〜１２ＲＬ：車輪、１３Ｆ、１３Ｒ：ウインドウ、２０：三次元形状測定器、２１：アーム、２２：測定端子

Claims (14)

1. 車体のねじり剛性を評価する車体のねじれ量測定方法であって、
   所定の初期状態にある前記車体に付された４つ以上の基準点の三次元座標を測定する第一座標測定ステップと、
   所定の負荷状態にある前記車体の前記基準点の三次元座標を測定する第二座標測定ステップと、
   前記初期状態における前記基準点の三次元座標の系と前記負荷状態における前記三次元座標の系とを座標変換により揃える座標変換ステップと、
   前記座標変換後の前記基準点の三次元座標に基づいて前記車体の変形に起因する前記基準点の変位量を算出する変位量算出ステップと、
   前記基準点の前記変位量に基づいて前記車体のねじり剛性を評価する評価ステップとを備えることを特徴とする車体のねじれ量測定方法。
2. 前記基準点が、前記車体の長手方向の全域に渡って配置される請求項１に記載の車体のねじれ量測定方法。
3. 前記基準点が、前記車体に施された補強箇所を囲んで配置される請求項１または２に記載の車体のねじれ量測定方法。
4. 前記車体が、ウインドウシーラントを介して前記車体に取り付けられたウインドウを備え、且つ、前記基準点が、前記ウインドウを囲んで配置される請求項３に記載の車体のねじれ量測定方法。
5. 前記車体が、車輪を取り外した車体であり、且つ、
   前記負荷状態が、前記車体の車輪装着位置の１つを他の車輪装着位置よりも鉛直上方に変位させた状態である請求項１〜４のいずれか一つに記載の車体のねじれ量測定方法。
6. 前記車体が、サスペンションを装着した車両の車体であり、且つ、
   前記負荷状態が、前記サスペンションの少なくとも１つを他のサスペンションよりも圧縮あるいは伸張変位させた状態である請求項１〜４のいずれか一つに記載の車体のねじれ量測定方法。
7. 前記車体が、車輪を装着した四輪以上の車両の車体であり、且つ、
   前記負荷状態が、前記車輪の１つを他の車輪よりも鉛直上方に変位させた状態である請求項１〜４のいずれか一つに記載の車体のねじれ量測定方法。
8. 前記負荷状態が、前記他の車輪を前記初期状態における接地面に接地させた状態である請求項７に記載の車体のねじれ量測定方法。
9. 前記座標変換は、同一直線上にない３つの前記基準点にかかる前記初期状態での前記三次元座標と前記負荷状態での前記三次元座標とが一致するように行われる請求項１〜８のいずれか一つに記載の車体のねじれ量測定方法。
10. 前記座標変換は、同一直線上にない３つの前記基準点のうちの１つの前記初期状態での前記三次元座標と前記負荷状態での前記三次元座標とが一致し、他の２つの前記基準点の前記三次元座標の変位量が前記座標変換の前後で最小となるように行われる請求項１〜８のいずれか一つに記載の車体のねじれ量測定方法。
11. 前記座標変換に用いられる前記３つの基準点が、前記負荷状態にて最も大きく変位した基準点に対して、前記車体の中心線を挟んで対向する位置にある前記基準点および前記車体の長手方向で最も遠い２つの基準点である請求項９または１０に記載の車体のねじれ量測定方法。
12. 前記座標変換に用いられる前記３つの基準点が、前記車体の最前方にある前記基準点の１つと最後方にある前記基準点の１つとを含む請求項９または１０に記載の車体のねじれ量測定方法。
13. 前記座標変換が、前記三次元座標の座標系の回転を含む請求項１〜１２のいずれか一つに記載の車体のねじれ量測定方法。
14. 前記基準点の前記変位量が、所定の一対の前記基準点を通る前記初期状態における直線と前記負荷状態における直線とのなす角として算出される請求項１〜１３のいずれか一つに記載の車体のねじれ量測定方法。

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