JP2002308146A

JP2002308146A - 自動車の骨格部材構造

Info

Publication number: JP2002308146A
Application number: JP2001118395A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Mikuni; 敦三国
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】骨格部材の内部に形成した補強板部の割れを
抑制する。【解決手段】センタピラーインナ１４はアルミニウム
合金の鋳造物となっている。センタピラーインナ１４の
断面内部には補強板部としての補強リブ１８が、センタ
ピラーインナ１４の長手方向に沿って所定の間隔で立設
配置されており、これらの補強リブ１８は、センタピラ
ーインナ１４に一体成形されている。補強リブ１８は、
距離変化許容手段としての波板形状とされており、断面
形状が凹凸状となっている。また、補強リブ１８は、車
両前後方向に延設されており、両端部１８Ａ、１８Ｂ
は、それぞれ前壁部１４Ａと後壁部１４Ｃとの互いに対
向する部位に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の骨格部材構
造に係り、特に、内部に補強板部を立設配置した自動車
の骨格部材構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内部に補強板部を立設配置した自
動車の骨格部材構造は、その一例が特開平６−２８６６
５８号公報に示されている。

【０００３】図１６に示される如く、この自動車の骨格
部材構造では、アルミニウム合金やマグネシウム合金等
を使用した鋳造部材により、ホイールエプロンリインフ
ォースメントの前側部分に対応する部分１００、シュラ
ウドサイドブラケットに対応する部分１０２、シュラウ
ドサイドパネルの一部に対応する部分１０４を一体成形
し、この鋳造部材と展伸部材とによって閉断面状のモノ
コック構造体を形成している。また、この自動車の骨格
部材構造では、車体の骨格部材となる、ホイールエプロ
ンリインフォースメントの前側部分に対応する部分１０
０及びシュラウドサイドブラケットに対応する部分１０
２内に補強板部としての補強リブ１１０を形成してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな自動車の骨格部材構造においては、図１７に示され
る如く、骨格部材１２０に外側から荷重（図１７の矢印
Ｆ）が作用すると、補強リブ１２２における内側の部位
１２２Ａには引張力が作用する。この結果、高荷重が作
用した場合には、補強リブ１２２が割れてしまう場合が
あり、骨格部材１２０を十分に補強できないという不具
合がある。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、内部に形成し
た補強板部の割れを抑制できる自動車の骨格部材構造を
得ることが目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、内部に補強板部を立設配置した自動車の骨格部材構
造であって、前記骨格部材における対向する両側壁部間
の距離の変化を塑性変形にて許容する距離変化許容手段
を前記補強板部に設けたことを特徴とする。

【０００７】従って、荷重作用時に骨格部材における対
向する両側壁部間の距離が変化すると、前記補強板部は
距離変化許容手段の塑性変形により、両側壁部間の距離
の変化を許容する。この結果、骨格部材に高荷重が作用
し、補強板部に引張方向の力が加わっても、補強板部の
割れを抑制できる。

【０００８】請求項２記載の本発明は、請求項１に記載
の自動車の骨格部材構造において、前記距離変化許容手
段は、前記補強板部の実質的な長さを前記補強板部が接
続される個所の両側壁部間の直線距離よりも長くしたこ
とを特徴とする。

【０００９】従って、荷重作用時に骨格部材を構成する
両側壁部間の距離が変化すると、実質的な長さを補強板
部が接続される個所の両側壁部間の直線距離よりも長く
した距離変化許容手段の塑性変形により、補強板部は実
質的な長さまで長くなることができる。この結果、骨格
部材に高荷重が作用し、補強板部に引張方向の力が加わ
っても、補強板部の割れを抑制できる。

【００１０】請求項３記載の本発明は、請求項１、２の
何れかに記載の自動車の骨格部材構造において、前記距
離変化許容手段は、前記補強板部の断面形状を凹凸状と
したことを特徴とする。

【００１１】従って、荷重作用時に骨格部材を構成する
両側壁部間の距離が変化すると、断面形状を凹凸状とし
た距離変化許容手段の塑性変形により、補強板部は両側
壁部間の距離の変化を許容する。この結果、骨格部材に
高荷重が作用し、補強板部に引張方向の力が加わって
も、補強板部の割れを抑制できる。

【００１２】請求項４記載の本発明は、請求項１〜３の
何れかに記載の自動車の骨格部材構造において、前記距
離変化許容手段は、前記補強板部を波板形状としたこと
を特徴とする。

【００１３】従って、荷重作用時に骨格部材を構成する
両側壁部間の距離が変化すると、波板形状とした距離変
化許容手段の塑性変形により、補強板部は両側壁部間の
距離の変化を許容する。この結果、骨格部材に高荷重が
作用し、補強板部に引張方向の力が加わっても、補強板
部の割れを抑制できる。

【００１４】請求項５記載の本発明は、請求項１〜４の
何れかに記載の自動車の骨格部材構造において、前記骨
格部材が鋳造骨格部材であり、前記補強板部が補強リブ
であることを特徴とする。

【００１５】従って、鋳造骨格部材に高荷重が作用し、
補強リブに引張方向の力が加わっても、補強リブの割れ
を抑制できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明における自動車の骨格部材
構造の第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。

【００１７】なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢
印ＩＮは車幅内側方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を示
す。

【００１８】図３に示される如く、本実施形態の自動車
車体では、骨格部材としてのセンタピラー１０が、セン
タピラーアウタ１２とセンタピラーインナ１４とで構成
されており、センタピラーアウタ１２の断面形状は、開
口部を車幅方向内側へ向けたコ字状とされている。セン
タピラーアウタ１２における、対向する側壁部の一方と
なる前壁部１２Ａの車幅方向内側端部には、車両前方へ
向けてフランジ１２Ｂが形成されており、他方の側壁部
となる後壁部１２Ｃの車幅方向内側端部には、車両後方
へ向けてフランジ１２Ｄが形成されている。

【００１９】センタピラーインナ１４は、センタピラー
アウタ１２の断面内に配設されており、アルミニウム合
金の鋳造物となっている。また、センタピラーインナ１
４の断面形状は、開口部を車幅方向内側へ向けたコ字状
とされている。センタピラーインナ１４における、対向
する側壁部の一方となる前壁部１４Ａの車幅方向内側端
部には、車両前方へ向けてフランジ１４Ｂが形成されて
おり、このフランジ１４Ｂがセンタピラーアウタ１２の
フランジ１２Ｂに接合されている。センタピラーインナ
１４における、他方の側壁部となる後壁部１４Ｃの車幅
方向内側端部には、車両後方へ向けてフランジ１４Ｄが
形成されており、このフランジ１４Ｄがセンタピラーア
ウタ１２のフランジ１２Ｄに接合されている。

【００２０】図１に示される如く、センタピラーインナ
１４の断面内部には補強板部としての補強リブ１８が、
センタピラーインナ１４の長手方向に沿って所定の間隔
で立設配置されており、これらの補強リブ１８は、セン
タピラーインナ１４に一体成形されている。

【００２１】図２に示される如く、補強リブ１８は、距
離変化許容手段としての波板形状とされており、断面形
状が凹凸状となっている。また、補強リブ１８は、車両
前後方向に延設されており、両端部１８Ａ、１８Ｂは、
それぞれ前壁部１４Ａと後壁部１４Ｃとの互いに対向す
る部位に連結されている。従って、補強リブ１８の実質
的な長さは、補強リブ１８が接続される個所の前壁部１
４Ａと後壁部１４Ｃの直線距離よりも長く設定されてお
り、前壁部１４Ａと後壁部１４Ｃの間の距離が変化した
場合には、補強リブ１８が塑性変形することで、この変
化を許容できるようになっている。

【００２２】次に本実施形態の作用を説明する。

【００２３】本実施形態では、車両の側面衝突等によっ
て、センタピラーインナ１４に車幅方向外側から荷重
（図４及び図５の矢印Ｆ）が作用すると、図５に示され
る如く、補強リブ１８における車幅方向内側の部位１８
Ｃには、引張力Ｆ１が作用し、補強リブ１８における車
幅方向外側の部位１８Ｄには、圧縮力Ｆ２が作用する。
この際、本実施形態では、補強リブ１８が波板形状とさ
れており、補強リブ１８の実質的な長さが、補強リブ１
８が接続される個所の前壁部１４Ａと後壁部１４Ｃの直
線距離よりも長く設定されているため、引張力Ｆ１が作
用する車幅方向内側の部位１８Ｃでは、図４に示される
如く、補強リブ１８が塑性変形により伸びることで、こ
の変化を許容できる。一方、圧縮力Ｆ２が作用する車幅
方向外側の部位１８Ｄでは、補強リブ１８が塑性変形に
より縮むことで、この変化を許容できる。

【００２４】この結果、センタピラーインナ１４に高荷
重が作用しても、補強リブ１８における、図１７に示す
ような引張方向の力による割れを抑制できる。このた
め、センタピラーインナ１４における変形荷重Ｇ１は、
図６に実線で示すように、変形ストロークＳの増加にと
もなって連続して上昇する。なお、図６における二点鎖
線Ｇ２は、図１８に示す従来例における骨格部材１２０
の変形荷重を示している。

【００２５】次に、本発明における自動車の骨格部材構
造の第２実施形態を図７及び図８に従って説明する。

【００２６】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００２７】図７に示される如く、本実施形態では、セ
ンタピラーインナ１４における隣接する波板形状の補強
リブ１８の間に、平板形状の補強リブ２０が一体成形さ
れている。

【００２８】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００２９】本実施形態では、第１実施形態の作用効果
に加えて、以下の作用効果がある。

【００３０】即ち、本実施形態では、センタピラーイン
ナ１４における隣接する波板形状の補強リブ１８の間に
平板形状の補強リブ２０を形成したため、図８に実線で
示すように、本実施形態のセンタピラーインナ１４にお
ける変形荷重Ｇ３の初期反力を、図８に二点鎖線で示す
第１実施形態の変形荷重Ｇ１における初期反力に比べて
大きくできる。

【００３１】以上に於いては、本発明を特定の実施形態
について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に
限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかで
ある。例えば、上記各実施形態では、補強リブ１８が車
両前後方向、即ち、水平方向に延設されており、その両
端部１８Ａ、１８Ｂが、それぞれ前壁部１４Ａと後壁部
１４Ｃとの互いに対向する部位に連結されているが、こ
れに代えて、図９及び図１０に示される如く、補強リブ
１８を上下斜め方向に延設し、その両端部１８Ａ、１８
Ｂを、それぞれ前壁部１４Ａと後壁部１４Ｃとの互いに
上下方向にオフセットした部位に連結しても良い。

【００３２】また、上記各実施形態では、補強リブ１８
の断面形状を波型の凹凸状としたが、これに代えて、図
１１に示される如く、補強リブ１８の断面形状を円弧形
状にしても良い。また、図１２に示される如く、補強リ
ブ１８の断面形状をＶ字形状にしても良い。また、図１
３に示される如く、補強リブ１８の断面形状をジグザグ
形状にしても良い。また、図１４に示される如く、補強
リブ１８の断面形状を矩形の凹凸形状にしても良い。

【００３３】また、上記各実施形態では、波板形状の補
強リブ１８をセンタピラーインナ１４の断面内の略全域
に形成したが、これに代えて、図１５に示される如く、
波板形状の補強リブ２２をセンタピラーインナ１４の断
面内における開口部側の部位、即ち、車幅方向外側から
荷重Ｆが作用した場合に、引張力が作用する車幅方向内
側の部位のみに補強リブ２２を形成した構成としても良
い。

【００３４】また、上記各実施形態では、センタピラー
インナ１４をアルミニウム合金の鋳造物としたが、これ
に代えて、センタピラーインナ１４をマグネシウム等の
他の金属からなる鋳造物としても良い。また、センタピ
ラーインナ１４は鋳造物に限定されず、プレス加工等に
よって断面コ字状としたセンタピラーインナに、波板形
状の補強板部を溶接等によって連結した構成としても良
い。

【００３５】また、本発明は、センタピラーインナ１４
以外の他のピラーやサイドメンバ等の他の骨格部材にも
適用可能である。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の本発明は、内部に補強板
部を立設配置した自動車の骨格部材構造であって、骨格
部材における対向する両側壁部間の距離の変化を塑性変
形にて許容する距離変化許容手段を補強板部に設けたの
で、骨格部材の内部に形成した補強板部の割れを抑制で
きるという優れた効果を有する。

【００３７】請求項２記載の本発明は、請求項１に記載
の自動車の骨格部材構造において、距離変化許容手段
は、補強板部の実質的な長さを補強板部が接続される個
所の両側壁部間の直線距離よりも長くしたので、骨格部
材の内部に形成した補強板部の割れを抑制できるという
優れた効果を有する。

【００３８】請求項３記載の本発明は、請求項１、２の
何れかに記載の自動車の骨格部材構造において、距離変
化許容手段は、補強板部の断面形状を凹凸状としたの
で、骨格部材の内部に形成した補強板部の割れを抑制で
きるという優れた効果を有する。

【００３９】請求項４記載の本発明は、請求項１〜３の
何れかに記載の自動車の骨格部材構造において、距離変
化許容手段は、補強板部を波板形状としたので、骨格部
材の内部に形成した補強板部の割れを抑制できるという
優れた効果を有する。

【００４０】請求項５記載の本発明は、請求項１〜４の
何れかに記載の自動車の骨格部材構造において、骨格部
材が鋳造骨格部材であり、補強板部が補強リブであるの
で、鋳造骨格部材の内部に形成した補強リブの割れを抑
制できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る自動車の骨格部材
構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る自動車の骨格部材
構造を示す車両内側から見た側面図である。

【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。

【図４】本発明の第１実施形態に係る自動車の骨格部材
構造の変形状態を示す車両斜め後方内側から見た斜視図
である。

【図５】本発明の第１実施形態に係る自動車の骨格部材
構造の荷重分布を示す図である。

【図６】本発明の第１実施形態に係る自動車の骨格部材
構造における変形ストロークと変形荷重との関係を示す
グラフである。

【図７】本発明の第２実施形態に係る自動車の骨格部材
構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る自動車の骨格部材
構造における変形ストロークと変形荷重との関係を示す
グラフである。

【図９】本発明の他の実施形態に係る自動車の骨格部材
構造を示す車両内側から見た側面図である。

【図１０】本発明の他の実施形態に係る自動車の骨格部
材構造を示す車両内側から見た側面図である。

【図１１】本発明の他の実施形態に係る自動車の骨格部
材構造を示す車両内側から見た側面図である。

【図１２】本発明の他の実施形態に係る自動車の骨格部
材構造を示す車両内側から見た側面図である。

【図１３】本発明の他の実施形態に係る自動車の骨格部
材構造を示す車両内側から見た側面図である。

【図１４】本発明の他の実施形態に係る自動車の骨格部
材構造を示す車両内側から見た側面図である。

【図１５】本発明の他の実施形態に係る自動車の骨格部
材構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。

【図１６】従来例に係る自動車の骨格部材構造を示す斜
視図である。

【図１７】従来例に係る自動車の骨格部材構造の変形状
態を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。

【符号の説明】

１０センタピラー１４センタピラーインナ（骨格部材）１４Ａセンタピラーインナの前壁部１４Ｃセンタピラーインナの後壁部１８補強リブ（補強板部）２２補強リブ（補強板部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に補強板部を立設配置した自動車の
骨格部材構造であって、前記骨格部材における対向する両側壁部間の距離の変化
を塑性変形にて許容する距離変化許容手段を前記補強板
部に設けたことを特徴とする自動車の骨格部材構造。
【請求項２】前記距離変化許容手段は、前記補強板部
の実質的な長さを前記補強板部が接続される個所の両側
壁部間の直線距離よりも長くしたことを特徴とする請求
項１に記載の自動車の骨格部材構造。
【請求項３】前記距離変化許容手段は、前記補強板部
の断面形状を凹凸状としたことを特徴とする請求項１、
２の何れかに記載の自動車の骨格部材構造。
【請求項４】前記距離変化許容手段は、前記補強板部
を波板形状としたことを特徴とする請求項１〜３の何れ
かに記載の自動車の骨格部材構造。
【請求項５】前記骨格部材が鋳造骨格部材であり、前
記補強板部が補強リブであることを特徴とする請求項１
〜４の何れかに記載の自動車の骨格部材構造。