JP2007062409A - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 サイドシルの縦断面形状を小さくでき、かつ側面衝突時の衝突荷重を十分に吸収することができる自動車の車体構造を提供する。
【解決手段】 角形閉断面形状のサイドシル２の内部にレインフォースメント３が設けられ、サイドシル２は、その上部壁６Ｂにレインフォースメント３の上端部３Ａが、下部壁７Ｂにレインフォースメント３の下端部３Ｂがそれぞれ固定されたトラス構造をなし、レインフォースメント３は、上端部３Ａを車幅方向内側に、下端部３Ｂを車幅方向外側にそれぞれ向けて全体が傾斜して配置され、サイドシル２の車体外側の面６Ａに平坦面の接合面を有するセンタピラー８が接合し、センタピラー８の平坦面と外側サイドシル上部壁６Ｂとに接合された補強部品１２を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は自動車の車体構造に係り、特に、車体フロアパネル両側端部に設けられたサイドシルと、このサイドシルに結合されたピラーとについての構造に関する。

一般に、車体フロアパネルの両側端部には、角形閉断面形状のサイドシルが設けられている。また、このようなサイドシルには、車両前後方向の略中央位置にセンタピラーが立設されている。

ところで、従来ではセンタピラーをトラス構造をなしたアルミ鋳造品で構成し、車両側面に大きな衝撃荷重が加わった際に、この衝撃荷重をセンタピラーのトラス構造で受け止めることにより、センタピラーが車室内へ大きく変形するのを防ぐようにしたピラー構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、上記特許文献１においては、サイドシルに補強が施されていないので、車両側面に大きな衝撃荷重が加わった際に、サイドシルが車室内へ大きく変形してしまう恐れがあった。

そこで、サイドシルの内部に斜めに板状リブを設け、車両側面に大きな衝撃荷重が加わった際でも、サイドシルが車室内へ大きく変形するのを防ぐようにしたサイドシル構造が提案されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
特開平１１−１８０３３８号公報 特開２００５−１４７１６号公報 実公平２−４８３０１号公報

しかしながら、上記特許文献２や特許文献３では、サイドシルの縦断面形状（車幅方向における縦断面形状）が大きく、特に高さがあるので、車体フロアパネル上のカーペットとサイドシル上端との間に大きな段差が生じてしまい、乗降の際に人は脚を大きく上げ下げしなければならず、女性やお年寄りにとっては乗降が大変である。

また、特許文献２や特許文献３では、サイドシルの上部にピラーが設けられているだけで、側面衝突時の衝撃荷重を十分に吸収する点についてはまったく考慮されていない。

本発明の課題は、サイドシルの縦断面形状を小さくでき、かつ側面衝突時の衝突荷重を十分に吸収することができる自動車の車体構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、角形閉断面形状のサイドシルの内部に板状補強部材が設けられ、前記サイドシルは、その上部壁に前記板状補強部材の上端部が、下部壁に前記板状補強部材の下端部がそれぞれ固定されたトラス構造をなし、前記板状補強部材は、上端部を車幅方向内側に、下端部を車幅方向外側にそれぞれ向けて全体が傾斜して配置され、前記サイドシルの車体外側の面に平坦面の接合面を有するピラーが接合し、前記ピラーの平坦面と前記外側サイドシル上部壁とに接合された補強部品を設けたことを特徴としている。

上記構成によれば、サイドシルが、板状補強部材、サイドシルの上部壁及び下部壁を含めたトラス構造をなしているので、サイドシルの縦断面形状（車幅方向における縦断面形状）を小さくしても、衝撃荷重に対するサイドシルの変形を小さく抑えることが可能である。

また、ピラーの平坦面と外側サイドシル上部壁とに接合された補強部品が設けられているので、ピラーの強度を保持しつつ、側面衝突時の衝突荷重を十分に吸収することが可能となる。

本発明によれば、車両内側上部から外側下部に板状補強部材を設けたトラス構造とした場合に、サイドシルの縦断面形状を小さくでき、さらには側面衝突時の衝撃荷重を十分に吸収することができる。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

図１〜図３は本発明の実施例１を示しており、図１はサイドシルとセンタピラーとの結合部分の縦断面図、図２は結合される前のサイドシルとセンタピラーを車体外側斜め上方から見た斜視図、図３は結合される前のサイドシルとセンタピラーを車体内側斜め上方から見た斜視図である。

図１〜図３に示すように、車体フロアパネル１の側端部には角形閉断面形状のサイドシル２が取り付けられている。サイドシル２の内部には、上部を車幅方向内側に、下部を車幅方向外側にそれぞれ向けて、全体が傾斜して配置された板状のレインフォースメント（板状補強部材）３が設けられている。

サイドシル２は、レインフォースメント３によって、外側サイドシル４と内側サイドシル５に分けられており、外側サイドシル４は外側サイドシル部材６とレインフォースメント３によって、また内側サイドシル５は内側サイドシル部材７とレインフォースメント３によってそれぞれ構成されている。ここでは、外側サイドシル４及び内側サイドシル５は共に略直角三角形に形成されている。

外側サイドシル４の一部を構成する外側サイドシル部材６は、上下方向に配置された側部壁６Ａと、側部壁６Ａの上部に繋がっていて車幅方向内側へ向けて略直角に折り曲げられた上部壁６Ｂとを有する。

内側サイドシル５の一部を構成する内側サイドシル部材７は、上下方向に配置された側部壁７Ａと、側部壁７Ａの下部に繋がっていて車幅方向外側へ向けて略直角に折り曲げられた下部壁７Ｂとを有する。

外側サイドシル部材６において、上部壁６Ｂの先端は上方に向けて略直角に折り曲げられており、この折り曲げられた部分が上部フランジ６Ｃを形成している。また、側部壁６Ａの下部は車幅方向内側に向けて斜め下方に一旦曲げられた後、その先端部分が下方に向けて折り曲げられて下部フランジ６Ｄを形成している。

内側サイドシル部材７において、側部壁７Ａの上部は車幅方向外側に向けて斜め上方に一旦曲げられた後、その先端部分は上方に向けて折り曲げられて上部フランジ７Ｃを形成している。また、下部壁７Ｂの先端は下方に向けて略直角に折り曲げられており、この折り曲げられた部分が下部フランジ７Ｄを形成している。

そして、レインフォースメント３は、その上端部３Ａが外側サイドシル部材６の上部フランジ６Ｃと内側サイドシル部材７の上部フランジ７Ｃとによって挟持され、また、下端部３Ｂが外側サイドシル部材６の下部フランジ６Ｄと内側サイドシル部材７の下部フランジ７Ｄとによって挟持されている。これにより、レインフォースメント３はサイドシル２内部に固定されている。

車体フロアパネル１は、その側端部が斜め上方に折り曲げられた後、その先端部分が上方に向けて折り曲げられてフランジ１Ａを形成している。このフランジ１Ａは内側サイドシル部材７の側部壁７Ａの外面に取り付けられている。これにより、車体フロアパネル１の側端部はサイドシル２に強固に固定されている。

サイドシル２には、外側サイドシル部材６にセンタピラー８が取り付けられている。センタピラー８は、横断面形状がハット型の外板（図２及び図３参照）９と、外板９のフランジ部９Ａに密着し外板９に対向配置された内板１０とを有している。内板１０の外表面は平坦面に形成されている。

外板９下部の外壁は、下方へ行くにつれて車室側へ近づく円弧面に形成され、その円弧面の下部先端は下方に折り曲げられて接合フランジ９Ｂを形成している。この接合フランジ９Ｂはフランジ部９Ａに繋がっている。

また、内板１０の下部は上下方向の長さが外板９よりも短く、フランジ９Ｂの所まで達していない。つまり、内板１０が外板９のフランジ部９Ａに密着した状態では、内板１０の下方に開口部１１が形成されている。

外板９下部先端のフランジ９Ｂが外側サイドシル部材６の下部フランジ６Ｄに、内板１０の下部が外側サイドシル部材６の側部壁６Ａ外表面にそれぞれ接合されて、これにより、センタピラー８がサイドシル２に取り付けられている。このとき、内板１０下方の開口部１１は、外側サイドシル部材６の側部壁６Ａの所に位置している。

サイドシル２の上方には補強部品１２が設けられている。補強部品１２は、車幅方向に沿って外側を上に内側を下にして全体が斜めに配置された背面板１３と、背面板１３の両側に設けられた略三角形状のリブ１４，１５とを有している。

背面板１３の上部は上方に折り曲げられ、この折り曲げられた部分は接合フランジ１３Ａを形成している。また、背面板１３の下部は下方に折り曲げられ、この折り曲げられた部分は接合フランジ１３Ｂを形成している。リブ１４の側部及び下部には接合フランジ１４Ａ，１４Ｂがそれぞれ形成され、またリブ１５の側部及び下部には接合フランジ１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ形成されている。

そして、背面板１３の接合フランジ１３Ｂが外側サイドシル部材６の上部フランジ６Ｃに、リブ１４の接合フランジ１４Ｂ及びリブ１５の接合フランジ１５Ｂが外側サイドシル部材６の上部壁６Ｂ上面にそれぞれ接合されている。これにより、補強部品１２はサイドシル２上に固定されている。

また、補強部品１２が固定されたサイドシル２にセンターピラー８を取り付けたとき、背面板１３の接合フランジ１３Ａ、リブ１４の接合フランジ１４Ａ及びリブ１５の接合フランジ１５Ａが、センタピラー８の内板１０にそれぞれ接合される。この場合、接合フランジ１４Ａ，１５Ａは、内板１０のうち、裏面に外板９のフランジ部９Ａが密着された箇所に接合されている。これによって、サイドシル２とセンタピラー８とを強固に結合することができる。

なお、本実施例では、図１に示すように、接合フランジ１３Ａが接合された付近におけるセンタピラー８の横断面長さ（車幅方向での横断面長さ）ａは、サイドシル２の最小断面長さｂよりも大きく設定されている。また、センタピラー８の外板９と補強部品１２の背面板１３との距離Ｌは、サイドシル２の最小断面長さｂよりも小さくならないように設定されている。

図４は、フロントドアの下部付近における上記サイドシル２の配置構成を示した縦断面図である。

車体フロアパネル１には、上に凸状に形成されたクロスメンバ１Ｂが部分的に設けられている。このクロスメンバ１Ｂの上には平板（図示省略）が固定され、その平板の上にはカーペット１６が敷かれている。また、外側サイドシル部材６の上部壁６Ｂ上にはサイドシルカバー部材１７が設けられている。

サイドシル２の上方には、ドアインナパネル１８及びドアアウタパネル１９を有するフロントドア２０が設けられている。なお、符号２１，２２は、フロントドア２０を閉めたときにフロントドア２０の内面周囲に当接するウエザーストリップである。

次に、本実施例の作用について説明する。

サイドシル２が、レインフォースメント３、外側サイドシル部材６及び内側サイドシル部材７からなるトラス構造をなしているので、サイドシル２の縦断面形状（車幅方向における縦断面形状）を小さくしても、サイドシル２の強度を高めることが可能となる。その結果、サイドシル２の衝撃荷重に対する変形量を極力小さく抑えることができる。

また、外側サイドシル部材６の側部壁６Ａ外表面にセンタピラー８が接合されているので、サイドシル２をセンタピラー８の強固に結合することができる。

本実施例によるサイドシル２が従来のものに比べてどの位小さくなったかの比較を行った。その結果を図５に示す。図５において、実線は本実施例による構成を、二点鎖線は従来技術による構成をそれぞれ示している。

図５から分かるように、本実施例の構造においては、サイドシルカバー部材１７の上面の位置を、従来のサイドシルカバー部材１７’の上面よりも低くすることができ、また、サイドシル２側面のウエザーストリップ２２の位置を、サイドシル２とセンターピラー８との結合剛性を保ちつつ、従来のサイドシルの外壁６’よりも車体側に寄せることができた。本実施例では、サイドシルの剛性を低下させることなく、サイドシルの縦断面（車幅方向における縦断面）の面積を、従来のサイドシルに比べて１／３に低減することができた。

このため、本実施例によれば、車体フロアパネル１上のカーペット１６とサイドシルカバー部材１７の上面との間に大きな段差が生じることはなく、乗降の際に人が脚を大きく上げ下げする必要もなくなって、女性やお年寄りにとっては乗降が大変楽になる。

また、車体外側への突出量も少なくなって、乗降時に人の脹脛がサイドシル外側にぶつかることもなく、ズボンやストッキングを汚してしまうといった事態も生じない。

また、本実施例では、センタピラー８の外板９下部先端のフランジ９Ｂを外側サイドシル部材６の下部フランジ６Ｄに接合させたので、車両側面に衝撃荷重が加わったとき、その衝撃荷重の一部をセンタピラー８からサイドシル２に効率良く伝達して、衝撃荷重の分散化を行い、センタピラー８やサイドシル２が局部的に大きく変形するのを回避することができる。

さらに、本実施例では、補強部品１２の接合フランジ１４Ａ，１５Ａを、センタピラー８の内板１０のうち、裏面に外板９のフランジ部９Ａが密着された箇所に接合したので、接合箇所における剛性を高くすることができる。その結果、センタピラー８に加わった衝撃荷重の一部を補強部品１２を介してサイドシル２に効率良く伝達して、衝撃荷重の分散化を行って、この場合も、センタピラー８やサイドシル２が局部的に大きく変形するのを回避している。

図６は本発明の実施例２を示しており、サイドシルとセンタピラーとの結合部分の断面図である。本実施例では、レインフォースメント３０は、実施例１のレインフォースメント３に比べて傾きが逆になっており、上部を車幅方向外側に、下部を車幅方向内側にそれぞれ向けて、全体が傾斜して配置されている。

すなわち、本実施例においては、外側サイドシル４０の一部を構成する外側サイドシル部材６０は、上下方向に配置された側部壁６０Ａと、側部壁６０Ａの下部に繋がっていて車幅方向内側へ向けて略直角に折り曲げられた下部壁６０Ｂとを有する。

内側サイドシル５０の一部を構成する内側サイドシル部材７０は、上下方向に配置された側部壁７０Ａと、側部壁７０Ａの上部に繋がっていて車幅方向外側へ向けて略直角に折り曲げられた上部壁７０Ｂとを有する。

外側サイドシル部材６０において、側部壁６０Ａの上部は車幅方向内側に向けて斜め上方に一旦曲げられた後、その先端部分が上方に向けて折り曲げられた上部フランジ６０Ｃを形成している。また、下部壁６０Ｂの先端は下方に向けて略直角に折り曲げられており、この折り曲げられた部分が下部フランジ６０Ｄを形成している。

内側サイドシル部材７０において、上部壁７０Ｂの先端は上方に向けて略直角に折り曲げられており、この折り曲げられた部分が上部フランジ７０Ｃを形成している。また、側部壁７０Ａの下部は車幅方向外側に向けて斜め下方に一旦曲げられた後、その先端部分が下方に向けて折り曲げられて下部フランジ７０Ｄを形成している。

そして、レインフォースメント３０は、その上端部３０Ａが外側サイドシル部材６０の上部フランジ６０Ｃと内側サイドシル部材７０の上部フランジ７０Ｃとによって挟持され、また、下端部３０Ｂが外側サイドシル部材６０の下部フランジ６０Ｄと内側サイドシル部材７０の下部フランジ７０Ｄとによって挟持されている。これにより、レインフォースメント３０はサイドシル２内部に固定されている。

本実施例では、車体フロアパネル１の側端のフランジ１Ａが、内側サイドシル部材７０の側部壁７０Ａの外面に固定され、また、センタピラー８の外板９０下部先端の接合フランジ９０Ｂが、外側サイドシル部材６０の側部壁６０Ａ外表面に固定されている。

また、本実施例では、センタピラー８の内板１０と内側サイドシル上部壁７０Ｂとに接合された補強部品１２０が設けられている。補強部品１２０は背面板１３０を有し、この背面板１３０の上部にある接合フランジ１３０Ａがセンタピラー８の内板１０に、背面板１３０の下部にある接合フランジ１３０Ｂが内側サイドシル部材７０の上部壁７０Ｂにそれぞれ接合されている。また補強部品１２０には、図には示してないが、実施例１の補強部品１２と同様、背面板１３０の両側にリブが設けられ、これらリブの下端部が内側サイドシル部材７０の上部壁７０Ｂにそれぞれ接合されている。

本実施例によれば、サイドシル２が、実施例１の場合と同様、トラス構造をなしているので、サイドシル２の縦断面形状（車幅方向における縦断面形状）を小さくしても、サイドシル２の強度を高めることが可能となる。その結果、サイドシル２の衝撃荷重に対する変形量を極力小さく抑えることができる。

また、外側サイドシル部材６０の側部壁６０Ａ外表面にセンタピラー８が接合されているので、サイドシル２にセンタピラー８を強固に結合することができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。

実施例１におけるサイドシルとセンタピラーとの結合部分の縦断面図である。 結合される前のサイドシルとセンタピラーを車体外側斜め上方から見た斜視図である。 結合される前のサイドシルとセンタピラーを車体内側斜め上方から見た斜視図である。 フロントドアの下部付近におけるサイドシルの配置構成を示した縦断面図である。 本発明と従来技術とを比較した結果を示す図である。 実施例２におけるサイドシルとセンタピラーとの結合部分の縦断面図である。

符号の説明

１ 車体フロアパネル
２ サイドシル
３ レインフォースメント（板状補強部材）
３Ａ 上端部
３Ｂ 下端部
６ 外側サイドシル部材
６Ａ 側部壁
６Ｂ 上部壁
７ 内側サイドシル部材
７Ａ 側部壁
７Ｂ 下部壁
８ センタピラー
９ 外板
１０ 内板
１１ 開口部
１２ 補強部品
１３ 背面板
１４，１５ 側板
３０ レインフォースメント（板状補強部材）
６０ 外側サイドシル部材
６０Ａ 側部壁
６０Ｂ 下部壁
７０ 内側サイドシル部材
７０Ａ 側部壁
７０Ｂ 上部壁
１２０ 補強部品

Claims (9)

1. 角形閉断面形状のサイドシルの内部に板状補強部材が設けられ、
   前記サイドシルは、その上部壁に前記板状補強部材の上端部が、下部壁に前記板状補強部材の下端部がそれぞれ固定されたトラス構造をなし、
   前記板状補強部材は、上端部を車幅方向内側に、下端部を車幅方向外側にそれぞれ向けて全体が傾斜して配置され、
   前記サイドシルの車体外側の面に平坦面の接合面を有するピラーが接合し、
   前記ピラーの平坦面と前記外側サイドシル上部壁とに接合された補強部品を設けたことを特徴とする自動車の車体構造。
2. 前記サイドシルは、車幅方向外側の外側サイドシル部材と、車幅方向内側の内側サイドシル部材とを含み、前記板状補強部材の上端部は、前記外側サイドシル部材上端部の上部フランジと、前記内側サイドシル部材上端部の上部フランジとによって挟持され、前記板状補強部材の下端部は、前記外側サイドシル部材下端部の下部フランジと、前記内側サイドシル部材下端部の下部フランジとによって挟持されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体構造。
3. 前記外側サイドシル部材と前記板状補強部材で画成される部分、及び前記内側サイドシル部材と前記板状補強部材で画成される部分は共に略三角形をなしていることを特徴とする請求項２に記載の自動車の車体構造。
4. 前記ピラーは、横断面ハット型の外板と、該外板のフランジ部に密着された平坦状の内板とを有し、前記外板下部の外壁は、下方へ行くにつれて車室側へ近づく円弧面に形成され、その円弧面の下部先端が前記外側サイドシル部材下端部の下部フランジに結合されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の自動車の車体構造。
5. 前記補強部品は、前記ピラーの平坦面と前記外側サイドシル部材上端の上部フランジとに結合された傾斜面を有し、
   該傾斜面と前記ピラーの平坦面との結合点よりも上方位置では、前記ピラーの車幅方向における幅は、前記サイドシルの車幅方向における幅よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の自動車の車体構造。
6. 前記補強部品の傾斜面と前記ピラーの円弧状面との最短距離は、前記サイドシルの車幅方向における幅よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の自動車の車体構造。
7. 前記補強部品には前記傾斜面の両側に略三角形状のリブが設けられ、該リブは、前記ピラーの内板のうち、裏面に前記外板のフランジ部が密着された箇所に接合されていることを特徴とする請求項５に記載の自動車の車体構造。
8. 角形閉断面形状のサイドシルの内部に板状補強部材が設けられ、
   前記サイドシルは、その上部壁に前記板状補強部材の上端部が、下部壁に前記板状補強部材の下端部がそれぞれ固定されたトラス構造をなし、
   前記板状補強部材は、上端部を車幅方向外側に、下端部を車幅方向内側にそれぞれ向けて全体が傾斜して配置され、
   前記サイドシルの車体外側の面に平坦面の接合面を有するピラーが接合し、
   前記ピラーの平坦面と前記外側サイドシル上部壁とに接合された補強部品を設けたことを特徴とする自動車の車体構造。
9. 前記ピラーは、横断面ハット型の外板と、該外板のフランジ部に密着された平坦状の内板とを有し、前記外板下部の外壁は、下方へ行くにつれて車室側へ近づく円弧面に形成され、その円弧面の下部先端が前記外側サイドシル部材の側部壁に結合されていることを特徴とする請求項８に記載の自動車の車体構造。
   
   

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