JP2007216788A - 車体側面構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車幅方向及び車両前後方向の荷重の双方に対して変形を抑制できる車体側面構造を得る。
【解決手段】アウタパネル１４とインナパネル１６とでベルトラインレインフォースメント１８が構成され、インナ側膨出部２２には、突出端２４Ｔが、閉断面形状のベルトラインレインフォースメント１８の曲げ中立軸ＢＣよりも車幅方向外側に位置する主凸部２４が形成される。主凸部２４の突出端２４Ｔおよびその近傍は、ドア１２に内折れ変形が生じたときに、圧縮側となる領域に位置しているので、内折れ変形に対する曲げ耐力を増大させ、内折れ変形を抑制することができる。また、インナパネル１６の板厚がアウタパネル１４よりも厚くされており、ベルトラインレインフォースメント１８の外折れ変形に対してインナパネル１６が曲げ耐力を発揮するので、外折れ変形を抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体側面構造に関する。

車体のドア等に車体側面構造では、車両前後方向に延在するリインホースが設けられることがある。たとえば特許文献１には、アウタリインホースに形成された凸部内に、インナリインホースに形成された凸部が入り込む形状の自動車用ドアのベルトライン構造が記載されている。

このように、車体側面構造では、より大きな曲げ耐力を得るようにすることが好ましい。特に、車体側面には、車幅方向からだけでなく、車両前後方向にも荷重が作用することがあり、いずれの場合にも変形（折れ曲がり）を抑制できる構造とすることが望まれる。
特開２００４−１１４７２７号公報

本発明は上記事実を考慮し、車幅方向及び車両前後方向の荷重の双方に対して変形を抑制できる車体側面構造を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、車体の側面を構成するアウタパネルと、前記アウタパネルよりも板厚を厚くされ車幅方向内側に配置されてアウタパネルと共に車体の側面を構成するインナパネルと、前記アウタパネルに車両前後方向に延在するよう形成され、車幅方向断面において台形状に車幅方向外側に膨出されたアウタ側膨出部と、前記アウタ側パネルに対応する位置で前記インナパネルに形成され、車幅方向内側に膨出されて前記アウタ側膨出部とで閉断面部を構成するインナ側膨出部と、前記のインナ側膨出部に車両前後方向に連続するように設けられ、前記アウタ側膨出部に向かって突出されて突出端が前記閉断面部の曲げ中立軸よりも車幅方向外側に位置する第１凸部と、を有することを特徴とする。

本発明では、アウタ側膨出部とインナ側膨出部とで車両前後方向に延在する閉断面部を構成することで車幅方向及び車両前後方向の曲げ耐力が増大されているが、さらに、インナ側膨出部には、車両前後方向に連続して、閉断面部の曲げ中立軸よりも車幅方向外側に位置する凸部が設けられている。したがって、車幅方向外側からの荷重に対する内折れ変形、すなわちアウタパネルがインナパネルよりも相対的に圧縮される変形に対し、圧縮される側であるアウタパネル側での断面の曲げ耐力が増大している。これにより、車幅方向外側から荷重が作用した際の、閉断面部の内折れ変形を抑制できる。

また、本発明では、アウタパネルよりもインナパネルの板厚が厚く設定されている。車両前後方向の荷重が作用した場合には、車体側面構造が外折れ変形、すなわちインナパネルがアウタパネルよりも相対的に圧縮されるように変形するが、このような変形に対して、インナパネルが曲げ耐力を発揮する。これにより、車両前後方向に荷重が作用した場合の閉断面部の外折れ変形を抑制できる。

なお、ここでいう「曲げ中立軸」とは、上記したように車幅方向外側からの荷重に対する内折れ変形が生じる場合に、アウタ側膨出部の変形量とインナ側膨出部の変形量との中間の変形量となる位置をいう。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記インナ側膨出部の車幅方向内側への膨出長が車両前後方向の中央部よりも後部において少なくされて小膨出部が構成されていることを特徴とする。

これにより、小膨出部が構成された部位では、小膨出部が構成されていない部位と比較して、車体の車室内の空間を広く確保することが可能になる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記小膨出部において前記アウタ側膨出部に向かって突出された第２凸部が設けられていることを特徴とする。

すなわち、小膨出部が構成された部位には凸部が設けられていない構成であっても、小膨出部が構成された部位に凸部を設けることで、車幅方向及び車両前後方向の双方の荷重に対して変形を抑制可能であるが、さらに小膨出部が構成された部位にも凸部を設けることで、車幅方向及び車両前後方向の双方の荷重に対して変形をより一層抑制可能となる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記第１凸部の車両前方側端部が、前記閉断面部の車両前後方向中央部よりも前側に位置していることを特徴とする。

すなわち、凸部が形成されていない領域が閉断面部の車両前後方向中央部よりも前側に位置していることになるので、内折れ変形も車両前側（凸部の車両前方側端部）で発生する。したがって、これよりも後方側においては、内折れ変形による閉断面部の車幅方向内側への移動量が少なくなるので、内折れ変形時に車室内に広い空間を確保できる。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記アウタパネル及び前記インナパネルが車体のドアパネルを構成していることを特徴とする。

このように、車体のドアパネルを本発明のアウタパネル及びインナパネルで構成することで、車幅方向及び車両前後方向の荷重に双方に対するドアパネルの変形を抑制可能となる。特に、請求項６に記載のように、前記膨出部が、前記ドアパネルのドアベルトラインレインフォースメントを構成しているようにすれば、一般にドアパネルとして最も補強が必要とされるドアベルトラインレインフォースメントの曲げ耐力が本発明により向上されることになる。

本発明は上記構成としたので、車幅方向及び車両前後方向の荷重に双方に対して変形を抑制できる車体側面構造が得られる。

図１には、本発明の第１実施形態に係る車体側面構造として、車体のドア１２が部分的に示されている。また、図２には、図１における車両前後方向の所定位置（Ａ〜Ｅ）での断面が示されている。このドア１２は、車体を構成する前方側ピラー３２と後方側ピラー３４の間（いずれも図４参照）に配置されており、たとえば前方側ピラー３２に設けられた図示しないヒンジによって回動可能とされる。なお、各図面において、車両前方を矢印ＦＲで、車両上方を矢印ＵＰ、車幅方向外側をＯＵＴでそれぞれ示す。また、以下において、車両前方を単に「前方」、車両後方を単に「後方」と適宜省略する。

図２（Ａ）及び図３に示すように、ドア１２内には、アウタパネル１４及びインナパネル１６が配置されている。インナパネル１６は、アウタパネル１４よりも板厚の厚い板材で構成されることで、全体的な強度が高くなっており、特に、図５（Ａ）に示すように車両前後方向の力Ｆ１が作用して（以下、この状態を適宜「前突」と表現することがある）いわゆる外折れ変形が生じた場合の、曲げ耐力が増大されている。

アウタパネル１４には、ドア１２の窓枠部の下側位置に、車両前後方向に沿って、ドア１２の前端から後端まで延在するアウタ側膨出部２０が形成されている。アウタ側膨出部２０は、全体として車幅方向外側に向かって扁平な台形状に膨出されている。これに対し、インナパネル１６には、アウタ側膨出部２０と同位置に、車幅方向内側に向かって台形状に膨出されたインナ側膨出部２２が形成されている。アウタパネル１４とインナパネル１６とは、アウタ側膨出部２０とインナ側膨出部２２の上方及び下方において溶接等により接合されて閉じた断面（いわゆるモナカ状断面）となっており、本発明の閉断面部であるベルトラインレインフォースメント１８が構成されている。

図４に示すように、ドア１２（ベルトラインレインフォースメント１８）の車両前後方向の略中間位置ＭＥから車両後方側に至る位置が、車室内で乗員が図示しないシートに着座したときの着座者ＳＰの位置となっている。そして、図１及び図２（Ａ）に示すように、略中間位置ＭＥよりも前方よりの位置（前方側位置ＦＥ）から車両後方の位置（後方側位置ＲＥ）に向けて、インナ側膨出部２２には主凸部２４が形成されている。

主凸部２４は、インナ側膨出部２２を上下方向に見たときの一部（本実施形態では下部）を局所的にアウタ側膨出部２０へと突出させて構成されており、この主凸部２４の突出端２４Ｔが、閉断面形状のベルトラインレインフォースメント１８の曲げ中立軸ＢＣよりも車幅方向外側に位置している。なお、ここでいう曲げ中立軸ＢＣとは、ドア１２に車幅方向外側から力Ｆ２が作用して（以下、この状態を適宜「側突」と表現することがある）、図５（Ｂ）に示すようないわゆる内折れ変形が生じた場合に、相対的に圧縮されるアウタ側膨出部２０の変形量と、相対的に引き伸ばされるインナ側膨出部２２の変形量の中間の変形量となる位置である。したがって、主凸部２４の突出端２４Ｔおよびその近傍は、ドア１２に内折れ変形が生じたときに、圧縮側となる領域に位置していることになる。

また、図３（Ｂ）〜（Ｄ）にも詳細に示すように、主凸部２４のアウタ側膨出部２０への突出量Ｔ１は、車両前方側から略中間位置ＭＥに向かって漸増し（図３（Ｂ）〜（Ｃ）を参照）、さらに略中間位置ＭＥから車両後方側に向かって漸減している（図３（Ｃ）〜（Ｄ）を参照）。これは、側突時及び前突時のドア１２の曲げモーメント分布に合わせて、上記突出量Ｔ１を変化させたものである。すなわち、図５（Ｂ）に示すように、側突時には、ドア１２（特にベルトラインレインフォースメント１８）に車幅方向内側への曲げ力が作用するが、前突時には、図５（Ａ）に示すように、車両前後方向の圧縮荷重が作用し、さらに、車幅方向外側への曲げ力が作用する場合が多い。そして、図６に一点鎖線Ｌ１で示すように、側突時の曲げモーメントは、略中間位置ＭＥで最大であり、車両前方側及び後方側では連続的に小さくなるように分布している。一方、前突時の曲げモーメントは、図６に二点鎖線Ｌ２で示すように、側突時よりもやや前方側で最大となり、車両前方側及び後方側では連続的に小さくなるように分布している。これらの曲げモーメント分布を考慮し、主凸部２４の断面変化（断面サイズ）を最小に抑えつつ、側突時及び前突時に必要とされるベルトラインレインフォースメント１８の曲げ耐力を得ている。

なお、図６に示した曲げモーメント分布は一例であり、実際の曲げモーメント分布は車体構造等に応じて図６とは異なったものとなることもある。本発明では、アウタ側膨出部２０やインナ側膨出部２２の全体的形状（膨出方向や膨出位置等）は、想定される曲げモーメント分布に対応させて、ベルトラインレインフォースメント１８に必要な曲げ耐力が確保できるように、適宜設定される。

図３（Ｅ）に示すように、略中間位置ＭＥよりも後方の後方側位置ＲＥ（図１参照）では、インナ側膨出部２２の膨出量を略中間位置ＭＥよりも小さくして、小膨出部２６が構成されている（図３（Ｅ）では参考に、略中間位置ＭＥでのインナ側膨出部２２を二点鎖線で示している）。図６に二点鎖線Ｌ２で示す前突時の曲げモーメント分布から分かるように、前突時での後方側の曲げモーメントは小さいため、これに対応してインナ側膨出部２２の膨出量を小さくしても問題はない。そして、このように膨出量が小さい小膨出部２６を設けることで、車室内の空間を広く確保している。

また、後方側位置ＲＥでは、インナ側膨出部２２の上下方向中間部に、アウタ側膨出部２０へと突出された後方側凸部２８が形成されている。後方側凸部２８も主凸部２４と同様に、その突出端２８Ｔは曲げ中立軸ＢＣよりも車幅方向外側に位置している。これによって、後方側位置ＲＥでの、側突時の曲げ耐力を増大させている。また、インナ側膨出部２２の上下方向中間部にこの後方側凸部２８を形成することで、インナ側膨出部２２に構成される稜線３６が、後方側凸部２８を上下方向の上端や下端に形成した構成と比較して多くなっている。これにより、前突時にベルトラインレインフォースメント１８に作用した車両前方側からの荷重を、この稜線３６を通じて後方側の部材（たとえばピラー）により確実に伝達可能となっている。なお、この後方側凸部２８は、本実施形態では主凸部２４とは不連続となるように形成しているが、連続していてもよい。

このような構成とされた本実施形態のドア１２に車幅方向外側から衝撃が作用すると、ドア１２はいわゆる内折れ変形する。このとき、本実施形態のドア１２にはベルトラインレインフォースメント１８が構成されて曲げ耐力が増大されているが、これだけでなくさらに、突出端２４Ｔが曲げ中立軸ＢＣよりも車幅方向外側に位置する主凸部２４がインナ側膨出部２２に形成されている。すなわち、内折れ変形時に圧縮側になる領域にインナパネル１６が回し込まれている。したがって、図２（Ｂ）に示すように、このような主凸部２４が形成されていない構成と比較して、前突時の外折れ変形に対する曲げ耐力を保ちつつ、側突時の内折れ変形に対する曲げ耐力を増大させ、内折れ変形を抑制することができる。

しかも、図３（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、主凸部２４のアウタ側膨出部２０への突出量は、図６に示す曲げモーメント分布を考慮して、車両前方側から略中間位置ＭＥに向かって漸増し、略中間位置ＭＥから車両後方側に向かって漸減されている。このように、主凸部２４による断面の変化量を調整することで、側突時及び前突時に必要とされる曲げ耐力を最小の断面サイズで確保することができ、インナパネル１６の材料コストや成形コスト、さらには重量を抑えることが可能になる。

また、図１及び図４（Ｂ） に示すように、主凸部２４は、その前端（前方側の開始端）２４Ａが略中間位置ＭＥよりも前方よりの位置（前方側位置ＦＥ）であり、着座者ＳＰの位置からは十分に前方側に位置している。このため、側突時の内折れ変形によってドア１２が最も車幅方向内側に位置する部分ＮＰも、着座者ＳＰよりも前方となる。これにより、側突時にドア１２が内折れ変形しても、着座者ＳＰの側方に広い空間（内折れ変形したドア１２との隙間）ＤＳを確保することができる（たとえば、比較例として図４（Ａ）に示すドア５２のように、主凸部の前端５４Ａが後方側に位置していると、内折れ変形時に最も車幅方向内側に位置する部分ＮＰが前方側となり、着座者ＳＰの側方の空間ＤＳは小さくなっている）。また、この構成により、主凸部２４が形成されていない部分では、前突時の外折れ変形を考慮して曲げ耐力を増大させた形状とすることができ、結果として質量やコストを低減できる。

また、後方側位置ＲＥでは、図６の二点鎖線Ｌ２から分かるように前突時の曲げモーメントが小さいことに対応して、膨出量の小さい小膨出部２６が形成されている。これにより、通常状態での着座者ＳＰの側方の空間を広く確保している。しかも、後方側位置ＲＥには後方側凸部２８が形成されているので、側突時の内折れ変形に対する曲げ耐力も増大されている。

図３（Ｅ）に示したように、この後方側凸部２８は、小膨出部２６の上下方向の中間部に形成されており、インナ側膨出部２２に現れる稜線３６が、後方側凸部２８が無い構成や、後方側凸部２８を上端や下端に形成した構成と比較して多くなっている。これにより、前突時にベルトラインレインフォースメント１８に作用した車両前方側からの荷重を後方側の部材（たとえばピラー）に、より確実に伝達できる。また、特に本実施形態では、後方側凸部２８についても、その突出端２８Ｔが曲げ中立軸よりも車幅方向外側に位置するようにしているので、内折れ変形に対する曲げ耐力を大きく確保できる。

また、前突時には、図５（Ａ）に示したように、車両前後方向の圧縮荷重と、車幅方向外側への曲げ力が作用するが、本実施形態ではインナパネル１６の板厚をアウタパネル１４よりも厚くしているので、ベルトラインレインフォースメント１８の外折れ変形に対してインナパネル１６が曲げ耐力を発揮する。これにより、前突時のベルトラインレインフォースメント１８の外折れ変形を抑制できる。

なお、上記では、本発明の車体側面構造の一例として、ドア１２と、このドア１２に設けられたベルトラインレインフォースメント１８を挙げたが、本発明の適用対象はこれに限定されない。たとえば、自動車のドアにおいて、ベルトラインレインフォースメントとは異なる位置（たとえばドアの下辺近傍）に、本発明を適用してもよい。また、ドア１２への適用に限定されず、ドアが設けられていない車体側面でもよい。たとえば２列シートで、且つ２ドアの自動車では、後列シートの車体側面に本発明を適用してもよい。

また、インナ側膨出部２２の断面形状を変化させることなく、ベルトラインレインフォースメント１８内にあらたな部材を追加することで、主凸部２４を構成してもよい。すなわち、図７に示すように、ベルトラインレインフォースメント１８内に補強部材３０を配設し、この補強部材３０を上下方向の所定位置で屈曲させたり、あるいは補強部材３０の長さを調整したりすることで、図１〜図６に示した実施形態の構造と同様の効果を得ることができる。たとえば図７に示した例では、補強部材３０に構成される主凸部２４の上下方向の高さを、略中間位置ＭＥでは最大とし、前方側及び後方側へ向かって漸減させている。また、補強部材３０の前方側の端部を前方側位置ＦＥに設定している。

本発明の一実施形態の車体側面構造が採用されたドアの概略構成を示す斜視図である。 （Ａ）は本発明の一実施形態の車体側面構造が採用されたドアのベルトラインレインフォースメントを示す図１のＣ−Ｃ線断面図であり、（Ｂ）は比較例のベルトラインレインフォースメントを示す断面図である。 本発明の一実施形態の車体側面構造が採用されたドアのベルトラインレインフォースメントを示し、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は図１のＣ−Ｃ線断面図、（Ｄ）は図１のＤ−Ｄ線断面図、（Ｅ）は図１のＥ−Ｅ線断面図である。 側突時のドアの内折れ変形の状態を説明する説明図であり、（Ａ）は比較例、（Ｂ）は本発明の場合である。 ドアに外力が作用した場合の変形の様子を示す説明図であり、（Ａ）は前突時、（Ｂ）は側突時である。 前突時および側突時でのベルトラインレインフォースメントに作用する曲げモーメントの分布をベルトラインレインフォースメントの位置との関係で示すグラフである。 （Ａ）は本発明の変形例に係る車体側面構造が採用されたドアを示す説明図であり、（Ｂ）はこのドアのベルトラインレインフォースメントを示す（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１２ ドア
１４ アウタパネル
１６ インナパネル
１８ ベルトラインレインフォースメント（閉断面部）
２０ アウタ側膨出部
２２ インナ側膨出部
２４ 主凸部（第１凸部）
２４Ｔ 突出端
２６ 小膨出部
２８ 後方側凸部（第２凸部）
２８Ｔ 突出端
３０ 補強部材
３２ 前方側ピラー
３４ 後方側ピラー
３６ 稜線
５２ ドア
５４Ａ 前端
ＢＣ 曲げ中立軸
ＦＥ 前方側位置
ＭＥ 略中間位置
ＮＰ 部分
ＲＥ 後方側位置
ＳＰ 着座者

Claims (6)

1. 車体の側面を構成するアウタパネルと、
   前記アウタパネルよりも板厚を厚くされ車幅方向内側に配置されてアウタパネルと共に車体の側面を構成するインナパネルと、
   前記アウタパネルに車両前後方向に延在するよう形成され、車幅方向断面において台形状に車幅方向外側に膨出されたアウタ側膨出部と、
   前記アウタ側パネルに対応する位置で前記インナパネルに形成され、車幅方向内側に膨出されて前記アウタ側膨出部とで閉断面部を構成するインナ側膨出部と、
   前記のインナ側膨出部に車両前後方向に連続するように設けられ、前記アウタ側膨出部に向かって突出されて突出端が前記閉断面部の曲げ中立軸よりも車幅方向外側に位置する第１凸部と、
   を有することを特徴とする車体側面構造。
2. 前記インナ側膨出部の車幅方向内側への膨出長が車両前後方向の中央部よりも後部において少なくされて小膨出部が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体側面構造。
3. 前記小膨出部において前記アウタ側膨出部に向かって突出された第２凸部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の車体側面構造。
4. 前記第１凸部の車両前方側端部が、前記閉断面部の車両前後方向中央部よりも前側に位置していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車体側面構造。
5. 前記アウタパネル及び前記インナパネルが車体のドアパネルを構成していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車体側面構造。
6. 前記膨出部が、前記ドアパネルのドアベルトラインレインフォースメントを構成していることを特徴とする請求項５に記載の車体側面構造。

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