JP2010143476A - 車体側部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ロッカロッカリインフォースメントとの結合強度を確保しつつ、側面衝突等の車体幅方向外側からの荷重入力時における初期荷重のクロスメンバへの伝達効率を向上させる。
【解決手段】車体側部１０は、側面衝突等で車体幅方向外側からロッカ１００に荷重が入力されると、荷重の伝達の伴う断面変形によって、ロッカリインフォースメント３００の膨出部３２０の凸部３２４が車体幅方向内側に移動し、ロッカインナパネルに当接する。よって、接着層を介すことなく、ロッカインナパネル１１０に荷重が伝達（入力）されるので、ストローク荷重感度が高い。したがって、側面衝突等で車体側部１０のロッカ１００（ロッカ本体１０２）に車体幅方向から荷重Ｆが入力された際におけるフロアクロスメンバ５０への荷重の伝達効率が向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体側部構造に関する。

特許文献１には、それぞれ繊維強化樹脂より成るインナ部材とアウタ部材とが接合されて構成された閉断面構造の骨格体と、繊維強化樹脂より成り骨格体の内部を複数の閉断面部に区画するセンタ部材と、骨格体内に形成された閉断面部内に充填された下側芯材及び上側芯材と、を備える車体骨格部構造が記載されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−１９５２２３号公報

ここで、車体のサイドドアの下側（車体側部の下端部）に車体前後方向を長手方向として配置されたロッカ内に、結合強度を確保するため接着層（接着剤）によって内壁面に接合された樹脂製のロッカリインフォースメントが設けられた車体側部構造の場合、ロッカリインフォースメントから接着層を介して荷重が伝達されるので、側面衝突時における初期変形時の初期荷重特性のストローク荷重感度が低くなり、クロスメンバへの荷重伝達効率が低下することがある。

本発明は、上記を考慮し、ロッカとロッカリインフォースとの結合強度を確保しつつ、側面衝突等の車体幅方向外側からの荷重入力時における初期荷重のクロスメンバへの伝達効率を向上させた車体側部構造を提供することが目的である。

請求項１の発明は、車体側部の下端部に車体前後方向を長手方向として設けられたロッカの車体幅方向外側を構成し車体幅方向内側を開口側として配置された断面ハット形状のロッカアウタパネルと、前記ロッカの車体幅方向内側を構成し車体幅方向外側を開口側として配置された断面ハット形状のロッカインナパネルと、が、接合されることによって構成された閉断面構造のロッカ本体と、車体幅方向に沿って配置され、前記ロッカインナパネルに車体幅方向外側端部が接合されたクロスメンバと、前記ロッカ本体内における少なくとも前記クロスメンバが接合された部位に車体前後方向に沿って延設され、樹脂製のロッカリインフォース本体、前記ロッカリインフォース本体の外面に設けられ前記ロッカリインフォース本体を前記ロッカ本体の内壁面に接着させる接着層と、で構成されたロッカリインフォースメントと、前記ロッカリインフォース本体の一部を構成し、車体幅方向外側を開口側として配置され且つ車体幅方向内側に向けて膨出された略Ｕ字状の膨出部と、前記膨出部の頂点部に平面視で前記クロスメンバの接合部位よりも車体前後方向に延在するように形成され、車体幅方向内側に凸とされると共に前記ロッカインナパネルの内壁面に対して隙間をあけて対向配置され、周囲に前記接着層が設けられた凸部と、を備えている。

請求項１の発明では、ロッカ本体内に樹脂製のロッカリインフォースメントが設けられているので、側面衝突等の車体幅方向外側からの荷重入力時におけるロッカの断面崩や面外変形が抑制される。また、ロッカリインフォースメントは、外面に設けられた接着層によってロッカ本体の内壁面にロッカリインフォース本体が接着されているので、ロッカ（ロッカ本体）とロッカリインフォース（ロッカリインフォース）との結合強度が確保される。

また、側面衝突等で車体幅方向外側からロッカに荷重が入力されると、荷重入力に伴う断面変形によってロッカリインフォースメント本体の膨出部の凸部が車体幅方向内側に移動し、ロッカインナパネルに当接する。よって、ロッカリインフォースメントに伝達された荷重は、接着層を介すことなく、ロッカインナパネルに伝達（入力）される。

更に、凸部はクロスメンバの接合部位よりも車体前後方向に延在するように形成されているので、効果的にフロアクロスメンバに荷重が伝達（入力）される。

したがって、接着層を介して荷重が伝達される構造と比較し、側面衝突等の車体幅方向外側からの荷重入力時における初期変形時の初期荷重特性のストローク荷重感度が向上され、その結果、クロスメンバへの荷重伝達効率が向上する。

請求項１に記載の発明によれば、ロッカロッカリインフォースメントとの結合強度を確保しつつ、側面衝突等の車体幅方向外側からの荷重入力時における初期荷重のクロスメンバへの伝達効率を向上させることができる。

図１〜図４を用いて、本発明に係る車体側部構造について説明する。図１は、本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体側部を車体幅方向外側から見た側面図である。図２（Ａ）は、本実施形態の車体側部構造が適用された車体側部を示す図１のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である（車体幅方向に沿った縦断面図である）。図２（Ｂ）は（Ａ）に示す車体側部のロッカリインフォースの要部における接着層が発泡する前の状態の縦断面図である。図３は、本実施形態の車体側部構造が適用された車体側部を示す図１のＢ−Ｂ線に沿った水平縦断面図である。図４は、本実施形態の車体側部構造部が適用された車体側部のロッカリインフォースの要部における接着層が発泡する前の状態を示す斜視図である。なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＯＵＴは車体車幅方向外側方向を示す。

図１に示すように、車体側部１０のフロント側には、図示しないフロントサイドドアによって開閉されるフロント側ドア開口部１２が形成されており、車体側部１０のリヤ側には、図示しないリヤサイドドアによって開閉されるリヤ側ドア開口部１４が形成されている。フロント側ドア開口部１２及びリヤ側ドア開口部１４の下縁側（フロントサイドドア及びリヤサイドドアの下側）、すなわち、車体側部１０の下端部には、車体前後方向を長手方向として配置されたロッカ１００が設けられている。また、車体側部１０の車体前後方向中間部には、略車体上下方向を長手方向として配置されたセンターピラー（Ｂピラー）２００が設けられている。

図２（Ａ）に示すように、センターピラー２００は、略車体上下方向を長手方向として配置された閉断面構造の車体骨格部材とされている。センターピラー２００は、車体幅方向外側に配置され且つ水平断面がハット形状とされたセンターピラーアウタパネル２０４と、車体幅方向内側に配置され且つ水平断面がハット形状とされたセンターピラーインナパネル２１０と、を有し、それぞれの開口側を向き合わせて接合されることで閉断面が構成されている。また、センターピラーアウタパネル２０４とセンターピラーインナパネル２１０とで構成される閉断面内には、センターピラー２００を補強する断面ハット形状のセンターピラーリインフォースメント２０２が設けられている。

ロッカ１００は、車体前後方向を長手方向として配置された閉断面構造の車体骨格部材とされている。

ロッカ１００は、車体幅方向内側に配置され且つ開口側を車体幅方向外側に向けた断面ハット形状の板金製のロッカインナパネル１１０と、ロッカインナパネル１１０の車体幅方向外側に配置され且つ開口側を車体幅方向内側に向けた断面ハット形状の板金製のロッカアウタパネル１２０と、を有している。そして、ロッカインナパネル１１０とロッカアウタパネル１２０の開口側を向き合わせて、上下のフランジ部１１２、１１４と上下のフランジ部１２２、１２４と同士がスポット溶接されることによって、閉断面構造のロッカ本体１０２が構成されている。

なお、センターピラーインナパネル２１０の下端部２１２が、ロッカインナパネル１１０の上側のフランジ部１１２とロッカアウタパネル１２０の上側のフランジ部１２２との間に挟まれた状態で、スポット溶接されている（センターピラーインナパネル２１０の下端部２１２、ロッカインナパネル１１０のフランジ部１１２及びロッカアウタパネル１２０のフランジ部１２２が三枚重ね合わされた状態で、スポット溶接されている）。

センターピラーリインフォースメント２０２の下端部２０２Ａは、ロッカアウタパネル１２０の車体幅方向外側に向けて膨出した膨出部１２６の上部に接合されている。また、センターピラーアウタパネル２０４の下端部２０４Ａは、ロッカアウタパネル１２０に沿って車体幅方向内側に湾曲されている。そして、下端部２０４Ａの先端部分が、ロッカインナパネル１１０のフランジ部１１４とロッカアウタパネル１２０のフランジ部１２４との接合部位に、スポット溶接によって接合されている（センターピラーリインフォースメント２０２の下端部２０２Ａ、ロッカインナパネル１１０のフランジ部１１４、及びロッカアウタパネル１２０のフランジ部１２４が三枚重ね合わされた状態でスポット溶接されている）。

ロッカ１００の車体幅方向内側には、フロアパン３０が配設されている。フロアパン３０の車体幅方向外側の端末部３０Ａは、上方に折り曲げられ、ロッカインナパネル１１０の車体幅方向内側に向けて膨出した膨出部１１６の下部に接合されている。

フロアパン３０の上面側で車体前後方向中間部には、車体幅方向を長手方向として配置された閉断面構造のフロアクロスメンバ５０が配設されている。フロアクロスメンバ５０の車体幅方向外側端部は、ロッカインナパネル１１０の膨出部１１６とフロアパン３０の上面とにスポット溶接されている。

ロッカ本体１０２内（閉断面構造内）には、ロッカ本体１０２を補強するためロッカリインフォースメント３００が車体前後方向に沿って延設されている。ロッカリインフォースメント３００は、横向きの略Ｍ字形状（又は略Ｗ字形状）の樹脂製のロッカリインフォース本体３０２と、ロッカリインフォース本体３０２の外面に設けられた接着層３３０、３３２、３４０と、で構成されている。

ロッカリインフォース本体３０２は、開口側が車体幅方向外側に向いた断面ハット形状部３１０を有している。断面ハット形状部３１０は、車体幅方向外側を開口側として配置され且つ車体幅方向内側に向けて膨出された略Ｕ字状の膨出部３２０と、膨出部３２０の端部から上方向及び下方向に延出するフランジ部３１２、３１４と、で構成されている。

断面ハット形状部３１０の車体幅方向外側のフランジ部３１２、３１４の上下端には、ロッカ本体１０２の内壁面１０２Ａに沿って車体幅方向内側に延出された延出部３１１、３１３が形成されている。そして、これら延出部３１１、３１３及びフランジ部３１２、３１４がロッカ本体１０２の内壁面１０２Ａに接着層３３０、３３２によって接着されている。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３、図４に示すように、断面ハット形状部３１０の車体幅方向内側に向けて膨出された膨出部３２０の頂点部３２２には、車体幅方向内側に向けて凸となった凸部３２４が形成されている。

凸部３２４は、フロアクロスメンバ５０の接合部位（図３のＹ１間）よりも車体前後方向に延在するように形成されている（図３のＹ２間）。また、凸部３２４は、ロッカインナパネル１１０の膨出部１１６の内壁面１１６Ａに対して隙間Ｓ（図２（Ｂ）、図３を参照）をあけて対向配置されている。膨出部３２０の頂点部３２２における凸部３２４の周囲（本実施形態では凸部３２４の上下）には接着層３４０が設けられている。

図２（Ｂ）に示すように、ロッカ１００の組立完成後、塗装乾燥工程で加熱されることで、接着層３４０が発泡され（図中の矢印Ｈ参照）、膨出部３２０の頂点部３２２とロッカインナパネル１１０の膨出部１１６の内壁面１１６Ａとが接着される。よって、ロッカ本体１０２の内壁面１０２Ａにロッカリインフォースメント６００（ロッカリインフォース本体６０２）が均一に接着される。

また、図２（Ａ）に示すようにロッカリインフォースメント３００には、車体幅方向に沿った縦壁状のリブ３２３、３２６、３２８が、車体前後方向に間隔をあけて複数形成されている。

なお、縦壁状のリブ３２３は膨出部３２０と延出部３１１及びフランジ部３１２との間に形成されている（図４参照）。また、縦壁状のリブ３２６は略Ｕ字状の膨出部３２０の内側に形成され（図３参照）、縦壁状のリブ３２８は膨出部３２０と延出部３１３及びフランジ部３１４との間に形成されている。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。

ロッカ１００のロッカ本体１０２内にロッカリインフォースメント３００が設けられているので、側面衝突等の車体幅方向外側から荷重入力時（図２（Ａ）参照）におけるロッカ１００の断面崩や面外変形が抑制される。また、ロッカリインフォースメント３００は、外面に設けられた接着層３３０、３３２、３４０によってロッカ本体１０２の内壁面１０２Ａに接着されているので、ロッカ本体１０２との結合強度（接着強度）が確保される。

ここで、本発明が適用されていない比較例としての車体側部１１について、図５を用いて説明する。図５は比較例の車体側部を示す車体幅方向外側から見た側面図である。なお、本実施形態と構造が異なる部分のみを説明し、他の部分の説明は省略する。また、同一の部材には同一の符号を付す。

車体側部１１のロッカ５００の板金製のロッカ本体１０２内（閉断面構造内）には、ロッカ本体１０２を補強するためロッカリインフォースメント６００が車体前後方向に沿って延設されている。ロッカリインフォースメント６００は、樹脂製のロッカリインフォース本体６０２の断面ハット形状部３１０の膨出部３２０の頂点部３２２に凸部３２４（図２）が形成されていない点が本実施形態と異なり、他は同様の構成とされている。また、膨出部３２０の頂点部３２２は接着層３５０が設けられ、ロッカインナパネル１１０の膨出部１１６の内壁面１１６Ａと接着されている。

比較例の車体側部１１のロッカ５００を構成する板金製のロッカ本体１０２、樹脂製のロッカリインフォース本体６０２、及び接着層３３０、３３２、３５０のうち、材料特性上、接着層３３０、３３２、３５０の強度が最も低い。

また、図６のグラフの太線Ｊで示すように、樹脂製のロッカリインフォース本体６０２は圧縮方向（厚み方向）の材料強度特性は、略線形の特性を示し、圧縮代の増加に伴い応力値も増加する。これに対して、グラフの細線Ｓに示すように、接着層３５０の圧縮方向（厚み方向）の材料強度特性は非線形の特性を示し、圧縮代が小さいときは応力値の増加が少ないが、圧縮代が増加するにつれて応力値が急激に増加する。つまり、接着層３５０は、初期変形時の初期荷重特性のストローク荷重感度が低い。よって、比較例の車体側部１１は、側面衝突等で車体側部１１に車体幅方向から荷重が入力された際のフロアクロスメンバ５０への初期入力は、接着層３５０を介して荷重が伝達される分、時刻暦で遅くなる。

これに対して、本実施形態の車体側部１０は、側面衝突等で車体幅方向外側からロッカ１００に荷重が入力されると、荷重の伝達に伴う断面変形によって、ロッカリインフォースメント３００の膨出部３２０の凸部３２４が車体幅方向内側に移動し、ロッカインナパネルに当接する。よって、接着層を介すことなく、ロッカインナパネル１１０に荷重が伝達（入力）されるので、ストローク荷重感度が高い。これにより、側面衝突等で車体側部１０に車体幅方向から荷重が入力された際のフロアクロスメンバ５０への初期入力が、比較例に比べ、時刻暦で早くなる。

したがって、本実施形態の車体側部１０は、比較例の車体側部１１よりも、側面衝突等でロッカ１００に車体幅方向から荷重Ｆが入力された際におけるフロアクロスメンバ５０への荷重の伝達効率が向上する。

また、凸部３２４はフロアクロスメンバ５０の接合部位よりも車体前後方向に延在するように形成されているので（図３参照）、効果的にフロアクロスメンバ５０荷重が伝達（入力）される。

図８（Ｂ）のグラフは、図８（Ａ）に示す本実施形態の車体側部１０（図２参照）と比較例の車体側部１１（図５参照）とにおけるフロアクロスメンバ５０のＡ−Ａ線に沿った断面の荷重とストロークとの関係を示している。この図８（Ｂ）を見ると判るように、本実施形態の車体側部１０（実線）の方が、比較例の車体側部１１（破線）よりも、荷重の伝達が早期化されていることが判る（図中の矢印参照）。

このように、比較例の車体側部１１と比較し、本実施形態の車体側部１０は、側面衝突等の車体幅方向外側から荷重入力時における初期変形時の初期荷重特性のストローク荷重感度が向上され、この結果、フロアクロスメンバ５０への荷重伝達効率が向上する。

また、図７は、ロッカ１００、５００の車体幅方向内側への侵入量と荷重との関係を示すグラフである。この図７のグラフに示すように、比較例のロッカ５００の車体幅方向内側への侵入量に対する荷重勾配（破線）よりも、本実施形態のロッカ１００の車体幅方向内側への侵入量に対する荷重勾配（実線）の方が傾き急になっている。よって、同じ分担エネルギー（積分値（斜線で示す面積））であれば、比較例のロッカ５００の車体幅方向内側への侵入量（Ｘ２）よりも、本実施形態のロッカ１００の車体幅方向内側への侵入量（Ｘ１）の方が小さい。つまり、側面衝突等の車体幅方向外側から荷重入力時におけるロッカ１００の車体幅方向内側（車室内側）への侵入が抑制される。

ここで、一般的には、部品加工精度や製造工程能力等の種々の製造条件から、発泡前の接着層３５０の厚みは約２ｍｍとされ、比較例の車体側部１１において、発泡前の接着層３５０とロッカインナパネル１１０の膨出部１１６の内壁面１１６Ａとの隙間は、セット性、干渉防止の観点から約３ｍｍとされている。よって、圧縮時の材料の応力特性は約１／１０となり、強度が増加する圧縮代となる前述した図６のグラフのＧ部が使用されない領域となるため、十分な強度が得られない場合がある。

また、接着層３５０は、塗装乾燥工程で加熱されることで発泡され、ロッカインナパネル１１０の膨出部１１６の内壁面１１６Ａと接着される。よって、各種条件（各工場や工程能力）によって発泡密度がばらつき、その結果、強度のばらつきが生じる（強度ばらつきが大きい）。

この対策としては、接着層３５０を薄肉化することで、十分な強度を得るようにすることが合理的だと考えられるが、前述したように種々の製造条件から、現状よりも薄肉化することが困難とされている。よって、樹脂製のロッカリインフォース本体６０２の肉厚を増加させることによって、断面内の応力と肉厚との積を大きくし、断面強度を確保する必要が生じる。しかし、ロッカリインフォース本体６０２の肉厚を増加させると、重量の増加を招く。

これに対して本実施形態の車体側部１０は、前述したように、ロッカリインフォースメント３００の凸部３２４がロッカインナパネル１１０に当接して、接着層を介すことなく、荷重を伝達（入力）するので、ロッカリインフォース本体３０２の肉厚を増加させることなく、つまり、重量の増加を招くことなく、フロアクロスメンバ５０への荷重の伝達効率が向上する。

尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体側部を車体幅方向外側から見た図である。 （Ａ）は、本実施形態の車体側部構造が適用された車体側部を示す図１のＡ−Ａ線に沿った縦断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す車体側部のロッカリインフォースの要部における接着層が発泡する前の状態の縦断面図である。 本実施形態の車体側部構造が適用された車体側部を示す図１のＢ−Ｂ線に沿った水平縦断面図である。 本実施形態の車体側部構造部が適用された車体側部のロッカリインフォースの要部における接着層が発泡する前の状態を示す斜視図である。 比較例の車体側部を車体幅方向外側から見た図である。 樹脂製のロッカリインフォース本体及び接着層の圧縮方向（厚み方向）の材料強度特性を示すグラフである。 ロッカの車体幅方向内側への侵入量と荷重との関係を示すグラフである。 （Ａ）は本実施形態の車体側部と比較例の車体側部とを模式的に示す側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すフロアクロスメンバのＡ−Ａ線に沿った断面の荷重とストロークとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 車体側部
５０ フロアクロスメンバ（クロスメンバ）
１００ ロッカ
１０２ ロッカ本体
１０２Ａ 内壁面
１１０ ロッカインナパネル
１１６Ａ 内壁面
１２０ ロッカアウタパネル
３００ ロッカリインフォースメント
３０２ ロッカリインフォース本体
３１０ 断面ハット形状部
３２０ 膨出部
３２２ 頂点部
３２４ 凸部
３３０ 接着層
３３２ 接着層
３４０ 接着層

Claims (1)

1. 車体側部の下端部に車体前後方向を長手方向として設けられたロッカの車体幅方向外側を構成し車体幅方向内側を開口側として配置された断面ハット形状のロッカアウタパネルと、前記ロッカの車体幅方向内側を構成し車体幅方向外側を開口側として配置された断面ハット形状のロッカインナパネルと、が、接合されることによって構成された閉断面構造のロッカ本体と、
   車体幅方向に沿って配置され、前記ロッカインナパネルに車体幅方向外側端部が接合されたクロスメンバと、
   前記ロッカ本体内における少なくとも前記クロスメンバが接合された部位に車体前後方向に沿って延設され、樹脂製のロッカリインフォース本体と、前記ロッカリインフォース本体の外面に設けられ前記ロッカリインフォース本体を前記ロッカ本体の内壁面に接着させる接着層と、で構成されたロッカリインフォースメントと、
   前記ロッカリインフォース本体の一部を構成し、車体幅方向外側を開口側として配置され且つ車体幅方向内側に向けて膨出された略Ｕ字状の膨出部と、
   前記膨出部の頂点部に平面視で前記クロスメンバの接合部位よりも車体前後方向に延在するように形成され、車体幅方向内側に凸とされると共に前記ロッカインナパネルの内壁面に対して隙間をあけて対向配置され、周囲に前記接着層が設けられた凸部と、
   を備える車体側部構造。

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