JP2010143477A - 車体側部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ロッカに車体幅方向外側から荷重が入力された際のクロスメンバへの入力荷重を抑える。
【解決手段】車体側部１０は、車体側面衝突等で車体幅方向外側からロッカ１００に荷重Ｆが入力されると、ロッカアウタパネル１２０からロッカリインフォースメント３００に荷重が伝達され、ロッカリインフォースメント３００の膨出部３２０からロッカインナパネルに荷重が伝達される。このとき、ロッカリインフォースメント３００のリブ３２３、３２８とリブ３２６と間のリブが形成されていない部位（Ｚ部）が脆弱部位となり、ここが変形起点として、ロッカリインフォースメント３００の膨出部３２０が車体幅方向に潰れ変形する。したがって、ロッカインナパネル１１０に接合されているフロアクロスメンバ５０に入力される荷重が抑えられ、その結果、フロアクロスメンバ５０の変形、特に上下折れ曲がり変形が防止又は抑制される。
【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、フロントサイドドアの間隙の下部に配設されたドア内エネルギ吸収メンバの縦壁部と下端縁部との間に、ドア前後方向に凸部と凹部を交互に形成することで、車体重量の大幅な増加を抑えつつ、前面衝突及び側面衝突に対する車体強度を向上させた車体補強構造が提案されている。
特開平７−２５７１７５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、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、側面衝突時におけるロッカ、特にロッカインナの稜線部の面外変形が抑制されることがある。このため、側面衝突時にロッカインナに接合されているクロスメンバへの入力荷重が増加し、この結果、クロスメンバの上下折れ曲がり変形が生じやすくなる。

本発明は、上記を考慮し、ロッカに車体幅方向外側から荷重が入力された際のクロスメンバへの入力荷重を抑え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に形成され、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部と、前記断面ハット形状部における各フランジ部の上下の端部から延出され、前記ロッカ本体の内壁面に沿って車体幅方向内側に向けて延出された延出部と、前記断面ハット形状部における車体幅方向内側に向けて膨出された略断面Ｕ字形状の膨出部と各前記延出部との間にそれぞれ車体前後方向に間隔をあけて複数形成された縦壁状の第一リブと、略断面Ｕ字形状の前記膨出部の内側に車体前後方向に間隔をあけ且つ前記第一リブと互い違いに複数形成された縦壁状の第二リブと、前記第一リブ及び前記第二リブに設けられ、前記ロッカに車体幅方向外側から車体幅方向内側に向けて荷重が入力されると前記膨出部が車体幅方向に潰れ変形する変形起点となる脆弱部位と、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、ロッカの断面崩れや稜線部の面外変形が抑制される。更に、ロッカリインフォース本体に縦壁状の第一リブと第二リブとが形成されているので、ロッカリインフォース本体の断面変形が抑制され、その結果、ロッカの断面崩れや稜線部の面外変形が効果的に抑制される。

また、車体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、ロッカアウタパネルからロッカリインフォースメントに荷重が伝達され、ロッカリインフォースメントの膨出部からロッカインナパネルに荷重が伝達される。

このとき、第一リブ及び第二リブの脆弱部位を変形起点として、ロッカリインフォースメントの膨出部が潰れ変形する。この膨出部の潰れ変形により、クロスメンバが接合されているロッカインナパネルの車体幅方向外側への変形が可能となり、クロスメンバとロッカインナパネルとの接合部位が自由端（フリー端）となる。よって、クロスメンバに作用するモーメントがキャンセルされ、クロスメンバへの荷重の伝達が抑制される。

したがって、ロッカインナパネルに接合されているクロスメンバに入力される荷重が抑えられ、その結果、クロスメンバの変形、特に上下折れ曲がり変形が防止又は抑制される。

請求項１に記載の発明によれば、ロッカに車体幅方向外側から荷重が入力された際のクロスメンバへの入力荷重を抑えることができる。

図１〜図２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）のＡ−Ａ線に沿った水平断面図である。なお、図２（Ｂ）の線Ｂは、（Ａ）のＢ部を示している。また、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断面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。

また、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。

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。また、縦壁状のリブ３２６は略縦断面Ｕ字状の膨出部３２０の内側に形成され、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、リブ３２３、３２６、３２８について、図２（Ａ）と図２（Ｂ）を用いて詳しく説明する。なお、図２（Ｂ）では、リブ３２８は図示されていないが、リブ３２３と同じ位置及び形状である。

図２（Ａ）と図２（Ｂ）とに示すように、リブ３２３、３２８は、フランジ部３１２、３１４から車体幅方向内側に向けて、ロッカリインフォース本体３０２の車体幅方向の略中間部まで延設されている。言い換えると、リブ３２３、３２８の車体幅方向内側端部３２３Ａ，３２８Ａはロッカリインフォース本体３０２の車体幅方向の略中間部に配置されている。

リブ３２６は、膨出部３２０の頂点部３２２から車体幅方向外側に向けて、リブ３２３、３２８の車体幅方向内側端部３２３Ａ，３２８Ａよりも車体内側まで延設されている。言い換えると、リブ３２６の車体幅方向外側端部３２６Ａは、リブ３２３、３２８の車体幅方向内側端部３２３Ａ，３２８Ａよりも車体内側に配置されている。

また、図２（Ｂ）に示すように、平面視において、リブ３２３（３２８）とリブ３２６とは、車体前後方向の異なる位置に形成されている。より詳しく説明すると、リブ３２３（３２８）とリブ３２６とが交互に（互い違いに）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。

車体側部１０のロッカ１００のロッカ本体１０２内に樹脂製のロッカリインフォースメント３００が設けられているので、ロッカ１００の断面崩れや稜線部の面外変形が抑制される。更に、ロッカリインフォース本体３０２に縦壁状の３２３、３２６、３２８が形成されているので、ロッカリインフォース本体３０２の断面変形が抑制され、その結果、ロッカ１００の断面崩れや稜線部の面外変形が効果的に抑制される。

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３を用いて説明する。図３（Ａ）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である。図３（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った図である。なお、図３（Ｂ）の線Ｂは、（Ａ）のＢ部を示している。また、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。

図３に示すように、比較例の車体側部１１のロッカ６００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８００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８００には、車体幅方向に沿った縦壁状のリブ８２３、８２６、８２８が、車体前後方向に間隔をあけて複数形成されている。縦壁状のリブ３８６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。また、縦壁状のリブ８２６は略縦断面Ｕ字形状の膨出部３２０の内側に形成され、縦壁状のリブ８２８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。

そして、リブ８２３、８２６、８２８は、それぞれがロッカリインフォース本体８０２の車体方向外側端部から車体幅方向内側端部まで形成されると共に、車体前後方向に同じ位置に形成（平面視において重なるように形成）されている点（図３（Ｂ）を参照）が、本実施形態と異なる。

図４（Ａ）は、比較例の車体側部１１のロッカ６００に車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重が入力された際の車体側部の変形を模式的に示す図である。図４（Ｂ）本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体側部１０のロッカ１００に車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重が入力された際の車体側部の変形を模式的に示す図である。

図４（Ａ）に示すように、比較例の車体側部１１のロッカ６００（ロッカ本体６０２）に車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重Ｆが入力されると、ロッカアウタパネル１２０からロッカリインフォースメント８００に荷重が伝達され、ロッカリインフォースメント８００からロッカインナパネル１１０に荷重が入力される。

このとき、ロッカリインフォースメント８００の膨出部８２０が接合された部位のロッカインナパネル１１０とフロアクロスメンバ５０の接合部位Ｇが、剛結結合状態となるので、ロッカ本体６０２、特にロッカインナパネル１１０の断面変形が抑制される。

このため、ロッカリインフォースメント８００を設けない構成と比較し、フロアクロスメンバ５０に入力される荷重が増加する。よって、フロアクロスメンバ５０の変形、特に図４に示すような、上下方向に湾曲し折れ曲がるような、上下折れ変形が発生する。また、フロアクロスメンバ５０の上下折れ変形に伴い、センターピラー２００及びロッカ６００の車体方向内側（車室内側）への変形量も増加する。

これに対応する方法として、フロアクロスメンバ５０の剛性を高くすることが考えられる。しかし、シート構造やヒップポイントの企画等のスペース上の制約から、フロアクロスメンバ５０の上下断面高さを拡大して、フロアクロスメンバ５０の剛性を上げることが困難である場合が多い。このため、フロアクロスメンバ５０の板厚の増加やリインフォースメントの追加等を行うことで、剛性を上げることなる。しかし、フロアクロスメンバ５０の板厚の増加やリインフォースメンの追加は、車体重量の増加やコスト高につながる。

これに対して、本実施形態の車体側部１０の場合は、図４（Ｂ）に示すように、車体側面衝突等で車体幅方向外側からロッカ１００に荷重Ｆが入力されると、ロッカアウタパネル１２０からロッカリインフォースメント３００に荷重が伝達され、ロッカリインフォースメント３００の膨出部３２０からロッカインナパネルに荷重が伝達される。

このとき、ロッカリインフォースメント３００のリブ３２３、３２８とリブ３２６と間のリブが形成されていない部位Ｚが脆弱部位（弱耐構造部位）となり、ここが変形起点として、ロッカリインフォースメント３００の膨出部３２０が車体幅方向に潰れ変形する（膨出部３２０が潰れクラッシュする）。また、リブ３２３、３２８とリブ３２６とは、車体前後方向に異なる位置に形成されているので（図２（Ｂ）参照）、膨出部３２０がより効果的に潰れ変形する。

この膨出部３２０の潰れ変形により、ロッカインナパネル１１０の車体幅方向外側への潰れ変形が可能となる。これにより、ロッカリインフォースメント３００の膨出部３２０が接合された部位のロッカインナパネル１１０とフロアクロスメンバ５０の接合部位Ｇが自由端（フリー端）となる。よって、フロアクロスメンバ５０に作用するモーメントがキャンセルされ、フロアクロスメンバ５０への荷重の伝達が抑制される。

したがって、ロッカインナパネル１１０に接合されているフロアクロスメンバ５０に入力される荷重が抑えられ、その結果、フロアクロスメンバ５０の変形、特に上下折れ曲がり変形が防止又は抑制される。

ここで、図５は、車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重Ｆが入力された際の、フロアクロスメンバ５０の車体幅方向のモーメント分布を示している。なお、破線Ａが比較例のモーメント分布を示し、実線Ｂが本実施形態のモーメント分布を示している。また、各分布グラフの左端が接合部位Ｇ（図３参照）であり、Ｙ軸はここから車体幅方向内側の位置を示している。

この図５のグラフを見ると判るように、前述したように本実施形態の接合部位Ｇ（図４（Ｂ）参照）は、自由端（フリー端）であるので、モーメントが小さい。これに対して、比較例の接合部位Ｇ（図４（Ａ）参照）は剛結端（支持端）であるので、モーメントが大きい。つまり、本実施形態の車体側部１０（図２、図４（Ｂ））は、比較例の車体側部１１（図３、図４（Ａ））に比べ、フロアクロスメンバ５０に作用するモーメントが抑えられていることが判る。

また、図６は、フロアクロスメンバ５０の接合部位Ｇ（図４参照）からのストロークと荷重との関係を示すグラフである。この図６のグラフに示すように、本実施形態（実線）の車体側部１０は、比較例（破線）の車体側部１１よりも、フロアクロスメンバ５０にかかる荷重が小さくなっていることが判る。

なお、上記実施形態では、脆弱部位（弱耐構造部位）は、リブ３２３、３２８とリブ３２６との間にリブが形成されていない部位Ｚであったが、これに限定されない。

例えば、図３に示すリブ８２３、８２６、８２８のようにロッカリインフォース本体８０２の車体方向外側端部から車体幅方向内側端部まで形成されていたとしても、上記実施形態のリブが形成されていない部位Ｚ（脆弱部位）に対応する部位から外側又は内側の板厚（肉厚）が薄くなった構成（段差が形成された構成）であってもよい。或いは、上記実施形態のリブが形成されていない部位Ｚ（脆弱部位）に対応する部位の板厚（肉厚）が薄くなっている構成（溝が形成された構成）であってもよい。更に、上記実施形態のリブが形成されていない部位Ｚ（脆弱部位）に対応する部位にスリットが形成されていてもよい。

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側面図である。 （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）のＡ−Ａ線に沿った水平断面図である。 （Ａ）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り、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った図である。 （Ａ）は、比較例の車体側部１１のロッカ６００に車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重が入力された際の車体側部の変形を模式的に示す図であり、（Ｂ）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１０のロッカ１００に車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重が入力された際の車体側部の変形を模式的に示す図である。 車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重Ｆが入力された際の、フロアクロスメンバの車体幅方向のモーメントの分布を示している。 フロアクロスメンバのストロークと荷重との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 車体側部
５０ 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
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
３１１ 延出部
３１２ フランジ部
３１４ フランジ部
３１３ 延出部
３２０ 膨出部
３２３ リブ（第一リブ）
３２８ リブ（第一リブ）
３２６ リブ（第二リブ）
３３０ 接着層
３３２ 接着層
３４０ 接着層
Ｚ リブが形成されていない部位（脆弱部位）

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部と、
   前記断面ハット形状部における各フランジ部の上下の端部から延出され、前記ロッカ本体の内壁面に沿って車体幅方向内側に向けて延出された延出部と、
   前記断面ハット形状部における車体幅方向内側に向けて膨出された略断面Ｕ字形状の膨出部と各前記延出部との間にそれぞれ車体前後方向に間隔をあけて複数形成された縦壁状の第一リブと、
   略断面Ｕ字状の前記膨出部の内側に車体前後方向に間隔をあけ、且つ前記第一リブと互い違いに複数形成された縦壁状の第二リブと、
   前記第一リブ及び前記第二リブに設けられ、前記ロッカに車体幅方向外側から車体幅方向内側に向けて荷重が入力されると、前記膨出部が車体幅方向に潰れ変形する変形起点となる脆弱部位と、
   を備える車体側部構造。

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