JP2010228698A

JP2010228698A - 車体側部構造

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Publication number: JP2010228698A
Application number: JP2009081124A
Authority: JP
Inventors: Kyonobu Ogawa; 恭伸小川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: JP5087578B2

Abstract

【課題】車両の側面に荷重が入力されたときに、補強部材によるセンタピラーの荷重伝達効率を高め、溶接による変形を抑制し、溶接作業が容易な車体側部構造を提供する。
【解決手段】車体側部構造１１は、センタピラー１３に沿って補強部材２８を設け、センタピラー１３は、補強部材２８を閉断面として、車室１５へ向いている面３１に補強部材２８を取付けている板状の補強スティフナ２７に補強部材２８に沿って一方のビード３３、他方のビード３４がそれぞれ形成されているとともに、一方・他方のビード３３、３４と補強部材２８とがすみ肉溶接を施すことで第１溶接ビード部３６、第２溶接ビード部３７で接合されている。一方のビード３３は、凸に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の側面に他車によって荷重が入力されたときに、荷重をセンタピラーを介して分散する車体側部構造に関するものである。

車体側部構造には、車両の側面の前部に立設されたフロントピラーや中央に立設されたセンタピラーに補強材を入れているものがある。フロントピラーでは、例えば、軽合金製のアウタパネルの内側に、ピラースティフナとインナパネル（ピラーインナ）とで閉断面を形成し、この閉断面の内部に軽合金製押出し材からなる補強部材を嵌着することで、大きな剛性を確保しているものがある（例えば、特許文献１（図３、図４）参照）。

しかし、従来技術（特許文献１）は、補強部材の断面形状を閉断面の形状にほぼ一致させているので、センタピラーに採用できないという問題がある。センタピラーの場合、一般的にシートベルトアンカを閉断面内に収納するため、閉断面内の板材に補強部材を溶接する必要がある。
また、補強部材として押出し材を採用した場合、板材に溶接する際、高熱が発生し、板材が変形するおそれがある。特に、両方の材質がアルミニウムの場合に変形は顕著であるという問題がある。
さらに、生産コストを削減した溶接を行うにあたっては、汎用溶接機（スポット溶接用、アーク溶接用）を使うことが有効であるが、狭い断面内における溶接作業を容易にする手法が必要である。

特開平７−３１５２４７号公報

本発明は、車両の側面に荷重が入力されたときに、補強部材によるセンタピラーの荷重伝達効率を高め、センタピラーを細くし、且つ、センタピラーの強度を高め、溶接による変形を抑制し、溶接作業が容易で、補強部材の誤組みを防止する車体側部構造を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車室の側壁をなすサイドボデーの中央に立設されている閉断面のセンタピラーに沿って補強部材を設けている車体側部構造において、センタピラーは、補強部材を閉断面として、車室へ向いている面に取付けている板状の補強スティフナに補強部材に沿って一方のビード、他方のビードがそれぞれ形成されているとともに、一方・他方のビードと補強部材とがすみ肉溶接を施すことで接合されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、一方・他方のビードは、補強部材を配置した面に対し、凸に形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、補強部材は、一方と他方の溶接位置決め穴を、一方の縁からの距離と他方の縁からの距離を一致させて開けていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、センタピラーは、補強部材を閉断面として、車室へ向いている面に取付けている板状の補強スティフナに補強部材に沿って一方のビード、他方のビードがそれぞれ形成されているとともに、一方・他方のビードと補強部材とがすみ肉溶接を施すことで接合されているので、例えば、車両側面に他車が接触して荷重が入力されたときに、補強部材の閉断面によってセンタピラーの荷重伝達効率を高めることができる。

また、補強部材をスポット溶接で取付けたものに比べ、閉断面の補強部材を接合するすみ肉溶接は、溶接用のフランジを配置するスペースを設ける必要がなく、センタピラーを細くすることができ、且つ、センタピラーの強度を高めることができる。

さらに、すみ肉溶接を施したときに、アークの熱の入熱によって閉断面の補強部材が膨張すると、補強部材で押された一方・他方のビードは、盛り上がるように変形することで、補強部材の膨張（伸び）を吸収することができる。その結果、ドア開口フランジ面やウインドウガラスを接着する接着面の熱変形（徐冷後の変形を含め）を抑えることができ、すみ肉溶接の強度を高めても、精度確保が容易である。

加えて、一方のビード及び他方のビードは、溶接位置を表す目印となり、作業者が溶接位置を間違えるということを防ぐことができる。

請求項２に係る発明では、一方・他方のビードは、補強部材を配置した面に対し、凸に形成されているので、凸形の一方・他方のビードに補強部材をすみ肉溶接する際に、一方・他方のビードが目印となり、溶接箇所が明確になり、狭い空間での溶接作業が容易であるという利点がある。

請求項３に係る発明では、補強部材は、一方と他方の溶接位置決め穴を、一方の縁からの距離と他方の縁からの距離を一致させて開けているので、補強部材を車両の左のセンタピラー並びに右のセンタピラーで共用でき、且つ、車両の上方へ一方、他方のどちらを向けてもよく、誤組みを防止することができる。

本発明の実施例に係る車体側部構造の側面図である。図１の２−２線断面図である。図１の３−３線断面図である。本発明の実施例に係る車体側部構造の補強部材の斜視図である。本発明の実施例に係る車体側部構造の溶接変形を抑制する機構を説明する図である。本発明の実施例に係る車体側部構造の溶接容易となる機構を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例で詳細に説明する。

実施例に係る車体側部構造１１は、図１に示すように、車両１２のセンタピラー１３に採用され、側面衝突したときの荷重に対応するようにしたものである。以降で具体的に説明していく。

車両１２は、車室１５と、車室１５の側壁をなすサイドボデー１６と、ルーフ１７と、ドア（図に示していない）で開閉されるサイドボデー１６の乗降口２１と、サイドボデー１６の後部に形成されてクオータガラス（図に示していない）が取付けられるクオータ窓枠部２２と、を備える。
サイドボデー１６は、図２、図３のように、アウタパネル２４と、インナパネル２５と、これらのアウタパネル２４とインナパネル２５で形成されたセンタピラー１３を有し、センタピラー１３の内部に補強スティフナ２７と、補強部材２８と、を備え、車体側部構造１１を含む。

次に、車体側部構造１１を主体に図１〜図４で説明する。図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
車体側部構造１１は、車室１５の側壁をなすサイドボデー１６の中央に立設されている閉断面のセンタピラー１３に沿って補強部材２８を設け、センタピラー１３は、補強部材２８を閉断面として、車室１５へ向いている面３１に補強部材２８を取付けている板状の補強スティフナ２７に補強部材２８に沿って一方のビード３３、他方のビード３４がそれぞれ形成（例えば突形成）されているとともに、一方・他方のビード３３、３４と補強部材２８とがすみ肉溶接を施すことで第１溶接ビード部３６、第２溶接ビード部３７で接合されている。

一方のビード３３は、補強部材２８を配置した面３１に対し、凸に形成されている。
他方のビード３４は、一方のビード３３と同様に、補強部材２８を配置した面３１に対し、凸に形成されている。
補強部材２８は、図４のように、一方の溶接位置決め穴４１と他方の溶接位置決め穴４２を、一方の縁４３からの距離Ｅ１と他方の縁４４からの距離Ｅ２（Ｅ２＝Ｅ１）を一致させて開けている。

センタピラー１３はまた、図１の乗降口２１の後部４６をドア開口フランジ部４７で形成し、図２のドア開口フランジ部４７をアウタパネル２４のフランジ部５１とインナパネル２５のフランジ部５２とで補強スティフナ２７のフランジ部５３を挟んで３枚重ねにすることで形成し、図１のクオータ窓枠部２２の前部５５をクオータ開口フランジ部５６で形成し、図２のクオータ開口フランジ部５６をアウタパネル２４のフランジ部５７とインナパネル２５のフランジ部５８とで補強スティフナ２７のフランジ部６１を挟んで３枚重ねにすることで形成している。そして、先述したように、補強スティフナ２７に補強部材２８を固定して、補強部材２８とインナパネル２５との間にシートベルトアンカ６２を配置している。
クオータ窓枠部２２は、クオータ開口フランジ部５６を含め、車両１２の外側へ向いている接着面６４にクオータガラス（図に示していない）が接着される。

補強部材２８は、詳しくは、図２、図４に示すように、閉断面で、閉断面の形状を正方形とし、第１辺部７１、第２辺部７２、第３辺部７３、第４辺部７４とからなり、第１辺部７１、第２辺部７２の一方（上部）に溶接位置決め穴４１を貫通させ、第１辺部７１、第２辺部７２の他方（下部）に溶接位置決め穴４２を貫通させ、第１辺部７１を補強スティフナ２７に接触させている。

補強スティフナ２７は、図２、図３に示すように、ドア開口フランジ部４７に含まれるフランジ部５３に連ねて車両１２の外側（矢印ａ１の方向）へ向けて押し出した収納段部７６を形成し、収納段部７６に連ねて中央部７７を形成し、中央部７７に車両１２の内側（矢印ａ２の方向）へ向け、言い換えると、車室１５へ向けて突出させた一方（第１）のビード３３を形成し、一方（第１）のビード３３から所望の距離、すなわち補強部材２８の第１辺部７１を嵌めて補強部材２８の車両１２前後方向（Ｘ軸方向）の移動を規制する距離まで離して車室１５へ向けて突出させた他方（第２）のビード３４を形成し、他方（第２）のビード３４に連ねてクオータ開口フランジ部５６に含まれるフランジ部６１を形成している。

次に、本発明の実施例に係る車体側部構造１１の作用を説明する。
車体側部構造１１では、図２に示すように、車両１２の側面に他の車両が矢印ａ４のように接触（衝突）してセンタピラー１３が車室１５へ向かって変形し始めると、補強部材２８の閉断面によって荷重を伝えるので、側面衝突時の荷重伝達効率は高くなる。

車体側部構造１１では、図２のように、補強部材２８をスポット溶接で取付けたものに比べ、溶接用のフランジを配置するスペースを設ける必要がなく、センタピラー１３を細くすることができ、且つ、溶接長及び溶接量（厚さ）が増加することで、センタピラー１３の強度を高めることができる。

次に、本発明の実施例に係る車体側部構造１１の溶接変形を抑制する機構を図５、図６で説明する。なお、図５は補強部材２８の位置を図２に一致させることで、理解を容易にしているが、溶接作業のときは、図６の状態である。

車体側部構造１１では、一方のビード３３に二点鎖線で示す補強部材２８を溶接で施した第１溶接ビード部３６で接合すると、アークの熱で補強部材２８は実線で示すように膨張し同時に、一方のビード３３は熱膨張する。膨張することで補強部材２８が一方のビード３３を矢印ａ５のように押すと、一方のビード３３は膨出量を増加させるように変形するので、補強部材２８の伸び量及び、一方のビード３３自身の膨張・変形（徐冷後）を吸収することができ、補強スティフナ２７の一方のビード３３からフランジ部５３までの間は変形しない。その結果、ドア開口フランジ部４７の変形を抑制することができる。

他方のビード３４は、一方のビード３３と同様に、膨張する補強部材２８で矢印ａ６のように押されると、盛り上がるように変形して補強部材２８の伸び量及び、他方のビード３４自身の膨張・変形（徐冷後）を吸収することができ、補強スティフナ２７の他方のビード３４からフランジ部６１までの間は変形しない。その結果、クオータ窓枠部２２の変形を抑制することができ、ウインドウガラス（クオータガラス）を接着する接着面６４の熱変形を抑えることができる。

次に、本発明の実施例に係る車体側部構造１１の溶接容易となる機構を図６で説明する。
図６（ａ）は補強スティフナ２７と補強部材２８の溶接要領兼、機構説明断面図、図６（ｂ）は補強スティフナ２７と補強部材２８の溶接要領兼、機構説明斜視図である。

まず、補強スティフナ２７に補強部材２８を組み合わせる。具体的には、補強スティフナ２７の補強部材２８を重ねる面３１を上方へ向けて補強スティフナ２７を治具（図に示していない）で固定し、一方のビード３３と他方のビード３４の間に補強部材２８を置くことで嵌める。続けて、補強部材２８の溶接位置決め穴４１、４２に位置決め治具８１を嵌めることで、補強部材２８の長手方向（矢印ａ７の方向）の位置が定まると同時に補強部材２８及び補強スティフナ２７が拘束される。

このように、一方のビード３３と他方のビード３４の間に補強部材２８を嵌めると、補強部材２８の位置は自動的に定まるので、製造が容易である。
また、溶接位置決め穴４１、４２によって、車両１２の左のセンタピラー１３並びに右のセンタピラー１３で共用でき、且つ、車両１２の上方へ一方、他方のどちらを向けてもよく、誤組みを防止することができる。

引き続き、溶接を開始する。溶接作業者は、一方のビード３３と他方のビード３４の範囲だけ溶接を施せばよく、溶接開始前や溶接過程において、作業者が溶接位置を間違えるということを防ぐことができる。

また、一方のビード３３と補強部材２８との溶接では、補強スティフナ２７の収納段部７６によって補強部材２８との間が狭くなっているが、一方のビード３３を設けることで、溶接者は、遮光ガラスを用いても、溶接箇所の判別が容易である。
さらに、補強スティフナ２７の収納段部７６によって補強部材２８との間が狭くなることで、溶接トーチ８２の角度が規制されても、一方のビード３３を設けることで、補強部材２８とでなる開先８３をレ形にすることができ、下向き溶接の溶接作業が容易である。

より詳しくは、収納段部７６との干渉で溶接トーチ８２を倒せなくとも、一方のビード３３によって、溶着金属８４をせき止めることができ、溶着金属８４の流れ落ちを防止することができ、結果的に、溶接作業が容易である。逆に言うと、狭い断面内での溶接トーチ８２と部材（補強スティフナ２７の収納段部７６）との干渉を防ぐことができる。
すなわち、一方のビード３３を溶接作業者に向け凸にし且つ、補強部材２８を重ねる面に対し、凸にすることで、狭い断面内での溶接作業の作業性を向上させることができる。

尚、本発明の車体側部構造は、実施の形態ではセンタピラーに採用されているが、センタピラー以外のピラーにも採用可能である。

本発明の車体側部構造は、センタピラーに好適である。

１１…車体側部構造、１３…センタピラー、１５…車室、１６…サイドボデー、２７…補強スティフナ、２８…補強部材、３１…車室へ向いている面、３３…一方のビード、３４…他方のビード、３６…第１溶接ビード部、３７…第２溶接ビード部、４１…一方の溶接位置決め穴、４２…他方の溶接位置決め穴、４３…一方の縁、４４…他方の縁、Ｅ１…一方の縁からの距離、Ｅ２…他方の縁からの距離。

Claims

車室の側壁をなすサイドボデーの中央に立設されている閉断面のセンタピラーに沿って補強部材を設けている車体側部構造において、
前記センタピラーは、前記補強部材を閉断面として、前記車室へ向いている面に取付けている板状の補強スティフナに前記補強部材に沿って一方のビード、他方のビードがそれぞれ形成されているとともに、前記一方・他方のビードと前記補強部材とがすみ肉溶接を施すことで接合されていることを特徴とする車体側部構造。
前記一方・他方のビードは、前記補強部材を配置した前記面に対し、凸に形成されていることを特徴とする請求項１記載の車体側部構造。
前記補強部材は、一方と他方の溶接位置決め穴を、一方の縁からの距離と他方の縁からの距離を一致させて開けていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車体側部構造。