JP2011136621A

JP2011136621A - 車体側部構造

Info

Publication number: JP2011136621A
Application number: JP2009297076A
Authority: JP
Inventors: Toyoya Kanaguchi; 豊也金口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2029-12-28
Also published as: JP5324419B2

Abstract

【課題】ルーフ側部のフレーム部材とフロア側部のフレーム部材に作用するせん断荷重をセンタピラーで有利に受け止め、しかも、センタピラーの強度を充分に高く維持することのできる車体側部構造を提供する。
【解決手段】略一定断面の金属管を三次元曲げ成形によって湾曲形成した前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂによってセンタピラー１２を構成する。前部ピラー管３０Ａは上下の各端縁が車体前方側に湾曲し、後部ピラー管３０Ｂは上下の各端縁が車体後方側に湾曲するように形成する。両ピラー管３０Ａ，３０Ｂは上下方向中央領域の弓状に湾曲した凸部同士で相互に接合し、前後に分岐する上下の端縁を、トラス構造を成すように上部フレーム１０とサイドシル１１とに接合する。
【選択図】図２

Description

この発明は、車室側方にセンタピラーを備える車両の車体側部構造に関するものである。

車体の側部構造として、車体前後方向に延出するルーフサイドレール（ルーフ側部のフレーム部材）とサイドシル（フロア側部のフレーム部材）の中央領域同士がセンタピラーによって結合されたものがある。

また、この種の車両の車体側部構造として、センタピラーの上下の端部に、二股状に分岐して車体前方側と後方側に向かって斜めに延出する前方分岐部と後方分岐部が設けられ、各分岐部の端縁がルーフサイドレールとサイドシルに結合されたものが知られている（特許文献１参照）。
この車体側部構造は、センタピラーの上下の端部が車体前方側と後方側に向かって斜めに延出する一対の分岐部によってルーフサイドレールとサイドシルに結合されているため、ルーフサイドレールとサイドシルに対するセンタピラーの結合部がトラス構造を成し、ルーフサイドレールとサイドシルの間に作用するせん断荷重をそのトラス構造で有利に受け止めることができる。

米国特許第５３３２２８１号明細書特開２００７−８３３０４号公報

しかし、この従来の車体側部構造の場合、センタピラーの上下のトラス構造によってせん断荷重を有利に受け止められるようになるものの、センタピラーの断面形状が上下方向で大きく変化することから、車体がロールした場合等センタピラーに上下方向から大きな荷重が入力されたときに、センタピラーの中央領域の断面変化部に応力が生じ易くなる。

そこでこの発明は、ルーフ側部のフレーム部材とフロア側部のフレーム部材に作用するせん断荷重をセンタピラーで有利に受け止め、しかも、センタピラーの強度を充分に高く維持することのできる車体側部構造を提供しようとするものである。

この発明に係る車体側部構造では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、ルーフ側部のフレーム部材（例えば、実施形態における上部フレーム１０）とフロア側部のフレーム部材（例えば、実施形態におけるサイドシル１１）がセンタピラー（例えば、実施形態におけるセンタピラー１２）によって連結された車体側部構造において、前記センタピラーは、ロールフォーム成形等により成形した略一定断面の金属管を三次元曲げ成形によって湾曲形成した前部ピラー管（例えば、実施形態における前部ピラー管３０Ａ）と後部ピラー管（例えば、実施形態における後部ピラー管３０Ｂ）を備えてなり、前記前部ピラー管は上下の各端縁が車体前方側に湾曲し、前記後部ピラー管は上下の各端縁が車体後方側に湾曲し、前記前部ピラー管と後部ピラー管は、上下方向中央領域の弓状に湾曲した凸部同士で相互に接合されるとともに、上下の各端縁がそれぞれ前後に分岐して、ルーフ側部とフロア側部の前記フレーム部材とトラス構造を成すように、前記各フレーム部材に接合されていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る車体側部構造において、前記前部ピラー管と後部ピラー管のうちの、上下方向中央領域の接合箇所からオフセットした部位には、ドアヒンジ取付用ブラケット（例えば、実施形態におけるドアヒンジ取付用ブラケット３６，３７）が前記前部ピラー管と後部ピラー管に掛け渡されて取り付けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、センタピラーが略一定断面の金属管を三次元曲げによって湾曲形成した前部ピラー管と後部ピラー管を備えた構成とされ、前部ピラー管と後部ピラー管が、上下方向の中央領域の弓状に湾曲した凸部同士で相互に接合されるとともに、上下の分岐した端縁がトラス構造を成すようにルーフ側部とフロア側部の各フレーム部材に接合されているため、ルーフ側部とフロア側部のフレーム部材に作用するせん断荷重をセンタピラーの上下のトラス構造で有利に受け止めることができ、しかも、各ピラー管の断面形状の変化が少ないことと、両ピラー管が弓状に湾曲した凸部同士で相互に接合されることから、略上下方向の荷重入力に対してセンタピラーの応力集中を抑制し、センタピラーの曲げ強度を充分に高く維持することができる。

請求項２に係る発明によれば、前部ピラー管と後部ピラー管の中央領域の接合部とオフセットした部位に、ドアヒンジ取付用ブラケットが両ピラー管に掛け渡されて取り付けられていることから、センタピラーの中央領域に作用する応力をより一層分散することができる。

この発明の一実施形態の車両の骨格部を示す斜視図である。この発明の一実施形態の車両の左側部の骨格部を示す斜視図である。この発明の一実施形態の車両の図２のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。この発明の一実施形態の車両の図２のＢ−Ｂ断面に対応する断面図である。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この実施形態に係る車両１の骨格部を示す斜視図であり、図２は、同車両の左側部の骨格部を拡大して示す斜視図である。
この実施形態の車両１はセダン型の車両であり、車室２の前後にエンジンルーム３とトランクルーム４が設けられ、車室２内には前席スペースと後席スペースが確保されている。

車両１のルーフの車幅方向の両側には、車体前後方向に延出する閉断面構造の上部フレーム１０（ルーフ側部のフレーム部材）が配置され、車室２の両側部の下方には、車体前後方向に延出する閉断面構造のサイドシル１１（フロア側部のフレーム部材）が配置されている。上部フレーム１０は、ルーフの側方だけでなく、さらに前部下方に延出して車両１のフロントピラーアッパを構成するとともに、後部下方にも同様に延出して車両１のリヤピラーを構成している。そして、車両左右の上部フレーム１０とサイドシル１１の車体前後方向の略中央領域同士は後述するセンタピラー１２によって連結されている。

左右の上部フレーム１０のルーフ領域同士は、車幅方向に延出する複数のルーフレール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃによって連結されており、左右のサイドシル１１同士は、同様に車幅方向に延出する複数のフロアクロスメンバ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃによって連結されている。また、左右の各上部フレーム１０の前端部は、サイドシル１１の前端部から上方に垂立する閉断面構造のフロントピラーロア１８の上端部と、フロントピラーロア１８の上端部から前部下方に向かって湾曲して延出するアッパメンバ１９とに連結されている。

エンジルーム３の車幅方向の両側には、車体前後方向に延出するフロントサイドフレーム１５が配置され、トランクルーム４の車幅方向の両側には、車体前後方向に延出するリヤサイドフレーム１６が配置されている。
左右のフロントサイドフレーム１５の後端部は、車幅方向に延出して左右のフロントピラーロア１８を連結するダッシュボードロア・クロスメンバ２０と、車室２の下方で車体前後方向に延出するフロントフロアフレーム２１の前縁部に結合されている。また、各フロントサイドフレーム１５の後端部はアウトリガー２２を介してサイドシル１１の前端部にも結合されている。なお、図１中、２３は、エンジンルーム３の前部上端側において左右のアッパメンバ１９を連結する略コ字状のフロントバルクヘッドアッパであり、２４は、フロントバルクヘッドアッパ２３に結合されてラジエータ収納部を形成するフロントバルクヘッドロアである。また、車両１の前部下方まで延出した左右のアッパメンバ１９の前端部は、連結部材２５を介してフロントサイドフレーム１５の前端部側面に結合されている。

左右のリヤサイドフレーム１６の前端部は、車幅方向外側に湾曲して左右のサイドシル１１に結合されるとともに、複数のクロスメンバ２６Ａ，２６Ｂを介して相互に連結されている。また、前述した上部フレーム１０の後端部は、リヤサイドフレーム１６の後端部に対し車体前後方向のほぼ同位置まで延出し、図示しない連結部材を介して対応するリヤサイドフレーム１６の後端部側面に結合されている。なお、図中２７は、リヤホイールハウス２８が一体に設けられ、上部フレーム１０の後縁部とサイドシル１１とに結合されるリヤインナパネルである。

ここで、上部フレーム１０とサイドシル１１の略中央領域同士を連結するセンタピラー１２は、金属製の角筒状部材から成る前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂが結合させて構成されている。前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂは、ロールフォーム成形によって略一定断面形状に形成された後に、特開２００７−８３３０４号公報に示すような加工装置を用いて三次元曲げ成形によって所定の湾曲形状に造形されている。具体的には、前部ピラー管３０Ａは上下の端縁が前方側に湾曲し、後部ピラー管３０Ｂは上下の端縁が後方側に湾曲しており、両者の上下方向の中央領域は車幅方向外側に向かって若干膨出している。
この実施形態の場合、前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂの側壁の少なくとも一面には、強度及び剛性を高めるための長手方向に沿うビード３１（溝）がロールフォーム成形によって設けられている。また、前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂは、前述した三次元曲げ成形の際に、強度を高めたい必要箇所に焼き入れ処理が施されている。例えば、側面衝突時に相手車両が当たる上下方向中央から下端までの領域に対して焼き入れを施し、それによって当該領域の強度を上げることができる。
なお、前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂはロールフォーム成形に限らず、引き抜き成形や、押出し成形、ＵＯ成形等によって形成することも可能である。

そして、上記のように形成された前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂは上下方向略中央の弓状に湾曲した凸部同士がＭＩＧ溶接等によって相互に接合されている（接合箇所は符号Ｘで示す）。こうして接合された前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂの上下の端縁はそれぞれ前後に分岐するかたちで湾曲し、分岐した各端部は上部フレーム１０とサイドシル１１とにＭＩＧ溶接等によって結合されている。したがって、前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂは上下の端部が上部フレーム１０とサイドシル１１に対してトラス構造を成すように結合されている。

図３は、前部ピラー管３０Ａの上端部と上部フレーム１０との結合部を示すものである。
上部フレーム１０は、前部ピラー管３０Ａや後部ピラー管３０Ｂと同様にロールフォーム成形等によって略一定断面形状に形成されているが、下縁部には接合フランジ３２が突設されている。この接合フランジ３２には、ドア開口を成す領域では図示しないボディサイドウェザーストリップが取り付けられる。前部ピラー管３０の上端部には接合フランジ３２を受容するための溝３３が設けられており、前部ピラー管３０Ａの上端部は、その溝３３に接合フランジ３２を嵌合した状態において上部フレーム１０の下面に溶接固定されている。なお、後部ピラー管３０Ｂの上端部も前部ピラー管３０Ａと同様にして上部フレーム１０に溶接固定されている。

図４は、前部ピラー管３０Ａの下端部とサイドシル１１との結合部を示すものである。
サイドシル１１は、車外側のリインフォースメント１１ａと車内側のサイドシルインナ１１ｂが接合されて閉断面構造を成しているが、車外側のリインフォースメント１１ａはロールフォーム成形によって外向きフランジを有する略コ字状断面に形成されるとともに、上下面と車外側面とに強度及び剛性を高めるための長手方向に沿うビード３５（溝）が設けられている。前部ピラー管３０Ａの下端部はリインフォースメント１１ａの上面にビード３５を閉じるように溶接固定されている。後部ピラー管３０の下端部も同様にリインフォースメント１１ａの上面に溶接固定されている。

また、前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂのうちの、上下方向略中央領域の接合箇所Ｘから上方側と下方側にオフセットした部位には、それぞれドアヒンジ取付用ブラケット３６，３７が前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂに掛け渡されて取り付けられている。これらのブラケット３６，３７には後部側のサイドドアのヒンジ部が取り付けられる。

以上のように、この実施形態の車両１の車体側部構造においては、センタピラー１２が金属管を三次元曲げによって湾曲形成した略一定断面の前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂによって構成され、上下の端縁が前方側に湾曲する前部ピラー管３０Ａと上下の端縁が後方側に湾曲する後部ピラー管３０Ｂの中央領域の凸部同士が溶接固定されるとともに、両ピラー管３０Ａ，３０Ｂの前後に分岐した上下の端部がトラス構造を成すようにして上部フレーム１０とサイドシル１１とに接合されているため、上部フレーム１０とサイドシル１１の間に作用するせん断荷重を前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂの上下の分岐部によるトラス構造で有利に受け止めることができる。
そして、この車体側部構造においては、前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂが略一定断面形状であることと、両ピラー管３０Ａ，３０Ｂが弓状に湾曲した凸部同士で溶接固定されているため、上下方向の荷重入力に対してセンタピラー１２の応力集中を抑制し、センタピラー１２の曲げ強度を維持することができる。したがって、上下方向の入力荷重をセンタピラー１２と前後のピラー部で効率良く分散支持することができる。

また、この実施形態の車体側部構造においては、前部ピラー管３０Ａと後部ピラー管３０Ｂの中央領域の接合部の上下にドアヒンジ取付用ブラケット３６，３７が両ピラー管３０Ａ，３０Ｂに掛け渡されて取り付けられているため、専用部品を追加することなく、センタピラー１２の中央領域の上下に作用する応力をさらに分散させることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１０…上部フレーム（ルーフ側部のフレーム部材）
１１…サイドシル（フロア側部のフレーム部材）
１２…センタピラー
３０Ａ…前部ピラー管
３０Ｂ…後部ピラー管
３６，３７…ドアヒンジ取付用ブラケット

Claims

ルーフ側部のフレーム部材とフロア側部のフレーム部材がセンタピラーによって連結された車体側部構造において、
前記センタピラーは、略一定断面の金属管を三次元曲げ成形によって湾曲形成した前部ピラー管と後部ピラー管を備えてなり、
前記前部ピラー管は上下の各端縁が車体前方側に湾曲し、前記後部ピラー管は上下の各端縁が車体後方側に湾曲し、
前記前部ピラー管と後部ピラー管は、上下方向中央領域の弓状に湾曲した凸部同士で相互に接合されるとともに、上下の各端縁がそれぞれ前後に分岐して、ルーフ側部とフロア側部の前記フレーム部材とトラス構造を成すように、前記各フレーム部材に接合されていることを特徴とする車体側部構造。
前記前部ピラー管と後部ピラー管のうちの、上下方向中央領域の接合箇所からオフセットした部位には、ドアヒンジ取付用ブラケットが前記前部ピラー管と後部ピラー管に掛け渡されて取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の車体側部構造。