JP2012116444A - 車体側部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 センターピラーリンフォースの下端を直接的にサイドシルストレングスに接続しない場合に、追加の部品を設けることなく発生する応力を抑えることができ、且つ他の面でも優れた効果を発揮する車体側部構造を提供する。
【解決手段】 本発明の車体側部構造１１０は、センターピラーインナ１１４、センターピラーリンフォース１１６、およびサイドボディアウタ１１８のそれぞれに設けられたフランジ面１２０〜１２４と、センターピラーインナ１１４のフランジ面１２０のうちセンターピラーリンフォース１１６のフランジ面１２２の下端の周辺に形成された、車内側に突き出た第１のビード形状部１２６と、サイドボディアウタ１１８のフランジ面１２４のうちセンターピラーリンフォース１１６のフランジ面１２２の下端の周辺に形成された、車外側に突き出た第２のビード形状部１２８と、を有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、センターピラーインナ、センターピラーリンフォースおよびサイドボディアウタを有する自動車等の車体側部構造に関する。

特許文献１および２には、自動車の車体側部構造が例示されている。特許文献１および２に記載されているように、自動車の車体側部の略中央に、上下方向に延びる柱状のセンターピラーが備えられる場合がある。かかるセンターピラーは、車体側部の外面に露出するアウタパネル（サイドボディアウタ）と、その内側に設置されるインナパネル（センターピラーインナ）との間に、補強部材としてのリンフォース（センターピラーリンフォース）を介在させ構築されるのが一般的である。

近年、補強部材としてのセンターピラーリンフォースの下端を下方まで延ばさず、センターピラーリンフォースの下端を直接的にサイドシルストレングスに接続しない構造が採用されている。これにより、側突時のセンターピラーの変形場所の限定を図っている。

特許第３８３８４６８号公報 特許第３９２１８６４号公報

しかしながら、上述した構造では、悪路走行等で車体が捩じられた際に発生する応力がセンターピラーリンフォースの下端とサイドシルストレングスとの間の区間に集中することとなる。特に、その溶接点では多大な応力が発生する。そのため、亀裂発生等の問題が起こる可能性があった。

そこで、本発明は、センターピラーリンフォースの下端を直接的にサイドシルストレングスに接続しない場合に、追加の部品を設けることなく発生する応力を抑えることができ、且つ他の面でも優れた効果を発揮する車体側部構造を提供する。

上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、車体側部の略中央にて上下方向に延び、車体側部の下部にて車体前後方向に延びるサイドシルストレングスに下端が結合するセンターピラーインナと、センターピラーインナの車外側にて上下方向に延び、サイドシルストレングスよりも高い位置に下端が位置するセンターピラーリンフォースと、センターピラーインナおよびセンターピラーリンフォースの車外側に配置され、車体側部の外面を形成するサイドボディアウタとを含む車体側部構造において、センターピラーインナ、センターピラーリンフォース、およびサイドボディアウタのそれぞれに設けられた、リアドア開口部の前端またはフロントドア開口部の後端へと張り出した車体側面に対し略平行なフランジ面と、センターピラーインナのフランジ面のうちセンターピラーリンフォースのフランジ面の下端の周辺に形成された、車内側に突き出た第１のビード形状部と、サイドボディアウタのフランジ面のうちセンターピラーリンフォースのフランジ面の下端の周辺に形成された、車外側に突き出た第２のビード形状部と、を有し、センターピラーインナ、センターピラーリンフォース、およびサイドボディアウタがそれぞれに設けられたフランジ面で、互いに接合されていることを特徴とする。

センターピラーインナ、センターピラーリンフォースおよびサイドボディアウタは互いにそれぞれのフランジ面で接合される。上記構成では、センターピラーリンフォースのフランジ面の下端の周辺を避けるように、センターピラーインナのフランジ面に第１のビード形状部が形成され、サイドボディアウタのフランジ面に第２のビード形状部が形成される。これにより、車体捩じれ時の各部材の動きがある程度許容されるため、発生する応力を抑えることができる。その結果、各溶接点にかかる応力を緩和することができ、亀裂発生等の問題が生じる可能性を排除することができる。

また、センターピラーインナのフランジ面の第１のビード形状部、センターピラーリンフォースのフランジ面の下端、サイドボディアウタのフランジ面の第２のビード形状部のそれぞれの間に、クリアランス（隙間）が設定されることとなるため、捩じり変形による各部材同士の擦れが回避される。これにより、錆や異音の発生を防止することができる。

上記の第２のビード形状部は、第１のビード形状部よりもセンターピラーリンフォースのフランジ面の下端から離れる距離が小さく、且つ第１のビード形状部よりも上下方向に長いと好ましい。

第１のビード形状部は、側突時の車体変形によって、センターピラーリンフォースのフランジ面の下端（エッジ）がセンターピラーインナを分断することがないよう、そのエッジを逃げる役割も担っている。そこで、センターピラーリンフォースのフランジ面の下端から第２のビード形状部が離れる距離を第１のビード形状部のそれよりも抑えることで、これらのフランジ面を被覆するセンターピラーロアトリムを不具合なく装着可能にする。なお、第２のビード形状部が離れる距離が小さい分、第２のビード形状部を上下方向に長くすることで、その機能を好適に発揮させることができる。

本発明によれば、センターピラーリンフォースの下端を直接的にサイドシルストレングスに接続しない場合において、車体捩じれ時に発生する応力を抑えることができる。センターピラーインナのフランジ面の第１のビード形状部、センターピラーリンフォースのフランジ面の下端、サイドボディアウタのフランジ面の第２のビード形状部のそれぞれの間に、クリアランス（隙間）が設定されるため、捩じり変形による各部材同士の擦れが回避され、錆や異音の発生を防止できる。また、応力が緩和されるため各所に補強を重点的に施す必要がなくなり、コストや重量の削減にも寄与する。

本実施形態にかかる車体側部構造が適用される自動車の斜視図である。 図１の要部拡大図である。 図２のサイドボディアウタを取り外した図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図、およびＤ−Ｄ断面図である。 比較例にかかる車体側部構造の断面図である。 図６のＥ−Ｅ断面図、Ｆ−Ｆ断面図、およびＧ−Ｇ断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかる車体側部構造１１０が適用される自動車１００の斜視図である。図１では図示の便宜上、フロントドアおよびリアドアを取り外した状態を示している。なお、図中の矢印ＦＲは車体前方を示すものとし、図中のＩＮは車内側、図中のＯＵＴは車外側を示すものとする。図１に示すように、自動車１００は小型車（いわゆる軽自動車）であり、車体側部の略中央にセンターピラー１１２を備えている。センターピラー１１２の前方にはフロントドア開口部１０２が位置し、センターピラー１１２の後方にはリアドア開口部１０４が位置する。

図２は図１の要部拡大図であり、センターピラー１１２の下端の周辺を拡大して図示している。図３は、図２のサイドボディアウタ１１８を取り外した図である。なお、図３では、センターピラーインナ１１４にハッチをかけて図示する。以下、自動車１００の車体右側の構造について説明するが、左側も同様の構造を有するため説明を省略する。

図２および図３に示すように、センターピラー１１２は、上下方向に延びるセンターピラーインナ１１４の車外側に、順に、上下方向に延びるセンターピラーリンフォース１１６および車体側部の外面を形成するサイドボディアウタ１１８を重ねたものである。なお、自動車は車種によってリンフォースの形状や数など（補強構造等）に違いがあり、本実施形態に挙げる構造に限定されるわけではない。例えば、車体側部構造１１０として、センターピラー１１２にセンターピラーリンフォース１１６以外の補強部材が設定されていてもよい。

センターピラーインナ１１４の下端は、車体側部の下部にて車体前後方向に延びるサイドシルストレングス１３０に結合する。一方、センターピラーリンフォース１１６の下端は、直接的にサイドシルストレングス１３０に接続されず、このサイドシルストレングス１３０よりも高い位置に位置する。

これより、図３において、センターピラーリンフォース１１６が重なっていない、センターピラーインナ１１４中ハッチング表示した部分は、サイドボディアウタ１１８と合わさることとなる。センターピラーリンフォース１１６が介在した部分の方が、介在していない部分よりも強度的に強くなるため、かかる構造により側突時のセンターピラー１１２の変形場所の限定を図ることが可能となる。

センターピラーインナ１１４、センターピラーリンフォース１１６、およびサイドボディアウタ１１８のそれぞれには、リアドア開口部１０４の前端へと張り出すように車体側面に対し略平行なフランジ面１２０、１２２、１２４が形成される。また、フロントドア開口部１０２の後端へと張り出すように、同様のフランジ面が形成される。

センターピラーインナ１１４、センターピラーリンフォース１１６、およびサイドボディアウタ１１８のＷＬ（water line）断面は、両側に形成されたフランジ面により、略ハット形状（文字「Ω」のように開口部分の両端部にフランジ面が付された形状）となる（図５参照）。センターピラーインナ１１４、センターピラーリンフォース１１６、およびサイドボディアウタ１１８は、互いにそれぞれのフランジ面１２０、１２２、１２４がスポット溶接等で溶接されることで接合される。

図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図、およびＤ−Ｄ断面図である。図５（ａ）が図４のＡ−Ａ断面図、図５（ｂ）が図４のＣ−Ｃ断面図、図５（ｃ）が図４のＤ−Ｄ断面図である。なお、図５（ａ）〜（ｃ）は理解を容易にするために模式的に図示したものである。

図４および図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、リアドア開口部１０４側において、センターピラーインナ１１４のフランジ面１２０のうち、センターピラーリンフォース１１６のフランジ面１２２の下端の周辺には車内側に突き出た第１のビード形状部（以下、単に「ビード形状部１２６」）が形成される。リアドア開口部１０４側において、サイドボディアウタ１１８のフランジ面１２４のうち、センターピラーリンフォース１１６のフランジ面１２２の下端の周辺には車外側に突き出た第２のビード形状部（以下、単に「ビード形状部１２８」と称する）が形成される。センターピラーインナ１１４のビード形状部１２６、サイドボディアウタ１１８のビード形状部１２８は、車体前後方向（ＴＬ方向）にそれぞれのフランジ面１２０、１２４にかけて延びるように形成される。

ビード形状部１２６、１２８を設けることで、センターピラーインナ１１４のフランジ面１２０、サイドボディアウタ１１８のフランジ面１２４が、センターピラーリンフォース１１６のフランジ面１２２の下端の周辺では離れることとなる。これにより、各部材の動きがある程度許容されるため、悪路走行等で車体が捩じられた際などに発生する応力を抑えることができる。その結果、各溶接点に発生する応力を緩和することができ、亀裂発生等の問題が生じる可能性を排除することができる。

センターピラーインナ１１４、センターピラーリンフォース１１６、およびサイドボディアウタ１１８のフランジ面１２０、１２２、１２４には、接合後、樹脂等で形成され可撓性を有するセンターピラーロアトリムが装着される。

ここで、センターピラーインナ１１４のビード形状部１２６は、側突時の車体変形によって、センターピラーリンフォース１１６のフランジ面１２２の下端（エッジ）がセンターピラーインナ１１４を分断することがないよう、そのエッジを逃げる役割を担う。これより、車体側部構造１１０では、サイドボディアウタ１１８のフランジ面１２４のビード形状部１２８は、センターピラーインナ１１４のフランジ面１２０のビード形状部１２６よりもセンターピラーリンフォース１１６のフランジ面１２２の下端から離れる距離が小さくなるように形成される。

サイドボディアウタ１１８のフランジ面１２４のビード形状部１２８がフランジ面１２２の下端から離れる距離を、センターピラーインナ１１４のフランジ面１２０のビード形状部１２６よりも抑えることで、上記の役割を害することなく、センターピラーロアトリムを不具合なく装着可能にできる。なお、サイドボディアウタ１１８のフランジ面１２４のビード形状部１２８は、センターピラーインナ１１４のフランジ面１２０のビード形状部１２６よりも上下方向に長くなるように形成される。距離が小さい分、ビード形状部１２８を上下方向に長くすることで、その機能（応力の抑制）を好適に発揮させることができる。また、センターピラーロアトリムの組付に影響無くかつ外観への影響もない。

図６は、比較例にかかる車体側部構造２１０の断面図であり、本実施形態にかかる車体側部構造１１０の図４のＡ−Ａ断面に相当する。図７は、図６のＥ−Ｅ断面図、Ｆ−Ｆ断面図、およびＧ−Ｇ断面図である。図７（ａ）が図６のＥ−Ｅ断面図、図７（ｂ）が図６のＦ−Ｆ断面図、図７（ｃ）が図６のＧ−Ｇ断面図である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）は理解を容易にするために模式的に図示したものである。

図６および図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、比較例にかかる車体側部構造２１０では、センターピラーリンフォース２１６のフランジ面２２２の下端が直接的にサイドシルストレングスに接続されず、センターピラーインナ２１４のフランジ面２２０に上述したビード形状部１２６に相当するビード形状部２２６が設けられる。サイドボディアウタ２１８のフランジ面２２４には、上述したビード形状部１２８に相当するものは設けられていない。

かかる車体側部構造２１０では、センターピラーインナ２１４のフランジ面２２０にビード形状部２２６が存在するため、センターピラーリンフォース２１６のフランジ面２２２の下端の周辺をスポット溶接により、センターピラーインナ２１４およびサイドボディアウタ２１８に接合することができない。そのため、この部分にて各部材の動きは強く拘束されず、車体が捩じられた際には、センターピラーリンフォース２１６のフランジ面２２２の下端とサイドボディアウタ２１８のフランジ面２２４とが摺れ、錆や異音が発生する可能性がある。

これに対し本実施形態にかかる車体側部構造１１０では、センターピラーインナ１１４のフランジ面１２０のビード形状部１２６、センターピラーリンフォース１１６のフランジ面１２２の下端、サイドボディアウタ１１８のフランジ面１２４のビード形状部１２８のそれぞれの間に、クリアランス（隙間）が設定されることとなる。そのため、捩じり変形による各部材同士の擦れは回避され、錆や異音の発生を防止できる。

車体側部構造１１０では、上述したように発生する応力が抑えられるため、各所に補強を重点的に施す必要がない。そのため、例えば板厚を落とすことができ、コストや重量の削減にも寄与する。表１に、センターピラーインナ１１４、センターピラーリンフォース１１６、サイドボディアウタ１１８、サイドシルストレングス１３０の板厚を例示する。なお、この板厚は例示にすぎないが各部材の大小関係を表１のように設定することで、製品精度の高い車体を実現することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明した。なお、応力集中を抑える手段として、可能な限りフランジ面１２０、１２２、１２４を広くして、スポット溶接点を増やして応力の分散を図ることも考えられる。しかし、このような対策を講じた場合には各部材が強く拘束されることになるため、ランフラットタイヤを装着した場合などでは極めて高い応力が発生してしまい、逆効果となるおそれもある。

本実施形態の車体側部構造１１０では、各部材の動きがある程度許容されるため、高い応力の発生を回避することができる。そのため、ランフラットタイヤを装着したとしても不具合を生じることがない。特に、この車体側部構造１１０は、車両レイアウト上、応力低減の対策が限られ（例えば、フランジ面１２０、１２２、１２４を広くしたりできない）小型車等に適用することで、有効となる。

なお、上記実施形態では、ビード形状部１２６、１２８をリアドア開口部１０４側に設定する場合について説明した。これは、実際の試験により、リアドア開口部１０４側の方がフロントドア開口部１０２側よりも、応力、錆や異音の問題が発生するおそれがある評価結果が出たためである。しかし、当然ながらフロントドア開口部１０２側に適用してもよく、この場合にも同様の効果を奏する。

なお、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、センターピラーインナ、センターピラーリンフォースおよびサイドボディアウタを有する自動車等の車体側部構造として利用することができる。

１００…自動車、１０２…フロントドア開口部、１０４…リアドア開口部、１１０…車体側部構造、１１２…センターピラー、１１４…センターピラーインナ、１１６…センターピラーリンフォース、１１８…サイドボディアウタ、１２０、１２２、１２４…フランジ面、１２６、１２８…ビード形状部、１３０…サイドシルストレングス、２１０…車体側部構造、２１４…センターピラーインナ、２１６…センターピラーリンフォース、２１８…サイドボディアウタ、２２０、２２２、２２４…フランジ面、２２６…ビード形状部

Claims (2)

1. 車体側部の略中央にて上下方向に延び、車体側部の下部にて車体前後方向に延びるサイドシルストレングスに下端が結合するセンターピラーインナと、該センターピラーインナの車外側にて上下方向に延び、該サイドシルストレングスよりも高い位置に下端が位置するセンターピラーリンフォースと、該センターピラーインナおよび該センターピラーリンフォースの車外側に配置され、車体側部の外面を形成するサイドボディアウタとを含む車体側部構造において、
   前記センターピラーインナ、前記センターピラーリンフォース、および前記サイドボディアウタのそれぞれに設けられた、リアドア開口部の前端またはフロントドア開口部の後端へと張り出した車体側面に対し略平行なフランジ面と、
   前記センターピラーインナのフランジ面のうち前記センターピラーリンフォースのフランジ面の下端の周辺に形成された、車内側に突き出た第１のビード形状部と、
   前記サイドボディアウタのフランジ面のうち前記センターピラーリンフォースのフランジ面の下端の周辺に形成された、車外側に突き出た第２のビード形状部と、
   を有し、
   前記センターピラーインナ、前記センターピラーリンフォース、および前記サイドボディアウタがそれぞれに設けられた前記フランジ面で、互いに接合されていることを特徴とする車体側部構造。
2. 前記第２のビード形状部は、前記第１のビード形状部よりも前記センターピラーリンフォースのフランジ面の下端から離れる距離が小さく、前記第１のビード形状部よりも上下方向に長いことを特徴とする請求項１に記載の車体側部構造。

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