JP2013216153A

JP2013216153A - 自動車の車体側部構造

Info

Publication number: JP2013216153A
Application number: JP2012086488A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Izumi; 佳孝泉; Jin Numanami; 仁沼波
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-24
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: US20130264840A1; JP5487236B2; US8720985B2

Abstract

【課題】ナローオフセット衝突でサイドシルの先端に衝撃（荷重）が入力されると、その衝撃をサイドシルの前側の変形によって吸収する自動車の車体側部構造を提供する。
【解決手段】自動車の車体側部構造では、サイドシル１４は、閉断面形状をサイドシルインナ１８とサイドシルアウタ１７で形成している。サイドシルインナ１８を縦に上方インナ部材２３と下方インナ部材２４に二分割し、上方インナ部材２３の引っ張り強さを下方インナ部材２４の引っ張り強さより大きいものとしている。サイドシル１４は、サイドシル１４の前部に、サイドシル１４の長手方向に入力される荷重で変形する変形部を有し、変形部より後方に、且つ変形部に近接させて閉断面内に設けた補強部材２７によって上方インナ部材２３と下方インナ部材２４を連結している。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両正面に入力された衝撃の荷重を車体側部の下部をなすサイドシルによって吸収する自動車の車体側部構造に関するものである。

車体側部構造には、側面衝突の衝撃を吸収し、且つ、軽量化を図るために、サイドシルインナを上下に２分割しているものがある。分割した上側のサイドシルインナーアッパを下側に比べ厚板とし、このサイドシルインナーアッパとダッシュボードクロスメンバーの外方端部とフロントピラの下端部をそれぞれガセットを用いて結合している（例えば、特許文献１参照）。

しかし、従来技術（特許文献１）は、自動車の正面が接触した場合、特に、正面の端が接触するような接触幅が狭いナローオフセット衝突では、前輪へ向かって、且つフロントサイドフレームの外側に、例えば、接触したガードレールの支柱などのポールが入り込み、又は前輪が後方に移動して、サイドシルの前端に衝撃を入力するため、サイドシルの長手方向の変形量が大きくなる恐れがある。

特許第４４３８４１６号公報

本発明は、ナローオフセット衝突でサイドシルの先端に衝撃（荷重）が入力されると、その衝撃をサイドシルの前側の変形によって吸収する自動車の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、車室の床をなすアンダボデーの左端、右端に立設された左右のサイドボデーを備え、サイドボデーの下端をなすサイドシルは、閉断面形状をサイドシルインナとサイドシルアウタで形成している自動車の車体側部構造において、サイドシルインナを縦に上方インナ部材と下方インナ部材に二分割し、上方インナ部材の引っ張り強さを下方インナ部材の引っ張り強さより大きいものとし、サイドシルは、その前部に、サイドシルの長手方向に入力される荷重で変形する変形部を有し、変形部より後方に、且つ変形部に近接させて閉断面内に設けた補強部材によって上方インナ部材と下方インナ部材を連結していることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、上方インナ部材は、ホットスタンプ成形品で、サイドシルアウタに結合する上結合フランジと、上結合フランジに連続して折り曲げられた、少なくとも第１稜線部と第２稜線部と、を備え、下方インナ部材は、冷間成形品で、サイドシルアウタに結合する下結合フランジを有し、サイドシルインナは、断面形状をハット形に形成し、開口を車室の外方へ向けていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、下方インナ部材にアンダボデーのフロアパネルを接合していることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、上方インナ部材は、サイドシルアウタに結合する上結合フランジと、上結合フランジに第１稜線部を介して連続する上方インナ天部と、上方インナ天部に第２稜線部を介して連続する上方インナ側壁と、を備え、下方インナ部材は、サイドシルアウタに結合する下結合フランジと、下結合フランジに連続する下方インナ底部と、下方インナ底部に連続する下方インナ側壁と、を備え、補強部材は、上方インナ部材のうち少なくとも上方インナ天部および上方インナ側壁に結合し、下方インナ部材のうち少なくとも下方インナ底部および下方インナ側壁に結合していることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、上方インナ部材は、変形部で、サイドシルアウタに結合する上結合フランジおよび上結合フランジに連なる第１稜線部が、車室の内方へ向かって所望の距離だけオフセットしていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、サイドシルのサイドシルインナを縦に上方インナ部材と下方インナ部材に二分割し、上方インナ部材の引っ張り強さを下方インナ部材の引っ張り強さより大きいものとし、サイドシルは、その前部に、サイドシルの長手方向に入力される荷重で変形する変形部を有し、変形部より後方に、且つ変形部に近接させて閉断面内に設けた補強部材によって上方インナ部材と下方インナ部材を連結しているので、車両正面のうち、例えば、車両正面の左の端が接触（ナローオフセット衝突）して、荷重が入力されると、サイドシルの前部に設定した変形部が上方に曲がる。その結果、サイドシルの前部から補強部材までの間で衝撃を吸収することができ、補強部材を設けた位置から後方のサイドシルの変形を抑制することができる。

請求項２に係る発明では、上方インナ部材は、ホットスタンプ成形品で、サイドシルアウタに結合する上結合フランジと、上結合フランジに連続して折り曲げられた、少なくとも第１稜線部と第２稜線部と、を備え、下方インナ部材は、冷間成形品で、サイドシルアウタに結合する下結合フランジを有し、サイドシルインナは、断面形状をハット形に形成し、開口を車室の外方へ向けているので、一般的な鋼板を塑性加工して得た分割しないサイドシルに比べ、ホットスタンプ成形される鋼板（例えば、引っ張り強さが１５００ＭＰａの高張力鋼板）によって、鋼板の板厚を薄くして軽量化を図ることができる。

また、例えば、車両正面の左の端が接触（ナローオフセット衝突）して、荷重が入力されると、荷重は、引っ張り強さの大きい上方インナ部材の第１稜線部および第２稜線部に偏って伝達される。その結果、サイドシルインナの長手方向の軸心に対して、上方側に偏心した荷重が入力されるため、変形部の終端を起点にサイドシルを上方へ折り曲げることができる。

請求項３に係る発明では、下方インナ部材にアンダボデーのフロアパネルを接合しているので、サイドシルを二分割して、サイドシルに引っ張り強さの異なる鋼板を用いても、下方インナ部材に用いる鋼板とフロアパネルに用いる鋼板の材質は同材であり、異材に比べ溶接作業は容易となり、溶接強度を確保することができる。

請求項４に係る発明では、上方インナ部材は、サイドシルアウタに結合する上結合フランジと、上結合フランジに第１稜線部を介して連続する上方インナ天部と、上方インナ天部に第２稜線部を介して連続する上方インナ側壁と、を備え、下方インナ部材は、サイドシルアウタに結合する下結合フランジと、下結合フランジに連続する下方インナ底部と、下方インナ底部に連続する下方インナ側壁と、を備え、補強部材は、上方インナ部材のうち少なくとも上方インナ天部および上方インナ側壁に結合し、下方インナ部材のうち少なくとも下方インナ底部および下方インナ側壁に結合しているので、サイドシルの先端から入力される荷重に対し、サイドシルインナの開口を開くサイドシルインナの開き変形を補強部材で抑制し、補強部材との結合部に荷重を集中させる。その結果、ナローオフセット衝突時に入力された荷重が、既に説明したように上方インナ部材に優先的に伝達されると、上方インナ部材は補強部材を設けた位置から折れ始めるとともに、上方インナ部材のうち補強部材を設けた位置よりも前（変形部）が上方へ向かって折れ曲がる。従って、サイドシルの変形部を上方に曲げることは容易である。

請求項５に係る発明では、上方インナ部材は、変形部で、サイドシルアウタに結合する上結合フランジおよび上結合フランジに連なる第１稜線部が、車室の内方へ向かって所望の距離だけオフセットしているので、オフセットすることで形成される曲がり角部は変形部を折り曲げる際の折る起点にほぼ一致し、ナローオフセット衝突時の荷重が曲がり角部に集中し、曲がり角部を起点に変形部を上方に曲げることはより容易になり、ナローオフセット衝突時の衝撃を吸収しやすい。

本発明の実施例に係る自動車の車体側部構造を下側から見た斜視図である。図１の２矢視図である。図２の３−３線断面図である。図３の４−４線断面図兼車体側部構造のナローオフセット衝突時の衝撃吸収機構を説明する作用図である。図２の５矢視図である。実施例に係るサイドシルインナの分解図である。実施例に係る車体側部構造のナローオフセット衝突時の衝撃吸収機構を説明する作用図である。

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。

自動車１１は、図１、図２に示すように、車体１２に実施例に係る自動車１１の車体側部構造を採用している。
車体１２は、左右のサイドボデー１３の左右のサイドシル１４と、左右のサイドシル１４に立設したそれぞれのフロントピラ１５、センタピラ１６を備える。

サイドシル１４は、図３に示すように、サイドシルアウタ１７にサイドシルインナ１８を接合している。このサイドシル１４は、実施例に係る車体側部構造に含まれる。

次に、実施例に係る車体側部構造の主要構成を図１〜図７で説明する。
自動車１１の車体側部構造は、車室２１の床をなすアンダボデー２２の左端、右端に立設された左右のサイドボデー１３を備える。
このサイドボデー１３の下端をなすサイドシル１４は、閉断面形状をサイドシルインナ１８とサイドシルアウタ１７で形成している。

サイドシルインナ１８を縦（Ｘ軸方向）に上方インナ部材２３と下方インナ部材２４に二分割し、上方インナ部材２３の引っ張り強さを下方インナ部材２４の引っ張り強さより大きいものとしている。

サイドシル１４は、サイドシル１４の前部２５に、サイドシル１４の長手方向（Ｘ軸方向）に入力される荷重で変形する変形部２６を有し、変形部２６より後方（矢印ａ１の方向）に、且つ変形部２６に近接させて閉断面内に設けた補強部材２７によって上方インナ部材２３と下方インナ部材２４を連結している。

上方インナ部材２３は、ホットスタンプ成形品で、サイドシルアウタ１７に結合する上結合フランジ（上方インナ上結合フランジ）２８と、上結合フランジ２８に連続して折り曲げられた、少なくとも第１稜線部３１と第２稜線部３２と、を備える。

下方インナ部材２４は、冷間成形品で、サイドシルアウタ１７に結合する下結合フランジ（下方インナ下結合フランジ）３３を有する。
サイドシルインナ１８は、図３に示す通り、断面形状をハット形に形成し、開口３４を車室２１の外方（矢印ａ２の方向）へ向けている。
下方インナ部材２４にアンダボデー２２のフロアパネル３５を接合している（図３）。

また、上方インナ部材２３は、サイドシルアウタ１７に結合する上結合フランジ２８と、上結合フランジ２８に第１稜線部３１を介して連続する上方インナ天部３６と、上方インナ天部３６に第２稜線部３２を介して連続する上方インナ側壁３７と、を備える。

また、下方インナ部材２４は、図３に示す通り、サイドシルアウタ１７に結合する下結合フランジ（下方インナ下結合フランジ）３３と、下結合フランジ３３に連続する下方インナ底部３８と、下方インナ底部３８に連続する下方インナ側壁４１と、を備える。

補強部材２７は、上方インナ部材２３のうち少なくとも上方インナ天部３６および上方インナ側壁３７に結合し、下方インナ部材２４のうち少なくとも下方インナ底部３８および下方インナ側壁４１に結合している。

さらに、上方インナ部材２３は、変形部２６で、サイドシルアウタ１７に結合する上結合フランジ２８および上結合フランジ２８に連なる第１稜線部３１が、車室２１の内方へ向かって所望の距離Ｂだけオフセットしている。このオフセットした部位を曲がり角部２３ａとする。

次に、上方インナ部材２３、上方インナ部材２３に重ねた上方インナ補強フレーム４４、下方インナ部材２４、変形部２６、補強部材２７を詳しく説明していく。

上方インナ部材２３は、高張力鋼板を用いてホットスタンプ成形することで得たものである。
上方インナ部材２３の引っ張り強さは、例えば、高張力鋼板のうち１５００ＭＰａである。

また、上方インナ部材２３は、フロントピラ１５の下部４７からセンタピラ１６の下部４８まで延びている。また、図４に示す通り、フロントピラ１５の下部４７に接合する前接合部５１を形成し、センタピラ１６の下部４８に達する後接合部５２を形成している。

後接合部５２の上結合フランジ（上方インナ上結合フランジ）２８は下方インナ部材２４の下方インナ上結合フランジ５４に距離Ｅ（図４）だけ重ねて接合した。

上方インナ部材２３の上方インナ側壁３７は、高さｈが下方インナ部材２４の下方インナ側壁４１の約５０％である。
その結果、サイドシル１４のサイドシルインナ１８を一般の鋼板で形成した場合に比べ、サイドシル１４の強度を高め、且つ、サイドシル１４の重量の増加を抑制することができる。
なお、上方インナ側壁３７の先端には角度α（図４、図６）で切断した先細り部３７ａを形成した。

上方インナ部材２３の上方インナ天部３６は、幅の中央、つまり第１稜線部３１と第２稜線部３２との間の中央に段差部５５を形成している。従って、サイドシル１４の強度を高め、且つ、サイドシル１４の重量の増加を抑制することができる。

上方インナ部材２３の第２稜線部３２の内面には、上方インナ補強フレーム４４を重ねて接合している。

上方インナ補強フレーム４４は、例えば、高張力鋼板を用い、断面Ｌ形に塑性加工したものである。上方インナ補強フレーム４４は、フロントピラ１５の下部４７からセンタピラ１６の下部４８の直前まで延びている。
また、上方インナ部材２３の第２稜線部３２に上方インナ補強フレーム４４の角部（稜線）５７を重ねることで、角部５７に連続する第１板部５８、第２板部６１を重ねている。

第１板部５８は上方インナ天部３６の約３０％の幅であり、第２板部６１は下方インナ部材２４の下方インナ側壁４１の高さの約２０％の高さである。その結果、サイドシル１４の強度を高め、且つ、サイドシル１４の重量の増加を抑制することができる。

下方インナ部材２４は、一般的な鋼板を塑性加工することで得たものである。
下方インナ部材２４は、長手方向（車両前後方向）では、下方インナ部材２４の先端からセンタピラ１６の前部６２まで分割されている。長手方向の残りの部位には、分割されていない下方インナ上結合フランジ５４を形成している。

一方、長手方向（Ｘ軸方向）に直交する幅方向（Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）では、下方インナ天部６３までである。
この下方インナ天部６３までとは、下方インナ側壁４１に連続して面を上方へ向けた下方インナ天部６３とサイドシルアウタ１７に結合する下方インナ上結合フランジ５４とで形成される角６４まで切断して、下方インナ天部６３を残した分割である。

変形部２６は、サイドシル１４の前部２５を含み、フロントピラ１５の下部４７が接合するフロントピラ接合部でもある。
変形部２６の長さは、サイドシル１４の先端（始端）から後方に延びる方向に設定され、フロントピラ１５の下部４７の長さより少し長い。
この変形部２６の終端２６ａの近傍には、補強部材２７を結合している。

補強部材２７は、断面ハット形状で、サイドシルインナ１８の内部をほぼ仕切る形状である。
この補強部材２７は、車両側面視（図２、図４の視点）、サイドシルインナ１８の長手方向（Ｘ軸方向）に直交する補強前壁部６７、補強前壁部６７から後方へ離した補強後壁部６８、これらに連なる補強側部７１を形成している。

この補強側部７１は、サイドシルインナ１８の開口３４に位置し、サイドシルインナ１８とサイドシルアウタ１７の境界に配置されている。補強側部７１から延びる上接合片７２を上方インナ部材２３の上結合フランジ２８に接合した。

一方、補強前壁部６７は、上方インナ部材２３の上方インナ天部３６に補強前壁部６７から延びる上接合片７３を接合した。さらに、下方インナ部材２４の下方インナ底部３８に補強前壁部６７から延びる下接合片７４を接合した。

さらに、上方インナ部材２３の上方インナ側壁３７に補強前壁部６７から延びる第１中央接合片７５を接合した。下方インナ部材２４の下方インナ側壁４１に補強前壁部６７から延びる第２中央接合片７６を接合した。
補強部材２７の補強後壁部６８は、補強前壁部６７にほぼ対称であり、説明を省略する。

次に、自動車１１の車体側部構造の作用を説明する。
車体側部構造では、図１に示す矢印ｂ１のようにナローオフセット衝突で荷重がフロントサイドフレーム８１より自動車１１の外側に入力されると、前輪８２が図７の矢印ｂ２のように後退して、サイドシル１４の前端８３に衝突する。

この衝撃の荷重で、図４に示す通り、サイドシル１４の前部２５に設定した変形部２６が、上方に矢印ｂ３のように二点鎖線で示す如く曲がるので、サイドシル１４の前部２５から補強部材２７までの間で衝撃を吸収することができ、補強部材２７を設けた位置から後方のサイドシル１４の変形を抑制することができる。

また、ナローオフセット衝突して、荷重が入力されると、荷重は、引っ張り強さの大きい上方インナ部材２３の第１稜線部３１および第２稜線部３２に偏って伝達される。その結果、サイドシルインナ１８の長手方向の軸心Ｊに対して、上方側に偏心した荷重が入力されるため、変形部２６の終端２６ａを起点にサイドシル１４を上方へ矢印ｂ３のように折り曲げることができる。

さらに、サイドシル１４の先端（前端８３）から入力される荷重に対し、サイドシルインナ１８の開口３４を開くサイドシルインナ１８の開き変形（図３の矢印ｂ４、矢印ｂ５の方向）を補強部材２７で抑制し、補強部材２７との結合部に荷重を集中させる。
その結果、ナローオフセット衝突時に入力された荷重が、既に説明したように上方インナ部材２３に優先的に伝達されると、上方インナ部材２３は補強部材２７を設けた位置（終端２６ａ）から折れ始めるとともに、上方インナ部材２３のうち補強部材２７を設けた位置から前（変形部２６）が上方へ向かって折れ曲がる。従って、サイドシル１４の変形部２６を上方に曲げることは容易である。

上方インナ部材２３では、曲がり角部２３ａにオフセット衝突時に入力された荷重が集中するので、サイドシルの変形部を上方に曲げることはより容易になり、ナローオフセット衝突時の衝撃を吸収しやすい。

車体側部構造では、左のサイドシル１４の作用、効果を説明したが、右のサイドシル１４も左のサイドシル１４と同様の作用、効果を発揮する。

本発明の自動車の車体側部構造は、自動車に好適である。

１１…自動車、１３…サイドボデー、１４…サイドシル、１７…サイドシルアウタ、１８…サイドシルインナ、２１…車室、２２…アンダボデー、２３…上方インナ部材、２３ａ…曲がり角部、２４…下方インナ部材、２５…サイドシルの前部、２６…変形部、２７…補強部材、２８…上結合フランジ（上方インナ上結合フランジ）、３１…第１稜線部、３２…第２稜線部、３３…下結合フランジ（下方インナ下結合フランジ）、３４…サイドシルインナの開口、３５…フロアパネル、３６…上方インナ天部、３７…上方インナ側壁、３８…下方インナ底部、４１…下方インナ側壁、Ｂ…オフセットの距離。

Claims

車室の床をなすアンダボデーの左端、右端に立設された左右のサイドボデーを備え、該サイドボデーの下端をなすサイドシルは、閉断面形状をサイドシルインナとサイドシルアウタで形成している自動車の車体側部構造において、
前記サイドシルインナを縦に上方インナ部材と下方インナ部材に二分割し、前記上方インナ部材の引っ張り強さを前記下方インナ部材の引っ張り強さより大きいものとし、
前記サイドシルは、その前部に、前記サイドシルの長手方向に入力される荷重で変形する変形部を有し、該変形部より後方に、且つ前記変形部に近接させて閉断面内に設けた補強部材によって前記上方インナ部材と前記下方インナ部材を連結していることを特徴とする自動車の車体側部構造。
前記上方インナ部材は、ホットスタンプ成形品で、前記サイドシルアウタに結合する上結合フランジと、該上結合フランジに連続して折り曲げられた、少なくとも第１稜線部と第２稜線部と、を備え、
前記下方インナ部材は、冷間成形品で、前記サイドシルアウタに結合する下結合フランジを有し、
前記サイドシルインナは、断面形状をハット形に形成し、開口を前記車室の外方へ向けていることを特徴とする請求項１記載の自動車の車体側部構造。
前記下方インナ部材に前記アンダボデーのフロアパネルを接合していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の自動車の車体側部構造。
前記上方インナ部材は、前記サイドシルアウタに結合する上結合フランジと、該上結合フランジに第１稜線部を介して連続する上方インナ天部と、該上方インナ天部に第２稜線部を介して連続する上方インナ側壁と、を備え、
下方インナ部材は、前記サイドシルアウタに結合する下結合フランジと、該下結合フランジに連続する下方インナ底部と、該下方インナ底部に連続する下方インナ側壁と、を備え、
前記補強部材は、上方インナ部材のうち少なくとも前記上方インナ天部および前記上方インナ側壁に結合し、下方インナ部材のうち少なくとも前記下方インナ底部および前記下方インナ側壁に結合していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の自動車の車体側部構造。
前記上方インナ部材は、前記変形部で、前記サイドシルアウタに結合する上結合フランジおよび前記上結合フランジに連なる第１稜線部が、前記車室の内方へ向かって所望の距離だけオフセットしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の自動車の車体側部構造。