JP2016107767A - 車両側部構造 - Google Patents

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Kenji Niwa
健児 丹羽
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Abstract

【課題】車両衝突時、特に側面衝突時のロッカの変形を抑制し、エネルギ吸収性能を向上させ、さらに剛性を高めることができる車両側部構造を提供すること。【解決手段】車両側部構造1は、車両前後方向に延び、ロッカインナ21及びロッカアウタ22を有するロッカ2と、車両上下方向に延び、ロッカ2に連結されるセンタピラー3と、車両下部に配設されるフロアパネル41と、ロッカ2の車両幅方向内側であってフロアパネル41の車両上方側において、ロッカ2に沿って車両前後方向に延び、ロッカインナ21及びフロアパネル41に連結される補強部材5とを備えている。補強部材5の前端部501及び後端部は、ロッカ2及びフロアパネル41以外の他の部材に連結されている。【選択図】図1

Description

本発明は、車両側部構造に関する。
従来、車両前後方向に延び、センタピラーが連結されるロッカと、車両下部に配設されるフロアパネルと、ロッカに沿って車両前後方向に延び、ロッカ(ロッカインナ)及びフロアパネルに連結される補強部材とを備えた、側面衝突時のエネルギ吸収性能を向上させるための車両側部構造が知られている(特許文献1参照)。
特開2013−112180号公報
しかしながら、今後、車両の側面衝突試験の条件がより一層厳しくなり、車両側部構造における側面衝突時のエネルギ吸収性能の要求が高くなることが予想される。そのため、従来の車両側部構造のままでは、側面衝突時のエネルギ吸収性能を十分に確保できない場合がある。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、車両衝突時、特に側面衝突時のロッカの変形を抑制し、エネルギ吸収性能を向上させ、さらに剛性を高めることができる車両側部構造を提供しようとするものである。
本発明は、車両前後方向に延び、ロッカインナ及びロッカアウタを有するロッカと、車両上下方向に延び、前記ロッカに連結されるセンタピラーと、車両下部に配設されるフロアパネルと、前記ロッカの車両幅方向内側であって前記フロアパネルの車両上方側において、前記ロッカに沿って車両前後方向に延び、前記ロッカインナ及び前記フロアパネルに連結される補強部材とを備え、該補強部材の前端部及び後端部の少なくとも一方は、前記ロッカ及び前記フロアパネル以外の他の部材に連結されていることを特徴とする車両側部構造である。
本発明の車両側部構造には、センタピラーが連結されるロッカに沿って車両前後方向に延び、ロッカインナ及びフロアパネルに連結される補強部材が設けられている。そして、補強部材の前端部及び後端部の少なくとも一方は、ロッカ及びフロアパネル以外の他の部材に連結されている。
そのため、側面衝突時にロッカのねじれ変形(回動)の起点となる補強部材の端部(前端部、後端部)を強化できる。これにより、側面衝突時におけるロッカのねじれ変形(回動)を抑制し、荷重伝達効率を高め、エネルギ吸収性能を向上させることができる。その結果、ロッカに連結されたセンタピラーの車両室内側への変形(侵入)を抑制し、側面衝突時の車両室内の空間(生存空間)を十分に確保できる。
また、車両前後方向に延びる補強部材の端部(前端部、後端部)を強化することにより、側面衝突時だけではなく、前面衝突(例えば微小ラップ衝突)時や後面衝突時のエネルギ吸収性能も高めることができる。また、車両骨格(特に車両側部)の剛性を高める効果も得られる。
このように、本発明によれば、車両衝突時、特に側面衝突時のロッカの変形を抑制し、エネルギ吸収性能を向上させ、さらに剛性を高めることができる車両側部構造を提供することができる。
前記車両側部構造において、前記補強部材の前記前端部は、前記補強部材の車両前方側に配設された前記他の部材である前方側部材に連結されていてもよい。この場合には、側面衝突時や前面衝突時のエネルギ吸収性能を向上させる効果が十分に得られる。なお、前方側部材は、その少なくとも一部が補強部材の車両前方側に配設されていればよい。前方側部材としては、例えば、後述するダッシュロアクロス、ダッシュパネル等が挙げられる。
前記補強部材の前記前端部は、前記前方側部材と共に閉断面を形成するように、該前方側部材に連結されていてもよい。この場合には、側面衝突時や前面衝突時において、補強部材の前端部における荷重伝達効率を高め、エネルギ吸収性能をさらに向上させることができる。
前記補強部材の前記後端部は、前記補強部材の車両後方側に配設された前記他の部材である後方側部材に連結されていてもよい。この場合には、側面衝突時や後面衝突時のエネルギ吸収性能を向上させる効果が十分に得られる。なお、後方側部材は、その少なくとも一部が補強部材の車両後方側に配設されていればよい。後方側部材としては、例えば、後述するリアクロス等が挙げられる。
前記補強部材の前記後端部は、前記後方側部材と共に閉断面を形成するように、該後方側部材に連結されていてもよい。この場合には、側面衝突時や後面衝突時において、補強部材の後端部における荷重伝達効率を高め、エネルギ吸収性能をさらに向上させることができる。
前記補強部材には、車両幅方向に延びるフロアクロスメンバが連結され、前記補強部材における前記フロアクロスメンバが連結される部分と前記ロッカインナと前記フロアパネルとにより形成された内部空間には、バルク部材が配設されていてもよい。この場合には、側面衝突時におけるロッカインナからフロアクロスメンバへの荷重伝達をバルク部材によって効率良く行うことができる。
前記センタピラーは、センタピラーインナ及びセンタピラーアウタを有し、該センタピラーアウタは、車両上方側の上方側領域と車両下方側の下方側領域とを有し、前記上方側領域の強度は、前記下方側領域の強度よりも高くてもよい。この場合には、センタピラー(センタピラーアウタ)に強度差を設けることで側面衝突時におけるエネルギ吸収性能をより一層向上させ、センタピラーの車両室内側への変形(侵入)をさらに抑制できる。
実施形態1の車両側部構造を車両後方側から見た斜視図である。 実施形態1の車両側部構造を車両前方側から見た斜視図である。 図1のA−A線矢視断面説明図である。 図3のF−F線矢視断面説明図である。 図1のB−B線矢視断面説明図である。 図1のC−C線矢視断面説明図である。 図2のD−D線矢視断面説明図である。 図2のE−E線矢視断面説明図である。 バルク部材を示す斜視図である。 センタピラーアウタ及びそれに取り付けられる部材を示す展開図である。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
(実施形態1)
図1〜図10に示すように、本実施形態の車両側部構造1は、車両前後方向に延び、ロッカインナ21及びロッカアウタ22を有するロッカ2と、車両上下方向に延び、ロッカ2に連結されるセンタピラー3と、車両下部に配設されるフロアパネル41と、ロッカ2の車両幅方向内側であってフロアパネル41の車両上方側において、ロッカ2に沿って車両前後方向に延び、ロッカインナ21及びフロアパネル41に連結される補強部材5とを備えている。補強部材5の前端部501及び後端部502は、ロッカ2及びフロアパネル41以外の他の部材に連結されている。以下、この車両側部構造1の詳細について説明する。
なお、本実施形態では、図1、図2に示すように、車両側部における車両幅方向の一端側(右側)の構造について説明する。車両側部における車両幅方向の他端側(左側)の構造は、一端側の構造と左右対称であるため、図示及びその説明を省略する。また、車両幅方向とは、車両左右方向のことである。同図において、車両幅方向内側は車両左側、車両幅方向外側は車両右側である。
図1、図2に示すように、車両側部構造1における車両幅方向の一端側には、ロッカ2が配設されている。ロッカ2は、車両前後方向に延びるように配設されている。ロッカ2は、車両幅方向内側に配設されたロッカインナ21と、車両幅方向外側に配設されたロッカアウタ22とを有する。ロッカインナ21は、車両前方側に配設されたロッカインナフロント21aと、車両後方側に配設されたロッカインナリア21bとを有する。ロッカインナフロント21aとロッカインナリア21bとは、溶接等により接合されている。なお、ロッカインナフロント21a及びロッカインナリア21bは、一体として形成されていてもよい。
図3に示すように、ロッカインナ21(ロッカインナフロント21a)及びロッカアウタ22は、共に断面が略ハット形状の部分を有する。ロッカインナ21には、一対のフランジ部211、212が設けられている。ロッカアウタ22には、一対のフランジ部221、222が設けられている。ロッカインナ21の車両上方側のフランジ部211とロッカアウタ22の車両上方側のフランジ部221とは、溶接等により接合されている(後述の図5、図7参照)。ロッカインナ21の車両下方側のフランジ部212とロッカアウタ22の車両下方側のフランジ部222とは、溶接等により接合されている。ロッカインナ21とロッカアウタ22とは、矩形の閉断面を形成している。
図1、図2に示すように、ロッカ2には、センタピラー3が配設されている。センタピラー3は、ロッカ2から車両上方に向かって延びるように配設されている。センタピラー3は、車両幅方向内側に配設されたセンタピラーインナ31と、車両幅方向外側に配設されたセンタピラーアウタ32とを有する。センタピラーインナ31とセンタピラーアウタ32とは、後述するように溶接等により接合されている。
図3に示すように、センタピラーインナ31の下端部は、ロッカインナ21(ロッカインナフロント21a)の車両上方側のフランジ部211とロッカアウタ22の車両上方側のフランジ部221との間に挟持され、それぞれのフランジ部211、221に溶接等により接合されている。センタピラーアウタ32の下端部は、ロッカアウタ22に対して溶接等により接合されている。
図4に示すように、センタピラーインナ31及びセンタピラーアウタ32は、共に断面が略ハット形状の部分を有する。センタピラーインナ31には、一対のフランジ部311、312が設けられている。センタピラーアウタ32には、一対のフランジ部321、322が設けられている。センタピラーインナ31の車両前方側のフランジ部311とセンタピラーアウタ32の車両前方側のフランジ部321とは、溶接等により接合されている。センタピラーインナ31の車両後方側のフランジ部312とセンタピラーアウタ32の車両後方側のフランジ部322とは、溶接等により接合されている。センタピラーインナ31とセンタピラーアウタ32とは、閉断面を形成している。
図1〜図3に示すように、ロッカ2の車両幅方向内側には、車室の床面を形成するフロアパネル41が配設されている。フロアパネル41は、車両下部に配設されている。フロアパネル41は、ロッカインナ21に対して溶接等により接合されている。
同図に示すように、ロッカ2(ロッカインナ21)の車両幅方向内側であり、フロアパネル41の車両上方側には、補強部材5が配設されている。補強部材5は、ロッカ2(ロッカインナ21)に沿って車両前後方向に延びるように配設されている。
補強部材5は、ロッカ2(ロッカインナ21)とフロアパネル41とを繋ぐように傾斜して配置された補強傾斜部51と、補強傾斜部51の上端から延設された上側フランジ部52と、補強傾斜部51の下端から延設された下側フランジ部53とを有する。補強部材5の補強傾斜部51とロッカインナ21とフロアパネル41との間には、断面が三角形状の内部空間50が形成されている。上側フランジ部52は、ロッカインナ21に対して溶接等により接合されている。下側フランジ部53は、フロアパネル41に対して溶接等により接合されている。
同図に示すように、フロアパネル41には、2本のフロアクロスメンバ(第1フロアクロスメンバ42、第2フロアクロスメンバ43)が車両幅方向に延びるように配設されている。第2フロアクロスメンバ43は、第1フロアクロスメンバ42よりも車両後方側に配設されている。第1フロアクロスメンバ42及び第2フロアクロスメンバ43は、フロアパネル41に対して溶接等により接合されている。
第1フロアクロスメンバ42の車両幅方向の一端には、複数のフランジ部421が設けられている。複数のフランジ部421は、補強部材5及びロッカインナ21(ロッカインナフロント21a)に対して溶接等により接合されている。第2フロアクロスメンバ43の車両幅方向の一端には、複数のフランジ部431が設けられている。複数のフランジ部431は、補強部材5及びロッカインナ21(ロッカインナフロント21a)に対して溶接等により接合されている。
図1に示すように、フロアパネル41の車両前方側には、ダッシュパネル61が配設されている、ダッシュパネル61の後端部には、ダッシュロアクロスメンバ62が配設されている。ダッシュロアクロスメンバ62は、車両幅方向に延びるように配設されている。ダッシュロアクロスメンバ62は、ロッカ2(ロッカインナ21、ロッカアウタ22)及び補強部材5よりも車両前方側に配設されている。ダッシュパネル61及びダッシュロアクロスメンバ62は、フロアパネル41に対して溶接等により接合されている。
図2に示すように、フロアパネル41の車両後方側には、2本のリアクロスメンバ(第1リアクロスメンバ63、第2リアクロスメンバ64)が車両幅方向に延びるように配設されている。第2リアクロスメンバ64は、第1リアクロスメンバ63よりも車両後方側に配設されている。第1リアクロスメンバ63及び第2リアクロスメンバ64は、フロアパネル41に対して溶接等により接合されている。
図5、図6に示すように、補強部材5の前端部501は、補強部材5の車両前方側に配設されたダッシュロアクロスメンバ62に連結されている。具体的に、補強部材5の前端部501には、補強傾斜部51の前端から延設された前側フランジ部54が設けられている。
補強部材5の前側フランジ部54は、ダッシュロアクロスメンバ62に対して溶接等により接合されている。補強部材5の前端部501は、ロッカ2(ロッカインナ21)、フロアパネル41、及びダッシュロアクロスメンバ62と共に、閉断面を形成している。補強部材5とロッカインナ21とフロアパネル41とにより形成された内部空間50は、車両前方側において閉塞されている。
図7、図8に示すように、補強部材5の後端部502は、補強部材5の車両後方側に配設された第1リアクロスメンバ63及び第2リアクロスメンバ64に連結されている。具体的に、補強部材5の後端部502には、補強傾斜部51の後端から延設された後側フランジ部55が設けられている。
補強部材5の後側フランジ部55は、第2リアクロスメンバ64に対して溶接等により接合されている。また、補強部材5の後端部502において、下側フランジ部53は、第1リアクロスメンバ63及び第2リアクロスメンバ64に対して溶接等により接合されている。補強部材5の後端部502は、ロッカ2(ロッカインナ21)、フロアパネル41、第1リアクロスメンバ63、及び第2リアクロスメンバ64と共に、閉断面を形成している。補強部材5とロッカインナ21とフロアパネル41とにより形成された内部空間50は、車両後方側において閉塞されている。
図1、図2に示すように、補強部材5とロッカインナ21とフロアパネル41とにより形成された内部空間50には、2つのバルク部材59が配設されている。一方のバルク部材59は、補強部材5に第1フロアクロスメンバ42が連結されている位置に配設されている。他方のバルク部材59は、補強部材5に第2フロアクロスメンバ43が連結されている位置に配設されている。
図9に示すように、バルク部材59は、補強部材5の補強傾斜部51に対応して傾斜したバルク傾斜部591と、バルク傾斜部591から延設された一対の側面部592とを有する。各側面部592には、ロッカインナ21(ロッカインナフロント21a)に連結される第1フランジ部593と、フロアパネル41に連結される第2フランジ部594とが設けられている。側面部592において、第1フランジ部593と第2フランジ部594との間の部分は、第1フランジ部593及び第2フランジ部594を曲げ成形しやすくするために、円弧状に切り欠かれている。
図3に示すように、バルク部材59のバルク傾斜部591は、補強部材5の補強傾斜部51に沿って配置されている。一対の第1フランジ部593は、それぞれロッカインナ21(ロッカインナフロント21a)に対して溶接等により接合されている。一対の第2フランジ部594は、それぞれフロアパネル41に対して溶接等で接合されている。
図10に示すように、センタピラーアウタ32は、図示を省略したリアドア(後側ドア)の上側ヒンジ位置H1よりも車両上方側のアッパ部(上方側領域)32aと、リアドアの上側ヒンジ位置H1よりも車両下方側のロア部(下方側領域)32bとを有する。同図では、リアドアの下側ヒンジ位置H2も示している。アッパ部32aは、引張強度1180MPa以上、板厚1.6mm以下の高張力鋼板により構成されている。ロア部32bは、引張強度440MPa以下、板厚1.8mm以下の高張力鋼板により構成されている。アッパ部32aの強度は、ロア部32bの強度よりも高くなっている。異なる材質のアッパ部32aとロア部32bとは、スポット溶接又はプレス成形前のレーザ溶接により一体化されている。
また、センタピラーアウタ32には、内側ヒンジ補強部材33と、外側ヒンジ補強部材34とが取り付けられる。内側ヒンジ補強部材33は、センタピラーアウタ32の内側(車両幅方向内側)に取り付けられる。外側ヒンジ補強部材34は、センタピラーアウタ32の外側(車両幅方向外側)に取り付けられる。内側ヒンジ補強部材33及び外側ヒンジ補強部材34は、引張強度1470MPa以上、板厚2.6mm以下の高張力鋼板により構成されている。
次に、本実施形態の車両側部構造1における作用効果を説明する。
本実施形態の車両側部構造1には、センタピラー3が連結されるロッカ2に沿って車両前後方向に延び、ロッカインナ21及びフロアパネル41に連結される補強部材5が設けられている。そして、補強部材5の前端部501及び後端部502は、ロッカ2及びフロアパネル41以外の他の部材に連結されている。
そのため、側面衝突時にロッカ2のねじれ変形(回動)の起点となる補強部材5の端部(前端部501、後端部502)を強化できる。これにより、側面衝突時におけるロッカ2のねじれ変形(回動)を抑制し、荷重伝達効率を高め、エネルギ吸収性能を向上させることができる。その結果、ロッカ2に連結されたセンタピラー3の車両室内側への変形(侵入)を抑制し、側面衝突時の車両室内の空間(生存空間)を十分に確保できる。
また、車両前後方向に延びる補強部材5の端部(前端部501、後端部502)を強化することにより、側面衝突時だけではなく、前面衝突(例えば微小ラップ衝突)時や後面衝突時のエネルギ吸収性能も高めることができる。また、車両骨格(特に車両側部)の剛性を高める効果も得られる。
また、本実施形態において、補強部材5の前端部501は、補強部材5の車両前方側に配設された他の部材である前方側部材(本実施形態ではダッシュロアクロスメンバ62)に連結されている。そのため、側面衝突時や前面衝突時のエネルギ吸収性能を向上させる効果が十分に得られる。
また、補強部材5の前端部501は、前方側部材(ダッシュロアクロスメンバ62)と共に閉断面を形成するように、前方側部材(ダッシュロアクロスメンバ62)に連結されている。そのため、側面衝突時や前面衝突時において、補強部材5の前端部501における荷重伝達効率を高め、エネルギ吸収性能をさらに向上させることができる。
また、補強部材5の後端部502は、補強部材5の車両後方側に配設された他の部材である後方側部材(本実施形態では第1リアクロスメンバ63及び第2リアクロスメンバ64)に連結されている。そのため、側面衝突時や後面衝突時のエネルギ吸収性能を向上させる効果が十分に得られる。
また、補強部材5の後端部502は、後方側部材(第1リアクロスメンバ63及び第2リアクロスメンバ64)と共に閉断面を形成するように、後方側部材(第1リアクロスメンバ63及び第2リアクロスメンバ64)に連結されている。そのため、側面衝突時や後面衝突時において、補強部材5の後端部502における荷重伝達効率を高め、エネルギ吸収性能をさらに向上させることができる。
また、補強部材5には、車両幅方向に延びるフロアクロスメンバ(第1フロアクロスメンバ42、第2フロアクロスメンバ43)が連結され、補強部材5におけるフロアクロスメンバ(第1フロアクロスメンバ42、第2フロアクロスメンバ43)が連結される部分とロッカインナ21とフロアパネル41とにより形成された内部空間(内部空間50)には、バルク部材59が配設されている。そのため、側面衝突時におけるロッカインナ21からフロアクロスメンバ(第1フロアクロスメンバ42、第2フロアクロスメンバ43)への荷重伝達をバルク部材59によって効率良く行うことができる。
また、センタピラー3は、センタピラーインナ31及びセンタピラーアウタ32を有し、センタピラーアウタ32は、車両上方側の上方側領域(アッパ部32a)と車両下方側の下方側領域(ロア部32b)とを有し、上方側領域(アッパ部32a)の強度は、下方側領域(ロア部32b)の強度よりも高い。そのため、センタピラー3(センタピラーアウタ32)に強度差を設けることで側面衝突時におけるエネルギ吸収性能をより一層向上させ、センタピラー3の車両室内側への変形(侵入)をさらに抑制できる。
このように、本実施形態によれば、車両衝突時、特に側面衝突時のロッカ2の変形を抑制し、エネルギ吸収性能を向上させ、さらに剛性を高めることができる車両側部構造1を提供することができる。
(その他の実施形態)
本発明は、前述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
(1)前述の実施形態では、補強部材5の前端部501及び後端部502の両方がそれぞれロッカ2及びフロアパネル41以外の他の部材に連結されていたが、例えば、補強部材5の前端部501のみ又は後端部502のみがロッカ2及びフロアパネル41以外の他の部材に連結されていてもよい。
(2)前述の実施形態では、補強部材5の前端部501がダッシュロアクロスメンバ62に連結されているが、これに限定されるものではなく、例えば、ダッシュパネル61等、補強部材5の車両前方側に配設された種々の部材に連結されていてもよい。また、補強部材5の前端部501は、1つの部材に連結されていてもよいし、複数の部材に連結されていてもよい。
(3)前述の実施形態では、補強部材5の後端部502が第1リアクロスメンバ63及び第2リアクロスメンバ64に連結されているが、これに限定されるものではなく、補強部材5の車両後方側に配設された種々の部材に連結されていてもよい。また、補強部材5の後端部502は、1つの部材に連結されていてもよいし、複数の部材に連結されていてもよい。
(4)前述の実施形態では、バルク部材59は、ロッカインナ21及びフロアパネル41に対して連結(溶接等で接合)されているが、これに限定されるものではなく、例えば、ロッカインナ21及び補強部材5に対して連結されていてもよいし、フロアパネル41及び補強部材5に対して連結されていてもよい。
(5)前述の実施形態では、部材同士の連結方法(固定方法)として、溶接を例として挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば、かしめ、締結部材を用いた締結、接着剤を用いた接着等により部材同士を連結(固定)することもできる。
1…車両側部構造
2…ロッカ
21…ロッカインナ
22…ロッカアウタ
3…センタピラー
41…フロアパネル
5…補強部材
501…前端部(補強部材の前端部)
502…後端部(補強部材の後端部)

Claims (7)

  1. 車両前後方向に延び、ロッカインナ及びロッカアウタを有するロッカと、
    車両上下方向に延び、前記ロッカに連結されるセンタピラーと、
    車両下部に配設されるフロアパネルと、
    前記ロッカの車両幅方向内側であって前記フロアパネルの車両上方側において、前記ロッカに沿って車両前後方向に延び、前記ロッカインナ及び前記フロアパネルに連結される補強部材とを備え、
    該補強部材の前端部及び後端部の少なくとも一方は、前記ロッカ及び前記フロアパネル以外の他の部材に連結されていることを特徴とする車両側部構造。
  2. 前記補強部材の前記前端部は、前記補強部材の車両前方側に配設された前記他の部材である前方側部材に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の車両側部構造。
  3. 前記補強部材の前記前端部は、前記前方側部材と共に閉断面を形成するように、該前方側部材に連結されていることを特徴とする請求項2に記載の車両側部構造。
  4. 前記補強部材の前記後端部は、前記補強部材の車両後方側に配設された前記他の部材である後方側部材に連結されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両側部構造。
  5. 前記補強部材の前記後端部は、前記後方側部材と共に閉断面を形成するように、該後方側部材に連結されていることを特徴とする請求項4に記載の車両側部構造。
  6. 前記補強部材には、車両幅方向に延びるフロアクロスメンバが連結され、前記補強部材における前記フロアクロスメンバが連結される部分と前記ロッカインナと前記フロアパネルとにより形成された内部空間には、バルク部材が配設されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両側部構造。
  7. 前記センタピラーは、センタピラーインナ及びセンタピラーアウタを有し、該センタピラーアウタは、車両上方側の上方側領域と車両下方側の下方側領域とを有し、前記上方側領域の強度は、前記下方側領域の強度よりも高いことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の車両側部構造。
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