JP2018165106A - Side sill structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のサイドシル構造に関する。 The present invention relates to a side sill structure of a vehicle.
サイドシルは、車両のサイドドアの開口部の下部に設けられている。サイドシルは、板金部材を組み合わせた閉断面形状で形成され、車両の前後方向に沿って配置されている。 The side sill is provided in the lower part of the opening part of the side door of a vehicle. The side sill is formed in a closed cross-sectional shape combining sheet metal members, and is disposed along the front-rear direction of the vehicle.
スモールオフセット衝突と呼ばれる、車両の外側部分のみが衝突物に衝突する事故が知られている。スモールオフセット衝突では、車両の外側に位置するサイドシルに、衝突のエネルギーが大きくかかることがある。例えば、サイドシルの内部に補強部材等を設け、剛性を向上させる例が知られている。 There is a known accident where only the outer part of the vehicle collides with a collision object, which is called a small offset collision. In a small offset collision, a large amount of collision energy may be applied to the side sill located outside the vehicle. For example, an example in which a reinforcing member or the like is provided inside the side sill to improve rigidity is known.
一般に、事故発生時の人的被害を少なくするためには、衝突後も安全な車室空間を確保する剛性とともに、衝突のエネルギーを吸収して衝撃を緩和させる潰れ易さが必要とされる。 In general, in order to reduce human damage at the time of an accident, it is necessary to have the rigidity to secure a safe passenger compartment space even after a collision and the ease of crushing to absorb the energy of the collision and reduce the impact.
衝突時に変形して、衝撃を吸収する壊れ易さと、衝突による車体の変形を抑制し、車室内に安全な空間を保持する剛性とは相反し、これら双方の要件をもたらす構造をサイドシルで実現することは容易でなかった。 Side sill realizes a structure that satisfies both of these requirements, which is contradictory to the fragility that absorbs shock by deforming at the time of collision and the rigidity that suppresses deformation of the vehicle body due to collision and maintains a safe space in the passenger compartment. It was not easy.
本発明は、衝突によるエネルギーを吸収し、衝撃を緩和する壊れ易さと、衝突時の変形を抑制し、車両に安全な空間を確保する剛性とを備えたサイドシル構造を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a side sill structure having a fragility that absorbs energy caused by a collision and relaxes an impact, and a rigidity that suppresses deformation during the collision and secures a safe space in the vehicle. .
本発明は、上記の課題を解決するため、車両のサイドシル構造を次のように構成した。サイドシル構造は、車両のサイドドア開口部の下部に、車両の前後方向に沿って設けられるサイドシル本体部と、サイドシル本体部の内部に、サイドシル本体部の長手方向に沿って設けられる管体と、管体の長手方向端部に設けられ、管体の長手方向中央部に向かって荷重を受けた際に、管体を拡径方向に変形させる拡管部材と、を備えて構成されている。 In order to solve the above-described problems, the present invention has a vehicle side sill structure configured as follows. The side sill structure includes a side sill main body provided along the longitudinal direction of the vehicle at a lower portion of the side door opening of the vehicle, a tube provided along the longitudinal direction of the side sill main body within the side sill main body, A tube expansion member that is provided at a longitudinal end portion of the tubular body and deforms the tubular body in the diameter expansion direction when a load is applied toward the longitudinal central portion of the tubular body.
本発明にかかる車両のサイドシル構造は、次の効果を奏する。スモールオフセット衝突により前輪や衝突物が車両のサイドシルに衝突し、サイドシルを変形させると、拡管部材が管体の内部に押し込まれる。拡管部材が管体の内部に押し込まれることにより、管体が外方に押し広げられて変形し、又、管体を破断させる。 The vehicle side sill structure according to the present invention has the following effects. When the front wheel or the collision object collides with the side sill of the vehicle due to the small offset collision, and the side sill is deformed, the pipe expanding member is pushed into the tube body. When the tube expansion member is pushed into the tube body, the tube body is pushed outward and deformed, and the tube body is broken.
このように管体が変形したり、破断されることにより、衝突時のエネルギーが吸収される。したがって、スモールオフセット衝突により乗員が受けるダメージが軽減される。衝突時のエネルギーが吸収され拡管部材の進行が停止されると、車両の変形が抑制され、車室内に安全な空間が確保される。 Thus, the energy at the time of a collision is absorbed when a tubular body deform | transforms or it fractures | ruptures. Accordingly, damage to the occupant due to the small offset collision is reduced. When the energy at the time of collision is absorbed and the progress of the tube expansion member is stopped, the deformation of the vehicle is suppressed, and a safe space is secured in the vehicle interior.
本発明にかかる一実施形態のサイドシル構造について説明する。図1に、車両10を示す。車両10は、フード12と、フロントウィンドシールドガラス14と、ルーフ16と、フロントドア18と、リヤドア20と、フロントフェンダパネル22と、サイドシル24と、前輪26と、後輪28と、フロア30とを備えている。サイドシル24に本発明のサイドシル構造が適用されている。
A side sill structure according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a
以下、サイドシル構造の説明上、車両10の前進方向を前方とし、その逆を後方とし、前方向を基準に、車両10の幅方向に沿って左右を定める。又、水平に車両10を置いたときの重力の方向を下方、その逆を上方とする。
Hereinafter, in the description of the side sill structure, the forward direction of the
車両10は、フロントウィンドシールドガラス14とルーフ16とフロントドア18とリヤドア20とフロア30とで区画された内側に、車室40を有している。車両10は、フロントピラー32、センタピラー34、リヤピラー36、ルーフレール38、サイドシル24を備えている。車両10には、これらにより、車両10の側方に、前ドア開口部42及び後ドア開口部44が形成されている。前ドア開口部42にはフロントドア18が、後ドア開口部44にはリヤドア20が、それぞれ開閉自在に組み付けられている。
The
フロア30は、車両10の底部に設けられている。フロア30の左右両側にサイドシル24が設けられている。サイドシル24は、車両10の前後方向に沿って、フロントピラー32の基部とリヤピラー36の基部との間に設けられている。フロア30には、又、サイドメンバ46が、サイドシル24の内側にサイドシル24とほぼ平行に設けられている。
The floor 30 is provided at the bottom of the
サイドシル24を図2に示す。図2に示すように、サイドシル24は、サイドシル本体部54と補強部56とを備えている。サイドシル本体部54は、サイドシル24の外側に位置するサイドシル外板50と、サイドシル24の内側に位置するサイドシル内板52を有している。
The
サイドシル外板50は、車両10の外方に設けられる。サイドシル外板50を、二点鎖線で示す。サイドシル内板52は、車両10の車室側に設けられる。サイドシル外板50とサイドシル内板52とは、それぞれ組み合わせて溶接され、閉断面のサイドシル本体部54を構成する。サイドシル本体部54は、内部に空間を有している。サイドシル本体部54の内部空間に補強部56が設けられている。
The side sill outer plate 50 is provided outside the
次に、補強部56について説明する。補強部56は、管体60と拡管部材62と固定部64とを備えている。管体60は、円筒形部材で、例えば鉄等の金属から形成されている。管体60は、外径がD1、内径がD2(図4参照)であり、所定の強度を有している。管体60は、基本的に直管で、全長がLである。管体60の前端E1は、サイドシル本体部54の前端に位置し、後端E2は、サイドシル本体部54の後端に位置している。管体60は、複数の固定部64によりサイドシル本体部54に固定されている。
Next, the
固定部64は、前方から順に、第1固定部64a、第2固定部64b、第3固定部64c、第4固定部64dを備えている。第1固定部64aは、フロントピラー32の基部、本実施形態では、フロントピラー32の基部後方に設けられている。第2固定部64bと第3固定部64cは、センタピラー34の基部に設けられている。第4固定部64dは、リヤピラー36の基部に設けられている。
The
各固定部64は、金属製の板材から、ほぼ直方体状に形成されている。各固定部64は、内側に取付片65を有している。各固定部64は、サイドシル内板52に各取付片65を溶接して、サイドシル本体部54に固定されている。各固定部64には、対向して設けられている前後2面に取付孔68が形成されている。取付孔68は、内径が管体60の外径D1とほぼ同じ径に形成されている。
Each
管体60は、各固定部64の取付孔68を貫通し、取付孔68の内周縁に溶接されている。管体60の前端E1は、第1固定部64aから前方に長さL2突出している。管体60の前端E1には、拡管部材62が取り付けられている。
The
尚、管体60は、基本的に直管であるが、サイドシル本体部54が湾曲している場合は、サイドシル本体部54に合わせて適度に湾曲していてもよい。又、管体60の横断面は、真円であるが、楕円、その他の形状でもよい。
The
拡管部材62を図3に示す。拡管部材62は、円錐台状の形状を有している。拡管部材62は、基本的に管体60と同等か、それより硬度が高い材質で形成されている。例えば、管体60の鉄材に対して、拡管部材62は鋼材で形成されている。
The
拡管部材62は、一端F1側の直径D3が管体60の内径D2より細く、他端F2側の直径D4が管体60の内径D2より太く形成されている。一端F1側は、請求項でいう先端部に相当し、他端F2側は、拡大部に相当する。他端F2側の直径D4は、各固定部64の取付孔68より太く形成されている。
The expanded
拡管部材62の外周面70は、一端F1から他端F2まで基本的に直線状に径が拡がっている。外周面70は、請求項でいう側壁部である。尚、拡管部材62の外周面70は、連続して変化していればよく、例えば外方に膨らむように湾曲したり、あるいは内側に凹む形に湾曲していてもよい。拡管部材62の外周面70には、突条部67が形成されている。
The outer
突条部67は、拡管部材62の外周面70から先端が鋭角となるように、一端F1側から他端F2側にかけて所定の高さ外方に突出している。突条部67は、拡管部材62の外周面70に連続して設けられている。突条部67は、拡管部材62の外周面70に、拡管部材62の外周面70の周方向に等間隔で複数条、螺旋状に形成されている。
The protruding
拡管部材62は、管体60に押し込まれると、拡管部材62の外周面70が管体60を径方向に押し広げ、変形させるとともに、突条部67が管体60の内面に食い込み、螺旋状に溝部を形成する。更に突条部67は、拡管部材62が管体60の内部により押し込まれると、管体60を長手方向に沿って破断する。
When the
尚、突条部67は、螺旋状に形成されていなくともよい。例えば、突条部67は、拡管部材62の外周面70の母線に沿った方向に、直線状に形成されていても、あるいは単数本でもよい。尚、基本的に突条部67は、拡管部材62の外周面70の周方向に沿って均等に設けるのが好ましい。又、管体60、拡管部材62、固定部64には、図2、図3等に示すように電着液を通すためや軽量化のために孔を適宜設けてもよい。
In addition, the
次に、サイドシル構造を備えた車両10の作用効果について説明する。車両10のサイドシル24は、前ドア開口部42及び後ドア開口部44の下部に設けられている。サイドシル24は、サイドシル本体部54とサイドシル本体部54の内部に設けられた補強部56とを備えている。サイドシル本体部54は、サイドシル外板50とサイドシル内板52とを組み付けて形成されている。
Next, the effect of the
サイドシル24は、サイドシル本体部54と補強部56とを含めて、前後方向及び左右方向に所定の剛性を有している。かかるサイドシル構造は、基本的に車両10の左右に同じように設けられている。尚、車両10の他の構成要件等により、スモールオフセット衝突時の衝突エネルギーが分散され、サイドシル24の剛性が保持できる場合には、車両10の左右一方側にのみ本実施形態のサイドシル構造が設けられていてもよい。
The
拡管部材62は、管体60の前方側の前端E1に取り付けられている。車両10が、スモールオフセット衝突したとする。スモールオフセット衝突は、車両10の左右いずれか一方の側方のみが衝突物80に前方から衝突する事故で、例えば、車両10の前面の1/4以下程度の部分にのみ衝突する。スモールオフセット衝突では、衝突物80は、基本的に車両10のサイドメンバ46に直接当たらず、サイドシル24に衝突する。
The
スモールオフセット衝突により衝突物80が車両10に衝突すると、前輪26を介して、あるいは前輪26が脱落して、フロントピラー32が前方から押圧される。フロントピラー32が後方に変形し、前輪26や衝突物80が拡管部材62に当たると、拡管部材62が後方、つまり請求項でいう、長手方向中央部に向かって押圧される。
When the colliding object 80 collides with the
拡管部材62は、管体60内に挿入されているので、拡管部材62が後方に押圧されると、拡管部材62は管体60の内部を進行し、図5に示すように管体60の内面を径方向に押し広げる。又、拡管部材62の突条部67が、管体60の内面に溝を形成する。
Since the
更に拡管部材62が管体60の内部に押し込まれると、突条部67が管体60の内面に形成した溝に沿って管体60が破断され、長手方向に切れ目69が形成される。又、突条部67は、拡管部材62の外周面70に螺旋状に形成されているので、管体60の内面に形成される溝、あるいは管体60に形成される切れ目69は、管体60の中心に対して螺旋状に形成される。
When the
拡管部材62が管体60の内部を押し広げたり、突条部67が管体60の内面に溝を形成することにより、衝突により発生したエネルギーが消費、吸収される。更に、管体60が拡管部材62により管体60の長手方向に破断されることによっても、衝突エネルギーが更に吸収される。このとき、管体60に形成される溝、あるいは切れ目69が螺旋状であることによって、形成される溝、あるいは切れ目69の長さを長くするとともに、溝、あるいは切れ目69が形成される際の抵抗を高くすることができるので、消費、吸収されるエネルギーを大きくすることができる。又、突条部67は、拡管部材62の外周面70の周方向に等間隔で複数条設けられているため、拡管部材62が真っ直ぐ安定して進行する。
When the
そして、拡管部材62が第1固定部64aの位置まで達すると、拡管部材62の他端F2側の直径D4が各固定部64の取付孔68より太く形成されていることにより、管体60の変形が第1固定部64aの固定により抑止され、拡管部材62の進行が停止する。かかる状態を図6に示す。
And when the
このように、車両10がスモールオフセット衝突すると、サイドシル24に加えられたエネルギーが、補強部56の変形により吸収される。これにより、スモールオフセット衝突により、乗員に加えられる衝撃が緩和し、乗員の人的被害が低減される。
Thus, when the
更に、拡管部材62が固定部64の位置に達すると、拡管部材62の移動が止められ、拡管部材62による管体60の変形が抑止される。これにより、スモールオフセット衝突によるサイドシル24の変形、つまり車両10の変形が抑止され、車両10内に安全空間が確保される。これにより、人的被害を軽減できる。固定部64がフロントピラー32の基部に設けられているため、フロントピラー32から車両後方側の車両10の変形が抑止され、車両10の室内空間が保持され、乗員が保護される。
Furthermore, when the
又、上記実施形態によれば、サイドシル24内に管体60が設けられているので、側面衝突に対するサイドシル24の剛性を高めることができる。
Moreover, according to the said embodiment, since the
尚、本発明は、上記実施形態に限るものではなく、適宜変更可能である。例えば、管体60は、金属製でなくともよい。又、管体60の断面は、円形に限るものではない。拡管部材62は、車両10の前方のみでなく、後方の後端E2に設けてもよい。
In addition, this invention is not restricted to the said embodiment, It can change suitably. For example, the
更に、拡管部材62によって管体60に溝、あるいは切れ目を形成するのではなく、図7に示す管体61のように、予め管体61に切れ目71、あるいは溝を形成しておいてもよい。切れ目71や溝は、管体61の端部から長手方向に沿って形成する。切れ目71等を螺旋に形成してもよい。
Furthermore, instead of forming a groove or a cut in the
管体61に切れ目71や溝を形成した場合も、上述した例と同様、管体61内を拡管部材62が進行することにより、管体61に形成された切れ目71に沿って管体61が変形したり、溝に沿って管体61が破断し、変形することにより衝突エネルギが消費、吸収される。管体61に切れ目71や溝を形成した場合、図7に示すように拡管部材72は、その外周面70に突条部はなくともよい。
Even in the case where the cut line 71 and the groove are formed in the tube body 61, the tube body 61 is moved along the cut line 71 formed in the tube body 61 by the advancement of the
拡管部材は円錐台状の形状に限らず、他の形状でもよい。例えば、図7に示す拡管部材72のように、円錐台形状の他端F2側に、直径D4より細い円筒状の筒状部材73を設けてもよい。又逆に、他端F2側に、直径D4より広い板状部材を設け、広い面積で圧力が受けられるように形成してもよい。 The tube expansion member is not limited to the truncated cone shape, and may have other shapes. For example, a cylindrical tubular member 73 having a diameter smaller than the diameter D4 may be provided on the side of the other end F2 of the truncated cone shape as in the tube expansion member 72 shown in FIG. Conversely, a plate-like member wider than the diameter D4 may be provided on the other end F2 side so that pressure can be received over a wide area.
又、本発明によれば、管体60の材質、強度、板厚等を変更することにより、衝撃の吸収度合いを容易に変更できる。第1固定部64aの固定位置、つまり長さL2を変更することにより、スモールオフセット衝突による変形を抑止させる位置を選択できる。
In addition, according to the present invention, the degree of impact absorption can be easily changed by changing the material, strength, plate thickness, and the like of the
拡管部材62のテーパーの角度を変更することにより、管体60の変形を変更させ、衝撃吸収の程度を任意に設定できる。管体60の全長Lを適宜調整することにより、全長の異なる他の車種に容易に適用できる。構造が共通化するので、設計検討、衝突安全試験等を短縮化できる。部品が共通化するので、コストを低減できる。
By changing the taper angle of the
本発明は、車両のサイドシル構造に利用できる。 The present invention can be used for a side sill structure of a vehicle.
10…車両、12…フード、14…フロントウィンドシールドガラス、16…ルーフ、18…フロントドア、20…リヤドア、22…フロントフェンダパネル、24…サイドシル、26…前輪、28…後輪、30…フロア、32…フロントピラー、34…センタピラー、36…リヤピラー、38…ルーフレール、40…車室、42…前ドア開口部、44…後ドア開口部、46…サイドメンバ、50…サイドシル外板、52…サイドシル内板、54…サイドシル本体部、56…補強部、60、61…管体、62、72…拡管部材、64…固定部、64a…第1固定部、64b…第2固定部、64c…第3固定部、64d…第4固定部、65…取付片、67…突条部、68…取付孔、69…切れ目、70…外周面、73…筒状部材、E1…前端、E2…後端。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記サイドシル本体部の内部に、前記サイドシル本体部の長手方向に沿って設けられる管体と、
前記管体の長手方向端部に設けられ、前記管体の長手方向中央部に向かって荷重を受けた際に、前記管体を拡径方向に変形させる拡管部材と、を備えていることを特徴とするサイドシル構造。 Side sill main body provided along the front-rear direction of the vehicle at the lower part of the side door opening of the vehicle,
Inside the side sill body part, a tube provided along the longitudinal direction of the side sill body part,
A tube expansion member provided at a longitudinal end portion of the tubular body, and deformed in the diameter expansion direction when receiving a load toward a longitudinal central portion of the tubular body. Characteristic side sill structure.
前記拡管部材は、一端側に設けられ、前記管体の内径より小さな外径を有し、前記開口部に挿入される先端部と、他端側に設けられ、前記管体の内径より大きい径を有する拡大部と、一端側から他端側に向かうにしたがい、次第に径が大きくなるように前記先端部と前記拡大部とを繋ぐ側壁部とを備えていることを特徴とする請求項1に記載のサイドシル構造。 The tube has an opening that opens at a longitudinal end,
The tube expansion member is provided on one end side, has an outer diameter smaller than the inner diameter of the tube body, is provided on a tip end portion inserted into the opening and the other end side, and has a diameter larger than the inner diameter of the tube body. And a side wall portion that connects the distal end portion and the enlarged portion so that the diameter gradually increases from one end side to the other end side. Side sill structure as described.
前記固定部は、前記管体を挿通する取付孔を有し、
前記取付孔の内径は、前記拡大部の外径より小さく、
前記固定部は、前記拡管部材が挿入されている前記管体の長手方向端部から前記管体の長手方向中央部側に、所定距離離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項3又は4に記載のサイドシル構造。 A fixing portion for fixing the tubular body to the side sill body portion;
The fixing portion has a mounting hole through which the tubular body is inserted,
The inner diameter of the mounting hole is smaller than the outer diameter of the enlarged portion,
The said fixing | fixed part is provided in the position which left | separated predetermined distance from the longitudinal direction edge part of the said tubular body in which the said pipe expansion member is inserted to the longitudinal direction center part side of the said tubular body. The side sill structure according to 3 or 4.
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