JP2019077199A

JP2019077199A - 車体構造

Info

Publication number: JP2019077199A
Application number: JP2017202902A
Authority: JP
Inventors: 俊助金谷; Shunsuke Kanetani; 濱田　和幸; Kazuyuki Hamada; 和幸濱田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2019-05-23

Abstract

【課題】曲げ変形させるような外力に対する耐力を向上できる車体構造を得る。【解決手段】本ロッカ１０では、ロッカアウタパネル１４の第２上側フランジ部３４に延長部４２が設けられており、この延長部４２の第１板部４６は、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２の車幅方向内側で第１上側フランジ部２２に重なって設けられている。しかも、この第１板部４６の先端は、第１上側フランジ部２２の第１上壁部２８からの延出方向基端である稜線部５２に当接されて溶接されている。これによって、ロッカ１０の曲げ荷重及び衝撃荷重（衝突荷重）Ｆ等に対する耐力を向上できる。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車に用いられる車体構造に関する。

例えば、下記特許文献１に開示されたサイドシルは、一対のサイドシルインナパネルとサイドシルアウタパネルとにより形成されている。これらのサイドシルインナパネル及びサイドシルアウタパネルは、断面ハット形状とされ、互いに対向するように配置されている。また、下記特許文献１には、サイドシルアウタパネルのフランジ部がサイドシルインナパネルのフランジ部の延出方向先端側部分（サイドシルインナパネルのフランジ部におけるサイドシルインナパネルの本体部分とは反対側部分）を覆うようにヘミング加工された構成も開示されている。

しかしながら、例えば、サイドシルを曲げ変形させるような外力に対する耐力の観点では、上記のような構造では、未だ改良の余地が残されていた。

国際公開第２０１６／０３５８５１号

本発明は、上記事実を考慮して、曲げ変形させるような外力に対する耐力を向上できる車体構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の車体構造は、互いに対向して設けられて閉じ断面形状を形成する一対のパネル部材と、前記一対のパネル部材の一方から延出された第１フランジ部と、前記一対のパネル部材の他方から延出されて前記第１フランジ部の一方の面に対向して配置される第２フランジ部と、前記第２フランジ部に形成され、前記第１フランジ部を巻込んで前記第１フランジ部の他方の面の側へ延び、前記第１フランジ部の他方の面に対向して配置されると共に、前記第１フランジ部の基端部に当接されて前記第１フランジ部に接合される延長部と、を備えている。

請求項１に記載の車体構造によれば、一対のパネル部材の他方から延出された第２フランジ部は、一対のパネル部材の一方から延出された第１フランジ部の一方の面に対向して配置される。また、第２フランジ部には延長部が形成されており、延長部は、第１フランジ部を巻込んで第１フランジ部の他方の面の側へ延び、第１フランジ部の他方の面に対向して配置されると共に、第１フランジ部の基端部に当接されて第１フランジ部へ接合される。これによって、第１フランジ部の基端近傍におけるパネル部材の座屈変形が抑制されて、パネル部材の曲げ変形が抑制される。このため、曲げ変形させるような外力に対する耐力を向上できる。

以上、説明したように、請求項１に記載の車体構造では、曲げ変形させるような外力に対する耐力を向上できる。

第１の実施の形態に係るロッカの斜視図である。図１の２−２線に沿って切った断面図である。第２の実施の形態に係るロッカの図２に対応する断面図である。第３の実施の形態に係るロッカの図２に対応する断面図である。

次に、本発明の各実施の形態について図１から図４の各図に基いて説明する。なお、各図において矢印ＦＲは、車体としてのロッカ１０が適用される車両の車両前側を示し、矢印ＯＵＴは、車両の車幅方向外側を示し、矢印ＵＰは、車両上側を示す。また、以下の各実施の形態を説明するにあたり、第１の実施の形態を含めて説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。

＜第１の実施の形態の構成＞
図１及び図２に示されるように、ロッカ１０は、パネル部材（一対のパネル部材の一方）としてのロッカインナパネル１２と、パネル部材（一対のパネル部材の他方）としてのロッカアウタパネル１４と、パッチ１６とを含んで構成されており、ロッカ１０は、全体的に車両前後方向に長い断面略多角形の筒状とされている。ロッカ１０を構成するロッカインナパネル１２は、例えば、鋼板によって形成されており、ロッカインナパネル１２を形成する鋼板の引張り強度は、１１８０ＭＰａ程度とされ、鋼板の厚さは、１．２ｍｍとされている。

ロッカインナパネル１２は、パネル部材本体（第１パネル部材本体）としてのインナパネル本体１８と、第１下側フランジ部２０と、第１フランジ部としての第１上側フランジ部２２とを含んで構成されている。インナパネル本体１８は、第１縦壁部２４と、第１下壁部２６と、第１上壁部２８とを含んで構成されている。第１縦壁部２４の全体的な幅方向は、略車両上下方向（更に詳細には、車両下側に対して車幅方向内側に傾いた方向）とされている。また、第１縦壁部２４は、車両上下方向中間部で車幅方向内側へ適宜に曲がったクランク状に形成されている。

第１縦壁部２４の車両下側には、第１下壁部２６が設けられている。第１下壁部２６は、第１縦壁部２４の車両下側端から車両下側に対して車幅方向外側に傾いた方向へ延出されており、第１下壁部２６の車幅方向外側端からは、第１下側フランジ部２０が車両下側へ延出されている。また、第１縦壁部２４の車両上側には、第１上壁部２８が設けられている。第１上壁部２８は、第１縦壁部２４の車両上側端から車両上側に対して車幅方向外側に傾いた方向へ延出されており、第１上壁部２８の車幅方向外側端からは、第１上側フランジ部２２が車両上側へ延出されている。このように、ロッカインナパネル１２は、車幅方向外側へ開口された断面ハット形状とされている。

一方、ロッカインナパネル１２と共にロッカ１０を構成するロッカアウタパネル１４は、例えば、鋼板によって形成されており、ロッカインナパネル１２を形成する鋼板の引張り強度は、１１８０ＭＰａ程度とされ、鋼板の厚さは、１．４ｍｍとされている。

ロッカアウタパネル１４は、パネル部材本体（第２パネル部材本体）としてのアウタパネル本体３０と、第２下側フランジ部３２と、第２フランジ部としての第２上側フランジ部３４とを含んで構成されている。アウタパネル本体３０は、第２縦壁部３６と、第２下壁部３８と、第２上壁部４０とを含んで構成されている。第２縦壁部３６の全体的な幅方向は、略車両上下方向（更に詳細には、車両下側に対して車幅方向内側に傾いた方向）とされている。また、第２縦壁部３６は、車両上下方向中間部で車幅方向内側又は車幅方向外側へ適宜に曲がったクランク状に形成されている。

第２縦壁部３６の車両下側には、第２下壁部３８が設けられている。第２下壁部３８は、第２縦壁部３６の車両下側端から車両下側に対して車幅方向外側に傾いた方向へ延出されている。第２下壁部３８の車幅方向内側端からは、第２下側フランジ部３２が車両下側へ延出されており、第２下側フランジ部３２は、ロッカインナパネル１２の第１下側フランジ部２０の車幅方向外側で第１下側フランジ部２０に対向して配置されている。

これに対して、第２縦壁部３６の車両上側には、第２上壁部４０が設けられている。第２上壁部４０は、第２縦壁部３６の車両上側端から車両上側に対して車幅方向外側に傾いた方向へ延出されている。第２上壁部４０の車幅方向内側端からは、第２上側フランジ部３４が車両上側へ延出されており、第２上側フランジ部３４は、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２の車幅方向外側で第１上側フランジ部２２に対向して配置されている。このように、ロッカアウタパネル１４は、車幅方向内側へ開口された断面ハット形状とされ、ロッカアウタパネル１４のアウタパネル本体３０とロッカインナパネル１２のインナパネル本体１８とは、車幅方向に対向して配置されている。

また、本ロッカ１０は、延長部４２を備えている。延長部４２は、車両前後方向に長い板状とされ、ロッカアウタパネル１４の一部として形成されている。本実施の形態では、延長部４２は、第１曲部４４と第１板部４６とを含んで構成されている。第１曲部４４は、車両前後方向を軸周り方向に曲がっており、第１曲部４４を車両前後方向に対して直交する方向に切った断面形状は、車両下側へ開口した略Ｕ字形状とされている。第１曲部４４の幅方向一端は、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２の車幅方向外側でロッカアウタパネル１４の第２上側フランジ部３４の車両上側端（第２上側フランジ部３４の第２上壁部４０とは反対側端）に繋がっている。これに対して、第１曲部４４の幅方向他端は、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２の車幅方向内側に配置されており、第１曲部４４の幅方向他端からは、第１板部４６が車両下側へ延出されている。

第１板部４６は、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２の車幅方向内側に設けられており、第１板部４６は、車幅方向に第１上側フランジ部２２に重なっている。このように、本実施の形態では、ロッカアウタパネル１４の第２上側フランジ部３４及び延長部４２が、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２を巻込むように設けられている。

ロッカアウタパネル１４の第２上側フランジ部３４の第１板部４６、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２、ロッカアウタパネル１４の第２上側フランジ部３４の第１板部４６の車両上下方向中間部には、第１溶接部４８が設定されている。第１板部４６、第１上側フランジ部２２、第１板部４６の車両上下方向中間部は、第１溶接部４８において、スポット溶接等の溶接手段によって車両前後方向に所定の間隔をおいて接合されている。

一方、第１板部４６の先端（車両下側端）は、ロッカインナパネル１２における第１上側フランジ部２２の第１上壁部２８からの延出方向基端（第１上側フランジ部２２の車両下側端）に当接されている。さらに、第１板部４６の先端には第２溶接部５０が設定されており、第１板部４６の先端と第１上壁部２８からの延出方向基端（すなわち、ロッカインナパネル１２における第１上側フランジ部２２と第１上壁部２８との間の稜線部５２）とが第２溶接部５０においてレーザ溶接又はアーク溶接等の溶接手段によって車両前後方向に連続又は所定の間隔をおいて接合されている。

以上のようにして、ロッカインナパネル１２とロッカアウタパネル１４とが接合されて一体とされることによって、ロッカ１０の長手方向（車両前後方向）に対して直交する方向にロッカ１０を切った断面形状（以下、この断面形状を単に「ロッカ１０の断面形状」と称する）は、略多角形の閉じ断面形状になる。また、以上の延長部４２は、例えば、ロッカアウタパネル１４の第２上側フランジ部３４の車両上側端（第２上壁部４０とは反対側端）から平板部分を延設し、この平板部分がヘミング加工されることによって形成される。

また、ロッカインナパネル１２及びロッカアウタパネル１４と共にロッカ１０を構成するパッチ１６は、例えば、鋼板によって形成されており、ロッカインナパネル１２を形成する鋼板の引張り強度は、１１８０ＭＰａ程度とされ、鋼板の厚さは、１．２ｍｍとされている。パッチ１６は、ロッカ１０の内側に設けられており、ロッカ１０の長手方向（車両前後方向）に連続又は所定の間隔をおいて配置されている。

また、パッチ１６には、パッチ曲部５４が形成されており、パッチ１６は、パッチ曲部５４においてロッカ１０の長手方向を軸方向とする軸周り方向に曲がっている。パッチ曲部５４は、ロッカインナパネル１２の第１縦壁部２４と第１上壁部２８との境（稜線部分又は曲部分）に対向するように配置されている。パッチ１６においてパッチ曲部５４よりも車幅方向外側部分は、パッチ第１板部５６とされている。パッチ第１板部５６は、ロッカインナパネル１２の第１上壁部２８と対向するように配置され、ロッカ１０の内側から第１上壁部２８に当接されている。

これに対して、パッチ１６においてパッチ曲部５４を挟んでパッチ第１板部５６とは反対側の部分は、パッチ第２板部５８とされている。パッチ第２板部５８は、ロッカインナパネル１２の第１縦壁部２４と対向するように配置され、ロッカ１０の内側から第１縦壁部２４に当接されている。パッチ１６は、スポット溶接等の溶接手段によってロッカインナパネル１２に接合されている。ロッカインナパネル１２の第１縦壁部２４及び第１上壁部２８は、パッチ１６によって曲げ変形等の変形に対する剛性等が高められている。

＜第１の実施の形態の作用、効果＞
例えば、以上の構成のロッカ１０が適用された車両の車両前側端部における車幅方向外側端部が車両前方の障害物に衝突した場合（所謂、「微小ラップ衝突」）には、ロッカ１０の車両前側端には、車両前側からの衝突荷重Ｆ（図１参照）がロッカ１０の長手方向に沿った軸力として入力される。この衝突荷重Ｆがロッカ１０に入力されることによって、ロッカ１０の車両後側部分に対して車両前側部分を車両上側へ回動させるようなモーメントＭ（図１参照）がロッカ１０に作用される。

このようなモーメントＭは、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２及びロッカアウタパネル１４の第２上側フランジ部３４を車両上側へ曲げて座屈させようとする。仮に、このような座屈が第１上側フランジ部２２及び第２上側フランジ部３４に生ずると、更に、ロッカインナパネル１２の第１上壁部２８、ロッカアウタパネル１４の第２上壁部４０等が変形され、ロッカインナパネル１２の稜線部５２、ロッカアウタパネル１４の第２上壁部４０と第２上側フランジ部３４との間の稜線部分（曲部分）が座屈（変形）される。これによって、ロッカ１０の断面形状が崩れる可能性がある。

ここで、本実施の形態では、ロッカアウタパネル１４の第２上側フランジ部３４に延長部４２が設けられており、この延長部４２の第１板部４６は、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２の車幅方向内側（すなわち、第１上側フランジ部２２を挟んで第２上側フランジ部３４とは反対側）で第１上側フランジ部２２に重なって設けられている。しかも、この第１板部４６の先端（車両下側端、第１曲部４４とは反対側端）は、第１上側フランジ部２２の第１上壁部２８からの延出方向基端である稜線部５２に当接されて溶接されている。

このため、第１上側フランジ部２２及び第２上側フランジ部３４の全体的な剛性、特に、第１上側フランジ部２２の基端（第１上側フランジ部２２の第１上壁部２８からの延出方向側端）及びその近傍部分の剛性が高くなり、これによって、上述したモーメントＭ等がロッカ１０に作用されることによる第１上側フランジ部２２及び第２上側フランジ部３４での座屈の発生が抑制される。これによって、ロッカインナパネル１２の稜線部５２における座屈（変形）の発生が抑制されるため、ロッカ１０の断面形状が崩れることを抑制できる。このように、ロッカ１０の断面形状が崩れることを抑制できるため、ロッカ１０の曲げ荷重及び衝撃荷重（衝突荷重）Ｆ等に対する耐力を向上できる。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。

図３に示されるように、本実施の形態では、ロッカアウタパネル１４の延長部４２は、第２曲部６２及び第２板部６４を含んで構成されている。第２曲部６２は、延長部４２の第１板部４６の先端（第１板部４６における第１曲部４４とは反対側端）とされ、第２曲部６２は、ロッカインナパネル１２の稜線部５２に当接されている。

一方、第２板部６４は、第２曲部６２から延出されている。第２板部６４は、ロッカインナパネル１２の第１上壁部２８に対して対向するように配置されて第１上壁部２８に当接されている。本実施の形態における第２板部６４の先端（第２板部６４の第２曲部６２からの延出方向側端）は、パッチ１６のパッチ第１板部５６の先端（パッチ第１板部５６のパッチ曲部５４とは反対側端）よりも車幅方向外側に配置されている。

本実施の形態では、第２溶接部５０は、第２板部６４に設定されており、第２板部６４とロッカインナパネル１２の第１上壁部２８とが第２溶接部５０においてレーザ溶接又はアーク溶接等の溶接手段によって車両前後方向に連続又は所定の間隔をおいて接合されている。

以上の構成の第２の実施の形態では、延長部４２における第１板部４６と第２板部６４との境である第２曲部６２（換言すると、第１板部４６の先端）が、第１上側フランジ部２２の第１上壁部２８からの延出方向基端である稜線部５２に当接されている。これによって、本第２の実施の形態は、基本的に前記第１の実施の形態と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができる。

＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。

図４に示されるように、本実施の形態では、ロッカアウタパネル１４の延長部４２の第２板部６４は、ロッカインナパネル１２の第１縦壁部２４と第１上壁部２８との境（稜線部分又は曲部分）まで延びている。また、本実施の形態では、延長部４２は、第３曲部７２と第３板部７４とを含んで構成されている。第３曲部７２は、延長部４２の第２板部６４の先端（第２板部６４における第２曲部６２とは反対側端）とされ、第３曲部７２は、ロッカインナパネル１２の第１縦壁部２４と第１上壁部２８との境（稜線部分又は曲部分）に当接されている。

一方、第３板部７４は、第３曲部７２から延出されている。第３板部７４は、ロッカインナパネル１２の第１縦壁部２４に対して対向するように配置されて第１縦壁部２４に当接されている。第２溶接部５０は、第３板部７４に設定されており、第３板部７４とロッカインナパネル１２の第１上壁部２８とが第２溶接部５０においてレーザ溶接又はアーク溶接等の溶接手段によって車両前後方向に連続又は所定の間隔をおいて接合されている。

また、本実施の形態は、前記第１の実施の形態、前記第２の実施の形態とは異なり、パッチ１６が設けられていない。

以上の構成の第３の実施の形態では、延長部４２における第１板部４６と第２板部６４との境である第２曲部６２（換言すると、第１板部４６の先端）が、第１上側フランジ部２２の第１上壁部２８からの延出方向基端である稜線部５２に当接されている。これによって、本第３の実施の形態は、基本的に前記第１の実施の形態及び前記第２の実施の形態と同様の作用を奏し、同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、延長部４２の第２板部６４がロッカインナパネル１２の第１上壁部２８に当接され、第３曲部７２がロッカインナパネル１２の第１縦壁部２４と第１上壁部２８との境（稜線部分又は曲部分）に当接され、第３板部７４がロッカインナパネル１２の第１縦壁部２４に当接されている。この延長部４２の第２板部６４、第３曲部７２、第３板部７４が前記第１の実施の形態及び第２の実施の形態におけるパッチ１６と同様の作用を奏し、これによって、ロッカインナパネル１２の第１縦壁部２４及び第１上壁部２８の曲げ変形等の変形に対する剛性等が高められている。これによって、本実施の形態では、パッチ１６を設けなくてもよく、部品点数の削減が可能になる。

なお、上記の第１の実施の形態では、ロッカアウタパネル１４の延長部４２の第１板部４６の先端（ロッカアウタパネル１４の第２縦壁部３６とは反対側端）に第２溶接部５０が設定されたていた。しかしながら、第１板部４６の先端（車両下側端）は、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２の延出方向基端に当接されていればよく、第２溶接部５０は、第１板部４６の先端よりも基端側（車両上側）に設定されてもよい。

また、上記の第２の実施の形態では、ロッカアウタパネル１４の延長部４２の第２板部６４の先端（第２板部６４の第２曲部６２からの延出方向側端）は、パッチ１６のパッチ第１板部５６の先端（パッチ第１板部５６のパッチ曲部５４とは反対側端）よりも車幅方向外側に配置された構成であった。しかしながら、第２板部６４がロッカインナパネル１２の第１上壁部２８を挟んでパッチ第１板部５６と対向するように設けられる構成であってもよいし、第２板部６４の先端がロッカインナパネル１２の第１上壁部２８の車幅方向内側端に当接されるまで第２板部６４を設ける構成であってもよい。

さらに、上記の第１の実施の形態、第２の実施の形態においてパッチ１６は、ロッカインナパネル１２に接合される構成であったが、パッチ１６がロッカアウタパネル１４の第２縦壁部３６、第２上壁部４０に当接するように設けられてロッカアウタパネル１４に接合される構成であってもよい。

また、上記の第１の実施の形態、第２の実施の形態は、パッチ１６を備える構成であり、第３の実施の形態はパッチ１６を備えない構成であった。しかしながら、第１の実施の形態、第２の実施の形態がパッチ１６を備えない構成としてもよいし、第３の実施の構成に更にパッチ１６が設けられる構成であってもよい。

さらに、上記の各実施の形態は、ロッカアウタパネル１４の第２上側フランジ部３４に延長部４２を設けた構成であった。しかしながら、例えば、ロッカインナパネル１２の第１上側フランジ部２２に延長部４２を設ける構成であってもよい。

また、上記の各実施の形態で説明したロッカインナパネル１２、ロッカアウタパネル１４、パッチ１６の材質、引張り強度等の物理的特性、形状、厚さ等は、あくまでも一例であって、これらの条件等に限定されるものではない。

さらに、上記の各実施の形態は、本発明を車両のロッカ１０に適用した構成であった。しかしながら、本発明を車両のロッカ１０以外の各部位への適用も可能である。

１０ロッカ（車体）
１２ロッカインナパネル（一対のパネル部材の一方）
１４ロッカアウタパネル（一対のパネル部材の他方）
２２第１上側フランジ部（第１フランジ部）
３４第２上側フランジ部（第２フランジ部）
４２延長部

Claims

車体の一部を構成し、互いに対向して設けられて閉じ断面形状を形成する一対のパネル部材と、
前記一対のパネル部材の一方から延出された第１フランジ部と、
前記一対のパネル部材の他方から延出されて前記第１フランジ部の一方の面に対向して配置される第２フランジ部と、
前記第２フランジ部に形成され、前記第１フランジ部を巻込んで前記第１フランジ部の他方の面の側へ延び、前記第１フランジ部の他方の面に対向して配置されると共に、前記第１フランジ部の基端部に当接されて前記第１フランジ部に接合される延長部と、
を備える車体構造。