JP2022043750A - 車体構造 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、ホイールハウスの側面がフロアパネルに接合される箇所に、車両前後方向に延びるビードを設けた構造が開示されている。
例えば、特許文献2には、リアフロアパネルの車両左右方向中央に、車両前後方向に延びるビードを設けた構造が開示されている。
例えば、特許文献3には、タイヤハウスに対応する補強板部に、車幅方向外側端縁から車幅方向と交差する方向に延びるビードを設けた構造が開示されている。
衝突時のピーク荷重と平均荷重との差を縮めることにより、パネルの発生荷重をコントロールするとともに、パネルにおける衝撃エネルギーの吸収効率を高めることができる。加えて、重い閉断面の骨格フレームに頼る必要がないため、軽量化することができる。したがって、ビードによって衝撃エネルギーを積極的に吸収し且つ軽量化することができる。
稜線は荷重方向に剛性を高め、稜線に跨って凹凸面に設けられるビードは容易に潰れ変形してピーク荷重と平均荷重との差をより一層縮めることができる。加えて、パネルとして凹凸面を有する既存の車体パネルを活用することができるため、部品を追加しなくて済む。したがって、車体構造を軽量化しつつ衝突性能を向上することができる。
パネルが複数の縦ビードのみを有する場合または複数の横ビードのみを有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重を低減し、ピーク荷重と平均荷重との差をより一層縮めることができる。したがって、ビードによって衝撃エネルギーを更に積極的に吸収することができる。
横ビードは縦ビードと比較して衝突時のピーク荷重を低減しやすく衝撃吸収しやすいが、目的とする高速衝突のエネルギー吸収よりも低い荷重、軽衝突で車体が損傷する可能性がある。これに対し本態様によれば、リアフロアパネルの後部の強度を前部よりも高めることで、軽衝突での車体損傷を抑制することができる。
波型を有する縦ビードの凹部の深さを大きくすることで、衝突時のピーク荷重を容易に低減することができる。その他、凹部のピッチ、波形状の傾斜角度を変えることで、衝突時のピーク荷重を変化させることができ、かつ、部位ごとに発生荷重を変化させることができるため、パネル全体の崩壊箇所をコントロールすることができる。
衝突時のピーク荷重を高めやすい縦ビードと、ピーク荷重を低減しやすい横ビードとを組み合わせることで、衝突時のピーク荷重を容易に低減することができる。その他、各ビードのピッチ、傾斜角度を変えることで、衝突時のピーク荷重を変化させることができる。
パネルが複数の横ビードのみを有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重を高めることができるとともに、パネル全体の変形形態をコントロールすることができる。
パネルが複数の縦ビードのみを有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重を低減することができる。
パネルが複数の縦ビードと複数の横ビードとを単純に組み合わせた構造を有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重を高めることができる。
パネルが複数の縦ビードのみを有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重を低減することができる。
2重パネル構造を有するため、フレームが無くても十分に衝突荷重に耐えることができる。加えて、フレームが無い分、軽量化することができる。加えて、支持部材によりパネルが小面積に区分されるため、剪断変形を最大化することができる。
ホットスタンプ成形品は加熱プレス成形であるため、ビードを所望の形状に容易に形成することができる。加えて、パネルにおいて非硬化の部分(軟らかくしたい部分)は加熱を止めるか、ゆっくり冷却することで、衝突時のピーク荷重を容易に低減することができる。
リアバンパービームは車幅方向に連続して支持されるため、局部的な曲げではなく、圧壊(潰れが連続的に生じるモード)により衝撃エネルギーを吸収する。したがって、リアバンパービームを軽量化することができる。
図1に示すように、車体後部構造1は、リアアッパーパネル2(リアフロアパネル)と、リアロアパネル3(リアフロアパネル)と、左右一対の支持部材4と、リアバンパービーム5と、リアアッパーガセット6と、リアロアガセット7と、を備える。車体後部構造1は、上下一対のリアフロアパネル2,3(リアアッパーパネル2及びリアロアパネル3)を備える二重フロア構造を有する。車体後部構造1は、高張力鋼板(例えば、440MPa以上の引張強さを持つ鋼板)により形成された部材を複数組み合わせたものである。
リアアッパーパネル2は、車体後部の床部として機能する。例えば、リアアッパーパネル2は、1400MPa以上1600MPa以下の引張強さを持つ鋼板により形成されている。例えば、リアアッパーパネル2の板厚は、0.5mm以上0.8mm以下の板厚に設定されている。
膨出部12は、リアアッパーパネル2の前端部に設けられている。膨出部12は、車幅方向から見て上方に膨らんでいる。膨出部12が延びる方向と直交する断面視で、膨出部12は、下方に開放する台形状の断面形状を有する。
リアロアパネル3は、リアアッパーパネル2の下方に配置されている。リアロアパネル3は、上下方向に開口する開口部20を有する。開口部20は、リアロアパネル3の中央に設けられている。リアロアパネル3は、リアロアパネル3の前部を構成する第一ロアパネル21と、リアロアパネル3の後部を構成する第二ロアパネル22と、を備える。
支持部材4は、リアアッパーパネル2とリアロアパネル3との間に配置されている。支持部材4は、リアロアパネル3の開口部20を挟んで車幅方向に一対設けられている。支持部材4は、リアアッパーパネル2とリアロアパネル3とを連結している。支持部材4は、前後方向に延びるとともに車幅方向に厚みを有する板状をなしている。
リアバンパービーム5は、上下方向から見て車幅方向に延びるとともに後方に向けて緩やかに湾曲する弧状をなしている。リアバンパービーム5が延びる方向と直交する断面視で、リアバンパービーム5は、前方に開放するハット状(U字状)の断面形状を有する。例えば、リアバンパービーム5は、900MPa以上1060MPa以下の引張強さを持つ鋼板により形成されている。例えば、リアバンパービーム5の板厚は、1.6mm以上2.0mm以下の板厚に設定されている。
リアアッパーガセット6は、車幅方向に延びるとともにリアアッパーパネル2の後端縁11aに沿うように緩やかに湾曲する弧状をなしている。リアアッパーガセット6は、リアアッパーパネル2の後端部に対して車幅方向に連続して連結されている。例えば、リアアッパーガセット6は、900MPa以上1060MPa以下の引張強さを持つ鋼板により形成されている。例えば、リアアッパーガセット6の板厚は、1.8mm以上2.2mm以下の板厚に設定されている。
リアロアガセット7は、車幅方向に延びるとともにリアロアパネル3の後端縁41aに沿うように緩やかに湾曲する弧状をなしている。リアロアガセット7は、リアロアパネル3の後端部に対して車幅方向に連続して連結されている。例えば、リアロアガセット7は、900MPa以上1060MPa以下の引張強さを持つ鋼板により形成されている。例えば、リアロアガセット7の板厚は、1.8mm以上2.2mm以下の板厚に設定されている。例えば、リアアッパーガセット6及びリアロアガセット7は、互いに同じ強度及び板厚を持つ鋼板により形成されている。
図2中において、縦軸は衝突時の荷重、横軸は衝突時の変位、実線のグラフC1は実施形態、破線のグラフC2は比較例をそれぞれ示す。例えば、比較例は、リアフロアパネルではなくフレームにより積極的に衝撃エネルギーを吸収する構造に相当する。
図2に示すように、実施形態のピーク荷重Lpは、比較例のピーク荷重Lpよりも小さい。実施形態の平均荷重La(一点鎖線)は、比較例の平均荷重La(二点鎖線)よりも大きい。
以上説明したように、上記実施形態の車体後部構造1は、440MPa以上の引張強さを持つ鋼板により形成されたリアフロアパネル2,3を備える。リアフロアパネル2,3は、全面にわたって所定方向に延びるビード13,23を有する。ビード13,23が延びる方向、及びビード13,23の種類は、衝突時のピーク荷重Lpと平均荷重Laとの差を縮めるように設定されている。以上の構成によって、以下の効果を奏する。
衝突時のピーク荷重Lpと平均荷重Laとの差を縮めることにより、リアフロアパネル2,3の発生荷重をコントロールするとともに、リアフロアパネル2,3における衝撃エネルギーの吸収効率を高めることができる。加えて、重い閉断面の骨格フレームに頼る必要がないため、軽量化することができる。したがって、ビード13,23によって衝撃エネルギーを積極的に吸収し且つ軽量化することができる。
2重パネル構造を有するため、フレームが無くても十分に衝突荷重に耐えることができる。加えて、フレームが無い分、軽量化することができる。加えて、支持部材4によりリアフロアパネル2,3が小面積に区分されるため、剪断変形を最大化することができる。
リアバンパービーム5は車幅方向に連続して支持されるため、局部的な曲げではなく、圧壊(潰れが連続的に生じるモード)により衝撃エネルギーを吸収する。したがって、リアバンパービーム5を軽量化することができる。
第一実施形態では、リアフロアパネル上に縦ビードが配置されている例を挙げて説明したが、これに限らない。図3に示すように、第二実施形態は、車体後部構造201のリアフロアパネル上のビードの態様が上述した第一実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
衝突時のピーク荷重Lpを高めやすい縦ビード213と、ピーク荷重Lpを低減しやすい横ビード214とを組み合わせることで、衝突時のピーク荷重Lpを容易に低減することができる。その他、各ビード213,214のピッチ、傾斜角度を変えることで、衝突時のピーク荷重Lpを変化させることができる。
横ビードは縦ビードと比較して衝突時のピーク荷重Lpを低減しやすく衝撃吸収しやすいが、目的とする高速衝突のエネルギー吸収よりも低い荷重、軽衝突で車体が損傷する可能性がある。これに対し本実施形態によれば、リアロアパネル203の後部の強度を前部よりも高めることで、軽衝突での車体損傷を抑制することができる。
第一実施形態では、車体後部構造が上下一対のリアフロアパネルを備える二重フロア構造を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。第三実施形態は、車体後部構造のリアフロアパネルの態様が上述した第一実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
稜線313,314は荷重方向に剛性を高め、稜線313,314に跨って凹凸面315に設けられる横ビード316は容易に潰れ変形してピーク荷重Lpと平均荷重Laとの差をより一層縮めることができる。加えて、リアフロアパネル302として凹凸面315を有する既存の車体パネルを活用することができるため、部品を追加しなくて済む。したがって、車体後部構造301を軽量化しつつ衝突性能を向上することができる。
第一実施形態では、リアフロアパネル上に縦ビードが配置されている例を挙げて説明したが、これに限らない。第四実施形態は、車体後部構造のリアアッパーパネルの態様が上述した第一実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
リアアッパーパネル402が複数の縦ビード406のみを有する場合または複数の横ビード407のみを有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重Lpを低減し、ピーク荷重Lpと平均荷重Laとの差をより一層縮めることができる。したがって、ビード406,407によって衝撃エネルギーを更に積極的に吸収することができる。
ホットスタンプ成形品は加熱プレス成形であるため、ビード406,407を所望の形状に容易に形成することができる。加えて、リアアッパーパネル402において非硬化の部分(軟らかくしたい部分)は加熱を止めるか、ゆっくり冷却することで、衝突時のピーク荷重Lpを容易に低減することができる。
第一実施形態では、リアフロアパネル上の縦ビードが単純な直線形状を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。第五実施形態は、リアフロアパネル上の縦ビードの態様が上述した第一実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
波型を有する縦ビード503の凹部503aの深さを大きくすることで、衝突時のピーク荷重Lpを容易に低減することができる。その他、凹部503aのピッチ、波形状の傾斜角度を変えることで、衝突時のピーク荷重Lpを変化させることができ、かつ、部位ごとに発生荷重を変化させることができるため、パネル全体の崩壊箇所をコントロールすることができる。
第一実施形態では、リアフロアパネル上の縦ビードが単純な直線状を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。第六実施形態は、リアフロアパネル上のビードの態様が上述した第一実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
リアフロアパネルが複数の横ビードのみを有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重Lpを高めることができるとともに、パネル全体の変形形態をコントロールすることができる。
第一実施形態では、リアフロアパネル上の縦ビードが単純な直線状を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。第七実施形態は、リアフロアパネル上のビードの態様が上述した第一実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
リアフロアパネルが複数の縦ビードのみを有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重Lpを低減することができる。
第四実施形態では、リアフロアパネル上の複数の縦ビード及び複数の横ビードが単純に隣接して配置されている例を挙げて説明したが、これに限らない。第八実施形態は、リアフロアパネル上の複数の縦ビード及び複数の横ビードの配置の態様が上述した第四実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
リアフロアパネルが複数の縦ビードと複数の横ビードとを単純に組み合わせた構造を有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重Lpを高めることができる。
第一実施形態では、リアフロアパネル上の複数の縦ビードが単純な直線状を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。第九実施形態は、リアフロアパネル上の複数のビードの態様が上述した第一実施形態と相違している。なお、以下の説明においては、上述した第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
リアフロアパネルが複数の縦ビードのみを有する場合と比較して、衝突時のピーク荷重Lpを低減することができる。
例えば、リアフロアパネルは、上記の縦ビード、横ビード、円弧ビード、U字ビード及び傾斜ビードの少なくとも二つを有する複数のビードを備えていてもよい。これにより、リアフロアパネルへのビードの入れ方(ビードの種類、ビードの配置の態様)によって衝突時の折れモードを変えることができる。
2,202,402…リアアッパーパネル(リアフロアパネル、パネル)
3,203,403…リアロアパネル(リアフロアパネル、パネル)
4,404…支持部材
5…リアバンパービーム
11a…後端縁
13,23,213,223,406,503,513,804,904,914…縦ビード(ビード)
22,222…第二ロアパネル(リアフロアパネルの後部)
41a…後端縁
214,224,316,407,803…横ビード(ビード)
302,502,602,702,802,902…リアフロアパネル(パネル)
313,314…稜線
315…凹凸面
402B…リアアッパーパネルの後部(パネルにおいて衝突時の荷重が入力される側の部分)
603…弧状ビード(ビード)
703…U字ビード(ビード)
805,905,915…V字領域
903,913…傾斜ビード
Lp…ピーク荷重
La…平均荷重
V1…荷重入力方向
V2…入力直交方向(荷重入力方向と直交する方向)
Claims (13)
- 440MPa以上の引張強さを持つ鋼板により形成されたパネルを備え、
前記パネルは、全面にわたり所定方向に延びるビードを有し、
前記ビードが延びる方向、及び前記ビードの種類は、衝突時のピーク荷重と平均荷重との差を縮めるように設定されていることを特徴とする車体構造。 - 前記パネルは、複数の稜線により形成された凹凸面を有し、
前記ビードは、前記稜線に跨って前記凹凸面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の車体構造。 - 前記パネルは、
衝突時の荷重入力方向に延び、前記荷重入力方向と直交する方向に並ぶ複数の縦ビードと、
前記荷重入力方向と直交する方向に延び、前記荷重入力方向に並ぶ複数の横ビードと、を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の車体構造。 - 前記パネルは、リアフロアパネルであり、
前記リアフロアパネルは、衝突時の荷重入力方向と直交する方向に延び、前記荷重入力方向に並ぶ複数の横ビードを有し、
前記リアフロアパネルの後部は、前記リアフロアパネルの前部よりも高い強度を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の車体構造。 - 前記パネルは、リアフロアパネルであり、
前記リアフロアパネルは、衝突時の荷重入力方向に延び、前記荷重入力方向と直交する方向に並ぶ複数の縦ビードを有し、
前記複数の縦ビードのそれぞれは、前記縦ビードが延びる方向にわたって波型を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の車体構造。 - 前記パネルは、リアフロアパネルであり、
前記リアフロアパネルは、
衝突時の荷重入力方向と直交する方向に延び、前記荷重入力方向に並ぶ複数の横ビードと、
前記荷重入力方向に延びるとともに前記荷重入力方向と直交する方向に並び、互いに隣り合う前記複数の横ビードを連結する複数の縦ビードと、を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の車体構造。 - 前記パネルは、衝突時の荷重入力方向と同じ側または前記荷重入力方向とは反対側に向けて弧状に湾曲し、前記荷重入力方向に並ぶ複数の弧状ビードを有することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の車体構造。
- 前記パネルは、衝突時の荷重入力方向と同じ側または前記荷重入力方向とは反対側に向けて開放するU字状をなし、前記荷重入力方向に並ぶ複数のU字ビードを有することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の車体構造。
- 前記パネルは、
衝突時の荷重入力方向と直交する方向に延びるとともに前記荷重入力方向に並び、前記荷重入力方向と同じ側または前記荷重入力方向とは反対側に向けて開放するV字状のV字領域を有する複数の横ビードと、
前記荷重入力方向に延びるとともに前記荷重入力方向と直交する方向に並び、前記V字領域に食い込んだ複数の縦ビードと、を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の車体構造。 - 前記パネルは、
衝突時の荷重入力方向に対して斜めに交差する方向に延びるとともに前記荷重入力方向に並び、前記荷重入力方向と同じ側または前記荷重入力方向とは反対側に向けて開放するV字状のV字領域を有する複数の傾斜ビードと、
前記荷重入力方向に延びるとともに前記荷重入力方向と直交する方向に並び、前記V字領域に食い込んだ複数の縦ビードと、を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の車体構造。 - 前記パネルは、車両上下方向に一対設けられ、
衝突時の荷重入力方向に延び、一対の前記パネルを連結する支持部材を更に備えることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の車体構造。 - 前記パネルは、ホットスタンプ成形品であり、
前記パネルにおいて衝突時の荷重が入力される側の部分は、非硬化とされていることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の車体構造。 - 前記パネルは、リアフロアパネルであり、
前記リアフロアパネルの後端縁に対して車幅方向に連続して連結するリアバンパービームを更に備えることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の車体構造。
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