JP4196748B2

JP4196748B2 - ロッカとセンターピラーとの結合構造

Info

Publication number: JP4196748B2
Application number: JP2003181269A
Authority: JP
Inventors: 慎岡部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: JP2005014716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロッカとセンターピラーとの結合構造に係り、特に、自動車等の車両の車体を構成するロッカとセンターピラーとの結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両の車体を構成するロッカとセンターピラーとの結合構造においては、アルミ材の押し出し材で作られたロッカ（サイドシルともいう）の中空断面部にスチール製の中空の補強部材を挿入し、中空断面部回りの骨格材と外壁との間にリブを設けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、押出し成形品からなるロッカの下部が内部に形成したリブで補強され、ロッカの上部が、押出し成形品からなるセンターピラーに結合された構成が知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、側突時にロッカを回転させることでセンターピラーに斜め上方向の引張力を作用させる構成が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２７０４４７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２２７６３９号公報
【特許文献３】
特開平７−８９４６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１、２では、ロッカ全体の強度が大きいため、車両側突時にセンターピラーが車幅方向内側へ押圧された場合に、ロッカとセンターピラーとの間に車幅方向に沿って大きな剪断力が作用し、センターピラーが破断し易くなり補強が必要となる。また、特許文献３では、車両側突時にセンターピラーが車幅方向内側へ押圧された場合に、ロッカ全体が回転するため、ロッカの横曲げ強度が低下し、ロッカが車幅方向に変形し易くなり補強が必要となる。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、車両側突時にロッカとセンターピラーとの間に作用する剪断力を低減すると共に、ロッカの横曲げ強度の低下を抑制できるロッカとセンターピラーとの結合構造を得ることが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明のロッカとセンターピラーとの結合構造は、上部の強度が下部の強度より小さいロッカと、
下部に車幅方向内側に向かって突出部が形成され、該突出部の車幅方向内側に前記ロッカの上部が配設されたセンターピラーと、
を有することを特徴とする。
【０００７】
従って、車両側突時にセンターピラーへ入力された側突荷重が、センターピラー下部に車幅方向内側に向かって形成された突出部からロッカの上部へ伝達され、センターピラーとロッカの上部が車幅方向内側へ回転する。また、センターピラーの回転によって、センターピラーへ入力された側突荷重をセンターピラーに沿った斜め上方方向への引張力としてセンターピラーで受けることができる。この結果、車両側突時にロッカとセンターピラーとの間に作用する剪断力を低減することができるため、センターピラーの下部が破断するのを抑制できる。また、側突荷重をセンターピラーに沿った斜め上方方向の引張力としてセンターピラーで受けることができ、センターピラーによる側突荷重の吸収力が大きくなると共に、ロッカの下部の強度が上部の強度より大きく、車両側突時にロッカの下部が回転しない。このため、ロッカの横曲げ強度の低下を抑制できる。
【０００８】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載のロッカとセンターピラーとの結合構造において、前記センターピラーには、前記突出部よりも車体上下方向下方側の部位に車体上下方向下方に向かって下フランジが延設されており、該下フランジが前記ロッカの下部に接合されていることを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１記載の内容に加えて、センターピラーにおける突出部よりも車体上下方向下方側の部位に車体上下方向下方に向かって延設された下フランジが強度の高いロッカの下部に接合されているため、車両側突時にセンターピラーの下フランジが変形し易く、下フランジにおけるロッカの下部との接合部上端を回転中心として、センターピラーとロッカの上部とが車幅方向内側へ回転する。この結果、センターピラーとロッカの上部を車幅方向内側へ容易に回転させることができる。
【００１０】
請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか一方に記載のロッカとセンターピラーとの結合構造において、前記センターピラーの前後の各フランジと前記ロッカの上部の上フランジとの重合部において、前記センターピラーの前後の各フランジにおける周縁部に対向する前記ロッカの上部の上フランジにおける各部位に切欠を形成したことを特徴とする。
【００１１】
従って、請求項１、２の何れか一方に記載の内容に加えて、車両側突時にセンターピラーからロッカへ衝突荷重が伝達される際に、センターピラーの前後の各フランジにおける周縁部に対向するロッカの上部の上フランジにおける各部位に形成した切欠によって、センターピラーの前後の各フランジとロッカの上部の上フランジとの重合部に応力が集中しない。また、ロッカの上部の上フランジが車幅方向内側へ倒れ易くなる。このため、センターピラーに発生する剪断力の抑制効果が更に向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明におけるロッカとセンターピラーとの結合構造の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００１３】
なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００１４】
図５に示される如く、アルミボデーとされた自動車車体１０の車幅方向両端下部には車体前後方向に沿って一対のロッカ１２が配設されており、ロッカ１２の車体前後方向略中央部には、センターピラー１４が立設されている。
【００１５】
図１に示される如く、ロッカ１２はアルミの押出材で構成されており、車体前後方向に沿って伸びる閉断面構造となっている。
【００１６】
ロッカ１２の上下方向略中部には、車幅方向に沿ってリブ１２Ａが配設されており、リブ１２Ａは、ロッカ１２の車幅方向外側壁部１２Ｂと車幅方向内側壁部１２Ｃとを連結している。また、ロッカ１２の下部１８は、リブ１２Ａ、車幅方向外側壁部１２Ｂの下部、車幅方向外側壁部１２Ｃの下部及びロッカ１２の下壁部１２Ｄとで囲まれた略矩形の閉断面構造１６とされており、略矩形の閉断面構造１６の内部には、リブ１２Ａと車幅方向外側壁部１２Ｂとの連結部と、下壁部１２Ｄと車幅方向内側壁部１２Ｃとの連結部とを結ぶリブ１２Ｅが形成されている。
【００１７】
一方、ロッカ１２の上部２０は、リブ１２Ａ、車幅方向外側壁部１２Ｂの上部、車幅方向外側壁部１２Ｃの上部及びロッカ１２の上壁部１２Ｆとで囲まれた略台形の閉断面構造２２とされている。また、車幅方向外側壁部１２Ｂの上部は、車幅方向外側下方から車幅方向内側上方へ傾斜した傾斜壁１２Ｇとこの傾斜壁１２Ｇの上端部から上方向に向かって延設された上フランジ１２Ｈとで構成されている。なお、ロッカ１２の上壁部１２Ｆの車幅方向外側端部１２Ｊは、上フランジ１２Ｈの下端部１２Ｋから所定距離上方に離間した部位１２Ｊに結合されている。
【００１８】
この結果、ロッカ１２の上部２０の強度が、ロッカ１２の下部１８の強度より小さくなっている。
【００１９】
図３に示される如く、センターピラー１４はアルミの鋳物で構成されており、センターピラー１４の下部には、車幅方向内側に向かって突出部３０が形成されている。また、センターピラー１４における突出部３０よりも車体上下方向下方側の部位には、車体上下方向下方に向かって一枚板部分である下フランジ１４Ａが形成されており、この下フランジ１４Ａが、ロッカ１２における車幅方向外側壁部１２Ｂの下部に接合されている。
【００２０】
図５に示される如く、センターピラー１４の突出部３０の側面視形状は台形状とされており、車体前後方向に沿って延設されている。
【００２１】
図１に示される如く、センターピラー１４における突出部３０の車体前後方向から見た断面形状は、開口部を車幅方向外側へ向けたコ字状となっており、車幅方向内側壁部３０Ａの車幅方向内側面にロッカ１２の上フランジ１２Ｈが接合されている。
【００２２】
図３に示される如く、センターピラー１４の前フランジ１４Ｂ及び後フランジ１４Ｃとロッカ１２の上フランジ１２Ｈとの重合部には、センターピラー１４の前フランジ１４Ｂ及び後フランジ１４Ｃにおける周縁部に対向するロッカ１２の上フランジ１２Ｈにおける各部位に、車体上方から側面視形状が矩形状の切欠４０、４２がそれぞれ形成されている。
【００２３】
図１に示される如く、センターピラー１４の突出部３０は、突出部３０の車幅方向内側に配設されたロッカ１２の車幅方向外側部の上部に対向している。
【００２４】
次に本実施例の作用を説明する。
【００２５】
本実施例では、車体１０におけるロッカ１２の上部２０の強度が、ロッカ１２の下部１８の強度より小さくなっている。このため、図１に示される如く、車体１０のセンターピラー１４に他車両のフロントバンパＳ等が側突して、センターピラー１４に車幅方向外側から車室内側方向（図１の矢印方向）に向けて荷重Ｆが作用した場合には、図２に示される如く、センターピラー１４とロッカ１２の上部２０が、センターピラー１４の下フランジ１４Ａと、ロッカ１２の車幅方向外側壁部１２Ｂと、の接合部の上端部Ｐを回転中心にして車幅方向内側方向（図２の矢印Ｂ方向）へ回転する。
【００２６】
この結果、このセンターピラー１４とロッカ１２の上部２０の回転に伴って、センターピラー１４へ入力された側突荷重Ｆがセンターピラー１４に沿った斜め車幅方向内側上方への引張力Ｆ１と、引張力Ｆ１と直交する斜め車幅方向内側下方へ作用する剪断力Ｆ２とに分散される。このため、引張力Ｆ１をセンターピラー１４で受けることができ、車両側突時にロッカ１２とセンターピラー１４との間に作用する剪断力Ｆ２を低減することができる。よって、センターピラー１４の下部が破断するのを抑制できる。
【００２７】
また、側突荷重Ｆの分力をセンターピラー１４に沿った斜め上方方向の引張力Ｆ１としてセンターピラー１４で受けることができるため、側突荷重Ｆの吸収力が大きくなると共に、リブ１２Ｅによってロッカ１２の下部１８の強度が上部２０の強度より大きくなっており、車両側突時にロッカ１２の下部１８が回転しない。この結果、ロッカ１２の横曲げ強度の低下も抑制できる。
【００２８】
従って、本実施形態のロッカとセンターピラーとの結合構造では、車両側突時の車体全体の変形量を低減できる。
【００２９】
また、本実施形態では、センターピラー１４における突出部３０よりも車体上下方向下方側の部位に車体上下方向下方に向かって形成した一枚板部分である下フランジ１４Ａが、強度の高いロッカ１２の下部１８に接合されている。この結果、車両側突時にセンターピラー１４の下フランジ１４Ａと、ロッカ１２の車幅方向外側壁部１２Ｂと、の接合部の上端部Ｐを回転中心として、センターピラー１４及びロッカ１２の上部２０を車幅方向内側（図２の矢印Ｂ方向）へ容易に回転させることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、センターピラー１４の前フランジ１４Ｂ及び後フランジ１４Ｃにおける周縁部に対向するロッカ１２の上フランジ１２Ｈにおける各部位に、車体上方から側面視形状が矩形状の切欠４０、４２がそれぞれ形成されている。この結果、車両側突時にセンターピラー１４からロッカ１２へ衝突荷重Ｆが伝達される際に、センターピラー１４の前フランジ１４Ｂとロッカ１２の上フランジ１２Ｈとの重合部及びセンターピラー１４の後フランジ１４Ｃとロッカ１２の上フランジ１２Ｈとの重合部に、それぞれ応力が集中しない。また、切欠４０、４２によって、ロッカ１２の上フランジ１２Ｈが車幅方向内側へ倒れ易くなる。このため、センターピラー１４に発生する剪断力の抑制効果が更に向上する。
【００３１】
また、本実施形態では、ロッカ１２に形成したリブ１２Ａの立上角度α、即ち、リブ１２Ａの車幅外側下方から車幅内側上方に向かう角度αを調整することで、センターピラー１４及びロッカ１２の上部２０の回転角度βをコントロールできる。このため、センターピラー１４の変形モードのコントロールが容易になる。また、センターピラー１４及びロッカ１２の上部２０の回転角度βが大きくなり過ぎてセンターピラーが破断するのを、ロッカ１２に形成したリブ１２Ａの立上角度αを調整することで防止できる。
【００３２】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、センターピラー１４の前フランジ１４Ｂ及び後フランジ１４Ｃとロッカ１２の上フランジ１２Ｈとの重合部において、センターピラー１４の前フランジ１４Ｂ及び後フランジ１４Ｃの周縁部に対向するロッカ１２の上フランジ１２Ｈにおける各部位に、車体上方から側面視形状が矩形状の切欠４０、４２がそれぞれ形成したが、切欠４０、４２の側面視形状は矩形状に限定されず、半円状、Ｕ字状、Ｉ字状（スリット形状）等の他の形状でも良い。
【００３３】
また、切欠４０、４２に代えて、図６に示される如く、前フランジ１４Ｂの周縁部と上フランジ１２Ｈの周縁部との交差角度θ１及び後フランジ１４Ｃの周縁部と上フランジ１２Ｈの周縁部との交差角度θ２を、それぞれ鋭角としても良い。なお、この場合には、交差角度θ１、θ２を略直角とした場合に比べて、センターピラー１４の前フランジ１４Ｂとロッカ１２の上フランジ１２Ｈとの重合部及びセンターピラー１４の後フランジ１４Ｃとロッカ１２の上フランジ１２Ｈとの重合部に、それぞれ応力が集中し難いので、車両側突時に、前フランジ１４Ｂと上フランジ１２Ｈとの接合部において前フランジ１４Ｂが破断するのを防止できると共に後フランジ１４Ｃと上フランジ１２Ｈとの接合部において後フランジ１４Ｃが破断するのを防止できる。
【００３４】
上記実施形態では、本発明のロッカとセンターピラーとの結合構造をアルミボデーとされた自動車車体に適用したが、本発明のロッカとセンターピラーとの結合構造は、アルミボデー以外の自動車車体にも適用可能であり、ロッカ１２及びセンターピラー１４はアルミに限定されない。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明のロッカとセンターピラーとの結合構造は、上部の強度が下部の強度より小さいロッカと、下部に車幅方向内側に向かって突出部が形成され、突出部の車幅方向内側に前記ロッカの上部が配設されたセンターピラーと、を有するため、車両側突時にロッカとセンターピラーとの間に作用する剪断力を低減すると共に、ロッカの横曲げ強度の低下を抑制できるという優れた効果を有する。
【００３６】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載のロッカとセンターピラーとの結合構造において、センターピラーには、突出部よりも車体上下方向下方側の部位に車体上下方向下方に向かって下フランジが延設されており、下フランジがロッカの下部に接合されているため、請求項１記載の効果に加えて、センターピラー及びロッカの上部を車幅方向内側へ容易に回転させることができるという優れた効果を有する。
【００３７】
請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか一方に記載のロッカとセンターピラーとの結合構造において、センターピラーの前後の各フランジとロッカの上部の上フランジとの重合部において、センターピラーの前後の各フランジにおける周縁部に対向するロッカの上部の上フランジにおける各部位に切欠を形成したため、請求項１、２の何れか一方に記載の効果に加えて、センターピラーに発生する剪断力の抑制効果が更に向上するという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図５の１−１線に沿った拡大断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るロッカとセンターピラーとの結合構造の作用説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るロッカとセンターピラーとの結合構造を示す車体斜め後方外側から見た斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るロッカとセンターピラーとの結合構造のロッカを示す車体斜め後方外側から見た斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るロッカとセンターピラーとの結合構造が適用された車体の一部を示す概略側面図である。
【図６】本発明の一実施形態の変形例に係るロッカとセンターピラーとの結合構造を示す車体斜め後方外側から見た斜視図である。
【符号の説明】
１０自動車車体
１２ロッカ
１２Ｈロッカの上フランジ
１４センターピラー
１４Ａセンターピラーの下フランジ
１４Ｂセンターピラーの前フランジ
１４Ｃセンターピラーの後フランジ
１８ロッカの下部
２０ロッカの上部
３０センターピラーの突出部
４０切欠
４２切欠

Claims

上部の強度が下部の強度より小さいロッカと、
下部に車幅方向内側に向かって突出部が形成され、該突出部の車幅方向内側に前記ロッカの上部が配設されたセンターピラーと、
を有することを特徴とするロッカとセンターピラーとの結合構造。
前記センターピラーには、前記突出部よりも車体上下方向下方側の部位に車体上下方向下方に向かって下フランジが延設されており、該下フランジが前記ロッカの下部に接合されていることを特徴とする請求項１に記載のロッカとセンターピラーとの結合構造。
前記センターピラーの前後の各フランジと前記ロッカの上部の上フランジとの重合部において、前記センターピラーの前後の各フランジにおける周縁部に対向する前記ロッカの上部の上フランジにおける各部位に切欠を形成したことを特徴とする請求項１、２の何れか一方に記載のロッカとセンターピラーとの結合構造。