JP4449758B2 - 車体構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車体構造に関する。
一般に、車体には、側面衝突を受けたとき乗員を保護するための衝突吸収構造が備えられている。このような車体構造では、センターピラーの下部に設けられたサイドシルを骨格部材であるサイドメンバやクロスメンバ等に結合させ、側面衝突によりセンターピラーが受けた衝撃をサイドシルを介して骨格部材に伝達させることで、センターピラー等の車室側への変形（移動）を低減させ、乗員の保護を図っていた。
しかし、サイドシルの車幅方向の断面重心が、骨格部材の車幅方向の断面重心よりも高く配置される車体構造においては、側面衝撃を受けた際、サイドシルの上方側だけに荷重が入力されるため、サイドシルは車室側に座屈変形されてしまう。つまり、サイドシルの上方側が押圧されるため、サイドシルの車幅方向の断面は車室側に回転されてしまい、これに伴い、サイドシルの上部に設けられたセンターピラーも車室側に大きく変形してしまうおそれがあった。
このような問題を解決するために、従来の車体構造においては、フロアパネル上面に支持されるブラケットをセンターピラーとサイドシルとの接合部付近に接合する一方、フロアパネル下面においてサイドメンバに支持される補強部材をサイドシルの下部に接合していた。
上述した従来の車体構造は、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２００１−６３６２０号公報
しかしながら、従来の車体構造においては、部品点数が多くなってしまうので、構造が複雑になると共に、車体の重量増加に繋がってしまうという問題があった。
従って、本願発明は上記課題を解決するものであって、サイドシルの変形モードに着目し、車体構造の改良を行ったものであり、簡素な構造で側面衝突時に乗員の安全を確保することができる車体構造を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明に係る車体構造は、
車体上下方向に延設され、センターピラーアウタとセンターピラーインナとから構成されるセンターピラーと、
前記センターピラーの下端に結合されると共に車体前後方向に延設され、アウタ側部材とインナ側部材とがフランジ接合されて閉断面を構成するサイドシルとを備えており、
前記サイドシルを構成する前記アウタ側部材の上縁フランジ部下端で形成される段部が、前記インナ側部材の上縁フランジ部下端で形成される段部よりも車体上下方向下方側に配置されるように、前記両フランジ部を接合し、
前記センターピラーアウタの下端は、前記アウタ側部材の下縁フランジ部及び前記インナ側部材の下側フランジ部に重合接合され、
前記センターピラーインナの下端は、前記アウタ側部材の上縁フランジ部及び前記インナ側部材の上縁フランジ部に重合接合される
ことを特徴とする。
上記課題を解決する本発明に係る車体構造は、
前記アウタ側部材の上縁フランジ部下端に形成される段部の車体前後方向の長さは、前記センターピラーと前記サイドシルとの接合部における車体前後方向の長さよりも長く形成される
ことを特徴とする。
上記課題を解決する本発明に係る車体構造は、
前記アウタ側部材と前記インナ側部材とにより形成された前記サイドシルにおける車幅方向の断面の重心位置は、前記サイドシルの車幅方向内側に設けられた骨格部材に荷重を伝達する荷重伝達部材における車幅方向の断面の重心位置よりも高く配置される
ことを特徴とする。
また、上記課題を解決する本発明に係る車体構造は、
前記センターピラーは、前記センターピラーアウタと前記センターピラーインナとの間に設けられるセンターピラーリンフォースを有し、
前記センターピラーリンフォースの下端は、前記アウタ側部材の段部よりも車体上下方向下方における前記アウタ部材の車幅方向外側の側面に接合される
ことを特徴とする。
本発明に係る車体構造によれば、車体上下方向に延設され、センターピラーアウタとセンターピラーインナとから構成されるセンターピラーと、前記センターピラーの下端に結合されると共に車体前後方向に延設され、アウタ側部材とインナ側部材とがフランジ接合されて閉断面を構成するサイドシルとを備えており、前記サイドシルを構成する前記アウタ側部材の上縁フランジ部下端で形成される段部が、前記インナ側部材の上縁フランジ部下端で形成される段部よりも車体上下方向下方側に配置されるように、前記両フランジ部を接合し、前記センターピラーアウタの下端は、前記アウタ側部材の下縁フランジ部及び前記インナ側部材の下側フランジ部に重合接合され、前記センターピラーインナの下端は、前記アウタ側部材の上縁フランジ部及び前記インナ側部材の上縁フランジ部に重合接合されることにより、簡素な構造で側面衝突時に乗員の安全を確保することができる。
本発明に係る車体構造によれば、前記アウタ側部材の上縁フランジ部下端に形成される段部の車体前後方向の長さは、前記センターピラーと前記サイドシルとの接合部における車体前後方向の長さよりも長く形成されることにより、側面衝突の衝撃による前記センターピラー及び前記サイドシルの車幅方向内側への変形あるいは移動を低減させることができる。
本発明に係る車体構造によれば、前記アウタ側部材と前記インナ側部材とにより形成された前記サイドシルにおける車幅方向の断面の重心位置は、前記サイドシルの車幅方向内側に設けられた骨格部材に荷重を伝達する荷重伝達部材における車幅方向の断面の重心位置よりも高く配置され、また、本発明に係る車体構造によれば、前記センターピラーは、前記センターピラーアウタと前記センターピラーインナとの間に設けられるセンターピラーリンフォースを有し、前記センターピラーリンフォースの下端は、前記アウタ側部材の段部よりも車体上下方向下方における前記アウタ部材の車幅方向外側の側面に接合されることにより、更に、前記サイドシルの車幅方向内側への変形を低減させることができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る車体構造の全体斜視図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は図２のＢ−Ｂ矢視断面図、図４（ａ），（ｂ）はサイドシルの変形の様子を示した図、図５はフロントピラーの変形の様子を示した図である。
図１に示すように、車体１の側部には、その上部に配置されるルーフパネル２と、ルーフパネル２の車幅方向両側部で車体前後方向に延設するサイドルーフレール３と、その下方で車体前後方向に延設するサイドシル４と、サイドルーフレール３とサイドシル４とに上下端が接合されると共に車体上下方向に延設するセンターピラー５とが設けられている。
図２に示すように、サイドシル４はアウタ側部材を形成するサイドシルリンフォース６と、インナ側部材を形成するサイドシルインナ７とから構成されている。サイドシルリンフォース６は車幅方向の断面が略コ字型で、その断面の上端に上縁フランジ部８、下端に下縁フランジ部９が形成されている。同様に、サイドシルインナ７は車幅方向の断面が略コ字型で、その断面の上端に上縁フランジ部１０、下端に下縁フランジ部１１が形成されている。この上縁フランジ部８と上縁フランジ部１０とを接合すると共に、下縁フランジ部９と下縁フランジ部１１とを接合することで、サイドシル４は車幅方向に閉断面構造が形成され、この閉断面の重心位置をＧｓで示す。
センターピラー５はセンターピラーアウタ１２と、センターピラーリンフォース１３と、センターピラーインナ１４とから構成されている。センターピラーアウタ１２は、上端がルーフパネル２とサイドルーフレール３とに重合接合されると共に、下端が下縁フランジ部９、１１に重合接合されている。センターピラーリンフォース１３は、上端がサイドルーフレール３の車幅方向外側の側面に接合されると共に、下端がサイドシルリンフォース６の車幅方向外側の側面に接合されている。センターピラーインナ１４は、上端がサイドルーフレール３の車幅方向内側の側面に接合されると共に、下端は上縁フランジ部８，１０に重合接合されており、その下方には作業用穴１５が開口されている。
サイドシルインナ７の車幅方向内側の側面には、車幅方向に延設する荷重伝達部材であるガセット１６が設けられている。このガセット１６の車幅方向内側には、車体１の骨格部材であると共に、車体前後方向に延設するサイドメンバ１７が設けられており、更に、サイドメンバ１７の車幅方向内側には、車体１の骨格部材であると共に、車幅方向に延設するクロスメンバ１８が設けられている。
ここで、ガセット１６における車幅方向の断面の重心位置をＧ１、サイドメンバ１７における車幅方向の断面の重心位置をＧ２、クロスメンバ１８における車幅方向の断面の重心位置をＧ３と示す。ガセット１６，サイドメンバ１７及びクロスメンバ１８は、各重心位置Ｇ１〜Ｇ３がサイドシル４の重心位置Ｇｓよりも車体上下方向下方側に配置されるように設けられている。このように、ガセット１６を設けることにより、車体１が側面衝突を受けた際に、サイドシル４及びセンターピラー５から伝達される衝撃をガセット１６を介して高い剛性を有するサイドメンバ１７及びクロスメンバ１８に伝達できるので、衝撃を吸収することができる。
そして、ガセット１６，サイドメンバ１７及びクロスメンバ１８の上部にはフロアパネル１９が設けられており、その車幅方向両側部はサイドシルインナ７の車幅方向内側の側面に接合されている。フロアパネル１９の上方には車室２０が形成されており、この車室２０内に配置されているのが乗員Ｐである。
次に、サイドシルリンフォース６とサイドシルインナ７との接合構造について詳細に説明する。
図２，３に示すように、サイドシルリンフォース６は、上縁フランジ部８下端に形成される段部２１と、下縁フランジ部９上端に形成される段部２２とを備えている。同様に、サイドシルインナ７は、上縁フランジ部１０下端に形成される段部２３と、下縁フランジ部１１上端に形成される段部２４とを備えている。
段部２１は段部２３よりも車体上下方向下方側に配置され、段部２２と段部２４とは同じ高さに配置されている。即ち、上縁フランジ部８の車体上下方向の長さは、上縁フランジ部１０の車体上下方向の長さよりも長さＸの分だけ長く形成されており、下縁フランジ部９の車体上下方向の長さと下縁フランジ部１１の車体上下方向の長さとは、同じ長さに形成されている。そして、上縁フランジ部８と上縁フランジ部１０との接合部において形成される長さＸは、サイドシルリンフォース６とサイドシルインナ７との車体前後方向の全長に亘り設けられている。
ここで、長さＸは、サイドシルリンフォース６及びサイドシルインナ７の材質やサイドシルリンフォース６とサイドシルインナ７とにより形成されるサイドシル４の車幅方向の断面耐力等に基づき設定されている。このように、材料や断面耐力に基づき設定すると、長さＸは１０ｍｍ〜１５ｍｍに形成される。
なお、本実施例では、上縁フランジ部８の先端と上縁フランジ部１０の先端とを車体上下方向に対して同じ高さに配置させているが、どちらか一方の先端が他方の先端よりも車体上下方向上方側に配置されても構わない。また、上縁フランジ部８の車体上下方向の長さを上縁フランジ部１０の車体上下方向の長さよりも長く形成させているが、段部２１が段部２３よりも車体上下方向下方側に配置されていれば、上縁フランジ部８の長さが上縁フランジ部１０の長さよりも短くても構わない。
同様に、下縁フランジ部９の先端と下縁フランジ部１１の先端とを車体上下方向に対して同じ高さに配置させているが、どちらか一方の先端が他方の先端よりも車体上下方向上方側に配置されてもよく、下縁フランジ部９の車体上下方向の長さと下縁フランジ部１１の車体上下方向の長さとは、異なった長さでも構わない。このとき、段部２２と段部２４との車体上下方向の高さは異なっても構わないが、同じ高さに配置させる方が衝撃に対して高い剛性を発揮することができる。
更に、長さＸは、サイドシルリンフォース６とサイドシルインナ７との車体前後方向の全長に亘り設けられているが、少なくともサイドシル４とセンターピラー５との接合部における車体前後方向の長さ以上であればよく、この接合部の略３倍程度の長さに形成されていればより好ましい。もちろん、長さＸは一定でなくても構わない。
従って、上述した接合構造をなすことにより、側面衝突による外力Ｆ（図１，２参照）が車体１に作用すると、サイドシル４及びセンターピラー５に荷重が伝達される。このとき、センターピラー５は車室２０側（車幅方向内側）に移動（変形）され、サイドシル４はサイドシルリンフォース６が車室２０側に変形される。
次いで、図４，５に示すように、サイドシルリンフォース６に荷重が伝達されると、初期変形において、段部２１が車室２０側に向けて変形する（図４（ａ）参照）。段部２１が所定量変形され、クサビ形に変形すると、サイドシルインナ７の車体上下方向上側の側面７ａが変形を開始する。後期変形において、この上側面７ａは、略車体上下方向上方に凸状に形成されるように湾曲しながら変形される（図４（ｂ）参照）。
このとき、サイドシル４の車体上下方向上方側においては、上縁フランジ部８，１０は略車体上下方向に延設されるまま、上方に移動されるので、センターピラーインナ１４（センターピラー５）は車室２０側に微量のスライドされることになる。これにより、乗員Ｐとセンターピラーインナ１４との隙間Ｓを十分確保することができる（図５参照）。
一方、サイドシル４の車体上下方向下方側においては、上方側よりも外力Ｆを直接受けることがないので、下縁フランジ部９，１１及び段部２２，２４は殆ど変形することはないが、サイドシル４に伝達された荷重をガセット１６を介してサイドメンバ１７及びクロスメンバ１８に伝達させる。これにより、外力Ｆにより受けた衝撃を吸収することができる。
即ち、サイドシル４の閉断面重心位置Ｇｓをガセット１６，サイドメンバ１７及びクロスメンバ１８の閉断面重心位置Ｇ１〜Ｇ３よりも車体上下方向上方側に配置させ、段部２１を段部２３よりも長さＸの分だけ車体上下方向下方側に配置させると共に、段部２２と段部２４とを同じ高さに配置させることにより、サイドシル４の上方側では変形し易い接合構造を備え、下方側では高い剛性を有する接合構造を備えることができる。つまり、サイドシル４の車幅方向の断面構造は、車体上下方向上下側において、それぞれ異なった変形モードを備えることができる。
従って、本発明に係る車体構造によれば、車体上下方向に延設するセンターピラー５の下端に結合されて車体前後方向に延設されるサイドシル４を構成するサイドシルリンフォース６の段部２１を、サイドシルインナ７の段部２３よりも車体上下方向下方側に配置することにより、変形初期において段部２１を意図的に車室２０側へ変形させ、センターピラーインナ１４と重合接合する上縁フランジ部８，１０の車室２０側への変形を抑制できるので、簡素な構造で側面衝突時に乗員Ｐの安全を確保することができる。
また、段部２１から段部２３までの距離である長さＸをセンターピラー５とサイドシル４との接合部における車体前後方向の長さよりも長く形成することにより、側面衝突の衝撃によるサイドシル４及びセンターピラー５の車幅方向内側への変形を低減させることができるので、隙間Ｓを十分確保することができる。
更に、サイドシル４の重心位置Ｇｓをガセット１６の重心位置Ｇ１，サイドメンバ１７の重心位置Ｇ２及びクロスメンバ１８の重心位置Ｇ３よりも車体上下方向上方側に配置することにより、サイドシル４の車幅方向の断面構造において、上縁フランジ部８，１０の接合部と下縁フランジ部９，１１の接合部とがそれぞれ異なった変形モードを備えることができるので、確実にサイドシル４の車室２０側への変形を低減させることができる。
車両の車体に適用される側面衝突対策構造に適用可能である。
本発明の一実施例に係る車体構造の全体斜視図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。 （ａ）はサイドシルの変形初期の様子を示した図であり、（ｂ）はサイドシルの変形後期の様子を示した図である。 フロントピラーの変形の様子を示した図である。
符号の説明
１ 車体
２ ルーフパネル
３ サイドルーフレール
４ サイドシル
５ センターピラー
６ サイドシルリンフォース（アウタ側部材）
７ サイドシルインナ（インナ側部材）
７ａ 上側面
８，１０ 上縁フランジ部
９，１１ 下縁フランジ部
１２ センターピラーアウタ
１３ センターピラーリンフォース
１４ センターピラーインナ
１５ 作業穴
１６ ガセット
１７ サイドメンバ
１８ クロスメンバ
１９ フロアパネル
２０ 車室
２１〜２４ 段部
Ｇｓ，Ｇ１〜Ｇ３ 重心位置
Ｐ 乗員
Ｘ 長さ
Ｆ 外力
Ｓ 隙間

Claims (4)

  1. 車体上下方向に延設され、センターピラーアウタとセンターピラーインナとから構成されるセンターピラーと、
    前記センターピラーの下端に結合されると共に車体前後方向に延設され、アウタ側部材とインナ側部材とがフランジ接合されて閉断面を構成するサイドシルとを備えており、
    前記サイドシルを構成する前記アウタ側部材の上縁フランジ部下端で形成される段部が、前記インナ側部材の上縁フランジ部下端で形成される段部よりも車体上下方向下方側に配置されるように、前記両フランジ部を接合し、
    前記センターピラーアウタの下端は、前記アウタ側部材の下縁フランジ部及び前記インナ側部材の下側フランジ部に重合接合され、
    前記センターピラーインナの下端は、前記アウタ側部材の上縁フランジ部及び前記インナ側部材の上縁フランジ部に重合接合される
    ことを特徴とする車体構造。
  2. 請求項１に記載の車体構造において、
    前記アウタ側部材の上縁フランジ部下端に形成される段部の車体前後方向の長さは、前記センターピラーと前記サイドシルとの接合部における車体前後方向の長さよりも長く形成される
    ことを特徴とする車体構造。
  3. 請求項１または２に記載の車体構造において、
    前記アウタ側部材と前記インナ側部材とにより形成された前記サイドシルにおける車幅方向の断面の重心位置は、前記サイドシルの車幅方向内側に設けられた骨格部材に荷重を伝達する荷重伝達部材における車幅方向の断面の重心位置よりも高く配置される
    ことを特徴とする車体構造。
  4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の車体構造において、
    前記センターピラーは、前記センターピラーアウタと前記センターピラーインナとの間に設けられるセンターピラーリンフォースを有し、
    前記センターピラーリンフォースの下端は、前記アウタ側部材の段部よりも車体上下方向下方における前記アウタ部材の車幅方向外側の側面に接合される
    ことを特徴とする車体構造。
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