JP4996707B2 - 自動車の車体側部構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体構造に関し、特に、フロントドアを含む車体側部構造に関する。

前部衝突対策をなされた自動車の車体構成には、下記のようなものが知られている。

フロントドアのインナパネルに、車体前後方向に延在するドアビーム部材が取り付けられ、前部衝突時の衝突荷重がドアビーム部材によって車体後方へ伝達されることにより、車体側部のフロントドア開口部の変形を抑制回避するもの（例えば、特許文献１）。

閉断面形状のフロントピラーの内面にドアヒンジスチフナが取り付けられ、ドアヒンジスチフナによってフロントピラーに対するフロントドアヒンジの取付部の補強を行い、前部衝突時の衝突荷重がフロントドアヒンジ部分よりフロントドアへ伝達されるようにしたもの（例えば、特許文献２）。

フロントピラーより車体前方に延びるアッパメンバ（ホイールハウスアッパメンバ）がフロントピラーとの接続に加えて、ガセットプレートを用いてダシュボードアッパメンバの左右側部に接続され、アッパメンバのフロントピラー側の接続強度の向上を図ったもの（例えば、特許文献３）。

フロントフェンダエプロンメンバのフロントピラーとの接続側に形成されたビードとフロントピラーとによってボックス断面形状部を設けることにより、フロントフェンダエプロンメンバとフロントピラーとの結合部の強度を高め、前部衝突時の衝突荷重がフロントフェンダエプロンメンバより上記結合部を経てフロントドアへ伝達されるようにしたもの（例えば、特許文献４）。

特開２００９−２６９５９１号公報 特開２００８−５６１３８号公報 特開２００９−２９２０２号公報 特許第３７７６００３号公報

従来の前部衝突対策は、局所的な衝突荷重の伝達に関するものであり、ホイールハウスアッパメンバに入力される前突荷重を、フロントピラー、フロントドアを経由させて車体後方へ伝達すると云う一連の衝突荷重伝達を考慮したものでないため、ホイールハウスアッパメンバより車体後部への前突荷重の伝達が十分でない。

例えば、フロントピラーの内面にドアヒンジスチフナが取り付けられたものは、フロントピラーからドアヒンジ部分を荷重伝達路としたフロントドアのドアビーム部材へ伝達が改善されても、フロントピラーへの前突荷重の入力について考慮がなく、前突荷重のフロントピラーへの伝達が十分でない。

アッパメンバがフロントピラーとの接続に加えてガセットプレートを用いてダシュボードアッパメンバの左右側部に接続されているものは、アッパメンバのフロントピラー側の接続強度が増すものの、ガセットプレートを用いたアッパメンバとダシュボードアッパメンバとの接続部は、車体前後方向で見てフロントドアのドアビーム部材の配置位置より車体幅方向の内側に偏倚した位置にあるので、アッパメンバからドアビーム部材への前突荷重の伝達経路が屈曲したものとなり、アッパメンバからドアビーム部材への前突荷重の伝達が十分でない。

フロントフェンダエプロンメンバのフロントピラーとの接続側に形成されたビードとフロントピラーとによってボックス断面形状部が形成されたものは、フロントフェンダエプロンメンバとフロントピラーとの結合部の強度が増すものの、ボックス断面形状部がフロントフェンダエプロンメンバとドアビーム部材との間に車体前後方向に一直線上に連続していないため、フロントフェンダエプロンメンバからドアビーム部材へのボックス断面形状部による荷重伝達経路が中断し、フロントフェンダエプロンメンバからドアビーム部材への前突荷重の伝達が十分でない。

本発明が解決しようとする課題は、アッパメンバとフロントピラーとの間の前突荷重伝達と、フロントピラーとドアビーム部材との間の前突荷重伝達とを関連付けて改善し、アッパメンバに入力された前突荷重の車体後部への伝達が、より一層効率よく良好に行われるようにすることである。

本発明による車体側部構造は、閉断面形状のフロントピラー（１０）と、前記フロントピラー（１０）より車体前方に延在する閉断面形状のアッパメンバ（２２）と、前記フロントピラー（１０）の車体後方に位置するフロントドア（２０）とを有する車体側部構造であって、前記アッパメンバ（２２）の内面に取り付けられて車体前後方向に延在する第１の補強部材（４０）と、前記フロントピラー（１０）の内面に取り付けれた第２の補強部材（４６）と、前記フロントドア（２０）のインナパネル（２０Ｂ）に取り付けられて車体前後方向に延在する第３の補強部材（４８）とを有し、前記第１の補強部材（４０）と前記第２の補強部材（４６）と前記第３の補強部材（４８）とは、車体前後方向で見て、互いにオーバラップする部分を含んでいる。

この車体側部構造によれば、アッパメンバ（２２）とフロントピラー（１０）とフロントドア（２０）の各々に補強部材が取り付けられ、アッパメンバ（２２）に取り付けられた第１の補強部材４０）と、フロントピラー（１０）に取り付けれた第２の補強部材（４６）と、フロントドア（２０）のインナパネル（２０Ｂ）に取り付けられた第３の補強部材４８の３者が、車体前後方向で見て、互いにオーバラップする部分を含んでいるから、このオーバラップ部分によって、アッパメンバ（２２）とフロントピラー（１０）との間の前突荷重伝達と、フロントピラー（１０）とドアビーム部材（４８）との間の前突荷重伝達とが、連続直線状の荷重伝達経路をもって行われるようになり、アッパメンバ（２２）に入力された前突荷重のフロントピラー（１０）、ドアビーム部材（４８）を経由しての車体後部への伝達が良好に行われるようになる。

特に、前記第１の補強部材（４０）と前記第２の補強部材（４６）と前記第３の補強部材（４８）とが、車体前後方向で見て互いにオーバラップする部分が、略水平に一直線上に存在していることにより、アッパメンバ（２２）に入力された前突荷重のフロントピラー（１０）、ドアビーム部材（４８）を経由しての車体後部への伝達が効率よく良好に行われるようになる。

本発明による車体側部構造は、好ましい一つの実施例として、前記第１の補強部材（４０）は、ハット断面形状のスチフナプレート（４０）により構成され、前記アッパメンバ（２２）の内面に溶接されて当該アッパメンバ（２２）とで閉断面を形成する。

この車体側部構造によれば、車体前後方向に延在する第１の補強部材（４０）が、閉断面形状のアッパメンバ（２２）の内部に更に閉断面を形成するから、アッパメンバ（２２）の車体前後方向の耐圧荷重（剛性）が著しく向上し、フロントピラー（１０）への前突荷重の伝達が良好に行われるようになる。

本発明による車体側部構造は、好ましい一つの実施例として、前記アッパメンバ（２２）は、前記フロントピラー（１０）との連結部の側に上方へ屈曲した屈曲部（２２Ｃ）を有し、前記第１の補強部材（４０）は、前記屈曲部（２２Ｃ）に倣う形状をもって当該屈曲部（２２Ｃ）の内面に溶接されている。

この車体側部構造によれば、アッパメンバ（２２）が前方に大きく傾斜したデザインでも、前突荷重伝達に有用な水平面を、第１の補強部材（４０）に容易に形成でき、車体デザインの自由度が向上する。

本発明による車体側部構造は、好ましい一つの実施例として、前記第２の補強部材（４６）は、前記フロントピラー（１０）に取り付けられる前記フロントドア用のドアヒンジ（４２）の取付部と整合する位置に設けられ、前記ドアヒンジ（４２）の前記フロントピラー（１０）に対する取付部の補強を行うドアヒンジ補強部材（４６）である。

この車体側部構造によれば、第２の補強部材（４６）がドアヒンジ補強部材（４６）として作用し、ドアヒンジ（４２）と共働してドアヒンジ取付部のフロントピラー（１０）の強度が向上し、当該部分を前突荷重伝達路とする車体後方への前突荷重の伝達が良好に行われるようになる。

本発明による車体側部構造は、好ましい一つの実施例として、前記第２の補強部材（４６）は、ハット断面形状で、前記フロントピラー（１０）の内面に溶接されて当該フロントピラー（１０）とで閉断面を形成し、前記フロントピラー（１０）の内部を上下に区切るバルクヘッド構造をなしている。

この車体側部構造によれば、第２の補強部材（４６）が、閉断面のフロントピラー（１０）の内部に、更に閉断面を形成し、しかもフロントピラー（１０）の内部を上下に区切るバルクヘッド構造をなしているから、フロントピラー（１０）の剛性が著しく向上し、フロントドア（２０）の第３の補強部材（４８）への前突荷重の伝達が良好に行われるようになる。

本発明による車体側部構造は、好ましい一つの実施例として、前記第３の補強部材（４８）は、Ｓ字横断面形状のドアビーム部材（４８）により構成され、前記フロントドア（２０）の前後方向幅一杯に亘って略水平に延在している。

この車体側部構造によれば、フロントドア（２０）の車幅方向の幅が広くても、第３の補強部材であるドアビーム部材（４８）のＳ字横断面の図心（Ｇ）を、車体前後方向で見て、車幅方向で、フロントピラー（１０）との荷重伝達経路と一致させることができ、フロントドア（２０）の第３の補強部材（４８）への前突荷重の伝達が良好に行われることを確保できる。

本発明による車体側部構造は、好ましい一つの実施例として、前記第１補強部材（４０）と第２補強部材（４６）は、各々、水平面部分（４０Ｃ、４６Ｄ）を有し、これら水平面部（４０Ｃ、４６Ｄ）と前記ドアビーム部材（４８）のＳ字横断面の図心（Ｇ）とが、車体前後方向で見て、互いにオーバラップしている。

この車体側部構造によれば、アッパメンバ（２２）の第１補強部材（４０）の水平面部（４０Ｃ）とフロントピラー（１０）の第２補強部材（４６）の水平面部（４６Ｄ）の高さが一致し、さらに、これら水平面部（４０Ｃ、４６Ｄ）とドアビーム部材（４８）の図心（Ｇ）の高さが一致し、アッパメンバ（２２）よりフロントピラー（１０）を経てフロントドア（２０）のドアビーム部材（４８）に至る連続直線状の荷重伝達経路が水平に形成されるから、フロントドア（２０）のドアビーム部材（４８）への前突荷重の伝達が良好に行われる。

本発明による車体側部構造によれば、アッパメンバに取り付けられた第１の補強部材と、フロントピラーに取り付けれた第２の補強部材と、フロントドアのインナパネルに取り付けられた第３の補強部材（ドアビーム部材）の３者が、車体前後方向で見て、互いにオーバラップする部分を含んでいるから、アッパメンバに入力された前突荷重のフロントピラー、第３の補強部材を経由しての車体後部への伝達が良好に行われるようになる。

本発明による車両の車体側部構造の一つの実施例を示す斜視図。 本実施例による車体側部構造の側面図。 本実施例による車体側部構造の要部の分解斜視図。 図１のＡ部分の拡大断面図。 図１のＢ部分の拡大断面図。 図１のＣ部分の拡大断面図。

以下に、本発明による車両の車体側部構造の一つの実施例を、図１〜図６を参照して説明する。

まず、図１、図２を参照して車体側部構造の概要について説明する。なお、車体側部構造は左右対称であるから、ここでは、車体正面から見て左側の構成について説明する。

図１、図２に示されているように、フロントピラー１０とルーフレール１２とセンタピラー１４とサイドシル１６とにより、フロントドア２０のためのドア開口１８が画定されている。

フロントピラー１０の前面部にはフロントピラー１０より車体前方に延びるアッパメンバ（ホイールハウスアッパメンバ）２２の基端部が溶接等によって接続されている。アッパメンバ２２の先端部にはロアメンバ（ホイールハウスロアメンバ）２４が接続されている。ロアメンバ２４の先端部はフロントサイドフレーム２６の先端部と連結されている。この連結部にはバルクベッドサイドメンバ２８が接続されている。アッパメンバ２２とフロントサイドフレーム２６との間には、当該両者を接続するように、ホイールハウスを兼ねたダンパハウジング２９が取り付けられている。

つぎに、本発明の関係する車体構成の詳細を、図１〜図６を参照して説明する。アッパメンバ２２は、図３、図４に示されているように、アウタアッパメンバ２２Ａとインナアッパメンバ２２Ｂとの接合体により構成され、閉断面形状をなしている。なお、本実施例では、アッパメンバ２２は、車体前側でインナアッパメンバ２２Ｂと結合されるダッシュボードサイドメンバ３０とインナアッパメンバ２２Ｂとアウタアッパメンバ２２Ａとにより閉断面形状をなしている。

ダッシュボードサイドメンバ３０は、上端部をフロントウィンドシールドガラス支持パネル３２の左右端部に接続され、下端部をアッパダッシュパネル３４とロアアッパダッシュパネル３６の左右端部に接続されている。ダッシュボードサイドメンバ３０の内面にはハット断面形状のダッシュボードサイドメンバ用スチフナ３８が溶接により固定されている。

アウタアッパメンバ２２Ｂに内面にはハット断面形状のアッパメンバ用スチフナ（第１の補強部材）４０が取り付けられている。アッパメンバ用スチフナ４０は、フロントピラー１０との接続部より車体前方に延在しており、上下の溶接片４０Ａ、４０Ｂをもってアウタアッパメンバ２２Ｂに内面に溶接され、アウタアッパメンバ２２Ｂとで閉断面を形成している。そして、アッパメンバ用スチフナ４０は、車体前後方向に略水平に延在する水平面部４０Ｃを含んでいる。

本実施例では、アッパメンバ２２は、フロントピラー１０との連結部の側に上方へ屈曲した屈曲部２２Ｃ（図２参照）を有している。アッパメンバ用スチフナ４０の上側の溶接片４０Ａは屈曲部２２Ｃに倣う形状をもって屈曲部２２Ｃの内面に溶接されている。

これにより、アッパメンバ２２が前方に大きく傾斜したデザインでも、前突荷重伝達に有用な水平面部４０Ｃをアッパメンバ用スチフナ４０に容易に形成でき、車体デザインの自由度が向上する。

なお、図示されていないが、ロアメンバ２４も、アッパメンバ２２と同様に、アウタロアメンバとインナロアメンバとの接合体により構成され、閉断面形状をなしている。

フロントピラー１０は、図５に示されているように、アウタピラーパネル１０Ａとインナピラーパネル１０Ｂとの接合体により構成され、閉断面形状をなしている。アウタピラーパネル１０Ａの外面には、図１〜図３に示されているように、フロントドア用の上部ドアヒンジ４２と下部ドアヒンジ４４とが取り付けられている。上部ドアヒンジ４２、下部ドアヒンジ４４は、フロントドア１０をアウタピラーパネル１０Ａに開閉可能に取り付けている。

フロントピラー１０内にはドアヒンジ補強部材（第２の補強部材）４６が取り付けられている。ドアヒンジ補強部材４６は上部ドアヒンジ４２と整合する位置に設けられ、上部ドアヒンジ４２のフロントピラー１０に対する取付部の補強を行う。

詳細には、ドアヒンジ補強部材４６は、ハット断面形状で、上下の溶接片４６Ａ、４６Ｂと、上下の水平片（水平面部）４６Ｄ、４６Ｅによって上下の溶接片４６Ａ、４６Ｂに接続された頂片４６Ｃとを折曲形成され、上下の溶接片４６Ａ、４６Ｂをインナピラーパネル１０Ｂの内面に溶接され、頂片４６Ｃをアウタピラーパネル１０Ａの内面に、溶接、あるいは上部ドアヒンジ４２をアウタピラーパネル１０Ａに固定するためのボルト等の締結具（図示省略）によって固定されている。

これにより、ドアヒンジ補強部材４６は、インナピラーパネル１０Ｂとで閉断面を形成し、しかも、上下の水平片４６Ｄ、４６Ｅによってフロントピラー１０の内部を上下に区切るバルクヘッド構造をなしている。

フロントドア２０は、図６に示されているように、アウタドアパネル２０Ａとインナドアパネル２０Ｂとの接合体により構成されている。インナドアパネル２０Ｂには、図１、図２に示されているように、当該ドアパネルの上縁に沿って車体前後方向に延在するドアビーム部材（第３の補強部材）４８が取り付けられている。

ドアビーム部材４８は、Ｓ字の横断面形状をしており、インナドアパネル２０Ｂの車体前後方向の幅一杯に略水平に延在し、上下の溶接片４８Ａ、４８Ｂをインナドアパネル２０Ｂの内面に溶接され、下側の溝形部４８Ｃとインナドアパネル２０Ｂとで閉断面を形成している。

なお、アウタドアパネル２０Ａの内面には、側部衝突対策用のドアビーム部材５０、５２が取り付けられている（図１、図２参照）。

本発明において、重要なことは、アッパメンバ用スチフナ４０とドアヒンジ補強部材４６とドアビーム部材４８とが、車体前後方向で見て、互いにオーバラップする部分を含んでおり、更には、この３者がオーバラップする部分は、略水平に一直線上に存在していることである。

このオーバラップ部分によって、アッパメンバ２２とフロントピラー１０との間の前突荷重の伝達と、フロントピラー１０とドアビーム部材４８との間の前突荷重の伝達とが、連続直線状の荷重伝達経路をもって行われるようになる。これにより、アッパメンバ２２に入力された前突荷重のフロントピラー１０、ドアビーム部材４８を経由しての車体後部への伝達が良好に行われるようになる。

特に、このオーバラップする部分が、略水平に一直線上に存在していることにより、アッパメンバ２２に入力された前突荷重のフロントピラー１０、ドアビーム部材４８を経由しての車体後部への伝達が、曲げモーメントを生じることなく、効率よく良好に行われるようになる。

本実施例では、前突荷重伝達に有用なアッパメンバ用スチフナ４０の水平面部４０Ｃとドアヒンジ補強部材４６の上側の水平片４６Ｄの高さが一致し、さらに、これらとドアビーム部材４８のＳ字横断面の図心Ｇの高さが一致している。

これにより、アッパメンバ２２よりフロントピラー１０を経てドアビーム部材４８に至る連続直線状の水平に荷重伝達経路が形成されるから、アッパメンバ２２に入力された前突荷重のフロントピラー１０、ドアビーム部材４８を経由しての車体後部への伝達が、より一層、効率よく良好に行われるようになる。

また、アッパメンバ用スチフナ４０の水平面部４０Ｃは、両側に車体前後方向に延在する折曲稜線ａ、ｂを、ドアヒンジ補強部材４６の水平片４６Ｄも、両側に車体前後方向に延在する折曲稜線ｃ、ｄを有するので、これら水平面部４０Ｃ、水平片４６Ｄの車体前後方向の耐圧強度は相当高い。

これにより、アッパメンバ用スチフナ４０の水平面部４０Ｃとドアヒンジ補強部材４６の上側の水平片４６Ｄによる車体後部への前突荷重伝達が、高い耐圧強度の状態で、効率よく良好に行われるようになる。

また、ドアビーム部材４８がＳ字横断面形状のものであることにより、フロントドア２０の車幅方向の幅が広くても、ドアビーム部材４８のＳ字横断面の図心Ｇを、車体前後方向で見て、車幅方向で、フロントピラー１０との荷重伝達経路と一致させることができ、ドアビーム部材４８への前突荷重の伝達が良好に行われることを確保できる。

上述の前突荷重伝達において、アッパメンバ用スチフナ４０、ドアヒンジ補強部材４６は、閉断面のアッパメンバ２２、フロントピラー１０、インナドアパネル２０Ｂの各々において内部に更に閉断面を形成するから、フロントピラー１０、インナドアパネル２０Ｂの車体前後方向の耐圧荷重（剛性）が著しく向上し、これらが前突荷重によって変形することなく、ドアビーム部材４８への前突荷重の伝達が良好に行われる。

特に、ドアヒンジ補強部材４６は、フロントピラー１０の内部を上下に区切るバルクヘッド構造をなしているから、フロントピラー１０の強度、剛性を大幅に向上させる。

１０ フロントピラー
１２ ルーフレール
１４ センタピラー
１６ サイドシル
１８ ドア開口
２０ フロントドア
２２ アッパメンバ
４０ アッパメンバ用スチフナ（第１の補強部材）
４２ 上部ドアヒンジ
４４ 下部ドアヒンジ
４６ ドアヒンジ補強部材（第２の補強部材）
４８ ドアビーム部材（第３の補強部材）

Claims (3)

1. 閉断面形状のフロントピラーと、前記フロントピラーとの連結部の側に上方へ屈曲した屈曲部を有し前記フロントピラーより車体前方に延びる閉断面形状のアッパメンバと、前記フロントピラーの車体後方に位置するフロントドアとを有する車体側部構造であって、
   ハット断面形状をしていて前記アッパメンバの前記屈曲部に倣う形状をもって当該屈曲部の内面に溶接されて当該アッパメンバとで閉断面をなし、且つ車体前後方向に延在する水平面部を含む第１の補強部材と、
   ハット断面形状で水平面部を含み、前記フロントピラーの内面に溶接されて当該フロントピラーとで閉断面を形成し、前記フロントピラーの内部を上下に区切るバルクヘッド構造をなす第２の補強部材と、
   Ｓ字横断面形状で、前記フロントドアのインナパネルに取り付けられて前記フロントドアの前後方向幅一杯に亘って略水平に延在する第３の補強部材とを有し、
   前記第１の補強部材の前記水平面部と前記第２の補強部材の前記水平面部と前記第３の補強部材のＳ字横断面の図心とが、車体前後方向で見て互いにオーバラップし、高さが一致している車体側部構造。
2. 前記第１の補強部材と前記第２の補強部材と前記第３の補強部材とが、車体前後方向で見て互いにオーバラップする部分は、略水平に一直線上に存在している請求項１に記載の車体側部構造。
3. 前記第２の補強部材は、前記フロントピラーに取り付けられる前記フロントドア用のドアヒンジの取付部と整合する位置に設けられ、前記ドアヒンジの前記フロントピラーに対する取付部の補強を行うドアヒンジ補強部材である請求項１または２に記載の車体側部構造。

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