JP5091899B2 - 車体側部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車室の左右に立設されたサイドボデーやドアに入力された荷重をサイドボデーのセンタピラーから車体側に分散させる補強部材をセンタピラー内に設けた車体側部構造に関するものである。

車体側部構造には、サイドボデー側にドアからの荷重を伝える部位を設けたものがある。例えば、ドアの内部に車両前後方向に沿ってガードバーが配設され、一方、ドアを取付けている乗降口、すなわちサイドボデーの乗降口の枠の一部（ホイールハウスの前部側）に側面衝突時にガードバーから荷重が伝達され、且つ、ガードバーに係合するように膨出部を形成することで、ドアの車室内への侵入を抑制できるようにしたものがある（例えば、特許文献１（図１）参照）。

しかし、従来技術（特許文献１）では、荷重を受ける部分、すなわち、乗降口（リヤドア開口）の内側に突出する膨出部だけでは、側面衝突時に効率よく荷重を伝達させることができないという問題がある。例えば、膨出部を形成しているプレート（ホイールハウスアウタ）が荷重で破断するおそれがある。
また、乗降口にホイールハウスの前部側が無い場合、別の荷重伝達経路を形成する必要がある。

特開平７−１７２５０号公報

本発明は、車両の側面に入力された荷重を効率よく吸収し、センタピラーインナーの破断を防止し、製造が容易な車体側部構造を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車室の側壁をなすサイドボデーの中央に立設され、センタピラーインナーとセンターピラースチフナーとで形成している閉断面のセンタピラー内に補強部材を設けている車体側部構造において、センタピラーインナーは、くの字に車両の外側へ押し出すように曲げられ、サイドボデーのドア側から車両後方へ延ばした第１ピラーインナー側部と、第１ピラーインナー側部に連ねて曲げ、車両の内側へ向かって傾斜させて延ばした第２ピラーインナー側部と、第１ピラーインナー側部と第２ピラーインナー側部の境界をなす稜線部と、を備え、補強部材は、閉断面で、その形状を略台形とし、台形の平行な長い底辺部、短い底辺部のうち、長い底辺部を車両の内側へ向けて第１ピラーインナー側部に重なり接触させて配置して、長い底辺部に連ねて車両前後方向へ向けてそれぞれ前支持フランジ部、後支持フランジ部を延ばして前支持フランジ部を第１ピラーインナー側部に、後支持フランジ部を第２ピラーインナー側部に重ねて接触させ、前・後支持フランジ部がセンタピラー間に設けられているクロスメンバーの左右の縁にセンタピラーのセンタピラーインナーを介在させてそれぞれ、車両側面視で、重ねられ、長い底辺部および短い底辺部に連なる残りの平行でない車両前方へ向いている前脚部と車両後方へ向いている後脚部のうち、後脚部が、短い底辺部から第２ピラーインナー側部の延長線に沿う角度で車両の内側へ、且つ稜線部へ向かって延びることで傾斜していることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、前脚部が、車幅方向に延びて長い底辺部および短い底辺部に直交することで、長い底辺部が、短い底辺部よりも長く形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、センタピラーインナーは、くの字に車両の外側へ押し出すように曲げられ、サイドボデーのドア側から車両後方へ延ばした第１ピラーインナー側部と、第１ピラーインナー側部に連ねて曲げ、車両の内側へ向かって傾斜させて延ばした第２ピラーインナー側部と、第１ピラーインナー側部と第２ピラーインナー側部の境界をなす稜線部と、を備え、補強部材は、閉断面で、その形状を略台形とし、台形の平行な長い底辺部、短い底辺部のうち、長い底辺部を車両の内側へ向けて第１ピラーインナー側部に重なり接触させて配置して、長い底辺部に連ねて車両前後方向へ向けてそれぞれ前支持フランジ部、後支持フランジ部を延ばして前支持フランジ部を第１ピラーインナー側部に、後支持フランジ部を第２ピラーインナー側部に重ねて接触させ、前・後支持フランジ部がセンタピラー間に設けられているクロスメンバーの左右の縁にセンタピラーのセンタピラーインナーを介在させてそれぞれ、車両側面視で、重ねられ、長い底辺部および短い底辺部に連なる残りの平行でない車両前方へ向いている前脚部と車両後方へ向いている後脚部のうち、後脚部が、短い底辺部から第２ピラーインナー側部の延長線に沿う角度で車両の内側へ、且つ稜線部へ向かって延びることで傾斜しているので、車両の外側へ向けた短い底辺部と非平行な２つの辺部（前脚部、後脚部）によって、補強部材は車両の外側へ向けて徐々に狭くなり、車両側面に荷重が入力されると、傾斜した後脚部から傾斜した後支持フランジ部を介してクロスメンバーに荷重が伝達されるため、長い底辺部へ向かって前脚部および後脚部が徐々に圧縮変形して衝撃を吸収する。つまり、短い底辺部並びに非平行な２つの辺部（前脚部、後脚部）を効率よく変形させて衝撃を効率よく吸収することができる。

また、車両側面に荷重が入力されると、補強部材の長い底辺部から延ばした前支持フランジ部、後支持フランジ部が、センタピラーインナーを介してクロスメンバーの縁を押し、縁に荷重を伝える。従って、センタピラーインナーに荷重が集中せず、センタピラーインナーの破断を防止することができる。
さらに、後脚部を傾斜させているので、後脚部からクロスメンバーへ荷重を積極的に分散させることができる。その結果、第１ピラーインナー側部と第２ピラーインナー側部の境界（稜線部）に荷重が集中するのを抑制することができる。つまり、強度を向上させることができる。

請求項２に係る発明では、前脚部が、車幅方向に延びて長い底辺部および短い底辺部に直交することで、長い底辺部が、短い底辺部よりも長く形成されているので、クロスメンバーのビーム辺部のうち、車両の前方へ向けて配置したビーム辺部から車両の後方へ向けて配置したビーム辺部までの距離を大きくして、センタピラーインナーのくの字に車両の外側へ押し出すように曲げた稜線部を跨ぐように前のビーム辺部、後のビーム辺部を配置した場合であっても、側面衝突の荷重をクロスメンバーの前のビーム辺部、後のビーム辺部に伝達することができ、荷重が集中するのを抑制して、強度を向上させることができる。

本発明の実施例に係る車体側部構造を採用した車両の側面図である。 図１の２−２線断面図である。 実施例に係る車体側部構造の分解図である。 実施例に係る車体側部構造の斜視図である。 実施例に係る車体側部構造の衝撃を吸収する機構を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例で詳細に説明する。

実施例に係る車体側部構造１１は、図１、図２に示すように、車両１２に採用され、左右のサイドボデー１３のセンタピラー１４と、左右のセンタピラー１４間に配置しているクロスメンバー１５を結合し、クロスメンバー１５に補強部材１６を対応させたものである。以降で具体的に説明していく。

車両１２は、車室２１と、車室２１の側壁をなすサイドボデー１３と、床をなすアンダボデー２３と、アンダボデー２３のサイドシル２４と、ルーフ２５と、ドア２６で開閉されるサイドボデー１３の乗降口２７と、を備える。
アンダボデー２３は、クロスメンバー１５と、クロスメンバー１５に連続するフロアーパネル３１を有する。

サイドボデー１３は、図２のインナパネル３３と、アウタパネル３４と、アウタパネル３４の裏にホイールハウスアウター３５と、センタピラー１４と、を有する。
センタピラー１４は、センタピラーインナー３７と、サイドボデー１３のアウタパネル３４のピラー部３８と、アウタパネル３４の裏、すなわち、アウタパネル３４とセンタピラーインナー３７の間に設けられているセンターピラースチフナー４１と、を有する。

ドア２６は、左のドアで、車両１２の外方へ向き外面を形成しているドアスキン４３と、ドアスキン４３に取付けられて車室２１へ向いているドアインナパネル４４と、ドアスキン４３とドアインナパネル４４との間にほぼ水平に車両１２前後方向（Ｘ軸方向）へ延ばして配置しているドアビーム４５と、を備え、ドア２６の前部４６をヒンジ（図に示していない）にて、開閉自在（矢印ａ１の方向）に支持している。
ドアビーム４５は、車両１２の側面視（図１の視点）で、一端（後部）４７を補強部材１６に重ねているとともに、一端４７をドア２６の後部に取付け、ドアビーム４５の他端（前部）４８をドア２６の前部に取付けている。
ドアスキン４３とドアインナパネル４４には、アルミニウム合金を採用し、ドアビーム４５にアルミニウム合金製の押出し材を用いている。

次に、車体側部構造１１を主体に図１〜図４で説明する。
車体側部構造１１は、車室２１の側壁をなすサイドボデー１３の中央に立設されている閉断面のセンタピラー１４内に補強部材１６を設け、補強部材１６は、閉断面で、閉断面の形状を略台形（図２の視点）とし、台形の平行な２つの辺部（長い底辺部５１、短い底辺部５２）のうち、長い底辺部５１を車両１２の内側（矢印ａ２の方向）へ向けて配置して、長い底辺部５１に連ねて車両１２前後方向（Ｘ軸方向）へ向けてそれぞれ前支持フランジ部５４、後支持フランジ部５５を延ばし、前・後支持フランジ部５４、５５がセンタピラー１４間に設けられているクロスメンバー１５の左の縁５６、右の縁５７にセンタピラー１４のセンタピラーインナー３７を介在させてそれぞれ、車両１２側面視で、重ねられている。

補強部材１６はまた、長い底辺部５１に平行な短い底辺部５２と、残りの平行でない２つの辺部である第１の辺部（前脚部）６１と、第２の辺（後脚部）６２を有する。
補強部材１６は、アルミニウム合金を押出し成形したものを用いている。

センタピラー１４は、詳しくは、センタピラーインナー３７とセンターピラースチフナー４１とで閉断面とし、閉断面の形状を主に五つの辺を有する角形に形成している。
センタピラーインナー３７は、くの字に車両１２の外側（矢印ａ３の方向）へ押し出すように曲げられたアルミニウム合金製の部材で、乗降口２７の後部に配置したフランジ部６６と、フランジ部６６に連ねドア２６に略平行に車両１２後方へ延ばした第１ピラーインナー側部６７と、第１ピラーインナー側部６７に連ねて曲げ、ドア２６から離れる方向、言い換えると車両１２の内側へ向かって傾斜させて延ばした第２ピラーインナー側部６８と、を備えている。

センターピラースチフナー４１は、乗降口２７の後部でセンタピラーインナー３７のフランジ部６６に重ねたフランジ部７１と、フランジ部７１に連ね外側のドア２６へ向かって延びドア２６の厚さの中央に達する第１ピラースチフナー側部７２と、第１ピラースチフナー側部７２に連ねて曲げ、ドア２６に略平行に車両１２後方へ延ばした第２ピラースチフナー側部７３と、第２ピラースチフナー側部７３に連ね第１ピラースチフナー側部７２に対向して、センタピラーインナー３７の第２ピラーインナー側部６８にフランジ部７４を重ねた第３ピラースチフナー側部７５と、を有する。
センターピラースチフナー４１の材質は、アルミニウム合金である。

クロスメンバー１５は、車両１２の左右（Ｘ軸方向）に延びて、左右のセンタピラーインナー３７に両端をそれぞれ溶接を用いて取付け、アンダボデー２３のフロアーパネル３１に連続している。詳しくは、図３のアルミニウム合金製の押出し材を用い、閉断面をほぼ五つの辺、すなわち、第１ビーム辺部７７、第２ビーム辺部７８、第３ビーム辺部８１、第４ビーム辺部８２、第５ビーム辺部８３で形成し、第１ビーム辺部７７、第２ビーム辺部７８を車両１２の前方へ向け、第３ビーム辺部８１を車両１２の後方へ向けて配置している。そして、クロスメンバー１５の両端、詳しくは左の縁（端面）５６、右の縁（端面）５７がセンタピラーインナー３７を介在させて補強部材１６に対向している。

補強部材１６は、先述したが、センタピラーインナー３７の第１ピラーインナー側部６７、第２ピラーインナー側部６８に重なり接触するようくの字状に曲げた板状の重ね部８５と、重ね部８５からドア２６へ向かって立てた前脚部（第１の辺部）６１、後脚部（第２の辺）６２を有する荷重受け部８６と、からなり、重ね部８５の縁を溶接ビード部８７で接合し、後脚部６２を重ね部８５の稜線部９１に連続させ、且つ、傾斜させて延ばした第２ピラーインナー側部６８の延長線に近似する角度で傾斜させ、前脚部６１を第１ピラーインナー側部６７に配置している。
すなわち、重ね部８５が、長い底辺部５１と、前支持フランジ部５４と、後支持フランジ部５５とからなり、荷重受け部８６が、長い底辺部５１に平行な短い底辺部５２（入力部）と、短い底辺部５２に連なり車両１２前方へ向いている第１の辺部（前脚部）６１と、短い底辺部５２に連なり車両１２後方へ向いている第２の辺（後脚部）６２と、からなる。

次に、本発明の実施例に係る車体側部構造１１の作用を図５で説明する。図５は図２の断面図に対応する図である。
車体側部構造１１では、車両１２の側面に荷重が他の車両によって矢印ａ５のように入力されると、荷重はセンタピラー１４内の補強部材１６によってクロスメンバー１５に直接、伝わるので、簡単な構造でセンタピラー１４からクロスメンバー１５まで荷重伝達を効率よく伝達することができる。

具体的には、荷重がドア２６並びにサイドボデー１３に矢印ａ５のように入力されると、ドア２６並びにサイドボデー１３の変形に伴いセンタピラー１４が車室２１の内方（矢印ａ６の方向）へ向かって変形する。変形によってセンタピラー１４のセンターピラースチフナー４１が補強部材１６に達して、補強部材１６に荷重を伝達すると、補強部材１６の前支持フランジ部５４がクロスメンバー１５の第２ビーム辺部７８に荷重を矢印ａ７のように伝え、後支持フランジ部５５がクロスメンバー１５の第３ビーム辺部８１に荷重を矢印ａ８のように伝えるので、クロスメンバー１５に荷重を確実に伝えることができる。

また、後脚部（第２の辺）６２を傾斜させているので、後脚部（第２の辺）６２からクロスメンバー１５へ荷重を積極的に分散させることができる。その結果、第１ピラーインナー側部６７と第２ピラーインナー側部６８の境界（稜線部９１）に荷重が集中するのを抑制することができる。つまり、強度を向上させることができる。

ここで、仮に、後支持フランジ部５５がクロスメンバー１５の第３ビーム辺部８１まで延びていないと仮定すると、荷重はセンタピラーインナー３７が備える第１ピラーインナー側部６７と第２ピラーインナー側部６８の境界（稜線部９１）や第２ピラーインナー側部６８に集中するため、境界（稜線部９１）や第１ピラーインナー側部６７が二点鎖線で示すように破断する。その結果、クロスメンバー１５に側面衝突の荷重（衝撃）を伝達できない。

補強部材１６がクロスメンバー１５に荷重を伝達するところまで戻って説明を続ける。
補強部材１６は、荷重がより大きい場合、つぶれ始め、荷重を吸収する。具体的には、後脚部（第２の辺）６２は傾斜することで、補強部材１６を車両１２の外側へ向け徐々に小さくしているので、分力の発生によって、前脚部６１（第１の辺部）６２及び後脚部（第２の辺）６２を徐々に滑らかにつぶすことができ、効率よく衝撃を吸収することができる。

補強部材１６は、押出し材なので、前支持フランジ部５４と、後支持フランジ部５５の製造が容易である。
車体側部構造１１は、センターピラースチフナー４１からクロスメンバー１５に荷重を伝えるのは、補強部材１６のみであり、部品数を少なくすることができる。
従って、部品数を少なくして簡単な構造で、センタピラー１４からクロスメンバー１５に荷重を伝えることができる。

車体側部構造１１では、ドア２６のみに側面衝突の荷重が入力された場合、ドアビーム４５が荷重を補強部材１６に矢印ａ９のように伝えるので、既に説明したように、クロスメンバー１５に荷重を伝えることができる。
また、ドア２６が車室２１の内方へ向かって侵入するのを抑制することができる。
さらに、補強部材１６は、補強部材１６の上方に吸音材９２を配置する場合、吸音材９２を保持するという利点がある。

本発明の車体側部構造は、センタピラー、ドアに好適である。

１１…車体側部構造、１２…車両、１３…サイドボデー、１４…センタピラー、１５…クロスメンバー、１６…補強部材、２１…車室、３７…センタピラーインナー、５１…長い底辺部、５２…短い底辺部、５４…前支持フランジ部、５５…後支持フランジ部、５６…クロスメンバーの左の縁、５７…クロスメンバーの右の縁。

Claims (2)

1. 車室の側壁をなすサイドボデーの中央に立設され、センタピラーインナーとセンターピラースチフナーとで形成している閉断面のセンタピラー内に補強部材を設けている車体側部構造において、
   前記センタピラーインナーは、くの字に車両の外側へ押し出すように曲げられ、前記サイドボデーのドア側から車両後方へ延ばした第１ピラーインナー側部と、該第１ピラーインナー側部に連ねて曲げ、前記車両の内側へ向かって傾斜させて延ばした第２ピラーインナー側部と、前記第１ピラーインナー側部と前記第２ピラーインナー側部の境界をなす稜線部と、を備え、
   前記補強部材は、閉断面で、その形状を略台形とし、台形の平行な長い底辺部、短い底辺部のうち、前記長い底辺部を車両の内側へ向けて前記第１ピラーインナー側部に重なり接触させて配置して、該長い底辺部に連ねて車両前後方向へ向けてそれぞれ前支持フランジ部、後支持フランジ部を延ばして前記前支持フランジ部を前記第１ピラーインナー側部に、前記後支持フランジ部を前記第２ピラーインナー側部に重ねて接触させ、前記前・後支持フランジ部が前記センタピラー間に設けられているクロスメンバーの左右の縁に前記センタピラーの前記センタピラーインナーを介在させてそれぞれ、車両側面視で、重ねられ、前記長い底辺部および前記短い底辺部に連なる残りの平行でない車両前方へ向いている前脚部と車両後方へ向いている後脚部のうち、前記後脚部が、前記短い底辺部から前記第２ピラーインナー側部の延長線に沿う角度で車両の内側へ、且つ前記稜線部へ向かって延びることで傾斜していることを特徴とする車体側部構造。
2. 前記前脚部が、車幅方向に延びて前記長い底辺部および前記短い底辺部に直交することで、前記長い底辺部が、前記短い底辺部よりも長く形成されていることを特徴とする請求項１記載の車体側部構造。

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