JP5315068B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体側面の荷重伝達効率を向上させて、側面衝突から乗員を保護する車体構造に関する。

車体構造として、ドア内部にドアビーム（補強部材）を設け、車体側面の強度を向上させるものが知られている。この種の車体構造では、ドアや車体側の骨格部材の強度を高めて、車室内の乗員を保護するものであった。
このような、車体構造として、ドアに設けられるドアビームなどの補強部材と車体側の骨格部材との位置を相互に関連させたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の車体構造は、車体前後方向に延ばされるサイドシルと、このサイドシルの内側にて車体前後方向に延ばされたリヤサイドフレーム（リヤフロアサイドメンバ）と、このリヤサイドフレームのフランジに被せられるフロアパネルと、一端がサイドシルのオープニングフランジに連結されるとともに、他端がリヤサイドフレームのフランジ及びフロアパネルに連結されるガセットと、ドア内部に且つガセットの設定位置に設けられ、ドアを補強するドアビーム（補強部材）とを備えるものである。

しかし、特許文献１の車体構造では、例えば、上下の室内空間を拡大するため、フロアパネルをガセットより低下させると、荷重経路は下方に傾斜して、ドアビームからの水平荷重は曲げモーメントとして作用する。すなわち、リヤサイドフレームへ効率よく荷重伝達できなくなるという課題があった。
また、特許文献１の車体構造では、フロアパネル及びサイドシルのオープニングフランジ位置に対するガセット及びドアビーム位置を略同等高さに設定する必要がある。従って、設計の自由度が限られるということもある。

特開平７−２９０９５３号公報

本発明は、ドアに設けられるドアビームなどの補強部材から効率よく荷重伝達することができるとともに、設計の自由度の拡大を図ることができる車体構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、後部座席下方のリヤサイドフレームにより側突荷重を支持する車体構造において、ドア開口部が形成されるサイドシル側のオープニングフランジの下方に、且つドアビームの後端と同一高さでサイドシル内に設けられたスペーサと、リヤサイドフレームとサイドシルとの間に設けられるとともに、サイドシル側ではスペーサの断面と連続する側面を有し、サイドシルからリヤサイドフレームへ荷重を伝達するガセットとを備え、リヤサイドフレームは、ドアビームの後端よりも下方に配置され上方に開口させた凹状のフレームであり、開口に左右の上端フランジが設けられ、左右の上端フランジの上面には、フロアパネルが接合され、ガセットは、フロアパネルを介してリヤサイドフレームとサイドシルに渡されていると共に、サイドシル側ではトンネル状の側面を呈し、リヤサイドフレーム側に向かうに連れてトンネル状の断面の高さを低く変化させた正面視略三角形の部材であり、ガセットのトンネル状の側面を、サイドシルの側面に接合し、ガセットの底部を左右の上端フランジに結合し、ガセットのトンネル状の側面の高さは、スペーサの断面の高さよりも高く、ガセットのトンネル状の側面の前後方向の長さは、スペーサの断面の前後方向の長さと略同一であることにより、ガセットのトンネル状の側面の面積は、スペーサの断面の面積よりも大きく形成されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、スペーサの一定断面は、後部座席の乗員の腰部の中央近傍よりも下方に位置することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、スペーサに、側突荷重を検知してエアバッグを展開するエアバッグセンサを設けたことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、スペーサは、底面と、この底面の前後方向の端部から車幅内方に延ばした前後延出面と、底部の上下方向の端部から車幅内方に延ばした上下延出面と、からなることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、上延出面には、上方に折り曲げられると共にサイドシルに溶接される上折り曲げ部が形成され、下延出面には、下方に折り曲げられると共にサイドシルに溶接される下折り曲げ部が形成されていることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、サイドシルは、車体外方に設けられるアウタフレームと、このアウタフレームと共に断面を形成し車体内方に設けられるインナフレームとから構成され、アウタフレームにスペーサの底面が接合されていることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、ガセットは、リヤサイドフレーム側に支持される底部フランジと、この底部フランジから車幅外方に且つ斜め上方に延出される上部斜面と、この上部斜面に連続し底部フランジから上方に延ばされている前及び後三角部とからなることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、上部斜面の車幅外方側には、サイドシルに支持される上部フランジが、折り曲げ形成され、前及び後三角部の車幅外方側には、サイドシルに固定される前及び後フランジが、それぞれ折り曲げ形成されていることを特徴とする。

本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、ドア開口部が形成されるサイドシル側のオープニングフランジの下方に、且つドアビームの後端と同一高さでサイドシル内に設けられた一定断面を有するスペーサと、リヤサイドフレームとサイドシルとの間に設けられるとともに、サイドシル側ではスペーサの一定断面と連続する側面を有し、サイドシルからリヤサイドフレームへ荷重を伝達するガセットとを備えたので、スペーサの一定断面とガセットの側面とがそれぞれ荷重伝達方向に連続する。従って、スペーサの面とガセットの面同士で荷重伝達をおこなうことができるので、曲げモーメントが生ずる場合にも荷重伝達を円滑に行うことができる。

加えて、請求項１に係る発明では、ガセットを、サイドシル側ではトンネル状の側面に形成し、リヤサイドフレーム側に向かうに連れてトンネル状の断面の高さを低く変化させた正面視略三角形部材に形成することで、リヤサイドフレームが、ドアビームの後端よりも下方に配置された場合に、伝達経路中の曲げモーメントにも耐えることができ、サイドシルからリヤサイドフレームに円滑に荷重伝達をすることができる。
ガセットのトンネル状の側面を、サイドシルの側面に接合し、ガセットの底部を左右の上端フランジに結合することで、サイドシルの側面から伝達される荷重をリヤサイドフレームの左右の上端フランジで十分に支持することができる。

請求項２に係る発明では、スペーサの一定断面は、後部座席の乗員の腰部の中央近傍よりも下方に位置するので、例えば、側突荷重によりドアビーム、スペーサ及び荷重伝達部材が車幅中央側に変形若しくは移動した場合でも、乗員の腰部の中央への荷重入力を避けることができる。

請求項３に係る発明では、スペーサに、側突荷重を検知してエアバッグを展開するエアバッグセンサを設けたので、早期に側突荷重の検知が可能となる。これにより、エアバッグを荷重伝達の早い段階から展開することが可能になる。

本発明に係る車体構造の側面図である。 図１に示された車体構造の斜視図である。 図１に示された車体構造の正面断面図である。 図１に示された車体構造の荷重伝達部材（ガセット）の斜視図である。 図１に示された車体構造のスペーサの斜視図である。 図１に示された車体構造の荷重伝達を示す説明図である。 図１に示された車体構造の比較検討図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１〜図５に示されるように、車体構造１０は、車体１１に形成されるドア開口部１３と、このドア開口部１３に開閉自在に設けられるドア１４と、ドア１４の下方に配置された断面視略矩形のサイドシル１５と、このサイドシル１５内に設けられたスペーサ１６と、このスペーサ１６に設けられ、側突荷重（側面衝突時の荷重）を検知するエアバッグセンサ１７と、サイドシル１５の車幅内方に設けられたリヤサイドフレーム１８と、このリヤサイドフレーム（リヤフロアサイドメンバ）１８に被されるフロアパネル１９と、このフロアパネル１９を介してリヤサイドフレーム１８とサイドシル１５に渡されるガセット２１とから構成される。

ドア１４は車体外方に設けられるアウタパネル２４と、車体内方に設けられるインナパネル２５と、これらのインナパネル２５及びアウタパネル２４の間に介在させた上下のドアビーム２６，２７とからなる。

インナパネル２５は、サイドシル１５とドア１４面とをフラットに構成するためのドア側段部２９が形成される。以下、「下のドアビーム２７」を単に「ドアビーム２７」と略記する。
ドアビーム２７は、ドア１４のインナパネル２５にホルダ２８を介して取付けられる。

サイドシル１５は、車体外方に設けられるアウタフレーム３１と、車体内方に設けられるインナフレーム３２とから構成される。アウタフレーム３１には、アウタフレーム３１面とドア１４面とをフラットに構成するためのサイドシル側段部３３が形成される。

インナフレーム３２とアウタフレーム３１との接合される部分に上下のオープニングフランジ３４，３５が形成される。以下、「上のオープニングフランジ３４」を単に「オープニングフランジ３４」と略記する。
オープニングフランジ３４は、ドア開口部１３のドア開口フランジでもある。

リヤサイドフレーム１８は、ドアビーム２７の後端２７ａ位置よりも下方に配置されるとともに、上部に開口３７が形成された断面視略凹状のフレームである。開口３７には、左右の上端フランジ３８，３９が形成される。
エアバッグセンサ１７は、検出信号（検知した側突荷重）がエアバッグ４２を制御する制御部４１に入力される。制御部４１は、エアバッグセンサ１７の検出信号に基づきエアバッグ４２を展開させるものである。

車体構造１０では、スペーサ１６に、側突荷重を検知してエアバッグ４２を展開するエアバッグセンサ１７を設けたので、早期に側突荷重の検知が可能となる。これにより、エアバッグ４２を荷重伝達の早い段階から展開することが可能になる。

ガセット２１は、ドアビーム２７の後端２７ａからサイドシル１５及びスペーサ１６を介してリヤサイドフレーム１８に荷重を伝達する荷重伝達部材である。

詳細には、ガセット２１は、図４に示されたように、リヤサイドフレーム１８側に支持される底部フランジ４３と、この底部フランジ４３から車幅外方に且つ斜め上方に延出される上部斜面４４と、底部フランジ４３から上方に延ばされ、上部斜面４４に連続する前・後三角部４５，４６と、上部斜面４４の車幅外方側から折り曲げ形成され、サイドシル１５に支持される上部フランジ４７と、前・後三角部４５，４６の車幅外方側からそれぞれ折り曲げ形成され、サイドシル１５に固定される前・後フランジ４８，４９とからなる。

上部斜面４４及び前・後三角部４５，４６でトンネル状の断面が形成される。
ガセット２１は、サイドシル１５側ではトンネル状の側面を呈し、リヤサイドフレーム１８側に向かうに連れてトンネル状の断面の高さを低く変化させた正面視略三角形部材といえる。

底部フランジ４３は、リヤサイドフレーム１８のフロアパネル１９の左右の上端フランジ３８，３９に溶接される。前・後フランジ４８，４９は、サイドシル１５のインナフレーム３２に溶接される。

上部斜面４４の車幅外方側の幅をＬ１、前・後三角部４５，４６の車幅外方側の高さをＨ１とするときに、ガセット２１は、車幅外方に、スペーサ１６からサイドシル１５を介して荷重伝達を受ける高さＨ１、幅Ｌ１のガセット側荷重伝達断面Ｓ１が形成されている。

ガセット側荷重伝達断面Ｓ１は、トンネル状の側面を呈する。また、ガセット側荷重伝達断面Ｓ１は、サイドシル１５の側面に接合され、スペーサ１６の一定断面（後述するスペーサ側荷重伝達断面Ｓ２）と連続する側面である。

スペーサ１６は、サイドシル１５のアウタフレーム３１とサイドシル１５のインナフレーム３２とで形成される空間部５１を部分的に埋める箱状の部材である。ドアビーム２７の後端２７ａから作用する荷重を効率よくガセット２１に伝える役目をなす。

詳細には、スペーサ１６は、図５に示されるように、サイドシル１５のアウタフレーム３１側に形成される底面５３と、この底面５３から車幅内方に延ばした前・後延出面５４，５５と、底部から車幅内方に延ばした上・下延出面５６，５７と、上・下延出面５６，５７から折り曲げ形成される上・下折り曲げ部５８，５９とから構成される。

底面５３は、サイドシル１５のアウタフランジに溶接される。上・下折り曲げ部５８，５９は、サイドシル１５のインナフランジに溶接される。
前・後延出面５４，５５の車幅内方側の幅をＬ２、上・下延出面５６，５７下の車幅内方側の高さをＨ２とするときに、スペーサ１６は、車幅内方に、サイドシル１５からガセット２１へ荷重を伝達をする高さＨ２、幅Ｌ２のスペーサ側荷重伝達断面Ｓ２が形成されている。

すなわち、スペーサ側荷重伝達断面Ｓ２は、ドアビーム２７の後端２７ａと同一高さでサイドシル１５内に設けられる。スペーサ側荷重伝達断面Ｓ２は、ガセット２１側に荷重伝達をする一定断面である。

ガセット２１及びスペーサ１６は、ガセット２１のＨ１＞スペーサ１６の高さＨ２、ガセット２１の幅Ｌ１≒スペーサ１６の幅さＬ２、ガセット側荷重伝達断面Ｓ１＞スペーサ側荷重伝達断面Ｓ２の関係に形成されている。上記関係を満足すれば、ガセット２１の上面斜面は車幅方向に関してテーパ状でもよく、スペーサ１６の前・後延出面５４，５５、上・下延出面５６，５７はテーパ状であってもよい。

すなわち、サイドシル１５は、断面視略矩形の部材である。リヤサイドフレーム１８は、ドアビーム２７の後端２７ａよりも下方に配置され上方に開口３７を形成した凹状のフレームである。開口３７に、左右の上端フランジ３８，３９が設けられる。ガセット（荷重伝達部材）２１は、サイドシル１５側ではトンネル状の側面を呈する。さらに、リヤサイドフレーム１８側に向かうに連れてトンネル状の断面の高さを低く変化させた正面視略三角形部材である。ガセット２１のトンネル状の側面が、サイドシル１５の側面に接合される。ガセット２１の底部フランジ（底部）４３は、左右の上端フランジ３８，３９に結合される。

図３に示されるように、後部座席２２（図１参照）に着座する乗員の腰部６１の中央近傍に乗員の腰部６１の中心線Ｃ１、ドアビーム２７の後端２７ａ及びスペーサ１６の中心に中心線Ｃ２を引く。このときに、車体高さ方向に関してドアビーム２７の後端２７ａ及びスペーサ１６の中心を、中心線Ｃ１から下方へＢ１だけオフセットさせた。

すなわち、スペーサ１６のスペーサ側荷重伝達断面（一定断面）Ｓ２は、後部座席２２の乗員の腰部６１の中央近傍よりも下方に位置するので、例えば、側突荷重によりドアビーム２７、スペーサ１６及びガセット（荷重伝達部材）２１が車幅中央側に変形若しくは移動した場合でも、乗員の腰部６１の中央への荷重入力を避けることができる。

図６に示されるように、車体構造１０では、ドアビーム２７に入力された荷重は、矢印ａ１の如く水平に、スペーサ１６に伝達される。このスペーサ１６に伝達された荷重は、矢印ａ２の如くガセット２１の上部斜面４４に沿ってリヤサイドフレーム１８に伝達される。

すなわち、車体構造１０は、ガセット（荷重伝達部材）２１を、サイドシル１５側ではトンネル状の側面（ガセット側荷重伝達断面）Ｓ１に形成し、リヤサイドフレーム１８側に向かうに連れてトンネル状の断面の高さを低く変化させた正面視略三角形部材に形成することで、リヤサイドフレーム１８が、ドアビーム２７の後端２７ａよりも下方に配置された場合に、伝達経路中の曲げモーメントにも耐えることができ、サイドシル１５からリヤサイドフレーム１８に円滑に荷重伝達をすることができる。

ガセット２１のトンネル状の側面をサイドシル１５の側面に接合し、ガセット２１の底部を左右の上端フランジ３８，３９に結合することで、サイドシル１５の側面から伝達される荷重をリヤサイドフレーム１８の左右の上端フランジ３８，３９で十分に支持することができる。

図７（ａ）に比較例の車体構造が示され、車体構造１００は、車体前後方向に延ばされるサイドシル１０１と、このサイドシル１０１の内側にて車体前後方向に延ばされたリヤサイドフレーム１０２と、このリヤサイドフレーム１０２の左右のフランジ１０３，１０４に被せられるフロアパネル１０５と、一端がサイドシル１０１のオープニングフランジ１０６に連結されるとともに、他端がリヤサイドフレーム１０２の右のフランジ１０４及びフロアパネル１０５に連結されるガセット１０７と、ドア内部に且つガセット１０７の設定位置に設けられ、ドア１０８を補強するドアビーム１０９とを備える。

しかし、比較例の車体構造１００では、例えば、上下の室内空間を拡大するため、フロアパネル１０５を、二点差線で示すようにガセット１０７より低下させると、矢印ｅ１の如くドアビーム１０９から作用する荷重の伝達経路は矢印ｅ２の如く、下方に傾斜して、ドアビーム１０９からの水平荷重は曲げモーメントとして作用する。これにより、リヤサイドフレーム１０２へ効率よく荷重伝達できなくなる。

図７（ｂ）に実施例の車体構造１０が示され、車体構造１０では、ドア開口部１３が形成されるサイドシル１５側のオープニングフランジ３４の下方に、且つドアビーム２７の後端２７ａ（図１参照）と同一高さでサイドシル１５内に設けられたスペーサ側荷重伝達断面（一定断面）Ｓ２（図５参照）を有するスペーサ１６と、リヤサイドフレーム１８とサイドシル１５との間に設けられるとともに、サイドシル１５側ではスペーサ１６のスペーサ側荷重伝達断面Ｓ２と連続する側面を有し、サイドシル１５からリヤサイドフレーム１８へ荷重を伝達するガセット（荷重伝達部材）２１とを備えたので、スペーサ１６のスペーサ側荷重伝達断面Ｓ２とガセット２１のガセット側荷重伝達断面（側面）Ｓ１（図４参照）とがそれぞれ荷重伝達方向に連続する。従って、スペーサの面とガセットの面同士で荷重伝達をおこなうことができるので、曲げモーメントが生ずる場合にも荷重伝達を円滑に行うことができる。

尚、本発明に係る車体構造１０では、図４に示すように、ガセット２１の底部フランジ４３が開放され、ガセット２１の車幅外方が開放されていたが、これらの開放された部位を塞ぐ部材を設けたものであってもよい。

本発明に係る車体構造１０では、図５に示すように、スペーサ１６の車幅内方が開放されたものであったが、この開放された部位を塞ぐものであってもよい。
また、スペーサ１６の車幅外方が塞がれたものであったが、この塞がれた部位を開放するものであってもよい。

本発明に係る車体構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。

１０…車体構造、１３…ドア開口部、１５…サイドシル、１６…スペーサ、１７…エアバッグセンサ、１８…リヤサイドフレーム、２１…荷重伝達部材（ガセット）、２２…後部座席、２７…ドアビーム、２７ａ…後端、３４…オープニングフランジ、３７…開口、３８，３９…上端フランジ、４２…エアバッグ、６１…乗員の腰部、Ｓ１…側面（ガセット側荷重伝達断面）、Ｓ２…一定断面（スペーサ側荷重伝達断面）。

Claims (8)

1. 後部座席下方のリヤサイドフレームにより側突荷重を支持する車体構造において、
   ドア開口部が形成されるサイドシル側のオープニングフランジの下方に、且つドアビームの後端と同一高さで前記サイドシル内に設けられたスペーサと、
   前記リヤサイドフレームと前記サイドシルとの間に設けられるとともに、前記サイドシル側では前記スペーサの断面と連続する側面を有し、前記サイドシルから前記リヤサイドフレームへ荷重を伝達するガセットとを備え、
   前記リヤサイドフレームは、前記ドアビームの後端よりも下方に配置され上方に開口させた凹状のフレームであり、前記開口に左右の上端フランジが設けられ、
   前記左右の上端フランジの上面には、フロアパネルが接合され、
   前記ガセットは、
   前記フロアパネルを介してリヤサイドフレームとサイドシルに渡されていると共に、
   前記サイドシル側ではトンネル状の側面を呈し、前記リヤサイドフレーム側に向かうに連れてトンネル状の断面の高さを低く変化させた正面視略三角形の部材であり、
   前記ガセットの前記トンネル状の側面を、前記サイドシルの側面に接合し、前記ガセットの底部を前記左右の上端フランジに結合し、
   前記ガセットのトンネル状の側面の高さは、前記スペーサの断面の高さよりも高く、
   前記ガセットのトンネル状の側面の前後方向の長さは、前記スペーサの断面の前後方向の長さと略同一であることにより、
   前記ガセットのトンネル状の側面の面積は、前記スペーサの断面の面積よりも大きく形成されていることを特徴とする車体構造。
2. 前記スペーサの一定断面は、前記後部座席の乗員の腰部の中央近傍よりも下方に位置することを特徴とする請求項１記載の車体構造。
3. 前記スペーサに、側突荷重を検知してエアバッグを展開するエアバッグセンサを設けたことを特徴とする請求項１記載の車体構造。
4. 前記スペーサは、底面と、この底面の前後方向の端部から車幅内方に延ばした前後延出面と、前記底部の上下方向の端部から車幅内方に延ばした上下延出面と、からなることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか１項記載の車体構造。
5. 前記上延出面には、上方に折り曲げられると共に前記サイドシルに溶接される上折り曲げ部が形成され、
   前記下延出面には、下方に折り曲げられると共に前記サイドシルに溶接される下折り曲げ部が形成されていることを特徴とする請求項４記載の車体構造。
6. 前記サイドシルは、車体外方に設けられるアウタフレームと、このアウタフレームと共に断面を形成し車体内方に設けられるインナフレームとから構成され、
   前記アウタフレームに前記スペーサの底面が接合されていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の車体構造。
7. 前記ガセットは、前記リヤサイドフレーム側に支持される底部フランジと、この底部フランジから車幅外方に且つ斜め上方に延出される上部斜面と、この上部斜面に連続し前記底部フランジから上方に延ばされている前及び後三角部とからなることを特徴とする請求項１〜請求項７いずれか１項記載の車体構造。
8. 前記上部斜面の車幅外方側には、前記サイドシルに支持される上部フランジが、折り曲げ形成され、
   前記前及び後三角部の車幅外方側には、サイドシルに固定される前及び後フランジが、それぞれ折り曲げ形成されていることを特徴とする請求項７記載の車体構造。

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