JP5426461B2 - 車体側部構造 - Google Patents

Description

この発明は、ドア開口部の前縁のフロンピラーにサイドドアが回動可能に取り付けられる車体側部構造に関するものである。

車体側部のドア開口部の前縁にはフロントピラーが設けられ、そのフロントピラーにドアヒンジを介してサイドドアが回動可能に取り付けられている。
ところで、車両の側面衝突（以下、「側突」と呼ぶ。）の対策技術として、サイドドアの内部に車体前後方向に延出するドアビームが設けられ、車体側方からの入力荷重をサイドドア内のドアビームによって受け止めるものがある。

この種の車体側部構造として、側突対策のためのドアビームを、前面衝突時等に車体前部から入力される衝撃荷重（以下、「前突荷重」と呼ぶ。）を車体後部にスムーズに伝達するために利用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この車体側部構造は、フロントピラーの前面側に前突荷重を後方に伝達するための荷重伝達部材（補強材）が設置され、フロントピラーの側面（車外側に臨む側面）の前記荷重伝達部材の近傍にドアヒンジが取り付けられるとともに、そのドアヒンジの回動片にサイドドア側のドアビームの前端部が結合されている。
この車体側部構造では、車体前部に前突荷重が入力されると、その荷重が荷重伝達部材を介してフロントピラーに伝達され、さらにその荷重がサイドシルやルーフサイドレール等の車体骨格部材に伝達されると同時に、ドアヒンジとドアビームを介して車体後部に伝達される。

特開２００１−２０６２４４号公報

しかし、この従来の車体側部構造は、荷重伝達部材がフロントピラーの前面側に設置されるのに対し、ドアヒンジの車体取付け部がフロントピラーの側面に取り付けられ、さらに、サイドドアのドアビームがドアヒンジの車体取付け部の車幅方向外側にオフセットして配置されているため、荷重伝達部材に入力された前突荷重を、ドアヒンジを通してドアビームに効率良く伝達する（分散させる）ことが難しい。

特に、ドアビームは側突荷重を早期に受け止める必要上、できる限りサイドドアの車幅方向外側位置に配置しなければならない。このため、サイドドアのドアビームは、ドアヒンジの車体取付け部に対して車幅方向外側にオフセットせざるを得ず、前突荷重の入力時にドアビームに荷重を効率良く伝達することが難しくなる。このため、サイドシル等の車体骨格部材をその分補強しなければならず、車体の軽量化の観点からこの点の改善が望まれている。

また、従来の車体側部構造においては、ドアヒンジの車体取付け部がフロントピラーの側面に重合され、その車体取付け部がボルト等の締結部材によって車幅方向に沿う方向でフロントピラーに締結固定されているため、前突荷重の入力時には、締結部材に対して、荷重を受け止めるのに不利な軸直角方向から荷重が作用することになる。このことは、前突荷重の伝達効率の向上を図るうえでは望ましくない。

そこでこの発明は、車体前部から入力された前突荷重を車体後部に効率良く伝達することのできる車体側部構造を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、車体のドア開口部（例えば、後述の実施形態におけるドア開口部４）に設置されるサイドドア（例えば、後述の実施形態におけるサイドドア２）の内部に、車体前後方向に延出して車体側方からの入力荷重を受け止めるドアビーム（例えば、後述の実施形態におけるドアビーム１７）が設けられ、前記サイドドアの前部が前記ドア開口部の前縁のフロントピラー（例えば、後述の実施形態におけるフロントピラー６）にドアヒンジ（例えば、後述の実施形態におけるドアヒンジ１６）を介して回動可能に取り付けられるとともに、前記フロントピラーの前方に、車体前部からの入力荷重を後方に伝達する荷重伝達部材（例えば、後述の実施形態における荷重伝達ブロック２２）が設けられている車体側部構造において、前記ドアヒンジは、前記フロントピラーに取り付けられる車体取付け部（例えば、後述の実施形態における車体取付け部３０）と、この車体取付け部から車幅方向外側に延出して前記荷重伝達部材から荷重を直接受ける荷重受け部（例えば、後述の実施形態における荷重受け部２６）と、この荷重受け部の後方側でヒンジ軸（例えば、後述の実施形態におけるヒンジ軸３２）を介して回動可能に連結されるとともに前記ドアビームに固定される回動片（例えば、後述の実施形態における回動片３４）と、を備え、前記車体取付け部は、前記フロントピラーの前面に重合されて、同フロントピラーに車体前後方向に沿う方向で締結部材（例えば、後述の実施形態におけるボルト３６）によって締結固定されていることを特徴とする。
これにより、車体前部から荷重伝達部材に入力された前突荷重はドアヒンジの荷重受け部を通してドアヒンジに直接伝達され、ドアヒンジのヒンジ軸と回動片を通してサイドドア内のドアビームに伝達され、さらにドアビームを通して車体後部に伝達される。また、荷重伝達部材に入力された前突荷重の一部は、ドアヒンジの車体取付け部を通してフロントピラーに伝達される。このとき、ドアヒンジの車体取付け部をフロントピラーに固定する締結部材は車体前後方向に沿う方向で締結されるため、締結部材には、荷重を受け止めるのに有利な軸方向の荷重として前突荷重が作用することになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車体側部構造において、前記荷重伝達部材は、前記ドアヒンジの荷重受け部の前方に配置されて同荷重受け部に直接荷重を伝達する基部（例えば、後述の実施形態における基部２７）と、この基部から車幅方向内側に延出して前記ドアヒンジの車体取付け部の前面に当接する内側延長部（例えば、後述の実施形態における内側延長部２８）と、を備え、前記荷重伝達部材の内側延長部は、前記ドアヒンジの車体取付け部とともに前記フロントピラーの前面に前記締結部材によって締結固定されていることを特徴とする。
これにより、車体前部から前突荷重が入力されると、荷重伝達部材では基部と内側延長部を合わせた車幅方向の広い領域で荷重が受け止められるようになり、基部からはドアヒンジの荷重受け部に、内側延長部からはドアヒンジの車体取付け部にそれぞれ荷重が伝達されるようになる。また、荷重伝達部材とドアヒンジは共通の締結部材によってフロントピラーの前面に固定される。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車体側部構造において、前記内側延長部の崩壊荷重が前記基部の崩壊荷重よりも小さく設定されていることを特徴とする。
これにより、前突荷重の入力時に、比較的大きな荷重が荷重伝達部材の基部を経てドアヒンジの荷重受け部からドアビームに伝達され、比較的小さな荷重が荷重伝達部材の内側延長部とドアヒンジの車体取付け部を経てフロントピラーに伝達される。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の車体側部構造において、前記フロントピラーは閉断面形状に形成され、前記ドアヒンジの車体取付け部と前記荷重伝達部材の内側延長部の車幅方向内側の端部は、前記フロントピラーの閉断面の車幅方向の中心（例えば、後述の実施形態における中心Ｃ）よりも車幅方向外側に配置されていることを特徴とする。
これにより、閉断面のフロントピラーには、車幅方向の中心よりも車幅方向外側領域に前突荷重が入力されるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の車体側部構造において、前記荷重伝達部材は、前記ドアヒンジと一体に形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、車体前部から荷重伝達部材に入力された前突荷重がドアヒンジの荷重受け部を通してドアヒンジに直接伝達され、さらにその荷重がドアヒンジのヒンジ軸と回動片を通してサイドドア内のドアビームに伝達される構造とされているため、車体前部に入力された前突荷重を、ドアヒンジとサイドドア内のドアビームを通して車体後部に効率良く伝達することができる。
さらに、この発明によれば、ドアヒンジの車体取付け部が、フロントピラーの前面に車体前後方向に沿う締結部材によって締結され、締結部材の軸方向が前突荷重の入力方向に沿う方向となるため、前突荷重に対する締結部材の耐力が向上し、その結果、ドアヒンジとフロントピラーを通して車体後部に効率良く荷重を伝達することが可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、車体前部から入力された前突荷重が荷重伝達部材の基部と内側延長部を合わせた車幅方向の広い領域で受け止められることから、前突荷重を広く分散させることができ、しかも、荷重伝達部材とドアヒンジが共通の締結部材によってフロントピラーの前面に固定されることから、部品点数の削減によって製造コストの低減を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、比較的大きな荷重が荷重伝達部材の基部を経てドアヒンジの荷重受け部からドアビームに伝達され、比較的小さな荷重が荷重伝達部材の内側延長部を経てフロントピラーに伝達されることから、サイドシルなどの車体骨格部材の荷重分担を減らし、車体骨格部材の過大な補強を無くし車両の軽量化を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、車体前部から入力された前突荷重が閉断面のフロントピラーの車幅方向の中心よりも車幅方向外側領域に入力されることから、フロントピラー側に必要以上に荷重が分散されるのを抑制することができる。このため、車体骨格部材の過度な補強を低減し、車両のさらなる軽量化を図ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、荷重伝達部材がドアヒンジと一体に形成されることから、部品点数を削減して製品コストの削減を図ることができる。

この発明の第１の実施形態の車両を示す側面図である。 この発明の第１の実施形態の車両の図１のＡ−Ａ断面に対応する拡大断面図である。 この発明の第１の実施形態の車両の図１のＡ−Ａ断面に対応する拡大断面図である。 この発明の第２の実施形態の車両の図１のＡ−Ａ断面に対応する拡大断面図である。 この発明の第２の実施形態の車両の図１のＡ−Ａ断面に対応する拡大断面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面において、矢印ＦｒとＲｒは、それぞれ車両１の前方と後方を指し、矢印ＲとＬは、それぞれ車両１の左側方と右側方を指すものとする。また、以下の説明においては、特別に断らない限り、「前」と「後」は車体に対しての前後を意味するものとする。また、以下では、車両１の左側の側部の構造について説明するが、車両１の右側の側部も同様の構造とされている。

最初に、図１〜図３に示す第１の実施形態について説明する。
図１は、この実施形態の車体側部構造を採用した車両１の一部の部品を取り去った左側面を示す図である。
車両１は、４ドアのセダン型車両であり、車体の側部には前後のサイドドア２，３が取付けられるドア開口部４，５が設けられている。前部側のドア開口部４の前縁にはフロントピラー６が配置され、後部側のドア開口部５の後縁にはリヤピラー７が配置されており、前後のドア開口部４，５の間にはセンターピラー８が配置されている。また、フロントピラー６，センターピラー８，リヤピラー７の各上端部と下端部は、車体前後方向に延出するルーフサイドレール９とサイドシル１０によって連結されている。

フロントピラー６の前方側には、ルーフサイドレールの前部に連続するように、フロントサイドフレーム１１が前方に延出している。フロントサイドフレーム１１の下方には、前輪Ｗｆを配置するためのホイールハウス１２が設けられている。また、リヤピラー７の後部下方には、後輪Ｗｒを配置するためのホイールハウス１３が設けられている。

前後の各サイドドア２，３は、ドア本体２Ａ，３Ａにそれぞれドアガラス１４が昇降自在に支持され、各ドア本体２Ａ，３Ａの前端部が後述するドアヒンジ１５，１６を介してフロントピラー６とセンターピラー８にそれぞれ回動可能に取り付けられている。また、前後の各サイドドア２，３のドア本体２Ａ，３Ａの内部には、車体前後方向に延出して側突荷重を受け止めるドアビーム１７，１８が設置されている。各ドアビーム１７，１８はドア本体２Ａ，３Ａの高さ方向の中央位置よりも下方に偏倚し、かつ、ドア本体２Ａ，３Ａの厚み方向の中央位置よりも車幅方向外側に偏倚した位置に配置されている。この実施形態の場合、各ドアビーム１７，１８の前後の端部にブラケット２０，２１が一体に取り付けられ、各端部がブラケット２０，２１を介してドア本体２Ａ，３Ａの前後の端面に結合されている。

また、フロントピラー６の下方側の前部には、車体前部からの荷重入力時に、前輪Ｗｆの後方移動を規制するように前輪Ｗｆのタイヤ面に後方側から当接する荷重伝達ブロック２２（荷重伝達部材）が設けられている。

図２，図３は、図１のＡ−Ａ断面に対応する拡大断面図であり、図２は、サイドドア２が閉じられた状態を示し、図３は、サイドドア２が開かれた状態を示す。
荷重伝達ブロック２２は、車体前後方向に延出する複数の筒状断面が並列に配置されたハニカム構造の樹脂ブロックによって構成されている。この荷重伝達ブロック２２の車体前後方向の厚みは一定ではなく、車幅方向外側領域の厚みが車幅方向内側領域の厚みよりも厚くなっている。この実施形態の場合、荷重伝達ブロック２２の肉厚の厚い車幅方向外側の領域が基部２７とされ、肉厚の薄い車幅方向内側の領域が基部２７から延出する内側延長部２８とされている。そして、荷重伝達ブロック２２の基部２７は内側延長部２８に比較して肉厚が厚いことから、内側延長部２８に対して崩壊荷重が大きくなっている。

また、フロントピラー６は、断面略コ字状のピラーアウタパネル６Ａの車幅方向内側にピラーインナ６Ｂが接合されて閉断面構造とされている。ピラーアウタパネル６Ａの前面（車体前方側の面）には、下側のドアヒンジ１６の板状の車体取付け部３０が重合されて取り付けられている。
ドアヒンジ１６は、この板状の車体取付け部３０と、車体取付け部３０から車幅方向外側に延出して荷重伝達ブロック２２の基部２７から直接荷重を受ける荷重受け部２６と、車体取付け部３０と荷重受け部２６の連接部から車体後方側に延出し延出端にヒンジ軸３２が設けられた軸支持部３３と、ヒンジ軸３２に略水平方向に回動可能に連結される回動片３４とを備えている。回動片３４は、サイドドア２（ドア本体２Ａ）の前端面とドアビームのブラケット２０の重合固定部にボルト３５によって締結固定されている。

ところで、ドアヒンジ１６は、軸支持部３３をフロントピラー６の車外側の側面に当接させた状態で平板状の車体取付け部３０がフロントピラー６の前面に固定されるが、このとき、ドアヒンジ１６の車体取付け部３０と荷重受け部２６の前面には、荷重伝達ブロック２２の内側延長部２８と基部２７とが重合され、その状態で荷重伝達ブロック２２とドアヒンジ１６が車体前後方向に沿うボルト３６，３７によって締結固定されている。
ここで、荷重伝達ブロック２２の基部２７とドアヒンジ１６の荷重受け部２６は、ボルト３７によって両者間のみで相互に固定されるが、荷重伝達ブロック２２の内側延長部２８とドアヒンジ１６の車体取付け部３０は、ボルト３６によってフロントピラー６の前壁に対して共締め固定されている。

荷重伝達ブロック２２とドアヒンジ１６は、上述のようにしてボルト３６によってフロントピラー６に締結固定されるが、このとき、ドアヒンジ１６の車体取付け部３０と荷重伝達ブロック２２の内側延長部２８の車幅方向内側の端部は、フロントピラー１６の閉断面の車幅方向の中心Ｃよりも外側に配置される。このため、ドアヒンジ１６の車体取付け部３０は、フロントピラー１６の前面の車幅方向の中心Ｃよりも外側の領域にのみ当接している。

また、上部側のドアヒンジ１５は、ここでは詳細な図示は省略するが、ほぼ下部側のドアヒンジ１６から荷重受け部２６を取り去ったものと同様の構造とされ、車体取付け部がフンロントピラー６の前面に取り付けられるとともに、回動片がサイドドア２の前端面にボルト結合されている。

また、センターピラー８に取り付けられる上下のドアヒンジ１５，１６は、フロントピラー６側の上下のドアヒンジ１５，１６と同様の構造とされている。センターピラー８に取り付けられる下側のドアヒンジ１６は、前後のサイドドア２，３のドアビーム１７，１８間に配置され、車体取付け部３０がセンターピラー８に結合されるとともに、荷重受け部２６が前部側のサイドドア２の後端面のドアビーム１７の延長上位置に臨むように配置されている。また、このドアヒンジ１６の回動片３４は、後部側のサイドドア３の前端面とドアビーム１８（ブラケット２０）の重合固定部に固定されている。

以上の構成において、車両１の側面に側突荷重が入力された場合には、サイドドア２，３内のドアビーム１７，１８が前後のピラー間（フロントピラー６とセンターピラー８、センターピラー８とリヤピラー７）に跨るようにして荷重を支持し、各サイドドア２，３の車幅方向内側方向への変形を抑制する。

一方、車両前部から前突荷重が入力され、前輪Ｗｆの位置が後方に移動して、前輪Ｗｆのタイヤ面がその後方の荷重伝達ブロック２２に当接すると、タイヤ面から荷重伝達ブロック２２に前突荷重が入力されるようになる。

荷重伝達ブロック２２に入力された前突荷重は、同ブロック２２の基部２７を介してその一部がドアヒンジ１６の荷重受け部２６に伝達され、残余の荷重が同ブロック２２の内側延長部２８とドアヒンジ１６の車体取付け部３０を介してフロントピラー６に伝達される。
ドアヒンジ１６の荷重受け部２６に入力された荷重は、同ヒンジ１６の軸支持部３３、ヒンジ軸３２、回動片３４を介してサイドドア２のドアビーム１７に伝達される。そして、ドアビーム１７に入力された荷重は、サイドドア２の後端側でセンターピラー８とドアヒンジ１６を介して後部側のサイドドア３内のドアビーム１８に伝達され、さらにドアビーム１８から車体後部のリヤピラー７へと伝達される。

また、荷重伝達ブロック２２の内側延長部２８とドアヒンジ１６の車体取付け部３０を介してフロントピラー６に入力された荷重は、その上下のルーフサイドレール９とサイドシル１０に伝達され、ルーフサイドレール９とサイドシル１０に分散されてリヤピラー７に伝達される。

この車両１の車体側部構造は、前輪Ｗｆのタイヤ面から荷重伝達ブロック２２に入力された前突荷重がドアヒンジ１６の荷重受け部２６を通して軸支持部３３に直線的に伝達され、さらにその荷重がドアヒンジ１６のヒンジ軸３２と回動片３４を通してサイドドア２内のドアビーム１７に伝達される構造とされているため、車体前部に入力された前突荷重をドアヒンジ１６とドアビーム１７を通して効率良く車体後部に伝達することができる。

また、この車体側部構造においては、ドアヒンジ１６の車体取付け部３０がフロントピラー６の前面に車体前後方向に向くボルト３６によって締結固定されているため、ボルト３６が荷重伝達上有利な軸方向で前突荷重を受け止めることができる。したがって、前突荷重の入力時にも、ドアヒンジ１６をフロントピラー６にボルト３６で強固に固定状態に維持しておくことができるため、ドアヒンジ１６とフロントピラー６を通して前突荷重を車体後部に効率良く伝達することができる。

また、この車体側部構造は、前突荷重を受ける荷重伝達ブロック２２が、ドアヒンジ１６の荷重受け部２６の前方に配置される基部２７と、基部２７から車幅方向内側に延出してドアヒンジ１６の車体取付け部３０の前面に当接する内側延長部２８を備えた構造とされているため、前突荷重を荷重伝達ブロック２２の車幅方向の広い範囲に分散させて車体に伝達することができる。
そして、この構造では、荷重伝達ブロック２２の内側延長部２８が、ドアヒンジ１６の車体取付け部３０に重合された状態で共通のボルト３６によってフロントピラー６の前面に共締め固定されているため、部品点数を削減し製造コストの低減を図ることができる。

また、この車体側部構造においては、荷重伝達ブロック２２の内側延長部２８の崩壊荷重が基部２７の崩壊荷重よりも小さく設定されているため、比較的大きな荷重を、基部２７を経由してドアヒンジ１６の荷重受け部２６からドアビーム１７に伝達し、比較的小さな荷重を、内側延長部２８を経由してフロントピラー６に伝達することができる。したがって、サイドシル１０等の車体骨格部材の荷重分担を減らし、車体骨格部材の過大な補強を無くして車両１の軽量化を図ることができる。

さらに、この実施形態の車体側部構造の場合、荷重伝達ブロック２２とドアヒンジ１６の車幅方向内側の端部がフロントピラー６の閉断面の車幅方向の中心Ｃよりも外側に配置されているため、荷重伝達ブロック２２とドアヒンジ１６を介してフロントピラー６側に必要以上に前突荷重が分散されるのを抑制することができる。したがって、これによっても車体骨格部材の過度な補強を低減することができる。

図４，図５は、この発明の第２の実施形態の図１のＡ−Ａ断面に対応する拡大断面図であり、図４は、サイドドア２が閉じられた状態を示し、図３５、サイドドア２が開かれた状態を示す。
この実施形態の車体側部構造は、各部の基本的な機能は第１の実施形態とほぼ同様であるがドアヒンジ１１６の構造が若干異なっている。即ち、このドアヒンジ１１６は、第１の実施形態のものと同様に、フロントピラー６の前面に重合状態で取り付けられる車体取付け部１３０と、車体取付け部１３０から車幅方向外側に延出する荷重受け部１２６と、荷重受け部１２６から車体後方に延出する軸支持部１３３と、軸支持部１３３にヒンジ軸３２を介して連結される回動片１３４を備えているが、前輪Ｗｆのタイヤ面から前突荷重を受ける荷重伝達ブロック（荷重伝達部材）に相当する膨出部４０が、荷重受け部１２６の前部に一体に形成されている点で異なっている。なお、ドアヒンジ１１６の車体取付け部１３０は、車体前後方向に沿う複数のボルト１３６によってフロントピラー６の前面に締結固定されている。

この実施形態の場合、第１の実施形態と同様の機能及び効果を得ることができるが、ドアヒンジ１１６に一体に形成した膨出部４０に荷重伝達ブロックと同様の機能を持たせているため、部品点数の削減によって製品コストの低減を図ることができる、という利点がある。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

２…サイドドア
４…ドア開口部
６…フロントピラー
１６，１１６…ドアヒンジ
１７…ドアビーム
２２…荷重伝達ブロック（荷重伝達部材）
２６，１２６…荷重受け部
２７…基部
２８…内側延長部
３０，１３０…車体取付け部
３２…ヒンジ軸
３４，１３４…回動片
３６，１３６…ボルト（締結部材）

Claims (5)

1. 車体のドア開口部に設置されるサイドドアの内部に、車体前後方向に延出して車体側方からの入力荷重を受け止めるドアビームが設けられ、
   前記サイドドアの前部が前記ドア開口部の前縁のフロントピラーにドアヒンジを介して回動可能に取り付けられるとともに、前記フロントピラーの前方に、車体前部からの入力荷重を後方に伝達する荷重伝達部材が設けられている車体側部構造において、
   前記ドアヒンジは、前記フロントピラーに取り付けられる車体取付け部と、この車体取付け部から車幅方向外側に延出して前記荷重伝達部材から荷重を直接受ける荷重受け部と、この荷重受け部の後方側でヒンジ軸を介して回動可能に連結されるとともに前記ドアビームに固定される回動片と、を備え、
   前記車体取付け部は、前記フロントピラーの前面に重合されて、同フロントピラーに車体前後方向に沿う方向で締結部材によって締結固定されていることを特徴とする車体側部構造。
2. 前記荷重伝達部材は、前記ドアヒンジの荷重受け部の前方に配置されて同荷重受け部に直接荷重を伝達する基部と、この基部から車幅方向内側に延出して前記ドアヒンジの車体取付け部の前面に当接する内側延長部と、を備え、
   前記荷重伝達部材の内側延長部は、前記ドアヒンジの車体取付け部とともに前記フロントピラーの前面に前記締結部材によって締結固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車体側部構造。
3. 前記内側延長部の崩壊荷重が前記基部の崩壊荷重よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の車体側部構造。
4. 前記フロントピラーは閉断面形状に形成され、
   前記ドアヒンジの車体取付け部と前記荷重伝達部材の内側延長部の車幅方向内側の端部は、前記フロントピラーの閉断面の車幅方向の中心よりも車幅方向外側に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の車体側部構造。
5. 前記荷重伝達部材は、前記ドアヒンジと一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体側部構造。

Images