JP5553236B2 - 車体側部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体のサイド部を構成する車体側部構造に関する。

車体側部構造は、上下方向に延出するセンタピラーと、センタピラーの下部において車体前後方向に延出するロッカーを有する。従来のセンタピラーは、筒状の本体部を有し、さらに、本体部に衝撃を吸収し得る屈曲構造を備えたものが提案されていた。特許文献１に記載の屈曲構造は、センタピラーのアウタ部材の下部に長手方向に折り返して形成される折り畳み部を有する。特許文献２に記載の屈曲構造は、センタピラーのインナ部材の下部にアウタ部材側へ屈曲させた屈曲部を有する。特許文献１および２の構造は、車体側方よりセンターピラーの中央付近に衝撃を受けると、センタピラーの中央が車室内に侵入する如く屈曲変形し、この変形により、先ずアウタ部材またはインナ部材の一方に設けられた易破断部が破断した後、他方に設けられた屈曲構造が伸展し、衝撃のエネルギーを吸収する。

特開２００６−３４１６８７号公報 特開２００８−１８９２９６号公報

しかし従来のセンタピラーは、車体側方から衝撃を受けた際において筒状の本体部全体が変形し、そして、アウタ部材またはインナ部材の一方が破断した後、他方の下側領域に設けられた屈曲構造においてセンタピラーが伸展するように変形する。したがって、従来のセンタピラーでは、強度及び剛性の高い閉断面の筒状の柱としながら、一部に易破断部といった脆弱な部位を形成する必要があった。また、屈曲構造が伸展しきった後、センタピラー全体が破断することを防止するために、別途、補強構造を設ける必要があった。さらに、屈曲構造は、易破断部が破断した後の主にセンタピラーの変形後期においてのみ機能するものであった。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える車体側部構造であることを特徴とする。一つの特徴によると本発明は、上下方向に延出するセンタピラーと、センタピラーの下部において車体前後方向に延出するロッカーを有する。センタピラーは、車体外側に設けられるアウタ部材と、車体内側に設けられるインナ部材を有し、アウタ部材とインナ部材によってセンタピラーの本体部が筒状に形成される。アウタ部材は、センタピラーの筒状の本体部からロッカーに沿ってさらに下方に延出する延出片を有する。ロッカーの側面にて延出片の下側領域には、ロッカーの車幅方向の外側に溶接される下側固着部が形成される。ロッカーの側面にて延出片の上側領域には、センタピラーが車体外方から力を受けた際にセンタピラーの長手方向に伸長し得る伸長部が形成される。

したがって、車体側方からセンタピラーに衝撃が加わると、センタピラーの筒状の本体部全体に力が加わり、センタピラーの中央が車室内に侵入する如く屈曲変形を開始する。この変形は、ロッカーに対しては、センタピラーの下部が車室内側に倒れこむ方向に変形することになるが、この変形により延出片に力が加わり、延出片の伸長部が伸長する。そのため衝撃を受けた初期の段階で伸長部が伸長し、衝撃エネルギーが吸収され得る。また伸長部は、センタピラーの本体部から下方へ延出する部分であるため、本発明では、センタピラーの本体部に易破断部などの脆弱な箇所を作る必要がない。

車体の斜視図である。 サイド部材の一部斜視図である。 図１のIII―III線の一部断面矢視図である。 車体外方からセンタピラーが衝撃を受けた後の図３に対応する図である。 図３のV―V線断面矢視図である。 センタピラーの下側固着部に加わる加重と時間の関係についての本発明と比較例の比較図である。

本発明の一つの実施の形態を図１〜６にしたがって説明する。図１に示すように車体（車体骨格部材）１０は、左右のサイド部材１を有する。左右のサイド部材１の上部は、複数のルーフ部材１１によって連結される。左右のサイド部材１の下部は、アンダ部材１２によって連結される。左右のサイド部材１の前部には、フロント部材１３が取付けられる。

サイド部材１は、図１に示すようにフロントピラーアッパ５とフロントピラーロア６とリアピラー７を有する。フロントピラーアッパ５は、サイド部材１の前端縁上部において上下方向に延出する。フロントピラーロア６は、フロントピラーアッパ５の下部から下方に延出する。リアピラー７は、サイド部材１の後端縁において上下方向に延出する。

サイド部材１は、さらに図１に示すようにルーフサイドレール４とロッカー３とセンタピラー２を有する。ルーフサイドレール４は、サイド部材１の上縁において前後方向に延出する。ルーフサイドレール４の前部にフロントピラーアッパ５の上部が連結され、ルーフサイドレール４の後部にリアピラー７の上部が連結される。ロッカー３は、サイド部材１の下縁において前後方向に延出する。ロッカー３の前部にフロントピラーロア６の下部が連結され、ロッカー３の後部にリアピラー７の下部が連結される。

センタピラー２は、図１に示すようにフロントピラーアッパ５とリアピラー７の間において上下方向に延出する。センタピラー２の上部は、ルーフサイドレール４の中央部に連結され、センタピラー２の下部は、ロッカー３の中央部に連結される。

サイド部材１の各部材２〜７は、図１に示すように車体１０の外側に位置するアウタ部材２ａ〜７ａと、車体１０の内側に位置するインナ部材２ｂ〜７ｂを有する。アウタ部材２ａ〜７ａとインナ部材２ｂ〜７ｂは、相互に接合されることで筒状になる。したがって各部材２〜７は、筒状であり、閉断面を形成する。

ロッカー３のアウタ部材３ａとインナ部材３ｂは、図３に示すように本体部分３ａ１，３ｂ１と上部分３ａ２，３ｂ２と下部分３ａ３，３ｂ３を有する。上部分３ａ２，３ｂ２は、本体部分３ａ１，３ｂ１の上部から相互に向けて延出する。上部分３ａ２，３ｂ２の端部には、該端部から上方に延出する上側固着部分３ａ４，３ｂ４が設けられる。下部分３ａ３，３ｂ３は、本体部分３ａ１，３ｂ１の下部から相互に向けて延出する。下部分３ａ３，３ｂ３の端部には、該端部から下方に延出する下側固着部分３ａ５，３ｂ５が設けられる。

センタピラー２のインナ部材２ｂは、図３に示すように本体部分２ｂ１から下方に延出する延出片２ｂ２を有する。延出片２ｂ２は、略板状であって、ロッカー３のアウタ部材３ａとインナ部材３ｂの間を延出する。延出片２ｂ２の上側領域２ｂ３は、溶接によってロッカー３の上側固着部分３ａ４，３ｂ４に固着される。延出片２ｂ２の下側領域２ｂ４は、溶接によってロッカー３の下側固着部分３ａ５，３ｂ５に固着される。

センタピラー２は、図１に示すようにルーフサイドレール４からロッカー３まで延出する本体部を有する。センタピラー２の本体部は、図５に示すようにアウタ部材２ａとインナ部材２ｂによって筒状に構成される。アウタ部材２ａとインナ部材２ｂは、本体部分２ａ１，２ｂ１と前部分２ａ４，２ｂ４と後部分２ａ５，２ｂ５を有する。

図５に示すように前部分２ａ４，２ｂ４は、本体部分２ａ１，２ｂ１の前端縁から相互に向けて延出する。前部分２ａ４，２ｂ４の端部には、該端部から前方に延出する前側固着部分２ａ６，２ｂ６が設けられる。前側固着部分２ａ６，２ｂ６は、相互に溶接によって固着される。後部分２ａ５，２ｂ５は、本体部分２ａ１，２ｂ１の後端縁から相互に向けて延出する。後部分２ａ５，２ｂ５の端部には、該端部から後方に延出する後側固着部分２ａ７，２ｂ７が設けられる。後側固着部分２ａ７，２ｂ７は、相互に溶接によって固着される。

センタピラー２のアウタ部材２ａは、図２，３に示すように本体部分２ａ１から下方に延出する延出片２ａ２を有する。延出片２ａ２は、板状であって、上側領域に伸長部２ｄを有し、下側領域に下側固着部２ｃを有する。下側固着部２ｃは、ロッカー３のアウタ部材３ａの本体部分３ａ１に沿って延出し、本体部分３ａ１の外側面に固着される。例えば複数箇所のスポット溶接または所定長さのアーク溶接によって固着される。

伸長部（ビード）２ｄは、図２，３に示すように下側固着部２ｃの上側縁から車体外側に膨らむ。伸長部２ｄは、前後方向に延出し、延出片２ａ２の前後方向全長に延設される。伸長部２ｄは、本体部分２ｄ１と上部分２ｄ２と下部分２ｄ３を有する。本体部分２ｄ１は、アウタ部材３ａの本体部分３ａ１と並設される。上部分２ｄ２は、本体部分２ｄ１の上部から車体内側に延出する。上部分２ｄ２の先端部は、センタピラー２の本体部の下部と連続する。下部分２ｄ３は、本体部分２ｄ１の下部から車体内側に延出する。下部分２ｄ３の先端部は、下側固着部２ｃの上部と連続する。

図２に示すように延出片２ａ２の上部の前後端縁には、ロッカー３に固着される上側固着部２ｅが形成される。上側固着部２ｅは、ロッカー３のアウタ部材３ａの上部分３ａ２に固着される（図３参照）。例えば下側固着部２ｃよりも少ない箇所のスポット溶接または下側固着部２ｃよりも短いアーク溶接によって固着される。図３に示すようにセンタピラー２とロッカー３の外側には、これらの外側面を覆うパネル１５が装着される。

センタピラー２が車体１０の外側から衝撃を受けると、図４に示すようにセンタピラー２の筒状の本体部に荷重が加わる。センタピラー２の本体部は、筒状であって剛性が高く、ロッカー３も筒状であって剛性が高い。したがってセンタピラー２の本体部とロッカー３との間に位置する延出片２ａ２に荷重が集中する。

図４に示すように延出片２ａ２は、センタピラー２の本体部によって上方に引っ張られる。これにより延出片２ａ２は、先ず上側固着部２ｅがロッカー３のアウタ部材３ａから剥がされる。次に、伸長部２ｄが変形してセンタピラー２の長手方向に伸長する。伸長部２ｄは、上部分２ｄ２と下部分２ｄ３が上下方向に引っ張られて水平方向から垂直方向に向きが変わり、本体部分２ｄ１がロッカー３へ近接する。センタピラー２は、伸長部２ｄの変形によって、下側部が車室内側に移動する。

センタピラー２が衝撃を受けた際の下側固着部２ｃに加わる荷重Ａは、図６に示すように延出片２ａ２に伸長部２ｄを設けなかった場合における荷重Ｂに比べて最高値が小さくなり、かつ最高値になる時間が遅くなる。そのため下側固着部２ｃは、ロッカー３から剥がれ難くなる。

以上のように本形態は、図３に示すように車体側部構造として、上下方向に延出するセンタピラー２と、センタピラー２の下部において車体前後方向に延出するロッカー３を有する。センタピラー２は、車体外側に設けられるアウタ部材２ａと、車体内側に設けられるインナ部材２ｂを有し、アウタ部材２ａとインナ部材２ｂによってセンタピラー２の本体部が筒状に形成される。アウタ部材２ａは、センタピラー２の筒状の本体部からロッカー３に沿ってさらに下方に延出する延出片２ａ２を有する。延出片２ａ２の下側領域には、ロッカー３の側面にてロッカー３の車幅方向の外側に溶接される下側固着部２ｃが形成される。ロッカー３の側面にて延出片２ａ２の上側領域には、センタピラー２が車体外方から力を受けた際にセンタピラー２の長手方向に伸長し得る伸長部２ｄが形成される。

したがって、車体側方からセンタピラー２に衝撃が加わると、センタピラー２の筒状の本体部全体に力が加わり、センタピラー２の中央が車室内に侵入する如く屈曲変形を開始する。この変形は、ロッカー３に対しては、センタピラー２の下部が車室内側に倒れこむ方向に変形することになるが、この変形により延出片２ａ２に力が加わり、延出片２ａ２の伸長部２ｄが伸長する。そのため衝撃を受けた初期の段階で伸長部２ｄが伸長し、衝撃エネルギーが吸収され得る。また伸長部２ｄは、センタピラー２の本体部から下方へ延出する部分であるため、本形態では、センタピラー２の本体部に易破断部などの脆弱な箇所を作る必要がない。また、特許文献１および２に記載されたような破断後に作用する補強構造も不要である。

伸長部２ｄは、図２，３に示すように下側固着部２ｃよりも車体外側へ膨らみかつ延出片２ａ２の前後方向全長において延設される。したがってセンタピラー２が車体外方から衝撃を受けると、伸長部２ｄがロッカー３に近接する方向に変形し、伸長部２ｄがセンタピラー２の長手方向に伸長する。伸長部２ｄは、延出片２ａ２の前後方向全長において形成されるために、伸長部２ｄが延出片２ａ２の前後方向の一部のみに形成される場合に比べて容易に伸長され得る。

伸長部２ｄは、図２，３に示すようにインナ部材２ｂと接合されないロッカー３の側部に形成される。このため、センタピラー２の本体部は、全長にわたり構造を変更せず、筒状とすることが可能である。またロッカー３は、側面を成す本体部分３ａ１と、本体部分３ａ１の上端より屈曲延長された上部分３ａ２を有する。延出片２ｄは、センタピラー２の本体部とロッカー３との当接部（２ｅ）を起端とする。

延出片２ａ２の伸長部２ｄの上側には、図２に示すようにロッカー３に固着される上側固着部２ｅが形成される。したがって上側固着部２ｅは、延出片２ａ２がロッカー３に対して振動することを抑制し得る。これにより延出片２ａ２がロッカー３に当たって生じる異音が抑制され得る。

図２を参照するように上側固着部２ｅのロッカー３に対する固着強度は、下側固着部２ｃのロッカー３に対する固着強度に比べて弱い。したがってセンタピラー２が車体外方から衝撃を受けた場合、上側固着部２ｅが短時間でロッカー３から剥がれ、伸長部が伸長され得る。かくして衝撃エネルギーが早期に吸収され得る。

ロッカー３は、図２に示すようにセンタピラー２の下側固着部２ｃが固着される本体部分３ａ１と、本体部分３ａ１の上端縁から車体内側へ延出する上部分３ａ２を有する。該上部分３ａ２にセンタピラー２の上側固着部２ｅが固着される。したがって上側固着部２ｅは、ロッカー３の上部分３ａ２の上面に対面する。そのため上側固着部２ｅは、センタピラー２の本体部によって上方に力を受けることで、ロッカー３の上部分３ａ２から略垂直方向に離れ得る。したがって上側固着部２ｅがロッカー３の本体部分３ａ１に固着される場合に比べ、上側固着部２ｅがロッカー３から小さな力で剥がされ得る。

伸長部２ｄは、図３に示すように相互に屈曲して延出する上部分２ｄ２と本体部分２ｄ１と下部分２ｄ３を有する。そのため上部分２ｄ２と下部分２ｄ３の長さあるいは本体部分２ｄ１の長さを変えることで、伸長部２ｄの伸長可能量を容易に所定の量に設定できる。これにより伸長部２ｄの変形開始から終了までの時間を所望の大きさに設定できる。

本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態等であっても良い。例えば伸長部２ｄは、センタピラー２の本体部に引っ張られることで長手方向に伸長し得る他の構造でも良い。例えば伸長部２ｄは、アウタ部材２ａの他の部分よりも伸展容易な材質から形成されても良い。あるいは降伏点が低く設定されても良い。あるいは厚みが薄く設定されても良い。あるいは伸長部２ｄは、延出片の上側領域に形成された一つまたは複数の穴によって伸展容易に構成されても良い。あるいは伸長部２ｄは、長手方向に折り畳まれ、引っ張られることで伸長され得る構造であっても良い。

延出片２ａ２は、図２に示す上側固着部２ｅを有していなくても良い。上側固着部２ｅは、ロッカー３の上部分３ａ２でない場所に固着されても良い。例えばロッカー３の本体部分３ａ１または上側固着部分３ａ４に固着されても良い。

ロッカー３は、筒状でなくても良く、例えばインナ部材３ｂを有していなくても良い。

１…サイド部材
２…センタピラー
２ａ〜７ａ…アウタ部材
２ａ１，２ｂ１，２ｄ１…本体部分
２ａ２，２ｂ２…延出片
２ｂ〜７ｂ…インナ部材
２ｃ…下側固着部
２ｄ…伸長部
２ｅ…上側固着部
３…ロッカー
３ａ１，３ｂ１…本体部分
３ａ２，３ｂ２…上部分
４…ルーフサイドレール
５…フロントピラーアッパ
６…フロントピラーロア
７…リアピラー
１０…車体

Claims (8)

1. 上下方向に延出するセンタピラーと、前記センタピラーの下部において車体前後方向に延出するロッカーを有し、
   前記センタピラーは、車体外側に設けられるアウタ部材と、車体内側に設けられるインナ部材を有し、前記アウタ部材と前記インナ部材によって前記センタピラーの本体部が筒状に形成され、
   前記アウタ部材は、前記センタピラーの筒状の前記本体部から前記ロッカーに沿ってさらに下方に延出する延出片を有し、
   前記延出片の下側領域には、前記ロッカーの車幅方向の外側に溶接される下側固着部が形成され、
   前記延出片の上側領域には、前記センタピラーが車体外方から力を受けた際に前記センタピラーの長手方向に伸長し得る伸長部が形成される車体側部構造。
2. 請求項１に記載の車体側部構造であって、
   前記伸長部は、前記下側固着部から車体外側へ膨らむように構成、あるいは前記アウタ部材の他の部分よりも伸展容易な材質から形成、あるいは前記アウタ部材の他の部分よりも降伏点が低く設定、あるいは前記アウタ部材の他の部分よりも厚みが薄く設定、あるいは前記延出片の前記上側領域に形成された一つまたは複数の穴によって伸展容易に構成、あるいは長手方向に折り畳まれかつ引っ張られることで伸長され得る構造である車体側部構造。
3. 請求項１または２に記載の車体側部構造であって、
   前記伸長部は、前記ロッカーの側部に形成される車体側部構造。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の車体側部構造であって、
   前記ロッカーは、側面を成す本体部分と、該本体部分の上端より屈曲延長された上部分を有し、前記延出片は、前記センタピラーの前記本体部と前記ロッカーとの当接部を起端とする車体側部構造。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の車体側部構造であって、
   前記伸長部は、前記下側固着部よりも車体外側へ膨らみかつ前記延出片の前後方向全長において延設される車体側部構造。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載の車体側部構造であって、
   前記延出片の前記伸長部の上側には、前記ロッカーに固着される上側固着部が形成される車体側部構造。
7. 請求項６に記載の車体側部構造であって、
   前記上側固着部の前記ロッカーに対する固着強度は、前記下側固着部の前記ロッカーに対する固着強度に比べて弱い車体側部構造。
8. 請求項７に記載の車体側部構造であって、
   前記ロッカーは、前記センタピラーの前記下側固着部が固着される本体部分と、前記本体部分の上端縁から車体内側へ延出する上部分を有し、該上部分に前記センタピラーの前記上側固着部が固着される車体側部構造。

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