JP5573608B2 - 車両用サイドシル部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用サイドシル部構造に関する。

車両前方より車両に加わる荷重（特にオフセット荷重（車幅方向片側に片寄って車両前方より車両に加わる荷重））が前輪を通じて伝達され得るサイドシル部の前端に関し、従来から種々の技術が提案されている。特許文献１（特に、その段落００１１および図７）には、サイドシル部の前端に補助補強部材を内装し、この補助補強部材の前端部を、サイドシルストレングスの前部フランジ部、およびドアヒンジリンフォース（フロントピラーヒンジリーンフォースメント）の前部フランジ部に重ねてスポット溶接する技術が開示されている。

特許文献２（特に、その図５）には、フロントピラー部を補強するドアヒンジリンフォース（フロントピラーヒンジリーンフォースメント）の下端部をサイドシル部側に延長して、サイドシル部を補強するリンフォース（サイドシルアウタストレングス）の先端に接合した技術が開示されている。

特開２０００−２５５４５１号公報 特開２００２−３４７６６２号公報

自動車アセスメント等において評価される衝突安全性能は、ユーザが自動車を選択する際の１つの基準になっている。衝突安全性能の向上を図るためには、加えられた荷重を効率良く、すなわち平均的に吸収する構造が要求される。

上記特許文献１および特許文献２の技術によれば、確かにサイドシル部の前端の剛性を向上させ、この部分の変形を抑制することができる。しかしながら、剛性の高いサイドシル部の前端に伝達された荷重は、ここであまり吸収されずに車体後方へと流れる（伝えられる）こととなるので、衝突安全性能の面では優れた構造と言い難い。

また、近年特に、車両の軽量化、コストの低廉化や歩留まりの向上が要請されている。上記特許文献１および特許文献２の技術では、取付部品の増加や個々の部品を拡大（延長）する必要があるため、かかる要請には反するものとなる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高い衝突安全性能を確保可能であって、車両の軽量化、コストの低廉化や歩留まりの向上に寄与する車両用サイドシル部構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の代表的な構成は、車両側面のドア開口部の前方に備えられ上下方向に延びるドアヒンジリンフォースと、ドア開口部の敷居部分を構成し、ドアヒンジリンフォースの下端付近に前端が結合されるサイドシル部とを備える車両用サイドシル部構造において、サイドシル部は、車両前後方向に延び、車外側に向かって凸の略ハット形状の断面を有するサイドシルストレングスと、車両側面に略平行な平面部、および平面部の前端および上下端より車内側へ延びる互いに連続したフランジを有し、フランジの前面がサイドシルストレングスの前端よりも前方にてドアヒンジリンフォースの下端付近の車内側に結合され、フランジの上面、下面がサイドシルストレングスの凸部分の内面に結合される第１サイドシルリンフォースと、第１サイドシルリンフォースの後方に配置され、サイドシルストレングスの内面に結合される第２サイドシルリンフォースと、を含むことを特徴とする。

本発明では、サイドシルストレングスを第１サイドシルリンフォースのフランジの前面まで延ばさずに（ドアヒンジリンフォースの前端付近まで周り込ませずに）、その手前で留めている。そして、サイドシルストレングスの前端よりも前方にて、第１サイドシルリンフォースのフランジの前面をドアヒンジリンフォースの下端付近に結合している。そのため、車両前方より車両に加わる荷重が前輪を通じてサイドシル部の前端（第１サイドシルリンフォース）に伝達される場合、サイドシル部の前端がクラッシュゾーンとして作用する。

詳細には、第１サイドシルリンフォースは、そのフランジの前面にて荷重を受けて自身が変形するとともに、フランジの前面に連続するフランジの上面、下面を介してサイドシルストレングスに荷重を伝達する。第１サイドシルリンフォースが荷重を吸収しつつ変形し、残りの荷重をサイドシルストレングスに伝達するため、従来よりも車両後方への荷重の伝達を抑制する（遅らせる）ことが可能となる。

また、サイドシル部の前端をクラッシュゾーンとしてその変形を許容するため、上述した特許文献１および特許文献２のようにこの部分を積極的に補強する補強材を必要としない。加えて、フランジの前面にて荷重を受ける第１サイドシルリンフォースと、第２サイドシルリンフォースとを別体としたため、第２サイドシルリンフォースの板厚を要求される値に設定する（必要最小限まで板厚を落とす）ことができる。サイドシルストレングスをドアヒンジリンフォースの前端まで周り込ませない簡易な形状としたので、これをコストの高い絞り成形ではなくフォーミング成形で製造することができる。上記より、車両の軽量化、コストの低廉化や歩留まりの向上を図ることができる。

上記のドアヒンジリンフォースの下端が、フランジの下面よりも高い位置に配置されていると好ましい。ドアヒンジリンフォースの下端をフランジの下面よりも高い位置にて留めることで、前輪を通じて伝達される荷重をフランジの前面が優先的に受ける。そのため、クラッシュゾーンである第１サイドシルリンフォースによる荷重の吸収、変形を促進することができ、衝突安全性能を確保することができる。さらに、ドアヒンジリンフォースの下端が、第１サイドシルリンフォースの上下方向中心位置で結合されていることで、上記の効果を促進することができる。

上記の第１サイドシルリンフォースには、平面部からフランジの前面にかけて１以上のビードが形成されていると好ましい。かかる構成によれば、フランジの前面の必要な剛性を確保することができ、前輪からの荷重を受けてすぐに曲がることなく、しっかりと荷重を吸収可能である。

上記の第１サイドシルリンフォースは、その上下方向中心を挟む２つのビードを有し、フランジの前面のうち、この２つのビードの間の部分にてドアヒンジリンフォースの下端付近に結合されていると好ましい。かかる構成によれば、前輪からの荷重を真っ直ぐサイドシル部に伝達可能であり、効率的（平均的）な荷重吸収を促進可能である（荷重の局所集中による破壊を回避することができる）。

本発明の実施形態にかかる車両用サイドシル部構造の分解斜視図である。 図１の要部拡大図である。 図２の組立後の状態を示す図である。 図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 第１比較例としての車両用サイドシル部構造を示す図である。 図６のＣ−Ｃ断面図である。 第２比較例としての車両用サイドシル部構造を示す図である。 図８のＤ−Ｄ断面図、およびＥ−Ｅ断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

[車両用サイドシル部構造]
図１は、本発明の実施形態にかかる車両用サイドシル部構造（以下、サイドシル部構造１００と称する）の分解斜視図である。図２は、図１の要部拡大図である。図３は、図２の組立後の状態を示す図である。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、異なる角度から見た場合を図示している。

図１および図２に示すように、サイドシル部１０２は、車両側面のサイドボディパネル１１４のドア開口部の敷居部分を構成する。サイドボディパネル１１４は、概して、車両側面の外面を形成するサイドボディアウタパネル１１６と、その内側に備えられるサイドボディインナパネル１１８とで構築される。サイドボディアウタパネル１１６、サイドボディインナパネル１１８は、複数の部材を組み合わせて形成される。

ドア開口部（フロントドア開口部）の前方（フロントピラー部に相当する部分）のサイドボディインナパネル１１８として、上側にピラーリンフォース１２２、下側にドアヒンジリンフォース１２０が設定される。上下方向に延びるドアヒンジリンフォース１２０の車内側には、ダッシュサイドリンフォース１２４（ダッシュサイドパネル）が接続される。ダッシュサイドリンフォース１２４にて、不図示のフロントボディパネル（カウルサイドパネル等）と接続する。

サイドシル部１０２として、車両前後方向に延びるサイドシルストレングス１０４が備えられる。サイドシルストレングス１０４は、その前端がドアヒンジリンフォース１２０に接続される（図３（ａ）、（ｂ）参照）。また、中途では、センターピラー部の下端が接続される。サイドシルストレングス１０４は、車外側に向かって凸の略ハット形状の断面を有する。

サイドシル部１０２として、サイドシルストレングス１０４を車内側より補強する第１サイドシルリンフォース１０６、および第２サイドシルリンフォース１１２が備えられる。第１サイドシルリンフォース１０６と、第２サイドシルリンフォース１１２とを別体とすることで、それぞれの板厚を要求される値に設定する（必要最小限まで板厚を落とす）ことが可能となる。なお、第１サイドシルリンフォース１０６の大きさは、ドアヒンジリンフォース１２０の車両前後方向の長さ程度である（特に、この長さよりも小さい）ことが好ましいが、都合により適宜設定してよい。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１サイドシルリンフォース１０６は、車両側面に対し略平行な平面部１０８を持つ。かかる平面部１０８には、少なくとも前端および上下端より車内側へと延びる互いに連続したフランジ１１０が形成される。フランジ１１０の前面と、上面や下面とを互いに連続させることで、剛性を高くすることができる。第１サイドシルリンフォース１０６の上下方向中心を挟んで、平面部１０８からフランジ１１０の前面にかけて２つのビード１１０ａ、１１０ｂが形成される。

２つのビード１１０ａ、１１０ｂの間の部分１１０ｃにて、フランジ１１０の前面はドアヒンジリンフォース１２０の下端付近に結合する。フランジ１１０の上面、下面は、サイドシルストレングス１０４の凸部分の内面に車内側より結合する。

第２サイドシルリンフォース１１２は、第１サイドシルリンフォース１０６のすぐ後ろに配置される。第２サイドシルリンフォース１１２は略コ字状の形状をなし、開口部分が車内側へ向けられた状態でその上面１１２ａおよび下面１１２ｂが、サイドシルストレングス１０４の凸部分の内面に車内側より結合する。

図４は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図４に示すように、本実施形態では、サイドシルストレングス１０４をドアヒンジリンフォース１２０（ダッシュサイドリンフォース１２４）の前端付近まで周り込ませずに、その手前で留めている。そして、フランジ１１０の前面よりも、サイドシルストレングス１０４の前端が後方に位置するように設定している。すなわち、フランジ１１０の前面は、サイドシルストレングス１０４の前端よりも前方にて、ドアヒンジリンフォース１２０の下端付近に結合する。

図５に示すように、ドアヒンジリンフォース１２０の下端は、フランジ１１０の下面よりも高い位置に配置される。ここでは、ドアヒンジリンフォース１２０の下端が、第１サイドシルリンフォース１０６の上下方向中心位置で結合されている。一方、フランジ１１０との結合位置（フランジ１１０の前面）よりも高い位置にて、ダッシュサイドリンフォース１２４の下端は、ドアヒンジリンフォース１２０に結合する。

以上、上述したサイドシル部構造１００によれば、車両前方より車両に加わる荷重（特にオフセット荷重）が前輪１２６（図２参照）を通じてサイドシル部１０２前端に伝達された場合、サイドシル部１０２前端がクラッシュゾーンとして作用する。具体的には、前輪１２６からの荷重により、サイドボディアウタパネル１１６やドアヒンジリンフォース１２０の下端とともに、第１サイドシルリンフォース１０６前端（フランジ１１０の前面）が変形する。これは、サイドシルストレングス１０４の前端よりも前方にて（サイドシルストレングス１０４を延ばして補強せずに）、フランジ１１０の前面をドアヒンジリンフォース１２０の下端付近に結合したためである。

第１サイドシルリンフォース１０６は、フランジ１１０の前面にて荷重を受けて自身が変形するとともに、フランジ１１０の前面に連続するフランジ１１０の上面、下面にてサイドシルストレングス１０４に荷重を伝達する。第１サイドシルリンフォース１０６が荷重を吸収しつつ変形し、残りの荷重をサイドシルストレングス１０４に伝達するため、従来よりも車両後方への荷重の伝達を抑制する（遅らせる）ことが可能となる。これにより、高い衝突安全性能を確保することができる。

本実施形態では、フランジ１１０の前面が、２つのビード１１０ａ、１１０ｂの間の部分１１０ｃにてドアヒンジリンフォース１２０の下端付近に結合する。これにより、フランジ１１０の前面の必要な剛性を確保することができ、前輪１２６からの荷重を受けてすぐに曲がることなく、しっかりと荷重を吸収可能である。また、２つのビード１１０ａ、１１０ｂが上下方向中心を挟んで形成されるため、前輪１２６からの荷重を真っ直ぐサイドシル部１０２に伝達可能であり、効率的（平均的）な荷重吸収を促進する効果を奏する（荷重の局所集中による破壊を回避することができる）。

本実施形態では、ドアヒンジリンフォース１２０の下端をフランジ１１０の下面よりも高い位置、すなわち第１サイドシルリンフォース１０６の上下方向中心位置にて留めているため、前輪１２６を通じて伝達される荷重をフランジ１１０の前面が優先的に受ける。また、フランジ１１０の前面との結合位置よりも高い位置にて、ダッシュサイドリンフォース１２４の下端がドアヒンジリンフォース１２０に結合する。フロントボディパネル側からダッシュサイドリンフォース１２４へと伝達された荷重も、ドアヒンジリンフォース１２０を介してフランジ１１０の前面へと集中するので、クラッシュゾーンである第１サイドシルリンフォース１０６による荷重の吸収、変形を促進することができる。これより、さらに効率的な荷重吸収を実現でき、衝突安全性能を向上することが可能となる。

なお、本実施形態では、クラッシュゾーンであるサイドシル部１０２前端の変形は許容しているが、単に強度を落としている訳ではない。局所的に変形を許容するクラッシュゾーンを設定することで、強度と荷重吸収性の両立を図ったものである。すなわち、第１サイドシルリンフォース１０６や第２サイドシルリンフォース１１２を備えることで、車体全体としての剛性が確保されることが前提である。

[比較例との対比]
車両前方より車両に加わる荷重（特にオフセット荷重）が前輪１２６を通じて伝達される場合の対策として、以下の車両用サイドシル部構造２００、３００（以下、サイドシル部構造２００、３００と称する）について考えられている。

図６は、第１比較例としてのサイドシル部構造２００を示す図である。図７は、図６のＣ−Ｃ断面図である。なお、ここでは、理解を容易にするために、ダッシュサイドリンフォース２２４を破線で図示している。

図６および図７に示すように、第１比較例としてのサイドシル部構造２００では、サイドシルストレングス２０４が、ドアヒンジリンフォース２２０（ダッシュサイドリンフォース２２４）の前端付近まで周り込む。そして、単一の補強部材であるサイドシルリンフォース２０６が、車内側よりサイドシルストレングス２０４に結合する。これにより、前輪１２６から荷重が伝達される場合において、この前輪１２６の進入を防ぎ車体ドア間変位を抑えることが可能である。

しかし、かかる構成では、加えられた荷重を効率良く、すなわち平均的に吸収することができない。その上、ドアヒンジリンフォース２２０、ダッシュサイドリンフォース２２４の前端付近までサイドシルストレングス２０４を周り込ませるため、サイドシルストレングス２０４を一般的なフォーミング成形ではなく絞り成形で成形する必要がある。これらにより、重量、材料や工程でのコスト、歩留まりの面で不利な構造となる。

図８は、第２比較例としてのサイドシル部構造３００を示す図である。図９は、図８のＤ−Ｄ断面図、およびＥ−Ｅ断面図である。図９（ａ）が図８のＤ−Ｄ断面図であり、図９（ｂ）がＥ−Ｅ断面図である。なお、ここでは、理解を容易にするために、ダッシュサイドリンフォース３２４を破線で図示している。

図８および図９に示すように、第２比較例としてのサイドシル部構造３００では、サイドシルストレングス３０４を、ドアヒンジリンフォース３２０、ダッシュサイドリンフォース３２４の前端付近まで周り込ませずに、その手前で留めている。そして、この周り込みを行わない分の剛性を確保するために、平面部３０８に形成したビード３０８ａで剛性を確保した第１サイドシルリンフォース３０６のフランジ３１０の前面をドアヒンジリンフォース３２０の下端付近に結合している。フランジ３１０の上面、下面をサイドシルストレングス３０４に結合するとともに、フランジ３１０の上面を延長して形成した連結面３１０ａの裏側に溶接ナットを設け、ボルト３１０ｂにてダッシュサイドリンフォース３２４を締結している。また、第１サイドシルリンフォース３０６の後側に第２サイドシルリンフォース３１２を設け、サイドシルストレングス３０４を補強している。

かかる構成では、第１比較例のサイドシル部構造２００の問題点がある程度改善される。しかし、連結面３１０ａを形成するために、第１サイドシルリンフォース３０６のフランジ３１０の上面を延長したり、溶接ナットやボルト３１０ｂを追加したりする必要があるため、重量、コスト、歩留まりの面でさらなる改善が望まれる。

これに対して、上述した本実施形態のサイドシル部構造１００では、サイドシル部１０２前端の変形を許容するので、この部分の積極的な補強を必要としない。すなわち、極めてシンプルな構造とすることができる。例えば、第２比較例のように、第１サイドシルリンフォース１０６をダッシュサイドリンフォース１２４にボルト締結する必要もない。したがって、重量、コスト、歩留まりの面で優れた構造となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両用サイドシル部構造として利用することができる。

１００、２００、３００…車両用サイドシル部構造、１０２、２０２、３０２…サイドシル部、１０４、２０４、３０４…サイドシルストレングス、１０６、３０６…第１サイドシルリンフォース、１０８、３０８…平面部、１１０、３１０…フランジ、１１０ａ…ビード、１１０ｂ…ビード、１１０ｃ…フランジ面、１１２、３１２…第２サイドシルリンフォース、１１２ａ…上面、１１２ｂ…下面、１１４…サイドボディパネル、１１６…サイドボディアウタパネル、１１８…サイドボディインナパネル、１２０、２２０、３２０…ドアヒンジリンフォース、１２２…ピラーリンフォース、１２４、２２４、３２４…ダッシュサイドリンフォース、１２６…前輪、２０６…サイドシルリンフォース、３０８ａ…ビード、３１０ａ…連結面、３１０ｂ…ボルト

Claims (5)

1. 車両側面のドア開口部の前方に備えられ上下方向に延びるドアヒンジリンフォースと、
   前記ドア開口部の敷居部分を構成し、前記ドアヒンジリンフォースの下端付近に前端が結合されるサイドシル部とを備える車両用サイドシル部構造において、
   前記サイドシル部は、車両前後方向に延び、車外側に向かって凸の略ハット形状の断面を有するサイドシルストレングスと、
   車両側面に略平行な平面部、および該平面部の前端および上下端より車内側へ延びる互いに連続したフランジを有し、前記フランジの前面が前記サイドシルストレングスの前端よりも前方にて前記ドアヒンジリンフォースの下端付近の車内側に結合され、該フランジの上面、下面が前記サイドシルストレングスの凸部分の内面に結合される第１サイドシルリンフォースと、
   前記第１サイドシルリンフォースの後方に配置され、前記サイドシルストレングスの内面に結合される第２サイドシルリンフォースと、
   を含むことを特徴とする車両用サイドシル部構造。
2. 前記ドアヒンジリンフォースの下端が、前記フランジの下面よりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用サイドシル部構造。
3. 前記ドアヒンジリンフォースの下端が、前記第１サイドシルリンフォースの上下方向中心位置で結合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用サイドシル構造。
4. 前記第１サイドシルリンフォースには、前記平面部から前記フランジの前面にかけて１以上のビードが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用サイドシル部構造。
5. 前記第１サイドシルリンフォースは、その上下方向中心を挟む２つの前記ビードを有し、前記フランジの前面のうち、該２つのビードの間の部分にて前記ドアヒンジリンフォースの下端付近に結合されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用サイドシル部構造。

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