JP6029639B2 - 車体側部構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両の車体側部構造に関する。

例えば、特許文献１には、車体側面視して、ドアビームの後端部と、センタピラに配設されるヒンジベースとを重畳する位置に配置する車体側部構造が開示されている。

特許文献１では、側突荷重が入力された際、ドアビームの後端部をヒンジベースによって受け止めることで、ヒンジベースからセンタピラの比較的広範囲に側突荷重が分散して伝達される。これにより、特許文献１では、センタピラの局部的な屈曲変形が防止されてフロントドアの車室内への進入を阻止することができる、としている。

特開２０００−１０８６６２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された車体側部構造では、ヒンジベースからセンタピラの比較的広範囲にわたって側突荷重を分散して伝達することができるが、センタピラの強度を車体上下方向の全領域にわたって均一にすることは設計・製造上不可能である。このため、側突荷重が入力された際、センタピラには部分的な脆弱部が形成され、この脆弱部に応力が集中してセンタピラに折れが発生する。

また、衝突体の形状（例えば、車両、ガードレール、電柱等）、側突荷重の入力方向、側突荷重の入力値の大小等、種々の衝突条件があり、これにより、センタピラのどの部位に応力が集中するのかを予想することが困難である。例えば、センタピラの車体上下方向の中央部に応力が集中した場合には、センタピラの上側又は下側に応力が集中した場合と比較して、センタピラの車室内側への進入量が大きくなる。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、種々の衝突条件で側突荷重が入力された場合であっても、予め設定された所定位置でセンタピラを折ることが可能な車体側部構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車体前部で車体上下方向に延びるフロントピラと、フロントヒンジを介して、前記フロントピラに対し回動自在に取り付けられるフロントドアと、前記フロントピラの後方で車体上下方向に延びるセンタピラと、リヤヒンジを介いて、前記センタピラに対し回動自在に取り付けられるリヤドアと、前記フロントドアの内部に配設され車体前後方向に延びるドアビームと、を有する車体側部構造であって、前記センタピラは、車室内側のセンタピラインナと、前記センタピラインナの車室外側に接合されて閉断面を構成すると共に、前記リヤヒンジが取り付けられるリヤヒンジ取付部を有するセンタピラスティフナと、前記リヤヒンジ取付部の車室内側の側面に接合されるロアスティフナと、を備え、前記ドアビームの後端側は、前記リヤヒンジ取付部よりも下方の位置で前記センタピラと車幅方向に重畳するラップ部を有し、前記ロアスティフナは、前記リヤヒンジ取付部から下方に延出する延出部を有し、前記延出部の下端は、前記ラップ部の後側端末部における上端部よりも上方側にオフセットした位置に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、ロアスティフナの延出部の下端が、ドアビームのラップ部の後側端末部における上端部よりも上方側にオフセットした位置に配置されている。これにより、本発明では、側突荷重がフロントドアに入力されてドアビームが車室内側に進入した際、ドアビームのラップ部から伝達される側突荷重を、ロアスティフナの延出部の下端よりも下方側に集中させて側突時の折れモードをつくることができる。

従って、本発明では、種々の衝突条件で衝突荷重が入力された場合であっても、延出部の下端よりも下方側の部位に応力集中領域（脆弱部）を予め設定し、この応力集中領域でセンタピラを折ることができる。この結果、本発明では、センタピラの車室内側への進入量を制御して、その進入量を小さくすることができる。

また、本発明は、前記センタピラスティフナが、車室内外方向に面する側壁と、前記側壁の前端及び後端から車幅内側に延びる前壁及び後壁とを有し、前記側壁、前記前壁及び前記後壁によって形成されるコ字状断面部を備え、前記ロアスティフナは、前記側壁、前記前壁及び前記後壁にそれぞれ接合されるロア側壁、ロア前壁及びロア後壁を備え、前記延出部は、前記ロア側壁及び前記ロア前壁の下部を切り欠いて形成される切欠部を有することを特徴とする。

本発明によれば、延出部に切欠部を設けることにより、ドアビームのラップ部の後側端末部と、延出部（ロア側壁）との間を、車体前後方向に沿って離間させることができる。これにより、ロアスティフナの下端よりも下方側の部分と、ラップ部とロア側壁との間の部分に応力集中領域を設けることができ、より確実にセンタピラの折れモードを作ることができる。

さらに、本発明は、前記センタピラスティフナの下端が、前記リヤヒンジ取付部よりも下方で、且つ、前記切欠部よりも上方に位置することを特徴とする。

本発明によれば、一般的に高強度材によって形成されるセンタピラスティフナの下端を、リヤヒンジ取付部よりも下方で、且つ、切欠部よりも上方に設けることで、センタピラスティフナでリヤヒンジ取付部の剛性・強度を補強しつつ、切欠部によって応力集中効果を阻害することがなく、応力集中領域により確実に応力を集中させることができる。

さらにまた、本発明は、前記ロアスティフナの前記延出部に、車体上下方向に延びるビード部が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、ビード部を設けることで、ロアスティフナの延出部の剛性・強度を高めることができる。これにより、延出部が存在する領域でセンタピラの折れが発生することを抑制して、応力集中領域でセンタピラの折れモードをつくることができる。

さらにまた、本発明は、前記センタピラが、前記センタピラスティフナを車室外側から覆うセンタピラアウタを備え、前記ビード部の車体上下方向に沿った端部には、前記センタピラアウタに接合されるビード接合部が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、ビード接合部を介してビード部の上下端部をセンタピラアウタに接合することで、延出部の剛性・強度が高めることができる。これにより、延出部が存在する領域でセンタピラの折れが発生することを抑制して、予め設定された応力集中領域でセンタピラの折れモードをつくることができる。

さらにまた、本発明は、前記センタピラアウタが、上センタピラアウタと、下センタピラアウタとによって上下に分割して構成されると共に、前記上センタピラアウタの下端と前記下センタピラアウタの上端が接合されたアウタ接合部を有し、前記アウタ接合部は、前記センタピラスティフナの下端よりも上方に位置することを特徴とする。

仮に、センタピラアウタの分割線であるアウタ接合部とセンタピラスティフナの下端とが車体上下方向で同じ位置にあるすると、この同じ位置に応力が集中し、意図しない部位にセンタピラの折れモードが作られることとなる。そこで、本発明では、アウタ接合部をセンタピラスティフナの下端よりも上方に位置させることで、意図しない部位での折れモードの発生を回避し、予め設定された応力集中領域でのみ折れモードを作ることができる。

本発明では、種々の衝突条件で側突荷重が入力された場合であっても、予め設定された所定位置でセンタピラを折ることが可能な車体側部構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係る車体側部構造が適用された車体の要部側面図である。 図１の部分拡大側面図である。 ロアスティフナの拡大正面図である。 （ａ）、（ｂ）は、ロアスティフナの斜視図である。 図２の状態に対してセンタピラアウタを装着した状態を示す拡大側面図である。 図５の状態から下センタピラアウタを取り外した状態を示す拡大側面図である。 （ａ）は、図５のＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線に沿った端面図、（ｂ）は、図５のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿った端面図である。 本実施形態において、側突時の折れモードによって形成される応力集中領域を示す説明図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車体側部構造が適用された車体の要部側面図、図２は、図１の部分拡大側面図である。なお、各図中において、「前後」は、車体前後方向、「上下」は、鉛直上下方向（車体上下方向）、「左右」は、車幅方向（車体左右方向）、「内外」は、車室内側、車室外側、をそれぞれ示している。また、図１では、センタピラからセンタピラアウタを取り外した状態が示されている。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係る車体側部構造が適用された車体１０は、車体前部に位置し車体上下方向に延びるフロントピラ（Ａピラ）１２と、フロントピラ１２の後方に位置し車体上下方向に延びるセンタピラ（Ｂピラ）１４とを有する。

車体１０の左右側部には、フロントドア開口部１５とリヤドア開口部１７とがそれぞれ形成されている。なお、図１では、右側部のみを図示している。車体前方のフロントドア開口部１５には、一対のフロントヒンジ１６を介して、フロントドア１８が所定角度だけ回動自在に取り付けられている。一対のフロントヒンジ１６は、上下方向に沿って所定距離だけ離間してフロントピラ１２に装着されている。

車体後方のリヤドア開口部１７には、一対のリヤヒンジ２０を介して、リヤドア２２が所定角度だけ回動自在に取り付けられている。一対のリヤヒンジ２０は、上下方向に沿って所定距離だけ離間してセンタピラ１４に装着されている。なお、図１において、フロントドア１８及びリヤドア２２は、便宜的に仮想線で示されている。

フロントドア１８及びリヤドア２２は、それぞれ、図示しないアウタパネル及びインナパネルの周縁部を接合して形成されている。フロントドア１８の内部には、車体前後方向に沿って延在し、且つ、車体前方から車体後方に向けて立ち下がるように傾斜するドアビーム２４が配設されている。ドアビーム２４の前端は、インナパネルの前端部内側に固着されている。ドアビーム２４の後端は、インナパネルの後端部内側の下方に固着されている。

図２に示されるように、センタピラ１４は、車室内側に設けられるセンタピラインナ２６と、センタピラインナ２６の車室外側に接合されて閉断面を形成すると共に、リヤヒンジ２０が取り付けられるリヤヒンジ取付部２８ａを有するセンタピラスティフナ３０と、リヤヒンジ取付部２８ａの車室内側の側面に接合されるロアスティフナ３２と、センタピラスティフナ３２を車室外側から覆うセンタピラアウタ５０（後記する図５参照）とを備えている。

リヤヒンジ取付部２８ａは、車室外側に配置されたセンタピラスティフナ３０と車室内側に配置されたロアスティフナ３２との２枚が接合されて、高い剛性・強度を有するように設定されている。なお、ロアスティフナ３２は、後記するように、４つのビード接合部５２を介してセンタピラアウタ５０にも接合されている（後記する図７（ｂ）参照）。

ドアビーム２４の後端側は、リヤヒンジ取付部２８ａよりも下方の位置で、センタピラ１４と車幅方向で重畳（ラップ）するラップ部３４を有する。

図２及び図７（ａ）に示されるように、センタピラスティフナ３０は、車室内外方向に面する側壁３０ａと、側壁３０ａの前後端から車幅内側に延びる前壁３０ｂ及び後壁３０ｃとを有する。この側壁３０ａ、前壁３０ｂ及び後壁３０ｃによってコ字状断面部４４が形成される（後記する図７（ａ）参照）。

後記する図７（ａ）に示されるように、ロアスティフナ３２は、センタピラスティフナ３０の側壁３０ａ、前壁３０ｂ、及び、後壁３０ｃに対してそれぞれ接合されるロア側壁３２ａ、ロア前壁３２ｂ、及び、ロア後壁３２ｃを備えている。ロアスティフナ３２は、後記する切欠部４６が形成された部分を除いた部分が略断面コ字状に形成され、ロア側壁３２ａを間にしてロア前壁３２ｂとロア後壁３２ｃとが相互に対向するように設けられている。

図３は、ロアスティフナの拡大正面図、図４（ａ）、（ｂ）は、ロアスティフナの斜視図である。

図２及び図３に示されるように、ロアスティフナ３２は、上端側に設けられたリヤヒンジ取付部２８ｂから下方に向けて延出する延出部３６を備えている。この延出部３６は、センタピラスティフナ３０で覆われていないロアスティフナ３２の下方側の部分である。延出部３６の下端３８は、図２に示されるように、ドアビーム２４のラップ部３４の後側端末部４０における上端部４２よりも上方側にオフセットした位置に配置されている。換言すると、ドアビーム２４のラップ部３４の後側端末部４０の上端部４２を通る水平な仮想線Ｌは、ロアスティフナ３２の延出部３６の下端３８と重畳（オーバーラップ）しない位置に設定されている。

ロアスティフナ３２の延出部３６は、ロア側壁３２ａ及びロア前壁３２ｂの下部をそれぞれ切り欠いて形成される切欠部４６を有する。この切欠部４６は、正面視して略三角形状に形成される（図３参照）。また、図２に示されるように、センタピラスティフナ３０の下端３０ｄは、リヤヒンジ取付部２８ｂよりも下方で、且つ、切欠部４６よりも上方に位置するように設けられている。なお、センタピラスティフナ３０の上端は、図１に示されるように、ルーフサイドレールに接合されている。

ロアスティフナ３２の延出部３６には、略上下方向で略ハの字状に並行に延びる一対のビード部４８が設けられている。各ビード部４８の上下端部には、センタピラアウタ５０の車室内側の面に接合される４つのビード接合部５２が設けられている。各ビード接合部５２は、ビード部４８に連続しビード部４８よりも車室外側に向かって膨出する円形膨出部によって構成されている。

図５は、図２の状態に対してセンタピラアウタを装着した状態を示す拡大側面図、図６は、図５の状態から下センタピラアウタを取り外した状態を示す拡大側面図、図７（ａ）は、図５のＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線に沿った端面図、図７（ｂ）は、図５のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿った端面図である。

図５に示されるように、センタピラ１４は、センタピラスティフナ３０を車室外側から覆うセンタピラアウタ５０を備えている。このセンタピラアウタ５０は、上側に位置する上センタピラアウタ５４と、下側に位置する下センタピラアウタ５６とから構成されている。センタピラインナ２６、センタピラスティフナ３０、及び、センタピラアウタ５０からなる３枚は、一体的に接合されてセンタピラ１４を構成している。

センタピラアウタ５０は、上センタピラアウタ５４と下センタピラアウタ５６とによって構成されている。センタピラアウタ５０は、それぞれ別途に製造された上センタピラアウタ５４の下端５４ａと下センタピラアウタ５６の上端５６ａとが突き合わされて接合されたアウタ接合部５８を有し、このアウタ接合部５８によって一体的に結合されている。このアウタ接合部５８は、略水平方向に沿って延在する分割線を形成するものである。図６に示されるように、アウタ接合部５８は、センタピラスティフナ３０の下端３０ｄよりも上方に位置するように設定されている。

図２に戻り、センタピラ１４の下部側には、シートベルトリトラクタ５９を収納する略矩形状の開口部６０が形成されている。開口部６０には、ロアスティフナ３２の延出部３６が臨むように配置されている。延出部３６の下端３８と開口部６０の底部６０ａとの間には、空間部が形成されていると共に、延出部３６のロア側壁３２ａの側端と開口部６０の側部６０ｂとの間には、空間部が形成されている。また、この開口部６０に近接する車体後方には、リヤドア開口部１７に沿ってパッチ６２が配設されている。

本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。図８は、本実施形態において、側突時の折れモードによって形成される応力集中領域を示す説明図である。

本実施形態では、ロアスティフナ３２の延出部３６の下端３８が、ドアビーム２４のラップ部３４の後側端末部４０における上端部４２よりも上方側にオフセットした位置に配置されている。これにより、本実施形態では、側突荷重がフロントドア１８に入力されてドアビーム２４が車室内側に進入した際、ドアビーム２４のラップ部３４から伝達される側突荷重を、ロアスティフナ３２の延出部３６の下端３８よりも下方側に集中させて側突時の折れモードをつくることができる。

従って、本実施形態では、種々の衝突条件で衝突荷重が入力された場合であっても、図８に示されるように、延出部３６の下端３８よりも下方側の部位に応力集中領域（脆弱部）Ｒ１、Ｒ２を設けて、この応力集中領域Ｒ１、Ｒ２でセンタピラ１４を折ることができる。この結果、本実施形態では、側突時の折れモードを制御してセンタピラ１４の車室内側への進入量を小さくすることができる。

すなわち、センタピラスティフナ３０の下端３０ｄよりも上方の部位では、センタピラスティフナ３０とロアスティフナ３２（リヤヒンジ取付部２８を含み、延出部３６よりも上方部分）との２枚が接合されて構成されている。センタピラスティフナ３０の下端３０ｄから下方の部位では、ロアスティフナ３２の延出部３６のみからなる１枚で構成されている。ロアスティフナ３２の延出部３６の下端３８から下方の部位では、開口部６０からなる空間によって応力集中領域Ｒ１が形成され、その構成要素は０枚となっている。このように、本実施形態では、ロアスティフナ３２の上端から下端３８に向かう上下方向において、その構成要素を、２枚→１枚→０枚で構成することで、剛性・強度を段階的に減少させて、その終局点に応力集中領域Ｒ１（図８参照）を配置している。

例えば、剛性・強度の強い部位と弱い部位とによって脆弱部を構成した場合、その境界部分で折れることになるが、本実施形態では、上記のように段階的に剛性・強度を減少させ側突時の折れモードを制御することにより、ドアビーム２４から伝達される側突荷重をより確実に応力集中領域Ｒ１に集中させることができる。

また、本実施形態では、ロアスティフナ３２の延出部３６に切欠部４６を設けることにより、ドアビーム２４のラップ部３４の後側端末部４０と、延出部３６（ロア側壁３２ａ）との間を、車体前後方向に沿って離間させることができる。これにより、本実施形態では、ロアスティフナ３２の下端３８よりも下方側の部分に応力集中領域Ｒ１を設けることができると共に、ラップ部３４とロア側壁３２ａとの間の部分に応力集中領域Ｒ２を設けることができ、より確実にセンタピラ１４の折れモードを作ることができる。

なお、図８に示される応力集中領域Ｒ１、Ｒ２は、図示しないリヤシートに着座する乗員の足元に対応する位置に設定されており、乗員の膝を含む足部分や腰部分でセンタピラ１４の折れモードが発生することを好適に回避することができる。

さらに、本実施形態では、一般的に高強度材によって形成されるセンタピラスティフナ３０の下端３０ｄを、リヤヒンジ取付部２８ｂよりも下方で、且つ、切欠部４６よりも上方に設けることで、センタピラスティフナ３０によってリヤヒンジ取付部２８ｂの剛性・強度を補強しつつ、切欠部４６によって応力集中効果を阻害することがなく、応力集中領域Ｒ１、Ｒ２に確実に応力を集中させることができる。

さらにまた、本実施形態では、ビード部４８を設けることで、ロアスティフナ３２の延出部３６の剛性・強度を高めることができる。これにより、延出部３６が存在する領域でセンタピラ１４の折れが発生することを抑制して、予め設定された応力集中領域Ｒ１、Ｒ２でセンタピラ１４の折れモードをつくることができる。

さらにまた、本実施形態では、ビード接合部５２を介してビード部４８の上下端部をセンタピラアウタ５０に接合することで、延出部３６の剛性・強度が高めることができる。これにより、延出部３６が存在する領域でセンタピラ１４の折れが発生することを抑制して、予め設定された応力集中領域Ｒ１、Ｒ２でセンタピラ１４の折れモードをつくることができる。

仮に、センタピラアウタ５４の分割線であるアウタ接合部５８とセンタピラスティフナ３０の下端３０ｄとが車体上下方向で同じ位置にあるすると、この同じ位置に応力が集中し、意図しない部位にセンタピラ１４の折れモードが作られることとなる。そこで、本実施形態では、アウタ接合部５８をセンタピラスティフナ３０の下端３０ｄよりも上方に位置させることで、意図しない部位での折れモードの発生を回避し、予め設定された応力集中領域Ｒ１、Ｒ２でのみ折れモードを作ることができる。

１０ 車体
１２ フロントピラ
１４ センタピラ
１６ フロントヒンジ
１８ フロントドア
２０ リヤヒンジ
２２ リヤドア
２４ ドアビーム
２６ センタピラインナ
２８ａ、２８ｂ リヤヒンジ取付部
３０ センタピラスティフナ
３０ａ 側壁
３０ｂ 前壁
３０ｃ 後壁
３０ｄ 下端
３２ ロアスティフナ
３２ａ ロア側壁
３２ｂ ロア前壁
３２ｃ ロア後壁
３４ ラップ部
３６ 延出部
３８ （延出部の）下端
４０ 後側端面部
４２ 上端部
４４ コ字状断面部
４６ 切欠部
４８ ビード部
５０ センタピラアウタ
５２ ビード接合部
５４ 上センタピラアウタ
５４ａ （上センタピラアウタの）下端
５６ 下センタピラアウタ
５６ａ （下センタピラアウタの）上端
５８ アウタ接合部
Ｒ１、Ｒ２ 応力集中領域

Claims (6)

1. 車体前部で車体上下方向に延びるフロントピラと、
   フロントヒンジを介して、前記フロントピラに対し回動自在に取り付けられるフロントドアと、
   前記フロントピラの後方で車体上下方向に延びるセンタピラと、
   リヤヒンジを介いて、前記センタピラに対し回動自在に取り付けられるリヤドアと、
   前記フロントドアの内部に配設され車体前後方向に延びるドアビームと、
   を有する車体側部構造であって、
   前記センタピラは、
   車室内側のセンタピラインナと、
   前記センタピラインナの車室外側に接合されて閉断面を構成すると共に、前記リヤヒンジが取り付けられるリヤヒンジ取付部を有するセンタピラスティフナと、
   前記リヤヒンジ取付部の車室内側の側面に接合されるロアスティフナと、を備え、
   前記ドアビームの後端側は、前記リヤヒンジ取付部よりも下方の位置で前記センタピラと車幅方向に重畳するラップ部を有し、
   前記ロアスティフナは、前記リヤヒンジ取付部から下方に延出する延出部を有し、
   前記延出部の下端は、前記ラップ部の後側端末部における上端部よりも上方側にオフセットした位置に配置されることを特徴とする車体側部構造。
2. 請求項１記載の車体側部構造において、
   前記センタピラスティフナは、車室内外方向に面する側壁と、前記側壁の前端及び後端から車幅内側に延びる前壁及び後壁とを有し、前記側壁、前記前壁及び前記後壁によって形成されるコ字状断面部を備え、
   前記ロアスティフナは、前記側壁、前記前壁及び前記後壁にそれぞれ接合されるロア側壁、ロア前壁及びロア後壁を備え、
   前記延出部は、前記ロア側壁及び前記ロア前壁の下部を切り欠いて形成される切欠部を有することを特徴とする車体側部構造。
3. 請求項２記載の車体側部構造において、
   前記センタピラスティフナの下端は、前記リヤヒンジ取付部よりも下方で、且つ、前記切欠部よりも上方に位置することを特徴とする車体側部構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の車体側部構造において、
   前記ロアスティフナの前記延出部には、車体上下方向に延びるビード部が設けられることを特徴とする車体側部構造。
5. 請求項４記載の車体側部構造において、
   前記センタピラは、前記センタピラスティフナを車室外側から覆うセンタピラアウタを備え、
   前記ビード部の車体上下方向に沿った端部には、前記センタピラアウタに接合されるビード接合部が設けられることを特徴とする車体側部構造。
6. 請求項５記載の車体側部構造において、
   前記センタピラアウタは、上センタピラアウタと、下センタピラアウタとによって上下に分割して構成されると共に、前記上センタピラアウタの下端と前記下センタピラアウタの上端が接合されたアウタ接合部を有し、
   前記アウタ接合部は、前記センタピラスティフナの下端よりも上方に位置することを特徴とする車体側部構造。

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