JP6083423B2 - 車両の側部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の側部車体構造に関し、特にドアヒンジをヒンジピラーレインフォースメントに取り付けるためのヒンジブラケットを備えた車両の側部車体構造に関する。

従来より、車両の車体側部には、前後方向に延びるルーフサイドレールの前端部（フロントヘッダの側端部）と前後方向に延びるサイドシルの前端部とを上下方向に連結するヒンジピラー及びこのヒンジピラーの上端に連なるフロントピラーが設けられている。
ヒンジピラーは乗員乗降口の周縁部の前側部分を構成しているため、フロントドアを乗員乗降口に対して開閉自在に枢支するための上下１対のドアヒンジがヒンジピラーレインフォースメント（以下、ヒンジピラーレインと略す）に取り付けられている。

ヒンジピラーは、前輪に対して前後方向後側に対向するように配設されている。
それ故、車体前方の衝突が発生した際、衝突荷重によって前輪が後退するため、後退した前輪を介して衝撃緩和されていない衝突荷重が車体側に作用することがある。
スモールオーバーラップ衝突（以下、ＳＯＬ衝突と略す）では、衝突物とフロントサイドフレームとがオーバーラップしていないため、後退した前輪がヒンジピラーに干渉したとき、前輪から入力した衝突荷重によりヒンジピラー等の乗員周りの車室空間が変形する虞があった。特に、設計要件により、車幅増加が必要な場合、ヒンジピラーが通常よりも車幅方向外側に配設されるため、衝突時、前輪がヒンジピラーに干渉する傾向が高くなる。そこで、前輪からの衝突荷重による車室空間の変形を防止する技術が提案されている。

特許文献１の車両の側部車体構造は、前壁面を含むピラーアウタパネルとこのピラーアウタパネルと協働して上下方向に延びる閉断面を構成するピラーインナパネルとを有するヒンジピラーと、閉断面内に配設された傾斜面を含むヒンジピラーレインと、衝突時に前輪を車体後方外側にガイドするガイド手段とを備え、ガイド手段が、傾斜面と側壁面とがなす角度を前壁面と側壁面とがなす角度よりも小さく設定するように構成されている。これにより、ＳＯＬ衝突時、前輪を車幅方向内側から外側に向かってガイドすることができ、衝突荷重を車幅方向外側に逃すことができる。

特開２０１３−１４１９２８号公報

特許文献１の車両の側部車体構造は、前輪をガイド手段に沿って車幅方向外側にスライドさせるため、前輪との干渉に起因したヒンジピラーの変形量を抑制することができる。
しかし、特許文献１の車両の側部車体構造では、ヒンジピラーレインと一体的に形成されたガイド手段の傾斜面に前輪を後退させる案内機能を持たせるため、傾斜面を含むヒンジピラーレイン自体に衝突荷重に耐え得る高い強度が要求され、ヒンジピラーレインの総重量が増加する虞がある。

本発明の目的は、軽量化を図りつつ前輪との干渉に起因したヒンジピラーの変形量を抑制することができる車両の側部車体構造等を提供することである。

請求項１の車両の側部車体構造は、アウタパネルとこのアウタパネルと協働して上下方向に延びる閉断面を構成するインナパネルとを有するヒンジピラーと、前記閉断面内に配設されたヒンジピラーレインフォースメントと、前記ヒンジピラーに上下１対のドアヒンジを介して開閉自在に取り付けられるフロントドアとを備えた車両の側部車体構造において、前輪に対して前後方向に対向するように配設され且つ下側ドアヒンジを前記ヒンジピラーレインフォースメントに取り付けるためのヒンジブラケットを備え、前記ヒンジブラケットが前記ヒンジピラーレインフォースメントのヒンジブラケット近傍部よりも低強度に構成されたことを特徴としている。

この車両の側部車体構造では、ヒンジブラケットがヒンジピラーレインフォースメントのヒンジブラケット近傍部よりも低強度に構成されたため、ヒンジブラケット近傍部を含めてヒンジピラーレインフォースメントを衝突荷重に耐え得る高い強度に構成する必要がなく、ヒンジピラーレインフォースメントの軽量化を図ることができる。
また、ヒンジブラケットが前輪からの衝突荷重により変形又は離脱可能であるため、前輪からの衝突荷重入力時、ヒンジブラケットの変形によって後退する前輪を車幅方向外側に案内することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ヒンジブラケットが、前記前輪から衝突荷重入力時、前記衝突荷重によって変形させられることを特徴としている。
これにより、ヒンジブラケットがヒンジピラーレインフォースメントに一体成形された車両において、前輪からの衝突荷重入力時、後退する前輪を車幅方向外側に案内することができる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記ヒンジブラケットが、前記ヒンジピラーレインフォースメントと別体に形成され、前記前輪から衝突荷重入力時、前記衝突荷重によって変形させられる又は前記ヒンジピラーレインフォースメントから離脱させられることを特徴としている。
この構成により、ヒンジブラケットがヒンジピラーレインフォースメントと別体成形された車両において、前輪からの衝突荷重入力時、後退する前輪を車幅方向外側に案内することができる。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記ヒンジブラケットの前壁部が、前記前輪の上半部に前後方向に対向するように配設され且つ側面視にて下側程後方に移行するように傾斜状に形成されたことを特徴としている。
これにより、前壁部が前輪の傾斜部分と大きな面積の荷重受部を形成して荷重伝達効率を増加できるため、簡単な構成で後退する前輪の車幅方向外側への案内を促進することができる。

本発明の車両の側部車体構造によれば、軽量化を図りつつ前輪との干渉に起因したヒンジピラーの変形量を抑制することができる。

実施例１に係る車両の左側から視た車体前部の側面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１の要部斜視図である。 図３のアウタパネルを省略した図である。 図４のヒンジピラーレインを省略した図である。 ヒンジピラーレインとヒンジブラケットの正面図である。 ヒンジブラケットの説明図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は平面図である。 ＳＯＬ衝突時の前輪とアウタパネルを省略したヒンジピラーを示す平面図であって、（ａ）は衝突初期段階、（ｂ）は衝突中期段階、（ｃ）は衝突後期段階の図である。 ヒンジブラケットが潰れ変形したときの横断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を車両に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。また、図中、矢印Ｆ方向を、前方とし、矢印Ｌ方向を、左方として説明する。

以下、本発明の実施例１について図１〜図９に基づいて説明する。
図１に示すように、車両Ｖは、車体上端部の左右両端位置を前後方向に夫々延びる左右１対の閉断面状のルーフサイドレール１と、これら１対のルーフサイドレール１の前端部を車幅方向に連結する閉断面状のフロントヘッダ２と、車体下端部の左右両端位置を前後方向に夫々延びる左右１対の閉断面状のサイドシル３と、左右１対のフロントドア（図示略）によって夫々開閉可能な左右１対のフロントドア用開口部４と、左右１対のリヤドア（図示略）によって夫々開閉可能な左右１対のリヤドア用開口部５等を備えている。
尚、左右１対の各構成部材は、何れも左右対称の構造であるため、以下、左側の構成部材について主に説明する。

フロントドア用開口部４は、前縁を形成するフロントピラー６及びヒンジピラー１０と、後縁を形成するセンタピラー７と、フロントピラー６の上端部とセンタピラー１０の上端部とを連結するルーフサイドレール１の前端側部分と、ヒンジピラー１０の下端部とセンタピラー７の下端部とを連結するサイドシル３の前端側部分とにより区画されている。
フロントピラー６は、フロントピラーアウタとフロントピラーインナとによって下側程前方に移行するように傾斜状に延びる閉断面を構成している。

次に、ヒンジピラー１０について説明する。
ヒンジピラー１０は、下端側部分が前輪９に対して前後方向に対向するように配設され、上下１対のドアヒンジ８ａ，８ｂを介してフロントドアを開閉自在に支持している。
ヒンジピラー１０の上端部をフロントピラー６の下端部に接合して両ピラー６，１０の閉断面を上下方向に連続させている。これにより、フロントピラー６の閉断面とルーフサイドレール１及びフロントヘッダ２の閉断面が連続され、ヒンジピラー１０の閉断面Ｃとサイドシル３の閉断面が連続されているため、フロントドア用開口部４の周囲に環状の閉断面構造が形成されている。

図１〜図５に示すように、フロントピラー６の下端部から略鉛直下方に延びるヒンジピラー１０は、アウタパネル１１と、このアウタパネル１１と協働して上下方向に延びる閉断面Ｃを構成するインナパネル１２と、ヒンジピラー１０の剛性を補強するためのヒンジピラーレインフォースメント（以下、ヒンジピラーレインと略す）１３と、上側ドアヒンジ８ａの支持剛性を補強するための上側ヒンジガセット１４ａと、下側ドアヒンジ８ｂの支持剛性を補強するための下側ヒンジガセット１４ｂと、下側ドアヒンジ８ｂをヒンジピラーレイン１３に取り付けるためのヒンジブラケット１５等を備えている。

図２に示すように、アウタパネル１１は、車体外壁を形成するサイドパネルアウタの前端側部分の一部で構成されている。このアウタパネル１１は、前輪９が直進状態のとき、左端に形成された側壁部が前輪９の車幅方向中心よりも左側且つ前輪９の左端部よりも右側に位置するように左側へ突出した断面略ハット状に形成されている。
図３に示すように、アウタパネル１１には、両ドアヒンジ８ａ，８ｂに夫々対応するように側壁部の上端側部分と下端側部分とに前後１対の上側ボルト穴１１ａと前後１対の下側ボルト穴１１ｂが夫々設けられている。これら上側ボルト穴１１ａと下側ボルト穴１１ｂは、正面視にて同じ車幅方向位置（同一鉛直面上）に形成されている。

図２に示すように、インナパネル１２は、前輪９が直進状態のとき、右端に形成された側壁部が前輪９の右端部よりも左側に位置するように右側へ僅かに突出した断面略ハット状に形成されている。インナパネル１２の前端部と後端部とに形成された両フランジ部が、アウタパネル１１の前端部と後端部とに形成された両フランジ部に夫々接合されて上下に延びる閉断面Ｃが形成される。

閉断面Ｃ内には、上下方向に延び且つ左方に突出した断面略ハット状のヒンジピラーレイン１３が配設されている。このヒンジピラーレイン１３は、所定引張強度以上のハイテン鋼をプレス成形することにより形成されている。
ヒンジピラーレイン１３は、前端部と後端部とに夫々形成された前後両フランジ部がアウタパネル１１とインナパネル１２の各々の前後両フランジ部に溶接にて挟着されている。

図６に示すように、ヒンジピラーレイン１３は、正面視にて下半部の左右長が上半部の左右長よりも所定長さ小さくなるように構成されている。
上半部の側壁部は、１対の上側ボルト穴１１ａに対応するように前後に隣接した１対のボルト穴１３ａが形成され、アウタパネル１１の側壁部に接合されている。
下半部の側壁部は、閉断面Ｃを車幅方向外側と内側とに区画するように形成され、ヒンジブラケット１５をアウタパネル１１の側壁部の裏面に溶接するための前後１対の溶接穴（図示略）が設けられている。

図５に示すように、ヒンジピラーレイン１３とインナパネル１２との間には、断面略コ字状の上側ヒンジガセット１４ａ及び下側ヒンジガセット１４ｂが配設されている。
これらのヒンジガセット１４ａ，１４ｂは、ハイテン鋼をプレス成形することにより形成され、両ドアヒンジ８ａ，８ｂに夫々対応するようにヒンジピラーレイン１３に接合されている。尚、ヒンジガセット１４ａ，１４ｂは、単一部品として構成しても良い。

次に、ヒンジブラケット１５について説明する。
ヒンジピラーレイン１３の下半部とアウタパネル１１との間には、ヒンジブラケット１５が配設されている。このヒンジブラケット１５は、ヒンジピラーレイン１３に比べて低強度の鋼板、例えば軟鋼板を素材として部分四角錐形状にプレス加工にて成形されている。
図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、ヒンジブラケット１５は、ヒンジ取付壁部１５ａと、前後１対の縦壁部１５ｂ，１５ｃと、上下１対の横壁部１５ｄ，１５ｅと、前後１対の縦フランジ部１５ｆ，１５ｇと、上側横フランジ部１５ｈと、下側横フランジ部１５ｉ等を備えている。

ヒンジ取付壁部１５ａは、アウタパネル１１に面当接するように構成され、アウタパネル１１の下側ボルト穴１１ｂに対応するように前後に隣接した１対のボルト穴１５ｓが形成されている。このヒンジ取付壁部１５ａには、ヒンジピラーレイン１３の１対の溶接穴に対応した位置に１対の接合部１５ｔが形成され、アウタパネル１１の側壁部の裏面に溶接にて接合されている。前側接合部１５ｔを前側ボルト穴１５ｓよりも上側位置、後側接合部１５ｔを後側ボルト穴１５ｓよりも下側位置に設定することにより、ヒンジ取付壁部１５ａを側面視にて略平行四辺形状に形成し、最小面積化とプレス加工性を向上している。

前側縦壁部１５ｂは、前輪９の上半部に前後方向後側に対向するように配設されている。
この前側縦壁部１５ｂは、ヒンジ取付壁部１５ａの前端部から車幅方向内側前方に延び、側面視にて下側程後方に移行するように傾斜状に形成され且つ平面視にて左側程後方に移行するように傾斜状に形成されている。
後側縦壁部１５ｃは、ヒンジ取付壁部１５ａの後端部から車幅方向内側後方に延び、平面視にて左側程前方に移行するように傾斜状に形成されている。
上側横壁部１５ｄは、ヒンジ取付壁部１５ａの上端部から車幅方向内側上方に延び、後側程下方に移行するように傾斜状に形成され、下側横壁部１５ｅは、ヒンジ取付壁部１５ａの下端部から車幅方向内側下方に延び、後側程下方に移行するように傾斜状に形成されている。

前側縦フランジ部１５ｆは、前側縦壁部１５ｂの右端（前端）からアウタパネル１１の前壁部に対して略平行状に右方に延び、アウタパネル１１の前壁部に溶接にて接合されている。後側縦フランジ部１５ｇは、後側縦壁部１５ｃの右端（後端）からアウタパネル１１の後壁部に対して略平行状に右方に延び、アウタパネル１１の後壁部に溶接にて接合されている。

上側横フランジ部１５ｈは、上側横壁部１５ｄの右端（上端）から上側段差部１５ｊを介して上方に延び、アウタパネル１１の側壁部に溶接にて接合されている。この上側段差部１５ｊは、屈曲状に形成され、左右方向に弾性変形可能に構成されている。下側横フランジ部１５ｉは、下側横壁部１５ｅの右端（下端）から下側段差部１５ｋを介して下方に延び、アウタパネル１１の側壁部に溶接にて接合されている。この下側段差部１５ｋは、屈曲状に形成され、左右方向に弾性変形可能に構成されている。上側横フランジ部１５ｈは、下側横フランジ部１５ｉよりも小さい前後長に形成され、軽量化と取付強度を両立している。

次に、上記車両Ｖの側部車体構造の作用・効果について説明する。
図８（ａ）に示すように、車体左側におけるスモールオーバーラップ（ＳＯＬ）衝突の初期段階では、前輪９に衝突荷重が作用してロアアーム２１が後側に湾曲するため、前輪９が後退を始め、スポーク９ａの上半部の周壁部が前側縦壁部１５ｂに衝突する。
スポーク９ａの周壁部が左側程後方に移行するように傾斜状に形成されているため、平面視にて前側縦壁部１５ｂの傾斜面に略沿うことにより大きな荷重受面積を確保することができる。尚、アウタパネル１１は極めて薄く、強度面の影響が小さいため、説明の便宜上、アウタパネル１１を介しての当接、衝突、変形を、単に当接、衝突、変形と説明する。

図９に示すように、アルミ製ホイールのスポーク９ａの後退に伴ってヒンジブラケット１５が破線で示す変形前の形状に比べて右側に潰れ変形するため、スポーク９ａと前側縦壁部１５ｂとの当接部が除々に左側後方へ移行し、スポーク９ａが後方移行に伴って左方移行するため、当接部を中心にして前輪９が反時計回りに回動を開始する。
上側横壁部１５ｄ及び下側横壁部１５ｅが後側程下方に移行するように傾斜しているため、ヒンジブラケット１５の変形を促進し、衝撃吸収効果を高めている。
衝突初期段階では、ヒンジブラケット１５がヒンジピラーレイン１３のヒンジブラケット１５近傍部よりも低強度であるため、ヒンジブラケット１５が優先的に変形して衝突荷重の吸収が行われ、ヒンジピラーレイン１３の前側稜線１３ｆ及び後側稜線１３ｒは衝突前と比べて殆ど変化しない。

前輪９の後退が継続した場合、ヒンジブラケット１５の変形完了又はヒンジブラケット１５が変形途中でヒンジピラーレイン１３から離脱するため、リム９ｂとヒンジピラーレイン１３との衝突によりリム９ｂとヒンジピラーレイン１３が変形する。
図８（ｂ）に示すように、衝突中期段階では、ジョイント部２２が破断を開始するため、ブレーキディスク９ｃが部分的に潰れたヒンジピラーレイン１３の左側前端部に衝突し、ヒンジピラーレイン１３の変形が増加する。ブレーキディスク９ｃとヒンジピラーレイン１３との当接部が除々に後方へ移行し、この後方移行した当接部を中心にして前輪９が更に反時計回りに回動する。

図８（ｃ）に示すように、衝突後期段階では、ジョイント部２２が完全に破断するため、前輪９が車体側から離脱し、ブレーキディスク９ｃとヒンジピラーレイン１３との当接状態が解除される。
これにより、前輪９との干渉に起因したヒンジピラー１０の変形量を抑制し、前輪９を介した衝突荷重による車室空間の変形を防止している。

この車両Ｖの側部車体構造によれば、ヒンジブラケット１５がヒンジピラーレイン１３のヒンジブラケット１５近傍部よりも低強度に構成されたため、ヒンジブラケット１５近傍部を含めてヒンジピラーレイン１３を衝突荷重に耐え得る高い強度に構成する必要がなく、ヒンジピラーレイン１３の軽量化を図ることができる。また、ヒンジブラケット１５が前輪９からの衝突荷重により変形又は離脱可能であるため、前輪９からの衝突荷重入力時、ヒンジブラケット１５の変形を用いて後退する前輪９を車幅方向外側に案内することができる。

ヒンジブラケット１５が、ヒンジピラーレイン１３と別体に形成され、前輪９から衝突荷重入力時、衝突荷重によって変形させられる又はヒンジピラーレイン１３から離脱させられるため、ヒンジブラケット１５がヒンジピラーレイン１３と別体成形された車両Ｖにおいて、前輪９からの衝突荷重入力時、ヒンジブラケット１５の変形を用いて後退する前輪９を車幅方向外側に案内することができる。

ヒンジブラケット１５の前側縦壁部１５ｂが、前輪９の上半部に前後方向に対向するように配設され且つ側面視にて下側程後方に移行するように傾斜状に形成されている。
これにより、前側縦壁部１５ｂが前輪９の傾斜部分と大きな面積の荷重受部を形成して荷重伝達効率を増加できるため、簡単な構成で後退する前輪９の車幅方向外側への案内を促進することができる。

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、ヒンジブラケットとヒンジピラーレインとが別体に形成された例を説明したが、ヒンジブラケットをヒンジピラーレインと一体形成しても良い。
この場合、ヒンジブラケットを含むヒンジピラーレインをプレス加工した後、ヒンジブラケット部分に所定の熱処理を施すことで、ヒンジブラケット部分の組成を変更し、ヒンジブラケット部分の強度をその他の部分の強度よりも低下させる。
これにより、ヒンジブラケットがヒンジピラーレインのヒンジブラケット近傍部よりも低強度に構成されるため、ヒンジブラケットがヒンジピラーレインに一体成形された車両において、前輪からの衝突荷重入力時、ヒンジブラケットの変形を用いて後退する前輪を車幅方向外側に案内することができる。

２〕前記実施形態においては、ヒンジピラーレインがハイテン鋼、ヒンジブラケットが軟鋼で形成された例を説明したが、少なくとも、ヒンジブラケットがヒンジピラーレインのヒンジブラケット近傍部よりも低強度に構成されれば良く、素材の組み合わせは任意に選択可能である。また、ヒンジピラーレインをヒンジブラケットを含むヒンジブラケット近傍部とそれ以外の部分とに分割形成した場合、ヒンジブラケット近傍部の強度をヒンジブラケットの強度よりも高く設定しても良い。

３〕前記実施形態においては、１ピース構造のアルミ製ホイールを備えた前輪の例を説明したが、２ピース構造や３ピース構造のホイールを採用しても良く、また、フォーミュラー型、リバース型等何れのリム型式であっても前述の効果を奏することができる。
また、アルミ製以外のホイールを選択することも可能である。

４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

Ｖ 車両
８ａ，８ｂ ドアヒンジ
９ 前輪
１０ ヒンジピラー
１１ アウタパネル
１２ インナパネル
１３ ヒンジピラーレイン
１５ ヒンジブラケット
１５ｂ 前側縦壁部
Ｃ 閉断面

Claims (4)

1. アウタパネルとこのアウタパネルと協働して上下方向に延びる閉断面を構成するインナパネルとを有するヒンジピラーと、前記閉断面内に配設されたヒンジピラーレインフォースメントと、前記ヒンジピラーに上下１対のドアヒンジを介して開閉自在に取り付けられるフロントドアとを備えた車両の側部車体構造において、
   前輪に対して前後方向に対向するように配設され且つ下側ドアヒンジを前記ヒンジピラーレインフォースメントに取り付けるためのヒンジブラケットを備え、
   前記ヒンジブラケットが前記ヒンジピラーレインフォースメントのヒンジブラケット近傍部よりも低強度に構成されたことを特徴とする車両の側部車体構造。
2. 前記ヒンジブラケットが、前記前輪から衝突荷重入力時、前記衝突荷重によって変形させられることを特徴とする請求項１に記載の車両の側部車体構造。
3. 前記ヒンジブラケットが、前記ヒンジピラーレインフォースメントと別体に形成され、前記前輪から衝突荷重入力時、前記衝突荷重によって変形させられる又は前記ヒンジピラーレインフォースメントから離脱させられることを特徴とする請求項１に記載の車両の側部車体構造。
4. 前記ヒンジブラケットの前壁部が、前記前輪の上半部に前後方向に対向するように配設され且つ側面視にて下側程後方に移行するように傾斜状に形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の側部車体構造。