JP6094764B2 - 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係わり、特に、車体下部の車幅方向両端部において車体前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、左右１対のサイドシルの中間部から車体上方へ延びるセンターピラーと、左右１対のサイドシルの前端部から車体上方へ延びるヒンジピラーと有する車両の側部車体構造に関する。

従来、車両の側突時において、衝撃荷重によって車体側壁が車室内へ進入することを抑制するために、センターピラーの強度を向上させた車体構造が提案されている。
例えば、特許文献１には、車体外方を向く第１面部と、第１面部と対向するように第１面部の車体内側に位置する第２面部と、第１面部及び第２面部と共に閉断面を構成する２つの側面部とを有するセンターピラーが記載されている。このセンターピラーにおいて、各側面部は、第１面部と第２面部との間の中間位置にて屈曲する屈曲部を有し、第１面部の中央部には、第１面部、第２面部及び側面部による閉断面の内側に突出しかつセンターピラーの長手方向に延びるビードが形成されている。
側突時、車体内側に向かう衝撃荷重が第１面部の中間部に入力されると、衝撃荷重が作用した部分の近傍における側面部の第１面部側の端部ないしその近傍に、閉断面外向きに作用する力が生じて、その部分を局所的に座屈させようとするが、屈曲部が閉断面内側に突出していることにより、その屈曲部には、閉断面外向きの力を打ち消すように閉断面内向きの力が生じる。これにより、第１面部に大きな衝撃荷重が作用しても、その荷重が作用した部分の近傍における側面部の第１面部側の端部が局所的に座屈し難くなる。さらに、第１面部にはビードが形成されているので、衝撃荷重に対して第１面部が一層変形し難くなり、これにより、衝撃荷重が作用した部分の近傍における側面部の第１面部側の端部において、局所的な座屈がより一層生じ難くなる。

特開２０１３−２３３８３８号公報

ところで、側突時、センターピラーに対して車体内側に向かう衝撃荷重が入力されると、センターピラーが車体内側に向かって倒れ、これに伴ってセンターピラーの下端部に接合されているサイドシルに、長手方向軸線回りのねじりモーメントが発生する。その結果、このサイドシルの前端部に接合されているヒンジピラーを車体内側に向かって倒れさせる力がヒンジピラーに作用する。この力によってヒンジピラーが局所的に座屈し、車室内へ進入することを抑制するために、ヒンジピラーの強度を向上することが要求される。

そこで、引用文献１のセンターピラーと同様の構造をヒンジピラーにも適用することが考えられる。しかしながら、ヒンジピラーには、ドアヒンジを取り付けるためのヒンジ台座が設けられている。このヒンジ台座は、ヒンジピラーの上端部及び下端部において、ドアヒンジを取り付けられるように車幅方向外側に向かって突出した平面部を有するように形成されている。従って、引用文献１のセンターピラーにおける第１面部のビードと同様の構造をヒンジピラーに設けようとした場合、上下のヒンジ台座とビードとが干渉することを避けるため、ビードを上下のヒンジ台座の間に設けざるを得ない。その場合、上下のヒンジ台座とビード端部との間の部分におけるヒンジピラーの曲げ剛性が、ビードが形成されている部分におけるヒンジピラーの曲げ剛性と比較して低くなる。その結果、側突時にヒンジピラーを車体内側に向かって倒れさせる力が作用すると、ヒンジ台座とビード端部との間に応力集中が生じ、その近傍でヒンジピラーが局所的に座屈してしまう可能性がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、側突時の外力に対するヒンジピラーの曲げ強度を向上させることができる車両の側部車体構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の車両の側部車体構造は、車体下部の車幅方向両端部において車体前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、１対のサイドシルの中間部から車体上方へ延びるセンターピラーと、１対のサイドシルの前端部から車体上方へ延びるヒンジピラーとを有する車両の側部車体構造であって、ヒンジピラーは、車幅方向外側を向く側面部と、この側面部の前端から車幅方向内側に向かって延びる前面部と、この側面部の後端から車幅方向内側に向かって延びる後面部とを備え、側面部は、その上端部及び下端部において車幅方向外側に向かって隆起し且つ頂部が平面状に形成された上下１対のヒンジ台座部と、ヒンジピラーの長手方向に直交する断面において車幅方向内側に突出したＵ字形に形成され１対のヒンジ台座部の間においてヒンジピラーの長手方向に沿って延びる凹ビード部と、ヒンジピラーの長手方向に直交する断面において車幅方向外側に突出したＵ字形に形成され凹ビード部の下端よりも上方から下端部のヒンジ台座部の上端よりも下方まで延びる凸ビード部と、を備え、前面部は、ヒンジピラーの長手方向に直交する断面において車体後方に向かって突出するように形成され側面部の凹ビード部と対応する位置においてヒンジピラーの長手方向に沿って延びる屈曲部を備えたことを特徴とする。
このように構成された本発明においては、側突時にセンターピラーからサイドシルを介して伝達された衝撃荷重によりヒンジピラーが湾曲した場合、ヒンジピラーの閉断面の内側に向かう力を屈曲部に生じさせ、前面部をヒンジピラーの閉断面の外側へ倒す力を打ち消すことができると共に、凹ビード部により側面部の変形を抑制することができ、これにより、屈曲部及び凹ビード部が形成されている範囲におけるヒンジピラーの局所的な座屈を抑制することができる。そして、屈曲部及び凹ビード部が形成されていない凹ビード部の下端と下端部のヒンジ台座部の上端との間の範囲における側面部の変形を凸ビード部によって抑制することができ、これにより、凹ビード部とヒンジ台座部との間の範囲におけるヒンジピラーの局所的な座屈を抑制できる。従って、側突時の外力に対するヒンジピラーの曲げ強度を向上させることができる。

また、本発明において、好ましくは、側面部は、凹ビード部及び下端部のヒンジ台座部を車体前方及び車体後方から挟むように配置された前後１対の凸ビード部を備える。
このように構成された本発明においては、屈曲部及び凹ビード部が形成されていない凹ビード部の下端と下端部のヒンジ台座部の上端との間の範囲における側面部の変形を一層確実に抑制することができ、これにより、凹ビード部とヒンジ台座部との間の範囲におけるヒンジピラーの局所的な座屈を一層確実に抑制できる。

本発明による車両の側部車体構造によれば、側突時の外力に対するヒンジピラーの曲げ強度を向上させることができる。

本発明の実施形態による車両の側部車体構造を適用した車体の斜視図である。 本発明の実施形態による車両の側部車体構造におけるヒンジピラー周辺の平面図である。 図２におけるIII−III矢視断面図である。 図２におけるIV−IV矢視断面図である。 図２におけるV−V矢視断面図である。 図２におけるVI−VI矢視断面図である。 図２におけるVII−VII矢視により側突荷重入力時におけるサイドシル及びヒンジピラーを示す概略断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両の側部車体構造を説明する。
まず、図１により、本発明の実施形態による車両の側部車体構造を適用した車体について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両の側部車体構造を適用した車体の斜視図である。

図１において、符号１は本発明の実施形態による車両の側部車体構造を適用した車体を示す。この車体１は、車体１下部の車幅方向両端部において車体前後方向に延びる左右１対のサイドシル２と、左右１対のサイドシル２のそれぞれの前端部から車体上方へ延びる左右１対のヒンジピラー４と、左右１対のサイドシル２のそれぞれの中間部から車体上方へ延びる左右１対のＢピラー６（センターピラー）と、左右１対のサイドシル２のそれぞれの後端部から車体上方へ延びるＣピラー８とを有している。

また、ヒンジピラー４の上端部から後上方へ傾斜して延びるように左右１対のＡピラー１０が設けられており、このＡピラー１０の上端部からＣピラー８の上端部まで、車体１上部の車幅方向両端部において車体前後方向に延びるように左右１対のルーフサイドレール１２が設けられている。このルーフサイドレール１２は、Ａピラー１０、Ｂピラー６、及びＣピラー８のそれぞれの上端部に接合されている。これらのサイドシル２、ヒンジピラー４、Ａピラー１０、Ｂピラー６、Ｃピラー８、及びルーフサイドレール１２によって、左右１対の側部車体構造が形成される。以下では、主に左側の側部車体構造を例として説明する。

次に、図２乃至図６により、本発明の実施形態による車両の側部車体構造におけるヒンジピラー４について説明する。図２は、本発明の実施形態による車両の側部車体構造におけるヒンジピラー４周辺の平面図であり、図３は、図２におけるIII−III矢視断面図であり、図４は、図２におけるIV−IV矢視断面図であり、図５は、図２におけるV−V矢視断面図であり、図６は、図２におけるVI−VI矢視断面図である。

図２乃至図６に示すように、ヒンジピラー４は、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車幅方向内側に開口したコ字状に形成されたレインフォースメントパネル１４と、このレインフォースメントパネル１４の車幅方向内側に接合された平板状のインナパネル１６とを有しており、これらのレインフォースメントパネル１４とインナパネル１６とによって閉断面が形成されている。さらに、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車幅方向内側に開口したコ字状に形成されたアウタパネルが、レインフォースメントパネル１４を車幅方向外側から覆うように設けられるが、簡略化のため図示を省略する。

レインフォースメントパネル１４は、車幅方向外側を向く側面部１８と、この側面部１８の前端から車幅方向内側に向かって延びる前面部２０と、この側面部１８の後端から車幅方向内側に向かって延びる後面部２２とを備える。前面部２０及び後面部２２の車幅方向内側端には、ヒンジピラー４の長手方向に沿って延びるフランジ部２４が形成されている。

側面部１８の上端部及び下端部には、ドアヒンジを取り付けるための上側ヒンジ台座部２６及び下側ヒンジ台座部２８が形成されている。これらのヒンジ台座部２６、２８は、図２、図３及び図６に示すように、側面部１８から車幅方向外側に向かって角柱状に隆起しており、その頂部３０、３２は平面状に形成されている。

また、図２に示すように、側面部１８には、上下のヒンジ台座部２６、２８の間において、この側面部１８の幅方向（車両前後方向）中央をヒンジピラー４の長手方向に沿って延びる凹ビード部３４が形成されている。この凹ビード部３４は、図４及び図５に示すように、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車幅方向内側に突出したＵ字形に形成されている。

更に、図２に示すように、側面部１８には、凹ビード部３４の下端よりも上方から下側ヒンジ台座部２８の上端よりも下方まで延び、凹ビード部３４及び下側ヒンジ台座部２８を側面部１８の幅方向両側から（即ち車体前方及び車体後方から）挟むように配置された１対の凸ビード部３６が形成されている。この凸ビード部３６は、図５に示すように、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車幅方向外側に突出したＵ字形に形成されている。

また、図２に示すように、前面部２０には、側面部１８の凹ビード部３４と対応する位置においてヒンジピラー４の長手方向に沿って延びる屈曲部３８が形成されている。この屈曲部３８は、図４及び図５に示すように、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車体後方に向かって突出するように形成されている。
より詳細には、図４及び図５に示すように、前面部２０は、フランジ部２４から車幅方向外側に向かって立ち上がる内側部４０と、この内側部４０の車幅方向外側端から車体後方に向かって（即ちヒンジピラー４の閉断面内側に向かって）傾斜して延びる傾斜部４２と、この傾斜部４２の車幅方向外側端から車幅方向外側に向かって延び、側面部１８の前端に接続される外側部４４とを有している。そして、傾斜部４２と外側部４４との境界部分が、屈曲部３８を形成している。

次に、図７により、本発明の実施形態による車両の側部車体構造の作用を説明する。図７は、側突荷重入力時におけるサイドシル２及びヒンジピラー４を示す概略断面図である。

図７に示すように、車両の左側面における側突時、Ｂピラー６に対して車体内側に向かう衝撃荷重が入力されると、Ｂピラー６が車体内側に向かって倒れ、これに伴ってＢピラー６の下端部に接合されているサイドシル２に、車体正面視で反時計回りのねじりモーメントが発生する。このねじりモーメントＭ₁は、サイドシル２の前端部に接合されているヒンジピラー４の下端部に伝達され、ヒンジピラー４を車体内側に向かって倒れさせる曲げモーメントＭ₂として作用し、ヒンジピラー４を湾曲させる。
このようにヒンジピラー４が湾曲したとき、ヒンジピラー４のレインフォースメントパネル１４の側面部１８（圧縮側）とインナパネル１６（引張側）との間で周長差が生じるので、この周長差を小さくしようとする力が働き、レインフォースメントパネル１４の側面部１８とインナパネル１６とが互いに近づこうとする。これに応じて、レインフォースメントパネル１４の前面部２０及び後面部２２には、それぞれのフランジ部２４を支点としてヒンジピラー４の閉断面の外側へ倒す力が生じ、これらの前面部２０及び後面部２２を局所的に（特にヒンジピラー４の下側ヒンジ台座部２８の上端部近傍）座屈させようとする。

しかしながら、本発明の実施形態によるヒンジピラー４においては、上述したように、レインフォースメントパネル１４の前面部２０に屈曲部３８が形成されている。ヒンジピラー４が湾曲した場合、この屈曲部３８にはヒンジピラー４の閉断面の内側に向かう力が生じ、上述した前面部２０をヒンジピラー４の閉断面の外側へ倒す力を打ち消す。これにより、屈曲部３８が形成されている範囲におけるヒンジピラー４の局所的な座屈が抑制される。
また、上述したように、レインフォースメントパネル１４の側面部１８には凹ビード部３４が設けられているので、この凹ビード部３４により側面部１８の変形が抑制され、これに伴って、凹ビード部３４が形成されている範囲におけるヒンジピラー４の局所的な座屈が抑制される。

更に、レインフォースメントパネル１４の側面部１８には、凹ビード部３４の下端よりも上方から下側ヒンジ台座部２８の上端よりも下方まで延びるように凸ビード部３６が形成されている。ヒンジピラー４が湾曲した場合、屈曲部３８及び凹ビード部３４が形成されていない凹ビード部３４の下端と下側ヒンジ台座部２８の上端との間の範囲における側面部１８の変形は凸ビード部３６によって抑制されるので、凹ビード部３４の下端と下側ヒンジ台座部２８の上端との間の範囲におけるヒンジピラー４の局所的な座屈が抑制される。

次に、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
上述した実施形態においては、ヒンジピラー４のレインフォースメントパネル１４の前面部２０に屈曲部３８が形成されていると説明したが、これに代えて、あるいはこれと共に、レインフォースメントパネル１４の後面部２２に屈曲部が形成されるようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、凸ビード部３６は、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車幅方向外側に突出したＵ字形に形成されていると説明したが、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車幅方向内側に突出したＵ字形に形成してもよい。

次に、上述した本発明の実施形態及び本発明の実施形態の変形例による車両の側部車体構造の効果を説明する。

まず、ヒンジピラー４の側面部１８は、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車幅方向内側に突出したＵ字形に形成され上下のヒンジ台座部２６、２８の間においてヒンジピラー４の長手方向に沿って延びる凹ビード部３４を備え、前面部２０は、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車体後方に向かって突出するように形成され側面部１８の凹ビード部３４と対応する位置においてヒンジピラー４の長手方向に沿って延びる屈曲部３８を備えたので、側突時にＢピラー６からサイドシル２を介して伝達された衝撃荷重によりヒンジピラー４が湾曲した場合、ヒンジピラー４の閉断面の内側に向かう力を屈曲部３８に生じさせ、前面部２０をヒンジピラー４の閉断面の外側へ倒す力を打ち消すことができると共に、凹ビード部３４により側面部１８の変形を抑制することができ、これにより、屈曲部３８及び凹ビード部３４が形成されている範囲におけるヒンジピラー４の局所的な座屈を抑制することができる。そして、ヒンジピラー４の側面部１８は、ヒンジピラー４の長手方向に直交する断面において車幅方向外側に突出したＵ字形に形成され凹ビード部３４の下端よりも上方から下側ヒンジ台座部２８の上端よりも下方まで延びる凸ビード部３６を備えているので、屈曲部３８及び凹ビード部３４が形成されていない凹ビード部３４の下端と下側ヒンジ台座部２８の上端との間の範囲における側面部１８の変形を凸ビード部３６によって抑制することができ、これにより、凹ビード部３４の下端と下側ヒンジ台座部２８の上端との間の範囲におけるヒンジピラー４の局所的な座屈を抑制できる。従って、側突時の外力に対するヒンジピラー４の曲げ強度を向上させることができる。

特に、側面部１８は、凹ビード部３４及び下側ヒンジ台座部２８を車体前方及び車体後方から挟むように配置された前後１対の凸ビード部３６を備えるので、屈曲部３８及び凹ビード部３４が形成されていない凹ビード部３４の下端と下側ヒンジ台座部２８の上端との間の範囲における側面部１８の変形を一層確実に抑制することができ、これにより、凹ビード部３４の下端と下側ヒンジ台座部２８の上端との間の範囲におけるヒンジピラー４の局所的な座屈を一層確実に抑制できる。

１ 車体
２ サイドシル
４ ヒンジピラー
６ Ｂピラー
１８ 側面部
２０ 前面部
２２ 後面部
２６ 上側ヒンジ台座部
２８ 下側ヒンジ台座部
３０、３２ 頂部
３４ 凹ビード部
３６ 凸ビード部
３８ 屈曲部

Claims (2)

1. 車体下部の車幅方向両端部において車体前後方向に延びる左右１対のサイドシルと、上記１対のサイドシルの中間部から車体上方へ延びるセンターピラーと、上記１対のサイドシルの前端部から車体上方へ延びるヒンジピラーとを有する車両の側部車体構造であって、
   上記ヒンジピラーは、車幅方向外側を向く側面部と、この側面部の前端から車幅方向内側に向かって延びる前面部と、この側面部の後端から車幅方向内側に向かって延びる後面部とを備え、
   上記側面部は、その上端部及び下端部において車幅方向外側に向かって隆起し且つ頂部が平面状に形成された上下１対のヒンジ台座部と、上記ヒンジピラーの長手方向に直交する断面において車幅方向内側に突出したＵ字形に形成され上記１対のヒンジ台座部の間において上記ヒンジピラーの長手方向に沿って延びる凹ビード部と、上記ヒンジピラーの長手方向に直交する断面において車幅方向外側に突出したＵ字形に形成され上記凹ビード部の下端よりも上方から上記下端部の上記ヒンジ台座部の上端よりも下方まで延びる凸ビード部と、を備え、
   上記前面部は、上記ヒンジピラーの長手方向に直交する断面において車体後方に向かって突出するように形成され上記側面部の上記凹ビード部と対応する位置において上記ヒンジピラーの長手方向に沿って延びる屈曲部を備えたことを特徴とする車両の側部車体構造。
2. 上記側面部は、上記凹ビード部及び上記下端部の上記ヒンジ台座部を車体前方及び車体後方から挟むように配置された前後１対の上記凸ビード部を備える車両の側部車体構造。

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