JP6135699B2 - 車両側部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両側部構造に関する。

下記特許文献１には、ルーフサイドレールとセンターピラー（「Ｂピラー」ともいう）との結合部構造が開示されている。特許文献１では、ピラースチフナの上端部をルーフサイドレールに連結させて、ルーフサイドレールとセンターピラーを接合している。そして、ルーフサイドレールの上壁とピラースチフナの上端部を水平方向に配置することにより、側方からの荷重入力に対して、ルーフサイドレールとセンターピラーの車両内側への変形を抑制している。

特開２０１０−１６７９７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の接合構造による場合、側面衝突時の衝突荷重の入力方向によっては、車両幅方向外側に凸の断面形状を有するルーフサイドレールアウタは、前後方向に形成される稜線が車両内側へ変位して断面が開くように変形する。このような変形も含めて、側面衝突時における車両内側への変形を抑制すべく、更に改良する余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、側面衝突時におけるルーフサイドレールの車室内側方向への変形を抑制できる車両側部構造を得ることが目的である。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る車両側部構造は、車両前後方向に延出され車両幅方向外側に凸となる断面形状が上壁部と下壁部とで構成され該上壁部と下壁部の間にアウタ稜線が形成されたレールアウタリインフォースメントと、該レールアウタリインフォースメントよりも車両内側に配置され前記レールアウタリインフォースメントとの間に閉断面を形成するレールインナパネルと、を有するルーフサイドレールと、車両側部において車両上下方向に延び、上端部が前記レールアウタリインフォースメントの車両幅方向外側に接合されたピラーと、前記レールアウタリインフォースメントに沿って前記レールアウタリインフォースメントの車両内側に配置され、前記上壁部に沿って配置された上補強部と、前記下壁部に沿って配置された下補強部と、前記上補強部と前記下補強部との間の前記アウタ稜線に沿った補強前後稜線と、前記補強前後稜線よりも車両内側に突出して前記上補強部と前記下補強部の間を繋ぐビードと、を有する補強部材と、を備えている。

請求項１記載の本発明の車両側部構造では、側面衝突等によりピラーに車両内側への荷重が入力されると、当該荷重は、ピラーの上端部が接合されたレールアウタリインフォースメントに伝達される。そして、上壁部と下壁部の間のアウタ稜線が車両幅方向内側へ変位して車両幅方向内側へ開き変形するように力が作用する。ここで、補強部材に形成されたビードは、補強前後稜線よりも車両内側に突出して上壁部に沿って配置された上補強部と下壁部に沿って配置された下補強部の間を繋いでいる。したがって、ビードが、この荷重入力に対し、上補強部と下補強部の間で引っ張られつつ両者の距離を維持するように作用する。したがって、上壁部と下壁部とが開き変形するのを効果的に抑制することができる。

また、ピラーとレールアウタリインフォースメントの車両幅方向内側にビードで補強された補強部材が配置されているので、レールアウタリインフォースメントとピラーとの接合部分を効率よく補強することができる。

請求項２に記載の発明に係る車両側部構造は、前記ピラーには、互いに車両前後方向に間隔をあけて車両上下方向に延出された一対のピラー上下稜線が形成され、前記ビードは、前記一対のピラー上下稜線の延長線間領域に配置されている、ことを特徴とする。

請求項２に係る車両側部構造によれば、ビードが、側面衝突時における応力が集中しやすい、一対のピラー上下稜線の延長線の間である延長線間領域に配置されている。したがって、効果的に、レールアウタリインフォースメントとピラーとの接合部分における強度を高くすることができる。

請求項３に記載の発明に係る車両側部構造は、ビードが、前記延長線間領域に、互いに離間して複数形成されている、ことを特徴とする。

請求項３に係る車両側部構造によれば、延長線間領域でビードが複数に分割されている。したがって、ビードにより車両前後方向に形成される稜線が分断される。

請求項４に記載の発明に係る車両側部構造は、前記ビードが、前記延長線間領域よりも車両前後方向前側及び後側の少なくとも一方に形成されている、ことを特徴とする。

請求項４に係る車両側部構造によれば、ビードは、延長線間領域だけでなく、延長線間領域よりも車両前側、又は、車両後側、又は車両前側と後側の両方、に形成されている。したがって、レールアウタリインフォースメントとピラーとの接合部分を効率よく補強することができる。

請求項５に記載の発明に係る車両側部構造は、前記ピラーの上端部と、前記レールアウタリインフォースメントと、前記補強部材とが、一体的に接合されている、ことを特徴とする。

請求項５に係る車両側部構造によれば、レールアウタリインフォースメントとピラーとの接合部分における剛性が高くなり、側面衝突時において、ピラー前後稜線、アウタ稜線、及び補強前後稜線が重なり合う部分が、車両内側へ開くように変形することを効果的に抑制することができる。

請求項６に記載の発明に係る車両側部構造は、前記ビードの車両上下方向の両端部は、前記補強前後稜線から等距離の位置に配置されている、ことを特徴とする。

請求項６に係る車両側部構造によれば、側面衝突時の荷重がビードへバランス良く入力されるので、ビードピラー前後稜線、アウタ稜線、及び補強前後稜線が重なり合う部分が、車両内側へ開くように変形することを、効果的に抑制することができる。

請求項１記載の本発明の車両側部構造によれば、側面衝突時におけるルーフサイドレールの車室内側方向への変形を抑制することができる。

請求項２記載の本発明の車両側部構造によれば、効果的に、側面衝突時におけるルーフサイドレールの車室内側方向への変形を抑制することができる。

請求項３記載の本発明の車両側部構造によれば、レールアウタリインフォースメントを効果的に補強することができる。

請求項４〜６記載の本発明の車両側部構造によれば、より効果的に、側面衝突時におけるレールアウタリインフォースメントの車室内側方向への変形を抑制することができる。

本発明に係る車両側部構造が適用された車両の上側部を示す斜視図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る車両側部構造を車両内側から見た一部破断平面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 本実施形態の補強パッチの斜視図である。 本実施形態の変形例の補強パッチの斜視図である。

以下、図１〜図５を用いて、本発明に係る車両側部構造の実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＵＰは車体上方向を示し、矢印ＦＲは車体前方向を示し、矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。

図１には、本実施形態に係る車両側部構造１０が適用された車両の上側部が斜視図で示されている。また、図２には、図１のＡ−Ａ線断面図が示されている。

図１に示されるように、車両ルーフ１３は、キャビンを覆うルーフパネル１１及び車両幅方向の両サイドに設けられたルーフサイドレール１２を有している。ルーフパネル１１により、車両の上部外板が構成されている。ルーフサイドレール１２は、左右一対で車両前後方向に沿って配設されている。ルーフサイドレール１２の中間部には、センターピラー３０の上部が結合されている。センターピラー３０は、車両上下方向に配置されている。

図２に示されるように、ルーフサイドレール１２は、サイドアウタパネル１４、レールアウタリインフォースメント２０（以下「レールアウタ２０」と称する）、及びレールインナパネル１６（以下「レールインナ１６」と称する）を含んで構成されている。レールインナ１６は車両内側に配置され、レールアウタ２０はレールインナ１６よりも車両外側に配置されている。レールインナ１６とレールアウタ２０とで閉断面が形成されている。サイドアウタパネル１４は、レールアウタ２０の車両外側に配置されている。

レールインナ１６は、レールアウタ２０との間で閉断面を形成する本体部１６Ａと、この本体部１６Ａの内端部から車両幅方向内側へ略水平に屈曲された内側フランジ部１６Ｂと、本体部１６Ａの外端部から斜め下方外向きに屈曲された外側フランジ部１６Ｃと、を有している。

レールアウタ２０は、車両内側が開放された矩形断面とされレールインナ１６の本体部１６Ａと対向配置されたレール本体部２２を有している。レール本体部２２は、内端側上部を構成する上本体部２２Ａ、上本体部２２Ａの外端から車両外側斜め下方向へ屈曲された上壁部２２Ｂ、及び上壁部２２Ｂの外端から車両内側斜め下方向へ屈曲された下壁部２２Ｃで構成されている。レールアウタ２０は、さらに、上本体部２２Ａの内端部から車両幅方向内側へ略水平に屈曲された内側フランジ部２０Ｂ、及び下壁部２２Ｃの下端部から斜め下方外向きに屈曲された外側フランジ部２０Ｃ、を有している。内側フランジ部１４Ｂは、内側フランジ部１６Ｂと接合され、外側フランジ部２０Ｃは、外側フランジ部１６Ｃと接合されている。なお、外側フランジ部２０Ｃと外側フランジ部１６Ｃは、図２に示される位置では、センターピラーインナ１８を介して接合されている。レールアウタ２０の上壁部２２Ｂと下壁部２２Ｃは、車両幅方向外側へ凸となる断面を有し、上壁部２２Ｂと下壁部２２Ｃの間には、アウタ稜線２４が形成されている。アウタ稜線２４は、車両前後方向に延出されている。

レールアウタ２０の車両外側には、センターピラー３０を構成するセンターピラーアウタ３１が配置されている。センターピラーアウタ３１は、車両上下方向に延び、上壁部２２Ｂの外側に沿って配置されるピラー第１上端部３２、及びピラー第１上端部３２の下端から車両内側斜め下方向へ屈曲され下壁部２２Ｃに沿って配置されるピラー第２上端部３４を有している。車両幅方向外側へ凸となるピラー第１上端部３２とピラー第２上端部３４の間には、ピラー前後稜線３６が形成されている。ピラー前後稜線３６は、アウタ稜線２４に沿って車両前後方向に配置されている。

図３に示されるように、センターピラーアウタ３１は、車両上下方向に延出され、レールアウタ２０と接合される上端部で車両前後方向に幅広とされている。センターピラーアウタ３１のレールアウタ２０と接合される部分よりも車両下側のピラー本体部３１Ａは、図４に示されるように、断面ハット状とされている。ピラー本体部３１Ａには、車両前後方向の端部に凸状の凸部３８が形成されている。凸部３８の車両前後方向の両端には、フランジ部３８Ａが形成されている。凸部３８には、凸状を形成する２カ所の屈曲部分に一対のピラー上下稜線３９Ａ、３９Ｂが形成されている。

図２に示されるように、レールアウタ２０の車両内側には、補強パッチ４０が配置されている。補強パッチ４０は、図５にも示されるように、板状とされており、上本体部２２Ａに沿って配置される端部４２、上壁部２２Ｂに沿って配置される上補強部４４、及び、下壁部２２Ｃに沿って配置される下補強部４６を有している。図３に示されるように、補強パッチ４０の車両後端は、センターピラーアウタ３１の車両後端よりも後側に配置されている。

上補強部４４は、端部４２の外端から車両外側斜め下方向へ屈曲されている。図５に示されるように、上補強部４４には、車両前後方向に間隔を置いて、車両内側へ凸となる上凸部４４Ａが複数形成されている。下補強部４６は、上補強部４４の下端から車両内側斜め下方向へ屈曲されている。下補強部４６の下側には、車両前後方向に間隔を置いて、車両内側が凹となる下凹部４６Ａが複数形成されている。上補強部４４と下補強部４６の境界部分には、車両前後方向に沿って補強前後稜線４８が形成されている。補強前後稜線４８は、アウタ稜線２４に沿って配置されている。

上補強部４４と下補強部４６の間には、４個のビード５０、５２、５４、５６が形成されている。ビード５０〜５６は、互いに間隔をあけて補強前後稜線４８に沿って並んでおり、ビード５０は車両前側のピラー上下稜線３９Ａの延長線３９ＡＥよりも車両前側に配置されている。ビード５２及びビード５４は、一対のピラー上下稜線３９Ａ、３９Ｂの延長線３９ＡＥ、３９ＢＥの間の領域（以下「延長線間領域３７」と称する）、すなわち、ピラー上下稜線３９Ａの延長線３９ＡＥよりも車両後側で且つピラー上下稜線３９Ｂの延長線３９ＢＥよりも車両前側の領域に配置されている。ビード５６は車両前側のピラー上下稜線３９Ｂの延長線３９ＢＥよりも車両後側に配置されている。

ビード５０〜５６は、補強前後稜線４８よりも車両幅方向内側に突出されており、各々、頂面部５０Ａ、５２Ａ、５４Ａ、５６Ａ、側面部５０Ｂ、５２Ｂ、５４Ｂ、５６Ｂを有している。頂面部５０Ａ、５２Ａ、５４Ａ、５６Ａは、上端が上凸部４４Ａに配置され、下端が下補強部４６の中間部に配置された長方形板状とされている。頂面部５０Ａ、５２Ａ、５４Ａ、５６Ａは、上補強部４４と下補強部４６の間を繋ぐように形成されている。側面部５０Ｂ、５２Ｂ、５４Ｂ、５６Ｂは、頂面部５０Ａ、５２Ａ、５４Ａ、５６Ａの車両前後方向の両端辺から上補強部４４及び下補強部４６の一般面に延出されている。側面部５０Ｂ、５２Ｂ、５４Ｂ、５６Ｂは、上補強部４４との境界部分の長さ（補強前後稜線４８から側面部の上端までの長さ）、及び下補強部４６との境界部分の長さ（補強前後稜線４８から側面部の下端までの長さ）が、略等しく、略二等辺三角形状とされている。ビード５０〜５６により、補強前後稜線４８は、分断されている。

センターピラーアウタ３１、レールアウタ２０、及び補強パッチ４０は、ピラー第１上端部３２、上壁部２２Ｂ、及び上補強部４４の上凸部４４Ａが形成されていない部分（上補強部４４の一般面）でスポット溶接により接合されている。図３に示されるように、スポット溶接の打点Ｓは、車両前後及び上下方向において、重なり合わない位置に配置されている。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

側面衝突等により、車両の側面からセンターピラー３０へ荷重が入力すると、この荷重は、センターピラー３０の上端部（ピラー第１上端部３２及びピラー第２上端部３４）が結合されたレールアウタ２０へ伝達される。そして、当該荷重は、アウタ稜線２４、ピラー前後稜線３６が重なり合う部分において、車両幅方向内側が開くように作用する。一方、本実施形態では、補強パッチ４０に形成されたビード５０、５２、５４、５６は、補強前後稜線４８よりも車両幅方向内側に突出して上補強部４４と下補強部４６の間を繋いでいる。したがって、前述の荷重入力に対してビード５０、５２、５４、５６は、上補強部４４と下補強部４６の間で引っ張られつつ両者の距離を維持するように作用する。これにより、ピラー前後稜線、アウタ稜線、及び補強前後稜線が重なり合う部分の車両内側が開く変形を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、レールアウタ２０の車両幅方向内側に補強パッチ４０が配置されて強度が高くなっているので、側面衝突時におけるピラー上部の車室内側方向への変形を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、補強パッチ４０のビード５０、５２、５４、５６は、延長線３９ＡＥ、３９ＢＥと重なり合わない位置に配置されている。したがって、応力が集中しやすい、ピラー上下稜線３９Ａ、３９Ｂの延長線上を避けて、ビードによる稜線が形成され、ビード形成による応力集中を緩和することができる。

さらに、本実施形態では、側面衝突時における応力が集中しやすい延長線３９ＡＥ、３９ＢＥの間である延長線間領域３７にビード５２、５４が形成されている。したがって、効果的に、レールアウタ２０とセンターピラー３０との接合部分を、効率よく補強することができる。

さらに、ビード５２、５４は、互いに離間して配置されている。したがって、ビード５２、５４の稜線が車両前後方向に直線状に連続することがなく、ビード形成による稜線に応力が集中することを緩和することができる。

また、本実施形態では、延長線間領域３７の外側、すなわち、延長線３９ＡＥの車両前側、及び延長線３９ＢＥの車両後側にもビード５０、５６が形成されている。したがって、レールアウタ２０とセンターピラーアウタ３１との接合部分を、効率よく補強することができる。

また、本実施形態では、ピラー第１上端部３２、上本体部２２Ａ、及び上補強部４４が溶接されて一体的に接合されているので、レールアウタ２０とセンターピラーアウタ３１との接合部分における強度及び剛性を高くすることができる。これにより、側面衝突時において、ピラー前後稜線３６、アウタ稜線２４、及び補強前後稜線４８が重なり合う部分について、車両内側が開くように変形することを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、ビード５０、５２、５４、５６の各々の側面部５０Ｂ、５２Ｂ、５４Ｂ、５６Ｂは、二等辺三角形状とされている。したがって、側面衝突時の荷重がビード５０、５２、５４、５６へバランス良く入力されるので、レールアウタ２０の上壁部２２Ｂと下壁部２２Ｃの車両内側が開くように変形することを、効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態のビード５０、５２、５４、５６は、頂面を有する形状としたが、他の形状のビードを形成してもよい。例えば、図６に示されるように、頂面を有さない、所謂三角ビード５１、５３、５５、５７とすることもできる。この場合には、各々の２つの側面５１Ａ、５３Ａ、５５Ａ、５７Ａが、頂辺５１Ｂ、５３Ｂ、５５Ｂ、５７Ｂを各々共有する、所謂三角ビードとすることができる。この形状によれば、ビードを比較的小さく形成することができ、他の部分、例えばスポット溶接の打点等との位置調整を容易に行うことができ、ビード形成の自由度を高くすることができる。

また、本実施形態では、本発明をルーフサイドレールとセンターピラー上部との結合部へ適用した例について説明したが、本発明は、ルーフサイドレールをセンターピラー以外のピラー上部との結合部に適用してもよい。例えば、フロントピラーやリアピラーにも適用することができる。

１０ 車両側部構造
１２ ルーフサイドレール
１６ レールインナパネル
２０ レールアウタリインフォースメント
２２Ｂ 上壁部
２２Ｃ 下壁部
２４ アウタ稜線
３０ センターピラー（ピラー）
３１ センターピラーアウタ（ピラー）
３２ 第１ピラー上端部（上端部）
３４ 第２ピラー上端部（上端部）
３７ 延長線間領域
３９Ａ ピラー上下稜線
３９Ｂ ピラー上下稜線
４０ 補強パッチ（補強部材）
４８ 補強前後稜線
５０、５２、５４、５６ ビード
５１、５３、５５、５７ ビード

Claims (6)

1. 車両前後方向に延出され車両幅方向外側に凸となる断面形状が上壁部と下壁部とで構成され該上壁部と下壁部の間にアウタ稜線が形成されたレールアウタリインフォースメントと、該レールアウタリインフォースメントよりも車両内側に配置され前記レールアウタリインフォースメントとの間に閉断面を形成するレールインナパネルと、を有するルーフサイドレールと、
   車両側部において車両上下方向に延び、上端部が前記レールアウタリインフォースメントの車両幅方向外側に接合されたピラーと、
   前記レールアウタリインフォースメントに沿って前記レールアウタリインフォースメントの車両内側に配置され、前記上壁部に沿って配置された上補強部と、前記下壁部に沿って配置された下補強部と、前記上補強部と前記下補強部との間の前記アウタ稜線に沿った補強前後稜線と、前記補強前後稜線よりも車両内側に突出して前記上補強部と前記下補強部の間を繋ぐビードと、を有する補強部材と、
   を備えた、車両側部構造。
2. 前記ピラーには、互いに車両前後方向に間隔をあけて車両上下方向に延出された一対のピラー上下稜線が形成され、前記ビードは、前記一対のピラー上下稜線の延長線間領域に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両側部構造。
3. 前記ビードは、前記延長線間領域に互いに離間して複数形成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両側部構造。
4. 前記ビードは、前記延長線間領域よりも車両前後方向前側及び後側の少なくとも一方に形成されている、
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両側部構造。
5. 前記ピラーの上端部と、前記レールアウタリインフォースメントと、前記補強部材とが、一体的に接合されている、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両側部構造。
6. 前記ビードの車両上下方向の両端部は、前記補強前後稜線から等距離の位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両側部構造。
   

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