JP6406370B2 - 車両の側部車体構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両前方からの荷重の入力を考慮した車両の側部車体構造に関し、車両の車体構造の技術分野に属する。
自動車等の車両においては、車体の前方側部に、上下方向に延びてフロントドアを支持するヒンジピラーと、該ヒンジピラーの上端部からさらに上方に延びるフロントピラーと、両ピラーの接続部から前方に延びるエプロンメンバとが設けられ、車両前方から大きな荷重が入力されたときに、この荷重を前記エプロンメンバから前記両ピラーに分散させて伝達するように構成されることがある。
しかし、このような構成だけでは、前記荷重が入力された場合に、前記エプロンメンバの車体前側部が上方に持ち上がるような折れ変形に伴って、該エプロンメンバの後端部が接続されている前記ヒンジピラーと前記フロントピラーとの接続部が下方へ沈み込み、該フロントピラーが折れ変形して車室内側まで影響を及ぼす可能性がある。
このような問題に対しては、ヒンジピラーの上端部とフロントピラーの下端部との接合部にレインフォースメントを配設し、或いは、特許文献1に開示されているように、ヒンジピラーに相当するフロントピラーロアの上端部にリンホースビームステアリングと組み合わせた縦補強構造物を配設することでヒンジピラーとフロントピラーとの接合部における剛性を高めることが考えられ、これによれば、車両前方からの荷重がヒンジピラーとフロントピラーとに効果的に分散され、前述のような変形が抑制される可能性がある。
特開2006−193001号公報
しかしながら、前記特許文献1では、フロントピラーロアの上端部を複数部品で補強することになるため、重量の観点からさらなる改善の余地があった。そこで本発明では、軽量化に貢献しつつフロントピラーの折れ変形の抑制の更なる向上のため、ヒンジピラーの補強構造の一層の改善を課題とする。具体的には、車両前方から荷重が入力される場合のエプロンメンバの車体前側部が上方に持ち上がるような折れ変形に伴う、該エプロンメンバの後端部が接続されているヒンジピラーとフロントピラーとの接続部が下方へ沈み込むような変形と、フロントピラーの折れ変形と、を抑制し、エプロンメンバから入力された荷重を前記両ピラーに良好に伝達可能な車体構造を提供する。
前記課題を解決するため、本発明に係る車両の側部車体構造は次のように構成したことを特徴とする。
請求項1に記載の発明は、
車体の側面部に配設されて上下方向に延びるヒンジピラーと、
前記ヒンジピラーの上端部から上方に延びるフロントピラーと、
前記ヒンジピラーと前記フロントピラーとの接続部から前方へ延びるエプロンメンバと、
前記ヒンジピラーと前記フロントピラーとの接合部に配設されたピラーレインフォースメントと、を有する車両の側部車体構造であって、
前記ピラーレインフォースメントは、上下に延びる側面部と、該側面部の上端から車内側に向かう上面部とで略L字状とされていると共に、
前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを連結する補強部材が設けられていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、
前記補強部材は、前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを筋交い状に連結する高剛性部を有することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、前記請求項2に記載の発明において、
前記補強部材の高剛性部は、前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを筋交い状に連結するビード部であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、前記請求項2に記載の発明において、
前記補強部材の高剛性部は、前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを筋交い状に連結する肉厚部であることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、前記請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の発明において、
前記ピラーレインフォースメントの側面部は平面部を有し、
前記補強部材は、前記ピラーレインフォースメントの平面部と接合される平面接合部を備えることを特徴とする。
次に、本発明の効果について説明する。
まず、請求項1に記載の発明によれば、車体の側面部に配設されるヒンジピラーと、該ヒンジピラーの上端部に接続されるフロントピラーと、前記ヒンジピラーと前記フロントピラーとの接続部から前方へ延びるエプロンメンバと、前記ヒンジピラーと前記フロントピラーとの接合部に配設されるピラーレインフォースメントと、が備えられた構成において、前記ピラーレインフォースメントに補強部材が設けられるので、該ピラーレインフォースメントの上下方向の剛性を向上させることになる。
そして、前記補強部材は、前記ピラーレインフォースメントに設けられた略L字状の上面部と側面部とを連結するので、例えば、ピラーレインフォースメントの側面部のみに補強部材を設けた場合、該ピラーレインフォースメントの上下方向の剛性は向上するが、該ピラーレインフォースメントの上面部の変形に伴い側面部が追従するため車体幅方向へは変形しやすいことに比べて、本発明におけるピラーレインフォースメントの上下方向の剛性を向上させることに加えて、車体幅方向の変形に対する剛性も向上させることができる。
これにより、車両前方からの荷重が入力される場合において、前記ピラーレインフォースメントと前記フロントピラーとの接続部の下方への沈み込みが抑制され、該フロントピラーの折れ変形が抑制されるので、前記エプロンメンバから入力される荷重を前記ヒンジピラーと前記フロントピラーとに効果的に分散させることができる。また、前記フロントピラーの折れ変形が抑制されるので、車室内側への影響が抑制される。
また、請求項2に記載の発明によれば、前記補強部材は、前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを筋交い状に連結する高剛性部を有し、この高剛性部が、車両前方から荷重が入力される場合における前記ピラーレインフォースメントの上面を下方に沈み込ませるような荷重の入力に対して、突っ張るように作用することで、請求項1に記載の発明の効果がより効果的に実現される。
また、請求項3に記載の発明によれば、前記補強部材の高剛性部は、前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを筋交い状に連結するビード部であるので、請求項2に記載の発明の効果を具体的に実現できる。
また、請求項4に記載の発明によれば、前記補強部材の高剛性部は、前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを筋交い状に連結する肉厚部であるので、請求項3同様に、請求項2に記載の発明の効果を具体的に実現できる。
また、請求項5に記載の発明によれば、前記ピラーレインフォースメントの側面部は平面部を有し、該ピラーレインフォースメントの平面部と前記補強部材の平面接合部とが接合されるので、前記ピラーレインフォースメントの凹凸がない面剛性の低い平面部の剛性を効果的に向上させることができる。その結果、車両前方から荷重が入力される場合における、前記ピラーレインフォースメントの側面部が車内側へ膨むような変形を生じさせる荷重の入力に対して、面剛性が低い前記ピラーレインフォースメントの平面部が前記変形のきっかけ部となることが抑制できる。
本発明の実施形態に係る車両の側方車体構造を示す車内側からの側面図である。 ヒンジピラーインナパネル及びフロントピラーインナを取り外した状態における図1相当の図である。 図2におけるA矢視の補強部材周辺の要部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る補強部材の単体の斜視図である。 図3のB−B端面図である。 図3のC−C断面図である。 車両前方から荷重が入力される前後の側部車体構造の要部を示す説明図、及び、車両前方から荷重が入力される前後の図3のD−D断面図である。 本発明の第2実施形態に係る(a)図3相当の図、(b)図8(a)のE−E断面図、(c)図8(a)のF−F断面図である。
以下、本発明の実施形態に係る車両の側部車体構造の詳細を説明する。なお、以下においては、図示された車両右側の側部車体構造について説明するが、車両左側の側部車体構造も車両右側の側部車体構造と同様である。
図1に示すように、車体1の前方側部には、上下方向に延びてフロントドアを支持する左右のヒンジピラー2、2と、該左右のヒンジピラー2、2の上端部から車体後方かつ上方に延びる左右のフロントピラー3、3と、前記左右のヒンジピラー2、2の上部かつ車体前端部から車体前方に延びる左右のエプロンメンバ4、4と、前記左右のヒンジピラー2、2の下端部から車体後方に延びる左右のサイドシル5、5とが備えられている。そして、これらにより左右のフロントドア開口6、6の前縁部が形成されている。
また、前記左右のヒンジピラー2、2の間には、エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル7が配置されている。前記ダッシュパネル7の車室内側の面には、断面ハット状のダッシュクロスメンバ71が接合されて、前記ダッシュパネル7の剛性の向上を図っている。また、前記ダッシュパネル7と前記ヒンジピラー2とが接続されるコーナー部には、前記ダッシュパネル7と前記ヒンジピラー2とを筋交い状に連結するダッシュガセット72が設けられている。
前記ヒンジピラー2は、該ヒンジピラー2の車外側の面を構成するキャブサイドアウタパネル21と、前記ヒンジピラー2の車内側の面を構成するヒンジピラーインナパネル(以下、「ヒンジピラーインナ」という)22とを有している。
そして、図2は図1における前記ヒンジピラーインナ22及び前記フロントピラーインナ32を除去して車両の側部車体構造を示すもので、この図2に示すように、前記キャブサイドアウタパネル21と前記ヒンジピラーインナ22との間には、前記キャブサイドアウタパネル21の車体幅方向内側の面に近接、或いは、当接するように形成されたヒンジピラーアウタパネル(以下、「ヒンジピラーアウタ」という)23と、特許請求の範囲におけるピラーレインフォースメントとして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」という)24と、が配設されている。なお、前記ヒンジピラーアウタ23と前記ヒンジピラーレイン24は、車体上下方向に連なるように配設されており、前記ヒンジピラーアウタ23の上端部と前記ヒンジピラーレイン24の下端部は相互に接合されている。
また、前記ヒンジピラーインナ22と前記ヒンジピラーアウタ23との前側フランジ部同士22a、23a及び後側フランジ部同士22b、23bを溶接により接合することで、上下に延びる中空の閉断面構造が形成されている。
そして、前記ヒンジピラーレイン24は、図3及び図5に示すように、上下に延びる側面部24aと、該側面部24aの上端部から車内側に向かう上面部24bとで略L字状とされ、前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bと前記キャブサイドアウタパネル21とは溶接によって接合されている。
また、前記フロントピラー3は、図1に示すように、該フロントピラー3の車外側の面を構成するキャブサイドアウタパネル31と、前記フロントピラー3の車内側の面を構成するフロントピラーインナパネル(以下、「フロントピラーインナ」という)32と、図2に示すように、両パネル31、32の間に設けられて前記キャブサイドアウタパネル31の車体幅方向内側の面に近接、或いは、当接するように形成されたフロントピラーアウタパネル(以下、「フロントピラーアウタ」という)33とを有し、前記フロントピラーインナ32と前記フロントピラーアウタ33との上面部同士32a、33a及び下側フランジ部同士32b、33bを溶接により接合することで、上下に延びる中空の閉断面構造が形成されている。
そして、前記フロントピラーアウタ33の下端部と前記ヒンジピラーレイン24の上端部とが相互に接合され、前記フロントピラーインナ32の下端部と前記ヒンジピラーインナ22の上端部とが相互に接合されることにより、前記ヒンジピラー2と前記フロントピラー3とが接合されている。なお、前記ヒンジピラー2のキャブサイドアウタパネル21と前記フロントピラーのキャブサイドアウタパネル31とは連続したサイドパネルによって形成されている。
また、前記エプロンメンバ4は、該エプロンメンバ4の車外側の面を構成するエプロンメンバアウタ41と、前記エプロンメンバ4の車室内側の面を構成するエプロンメンバインナ42とを有し、前記エプロンメンバアウタ41と前記エプロンメンバインナ42とが溶接により接合されることで、車体前後方向に延びる中空の閉断面構造が形成されている。
そして、前記エプロンメンバアウタ41の後端部は、前記ヒンジピラーレイン24と前記ヒンジピラーアウタ23とに跨がるように、前記キャブサイドアウタパネル21を介して、前記ヒンジピラーレイン24の前端部と、前記ヒンジピラーアウタ23の上方前端部とに接合されることにより、前記ヒンジピラー2と前記エプロンメンバ4とが接合されている。
以上の構成に加えて、この実施形態においては、補強構造が設けられており、次に、前記ヒンジピラー2とフロントピラー3との接続部における補強構造について説明する。
図2に示すように、この補強構造は、前記ヒンジピラーレイン24と前記エプロンメンバ4との接続部と、前記ヒンジピラーレイン24と前記フロントピラー3との接続部との間において、車体前後方向ほぼ中央部で、且つ、前記ヒンジピラーレイン24の車体幅方向内側に、略L字状の補強部材8が設けられることで構成されている。具体的には、図3に示すように、前記ヒンジピラーレイン24の側面部24aと上面部24bとを連結するように、前記補強部材8が接合されている。
ここで、図3〜図6を用いて、前記補強部材8について詳しく説明する。
図4に示すように、前記補強部材8は、基本面部81と、該基本面部81の上端部からほぼ垂直に立ち上がる上面部82を有し、該基本面部81と上面部82とで略L字状とされている。また、前記基本面部81における車体前後方向の両側にはフランジ部83、83が車内側に立ち上がって設けられており、該フランジ部83、83と前記上面部82とは連続した面で形成されている。
前記補強部材8の基本面部81には、前記補強部材8の両側のフランジ部83、83の間で、前記補強部材8の上面部82から前記補強部材8の下端部84に亘って、車内側に突出するビード部85が設けられている。
そして、図3、図5に示すように、前記補強部材8の下端部84は、前記ヒンジピラーレイン24の側面部24aの下端部24a’と前記ヒンジピラーアウタ23の上端部との接続部に溶接されると共に、前記補強部材8の上面部82と前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bとが溶接されることで、前記ヒンジピラーレイン24の剛性が向上するように設けられている。
また、前述のように、前記補強部材8のビード部85は、前記補強部材8の上面部82と前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bとの接合部と、前記補強部材8の下端部84と前記ヒンジピラーレイン24の側面部24aの下端部24a’との接合部と、の間で車内側に突出して設けられている。これにより、前記補強部材8のビード部85が、例えば、前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bに入力される荷重を筋交い状に受けることになり、前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bに入力される荷重に対する前記ヒンジピラーレイン24の剛性が高められるので、該ヒンジピラーレイン24の車体正面視における断面崩れが抑制されている。
さらに、図3、図6に示すように、前記ヒンジピラーレイン24の側面部24aには、平面部24cが設けられており、前記補強部材8の基本面部81には、前記ヒンジピラーレイン24の平面部24cに対応する位置に平面接合部86が設けられており、前記ヒンジピラーレイン24の平面部24cと前記補強部材8の平面接合部86とが溶接によって接合されることで、凹凸がなく剛性の低い前記ヒンジピラーレイン24の平面部24cの面剛性が高められている。
次に本実施形態に係る車両の側部車体構造の作用及び効果について説明する。
ここで、図7(a)〜(c)は、車両の側部車体構造におけるエプロンメンバ4、ヒンジピラー2及びフロントピラー3の接続部を示すもので、(a)は車両前方から荷重が入力される前の状態を示し、(b)及び(c)は前記荷重が入力された後の状態を示している。そして、(b)は本発明における補強部材を備えない場合を示し、(c)は本発明における補強部材を備えた場合を示している。なお、図7(d)〜(f)は図3のD−D断面を示しており、それぞれ(a)〜(c)の場合に対応している。
図7(a)の矢印で示すように、車両前方から入力される荷重Fは、エプロンメンバ4からヒンジピラー2及びフロントピラー3に伝達される。
まず、従来の車両の側部車体構造における、前記荷重Fが車体に入力された場合の各部(エプロンメンバ4、ヒンジピラー2、フロントピラー3)の変形挙動について説明すると、図7(b)の実線で示すように、前記荷重Fの一部がエプロンメンバ4に入力されることによって、該エプロンメンバ4の車体前側が上方に持ち上がるように折れ変形し、該エプロンメンバ4の後端部4aは下方へ沈み込むように変形する。これにより、前記エプロンメンバ4の後端部4aが接続される、ヒンジピラー2の上面部2aが下方に沈み込むように変形する。
具体的には、図7(e)に示すように、ヒンジピラーレイン124の上面部124bが下方に沈み込むように変形すると共に、該ヒンジピラーレイン124の側面部124aが車内側に膨らむように変形する。その結果、図7(b)の実線で示すように前記フロントピラー3が折れ変形し、かつ、車室内側へ後退することになる。なお、図7(b)の仮想線は、前記荷重が入力される前の各部の状態(図7(a))を示している。
次に、本実施形態に係る車両の側部車体構造における、前記荷重Fが車体に入力された場合の各部(エプロンメンバ4、ヒンジピラー2、フロントピラー3)の変形挙動について具体的に説明すると、図7(f)に示すように、ヒンジピラーレイン24の上面部24bと側面部24aとの間を連結する補強部材8を設けているので、該ヒンジピラーレイン24の剛性が高められている。その結果、前記荷重Fの一部がエプロンメンバ4に入力される場合においても、前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bが下方向に沈み込むような変形が抑制されるので、前記ヒンジピラーレイン24の側面部24aが車内側に膨らむような変形も抑制されている。したがって、図7(c)の実線で示すように、フロントピラー3の折れ変形が抑制され、該フロントピラー3の車室内側への後退が抑制されている。なお、図7(c)の仮想線は、前記荷重が入力される前の各部の状態を示している。
また、図7(d)に示すように、前記補強部材8には車内側に突出して前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bと側面部24aとの間を筋交い状に連結するビード部85が設けられているので、前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bが下方向に沈み込むような荷重を筋交い状に受けることになる。したがって、前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bに入力される荷重に対する前記ヒンジピラーレイン24の剛性が高められ、図7(f)に示すように、該ヒンジピラーレイン24の車体正面視における断面崩れがより効果的に抑制される。
さらに、前記ヒンジピラーレイン24において凹凸のない剛性の低い平面部24cと、前記補強部材8の平面接合部86とが溶接されているため、該ヒンジピラーレイン24の平面部における面剛性が高められているので、図7(e)のような前記ヒンジピラーレイン124の側面部124aが車内側へ膨らむような変形に対して、剛性の低い前記ヒンジピラーレイン24の平面部24cが前記変形のきっかけ部となることが抑制されている。
[第2実施形態]
図8を参照しながら、第2実施形態に係る車両の側部車体構造について説明する。なお、図3に示す第1実施形態と同様の構成要素については図8において同一の符号を用いると共に、その説明を省略する。
第2実施形態では、補強部材8’の高剛性部の形状が第1実施形態と異なる。なお、その他の構成は第1実施形態と同様の構成であり、第1実施形態同様の効果が得られる。
第2実施形態に係る車両の側部車体構造は、第1実施形態同様に、車体1の側面部に配設されるヒンジピラー2と、該ヒンジピラー2の上端部に接続されるフロントピラー3と、前記ヒンジピラー2と前記フロントピラー3との接続部から前方へ延びるエプロンメンバ4と、前記ヒンジピラー2と前記フロントピラー3との接合部に配設されるピラーレインフォースメント24とが備えられた構成において、前記ピラーレインフォースメント24の側面部24aと、上面部24bとを連結する補強部材8’が接合されているが、この実施形態の該補強部材8’には、車内側に突出された肉厚部85’が設けられている。なお、前記補強部材8’は、例えば、アルミ部材で形成されている。
図8(a)に示すように、前記補強部材8’は、基本面部81’と、該基本面部81’の上端部からほぼ垂直に立ち上がる上面部82’を有し、該基本面部81’と上面部82’とで略L字状とされている。また、前記基本面部81’における車体前後方向の両側にはフランジ部83’、83’が車内側に立ち上がって設けられており、該フランジ部83’、83’と前記上面部82’とは連続した面で形成されている。
前記補強部材8’の基本面部81’には、前記補強部材8’の両側のフランジ部83’、83’の間で、前記補強部材8’の上面部82’から前記補強部材8’の下端部84’に亘って、車内側に突出する肉厚部85’が設けられている。
そして、第1実施形態における補強部材8のビード部85と同様に、前記補強部材8’の肉厚部85’は、前記補強部材8’の上面部82と前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bとの接合部と、前記補強部材8’の下端部84’と前記ヒンジピラーレイン24の側面部24aの下端部24a’との接合部と、の間で車内側に突出して設けられている。これにより、前記補強部材8’の肉厚部85’が、例えば、前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bに入力される荷重を筋交い状に受けることになる。すなわち、前記ヒンジピラーレイン24の上面部24bに入力される荷重に対する前記ヒンジピラーレイン24の剛性が高められるので、該ヒンジピラーレイン24の車体正面視における断面崩れが抑制されている。
これにより、前記ヒンジピラーレイン24の変形を抑制すると共に、前記フロントピラー3の折れ変形を抑制することができるので、該フロントピラー3の車室内側への影響が抑制されている。
以上のように、本発明によれば、上下方向に延び、上端部がフロントピラーの下端部に接合されたヒンジピラーと、車両前後方向に延び、後端部が前記ヒンジピラーに接続されるエプロンメンバとを有する車体構造において好適に利用される可能性がある。
1 車体
2 ヒンジピラー
3 フロントピラー
4 エプロンメンバ
8 補強部材
24 ヒンジピラーレインフォースメント(ピラーレインフォースメント)
24a 側面部
24b 上面部
24c 平面部
85 ビード部(高剛性部)
85’ 肉厚部
86 平面接合部

Claims (5)

  1. 車体の側面部に配設されて上下方向に延びるヒンジピラーと、
    前記ヒンジピラーの上端部から上方に延びるフロントピラーと、
    前記ヒンジピラーと前記フロントピラーとの接続部から前方へ延びるエプロンメンバと、
    前記ヒンジピラーと前記フロントピラーとの接合部に配設されたピラーレインフォースメントと、を有する車両の側部車体構造であって、
    前記ピラーレインフォースメントは、上下に延びる側面部と、該側面部の上端から車内側に向かう上面部とで略L字状とされていると共に、
    前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを連結する補強部材が設けられていることを特徴とする車両の側部車体構造。
  2. 前記補強部材は、前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを筋交い状に連結する高剛性部を有す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. 前記補強部材の高剛性部は、前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを筋交い状に連結するビード部であることを特徴とする請求項2に記載の車両の側部車体構造。
  4. 前記補強部材の高剛性部は、前記ピラーレインフォースメントの上面部と側面部とを筋交い状に連結する肉厚部であることを特徴とする前記請求項2に記載の車両の側部車体構造。
  5. 前記ピラーレインフォースメントの側面部は平面部を有し、
    前記補強部材は、前記ピラーレインフォースメントの平面部と接合される平面接合部を備えることを特徴とする前記請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車両の側部車体構造。
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