JP6508022B2

JP6508022B2 - 車両側部構造

Info

Publication number: JP6508022B2
Application number: JP2015238915A
Authority: JP
Inventors: 健太野村; 良則池上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2035-12-07
Also published as: JP2017105263A

Description

本発明は、車両側部構造に関する。

特許文献１には、側面衝突時（以下、適宜「側突時」と記載する。）の車体の変形を抑制するため、ロッカとフロアクロスメンバの間に荷重伝達部材を配置する構成が開示されている。

特開２００８−１９５２５２号公報

ところで、特許文献１に開示された技術においても側突時のセンターピラーの倒れ込みを抑制することができるが、側突時における車室内への影響低減の観点から、側突時のセンターピラーの倒れ込みをより効果的に抑制することが求められている。

本発明は、上記事実を考慮して、側面衝突時のセンターピラーの倒れ込みを抑制できる車両側部構造を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の車両側部構造は、車体下部に設けられ、車両前後方向に延びるフレーム部材と、前記フレーム部材の車幅方向外側に配置され、車両前後方向に延びるロッカと、車両上下方向に延び、下端部が前記ロッカに固定されたセンターピラーと、前記フレーム部材の車両上方であると共に車両前後方向で前記センターピラーに対応する位置に配置され、車幅方向に延びるクロスメンバと、前記フレーム部材に車両前後方向で前記センターピラーに対応する位置に設けられ、前記フレーム部材から車両上方及び車幅方向外側へ突出する形状とされ、車幅方向外側へ突出した部分が前記フレーム部材に車幅方向で対向する第１荷重伝達部材と、車両上下方向で前記クロスメンバと前記第１荷重伝達部材との間で前記第１荷重伝達部材に対向して配置され、車両下方の面の一部が前記第１荷重伝達部材の車両上方へ突出した部分に対応する形状の凹部とされ、前記センターピラーから前記クロスメンバを介して伝達される側面衝突荷重を前記凹部が前記第１荷重伝達部材の車両上方へ突出した部分に当接して前記第１荷重伝達部材に伝達する第２荷重伝達部材と、を有している。

請求項１に記載の車両側部構造では、第１荷重伝達部材の車幅方向外側へ突出した部分が車幅方向でフレーム部材に対向しているため、側面衝突時に側面衝突荷重が入力されたロッカが第１荷重伝達部材の車幅方向外側へ突出した部分に当接して、ロッカに入力された側面衝突荷重が第１荷重伝達部材を介してフレーム部材へ伝達される。

また、上記車両側部構造では、側面衝突時に側面衝突荷重がセンターピラーに入力されると、第２荷重伝達部材が第１荷重伝達部材の車両上方へ突出した部分に当接して、センターピラーからクロスメンバを介して伝達される側面衝突荷重が第２荷重伝達部材を介して第１荷重伝達部材に伝達される。これにより、側面衝突時の側面衝突荷重によってセンターピラーが車幅方向内側へ倒れ込むのが抑制される。

本発明によれば、側面衝突時のセンターピラーの倒れ込みを抑制できる車両側部構造を提供することができる。

本発明の一実施形態の車両側部構造を備えた車両を車幅方向に沿って切断した断面を斜め上方から見た斜視断面図である。本発明の一実施形態の車両側部構造の主要部を車幅方向に沿って切断した状態を示す拡大断面図である。

以下、本発明に係る車両側部構造の一実施形態について説明する。
なお、図面では、本実施形態の車両側部構造Ｓが適用された車両１０の前方（以下、適宜「車両前方」と記載する。）を矢印ＦＲで示し、車両の幅方向外側（以下、適宜「車幅方向外側」と記載する。）を矢印ＯＵＴで示し、車両の上方（以下、適宜「車両上方」と記載する。）を矢印ＵＰで示している。

図１及び図２に示されるように、車両１０の車体は、左右一対のサイドレール１２と、サイドレール１２の車両前後方向の所定位置に架設された複数のクロスメンバ（図示せず）と、を備えるシャシフレーム１４を有しており、シャシフレーム１４の複数箇所にボデーマウント（図示せず）を介してボデー１６がマウントされている。そして、本実施形態の車両側部構造Ｓは、上記サイドレール１２と、ロッカ１８と、センターピラー２０と、シートクロスメンバ２２と、サイドレール１２に設けられた第１荷重伝達部材２４と、シートクロスメンバ２２に設けられた第２荷重伝達部材２６と、を有している。

左右一対のサイドレール１２は、車体下部に設けられており、車両前後方向にそれぞれ延びている。サイドレール１２の車幅方向方に沿った断面は、略矩形の閉断面とされている。なお、本実施形態のサイドレール１２は、本発明におけるフレーム部材の一例である。

ロッカ１８は、左右一対のサイドレール１２の車幅方向外側にそれぞれ配置されており、車両前後方向にそれぞれ延びている。このロッカ１８は、車幅方向内側に位置し車幅方向内側に向かって凸となる略ハット形状のロッカインナパネル２８と、車幅方向外側に位置し車幅方向外側に向かって凸となる略ハット形状のロッカアウタパネル３０とを各々のフランジ部で接合して構成されており、車幅方向に沿った断面が閉断面とされている。また、ロッカ１８の上部、具体的には、ロッカインナパネル２８の上部には、フロアパネル３６の車幅方向の縁部が接合されている。

センターピラー２０は、車両上下方向に延びており、下端部２０Ａがロッカ１８に固定されている。このセンターピラー２０は、車幅方向内側に位置するピラーインナパネル３２と車幅方向外側に位置するピラーアウタパネル３４とを備えており、ピラーインナパネル３２の下端部３２Ａがロッカインナパネル２８とロッカアウタパネル３０との間に挟まれて固定され、ピラーアウタパネル３４の下端部３４Ａがロッカアウタパネル３０の車幅方向外側の側面に接合されている。

シートクロスメンバ２２は、サイドレール１２の車両上方に配置されたフロアパネル３６の上面３６Ａに接合されており、車両前後方向でセンターピラー２０に対応する位置に配置されている。また、シートクロスメンバ２２は、車幅方向に延びており、車両前後方向に沿った断面が車両上方に凸となる略ハット形状とされている。このシートクロスメンバ２２の上部には、車両用シート（図示せず）が取り付けられるようになっている。なお、本実施形態のシートクロスメンバ２２は、本発明におけるクロスメンバの一例である。

また、シートクロスメンバ２２の車幅方向外側の端部２２Ａには、バルク３８（荷重伝達部材）が接合されている。このバルク３８は、ピラーインナパネル３２の近傍まで車幅方向に延びており、車両前後方向に沿った断面が車両上方に凸となる略ハット形状とされている。また、バルク３８は、フロアパネル３６の上面３６Ａに接合されている。

第１荷重伝達部材２４は、サイドレール１２に車両前後方向でセンターピラー２０に対応する位置に設けられており、サイドレール１２から車両上方及び車幅方向外側へ突出する形状とされている。具体的には、第１荷重伝達部材２４は、板材を折り曲げて形成されており、サイドレール１２の上面１２Ａから車両上方且つ車幅方向外側へ向かって延びる傾斜部２４Ａと、傾斜部２４Ａの上端から車幅方向外側へ延びる平坦部２４Ｂと、サイドレール１２の車幅方向外側の側面１２Ｂから車両上方且つ車幅方向外側へ向かって延びる傾斜部２４Ｃと、傾斜部２４Ｃの上端から車両上下方向へ延びる平坦部２４Ｄと、平坦部２４Ｂの車幅方向外側の端から平坦部２４Ｄの上端へ向かって車両下方且つ車幅方向外側へ延びる傾斜部２４Ｅと、を有して構成されている。また、第１荷重伝達部材２４は、傾斜部２４Ａの下端がサイドレール１２の上面１２Ａに接合され、傾斜部２４Ｃの下端がサイドレール１２の側面１２Ｂに接合されており、車幅方向に沿った断面で見て、サイドレール１２との間に閉断面を形成している。また、第１荷重伝達部材２４は、車両前後方向の前端部及び後端部が閉塞板２４Ｆでそれぞれ閉塞されている。

第１荷重伝達部材２４の車幅方向外側へ突出した部分（以下、適宜「外側突出部」と記載する。）４０は、車幅方向でサイドレール１２に対向しており、側面衝突時の衝突荷重（以下、適宜「側面衝突荷重」と記載する。）が入力されたロッカ１８が当接可能とされている。具体的には、外側突出部４０を構成する平坦部２４Ｄには、側面衝突荷重が入力されて車幅方向内側へ向かって変形したロッカ１８のロッカインナパネル２８が当接するようになっている。なお、本実施形態の外側突出部４０は、傾斜部２４Ｃ、平坦部２４Ｄ及び傾斜部２４Ｅの一部（後述する他部以外の部分）で構成されている。

図２に示されるように、第２荷重伝達部材２６は、車両上下方向でシートクロスメンバ２２と第１荷重伝達部材２４との間に配置されている。具体的には、第２荷重伝達部材２６は、フロアパネル３６の下面３６Ｂに接合されており、車両上下方向で第１荷重伝達部材２４に対向して配置されている。この第２荷重伝達部材２６は、板材を折り曲げて形成されており、下面２６Ａの一部が第１荷重伝達部材２４の車両上方へ突出した部分（以下、適宜「上側突出部」と記載する。）４２に対応する形状の凹部４４とされている。なお、本実施形態の上側突出部４２は、傾斜部２４Ａ、平坦部２４Ｂ及び傾斜部２４Ｅの他部（サイドレール１２の上面１２Ａよりも車両上方部分）で構成されている。

凹部４４は、底部４４Ａが上側突出部４２を構成する平坦部２４Ｂに対応する形状とされ、車幅方向内側の凹壁部４４Ｂが傾斜部２４Ａに対応する形状とされ、車幅方向外側の凹壁部４４Ｃが傾斜部２４Ｅの上記他部に対応する形状とされている。

また、第２荷重伝達部材２６は、車幅方向内側の端部２６Ｂがフロアパネル３６の下面３６Ｂに接合され、車幅方向外側の端部２６Ｃがロッカ１８のロッカインナパネル２８に接合されており、車幅方向に沿った断面で見て、フロアパネル３６とロッカ１８との間に閉断面を形成している。

第２荷重伝達部材２６には、側面衝突時の衝突荷重がセンターピラー２０からバルク３８、シートクロスメンバ２２及びフロアパネル３６を介して伝達されるようになっている。そして、側面衝突荷重の伝達時には、第２荷重伝達部材２６は、第１荷重伝達部材２４の上側突出部４２に当接可能とされている。具体的には、側面衝突時の衝突荷重の入力によってセンターピラー２０の下端部２０Ａ側が車幅方向内側に倒れ込むと、ピラーインナパネル３２がバルク３８に当接し、バルク３８からシートクロスメンバ２２及びフロアパネル３６に衝突荷重が伝達される。衝突荷重が伝達されたフロアパネル３６は、衝突荷重が入力された方向に変形し、第２荷重伝達部材２６の凹部４４に第１荷重伝達部材２４の上側突出部４２が嵌り込んで、凹部４４の凹壁部４４Ｃが上側突出部４２の傾斜部２４Ｅに当接するように構成されている。

また、車両１０には、車両前後方向に延びる配管４６が設けられており、この配管４６が第１荷重伝達部材２４内を通り抜けている。具体的には、配管４６は、第１荷重伝達部材２４の両閉塞板２４Ｆに形成された開口２４Ｇから第１荷重伝達部材２４の内部に入り、他方の閉塞板２４Ｆに形成された開口２４Ｇから第１荷重伝達部材２４の外部に出ている。なお、開口２４Ｇは、閉塞板２４Ｆに形成した例えば、貫通孔や切欠きである。

また、第１荷重伝達部材２４内には、第１荷重伝達部材２４の強度を高めるためのリブ４８が設けられている。このリブ４８は、サイドレール１２の上面１２Ａと側面１２Ｂとでなす角部１２Ｃから第１荷重伝達部材２４の傾斜部２４Ｅに向かって延びており、傾斜部２４Ｅが受ける衝突荷重に対して第１荷重伝達部材２４の強度を高めている。また、リブ４８は、一方の閉塞板２４Ｆから他方の閉塞板２４Ｆに向かって車両前後方向に延びている。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
車両側部構造Ｓでは、例えば、衝突体５０が車両１０に側面衝突した場合、ロッカ１８及びセンターピラー２０に車幅方向外側から車幅方向内側へ向かって衝突荷重がそれぞれ入力される。

側面衝突時に衝突荷重Ｆ１が入力されたロッカ１８は、車幅方向内側へ向かって変形し、ロッカインナパネル２８が第１荷重伝達部材２４の外側突出部４０に当接する。この当接により、ロッカ１８に入力された衝突荷重Ｆ１が第１荷重伝達部材２４を介してサイドレール１２へ伝達される。このため、ロッカ１８の車幅方向に沿った断面形状を小型化したり、ロッカインナパネル２８及びロッカアウタパネル３０の板厚を薄くしたりすることが可能となり、車両側部のスペースの有効活用や車両１０の軽量化が実現可能となる。

また、側面衝突時に衝突荷重Ｆ２が入力されたセンターピラー２０は、下端部２０Ａ側が車幅方向内側へ向かって倒れ込むように変形し、ピラーインナパネル３２がバルク３８に当接する。これにより、バルク３８に衝突荷重Ｆ２が伝達される。バルク３８に伝達された衝突荷重Ｆ２は、シートクロスメンバ２２及びフロアパネル３６に伝達される。衝突荷重Ｆ２が伝達されたフロアパネル３６は、衝突荷重Ｆ２が入力された方向に変形し、第２荷重伝達部材２６の凹部４４に第１荷重伝達部材２４の上側突出部４２が嵌り込んで、凹部４４の凹壁部４４Ｃが上側突出部４２の傾斜部２４Ｅに当接する。これにより、第２荷重伝達部材２６を介して衝突荷重Ｆ２が第１荷重伝達部材２４に伝達される。そして、第１荷重伝達部材２４に伝達された衝突荷重Ｆ２がサイドレール１２へ伝達される。これにより、側面衝突時の衝突荷重Ｆ２によってセンターピラー２０が車幅方向内側へ倒れ込むのが抑制される。

上記のように、車両側部構造Ｓでは、ロッカ１８に入力された衝突荷重Ｆ１及びセンターピラー２０に入力された衝突荷重Ｆ２がそれぞれサイドレール１２に伝達されるため、シートクロスメンバ２２を介して車幅方向へ伝達される衝突荷重Ｆ３が低減される。これにより、シートクロスメンバ２２を軽い材料で形成したり、板厚を薄くしたりすることが可能となり、車両１０の軽量化を図ることが可能となる。

また、車両側部構造Ｓでは、側面衝突時に第２荷重伝達部材２６の凹部４４に第１荷重伝達部材２４の上側突出部４２が嵌り込む、言い換えると、凹壁部４４Ｂに傾斜部２４Ａが当接し、底部４４Ａに平坦部２４Ｂし、凹壁部４４Ｃに傾斜部２４Ｅが当接する。このため、伝達された衝突荷重によってサイドレール１２が車幅方向内側に変形する際に、凹部４４と上側突出部４２との接触面間におけるすべりが抑制される。これにより、サイドレール１２の変形によってサイドレール１２に伝達される衝突荷重が減少することが抑制される。その結果、衝突体５０による車室内への影響を安定的に低減することができる。

車両側部構造Ｓでは、配管４６を第１荷重伝達部材２４内に通しているため、側面衝突時においても第１荷重伝達部材２４によって配管４６が保護される。

また、車両側部構造Ｓでは、第１荷重伝達部材２４内にリブ４８を設けているため、第１荷重伝達部材２４の強度が向上し、衝突荷重Ｆ１を効率よくサイドレール１２に伝達することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

Ｓ車両側部構造
１２サイドレール（フレーム部材）
１８ロッカ
２０センターピラー
２０Ａ下端部
２２シートクロスメンバ（クロスメンバ）
２４第１荷重伝達部材
２６第２荷重伝達部材
４０外側突出部（車幅方向外側へ突出した部分）
４２上側突出部（車両上方へ突出した部分）

Claims

車体下部に設けられ、車両前後方向に延びるフレーム部材と、
前記フレーム部材の車幅方向外側に配置され、車両前後方向に延びるロッカと、
車両上下方向に延び、下端部が前記ロッカに固定されたセンターピラーと、
前記フレーム部材の車両上方であると共に車両前後方向で前記センターピラーに対応する位置に配置され、車幅方向に延びるクロスメンバと、
前記フレーム部材に車両前後方向で前記センターピラーに対応する位置に設けられ、前記フレーム部材から車両上方及び車幅方向外側へ突出する形状とされ、車幅方向外側へ突出した部分が前記フレーム部材に車幅方向で対向する第１荷重伝達部材と、
車両上下方向で前記クロスメンバと前記第１荷重伝達部材との間で前記第１荷重伝達部材に対向して配置され、車両下方の面の一部が前記第１荷重伝達部材の車両上方へ突出した部分に対応する形状の凹部とされ、前記センターピラーから前記クロスメンバを介して伝達される側面衝突荷重を前記凹部が前記第１荷重伝達部材の車両上方へ突出した部分に当接して前記第１荷重伝達部材に伝達する第２荷重伝達部材と、
を有する車両側部構造。
前記第１荷重伝達部材は、前記フレーム部材の車両上方の面から車両上方且つ車幅方向外側へ向かって延びる第１傾斜部と、前記第１傾斜部の車両上方の端から車幅方向外側へ延びる第１平坦部と、前記フレーム部材の車幅方向外側の側面から車両上方且つ車幅方向外側へ向かって延びる第２傾斜部と、前記第２傾斜部の車両上方の端から車両上下方向へ延びる第２平坦部と、前記第１平坦部の車幅方向外側の端から前記第２平坦部の車両上方の端へ向かって車両下方且つ車幅方向外側へ延びる第３傾斜部と、を有しており、車幅方向に沿った断面で見て、前記フレーム部材との間に閉断面を形成している、請求項１に記載の車両側部構造。
前記凹部は、底部が前記第１平坦部に対応する形状とされ、車幅方向内側の第１凹壁部が前記第１傾斜部に対応する形状とされ、車幅方向外側の第２凹壁部が前記第３傾斜部の前記フレーム部材の車両上方の面よりも車両上方の部分に対応する形状とされている、請求項２に記載の車両側部構造。