JP7388202B2

JP7388202B2 - 車両側壁構造

Info

Publication number: JP7388202B2
Application number: JP2020006330A
Authority: JP
Inventors: 祐貴二宮
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2023-11-29
Anticipated expiration: 2040-01-17
Also published as: JP2021112974A

Description

本発明は、車両の車両側壁構造に関する。

車両の側壁を構成する各種パネル部材の接合には、例えば、スポット溶接が適用される（一例として、下記特許文献１を参照）。このような各種パネル部材のスポット溶接では、２枚以上のパネル部材が各々の厚さ方向に互いに対向された状態で、互いに近接配置されてスポット溶接機によって溶接される。ところで、車両の車両後側部分の側壁においては、ルーフサイドアウタパネルの車両下側部分と、ホイールハウスを構成するホイールハウスアウタとがスポット溶接されることがある。

このような構成で、車両後側部分の車両左側と車両右側とで車両上下方向に逆位相の外力が入力されると、車両の車両後側部分の車幅方向一方の側では、ルーフサイドアウタパネルがホイールハウスアウタから離れて車幅方向外側へ移動しようとする。このようなホイールハウスアウタに対するルーフサイドアウタパネルの移動は、ルーフサイドアウタパネルとホイールハウスアウタとのスポット溶接による溶接部を引き剥がすように作用する。

特開２０１４－１５９１９４号公報

本発明は、上記事実を考慮して、ルーフサイドアウタパネルとホイールハウスアウタとのスポット溶接部分でのルーフサイドアウタパネルのホイールハウスアウタからの引き剥がしを抑制できる車両側壁構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の車両側壁構造は、車両の車両後側部分の側壁を構成し、車両上下方向の中間部よりも下側に車幅方向外方下側へ延びる湾曲部を有し、該湾曲部に車幅方向外側へ膨らむように曲がった第１凸部が形成されたルーフサイドアウタパネルと、車両上下方向の上側に、車両前後方向の中央部よりも車両下側を曲率中心として車幅方向を軸方向とする軸周り方向に湾曲されたアウタ基部と、アウタ基部の車両外側端から前記湾曲部に沿って湾曲して延在されたアウタ延長部とを備え、前記車両のリヤタイヤが内側に配置されるホイールハウスを構成し、前記アウタ延長部と前記湾曲部とが各々の厚さ方向に互いに対向されて、前記ルーフサイドアウタパネルにおける前記第１凸部よりも車両下側の結合部が車幅方向中央側で対向されてスポット溶接によって前記結合部に結合されたホイールハウスアウタと、前記スポット溶接による前記結合部と前記ホイールハウスアウタとの溶接部分よりも車両上側で且つ前記第１凸部よりも車両下側で前記ルーフサイドアウタパネルに設定され、車幅方向中央側へ膨らむように曲がった第２凸部と、を備え、車両前後方向から見て、前記第１凸部と前記第２凸部とが車幅方向の反対側に突出するように湾曲されており、前記結合部における前記ルーフサイドアウタパネルと前記ホイールハウスアウタとの結合方向が、前記第１凸部及び前記第２凸部の突出方向と略平行に設定されている。

請求項１に記載の車両側壁構造によれば、ルーフサイドアウタパネルは、第１凸部を備えている。第１凸部は、ルーフサイドアウタパネルの車両上側部分と車両下側部分との間に設定されており、第１凸部ではルーフサイドアウタパネルが車幅方向外側へ膨らむように曲がっている。ルーフサイドアウタパネルにおける第１凸部よりも車両下側には結合部が設定される。結合部は、ホイールハウスアウタの車幅方向内側でホイールハウスアウタに対向されており、ルーフサイドアウタパネルの結合部は、ホイールハウスアウタにスポット溶接によって結合される。

例えば、ホイールハウスアウタの車両下側からホイールハウスアウタを車両上側で且つ車幅方向中央側へ押し上げるような荷重がホイールハウスアウタに作用すると、ルーフサイドアウタパネルは、車幅方向外側へ倒れるように変形される。このような変形がルーフサイドアウタパネルに生じると、ルーフサイドアウタパネルの第１凸部は、更に大きく曲がるように変形される。このような第１凸部の変形は、スポット溶接による溶接部分でルーフサイドアウタパネルをホイールハウスアウタから引き剥がそうとする。

ここで、ルーサイドアウタパネルにおいてスポット溶接による溶接部分よりも車両上側で且つ第１凸部よりも車両下側には第２凸部が設定される。この第２凸部は、第１凸部とは異なり車幅方向中央側へ膨らむように曲がっている。このため、上記のようにルーフサイドアウタパネルが車幅方向外側へ倒れるように変形されると、第１凸部での変形をキャンセルするように第２凸部が車幅方向中央側へ更に曲がるように変形される。これによって、スポット溶接による溶接部分でルーフサイドアウタパネルがホイールハウスアウタから剥がれることを抑制できる。

以上、説明したように、請求項１に記載の車両側壁構造では、スポット溶接による溶接部でルーフサイドアウタパネルがホイールハウスアウタから剥がれることを抑制できる。

本発明の一実施の形態に係る車両側壁構造が適用された車両の車体の車両後側部分を車両左側から見た側面図である。図１の２－２線に沿った変形前の断面図である。図２に対応する断面図で、実線は、変形状態を示し、二点鎖線は、変形前を示す。

次に、本発明の実施の形態を図１から図３の各図に基づいて説明する。なお、以下の各図において適宜に示される矢印ＦＲは、本実施の形態に係る車両側壁構造が適用された車両の車両前側を示し、矢印ＵＰは、車両上側を示す。また、矢印ＬＨは、車両左側を示し、本実施の形態では、車幅方向外側を示す。なお、本実施の形態では、便宜上、車両左側を車幅方向外側とし、車幅方向右側を車幅方向中央側として説明する。しかしながら、例えば、本実施の形態の構成に対して左右対称の構成とした場合のように、車幅方向右側を車幅方向外側とし、車両左側を車幅方向中央側とする構成であっても本発明の適用が可能である。

＜本実施の形態の構成＞
図１には、本実施の形態に係る車両側壁構造が適用された車両の車体１０における車両後側部分を車両左側から見た側面図が示されており、図２には、図１の２－２線に沿った車両後側からの断面図が示されている。

これらの図に示されるように、車体１０は、ホイールハウス１２を備えている。ホイールハウス１２は、ホイールハウスアウタ１４と、図２に示されるホイールハウスインナ１６とを含んで構成されている。図２に示されるように、ホイールハウスアウタ１４は、アウタ基部１８を備えている。

アウタ基部１８は、板状とされており、アウタ基部１８の幅方向は、概ね、車幅方向とされている。アウタ基部１８は、アウタ基部１８の車両前後方向略中央部よりも車両下側を曲率中心として車幅方向を軸方向とする軸周り方向に湾曲されている。アウタ基部１８の車両左側（車幅方向外側）には、アウタ延長部２０が設けられている。アウタ延長部２０は、アウタ基部１８の車両左側端から車両左側に対して上記の曲率中心側へ傾いた方向へ延びている。

図１に示されるように、アウタ基部１８の車両前後方向中央側には、サスペンションタワー２２が形成されている。サスペンションタワー２２は、車幅方向中央側及び車両下側へ開口された箱形状とされており、サスペンションタワー２２の上壁部には、車両の後輪用のサスペンションが結合されている。また、図１に示されるように、ホイールハウスアウタ１４は、アウタ縦壁部２４を備えている。

アウタ縦壁部２４は、サスペンションタワー２２の車両前側に設けられており、更に、図２に示されるように、アウタ縦壁部２４は、アウタ基部１８の車両右側（車幅方向中央側）に設けられている。アウタ縦壁部２４の厚さ方向は、概ね、車幅方向とされており、アウタ縦壁部２４の車両下側端は、アウタ基部１８の車両右側端に繋がっている。

一方、ホイールハウス１２のホイールハウスインナ１６は、インナ基部２６を備えている。インナ基部２６は、板状とされており、インナ基部２６の幅方向は、概ね、車幅方向とされている。インナ基部２６は、インナ基部２６の車両前後方向略中央部よりも車両下側を曲率中心として車幅方向を軸方向とする軸周り方向に湾曲されている。

上記のアウタ基部１８及びインナ基部２６の曲率中心側に車両の後輪を構成するタイヤが配置される。図示は省略するが、インナ基部２６の車両右側（車幅方向中央）には、仕切壁が設けられている。仕切壁の厚さ方向は、概ね、車幅方向とされており、仕切壁は、車両の後輪のタイヤの配置部分と、このタイヤの配置部分よりも車幅方向中央側の部分とを仕切っている。

また、インナ基部２６の車両右上側（車幅方向中央側で且つ車両上側）には、インナ縦壁部２８が設けられている。インナ縦壁部２８の厚さ方向は、概ね、車幅方向とされ、インナ縦壁部２８の車両下側端は、インナ基部２６の車両左側端（車幅方向外側端）に繋がっている。また、インナ縦壁部２８は、アウタ縦壁部２４の車両右側（車幅方向中央側）でアウタ縦壁部２４と対向されており、スポット溶接等の溶着部材、ボルト等の締結部材、クリップ等の連結部材等によってインナ縦壁部２８は、アウタ縦壁部２４へ一体的に結合され、ホイールハウス１２を形成している。

また、図１及び図２に示されるように、車体１０は、Ｃピラー３０を備えている。図１に示されるように、Ｃピラー３０は、車両後部の窓枠３２に沿って設けられている。Ｃピラー３０の車両上側端部は、車両のルーフにおける車幅方向左側端部に沿って配置されたルーフサイドレールへ固定されている。また、Ｃピラー３０の車両前側部分は、車両の後部座席に対応する乗降口３４の車両後側端部に沿って配置されており、Ｃピラー３０の車両下側部分は、車両のフロアの車幅方向左側端部に沿って配置されたロッカ等へ固定されている。

さらに、図１及び図２に示されるように、車体１０は、ルーフサイドパネルを構成するルーフサイドアウタパネル３８を備えている。ルーフサイドアウタパネル３８は、車両の車両後側部分における側壁を構成している。ルーフサイドアウタパネル３８は、上部４０を備えている。上部４０は、上述した窓枠３２と乗降口３４の間に設けられており、Ｃピラー３０よりも車幅方向外側に配置されている。

また、ルーフサイドアウタパネル３８は、中間部４２を備えている。中間部４２は、上記の窓枠３２の車両下側に設けられており、中間部４２の車両上側端部における車両前側端は、ルーフサイドアウタパネル３８の上部４０の車両下側端部における車両後側端に繋がっている。図２に示されるように、中間部４２の車両上側部分は、Ｃピラー３０の車幅方向外側でＣピラー３０と対向されている。中間部４２の車両下側部分は、Ｃピラー３０よりも車両下側へ延びている。

図２に示されるように、中間部４２よりも車両下側端からは連続して湾曲部４４が形成されている。湾曲部４４は、中間部４２の車両下側端から車両左下側（車幅方向外側に対して車両下側へ傾斜した方向）へ延びている。湾曲部４４は、車両下側でホイールハウスアウタ１４のアウタ延長部２０へ接近され、湾曲部４４の車両下側部分とアウタ延長部２０とは、概ね、各々の厚さ方向に互いに対向されている。また、湾曲部４４の車両下側部分には、第１凸部４８が設定されている。

第１凸部４８の車両上側部分では、ルーフサイドアウタパネル３８は、車両前後方向側から見て車両左下側（車幅方向外側に対して車両下側へ傾斜した方向）へ傾斜されている。また、第１凸部４８の車両下側部分では、第１凸部４８の車両上側部分よりも大きく車両下側へ傾斜されている。したがって、第１凸部４８では、ルーフサイドアウタパネル３８は、第１凸部４８の設定位置よりも車両右下側（車幅方向中央側に対して車両下側へ傾斜した方向側）を曲率中心として車両左上側へ膨らむように湾曲されている。

さらに、ルーフサイドアウタパネル３８における第１凸部４８よりも車両下側には、結合部５０が設定されている。結合部５０では、ルーフサイドアウタパネル３８とホイールハウスアウタ１４のアウタ延長部２０とが、概ね、各々の厚さ方向に互いに対向されている。さらに、結合部５０では、スポット溶接による複数の溶接部５２が設定されている。これらの溶接部５２は、車両上下方向に所定の間隔をおいて配置されており、これらの溶接部５２でルーフサイドアウタパネル３８とホイールハウスアウタ１４のアウタ延長部２０とがスポット溶接によって一体的に結合されている。

一方、ルーフサイドアウタパネル３８には第２凸部５４が形成されている。第２凸部５４は、結合部５０における最も車両上側の溶接部５２と第１凸部４８との間に配置されている。第２凸部５４の車両上側部分は、概ね、第１凸部４８の車両下側部分の延長上に位置し、第１凸部４８の車両下側部分と同様に傾斜されている。第２凸部５４の車両下側部分は、第２凸部５４の車両上側部分よりも大きく車両左側（車幅方向外側）へ傾斜されている。

このため、第２凸部５４では、ルーフサイドアウタパネル３８は、第２凸部５４の設定位置よりも車両左上側（車幅方向外側に対して車両上側へ傾斜した方向側）を曲率中心として車両右下側へ膨らむように湾曲されている。したがって、ルーフサイドアウタパネル３８において第１凸部４８及び第２凸部５４が形成された部分では、車両前後方向にみてルーフサイドアウタパネル３８が略Ｓ字形状（ジグザグ状）に曲がっている。

＜本実施の形態の作用、効果＞
例えば、車両の車両右後側の後輪が側溝等に落ちて脱輪したような場合には、車両の車両後側における車両右側のサスペンションタワー２２（図示省略）には、車両下側への荷重が作用する。これに対して、この状態では、車両の車両後側における車両左側のサスペンションタワー２２には、車両上側への荷重が作用する。すなわち、このような場合には、車体１０の車両後側部分には、車両右側と車両左側とで、車両上下方向に逆位相の荷重が入力される。これによって、この状態では車体１０を車両前後方向側から見て車体１０の車両右後側部分が車体１０の車両左後側部分に対して車両下側へ変位され、車体１０は、車体１０を車両前後方向側から見て略菱形（略平行四辺形）状に変形しようとする。

このような状態で車体１０の車両後側部分における車両左側では、車両左下側から車両右上側への荷重が入力され、これによって、車体１０の車両左後側部分における車両上側では、Ｃピラー３０が車両左側（車幅方向外側）へ倒れるように変位される。このように、Ｃピラー３０が車両左側へ変位されると、ルーフサイドアウタパネル３８の上部４０がＣピラー３０に押圧され、これによって、図３に示されるように、ルーフサイドアウタパネル３８は、Ｃピラー３０と共に車両左側（図３の矢印Ａ方向側）へ倒れるように変位される。

このようなルーフサイドアウタパネル３８の変位によって、ルーフサイドアウタパネル３８には、車両左側への変形が生じ、特に、ルーフサイドアウタパネル３８の第１凸部４８及びその近傍部分では、車両左下側への荷重が作用する。この車両左下側への荷重の少なくとも一部は、第１凸部４８及びその近傍部分でルーフサイドアウタパネル３８を車両上下方向に圧縮するように作用する。このためルーフサイドアウタパネル３８が更に車両左側へ膨らむように変形される。

ルーフサイドアウタパネル３８の第１凸部４８及びその近傍部分は、スポット溶接によるホイールハウスアウタ１４との溶接部が設定されていない。このため、第１凸部４８及びその近傍部分では、上記のような変形によってルーフサイドアウタパネル３８がホイールハウスアウタ１４に対して車両左側へ離れる。従来、このような変形がルーフサイドアウタパネル３８に生じると、スポット溶接による複数の溶接部５２のうち、最も車両上側の溶接部５２でルーフサイドアウタパネル３８をホイールハウスアウタ１４から引き剥がそうとする荷重が作用される。

ここで、本実施の形態では、ルーフサイドアウタパネル３８の結合部５０における最も車両上側の溶接部５２と第１凸部４８との間に第２凸部５４が形成されている。この第２凸部５４ではルーフサイドアウタパネル３８が第２凸部５４の設定位置よりも車両左上側（車幅方向外側に対して車両上側へ傾斜した方向側）を曲率中心として車両右下側へ膨らむように湾曲されている。すなわち、この第２凸部５４では、車体１０を車両前後方向側から見て第１凸部４８とは概ね反対側に湾曲されており、第２凸部５４の車両上側部分は、第１凸部４８の車両下側部分の延長上に位置している。

このため、Ｃピラー３０と共にルーフサイドアウタパネル３８が車両左側へ倒れた際に第２凸部５４の車両上側部分に作用する荷重は、第１凸部４８が車両下側部分に作用する荷重と概ね同じ方向（図３における矢印Ｂ方向側）を向く。したがって、第２凸部５４では、ルーフサイドアウタパネル３８は、このような荷重によって車両右側（車幅方向中央側）へ変位して車両右側へ膨らむように変形しようとする。

これによって、第２凸部５４の車両下側部分ではルーフサイドアウタパネル３８は、ホイールハウスアウタ１４のアウタ延長部２０から離れる方向とは概ね反対側へ変位するように変形される。すなわち、第２凸部５４の車両下側部分でのルーフサイドアウタパネル３８の変形は、第１凸部４８でのルーフサイドアウタパネル３８の変形によってルーフサイドアウタパネル３８の結合部５０がホイールハウスアウタ１４から離れることをキャンセルするように作用する。このため、ルーフサイドアウタパネル３８の結合部５０での溶接部５２、特に、最も車両上側での溶接部５２でルーフサイドアウタパネル３８がホイールハウスアウタ１４から引き剥がされることを抑制できる。

特に、図２に示されるように、本実施の形態では、ルーフサイドアウタパネル３８における結合部５０よりも車両上側の湾曲部４４でもルーフサイドアウタパネル３８とホイールハウスアウタ１４とが各々の厚さ方向に対向する部分が存在する。したがって、このような結合部５０よりも車両上側でのルーフサイドアウタパネル３８とホイールハウスアウタ１４とのスポット溶接が車体１０の構造上できないような構成にできる。これによって、車両の意匠性等の設計の自由度を向上できる。

なお、本実施の形態では、第２凸部５４の車両上側部分は、第１凸部４８の車両下側部分の延長上に配置された構成であった。しかしながら、第２凸部５４は、第１凸部４８に対して車両上下方向に離れて配置されてもよいし、車両前後方向側から見た第１凸部４８の車両下側部分の傾斜角度と、第２凸部５４の車両上側部分の傾斜角度とが同じでなくてもよい。すなわち、第２凸部５４の車両上側部分では、荷重の方向が車両右側（車幅方向内側）を向く構成であれば、その具体的な構造に限定されるものではない。

１４ホイールハウスアウタ
３８ルーフサイドアウタパネル
４８第１凸部
５０結合部
５４第２凸部

Claims

車両の車両後側部分の側壁を構成し、車両上下方向の中間部よりも下側に車幅方向外方下側へ延びる湾曲部を有し、該湾曲部に車幅方向外側へ膨らむように曲がった第１凸部が形成されたルーフサイドアウタパネルと、
車両上下方向の上側に、車両前後方向の中央部よりも車両下側を曲率中心として車幅方向を軸方向とする軸周り方向に湾曲されたアウタ基部と、アウタ基部の車両外側端から前記湾曲部に沿って湾曲して延在されたアウタ延長部とを備え、前記車両のリヤタイヤが内側に配置されるホイールハウスを構成し、前記アウタ延長部と前記湾曲部とが各々の厚さ方向に互いに対向されて、前記ルーフサイドアウタパネルにおける前記第１凸部よりも車両下側の結合部が車幅方向中央側で対向されてスポット溶接によって前記結合部に結合されたホイールハウスアウタと、
前記スポット溶接による前記結合部と前記ホイールハウスアウタとの溶接部分よりも車両上側で且つ前記第１凸部よりも車両下側で前記ルーフサイドアウタパネルに設定され、車幅方向中央側へ膨らむように曲がった第２凸部と、
を備え、
車両前後方向から見て、前記第１凸部と前記第２凸部とが車幅方向の反対側に突出するように湾曲されており、前記結合部における前記ルーフサイドアウタパネルと前記ホイールハウスアウタとの結合方向が、前記第１凸部及び前記第２凸部の突出方向と略平行に設定されている車両側壁構造。