JPWO2009051231A1 - 車体側部構造およびその車体側部構造を備えた車両 - Google Patents

Abstract

本発明は、側面衝突荷重が入力された際にドアビーム（２）が大きく変形するのを抑制することができる車体側部構造およびその車体側部構造を備えた車両を提供すること目的とし、車両の側面衝突荷重がドアビーム（２）に入力されると、ドアビーム（２）は、その前端部（２Ａ）がフロントピラー部（４）に支持され、その後端部寄りの中間部（２Ｃ）がセンターピラー部（５）から前方に膨出する膨出部（６）の支持凸部（６Ａ）に支持され、ドアビーム（２）は、フロントピラー部（４）および支持凸部（６Ａ）を支持点として車体の内側に曲げ変形し、支持凸部（６Ａ）より後方の後端部（２Ｂ）を含む後端部側の特定部位が車体側の膨出部（６）の受入凹部（６Ｂ）内に侵入し、ドアビーム（２）の後端部側および前端部側には、支持凸部（６Ａ）を境界として相互に逆向きの曲げモーメントが作用するようになり、ドアビーム（２）が大きく変形するのが抑制される。

Description

本発明は、側面衝突荷重を受けるドアビームを備えた車両に好適な車体側部構造およびその車体側部構造を備えた車両に関するものである。

車両の側面衝突荷重を受けるドアビーム（あるいはインパクトビーム）が前後方向に沿ってドア内に配設された車両が従来一般に知られている。この種の車両の車体側部構造として、例えば特許文献１には、ドア内の下部に前後方向に沿って配置され、その前後両端部がそれぞれブラケットを介してドアに固定されたインパクトビームと、このインパクトビームに入力される車両の側面衝突荷重をインパクトビームの前後方向中間部から車体側のクロスメンバに伝達する荷重伝達部材および荷重受け部材とを備えた車体側部構造が記載されている。
特開２００７−２２４８５号公報

ところで、特許文献１に記載された車体側部構造においては、インパクトビームの前後両端部が車体の骨格部であるフロントピラーおよびセンターピラーに対面している。このため、車両の側面衝突荷重がインパクトビームに入力されると、インパクトビームには、その前後方向中間部に対面する車体側の荷重伝達部材を支持点として大きな曲げモーメントが作用し、その結果、インパクトビームが大きく変形する虞がある。

そこで、本発明は、側面衝突荷重が入力された際にドアビーム（インパクトビーム）が大きく変形するのを抑制することができる車体側部構造およびその車体側部構造を備えた車両を提供することを課題とする。

本発明に係る車体側部構造は、車両の側面衝突荷重を受けるドアビームが前後方向に沿ってドア内に配設される車両の車体側部構造であって、ドアの内側となる車体側には、ドアビームの前端と後端の間の部分に対面する補強材が設けられており、この補強材は、その後ろ側に配置される車体側の補強部材よりもドアビームに対して近接していることを特徴とする。

本発明に係る車体側部構造では、ドアの内側となる車体側に設けられた補強材は、これより後ろ側の補強部材に比べてドアビームに近接している。よって、車両の側面衝突荷重がドアビームに入力されると、その前端と後端の間の部分が車体側の補強材に支持される。このため、ドアビームは、補強材より後ろ側の部位が車体の内側に曲げ変形する。その結果、ドアビームの後端側および前端側には、補強材による支持点を境界として相互に逆向きの曲げモーメントが作用するようになり、ドアビームが大きく変形するのが抑制される。

また、補強材は、ロッカ部に固定されていると、側面からの力に対する強度を確保できるので好ましい。

さらに、補強材は、センターピラー部に固定されていると、外部からの力に対する強度をより一層確保できるので好ましい。

また、補強材は、側方から見てシートの着座部の上端よりも下側であって、シートの着座部の前端よりも後ろ側に配置されていると、昇降がスムーズに行えるので好ましい。

また、本発明に係る車体側部構造は、車両の側面衝突荷重を受けるドアビームが前後方向に沿ってドア内に配設される車両の車体側部構造であって、ドアの内側となる車体側には、ドアビーム側へ突出することでドアビームの前後方向中間部を支持可能な支持凸部と、この支持凸部より後方または前方に位置するドアビームの特定端部を含む特定部位を受け入れて車体内側に変形可能とさせるようにドアビームから離間する方向に窪んだ受入凹部とが設けられていることを特徴とする。

本発明に係る車体側部構造では、車両の側面衝突荷重がドアビームに入力されると、その前後方向中間部が車体側の支持凸部に支持される。このため、ドアビームは、支持凸部を支持点として車体内側に曲げ変形し、支持凸部より後方または前方の特定端部を含む特定部位が車体側の受入凹部内に侵入する。その結果、ドアビームの後端部側および前端部側には、支持凸部を境界として相互に逆向きの曲げモーメントが作用するようになり、ドアビームが大きく変形するのが抑制される。

本発明の車体側部構造において、ドアビームの特定部位が後端部を含む後端部側の部位であると、車体のセンタピラーの下部前方の乗降の邪魔とならない個所に支持凸部および受入凹部を設けることができるので好ましい。

ここで、本発明の車体側部構造における支持凸部は、車体のフロントピラーやセンターピラー等の車体骨格部から張り出した膨出部により構成することができ、受入凹部は、車体骨格部と膨出部との間の凹部として構成することができる。

また、本発明に係る車体側部構造は、車両の側面衝突荷重を受けるドアビームが前後方向に沿ってドア内に配設される車両の車体側部構造であって、ドアの内側となる車体側には、ドアビームの前端と後端の間の部分に対面する部分に支持材が設けられており、ドアビームは、ドアビームのうち支持材よりも後方の部分に車幅方向外側から内側に向う力が作用した場合に、支持材にて支持されつつ、ドアビームの後方の部分が内側に撓むよう設けられていることを特徴とする。

本発明に係る車体側部構造では、ドアビームのうち支持材よりも後方の部分に車幅方向外側から内側に向う力が作用した場合に、ドアビームが支持材にて支持されつつ、ドアビームの後方の部分が内側に撓む。その結果、ドアビームの後端側および前端側には、支持材による支持点を境界として相互に逆向きの曲げモーメントが作用するようになり、ドアビームが大きく変形するのが抑制される。

ここで、ドアビームのうち支持材よりも後方の部分に車幅方向外側から内側に向う力が作用した場合とは、ドアパネルを介してドアビームに直接外力が作用する場合のみならず、例えば、センターピラーに荷重が入力された場合に、センターピラーとドアとの連結部を介して、ドアビームに車両外側から客室側への力が伝達する場合も含む。すなわち、ドアビームと連結されたその他の部材を介して、ドアビームに外力が入力される場合も含む。

また、本発明に係る車両は、側面衝突荷重を受けるドアビームが前後方向に沿ってドア内に配設される車体側部構造を備えた車両であって、ドアの内側となる車体側には、ドアビームの前端と後端の間の部分に対面する補強材が設けられており、この補強材は、その後ろ側に配置される車体側の補強部材よりもドアビームに対して近接していることを特徴とする。

本発明に係る車両では、ドアの内側となる車体側に設けられた補強材は、これより後ろ側の補強部材に比べてドアビームに近接している。よって、車両の側面衝突荷重がドアビームに入力されると、その前端と後端の間の部分が車体側の補強材に支持される。このため、ドアビームは、補強材より後ろ側の部位が車体の内側に曲げ変形する。その結果、ドアビームの後端側および前端側には、補強材による支持点を境界として相互に逆向きの曲げモーメントが作用するようになり、ドアビームが大きく変形するのが抑制される。

本発明に係る車体側部構造およびその車体側部構造を備えた車両では、車両の側面衝突荷重がドアビームに入力されると、その前後方向中間部が車体側の支持凸部に支持されるため、ドアビームは、支持凸部を支持点として車体内側に曲げ変形し、その特定部位が車体側の受入凹部内に侵入する。その結果、ドアビームの後端部側および前端部側には、支持凸部を境界として相互に逆向きの曲げモーメントが作用するようになり、ドアビームが大きく変形するのが抑制される。すなわち、本発明に係る車体側部構造およびその車体側部構造を備えた車両によれば、車両の側面衝突荷重が入力された際にドアビームが大きく変形するのを抑制することができる。

本発明の第一実施形態に係る車体側部構造をフロントサイドドアの外面側から見て示す正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿うフロントドアの後部付近の部分断面図である。 図１に示したドアビームに入力される側面衝突荷重を均等荷重とみなした場合のドアビームに作用する曲げモーメント曲線を示すグラフである。 本発明の第二実施形態に係る車体側部構造を示す図１に対応した正面図である。 本発明の第三実施形態に係る車体側部構造を示す図１に対応した正面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿うフロントドアの後部付近の部分断面図である。 図５に示す車体側部構造に設けられた補強材を示す概略斜視図である。

符号の説明

１，１１…フロントサイドドア、１Ａ，１１Ａ…ドアインナパネル、１Ｂ，１１Ｂ…ブラケット、２，１２…ドアビーム、２Ａ，１２Ａ…前端部、２Ｂ，１２Ｂ…後端部、２Ｃ…中間部、３…車体、４…フロントピラー部、５，１５…センターピラー部、６…膨出部、６Ａ…支持凸部、６Ｂ…受入凹部、６Ｃ…リインホースメント、７…シートフレーム、８…シートサポート、９…シート下空間、１０…補強材、１０Ａ…センターピラー固定部、１０Ｂ…ロッカ固定部、１０Ｃ…ビード、１０Ｄ…中間部、１２Ｃ…中間部（前端と後端の間の部分）、１５Ｂ…リインホースメント（補強部材）、１６…ロッカ部、１７…シート着座部。

以下、図面を参照して本発明に係る車体側部構造およびその車体側部構造を備えた車両の最良の実施形態を説明する。なお、この説明において、同一または同様の構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略することがある。ここで、参照する図面において、図１は第一実施形態に係る車体側部構造をフロントドアの外面側から見て示す正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿うフロントドアの後部付近の部分断面図である。

第一実施形態に係る車体側部構造は、例えば図１に示すようなフロントサイドドア１の内部に配設されるドアビーム（インパクトビーム）２に対応して構成された車体の側部構造である。

フロントサイドドア１は、その前端部が上下一対のドアヒンジ（図示省略）を介して車体３のフロントピラー部４に開閉自在にヒンジ支持され、その後端部がドアラッチ（図示省略）を介して車体３のセンターピラー部５に着脱自在に係止されるようになっている。

ここで、ドアビーム２は、フロントサイドドア１内の前側上部から後側下部にわたって斜めに配設されており、その前端部２Ａは、車体のフロントピラー部４に対面するドアインナパネル１Ａの前側上部にブラケット１Ｂを介して強固にスポット溶接されている。

一方、ドアビーム２の後端部２Ｂは、ドアインナパネル１Ａの後側下部に直接スポット溶接されており、このドアビーム２の後端部２Ｂは、車体のセンターピラー部５の下部の直前方位置に対面している。

ここで、図１および図２に示すように、車体３のセンターピラー部５の下部には、これに連続して前方へ膨出する膨出部６が形成されている。そして、この膨出部６には、フロントサイドドア１のドアインナパネル１Ａ側へ突出する支持凸部６Ａと、ドアインナパネル１Ａから離間する方向へ窪む受入凹部６Ｂとが形成されている。

支持凸部６Ａは、ドアビーム２の後端部２Ｂ寄りの中間部２Ｃに対面しており、その内部にはリインホースメント６Ｃが組み込まれている。そして、この支持凸部６Ａは、ドアビーム２に側面衝突荷重が入力された際にドアビーム２の後端部２Ｂ寄りの中間部２Ｃを支持可能となっている。

また、受入凹部６Ｂは、ドアビーム２の特定端部を含む特定部位、すなわち、支持凸部６Ａより後方のドアビーム２の後端部２Ｂを含む後端部側の特定部位Ｓに対面しており、ドアビーム２に側面衝突荷重が入力された際には、ドアビーム２の後端部２Ｂを含む特定部位Ｓを車体３の内側に変形可能に受け入れる。

以上のように構成された第一実施形態の車体側部構造では、フロントサイドドア１に他車両が側面衝突し、その側面衝突荷重がフロントサイドドア１からドアビーム２に入力されると、フロントサイドドア１と共にドアビーム２が車体３側に押圧される。その際、ドアビーム２の前端部２Ａはブラケット１Ｂを介して車体３側のフロントピラー部４に支持され、ドアビーム２の後端部２Ｂ寄りの中間部２Ｃは、車体３側のセンターピラー部５から前方に膨出する膨出部６の支持凸部６Ａに支持される。

このため、ドアビーム２は、フロントピラー部４および支持凸部６Ａを支持点として車体３の内側に曲げ変形し、支持凸部６Ａより後方の後端部２Ｂを含む後端部側の特定部位Ｓが車体３側の膨出部６の受入凹部６Ｂ内に侵入する。その結果、ドアビーム２の後端部側および前端部側には、支持凸部６Ａを境界として相互に逆向きの曲げモーメントが作用するようになり、ドアビーム２が大きく変形するのが抑制される。

ここで、図３は、ドアビーム２に入力される側面衝突荷重が均等荷重であるものとみなした場合のドアビーム２に作用する曲げモーメント曲線を示している。なお、図中、符号Ａは、フロントピラー部４によるドアビーム２の前端部２Ａの支持点、符号Ｂは、支持凸部６Ａによるドアビーム２の中間部２Ｃの支持点、符号Ｃは、ドアビーム２の後端の自由端を示している。

図３の曲線グラフに示すように、ドアビーム２に作用する合成曲げモーメントＭは、支持点Ｂから自由端Ｃまでの間に入力される均等荷重によるマイナス表示の曲げモーメントＭ１と、支持点Ａから支持点Ｂまでの間に入力される均等荷重によるプラス表示の曲げモーメントＭ２とを重ね合わせた太線グラフで示すようになる。

ここで、プラス表示の曲げモーメントＭ２を点線で示し、これと比較すると、太線で示す合成曲げモーメントＭのプラス表示部分の最大値は、点線で示す曲げモーメントＭ２の最大値より低減することがわかる。

また、両端部に支持点がある従来のドアビームを想定し、このドアビームに作用する曲げモーメントを二点鎖線で示して比較すると、太線で示す合成曲げモーメントＭのプラス表示部分の最大値は、二点鎖線で示す曲げモーメントの最大値より大幅に低減することがわかる。

従って、第一実施形態の車体側部構造によれば、車両の側面衝突荷重が入力された際にドアビーム２が大きく変形するのを十分に抑制することができる。

また、第一実施形態の車体側部構造においては、支持凸部６Ａおよび受入凹部６Ｂがセンターピラー部５の下部から前方へ膨出する膨出部６に形成されているため、この膨出部６が乗降の邪魔とならない。

本発明の車体側部構造は、前述した第一実施形態に限定されるものではない。例えば図１に示した膨出部６の支持凸部６Ａは、図４に示すように、車体３側のシートフレーム７を支持するシートサポート８の上端部で代用することができる（第二実施形態）。この場合、図１に示した膨出部６の受入凹部６Ｂは、シートフレーム７の下方においてシートサポート８の後方に形成されるシート下空間９で代用することができる。

また、図５に示すように、車体３側に補強材１０が設けられる構造としてもよい（第三実施形態）。また、本実施形態に係る車両は、後述する車体側部構造を備えた車両である。補強材１０は、両端にセンターピラー固定部１０Ａおよびロッカ固定部１０Ｂを有している。また、このセンターピラー固定部１０Ａがセンターピラー部１５に、ロッカ固定部１０Ｂがロッカ部１６に、それぞれスポット溶接して固定されることにより、補強材１０は、車体３の外側に固定されている。さらに、補強材１０は、センターピラー固定部１０Ａとロッカ固定部１０Ｂとの中間部において、ドアビーム１２の前端と後端の間の部分である中間部１２Ｃに対面している。なお、ドアビーム１２は、第一実施形態と同様にフロントサイドドア１１に取り付けられているが、後端部１２Ｂがセンターピラー部１５の下端部に対面するように配置されている点が異なっている。

図６は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿うフロントドア１１の後部付近の部分断面図である。図６に示すように、フロントサイドドア１１のドアインナパネル１１Ａに近接して、車体３側に補強材１０が設けられている。また、補強材１０の後ろ側に配置されるセンターピラー部１５は、表面部のセンターピラーアウタパネル１５Ａと、リインホースメント１５Ｂと、センターピラーインナパネル１５Ｃとを有している。このリインホースメント１５Ｂは、補強部材として機能するものであり、センターピラー部１５の内部に組み込まれている。ドアビーム１２の後端部１２Ｂを含む後端部側の特定部位ＳＡは、センターピラー部１５およびセンターピラー部１５と補強材１０との間隙部に対面している。

さらに、本実施形態にあっては、補強材１０は、その中間部１０Ｄにおいて、リインホースメント１５Ｂよりもドアビーム１２に対して近接している。すなわち、補強材１０は、補強材１０の後ろ側に配置される車体側の補強部材１５Ｂよりもドアビーム１２に対して近接している。言い換えれば、ドアビーム１２の後端部１２Ｂが対面する部分のリインホースメント１５Ｂよりも、補強材１０の方が車幅方向に突出している。これは、センターピラー部１５のうち、補強材１０のセンターピラー固定部１０Ａが固定される部分が、ドアビーム１２の後端部１２Ｂに対面する下端部よりも車幅方向に突出しているためである。

また、図７に示すように、補強材１０は、車幅方向に延在する面を有し、この面のうち中間の湾曲部付近に、車幅方向に形成されたビード１０Ｃを有している。これによって、補強材１０の軽量化を図ると共に、十分な強度が確保されている。

以上のように構成された車体側部構造では、第一および第二実施形態と同様の作用効果が奏される。すなわち、車体３側部より側面衝突荷重がドアビーム１２に入力されると、ドアビーム１２の中間部１２Ｃが、最も近接する補強部材である補強材１０の中間部１０Ｄに支持される。このため、ドアビーム１２は、補強材１０より後ろ側の後端部１２Ｂを含む後端部側の特定部位ＳＡが車体３の内側に曲げ変形する。その結果、ドアビームの後端部側および前端部側には、補強材１０による支持点１０Ｄを境界として相互に逆向きの曲げモーメントが作用するようになり、ドアビーム１２が大きく変形するのが抑制される。

また、上述したように、補強材１０はセンターピラー部１５およびロッカ部１６に強固に固定されているため、側面からの力に対する強度が確保されている。

また、図５に示すように、補強材１０は、側方から見てシート着座部１７の上端よりも下側であって、シート着座部１７の前端よりも後ろ側に配置されているため、昇降がスムーズに行える。

以上説明した第三実施形態においては、補強材１０がセンターピラー部１５およびロッカ部１６に固定されている場合を示したが、補強材１０は、センターピラー部１５およびロッカ部１６のいずれか一方に固定されていてもよい。また、第三実施形態においては、補強材１０の後ろ側に配置される車体３側の補強部材としてリインホースメント１５Ｂを例示したが、他の補強部材が車体３側に設けられている場合であっても、補強材１０がドアビーム１２に対して最も近接していればよい。

なお、本発明における補強部材とは、剛性が高く骨格を成す部材をいい、相対的に剛性が低く意匠のために設けられる部材とは区別されるものである。例えば、第三実施形態におけるリインホースメント１５Ｂが補強部材に相当し、センターピラーアウタパネル１５Ａは意匠のための部材に相当する。

上述した第三実施形態では、ドアビームの前端と後端の間の部分に対面する補強材１０を設ける場合について説明したが、本発明に係る車体側部構造では、補強材１０に代えて支持材を設けてもよい。この支持材は、ドアビームの前端と後端の間の部分に対面する部分に設けられている。ドアビームは、支持材よりも後方の部分に車幅方向外側から内側に向う力が作用した場合に、支持材にて支持されつつ、ドアビームの後方の部分が内側に撓むよう設けられている。

このような構成によれば、ドアビームのうち支持材よりも後方の部分に車幅方向外側から内側に向う力が作用した場合に、ドアビームが支持材にて支持されつつ、ドアビームの後方の部分が内側に撓む。その結果、ドアビームの後端側および前端側には、支持材による支持点を境界として相互に逆向きの曲げモーメントが作用するようになり、ドアビームが大きく変形するのが抑制される。

本発明に係る車体側部構造およびその車体側部構造を備えた車両によれば、車両の側面衝突荷重が入力された際にドアビームが大きく変形するのを抑制することができる。

Claims (10)

1. 車両の側面衝突荷重を受けるドアビームが前後方向に沿ってドア内に配設される車両の車体側部構造であって、
   前記ドアの内側となる車体側には、前記ドアビームの前端と後端の間の部分に対面する補強材が設けられており、
   前記補強材は、その後ろ側に配置される前記車体側の補強部材よりも前記ドアビームに対して近接していることを特徴とする車体側部構造。
2. 前記補強材は、ロッカ部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車体側部構造。
3. 前記補強材は、センターピラー部に固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体側部構造。
4. 前記補強材は、側方から見てシートの着座部の上端よりも下側であって、前記シートの着座部の前端よりも後ろ側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車体側部構造。
5. 車両の側面衝突荷重を受けるドアビームが前後方向に沿ってドア内に配設される車両の車体側部構造であって、
   前記ドアの内側となる車体側には、前記ドアビーム側へ突出することでドアビームの前後方向中間部を支持可能な支持凸部と、この支持凸部より後方または前方に位置するドアビームの特定端部を含む特定部位を受け入れて車体内側に変形可能とさせるようにドアビームから離間する方向に窪んだ受入凹部とが設けられていることを特徴とする車体側部構造。
6. 前記ドアビームの特定部位が後端部を含む後端部側の部位であることを特徴とする請求項５に記載の車体側部構造。
7. 前記支持凸部および前記受入凹部が車体骨格部から張り出した膨出部に形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の車体側部構造。
8. 前記ドアビームがフロントサイドドアの前側上部から後側下部にわたって斜めに配設されており、前記支持凸部および前記受入凹部が車体のセンタピラーの下部から前方に張り出した膨出部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の車体側部構造。
9. 車両の側面衝突荷重を受けるドアビームが前後方向に沿ってドア内に配設される車両の車体側部構造であって、
   前記ドアの内側となる車体側には、前記ドアビームの前端と後端の間の部分に対面する部分に支持材が設けられており、
   前記ドアビームは、前記ドアビームのうち前記支持材よりも後方の部分に車幅方向外側から内側に向う力が作用した場合に、前記支持材にて支持されつつ、前記ドアビームの後方の部分が内側に撓むよう設けられていることを特徴とする車体側部構造。
10. 側面衝突荷重を受けるドアビームが前後方向に沿ってドア内に配設される車体側部構造を備えた車両であって、
    前記ドアの内側となる車体側には、前記ドアビームの前端と後端の間の部分に対面する補強材が設けられており、
    前記補強材は、その後ろ側に配置される前記車体側の補強部材よりも前記ドアビームに対して近接していることを特徴とする車両。

Images