JPWO2010100717A1 - 車両の骨格構造 - Google Patents

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Abstract

側面衝突等によってセンターピラーからロッカに荷重が伝達されてロッカが座屈する際に、センターピラーによってロッカの変形を効率よく抑制することができ、もってロッカの変形量を小さくすることができる車両の側部構造を提供する。車両の側部に上下方向に延設されたセンターピラー2が設けられ、センターピラー2の下端には前後方向に延設されたロッカ1が連結されている。センターピラー2におけるロッカ1との接合部には、車両の前後に位置する前方稜線24および後方稜線25それぞれ形成されており、は、下方にいくほど、センターピラー2の幅方向中央部を向いており、前方稜線24および後方稜線25が互いに近接するように構成されている。

Description

本発明は、車両の側部構造に係り、特に、センターピラーとロッカとの接合部における車両の側部構造に関するものである。
たとえば、車両の前後方向略中央位置における側部では、センターピラーとロッカとが連結されている。このような車両の側部構造としては、たとえば図7に示す車両の側部構造がある。図7に示す車両の側部構造は、車両の側部に上下方向に延設されたセンターピラー71を備えている。また、センターピラー71の下端には、前後方向に延設されたロッカ72が連結されている。また、センターピラー71とロッカ72との連結部では、センターピラー71の下端部でロッカ72の表面を覆っている。
また、このような車両の側部構造では、車両に側面衝突が生じた場合に、衝突によって生じたエネルギーをフロントドアやセンターピラーを介して車体全体に分散させて車室内の変形量を小さくする工夫がなされている。このため、たとえば、センターピラーの補強部材として、センターピラーの長手方向上側の厚板部とこの厚板部より板厚の小さい下側の薄板部とを備えたピラーリインホースを備えるピラー補強構造がある(たとえば、特許文献1参照)。このピラー補強構造では、厚板部と薄板部との結合部をセンターピラーの低所に位置させている。また、ピラーリインホースに対して、結合部を跨いで上下方向に延びるインナ部材を配設し、インナ部材の下端部を結合部とロッカ部との間に位置させている。
特開2002−347655公報
ところが、上記特許文献1に開示されたピラー補強構造では、センターピラー71の下端部が車両の前後方向を向いている。このため、車両に側面衝突が生じてセンターピラー71に荷重が入力された際、センターピラー71からロッカ72に伝達される荷重は、ロッカ72におけるセンターピラー71が設けられた範囲の外側となってしまう。このため、ロッカ72が座屈する際の変形をセンターピラー71で十分に抑制することができず、ロッカの変形量が大きくなってしまうという問題があった。
そこで、本発明の課題は、側面衝突等によってセンターピラーからロッカに荷重が伝達されてロッカが座屈する際に、センターピラーによってロッカの変形を効率よく抑制することができ、もってロッカの変形量を小さくすることができる車両の側部構造を提供することにある。
上記課題を解決した本発明に係る車両の側部構造は、車両の側部に上下方向に延設されたセンターピラーを備え、センターピラーの下端に連結され、前後方向に延設されたロッカを有する車両の側部構造であって、センターピラーにおけるロッカとの接合部には、車両の前後にそれぞれ位置する2本の稜線が形成されており、2本の稜線が、下方にいくほど、センターピラーの幅方向中央部を向いており、2本の稜線が互いに近接するように構成されていることを特徴とする。
本発明に係る車両の側部構造においては、センターピラーにおけるロッカとの接合部における車両の前後にそれぞれ位置する2本の稜線が、下方にいくほど、センターピラーの幅方向中央部を向いており、2本の稜線が互いに近接するように構成されている。このため、センターピラーからロッカに荷重が伝達されてロッカが座屈する際、ロッカの座屈点は、センターピラーが設けられた範囲内となる。したがって、側面衝突等によってセンターピラーからロッカに荷重が伝達されてロッカが座屈する際に、センターピラーによってロッカの変形を効率よく抑制することができ、もってロッカの変形量を小さくすることができる。
また、上記課題を解決した本発明に係る車両の側部構造は、車両の側部に上下方向に延設されたセンターピラーを備え、センターピラーの下端に連結され、前後方向に延設されたロッカを有する車両の側部構造であって、ロッカにおけるセンターピラーが連結された連結範囲内であり、車幅方向外側の下方位置に、ロッカが座屈する際の起点となる脆弱部が形成されていることを特徴とする。
本発明に係る車両の側部構造においては、ロッカにおけるセンターピラーが連結された連結範囲内であり、車幅方向外側の下方位置に、ロッカが座屈する際の起点となる脆弱部が形成されている。このため、センターピラーからロッカに荷重が伝達されてロッカが座屈する際、ロッカの座屈点が脆弱部となる。この脆弱部は、センターピラーが設けられた範囲内に形成されているので、側面衝突等によってセンターピラーからロッカに荷重が伝達されてロッカが座屈する際に、センターピラーによってロッカの変形を効率よく抑制することができ、もってロッカの変形量を小さくすることができる。
ここで、脆弱部が、ロッカに形成されたビードである態様とすることができる。
このように、脆弱部がロッカに形成されたビードであることにより、脆弱部を容易に形成することができる。
また、脆弱部が、ロッカにおける他の部位より肉厚が薄い薄板とされて形成されている態様とすることができる。
このように、脆弱部がロッカにおける他の部位より肉厚が薄い薄板とされて形成されていることにより、脆弱部を容易に形成することができる。
本発明に係る車両の側部構造によれば、側面衝突等によってセンターピラーからロッカに荷重が伝達されてロッカが座屈する際に、センターピラーによってロッカの変形を効率よく抑制することができ、もってロッカの変形量を小さくすることができる。
図1は、第1の実施形態に係る車両の側部構造の斜視図である。 図2(a)は、本実施形態に係る車両の側部構造における荷重の流れを示す斜視図、(b)は、ロッカが座屈を開始する座屈点を説明する斜視図である。 図3(a)は、従来の車両の側部構造における荷重の流れを示す斜視図、(b)は、ロッカが座屈を開始する座屈点を説明する斜視図である。 図4(a)は、本実施形態に係る車両の側部構造におけるロッカの座屈状態を示す平面図、(b)は、従来の車両の側部構造におけるロッカの座屈状態を示す平面図である。 図5は、第2の実施形態に係る車両の側部構造の斜視図である。 図6は、第3の実施形態に係る車両の側部構造の斜視図である。 図7は、従来の車両の側部構造の斜視図である。
符号の説明
1,3,5…ロッカ、2,4,6センターピラー、11…ロッカアウタ部材、12…ロッカインナ部材、13…ロッカアウタ部材本体、14…アウタ上方フランジ、15…アウタ下方フランジ、16…ロッカインナ部材本体、17…インナ上方フランジ、18…インナ下方フランジ、21…ピラーアウタ部材、22…ピラーインナ部材、23…上下方向フランジ部材、24…前方稜線、25…後方稜線、26…下方フランジ、39…座屈ビード、53…ロッカアウタ部材本体、53A…上面、53B…側面、53C…下面、53D…上外面、53E…下外面、F…衝突エネルギー、L…荷重、W…座屈点、Y,Y1〜Y5…溶接点、YC…下端溶接点。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。
図1は、第1の実施形態に係る車両の側部構造の斜視図である。図1に示すように、本実施形態に係る車両の側部構造は、車両の前後方向に延設されているロッカ1を備えている。また、車両の側部構造は、車両の上下方向に延設されているセンターピラー2を備えている。センターピラー2は、車両の側部に上下方向に延設されている。また、センターピラー2の下端には、ロッカ1が連結されている。
ロッカ1は、車両の外側に配置されるロッカアウタ部材11および車両の内側に配置されるロッカインナ部材12を備えている。ロッカアウタ部材11は、車両の前後方向に延設されたロッカアウタ部材本体13を備えており、ロッカアウタ部材本体13の上下には、車両の前後方向に延設されたアウタ上方フランジ14およびアウタ下方フランジ15がそれぞれ設けられている。また、ロッカインナ部材12は、車両の前後方向に延設されたロッカインナ部材本体16を備えており、ロッカインナ部材本体16の上下には、車両の前後方向に延設されたインナ上方フランジ17およびインナ下方フランジ18がそれぞれ設けられている。
このアウタ上方フランジ14とインナ上方フランジ17、およびアウタ下方フランジ15とインナ下方フランジ18とが溶接されることによりロッカアウタ部材11とロッカインナ部材12とが一体とされている。また、ロッカ1におけるロッカアウタ部材本体13とロッカインナ部材本体16とで構成されるロッカ本体部分の断面形状は、略六角形状とされている。
センターピラー2は、車両の外側に配置される断面略コ字形状のピラーアウタ部材21と、車両の内側に配置されるピラーインナ部材22とを備えている。これらのピラーアウタ部材21およびピラーインナ部材22は、いずれも上下方向に延設されている。また、ピラーアウタ部材21における側縁部には、上下方向フランジ部材23が設けられている。この上下方向フランジ部材23も、上下方向に延設されている。
上下方向フランジ部材23は、ピラーアウタ部材21と一体に形成されており、ピラーインナ部材22と上下方向フランジ部材23とが溶接されることによってピラーアウタ部材21とピラーインナ部材22とが接合されている。また、ピラーインナ部材22の下端部における車両内側面は、ロッカ1におけるアウタ上方フランジ14に溶接されて接合されている。
さらに、ピラーアウタ部材21における下端部には、車両の前後にそれぞれ位置する2本の稜線である前方稜線24および後方稜線25が設けられている。前方稜線24は、車両の内側の方が車両前方に位置しており、下方に移行するにしたがって、車両の後方に移行する状態で配置されている。また、後方稜線25は、車両の内側の方が車両後方に位置しており、下方に移行するにしたがって、車両の前方に移行する状態で配置されている。このように、前方稜線24および後方稜線25は、いずれも下方にいくほど、センターピラーの幅方向中央部を向いて形成されており、互いに近接するように構成されている。
また、ピラーアウタ部材21の下端には、下方フランジ26が設けられている。下方フランジ26は、ピラーアウタ部材21における下端面の縁部に沿って形成されている。下方フランジ26は、ロッカ1におけるロッカアウタ部材本体13の上面および側面との間で、複数の溶接点Yにおける溶接によって接合されている。本発明におけるセンターピラーにおけるロッカとの連結部には、ピラーアウタ部材21の下端面および下方フランジ26が含まれる。
複数の溶接点Yは、センターピラー2の幅方向中央位置を中心として対称に配置されている。また、センターピラー2の幅方向中央位置において、前方稜線24と後方稜線25とが合流している。センターピラー2の幅方向中央位置であって、前方稜線24と後方稜線25との合流地点となる位置の側方にも、溶接点Yが配置されている。
以上の構成を有する本実施形態に係る車両の側部構造の作用について説明する。本実施形態に係る車両の側部構造においては、車両に側面衝突が生じると、センターピラー2に衝突エネルギーEが入力される。センターピラー2に入力された衝突エネルギーEは、荷重Lとなってロッカ1に伝達され、ロッカ1を介して車体全体に分散される。
ここで、センターピラー2からロッカ1に荷重が伝達される際、図2に示すように、荷重Lは、センターピラー2の稜線に沿ってロッカ1に伝達される。本実施形態に係る車両の側部構造では、センターピラー2における前方稜線24および後方稜線25は、いずれも下方にいくほど、センターピラー2の幅方向中央部を向いて形成されており、互いに近接するように構成されている。さらには、前方稜線24と後方稜線25とは、センターピラー2の幅方向略中央位置で合流している。
このため、図2(b)に示すように、センターピラー2からロッカ1に荷重Lが伝達されてロッカ1が座屈する際、ロッカ1の座屈点Wは、センターピラー2の幅方向略中央位置となる。これに対して、たとえば図7に示す従来のセンターピラー71では、図3(a)に示すように、センターピラー71からロッカ72に荷重Lが伝達されてロッカ72が座屈する際、図3(b)に示すように、ロッカ72の座屈点Wは、センターピラー71が設けられた範囲から外れた位置となる。
したがって、図7に示す従来の車両の側部構造では、図4(b)に示すように、ロッカ72の座屈点Wは、センターピラー71が設けられた範囲の外側となることにより、センターピラー71によるロッカ72の抑制力が小さくなる。その結果、ロッカ72の変形量が大きくなってしまう。これに対して、本実施形態に係る車両の側部構造では、図4(a)に示すように、ロッカ1の座屈点Wがセンターピラー2の幅方向略中央位置となることにより、ロッカ1の座屈をセンターピラー2によって好適に抑制することができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図5は、第2の実施形態に係る車両の側部構造の斜視図である。図5に示すように、本実施形態に係る車両の側部構造は、車両の前後方向に延設されているロッカ3を備えている。また、車両の側部構造は、車両の上下方向に延設されているセンターピラー4を備えている。センターピラー4は、車両の側部に上下方向に延設されている。また、センターピラー4の下端には、ロッカ3が連結されている。
ロッカ3は、上記第1の実施形態と同様、ロッカアウタ部材31およびロッカインナ部材32を有しており、ロッカアウタ部材31は、ロッカアウタ部材本体33を備えている。ロッカアウタ部材本体33に上下には、アウタ上方フランジ34およびアウタ下方フランジ35がそれぞれ設けられている。また、ロッカインナ部材32は、ロッカインナ部材本体36を備えており、ロッカインナ部材本体36の上下には、インナ上方フランジ37およびインナ下方フランジ38がそれぞれ設けられている。
さらに、ロッカアウタ部材31のロッカアウタ部材本体33におけるセンターピラー4が設けられた範囲内であり、センターピラー4の幅方向略中央位置には、ロッカ3が座屈する際の起点となる脆弱部である座屈ビード39が形成されている。座屈ビード39は、ロッカアウタ部材本体33における車両外側下方稜線を凹ませることによって形成されている。
また、センターピラー4は、車両の外側に配置される断面略コ字形状のピラーアウタ部材41と、車両の内側に配置されるピラーインナ部材42とを備えている。これらのピラーアウタ部材41およびピラーインナ部材42は、いずれも上下方向に延設されている。また、ピラーアウタ部材41における側縁部には、上下方向フランジ部材43が設けられている。この上下方向フランジ部材43も、上下方向に延設されている。
上下方向フランジ部材43は、ピラーアウタ部材41と一体に形成されており、ピラーインナ部材42と上下方向フランジ部材43とが溶接されることによってピラーアウタ部材41とピラーインナ部材42とが接合されている。また、ピラーインナ部材42の下端部における車両内側面は、ロッカ3におけるアウタ上方フランジ34に溶接されて接合されている。
また、ピラーアウタ部材41の下端には、下方フランジ46が設けられている。下方フランジ46におけるロッカアウタ部材本体33の外側面との接合面の形状は、上辺が下辺よりも長い略台形状をなしている。下方フランジ46は、ロッカ3におけるロッカアウタ部材本体33の上面および側面との間で、複数の溶接点Yにおける溶接によって接合されている。ここで、下方フランジ46におけるロッカアウタ部材本体33の外側面との接合面では、上辺の近傍位置で上辺に沿って複数の溶接点Yが並設されている。さらに、下辺の近傍位置では、センターピラー4の幅方向略中央位置に下端溶接点YCが設けられている。このセンターピラー4の幅方向略中央位置に設けられた下端溶接点YCと、ロッカアウタ部材本体33に形成された座屈ビード39は、近接した状態で形成されている。こうして、下端溶接点YCは、ロッカアウタ部材本体33における車両外側の稜線のいずれの位置よりも、座屈ビード39に近い位置に配置されている。
以上の構成を有する本実施形態に係る車両の側部構造においては、車両に側面衝突が生じると、センターピラー4に衝突エネルギーが入力される。センターピラー4に入力された衝突エネルギーは、荷重となってロッカ3に伝達され、ロッカ3を介して車体全体に分散される。
ここで、ロッカ3とセンターピラー4との下端溶接点YCと、ロッカ3に形成された座屈ビード39は近接した状態で配置されている。さらには、下端溶接点YCは、ロッカアウタ部材本体33における車両外側の稜線のいずれの位置よりも、座屈ビード39に近い位置に配置されている。
このため、センターピラー4からロッカ3のロッカアウタ部材本体33における車両外側の稜線のいずれの位置荷重が伝達されるよりも先に座屈ビード39に荷重が達される。このように、ロッカアウタ部材本体33における車両外側の稜線のいずれの位置荷重が伝達されるよりも先に座屈ビード39に荷重が達されることにより、ロッカ3は、座屈ビード39を中心に座屈する。このとき、座屈ビード39はセンターピラー4が設けられた位置に範囲内であり、センターピラー4の幅方向略中央位置に配置されている。したがって、ロッカ3の座屈をセンターピラー4によって好適に抑制することができる。
なお、本実施形態では、脆弱部として、ロッカアウタ部材本体33におけるセンターピラー4の幅方向略中央位置に座屈ビード39を形成しているが、座屈ビード39に代えて、穿孔部を形成する態様とすることもできる。あるいは、脆弱部を形成するために、薄肉化したり、他の部位の強度を向上させたりする態様とすることができる。
続いて、本発明の第3の実施形態について説明する。図6は、第3の実施形態に係る車両の側部構造の斜視図である。図6に示すように、本実施形態に係る車両の側部構造は、車両の前後方向に延設されているロッカ5を備えている。また、車両の側部構造は、車両の上下方向に延設されているセンターピラー6を備えている。センターピラー6は、車両の側部に上下方向に延設されている。また、センターピラー6の下端には、ロッカ5が連結されている。
ロッカ5は、上記第1の実施形態と同様、ロッカアウタ部材51およびロッカインナ部材52を有しており、ロッカアウタ部材51は、ロッカアウタ部材本体53を備えている。ロッカアウタ部材本体53に上下には、アウタ上方フランジ54およびアウタ下方フランジ55がそれぞれ設けられている。
また、ロッカインナ部材52は、ロッカインナ部材本体56を備えており、ロッカインナ部材本体56の上下には、インナ上方フランジ57およびインナ下方フランジ58がそれぞれ設けられている。ロッカ5は、ロッカアウタ部材51とロッカインナ部材52とが上方フランジ54,57および下方フランジ55,58がそれぞれ溶接固定されて形成されている。
ロッカ5におけるロッカアウタ部材本体53の外側面には5つの面が形成されており、ロッカアウタ部材本体53には、上面53A、側面53B、下面53Cのほか、傾斜面となる上外面53Dおよび下外面53Eを備えている。上外面54Dは、上面53Aと側面53Bとの間に形成され、下外面53Eは、側面53Bと下面53Cとの間に形成されている。
また、センターピラー6は、車両の外側に配置される断面略コ字形状のピラーアウタ部材61と、車両の内側に配置されるピラーインナ部材62とを備えている。これらのピラーアウタ部材61およびピラーインナ部材62は、いずれも上下方向に延設されている。また、ピラーアウタ部材61における側縁部には、上下方向フランジ部材63が設けられている。この上下方向フランジ部材63も、上下方向に延設されている。
上下方向フランジ部材63は、ピラーアウタ部材61と一体に形成されており、ピラーインナ部材62と上下方向フランジ部材63とが溶接されることによってピラーアウタ部材61とピラーインナ部材62とが接合されている。また、ピラーインナ部材62の下端部における車両内側面は、ロッカ5におけるアウタ上方フランジ54に溶接されて接合されている。
さらに、ピラーアウタ部材61における下端部には、車両の前後にそれぞれ位置する2本の稜線である前方稜線64および後方稜線65が設けられている。これらの前方稜線24および後方稜線25は、上記第1の実施形態と同様に、いずれも下方にいくほど、センターピラーの幅方向中央部を向いて形成されており、互いに近接するように構成されている。
また、ピラーアウタ部材61の下端には、下方フランジ66が設けられている。下方フランジ66は、ロッカアウタ部材本体53の上面53A、上外面54D、および側面53Bの一部を覆って配設されている。さらに、下方フランジ66は、ロッカアウタ部材本体53の上外面54Dおよび側面53Bに対して複数、本実施形態では5つの溶接点Y1〜Y5で溶接固定されている。
下方フランジ66とロッカアウタ部材本体53との溶接点Y1〜Y5のうち、第1溶接点Y1および第5溶接点Y5は、ロッカアウタ部材本体53の上外面53Dに配置されている。また、第1溶接点Y1は、センターピラー6におけるピラーアウタ部材61の前方に配置されており、第5溶接点Y5は、センターピラー6におけるピラーアウタ部材61の後方に配置されている。
さらに、第2溶接点Y2、第3溶接点Y3、および第4溶接点Y4は、いずれもロッカアウタ部材本体53の側面53Bに配置されている。このうち、第3溶接点Y3は、センターピラー6の外側であって、センターピラー6の幅方向略中央位置に配置されている。また、第2溶接点Y2は、第1溶接点Y1と第3溶接点Y3との間に配置されており、第4溶接点Y4は、第3溶接点Y3と第5溶接点Y5との間に配置されている。
以上の構成を有する本実施形態に係る車両の側部構造においては、車両に側面衝突が生じると、センターピラー6に衝突エネルギーが入力される。センターピラー6に入力された衝突エネルギーは、荷重となってロッカ5に伝達され、ロッカ5を介して車体全体に分散される。
ここで、上記第1の実施形態と同様、センターピラー6における前方稜線64および後方稜線65は、いずれも下方にいくほど、センターピラー6の幅方向中央部を向いて形成されており、互いに近接するように構成されている。このため、ロッカ5が座屈する際の座屈点は、センターピラー6の幅方向略中央位置となるので、ロッカ5の座屈をセンターピラー6によって好適に抑制することができる。
さらに、本実施形態では、ロッカ5におけるロッカアウタ部材本体53の側面53Bのほか傾斜面である上外面53Dにもセンターピラー6の下方フランジ66が溶接固定されている。このため、センターピラー6からロッカ5に伝達される荷重をセンターピラー6の幅方向中央部により確実に集中させることができる。
他方、上記第2の実施形態では、脆弱部としてビード39を設けているが、他の態様とすることもできる。たとえば、肉厚を他の部分よりも肉厚が薄い薄板として脆弱部とする態様とすることができる。あるいは、切欠きを形成することによって脆弱部とすることもできる。さらには、脆弱部以外の部分に焼入れ等することによって剛性を高めることにより、脆弱部を形成することもできる。
本発明は、車両の側部構造に係り、特に、センターピラーとロッカ部材との接合部における車両の側部構造に利用することができる。
また、ロッカにおけるセンターピラーが連結された連結範囲内であり、車幅方向外側の下方位置に、ロッカが座屈する際の起点となる脆弱部が形成されていることが好ましい。
こうすると、センターピラーからロッカに荷重が伝達されてロッカが座屈する際、ロッカの座屈点が脆弱部となる。この脆弱部は、センターピラーが設けられた範囲内に形成されているので、側面衝突等によってセンターピラーからロッカに荷重が伝達されてロッカが座屈する際に、センターピラーによってロッカの変形を効率よく抑制することができ、もってロッカの変形量を小さくすることができる。

Claims (4)

  1. 車両の側部に上下方向に延設されたセンターピラーを備え、前記センターピラーの下端に連結され、前後方向に延設されたロッカを有する車両の側部構造であって、
    前記センターピラーにおける前記ロッカとの接合部には、前記車両の前後にそれぞれ位置する2本の稜線が形成されており、
    前記2本の稜線が、下方にいくほど、前記センターピラーの幅方向中央部を向いており、前記2本の稜線が互いに近接するように構成されていることを特徴とする車両の側部構造。
  2. 車両の側部に上下方向に延設されたセンターピラーを備え、前記センターピラーの下端に連結され、前後方向に延設されたロッカを有する車両の側部構造であって、
    前記ロッカにおける前記センターピラーが連結された連結範囲内であり、車幅方向外側の下方位置に、前記ロッカが座屈する際の起点となる脆弱部が形成されていることを特徴とする車両の側部構造。
  3. 前記脆弱部が、前記ロッカに形成されたビードである請求項2に記載の車両の側部構造。
  4. 前記脆弱部は、前記ロッカにおける他の部位より肉厚が薄い薄板とされて形成されている請求項2に記載の車両の側部構造。
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