JPWO2013140624A1

JPWO2013140624A1 - 車体構造

Info

Publication number: JPWO2013140624A1
Application number: JP2014505949A
Authority: JP
Inventors: 信志鳥居
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2015-08-03
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: WO2013140624A1; DE112012006086T5; CN104220321A; JP5804190B2; US9150254B2; US20150166110A1

Abstract

車両側面からの衝突性能を高めることができる車体構造を提供することを目的とする。このために、車体構造１は、車両上側の側方位置に配置され、車両の前後方向に延在するルーフサイドレール１０と、車両の上下方向に延在し、上端部がルーフサイドレール１０の延在方向の途中位置に接合されるセンターピラー１４と、を備え、ルーフサイドレール１０におけるセンターピラー１４の接合箇所からずれた位置に、ルーフサイドレール１０の他の位置よりも強度が低い脆弱部２０、２２が設けられている。

Description

本発明は、車体構造に係り、特に、車両の側突時に、センターピラーに対する衝突荷重をルーフサイドレールで好適に吸収することができる車体の上部構造に関する。

車両の骨格構造を構成する骨格構成部材としては、フロントピラー、センターピラー、リアピラー、ルーフサイドレール、ロッカなどが用いられる。このうち、フロントピラーは、車両の前方に設けられる。センターピラーは、車両の前後方向中央部に設けられる。リアピラーは、車両の後方に設けられる。また、ルーフサイドレールは、車両の上部に設けられる。そして、ロッカは、車両の下部に設けられる。

このような骨格構成部材として、側面衝突等によって生じる骨格構成部材の変形モードをコントロールすることで、効率的な衝撃吸収を行う車両の骨格構造が知られている。例えば、特許文献１には、車体の左右下部に前後方向に延設されたサイドシルと、車体の左右上部に前後方向に延設されたサイドルーフレールと、車体の左右側部に上下方向に延設されてサイドルーフレール及びサイドシルに上下端が結合されたセンターピラーとを備え、センターピラーの下端からサイドシルに沿って車体前後方向等距離の箇所にシル補強部を備えた車体側部構造が記載されている。この車体側部構造においては、一対のシル補強部によりセンターピラーに加わる捩り力を打ち消すことで、センターピラーの捩れ変形を抑制している。

特開２００１−１６３２６３号公報

特許文献１に記載の車体側部構造では、車両側面から衝突荷重がセンターピラーに入力されたときに、センターピラーの上端が下方に引き込まれることにより、センターピラーに近い位置でルーフサイドレールに捩れが生じる。センターピラーに近い位置でルーフサイドレールに捩れが生じると、ルーフサイドレールにおけるセンターピラーの接合箇所が下方に引き込まれることとなり、その結果として、センターピラーの変形が大きくなる可能性がある。

そこで本発明は、車両側面からの衝突性能を高めることができる車体構造を提供することを目的とする。

本発明に係る車体構造は、車両上側の側方位置に配置され、車両の前後方向に延在するルーフサイドレールと、車両の上下方向に延在し、上端部がルーフサイドレールの延在方向の途中位置に接合されるセンターピラーと、を備え、ルーフサイドレールにおけるセンターピラーの接合箇所からずれた位置に、ルーフサイドレールの他の位置よりも強度が低い脆弱部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る車体構造においては、ルーフサイドレールの他の位置よりも強度が低い脆弱部がルーフサイドレールにおけるセンターピラーの接合箇所からずれた位置に設けられている。これにより、車両側面からの衝突荷重がセンターピラーに入力されたときに、他の位置よりも強度が低い脆弱部を起点として、ルーフサイドレールに捩れが生じることになる。したがって、脆弱部の位置に応じてルーフサイドレールの変形を制御することができる。よって、この車体構造によれば、車両側面からの衝突性能を高めることができる。

また、車両の上下方向に延在し、ルーフサイドレールの前端部に接合されるフロントピラーを更に備え、脆弱部は、センターピラーとフロントピラーとの中間位置よりもフロントピラー側に設けられていてもよい。

この構成によれば、センターピラーとフロントピラーとの中間位置よりもフロントピラー側に設けられている脆弱部を起点として、ルーフサイドレールに捩れが生じる。このため、ルーフサイドレールにおけるセンターピラーの接合箇所から離れた位置を起点としてルーフサイドレールが捩れることとなり、ルーフサイドレールにおけるセンターピラーの接合箇所が下方に遷移することが防止される。よって、この車体構造によれば、センターピラーの変形を抑制することができ、車両側面からの衝突性能を高めることができる。

また、車両の上下方向に延在し、ルーフサイドレールの後端部に接合されるリアピラーを更に備え、脆弱部は、センターピラーとリアピラーとの中間位置よりもリアピラー側に設けられていてもよい。

この構成によれば、センターピラーとリアピラーとの中間位置よりもリアピラー側に設けられている脆弱部を起点として、ルーフサイドレールに捩れが生じる。このため、ルーフサイドレールにおけるセンターピラーの接合箇所から離れた位置を起点としてルーフサイドレールが捩れることとなり、ルーフサイドレールにおけるセンターピラーの接合箇所が下方に遷移することが防止される。よって、この車体構造によれば、センターピラーの変形を抑制することができ、車両側面からの衝突性能を高めることができる。

本発明によれば、車両側面からの衝突性能を高めることができる。

本実施形態に係る車体構造の斜視図である。車両に側方から衝突荷重が入力されたときの、従来の車体構造の変形態様を示す斜視図である。車両に側方から衝突荷重が入力されたときの、本実施形態に係る車体構造の変形態様を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。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、本発明の実施形態に係る車体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体構造１は、サイドメンバ構造として骨格構成部材であるルーフサイドレール１０、ロッカ１２、センターピラー１４、フロントピラー１６、及びリアピラー１８を備えている。

ルーフサイドレール１０及びロッカ１２は、車両の側方位置に配置され、車両の前後方向に延在する部材であって、センターピラー１４、フロントピラー１６、及びリアピラー１８と共に側面衝突時のエネルギを吸収する部材として機能する。
ルーフサイドレール１０は、車両上側に配置されており、ロッカ１２は、車両下側に配置されている。ルーフサイドレール１０は、ルーフサイドレールアウタとルーフサイドレールインナとを向かい合わせて結合することで構成される。ロッカ１２は、ロッカアウタとロッカインナとを向かい合わせて結合することで構成される。

センターピラー１４、フロントピラー１６、及びリアピラー１８は、車両の上下方向に延在する部材であって、側面衝突時のエネルギを吸収する部材として機能する。センターピラー１４は、車両の前後方向略中央部に配置されている。センターピラー１４の上端部は、ルーフサイドレール１０の延在方向の途中位置である接合箇所Ｊで接合されており、センターピラー１４の下端部は、ロッカ１２の延在方向の途中位置に接合されている。センターピラー１４は、センターピラーアウタとセンターピラーインナとを向かい合わせて結合することで構成される。

フロントピラー１６は、車体構造１を備える車両の前部に配置されている。フロントピラー１６の上端部は、ルーフサイドレール１０の前端部に接合されており、フロントピラー１６の下端部は、ロッカ１２の前端部に接合されている。フロントピラー１６は、フロントピラーアウタをフロントピラーインナに向かい合わせて結合することで構成される。

リアピラー１８は、車体構造１を備える車両の後部に配置されている。リアピラー１８の上端部は、ルーフサイドレール１０の後端部に接合されており、リアピラー１８の下端部は、ロッカ１２の後端部に接合されている。リアピラー１８は、リアピラーアウタをリアピラーインナに向かい合わせて結合することで構成される。

ルーフサイドレール１０の前部及び後部であって、センターピラー１４の接合箇所Ｊからずれた位置には、それぞれ脆弱部２０、２２が設けられている。脆弱部２０、２２は、側面衝突時にルーフサイドレール１０の変形の起点となる部材として機能する。脆弱部２０、２２は、ルーフサイドレール１０の脆弱部２０、２２とは異なる位置よりも強度が低くなるように構成されている。脆弱部２０、２２は、ルーフサイドレール１０よりも強度の低い素材により形成された部品であり、溶接により脆弱部２０、２２の両端部がルーフサイドレール１０に接合されていてもよい。

本実施形態では、脆弱部２０は、センターピラー１４とフロントピラー１６との中間位置Ｃ１よりもフロントピラー１６側に設けられている。また、脆弱部２２は、センターピラー１４とリアピラー１８との中間位置Ｃ２よりもリアピラー１８側に設けられている。

次に、図２及び図３を用いて本実施形態に係る車体構造１の作用及び効果について説明する。まず、本実施形態に係る車体構造１の作用及び効果の理解を容易にするために、従来の車体構造１Ａの変形態様を比較のために説明する。従来の車体構造１Ａは、ルーフサイドレール１０に脆弱部２０、２２を備えていない点で、本実施形態の車体構造１と相違する。

図２は、他車両の衝突などにより、車両に側方から荷重Ｆが入力されたときの従来の車体構造１Ａの変形態様を示す斜視図である。図２に示すように、車両に側方から荷重Ｆが入力された場合、衝突初期の段階においては、センターピラー１４が車幅方向内側へ変形しつつ、入力された荷重Ｆの一部を吸収する。この際、ルーフサイドレール１０には、車幅方向内側への荷重が入力されるともに、センターピラー１４が下方に引っ張られることによる下方への荷重が入力される。

この下方への荷重によってルーフサイドレール１０が下方に引き込まれることで、従来の車体構造１Ａのルーフサイドレール１０には捩れが生じる。ルーフサイドレール１０に入力される下方への荷重はセンターピラー１４との接合箇所Ｊに近いほど大きいことから、ルーフサイドレール１０には、図２に示すようにセンターピラー１４の接合箇所Ｊに近い位置を起点として捩れＴが生じる。この場合には、ルーフサイドレール１０の接合箇所Ｊの下降量が大きくなり、ルーフサイドレール１０とともにセンターピラー１４の上端部が下降する。センターピラー１４の上端部が下降することにより、センターピラー１４は車幅方向内側へ大きく変形する。このように、従来の車体構造１Ａでは、側方から荷重Ｆが入力されると接合箇所Ｊに近い位置を起点として捩れＴが生じることにより、センターピラー１４が車幅方向内側へ大きく変形されるので、車両側面からの衝突性能が低下する。

一方、図３は、他車両の衝突などにより、車両に側方から荷重Ｆが入力されたときの本実施形態に係る車体構造１の変形態様を示す斜視図である。車体構造１では、図２と同様に、車両に側方から荷重Ｆが入力された場合、追突初期の段階においては、センターピラー１４が車幅方向内側へ変形し、ルーフサイドレール１０に車幅方向内側への荷重及び下方への荷重が入力される。

この下方への荷重によってルーフサイドレール１０が下方に引き込まれることで、車体構造１のルーフサイドレール１０には捩れが生ずる。車体構造１では、ルーフサイドレール１０の他の位置よりも強度が低い脆弱部２０、２２が設けられることから、ルーフサイドレール１０には、図３に示すように脆弱部２０、２２の配設位置を起点として捩れＴが生じる。この場合には、ルーフサイドレール１０が略全体で捩れるため、ルーフサイドレール１０の接合箇所Ｊの下降量は従来の車体構造１Ａを比べて相対的に小さくなる。このため、センターピラー１４の上端部の下降量も小さくなり、センターピラー１４の車幅方向内側への変形は小さくなる。このように、車体構造１では、ルーフサイドレール１０とセンターピラー１４との接合箇所Ｊから離れた位置を起点としてで捩れＴが生じるため、センターピラー１４の車幅方向内側への変形が抑制される。

以上説明したように、車体構造１では、ルーフサイドレール１０の他の位置よりも強度が低い脆弱部２０、２２がルーフサイドレール１０におけるセンターピラー１４の接合箇所Ｊからずれた位置に設けられている。これにより、車両側面からの衝突荷重Ｆがセンターピラー１４に入力されたときに、他の位置よりも強度が低い脆弱部２０、２２を起点として、ルーフサイドレール１０に捩れが生じることになる。したがって、脆弱部２０、２２の位置に応じてルーフサイドレール１０の変形を制御することができる。よって、車体構造１によれば、車両側面からの衝突性能を高めることができる。

また、車体構造１は、車両の上下方向に延在し、ルーフサイドレール１０の前端部に接合されるフロントピラー１６を更に備え、脆弱部２０は、センターピラー１４とフロントピラー１６との中間位置Ｃ１よりもフロントピラー１６側に設けられている。このため、センターピラー１４とフロントピラー１６との中間位置Ｃ１よりもフロントピラー１６側に設けられている脆弱部２０を起点として、ルーフサイドレール１０に捩れが生じる。このため、ルーフサイドレール１０におけるセンターピラー１４の接合箇所Ｊから離れた位置を起点としてルーフサイドレール１０が捩れることとなり、ルーフサイドレール１０におけるセンターピラー１４の接合箇所Ｊが下方に遷移することが防止される。よって、車体構造１によれば、センターピラー１４の変形を抑制することができ、車両側面からの衝突性能を高めることができる。

また、車体構造１は、車両の上下方向に延在し、ルーフサイドレール１０の後端部に接合されるリアピラー１８を更に備え、脆弱部２２は、センターピラー１４とリアピラー１８との中間位置Ｃ２よりもリアピラー１８側に設けられている。このため、センターピラー１４とリアピラー１８との中間位置Ｃ２よりもリアピラー１８側に設けられている脆弱部２２を起点として、ルーフサイドレール１０に捩れが生じる。このため、ルーフサイドレール１０におけるセンターピラー１４の接合箇所Ｊから離れた位置を起点としてルーフサイドレール１０が捩れることとなり、ルーフサイドレール１０におけるセンターピラー１４の接合箇所Ｊが下方に遷移することが防止される。よって、この車体構造１によれば、センターピラー１４の変形を抑制することができ、車両側面からの衝突性能を高めることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、脆弱部２０、２２が、それぞれルーフサイドレール１０の前部及び後部に設けられているが、脆弱部２０、２２は、少なくとも何れか一方が設けられていてればよい。

また、上記実施形態では、脆弱部２０、２２が強度の低い素材により形成されることで、ルーフサイドレール１０の他の位置よりも強度を低くしているが、強度を低くする方法は任意である。例えば、脆弱部２０、２２は、ルーフサイドレール１０の他の位置よりも肉厚を小さくすることで、強度を低くしてもよい。また、脆弱部２０、２２は、必ずしも別部品として構成され、ルーフサイドレール１０と接合される必要はなく、ルーフサイドレール１０一体で形成されていてもよい。

１…車体構造、１０…ルーフサイドレール、１２…ロッカ、１４…センターピラー、１６…フロントピラー、１８…リアピラー、２０，２２…脆弱部。

Claims

車両上側の側方位置に配置され、前記車両の前後方向に延在するルーフサイドレールと、
前記車両の上下方向に延在し、上端部が前記ルーフサイドレールの延在方向の途中位置に接合されるセンターピラーと、を備え、
前記ルーフサイドレールにおける前記センターピラーの接合箇所からずれた位置に、前記ルーフサイドレールの他の位置よりも強度が低い脆弱部が設けられていることを特徴とする車体構造。
前記車両の上下方向に延在し、前記ルーフサイドレールの前端部に接合されるフロントピラーを更に備え、
前記脆弱部は、前記センターピラーと前記フロントピラーとの中間位置よりも前記フロントピラー側に設けられている請求項１に記載の車体構造。
前記車両の上下方向に延在し、前記ルーフサイドレールの後端部に接合されるリアピラーを更に備え、
前記脆弱部は、前記センターピラーと前記リアピラーとの中間位置よりも前記リアピラー側に設けられている請求項１又は２に記載の車体構造。