JP2011143762A - 車両骨格構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センターピラー20の中間部分に車両幅方向外側から内側へ向かう入力が側突等により作用すると、センターピラー20に結合されるロッカー10は捩じり入力を受け、ロッカー10の各外面に圧縮応力が作用して波打つ様に変形する方向となるが、圧縮応力の作用方向に沿って延びるビード28を各外面に設けて補強することで、外面の変形が抑制され、ロッカー10の断面崩れが抑制される。その結果、センターピラー20のロッカー10の捩じれ方向への変形が抑えられ、ロッカー10に結合されるセンターピラー20の車室内側へ凸となる変形が抑えられる。これにより、側突時のセンターピラー20の車室内側への進入量を抑えることができる。
【選択図】図1
Description
中空かつ長尺状に形成された一方の骨格部材と、一方の骨格部材の長手軸方向中間部に一端が結合され、一方の骨格部材の長手軸方向とは交差する方向に延びる他方の骨格部材と、を備えた車両骨格構造において、他方の骨格部材が外力を受け、一方の骨格部材が他方の骨格部材から捩じり入力を受けると、一方の骨格部材には、外面に沿って剪断力が発生すると共にこの剪断力によって圧縮応力も発生する。
ここで、一方の骨格部材は中空であるため、一方の骨格部材の外面に大きな圧縮応力が作用してこの圧縮応力に耐え切れなくなると、外面が波打ち変形(一種の座屈)し、断面崩れを起こすことに繋がる。
一方の骨格部材と、一方の骨格部材の長手軸方向中間部に一端が結合され、一方の骨格部材の長手軸方向とは交差する方向に延びる中空かつ長尺状に形成された他方の骨格部材と、を備えた車両骨格構造において、一方の骨格部材からの入力により他方の骨格部材が捩じり入力を受けると、他方の骨格部材には、外面に沿って剪断力が発生すると共にこの剪断力によって圧縮応力も発生する。
請求項3に記載の車両骨格構造では、一方の骨格部材において、稜線間の平面部分に圧縮応力が作用した際の平面部分の変形を補強部で抑制できる。
請求項4に記載の車両骨格構造では、他方の骨格部材において、稜線間の平面部分に圧縮応力が作用した際の平面部分の変形を補強部で抑制できる。
例えば、側突等により、センターピラーに車両幅方向外側から内側へ向かう入力が作用すると、センターピラーに結合されるロッカーは捩じり入力を受けることになり、ロッカーには外面に沿って剪断力が発生し、その剪断力によって圧縮応力が発生することになる。
ロッカーとセンターピラーとが接合された車両骨格構造において、センターピラーに最も近い補強部のセンターピラー側の端部を、センターピラーとロッカーとの結合部分の下側に配置することで、圧縮応力により最も変形し易い部分を、補強部でもって効率的に補強することができる。
例えば、側突等により、センターピラーに車両幅方向外側から内側へ向かう入力が作用すると、センターピラーに結合されるルーフサイドレールは捩じり入力を受けることになり、ルーフサイドレールには外面に沿って剪断力が発生し、その剪断力によって圧縮応力が発生することになる。
例えば、前突等により、ロッカーに車両前方から車両後方へ向かう入力が作用すると、ロッカーに結合されるフロアクロスメンバが、ロッカーから捩じり入力を受ける場合がある。
請求項9に記載の車両骨格構造では、ビードが圧縮応力による変形を抑える。
骨格部材が鋼板のプレス成形品である場合、プレス用の金型に予めビードを形成するための凹凸を形成しておくことで、骨格部材に補強部としてのビードを容易、かつ効率的に形成することができる。
一方の骨格部材の長手方向中間部分に他方の骨格部材が接合されている車両骨格構造において、一方の骨格部材が他方の骨格部材から捩じり変形を受けると、一方の骨格部材には、接合部の両側に放射方向に圧縮応力が発生する。
請求項10に記載の車両骨格構造では、一方の骨格部材と他方の骨格部材との接合部分を境にして一方の骨格部材の長手方向両側に放射方向に形成された補強部が、接合部の両側にて一方の骨格部材の捩じれ変形を抑える。
捩じれ変形する骨格部材には、長手軸方向に直交する方向の剪断が発生するので、剪断力の作用している面においては、骨格部材の長手軸方向に対して45°方向に圧縮応力が発生するので、補強部の傾斜角度は骨格部材長手軸方向に対して45°±10°の範囲内に設定することが好ましい。なお、45°±10°から外れると、当然ながら、補強部は圧縮応力による骨格部材の変形を抑える能力が低下する。
例えば、骨格部材の断面形状が矩形等で、稜線、即ち、断面形状で見て角部を有する場合、角部分は他の部分(平面部分)よりも剛性が高い。したがって、補強部の端部を剛性の高い角部に接続することで、補強部の端部を角部に接続しない場合に比較して圧縮応力に対する補強効果を高めることが出来る。
以下、図1〜図5を用いて、本発明の車両骨格構造の適用されたボディー構造の第1の実施形態を説明する。なお、図中、矢印Frは車両前側方向、矢印INは車両幅方向内側方向、矢印UPは車両上方向を示している。
本実施形態のロッカー10は、構成要素的には、車室外側に配置される鋼板のプレス成形品からなるロッカーウタパネル12と、このロッカーウタパネル12の車室内側に配置されてロッカーウタパネル12とで略方形閉断面を形成するロッカーインナパネル16と、によって構成されている。
センターピラー20は、センターピラー20の車幅方向外側部を構成するセンターピラーアウタ22と、センターピラー20の車幅方向内側部を構成するセンターピラーインナ24とで閉断面構造とされている。
ロッカーウタパネル12の下面部12Bに形成されるビード28は、ロッカー長手軸方向に対して45°(図中θ)で傾斜して延びており、上面部12Aに形成されるビード28とは反対方向に傾斜している。また、本実施形態では、下面部12Bに形成されるビード28は、車両幅方向外側端がロッカー角部(稜線)に接続され、車両幅方向内側端がフランジ部分に接続されている。
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
先ず、従来構造では、図4(A)に示すように、センターピラー20の中間部分に車両幅方向外側から内側へ向かう入力(図4の矢印A)が側突等により作用すると、センターピラー20に結合されるロッカー10は捩じり入力を受け、図4(B)に示すように変形する。
本実施形態では、各ビード28をロッカー長手軸方向に対して45°で傾斜させたが、部位によってはロッカー長手軸方向に対する圧縮応力Dの方向が45°でない場合も想定される。したがって、試作品で実験を行う、コンピュータシミュレーションを行う等して、圧縮応力Dの方向を見極めてからビード28の延びる方向を決定することが好ましい。
以下、図6を用いて、本発明の車両骨格構造の適用されたボディー構造の第2の実施形態を説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符合を付し、その説明は省略する。
各ビード28は、上端がセンターピラー20に近接する方向、下端がセンターピラー20から離れる方向に配置される方向に傾斜している。
なお、ロッカー10とルーフサイドレール30の両方にビード28を設けることで、側突時のセンターピラー20の車室内側への進入量がより一層抑えられる。
以下、図7を用いて、本発明の車両骨格構造の適用されたボディー構造の第3の実施形態を説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符合を付し、その説明は省略する。
フロントフロアクロスメンバ32は、前面部32A、上面部32B、後面部32C、及びフランジ32Dを備え、車両下方側が開放された断面略ハット形状に形成されている。
上記実施形態では、補強部としてビード28を採用したが、本発明はこれに限らず、同等の補強機能を有する構成であればすべて適用可能である。例えば、図8に示すように、ロッカー10の平面部分の内面(または外面)に、ビード28の代わりとして断面山形に屈曲させた別部品としてのリブ34を溶接等で接合しても良い。この例では、既存のロッカー10に対して、リブ34を追加するのみで簡単にロッカー10の補強ができる。
また、ビード28をロッカー10の角部(稜線)に接続すると、ロッカー長手軸方向にのびる角部が分断されてしまうが、リブ34で補強する場合には、ロッカー長手軸方向にのびる角部が分断されることは無く、ロッカー10の軸方向の強度(座屈、曲げ)を確保することができる。
11 車体(車両骨格構造)
20 センターピラー(骨格部材)
28 ビード(補強部)
30 ルーフサイドレール(骨格部材)
31 ルーフサイドアウタパネル(骨格部材)
32 フロントフロアクロスメンバ(骨格部材、フロアクロスメンバ)
34 リブ(補強部)
36 繊維(補強部)
Claims (12)
- 中空かつ長尺状に形成された一方の骨格部材と、前記一方の骨格部材の長手軸方向中間部に一端が結合され、前記一方の骨格部材の長手軸方向とは交差する方向に延びる他方の骨格部材と、を備え、前記一方の骨格部材が前記他方の骨格部材から捩じり入力を受ける車両骨格構造であって、
前記一方の骨格部材には、前記一方の骨格部材の長手軸方向に対して傾斜する方向でかつ圧縮応力の作用方向に沿って延びる補強部が設けられている、車両骨格構造。 - 一方の骨格部材と、前記一方の骨格部材の長手軸方向中間部に一端が結合され、前記一方の骨格部材の長手軸方向とは交差する方向に延びる中空かつ長尺状に形成された他方の骨格部材と、を備え、前記他方の骨格部材が前記一方の骨格部材から捩じり入力を受ける車両骨格構造であって、
前記他方の骨格部材には、前記他方の骨格部材の長手軸方向に対して傾斜する方向でかつ圧縮応力の作用方向に沿って延びる補強部が設けられている、車両骨格構造。 - 前記一方の骨格部材は、少なくとも2つの稜線を有すると共に稜線間に平面部分を有し、前記平面部分に前記補強部が設けられている、請求項1に記載の車両骨格構造。
- 前記他方の骨格部材は、少なくとも2つの稜線を有すると共に稜線間に平面部分を有し、前記平面部分に前記補強部が設けられている、請求項2に記載の車両骨格構造。
- 前記一方の骨格部材が車両のロッカーであり、前記他方の骨格部材が前記車両のセンターピラーである、請求項1または請求項3に記載の車両骨格構造。
- 前記ロッカーの車両幅方向外側面に設けられる前記センターピラーに最も近い前記補強部は、前記センターピラー側の端部が、前記センターピラーと前記ロッカーとの結合部分の下側に配置されている、請求項5に記載の車両骨格構造。
- 前記一方の骨格部材が車両のルーフサイドレールであり、前記他方の骨格部材が前記車両のセンターピラーである、請求項1または請求項3に記載の車両骨格構造。
- 前記一方の骨格部材が車両のロッカーであり、前記他方の骨格部材が前記車両のフロアクロスメンバである、請求項2または請求項4に記載の車両骨格構造。
- 前記補強部がビードである、請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の車両骨格構造。
- 前記補強部は、前記一方の骨格部材と前記他方の骨格部材との接合部分を境にして前記一方の骨格部材の長手方向両側に放射方向に形成されている、請求項1,3,5,6,7の何れか1項に記載の車両骨格構造。
- 前記補強部は骨格部材長手軸方向に対して45°±10°で傾斜している、請求項1〜請求項10の何れか1項に記載の車両骨格構造。
- 前記補強部は前記稜線に接続されている、請求項3または請求項4に記載の車両骨格構造。
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