JP2022059463A - 車両側部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】スモールオーバーラップ前面衝突が発生した場合におけるホイールの車室への侵入をより確実に抑制することができる車両側部構造を提供する。【解決手段】車両側部構造１１は、フロントタイヤ１５１の後方側に配置され、車両前後方向に沿って延在するサイドシル２１と、サイドシル２１の前端側に配置され、車両幅方向内側から車両幅方向外側に伸びる前方部分１９と、車両前後方向に沿って伸びる後方部分２０と、を有する第１リンフォース１８と、第１リンフォース１８の後方部分２０と、少なくとも一部が重畳する第２リンフォース２２と、第１リンフォース１８の後方側に配置された第３リンフォース２３と、を具備する。また、第２リンフォース２２は、第１リンフォース１８の後方部分２０の後端部近傍と重畳する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両側部構造に関し、特に、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際の安全性が考慮された車両側部構造に関する。

車両衝突として、スモールオーバーラップ前面衝突がある。スモールオーバーラップ前面衝突とは、オフセット率が小さい微小ラップ衝突である。よって、スモールオーバーラップ前面衝突が発生すると、ホイールの強度が高いディスク部がサイドシルに当たり、車室部の前方部分が大きく変形し、乗員の安全性が損なわれてしまう恐れがある。

そのため、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、サイドシルの変形を抑制する発明が特許文献１および特許文献２に記載されている。

特許文献１には、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、サイドシルおよびジャッキアップ補強プレートが圧壊することで、ホイールを変形させる発明が記載されている。

特許文献２では、サイドシルの前方に、滑り台形状のガゼットを形成している。このようにすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、ガゼットに沿ってホイールを幅方向外側に逃がし、ホイールが車室に進入することを抑制している。

特開２０１３－１６６４３５号公報 国際公開２０１３－１２１８９０号公報

しかしながら、上記した各特許文献に記載された発明では、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に於ける安全性確保の観点等から改善の余地があった。

特許文献１に記載された発明では、スモールオーバーラップ前面衝突による衝撃が大きい場合、サイドシルおよびジャッキアップ補強プレートの抗力のみではホイールを充分に変形しきれず、ホイールが車室に進入してしまう恐れがある。

特許文献２に記載された発明では、ガゼットの強度が充分でないと、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、ホイールを車外に向けて滑らせることが難しいことが考えられる。また、サイドシルの前方にガゼットを形成することで、車室の容積が圧迫されてしまう恐れもある。

本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した場合におけるホイールの車室への侵入をより確実に抑制することができる車両側部構造を提供することにある。

本発明の請求項１に記載された車両側部構造は、フロントタイヤの後方側に配置され、車両前後方向に沿って延在するサイドシルと、前記サイドシルの前端側に配置され、車両幅方向内側から車両幅方向外側に伸びる前方部分と、車両前後方向に沿って伸びる後方部分と、を有する第１リンフォースと、前記第１リンフォースの前記後方部分と、少なくとも一部が重畳する第２リンフォースと、前記第１リンフォースの後方側に配置された第３リンフォースと、を具備し、前記第２リンフォースは、前記第１リンフォースの前記後方部分の後端部近傍と重畳することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載された車両側部構造では、前記サイドシルは、サイドシルアウタと、サイドシルインナと、前記サイドシルアウタと前記サイドシルインナとが接続される接続部と、を有し、前記第３リンフォースの前端近傍において、前記接続部を部分的に脆弱にした脆弱部を形成することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載された車両側部構造では、前記サイドシルは、サイドシルアウタと、サイドシルインナと、を有し、前記サイドシルアウタは、前記サイドシルインナよりも強度が低いことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載された車両側部構造では、前記第２リンフォースは、前記第３リンフォースよりも、強度が高いことを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載された車両側部構造では、前記第２リンフォースが、Ａピラー補強部材であることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載された車両側部構造によれば、第１リンフォースをサイドシルの前端側に配置することで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第１リンフォースにより補強されたサイドシルの前端がホイールに接触し、ホイールを割り、ホイールのスポークやリムの外周面から構成される、いわゆるディスク部であるホイール外側部と、ホイールのリムや内側フランジ部から構成されるホイール内側部とを分割し、強度の高いホイール外側部の全てあるいは少なくとも一部を車室よりも外側に遷移させ、強度の低いホイール内側部はホイールハウス内で圧潰させることで、ホイールが車室に侵入することを抑制できる。更に、第１リンフォースの後方部分が、第２リンフォースと重畳することで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第２リンフォースが第１リンフォースを外側に湾曲させるモーメントが発生する。よって、第１リンフォースが配置された部分のサイドシルアウタを傾斜面とし、この傾斜面に沿ってホイール外側部を滑らせ確実に車室外側へ遷移させることで、強度の高いホイール外側部が車室に侵入することを抑制できる。また、第３リンフォースが第１リンフォースの後方側に配置されることで、第３リンフォースによりサイドシルアウタを支えることができる。

本発明の請求項２に記載された車両側部構造によれば、脆弱部をサイドシルに形成することで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、脆弱部からサイドシルアウタとサイドシルインナとが分離することで、第１リンフォースを更に外側に湾曲させ、ホイールが車室側に侵入することを防止できる。

本発明の請求項３に記載された車両側部構造によれば、サイドシルアウタの強度をサイドシルインナよりも低くすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、サイドシルアウタを車両外側に向かって変形させ、ホイールが車室側に侵入することを防止できる。

本発明の請求項４に記載された車両側部構造によれば、第２リンフォースの強度を第３リンフォースよりも高くすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第２リンフォースを車両外側に向かって湾曲させ、ホイールが車室側に侵入することを防止できる。

本発明の請求項５に記載された車両側部構造によれば、Ａピラー補強部材が第２リンフォースを兼ねることで、本発明を採用することによる部品点数の増加を抑制できる。

本発明の実施形態に係る車両側部構造を備えた車両を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る車両側部構造を示し、（Ａ）は車両側部構造備えた車両を示す斜視図であり、（Ｂ）はサイドシルを示す切断斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両側部構造を示す図であり、（Ａ）はサイドシルを示す上方断面図であり、（Ｂ）は第２リンフォースおよびＡピラーを示す上方断面図であり、（Ｃ）は具現化された車両側部構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両側部構造を備えた車両がスモールオーバーラップ前面衝突を起こす状況を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る車両側部構造を示し、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際におけるホイールの分離および圧壊の状況を示す図である。 本発明の実施形態に係る車両側部構造を示し、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際におけるホイールの分離および圧壊の他の状況を示す図である。 本発明の実施形態に係る車両側部構造を備えた車両がスモールオーバーラップ前面衝突を起こす状況を示す図であり、（Ａ）はサイドシルの変形状況を示し、（Ｂ）は第２リンフォースの変形状況を示している。

以下、本発明の実施形態に係る車両側部構造１１を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明に於いては前後上下左右の各方向を用いるが、左右とは車両１０を後方から見た場合の左右である。更に、以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。

図１は、車両側部構造１１を備えた車両１０を示す平面図である。

車両１０は、車体１２を備えており、車体１２にはタイヤ１５が取りつけられている。ここでは、車体１２の前方側にフロントタイヤ１５１が配置され、車体１２の後方側にリアタイヤ１５２が配置されている。

車体１２の車両幅方向の端部には、サイドシル２１が形成されている。サイドシル２１は前後方向に沿って伸びる略柱状の部材であり、車体１２の剛性を確保するために高い強度を備えている。

図２は、車両側部構造１１を示し、図２（Ａ）は車両側部構造１１を備えた車両１０を示す斜視図であり、図２（Ｂ）はサイドシル２１を示す切断斜視図である。

図２（Ａ）を参照して、車両側部構造１１は、サイドシル２１の前端部分に配置されている。また、車両側部構造１１は、Ａピラー１４の下方近傍に配置されている。後述するように、車両側部構造１１の一部分は、Ａピラー１４の下端を補強するＡピラー補強部材２８から構成される。

図２（Ｂ）を参照して、サイドシル２１は、サイドシルアウタ２４と、サイドシルインナ２５と、サイドシルアウタ２４とサイドシルインナ２５とが接続される接続部２６と、を有する。後述する車両側部構造１１は、サイドシル２１の内部に形成される。接続部２６は、サイドシルアウタ２４とサイドシルインナ２５とが面的に接合される部位であり、拝みフランジ部とも称される。

図３は、車両側部構造１１を詳細に示す図であり、図３（Ａ）はサイドシル２１を示す上方断面図であり、図３（Ｂ）は第２リンフォース２２およびＡピラー１４を示す上方断面図であり、図３（Ｃ）は具現化された車両側部構造１１を示す斜視図である。

図３（Ａ）を参照して、サイドシル２１の前端部分に車両側部構造１１が配置されている。

車両側部構造１１は、第１リンフォース１８と、第２リンフォース２２と、第３リンフォース２３と、を有する。第１リンフォース１８、第２リンフォース２２および第３リンフォース２３は、所定形状に形成された鋼板から成る。車両側部構造１１を有することで、後述するように、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、車両幅方向に於いてホイールを外側に逃がし、ホイールが車室に進入することを抑止できる。

第１リンフォース１８は、サイドシル２１の前端側に配置され、車両幅方向内側から車両幅方向外側に向かって伸びる前方部分１９と、車両前後方向に沿って伸びる後方部分２０と、を有する。上面視において、第１リンフォース１８は、略Ｌ字形状を呈している。

第１リンフォース１８の前方部分１９が、サイドシル２１の前端部分に配置されることで、サイドシル２１の前端部分を補強することができる。よって、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、サイドシル２１の前端部分でホイールを割り、ホイールが車室に進入することを抑止できる。また、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際は、第１リンフォース１８が全体として、後方に向かって車両幅方向外側に傾斜する傾斜面を呈するようになる。このようにすることで、第１リンフォース１８から成る傾斜面に沿って、ホイールを外側に待避させることができる。

第２リンフォース２２は、前後方向に於いて、第１リンフォース１８の後方部分２０と、少なくとも一部が重畳する。または、前後方向に於いて、第２リンフォース２２の全体が、第１リンフォース１８の後端部分と重畳している。第２リンフォース２２は、第１リンフォース１８の後方部分２０の車両幅方向外側に配置されている。更に、第２リンフォース２２は、Ａピラー補強部材２８の一部である。第２リンフォース２２は、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第１リンフォース１８の後方部分２０等が車両幅方向外側に向かって傾斜するためのモーメントを発生する。

第３リンフォース２３は、第１リンフォース１８の後方側に配置されている。第３リンフォース２３の先端部は、第１リンフォース１８の後端部よりも後方側に配置されている。ここで、第１リンフォース１８の後端部と、第３リンフォース２３の前端部との間には、間隙が形成されても良い。第３リンフォース２３は、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、傾斜した第１リンフォース１８の後方部分２０および第２リンフォース２２を、後方から支える。更に、第３リンフォース２３が、第１リンフォース１８および第２リンフォース２２の後方側に配置されることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第１リンフォース１８および第２リンフォース２２を車両幅方向外側に向けて振り出すことができる。

脆弱部２７は、接続部２６を部分的に脆弱にした部位である。脆弱部２７は、前後方向に於いて、第１リンフォース１８の後端部と、第３リンフォース２３の前端部との間またはその近傍に配置されている。脆弱部２７の構成としては、スポット溶接の形成頻度を少なくする、ポット溶接の溶接径を小さくする、部分的に接続部２６を形成しない、等を採用することができる。脆弱部２７を形成することで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、脆弱部２７から接続部２６を破断させ、サイドシルアウタ２４を車両幅方向外側に向かって変形させることができる。

上記した各部材は、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第１リンフォース１８、第２リンフォース２２および第３リンフォース２３の前端部を傾斜させるために、強度が異なる。

具体的には、サイドシルインナ２５を高強度とすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、サイドシルインナ２５でサイドシル２１を全体的に支えることができる。また、サイドシルアウタ２４を低強度とすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、サイドシルアウタ２４を車両幅方向外側に向かって容易に変形できる。第１リンフォース１８を中程度の強度とすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第１リンフォース１８を容易に傾斜形状に変形させることができる。第２リンフォース２２を高強度とすることで、即ち、第３リンフォース２３よりも高強度とすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、大きなモーメントを発生させることができる。第３リンフォース２３を中程度の強度または高強度とすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第１リンフォース１８を後方から強固に支持することができる。

上記のように各部材の強度を高める構成としては、板厚を厚くする、高強度の材料を採用する、リブを形成する、等を採用できる。

図３（Ｂ）を参照して、Ａピラー１４の内部に第２リンフォース２２が形成されている。前述したように、第２リンフォース２２は、Ａピラー補強部材２８を兼ねている。

図３（Ｃ）を参照して、第１リンフォース１８、第２リンフォース２２および第３リンフォース２３は、サイドシル２１の内部に配置された板状の部材である。また、第３リンフォース２３の後方には、セパレータ３０が配置されている。セパレータ３０は、サイドシル２１の内部に配置され、サイドシル２１の強度を高めるための部材である。また、クロスメンバ３１は、サイドシル２１の中間部分およびセパレータ３０に接続されている。このようにすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、前後方向に於いて、第３リンフォース２３をセパレータ３０で支えることができる。

図４は、車両側部構造１１を備えた車両１０が、スモールオーバーラップ前面衝突を起こす状況を示す平面図である。

ここでは、車両１０の前端部分左側が、衝突対象物１３と、スモールオーバーラップ前面衝突を起こしている。よって、何ら対策を施さなければ、フロントタイヤ１５１のホイール３４が、車室に侵入してしまう恐れがある。本実施形態では、後述するように、車両側部構造１１の作用により、ホイール３４が車室に侵入することを抑止している。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際において、ホイール３４が分離および圧壊する状況を示す図である。

図５（Ａ）を参照して、ホイール３４は、ホイール内側部３６と、ホイール内側部３６の幅方向外側に形成されたホイール外側部３５と、を有する。ここで、ホイール内側部３６は、ホイール３４のリムや内側フランジ部等から構成される。また、ホイール外側部３５は、ホイール３４のスポークやリムの外周面等から構成される。なお、ここでは、ホイール３４に取りつけられるタイヤを図示していない。

スモールオーバーラップ前面衝突が発生した場合、ホイール３４の後端部分が、サイドシル２１の前端部分に当接する。ここでは、ホイール内側部３６とホイール外側部３５の境界の近傍が、サイドシル２１の前端に衝突する。

図５（Ｂ）を参照して、サイドシル２１の前端部分は第１リンフォース１８により補強されている（図３（Ａ）参照）。また、ホイール３４においては、ホイール内側部３６とホイール外側部３５の境界部分は相対的に脆弱に形成されている。よって、サイドシル２１の前端に衝突したホイール３４は、ホイール内側部３６とホイール外側部３５との境界部分から分離する。ここでは、ホイール外側部３５の後方部分が、ホイール内側部３６から分離し、幅方向外側を向いている。

図５（Ｃ）を参照して、スモールオーバーラップ前面衝突が更に進行すると、サイドシル２１の前端の前方で、即ち、ここでは図示しないホイールハウスの内部で、強度が低いホイール内側部３６は圧壊する。これにより、ホイール３４が車室に侵入することが抑制されている。更に、ホイール外側部３５の後端部分がホイール内側部３６から分離することから、ホイール外側部３５の後端部分が、車両外側に押し出され、車室内に侵入することが防止される。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）は、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際におけるホイールの分離および圧壊の他の状況を示す図である。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、ここでは、スモールオーバーラップ前面衝突が発生し、ホイール３４がサイドシル２１の前端に衝突した際に、ホイール外側部３５が全体的にホイール内側部３６から分離している。よって、図６（Ｃ）に示すように、スモールオーバーラップ前面衝突に伴い、ホイール外側部３５の全体がホイール内側部３６から分離することから、ホイール外側部３５の全体が、車両外側に押し出され、車室内に侵入することが防止される。

図７は、車両側部構造１１を備えた車両１０がスモールオーバーラップ前面衝突を起こす状況を示す図であり、図７（Ａ）はサイドシル２１の変形状況を示し、図７（Ｂ）は第２リンフォース２２の変形状況を示している。

図７（Ａ）を参照して、スモールオーバーラップ前面衝突が発生すると、ホイール３４がサイドシル２１の前端である当接部２９に与える衝撃により、サイドシル２１は脆弱部２７を起点として変形する。具体的には、接続部２６が脆弱部２７から分離することで、高強度のサイドシルインナ２５は直線形状を維持する一方、低強度のサイドシルアウタ２４は車両幅方向外側に向かって変形する。

図７（Ｂ）を参照して、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際の衝撃により、Ａピラー１４およびその内部に配置された第２リンフォース２２も変形する。特に、第２リンフォース２２の支点３３が車両幅方向外側に向かって変位している。

第２リンフォース２２の支点３３が回転支点となることで、図７（Ａ）に示す第２リンフォース２２を外側に向かって移動させるモーメントが発生する。これによりサイドシルアウタ２４が、曲折点３２を中心として外側に向かって膨らむように変形する。よって、第１リンフォース１８全体が、後方に向かって車両幅方向外側に傾斜する傾斜面を呈するようになる。また、サイドシルアウタ２４の前端部分も、後方に向かって車両幅方向外側に傾斜する傾斜面を呈するようになる。また、後方部分２０および第２リンフォース２２は、第３リンフォース２３により後方から支えられている。

このようにすることで、ホイール３４は、傾斜面であるサイドシルアウタ２４の前端部分および第１リンフォース１８にガイドされながら、車両幅方向外側に向かって移動する。換言すると、第３リンフォース２３の前端部分および第１リンフォース１８が、ホイール３４を車両幅方向外側に向かって移動させるための滑り台の如く機能している。よって、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、ホイール３４が車室内に侵入することを抑止できる。

前述した本実施形態により、以下のような主要な効果を奏することができる。

本実施形態によると、第１リンフォース１８をサイドシル２１の前端側に配置することで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第１リンフォース１８により補強されたサイドシル２１の前端がホイール３４に接触し、ホイール３４を割り、ホイール３４が車室に侵入することを抑制できる。更に、第１リンフォース１８の後方部分２０が、第２リンフォース２２と重畳することで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第２リンフォース２２が第１リンフォース１８を外側に湾曲させるモーメントを発生する。よって、第１リンフォース１８が配置された部分のサイドシルアウタ２４を傾斜面とし、この傾斜面に沿ってホイール３４を滑らせ、ホイール３４が車室に侵入することを抑制できる。また、第３リンフォース２３が第１リンフォース１８の後方側に配置されることで、第３リンフォース２３によりサイドシルアウタ２４を支えることができる。

更に、本実施形態によれば、脆弱部２７をサイドシル２１に形成することで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、脆弱部２７からサイドシルアウタ２４とサイドシルインナ２５とが分離する。よって、第１リンフォース１８を更に外側に湾曲させ、ホイール３４が車室側に侵入することを防止できる。

更に、本実施形態によれば、サイドシルアウタ２４の強度をサイドシルインナ２５よりも低くすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、サイドシルアウタ２４を車両外側に向かって変形させ、ホイール３４が車室側に侵入することを防止できる。

更に、本実施形態によれば、第２リンフォース２２の強度を第３リンフォース２３よりも低くすることで、スモールオーバーラップ前面衝突が発生した際に、第２リンフォース２２を車両外側に向かって湾曲させ、ホイール３４が車室側に侵入することを防止できる。

更に、本実施形態によれば、Ａピラー補強部材２８が第２リンフォース２２を兼ねることで、本発明を採用することによる部品点数の増加を抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、前述した各形態は相互に組み合わせることが可能である。

１０ 車両
１１ 車両側部構造
１２ 車体
１３ 衝突対象物
１４ Ａピラー
１５ タイヤ
１５１ フロントタイヤ
１５２ リアタイヤ
１８ 第１リンフォース
１９ 前方部分
２０ 後方部分
２１ サイドシル
２２ 第２リンフォース
２３ 第３リンフォース
２４ サイドシルアウタ
２５ サイドシルインナ
２６ 接続部
２７ 脆弱部
２８ Ａピラー補強部材
２９ 当接部
３０ セパレータ
３１ クロスメンバ
３２ 曲折点
３３ 支点
３４ ホイール
３５ ホイール外側部
３６ ホイール内側部

Claims (5)

1. フロントタイヤの後方側に配置され、車両前後方向に沿って延在するサイドシルと、
   前記サイドシルの前端側に配置され、車両幅方向内側から車両幅方向外側に伸びる前方部分と、車両前後方向に沿って伸びる後方部分と、を有する第１リンフォースと、
   前記第１リンフォースの前記後方部分と、少なくとも一部が重畳する第２リンフォースと、
   前記第１リンフォースの後方側に配置された第３リンフォースと、を具備し、
   前記第２リンフォースは、前記第１リンフォースの前記後方部分の後端部近傍と重畳することを特徴とする車両側部構造。
2. 前記サイドシルは、サイドシルアウタと、サイドシルインナと、前記サイドシルアウタと前記サイドシルインナとが接続される接続部と、を有し、
   前記第３リンフォースの前端近傍において、前記接続部を部分的に脆弱にした脆弱部を形成することを特徴とする請求項１に記載の車両側部構造。
3. 前記サイドシルは、サイドシルアウタと、サイドシルインナと、を有し、
   前記サイドシルアウタは、前記サイドシルインナよりも強度が低いことを特徴とする請求項１に記載の車両側部構造。
4. 前記第２リンフォースは、前記第３リンフォースよりも、強度が高いことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の車両側部構造。
5. 前記第２リンフォースが、Ａピラー補強部材であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の車両側部構造。
   

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