JP5949518B2 - 車両の側部車体構造 - Google Patents

Description

この発明は、車体前部の側部で上下方向に延びる閉断面からなるヒンジピラーと、該ヒンジピラーの下端に前端が連結されて、車両前後方向に延びるサイドシルと、前記ヒンジピラーの車両前方に配置される前輪とを備えた車両の側部車体構造に関する。

従来、車両前部の左右両端で車両前後方向に延びるフロントサイドフレームや、左右のフロントサイドフレームの前端部同士を連結するバンパーレインフォースメントが潰れることなく、衝突荷重が車両側方から車室内に入力される衝突モードが問題となっている。

この衝突モードは、スモールオーバーラップ衝突と呼ばれ、例えば、ポールのように車幅方向に広がりを備えていない障害物に車両前部の一端側が衝突した場合にスモールオーバーラップ衝突となる。

上述したスモールオーバーラップ衝突が発生すると、前記障害物が前輪を後退させることによって、該後輪が車体前部の側部に位置するヒンジピラーに衝突し、ヒンジピラーを車内方向へ変形させる虞があった。

ところで、下記特許文献１では、ヒンジピラーに相当するフロントピラーの下端とサイドシルとトーボード（ダッシュパネル）とを１つのガセットで連結したものが開示されている。下記特許文献１では、前記ガセットを設けることで、車両の側面衝突時におけるサイドシル、フロントピラーの内側への倒れ込み、およびトーボードの潰れ等を防止している。

また、下記特許文献２では、ヒンジピラーに相当するフロントピラーとサイドシルとの連結部を、側面視略Ｌ字状をなす補強部材により補強したものが開示されている。下記特許文献２では、前記補強部材を設けることで、車両の正面衝突時における衝突エネルギの吸収効率向上を図っており、その結果、前記連結部の変形を防止している。

しかしながら、下記特許文献１、２は、あくまでも、車両の側面衝突時、正面衝突時を想定した対策に過ぎないものであり、しかも、ヒンジピラー（フロントピラー）におけるガセット、補強部材の配設位置は、何れもヒンジピラー下端のサイドシルとの連結部とされ、後退する前輪から荷重が入力される高さ位置から下方にずれた位置に設定されている。従って、下記特許文献１、２に開示された従来技術では、スモールオーバーラップ衝突時に前輪が後退することに起因する、ヒンジピラーの車内方向への変形を抑制することができなかった。

特開平８−２６１３９号公報 特開平７−８９４５０号公報

この発明は、衝突荷重が車両側方から車内方向に入力されるスモールオーバーラップ衝突時に前輪が後退することに起因する、ヒンジピラーの車内方向への変形を抑制することが可能な車両の側部車体構造を提供することを目的とする。

この発明による車両の側部車体構造は、車体前部の側部で上下方向に延びる閉断面からなるヒンジピラーと、前記閉断面の内壁に接合されたガセットと、前記ヒンジピラーの下端に前端が連結されて、車両前後方向に延びるサイドシルと、前記ヒンジピラーの車両前方に配置される前輪とを備えた車両の側部車体構造であって、前記ガセットが、前記前輪と対向するように配設された縦面部と、略水平に延びる横面部とを有するとともに、前記前輪の中心が、車両側面視で前記縦面部と車両上下方向に重なりを有し、前記横面部には、車両後方側ほど車外側に傾斜する傾斜部を有し、当該横面部単体に対して強度が高い高強度部が設けられたものである。

この構成によれば、車両のスモールオーバーラップ衝突によって後退する前輪がヒンジピラーに衝突した際、後退する前輪の荷重を縦面部によって受け止めた後、傾斜部より車外側の横面部を圧縮変形させてエネルギ吸収しつつ、前輪を傾斜部によって車外方向に誘導することができる。これにより、ヒンジピラーの車内方向への変形を抑制することが可能になる。

この発明の一実施態様においては、前記高強度部の傾斜部が、前記横面部の車内側周縁部の前端と後方側周縁部の車外側端とを結ぶ線に沿うように形成されたものである。

この構成によれば、傾斜部より車外側の、高強度部に設定されていない横面部の部位（非高強度部）が、後退する前輪によって圧縮変形する際のエネルギ吸収量と、ガセット全体の強度とのバランスを最適化することができる。その結果、ヒンジピラーの中で最も車内側に位置する、後方側周縁部の車内側端の部位が車内方向へ変形することを確実に抑制できる。

この発明の一実施態様においては、前記横面部は、略矩形状であり、前記高強度部が、前記横面部の車内側周縁部と、後方側周縁部と、前記車内側周縁部の前端と前記後方側周縁部の車外側端とを結ぶ対角線とで形成される三角形に略沿った形状であるものである。

この構成によれば、後退する前輪によって圧縮変形してエネルギ吸収に寄与させる領域以外、すなわち、強度を確保したい領域全体を高強度部によって補強することができる。これにより、前輪を確実に車外方向に誘導することができる。

この発明の一実施態様においては、前記高強度部が、板状部材を前記横面部に接合することにより構成されたものである。

この構成によれば、例えば、横面部の一部を厚肉にしたり、強度を部分的に高く設定したりすることによって高強度部を一体形成する場合に比べ、簡易かつ製造容易な構造でありながら、ヒンジピラーが車内方向へ変形することを抑制する効果を得ることができる。

この発明の一実施態様においては、前記横面部は、車幅方向に延びるビードを有するとともに、前記板状部材は、前記ビードと平面視で重なる位置にビードを有しており、前記横面部および前記板状部材の各ビードの前端が、車両後方側ほど車外側に傾斜するように形成されたものである。

この構成によれば、各ビードによりエネルギ吸収量をさらに向上させつつ、各ビードを前輪の車両後方かつ車外方向への誘導にも寄与させることができる。

この発明によれば、車両のスモールオーバーラップ衝突によって後退する前輪がヒンジピラーに衝突した際、後退する前輪の荷重を縦面部によって受け止めた後、傾斜部より車外側の横面部を圧縮変形させてエネルギ吸収しつつ、前輪を傾斜部によって車外方向に誘導することができる。これにより、ヒンジピラーの車内方向への変形を抑制することが可能になる。

本発明の実施形態に係る車両の側部車体構造を示す側面図。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図。 図２の要部拡大図。 外板およびヒンジレインを取外した状態の要部斜視図。 上側補強部材および板状部材を示す斜視図。 板状部材の変形例を示す断面図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両Ｖの側部車体構造を示す側面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。なお、図中、矢印Ｆは車両の前方、矢印ＯＵＴは車幅方向の外方を示している。
図１、図２に示すように、車両Ｖの車体前部の左右両端部（但し、図面では左端部のみを示す）には、上下方向に延びる車体剛性部材としてのヒンジピラー１が配設され、このヒンジピラー１の下端には、該ヒンジピラー１の下端から後方に向けて車両前後方向に延びるサイドシル２の前端が連結されている。このサイドシル２は車両前後方向に延びる車体剛性部材である。

さらに、上述のヒンジピラー１の上部には、その上端部から車両上方かつ後方に延びる車体剛性部材としてのフロントピラー３が連結されている。車両Ｖでは、これらヒンジピラー１、サイドシル２、フロントピラー３等により、前席乗員用の乗降空間４を形成している。

また、車両Ｖには、図２に示すように、エンジンルーム５と車室６とを車両前後方向に仕切ると共に、車幅方向に延びるダッシュパネル（ダッシュロアパネル）７が設けられている。

このダッシュパネル７は、上側の第１スラント部７Ａと、下側の第２スラント部７Ｂと、ホイールハウスの一部を構成する両サイドのホイールアーチ部７Ｃとを一体または一体的に形成したものである。そして、ダッシュパネル７の車幅方向の左右両端部には、上述したヒンジピラー１が連結されている。

また、車両前部の左右両端では、図２に示すように、ダッシュパネル１の車幅方向両側部から左右一対のフロントサイドフレーム８（図面では左側のみを示す）が車両前方に向かって延設され、その前端部が、衝撃吸収部材としてのクラッシュカン９を介してバンパーレインフォースメント１０に連結されている。このバンパーレインフォースメント１０は、車幅方向に延設されており、左右一対のフロントサイドフレーム８の前端部同士を連結している。

また、フロントサイドフレーム８の車外側には、図１に示すように、前輪Ｗが配設されており、この前輪Ｗは、図１、図２に示すようにヒンジピラー１の車両前方に配置されている。

図１〜図４に示すように、上述のヒンジピラー１は、ヒンジピラーインナ１１と、ヒンジレイン１２と、サイドフレームアウタ１３Ａとの各接合フランジ部をスポット溶接手段にて接合することによって、上下方向に延びるように形成したヒンジピラー閉断面１４からなる車体剛性部材であり、上述のヒンジピラーインナ１１、ヒンジレイン１２、サイドフレームアウタ１３Ａは、平面視において、それぞれ断面ハット形状に形成されている。

図１〜図４に示すように、上述のサイドシル２は、サイドシルインナ２１と、アウタレインフォースメント２２と、サイドフレームアウタ１３Ｂ等との各接合フランジ部をスポット溶接手段にて接合することによって、車両の前後方向に延びるように形成したサイドシル閉断面からなる車体剛性部材であり、上述のサイドシルインナ２１、アウタレインフォースメント２２、サイドフレームアウタ１３Ｂ等は、背面視において、それぞれ断面ハット形状に形成されている。

また、ヒンジピラー１のヒンジピラーインナ１１と、サイドシル２のサイドシルインナ２１とは一体形成されている。また、ヒンジピラー１の外板を形成するサイドフレームアウタ１３Ａと、サイドシル２の外板を形成するサイドフレームアウタ１３Ｂとの両者も、一体形成されたものである。

また、フロントピラー３は、図示しないフロントピラーインナと、フロントピラーレインと、サイドフレームアウタ１３Ｃとの各接合フランジ部をスポット溶接手段にて接合することによって形成したフロントピラー閉断面からなる車体剛性部材であり、上述のフロントピラーインナ、フロントピラーレイン、サイドフレームアウタ１３Ｃは、正面視において、それぞれ断面略ハット形状に形成されている。

そして、上述のサイドフレームアウタ１３Ｃは、ヒンジピラー１およびサイドシル２の外板を形成するサイドフレームアウタ１３Ａ、１３Ｂと一体形成されたものである。

ところで、本実施形態に係る車両Ｖは、図４に示すように、上述のヒンジピラー１の下部を補強する補強部材１５を設けている。この補強部材１５は、図１〜図５に示す上側補強部材１６と、図４に示す下側補強部材１７とから構成されている。

上側補強部材１６は、図４に示すように、ボルト、ナットからなる複数の締結部材１８で連結されるとともに、ヒンジピラー１内の車幅外側に配置されて、その下部がサイドシル２におけるアウタレインフォースメント２２と連結されている。なお、図２、図３では、便宜上、締結部材１８の図示を省略している。

下側補強部材１７は、サイドシル２におけるアウタレインフォースメント２２と連結されており、この下側補強部材１７は、図４に示すように、正面視でＬ字状に形成されている。

図１〜図５に示すように、補強部材１５を構成する上側補強部材１６は、ヒンジピラーインナ１１の内面に締結固定される取付け片１６ａと、この取付け片１６ａの下端から車外側に略水平に延びる横面部としての上片１６ｂと、この上片１６ｂの車外側端から下方に延びて、ヒンジピラー閉断面１４の内壁を構成するヒンジレイン１２およびサイドシル２のアウタレインフォースメント２２に接合される下片１６ｃと、上述の上片１６ｂの前後両端部から下方に向けて一体に折曲げ形成した折曲げ片１６ｄ、１６ｅと、上述の下片１６ｃの前後両端から車内側に向けて一体に折曲げ形成した折曲げ片１６ｆ、１６ｇとを備えている。ここで、上述の下片１６ｃがヒンジピラー１内の車外側に配置されるように形成している。

また、上側補強部材１６の下片１６ｃおよび前後の折曲げ片１６ｆ、１６ｇは、ヒンジレイン１２に接合され、上側補強部材１６の下部における下片１６ｃは、サイドシル２のアウタレインフォースメント２２に接合されている。

また、上側補強部材１６のうち、折曲げ片１６ｆは、図１、図４に示すように、前輪Ｗと対向するように配設されており、この折曲げ片１６ｆにより上側補強部材１６の縦面部が構成されている。そして、図１に示すように、前輪Ｗの中心Ｏが、縦面部を構成する折曲げ片１６ｆと車両側面視で車両上下方向に重なりを有するように配置されている。

また、上片１６ｂは、略矩形状をなすとともに、その面上の車両前後方向中間部には、図３〜図５に示すように、上方に突出して車幅方向に延びるビード１６ｈを有している。そして、このビード１６ｈは、その前端が、図３に示すように、車両後方側ほど車外側に傾斜する仮想線Ｌ１に沿うように形成されている。

さらに、上片１６ｂには、図１〜図５に示すように、金属製の板状部材３０が接合されており、この板状部材３０の接合により、上片１６ｂ上には、他よりも高い強度を有する高強度部が構成されている。

また、板状部材３０は、車両後方側ほど車両外側に傾斜する傾斜部３０ａを有しており、この傾斜部３０ａは、図３に示すように、略矩形状をなす上片１６ｂの車内側周縁部の前端と後方側周縁部の車外側端とを結ぶ対角線Ｌ２に沿うように形成されている。そして、板状部材３０は、平面視で、上片１６ｂの車内側周縁部と、後方側周縁部と、対角線Ｌ２とで形成される三角形に略沿った形状をなしている。

また、板状部材３０は、図３〜図５に示すように、上片１６ｂのビード１６ｈと平面視で重なる位置にビード３０ｂを有しており、このビード３０ｂは、上片１６ｂのビード１６ｈと同様、上方に突出して車幅方向に延びるとともに、その前端が、上述した仮想線Ｌ１に沿うよう形成されている。

次に、図２および図３を参照して、本実施形態に係る車両Ｖがスモールオーバーラップ衝突した場合について説明する。図２は、本実施形態に係る車両Ｖがスモールオーバーラップ衝突した一例として、車幅方向に広がりを備えていない障害物であるポールＰに車両前部左側が衝突した場合を示している。

図２では、ポールＰが、バンパーレインフォースメント１０の左側端部よりも車外側で車両Ｖと衝突しており、この場合、フロントサイドフレーム８やバンパーレインフォースメント１０が潰れることなく、ポールＰは、図中二点鎖線で示すように、前輪Ｗを後退させながら車室６側に接近する。

このようにして前輪Ｗが後退すると、前輪Ｗは、図２、図３に示すように、その車両後方に位置するヒンジピラー１に衝突する。このとき、ヒンジピラー１内では、前輪Ｗと対向するように配設された折曲げ片１６ｆによって、後退する前輪Ｗの荷重を受け止める。

そして、前輪Ｗがさらに後退すると、上片１６ｂのうち、傾斜部３０ａより車外側の、板状部材３０が接合されていない（高強度部に設定されていない）部位（以下、この部位を非高強度部という）１６ｉが圧縮変形することによって、衝突エネルギの一部を吸収する。これにより、ヒンジピラー１の中で最も車室６側に位置する、後方側周縁部の車内側端の部位（図２、図３にて破線で囲んだ部位）Ｘに入力される荷重が軽減され、部位Ｘの変形が抑制されることになる。

ここで、前輪Ｗがさらに後退して非高強度部１６ｉがさらに圧縮変形すると、前輪Ｗは、板状部材３０の傾斜部３０ａに接近することになるが、傾斜部３０ａよりも車内側の部位は、三角形に沿った形状をなす板状部材３０の接合によって全体的に高強度部とされているため、上片１６ｂの圧縮変形は、非高強度部１６ｉと高強度部（板状部材３０）との境界である傾斜部３０ａにて抑制される。これにより、前輪Ｗは、図２、図３に二点鎖線で示すように、傾斜部３０ａに沿って車両後方、かつ、車外方向に誘導されるようになっている。

このとき、前輪Ｗは、主に傾斜部３０ａの作用によって、車両後方、かつ、車外方向に誘導されることになるが、各ビード１６ｈ、３０ｂの前端が、上述のように仮想線Ｌ１に沿うように形成されていることで、各ビード１６ｈ、３０ｂによりエネルギ吸収量をさらに向上させつつ、各ビード１６ｈ、３０ｂを前輪Ｗの車両後方、かつ、車外方向への誘導にも寄与させることができる。

本実施形態では、上述したように、前輪Ｗと対向するように配設された折曲げ片１６ｆを、前輪Ｗの中心と車両側面視で車両上下方向に重なりを有するように配置するとともに、上片１６ｂにおいて、車両後方側ほど車外側に傾斜する傾斜部３０ａを有する板状部材３０を設けたことにより、車両Ｖのスモールオーバーラップ衝突によって後退する前輪Ｗがヒンジピラー１に衝突した際、後退する前輪Ｗの荷重を折曲げ片１６ｆによって受け止めた後、傾斜部３０ａより車外側の上片１６ｂ（非高強度部１６ｉ）を圧縮変形させてエネルギ吸収しつつ、前輪Ｗを傾斜部３０ａによって車外方向に誘導することができる。これにより、ヒンジピラー１の車内方向への変形を抑制することが可能になる。

ところで、傾斜部３０ａの位置に関し、これを上片１６ｂの車内側周縁部の前端と後方側周縁部の車外側端とを結ぶ対角線Ｌ２よりも車内側に形成した場合を考えると、この場合、非高強度部１６ｉの領域が広くなり、後退する前輪Ｗによって非高強度部１６ｉが圧縮変形する際のエネルギ吸収量が増加することになるが、その反面、上側補強部材１６全体としての強度が低下するため、結局は、前記部位Ｘの車内方向への変形を確実に抑制できない虞がある。

他方、傾斜部３０ａを対角線Ｌ２よりも車内側に形成した場合を考えると、この場合、非高強度部１６ｉの領域が狭くなることで、前記エネルギ吸収量を十分に確保することができなくなる。このため、前記荷重が板状部材３０を介して前記部位Ｘに伝達され易くなり、結局は、前記部位Ｘの車内方向への変形を確実に抑制できない虞がある。

そこで、本実施形態では、上述したように、傾斜部３０ａを対角線Ｌ２に沿うように形成している。これにより、前記エネルギ吸収量と、上側補強部材１６全体の強度とのバランスを最適化することができ、その結果、前記部位Ｘが車内方向へ変形することを確実に抑制できる。

また、高強度部としての板状部材３０を、上片１６ｂの車内側周縁部と、後方側周縁部と、対角線Ｌ２とで形成される三角形に略沿った形状とすることで、後退する前輪Ｗによって圧縮変形してエネルギ吸収に寄与させる領域（非高強度部１６ｉ）以外、すなわち強度を確保したい領域全体を板状部材３０によって補強することができる。これにより、前輪Ｗを確実に車外方向に誘導することができる。

また、板状部材３０を上片１６ｂに接合して高強度部を構成することで、例えば、上片１６ｂの一部を厚肉にしたり、強度を部分的に高く設定したりすることによって高強度部を一体形成する場合に比べ、簡易かつ製造容易な構造でありながら、ヒンジピラー１が車内方向へ変形することを抑制する効果を得ることができる。

また、上片１６ｂおよび板状部材３０の各ビード１６ｈ、３０ｂの前端を、車両後方側ほど車両外側に傾斜するように形成することで、各ビード１６ｈ、３０ｂによりエネルギ吸収量をさらに向上させつつ、各ビード１６ｈ、３０ｂを前輪Ｗの車両後方かつ車外方向への誘導にも寄与させることができる。

図６は、板状部材の変形例を示しており、図６（ａ）に示す板状部材１３０は、対角線Ｌ２に沿った線状をなしている。また、図６（ｂ）に示す板状部材２３０は、平面視で、上片１６ｂの車内側周縁部の前部と、後方側周縁部の車外側部と、対角線Ｌ２と、該対角線Ｌ２に略平行な車内側の辺部とで形成される台形に略沿った形状をなしている。

図６に示す板状部材１３０、２３０であっても、各傾斜部１３０ａ、２３０ａによって、図１〜図５に示す先の実施形態と同様、前輪Ｗを車外方向に誘導することができ、これによって、ヒンジピラー１の車内方向への変形を抑制することが可能になる。

また、各板状部材１３０、２３０は、ビード３０ｂに対応するビード１３０ｂ、２３０ｂを有しており、このビード１３０ｂ、２３０ｂによって、エネルギ吸収量をさらに向上させつつ、各ビード１３０ｂ、２０３ｂを前輪Ｗの車両後方かつ車外方向への誘導にも寄与させることができる。なお、図６において、図１〜図５に示す先の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

ところで、上述した各実施形態では、上側補強部材１６の上片１６に板状部材３０、１３０、２３０を接合することによって、高強度部を設けることとしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、上述したように、上片１６ｂの一部を厚肉にしたり、強度を部分的に高く設定したりすることによって高強度部を一体形成するようにしてもよい。

また、図１〜図５に示す先の実施形態では、車両前部左側が車幅方向に広がりを備えていない障害物に衝突した例として、車両前部左側がポールＰに衝突した場合について説明したが、車幅方向に広がりを備えていない障害物であれば、必ずしもポールＰに限定されるものではない。
例えば、車幅方向に広がりを備えていない障害物を、自動車道の中央分離帯や、ガードレールの端部、ブロック塀等としてもよい。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のガセットは、上側補強部材１６に対応し、
縦面部は、折曲げ片１６ｆに対応し、
横面部は、上片１６ｂに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

１…ヒンジピラー
２…サイドシル
１４…ヒンジピラー閉断面
１６…上側補強部材
１６ｂ…上片（横面部）
１６ｆ…折曲げ片（縦面部）
１６ｈ…ビード
３０、１３０、２３０…板状部材
３０ａ、１３０ａ、２３０ａ…傾斜部
３０ｂ、１３０ｂ、２３０ｂ…ビード
Ｗ…前輪

Claims (5)

1. 車体前部の側部で上下方向に延びる閉断面からなるヒンジピラーと、
   前記閉断面の内壁に接合されたガセットと、
   前記ヒンジピラーの下端に前端が連結されて、車両前後方向に延びるサイドシルと、
   前記ヒンジピラーの車両前方に配置される前輪とを備えた車両の側部車体構造であって、
   前記ガセットが、前記前輪と対向するように配設された縦面部と、
   略水平に延びる横面部とを有するとともに、
   前記前輪の中心が、車両側面視で前記縦面部と車両上下方向に重なりを有し、
   前記横面部には、車両後方側ほど車外側に傾斜する傾斜部を有し、当該横面部単体に対して強度が高い高強度部が設けられた
   車両の側部車体構造。
2. 前記高強度部の傾斜部が、前記横面部の車内側周縁部の前端と後方側周縁部の車外側端とを結ぶ線に沿うように形成された
   請求項１に記載の車両の側部車体構造。
3. 前記横面部は、略矩形状であり、
   前記高強度部が、前記横面部の車内側周縁部と、後方側周縁部と、前記車内側周縁部の前端と前記後方側周縁部の車外側端とを結ぶ対角線とで形成される三角形に略沿った形状である
   請求項１または２に記載の車両の側部車体構造。
4. 前記高強度部が、板状部材を前記横面部に接合することにより構成された
   請求項１〜３の何れか一項に記載の車両の側部車体構造。
5. 前記横面部は、車幅方向に延びるビードを有するとともに、
   前記板状部材は、前記ビードと平面視で重なる位置にビードを有しており、
   前記横面部及び前記板状部材の各ビードの前端が、車両後方側ほど車外側に傾斜するように形成された
   請求項４に記載の車両の側部車体構造。

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