JP7421093B2 - 車体の側面部材構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体の側面部材構造に関する。

従来、車体の側面部材構造において、衝撃吸収可能なものがあった。

しかしながら、従来の側面部材構造は、電動化された車両の床下に搭載されるバッテリーパックを、車体の側面からの衝突による衝撃から防護するという要望に応じたものではなく、衝撃吸収能力を維持しつつ、バッテリーパックに影響するような局部的な変形を抑制するには改善の余地があった。

特開２０１８－１９２８６８号公報

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑み、衝撃吸収能力を保持しつつ局部的な変形を抑制できる車体の側面部材構造を提供することを課題とする。

本発明の要旨は以下の通りである。

（１）本発明の一態様に係る車体の側面部材構造は、前記車体の前後方向に延びる管体と、前記管体の内部に配置された衝撃吸収部材とを備え、前記衝撃吸収部材は、前記車体の車幅方向に沿う凸の字型の稜線部を互いに間隔を空けて複数有し、前記車体の前後方向に沿って上下を繰り返し、前記凸の字型の稜線部は、矩形の第１の凸部と、前記第１の凸部上に形成され、前記第１の凸部よりも小さい矩形の第２の凸部とを有する。

本発明の車体の側面部材構造は、衝撃吸収能力を保持しつつ局部的な変形を抑制できる。

第１実施形態に係る車体の一部を示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る側面部材構造を示す、図１におけるＡ矢視断面図である。 第１実施形態に係る側面部材構造を示す断面斜視図である。 第１実施形態に係る側面部材構造を示す分解斜視図である。 第２実施形態に係る衝撃吸収部材を示す斜視図である。 第３実施形態に係る衝撃吸収部材を示す斜視図である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る側面部材構造１００を含む車体１の一部を示す分解斜視図である。図２は、第１実施形態に係る側面部材構造１００を示す、図１におけるＡ矢視断面図である。なお、図２は、バッテリーケース２００と側面部材構造１００とが一体となった構造を示している。なお、以下、車体（車両）の進行方向に沿う方向を前後方向といい、重力方向に沿う方向を上下方向といい、車体の中心から車幅方向に離れる方向を車外側といい、その反対方向を車内側という場合がある。

図１に示すように、車体１は、車体１の骨格を構成するフレーム１０と、リチウムイオン電池等のバッテリーパック２１０を収容するバッテリーケース２００と、を備えている。車体１は、電気自動車等、バッテリーを動力源として駆動するものである。
フレーム１０は、側面開口部のドア下に位置する側面部材構造１００（「サイドシル」ともいう。）を有している。
第１実施形態に係る車体１の側面部材構造１００は、電柱等との側面衝突（ポール側突）からバッテリーパック２１０を防護して乗員を保護するため、バッテリーパック２１０が配置された位置より車外側（図２において右側）において、長手方向を前後方向に向けて配置されている。なお、側面部材構造１００は、通常、車体１の車幅方向における左右に、一対設けられている。左右それぞれの側面部材構造１００の構造は、車幅方向で左右対称であるので、以下では、代表して、左側の側面部材構造１００について説明する。

図３は、第１実施形態に係る側面部材構造１００を示す断面斜視図である。図４は、第１実施形態に係る側面部材構造１００を示す分解斜視図である。
図３及び図４に示すように、第１実施形態に係る側面部材構造１００は、車体１の前後方向に延びる管体１１０と、管体１１０の内部に配置された衝撃吸収部材１２０とを備えている。

（管体）
管体１１０は、中空の細長い構造である。管体１１０は、その長手方向を車体１の前後方向に沿わせて配置されている。管体１１０は、例えば、高強度鋼板で形成されており、所望の性能を有している。管体１１０は、２分割されており、車外側の車外側管体１１０Ａ及び車内側の車内側管体１１０Ｂを有している。車外側管体１１０Ａ及び車内側管体１１０Ｂは、それぞれ、上下それぞれに鍔部を備えたハット形状の断面となっている。車外側管体１１０Ａと車内側管体１１０Ｂとは、互いの鍔部同士を突き合わせた状態で、溶接、ボルト等の適宜の接合手段によって接合されている。なお、管体１１０は、分割されていなくてよく、２分割に限らず、３分割以上であってもよい。

管体１１０は、座屈変形によって潰れる衝撃吸収部材１２０を収容するガイド部材１３０を有している。

ガイド部材１３０は、衝撃吸収部材１２０と同等の前後方向における長さを有している。ガイド部材１３０は、鋼板等の板体から曲げ加工等によって形成されている。ガイド部材１３０は、図２に示すように、車内側管体１１０Ｂの上に載せられるように配置された衝撃吸収部材１２０の車内側端部１２０Ｂを、上から覆うように配置されている。したがって、ガイド部材１３０と車内側管体１１０Ｂとの間に、衝撃吸収部材１２０の高さ（上下方向の外寸法）に若干の余裕を持たせた高さ（上下方向の内寸法）を有する収容空間が形成される。これにより、衝撃吸収部材１２０が座屈変形する際に、上下方向（上下方向に垂直な面に対して面外方向）へ過度に変形することを拘束でき、圧潰している衝撃吸収部材１２０をガイド部材１３０の下面に沿って案内できる。よって、衝撃吸収部材１２０を安定的に高次モードで座屈変形させることができる。また、ガイド部材１３０に収容されて圧潰された衝撃吸収部材１２０の塊は、前後方向に張り渡される梁となって車内側への曲げ変形に抵抗するので、衝撃荷重又は変形が加わると爆発する危険のあるバッテリーパック２１０を、更に効果的に防護できる。

ガイド部材１３０は、上部が管体１１０の上部の位置Ｐに固定され、下部が管体１１０における衝撃吸収部材１２０の車内側端部１２０Ｂに対向する位置Ｑで固定されている。これにより、車外側からの衝撃荷重によって生じる衝撃吸収部材１２０が車内側端部１２０Ｂに対向する管体１１０の部分を車内側に押す衝撃荷重を、車内側端部１２０Ｂに対向する管体１１０の部分で全て受けることなく、一部をガイド部材１３０に作用する引張荷重に転換させて、管体１１０の上部に伝達することができる。よって、衝撃吸収部材１２０が車内側管体１１０Ｂを突き抜けて車内側に至るような破壊モードとなること、又は車内側管体１１０Ｂが過度に変形することを抑制できる。

ガイド部材１３０は、管体１１０における車内側端部１２０Ｂに対向する部分から、管体１１０の上部に向けて延びる傾斜部１３１を有している。これにより、衝撃吸収部材１２０が車内側端部１２０Ｂに対向する管体１１０の部分を車内側に押した際に、ガイド部材１３０が追従して変形することによる引張荷重への転換の遅れを抑制できる。すなわち、衝撃吸収部材１２０が車内側端部１２０Ｂに対向する管体１１０の部分を車内側に押す衝撃荷重を、直ぐにガイド部材１３０の傾斜部１３１に作用する引張荷重に転換させることができる。

管体１１０は、衝撃吸収部材１２０における車外側端部１２０Ａに、衝撃吸収部材１２０を支持する支持部材１４０を有している。このように、衝撃吸収部材１２０の車外側端部１２０Ａは、管体１１０に支持されている。

支持部材１４０は、例えば、図２から図４に示すようなＬ字型断面を有する棒状のアングル材であり、長手方向が衝撃吸収部材１２０の長手方向に沿うように配置されている。

支持部材１４０は、アングル材を構成する一方の面材が衝撃吸収部材１２０に接続され、他方の面材が車外側管体１１０Ａに接続されている。このように、管体１１０は、衝撃吸収部材１２０を支持する支持部材１４０を有しているので、管体１１０の車外側から衝撃荷重が入力される際、衝撃吸収部材１２０の車外側管体１１０Ａに対する相対的な振れを抑制できる。その結果、衝撃荷重を、衝撃吸収部材１２０の真横（車外側端部１２０Ａの車外側端面）にできるだけ垂直に入力させることができ、管体１１０から衝撃吸収部材１２０の車外側端部１２０Ａへと、局部に偏ることなく、車幅方向に垂直な断面に分散して伝達させることができる。よって、衝撃吸収部材１２０に対して、安定して後述のような提灯座屈モードを発生させることができ、高いエネルギーを吸収できる。また、支持部材１４０を介して車外側管体１１０Ａと衝撃吸収部材１２０とをあらかじめ組み立てた状態で、車外側管体１１０Ａと車内側管体１１０Ｂとを組み立てて側面部材構造１００を完成させられるので、車外側管体１１０Ａに対する衝撃吸収部材１２０の位置決めをしやすくできるとともに、側面部材構造１００の組み立て作業を簡単にできる。

管体１１０は、衝撃吸収部材１２０における車内側端部１２０Ｂに対向する位置に、補強部１５０を有している。補強部１５０は、管体１１０における他部に比べて、少なくとも車幅方向のせん断耐力が高められている。補強部１５０は、例えば、別途の板材が重ねられているか又は他部に比べて厚い板厚を有していてよい。補強部１５０は、図２に示すように、ガイド部材１３０の一部によって兼ねられてよい。このように、管体１１０は、衝撃吸収部材１２０における車内側端部１２０Ｂに対向する位置に、補強部１５０を有しているので、衝撃吸収部材１２０が車内側管体１１０Ｂを突き抜けて車内側に至るような破壊モードとなること、又は車内側管体１１０Ｂが過度に変形することを抑制できる。

（衝撃吸収部材）
衝撃吸収部材１２０は、その長手方向を車体１の前後方向に沿わせて、管体１１０の内部に配置されている。衝撃吸収部材１２０は、例えば、高強度鋼板で形成されている。衝撃吸収部材１２０は、高強度鋼板で形成されていると、低い質量で高いエネルギーを吸収でき、質量効率が大きく、軽量化が要求される車両用部材に適する。

衝撃吸収部材１２０は、図２から図４に示すように、車体１の車幅方向に沿う稜線部ＲＬを互いに間隔を空けて複数有している。また、衝撃吸収部材１２０は、車体１の前後方向に沿って上下する波形状を有している。図４に示すように、稜線部ＲＬの方向は、車幅方向に対して略平行になっている。衝撃吸収部材１２０は、車幅方向に見たとき、波形状になっており、上下方向に見たとき、前後方向に長く所定の幅を有する矩形状になっている。このように、衝撃吸収部材１２０は、車体１の車幅方向に沿う稜線部ＲＬを、互いに間隔を空けて複数有しているので、前後方向に亘ってムラなく、上下方向への（前後方向回りの）曲げ剛性（断面二次モーメント）を高くできる。よって、弾性域において、衝撃吸収部材１２０が上下方向に曲がりにくくでき、車幅方向の座屈耐力を高めることができる。また、側面部材構造１００の前後方向におけるいずれかの局部にポール側突による衝撃荷重が入力されても、その局部における衝撃吸収部材１２０が圧潰する変形に伴って、その局部の前後も連動して変形して圧潰するので、衝撃エネルギーを、衝撃吸収部材１２０の前後方向に分散して吸収できる。よって、前後方向のいずれの局部にポール側突のような衝撃が加わっても、局部的に大きな衝撃エネルギーを、衝撃吸収部材１２０の全体の変形を抑制しつつ、衝撃吸収部材１２０の全体で効率よく吸収できる。また、稜線部ＲＬの方向が、衝撃荷重の方向に沿って、車幅方向に対して略平行になっているので、衝撃荷重が作用した際に、衝撃吸収部材１２０を、エネルギー吸収量の高い後述のような提灯座屈モードで座屈させることができる。なお、稜線部とは、車幅方向に見たときの波形状において、急峻な部分、すなわち、前後方向に対する傾きの変化率が局所的に大きい部分を、車幅方向に沿って線状に繋げた部分を意味する。

衝撃吸収部材１２０は、所定の板厚ｔ１（例えば、１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．６ｍｍ、２．０ｍｍ、２．３ｍｍ）、所定の幅Ｂ（例えば、１５０ｍｍ）、所定の全長Ｌ（例えば、２，０００ｍｍ）の平板材に対して、波形状のプレス型でプレス加工したり、上下に交互に曲げ加工を繰り返して成形したりすることにより、簡単に形成できる。

衝撃吸収部材１２０の波形状は、図４に示すように、第１周期Ｔ１の第１波形状Ｓ１と、第１周期とは異なる第２周期Ｔ２の第２波形状Ｓ２とを重ね合わせた形状となっている。

第１波形状Ｓ１は、車幅方向に見たとき、前後方向に、第１周期Ｔ１で所定の高さＨ１（振幅の２倍、例えば、３０ｍｍ）の比較的大きな波形状となっている。
第２波形状は、車幅方向に見たとき、第１波形状に沿って、第２周期Ｔ２で所定の高さＨ２の比較的小さな波形状となっている。
例えば、第１周期Ｔ１は６０ｍｍであり、第２周期Ｔ２は１５√２ｍｍである。このように、衝撃吸収部材１２０の波形状は、第１周期Ｔ１の第１波形状と、第１周期とは異なる第２周期Ｔ２の第２波形状とを重ね合わせた形状となっているので、単独の周期を有する波形状の衝撃吸収部材１２０と比べて、曲げ剛性を大きくでき、座屈耐力を大きくできるので、エネルギー吸収量を高くできる。

衝撃吸収部材１２０の第２波形状Ｓ２は、車幅方向に見たとき、車幅方向に所定のピッチＤ（例えば、１５ｍｍ）で、上下方向に所定の高さＥ（例えば、１５ｍｍ）で交互に略直角の屈曲を繰り返す形状である。
具体的には、衝撃吸収部材１２０は、図４に示すように、所定のピッチＤで前後方向に延びる（車幅方向に見たとき、前後方向にピッチＤの長さで延びる）第１水平部１２１と、その第１水平部１２１の後端に続いて、上方向に向けて略直角に屈曲して所定の高さＥで上方向に延びる第１縦部１２２と、その第１縦部１２２の上端に続いて、後方向に向けて略直角に屈曲して所定のピッチＤで後方向に延びる第２水平部１２３と、その第２水平部１２３の後端に続いて、上方向に向けて略直角に屈曲して、所定の高さＥで上方向に延びる第２縦部１２４と、その第２縦部１２４の上端に続いて、後方向に向けて略直角に屈曲して、所定のピッチＤで後方向に延びる第３水平部１２５と、を有している。また、衝撃吸収部材１２０は、その第３水平部１２５の後端に続いて、下方向に向けて略直角に屈曲して、所定の高さＥで下方向に延びる第３縦部１２６と、その第３縦部１２６の下端に続いて、後方向に向けて略直角に屈曲して、所定のピッチＤで後方向に延びる第４水平部１２７と、その第４水平部１２７の後端に続いて、下方向に向けて略直角に屈曲して、所定の高さＥで下方向に延びる第４縦部１２８と、を有している。

そして、これらの第１水平部１２１、第１縦部１２２、第２水平部１２３、第２縦部１２４、第３水平部１２５、第３縦部１２６、第４水平部１２７及び第４縦部１２８は、前後方向に周期的に繰り返されて、波形状を形成している。屈曲している部分は、所定の曲率半径Ｒ（例えば、５ｍｍ）により弧を描くように形成されている。
なお、波形状は、上記のものに限らず、例えば、車幅方向に見て、上に凸の円弧と下に凸の円弧とを交互に繰り返すような形状であってよく、サインカーブのような形状であってもよい。波形状のピッチＤ、高さＥ、高さＨ１、第１周期Ｔ１及び第２周期Ｔ２は、それぞれ、前後方向において一定でなくてもよい。Ｄ／Ｈ１の値、Ｄ／Ｅ及びＤ／ｔの値は、それぞれ、適切な座屈モードで圧潰して高い吸収エネルギーを得る観点から適切な値に設定される。

衝撃吸収部材１２０における車内側端部１２０Ｂ又は車外側端部１２０Ａは、衝撃吸収部材１２０の中央から車幅方向に向けて開放されている。なお、衝撃吸収部材１２０における車内側端部１２０Ｂ及び車外側端部１２０Ａのいずれか一方が、衝撃吸収部材１２０の中央から車幅方向に向けて開放されていてよく、衝撃吸収部材１２０における車内側端部１２０Ｂ及び車外側端部１２０Ａの両方が、衝撃吸収部材１２０の中央から車幅方向に向けて開放されていてもよい。第１実施形態においては、衝撃吸収部材１２０の車外側端部１２０Ａは、衝撃吸収部材１２０の中央から車幅方向（の車外側）に向けて開放されている。すなわち、衝撃吸収部材１２０の車外側端部１２０Ａは、衝撃吸収部材１２０を構成する板材における車外側の端面が波形状のまま剥き出しになっており、車外側から見て、波形状が塞がれたり閉じられたりしておらず、視認できる状態となっている。構造的には、衝撃吸収部材１２０の車外側端部１２０Ａは、回転自由な状態となっている。これにより、車外側からの衝撃荷重が車外側管体１１０Ａを介して車外側端部１２０Ａに入力された際、車外側端部１２０Ａを車幅方向に垂直な断面で一様に変形しやすくできる。したがって、衝撃吸収部材１２０の全体が車幅方向の局部で上下方向に折れ曲がるような座屈変形（全体座屈モード）を発生させることなく、蛇腹状、提灯（paper lantern）状又は腸詰構造（boudinage）状の座屈変形（提灯座屈モード）を発生させることができる。よって、衝撃吸収部材１２０の座屈耐力を、車幅方向に垂直な断面の全域で効率的に利用でき、全体座屈モードのようにピーク荷重に至ると直ぐに荷重が低下した状態になって変形が進んでしまうことなく、高荷重を維持したまま座屈変形させることができる。このため、大きなエネルギー吸収量を保持しながらも、変形量を抑制できる。なお、提灯座屈モードは、車幅方向に沿って前後方向及び上下方向に偏ることなく連続して小刻みに波打ち、車幅方向に対して垂直方向に膨縮が繰り返されるような座屈変形である。
なお、衝撃吸収部材１２０の車内側端部１２０Ｂは、衝撃吸収部材１２０の中央から車幅方向（の車内側）に向けて開放されていてよい。これにより、衝撃吸収部材１２０の車内側端部１２０Ｂからの衝撃荷重を、管体１１０に車幅方向に垂直な断面で一様に伝達することができる。よって、提灯座屈モードを発生させやすくでき、高い吸収エネルギーを得られる。

衝撃吸収部材１２０の車外側端部１２０Ａの車外側端面は、車外側管体１１０Ａからの衝撃荷重を真横から全面的に受けられるように、車外側管体１１０Ａの車内側の面に沿うように同一平面上に揃えられている。

衝撃吸収部材１２０の車外側端部１２０Ａは、管体１１０に支持されている。これにより、管体１１０の車外側から衝撃荷重が入力される際、その衝撃荷重を、管体１１０から衝撃吸収部材１２０の車外側端部１２０Ａへと局部に偏ることなく、車幅方向に垂直な断面に分散して一様に伝達させることができる。よって、衝撃吸収部材１２０に対して、安定して提灯座屈モードを発生させることができ、高い吸収エネルギーを得られる。

衝撃吸収部材１２０の車内側端部１２０Ｂは、管体１１０に支持されている。これにより、管体１１０の車外側から衝撃荷重が入力される際、衝撃吸収部材１２０が管体１１０（車内側管体１１０Ｂ）の車内側から受ける反力を、管体１１０から車内側端部１２０Ｂへと局部に偏ることなく、車幅方向に垂直な断面に分散して一様に伝達させることができる。よって、衝撃吸収部材１２０に対して、安定して提灯座屈モードを発生させることができ、高い吸収エネルギーを得られる。
衝撃吸収部材１２０の車内側端部１２０Ｂは、ガイド部材１３０と車内側管体１１０Ｂとの間に形成される収容空間に収容された状態で、管体１１０に支持されている。なお、車内側端部１２０Ｂの更に車内側に接続片（不図示）を設けて、その接続片を車内側管体１１０Ｂに対して適宜の支持手段で接続することで、衝撃吸収部材１２０の車内側端部１２０Ｂを支持してもよい。

衝撃吸収部材１２０は、管体１１０を介して、車体１が備えるバッテリーケース２００に連結されてよい。図２に示すように、衝撃吸収部材１２０と、車内側管体１１０Ｂと、バッテリーケース２００とは、溶接、ボルト等の適宜の連結手段１６０により一体的に連結されていてよい。なお、連結手段１６０は、過大な衝撃荷重からバッテリーケース２００又はバッテリーパック２１０を防護するため、所定の衝撃荷重が作用した際に破壊するように設定されてもよい。これにより、衝撃吸収部材１２０又は管体１１０に入力された衝撃荷重（衝撃エネルギー）の一部を、バッテリーケース２００にも負担させることができ、バッテリーケース２００の構造全体で分散させられる。よって、側面部材構造１００に大きな衝撃エネルギーが作用しても、側面部材構造１００の変形を抑制でき、バッテリーケース２００に収容されたバッテリーパック２１０を防護できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る側面部材構造１００について説明する。第２実施形態に係る側面部材構造１００は、第１実施形態に係る側面部材構造１００と比べて、主に、衝撃吸収部材１２０の波形状が異なっている。以下、第１実施形態と第２実施形態とで共通する部分については、説明が省略される場合がある。
図５は、第２実施形態に係る衝撃吸収部材１２０を示す斜視図である。なお、図５において、管体１１０及び支持部材１４０の図示は省略されている。

第２実施形態に係る衝撃吸収部材１２０は、図５に示すように、車体１の車幅方向に沿う稜線部ＲＬを互いに間隔を空けて複数有している。また、衝撃吸収部材１２０は、車体１の前後方向に沿って上下する波形状を有している。図５に示すように、稜線部ＲＬの方向は、車幅方向に対して略平行になっている。衝撃吸収部材１２０は、車幅方向に見たとき、波形状になっており、上下方向に見たとき、前後方向に長く所定の幅を有する矩形状になっている。

図５に示すように、第２実施形態に係る衝撃吸収部材１２０の波形状は、車体の前後方向における一方（例えば、前方向）に行くに連れて上昇する第１傾斜部２１と、その一方に行くに連れて下降する第２傾斜部２２とが、交互に繰り返す形状である。衝撃吸収部材１２０の波形状は、車幅方向に見たとき、前後方向に、第３周期Ｔ３で所定の高さＨ３（振幅の２倍、例えば、３０ｍｍ）の波形状となっている。

第１傾斜部２１は、平らな上面及び平らな下面を有している。第２傾斜部２２は、第１傾斜部２１と同様に、平らな上面及び平らな下面を有している。第１傾斜部２１及び第２傾斜部２２において、上面と平面との距離、すなわち、板厚ｔ２は、衝撃吸収部材１２０の長手方向にわたって実質的に一様である。

第１傾斜部２１から第２傾斜部２２に至る遷移部分は、例えば、所望の曲率半径Ｒ２で、略６０度の角度で折れ曲がった状態になっている。同様に、第２傾斜部２２から、それより一方（例えば、前方向）に隣接する第１傾斜部２１に至る遷移部分は、例えば、所望の曲率半径Ｒ２で、略６０度の角度で折れ曲がった状態になっている。

このように、衝撃吸収部材１２０の波形状は、一方（例えば、前方向）に行くに連れて上昇する第１傾斜部２１と、その一方（例えば、前方向）に行くに連れて下降する第２傾斜部２２とが、交互に繰り返す形状であるので、前後方向に亘ってムラなく、上下方向への（前後方向回りの）曲げ剛性（断面二次モーメント）を高くできる。よって、弾性域において、衝撃吸収部材１２０が上下方向に曲がりにくくでき、車幅方向の座屈耐力を高めることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る側面部材構造１００について説明する。第３実施形態に係る側面部材構造１００は、第１実施形態に係る側面部材構造１００及び第２実施形態に係る側面部材構造１００と比べて、主に、衝撃吸収部材１２０の波形状が異なっている。以下、第１実施形態及び第２実施形態と第３実施形態とで共通する部分については、説明が省略される場合がある。
図６は、第３実施形態に係る衝撃吸収部材１２０を示す斜視図である。なお、図６において、管体１１０及び支持部材１４０の図示は省略されている。

第３実施形態に係る衝撃吸収部材１２０は、図６に示すように、車体１の車幅方向に沿う稜線部ＲＬを互いに間隔を空けて複数有している。また、衝撃吸収部材１２０は、車体１の前後方向に沿って上下する波形状を有している。図６に示すように、稜線部ＲＬの方向は、車幅方向に対して略平行になっている。衝撃吸収部材１２０は、車幅方向に見たとき、波形状になっており、上下方向に見たとき、前後方向に長く所定の幅を有する矩形状になっている。

図６に示すように、第３実施形態に係る衝撃吸収部材１２０の波形状は、上に凸となる第１湾曲部３１と、下に凸となる第２湾曲部３２とが、交互に繰り返す形状である。
衝撃吸収部材１２０の波形状は、車幅方向に見たとき、前後方向に、第４周期Ｔ４（例えば、４０ｍｍ）で所定の高さＨ４（振幅の２倍、例えば、３０ｍｍ）の波形状となっている。

第１湾曲部３１及び第２湾曲部３２は、車幅方向に見て、円弧状になっていることが好ましい。
また、第２湾曲部３２の曲率半径Ｒ３２は、第１湾曲部３１の曲率半径Ｒ３１より大きくなっている。例えば、第２湾曲部３２の曲率半径Ｒ３２は１５ｍｍであり、第１湾曲部３１の曲率半径Ｒ３１は５ｍｍである。なお、ここでは、車幅方向に見たときの波形状において、第２湾曲部３２に対して比較的急峻な部分となる第１湾曲部３１自体が、稜線部ＲＬに対応している。
ここで、曲率半径Ｒ３１が小さくなると、車幅方向に圧潰する際のエネルギー吸収効率（単位質量当たりのエネルギー吸収量）は高くなる傾向がある反面、座屈せずに折れやすくなる等、座屈が不安定になる傾向がある。しかしながら、小さい曲率半径Ｒ３１を有する第１湾曲部３１は、大きい曲率半径Ｒ３２を有する第２湾曲部３２に隣接しているので、第２湾曲部３２が小さい曲率半径Ｒ３１を有する第１湾曲部３１の座屈を安定させることができる。よって、第１湾曲部３１及び第２湾曲部３２を含む衝撃吸収部材１２０の全体としてのエネルギー吸収効率を高くできる。

第１湾曲部３１は、平坦な上面及び平坦な下面を有している。第２湾曲部３２は、第１湾曲部３１と同様に、平坦な上面及び平坦な下面を有している。第１湾曲部３１及び第２湾曲部３２において、上面と下面との距離、すなわち、板厚ｔ３は、衝撃吸収部材１２０の長手方向にわたって実質的に一様である。

第１湾曲部３１から第２湾曲部３２に至る遷移部分は、両者の接線を連続的に繋げて滑らかになっている。同様に、第２湾曲部３２から、それより一方（例えば、前方向）又は他方（例えば、後方向）に隣接する第１湾曲部３１に至る遷移部分は、両者の接線を連続的に繋げて滑らかになっている。

このように、衝撃吸収部材１２０の波形状は、上に凸となる第１湾曲部３１と、下に凸となる第２湾曲部３２とが、交互に繰り返す形状であるので、前後方向に亘ってムラなく、上下方向への（前後方向回りの）曲げ剛性（断面二次モーメント）を高くできる。よって、弾性域において、衝撃吸収部材１２０が上下方向に曲がりにくくでき、車幅方向の座屈耐力を高めることができる。

（作用）
次に、車体１が地表に設置された電柱等のポール状の障害物に衝突して、側面部材構造１００に車外側から衝撃荷重（衝撃エネルギー）が入力された際の作用について説明する。
車体１が地表に設置された電柱等のポール状の障害物に衝突すると、まず、ポール状の障害物が管体１１０の車外側に接し、管体１１０が押されて局部的に変形する。
すると、管体１１０の変形に追従して、衝撃吸収部材１２０の車外側端部１２０Ａが局部的に潰れるように変形する。この際、ある荷重まで抵抗しながら変形すると、衝撃吸収部材１２０に車幅方向での座屈が生じる。ここで、座屈のモードは高次モードであり、その座屈は断面に一様に生じるので、衝撃吸収部材１２０は、高い荷重を受けている状態のまま、更に変形する。この際、ガイド部材１３０により、衝撃吸収部材１２０が車幅方向の局部で折れ曲がるような過大な変形は拘束される。
変形が進むと、高次モードの座屈が車幅方向に連続して起こり、衝撃吸収部材１２０は、局部的に車幅方向に連続して小刻みに波打つような提灯状に圧潰する。そして、その局部の前後方向に隣接する部分も、局部の変形に巻き込まれて圧潰する。
そして、衝撃エネルギーは、側面部材構造１００の前後方向に分散して吸収される。
また、衝撃エネルギーの一部は、連結手段１６０を経て、バッテリーケース２００で吸収される。
なお、圧潰した衝撃吸収部材１２０は、ガイド部材１３０の下部の収容空間に収容され、管体１１０とともに曲げ変形に抵抗し、バッテリーパック２１０を防護する。
このように、側面部材構造１００は、管体１１０と衝撃吸収部材１２０とで協働することにより、更にバッテリーケース２００と協働することにより、側面部材構造１００の車内側への変形を抑制しつつ、局部的なポール側突による衝撃エネルギーを吸収できるので、バッテリーパック２１０を効果的に防護できる。

（その他の実施形態）
第１実施形態及び第２実施形態では、衝撃吸収部材１２０における車外側端部１２０Ａが、衝撃吸収部材１２０の中央から車幅方向の車外側に向けて開放されている形態を示したが、これに限らず、衝撃吸収部材１２０における車内側端部１２０Ｂが、衝撃吸収部材１２０の中央から車幅方向の車内側に向けて開放されていてもよい。
上述の第１実施形態から第３実施形態では、衝撃吸収部材１２０を単体で用いた場合で説明したが、これに限らず、単体の管体１１０に対して、衝撃吸収部材１２０を複数用いてよい。この際、複数の衝撃吸収部材１２０は、互いに平行になるように上下に配置してよい。

実施形態の一態様に係る車体の側面部材構造は、電気自動車等、電池を動力として駆動する車体の骨格を構成するフレームのうち、側面開口部のドア下に位置する部材であるサイドシルに好適に適用できる。実施形態の一態様に係る車体の側面部材構造が防護する対象は、側面部材構造より車内側に配置されるものであれば、バッテリーパック以外であってもよい。

１ 車体
１０ フレーム
２１ 第１傾斜部
２２ 第２傾斜部
３１ 第１湾曲部
３２ 第２湾曲部
１００ 側面部材構造
１１０ 管体
１１０Ａ 車外側管体
１１０Ｂ 車内側管体
１２０ 衝撃吸収部材
１２０Ａ 車外側端部
１２０Ｂ 車内側端部
１２１ 第１水平部
１２２ 第１縦部
１２３ 第２水平部
１２４ 第２縦部
１２５ 第３水平部
１２６ 第３縦部
１２７ 第４水平部
１２８ 第４縦部
１３０ ガイド部材
１３１ 傾斜部
１４０ 支持部材
１５０ 補強部
１６０ 連結手段
２００ バッテリーケース
２１０ バッテリーパック
Ｂ 幅
Ｄ ピッチ
Ｌ 全長
Ｐ 位置
Ｑ 位置
Ｒ 曲率半径
Ｒ２ 曲率半径
Ｒ３１ 曲率半径
Ｒ３２ 曲率半径
ＲＬ 稜線部
Ｓ１ 第１波形状
Ｓ２ 第２波形状
ｔ１ 板厚
ｔ２ 板厚
ｔ３ 板厚
Ｔ１ 第１周期
Ｔ２ 第２周期
Ｔ３ 第３周期
Ｔ４ 第４周期

Claims (1)

1. 車体の側面部材構造であって、
   前記車体の前後方向に延びる管体と、前記管体の内部に配置された衝撃吸収部材とを備え、
   前記衝撃吸収部材は、前記車体の車幅方向に沿う凸の字型の稜線部を互いに間隔を空けて複数有し、
   前記車体の前後方向に沿って上下を繰り返し、
   前記凸の字型の稜線部は、矩形の第１の凸部と、前記第１の凸部上に形成され、前記第１の凸部よりも小さい矩形の第２の凸部とを有する
   ことを特徴とする車体の側面部材構造。

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