JPWO2013140625A1 - 車体構造 - Google Patents

Abstract

車両側面からの衝撃吸収性能を高めることができる車体構造１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には、車両側部からの荷重が入力された際に、側面視して、ルーフサイドレールの延在方向に直交する方向に対して傾斜した方向に延びる仮想軸Ｂ方向に沿って、ルーフサイドレール１０が変形するように案内する変形案内部２３が形成されている車体構造。

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、ルーフサイドレールに捩れが生じる。このルーフサイドレールの捻れは、強度の弱い位置を起点として生じる。このとき、特許文献１に記載の車体側部構造では、ルーフサイドレールの断面が小さく、耐力の小さい位置で捩れが生じるため、センターピラーに入力された衝突荷重がルーフサイドレールで効率よく吸収することができない場合がある。

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は、車両側部からの荷重が入力された際に、側面視して、ルーフサイドレールの延在方向に直交する方向に対して傾斜した方向に延びる仮想軸方向に沿って、ルーフサイドレールが変形するように案内する変形案内部が形成されている。

本発明に係る車体構造においては、車両側部からの荷重が入力された際に、変形案内部により、側面視して、ルーフサイドレールの延在方向に直交する方向に対して傾斜した方向に延びる仮想軸方向に沿ってルーフサイドレールが変形するように案内される。この仮想軸方向に沿ったルーフサイドレールの断面は垂直方向に沿ったルーフサイドレールの断面よりも大きい。したがって、仮想軸方向に沿ってルーフサイドレールが変形するように案内することで、側突時のルーフサイドレールが捩れる起点を、断面が大きく、耐力の大きい位置にすることができるため、ルーフサイドレールで生じる捩れ反力を大きくすることができる。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、ルーフサイドレールが、車両外側に配設されるルーフサイドレールアウタと車両内側に配設されるルーフサイドレールインナとを向かい合わせて結合させて構成され、変形案内部が、ルーフサイドレールアウタの仮想軸上に形成される穴により構成されてもよい。

この構成によれば、車両側面から衝突荷重が入力された際に、ルーフサイドレールアウタの仮想軸上に形成される穴に応力が集中するため、仮想軸方向への初期の変形を誘発することができる。このため、仮想軸方向に沿ってルーフサイドレールが変形するように案内することができる。

また、穴が、四角形状をなし、穴の一方の対角線が仮想軸方向に沿って延在していてもよい。この構成によれば、開口幅の大きい四角形状の穴の対角線に応力が集中するため、仮想軸方向に沿ってルーフサイドレールが変形するように案内することができる。

また、ルーフサイドレールアウタの縁に仮想軸方向に沿って延びる切り欠き部が形成されていてもよい。この構成によれば、切り欠き部に応力が集中するため、仮想軸方向にルーフサイドレールが変形するきっかけを作ることができる。穴を大きくするとルーフサイドレールの強度が低くなるが、このような構成によれば、穴を大きくせずに、ルーフサイドレールが仮想軸方向に沿って変形するように案内することができる。

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、変形案内部は、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おり、仮想軸方向は、側面視して、ルーフサイドレールの延在方向に直交する方向に対して車両前方にいくほど上昇するように傾斜した方向であってもよい。

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変形案内部を起点として、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、変形案内部は、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おり、仮想軸方向は、側面視して、ルーフサイドレールの延在方向に直交する方向に対して車両後方にいくほど上昇するように傾斜した方向であってもよい。

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変形案内部を起点として、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。 ルーフサイドレールの断面図である。 車両後方から見た、ルーフサイドレールの後端部の拡大図である。

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ととも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、図２に示すように、ルーフサイドレールアウタ１０Ａとルーフサイドレールインナ１０Ｂ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、図示しない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、図示しない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、図示しないフロントピラーアウタとフロント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。

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、図示しないリアピラーアウタとリア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。

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、それぞれ変形案内部２１、２３が形成されている。変形案内部２１、２３は、車両側部からの荷重が入力された際に、ルーフサイドレール１０の垂直方向よりも車両後方に傾斜した方向に延びる仮想軸方向にルーフサイドレール１０が変形するように案内するように機能する。

図３は、車両後方から見た、ルーフサイドレール１０の後端部の拡大図である。本実施形態では図３に示すように、変形案内部２３は、ルーフサイドレール１０の後部側に設けられている。この位置は、ルーフサイドレール１０におけるセンターピラー１４とリアピラー１８との中間位置Ｃ２よりもリアピラー１８側である。図３において、仮想軸Ａは、側面視したときに、ルーフサイドレール１０の延在方向に対して垂直な方向であり、仮想軸Ｂ（仮想軸）は仮想軸Ａに対して車両後方に傾斜した方向である。図３では、仮想軸Ｂは、仮想軸Ａに対して車両後方にいくほど上昇するように傾斜している。

本実施形態では、図３に示すように、ルーフサイドレールアウタ１０Ａに四角形状を成す穴が形成されており、この穴が変形案内部２３を構成する。変形案内部２３の四角形の一方の対角線は、仮想軸Ｂに沿って延在するように形成されている。このように変形案内部２３が形成されると、車両側面から衝突荷重が入力された際に、変形案内部２３の開口幅の大きい仮想軸Ｂ方向に応力が集中することとなる。このため、車両側面から衝突荷重が入力された際には、変形案内部２３によって、ルーフサイドレール１０が仮想軸Ｂに沿って変形するように案内される。

側面視して、ルーフサイドレール１０の仮想軸Ｂ方向に沿った断面は、仮想軸Ａ方向に沿った断面よりも大きい断面である。したがって、仮想軸Ｂ方向に沿ってルーフサイドレール１０が変形した場合には、仮想軸Ｂ方向に沿ってルーフサイドレール１０が変形した場合と比べて、ルーフサイドレール１０で生じる反力は大きくなる。

また、本実施形態では、ルーフサイドレールアウタ１０Ａの下縁には切り欠き部２４が形成されている。切り欠き部２４は、ルーフサイドレールアウタ１０Ａに形成される溝であり、ルーフサイドレールアウタ１０Ａの下縁から、仮想軸Ｂ方向に沿うように変形案内部２３に向けて延びている。切り欠き部２４は、車両側面から衝突荷重が入力された際に、ルーフサイドレール１０が仮想軸Ｂ方向に沿って変形するように誘発する機能を有する。すなわち、車両側面から衝突荷重が入力された際には、切り欠き部２４に応力が集中することとなり、ルーフサイドレール１０が仮想軸Ｂ方向への変形するきっかけとなる。

変形案内部２１は、ルーフサイドレール１０におけるセンターピラー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。この場合、変形案内部２１は、側面視して、ルーフサイドレール１０の延在方向に直交する方向に対して車両前方にいくほど上昇するように傾斜した方向に沿ってルーフサイドレール１０が変形するように案内する。ルーフサイドレール１０の前部に形成される変形案内部２１は、センターピラー１４に対して、変形案内部２３と対称に構成されるので、変形案内部２１の詳細な説明は割愛する。

次に、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。ルーフサイドレール１０に生じる捩れは、断面が小さい位置等、耐力が小さい位置を起点として生じやすい。しかし、このような耐力が小さい位置を起点として捩れが生じると、十分な捩れ反力を付与することができない。例えば、ルーフサイドレール１０が、側面視して、仮想軸Ａ方向に沿った断面で捩れた場合には、十分な捩れ反力を付与することができずに、センターピラー１４は車幅方向内側への変形量が大きくなる。

この点、本実施形態に係る車体構造１では、変形案内部２１及び２３を備えることで、側面視して、仮想軸Ａ方向に沿った断面よりも大きな断面である仮想軸Ｂ方向に沿った断面を起点として捩れが生じるため、捩れ反力を向上することができる。

また、車両に側方から荷重が入力された場合、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、車体構造１のルーフサイドレール１０には捩れが生じる。この際にセンターピラー１４の捩れる位置が接合箇所Ｊに近いと、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の上端部が下降してしまう。このように、センターピラー１４の上端部が下降すると、センターピラー１４は車幅方向内側へ大きく変形する。

この点、本実施形態に係る車体構造１では、ルーフサイドレール１０の変形を誘発する変形案内部２１及び２３が設けられているため、ルーフサイドレール１０には、捩れが変形案内部２１及び２３の形成位置を起点として生じる。変形案内部２１及び２３は、センターピラー１４の接合箇所Ｊから離れているため、ルーフサイドレール１０が略全体で捩れることとなる。

このため、ルーフサイドレール１０の接合箇所Ｊの下降量は、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が生じる場合と比べて相対的に小さくなる。よって、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捩れが生じるため、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、本実施形態に係る車体構造１では、車両側部からの荷重が入力された際に、変形案内部２１及び２３により、側面視して、ルーフサイドレール１０の仮想軸Ａ方向に対して傾斜した仮想軸Ｂ方向に延びる方向に沿ってルーフサイドレール１０が変形するように案内される。ルーフサイドレール１０の仮想軸Ｂ方向に沿った断面は仮想軸Ａ方向に沿った断面よりも大きい。したがって、仮想軸Ｂ方向に沿ってルーフサイドレール１０が変形するように案内することで、側突時のルーフサイドレール１０が捩れる起点を、断面が大きく、耐力の大きい位置にすることができるため、ルーフサイドレール１０で生じる捩れ反力を大きくすることができる。よって、この車体構造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、本実施形態に係る車体構造１では、ルーフサイドレール１０が、車両外側に配設されるルーフサイドレールアウタ１０Ａと車両内側に配設されるルーフサイドレールインナ１０Ｂとを向かい合わせて結合させて構成され、変形案内部２３が、ルーフサイドレールアウタ１０Ａの仮想軸Ｂ上に形成される穴により構成されている。したがって、車両側面から衝突荷重が入力された際に、ルーフサイドレールアウタ１０Ａの仮想軸Ｂ上に形成される穴に応力が集中するため、仮想軸Ｂ方向への初期の変形を誘発することができる。このため、仮想軸Ｂ方向に沿ってルーフサイドレールが変形するように案内することができる。

また、本実施形態に係る車体構造１では、穴が、四角形状をなし、穴の一方の対角線が仮想軸Ｂ方向に沿って延在している。したがって、開口幅の大きい四角形状の穴の対角線に応力が集中するため、仮想軸Ｂ方向に沿ってルーフサイドレールが変形するように案内することができる。

また、本実施形態に係る車体構造１では、ルーフサイドレールアウタ１０Ａの縁に仮想軸Ｂ方向に沿って延びる切り欠き部２４が形成されている。したがって、切り欠き部２４に応力が集中するため、仮想軸Ｂ方向にルーフサイドレール１０が変形するきっかけを作ることができる。穴を大きくするとルーフサイドレール１０の強度が低くなるが、切り欠き部２４を備えることで、穴を大きくせずに、ルーフサイドレール１０が仮想軸Ｂ方向に沿って変形するように案内することができる。

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、変形案内部２１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変形案内部２１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、変形案内部２３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変形案内部２３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、変形案内部２１及び２３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、変形案内部２１及び２３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、変形案内部２１及び２３として、ルーフサイドレールアウタ１０Ａに四角形状を成す穴が形成されているが、穴の形状は四角形状に限定されず、その形状は任意である。例えば、変形案内部２１として、仮想軸Ｂ方向に長軸を有する楕円形状の穴や仮想軸Ｂ方向に対角線を有する多角形状の穴が形成されていても良い。

１…車体構造、１０…ルーフサイドレール、１０Ａ…ルーフサイドレールアウタ、１０Ｂ…ルーフサイドレールインナ、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、２１，２３…変形案内部、Ｂ…仮想軸、Ｊ…接合箇所。

Claims (6)

1. 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は、車両側部からの荷重が入力された際に、側面視して、前記ルーフサイドレールの延在方向に直交する方向に対して傾斜した方向に延びる仮想軸方向に沿って、前記ルーフサイドレールが変形するように案内する変形案内部が形成されている車体構造。
2. 前記ルーフサイドレールが、前記車両外側に配設されるルーフサイドレールアウタと前記車両内側に配設されるルーフサイドレールインナとを向かい合わせて結合させて構成され、
   前記変形案内部が、前記ルーフサイドレールアウタの前記仮想軸上に形成される穴により構成される請求項１に記載の車体構造。
3. 前記穴が、四角形状をなし、前記穴の一方の対角線が前記仮想軸方向に沿って延在している請求項２に記載の車体構造。
4. 前記ルーフサイドレールアウタの縁に前記仮想軸方向に沿って延びる切り欠き部が形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の車体構造。
5. 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、
   前記変形案内部は、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おり、
   前記仮想軸方向は、側面視して、前記ルーフサイドレールの延在方向に直交する方向に対して車両前方にいくほど上昇するように傾斜した方向である請求項１〜４の何れか一項に記載の車体構造。
6. 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、
   前記変形案内部は、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おり、
   前記仮想軸方向は、側面視して、前記ルーフサイドレールの延在方向に直交する方向に対して車両後方にいくほど上昇するように傾斜した方向である請求項１〜５の何れか一項に記載の車体構造。

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