JP5012439B2

JP5012439B2 - 車体側部構造

Info

Publication number: JP5012439B2
Application number: JP2007292442A
Authority: JP
Inventors: 健雄森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2027-11-09
Also published as: JP2009113766A

Description

本発明は、自動車の車体側部構造に関し、詳しくは、車体の下側部に中空閉断面のロッカ（サイドシル）が配設された車体側部構造に関するものである。

一般に、車体の下側部には前後方向に延びる中空閉断面のロッカ（サイドシル）が配設されており、このロッカにはフロアパネルの両側部やセンタピラー等の下部が結合される。ここで、ロッカは、通常、車体の前後方向に延びるロッカインナとロッカアウタとの合わせ構造により中空閉断面に構成されている。

この種のロッカを備えた車体側部構造として、例えば特許文献１には、車両のオフセット衝突に対するロッカの軸方向の座屈剛性を高めるため、ロッカ内にリインホースメントを配設した構造が記載されている。このリインホースメントは、一様断面（Ｌ字型断面）の折板状に形成されており、その一片がロッカインナフロントのフランジ接続部を避けた上下方向中間部の内面に溶接されている。
特開２００１−５５１７１号公報（段落０００９、図３）

ところで、特許文献１に記載されたような車体側部構造では、ロッカの軸方向の座屈剛性を高めることはできるかも知れないが、ロッカの上下方向や左右方向の曲げ剛性が十分に高いとは言えない。このため、他車両から側面衝突荷重が入力されると、ロッカの断面形状が崩れてロッカが大きく折れ曲がる虞がある。

そこで、本発明は、車体の下側部に配設されるロッカ（サイドシル）の曲げ剛性を十分に高めることができる車体側部構造を提供することを課題とする。

本発明に係る車体側部構造は、車体の前後方向に延びるロッカインナとロッカアウタとを有する中空閉断面のロッカが車体の下側部に配設された車体側部構造であって、ロッカインナの内面の上角部付近には、車体の前後方向にリインホースメントが延びており、リインホースメントは、その幅方向に凹部と凸部が交互に連続する断面形状を備え、２つの凸部がロッカインナの上壁部の内面に接合され、他の２つの凸部がロッカインナの側壁上部の内面に接合されており、ロッカインナの上角部付近とリインホースメントとの間には、３つの閉断面部が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る車体側部構造では、ロッカインナの上角部付近とリインホースメントとの間に形成された複数（好ましくは３つ以上）の閉断面部により、ロッカの軸方向の座屈剛性が高められると共に、特に、ロッカの上下方向および左右方向の曲げ剛性が十分に高められる。その結果、他車両から側面衝突荷重が入力された際におけるロッカの断面形状の崩れが抑制され、ロッカの折れ曲がりが抑制される。

本発明に係る車体側部構造によれば、ロッカインナの上角部付近とリインホースメントとの間に形成された複数（好ましくは３つ以上）の閉断面部により、ロッカの軸方向の座屈剛性を高めることができると共に、特に、ロッカの上下方向および左右方向の曲げ剛性を十分に高めることができる。その結果、他車両から側面衝突荷重が入力された際におけるロッカの断面形状の崩れを抑制してロッカの折れ曲がりを抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る車体側部構造の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係る車体側部構造の外観を示す斜視図、図２は図１に示したロッカの部分斜視図、図３は図２に示したロッカの拡大縦断面図である。

図１に示すように、一実施形態に係る車体側部構造は、車体の下側部に配置されて車体前後方向に延びるロッカ（サイドシル）１を備えており、このロッカ１の前端部にはフロントピラー２の下端部が結合され、後端部にはリヤピラー３の下端部が結合されている。そして、このロッカ１の前後方向中央部には、センターピラー４の下端部が結合されている。

図２に示すように、ロッカ１は、概略ハット型断面にそれぞれ形成されたロッカインナ１Ａとロッカアウタ１Ｂとが正面合わせで溶接されることにより、両者の間に中空閉断面が形成されている。この溶接用の接合部として、ロッカインナ１Ａには上部接合片１Ｃおよび下部接合片１Ｄが形成され、ロッカアウタ１Ｂには上部接合片１Ｅおよび下部接合片１Ｆが形成されている。

ここで、ロッカ１を構成するロッカインナ１Ａの内面の上角部付近には、車体の前後方向に延びるリインホースメント５が接合されている。このリインホースメント５は、図３の縦断面図に拡大して示すように、例えば台形断面に形成された凹凸が幅方向に交互に連続する断面形状を備えており、例えば４つの凸部５Ａ〜５Ｄと３つの凹部５Ｅ〜５Ｇとを有し、幅方向の両側には折曲片５Ｈ，５Ｉを有する。

このような断面形状のリインホースメント５は、４つの凸部５Ａ〜５Ｄがロッカインナ１Ａの内面の上角部付近に接合されている。すなわち、２つの凸部５Ａ，５Ｂがロッカインナ１Ａの上壁部１Ｇの内面にレーザ溶接や接着により長手方向に略連続して強固に接合され、他の２つの凸部５Ｃ，５Ｄがロッカインナ１Ａの側壁上部１Ｈの内面にレーザ溶接や接着により長手方向に略連続して強固接合されている。

これにより、ロッカインナ１Ａの上壁部１Ｇから側壁上部１Ｈに亘る上角部付近とリインホースメント５との間には、リインホースメント５の３つの凹部５Ｅ〜５Ｇによって３つの閉断面部（マルチセル）６Ａ〜６Ｃが形成されている。

ここで、凹部５Ｅ〜５Ｇの深さに相当する閉断面部６Ａ〜６Ｃの短辺の長さは、リインホースメント５の板厚の例えば４〜８倍程度に設定され、凹部５Ｅ〜５Ｇの幅に相当する閉断面部６Ａ〜６Ｃの長辺の長さは、リインホースメント５の板厚の例えば８〜１２倍程度に設定されている。

以上のように構成された一実施形態の車体側部構造では、ロッカ１を構成するロッカインナ１Ａの上壁部１Ｇから側壁上部１Ｈに亘る上角部付近の内面にリインホースメント５が強固に接合されており、このリインホースメント５には、３つの凹部５Ｅ〜５Ｇが幅方向に間隔を開けて並んでいるため、ロッカインナ１Ａの上壁部１Ｇから側壁上部１Ｈに亘る上角部付近は、３つの閉断面部６Ａ〜６Ｃを有する板厚部材として機能する。

このように、ロッカインナ１Ａの上壁部１Ｇから側壁上部１Ｈに亘る上角部付近が３つの閉断面部６Ａ〜６Ｃを有する板厚部材として機能するため、ロッカ１の軸方向の座屈剛性が高められると共に、特に、ロッカ１の上下方向および左右方向の曲げ剛性が十分に高められる。また、ロッカ１のねじり剛性も高められる。その結果、他車両から側面衝突荷重が入力された際におけるロッカ１の断面形状の崩れが抑制され、ロッカ１の折れ曲がりが抑制されると共にロッカ１のねじれも抑制される。

ここで、図４の（ａ）のグラフは、図３に示した断面形状の本実施形態におけるロッカ１と、図５の（ａ）に示す断面形状の比較例１のロッカ１と、図５の（ｂ）に示す断面形状の比較例２のロッカ１とを対比してこれらの上下方向の曲げ特性のシミュレーション結果を示しており、図４の（ｂ）のグラフは、これらのねじり特性のシミュレーション結果を対比して示している。

図５の（ａ）に示す比較例１のロッカ１は、Ｌ字型断面形状のリインホースメントＡがロッカインナ１Ａの上角部付近の内面に接合されることで単一の閉断面部（シングルセル）Ａ１が形成されている。一方、図５の（ｂ）に示す比較例２のロッカ１は、Ｌ字型断面形状のリインホースメントＢがロッカインナ１Ａの上角部付近の内面に沿って接合されることで閉断面部は形成されていない。

ここで、図４の（ａ）のグラフにおいて、太線グラフは、図３に示した本実施形態におけるロッカ１の上下方向の曲げ特性を示し、細線グラフは、図５の（ａ）に示した比較例１のロッカ１の上下方向の曲げ特性を示し、破線グラフは、図５の（ｂ）に示した比較例２のロッカ１の上下方向の曲げ特性を示している。

図４の（ａ）のグラフに示すように、細線グラフおよび破線グラフと比較して、太線グラフが示す曲げモーメントは、回転角が例えば０．０１付近を超えた範囲で高くなっている。このことから、比較例１、２のロッカ１に較べ、本実施形態におけるロッカ１の上下方向の曲げ剛性が十分に高いことがわかる。

一方、図４の（ｂ）のグラフにおいて、太線グラフは、図３に示した本実施形態におけるロッカ１のねじり特性を示し、細線グラフは、図５の（ａ）に示した比較例１のロッカ１のねじり特性を示し、破線グラフは、図５の（ｂ）に示した比較例２のロッカ１のねじり特性を示している。

図４の（ｂ）のグラフに示すように、細線グラフおよび破線グラフと比較して、太線グラフが示すモーメントは、回転角が例えば０．０５付近を超えた範囲で高くなっている。このことから、比較例１、２のロッカ１に較べ、本実施形態におけるロッカ１のねじり剛性が高いことがわかる。

すなわち、本実施形態の車体側部構造によれば、ロッカインナ１Ａの上角部付近とリインホースメント５との間に形成された例えば３つの閉断面部（マルチセル）６Ａ〜６Ｃにより、ロッカ１の軸方向の座屈剛性を高めることができるのは勿論のこと、特に、ロッカ１の上下方向および左右方向の曲げ剛性を十分に高めることができ、ねじり剛性も高めることができる。その結果、他車両から側面衝突荷重が入力された際におけるロッカ１の断面形状の崩れを抑制してロッカ１の折れ曲がりやねじれを抑制することができる。

本発明に係る車体側部構造は、一実施形態に限定されるものではない。例えば、図３に示したリインホースメント５の断面形状は、図６の（ａ）に示すように矩形断面の凹凸が幅方向に交互に連続する断面形状であっても良いし、図６の（ｂ）に示すように波型断面の凹凸が幅方向に交互に連続する断面形状であってもよい。また、幅方向に交互に連続する凹凸の凹部の数は、３つに限らず、４つ、５つ、６つなど適宜の数とすることができる。

本発明の一実施形態に係る車体側部構造の外観を示す斜視図である。図１に示したロッカの部分斜視図である。図２に示したロッカの拡大縦断面図である。図３に示した断面形状のロッカの上下曲げ特性およびねじり特性を示すグラフであって、（ａ）は上下曲げ特性を示すグラフ、（ｂ）はねじり特性を示すグラフある。図３に示したロッカ内のリインホースメントの断面形状を変更した比較例のロッカを示す縦断面図であって、（ａ）は比較例１のロッカの縦断面図、（ｂ）は比較例２のロッカの縦断面図である。図３に示したロッカ内のリインホースメントの断面形状を変更した変形例のロッカを示す縦断面図であって、（ａ）は第１変形例のロッカの縦断面図、（ｂ）は第２変形例のロッカの縦断面図である。

符号の説明

１…ロッカ、１Ａ…ロッカインナタ、１Ｂ…ロッカアウタ、１Ｃ…上部接合片、１Ｄ…下部接合片、１Ｅ…上部接合片、１Ｆ…下部接合片、１Ｇ…上壁部、１Ｈ…側壁上部、２…フロントピラー、３…リヤピラー、４…センターピラー、５…リインホースメント、５Ａ〜５Ｄ…凸部、５Ｅ〜５Ｇ…凹部、６Ａ〜６Ｃ…閉断面部。

Claims

車体の前後方向に延びるロッカインナとロッカアウタとを有する中空閉断面のロッカが車体の下側部に配設された車体側部構造であって、
前記ロッカインナの内面の上角部付近には、車体の前後方向にリインホースメントが延びており、
前記リインホースメントは、その幅方向に凹部と凸部が交互に連続する断面形状を備え、２つの前記凸部が前記ロッカインナの上壁部の内面に接合され、他の２つの前記凸部が前記ロッカインナの側壁上部の内面に接合されており、
前記ロッカインナの上角部付近と前記リインホースメントとの間には、３つの閉断面部が形成されていることを特徴とする車体側部構造。
前記３つの閉断面部は、前記ロッカインナの前記上壁部の内面と、前記側壁上部の内面と、前記上壁部と前記側壁上部の間の内面とに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体側部構造。