JP6669089B2

JP6669089B2 - 車両の側部車体構造

Info

Publication number: JP6669089B2
Application number: JP2017013213A
Authority: JP
Inventors: 大介清下; 池田　敏治; 敏治池田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2037-01-27
Also published as: JP2018118697A

Description

本発明は、車両の側部車体構造に関する。

自動車のセンターピラーの下方に位置するサイドシルは、補強部材であるサイドシルレインフォースメントを内部に備えている（特許文献１の図５等参照）。

特開２０１１−８８５９６号公報

ところで、近年、ベース車両とベース車両から派生した派生車両の車体骨格をできるだけ共通化したいというニーズがあるが、ベース車両で使用するサイドシルレインフォースメントを、ベース車両よりもホイールベースが長い他の車両で使用するには、サイドシルレインフォースメントを構成する基礎部材に延長部材を連結して、サイドシルレインフォースメントを延長することが考えられる。この場合、基礎部材の一部と延長部材の一部を重ね合わせ、重ね合わせた重合部分を溶接すれば、基礎部材に延長部材をしっかりと固定することができる。

仮に、車両の側部に他の車両等が衝突（側面衝突）すると、センターピラー等を介して、サイドシルレインフォースメントに大きな荷重が加わる。この場合、基礎部材と延長部材が重なる重合部分は他の部分に比べて板厚が大きく、当該他の部分との間で強度差が存在することから、重合部分と他の部分との境界部分に応力が集中するおそれがある。

これに対しては、例えば基礎部材のうち重合部分以外の部分の厚みを大きくすれば、重合部分と他の部分との間で強度差は生じず、それらの境界部分で応力が集中するのを防ぐことができる。ただし、その場合、基礎部材の重合部分以外の部分の厚みを大きくしているため、サイドシルレインフォースメントの重量が増加し、ひいては車両の重量が増加するという新たな問題が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、重量増加を抑えつつ、上記基礎部材に上記延長部材が連結された車両の側部車体構造を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る車両の側部車体構造は、車体下部の車幅方向端部において車体前後方向に延びるサイドシルと、前記サイドシルの中間部から車体上方へ延びるセンターピラーと、を備え、前記サイドシルは、前記センターピラーの下方部分に固定され、前後方向に延びる基礎部材と、前記基礎部材の前端部分又は後端部分に連結され、前後方向に延びる延長部材と、を有し、前記基礎部材は、前後方向に延び車幅方向外方に突出する断面コ字状の基礎凸部を有し、前記延長部材は、前後方向に延び車幅方向外方に突出する断面コ字状の延長凸部と、前記延長凸部から前記センターピラーに向かって延び、車幅方向内側から前記基礎凸部に重ね合わされた連結部と、を有し、前記連結部は、前記基礎凸部の内周上面に固定される連結上板部と、前記基礎凸部の内周下面に固定される連結下板部と、前記基礎凸部の内周側面に固定される連結側板部と、を有し、前記連結上板部及び前記連結下板部は、いずれも前記センターピラーに近づくにつれて車幅方向寸法が小さくなる縮小部を含むとともに、車幅方向外端部分の前後方向寸法が車幅方向内端部分の前後方向寸法よりも大きく、かつ、前記連結上板部及び前記連結下板部の車幅方向外端部分がそれぞれ前記連結側板部の上端部分及び下端部分に接続されて、前記連結上板部と前記連結側板部の境界部分及び前記連結下板部と前記連結側板部の境界部分に稜線が形成されており、前記連結側板部は、前記センターピラー側の端縁が側面視において上下方向に延びており、上下方向中央部分には前記センターピラー側の端縁にまで達するように前後方向に延びるビードが形成されている。

この構成では、連結上板部及び連結下板部は、いずれもセンターピラーに近づくにつれて車幅方向寸法が小さくなる縮小部を含んでいる。これにより、基礎部材と延長部材が重なる重合部分における縮小部に対応する部分では、センターピラーに近づくにつれて次第に強度が低下する。そのため、重合部分とそれ以外の部分との境界部分に強度差が生じにくく、当該境界部分に応力が集中するのを防ぐことができる。これにより、基礎部材における重合部分以外の部分の板厚を大きくする必要もなくなる。

また、上記の構成では、連結上板部と連結側板部の境界部分及び連結下板部と連結側板部の境界部分に稜線が形成されている。つまり、連結部は基礎部材から荷重を受ける車幅方向外端部分に稜線を有しているため、基礎部材から受ける荷重に対する強度を効率よく確保することができる。そのため、連結部の強度を確保することを目的として、連結部を不要に前後方向に長くしたり板厚を大きくしたりする必要がない。以上のとおり、上記構成によれば、基礎部材の重合部分以外の部分の板厚を大きくする必要がなく、連結部の前後方向寸法又は板厚を大きくする必要も無いため、車両の側部車体構造の重量増加を抑えることができる。

また、上記の車両の側部車体構造において、前記連結上板部及び前記連結下板部は、いずれも前記基礎凸部との溶接点である第１溶接点と、前記基礎凸部との溶接点であり、前記第１溶接点よりも前記センターピラー寄りに位置する第２溶接点と、前記基礎凸部との溶接点であり、前記第２溶接点よりも前記センターピラー寄りに位置する第３溶接点と、を有し、前記第２溶接点は、前記第１溶接点と前記第３溶接点をつなぐ仮想線よりも車幅方向内側に位置していてもよい。

ここで、側面衝突の際には、サイドシルはセンターピラーを介して荷重が伝わるため、センターピラーに最も近い第３溶接点に大きな力がかかる。特に、第１溶接点、第２溶接点、及び第３溶接点が一直線上に並んでいる場合には、第３溶接点に加わる力は隣接する第２溶接点と比べても非常に大きな力が加わるため、溶接点数を増加させたり、接合強度を高めるといった対応が必要となり、生産性が低下する。これに対し、上記の構成では、第２溶接点は、第１溶接点と第３溶接点をつなぐ仮想線よりも車幅方向内側に位置しているため、側面衝突の際に第２溶接点に力がかかりやすくなり、その分第３溶接点の負担を軽減することができる。よって上記の構成によれば、各溶接点にかかる力を分散することができ、生産性を低下させることなくサイドシルの強度を向上させることができる。

前述のとおり、上記の構成によれば、重量増加を抑えつつ、基礎部材に延長部材が連結された車両の側部車体構造を提供することができる。

図１は、サイドシルレインフォースメントの斜視図である。図２は、図１のII-II矢視断面図である。図３は、延長部材の拡大図である。図４は、延長部材の平面図である。図５は、延長部材の底面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車両の側部車体構造について、サイドシルレインフォースメントを中心に説明する。なお、以下の説明における方向の概念は、運転席の運転者から見た方向の概念に一致するものとする。また、サイドシルレインフォースメントは、車両の左右両側に設けられており、左右のサイドシルレインフォースメントは左右対称に形成されている。そのため、以下では右側のサイドシルレインフォースメントについて説明し、左側のサイドシルレインフォースメントについての説明は省略する。

図１は、サイドシルレインフォースメント１００の斜視図である。図１の紙面右斜め下に向かう方向が前方であり、紙面左斜め上に向かう方向が後方であり、紙面手前に向かう方向が車幅方向外方であり、紙面奥に向かう方向が車幅方向内方である（図３も同様）。また、図２は、図１の一点鎖線に沿う前後方向に対して垂直な断面におけるII-II矢視断面図である。図２の紙面右方が車幅方向外方であり、紙面左方が車幅方向内方である。

図２に示すように、サイドシルレインフォースメント１００は、サイドシルレインフォースメント１００を車幅方向内側から覆うサイドシルインナ１０１（図１では不図示）と車幅方向外側から覆うサイドシルアウタ１０２（図１では不図示）とともに、サイドシル１０３を構成している。サイドシルレインフォースメント１００は、サイドシル１０３の補強部材としての機能を有している。なお、サイドシル１０３は、車両の側部車体構造のうち、車体下部の車幅方向端部において車体前後方向に延びる部分である。

図１に示すように、サイドシルレインフォースメント１００は、基礎部材１０と、基礎部材１０の後端部分に連結された延長部材３０とを備えている。基礎部材１０は図外のベース車両で使用される部材であり、この基礎部材１０に延長部材３０を連結することで、基礎部材１０をベース車両よりもホイールベースが長い車両（本実施形態の車両）での使用が可能となる。なお、本実施形態では、延長部材３０は基礎部材１０の後端部分に連結されているが、基礎部材１０の先端部分に連結されていてもよく、基礎部材１０の先端部分及び後端部分の両方に連結されていてもよい。以下、基礎部材１０と延長部材３０について順に説明する。

＜基礎部材＞
基礎部材１０は、センターピラーレインフォースメント１０４の下方部分に固定されている。基礎部材１０は前後方向に延びており、基礎部材１０の先端部分は図外のフロントピラーレインフォースメントの下方部分に固定されている。上記のセンターピラーレインフォースメント１０４は、センターピラー１０５の一部を構成し、センターピラー１０５の内部に設けられた補強部材である。また、フロントピラーレインフォースメントはフロントピラーの一部を構成し、フロントピラーの内部に設けられた補強部材である。なお、センターピラー１０５は、車両の側部車体構造のうち、サイドシル１０３の中間部から車体上方へ延びる部分である。

基礎部材１０は、板材をプレス加工することにより形成されており、上方部分に位置し前後方向に延びる基礎上方フランジ部１１と、下方部分に位置し前後方向に延びる基礎下方フランジ部１２と、基礎上方フランジ部１１と基礎下方フランジ部１２の間に位置し前後方向に延びる基礎凸部１３と、を有している。基礎上方フランジ部１１と基礎下方フランジ部１２は、車幅方向に対して垂直な同一の面上に位置しており、いずれもサイドシルインナ１０１（図２参照）に固定されている。

図２に示すように、基礎凸部１３は、車幅方向外方に突出しており、車幅方向内側が開口する断面コ字状の形状を有している。基礎凸部１３は、上方部分に位置して略水平に延びる基礎上板部１４と、下方部分に位置して略水平に延びる基礎下板部１５と、車幅方向外方部分に位置して鉛直に延びる基礎側板部１６と、を有している。また、図１に示すように、基礎側板部１６の後端には切欠き１７が形成されているとともに、切欠き１７よりも前方に開口１８が形成されている。

＜延長部材＞
延長部材３０は、前方部分が基礎部材１０に固定されており、後方部分がリアピラーレインフォースメント１０６の下方部分に固定されている。なお、上記のリアピラーレインフォースメント１０６は、リアピラー１０７の一部を構成し、リアピラー１０７の内部に設けられた補強部材である。

延長部材３０は、基礎部材１０と同様に、板材をプレス加工することにより形成されている。また、延長部材３０は、上方部分に位置し前後方向に延びる延長上方フランジ部３１と、下方部分に位置し前後方向に延びる延長下方フランジ部３２と、延長上方フランジ部３１と延長下方フランジ部３２の間に位置し前後方向に延びる延長凸部３３と、を有している。延長上方フランジ部３１と延長下方フランジ部３２は、車幅方向に対して垂直な同一の面上に位置しており、いずれもサイドシルインナ１０１（図２参照）に固定されている。

延長凸部３３は、基礎凸部１３と同様の形状を有している。つまり、延長凸部３３は、車幅方向外方に突出しており、車幅方向内側が開口する断面コ字状の形状を有している。延長凸部３３は、上方部分に位置して略水平に延びる延長上板部３４と、下方部分に位置して略水平に延びる延長下板部３５と、車幅方向外方部分に位置して鉛直に延びる延長側板部３６と、を有している。

ここで、図３は、延長部材３０の拡大図である。また、図４は延長部材３０の平面図であり、図５は延長部材３０の底面図である。図３乃至図５では、延長部材３０の前方部分が現れるように、基礎部材１０を省略している。なお、図４の紙面上方が車幅方向内方であり、紙面下方が車幅方向外方であり、紙面右方が前方であり、紙面左方が後方である。また、図５の紙面上方が車幅方向外方であり、紙面下方が車幅方向内方であり、紙面右方が前方であり、紙面左方が後方である。

図３に示すように、延長部材３０は連結部４０を有している。連結部４０は基礎部材１０に固定される部分であって、図２に示すように、基礎凸部１３よりも車幅方向内側に位置しており、車幅方向内側から基礎凸部１３に重ね合わせられている。

連結部４０は、連結上方フランジ部４１と、連結下方フランジ部４２と、連結上板部４４と、連結下板部４５と、連結側板部４６と、を有している。

連結上方フランジ部４１は、延長上方フランジ部３１から連続しており、延長上方フランジ部３１からセンターピラー１０５（センターピラーレインフォースメント１０４）に向かって延びている。また、連結上方フランジ部４１の下端部分と連結上板部４４の車幅方向内端部分が接続されている。連結上方フランジ部４１は、基礎上方フランジ部１１の車幅方向内側側面に溶接によって固定される。なお、図３乃至図５中の黒丸は、延長部材３０の連結部４０と基礎部材１０との溶接点を示している。

連結下方フランジ部４２は、延長下方フランジ部３２から連続しており、延長下方フランジ部３２からセンターピラー１０５に向かって延びている。また、連結下方フランジ部４２の上端部分と連結下板部４５の車幅方向内端部分が接続されている。連結下方フランジ部４２は、基礎下方フランジ部１２の車幅方向内側側面に溶接によって固定される。

連結上板部４４は、延長上板部３４から連続しており、延長上板部３４からセンターピラー１０５に向かって延びている。連結上板部４４の車幅方向外端部分と連結側板部４６の上端部分は接続されており、それらの境界部分に稜線が形成されている。図４に示すように、連結上板部４４は、平面視において略三角形状の形状を有しており、車幅方向外端部分の前後方向寸法Ｌ１が車幅方向内端部分の前後方向寸法Ｌ２よりも大きくなるように形成されている。

また、連結上板部４４は、センターピラー１０５に近づくにつれて車幅方向寸法が小さくなる上板縮小部４７を含んでいる。この上板縮小部４７を形成する外縁には、センターピラー１０５に近づくにつれて連結上板部４４の車幅方向外端部分に近づくように傾斜した直線状の上板傾斜辺４８が含まれている。

連結上板部４４は基礎上板部１４の下面、つまり基礎凸部１３の内周上面に溶接により固定されている。ここで、本実施形態の連結上板部４４は、基礎凸部１３の内周上面との溶接点として第１溶接点６１、第２溶接点６２、及び第３溶接点６３を有している。

第１溶接点６１は、３つの溶接点のうち最もセンターピラー１０５から遠くに、かつ、連結上板部４４の車幅方向外端部分付近に位置している。第２溶接点６２は、第１溶接点６１よりもセンターピラー１０５寄りに、かつ、上板傾斜辺４８付近に位置している。第３溶接点６３は、第２溶接点６２よりもさらにセンターピラー１０５寄りに、かつ、連結上板部４４の車幅方向外端部分付近における上板傾斜辺４８付近に位置している。このように、本実施形態では、各溶接点は一列に並んでおらず、第２溶接点６２が第１溶接点６１と第３溶接点６３をつなぐ仮想線１０８よりも車幅方向内側に位置している。

連結下板部４５は、連結上板部４４と同様に構成されている。つまり、連結下板部４５は、延長下板部３５から連続しており、延長下板部３５からセンターピラー１０５に向かって延びている。連結下板部４５の車幅方向外端部分と連結側板部４６の下端部分は接続されており、それらの境界部分に稜線が形成されている。図５に示すように、連結下板部４５は、平面視において略三角形状の形状を有しており、車幅方向外端部分の前後方向寸法Ｌ１が車幅方向内端部分の前後方向寸法Ｌ２よりも大きくなるように形成されている。

また、連結下板部４５は、センターピラー１０５に近づくにつれて車幅方向寸法が小さくなる下板縮小部４９を含んでいる。この下板縮小部４９を形成する外縁には、センターピラー１０５に近づくにつれて連結下板部４５の車幅方向外端部分に近づくように傾斜した直線状の下板傾斜辺５０が含まれている。

連結下板部４５は基礎下板部１５の上面、つまり基礎凸部１３の内周下面に溶接により固定されている。さらに、連結下板部４５は、連結上板部４４と同様に、基礎凸部１３の内周下面との溶接点として第１溶接点６１、第２溶接点６２、及び第３溶接点６３を有しており、このうち第２溶接点６２は第１溶接点６１と第３溶接点６３をつなぐ仮想線１０８よりも車幅方向内側に位置している。

連結側板部４６は、図３に示すように、延長側板部３６から連続しており、延長側板部３６からセンターピラー１０５に向かって延びている。連結側板部４６は、連結上板部４４の車幅方向外端部分と連結下板部４５の車幅方向外端部分をつなぐように形成されている。連結側板部４６は、側面視において矩形状に形成されており、その上下方向中央部分には前後方向に延びるビード５１が形成されている。ビード５１は、車幅方向内方に窪んだ溝状の形状を有しており、連結側板部４６の強度を高めることができる。

連結側板部４６は基礎側板部１６の車幅方向内側側面、つまり基礎凸部１３の内周側面に溶接により固定されている。連結側板部４６と基礎凸部１３の内周側面を溶接する溶接点は、ビード５１を挟むようにして、ビード５１よりも上方部分及び下方部分の両側に位置している。なお、前述した基礎凸部１３の基礎側板部１６に形成された切欠き１７及び開口１８は、基礎側板部１６のビード５１に対向する部分に位置している。

＜効果等＞
上記のとおり、本実施形態に係る車両の側部車体構造では、延長部材３０の連結上板部４４が上板縮小部４７を有するとともに、連結下板部４５が下板縮小部４９を有している。そのため、基礎部材１０と延長部材３０が重なる重合部分は、センターピラー１０５に近づくにつれて強度が小さくなる結果、当該重合部分よりもセンターピラー１０５寄りの部分との境界部分で大きな強度差は生じず、側面衝突の際にその境界部分に応力が集中するのを防ぐことができる。これにより、強度差をなくすために、基礎部材１０の重合部分よりもセンターピラー１０５寄りの部分の厚みを大きくする必要もないため、車両の側部車体構造の重量増加を抑えることができる。

また、本実施形態では、連結上板部４４と連結側板部４６の境界部分、及び、連結下板部４５と連結側板部４６の境界部分に稜線が形成されている。つまり、連結部４０は基礎部材１０から荷重を受ける車幅方向外端部分に稜線を有している。そのため、この基礎部材１０から受ける荷重に対する強度を効率よく確保している。その結果、本実施形態では、連結部４０を不要に前後方向に長くしたり板厚を大きくしたりする必要がないため、車両の側部車体構造の重量増加を抑えることができる。

さらに、本実施形態では、連結側板部４６にビード５１が形成されているため、連結部４０の基礎部材１０から受ける荷重に対する強度を効率よく確保することができ、ひいては車両の側部車体構造の重量増加を一層抑えることができる。

また、本実施形態では、上述した第１溶接点６１、第２溶接点６２、及び第３溶接点６３が一直線上に並んでいない。そのため、側面衝突の際には、各溶接点が一直線に並んでいる場合に比べて第２溶接点６２に力がかかりやすく、第３溶接点６３の負担を軽減することができる。そのため、溶接点数を増やしたり、接合強度を高めたりする必要がなく、生産性を向上させることができる。

＜変形例等＞
本実施形態の連結部４０は、延長上方フランジ部３１、延長下方フランジ部３２、及び延長凸部３３からセンターピラー１０５に向かって延びているが、延長凸部３３のみからセンターピラー１０５に向かって延びるように構成されていてもよい。つまり、連結部４０は、連結上方フランジ部４１及び連結下方フランジ部４２を有していなくてもよい。

また、以上では、連結上板部４４及び連結下板部４５の両方が、縮小部４７、４９を含むとともに、いずれの車幅方向外端部分も連結側板部４６に接続されて、これらの境界部分に稜線が形成されている場合について説明した。ただし、連結上板部４４及び連結下板部４５のうちの一方が、縮小部４７、４９を含むとともに、連結上板部４４及び連結下板部４５のうちの一方の車幅方向外端部分が連結側板部４６に接続されて、これらの境界部分に稜線が形成されていてもよい。

また、以上では、連結上板部４４及び連結下板部４５のいずれもが、一直線に並んでいない第１溶接点６１、第２溶接点６２、及び第３溶接点６３を有している場合について説明したが、連結上板部４４及び連結下板部４５のうちの一方のみがこのように並んだ溶接点を有していてもよい。

１０基礎部材
１３基礎凸部
３０延長部材
３３延長凸部
４０連結部
４４連結上板部
４５連結下板部
４６連結側板部
４７上板縮小部
４９下板縮小部
５１ビード
６１第１溶接点
６２第２溶接点
６３第３溶接点
１００サイドシルレインフォースメント
１０４センターピラーレインフォースメント
１０５センターピラー
１０８仮想線

Claims

車体下部の車幅方向端部において車体前後方向に延びるサイドシルと、
前記サイドシルの中間部から車体上方へ延びるセンターピラーと、を備え、
前記サイドシルは、
前記センターピラーの下方部分に固定され、前後方向に延びる基礎部材と、
前記基礎部材の前端部分又は後端部分に連結され、前後方向に延びる延長部材と、を有し、
前記基礎部材は、前後方向に延び車幅方向外方に突出する断面コ字状の基礎凸部を有し、
前記延長部材は、前後方向に延び車幅方向外方に突出する断面コ字状の延長凸部と、前記延長凸部から前記センターピラーに向かって延び、車幅方向内側から前記基礎凸部に重ね合わされた連結部と、を有し、
前記連結部は、前記基礎凸部の内周上面に固定される連結上板部と、前記基礎凸部の内周下面に固定される連結下板部と、前記基礎凸部の内周側面に固定される連結側板部と、を有し、
前記連結上板部及び前記連結下板部は、いずれも前記センターピラーに近づくにつれて車幅方向寸法が小さくなる縮小部を含むとともに、車幅方向外端部分の前後方向寸法が車幅方向内端部分の前後方向寸法よりも大きく、かつ、前記連結上板部及び前記連結下板部の車幅方向外端部分がそれぞれ前記連結側板部の上端部分及び下端部分に接続されて、前記連結上板部と前記連結側板部の境界部分及び前記連結下板部と前記連結側板部の境界部分に稜線が形成されており、
前記連結側板部は、前記センターピラー側の端縁が側面視において上下方向に延びており、上下方向中央部分には前記センターピラー側の端縁にまで達するように前後方向に延びるビードが形成されている、車両の側部車体構造。
前記連結上板部及び前記連結下板部は、いずれも
前記基礎凸部との溶接点である第１溶接点と、
前記基礎凸部との溶接点であり、前記第１溶接点よりも前記センターピラー寄りに位置する第２溶接点と、
前記基礎凸部との溶接点であり、前記第２溶接点よりも前記センターピラー寄りに位置する第３溶接点と、を有し、
前記第２溶接点は、前記第１溶接点と前記第３溶接点をつなぐ仮想線よりも車幅方向内側に位置している、請求項１に記載の車両の側部車体構造。