(57)【要約】      （修正有）【課題】プレス加工において大きな成型荷重を必要とせず、またセンタピラー部に亀裂が発生する等の品質を損なうことのない、車両の側部部材の接合構造を提供する。【解決手段】車両のドア開口は、低強度部材と高強度部材とを組み合わせて枠状に形成されたアウタパネル部４と、前記アウタパネル部の対向するパネル上部１１とパネル下部１５に両端部が接合されたセンタピラー部２５と、から形成され、前記センタピラー部は、前記高強度部材によって形成され、一の端部が前記車両の車室側面の外方から前記パネル下部に接合され、他の端部が前記車両の車室側面の内方から前記パネル上部に接合されるように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の側部構造であって、
前記車両のドア開口は、
低強度部材と高強度部材とを組み合わせて枠状に形成されたアウタパネル部と、
前記アウタパネル部の対向するパネル上部とパネル下部に両端部が接合されたセンタピラー部と、から形成され、
前記センタピラー部は、高強度部材によって形成され、一の端部が前記車両の車室側面の外方から前記パネル下部に接合され、他の端部が前記車両の車室側面の内方から前記パネル上部に接合されることを特徴とする車両の側部構造。
【請求項２】
前記アウタパネル部は前記低強度部材と高強度部材とをテーラードブランク法により組み合わせて枠状に形成し、予めプレス成型された前記センタピラー部が前記アウタパネル部に溶接されることを特徴とする請求項１に記載の車両の側部構造。
【請求項３】
前記パネル上部は、ルーフサイドレール部を構成し、
前記パネル下部は、サイドシル部を構成しており、
前記一の端部は、前記サイドシル部の外側面と面で接合し、
前記他の端部は、前記ルーフサイドレール部の下面と面で接合することを特徴とする請求項２に記載の車両の側部構造。
【請求項４】
前記アウタパネル部は、前側上部を構成するフロントピラーアッパー部と、前記ルーフサイドレール部と、後側上部を構成するリアピラー部と、後側下部を構成するリアパネル部と、前側下部を構成するフロントピラーロア部と、前記サイドシル部と、からなる枠状に形成されており、
前記フロントピラーアッパー部と、前記ルーフサイドレール部と、前記リアピラー部と、リアパネル部は、前記高強度部材よりも低い強度の低強度ブランク材によって形成されており、
前記フロントピラーロア部は、前記高強度部材よりも低く、かつ、前記低強度ブランク材よりも高い強度の中強度ブランク材によって形成されており、
前記サイドシル部は、前記高強度部材よりも低く、かつ、前記低強度ブランク材よりも高い強度の中強度ブランク材によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両の側部構造。
【請求項５】
前記サイドシル部を蔽うサイドシルガーニッシュ部を備え、
前記サイドシルガーニッシュ部は、前記センタピラー部と前記パネル下部との接合部を蔽うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車両の側部構造。
【請求項６】
車両の左右に配設された前記アウタパネル部間にはルーフアーチ部が介在されており、
前記センタピラー部の他の端部は、前記ルーフアーチ部と接合されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の車両の側部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車（以下、単に車両と記す）の側部構造にかかり、詳しくはテーラードブランク法により加工された側部部材の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
テーラードブランク（以下「ＴＷＢ」と略す：Tailor Welded Blank）法は、必要な部位に必要な強度を有するブランク材料（半加工品）を配置する工法であり、解析技術の進展に伴い、様々な分野で採用されている。ＴＷＢ法は、軽量化を図ることができ、ブランク材の歩留まりを向上させて生産コストの低減にも大きく貢献することから、量産が求められる自動車産業において、車両構造等に多く適用されている。
【０００３】
車両構造へのＴＷＢ法の適用では、必要な材質、板厚を有するブランク材料を組み合わせ、これらを溶接して一体化した後、プレスを行って製品形状とする、いわゆるテーラード加工技術が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４３７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において開示された技術は、車両の側部構造であるアウタパネル部にＴＷＢ法を適用している。かかる技術は、複数のブランク材料を順次レーザ溶接して枠状の構造体を形成し、その後センタピラー部に相当するブランク材料をスポット溶接してプレス加工を行い、製品形状を形成している。ＴＷＢ法による車両の側部構造で、側面からアウタパネル部の前側下部を構成するフロントピラーロア部と、下部を構成するサイドシル部と、センタピラー部には高強度部材を使用すると、特許文献１に開示された技術では、センタピラー部まで溶接された状態でプレス加工されているため、高強度部材を深絞りすることから、プレス成型後にセンタピラー部に亀裂が発生するおそれがあった。また、大きな成型荷重が必要であった。
【０００６】
本発明は前記背景を鑑みてなされたもので、プレス加工において大きな成型荷重を必要とせず、またセンタピラー部に亀裂が発生する等の品質を損なうことのない、側部部材の接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、車両の側部構造である。この車両のドア開口は、低強度部材と高強度部材とを組み合わせて枠状に形成されたアウタパネル部と、前記アウタパネル部の対向するパネル上部とパネル下部に両端部が接合されたセンタピラー部と、から形成されている。前記センタピラー部は、前記高強度部材によって形成され、一の端部が前記車両の車室側面の外方から前記パネル下部に接合され、他の端部が前記車両の車室側面の内方から前記パネル上部に接合されている。
【０００８】
前記構成によれば、枠状に形成されたアウタパネル部に、別体の高強度部材のセンタピラー部を溶接等によって接合するため、センタピラー部を高強度かつ厚肉化できるとともに、アウタパネル部のプレス成型荷重を下げ、プレス時に発生するおそれがあったセンタピラー部の亀裂をも防止することができる。かかる構成によって、アウタパネル部として、形成するための加工を容易にするとともに、高い要求精度、高い要求品質を実現することができる。ここで、低強度部材と高強度部材とは両者を溶接することで組み合わせることができ、溶接方法は特に限定されず、例えば、スポット溶接等を適用することもできる。また、前記構成によれば、センタピラー部の下端部となる一の端部は、車両の車室側面の外方からアウタパネル部の下部の外面上に接合されるので、サイドシル内の稜線を後端から前端まで途切れなく延設できるため、例えば衝突の際に発生する前方や後方からの衝撃に対しても、高い耐性（衝突性能）を備えることができる。一方、センタピラー部の上端部となる他の端部は、車室側面の内方からアウタパネル部の上部に接合されるので、接合位置を調整しやすく、品質および生産性の向上につながる。なお、本明細書において、高強度部材とは高強度ブランク材および中強度ブランク材を総称するものであり、低強度部材とは低強度ブランク材を称している。
【０００９】
前記構成において、前記アウタパネル部は前記低強度部材と高強度部材とをテーラードブランク法により組み合わせて枠状に形成し、予めプレス成型された前記センタピラー部が前記アウタパネル部に溶接される構成とすることができる。
【００１０】
前記構成によれば、ＴＷＢ法を適用することで、必要な材質、板厚を有するブランク材料を組み合わせることができる。ここで、センタピラー部まで溶接された状態でアウタパネル部のプレス加工が行われないため、特許文献１のようにプレス成型後にセンタピラー部に亀裂が発生するおそれはなく、また、大きな成型荷重も必要としない。
【００１１】
前記構成において、前記パネル上部はルーフサイドレール部を、前記パネル下部はサイドシル部を構成し、前記一の端部は前記サイドシル部の外側面と面で接合し、前記他の端部は前記ルーフサイドレール部の下面と面で接合するように構成することができる。
【００１２】
前記構成によれば、センタピラー部の上端部、下端部ともアウタパネル部と上下の面で当接した状態で接合されるため、接合部からの水の浸入を防止することができる。また、センタピラー部自体を閉空間を備えるボックス状に形成できるため、前記した接合部からの水の浸入と併せて、水密構造となるため、適用できる材料範囲が広がり、例えば塩害地域であっても防錆鋼板を使用せずに済み、素材費用の低減を図ることができる。
【００１３】
前記構成において、前記アウタパネル部は、前側上部を構成するフロントピラーアッパー部と、前記ルーフサイドレール部と、後側上部を構成するリアピラー部と、後側下部を構成するリアパネル部と、前側下部を構成するフロントピラーロア部と、前記サイドシル部と、からなる枠状に形成されており、前記フロントピラーアッパー部と、前記ルーフサイドレール部と、前記リアピラー部と、リアパネル部は、前記高強度ブランク材よりも低い強度の低強度ブランク材によって形成されており、前記フロントピラーロア部は、前記高強度ブランク材よりも低く、かつ、前記低強度ブランク材よりも高い強度の中強度ブランク材によって形成されており、前記サイドシル部は、前記高強度ブランク材よりも低く、かつ、前記低強度ブランク材よりも高い強度の中強度ブランク材によって形成されることができる。前記構成によれば、必要な部位に必要な強度を有するブランク材料を配置することができる。
【００１４】
前記構成において、前記サイドシル部を蔽うサイドシルガーニッシュ部を備え、前記サイドシルガーニッシュ部は、前記センタピラー部と前記パネル下部との接合部を蔽うことが好ましい。前記構成によれば、接合部がサイドシル部の蔽い（サイドシルガーニッシュ）に隠れるように構成できるため、意匠的にも高い品質を実現することできる。また、前記構成において、前記センタピラー部の他の端部は、車両の左右に配設された前記アウタパネル部間に介在するルーフアーチ部と接合されることが好ましい。この構成によれば、センタピラー部の上端部は左右のアウタパネル部間に介在する補強部材であるルーフアーチ部とも直接接合されており、接合することによってセンタピラー部からルーフアーチ部へ荷重を伝達させることができる。かかる接合は、従来設けられていた補強のためのブラケットを廃止できるとともに、衝突性能も向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プレス加工において大きな成型荷重を必要とせず、またセンタピラー部に亀裂が発生する等の品質を損なうことのない、ＴＷＢ法により加工された車両の側部部材の接合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる４輪自動車の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるアウタパネル部とセンタピラー部の側面図である。
【図３】図２のＡ部詳細であり、本発明の一実施形態にかかるセンタピラー下端部とアウタパネル部との接合部分の拡大図である。
【図４】図２のＢ部詳細であり、本発明の一実施形態にかかるセンタピラー上端部とアウタパネル部との接合部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明にかかる側部部材の接合構造を車両に適用した一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、ＴＷＢ法により加工されたアウタパネル部について説明する。図１を参照すると、本実施形態にかかる車両１は５ドアハッチバックであり、左右のフロントドア２，２および左右のリアドア３，３を備えている。車両１の側面（図１の正面）には、破線で表すようにフロントドア２およびリアドア３を囲うように枠状のアウタパネル部４と、フロントドア２とリアドア３の間には、アウタパネル部４の対向する上部と下部に両端部が接合されたセンタピラー部５が設けられている。
【００１８】
車両１において、乗員の安全を確保するため車室（キャビン）には、アウタパネル部４の堅牢構造が適用されている。ここで、アウタパネル部４は、ドア２，３の開口を形成するとともに、例えば超高張力鋼板が使用されたセンタピラー部５が接合されることによってキャビンの変形を抑制するように構成され、堅牢構造の一部を担っている。
【００１９】
図２を参照すると、アウタパネル部４はテーラードブランク法により、前側上部を構成するフロントピラーアッパー部１０と、上部を構成するルーフサイドレール部１１と、後側上部を構成するリアピラー部１２と、後側下部を構成するリアパネル部１３と、前側下部を構成するフロントピラーロア部１４と、下部を構成するサイドシル部１５と、からなる枠状に形成されている。一方、アウタパネル部４と別体のセンタピラー部５は、上端がルーフサイドレール部１１に、下端がサイドシル部１５に接合されている。
【００２０】
フロントピラーアッパー部１０と、ルーフサイドレール部１１と、リアピラー部１２と、リアパネル部１３と、フロントピラーロア部１４と、サイドシル部１５は、それぞれブランク材であって、レーザ溶接等で接合されている。図２には溶接箇所の一例を破線で示している。レーザ溶接は特許文献１に開示されているように突き合わせ溶接が一般的であり、熱影響が少なく、溶接範囲も小さく、応力集中も少ないという利点を有していることから、本実施形態においても好適となる。それぞれの部材が接合されて枠状に形成された後、プレス加工が施工され、アウタパネル部４が形成される。
【００２１】
センタピラー部５は後記する図３，４のようにセンタピラーアウタ部２５とセンタピラーインナ部２６から構成されており、センタピラーアウタ部２５はプレス成型後にアウタパネル部４へ接合される。なお、センタピラーアウタ部２５のアウタパネル部４への接合の詳細については後記する。
【００２２】
センタピラーアウタ部２５には、アウタパネル部４に使用されるブランク材よりも高い強度の高強度ブランク材、例えば引張強度１５００ＭＰａの超高張力鋼を適用することができる。フロントピラーアッパー部１０と、ルーフサイドレール部１１と、リアピラー部１２と、リアパネル部１３は、前記した高強度ブランク材よりも低い強度の低強度ブランク材、例えば、引張強度２７０ＭＰａの軟鋼を適用することができる。フロントピラーロア部１４は、前記した高強度ブランク材よりも低く、かつ、前記した低強度ブランク材よりも高い強度の高強度ブランク材（中強度ブランク材）、例えば引張強度９８０ＭＰａの高張力鋼を適用することができる。サイドシル部１５は、前記した高強度ブランク材よりも低く、かつ、前記した低強度ブランク材よりも高い強度の高強度ブランク材（中強度ブランク材）、例えば引張強度９８０ＭＰａの高張力鋼を適用することができる。
【００２３】
前記したブランク材の構成はアウタパネル部４の下部に高い強度の部材を配し、さらに高い強度のセンタピラーアウタ部２５を接合することによって、ドア取付部およびサイドシルを強化してキャビンの変形を抑制する。また、図１も併せて参照すると、それぞれのブランク部材の接合位置は、フロントドア２およびリアドア３、サイドシル部１５を蔽うサイドシルガーニッシュ２８（図３（ｂ）参照）等によって隠されるため、意匠的にも高い品質を実現することできる。
【００２４】
次に図３と図４を参照して、センタピラーアウタ部２５のアウタパネル部４への接合について説明する。図３は図２のＡ部詳細であり、（ａ）は接合部の斜視図、（ｂ）は接合部の側断面図である。また、図４は図２のＢ部詳細であり、（ａ）は接合部の斜視図、（ｂ）は接合部の側断面図である。
【００２５】
図３（ａ）を参照すると、センタピラーアウタ部２５は、アウタパネル部４のサイドシル部１５の上下に渡った外側面に接合される。図３（ｂ）も併せて参照すると、センタピラー部５の車室側のパネルとなるセンタピラーインナ部２６の下端部には所定の幅および高さを有する接合片５１と、センタピラーアウタ部２５の下端部には所定の幅および高さを有する接合片５２が下方に延設されている。接合片５１は車両の内側に、接合片５２は車両の外側に備えられている。かかる構成は、図３（ｂ）に示すように閉断面Ｐ，Ｑを構成する。ここで、サイドシル部１５は、１５ａ，１５ｂにおいてレーザ溶接等によってブランク材が接合された構造としている。
【００２６】
センタピラーアウタ部２５は、図３（ｂ）の白矢印ＤＩＲＬ、すなわち車両の外側（矢印ＯＵＴ）からアウタパネル部４へ係合され、接合片５２の内側の面は外側面１５２に面で当接した状態でアウタパネル部４にセットされる。図３（ａ）を参照すると、このように、センタピラーアウタ部２５の下端部は、サイドシル部１５内の稜線Ｌを後端から前端まで途切れることなく延設できるので、前突・後突や側突の衝突性能を向上させることができる。なお、サイドシル部１５とセンタピラーアウタ部２５との接合はサイドシルガーニッシュ２８によって隠される。
【００２７】
次に図４（ａ）（ｂ）を参照すると、センタピラーアウタ部２５はアウタパネル部４のルーフサイドレール部１１に接合される。図４では車両は左右のアウタパネル部４の間に架けられたアーチ状のルーフアーチ部１６とこのルーフアーチ部１６を蔽うルーフパネル部１７を備えた構成としている。ルーフアーチ部１６は、キャビンの堅牢構造のための構造メンバである。以下順に説明すると、センタピラーアウタ部２５は、接合箇所ＷＨ２において、白矢印ＤＩＲＨすなわち車両の内側（矢印ＩＮ）から、ルーフサイドレール部１１にスポット溶接される。接合箇所ＷＨ２は、ともに略水平の面となるセンタピラーアウタ部２５の上端面５３とルーフサイドレール部１１の上部下面１１２とが重なり合うところである。続いて、センタピラーアウタ部２５は、接合箇所ＷＨ１においても、ルーフサイドレール部１１にスポット溶接される。接合箇所ＷＨ１は、センタピラーアウタ部２５の第１接合面５４とルーフサイドレール部１１の下部接合面１１１とが重なり合うところである。なお、本実施形態ではルーフパネル部１７と、ルーフアーチ部１６の外側端部１６１と、ルーフサイドレール部１１と、センタピラーインナ部２６と、センタピラーアウタ部２５とは、接合箇所ＷＨ２にスポット溶接される構成としている。
【００２８】
センタピラーアウタ部２５の上端の折り曲げられた上端面５３の延長部ＥＸは、接合箇所ＷＨ３において、ルーフアーチ部１６に直接溶接される。この溶接によって、ルーフアーチ部１６とセンタピラーアウタ部２５とが接合される。そして、接合箇所ＷＨ２が溶接されることによって、ルーフサイドレール部１１と、センタピラーアウタ部２５とが接合される。接合箇所ＷＨ１が溶接されることによって、ルーフサイドレール部１１とセンタピラーアウタ部２５とが接合されて閉断面Ｒを形成する。溶接は、スポット溶接以外にレーザ溶接等を適宜適用することができる。このようにセンタピラーアウタ部２５の延長部ＥＸは、ルーフアーチ部１６へ直接結合できるので、センタピラーアウタ部２５からルーフアーチ部１６へダイレクトに荷重伝達ができ、従来備えていた補強ブラケットは廃止できるとともに側突性能も向上させることができる。
【００２９】
本実施形態は、このようにして、アウタパネル部４へセンタピラーアウタ部２５を接合した後にインナパネル部材を接合することによって、ルーフサイドレール部１１、フロントピラー部（フロントピラーアッパー部１０，フロントピラーロア部１４）、センタピラー部（センタピラーアウタ部２５，センタピラーインナ部２６）、リアピラー部１２、サイドシル部１５の閉断面を形成して車体の側面構造を構成する。そして、センタピラー延長部ＥＸをルーフアーチに接合した後にルーフパネルを接合して車体の上部構造を構成する。
【００３０】
また、図３（ｂ）、図４（ｂ）を参照すると、別体のセンタピラーアウタ部２５とアウタパネル部４との合わせ面を設けることにより、上端部、下端部の接合面とも上下の面で接合し、閉断面Ｐ，Ｑ，Ｒを形成していることから外からの水の浸入を防止できる構成としている。そして、センタピラーアウタ部２５は外観露出部位がない構造とできるため、例えば塩害地区でも防錆鋼板（ＧＡ材等）を適用せずとも済み、コストダウン効果が期待できる。
【００３１】
前記した本実施形態の構成は、センタピラーアウタ部２５が別体とされることによって、プレス時の成型荷重を下げ、センタピラーアウタ部２５に亀裂が入る等の不具合を防止することができるとともに、センタピラーアウタ部２５およびアウタパネル部４の形成自由度を向上させる。かかる構成によって、形成は容易になるため、ＴＷＢ法によるアウタパネル部４の生産性の向上を達成することができる。そして、アウタパネル部４としての要求精度、品質を損なうことなく、フロントピラーロア部１４、サイドシル部１５、センタピラーアウタ部２５の高強度厚板化を達成することができる。また、
アウタパネル部４は一体で形成できるため、従来と同様な品質、形成精度を確保できることは言うまでもない。また、従来技術では側部構造の要求強度を満足させるために、センタピラー部に補強部材（スティフナー）を取り付ける場合があったが、本実施形態の構成では、補強部材を取り付ける必要がなくなり、生産性の向上にも寄与する。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１      車体
２      フロントドア
３      リアドア
４      アウタパネル部
５      センタピラー部
１０    フロントピラーアッパー部
１１    ルーフサイドレール部
１２    リアピラー部
１３    リアパネル部
１４    フロントピラーロア部
１５    サイドシル部
１６    ルーフアーチ部
１７    ルーフパネル部
２５    センタピラーアウタ部
２６    センタピラーインナ部
５１，５２  接合片
５３    上端面
５４    第１接合面
１１１  下部接合面
１１２  上部下面
１５１  内側面
１５２  外側面
１６１  外側端部
ＥＸ    延長部
Ｌ      稜線
Ｐ，Ｑ，Ｒ  閉断面
ＷＨ１，ＷＨ２，ＷＨ３  接合箇所
【図１】
2010260536.tif 000003
【図２】
2010260536.tif 000004
【図３】
2010260536.tif 000005
【図４】
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