(57)【要約】【課題】軽量化に伴う剛性低下をより小さくして、より高い車体性能の確保が可能な車体側部構造を提供することにある。【解決手段】自動車のフロントフロアパネルの両端部にそれぞれ前後に延びるサイドシルが設けられた車体側部構造において、サイドシルを補強するサイドシル補強材３２が、車室側に開口するハット状断面であって、少なくとも、そのハット状断面の各稜線３２ｇ，３２ｈ，３２ｊ，３２ｋ、周辺の部品との接合部を除いた部分に複数の微細穴６１が開けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のフロアパネルの両端部にそれぞれ前後に延びるサイドシルが設けられた車体側部構造において、
前記サイドシルを補強するサイドシル補強材は、車室側に開口するハット状断面であって、少なくとも、そのハット状断面の各稜線、周辺の部品との接合部を除いた部分に複数の微細穴が開けられていることを特徴とする車体側部構造。
【請求項２】
シートを固定するクロスメンバを前記サイドシルに接合するために、前記サイドシル補強材に前記微細穴の開いていない非穴開け部が設けられることを特徴とする請求項１記載の車体側部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体側部構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体側部構造として、サイドシルの内側面に補強材を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３３８１６７５号公報
【０００３】
特許文献１の図１５の一部及び図１６を以下の図８で説明する。なお、符号は振り直した。
図８は従来の車体側部構造を示す斜視図であり、サイドシル１０１のインナー部１０２の内側面１０３に補強材１０４が設けられている。
【０００４】
補強材１０４は、フロア本体１０７の車体前後方向中央からセンターピラー１０８の下端部１１１の前方まで部分的に設けられたもので、補強材１０４の強度調整用の穴１１３〜１１５が開けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の穴１１３〜１１５は、補強材１０４を所定の強度に調整する部分であり、軽量化のためのものではないから、穴１１３〜１１５を開けることにより軽量化された重量は十分ではない。
【０００６】
また、軽量化される重量が十分であっても、曲げ剛性の低下量が大きければ、外力が作用したときに変形量が大きくなり、車体性能上問題がある。例えば、剛性低下に伴い振動が増加することによって乗り心地の悪化を招いたり、操縦安定性の低下、車室内騒音の増加等に繋がる。
【０００７】
本発明の目的は、軽量化に伴う剛性低下をより小さくして、より高い車体性能の確保が可能な車体側部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、自動車のフロアパネルの両端部にそれぞれ前後に延びるサイドシルが設けられた車体側部構造において、サイドシルを補強するサイドシル補強材が、車室側に開口するハット状断面であって、少なくとも、そのハット状断面の各稜線、周辺の部品との接合部を除いた部分に複数の微細穴が開けられていることを特徴とする。
【０００９】
ベース部材に対して単に板厚を薄くして軽量化を行ったサイドシル補強材に比べて、ベース部材に対して板厚を同一にするとともに複数の微細穴を開けて軽量化を行ったサイドシル補強材では、軽量化された重量の変化量に対して剛性低下の変化量がより小さくなる。
【００１０】
また、少なくとも、サイドシル補強材の各稜線、周辺の部品との接合部を除いて複数の微細穴を開けることで、サイドシル補強材の各稜線、周辺の部品との接合部で変形が抑えられ、サイドシル補強材全体として所定の剛性が確保される。
【００１１】
請求項２に係る発明は、シートを固定するクロスメンバをサイドシルに接合するために、サイドシル補強材に微細穴の開いていない非穴開け部が設けられることを特徴とする。
非穴開け部を設けることで非穴開け部の剛性が確保されるため、クロスメンバをサイドシルに接合したときに、クロスメンバの振動が抑えられる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、サイドシルを補強するサイドシル補強材が、車室側に開口するハット状断面であって、少なくとも、そのハット状断面の各稜線、周辺の部品との接合部を除いた部分に複数の微細穴が開けられているので、サイドシル補強材の軽量化された重量の変化量に対する剛性低下の変化量をより小さくすることができ、例えば、板厚を薄くしたサイドシル補強材と同等の軽量化を行った場合よりもサイドシル補強材の剛性を高めることができる。つまり、所定の剛性が必要な場合に、より軽量な構造を提供することができると言える。
【００１３】
また、サイドシル補強材における周辺の部品との接合部に微細穴が開けられていないので、例えば、サイドシルにセンタピラー下端が接合される場合に、剛性が確保されたサイドシル補強材によって、車両が側面衝突されたときに十分な衝突反力を発生させることができ、より大きな衝突エネルギーを吸収することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、シートを固定するクロスメンバをサイドシルに接合するために、サイドシル補強材に微細穴の開いていない非穴開け部が設けられるので、非穴開け部の剛性を確保することができ、クロスメンバの振動を抑えることができて、シートに着座した乗員の乗り心地を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車体側部構造を示すアンダボディの斜視図であり、図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）はアンダボディを備える自動車の前方を示している（以下同じ。）。
アンダボディ１０は、フロントフロアパネル１１と、このフロントフロアパネル１１の両端部に車体前後方向に延びるように取付けられたサイドシル１２，１３と、フロントフロアパネル１１の車幅方向中央部に前後方向に延びるように形成されたトンネル部１１ａ及びサイドシル１２，１３のそれぞれを左右に連結する一対の第１クロスメンバ１４，１６、一対の第２クロスメンバ１７，１８と、左右のサイドシル１２，１３を連結するとともにフロントフロアパネル１１の後端に取付けられたミドルフロアクロスメンバ２１と、フロントフロアパネル１１におけるトンネル部１１ａよりもサイドシル１２側の上面に前後に延びるように取付けられたフロントフロアメンバ２２とからなり、サイドシル１２，１３にそれぞれセンタピラー２４，２６の下端が取付けられている。
【００１６】
フロントフロアパネル１１は、トンネル部１１ａと、このトンネル部１１ａの左右に設けられたフロア本体１１ｂ，１１ｃとからなる。
【００１７】
サイドシル１２は、フロントフロアパネル１１に取付けられたサイドシルインナ３１と、このサイドシルインナ３１に取付けられたサイドシル補強材３２と、このサイドシル補強材３２の外側に取付けられるサイドシルアウタ（不図示）とからなり、サイドシルインナ３１及びサイドシルアウタにセンタピラー２４が取付けられている。
【００１８】
同様に、サイドシル１３は、サイドシルインナ３６と、サイドシル補強材３７と、サイドシルアウタ（不図示）とからなり、サイドシルインナ３６及びサイドシルアウタにセンタピラー２６が取付けられている。
【００１９】
第１クロスメンバ１４は、トンネル部１１ａに一端が連結されたインナクロスメンバ４１と、このインナクロスメンバ４１の他端に一端が取付けられるとともに他端がサイドシル１２のサイドシルインナ３１に連結されたアウタクロスメンバ４２とからなり、シート（不図示）の下部に設けられた左右一対のレール（不図示）の前端部を取付けるために、インナクロスメンバ４１のトンネル部１１ａ寄りの斜面にシート取付穴４１ａが開けられ、アウタクロスメンバ４２の斜面にシート取付穴４２ａが開けられている。
【００２０】
同様に、第１クロスメンバ１６は、インナクロスメンバ４３と、アウタクロスメンバ４４とからなり、インナクロスメンバ４３にシート取付穴４３ａ（不図示）、アウタクロスメンバ４２にシート取付穴４４ａが開けられている。
【００２１】
第２クロスメンバ１７は、トンネル部１１ａに一端が連結されたインナクロスメンバ４６と、このインナクロスメンバ４６の他端に一端が取付けられるとともに他端がサイドシル１２のサイドシルインナ３１に連結されたアウタクロスメンバ４７とからなり、シート（不図示）の下部に設けられた左右一対のレール（不図示）の後端部を取付けるために、インナクロスメンバ４６のトンネル部１１ａ寄りの上面にシート取付穴４６ａが開けられ、アウタクロスメンバ４７の上面にシート取付穴４７ａ（不図示）が開けられている。
【００２２】
同様に、第２クロスメンバ１８は、インナクロスメンバ４８と、アウタクロスメンバ４９とからなり、インナクロスメンバ４８にシート取付穴４８ａ（不図示）、アウタクロスメンバ４９にシート取付穴４９ａが開けられている。
【００２３】
上記のサイドシルインナ３１及びサイドシル補強材３２の内側には、センタピラー２４の前方及び後方に且つ第１クロスメンバ１４及びミドルフロアクロスメンバ２１の側方にそれぞれバルクヘッド５１，５２が取付けられている。
【００２４】
このように第１クロスメンバ１４及びミドルフロアクロスメンバ２１の側方にバルクヘッド５１，５２を設けることで、例えば、センタピラー２４に側方から荷重が入力した際に、その荷重をサイドシル１２からバルクヘッド５１，５２を介して第１クロスメンバ１４及びミドルフロアクロスメンバ２１に効果的に伝達することができる。
同様に、サイドシルインナ３７及びサイドシル補強材３８の内側にも、バルクヘッド５１，５２（不図示）が取付けられている。
【００２５】
図２は本発明に係る車体側部構造を構成するサイドシル補強材を示す斜視図であり、以下ではサイドシル補強材３２について説明するが、サイドシル補強材３７（図１参照）については、サイドシル補強材３２に対して左右対称な形状であり、基本構造は同一であるため、説明は省略する。
サイドシル補強材３２は、ハット状断面の鋼板製部材であり、側壁３２ａと、この側壁３２ａの上端から一体に車室側へ延びる上壁３２ｂと、側壁３２ａの下端から一体に車室側へ延びる下壁３２ｃと、上壁３２ｂの内縁から一体に上方に延びる上フランジ３２ｄと、下壁３２ｃの内縁から一体に下方に延びる下フランジ３２ｅとからなる。
【００２６】
側壁３２ａは、軽量化のための微細穴６１が密集した穴密集部６３〜６７と、微細穴６１が開けられていない非穴開け部６８とを備える。
穴密集部６３〜６７は、複数の微細穴６１を開けても強度・剛性の低下に対して影響が小さい箇所に設けられた部分である（他の穴密集部についても同様である。）。
非穴開け部６８は、例えば、車両が側面衝突されたときに、高い負荷が作用する部分であり、微細穴６１が開けられていないために剛性が確保され、変形が抑えられる。
【００２７】
上壁３２ｂは、微細穴６１が密集した穴密集部７５〜７８と、非穴開け部８１，８２とを備える。
非穴開け部８１は、第１クロスメンバ１４（図１参照）に接近する部分に設けられた部分であり、非穴開け部８１の剛性が確保されて振動が発生しにくくなるため、第１クロスメンバで支持するシートも振動しにくくなり、シートに着座した乗員の乗り心地を向上させることができる。
非穴開け部８２は、他部品と接合される部分であり、剛性及び溶接強度が確保されている。
【００２８】
下壁３２ｃは、全体に微細穴６１（不図示）が密集して開けられているため、サイドシル補強材３２をより一層軽量にすることができる。
上フランジ３２ｄ及び下フランジ３２ｅは、サイドシルインナ３１（図１参照）及びサイドシルアウタ（不図示）に取付けられる部分であり、これらのサイドシルインナ３１及びサイドシルアウタとの接合部の剛性を確保するために微細穴６１は開けられていない。
【００２９】
図中の符号３２ｇは側壁３２ａと上壁３２ｂとの境に形成された稜線、３２ｈは側壁３２ａと下壁３２ｃとの境に形成された稜線、３２ｊは上壁３２ｂと上フランジ３２ｄとの境に形成された稜線、３２ｋは下壁３２ｃと下フランジ３２ｅとの境に形成された稜線であり、これらの稜線３２ｇ，３２ｈ，３２ｊ，３２ｋには、剛性を確保するために微細穴６１が開けられていない。
【００３０】
以上のように、サイドシル補強材３２の側壁３２ａ及び上壁３２ｂに部分的に穴密集部６３〜６７，７５〜７８を設けるとともに下壁３２ｃの全体に微細穴６１を密集させることで、サイドシル補強材３２の全体として軽量化を図るとともに所定の剛性を確保することができる。
【００３１】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係るサイドシル補強材の微細穴を説明する説明図である。
（ａ）は図２の要部拡大図であり、サイドシル補強材３２の穴密集部６４の一部、穴密集部６５、及び穴密集部７６の一部を示している。
【００３２】
（ｂ）は穴密集部６５の正面図であり、微細穴６１が縦横に並列に開けられている。
微細穴６１の内径をＤ１、各微細穴６１のピッチをＰ１とすると、例えば、Ｄ１＝３ｍｍ、Ｐ１＝５ｍｍである。他の穴密集部についても、穴密集部６５と同様に微細穴６１が開けられている。
【００３３】
図４は本発明に係るサイドシル補強材の微細穴の配置の別実施形態を示す説明図であり、穴密集部６５Ａは、微細穴６１が千鳥状に開けられている。即ち、３つの微細穴６１の各中心を結んだ三角形が正三角形になる。
【００３４】
微細穴６１の内径をＤ２、隣り合う微細穴６１の中心間距離をＰ３、縦に並んだ微細穴６１同士のピッチをＰ４とすると、例えば、Ｄ２＝３ｍｍ、Ｐ３＝５ｍｍ、Ｐ４＝√３ｘＰ３である。
この場合、サイドシル補強材３２（図２参照）の他の穴密集部についても、穴密集部６５Ａと同様に微細穴６１が開けられている。
【００３５】
仮に、上記（ａ），（ｂ）に示した穴密集部６５，６５Ａを、穴密集部６５，６５Ａの微細穴６１の全開口面積と同じ面積の一つの穴に置き換えた場合には、穴密集部６５，６５Ａを設けた場合に比べて剛性の低下がより大きくなる。
これは、穴密集部６５，６５Ａを設けた場合には、各微細穴６１間が連結されているので、剛性の低下が抑えられるからである。
【００３６】
図５は図１の５−５線断面図であり、フロントフロアパネル１１の端部に設けられたフランジ１１ｅにサイドシル１２、詳しくは、サイドシルインナ３１の側壁３１ａが取付けられるとともにサイドシルインナ３１の上壁３１ｂに第１クロスメンバ１４におけるアウタクロスメンバ４２の上壁４２ｃが取付けられ、サイドシルインナ３１の上フランジ３１ｃ及び下フランジ３１ｄにそれぞれサイドシル補強材３２の上フランジ３２ｄ及び下フランジ３２ｅが取付けられ、これらの上フランジ３２ｄ及び下フランジ３２ｅにサイドシルアウタ３３の上フランジ３３ａ及び下フランジ３３ｂがそれぞれ取付けられている。
【００３７】
サイドシル補強材３２の上壁３２ｂに設けられた非穴開け部８１は、第１クロスメンバ１４を構成するアウタクロスメンバ４２のサイドシルインナ３１の上壁３１ｂへの接合部に接近する部分に設けられ、サイドシルインナ３１の上壁３１ｂの振動低減による第１クロスメンバ１４の振動低減の役目をする。
【００３８】
図６は図１の６−６線断面図（但し、以下に示すレール９２、ボルト９４及び取付用ブラケット９６は追加されている。）であり、第１クロスメンバ１４のアウタクロスメンバ４２は、前壁４２ｅと、この前壁４２ｅの上縁から一体に後方斜め上方に延びる傾斜壁４２ｆと、この傾斜壁４２ｆの後縁から一体に後方に延びる上壁４２ｃと、この上壁４２ｃの後縁から一体に下方に延びる後壁４２ｈと、前壁４２ｅの下縁に一体に設けられた前フランジ４２ｊと、後壁４２ｈの下縁に一体に設けられた後フランジ４２ｋとからなり、傾斜壁４２ｆに、シート、詳しくは、シートの左右のレール９１，９２（一方の符号９２のみ示す。）を取付けるためにボルト９４を通すシート取付穴４２ａと、ボルト９４をねじ込むナット９５とが設けられ、前フランジ４２ｊ及び後フランジ４２ｋがフロントフロアパネル１１に取付けられている。なお、符号９６はレール９２に設けられた取付用ブラケットであり、傾斜壁４２ｆにボルト９４で締結される。
【００３９】
以上の図１、図４、図５に示したように、第１クロスメンバ１４（詳しくは、インナクロスメンバ４１及びアウタクロスメンバ４２）にシートの取付部を設け、サイドシル補強材３２の第１クロスメンバ１４に接近した位置に非穴開け部８１を設けることで、第１クロスメンバ１４にシート下部に設けられた左右のレールを取付けたときに、非穴開け部８１によって第１クロスメンバ１４を振動しにくくすることができ、これによって、シートを振動しにくくすることができて、乗員の乗り心地を向上させることができる。また、第１クロスメンバ１６に取付けられたシートについても同様である。
【００４０】
図７は本発明に係るサイドシル補強材の剛性検証結果を示す説明図であり、図中には検証結果の表と、この表に基づいて作成されたグラフを示している。
試料としては、（１）ベース材料、（２）実施例（本実施形態の微細穴を開けたもの）、（３）比較例（ベース材料に対して微細穴を開けずに単に板厚を小さくしたもの）であり、グラフでは、実施例及び比較例において、サイドシル補強材のベース材料に対する軽量化率と、サイドシル補強材の剛性変化率、即ち、静的な曲げ剛性（静曲げ剛性）及び静的なねじり剛性（静ねじり剛性）のベース材料に対する変化率との関係を示している。
【００４１】
グラフの縦軸は剛性変化率（単位は％）、横軸は軽量化率（単位は％）を表している。
ここで剛性とは、所定荷重をサイドシル補強材に加えたときの変形量であり、剛性変化率が大きいとは、ベース材料に対する変形量の変化（増加）が大きいということである。
【００４２】
静曲げ剛性の変化率については、例えば、比較例の剛性変化率が軽量化率が大きくなるにつれて直線的に増加すると仮定した場合に、実施例と比較例とが同じ軽量化率のときには、剛性変化率は、実施例の方が比較例よりも小さくなる。即ち、軽量化された重量が同一でも、実施例の方が剛性変化（即ち、剛性低下）は小さく、所定の剛性を確保しやすくなる。
静ねじり剛性の変化率についても、静曲げ剛性と同様な傾向が見られ、実施例の剛性変化が比較例の剛性変化よりも小さい。
【００４３】
上記の図１、図２、図５に示したように、自動車のフロントフロアパネル１１の両端部にそれぞれ前後に延びるサイドシル１２，１３が設けられた車体側部構造において、サイドシル１２，１３を補強するサイドシル補強材３２が、車室側に開口するハット状断面であって、少なくとも、そのハット状断面の各稜線３２ｇ，３２ｈ，３２ｊ，３２ｋ、周辺の部品としてのサイドシルインナ３１，３６、サイドシルアウタ３３等との接合部を除いた部分に複数の微細穴６１が開けられているので、サイドシル補強材３２の軽量化された重量の変化量に対する剛性低下の変化量をより小さくすることができ、例えば、板厚を薄くしたサイドシル補強材３２と同等の軽量化を行った場合よりもサイドシル補強材３２の剛性を高めることができる。つまり、所定の剛性が必要な場合に、より軽量な構造を提供することができると言える。
【００４４】
また、サイドシル補強材３２における周辺の部品、例えば、サイドシルインナ３１，３６、サイドシルアウタ３３等との接合部に微細穴６１が開けられていないので、例えば、サイドシル１２，１３にセンタピラー２４，２６の下端が接合される場合に、剛性が確保されたサイドシル補強材によって、車両が側面衝突されたときに十分な衝突反力を発生させることができ、より大きな衝突エネルギーを吸収することができる。
【００４５】
また、シートを固定する第１クロスメンバ１４，１６をサイドシル１２，１３に接合するために、サイドシル補強材３２に微細穴６１の開いていない非穴開け部８１が設けられるので、非穴開け部８１の剛性を確保することができ、第１クロスメンバ１４，１６の振動を抑えることができて、シートに着座した乗員の乗り心地を向上させることができる。
【００４６】
尚、本実施形態では、図２、図３（ａ），（ｂ）に示したように、穴密集部６３〜６７，７５〜７８，６５Ａの輪郭を矩形としたが、これに限らず、輪郭を三角形、台形、円形、楕円形、長穴、多角形やこれらに類似する図形にしてもよく、要は剛性低下に影響の少ない部分を選んで微細穴６１を開けて形成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の車体側部構造は、四輪車に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る車体側部構造を示すアンダボディの斜視図である。
【図２】本発明に係る車体側部構造を構成するサイドシル補強材を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るサイドシル補強材の微細穴を説明する説明図である。
【図４】本発明に係るサイドシル補強材の微細穴の配置の別実施形態を示す説明図である。
【図５】図１の５−５線断面図である。
【図６】図１の６−６線断面図である。
【図７】本発明に係るサイドシル補強材の剛性検証結果を示す説明図である。
【図８】従来の車体側部構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１…フロアパネル（フロントフロアパネル）、１２，１３…サイドシル、１４，１６…クロスメンバ（第１クロスメンバ）、２４，２６…センタピラー、３２，３７…サイドシル補強材、３２ｄ，３２ｅ…接合部（上フランジ、下フランジ）、３２ｇ，３２ｈ，３２ｊ，３２ｋ…稜線、３１，３３，３６，…周辺の部品（サイドシルインナ、サイドシルアウタ、サイドシルインナ）、６１…微細穴、８１…非穴開け部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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