(57)【要約】【課題】高強度性能を維持しつつ耐衝撃性能を向上させることができる車体構造を得る。【解決手段】車体構造２４は、高強度鋼板により車両外側に突出するハット型断面に形成されると共に、車両外側を向くように外側壁３２Ａが配置されたセンタピラーアウタリインフォース３２を備えている。センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａには、凹形状に形成され、かつ板厚方向に荷重が入力されたときに凹形状が開くように変形可能な変形部としてのビード形状部４０が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高強度鋼板により車両外側に突出するハット型断面に形成されると共に、前記ハット型断面の底部が車両外側を向くように配置される車体構成部材と、
前記車体構成部材における前記ハット型断面の底部に設けられると共に、凸形状又は凹形状に形成され、かつ前記底部の板厚方向に荷重が入力されたときに凸形状又は凹形状が開くように変形可能な変形部と、
を有する車体構造。
【請求項２】
前記荷重が入力される方向と直交する方向の断面視で前記凸形状又は凹形状は、滑らかな円弧状に形成されたビード形状とされている請求項１に記載の車体構造。
【請求項３】
前記ビード形状は複数形成されている請求項２に記載の車体構造。
【請求項４】
複数の前記ビード形状の間に、孔部が形成されている請求項３に記載の車体構造。
【請求項５】
前記ビード形状は、前記ハット型断面の稜線に沿って形成されている請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、高強度鋼板に局部的に焼戻し処理を施し、耐衝撃特性を向上させた構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０６８９７９号公報
【特許文献２】特開２００８−０６８７５９号公報
【特許文献３】特開平１１−１５２５４１号公報
【特許文献４】特開２０１０−２８０２８３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１による場合、高強度鋼板に焼戻し処理を施すことにより、本来の高強度性能が低下する恐れがある。このため、高強度性能を効果的に活用し、衝撃性能を向上させるためには改善の余地がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、高強度性能を効果的に活用し、衝突性能を向上させることができる車体構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係る車体構造は、高強度鋼板により車両外側に突出するハット型断面に形成されると共に、前記ハット型断面の底部が車両外側を向くように配置される車体構成部材と、前記車体構成部材における前記ハット型断面の底部に設けられると共に、凸形状又は凹形状に形成され、かつ前記底部の板厚方向に荷重が入力されたときに凸形状又は凹形状が開くように変形可能な変形部と、を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車体構造において、前記荷重が入力される方向と直交する方向の断面視で前記凸形状又は凹形状は、滑らかな円弧状に形成されたビード形状とされている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の車体構造において、前記ビード形状は複数形成されている。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の車体構造において、複数の前記ビード形状の間に、孔部が形成されている。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の車体構造において、前記ビード形状は、前記ハット型断面の稜線に沿って形成されている。
【００１１】
請求項１記載の本発明によれば、高強度鋼板により車両外側に突出するハット型断面に形成されると共に、ハット型断面の底部が車両外側を向くように配置された車体構成部材が設けられており、ハット型断面の底部には、凸形状又は凹形状に形成された変形部が設けられている。ハット型断面の底部の板厚方向に荷重が入力されると、変形部としての凸形状又は凹形状が開くように変形する。これにより、ハット型断面の底部が局所的に潰れることが抑制され、引っ張りの力が緩和されることで車体構成部材の割れの発生が抑制される。このため、車体構成部材の高強度性能を効果的に活用し、衝突性能を向上させることができる。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、荷重が入力される方向と直交する方向の断面視で凸形状又は凹形状は、滑らかな円弧状に形成されたビード形状とされており、ハット型断面の底部の板厚方向に荷重が入力されたときに、ビード形状によって局所的な負荷を発生させることなくビード形状が開くように変形する。このため、より安定して高強度性能を効果的に活用することができる。
【００１３】
請求項３記載の本発明によれば、ビード形状は複数形成されており、ハット型断面の底部の板厚方向に荷重が入力されたときに、複数のビード形状が変形することで、高強度性能をより効果的に活用することができる。
【００１４】
請求項４記載の本発明によれば、複数のビード形状の間に、孔部が形成されており、ハット型断面の底部の板厚方向に荷重が入力されたときに、孔部によりハット型断面の底部に作用する引張荷重を低減させることができる。このため、高強度性能をさらに効果的に活用することができる。
【００１５】
請求項５記載の本発明によれば、ビード形状は、ハット型断面の稜線に沿って形成されており、ハット型断面の底部の板厚方向に荷重が入力されたときに、ビード形状が開くように変形しやすい。このため、より安定して高強度性能を効果的に活用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る車体構造によれば、高強度性能を効果的に活用し、衝突性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の車体構造が適用された車体側部のセンタピラー付近の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１に示すセンタピラーに用いられるセンタピラーアウタリインフォースの車両上下方向下部側を示す側面図である。
【図３】図２中の３−３線に沿ったセンタピラーを示す横断面図である。
【図４】図３に示すセンタピラーアウタリインフォースに圧縮荷重が入力されたときの変形状態を説明するための横断面図である。
【図５】第２実施形態の車体構造が適用されたセンタピラーのセンタピラーアウタリインフォースの車両上下方向下部側を示す側面図である。
【図６】図５中の６−６線に沿ったセンタピラーアウタリインフォースを示す横断面図である。
【図７】第３実施形態の車体構造が適用されたセンタピラーのセンタピラーアウタリインフォースを示す横断面図である。
【図８】比較例の車体構造が適用されたセンタピラーの長手方向と直交する方向に沿った状態を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図４を用いて、本発明に係る車体構造の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。
【００１９】
図１には、本実施形態の車体構造２４が適用された車両１０の側部のセンタピラー１４付近が模式的な側面図にて示されている。図２には、車体構造２４が適用されたセンタピラー１４のセンタピラーアウタリインフォースの下部側が車両幅方向外側から見た状態で側面図にて示されている。図３には、図２中の３−３線に沿ったセンタピラー１４が縦断面図にて示されている。
【００２０】
図１に示されるように、車体側部１２には、車両上下方向に沿って延在するセンタピラー１４が設けられている。センタピラー１４は、車両１０の両サイドに左右一対となるように配置されている。センタピラー１４は、車体側部１２に形成されたフロントドア用開口部１６Ａとリアドア用開口部１６Ｂとの間に配置され、略車両上下方向を長手方向とする車体骨格部材とされている。すなわち、センタピラー１４は、リアドア用開口部１６Ｂの前縁に沿って略車両上下方向に配置されている。なお、図１では、車体側部には車両幅方向外側に配置されるサイドアウタパネルを省略した状態で図示されている。すなわち、センタピラー１４は、サイドアウタパネルを省略した状態で、サイドアウタパネルの車両幅方向内側に配置されるセンタピラーアウタリインフォース３２が示されている。
【００２１】
センタピラー１４の上端部は、ルーフサイドレール部１８における車体前後方向の中間部に結合されている。ルーフサイドレール部１８は、車両ルーフの両サイドにおいて略車両前後方向を長手方向として配置された車体骨格部材とされている。また、センタピラー１４の下端部は、ロッカ２０における車体前後方向の中間部に結合されている。ロッカ２０は、車体下部１３の両サイドにおいて略車両前後方向を長手方向として配置された車体骨格部材とされている。すなわち、ロッカ２０は、フロントドア用開口部１６Ａ及びリアドア用開口部１６Ｂの下縁に沿って略車両前後方向に配置されている。
【００２２】
図３に示されるように、センタピラー１４は、車両幅方向内側に配置されたセンタピラーインナパネル３０と、センタピラーインナパネル３０の車両幅方向外側に配置された車体構成部材としてのセンタピラーアウタリインフォース３２と、を備えている。センタピラーアウタリインフォース３２のさらに車両幅方向外側には、サイドアウタパネル３４が配置されている。
【００２３】
センタピラーアウタリインフォース３２は、略車両上下方向を長手方向として配置されており、水平断面形状が車両幅方向外側に突出すると共に、車両幅方向内向きに開口された略ハット形状（略ハット型断面）とされている。センタピラーアウタリインフォース３２は、略車両前後方向および略車両上下方向に沿った方向を面方向とした車両幅方向外側の外側壁３２Ａと、外側壁３２Ａの車両前後方向の両端部から車両幅方向内側に向けて斜め方向に延びる側壁部３２Ｂと、側壁部３２Ｂの車両内側端部から車両前方側及び車両後方側へ向けて延びる前後一対の端縁部（フランジ部）３２Ｃと、を備えている。
【００２４】
本実施形態では、センタピラーアウタリインフォース３２は、高強度鋼板（ハイテン（高張力）材、ホットスタンプなど）で形成されている。センタピラーアウタリインフォース３２を高強度鋼板で形成することで、軽量化、コスト低減が可能である。
【００２５】
センタピラーインナパネル３０は、略車両上下方向を長手方向として配置されている。センタピラーインナパネル３０は、略車両前後方向に沿って配置された内側壁３０Ａと、内側壁３０Ａの車両前後方向の両端部から車両前方側及び車両後方側へ向けて延びる前後一対の端縁部（フランジ部）３０Ｂと、を備えている。
【００２６】
なお、本実施形態では、センタピラーインナパネル３０は、センタピラーアウタリインフォース３２の強度よりも低い鋼板で形成されている。
【００２７】
センタピラー１４を構成するサイドアウタパネル３４は、略車両上下方向を長手方向として配置されており、水平断面形状が車両幅方向内向きに開口された略ハット形状とされている。サイドアウタパネル３４は、略車両前後方向および略車両上下方向に沿った方向を面方向とした車両幅方向外側の外側壁３４Ａと、外側壁３４Ａの車両前後方向の両端部から車両幅方向内側に向けて延びる側壁部３４Ｂと、側壁部３４Ｂの車両内側端部から車両前方側及び車両後方側へ向けて延びる前後一対の端縁部（フランジ部）３４Ｃと、を備えている。本実施形態では、サイドアウタパネル３４は、センタピラーアウタリインフォース３２の強度よりも低い鋼板で形成されている。
【００２８】
センタピラーインナパネル３０の前後一対の端縁部３０Ｂにセンタピラーアウタリインフォース３２の前後一対の端縁部３２Ｃが重ね合わされ、さらに前後一対の端縁部３２Ｃにサイドアウタパネル３４の前後一対の端縁部３４Ｃが重ね合わされている。この状態で、端縁部３０Ｂと端縁部３２Ｃと端縁部３４Ｃが複数のスポット溶接３６により接合されている。これにより、センタピラー１４は、センタピラーインナパネル３０と、センタピラーアウタリインフォース３２及びその車両幅方向外側のサイドアウタパネル３４とで閉断面構造に形成されている。
【００２９】
センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａは、車両幅方向外側を向くように配置されており、略ハット型断面の底部を構成している。図２及び図３に示されるように、外側壁３２Ａには、外側壁３２Ａの壁面に対して車両幅方向内側に凹形状に窪んだ変形部としてのビード形状部（ビード形状）４０が形成されている。
なお、本実施形態では、外側壁３２Ａの車両前後方向の中央部に凹部が形成されているが、これに限定されるものではなく、外側壁３２Ａの一般面が略平面状で凹部を設けない構成でもよい。
【００３０】
ビード形状部４０は、センタピラーアウタリインフォース３２の長手方向と直交する方向の断面視で滑らかな円弧状に形成されている（図３参照）。言い換えると、車両衝突時にセンタピラーアウタリインフォース３２の外側壁（底部）３２Ａの板厚方向に荷重が入力されるが、この荷重が入力される方向と直交する方向の断面視で、ビード形状部４０は、滑らかな円弧状に形成されている。
【００３１】
図２に示されるように、ビード形状部４０は、外側壁３２Ａにおける側壁部３２Ｂとの稜線３２Ｄの横に、稜線３２Ｄに沿って配置されている。ビード形状部４０は、外側壁３２Ａの車両前後方向の両側に２本形成されている。車両側面視にてビード形状部４０は、略車両上下方向に長く形成されており、その長手方向がセンタピラーアウタリインフォース３２の長手方向に沿って配置されている。
【００３２】
本実施形態では、車両前方側の稜線３２Ｄは、車両上方側から車両下方側に向かって斜め前方方向に傾斜するように配置されており、この車両前方側の稜線３２Ｄに沿って車両前方側のビード形状部４０が斜め方向に設けられている。また、車両後方側の稜線３２Ｄは、略車両上下方向に沿って配置されており、この車両後方側の稜線３２Ｄに沿って車両後方側のビード形状部４０が略車両上下方向に沿って設けられている。
【００３３】
なお、ビード形状部４０の凹形状の深さや、ビード形状部４０の車両前後方向の寸法（幅）、ビード形状部４０の車両上下方向の長さは、本実施形態に限定されず、変更が可能である。
【００３４】
この車体構造２４では、側面衝突等によりセンタピラー１４の車両外側から力が加わると、センタピラー１４が車両幅方向内側に折れようとし、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａの板厚方向に荷重が入力される（図４中の矢印Ａを参照）。すなわち、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａが圧縮変形する。その際、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａには、圧縮変形する方向と直交する方向に前後２本のビード形状部４０が形成されているため、ビード形状部４０が広い範囲で変形することにより、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａが局所的に潰れることが抑制されるようになっている。また、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａ及び側壁部３２Ｂが車両前後方向（矢印Ｂ方向）にはみ出して変形するときに、ビード形状部４０が開くように変形するため、矢印Ｃに示す引っ張りの力が緩和されるようになっている。
【００３５】
ここで、本実施形態の車体構造２４の作用並びに効果について説明する前に、図８を用いて、比較例の車体構造１００について説明する。
【００３６】
図８に示されるように、比較例の車体構造１００では、センタピラー１０２は、サイドアウタパネル３４とセンタピラーアウタリインフォース１０４とセンタピラーインナパネル３０とを備えている。センタピラーアウタリインフォース１０４は、車両幅方向外側に突出する略ハット形状（略ハット型断面）とされている。センタピラーアウタリインフォース１０４は、略車両前後方向に沿って配置された外側壁１０４Ａと、外側壁１０４Ａの車両前後方向の両端部から車両幅方向内側に向けて斜め方向に延びる側壁部１０４Ｂと、側壁部１０４Ｂの車両内側端部から車両前方側及び車両後方側へ向けて延びる前後一対の端縁部（フランジ部）１０４Ｃと、を備えている。
【００３７】
センタピラーアウタリインフォース１０４は、高強度鋼板で形成されている。センタピラーアウタリインフォース１０４の外側壁１０４Ａには、本実施形態の車体構造２４（図２参照）のようなビード形状部は設けられていない。
【００３８】
側面衝突時には、矢印Ａに示すようにセンタピラー１０２の車両幅方向外側から力が加わり、センタピラー１０２は車両幅方向内側に折れようとする。そのため、センタピラーアウタリインフォース１０４の外側壁１０４Ａが圧縮変形する。これにより、センタピラーアウタリインフォース１０４の外側壁１０４Ａ及び側壁部１０４Ｂにしわが寄ると共に、外側壁１０４Ａ及び側壁部１０４Ｂが車両内側に潰れていく。その際、外側壁１０４Ａ及び側壁部１０４Ｂが車両前後方向（矢印Ｂ方向）にはみ出し、車両前後方向に引っ張られる。
【００３９】
センタピラーアウタリインフォース１０４が高強度鋼板されていると、一般的な鋼板に比べて材料の延性が低下するため、圧縮変形部でセンタピラーアウタリインフォース１０４を構成する材料の行き場がなくなると、局所的に大きな引っ張りの力が作用する可能性がある。外側壁１０４Ａ付近に局所的に矢印Ｃ方向の引っ張りの力が作用することにより、外側壁１０４Ａ付近に割れが発生する可能性がある。
【００４０】
このため、高強度鋼板が本来持っている強度を十分に発揮できず、結果的にセンタピラーアウタリインフォース１０４の板厚を上げたりしなければならないため、効率的でない。
【００４１】
次に、本実施形態の車体構造２４の作用並びに効果について説明する。
【００４２】
本実施形態の車体構造２４では、図４等に示されるように、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａに、側壁部３２Ｂとの稜線３２Ｄに沿って前後２本のビード形状部４０が形成されている。
【００４３】
側面衝突時には、矢印Ａに示すようにセンタピラー１４の車両幅方向外側から力が加わり、センタピラー１４は車両幅方向内側に折れようとする。そのため、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａが圧縮変形する。その際、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａには、圧縮変形する方向と直交する方向に前後２本のビード形状部４０が形成されているため、ビード形状部４０が広い範囲で変形することで、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａが局所的に潰れにくくなる。
【００４４】
また、この効果と共に、センタピラーアウタリインフォース３２の外側壁３２Ａに部分的に引っ張りの力が作用しても、ビード形状部４０が延びようとするため、センタピラーアウタリインフォース３２に割れが発生することを抑制することができる。
【００４５】
このため、従来のように高強度鋼板を局部的に焼戻し処理する場合と比べて、センタピラーアウタリインフォース３２の高強度性能を効果的に活用し、衝突性能を向上させることができる。
【００４６】
次に、図５及び図６を用いて、本発明に係る車体構造の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００４７】
図５及び図６に示されるように、車体構造５０では、第１実施形態のセンタピラーアウタリインフォース３２（図２参照）に代えて、センタピラーアウタリインフォース５２を備えたセンタピラー１４が設けられている。センタピラーアウタリインフォース５２の外側壁３２Ａには、車両前側のビード形状部４０と車両後側のビード形状部４０との間に孔部５４が形成されている。孔部５４は、車両側面視にて略台形状に形成されており、孔部５４の前縁部と後縁部が車両前側のビード形状部４０と車両後側のビード形状部４０に沿って配置されている。孔部５４の位置は、変更可能であるが、外側壁３２Ａの車両前後方向の中央部に設けられていることが好ましい。センタピラーアウタリインフォース５２は、高強度鋼板で形成されている。
【００４８】
側面衝突時には、図６に示されるように、センタピラー１４は車両幅方向内側に折れようとし、センタピラーアウタリインフォース５２の外側壁３２Ａが圧縮変形する。その際、センタピラーアウタリインフォース５２の外側壁３２Ａには、前後２本のビード形状部４０の間に孔部５４が形成されているため、センタピラーアウタリインフォース５２の外側壁３２Ａが車両前後方向に引っ張られにくくなる。このため、ビード形状部４０が開くように変形する（ビード形状部４０が延びようとする）効果に加え、矢印Ｃ方向の引張荷重を低減させることができる。このため、センタピラーアウタリインフォース５２に割れが発生することをより効果的に抑制することができ、衝突性能を向上させることができる。
【００４９】
なお、第２実施形態では、センタピラーアウタリインフォース５２の外側壁３２Ａの前後２本のビード形状部４０の間に１つの孔部５４が形成されているが、孔部５４の形状は変更可能である。また、孔部の数を２個以上に変更してもよい。
【００５０】
次に、図７を用いて、本発明に係る車体構造の第３実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態及び第２実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図７に示されるように、本実施形態の車体構造７０は、第１実施形態のセンタピラーアウタリインフォース３２（図２参照）に代えて、センタピラーアウタリインフォース７２を備えている。センタピラーアウタリインフォース７２は、高強度鋼板で形成されている。センタピラーアウタリインフォース７２の外側壁３２Ａには、車両幅方向外側に凸形状に突出する変形部としてのビード形状部７４が形成されている。ビード形状部７４は、車両衝突時に外側壁３２Ａに荷重が入力される方向と直交する方向の断面視で、滑らかな円弧状に形成されている。
ビード形状部７４は、外側壁３２Ａにおける側壁部３２Ｂとの稜線３２Ｄの横に、稜線３２Ｄに沿って配置されている。ビード形状部７４は、外側壁３２Ａの車両前後方向の両側に２本形成されており、車両側面視にてビード形状部７４の位置及び長さは、第１実施形態のビード形状部４０とほぼ同じに設定されている。
【００５２】
側面衝突時には、センタピラー１４は車両幅方向内側に折れようとし、センタピラーアウタリインフォース７２の外側壁３２Ａが圧縮変形する。その際、センタピラーアウタリインフォース７２の外側壁３２Ａには、圧縮変形する方向と直交する方向に前後２本の凸形状のビード形状部７４が形成されているため、ビード形状部７４が広い範囲で変形することにより、センタピラーアウタリインフォース７２の外側壁３２Ａが局所的に潰れにくくなる。
【００５３】
また、この効果と共に、センタピラーアウタリインフォース７２の外側壁３２Ａに部分的に引っ張りの力が作用しても、ビード形状部７４が延びようとするため、センタピラーアウタリインフォース７２に割れが発生することを抑制することができる。
【００５４】
なお、第１〜第３実施形態では、センタピラーアウタリインフォースの外側壁にビード形状部が車両前後に２本設けられているが、ビード形状部の数は変更することが可能であり、ビード形状部は１本、又は３本以上でもよい。また、ビード形状部の形状は変更可能であり、例えば、ビード形状部の車両前後方向の寸法を大きく形成したり、凹形状又は凸形状の深さを大きくしてもよい。
【００５５】
また、第１〜第３実施形態では、センタピラーに本発明の車体構造が適用されているが、センタピラーに限定されず、他の車体部材にも本発明の車体構造を適用することができる。例えば、フロントピラー、リアピラーなどの車体骨格部材に本発明の車体構造を適用してもよい。また、車体骨格部材に限定されず、車両外側に突出するハット型断面を備えた車体構成部材に本発明の車体構造を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０   車両
１２   車体側部
１４   センタピラー（車両骨格部材）
２４   車体構造
３０   センタピラーインナパネル
３２   センタピラーアウタリインフォース（車体構成部材）
３２Ａ 外側壁（底部）
３２Ｂ 側壁部
３２Ｄ 稜線
３４   サイドアウタパネル
４０   ビード形状部（変形部）
５０   車体構造
５２   センタピラーアウタリインフォース（車体構成部材）
５４   孔部
７０   車体構造
７２   センタピラーアウタリインフォース（車体構成部材）
７４   ビード形状部（変形部）
【図１】
2014101094.tif 000003
【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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