(57)【要約】【課題】剛性と衝撃吸収性を備えたサイドシル構造を提供すること。【解決手段】サイドシル構造は、車両のサイドドア開口部の下部に、車両の前後方向に沿って設けられるサイドシル本体部と、サイドシル本体部の内部に、サイドシル本体部の長手方向に沿って設けられる管体と、管体の長手方向端部に設けられ、管体の長手方向中央部に向かって荷重を受けた際に、管体を拡径方向に変形させる拡管部材と、を備えて構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のサイドドア開口部の下部に、前記車両の前後方向に沿って設けられるサイドシル本体部と、
前記サイドシル本体部の内部に、前記サイドシル本体部の長手方向に沿って設けられる管体と、
前記管体の長手方向端部に設けられ、前記管体の長手方向中央部に向かって荷重を受けた際に、前記管体を拡径方向に変形させる拡管部材と、を備えていることを特徴とするサイドシル構造。
【請求項２】
前記管体は長手方向端部に開口する開口部を有し、
前記拡管部材は、一端側に設けられ、前記管体の内径より小さな外径を有し、前記開口部に挿入される先端部と、他端側に設けられ、前記管体の内径より大きい径を有する拡大部と、一端側から他端側に向かうにしたがい、次第に径が大きくなるように前記先端部と前記拡大部とを繋ぐ側壁部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のサイドシル構造。
【請求項３】
前記拡管部材は、前記側壁部に、径方向外側に突出し、前記管体の長手方向中央部に向かって荷重を受けた際に、前記管体に前記長手方向に沿って溝若しくは切れ目を形成する突条部を備えていることを特徴とする請求項２に記載のサイドシル構造。
【請求項４】
前記突条部は、前記先端部から前記拡大部に向かって螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のサイドシル構造。
【請求項５】
前記突条部は、前記側壁部の周方向に等間隔に複数設けられることを特徴とする請求項３又は４に記載のサイドシル構造。
【請求項６】
前記管体を前記サイドシル本体部に固定する固定部を更に備え、
前記固定部は、前記管体を挿通する取付孔を有し、
前記取付孔の内径は、前記拡大部の外径より小さく、
前記固定部は、前記拡管部材が挿入されている前記管体の長手方向端部から前記管体の長手方向中央部側に、所定距離離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載のサイドシル構造。
【請求項７】
前記拡管部材は、前記管体の前方側端部に設けられ、前記固定部は、フロントピラーの基部に位置していることを特徴とする請求項６に記載のサイドシル構造。
【請求項８】
前記管体の前記拡管部材が設けられる端部には、前記管体の前記長手方向に沿って溝若しくは切れ目が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のサイドシル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサイドシル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
サイドシルは、車両のサイドドアの開口部の下部に設けられている。サイドシルは、板金部材を組み合わせた閉断面形状で形成され、車両の前後方向に沿って配置されている。
【０００３】
スモールオフセット衝突と呼ばれる、車両の外側部分のみが衝突物に衝突する事故が知られている。スモールオフセット衝突では、車両の外側に位置するサイドシルに、衝突のエネルギーが大きくかかることがある。例えば、サイドシルの内部に補強部材等を設け、剛性を向上させる例が知られている。
【０００４】
一般に、事故発生時の人的被害を少なくするためには、衝突後も安全な車室空間を確保する剛性とともに、衝突のエネルギーを吸収して衝撃を緩和させる潰れ易さが必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−３９３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
衝突時に変形して、衝撃を吸収する壊れ易さと、衝突による車体の変形を抑制し、車室内に安全な空間を保持する剛性とは相反し、これら双方の要件をもたらす構造をサイドシルで実現することは容易でなかった。
【０００７】
本発明は、衝突によるエネルギーを吸収し、衝撃を緩和する壊れ易さと、衝突時の変形を抑制し、車両に安全な空間を確保する剛性とを備えたサイドシル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】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するため、車両のサイドシル構造を次のように構成した。サイドシル構造は、車両のサイドドア開口部の下部に、車両の前後方向に沿って設けられるサイドシル本体部と、サイドシル本体部の内部に、サイドシル本体部の長手方向に沿って設けられる管体と、管体の長手方向端部に設けられ、管体の長手方向中央部に向かって荷重を受けた際に、管体を拡径方向に変形させる拡管部材と、を備えて構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる車両のサイドシル構造は、次の効果を奏する。スモールオフセット衝突により前輪や衝突物が車両のサイドシルに衝突し、サイドシルを変形させると、拡管部材が管体の内部に押し込まれる。拡管部材が管体の内部に押し込まれることにより、管体が外方に押し広げられて変形し、又、管体を破断させる。
【００１０】
このように管体が変形したり、破断されることにより、衝突時のエネルギーが吸収される。したがって、スモールオフセット衝突により乗員が受けるダメージが軽減される。衝突時のエネルギーが吸収され拡管部材の進行が停止されると、車両の変形が抑制され、車室内に安全な空間が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかる一実施形態のサイドシル構造を備えた車両を示す斜視図。
【図２】同サイドシル構造を示す斜視図。
【図３】拡管部材を示す斜視図。
【図４】同サイドシル構造の一部を示す部分側面図。
【図５】同サイドシル構造の一部を示す部分側面図。
【図６】同サイドシル構造の一部を示す部分側面図。
【図７】他の例の管体及び拡管部材を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明にかかる一実施形態のサイドシル構造について説明する。図１に、車両１０を示す。車両１０は、フード１２と、フロントウィンドシールドガラス１４と、ルーフ１６と、フロントドア１８と、リヤドア２０と、フロントフェンダパネル２２と、サイドシル２４と、前輪２６と、後輪２８と、フロア３０とを備えている。サイドシル２４に本発明のサイドシル構造が適用されている。
【００１３】
以下、サイドシル構造の説明上、車両１０の前進方向を前方とし、その逆を後方とし、前方向を基準に、車両１０の幅方向に沿って左右を定める。又、水平に車両１０を置いたときの重力の方向を下方、その逆を上方とする。
【００１４】
車両１０は、フロントウィンドシールドガラス１４とルーフ１６とフロントドア１８とリヤドア２０とフロア３０とで区画された内側に、車室４０を有している。車両１０は、フロントピラー３２、センタピラー３４、リヤピラー３６、ルーフレール３８、サイドシル２４を備えている。車両１０には、これらにより、車両１０の側方に、前ドア開口部４２及び後ドア開口部４４が形成されている。前ドア開口部４２にはフロントドア１８が、後ドア開口部４４にはリヤドア２０が、それぞれ開閉自在に組み付けられている。
【００１５】
フロア３０は、車両１０の底部に設けられている。フロア３０の左右両側にサイドシル２４が設けられている。サイドシル２４は、車両１０の前後方向に沿って、フロントピラー３２の基部とリヤピラー３６の基部との間に設けられている。フロア３０には、又、サイドメンバ４６が、サイドシル２４の内側にサイドシル２４とほぼ平行に設けられている。
【００１６】
サイドシル２４を図２に示す。図２に示すように、サイドシル２４は、サイドシル本体部５４と補強部５６とを備えている。サイドシル本体部５４は、サイドシル２４の外側に位置するサイドシル外板５０と、サイドシル２４の内側に位置するサイドシル内板５２を有している。
【００１７】
サイドシル外板５０は、車両１０の外方に設けられる。サイドシル外板５０を、二点鎖線で示す。サイドシル内板５２は、車両１０の車室側に設けられる。サイドシル外板５０とサイドシル内板５２とは、それぞれ組み合わせて溶接され、閉断面のサイドシル本体部５４を構成する。サイドシル本体部５４は、内部に空間を有している。サイドシル本体部５４の内部空間に補強部５６が設けられている。
【００１８】
次に、補強部５６について説明する。補強部５６は、管体６０と拡管部材６２と固定部６４とを備えている。管体６０は、円筒形部材で、例えば鉄等の金属から形成されている。管体６０は、外径がＤ１、内径がＤ２(図４参照)であり、所定の強度を有している。管体６０は、基本的に直管で、全長がＬである。管体６０の前端Ｅ１は、サイドシル本体部５４の前端に位置し、後端Ｅ２は、サイドシル本体部５４の後端に位置している。管体６０は、複数の固定部６４によりサイドシル本体部５４に固定されている。
【００１９】
固定部６４は、前方から順に、第１固定部６４ａ、第２固定部６４ｂ、第３固定部６４ｃ、第４固定部６４ｄを備えている。第１固定部６４ａは、フロントピラー３２の基部、本実施形態では、フロントピラー３２の基部後方に設けられている。第２固定部６４ｂと第３固定部６４ｃは、センタピラー３４の基部に設けられている。第４固定部６４ｄは、リヤピラー３６の基部に設けられている。
【００２０】
各固定部６４は、金属製の板材から、ほぼ直方体状に形成されている。各固定部６４は、内側に取付片６５を有している。各固定部６４は、サイドシル内板５２に各取付片６５を溶接して、サイドシル本体部５４に固定されている。各固定部６４には、対向して設けられている前後２面に取付孔６８が形成されている。取付孔６８は、内径が管体６０の外径Ｄ１とほぼ同じ径に形成されている。
【００２１】
管体６０は、各固定部６４の取付孔６８を貫通し、取付孔６８の内周縁に溶接されている。管体６０の前端Ｅ１は、第１固定部６４ａから前方に長さＬ２突出している。管体６０の前端Ｅ１には、拡管部材６２が取り付けられている。
【００２２】
尚、管体６０は、基本的に直管であるが、サイドシル本体部５４が湾曲している場合は、サイドシル本体部５４に合わせて適度に湾曲していてもよい。又、管体６０の横断面は、真円であるが、楕円、その他の形状でもよい。
【００２３】
拡管部材６２を図３に示す。拡管部材６２は、円錐台状の形状を有している。拡管部材６２は、基本的に管体６０と同等か、それより硬度が高い材質で形成されている。例えば、管体６０の鉄材に対して、拡管部材６２は鋼材で形成されている。
【００２４】
拡管部材６２は、一端Ｆ１側の直径Ｄ３が管体６０の内径Ｄ２より細く、他端Ｆ２側の直径Ｄ４が管体６０の内径Ｄ２より太く形成されている。一端Ｆ１側は、請求項でいう先端部に相当し、他端Ｆ２側は、拡大部に相当する。他端Ｆ２側の直径Ｄ４は、各固定部６４の取付孔６８より太く形成されている。
【００２５】
拡管部材６２の外周面７０は、一端Ｆ１から他端Ｆ２まで基本的に直線状に径が拡がっている。外周面７０は、請求項でいう側壁部である。尚、拡管部材６２の外周面７０は、連続して変化していればよく、例えば外方に膨らむように湾曲したり、あるいは内側に凹む形に湾曲していてもよい。拡管部材６２の外周面７０には、突条部６７が形成されている。
【００２６】
突条部６７は、拡管部材６２の外周面７０から先端が鋭角となるように、一端Ｆ１側から他端Ｆ２側にかけて所定の高さ外方に突出している。突条部６７は、拡管部材６２の外周面７０に連続して設けられている。突条部６７は、拡管部材６２の外周面７０に、拡管部材６２の外周面７０の周方向に等間隔で複数条、螺旋状に形成されている。
【００２７】
拡管部材６２は、管体６０に押し込まれると、拡管部材６２の外周面７０が管体６０を径方向に押し広げ、変形させるとともに、突条部６７が管体６０の内面に食い込み、螺旋状に溝部を形成する。更に突条部６７は、拡管部材６２が管体６０の内部により押し込まれると、管体６０を長手方向に沿って破断する。
【００２８】
尚、突条部６７は、螺旋状に形成されていなくともよい。例えば、突条部６７は、拡管部材６２の外周面７０の母線に沿った方向に、直線状に形成されていても、あるいは単数本でもよい。尚、基本的に突条部６７は、拡管部材６２の外周面７０の周方向に沿って均等に設けるのが好ましい。又、管体６０、拡管部材６２、固定部６４には、図２、図３等に示すように電着液を通すためや軽量化のために孔を適宜設けてもよい。
【００２９】
次に、サイドシル構造を備えた車両１０の作用効果について説明する。車両１０のサイドシル２４は、前ドア開口部４２及び後ドア開口部４４の下部に設けられている。サイドシル２４は、サイドシル本体部５４とサイドシル本体部５４の内部に設けられた補強部５６とを備えている。サイドシル本体部５４は、サイドシル外板５０とサイドシル内板５２とを組み付けて形成されている。
【００３０】
サイドシル２４は、サイドシル本体部５４と補強部５６とを含めて、前後方向及び左右方向に所定の剛性を有している。かかるサイドシル構造は、基本的に車両１０の左右に同じように設けられている。尚、車両１０の他の構成要件等により、スモールオフセット衝突時の衝突エネルギーが分散され、サイドシル２４の剛性が保持できる場合には、車両１０の左右一方側にのみ本実施形態のサイドシル構造が設けられていてもよい。
【００３１】
拡管部材６２は、管体６０の前方側の前端Ｅ１に取り付けられている。車両１０が、スモールオフセット衝突したとする。スモールオフセット衝突は、車両１０の左右いずれか一方の側方のみが衝突物８０に前方から衝突する事故で、例えば、車両１０の前面の１／４以下程度の部分にのみ衝突する。スモールオフセット衝突では、衝突物８０は、基本的に車両１０のサイドメンバ４６に直接当たらず、サイドシル２４に衝突する。
【００３２】
スモールオフセット衝突により衝突物８０が車両１０に衝突すると、前輪２６を介して、あるいは前輪２６が脱落して、フロントピラー３２が前方から押圧される。フロントピラー３２が後方に変形し、前輪２６や衝突物８０が拡管部材６２に当たると、拡管部材６２が後方、つまり請求項でいう、長手方向中央部に向かって押圧される。
【００３３】
拡管部材６２は、管体６０内に挿入されているので、拡管部材６２が後方に押圧されると、拡管部材６２は管体６０の内部を進行し、図５に示すように管体６０の内面を径方向に押し広げる。又、拡管部材６２の突条部６７が、管体６０の内面に溝を形成する。
【００３４】
更に拡管部材６２が管体６０の内部に押し込まれると、突条部６７が管体６０の内面に形成した溝に沿って管体６０が破断され、長手方向に切れ目６９が形成される。又、突条部６７は、拡管部材６２の外周面７０に螺旋状に形成されているので、管体６０の内面に形成される溝、あるいは管体６０に形成される切れ目６９は、管体６０の中心に対して螺旋状に形成される。
【００３５】
拡管部材６２が管体６０の内部を押し広げたり、突条部６７が管体６０の内面に溝を形成することにより、衝突により発生したエネルギーが消費、吸収される。更に、管体６０が拡管部材６２により管体６０の長手方向に破断されることによっても、衝突エネルギーが更に吸収される。このとき、管体６０に形成される溝、あるいは切れ目６９が螺旋状であることによって、形成される溝、あるいは切れ目６９の長さを長くするとともに、溝、あるいは切れ目６９が形成される際の抵抗を高くすることができるので、消費、吸収されるエネルギーを大きくすることができる。又、突条部６７は、拡管部材６２の外周面７０の周方向に等間隔で複数条設けられているため、拡管部材６２が真っ直ぐ安定して進行する。
【００３６】
そして、拡管部材６２が第１固定部６４ａの位置まで達すると、拡管部材６２の他端Ｆ２側の直径Ｄ４が各固定部６４の取付孔６８より太く形成されていることにより、管体６０の変形が第１固定部６４ａの固定により抑止され、拡管部材６２の進行が停止する。かかる状態を図６に示す。
【００３７】
このように、車両１０がスモールオフセット衝突すると、サイドシル２４に加えられたエネルギーが、補強部５６の変形により吸収される。これにより、スモールオフセット衝突により、乗員に加えられる衝撃が緩和し、乗員の人的被害が低減される。
【００３８】
更に、拡管部材６２が固定部６４の位置に達すると、拡管部材６２の移動が止められ、拡管部材６２による管体６０の変形が抑止される。これにより、スモールオフセット衝突によるサイドシル２４の変形、つまり車両１０の変形が抑止され、車両１０内に安全空間が確保される。これにより、人的被害を軽減できる。固定部６４がフロントピラー３２の基部に設けられているため、フロントピラー３２から車両後方側の車両１０の変形が抑止され、車両１０の室内空間が保持され、乗員が保護される。
【００３９】
又、上記実施形態によれば、サイドシル２４内に管体６０が設けられているので、側面衝突に対するサイドシル２４の剛性を高めることができる。
【００４０】
尚、本発明は、上記実施形態に限るものではなく、適宜変更可能である。例えば、管体６０は、金属製でなくともよい。又、管体６０の断面は、円形に限るものではない。拡管部材６２は、車両１０の前方のみでなく、後方の後端Ｅ２に設けてもよい。
【００４１】
更に、拡管部材６２によって管体６０に溝、あるいは切れ目を形成するのではなく、図７に示す管体６１のように、予め管体６１に切れ目７１、あるいは溝を形成しておいてもよい。切れ目７１や溝は、管体６１の端部から長手方向に沿って形成する。切れ目７１等を螺旋に形成してもよい。
【００４２】
管体６１に切れ目７１や溝を形成した場合も、上述した例と同様、管体６１内を拡管部材６２が進行することにより、管体６１に形成された切れ目７１に沿って管体６１が変形したり、溝に沿って管体６１が破断し、変形することにより衝突エネルギが消費、吸収される。管体６１に切れ目７１や溝を形成した場合、図７に示すように拡管部材７２は、その外周面７０に突条部はなくともよい。
【００４３】
拡管部材は円錐台状の形状に限らず、他の形状でもよい。例えば、図７に示す拡管部材７２のように、円錐台形状の他端Ｆ２側に、直径Ｄ４より細い円筒状の筒状部材７３を設けてもよい。又逆に、他端Ｆ２側に、直径Ｄ４より広い板状部材を設け、広い面積で圧力が受けられるように形成してもよい。
【００４４】
又、本発明によれば、管体６０の材質、強度、板厚等を変更することにより、衝撃の吸収度合いを容易に変更できる。第１固定部６４ａの固定位置、つまり長さＬ２を変更することにより、スモールオフセット衝突による変形を抑止させる位置を選択できる。
【００４５】
拡管部材６２のテーパーの角度を変更することにより、管体６０の変形を変更させ、衝撃吸収の程度を任意に設定できる。管体６０の全長Ｌを適宜調整することにより、全長の異なる他の車種に容易に適用できる。構造が共通化するので、設計検討、衝突安全試験等を短縮化できる。部品が共通化するので、コストを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、車両のサイドシル構造に利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…車両、１２…フード、１４…フロントウィンドシールドガラス、１６…ルーフ、１８…フロントドア、２０…リヤドア、２２…フロントフェンダパネル、２４…サイドシル、２６…前輪、２８…後輪、３０…フロア、３２…フロントピラー、３４…センタピラー、３６…リヤピラー、３８…ルーフレール、４０…車室、４２…前ドア開口部、４４…後ドア開口部、４６…サイドメンバ、５０…サイドシル外板、５２…サイドシル内板、５４…サイドシル本体部、５６…補強部、６０、６１…管体、６２、７２…拡管部材、６４…固定部、６４ａ…第１固定部、６４ｂ…第２固定部、６４ｃ…第３固定部、６４ｄ…第４固定部、６５…取付片、６７…突条部、６８…取付孔、６９…切れ目、７０…外周面、７３…筒状部材、Ｅ１…前端、Ｅ２…後端。
【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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