(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扉開閉用開口部として車両キャビンの側面に形成され、ピラー及びフロアと結合し前記フロアの下面の左右各端に固定されて前記扉開閉用開口部を補強すべく形成され、ロッカーインナーとロッカーアウターとからなるのロッカー部の補強構造であって、該補強構造は、前記ロッカーインナーの内面の垂直部に固着される垂直方向の板部材とこの板部材と一体的に形成され前記板部材から屈曲されて形成される板部材とからなる厚板折板部材のレインフォースと、該レインフォースの屈曲されている前記板部材に固着されるパッチとからなることを特徴とする車両ボデーロッカー部の補強構造。
【請求項２】
前記レンフォース及び前記パッチはその板端部を折り曲げて立ち上げた部材であるリップが一体的に形成されるものからなることを特徴とする請求項1に記載の車両ボデーロッカー部の補強構造
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両ボデーロッカー部の補強構造に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７に車両ボデーの部分側面図を示す。フロントピラー６、センターピラー７及びフロア９をロッカー部５が結合して、車両キャビンの側面における扉用の開口部を構成する。前記ロッカー部５はフロア下面の左右両端に各１本が対称形状で配設され、ボデーの剛性補強に寄与する部材である。車両の衝突時にはタイヤが後方に移動しボデーを変形させようとする力が作用するが、主にフロントフロア９と上記ロッカー部５の長手方向の耐座屈剛性によりボデーの変形を或る程度抑えようとしている。
【０００３】
ロッカー部５の一般的な断面構造を図１７のＣ−Ｃ視図として図１８に示す。ロッカーインナーパネル２１及びロッカーアウターパネル２２が接続部２５及び２６においてスポット溶接され、中空閉断面の筒状のロッカー部５が構成される。この部材の長手方向に車両の正面乃至はオフセット衝突時に圧縮荷重がかかるが、ロッカー部５及びフロントフロア９の耐座屈剛性によりボデーの変形を抑える。衝突、特にオフセット衝突時には均一な正面衝突時よりも大きな荷重がロッカー部５にかかるため、さらにボデーの変形量を抑える目的で、ロッカー部５内部にさらに長手方向の折板状の補強部材２３又は２４あるいはこれら双方を付加し耐座屈剛性を増加させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、衝突特にオフセット衝突においてフロントピラー６及びセンターピラー７の間にてロッカー内部の補強材の断面変化乃至は強度不足により座屈を起こし、キャブ全体の変形を大きくする原因となっていた。補強の目的で各部材間の取り合い寸法、ひいては外形寸法形状を大幅に変更することは強度設計上は可能であるが生産工程全般の再構築を必要とし、以前の資材設備などの資源の浪費及びコスト高を招くため、ロッカー部５の基本寸法形状を大きく変更することなく耐座屈剛性の増強を実現することが要求される。従って、一般にロッカー部を補強するには図１８に示すように、ロッカーインナーパネル２１及びロッカーアウターパネル２２の接続面であるフランジ部２５及び２６の間に補強材２３を挿入し対応するが、量産途中のこのような前記挿入部２５及び２６の合わせ板厚増加は溶接品質悪化ひいては強度上の問題が生じやすい上、溶接機容量増加、冶具変更など設備への影響がかなり大きくなることは避けられない。
【０００５】
すなわち、上記従来技術での補強材が所期の効果を発揮するには、生産技術面では、図１８におけるロッカーインナーパネル２１及びロッカーアウターパネル２２の接合部２５及び２６において補強材２２が強固に接合され、且つ接合部２５においては更にフロア材と確実に接合されねばならない。更に設計面では、座屈に対するため、できる限り長手方向に材料力学的一様断面を形成する必要がある。しかし、図１８に示す従来技術においては、生産技術面からは、接合部２５及び２６、特にフロアとの接続を確実にすべき２５において、溶接厚さ及び枚数が増大するため、大幅に生産設備を変更しなければ、溶着性、溶接部強度、溶接歪、残留応力による変形、疲労破壊などに不利な問題が残る。また設計面ではボデー外形設計上、接合部２５及び２６が長手方向に多少彎曲している場合も多いため、補強材が座屈には直線材よりも不利な彎曲材となりやすい。またこのようなロッカーの長手方向の彎曲に沿って内部補強材を接合させるため、この内部補強材の長手方向の一部に縮小断面を設けざるを得ない場合もあるため、この点からも耐座屈強度上は不利となる。
【０００６】
また、本発明にかかわる構造とは目的が異なるが、上記従来技術と形態が類似する例としては公開実用新案公報昭６２−２３７７８、公開特許公報昭６３−９７４７３及び公開実用新案公報平４−３９９７４に示される補強構造がある。公開実用新案公報昭６２−２３７７８の実施例においては、その目的はピラー根元部の剛性を増強することにあるが、同公報第４図においては既設の接続フランジ面に補強材を挿入する点で前記の問題を依然残しており、又同第５図では補強材が既設の２部材に共接を必要とする点で、量産途中での問題が生じやすい。公開特許公報昭６３−９７４７３においても、その目的はピラー根元部の剛性を増強し、フロアの垂直荷重に対する曲げ剛性を増強することにあるが、ロッカー内部の補強材に長手方向に凹凸を形成することが発明の特徴であるため、強度設計面ではロッカーの長手方向耐座屈効果が減殺されるという不利が特徴となっている。公開実用新案公報平４−３９９７４においては、フロアサイドメンバー内の補強材が既設の接続フランジ面に補強材を挿入する点及び他の既設部材と複数の面で３重接合される点で前記の問題を依然残しており、接合部での溶接品質管理に問題を生じやすい。上記のような生産技術上の問題を解決するには車両の基本設計構造および生産工程、設備までも変更せねばならず、以前の資材設備などの資源の浪費及びコスト高を招く。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題を解決するため、ロッカー内部の中空断面を有効に利用し、生産技術面では、大量生産途中での生産設備への影響を極力避け、強度設計面では、材料力学的に安定した断面強度を有するロッカー部補強構造を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、扉開閉用開口部として車両キャビンの側面に形成され、ピラー及びフロアと結合し前記フロアの下面の左右各端に固定されて前記扉開閉用開口部を補強すべく形成され、ロッカーインナーとロッカーアウターとからなるのロッカー部の補強構造であって、該補強構造は、前記ロッカーインナーの内面の垂直部に固着される垂直方向の板部材とこの板部材と一体的に形成され前記板部材から屈曲されて形成される板部材とからなる厚板折板部材のレインフォースと、該レインフォースの屈曲されている前記板部材に固着されるパッチとからなることを特徴とする。また、前記レインフォース及び前記パッチはその板端部を折り曲げて立ち上げた部材であるリップが一体的に形成されるものからなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態における車両ボデー平面図を、図２に車両ボデー側面図を示す。ロッカー部５はフロア下面の左右両端に各１組が対照形状で配設される。図３は図１ロッカー部５のＡ−Ａ断面図、図４は図１ロッカー部５のＢ−Ｂ断面図である。図３において、ロッカーアウター１０及びロッカーインナーフロント１１がフランジ接続部１２および１３にて接続され中空閉断面のロッカー部５の外郭を形成する。内部補強材として一様断面の折板状レインフォースフロント１が配設される。ロッカーレインフォース１は１ａ面でロッカーインナーフロント１１に前記フランジ接続部１２および１３を避けて溶接接続される。ピラーレインフォース１８は図２のフロントピラー６の付け根部を補強する部材であって、車両基本設計当初より生産工程に組み入れられているため、フランジ接続部１３において高品質で接続されている。ピラーレインフォース１８はその両端が開口されているため、ロッカーレインフォース１がこの中を貫通する構造を可能としている。従って、レインフォースフロント１を配設することにより生産工程に不利な影響を与えない。図４において、ロッカーアウター１０及びロッカーインナーリア１５がフランジ接続部１６および１７にて接続され中空閉断面のロッカー部５の外郭を形成する。内部補強材として一様断面の折板状レインフォースリア２が配設される。レインフォースリア２は２ａ面でロッカーインナーリア１５に前記フランジ接続部１６および１７を避けて溶接接続される。
【００１０】
図３において、パッチフロント３はレインフォースフロント１を更に補強する必要がある場合に配設される長手方向部材で、接続面１ｂで接続される。図４において、パッチリア４はレインフォースリア２を更に補強する必要がある場合に配設される長手方向部材で、接続面２ｂで接続される。パッチフロント３、パッチリア４は座屈剛性の向上と組み立て工程の便のため１また２のリップ３ａ、４ａを有する。
【００１１】
図５はレインフォースフロント１の立体斜視図である。図６はパッチフロント３の立体斜視図である。図７はレインフォースフロント１にパッチフロント３が付加的補強材として溶接された状態の立体斜視図である。図８はレインフォースリア２の立体斜視図である。図９はパッチリア４の立体斜視図である。図１０はレインフォースリア２にパッチフリア４が付加的補強材として溶接された状態の立体斜視図である。図１１はレインフォースフロント１、レインフォースリア２、パッチフロント３及びパッチフリア４が相互に溶接固着された状態の立体斜視図である。レインフォースフロント１とレインフォースリア２はその折板断面形状が多少異なるが、これは図２のセンターピラー７の根元近傍においてはピラー７の補強、キャビンマウント近傍においてはマウント座補強が必要なためで、ロッカー部５の衝突方向の耐座屈強度を更に増加させる効果がある。また、レインフォースフロント１とレインフォースリア２はボデー構造によっては、図１２に示すレインフォース１９のように一体に構成することも可能である。また同じ理由から、パッチフロント３及びパッチフリア４も、図１３に示すパッチ２０のように一体に構成することも可能である。図１４にレインフォース１９とパッチ２０が溶接固着された状態の立体斜視図を示す。図１５にレインフォースフロント１、レインフォースリア２、パッチ３及びパッチ４に生産工程乃至は設計上の便のため、多少の凹凸形状乃至は穿孔を設けた状態の外観斜視図を示す。この形状はこれらの補強材が材料強度上実質的な一様断面を得る妨げとはならない。
【００１２】
レインフォースフロント１及びレインフォースリア２又はレインフォース１９は、ロッカーインナーフロント１１及びロッカーインナーリア１５の内面のみで、接続面１ａおよび２ａにおいて、接続フランジ部１２、１３、１６、１７を避けて補強材として結合され、パッチフロント３及びパッチリア４又はパッチ２０それぞれレインフォースフロント１及びレインフォースリア２又はレインフォース１９上のみに補強材として結合されている。したがってロッカー５及びその周辺部材の基本レイアウトを変えることなく補強対応が可能となる。図３及び図４の接続フランジ部１２、１３、１６、１７などに追加工程としては、レインフォースフロント１及びレインフォースリア２が従来技術に見られるように割り込むことがないため、ロッカー５の補強部の品質が確保でき生産技術上不利とならない。一方強度設計面では、レインフォースフロント１、レインフォースリア２、パッチフロント３、パッチリア４などの補強材がロッカー部５の中空部断面を実質的にすべて利用して、強固な一様断面直線梁を接続フランジ部１２、１３、１６、１７の形状に影響されずに接合形成することができるので、ロッカー部５の耐座屈強度が著しく改善される。上記構造により、オフセット衝突時におけるタイヤの後方移動などによる扉開口部下端の座屈がは生じにくくなる。すなわち、ボデー側面及びフロアのセンターピラー前側の変形をロッカー部５の耐座屈抗力によって抑えることができる。これにより乗員保護性の向上、各衝撃値の低下に有効となり、フロントフロア周りの剛性向上につながる。
【００１３】
上記本発明のロッカー補強構造の有無による衝突時のボデー変形の差を図１６に示す。縦軸は車両内部の一定の基準位置から、実験衝突時の変形測定対象部位の変形移動量を計算した値を示し、横軸はロッカー補強構造の有無を示す。本発明によるロッカー補強構造による耐衝突補強構造の、衝突時のボデーにおける乗員空間確保の効果が大きいことが分かる。
【００１４】
【発明の効果】
１）レインフォースフロント及びレインフォースリアは、ロッカーインナーフロント及びロッカーインナーリアの面内のみで、ロッカーパネル接続フランジ面を避けて補強材として結合され、パッチフロント及びパッチはれぞれレインフォースフロント及びレインフォースリア上のみに補強材として結合されているため、ロッカー部及びその周辺部材の基本レイアウトを変えることなく補強対応が可能となる。追加工程としては、ロッカーパネル接続フランジ部にレインフォースフロント及びレインフォースリアが従来技術に見られるように割り込むことがないため、ロッカーの補強部の品質が確保でき生産技術上不利とならない。
２）強度設計面では、レインフォースフロント、レインフォースリア、パッチフロント、パッチリアなどの補強材がロッカー部の中空部断面を実質的にすべて利用して、強固な一様断面直線梁をロッカーパネル接続フランジ部の形状に影響されずに接合形成することができるので、ロッカー部の耐座屈強度が著しく改善される。
３）上記構造により、オフセット衝突時におけるタイヤの後方移動などによる扉開口部下端の座屈が生じにくくなる。すなわち、ボデー側面及びフロアのセンターピラー前側の変形をロッカー部５の耐座屈抗力によって抑えることができる。これにより乗員保護性の向上、各衝撃値の低下に有効となり、フロントフロア周りの剛性向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる車両ボデー組み立て平面図。
【図２】本発明にかかわるロッカー部を示す図１の側面図。
【図３】本発明にかかわるロッカー部補強材要素の図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明にかかわるロッカー部補強材要素の図１のＢ−Ｂ断面図。
【図５】レインフォースフロント１の立体斜視図。
【図６】パッチフロント３の立体斜視図。
【図７】レインフォースフロント１とパッチフロント３の接続状態における立体斜視図。
【図８】レインフォースリア２の立体斜視図。
【図９】パッチリア４の立体斜視図。
【図１０】レインフォースリア２とパッチリア４の接続状態における立体斜視図。
【図１１】レインフォースフロント１、レインフォースリア２、パッチ３、パッチ４の接続状態における立体斜視図。
【図１２】一体型レインフォース１９の立体斜視図。
【図１３】一体型パッチ２０の立体斜視図。
【図１４】一体型レインフォース１９と一体型パッチ２０の接続状態における立体斜視図。
【図１５】レインフォースフロント１、レインフォースリア２、パッチ３、パッチ４の実施形態例。
【図１６】ロッカー部補強有無によるボデー変形量の比較図。
【図１７】従来技術のロッカー部を示すホデー側面図。
【図１８】従来技術の図１７のＣ−Ｃ断面図。
【符号の説明】
１      レインフォースフロント
１ａ    レインフォースフロント接続部
１ｂ    パッチフロント溶接部
２      レインフォースリア
２ａ    レインフォースリア接続部
２ｂ    パッチリア接続部
３      パッチフロント
３ａ    リップ
４      パッチリア
４ａ    リップ
５      ロッカー部
５ａ    ロッカー接合部
５ｂ    ロッカー接合部
６      フロントピラー
７      センターピラー
８      タイヤハウス
９      フロア
１０    ロッカーアウター
１１    ロッカーインナーフロント
１２    ロッカーフランジ接続部
１３    ロッカーフランジ接続部
１５    ロッカーインナーリア
１６    ロッカーフランジ接続部
１７    ロッカーフランジ接続部
１８    ピラーレインフォース
１９    一体型レインフォース
２０    一体型パッチ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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