車両用サイドシル構造
【課題】前面衝突またはオフセット衝突に対する高い引張強さを確保しつつ材料費を高騰させず、車体の軽量化も可能な車両用サイドシル構造を提供することを目的とする。
【解決手段】サイドシルインナパネル１２４と、サイドシルインナパネル１２４に接合されるサイドシルストレングス１２５とを有し、サイドシルストレングス１２５は、車体前方から後方へ順次接合された前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の３つの部材を含み、これら３つの部材の板厚（ｔ１、ｔ２、ｔ３）は前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の順で次第に小さくなる。
【解決手段】サイドシルインナパネル１２４と、サイドシルインナパネル１２４に接合されるサイドシルストレングス１２５とを有し、サイドシルストレングス１２５は、車体前方から後方へ順次接合された前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の３つの部材を含み、これら３つの部材の板厚（ｔ１、ｔ２、ｔ３）は前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の順で次第に小さくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサイドドアの下を車体前後方向に延設された車両用サイドシル構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のサイドドアの下を車体前後方向に延びるサイドシル構造は、車体の左右両サイドを構成するフレーム部材である。このサイドシル構造は、例えば補強部材としてのサイドシルストレングス（または各種リンフォース）を有している。このサイドシル構造は、強度が高く、乗員を前方および側面衝突から保護する役割を有している。
【０００３】
このようなサイドシル構造として、従来、例えば特許文献１に記載の技術が公知である。この特許文献１によれば、センターピラーと結合し車体前後方向に延びるロッカアウタリンフォースを、中央部とその両端部の部材に３分割し、これらを互いに接合して構成している。また、中央部の板厚を両端部の板厚よりも厚くしている。これにより、車体側面からの衝突時に、両端部で２点折れを起こさせて、ボディ変形が起きた場合でも車室内での乗員の安全が図られるとしている。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、車体前後方向に延びるロッカリンフォースを、車体前半部の厚板部と車体後半部の薄板部とに２分割し、これらを互いに接合した点が開示されている。すなわち、ロッカリンフォースの車体前半部と車体後半部の板厚を変化させている。これにより、オフセット衝突時の剛性および側面衝突時の断面形状を確保しながら、不必要な部分の板厚を小さくして、重量の増大を回避できるとしている。
【０００５】
さらに、例えば特許文献３には、車体前後方向に延びるサイドシルリンフォースが開示され、これは、サイドシル部に沿って車両の前後方向に延びるサイドシル領域と、フロントピラー部に沿って上方に立ち上がる前端部とを有する。特許文献３によれば、この前端部を含む部分の板厚を、サイドシル部に沿う部分の板厚よりも大きくした点が開示されている。
【０００６】
これにより、特許文献３では、前端部の板厚を大きくしたので、従来からフロントピラー下部とサイドシル前部との結合部位に設けられていたドアヒンジリンフォース（サイドシルリンフォースとは別部材）を削減できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０９２７１７号公報
【特許文献２】特開２０００−８５６３３号公報
【特許文献３】特許第３９６９０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜３はいずれも、前面衝突またはオフセット衝突に対しては考慮しておらず、これらの衝突に対してどの部分にどのような部材が必要とされるかについて、特に開示していない。また、２分割または３分割された部材を製造する際、寸法が異なる部分があっても、無条件に寸法の大きな部材に合わせて鋼板等から材料取りをしている。このため、材料の廃棄部分が多くなり不経済である。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、前面衝突またはオフセット衝突に対する高い引張強さを確保しつつ材料費を高騰させず、車体の軽量化も可能な車両用サイドシル構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用サイドシル構造の代表的な構成は、車両のサイドドアの下を車体前後方向に延びる車両用サイドシル構造において、車両用サイドシル構造の車内側の面を構成するサイドシルインナパネルと、サイドシルインナパネルの車外側に接合されるサイドシルストレングスとを有し、サイドシルストレングスは、車体前方から後方へ順次接合された前部部材、中部部材、および後部部材の３つの部材を含み、３つの部材の板厚は前部部材、中部部材、および後部部材の順で次第に小さくなることを特徴とする。
【００１１】
上記構成により、３分割したサイドシルストレングスのうち、前面衝突またはオフセット衝突に対して強度が最も必要とされる前部部材の板厚を最も大きくし、高い引張強さを確保した。一方、かかる衝突に対してそれほど強度が必要とされない後方の中部部材および後部部材は、順次板厚を小さくすることで、材料費を低減させるとともに車体の軽量化を図ることが可能となった。本発明の特徴は、部材の板厚すなわち強度をこのように、適材適所に変更したことにある。さらに、サイドシルストレングスを３分割という多数の部材に分割したことで、部材間の高さ寸法が異なっていても、同じ鋼板からの材料取りの際の歩留まりが向上して経済的である。
【００１２】
また、３つの部材は前部部材、中部部材、および後部部材の順で次第に引張強さが小さくなるようにするとよい。一般に、前面衝突またはオフセット衝突時には、車体前方から後方に行くに従い、サイドシルストレングスに加えられる荷重は途中で各種部材により弱められる。そこで、引張強さが最も必要とされる前部部材からそれほど必要とされない後方の中部部材および後部部材に向けて、引張強さが次第に小さくなるようにすることで、サイドシルストレングスの強度を適材適所に変化させることが可能となる。
【００１３】
さらに、前部部材を高張力鋼板で構成し、中部部材を一般構造用圧延鋼板で構成し、後部部材を軟鋼板で構成するとよい。上記構成により、例えば前面衝突またはオフセット衝突時の衝撃に対して、最も強度が必要な前部部材に高張力鋼板を用い、中程度の強度が必要な中部部材に一般構造用圧延鋼板を用い、それほど強度が必要とされない後部部材に軟鋼板を用いることで、３つの部材を強度的に使い分け、必要な部分に対しては高い引張強さを確保しつつ材料費の高騰を抑制することが可能となる。
【００１４】
また、前部部材はフロントピラー下端部からセンターピラー下端部の手前までの長さを有し、中部部材は前部部材の後端からリヤドアの下端中央までの長さを有し、後部部材は中部部材の後端からリヤホイールハウスまでの長さを有するとよい。既に述べたようにサイドシルストレングスを３分割したことで、上記のように、設計に際し前部部材、中部部材、および後部部材の材料、形状、板厚等をきめ細かく設定することができる。こうして、安全性を確保しつつ各部材に対し好適な材料、形状、板厚等を選択することが可能となる。
【００１５】
また、サイドシルストレングスを、前部部材、中部部材、および後部部材を予め接合したテーラードブランク材で構成するとよい。上記構成によっても、板厚等の異なる複数の鋼板をプレス成形前に溶接して用いることで、サイドシルストレングスの強度を適材適所に変化させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前面衝突またはオフセット衝突に対する高い引張強さを確保しつつ材料費を高騰させず、車体の軽量化も可能な車両用サイドシル構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の車両用サイドシル構造が適用された車両のサイドボディおよびフロア部分の外観図である。
【図２】図１のサイドボディの側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図２のサイドシルストレングスの正面図である。
【図５】図４のサイドシルストレングスの３つの構成部材を材料取りする際の一例を示す正面図である。
【図６】比較例の正面図であって、サイドシルストレングスの２つの構成部材を材料取りする際の一例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００１９】
なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態の車両用サイドシル構造が適用された車両のサイドボディおよびフロア部分の外観図であり、図２は、サイドボディの側面図である。図１および図２において、サイドボディ１００は、車両のサイドドア（フロントドア１０２およびリヤドア１０４）の下を車体前後方向に延びる車両用サイドシル構造（以下、「サイドシル」という）１０６を有している。
【００２１】
このサイドシル１０６の前端部、中央部、および後部には、車体上下方向に延びるフロントピラー１０８、センターピラー１１０、およびリヤピラー１１２の下端部が接合されている。また、これらフロントピラー１０８、センターピラー１１０、およびリヤピラー１１２の上端部は、車体前後方向に延びるルーフサイドレール１１４に接合されている。
【００２２】
リヤピラー１１２の下方には、リヤホイールハウス１１６が設けられている。また、車内底部には、メインフロア１１８およびリヤフロア１２０が設けられている。また、左右一対のサイドシル（図１では右側のサイドシル１０６のみ表示）を接続するように、車幅方向にクロスメンバ１２２が横設されている。
【００２３】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。同図３において、サイドシル１０６は、車内側の面を構成するサイドシルインナパネル１２４と、サイドシルインナパネル１２４の車外側に接合されるサイドシルストレングス１２５とを有している。さらに、このサイドシルストレングス１２５の車外側には、サイドシル１０６の車外側の面を構成するサイドボディアウタパネル１２６が接合されている。これらの接合には、スポット溶接が用いられている。
【００２４】
サイドシルインナパネル１２４は、車内側に突出する断面ハット形状を有している。このサイドシルインナパネル１２４は、車内側に突出するインナ突出部１２４ａと、このインナ突出部１２４ａの上側に延設された上フランジ部１２４ｂおよび下側に延設された下フランジ部１２４ｃとを有している。
【００２５】
サイドシルストレングス１２５は、車外側に突出する断面ハット形状を有している。このサイドシルストレングス１２５は、車外側に突出する突出部１２５ａと、この突出部１２５ａの上側に延設された上フランジ部１２５ｂおよび下側に延設された下フランジ部１２５ｃとを有している。
【００２６】
サイドボディアウタパネル１２６は、車外側に突出する断面湾曲形状を有している。このサイドボディアウタパネル１２６は、車外側に突出するアウタ突出部１２６ａと、このアウタ突出部１２６ａの上側に延設された上フランジ部１２６ｂおよび下側に延設された下フランジ部１２６ｃとを有している。
【００２７】
また、サイドシルインナパネル１２４の上フランジ部１２４ｂ、サイドシルストレングス１２５の上フランジ部１２５ｂ、およびサイドボディアウタパネル１２６の上フランジ部１２６ｂは、スポット溶接により一体的に接合されている。同様に、サイドシルインナパネル１２４の下フランジ部１２４ｃ、サイドシルストレングス１２５の下フランジ部１２５ｃ、およびサイドボディアウタパネル１２６の下フランジ部１２６ｃは、スポット溶接により一体的に接合されている。
【００２８】
こうして、サイドシルインナパネル１２４とサイドボディアウタパネル１２６との間に閉断面１２８を形成している。さらに、サイドシルインナパネル１２４とサイドシルストレングス１２５との間に閉断面１３０を形成している。こうして、断面係数の大きい閉断面１２８、１３０として、前面衝突またはオフセット衝突時の強度を確保しながら、受ける荷重を吸収することができる。なお、これにより、例えば車両の側面から外力を受けた場合にも、サイドシル１０６の変形を最小限に抑制して乗員の安全を確保することができる。
【００２９】
図４は、サイドシルストレングス１２５の正面図である。本実施形態では、サイドシルストレングス１２５は、車体前方から後方へ順次接合（例えばレーザー溶接）された前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の３つの部材を含んでいる。また、これら３つの部材１２５−１〜１２５−３の板厚（ｔ１、ｔ２、ｔ３）は、前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の順で次第に小さくなっている。なお、接合方法はレーザー溶接に限らない。例えば、スポット溶接等であってもよい。
【００３０】
具体的には、前部部材１２５−１の板厚ｔ１は１．２０ｍｍ、中部部材１２５−２の板厚ｔ２は１．００ｍｍ、後部部材１２５−３の板厚ｔ３は０．８０ｍｍである。ただし、これらの数値は一例であり、これに限定されない。
【００３１】
本実施形態によれば、３分割したサイドシルストレングス１２５のうち、前面衝突またはオフセット衝突に対して強度が最も必要とされる前部部材１２５−１の板厚ｔ１を最も大きくし、高い引張強さを確保した。一方、かかる衝突に対してそれほど強度が必要とされない後方の中部部材１２５−２および後部部材１２５−３は、順次板厚ｔ２、ｔ３を小さくすることで、材料費を低減するとともに車体の軽量化を図った。すなわち、本発明の特徴は、部材の板厚すなわち強度をこのように、適材適所に変更したことにある。
【００３２】
例えば、前面衝突またはオフセット衝突時には、サイドシルストレングス１２５に加わる荷重が車体前方から後方に行くに従い、途中で各種部材により弱められる。このため、サイドシルストレングス１２５を構成する部分のうち、前方の部材ほど強い強度を必要とする。そこで、前部部材１２５−１の板厚ｔ１を最大として安全性を強化しつつ軽量化を図ることができる。さらに、サイドシルストレングス１２５を３分割という多数の部材に分割したことで、後述するように部材間の高さ寸法が異なっていても、同じ鋼板からの材料取りの際の歩留まりが向上して経済的である。
【００３３】
また、本実施形態では、３つの部材は前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の順で次第に引張強さが小さくなるようにしている。一般に、前述したように、前面衝突またはオフセット衝突時には、サイドシルストレングス１２５に加えられる荷重は、車体前方から後方に行くに従い途中で各種部材により弱められる。このため、引張強さが最も必要とされる前部部材１２５−１からそれほど必要とされない後方の中部部材１２５−２および後部部材１２５−３に向けて、引張強さが次第に小さくなる材料を用いた。これにより、サイドシルストレングス１２５の強度を適材適所に変化させることができる。
【００３４】
次に、本実施形態では、前部部材１２５−１はフロントピラー１０８の下端部からセンターピラー１１０の下端部の手前までの長さを有する。また、中部部材１２５−２は前部部材１２５−１の後端からリヤドア１０４の下端中央までの長さを有する。さらに、後部部材１２５−３は中部部材１２５−２の後端からリヤホイールハウス１１６までの長さを有する。
【００３５】
このように、サイドシルストレングス１２５を３つの部材に分割したので、設計の際に各部材の材料、形状、板厚等をきめ細かく設定することができる。こうして、各部材に好適な材料、形状、板厚等を選択して、安全性の確保と車体の軽量化等を図ることができる。なお、本実施形態では、センターピラー１１０の下端部に中部部材１２５−２の略中心が位置しているので、中部部材１２５−２は自身の強度の他、センターピラー１１０によっても補強される。
【００３６】
次に、図５は、サイドシルストレングス１２５の構成部材（前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、後部部材１２５−３）を材料取りする際の一例を示す正面図である。本実施形態では、前部材料１３５から前部部材１２５−１を材料取りし、中部材料１３６から中部部材１２５−２を材料取りし、後部材料１３７から後部部材１２５−３を材料取りしている。
【００３７】
ただし、まず、これら前部材料１３５、中部材料１３６、および後部材料１３７から材料取りされた３枚の部材を、レーザー溶接して１枚のブランク（半加工品）とする。その後、プレス加工により前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３が得られる。
【００３８】
また、図５では説明の便宜上、１枚の原材料板から前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３を材料取りしているように見える。しかし、実際は、前部材料１３５、中部材料１３６、後部材料１３７は、それぞれ材質、大きさの異なる別材料である。
【００３９】
前部材料１３５は、縦（Ｈ１）、横（Ｌ１）の矩形状（ａ−ｂ−ｆ−ｅ）の大きさの板材、中部材料１３６は、縦（Ｈ１）、横（Ｌ２）の矩形状（ｂ−ｃ−ｇ−ｆ）の大きさの板材、後部材料１３７は、縦（Ｈ２）、横（Ｌ３）の矩形状（ｃ−ｄ−ｉ−ｈ）の大きさの板材である。特に、後部材料１３７は後端に、上方に延びる鋭角部１３８を有している（すなわち、各部材間の高さ寸法が異なった部分を有している）。しかし、３分割により後部材料１３７の横の寸法（Ｌ３）が短くなったことで、材料取りを有利にすることができる。
【００４０】
一方、図６は、比較例の正面図であって、サイドシルストレングスが２分割の場合の２つの構成部材を材料取りする際の一例を示す正面図である。この比較例では、前部材料１４５から前部部材１２５−１を材料取りし、中後部材料１４６から中部部材１２５−２および後部部材１２５−３を材料取りしている。
【００４１】
この比較例では、前部材料１４５は、縦（Ｈ１）、横（Ｌ１）の矩形状（ａ−ｂ−ｆ−ｅ）の大きさの板材、中後部材料１４６は、縦（Ｈ２）、横（Ｌ２＋Ｌ３）の矩形状（ｂ−ｄ−ｉ−ｊ）の大きさの板材である。
【００４２】
本実施形態と比較例とを対比した場合、比較例の後部材料１４６を用意するためには、縦（Ｈ２）、横（Ｌ２＋Ｌ３）の大きさの板材を用意する必要がある。しかも、比較例では大きな面積の廃棄部分が生じる。これに対し、特に本実施形態の後部材料１３７は、横の寸法（Ｌ３）が小さくて済むため、材料の廃棄部分も少なくて済み、経済的にも有利である。また、比較例では、２種類の前部材料１４５と中後部材料１４６を用いているため、材質や板厚も２種類に限定されてしまう。
【００４３】
これに対し、本実施形態では、３つの部材の材料を必要な強度に応じて選定することができる。具体的には、前部部材１２５−１を引張強さ９８０ＭＰａ（板厚ｔ１＝１．２０ｍｍ）の高張力鋼板（ＪＡＣ９８０ＹＮ−４５／４５）で構成し、中部部材１２５−２を引張強さ４４０ＭＰａ（板厚ｔ２＝１．００ｍｍ）の一般構造用圧延鋼板（ＪＡＣ４４０ＷＮ−４５／４５）で構成した。また、後部部材１２５−３は、引張強さ２７０ＭＰａ（板厚ｔ３＝０．８０ｍｍ）の軟鋼板（ＪＡＣ２７０ＣＮ−４５／４５）で構成した。なお、ＪＡＣ（Ｊａｐａｎ Ａｃｃｒｅｄｉｔａｔｉｏｎ Ｃｏｕｎｃｉｌ）は日本認定機関協議会の略語である。
【００４４】
本実施形態では、サイドシルストレングス１２５を３分割の部材で構成したので、これらの各部材（前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、後部部材１２５−３）として、それぞれ異なる材料を用いることができる。これにより、各部材（前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、後部部材１２５−３）を、必要な引張強さに応じて材料を選択することができる。すなわち、強度が必要な部分には引張強さの大きい材料を用い、比較的に強度が低くてよい部分には引張強さが小さい材料を用いた。さらに、これら３つの部材１２５−１〜１２５−３を車体前方から後方へ順次一体的に接合することで、強度を適材適所に変化させて車体の軽量化等を図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、このサイドシルストレングス１２５を、前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３を予め接合したテーラードブランク材（Ｔａｉｌｏｒ Ｗｅｌｄｅｄ Ｂｌａｎｋ）で構成した。すなわち、板厚、材質、長さの異なる３つの部材（前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、後部部材１２５−３）をプレス成形前に溶接し、１枚のブランク（半加工品）としたものを用いた。これにより、板厚等の異なる複数の鋼板をプレス成形前に溶接して用いることで、サイドシルストレングス１２５の強度を適材適所に変化させて車体の軽量化等を達成することができる。
【００４６】
以上、本実施形態によれば、前面衝突またはオフセット衝突等を考慮して、車体前方で強度が必要な部分には強くて板厚の大きい材料を用い、また中程度の強度が必要な部分には中程度の強さと板厚の材料を用い、さらに車体後方で強度が低くてよい部分には弱くて板厚の小さい材料を用いて、部材の強度を適材適所に変更することができた。
【００４７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、車両のサイドドアの下を車体前後方向に延びる車両用サイドシル構造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００…サイドボディ、１０２…フロントドア、１０４…リヤドア、１０６…サイドシル、１０８…フロントピラー、１１０…センターピラー、１１２…リヤピラー、１１４…ルーフサイドレール、１１６…リヤホイールハウス、１１８…メインフロア、１２０…リヤフロア、１２４…サイドシルインナパネル、１２４ａ…インナ突出部、１２４ｂ…上フランジ部、１２４ｃ…下フランジ部、１２５…サイドシルストレングス、１２５ａ…突出部、１２５ｂ…上フランジ部、１２５ｃ…下フランジ部、１２５−１…前部部材、１２５−２…中部部材、１２５−３…後部部材、１２６…サイドボディアウタパネル、１２６ａ…アウタ突出部、１２６ｂ…上フランジ部、１２６ｃ…下フランジ部、１２８…閉断面、１３０…閉断面、１３５…前部材料、１３６…中部材料、１３７…後部材料、１３８…鋭角部、１４５…前部材料、１４６…中後部材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサイドドアの下を車体前後方向に延設された車両用サイドシル構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のサイドドアの下を車体前後方向に延びるサイドシル構造は、車体の左右両サイドを構成するフレーム部材である。このサイドシル構造は、例えば補強部材としてのサイドシルストレングス（または各種リンフォース）を有している。このサイドシル構造は、強度が高く、乗員を前方および側面衝突から保護する役割を有している。
【０００３】
このようなサイドシル構造として、従来、例えば特許文献１に記載の技術が公知である。この特許文献１によれば、センターピラーと結合し車体前後方向に延びるロッカアウタリンフォースを、中央部とその両端部の部材に３分割し、これらを互いに接合して構成している。また、中央部の板厚を両端部の板厚よりも厚くしている。これにより、車体側面からの衝突時に、両端部で２点折れを起こさせて、ボディ変形が起きた場合でも車室内での乗員の安全が図られるとしている。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、車体前後方向に延びるロッカリンフォースを、車体前半部の厚板部と車体後半部の薄板部とに２分割し、これらを互いに接合した点が開示されている。すなわち、ロッカリンフォースの車体前半部と車体後半部の板厚を変化させている。これにより、オフセット衝突時の剛性および側面衝突時の断面形状を確保しながら、不必要な部分の板厚を小さくして、重量の増大を回避できるとしている。
【０００５】
さらに、例えば特許文献３には、車体前後方向に延びるサイドシルリンフォースが開示され、これは、サイドシル部に沿って車両の前後方向に延びるサイドシル領域と、フロントピラー部に沿って上方に立ち上がる前端部とを有する。特許文献３によれば、この前端部を含む部分の板厚を、サイドシル部に沿う部分の板厚よりも大きくした点が開示されている。
【０００６】
これにより、特許文献３では、前端部の板厚を大きくしたので、従来からフロントピラー下部とサイドシル前部との結合部位に設けられていたドアヒンジリンフォース（サイドシルリンフォースとは別部材）を削減できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０９２７１７号公報
【特許文献２】特開２０００−８５６３３号公報
【特許文献３】特許第３９６９０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜３はいずれも、前面衝突またはオフセット衝突に対しては考慮しておらず、これらの衝突に対してどの部分にどのような部材が必要とされるかについて、特に開示していない。また、２分割または３分割された部材を製造する際、寸法が異なる部分があっても、無条件に寸法の大きな部材に合わせて鋼板等から材料取りをしている。このため、材料の廃棄部分が多くなり不経済である。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、前面衝突またはオフセット衝突に対する高い引張強さを確保しつつ材料費を高騰させず、車体の軽量化も可能な車両用サイドシル構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用サイドシル構造の代表的な構成は、車両のサイドドアの下を車体前後方向に延びる車両用サイドシル構造において、車両用サイドシル構造の車内側の面を構成するサイドシルインナパネルと、サイドシルインナパネルの車外側に接合されるサイドシルストレングスとを有し、サイドシルストレングスは、車体前方から後方へ順次接合された前部部材、中部部材、および後部部材の３つの部材を含み、３つの部材の板厚は前部部材、中部部材、および後部部材の順で次第に小さくなることを特徴とする。
【００１１】
上記構成により、３分割したサイドシルストレングスのうち、前面衝突またはオフセット衝突に対して強度が最も必要とされる前部部材の板厚を最も大きくし、高い引張強さを確保した。一方、かかる衝突に対してそれほど強度が必要とされない後方の中部部材および後部部材は、順次板厚を小さくすることで、材料費を低減させるとともに車体の軽量化を図ることが可能となった。本発明の特徴は、部材の板厚すなわち強度をこのように、適材適所に変更したことにある。さらに、サイドシルストレングスを３分割という多数の部材に分割したことで、部材間の高さ寸法が異なっていても、同じ鋼板からの材料取りの際の歩留まりが向上して経済的である。
【００１２】
また、３つの部材は前部部材、中部部材、および後部部材の順で次第に引張強さが小さくなるようにするとよい。一般に、前面衝突またはオフセット衝突時には、車体前方から後方に行くに従い、サイドシルストレングスに加えられる荷重は途中で各種部材により弱められる。そこで、引張強さが最も必要とされる前部部材からそれほど必要とされない後方の中部部材および後部部材に向けて、引張強さが次第に小さくなるようにすることで、サイドシルストレングスの強度を適材適所に変化させることが可能となる。
【００１３】
さらに、前部部材を高張力鋼板で構成し、中部部材を一般構造用圧延鋼板で構成し、後部部材を軟鋼板で構成するとよい。上記構成により、例えば前面衝突またはオフセット衝突時の衝撃に対して、最も強度が必要な前部部材に高張力鋼板を用い、中程度の強度が必要な中部部材に一般構造用圧延鋼板を用い、それほど強度が必要とされない後部部材に軟鋼板を用いることで、３つの部材を強度的に使い分け、必要な部分に対しては高い引張強さを確保しつつ材料費の高騰を抑制することが可能となる。
【００１４】
また、前部部材はフロントピラー下端部からセンターピラー下端部の手前までの長さを有し、中部部材は前部部材の後端からリヤドアの下端中央までの長さを有し、後部部材は中部部材の後端からリヤホイールハウスまでの長さを有するとよい。既に述べたようにサイドシルストレングスを３分割したことで、上記のように、設計に際し前部部材、中部部材、および後部部材の材料、形状、板厚等をきめ細かく設定することができる。こうして、安全性を確保しつつ各部材に対し好適な材料、形状、板厚等を選択することが可能となる。
【００１５】
また、サイドシルストレングスを、前部部材、中部部材、および後部部材を予め接合したテーラードブランク材で構成するとよい。上記構成によっても、板厚等の異なる複数の鋼板をプレス成形前に溶接して用いることで、サイドシルストレングスの強度を適材適所に変化させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前面衝突またはオフセット衝突に対する高い引張強さを確保しつつ材料費を高騰させず、車体の軽量化も可能な車両用サイドシル構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の車両用サイドシル構造が適用された車両のサイドボディおよびフロア部分の外観図である。
【図２】図１のサイドボディの側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図２のサイドシルストレングスの正面図である。
【図５】図４のサイドシルストレングスの３つの構成部材を材料取りする際の一例を示す正面図である。
【図６】比較例の正面図であって、サイドシルストレングスの２つの構成部材を材料取りする際の一例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００１９】
なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態の車両用サイドシル構造が適用された車両のサイドボディおよびフロア部分の外観図であり、図２は、サイドボディの側面図である。図１および図２において、サイドボディ１００は、車両のサイドドア（フロントドア１０２およびリヤドア１０４）の下を車体前後方向に延びる車両用サイドシル構造（以下、「サイドシル」という）１０６を有している。
【００２１】
このサイドシル１０６の前端部、中央部、および後部には、車体上下方向に延びるフロントピラー１０８、センターピラー１１０、およびリヤピラー１１２の下端部が接合されている。また、これらフロントピラー１０８、センターピラー１１０、およびリヤピラー１１２の上端部は、車体前後方向に延びるルーフサイドレール１１４に接合されている。
【００２２】
リヤピラー１１２の下方には、リヤホイールハウス１１６が設けられている。また、車内底部には、メインフロア１１８およびリヤフロア１２０が設けられている。また、左右一対のサイドシル（図１では右側のサイドシル１０６のみ表示）を接続するように、車幅方向にクロスメンバ１２２が横設されている。
【００２３】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。同図３において、サイドシル１０６は、車内側の面を構成するサイドシルインナパネル１２４と、サイドシルインナパネル１２４の車外側に接合されるサイドシルストレングス１２５とを有している。さらに、このサイドシルストレングス１２５の車外側には、サイドシル１０６の車外側の面を構成するサイドボディアウタパネル１２６が接合されている。これらの接合には、スポット溶接が用いられている。
【００２４】
サイドシルインナパネル１２４は、車内側に突出する断面ハット形状を有している。このサイドシルインナパネル１２４は、車内側に突出するインナ突出部１２４ａと、このインナ突出部１２４ａの上側に延設された上フランジ部１２４ｂおよび下側に延設された下フランジ部１２４ｃとを有している。
【００２５】
サイドシルストレングス１２５は、車外側に突出する断面ハット形状を有している。このサイドシルストレングス１２５は、車外側に突出する突出部１２５ａと、この突出部１２５ａの上側に延設された上フランジ部１２５ｂおよび下側に延設された下フランジ部１２５ｃとを有している。
【００２６】
サイドボディアウタパネル１２６は、車外側に突出する断面湾曲形状を有している。このサイドボディアウタパネル１２６は、車外側に突出するアウタ突出部１２６ａと、このアウタ突出部１２６ａの上側に延設された上フランジ部１２６ｂおよび下側に延設された下フランジ部１２６ｃとを有している。
【００２７】
また、サイドシルインナパネル１２４の上フランジ部１２４ｂ、サイドシルストレングス１２５の上フランジ部１２５ｂ、およびサイドボディアウタパネル１２６の上フランジ部１２６ｂは、スポット溶接により一体的に接合されている。同様に、サイドシルインナパネル１２４の下フランジ部１２４ｃ、サイドシルストレングス１２５の下フランジ部１２５ｃ、およびサイドボディアウタパネル１２６の下フランジ部１２６ｃは、スポット溶接により一体的に接合されている。
【００２８】
こうして、サイドシルインナパネル１２４とサイドボディアウタパネル１２６との間に閉断面１２８を形成している。さらに、サイドシルインナパネル１２４とサイドシルストレングス１２５との間に閉断面１３０を形成している。こうして、断面係数の大きい閉断面１２８、１３０として、前面衝突またはオフセット衝突時の強度を確保しながら、受ける荷重を吸収することができる。なお、これにより、例えば車両の側面から外力を受けた場合にも、サイドシル１０６の変形を最小限に抑制して乗員の安全を確保することができる。
【００２９】
図４は、サイドシルストレングス１２５の正面図である。本実施形態では、サイドシルストレングス１２５は、車体前方から後方へ順次接合（例えばレーザー溶接）された前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の３つの部材を含んでいる。また、これら３つの部材１２５−１〜１２５−３の板厚（ｔ１、ｔ２、ｔ３）は、前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の順で次第に小さくなっている。なお、接合方法はレーザー溶接に限らない。例えば、スポット溶接等であってもよい。
【００３０】
具体的には、前部部材１２５−１の板厚ｔ１は１．２０ｍｍ、中部部材１２５−２の板厚ｔ２は１．００ｍｍ、後部部材１２５−３の板厚ｔ３は０．８０ｍｍである。ただし、これらの数値は一例であり、これに限定されない。
【００３１】
本実施形態によれば、３分割したサイドシルストレングス１２５のうち、前面衝突またはオフセット衝突に対して強度が最も必要とされる前部部材１２５−１の板厚ｔ１を最も大きくし、高い引張強さを確保した。一方、かかる衝突に対してそれほど強度が必要とされない後方の中部部材１２５−２および後部部材１２５−３は、順次板厚ｔ２、ｔ３を小さくすることで、材料費を低減するとともに車体の軽量化を図った。すなわち、本発明の特徴は、部材の板厚すなわち強度をこのように、適材適所に変更したことにある。
【００３２】
例えば、前面衝突またはオフセット衝突時には、サイドシルストレングス１２５に加わる荷重が車体前方から後方に行くに従い、途中で各種部材により弱められる。このため、サイドシルストレングス１２５を構成する部分のうち、前方の部材ほど強い強度を必要とする。そこで、前部部材１２５−１の板厚ｔ１を最大として安全性を強化しつつ軽量化を図ることができる。さらに、サイドシルストレングス１２５を３分割という多数の部材に分割したことで、後述するように部材間の高さ寸法が異なっていても、同じ鋼板からの材料取りの際の歩留まりが向上して経済的である。
【００３３】
また、本実施形態では、３つの部材は前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３の順で次第に引張強さが小さくなるようにしている。一般に、前述したように、前面衝突またはオフセット衝突時には、サイドシルストレングス１２５に加えられる荷重は、車体前方から後方に行くに従い途中で各種部材により弱められる。このため、引張強さが最も必要とされる前部部材１２５−１からそれほど必要とされない後方の中部部材１２５−２および後部部材１２５−３に向けて、引張強さが次第に小さくなる材料を用いた。これにより、サイドシルストレングス１２５の強度を適材適所に変化させることができる。
【００３４】
次に、本実施形態では、前部部材１２５−１はフロントピラー１０８の下端部からセンターピラー１１０の下端部の手前までの長さを有する。また、中部部材１２５−２は前部部材１２５−１の後端からリヤドア１０４の下端中央までの長さを有する。さらに、後部部材１２５−３は中部部材１２５−２の後端からリヤホイールハウス１１６までの長さを有する。
【００３５】
このように、サイドシルストレングス１２５を３つの部材に分割したので、設計の際に各部材の材料、形状、板厚等をきめ細かく設定することができる。こうして、各部材に好適な材料、形状、板厚等を選択して、安全性の確保と車体の軽量化等を図ることができる。なお、本実施形態では、センターピラー１１０の下端部に中部部材１２５−２の略中心が位置しているので、中部部材１２５−２は自身の強度の他、センターピラー１１０によっても補強される。
【００３６】
次に、図５は、サイドシルストレングス１２５の構成部材（前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、後部部材１２５−３）を材料取りする際の一例を示す正面図である。本実施形態では、前部材料１３５から前部部材１２５−１を材料取りし、中部材料１３６から中部部材１２５−２を材料取りし、後部材料１３７から後部部材１２５−３を材料取りしている。
【００３７】
ただし、まず、これら前部材料１３５、中部材料１３６、および後部材料１３７から材料取りされた３枚の部材を、レーザー溶接して１枚のブランク（半加工品）とする。その後、プレス加工により前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３が得られる。
【００３８】
また、図５では説明の便宜上、１枚の原材料板から前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３を材料取りしているように見える。しかし、実際は、前部材料１３５、中部材料１３６、後部材料１３７は、それぞれ材質、大きさの異なる別材料である。
【００３９】
前部材料１３５は、縦（Ｈ１）、横（Ｌ１）の矩形状（ａ−ｂ−ｆ−ｅ）の大きさの板材、中部材料１３６は、縦（Ｈ１）、横（Ｌ２）の矩形状（ｂ−ｃ−ｇ−ｆ）の大きさの板材、後部材料１３７は、縦（Ｈ２）、横（Ｌ３）の矩形状（ｃ−ｄ−ｉ−ｈ）の大きさの板材である。特に、後部材料１３７は後端に、上方に延びる鋭角部１３８を有している（すなわち、各部材間の高さ寸法が異なった部分を有している）。しかし、３分割により後部材料１３７の横の寸法（Ｌ３）が短くなったことで、材料取りを有利にすることができる。
【００４０】
一方、図６は、比較例の正面図であって、サイドシルストレングスが２分割の場合の２つの構成部材を材料取りする際の一例を示す正面図である。この比較例では、前部材料１４５から前部部材１２５−１を材料取りし、中後部材料１４６から中部部材１２５−２および後部部材１２５−３を材料取りしている。
【００４１】
この比較例では、前部材料１４５は、縦（Ｈ１）、横（Ｌ１）の矩形状（ａ−ｂ−ｆ−ｅ）の大きさの板材、中後部材料１４６は、縦（Ｈ２）、横（Ｌ２＋Ｌ３）の矩形状（ｂ−ｄ−ｉ−ｊ）の大きさの板材である。
【００４２】
本実施形態と比較例とを対比した場合、比較例の後部材料１４６を用意するためには、縦（Ｈ２）、横（Ｌ２＋Ｌ３）の大きさの板材を用意する必要がある。しかも、比較例では大きな面積の廃棄部分が生じる。これに対し、特に本実施形態の後部材料１３７は、横の寸法（Ｌ３）が小さくて済むため、材料の廃棄部分も少なくて済み、経済的にも有利である。また、比較例では、２種類の前部材料１４５と中後部材料１４６を用いているため、材質や板厚も２種類に限定されてしまう。
【００４３】
これに対し、本実施形態では、３つの部材の材料を必要な強度に応じて選定することができる。具体的には、前部部材１２５−１を引張強さ９８０ＭＰａ（板厚ｔ１＝１．２０ｍｍ）の高張力鋼板（ＪＡＣ９８０ＹＮ−４５／４５）で構成し、中部部材１２５−２を引張強さ４４０ＭＰａ（板厚ｔ２＝１．００ｍｍ）の一般構造用圧延鋼板（ＪＡＣ４４０ＷＮ−４５／４５）で構成した。また、後部部材１２５−３は、引張強さ２７０ＭＰａ（板厚ｔ３＝０．８０ｍｍ）の軟鋼板（ＪＡＣ２７０ＣＮ−４５／４５）で構成した。なお、ＪＡＣ（Ｊａｐａｎ Ａｃｃｒｅｄｉｔａｔｉｏｎ Ｃｏｕｎｃｉｌ）は日本認定機関協議会の略語である。
【００４４】
本実施形態では、サイドシルストレングス１２５を３分割の部材で構成したので、これらの各部材（前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、後部部材１２５−３）として、それぞれ異なる材料を用いることができる。これにより、各部材（前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、後部部材１２５−３）を、必要な引張強さに応じて材料を選択することができる。すなわち、強度が必要な部分には引張強さの大きい材料を用い、比較的に強度が低くてよい部分には引張強さが小さい材料を用いた。さらに、これら３つの部材１２５−１〜１２５−３を車体前方から後方へ順次一体的に接合することで、強度を適材適所に変化させて車体の軽量化等を図ることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、このサイドシルストレングス１２５を、前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、および後部部材１２５−３を予め接合したテーラードブランク材（Ｔａｉｌｏｒ Ｗｅｌｄｅｄ Ｂｌａｎｋ）で構成した。すなわち、板厚、材質、長さの異なる３つの部材（前部部材１２５−１、中部部材１２５−２、後部部材１２５−３）をプレス成形前に溶接し、１枚のブランク（半加工品）としたものを用いた。これにより、板厚等の異なる複数の鋼板をプレス成形前に溶接して用いることで、サイドシルストレングス１２５の強度を適材適所に変化させて車体の軽量化等を達成することができる。
【００４６】
以上、本実施形態によれば、前面衝突またはオフセット衝突等を考慮して、車体前方で強度が必要な部分には強くて板厚の大きい材料を用い、また中程度の強度が必要な部分には中程度の強さと板厚の材料を用い、さらに車体後方で強度が低くてよい部分には弱くて板厚の小さい材料を用いて、部材の強度を適材適所に変更することができた。
【００４７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、車両のサイドドアの下を車体前後方向に延びる車両用サイドシル構造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００…サイドボディ、１０２…フロントドア、１０４…リヤドア、１０６…サイドシル、１０８…フロントピラー、１１０…センターピラー、１１２…リヤピラー、１１４…ルーフサイドレール、１１６…リヤホイールハウス、１１８…メインフロア、１２０…リヤフロア、１２４…サイドシルインナパネル、１２４ａ…インナ突出部、１２４ｂ…上フランジ部、１２４ｃ…下フランジ部、１２５…サイドシルストレングス、１２５ａ…突出部、１２５ｂ…上フランジ部、１２５ｃ…下フランジ部、１２５−１…前部部材、１２５−２…中部部材、１２５−３…後部部材、１２６…サイドボディアウタパネル、１２６ａ…アウタ突出部、１２６ｂ…上フランジ部、１２６ｃ…下フランジ部、１２８…閉断面、１３０…閉断面、１３５…前部材料、１３６…中部材料、１３７…後部材料、１３８…鋭角部、１４５…前部材料、１４６…中後部材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のサイドドアの下を車体前後方向に延びる車両用サイドシル構造において、
当該車両用サイドシル構造の車内側の面を構成するサイドシルインナパネルと、
前記サイドシルインナパネルの車外側に接合されるサイドシルストレングスとを有し、
前記サイドシルストレングスは、
車体前方から後方へ順次接合された前部部材、中部部材、および後部部材の３つの部材を含み、
前記３つの部材の板厚は前部部材、中部部材、および後部部材の順で次第に小さくなることを特徴とする車両用サイドシル構造。
【請求項２】
前記３つの部材は前部部材、中部部材、および後部部材の順で次第に引張強さが小さくなることを特徴とする請求項１に記載の車両用サイドシル構造。
【請求項３】
前記前部部材を高張力鋼板で構成し、前記中部部材を一般構造用圧延鋼板で構成し、前記後部部材を軟鋼板で構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用サイドシル構造。
【請求項４】
前記前部部材はフロントピラー下端部からセンターピラー下端部の手前までの長さを有し、前記中部部材は前記前部部材の後端からリヤドアの下端中央までの長さを有し、前記後部部材は前記中部部材の後端からリヤホイールハウスまでの長さを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用サイドシル構造。
【請求項５】
前記サイドシルストレングスを、前記前部部材、前記中部部材、および前記後部部材を予め接合したテーラードブランク材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用サイドシル構造。
【請求項１】
車両のサイドドアの下を車体前後方向に延びる車両用サイドシル構造において、
当該車両用サイドシル構造の車内側の面を構成するサイドシルインナパネルと、
前記サイドシルインナパネルの車外側に接合されるサイドシルストレングスとを有し、
前記サイドシルストレングスは、
車体前方から後方へ順次接合された前部部材、中部部材、および後部部材の３つの部材を含み、
前記３つの部材の板厚は前部部材、中部部材、および後部部材の順で次第に小さくなることを特徴とする車両用サイドシル構造。
【請求項２】
前記３つの部材は前部部材、中部部材、および後部部材の順で次第に引張強さが小さくなることを特徴とする請求項１に記載の車両用サイドシル構造。
【請求項３】
前記前部部材を高張力鋼板で構成し、前記中部部材を一般構造用圧延鋼板で構成し、前記後部部材を軟鋼板で構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用サイドシル構造。
【請求項４】
前記前部部材はフロントピラー下端部からセンターピラー下端部の手前までの長さを有し、前記中部部材は前記前部部材の後端からリヤドアの下端中央までの長さを有し、前記後部部材は前記中部部材の後端からリヤホイールハウスまでの長さを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用サイドシル構造。
【請求項５】
前記サイドシルストレングスを、前記前部部材、前記中部部材、および前記後部部材を予め接合したテーラードブランク材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用サイドシル構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１４８５９０（Ｐ２０１２−１４８５９０Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６９６（Ｐ２０１１−６６９６）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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