車体側部構造
【課題】衝突時の車体剛性を確保しつつ、車体の軽量化を図ることを可能にするとともに、車体剛性の向上を図ることを可能にする。
【解決手段】屈曲部３２における内フランジと内壁との角部の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、フロントピラーロア部３１における内フランジと内壁との角部の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、屈曲部３２における内フランジと内壁との角部を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部３２における外壁と外フランジとの角部を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定される。
【解決手段】屈曲部３２における内フランジと内壁との角部の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、フロントピラーロア部３１における内フランジと内壁との角部の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、屈曲部３２における内フランジと内壁との角部を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部３２における外壁と外フランジとの角部を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の側部を外方から覆うサイドパネルアウタを備えた車体側部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体側部構造は、少なくとも１つのドア開口が形成されたサイドパネルアウタとサイドパネルインナとを閉断面をなすよう接合してなる。サイドパネルアウタをドア開口後方部位にて車両前後に分割するときに、サイドパネルアウタの前部が高張力鋼板（ＳＰＣ５９０ 板厚ｔ＝０．８〜１．６）にて形成され、サイドパネルアウタの後部が通常の普通鋼板（ＳＰＣ２７０、板厚ｔ０．６〜０．７５）にて形成される。
【０００３】
ここで、ＳＰＣは冷間圧延鋼板、ＳＰＣ５９０は引張強度５９０Ｎ／ｍｍ２ （ＭＰａ）以上の冷間圧延鋼板（高張力鋼板）、ＳＰＣ２７０は引張強度２７０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板（普通鋼板）をいう。なお、引張強度３４０Ｎ／ｍｍ２ 以上の鋼板が高張力鋼板、高張力鋼板以外の鋼板が普通鋼板と呼ばれる。
【０００４】
この車体側部構造によれば、サイドパネルアウタの前部を高張力鋼板にすることによりリインフォースメント（補強材）を廃止して、車体側部構造の軽量化が可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３４９５７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１の車体側部構造は、サイドパネルアウタの前部が高張力鋼板が用いられている。高張力鋼板は、引張強度が増大する程、硬く脆い性質がある。従って、特許文献１の車体側部構造では、プレス成形において、例えば、ルーフレールの側壁下方のドア上縁との見切り部の角部、や上方のルーフモール溝部の側壁の角部などの、断面角Ｒ形状が小さい部分に亀裂が発生する虞がある。
【０００７】
衝突時の車体剛性を確保しつつ、車体側部構造を一層軽量化するためには、ＳＰＣ５９０よりも引張強度の高い、例えばＳＰＣ９８０以上の高張力鋼板の採用が望まれる。この場合には、さらにプレス成形が困難となる。
【０００８】
本発明は、衝突時の車体剛性を確保しつつ、車体の軽量化を図ることができるとともに、車体剛性の向上を図ることができる車体側部構造を提供することを課題とする。また、プレス成形時の成形性の向上を図ることができるとともに、プレス成形時の品質の安定を図ることができる車体側部構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、車体の側部を外方から覆うサイドパネルアウタを備えた車体側部構造において、サイドパネルアウタに、少なくともフロントピラーの下部を構成する略垂直に形成されたフロントピラーロア部と、サイドシルを構成する車体前後方向に延ばされたサイドシル部と、これらのサイドシル部及びフロントピラーロア部を略Ｌ字状に連結する屈曲部と、を備え、これらの屈曲部、サイドシル部及びフロントピラーロア部が、高張力鋼板の冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成され、ハット断面形状が、車体内側に形成され且つドア開口に沿わせて形成される内フランジと、この内フランジから車幅外方に向かう内壁と、この内壁から車幅外面に沿って形成される側壁と、この側壁から車幅内方に向かう外壁と、この外壁から垂下する外フランジと、からなり、屈曲部における内フランジと内壁との角部の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、フロントピラーロア部における内フランジと内壁との角部の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、屈曲部における内フランジと内壁との角部を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部における外壁と外フランジとの角部を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、屈曲部の断面深さを一定とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、サイドシル部に、凹みビード形状を付与することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、サイドシル部における外壁の傾斜角度を、屈曲部における外壁より緩やかに形成することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、内壁と側壁との角部の断面視での半径は、屈曲部ではドアシールに沿った形状とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、車体側部構造に、車体の側部を外方から覆うサイドパネルアウタを備える。
サイドパネルアウタに、少なくともフロントピラーの下部を構成する略垂直に形成されたフロントピラーロア部と、サイドシルを構成する車体前後方向に延ばされたサイドシル部と、これらのサイドシル部及びフロントピラーロア部を略Ｌ字状に連結する屈曲部と、を備える。
屈曲部、サイドシル部及びフロントピラーロア部が、高張力鋼板の冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成されたので、リインフォースメント（補強材）を廃止し、車体の軽量化を図ることができるとともに、車体剛性の向上を図ることができる。
さらに、ハット断面形状が、車体内側に形成され且つドア開口に沿わせて形成される内フランジと、この内フランジから車幅外方に向かう内壁と、この内壁から車幅外面に沿って形成される側壁と、この側壁から車幅内方に向かう外壁と、この外壁から垂下する外フランジと、からなり、屈曲部における内フランジと内壁との角部の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、フロントピラーロア部における内フランジと内壁との角部の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、屈曲部における内フランジと内壁との角部を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部における外壁と外フランジとの角部を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定されたので、ハット断面形状を構成する内壁、側壁及び外壁の断面における長さを断面長さとするときに、屈曲部における断面長さを、フロントピラーロア部における断面長さに近い値にすることができる。これにより、冷間プレス成形時の屈曲部への材料流れをスムーズにして屈曲部での亀裂を防止することができる。この結果、高張力鋼板を用いるサイドパネルアウタの屈曲部の冷間プレスが可能となり、車体強度の向上を図ることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、屈曲部の断面深さを一定としたので、断面長さの変化を抑制することができる。これにより、プレス成形が容易となる。すなわち、屈曲部の断面深さを一定としたので、プレス成形時の成形性の向上を図ることができるとともに、プレス成形時の品質の安定を図ることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、サイドシル部に、凹みビード形状を付与したので、サイドシル部の形状の安定化を図ることができる。これにより、プレス成形後のサイドシル部の変形を防止することができるとともに、屈曲部の形状を安定させることができる。
さらに、サイドシル部に、凹みビード形状を付与し、プレス成形後のサイドシル部の変形を防止することで、サイドパネルアウタの他の部分の形状安定化に寄与することができる。なお、サイドシル部の強度及び剛性の向上にも寄与する。
【００１７】
請求項４に係る発明では、サイドシル部における外壁の傾斜角度を、屈曲部における外壁より緩やかに形成することで、材料の流れを改善し、屈曲部における外フランジのシワを抑制することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明では、内壁と側壁との角部の断面視での半径は、屈曲部ではドアシールに沿った形状としたので、ドアシールが容易になるとともに、角部のＲが緩やかになり、サイドパネルアウタの成形性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る車体側部構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示される車体側部構造のサイドパネルアウタの斜視図である。
【図３】図１に示される車体側部構造のサイドシルの断面図である。
【図４】図１に示される車体側部構造のフロントピラーの断面図である。
【図５】図１に示される車体側部構造のサイドパネルアウタの斜視図である。
【図６】図１に示される車体側部構造のサイドパネルアウタの側面図である。
【図７】図６の７−７線断面図である。
【図８】図６の８−８線断面図である。
【図９】図６の９−９線断面図である。
【図１０】図７に示されたフロントピラーロア部の断面長さの説明図である。
【図１１】図８に示された屈曲部の断面長さの説明図である。
【図１２】図９に示されたサイドシル部の断面長さの説明図である。
【図１３】成形前と成形後における周長差の検討図である。
【図１４】本発明に係る車体側部構造の比較検討図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施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。
【実施例】
【００２１】
図１〜図４に示されたように、車体側部構造１０は、車体の側面を覆うサイドパネルアウタ１４と、このサイドパネルアウタ１４のサイドシル部３３を外方から覆うサイドシルガーニッシュ１５と、を備える。
サイドパネルアウタ１４は、サイドパネルインナ１９と閉断面をなすように接合される。
サイドパネルインナ１９は、サイドシルインナ２１、フロントピラインナ２７（フロントピラーロアインナ２２を含む）、センタピラーインナ２５、リヤピラーインナ２６を有する。
【００２２】
サイドパネルアウタ１４は、サイドシルインナ２１を車体外方から覆うサイドシル部３３と、フロントピラーロアインナ２２を車体外方から覆うフロントピラーロア部３１と、センタピラーインナ２５を車体外方から覆うセンタピラー部３５と、リヤピラーインナ２６を車体外方から覆うリヤピラー部３６と、フロントピラーインナ２７の傾斜部２８及びルーフレールインナ２９を車体外方から覆うルーフレール部３７と、ルーフレール部３７を内側から補強するルーフレールスチフナ３８と、からなる。
【００２３】
サイドシル部３３は、車体前後方向に直線的に延ばされる。フロントピラーロア部３１は、サイドシル部３３の前端から略垂直に立ち上げられる。
サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１は、屈曲部３２を介して一体的に形成される。すなわち、フロントピラーロア部３１、屈曲部３２及びサイドシル部３３は、Ｌ字部材４１を構成する。
【００２４】
センタピラー部３５は、サイドシル部３３の中間から略垂直にＩ字状に延ばされる部材である。ルーフレール部３７及びリヤピラー部３６は、同一の材料で一体的に形成される複合部材４２である。ルーフレールスチフナ３８は、ルーフレール部３７に沿わせて形成される。
【００２５】
すなわち、サイドパネルアウタ１４は、別体で形成されたＬ字部材４１、複合部材４２、センタピラー部３５及びルーフレールスチフナ３８が接合されて形成される。
【００２６】
図３に示されたように、サイドシル１６は、サイドパネルアウタ１４のサイドシル部３３と、このサイドシル部３３が合わせられ、閉断面が形成されるサイドシルインナ２１とからなる。サイドシル１６には、サイドシル部３３の側壁７３及び外壁７４を覆うサイドシルガーニッシュ１５が設けられる。
【００２７】
図４に示されたように、フロントピラーロア１７は、サイドパネルアウタ１４のフロントピラーロア部３１と、このフロントピラーロア部３１が合わされ閉断面が形成されるフロントピラーロアインナ２２とからなる。
【００２８】
図１〜図４に示されたように、車体側部構造１０では、車体の前後方向に延ばされたサイドシルインナ２１と、このサイドシルインナ２１の先端から上方に立ち上げられたフロントピラーロアインナ２２とを少なくとも備え、これらのフロントピラーロアインナ２２及びサイドシルインナ２１に車幅外方からサイドパネルアウタ１４で覆われる。
【００２９】
図５〜図６に示されるように、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１が一体的に形成されるＬ字部材４１は、ＳＰＣ９８０等、高張力鋼板の冷間圧延鋼板で形成される。
【００３０】
ＳＰＣとは冷間圧延鋼板、ＳＰＣ９８０は、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ （ＭＰａ）を超える冷間圧延鋼板をいう。また、ＳＰＣ５９０は、引張強度５９０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板、ＳＰＣ２７０は、引張強度２７０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板をいう。
ところで、引張強度３４０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板を高張力鋼板、引張強度２７０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板は、高張力鋼板に対して普通鋼板と呼ばれる。
【００３１】
ところで、高張力鋼板は、上記に示したように材料の引張強度は高い。すなわち、高張力鋼板を使用することで、製品の強度を高めることができる。これにより、従来使用していたスチフナを省いたり、材料の板厚を薄くすることで、製品の軽量化やコストの低減を図ることができる。サイドパネルアウタ内部にリインフォースメント（スチフナ）を設けれる場合には、車体重量の増加を招くことになる。
一方、高張力鋼板は、材料の延展性については普通鋼板に劣る。そのため、人が見るようなサイドパネルアウタなどの外観部は、デザイン上、曲げＲが小さく設定される部位を有し、高張力鋼板は使用されなかった。主に、高張力鋼板は、サイドパネルアウタ内部のリインフォースメントに使用されていた。
【００３２】
図５〜図１２に示されたように、サイドパネルアウタ１４のＬ字部材４１は、フロントピラー１８の下部を構成する略垂直に形成されたフロントピラーロア部（垂直部）３１と、サイドシル１６を構成する車体前後方向に延ばされたサイドシル部（水平部）３３と、これらのサイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１を略Ｌ字状に連結する屈曲部３２と、を備える。
【００３３】
屈曲部３２、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１は、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成される。
【００３４】
すなわち、ハット断面形状（フロントピラーロア部３１、屈曲部３２及びサイドシル部３３）は、車体内側に形成され且つドア開口４４に沿わせて形成される内フランジ５１，６１，７１と、内フランジ５１，６１，７１から車幅外方に向かう内壁（内面）５２，６２，７２と、この内壁５２，６２，７２から車幅外面に沿って形成される側壁（側面部）５３，６３，７３と、側壁５３，６３，７３から車幅内方に向かう外壁（外面）５４，６４，７４と、外壁５４，６４，７４から垂下する外フランジ５５，６５，７５と、から構成される。
【００３５】
ここで、フロントピラーロア部３１における、内フランジ５１と内壁５２との角部５６の曲げＲ（断面視での半径）をＦａ、内壁５２と側壁５３との角部（稜線）５７の曲げＲ（断面視での半径）をＦｂ、側壁５３と外壁５４との角部（稜線）５８の曲げＲ（断面視での半径）をＦｃ、外壁５４と外フランジ５５との角部５９の曲げＲ（断面視での半径）をＦｄとする。
【００３６】
また、屈曲部３２における、内フランジ６１と内壁６２との角部６６の曲げＲ（断面視での半径）をＫａ、内壁６２と側壁６３との角部（稜線）６７の曲げＲ（断面視での半径）をＫｂ、側壁６３と外壁６４との角部（稜線）６８の曲げＲ（断面視での半径）をＫｃ、外壁６４と外フランジ６５との角部６９の曲げＲ（断面視での半径）をＫｄとする。
曲げＲ（断面視での半径）をＫｂは、二点鎖線で示すドアシール４３に沿わせた半径に設定した。
【００３７】
さらに、サイドシル部３３における、内フランジ７１と内壁７２との角部７６の曲げＲ（断面視での半径）をＳａ、内壁７２と側壁７３との角部（稜線）７７の曲げＲ（断面視での半径）をＳｂ、側壁７３と外壁７４との角部（稜線）７８の曲げＲ（断面視での半径）をＳｃ、外壁７４と外フランジ７５との角部の曲げＲ（断面視での半径）をＳｄとする。
【００３８】
一例としてＦａ＝Ｒ１８（半径１８ｍｍ）に設定され、Ｋａ＝Ｒ２４（半径２４ｍｍ）に設定され、Ｓａ＝Ｒ１５（半径１５ｍｍ）に設定される。なお、Ｆａ＝Ｒ１８、Ｋａ＝Ｒ２４及びＳａ＝Ｒ１５の値は、それぞれ±２０％を許容範囲として考えられる。
また、Ｆｂ＝Ｋｂ＝Ｓｂ＝Ｒ１８（半径１８ｍｍ）、一定に形成される。Ｆｃ＝Ｋｃ＝Ｓｃ＝Ｒ１８（半径１８ｍｍ）一定に形成される。Ｆｄ＝Ｋｄ＝Ｓｄ＝Ｒ１８（半径１８ｍｍ）一定に形成される。
【００３９】
すなわち、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の断面視での半径を屈曲部断面半径（曲げＲ）Ｋａ、フロントピラーロア部３１における内フランジ５１と内壁５２との角部５６の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径（曲げＲ）Ｆａとするときに、屈曲部断面半径（曲げＲ）Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径（曲げＲ）Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成される。
【００４０】
屈曲部３２では、材料を積極的に流入させたい部分である。従って、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の曲げＲ（Ｋａ＝Ｒ２４）を、フロントピラーロア部３１の曲げＲ（Ｆａ＝Ｒ１８）や、サイドシル部３３の曲げＲ（Ｓａ＝Ｒ１５）よりも大きく設定した。これにより、屈曲部３２への材料流れを容易にして、内フランジ６１と内壁６２との角部６６、内壁６２と側壁６３との角部（稜線）６７、側壁６３と外壁６４との角部（稜線）６８及び外壁６４と外フランジ６５との角部６９の亀裂を防止するとともに、内フランジ６１の亀裂や外フランジ６５のフランジシワも同時に抑制する。
【００４１】
図５に示されたように、サイドシル部３３の内壁７２の高さを、サイドシル部３３の断面幅Ｄｓとするときに、Ｄｓは一定に形成される。一例としてＤｓ＝６１ｍｍに形成される。Ｄｓの値は、±３０％を許容範囲として考えられる。
【００４２】
サイドシル部３３の断面深さを一定にしてフロントピラーロア部３１に繋げることで、キレツの発生しやすい屈曲部３２への材料流れを容易にし、且つ後述する断面長さの変化を抑制する。これにより、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１が一体的に形成されるＬ字部材４１の、ＳＰＣ９８０等、高張力鋼板の冷間圧延鋼板での成形が可能となる。
【００４３】
図１０〜図１２に示されたように（図７〜図９も参照）、フロントピラーロア部３１における、内壁５２、側壁５３、外壁５４を構成する板材の中心の長さ（曲げ半径Ｆａ〜Ｆｄを含む）ｆ１〜ｆ７の合計を断面長さ（断面展開長さ）Ｌ１とする。また、屈曲部３２における、内壁６２、側壁６３、外壁６４を構成する板材の中心の長さ（曲げ半径Ｋａ〜Ｋｄを含む）ｋ１〜ｋ７の合計を断面長さ（断面展開長さ）Ｌ２とする。さらに、サイドシル部３３における、内壁７２、側壁７３、外壁７４を構成する板材の中心の長さ（曲げ半径Ｓａ〜Ｓｄを含む）ｓ１〜ｓ７の合計を、断面長さ（断面展開長さ）Ｌ３とする。
【００４４】
このときに、本発明に係る車体側部構造１０では、断面長さ（断面展開長さ）Ｌ１〜Ｌ３をほぼ一定に近づけるようにした。
屈曲部３２の断面深さＤｋ（図５参照）を一定とした。先に示したサイドシル部３３の断面深さＤｓとの関係はＤｓ≒Ｄｋである。
【００４５】
また、フロントピラーロア部３１における側壁５３と外壁５４とのなす角度を傾斜角度θＦ、屈曲部３２における側壁６３と外壁６４とのなす角度を傾斜角度θＫ、サイドシル部３３における側壁７３と外壁７４とのなす角度を傾斜角度θＳとする。このときに、傾斜角度θＦ、θＫ、θＳの関係は、θＦ＞θＫ＞θＳに形成される。
【００４６】
すなわち、サイドシル部３３の外壁７４は、フロントピラーロア部３１及び屈曲部３２における外壁５４，６４に比べて傾斜が緩やかに形成される。
【００４７】
さらに、サイドシル部３３の側壁７３には凹みビード８３が形成される。これは、サイドシル部３３の断面長さ（断面展開長さ）を、フロントピラーロア部３１及び屈曲部３２に近づけるための配慮と、サイドシル部３３の形状の安定性を保つための配慮である。
【００４８】
なお、図３に示されたように、サイドシル部３３の側壁７３にはサイドシルガーニッシュ１５を取付けるので、凹みビード８３を隠すことができる。
【００４９】
図６に示されたように、側面視で屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の半径を内周半径Ｎａ、側面視で屈曲部３２における外壁６４と外フランジ６５との角部６９の半径を外周半径Ｇａとする。一例として、Ｎａ＝Ｒ１５０（半径１５０ｍｍ）に設定され、Ｇａ＝Ｒ１００（半径１００ｍｍ）に設定される。Ｎａ＝Ｒ１５０及びＧａ＝Ｒ１００の値は、それぞれ±２０％を許容範囲と考えられる。
【００５０】
すなわち、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部３２における外壁６４と外フランジ６５との角部６９を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定される。
【００５１】
これにより、屈曲部３２における断面長さ（断面展開長さ）Ｌ２を角度Ａ１の範囲で緩やかに変化できるようにした。屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の曲げＲ（Ｋａ＝２４）を、フロントピラーロア部３１の曲げＲ（Ｆａ＝Ｒ１８）や、サイドシル部３３の曲げＲ（Ｓａ＝Ｒ１５）よりも大きく設定したことと相まって、材料の流れを促進することができる。これにより、屈曲部３２のフランジシワや亀裂を抑制することができる。
【００５２】
図１３（ａ）に示されるように、ブランク材９１は、矩形の板材の一つのコーナに、所定の半径Ｒｋにて円弧形状の切り欠き部９２を形成したものである。ブランク材９１の円弧形状の円周の長さを周長Ｂ１とするときに、周長Ｂ１はＢ１＝２πＲｋで表せる。ブランク材９１の円弧形状の切り欠き部９２に沿わせて図１３（ｂ）に、所定深さｄ１の絞り成形を施した絞り加工後の製品９４が示される。例えば、円弧形状の切り欠き部９２の半径の移動量がＥとする場合に、絞り加工後の円弧状の切り欠き部９３の半径はＲｋ＋Ｅで表せる。従って、絞り加工後の円弧形状の円周の長さを周長Ｂ２とするときに、周長Ｂ２はＢ２＝２π（Ｒｋ＋Ｅ）で表せる。
【００５３】
例えば、Ｅが実測値で５０ｍｍのときに、Ｒｋを１００に設定すると、成形前の周長Ｂ１はＢ１＝２π×１００、成形後の周長Ｂ２はＢ２＝２π×１５０となり、成形後に周長は５０％変化する。Ｒを２００に設定すると、成形前の周長Ｂ１はＢ１＝２π×２００、成形後の周長Ｂ２はＢ２＝２π×２５０となり、成形後に周長は２５％の変化でおさまる。すなわち、初期のＲ値が大きい方が、成形前後での周長差を小さくすることができると考えられる。
【００５４】
以上の検討結果から、本願の車体側部構造１０では、図６に示されたように、側面視で屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の半径を内周半径Ｎａを、Ｎａ＝Ｒ１５０（半径１５０ｍｍ）に設定した。
【００５５】
図１４（ａ）に比較例のＬ字部材（アウタサイドパネル）２００が示される。比較例のＬ字部材（アウタサイドパネル）２００は、サイドシル部２０３及びフロントピラーロア部２０１が一体的に形成される。Ｌ字部材２００は、ＳＰＣ２７０（引張強度２７０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板）等で成形される従来構造のＬ字部材の金型を用いて、ＳＰＣ９８０（引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板）を使用してプレス形成された試作サンプルである。
【００５６】
ＳＰＣ９８０を用いて、従来構造のＬ字部材（サイドパネルアウタ）の金型を使用してプレス成形する。このＬ字部材２００は、ハット断面形状で稜線を含む４つ断面Ｒ部２０４ａ〜２０４ｄを有し、それぞれ周長に沿って同一曲げＲとして設計されている。先にも説明したように、ＳＰＣ９８０は延性が低いのでプレス成形時に、屈曲部２０２の内側における断面Ｒ部２０４の材料流れが抑制される。
【００５７】
すなわち、フロントピラーロア部２０１の内側から、屈曲部２０２の内側へ向け材料流れが抑制される。Ｌ字部材（アウタサイドパネル）２００では、屈曲部２０２の内フランジ２０５と内壁２１１との角部（断面Ｒ部）２０４ｄの内周ＲｕがＲ１３２（実施例の内周ＮａはＲ１５０に設定）、外周ＲｓがＲ５０である。内フランジ２０５と内壁２１１との角部（断面Ｒ部）２０４ｄの内周Ｒｕが実施例の内周Ｎａに比べ小さいため、成形の前後での周長差は大きい。よって、内フランジ２０５の内側でのフランジキレツ２０６が発生した。さらに、断面深さが一定でないため屈曲部２０２での周方向の凸部分断面長さの変化が大きく、断面Ｒ部２０４ａ〜２０４ｄの小さいことと合わさり、材料流れが阻害されフランジシワ２０９や亀裂２０７，２０８が発生した。
【００５８】
図１４（ｂ）に示されたように、実施例の車体側部構造１０では、屈曲部３２、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１が、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成される。また、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成される。内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定される。
【００５９】
実施例の車体側部構造１０では、屈曲部３２、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１が、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成されたので、リインフォースメント（補強材）を廃止し、車体の軽量化を図ることができるとともに、車体剛性の向上を図ることができる。
【００６０】
さらに、ハット断面形状が、車体内側に形成され且つドア開口４４に沿わせて形成される内フランジ５１，６１，７１と、内フランジ５１，６１，７１から車幅外方に向かう内壁（内面）５２，６２，７２と、この内壁５２，６２，７２から車幅外面に沿って形成される側壁（側面部）５３，６３，７３と、側壁５３，６３，７３から車幅内方に向かう外壁（外面）５４，６４，７４と、外壁５４，６４，７４から垂下する外フランジ５５，６５，７５と、からなり、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、フロントピラーロア部３１における内フランジ５１と内壁５２との角部５６の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部３２における外壁６４と外フランジ６５との角部６９を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定されたので、例えば、ハット断面形状を構成する内壁５２，６２，７２、側壁５３，６３，７３及び外壁５４，６４，７４の断面における長さを断面長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３とするときに、屈曲部３２における断面長さＬ２を、フロントピラーロア部３１における断面長さＬ１に近い値にすることができる。
【００６１】
これにより、冷間プレス成形時の屈曲部３２への材料流れをスムーズにして屈曲部３２での亀裂を防止することができる。この結果、高張力鋼板を用いるサイドパネルアウタ１４の屈曲部３２の冷間プレスが可能となり、車体強度の向上を図ることができる。
【００６２】
また、屈曲部３２の断面深さＤｋを一定としたので、断面長さの変化を抑制することができる。これにより、プレス成形が容易となる。すなわち、屈曲部３２の断面深さＤｋを一定としたので、プレス成形時の成形性の向上を図ることができるとともに、プレス成形時の品質の安定を図ることができる。
【００６３】
サイドシル部３３に、凹みビード（形状）８３を付与したので、サイドシル部３３の形状の安定化を図ることができる。これにより、プレス成形後のサイドシル部３３の変形を防止することができるとともに、屈曲部３２の形状を安定させることができる。
【００６４】
さらに、サイドシル部３３に、凹みビード（形状）８３を付与し、プレス成形後のサイドシル部３３の変形を防止することで、サイドパネルアウタ１４の他の部分の形状安定化に寄与することができる。なお、サイドシル部３３の強度及び剛性の向上にも寄与する。
【００６５】
サイドシル部３３における外壁７４の傾斜角度θＳを、屈曲部３２における外壁６４より緩やかに形成することで、材料の流れを改善し、屈曲部３２における外フランジ６５のシワを抑制することができる。
【００６６】
車体側部構造１０では、内壁６２と側壁３３との角部の断面視での半径Ｋｂは、屈曲部３２ではドアシールに沿った形状としたので、ドアシールが容易になるとともに、角部のＲが緩やかになり、サイドパネルアウタの成形性の向上を図ることができる。
【００６７】
尚、本発明に係る車体側部構造１０は、図２に示すように、フロントピラーロア部３１と、サイドシル部３３と、これらのサイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１に連続的に形成される屈曲部３２に、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板が用いられたが、これに限るものではなく、他の部分にも引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板を用いることを妨げるものではない。
【００６８】
本発明に係る車体側部構造１０は、図３に示すように、サイドシル部３３の内壁７２及び外壁７４に凹みビード８３形状を付与したが、これに限るものではなく、サイドシル部３３の他の部分に凹みビード形状を付与するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明に係る車体側部構造は、車体の前後方向に延ばされたサイドシルインナと、このサイドシルインナの先端から上方に立ち上げられたフロントピラーインナとを少なくとも備え、これらのフロントピラーインナ及びサイドシルインナに車幅外方から覆うサイドパネルアウタを備えた乗用車への適用に好適である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…車体側部構造、１４…サイドパネルアウタ、１６…サイドシル、１８…フロントピラー、３１…フロントピラーロア部、３２…屈曲部、３３…サイドシル部、５１，６１，７１…内フランジ、５２，６２，７２…内壁、５３，６３，７３…側壁、５４，６４，７４…外壁、５５，６５，７５…外フランジ、５６…角部、６６…角部、６９…角部、８３…凹みビード、Ｆａ…フロントピラーロア部断面半径、Ｇａ…外周半径、Ｋａ…屈曲部断面半径、Ｎａ…内周半径、θＳ…傾斜角度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の側部を外方から覆うサイドパネルアウタを備えた車体側部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体側部構造は、少なくとも１つのドア開口が形成されたサイドパネルアウタとサイドパネルインナとを閉断面をなすよう接合してなる。サイドパネルアウタをドア開口後方部位にて車両前後に分割するときに、サイドパネルアウタの前部が高張力鋼板（ＳＰＣ５９０ 板厚ｔ＝０．８〜１．６）にて形成され、サイドパネルアウタの後部が通常の普通鋼板（ＳＰＣ２７０、板厚ｔ０．６〜０．７５）にて形成される。
【０００３】
ここで、ＳＰＣは冷間圧延鋼板、ＳＰＣ５９０は引張強度５９０Ｎ／ｍｍ２ （ＭＰａ）以上の冷間圧延鋼板（高張力鋼板）、ＳＰＣ２７０は引張強度２７０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板（普通鋼板）をいう。なお、引張強度３４０Ｎ／ｍｍ２ 以上の鋼板が高張力鋼板、高張力鋼板以外の鋼板が普通鋼板と呼ばれる。
【０００４】
この車体側部構造によれば、サイドパネルアウタの前部を高張力鋼板にすることによりリインフォースメント（補強材）を廃止して、車体側部構造の軽量化が可能である（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３４９５７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１の車体側部構造は、サイドパネルアウタの前部が高張力鋼板が用いられている。高張力鋼板は、引張強度が増大する程、硬く脆い性質がある。従って、特許文献１の車体側部構造では、プレス成形において、例えば、ルーフレールの側壁下方のドア上縁との見切り部の角部、や上方のルーフモール溝部の側壁の角部などの、断面角Ｒ形状が小さい部分に亀裂が発生する虞がある。
【０００７】
衝突時の車体剛性を確保しつつ、車体側部構造を一層軽量化するためには、ＳＰＣ５９０よりも引張強度の高い、例えばＳＰＣ９８０以上の高張力鋼板の採用が望まれる。この場合には、さらにプレス成形が困難となる。
【０００８】
本発明は、衝突時の車体剛性を確保しつつ、車体の軽量化を図ることができるとともに、車体剛性の向上を図ることができる車体側部構造を提供することを課題とする。また、プレス成形時の成形性の向上を図ることができるとともに、プレス成形時の品質の安定を図ることができる車体側部構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、車体の側部を外方から覆うサイドパネルアウタを備えた車体側部構造において、サイドパネルアウタに、少なくともフロントピラーの下部を構成する略垂直に形成されたフロントピラーロア部と、サイドシルを構成する車体前後方向に延ばされたサイドシル部と、これらのサイドシル部及びフロントピラーロア部を略Ｌ字状に連結する屈曲部と、を備え、これらの屈曲部、サイドシル部及びフロントピラーロア部が、高張力鋼板の冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成され、ハット断面形状が、車体内側に形成され且つドア開口に沿わせて形成される内フランジと、この内フランジから車幅外方に向かう内壁と、この内壁から車幅外面に沿って形成される側壁と、この側壁から車幅内方に向かう外壁と、この外壁から垂下する外フランジと、からなり、屈曲部における内フランジと内壁との角部の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、フロントピラーロア部における内フランジと内壁との角部の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、屈曲部における内フランジと内壁との角部を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部における外壁と外フランジとの角部を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、屈曲部の断面深さを一定とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、サイドシル部に、凹みビード形状を付与することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、サイドシル部における外壁の傾斜角度を、屈曲部における外壁より緩やかに形成することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、内壁と側壁との角部の断面視での半径は、屈曲部ではドアシールに沿った形状とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、車体側部構造に、車体の側部を外方から覆うサイドパネルアウタを備える。
サイドパネルアウタに、少なくともフロントピラーの下部を構成する略垂直に形成されたフロントピラーロア部と、サイドシルを構成する車体前後方向に延ばされたサイドシル部と、これらのサイドシル部及びフロントピラーロア部を略Ｌ字状に連結する屈曲部と、を備える。
屈曲部、サイドシル部及びフロントピラーロア部が、高張力鋼板の冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成されたので、リインフォースメント（補強材）を廃止し、車体の軽量化を図ることができるとともに、車体剛性の向上を図ることができる。
さらに、ハット断面形状が、車体内側に形成され且つドア開口に沿わせて形成される内フランジと、この内フランジから車幅外方に向かう内壁と、この内壁から車幅外面に沿って形成される側壁と、この側壁から車幅内方に向かう外壁と、この外壁から垂下する外フランジと、からなり、屈曲部における内フランジと内壁との角部の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、フロントピラーロア部における内フランジと内壁との角部の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、屈曲部における内フランジと内壁との角部を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部における外壁と外フランジとの角部を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定されたので、ハット断面形状を構成する内壁、側壁及び外壁の断面における長さを断面長さとするときに、屈曲部における断面長さを、フロントピラーロア部における断面長さに近い値にすることができる。これにより、冷間プレス成形時の屈曲部への材料流れをスムーズにして屈曲部での亀裂を防止することができる。この結果、高張力鋼板を用いるサイドパネルアウタの屈曲部の冷間プレスが可能となり、車体強度の向上を図ることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、屈曲部の断面深さを一定としたので、断面長さの変化を抑制することができる。これにより、プレス成形が容易となる。すなわち、屈曲部の断面深さを一定としたので、プレス成形時の成形性の向上を図ることができるとともに、プレス成形時の品質の安定を図ることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、サイドシル部に、凹みビード形状を付与したので、サイドシル部の形状の安定化を図ることができる。これにより、プレス成形後のサイドシル部の変形を防止することができるとともに、屈曲部の形状を安定させることができる。
さらに、サイドシル部に、凹みビード形状を付与し、プレス成形後のサイドシル部の変形を防止することで、サイドパネルアウタの他の部分の形状安定化に寄与することができる。なお、サイドシル部の強度及び剛性の向上にも寄与する。
【００１７】
請求項４に係る発明では、サイドシル部における外壁の傾斜角度を、屈曲部における外壁より緩やかに形成することで、材料の流れを改善し、屈曲部における外フランジのシワを抑制することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明では、内壁と側壁との角部の断面視での半径は、屈曲部ではドアシールに沿った形状としたので、ドアシールが容易になるとともに、角部のＲが緩やかになり、サイドパネルアウタの成形性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る車体側部構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示される車体側部構造のサイドパネルアウタの斜視図である。
【図３】図１に示される車体側部構造のサイドシルの断面図である。
【図４】図１に示される車体側部構造のフロントピラーの断面図である。
【図５】図１に示される車体側部構造のサイドパネルアウタの斜視図である。
【図６】図１に示される車体側部構造のサイドパネルアウタの側面図である。
【図７】図６の７−７線断面図である。
【図８】図６の８−８線断面図である。
【図９】図６の９−９線断面図である。
【図１０】図７に示されたフロントピラーロア部の断面長さの説明図である。
【図１１】図８に示された屈曲部の断面長さの説明図である。
【図１２】図９に示されたサイドシル部の断面長さの説明図である。
【図１３】成形前と成形後における周長差の検討図である。
【図１４】本発明に係る車体側部構造の比較検討図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施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。
【実施例】
【００２１】
図１〜図４に示されたように、車体側部構造１０は、車体の側面を覆うサイドパネルアウタ１４と、このサイドパネルアウタ１４のサイドシル部３３を外方から覆うサイドシルガーニッシュ１５と、を備える。
サイドパネルアウタ１４は、サイドパネルインナ１９と閉断面をなすように接合される。
サイドパネルインナ１９は、サイドシルインナ２１、フロントピラインナ２７（フロントピラーロアインナ２２を含む）、センタピラーインナ２５、リヤピラーインナ２６を有する。
【００２２】
サイドパネルアウタ１４は、サイドシルインナ２１を車体外方から覆うサイドシル部３３と、フロントピラーロアインナ２２を車体外方から覆うフロントピラーロア部３１と、センタピラーインナ２５を車体外方から覆うセンタピラー部３５と、リヤピラーインナ２６を車体外方から覆うリヤピラー部３６と、フロントピラーインナ２７の傾斜部２８及びルーフレールインナ２９を車体外方から覆うルーフレール部３７と、ルーフレール部３７を内側から補強するルーフレールスチフナ３８と、からなる。
【００２３】
サイドシル部３３は、車体前後方向に直線的に延ばされる。フロントピラーロア部３１は、サイドシル部３３の前端から略垂直に立ち上げられる。
サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１は、屈曲部３２を介して一体的に形成される。すなわち、フロントピラーロア部３１、屈曲部３２及びサイドシル部３３は、Ｌ字部材４１を構成する。
【００２４】
センタピラー部３５は、サイドシル部３３の中間から略垂直にＩ字状に延ばされる部材である。ルーフレール部３７及びリヤピラー部３６は、同一の材料で一体的に形成される複合部材４２である。ルーフレールスチフナ３８は、ルーフレール部３７に沿わせて形成される。
【００２５】
すなわち、サイドパネルアウタ１４は、別体で形成されたＬ字部材４１、複合部材４２、センタピラー部３５及びルーフレールスチフナ３８が接合されて形成される。
【００２６】
図３に示されたように、サイドシル１６は、サイドパネルアウタ１４のサイドシル部３３と、このサイドシル部３３が合わせられ、閉断面が形成されるサイドシルインナ２１とからなる。サイドシル１６には、サイドシル部３３の側壁７３及び外壁７４を覆うサイドシルガーニッシュ１５が設けられる。
【００２７】
図４に示されたように、フロントピラーロア１７は、サイドパネルアウタ１４のフロントピラーロア部３１と、このフロントピラーロア部３１が合わされ閉断面が形成されるフロントピラーロアインナ２２とからなる。
【００２８】
図１〜図４に示されたように、車体側部構造１０では、車体の前後方向に延ばされたサイドシルインナ２１と、このサイドシルインナ２１の先端から上方に立ち上げられたフロントピラーロアインナ２２とを少なくとも備え、これらのフロントピラーロアインナ２２及びサイドシルインナ２１に車幅外方からサイドパネルアウタ１４で覆われる。
【００２９】
図５〜図６に示されるように、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１が一体的に形成されるＬ字部材４１は、ＳＰＣ９８０等、高張力鋼板の冷間圧延鋼板で形成される。
【００３０】
ＳＰＣとは冷間圧延鋼板、ＳＰＣ９８０は、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ （ＭＰａ）を超える冷間圧延鋼板をいう。また、ＳＰＣ５９０は、引張強度５９０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板、ＳＰＣ２７０は、引張強度２７０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板をいう。
ところで、引張強度３４０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板を高張力鋼板、引張強度２７０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板は、高張力鋼板に対して普通鋼板と呼ばれる。
【００３１】
ところで、高張力鋼板は、上記に示したように材料の引張強度は高い。すなわち、高張力鋼板を使用することで、製品の強度を高めることができる。これにより、従来使用していたスチフナを省いたり、材料の板厚を薄くすることで、製品の軽量化やコストの低減を図ることができる。サイドパネルアウタ内部にリインフォースメント（スチフナ）を設けれる場合には、車体重量の増加を招くことになる。
一方、高張力鋼板は、材料の延展性については普通鋼板に劣る。そのため、人が見るようなサイドパネルアウタなどの外観部は、デザイン上、曲げＲが小さく設定される部位を有し、高張力鋼板は使用されなかった。主に、高張力鋼板は、サイドパネルアウタ内部のリインフォースメントに使用されていた。
【００３２】
図５〜図１２に示されたように、サイドパネルアウタ１４のＬ字部材４１は、フロントピラー１８の下部を構成する略垂直に形成されたフロントピラーロア部（垂直部）３１と、サイドシル１６を構成する車体前後方向に延ばされたサイドシル部（水平部）３３と、これらのサイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１を略Ｌ字状に連結する屈曲部３２と、を備える。
【００３３】
屈曲部３２、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１は、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成される。
【００３４】
すなわち、ハット断面形状（フロントピラーロア部３１、屈曲部３２及びサイドシル部３３）は、車体内側に形成され且つドア開口４４に沿わせて形成される内フランジ５１，６１，７１と、内フランジ５１，６１，７１から車幅外方に向かう内壁（内面）５２，６２，７２と、この内壁５２，６２，７２から車幅外面に沿って形成される側壁（側面部）５３，６３，７３と、側壁５３，６３，７３から車幅内方に向かう外壁（外面）５４，６４，７４と、外壁５４，６４，７４から垂下する外フランジ５５，６５，７５と、から構成される。
【００３５】
ここで、フロントピラーロア部３１における、内フランジ５１と内壁５２との角部５６の曲げＲ（断面視での半径）をＦａ、内壁５２と側壁５３との角部（稜線）５７の曲げＲ（断面視での半径）をＦｂ、側壁５３と外壁５４との角部（稜線）５８の曲げＲ（断面視での半径）をＦｃ、外壁５４と外フランジ５５との角部５９の曲げＲ（断面視での半径）をＦｄとする。
【００３６】
また、屈曲部３２における、内フランジ６１と内壁６２との角部６６の曲げＲ（断面視での半径）をＫａ、内壁６２と側壁６３との角部（稜線）６７の曲げＲ（断面視での半径）をＫｂ、側壁６３と外壁６４との角部（稜線）６８の曲げＲ（断面視での半径）をＫｃ、外壁６４と外フランジ６５との角部６９の曲げＲ（断面視での半径）をＫｄとする。
曲げＲ（断面視での半径）をＫｂは、二点鎖線で示すドアシール４３に沿わせた半径に設定した。
【００３７】
さらに、サイドシル部３３における、内フランジ７１と内壁７２との角部７６の曲げＲ（断面視での半径）をＳａ、内壁７２と側壁７３との角部（稜線）７７の曲げＲ（断面視での半径）をＳｂ、側壁７３と外壁７４との角部（稜線）７８の曲げＲ（断面視での半径）をＳｃ、外壁７４と外フランジ７５との角部の曲げＲ（断面視での半径）をＳｄとする。
【００３８】
一例としてＦａ＝Ｒ１８（半径１８ｍｍ）に設定され、Ｋａ＝Ｒ２４（半径２４ｍｍ）に設定され、Ｓａ＝Ｒ１５（半径１５ｍｍ）に設定される。なお、Ｆａ＝Ｒ１８、Ｋａ＝Ｒ２４及びＳａ＝Ｒ１５の値は、それぞれ±２０％を許容範囲として考えられる。
また、Ｆｂ＝Ｋｂ＝Ｓｂ＝Ｒ１８（半径１８ｍｍ）、一定に形成される。Ｆｃ＝Ｋｃ＝Ｓｃ＝Ｒ１８（半径１８ｍｍ）一定に形成される。Ｆｄ＝Ｋｄ＝Ｓｄ＝Ｒ１８（半径１８ｍｍ）一定に形成される。
【００３９】
すなわち、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の断面視での半径を屈曲部断面半径（曲げＲ）Ｋａ、フロントピラーロア部３１における内フランジ５１と内壁５２との角部５６の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径（曲げＲ）Ｆａとするときに、屈曲部断面半径（曲げＲ）Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径（曲げＲ）Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成される。
【００４０】
屈曲部３２では、材料を積極的に流入させたい部分である。従って、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の曲げＲ（Ｋａ＝Ｒ２４）を、フロントピラーロア部３１の曲げＲ（Ｆａ＝Ｒ１８）や、サイドシル部３３の曲げＲ（Ｓａ＝Ｒ１５）よりも大きく設定した。これにより、屈曲部３２への材料流れを容易にして、内フランジ６１と内壁６２との角部６６、内壁６２と側壁６３との角部（稜線）６７、側壁６３と外壁６４との角部（稜線）６８及び外壁６４と外フランジ６５との角部６９の亀裂を防止するとともに、内フランジ６１の亀裂や外フランジ６５のフランジシワも同時に抑制する。
【００４１】
図５に示されたように、サイドシル部３３の内壁７２の高さを、サイドシル部３３の断面幅Ｄｓとするときに、Ｄｓは一定に形成される。一例としてＤｓ＝６１ｍｍに形成される。Ｄｓの値は、±３０％を許容範囲として考えられる。
【００４２】
サイドシル部３３の断面深さを一定にしてフロントピラーロア部３１に繋げることで、キレツの発生しやすい屈曲部３２への材料流れを容易にし、且つ後述する断面長さの変化を抑制する。これにより、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１が一体的に形成されるＬ字部材４１の、ＳＰＣ９８０等、高張力鋼板の冷間圧延鋼板での成形が可能となる。
【００４３】
図１０〜図１２に示されたように（図７〜図９も参照）、フロントピラーロア部３１における、内壁５２、側壁５３、外壁５４を構成する板材の中心の長さ（曲げ半径Ｆａ〜Ｆｄを含む）ｆ１〜ｆ７の合計を断面長さ（断面展開長さ）Ｌ１とする。また、屈曲部３２における、内壁６２、側壁６３、外壁６４を構成する板材の中心の長さ（曲げ半径Ｋａ〜Ｋｄを含む）ｋ１〜ｋ７の合計を断面長さ（断面展開長さ）Ｌ２とする。さらに、サイドシル部３３における、内壁７２、側壁７３、外壁７４を構成する板材の中心の長さ（曲げ半径Ｓａ〜Ｓｄを含む）ｓ１〜ｓ７の合計を、断面長さ（断面展開長さ）Ｌ３とする。
【００４４】
このときに、本発明に係る車体側部構造１０では、断面長さ（断面展開長さ）Ｌ１〜Ｌ３をほぼ一定に近づけるようにした。
屈曲部３２の断面深さＤｋ（図５参照）を一定とした。先に示したサイドシル部３３の断面深さＤｓとの関係はＤｓ≒Ｄｋである。
【００４５】
また、フロントピラーロア部３１における側壁５３と外壁５４とのなす角度を傾斜角度θＦ、屈曲部３２における側壁６３と外壁６４とのなす角度を傾斜角度θＫ、サイドシル部３３における側壁７３と外壁７４とのなす角度を傾斜角度θＳとする。このときに、傾斜角度θＦ、θＫ、θＳの関係は、θＦ＞θＫ＞θＳに形成される。
【００４６】
すなわち、サイドシル部３３の外壁７４は、フロントピラーロア部３１及び屈曲部３２における外壁５４，６４に比べて傾斜が緩やかに形成される。
【００４７】
さらに、サイドシル部３３の側壁７３には凹みビード８３が形成される。これは、サイドシル部３３の断面長さ（断面展開長さ）を、フロントピラーロア部３１及び屈曲部３２に近づけるための配慮と、サイドシル部３３の形状の安定性を保つための配慮である。
【００４８】
なお、図３に示されたように、サイドシル部３３の側壁７３にはサイドシルガーニッシュ１５を取付けるので、凹みビード８３を隠すことができる。
【００４９】
図６に示されたように、側面視で屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の半径を内周半径Ｎａ、側面視で屈曲部３２における外壁６４と外フランジ６５との角部６９の半径を外周半径Ｇａとする。一例として、Ｎａ＝Ｒ１５０（半径１５０ｍｍ）に設定され、Ｇａ＝Ｒ１００（半径１００ｍｍ）に設定される。Ｎａ＝Ｒ１５０及びＧａ＝Ｒ１００の値は、それぞれ±２０％を許容範囲と考えられる。
【００５０】
すなわち、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部３２における外壁６４と外フランジ６５との角部６９を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定される。
【００５１】
これにより、屈曲部３２における断面長さ（断面展開長さ）Ｌ２を角度Ａ１の範囲で緩やかに変化できるようにした。屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の曲げＲ（Ｋａ＝２４）を、フロントピラーロア部３１の曲げＲ（Ｆａ＝Ｒ１８）や、サイドシル部３３の曲げＲ（Ｓａ＝Ｒ１５）よりも大きく設定したことと相まって、材料の流れを促進することができる。これにより、屈曲部３２のフランジシワや亀裂を抑制することができる。
【００５２】
図１３（ａ）に示されるように、ブランク材９１は、矩形の板材の一つのコーナに、所定の半径Ｒｋにて円弧形状の切り欠き部９２を形成したものである。ブランク材９１の円弧形状の円周の長さを周長Ｂ１とするときに、周長Ｂ１はＢ１＝２πＲｋで表せる。ブランク材９１の円弧形状の切り欠き部９２に沿わせて図１３（ｂ）に、所定深さｄ１の絞り成形を施した絞り加工後の製品９４が示される。例えば、円弧形状の切り欠き部９２の半径の移動量がＥとする場合に、絞り加工後の円弧状の切り欠き部９３の半径はＲｋ＋Ｅで表せる。従って、絞り加工後の円弧形状の円周の長さを周長Ｂ２とするときに、周長Ｂ２はＢ２＝２π（Ｒｋ＋Ｅ）で表せる。
【００５３】
例えば、Ｅが実測値で５０ｍｍのときに、Ｒｋを１００に設定すると、成形前の周長Ｂ１はＢ１＝２π×１００、成形後の周長Ｂ２はＢ２＝２π×１５０となり、成形後に周長は５０％変化する。Ｒを２００に設定すると、成形前の周長Ｂ１はＢ１＝２π×２００、成形後の周長Ｂ２はＢ２＝２π×２５０となり、成形後に周長は２５％の変化でおさまる。すなわち、初期のＲ値が大きい方が、成形前後での周長差を小さくすることができると考えられる。
【００５４】
以上の検討結果から、本願の車体側部構造１０では、図６に示されたように、側面視で屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の半径を内周半径Ｎａを、Ｎａ＝Ｒ１５０（半径１５０ｍｍ）に設定した。
【００５５】
図１４（ａ）に比較例のＬ字部材（アウタサイドパネル）２００が示される。比較例のＬ字部材（アウタサイドパネル）２００は、サイドシル部２０３及びフロントピラーロア部２０１が一体的に形成される。Ｌ字部材２００は、ＳＰＣ２７０（引張強度２７０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板）等で成形される従来構造のＬ字部材の金型を用いて、ＳＰＣ９８０（引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ 以上の冷間圧延鋼板）を使用してプレス形成された試作サンプルである。
【００５６】
ＳＰＣ９８０を用いて、従来構造のＬ字部材（サイドパネルアウタ）の金型を使用してプレス成形する。このＬ字部材２００は、ハット断面形状で稜線を含む４つ断面Ｒ部２０４ａ〜２０４ｄを有し、それぞれ周長に沿って同一曲げＲとして設計されている。先にも説明したように、ＳＰＣ９８０は延性が低いのでプレス成形時に、屈曲部２０２の内側における断面Ｒ部２０４の材料流れが抑制される。
【００５７】
すなわち、フロントピラーロア部２０１の内側から、屈曲部２０２の内側へ向け材料流れが抑制される。Ｌ字部材（アウタサイドパネル）２００では、屈曲部２０２の内フランジ２０５と内壁２１１との角部（断面Ｒ部）２０４ｄの内周ＲｕがＲ１３２（実施例の内周ＮａはＲ１５０に設定）、外周ＲｓがＲ５０である。内フランジ２０５と内壁２１１との角部（断面Ｒ部）２０４ｄの内周Ｒｕが実施例の内周Ｎａに比べ小さいため、成形の前後での周長差は大きい。よって、内フランジ２０５の内側でのフランジキレツ２０６が発生した。さらに、断面深さが一定でないため屈曲部２０２での周方向の凸部分断面長さの変化が大きく、断面Ｒ部２０４ａ〜２０４ｄの小さいことと合わさり、材料流れが阻害されフランジシワ２０９や亀裂２０７，２０８が発生した。
【００５８】
図１４（ｂ）に示されたように、実施例の車体側部構造１０では、屈曲部３２、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１が、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成される。また、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成される。内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定される。
【００５９】
実施例の車体側部構造１０では、屈曲部３２、サイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１が、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成されたので、リインフォースメント（補強材）を廃止し、車体の軽量化を図ることができるとともに、車体剛性の向上を図ることができる。
【００６０】
さらに、ハット断面形状が、車体内側に形成され且つドア開口４４に沿わせて形成される内フランジ５１，６１，７１と、内フランジ５１，６１，７１から車幅外方に向かう内壁（内面）５２，６２，７２と、この内壁５２，６２，７２から車幅外面に沿って形成される側壁（側面部）５３，６３，７３と、側壁５３，６３，７３から車幅内方に向かう外壁（外面）５４，６４，７４と、外壁５４，６４，７４から垂下する外フランジ５５，６５，７５と、からなり、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、フロントピラーロア部３１における内フランジ５１と内壁５２との角部５６の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、屈曲部断面半径Ｋａ及びフロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、屈曲部３２における内フランジ６１と内壁６２との角部６６を車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、屈曲部３２における外壁６４と外フランジ６５との角部６９を車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定されたので、例えば、ハット断面形状を構成する内壁５２，６２，７２、側壁５３，６３，７３及び外壁５４，６４，７４の断面における長さを断面長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３とするときに、屈曲部３２における断面長さＬ２を、フロントピラーロア部３１における断面長さＬ１に近い値にすることができる。
【００６１】
これにより、冷間プレス成形時の屈曲部３２への材料流れをスムーズにして屈曲部３２での亀裂を防止することができる。この結果、高張力鋼板を用いるサイドパネルアウタ１４の屈曲部３２の冷間プレスが可能となり、車体強度の向上を図ることができる。
【００６２】
また、屈曲部３２の断面深さＤｋを一定としたので、断面長さの変化を抑制することができる。これにより、プレス成形が容易となる。すなわち、屈曲部３２の断面深さＤｋを一定としたので、プレス成形時の成形性の向上を図ることができるとともに、プレス成形時の品質の安定を図ることができる。
【００６３】
サイドシル部３３に、凹みビード（形状）８３を付与したので、サイドシル部３３の形状の安定化を図ることができる。これにより、プレス成形後のサイドシル部３３の変形を防止することができるとともに、屈曲部３２の形状を安定させることができる。
【００６４】
さらに、サイドシル部３３に、凹みビード（形状）８３を付与し、プレス成形後のサイドシル部３３の変形を防止することで、サイドパネルアウタ１４の他の部分の形状安定化に寄与することができる。なお、サイドシル部３３の強度及び剛性の向上にも寄与する。
【００６５】
サイドシル部３３における外壁７４の傾斜角度θＳを、屈曲部３２における外壁６４より緩やかに形成することで、材料の流れを改善し、屈曲部３２における外フランジ６５のシワを抑制することができる。
【００６６】
車体側部構造１０では、内壁６２と側壁３３との角部の断面視での半径Ｋｂは、屈曲部３２ではドアシールに沿った形状としたので、ドアシールが容易になるとともに、角部のＲが緩やかになり、サイドパネルアウタの成形性の向上を図ることができる。
【００６７】
尚、本発明に係る車体側部構造１０は、図２に示すように、フロントピラーロア部３１と、サイドシル部３３と、これらのサイドシル部３３及びフロントピラーロア部３１に連続的に形成される屈曲部３２に、引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板が用いられたが、これに限るものではなく、他の部分にも引張強度９８０Ｎ／ｍｍ２ を超える冷間圧延鋼板を用いることを妨げるものではない。
【００６８】
本発明に係る車体側部構造１０は、図３に示すように、サイドシル部３３の内壁７２及び外壁７４に凹みビード８３形状を付与したが、これに限るものではなく、サイドシル部３３の他の部分に凹みビード形状を付与するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明に係る車体側部構造は、車体の前後方向に延ばされたサイドシルインナと、このサイドシルインナの先端から上方に立ち上げられたフロントピラーインナとを少なくとも備え、これらのフロントピラーインナ及びサイドシルインナに車幅外方から覆うサイドパネルアウタを備えた乗用車への適用に好適である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…車体側部構造、１４…サイドパネルアウタ、１６…サイドシル、１８…フロントピラー、３１…フロントピラーロア部、３２…屈曲部、３３…サイドシル部、５１，６１，７１…内フランジ、５２，６２，７２…内壁、５３，６３，７３…側壁、５４，６４，７４…外壁、５５，６５，７５…外フランジ、５６…角部、６６…角部、６９…角部、８３…凹みビード、Ｆａ…フロントピラーロア部断面半径、Ｇａ…外周半径、Ｋａ…屈曲部断面半径、Ｎａ…内周半径、θＳ…傾斜角度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の側部を外方から覆うサイドパネルアウタを備えた車体側部構造において、
前記サイドパネルアウタは、少なくともフロントピラーの下部を構成する略垂直に形成されたフロントピラーロア部と、サイドシルを構成する車体前後方向に延ばされたサイドシル部と、これらのサイドシル部及びフロントピラーロア部を略Ｌ字状に連結する屈曲部と、を備え、
これらの屈曲部、サイドシル部及びフロントピラーロア部は、高張力鋼板の冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成され、
前記ハット断面形状は、前記車体内側に形成され且つドア開口に沿わせて形成される内フランジと、この内フランジから車幅外方に向かう内壁と、この内壁から車幅外面に沿って形成される側壁と、この側壁から車幅内方に向かう外壁と、この外壁から垂下する外フランジと、からなり、
前記屈曲部における前記内フランジと前記内壁との角部の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、前記フロントピラーロア部における前記内フランジと前記内壁との角部の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、
前記屈曲部断面半径Ｋａ及び前記フロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、
前記屈曲部における前記内フランジと内壁との角部を前記車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、前記屈曲部における前記外壁と前記外フランジとの角部を前記車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、
内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定されることを特徴とする車体側部構造。
【請求項２】
前記屈曲部の断面深さを一定とすることを特徴とする請求項１記載の車体側部構造。
【請求項３】
前記サイドシル部に、凹みビード形状を付与することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車体側部構造。
【請求項４】
前記サイドシル部における前記外壁の傾斜角度を、前記屈曲部における前記外壁より緩やかに形成することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の車体側部構造。
【請求項５】
前記内壁と前記側壁との角部の断面視での半径は、前記屈曲部ではドアシールに沿った形状とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の車体側部構造。
【請求項１】
車体の側部を外方から覆うサイドパネルアウタを備えた車体側部構造において、
前記サイドパネルアウタは、少なくともフロントピラーの下部を構成する略垂直に形成されたフロントピラーロア部と、サイドシルを構成する車体前後方向に延ばされたサイドシル部と、これらのサイドシル部及びフロントピラーロア部を略Ｌ字状に連結する屈曲部と、を備え、
これらの屈曲部、サイドシル部及びフロントピラーロア部は、高張力鋼板の冷間圧延鋼板でハット断面形状に形成され、
前記ハット断面形状は、前記車体内側に形成され且つドア開口に沿わせて形成される内フランジと、この内フランジから車幅外方に向かう内壁と、この内壁から車幅外面に沿って形成される側壁と、この側壁から車幅内方に向かう外壁と、この外壁から垂下する外フランジと、からなり、
前記屈曲部における前記内フランジと前記内壁との角部の断面視での半径を屈曲部断面半径Ｋａ、前記フロントピラーロア部における前記内フランジと前記内壁との角部の断面視での半径をフロントピラーロア部断面半径Ｆａとするときに、
前記屈曲部断面半径Ｋａ及び前記フロントピラーロア部断面半径Ｆａの関係がＫａ≧４／３Ｆａに形成され、
前記屈曲部における前記内フランジと内壁との角部を前記車幅外方から見たときの半径を内周半径Ｎａ、前記屈曲部における前記外壁と前記外フランジとの角部を前記車幅外方から見たときの半径を外周半径Ｇａとするときに、
内周半径Ｎａ及び外周半径Ｇａの関係がＮａ≧３／２Ｇａに設定されることを特徴とする車体側部構造。
【請求項２】
前記屈曲部の断面深さを一定とすることを特徴とする請求項１記載の車体側部構造。
【請求項３】
前記サイドシル部に、凹みビード形状を付与することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車体側部構造。
【請求項４】
前記サイドシル部における前記外壁の傾斜角度を、前記屈曲部における前記外壁より緩やかに形成することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の車体側部構造。
【請求項５】
前記内壁と前記側壁との角部の断面視での半径は、前記屈曲部ではドアシールに沿った形状とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の車体側部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１９５１０３（Ｐ２０１１−１９５１０３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６６７５９（Ｐ２０１０−６６７５９）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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