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JP2010143461A - 車体側部構造 - Google Patents

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JP2010143461A
JP2010143461A JP2008323809A JP2008323809A JP2010143461A JP 2010143461 A JP2010143461 A JP 2010143461A JP 2008323809 A JP2008323809 A JP 2008323809A JP 2008323809 A JP2008323809 A JP 2008323809A JP 2010143461 A JP2010143461 A JP 2010143461A
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rocker
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JP2008323809A
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Junichi Uto
淳一 宇都
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】ロッカに車体幅方向外側から荷重が入力された際のクロスメンバへの入力荷重を抑える。
【解決手段】センターピラーインナパネル210の下端部212に略S字状に湾曲されたS字形状部(凹凸面)220を形成し、上下に異なる位置に形態された第一ロッカリインフォースメント300の膨出部320と第二ロッカリインフォースメント400の膨出部420とをS字形状部の第一凸部222と第二凸部224とに接合させ、且つ、断面高さのスペースをとることで(クラッシュストロークを確保することで)、センターピラーインナパネル210の下端部212の潰れ変形が可能となり、その結果、フロアクロスメンバ50に作用するモーメントがキャンセルされ、フロアクロスメンバ50の上下折れ変形が防止又は抑制される。
【選択図】図2

Description

本発明は、車体側部構造に関する。
特許文献1には、車体のサイドドア内の下部に設けられた補強部材における外側に向かって張り出した張出部分に、稜線部と凹凸部とを形成することで、車体重量が大幅に増加することを抑えつつ、車体前面衝突及び車体側面衝突に対する車体強度が向上された車体補強構造が提案されている。
特開平8−132879号公報
ここで、車体のサイドドアの下側(車体側部の下端部)に車体前後方向を長手方向として配置されたロッカ内に樹脂製のロッカリインフォースメントが設けられた車体側部構造の場合、側面衝突時におけるロッカ、特にロッカインナの面外変形が抑制される場合がある。このため、側面衝突時にロッカインナに接合されているクロスメンバへの入力荷重が増加し、この結果、クロスメンバの変形が生じやすくなる。
本発明は、上記を考慮し、ロッカに車体幅方向外側から荷重が入力された際のクロスメンバへの入力荷重を抑えた車体側部構造を提供することが目的である。
請求項1の発明は、車体側部の下端部に車体前後方向を長手方向として設けられロッカの車体幅方向外側を構成し車体幅方向内側を開口側として配置された断面ハット形状のロッカアウタパネルと、前記ロッカの車体幅方向内側を構成し車体幅方向外側を開口側として配置された断面ハット形状のロッカインナパネルと、が、前記車体側部の車体前後方向中間部に略車体上下方向を長手方向として配置されたセンターピラーインナパネルの下端部が挟持された状態で接合されることによって構成された閉断面構造のロッカ本体と、車体幅方向に沿って配置され、前記ロッカ本体を構成する前記ロッカインナパネルにおける前記センターピラーインナパネルの下端部の車体幅方内側に位置する部位に、車体幅方向外側端部が接合されたクロスメンバと、前記ロッカ本体内における前記センターピラーインナパネルの下端部が、車体前方側から見て湾曲されることによって形成され、車体幅方向外側に凸とされた第一凸部と、第一凸部の上方又は下方に形成され車体幅方向内側に凸とされた第二凸部と、で構成されたS字形状部と、前記ロッカ本体内における前記ロッカアウタパネルと前記センターピラーインナパネルの下端部との間に車体前後方向に沿って延設され、開口側が車体幅方向外側に向いた断面ハット形状部を有し、前記断面ハット形状部におけるフランジ部が前記ロッカアウタパネルと接着剤によって接着されると共に車体幅方向内側に向けて膨出された膨出部の頂点部が前記センターピラーインナパネルの下端部の前記第一凸部に接着剤によって接着された樹脂製の第一ロッカリインフォースメントと、前記ロッカ本体内における前記ロッカインナパネルと前記センターピラーインナパネルの下端部との間に車体前後方向に沿って延設され、開口側が車体幅方向内側に向いた断面ハット形状部を有し、前記断面ハット形状部におけるフランジ部が前記ロッカインナと接着剤によって接着されると共に車体幅方向外側に向けて膨出された膨出部の頂点部が前記センターピラーインナパネルの下端部の前記第二凸部に接着剤によって接着された樹脂製の第二ロッカリインフォースメントと、を備えている。
請求項1の発明では、車体側面衝突等で車体幅方向外側からロッカに荷重が入力されると、ロッカアウタパネルから第一ロッカリインフォースメントに荷重が伝達され、第一ロッカリインフォースメントの膨出部の頂点部からセンターピラーパネルの下端部の第一凸部に伝達されると共に第二凸部から第二ロッカリインフォースメントの膨出部の頂点部に伝達される。そして、第二ロッカリインフォースメントからロッカインナパネルに荷重が入力される。
このとき、センターピラーパネルの下端部は、第一ロッカリインフォースメントの膨出部の頂点部が接着された第一凸部が車体幅方向内側に潰れる(変形する)と共に、第二ロッカリインフォースメントの膨出部の頂点部に接着された第二凸部が車体幅方向外側に潰れる(変形する)。つまり、センターピラーパネルの下端部のS字形状部が車体幅方向に潰れ変形する。
したがって、ロッカ本体、特にロッカインナパネルが面外変形し、ロッカインナパネルに接合されているクロスメンバに入力される荷重が抑えられ、この結果、クロスメンバの変形、特に上下折れ変形が防止又は抑制される。
請求項1に記載の発明によれば、ロッカに車体幅方向外側から荷重が入力された際のクロスメンバへの入力荷重を抑え、クロスメンバの変形、特に上下折れ変形を防止又は抑制することができる。
図1と図2を用いて、本発明に係る車体側部構造について説明する。図1は、本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体側部を車体幅方向外側から見た側面図である。図2は、本実施形態の車体側部構造が適用された車体側部を示す図1のA−A線に沿った縦断面図である(車体幅方向に沿った縦断面図である)。なお、図中矢印FRは車体前方方向を、矢印UPは車体上方方向を、矢印OUTは車体車幅方向外側方向を示す。
図1に示すように、車体側部10の車体前方側には、図示しないフロントサイドドアによって開閉されるフロント側ドア開口部12が形成されており、車体側部10の車体後方側には、図示しないリヤサイドドアによって開閉されるリヤ側ドア開口部14が形成されている。フロント側ドア開口部12及びリヤ側ドア開口部14の下縁側(フロントサイドドア及びリヤサイドドアの下側)、すなわち、車体側部10の下端部には、車体前後方向を長手方向として配置されたロッカ100が設けられている。また、車体側部10の車体前後方向中間部には、略車体上下方向を長手方向として配置されたセンターピラー(Bピラー)200が設けられている。
図2に示すように、センターピラー200は、略車体上下方向を長手方向として配置された閉断面構造の車体骨格材とされている。センターピラー200は、車体幅方向外側に配置され且つ水平断面がハット形状とされたセンターピラーアウタパネル204と、車体幅方向内側に配置され且つ水平断面がハット形状とされたセンターピラーインナパネル210と、を有し、それぞれの開口側を向き合わせて接合されることで閉断面が構成されている。また、センターピラーアウタパネル204とセンターピラーインナパネル210とで構成される閉断面内には、センターピラー200を補強する断面ハット形状のセンターピラーリインフォースメント202が設けられている。
ロッカ100は、車体前後方向を長手方向として配置された閉断面構造の車体骨格材とされている。ロッカ100は、車体幅方向内側に配置され且つ開口側を車体幅方向外側に向けた断面ハット形状のロッカインナパネル110と、ロッカインナパネル110の車体幅方向外側に配置され且つ開口側を車体幅方向内側に向けた断面ハット形状のロッカアウタパネル120と、を有している。
そして、センターピラーインナパネル210の下端部212がロッカインナパネル110の上下のフランジ部112、114とロッカアウタパネル120の上下のフランジ部122、124との間に挟持された状態(三枚が重なった状態)で、スポット溶接されることによって、閉断面構造のロッカ本体102が構成されている。
センターピラーリインフォースメント202の下端部202Aは、ロッカアウタパネル120の車体幅方向外側に向けて膨出した膨出部126の上部に接合されている。センターピラーアウタパネル204の下端部204Aは、ロッカアウタパネル120に沿って車体幅方向内側に湾曲されている。そして、下端部204Aの先端部分が、センターピラーインナパネル210の下端部212、ロッカインナパネル110のフランジ部114、及びロッカアウタパネル120のフランジ部12が接合された接合部位に、スポット溶接によって接合されている。なお、センターピラーアウタパネル204の下端部204Aの先端部分は、フランジ部114、124が部分的に切りかかれ、二枚又は三枚が重なった状態とされてスポット溶接されている。
ロッカ100の車体幅方向内側には、フロアパン30が配設されている。フロアパン30の車体幅方向外側の端末部30Aは、上方に折り曲げられ、ロッカインナパネル110の車体幅方向内側に向けて膨出した膨出部116の下部に接合されている。
フロアパン30の上面側で車体前後方向中間部には、車体幅方向を長手方向として配置された、閉断面構造のフロアクロスメンバ50が配設されている。フロアクロスメンバ50の車体幅方向外側端部は、ロッカインナパネル110の膨出部116とフロアパン30の上面とにスポット溶接されている。
ロッカ本体102内(閉断面構造内)におけるセンターピラーインナパネル210の下端部212は、車体前方側から見て略S字状に湾曲されたS字形状部(凹凸面)220が形成されている。S字形状部220は、車体幅方向外側に向けて凸となった第一凸部222と、第一凸部222の下方に形成され車体幅内側に向けて凸となった第二凸部224と、で構成されている。
ロッカ本体102内(閉断面構造内)には、ロッカ本体102を補強するため樹脂製の第一ロッカリインフォースメント300と樹脂製の第二ロッカリインフォースメント400とが設けられている。
第一ロッカリインフォースメント300は、ロッカ本体102内(閉断面構造内)におけるロッカアウタパネル120とセンターピラーインナパネル210の下端部212との間に車体前後方向に沿って延設されている。一方、第二ロッカリインフォースメント400は、ロッカ本体102内(閉断面構造内)におけるロッカインナパネル110とセンターピラーインナパネル210の下端部212との間に車体前後方向に沿って延設されている。
第一ロッカリインフォースメント300は、開口側が車体幅方向外側に向いた断面ハット形状部310を有している。断面ハット形状部310は、車体幅方向外側を開口側として配置され且つ車体幅方向内側に向けて膨出された略断面U字状の膨出部320と、膨出部320の端部から上方向及び下方向に延出するフランジ部312、314と、で構成されている。
断面ハット形状部310の車体幅方向外側のフランジ部312、314の上下端には、ロッカアウタパネル120の内壁面に沿って車体幅方向内側に延出された延出部311、313が形成されている。また、断面ハット形状部310の略断面U字状の膨出部320は、センターピラーインナパネル210の下端部212の第一凸部222と同じ高さに形成されている。
別の言い方をすると、第一ロッカリインフォースメント300の縦断面の全体形状は、横向きのM字形状(又はW字形状)となっている。
第一ロッカリインフォースメント300は、延出部311、313及びフランジ部312、314がロッカアウタパネル120に接着層(接着剤)330、332によって接着されている。また、膨出部320の頂点部320Aがセンターピラーインナパネル210の下端部212の第一凸部222に接着層(接着剤)334によって接着されている。
また、第一ロッカリインフォースメント300には、車体幅方向に沿って縦壁状のリブ324、326、328が、車体前後方向に間隔をあけて複数形成されている。
縦壁状のリブ324は膨出部320と延出部311及びフランジ部312との間に形成されている。また、縦壁状のリブ326は膨出部320の内側に形成され、縦壁状のリブ328は膨出部320と延出部313及びフランジ部314との間に形成されている。
一方、第二ロッカリインフォースメント400は、開口側が車体幅方向内側に向いた断面ハット形状部410を有している。断面ハット形状部410は、車体幅方向内側を開口側として配置され且つ車体幅方向外側に向けて膨出された略断面U字状の膨出部420と、膨出部420の端部から上方向及び下方向に延出するフランジ部312、314と、で構成されている。
断面ハット形状部410の車体幅方向内側のフランジ部412、414の上下端には、ロッカインナパネル110の内壁面に沿って車体幅方向外側に延出された延出部411、413が形成されている。断面ハット形状部410の略断面U字状の膨出部420はセンターピラーインナパネル210の下端部212の第二凸部224と同じ高さに形成されている。
別の言い方をすると、第二ロッカリインフォースメント400の縦断面の全体形状は、横向きのM字形状(又はW字形状)となっている。
第二ロッカリインフォースメント100は、延出部411、413及びフランジ部412、414がロッカインナパネル110に接着層(接着剤)430、432によって接着されている。また、膨出部420の頂点部420Aがセンターピラーインナパネル210の下端部212の第二凸部224に接着層(接着剤)434によって接着されている。
また、第二ロッカリインフォースメント400には、車体幅方向に沿って縦壁状のリブ426、428が、車体前後方向に間隔をあけて複数形成されている。
縦壁状のリブ424は、膨出部420と延出部411及びフランジ部412との間に形成されている。また、縦壁状のリブ426は、膨出部420の内側に形成され、縦壁状のリブ428は、膨出部420と延出部413及びフランジ部414との間に形成されている。
つぎに本実施形態の作用について、図2〜図4を用いて説明する。
なお、図3は、本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体側部10のロッカ100に車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重Fが入力された際の車体側部10の変形を模式的に示す図である。図4は、比較例の車体側部のロッカに車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重が入力された際の車体側部の変形を模式的に示す図である。なお、図3、図4では接着層(接着剤)は、省略されて図示されている。
ここで、本発明が適用されていない比較例としての車体側部11について、図4を用いて説明する。なお、本実施形態と構造が異なる部分のみを説明し、他の部分の説明は省略する。また、同一の部材には同一の符号を付す。
車体側部11のロッカ101のロッカ本体102内(閉断面構造内)におけるセンターピラーインナパネル209の下端部211は、車体前方側から見て湾曲されておらず平面状とされている。ロッカ本体102内(閉断面構造内)には、ロッカ本体102を補強するため樹脂製の第一ロッカリインフォースメント800と樹脂製の第二ロッカリインフォースメント900とが設けられている。
第一ロッカリインフォースメント800は、開口側が車体幅方向外側に向いた断面ハット形状部810を有している。断面ハット形状部810の車体幅方向内側に向けて膨出された膨出部820はセンターピラーインナパネル209の下端部211における高さ方向中央部分に接着層830によって接着されている。
一方、第二ロッカリインフォースメント900は、開口側が車体幅方向内側に向いた断面ハット形状部910を有している。断面ハット形状部910の車体幅方向外側に向けて膨出された膨出部820はセンターピラーインナパネル209の下端部211における高さ方向中央部分に接着層930によって接着されている。
なお、上記記述からも判るように、第一ロッカリインフォースメント800の膨出部820と第二ロッカリインフォースメント900の膨出部920とは、同じ高さに形成されている。また、第一ロッカリインフォースメント800及び第二ロッカリインフォースメント900の膨出部820、920以外の部位も上記実施形態と同様に接着層(図示省略、図2参照)によって、それぞれロッカ本体102を構成するロッカインナパネル110とロッカアウタパネル120とに接合されている。
比較例の車体側部11のロッカ101(ロッカ本体102)に車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重Fが入力されると、ロッカアウタパネル120から第一ロッカリインフォースメント800に荷重が伝達され、第一ロッカリインフォースメント800の膨出部820からセンターピラーインナパネル209の下端部211を介して第二ロッカリインフォースメント900の膨出部920に荷重が伝達される。そして、第二ロッカリインフォースメント900からロッカインナパネル110に荷重が入力される。
したがって、車体幅方向において、第一ロッカリインフォースメント800の膨出部820と第二ロッカリインフォースメント900の膨出部920とが剛結された状態となるので、ロッカ本体102、特にロッカインナパネル110の断面変形が抑制される。このため、第一ロッカリインフォースメント800と第二ロッカリインフォースメント900とを設けない構成と比較し、フロアクロスメンバ50に入力される荷重が増加する。よって、フロアクロスメンバ50の変形、特に図4に示すような、上下方向に湾曲するような、上下折れ変形が発生する。また、フロアクロスメンバ50の上下折れ変形に伴い、センターピラー200及びロッカ101の車体方向内側(車室内側)への変形量も増加する。
これに対応する方法として、フロアクロスメンバ50の剛性を高くすることが考えられる。しかし、シート構造やヒップポイントの企画等のスペース上の制約から、フロアクロスメンバ50の上下断面高さを拡大して、フロアクロスメンバ50の剛性を上げることが困難である場合が多い。このため、フロアクロスメンバ50の板厚の増加やリインフォースメントの追加等を行うことで、剛性を上げることなる。しかし、フロアクロスメンバ50の板厚の増加やリインフォースメンの追加は、車体重量の増加やコスト高につながる。
これに対して、本実施形態の車体側部構造では、図3に示すように、ロッカ100(ロッカ本体102)に車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重Fが入力されると、ロッカアウタパネル120から第一ロッカリインフォースメント300に荷重が伝達され、第一ロッカリインフォースメント300の膨出部320の頂点部320Aからセンターピラーインナパネル210の下端部212の第一凸部222に伝達入されると共に第二凸部224から第二ロッカリインフォースメント400の膨出部420の頂点部420Aに伝達される。そして、第二ロッカリインフォースメント420からロッカインナパネル110に入力される。
このとき、センターピラーインナパネル210の下端部212は、第一凸部222が車体幅方向内側に潰れる(変形する)共に第二凸部224が車体幅方向外側に潰れる(変形する)。つまり、センターピラーインナパネル210の下端部212のS字形状部220が車体幅方向に潰れ変形する(図3の矢印W1,W2を参照)。
これにより、第一ロッカリインフォースメント300の膨出部320の頂点部320A及び第二ロッカリインフォースメント400の膨出部420の頂点部420は自由端(フリー端)となり、ロッカ本体102、特にロッカインナパネル110の断面変形が妨げられない。よって、ロッカインナパネル110に接合されているフロアクロスメンバ50に作用するモーメントがキャンセルされる。
したがって、比較例(図4)と比べ、ロッカインナパネル110に接合されているフロアクロスメンバ50に入力される荷重が抑えられ、その結果、フロアクロスメンバ50の変形、特に上下折れ曲げ変形が防止又は抑制される。
別の言い方をすると、センターピラーインナパネル210の下端部212に略S字状に湾曲されたS字形状部(凹凸面)220を形成し、上下に異なる位置に形態された第一ロッカリインフォースメント300の膨出部320と第二ロッカリインフォースメント400の膨出部420とをS字形状部220の第一凸部222と第二凸部224とに接合させ、且つ、断面高さのスペースをとることで(クラッシュストロークを確保することで)、センターピラーインナパネル210の下端部212の潰れ変形が可能となり、その結果、フロアクロスメンバ50に作用するモーメントがキャンセルされ、フロアクロスメンバ50の上下折れ曲げ変形が防止又は抑制される。
また、フロアクロスメンバ50の変形、特に上下折れ曲げ変形が防止又は抑制されるので、センターピラー200及びロッカ100の車体方向内側(車室内側)への変形量も抑えられる。
更に、フロアクロスメンバ50の板厚の増加やリインフォースメントの追加等を行いフロアクロスメンバ50の剛性を高くする必要が生じないので、重量の増加やコストアップが抑えられる。
ここで、図5は、車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重Fが入力された際の、ロッカ本体102内の第二ロッカリンフォース400の車体幅方向のモーメントの分布を示している。なお、破線Aが比較例のモーメント分布を示し、実線Bが本実施形態のモーメント分布を示している。また、各分布グラフの左端が本実施形態の第二ロッカリインフォースメント400の膨出部420の頂点部420A及び比較例の第二ロッカリインフォースメント900の膨出部920の頂点部920Aであり、Y軸はここから車体幅方向内側の位置を示している。
そして、図5のグラフを見ると判るように、前述したように本実施形態の第二ロッカリインフォースメント400の膨出部420の頂点部420Aは自由端(フリー端)であるので、モーメントが小さい。これに対して、比較例の第二ロッカリインフォースメント900の膨出部920の頂点部920Aは剛結端(支持端)であるので、モーメントが大きい。つまり、本実施形態の車体側部10(図2、図3)は、比較例の車体側部11(図4)に比べ、フロアクロスメンバ50に作用するモーメントが大幅に抑えられていることが判る。
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体側部を車体幅方向外側から見た側面図である。 本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体側部を示す図1のA−A線に沿った縦断面図である。 本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体側部のロッカに車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重が入力された際の車体側部の変形を模式的に示す図である。 比較例の車体側部のロッカに車体側面衝突等で車体幅方向外側から荷重が入力された際の車体側部の変形を模式的に示す図である。 本実施形態に係る車体側部構造が適用された車体側部におけるロッカ本体内の第二ロッカリンフォースの車体幅方向のモーメントの分布を示すグラフである。
符号の説明
10 車体側部
50 フロアクロスメンバ(クロスメンバ)
100 ロッカ
102 ロッカ本体
110 ロッカインナパネル
120 ロッカアウタパネル
200 センターピラー
210 センターピラーインナパネル
212 下端部
220 S字形状部
222 第一凸部
224 第二凸部
300 第一ロッカリインフォースメント
310 断面ハット形状部
312 フランジ部
314 フランジ部
320 膨出部
320A 頂点部
400 第二ロッカリインフォースメント
410 断面ハット形状部
412 フランジ部
414 フランジ部
420 膨出部
420 頂点部

Claims (1)

  1. 車体側部の下端部に車体前後方向を長手方向として設けられたロッカの車体幅方向外側を構成し車体幅方向内側を開口側として配置された断面ハット形状のロッカアウタパネルと、前記ロッカの車体幅方向内側を構成し車体幅方向外側を開口側として配置された断面ハット形状のロッカインナパネルと、が、前記車体側部の車体前後方向中間部に略車体上下方向を長手方向として配置されたセンターピラーインナパネルの下端部が挟持された状態で接合されることによって構成された閉断面構造のロッカ本体と、
    車体幅方向に沿って配置され、前記ロッカ本体を構成する前記ロッカインナパネルにおける前記センターピラーインナパネルの下端部の車体幅方内側に位置する部位に、車体幅方向外側端部が接合されたクロスメンバと、
    前記ロッカ本体内における前記センターピラーインナパネルの下端部が、車体前方側から見て湾曲されることによって形成され、車体幅方向外側に凸とされた第一凸部と、第一凸部の上方又は下方に形成され車体幅方向内側に凸とされた第二凸部と、で構成されたS字形状部と、
    前記ロッカ本体内における前記ロッカアウタパネルと前記センターピラーインナパネルの下端部との間に車体前後方向に沿って延設され、開口側が車体幅方向外側に向いた断面ハット形状部を有し、前記断面ハット形状部におけるフランジ部が前記ロッカアウタパネルと接着剤によって接着されると共に車体幅方向内側に向けて膨出された膨出部の頂点部が前記センターピラーインナパネルの下端部の前記第一凸部に接着剤によって接着された樹脂製の第一ロッカリインフォースメントと、
    前記ロッカ本体内における前記ロッカインナパネルと前記センターピラーインナパネルの下端部との間に車体前後方向に沿って延設され、開口側が車体幅方向内側に向いた断面ハット形状部を有し、前記断面ハット形状部におけるフランジ部が前記ロッカインナと接着剤によって接着されると共に車体幅方向外側に向けて膨出された膨出部の頂点部が前記センターピラーインナパネルの下端部の前記第二凸部に接着剤によって接着された樹脂製の第二ロッカリインフォースメントと、
    を備える車体側部構造。
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