JPH1199829A - 車体補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピラーに集中荷重を発生させにくくし、必要
以上にピラー変形剛さ及び強さを上げることなくピラー
及びその他の部位の中折れを抑制することができる車体
補強構造を提供すること。 【解決手段】 ガードビーム１は折り板構造等で補剛及
び補強すると共に二重構造を成してドアに固定され、内
部にガードビーム１の長手方向に伸縮可能なガードビー
ム伸縮部５を前後両端に備え、側面ドアを閉めたときに
手動あるいは自動的に各ピラー６の車体前後方向側面に
ガードビーム伸縮部５が密着するような機構を有し、密
着部５ａの形状がピラー壁面形状と相似形にあり、ガー
ドビーム１の変形反力をピラー６へ伝達すること及びピ
ラー外壁面の変形に対して補剛及び補強しうる形状を持
つことで、センターピラー中折れを抑制する構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 この発明は、車体補強構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来の自動車の車体補強構造として
は、例えば特開平６−１４４０１０号公報、ドイツ公開
特許第２００６４９８号公報などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、この
ような従来の車体補強構造にあっては、単にドアの室内
侵入防止をするための補強すなわちガードバー、ガード
ワイヤーあるいはガードビームといったドア単体の曲げ
剛さ及び曲げ強さを向上させる構造であるため、ドア変
形反力が車体構造に直接的に伝達されないという問題
点、加えて側面ドア補強構造を直接車体の一部の数点に
分けて結合させて変形に伴うドア反力を車体構造に伝達
しようとする構造としているため、自動車側面衝突時に
衝突物体（他の車両等）が被衝突車両に接触さらに侵入
に伴い発生するドア取付及び補強構造嵌合点に発生する
変形反力を、衝突初期（接触時）から側面車体構成部材
であるピラーあるいはシル等の局所的な部位に伝達せざ
るを得ないという問題点があった。この発明は、このよ
うな従来の問題点に着目してなされたもので、上記の自
動車側面車体構造の合理的変形モード、すなわちピラー
の上下方向の中折れを抑制するために、従来のように側
面ドア変形に伴う反力をドアヒンジ及びストライカーあ
るいは補強のための局所的な結合部位により伝達するの
ではなく、（１）ドア変形を主にドア補強構造であるガ
ードビームの曲げとして受け、さらに（２）このドア補
強構造の端部を可動として、その広い面積を車体構造物
に密着させることでドアに発生した荷重を効率よく分散
して車体構造に伝達すると共に、（３）この荷重を衝突
直後より車体へ多く伝達することにより時間的にも伝達
荷重を分散する。加えて、（４）ドア補強構造のピラー
密着部はピラー上下方向に位置するので、ガードビーム
端部形状をピラー当たり面と相似形とすると共に、可能
な限り長いスパンとすることでピラー単体の補強効果を
持たせる。このように（図１参照）することで、ピラー
に集中荷重を発生させにくくして必要以上にピラー変形
剛さ及び強さを上げることなくピラー及びその他の部位
の中折れを抑制することにより、上記問題点を解決する
ことを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 このため、請求項１記
載の車体補強構造では、側面ドア及びドア補強用ガード
ビームと、フロント、リア及びセンターピラーからなる
車体補強構造において、ガードビームは折り板構造等で
補剛及び補強すると共に二重構造を成してドアに固定さ
れ、内部にガードビーム長手方向に伸縮可能な伸縮部を
前後両端に備え、この伸縮部には、側面ドアを閉めたと
きに手動あるいは自動的に各ピラー車体前後方向側面に
密着する密着部を有し、この密着部の形状が、ピラー壁
面形状と相似形にあり、ガードビーム変形反力をピラー
へ伝達すること及びピラー外壁面の変形に対して補剛及
び補強しうる形状を持つことで、センターピラー中折れ
を抑制する構成とした。請求項２記載の発明では、請求
項１記載の車体補強構造において、ガードビームが波状
折板構造である構成とした。請求項３記載の発明では、
請求項１記載の車体補強構造において、ガードビームが
２本以上の中空丸棒である構成とした。請求項４記載の
発明では、請求項１又は請求項２記載の車体補強構造と
同様の側面ドア単体の補強構造を有するが、車体側面構
造部材である各ピラーに直接密着力により接合するので
はなく、この一部あるいは全てを、フロント及びリアピ
ラーにおいてはピラー車体側壁面から車外方向に突出さ
せたガードビーム受け部材に弱い圧着力にて接合させ、
さらにセンターピラー部においては、前後ガードビーム
の端部をお互いに密着させることにより、車幅方向に入
力するドア変形反力をピラーに入力させるようにした構
成とした。請求項５記載の発明では、請求項１ないし４
記載の車体補強構造において、ピラー車外面側壁に、ピ
ラーにガードビーム伸縮部が密着した時のためのガード
ビーム伸縮部のガイドを設けるもので、これにより衝突
後ドア変形の進展に伴い変形し続けると考えられるガー
ドビームのピラー密着部からの脱落を抑制する機能を有
する構成とした。

【０００５】

【発明の実施の形態】 以下、この発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。図２は、この発明の実施の形
態１の車体補強構造を示す図で、（ｉ）は横断面面図、
（ii）は側面図である。まず構成を説明すると、自動車
の車体構造のうち側面ドア構造において、ガードビーム
１は、その両端においてブラケット２を介してドアアウ
タパネル３あるいはドアインナーパネル４等に固定され
る。ここで、ガードビーム１は波状の折り板面を成し、
ドアの面外曲げ剛さ及び強さの主な部分はこの補強材が
担える構造（図２、図１０参照）。なお、ドアアウタパ
ネル３及びドアインナーパネル４はその端部において剛
に結合している。ただし、従来の一般的側面ドア補強構
造とは異なり、ガードビーム１は袋状の筒構造等を有
し、さらに前後両端部には、伸縮自在の構造を成すため
のガードビーム伸縮部５が内蔵されている（図２、図
３）。この伸縮構造により、側面ドア閉時にガードビー
ム１のガードビーム伸縮部５の端部が側面ドア取付構造
部材、すなわち、ピラー６等に密着できるようにする。
以下、ピラー６等に密着するガードビーム伸縮部５の端
部を密着部５ａとする。なお、ドア閉時には手動あるい
は自動的にこのガードビーム１の密着部５ａの車体への
密着を行う（図４）。

【０００６】さらに、この構造に加えて本実施の形態１
では、ガードビーム１の伸縮により車体の補強が実現さ
れる構造としているので、ガードビーム伸縮部５の密着
部５ａの形状において、車体構造すなわちフロント、セ
ンター及びリアのピラー６との密着部位に大きな面積
で、及び車体上下方向に長いスパン７で接合することを
特徴とする構造とする（図５）。したがって、ガードビ
ーム伸縮部５の密着部５ａは、接続するピラー６等の形
状に合わせてそれと相似形を成すと共にピラー上下方向
に長いスパンの密着面を有し、さらに側面ドア等の変形
に伴う車体への荷重伝達方向と本補強構造によるガード
バー密着方向が異なる（ほぼ９０度の角度を成す）た
め、ドア閉時の密着力はガードビーム圧着機構９等によ
り走行時の振動及び衝突直後の衝撃により脱落しない程
度に弱い力に設定し（図４）、車体構造材保護のためガ
ードラバー８等を介する。また、衝突後半にかけてドア
変形の進展に伴うガードビーム１のピラー６からの脱落
に対して図６のスパン１０を出来るだけ長くとる。

【０００７】次に作用を説明する。従来の車体補強構造
（図１０）に加えて、ガードビーム１の伸縮による車体
構造との接合機能を有する本実施の形態では、車体側面
の衝突においてドア変形の主な部分を側面ドア本体内の
ガードビーム１が受ける。このとき、ドア剛さ及び強さ
はドアの支持反力すなわち車体との結合剛性及び強度に
強い相関（依存）するので、ガードビーム１の伸縮機能
により車体に直接支持反力を伝達させて、支持反力を大
きく（剛結合に近づける）する。このガードビーム１と
車体の密着により従来の補強構造に見られるような側面
ドアに発生する変形反力を車体側へ荷重として伝達でき
る機能のほかに、本発明の特徴として、車体への伝達荷
重を局所的な複数箇所ではなく長いスパンの分布荷重と
して作用させることができ、さらに、ドアの面外曲げ変
形に伴う反力を時間的遅れなく車体に伝達できるので、
衝突現象全体で伝達される荷重を時間的にも分散するこ
とが出来る。さらに、このガードビーム１の密着力はド
ア変形反力を車体に伝える荷重に対抗するものではない
ので十分に弱く、したがって衝突直後あるいは緊急時等
に基本的には側面ドアのみの開閉機構を用いてドアを開
けることが可能である。加えて、ガードビーム伸縮部５
の密着部５ａと車体構造のピラー当たり面は相似形を成
すようにする。これにより図６に示すように、衝突時ピ
ラー６は車外面において主に上下圧縮変形をすることに
なるが、その壁面をガードビーム伸縮部５の密着部５ａ
により補剛及び補強することが可能となる。なお、図６
におけるスパン１０を出来るだけ長くとることにより、
側面ドア変形進展に伴うガードビーム１端部のズレによ
る効果減少を抑制する。

【０００８】図７、図８、図９には、他の実施の形態を
示す。図７の実施の形態２は、ガードビーム１を２本の
中空丸棒に変えることにより構造的な軽量化を行い、実
施の形態１と同じ効果を有するものである。

【０００９】図８の実施の形態３は、本発明の特徴であ
る車体側面構造と側面ドア補強部材の密着部形状につい
て実施の形態１及び実施の形態２の変更に関するもので
あり、実施の形態１及び実施の形態２では、ガードビー
ム１の密着部５ａの形状を、接合するピラー６の形状と
相似形を成すようにしているが、その一部あるいは全て
において車体前後方向すなわちガードビーム１の長手方
向のピラー６との直接的な密着をさせず、（ｉ）に示す
ように、フロント及びリアピラー６ａについては、ピラ
ー１の車外側壁面に設置した突起部に振動及び衝突初期
の軽い衝撃に対する安定的固定のために密着させてピラ
ー１の車外側壁面のみにおいて車幅方向の荷重を受けら
れるような構造としたものである。さらに、（ii）に示
すように、センターピラー６ｂについては、前後側面ド
アのガードビーム１の端部を密着させるように設置し、
フロント及びリアピラー６ａと同様にセンターピラー６
ｂ側壁面にドア変形に伴う支持反力を受ける構造とする
ものである。なお、ガードビーム伸縮部５の車幅方向の
安定性は、ガードビーム１そのものによる支持剛性等で
受けるものとする。

【００１０】図９に示す実施の形態４では、ピラー６に
ガードビーム伸縮部５が密着した際に、ピラー６の車外
面側壁にガードビーム１の密着部５ａのガイド６１を設
けるもので、これにより衝突後ドア変形の進展に伴い変
形し続けると考えられるガードビーム１のピラー密着部
からの脱落を防止するものである。

【００１１】さらに、これらの構成に加えて、ガードビ
ーム伸縮部５のピラー密着力ではなく、伸縮可動量を増
加させることにより、ピラー６からのガードビーム１の
脱落をさらに抑制することもできる。

【００１２】

【発明の効果】 以上説明してきたように、この発明に
よれば、その構成を衝突で受けた荷重を主にドアガード
ビームの曲げ変形として受け持つドアパネルと、このと
き発生する変形反力を増加させるためにピラーの支持剛
性及び強度を増加させるガードビーム端部の密着機構よ
りなる。これにより時間的な集中荷重を分布荷重とする
と共に、ピラー密着部のスパンをピラー長手方向に長く
とり空間的な集中荷重を分布荷重とする。加えて密着部
形状をピラーと相似形を成すことで、ピラー車外側壁面
の補剛、補強をする。以上の機能によりセンターピラー
の空間的及び時間的局所的な入力荷重を低減させ、ピラ
ーの局所的な折れを抑制できるという効果が得られる。
また、従来の側面補強構造のように強力に結合する構造
としないため、緊急時及び衝突直後におけるドアの開閉
が容易となる。更に、従来構造に付加的に追加すること
が可能であり、量産化への効果は大きいものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ドア変形反力の車体への伝達概念を示す図で
ある。

【図２】 実施の形態１の車体補強構造を示す図で、
（ｉ）は平面図、（ii）は側面図である。

【図３】 実施の形態１の車体補強構造を示す斜視図で
ある。

【図４】 実施の形態１の車体補強構造の要部拡大図で
ある。

【図５】 実施の形態１の車体補強構造を示す斜視図で
ある。

【図６】 実施の形態１の車体補強構造の一部を示す斜
視図である。

【図７】 実施の形態２の車体補強構造の要部を示す斜
視図である。

【図８】 実施の形態３の車体補強構造を示す斜視図で
ある。

【図９】 実施の形態４の車体補強構造を示す斜視図で
ある。

【図１０】 従来の車体補強構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ガードビーム ２ ブラケット ３ ドアアウタパネル ４ ドアインナーパネル ５ ガードビーム伸縮部 ５ａ 密着部 ６ ピラー ６ａ フロントピラー、リアピラー ６ｂ センターピラー ７ スパン ８ ガードラバー ９ ガードビーム圧着機構 １０ スパン １１ ガードビーム １２ ブラケット １３ ドアアウタパネル １４ ドアインナーパネル １６ ピラー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面ドア及びドア補強用ガードビーム
   と、フロント、リア及びセンターピラーからなる車体補
   強構造において、ガードビームは折り板構造等で補剛及
   び補強すると共に二重構造を成してドアに固定され、内
   部にガードビーム長手方向に伸縮可能な伸縮部を前後両
   端に備え、この伸縮部には、側面ドアを閉めたときに手
   動あるいは自動的に各ピラー車体前後方向側面に密着す
   る密着部を有し、この密着部の形状が、ピラー壁面形状
   と相似形にあり、ガードビーム変形反力をピラーへ伝達
   すること及びピラー外壁面の変形に対して補剛及び補強
   しうる形状を持つことで、センターピラー中折れを抑制
   する車体補強構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車体補強構造において、
   ガードビームが波状折板構造であることを特徴とする車
   体補強構造。
3. 【請求項３】 請求項１記載の車体補強構造において、
   ガードビームが２本以上の中空丸棒であることを特徴と
   する車体補強構造。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３記載の車体補強構造と
   同様の側面ドア単体の補強構造を有するが、車体側面構
   造部材である各ピラーに直接密着力により接合するので
   はなく、この一部あるいは全てを、フロント及びリアピ
   ラーにおいてはピラー車体側面壁面から車外方向に突出
   させたガードビーム受け部材に弱い圧着力にて接合さ
   せ、さらにセンターピラー部においては、前後ガードビ
   ームの端部をお互いに密着させることにより、車幅方向
   に入力するドア変形反力をピラーに入力させるようにし
   た構造に置き換えた車体補強構造。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４記載の車体補強構造に
   おいて、ピラー車外面側壁に、ピラーにガードビーム伸
   縮部が密着した時のためのガードビーム伸縮部のガイド
   を設けるもので、これにより衝突後ドア変形の進展に伴
   い変形し続けると考えられるガードビームのピラー密着
   部からの脱落を抑制する機能を有する車体補強構造。