車両の側部車体構造
【課題】車両側突時のセンターピラーの変形を効果的に抑制して乗員の安全性をより適正に確保する。
【解決手段】本発明は、ピラーアウタパネル１１とピラーインナパネル１２との間にピラーレインフォースメント１３を備えたセンターピラー５が、ルーフサイドレール７とサイドシル９との間に亘って上下方向に延びるように設置された車両の側部車体構造において、上記ピラーレインフォースメント１３が、上記ルーフサイドレール７から上記サイドシル９の近傍まで延びる上側部材２３と、この上側部材２３と上記サイドシル９との間に設けられた下側部材２４とを有し、これら上側部材２３と下側部材２４とが、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部２５を介して互いに結合されたものである。
【解決手段】本発明は、ピラーアウタパネル１１とピラーインナパネル１２との間にピラーレインフォースメント１３を備えたセンターピラー５が、ルーフサイドレール７とサイドシル９との間に亘って上下方向に延びるように設置された車両の側部車体構造において、上記ピラーレインフォースメント１３が、上記ルーフサイドレール７から上記サイドシル９の近傍まで延びる上側部材２３と、この上側部材２３と上記サイドシル９との間に設けられた下側部材２４とを有し、これら上側部材２３と下側部材２４とが、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部２５を介して互いに結合されたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピラーアウタパネルとピラーインナパネルとの間にピラーレインフォースメントを備えたセンターピラーが、ルーフサイドレールとサイドシルとの間に亘って上下方向に延びるように設置された車両の側部車体構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に示されるように、車体側部に上下方向に配置されるセンターピラーを軽合金により形成した車体構造において、上記センターピラーの上下方向中央部よりも下側に強度変化点を設け、この強度変化点よりも上部では部材強度を大きくし、下部では部材強度を小さくすることが行われている。具体的には、センターピラーの上部の板厚を下部よりも厚くし、両者の間で板厚を急変させて所定の強度差をもたせることにより、上記強度変化点を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された車体構造によれば、センターピラーの下部を上部よりも変形し易くすることにより、車両側突時におけるセンターピラーの変形形状を制御し、センターピラーによる乗員への干渉を防止できるという利点がある。しかしながら、例えば側突時の荷重が比較的大きいような場合には、たとえセンターピラーの変形形状を制御できても、その変形量（車室内側への突出量）自体が増大してセンターピラーが乗員に干渉してしまい、乗員を適正に保護できなくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、車両側突時のセンターピラーの変形を効果的に抑制して乗員の安全性をより適正に確保することが可能な車両の側部車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、ピラーアウタパネルとピラーインナパネルとの間にピラーレインフォースメントを備えたセンターピラーが、ルーフサイドレールとサイドシルとの間に亘って上下方向に延びるように設置された車両の側部車体構造であって、上記ピラーレインフォースメントが、上記ルーフサイドレールから上記サイドシルの近傍まで延びる上側部材と、この上側部材と上記サイドシルとの間に設けられた下側部材とを有し、これら上側部材と下側部材とが、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部を介して互いに結合されたことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００７】
本発明によれば、ピラーレインフォースメントの構成部品である上側部材と下側部材とを所定の上下幅に亘り重ね合わせて重ね合わせ部を形成したため、センターピラーの剛性を十分に高めてその耐荷重性を向上させることができ、車両の側突時に上記センターピラーが車幅方向内側に変形するのを効果的に抑制することができる。しかも、上記上側部材がサイドシルの近傍まで延設されていることで、この上側部材と下側部材との重ね合わせ部が上記ピラーレインフォースメントの下方寄りに配置されるため、車両の側突時に最初に荷重が入力される可能性が高い部分を上記重ね合わせ部により効果的に補強することができる。そして、このようなセンターピラーの補強によりその変形を抑制することで、車両の側突時にセンターピラーが車室内側に侵入して乗員と干渉するのを効果的に防止でき、乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【０００８】
本発明において、好ましくは、上記ピラーレインフォースメントの重ね合わせ部にリヤサイドドアのドアヒンジが取り付けられる（請求項２）。
【０００９】
この構成によれば、センターピラーの側突時の変形をより効果的に抑制しつつ、リヤサイドドアの支持剛性をより高められるという利点がある。
【００１０】
本発明において、好ましくは、上記上側部材に対し下側部材が車幅方向内側から重ね合わせられて上記重ね合わせ部が形成される（請求項３）。
【００１１】
この構成によれば、上側部材の車幅方向内側への変形が、同方向から重ね合わせられた下側部材によって抑えられるため、センターピラーのうち上記上側部材に対応する部分（センターピラーの上部および中間部）が側突時に大きく車室内側に侵入して乗員と干渉するのを効果的に防止でき、乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００１２】
本発明において、好ましくは、上記上側部材のうち上記重ね合わせ部の上端にほぼ一致する高さ位置に、車両の側突時に折れ変形の起点となる折れ促進部が設けられる（請求項４）。
【００１３】
この構成によれば、例えば車両の側突時に比較的大きな衝突荷重がセンターピラーに入力された場合に、このセンターピラーが上記折れ促進部の設置部を起点に折れ曲がるため、上記センターピラーの上下方向中間部の折れ曲がりを防止して乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００１４】
本発明において、好ましくは、上記上側部材の材質強度が下側部材よりも高く設定される（請求項５）。
【００１５】
この構成によれば、センターピラーの折れ変形が開始される側突時の中期以降において、下側部材の方が容易に変形し、これよりも高強度な上側部材の変形が抑制されるため、センターピラーの上下方向中間部の折れ曲がりをより効果的に防止できるという利点がある。
【００１６】
この場合、上記上側部材は、熱間プレス成形されることで上記下側部材よりも高強度に形成されることが好ましい（請求項６）。
【００１７】
この構成によれば、センターピラーの重量が増大するのを効果的に防止しながら、上記上側部材と下側部材とに適正な強度差をもたせられるという利点がある。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の車両の側部車体構造によれば、車両側突時のセンターピラーの変形を効果的に抑制して乗員の安全性をより適正に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両の側部車体構造を示す側面図である。
【図２】図１の一部拡大図であり、サイドドアを取り外した状態における車体側部を示す図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】センターピラー、ルーフサイドレール、およびサイドシルの各アウタパネルを取り外した状態における図２相当図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】上記センターピラーとサイドシルとの結合部周辺を示す斜視図である。
【図９】上記センターピラーが車両の側突時に変形した場合の変形モードを示す模式図である。
【図１０】図９との比較例として、センターピラーの上下方向中間部が折れ曲がった場合の変形モードを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１および図２は本発明の一実施形態にかかる車両の側部車体構造を示している。本図に示される車両の側面部には乗降用開口部１が形成されており、この乗降用開口部１がサイドドア３（図１）により開閉可能に閉止されるようになっている。なお、図例では４ドアセダンタイプの自動車が示されており、後述するセンターピラー５を挟んだ車体の前後２箇所に乗降用開口部１が設けられるとともに、この前後の乗降用開口部１，１がそれぞれサイドドア３によって開閉されるようになっている。ただし、図１では前側のサイドドア（フロントサイドドア）を省略して示しており、図示されたサイドドア３は後側の乗降用開口部１を開閉するリヤサイドドアである。
【００２１】
また、車両の側部には、前後方向に延びるルーフサイドレール７およびサイドシル９が設けられており、これらの部材によって上記乗降用開口部１の上辺部および下辺部が形成されている。また、上記ルーフサイドレール７およびサイドシル９は、その前後方向の中間部どうしが、上下方向に延びるセンターピラー５によって互いに結合されている。
【００２２】
図３、図４、および図５は、上記センターピラー５、ルーフサイドレール７、およびサイドシル９の各断面図である。このうち、センターピラー５は、図３に示すように、ピラーアウタパネル１１と、これよりも車幅方向内側に設けられたピラーインナパネル１２と、これら両パネル１１，１２の間に設けられた補強用のピラーレインフォースメント１３とを備えている。同様に、上記ルーフサイドレール７は、図４に示すように、アウタパネル１５、インナパネル１６、およびレインフォースメント１７を備えており、上記サイドシル９は、図５に示すように、アウタパネル１９、インナパネル２０、およびレインフォースメント２１を備えている。
【００２３】
図６は、上記センターピラー５のピラーアウタパネル１１と、ルーフサイドレール７のアウタパネル１５と、サイドシル９のアウタパネル１９とをそれぞれ取り外した状態における図２相当図である。このように各アウタパネル１１，１５，１９が取り外されていることで、図６では、先の図２の場合と異なり、上記センターピラー５、ルーフサイドレール７、およびサイドシル９として、各部品のレインフォースメント１３、１７、２１がそれぞれ外表面に現れている。また、図７は、図６のVII−VII線に沿った断面図である。ただし図７では、上記センターピラー５およびサイドシル９の各アウタパネル１１，１９を想像線で示している。
【００２４】
これら図６および図７に示すように、上記センターピラー５のピラーレインフォースメント１３は、上記ルーフサイドレール７のレインフォースメント１７から下方に延びる上側部材２３と、上記サイドシル９のレインフォースメント２１から上方に延びる下側部材２４とを有した上下２分割構造とされている。具体的に、上記上側部材２３と下側部材２４とは、その上部および下部が所定範囲に亘りオーバーラップするように配置されており、このオーバーラップ部分が例えばスポット溶接等により互いに接合されることで、上記ピラーレインフォースメント１３に重ね合わせ部２５が形成されている。すなわち、上記上側部材２３と下側部材２４とは、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部２５を介して互いに結合されている。
【００２５】
上記上側部材２３は、上記ルーフサイドレール７からサイドシル９の近傍まで延びており、上記下側部材２４よりも長い上下寸法を有している。このため、上記上側部材２３と下側部材２４との重ね合わせ部２５は、ピラーレインフォースメント１３の上下方向中間部よりも下方に位置するように設けられている。また、上記重ね合わせ部２５では、上側部材２３よりも下側部材２４の方が車幅方向内側に配置されており、このような位置関係で重ね合わせられた上記両部材２３，２４が互いに接合されることにより上記重ね合わせ部２５が形成されている。
【００２６】
ここで、上記上側部材２３の材質は、熱間プレス成形（ホットスタンプ）により形成された高張力鋼板とされている。熱間プレス成形とは、鋼板を加熱した状態でダイスによりプレスするというもので、ダイスによる急冷効果により鋼板が焼入れ強化されるため、鋼板の強度を飛躍的に高められるという特徴を有している。これに対し、上記下側部材２４は、通常の圧延鋼板等からなり、その強度は上記のような熱間プレス材よりも低く設定されている。すなわち、上記上側部材２３と下側部材２４とを比較すると、上側部材２３の方が下側部材２４よりも高強度な材質によって構成されている。
【００２７】
また、上記上側部材２３の下端部近傍であって上記重ね合わせ部２５の上端にほぼ一致する高さ位置（重ね合わせ部２５の直上部）には、車幅方向内側に凹入した断面視円弧状の凹溝部２３ａが、前後方向に延びるように設けられている。この凹溝部２３ａは、本発明にかかる折れ促進部に相当し、車両の側突時に折れ変形の起点となるように設けられている。すなわち、車両の側突事故が発生すると、センターピラー５には車幅方向外側から内側に向けて衝突荷重が入力されるが、上記ピラーレインフォースメント１３の上側部材２３に上記のような凹溝部２３ａが設けられていれば、この凹溝部２３ａの設置部が上記のような方向の衝突荷重に対して相対的に脆弱となるため、上記ピラーレインフォースメント１３は、上記側突時の荷重に応じて上記凹溝部２３ａを起点に折れ曲がることになる。
【００２８】
図１および図２に示すように、上記センターピラー５には、リヤサイドドア３を開閉可能に支持するための上下一対のドアヒンジ３１，３２が取り付けられている。このうち、下側のドアヒンジ３２は、図６および図７に示すように、上記ピラーレインフォースメント１３の重ね合わせ部２５に対応する高さ位置に設けられている。具体的には、図７に示すように、上記ピラーレインフォースメント１３の重ね合わせ部２５と上記ピラーアウタパネル１１とが車幅方向に近接配置されることで合計３枚のパネル材が重ね合わせられ、このような３枚重ねの部分に、図外のボルト等を介して上記ドアヒンジ３２が取り付けられている。言い換えると、上記ドアヒンジ３２は、ピラーアウタパネル１１を間に挟み込んだ状態で上記ピラーレインフォースメント１３の重ね合わせ部２５に取り付けられている。
【００２９】
図８は、センターピラー５とサイドシル９との結合部周辺を示す斜視図である。ただしこの図８では、図６と同様にセンターピラー５およびサイドシル９の各アウタパネル１１，１９を取り外すとともに、さらにピラーレインフォースメント１３の下側部材２４を取り外した状態で上記結合部周辺を示している。
【００３０】
この図８および先の図７に示すように、上記サイドシル９のレインフォースメント２１のうち、センターピラー５との結合部に対応する部分には、上記レインフォースメント２１の上面を所定量下方に凹入させた凹部２１ａが形成されている。この凹部２１ａは、図８に示すように、センターピラー５の前後幅に対応する範囲に亘って形成されており、当該範囲における上記レインフォースメント２１の上下幅寸法Ｘ（図７参照）が、上記凹部２１ａの凹入代ΔＸの分だけ、他の部分（センターピラー５より前側または後側の部分）よりも小さくなるように構成されている。
【００３１】
以上説明したように、当実施形態の車両の側部車体構造では、ピラーアウタパネル１１とピラーインナパネル１２との間にピラーレインフォースメント１３を備えたセンターピラー５が、ルーフサイドレール７とサイドシル９との間に亘って上下方向に延びるように設置されている。そして、上記ピラーレインフォースメント１３が、上記ルーフサイドレール７から上記サイドシル９の近傍まで延びる上側部材２３と、この上側部材２３と上記サイドシル９との間に設けられた下側部材２４とを有するとともに、これら上側部材２３と下側部材２４とが、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部２５を介して互いに結合されている。このような構成によれば、車両側突時のセンターピラー５の変形量を効果的に抑制して乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００３２】
すなわち、上記実施形態では、ピラーレインフォースメント１３の構成部品である上側部材２３と下側部材２４とを所定の上下幅に亘り重ね合わせて重ね合わせ部２５を形成したため、センターピラー５の剛性を十分に高めてその耐荷重性を向上させることができ、車両の側突時に上記センターピラー５が車幅方向内側に変形するのを効果的に抑制することができる。しかも、上記上側部材２３がサイドシル９の近傍まで延設されていることで、この上側部材２３と下側部材２４との重ね合わせ部２５が上記ピラーレインフォースメント１３の下方寄りに配置されるため、自動車のバンパーとほぼ同一高さ位置にあたるセンターピラー５の下部、つまり、車両の側突時に最初に荷重が入力される可能性が高い部分を上記重ね合わせ部２５により効果的に補強することができる。そして、このようなセンターピラー５の補強によりその変形を抑制することで、車両の側突時にセンターピラー５が車室内側に侵入して乗員と干渉するのを効果的に防止でき、乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００３３】
特に、上記実施形態では、図６および図７に示したように、ピラーレインフォースメント１３の重ね合わせ部２５にリヤサイドドア３のドアヒンジ３２が取り付けられているため、センターピラー５の側突時の変形をより効果的に抑制しつつ、リヤサイドドア３の支持剛性をより高められるという利点がある。
【００３４】
すなわち、車両の側突時にリヤサイドドア３に入力された荷重は、主に、上下一対のドアヒンジ３１，３２を介してセンターピラー５に入力されるが、このうち、下側のドアヒンジ３２が上記重ね合わせ部２５に取り付けられていれば、このドアヒンジ３２を介して入力される側突荷重を高剛性な重ね合わせ部２５で受け止めることにより、センターピラー５の耐荷重性をより向上させてその変形を効果的に抑制することができる。しかも、高剛性な重ね合わせ部２５に取り付けられた上記ドアヒンジ３２を介してリヤサイドドア３を開閉可能に支持することにより、リヤサイドドア３の支持剛性を効果的に高めることができる。
【００３５】
また、上記実施形態では、上側部材２３に対し下側部材２４が車幅方向内側から重ね合わせられることで上記重ね合わせ部２５が形成されている。このような構成によれば、上側部材２３の車幅方向内側への変形が、同方向から重ね合わせられた下側部材２４によって抑えられるため、センターピラー５のうち上記上側部材２３に対応する部分（センターピラー５の上部および中間部）が側突時に大きく車室内側に侵入して乗員と干渉するのを効果的に防止でき、乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００３６】
さらに、上記実施形態では、上記上側部材２３の下端部近傍であって上記重ね合わせ部２５の上端にほぼ一致する高さ位置に、車両の側突時に折れ変形の起点となる折れ促進部としての凹溝部２３ａが形成されている。このような構成によれば、例えば車両の側突時に比較的大きな衝突荷重がセンターピラー５に入力された場合に、このセンターピラー５が上記凹溝部２３ａの設置部を起点に折れ曲がることにより、上記センターピラー５の上下方向中間部が折れ曲がって車室内側に大きく突出するといった事態が回避され、上記センターピラー５による乗員への干渉をより効果的に防止できるという利点がある。
【００３７】
この点に関し図９の模式図を用いて詳しく説明する。図９では、通常時のセンターピラー５を実線で、比較的大きな側突荷重を受けて変形したときのセンターピラー５を１点鎖線で示している。なお、破線は、センターピラー５が１点鎖線のように折れ曲がる前の状態（折れ変形を除いた変形モード）を仮想的に示すものである。この図９に示すように、センターピラー５に比較的大きな側突荷重が入力された場合、センターピラー５は、その下部に設けられた上記凹溝部２３ａの設置部（図９においてＡで示す部分）を起点として折れ曲がろうとする。これに対し、例えば図１０に示すように、センターピラー５の上下方向中間部が折れ曲がったような場合には、当該部が大きく車室内側に突出することにより、センターピラー５が乗員に干渉してしまうおそれがある。そこで、このような問題を解消すべく、上記実施形態では、上側部材２３の下端部近傍に凹溝部２３ａを設け、この部分で折れ変形を生起させるようにしている。これにより、センターピラー５の車幅方向内側への最大変形量Ｄ（図９）が、上下方向中間部が折れ曲がった場合の最大変形量Ｄ’（図１０）と比べて小さく抑えられるため、センターピラー５の車室内側への侵入量を効果的に低減して乗員の安全性をより適正に確保することができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、ピラーレインフォースメント１３の上側部材２３を熱間プレス成形により高強度に形成することで、上記上側部材２３の強度を下側部材２４よりも高くするようにした。このような構成によれば、センターピラー５の折れ変形が開始される側突時の中期以降において、下側部材２４の方が容易に変形し、これよりも高強度な上側部材２３の変形が抑制されるため、上記センターピラー５の上下方向中間部の折れ曲がりがより効果的に防止され、図９の１点鎖線に示すような変形モードがより得られ易くなるという利点がある。
【００３９】
さらに、上記実施形態では、サイドシル９のレインフォースメント２１のうち、上記センターピラー５との結合部に対応する部分に凹部２１ａを設け、この凹部２１ａの分だけ上記レインフォースメント２１の上下幅を小さくすることにより、上記センターピラー５との結合部におけるサイドシル９の剛性を相対的に低く設定するようにした。このような構成によれば、側突時の中期以降に、センターピラー５の下部の変形が上記サイドシル９により阻害されて所望の変形モードが得られなくという事態を効果的に防止できるという利点がある。
【００４０】
すなわち、図９の１点鎖線に示すような変形モードでセンターピラー５が変形するには、側突時の中期以降に、センターピラー５の下部（下側部材２４に対応する部分）が車幅方向内側に大きく変位しかつ傾く必要があり、これに合わせてサイドシル９も比較的大きく変形する必要がある。ただし、この場合において、サイドシル９の剛性が高過ぎると、その変形が必要以上に抑制されることにより、上記のような態様でのセンターピラー５の変形が阻害されるおそれがある。これに対し、上記実施形態では、上記センターピラー５との結合部におけるサイドシル９の剛性を相対的に低く設定したため、必要なサイドシル９の変形を促進し、図９の１点鎖線に示すようなモードでセンターピラー５を確実に変形させることが可能である。
【００４１】
なお、上記実施形態では、ピラーレインフォースメント１３の上側部材２３を熱間プレス成形することで、この上側部材２３を下側部材２４よりも高強度に形成するようにしたが、上記上側部材２３の材質強度を高めるための手法はこれに限られない。例えば、上側部材２３および下側部材２４の材質自体は同一とした上で、上記上側部材２３の板厚を下側部材２４よりも薄くすることにより、上記上側部材２３を下側部材２４よりも高強度に形成することも可能である。しかしながら、上記実施形態のように上側部材２３を熱間プレス成形で形成した方が、この上側部材２３の重量を特に増やすことなくその強度を高めることができるため、センターピラー５の重量が増大するのを効果的に防止しながら、上記上側部材２３と下側部材２４とに適正な強度差をもたせられるという点で有利である。
【００４２】
また、上記実施形態では、車両の側突時に折れ変形の起点となる折れ促進部を、上側部材２３に設けられた凹溝部２３ａによって構成したが、例えば上記上側部材２３の板厚を部分的に薄くし、この板厚を薄くした部分により上記折れ促進部を構成してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
３ サイドドア（リヤサイドドア）
５ センターピラー
７ ルーフサイドレール
９ サイドシル
１１ ピラーアウタパネル
１２ ピラーインナパネル
１３ ピラーレインフォースメント
２３ 上側部材
２３ａ 凹溝部（折れ促進部）
２４ 下側部材
２５ 重ね合わせ部
３２ ドアヒンジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピラーアウタパネルとピラーインナパネルとの間にピラーレインフォースメントを備えたセンターピラーが、ルーフサイドレールとサイドシルとの間に亘って上下方向に延びるように設置された車両の側部車体構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に示されるように、車体側部に上下方向に配置されるセンターピラーを軽合金により形成した車体構造において、上記センターピラーの上下方向中央部よりも下側に強度変化点を設け、この強度変化点よりも上部では部材強度を大きくし、下部では部材強度を小さくすることが行われている。具体的には、センターピラーの上部の板厚を下部よりも厚くし、両者の間で板厚を急変させて所定の強度差をもたせることにより、上記強度変化点を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された車体構造によれば、センターピラーの下部を上部よりも変形し易くすることにより、車両側突時におけるセンターピラーの変形形状を制御し、センターピラーによる乗員への干渉を防止できるという利点がある。しかしながら、例えば側突時の荷重が比較的大きいような場合には、たとえセンターピラーの変形形状を制御できても、その変形量（車室内側への突出量）自体が増大してセンターピラーが乗員に干渉してしまい、乗員を適正に保護できなくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、車両側突時のセンターピラーの変形を効果的に抑制して乗員の安全性をより適正に確保することが可能な車両の側部車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、ピラーアウタパネルとピラーインナパネルとの間にピラーレインフォースメントを備えたセンターピラーが、ルーフサイドレールとサイドシルとの間に亘って上下方向に延びるように設置された車両の側部車体構造であって、上記ピラーレインフォースメントが、上記ルーフサイドレールから上記サイドシルの近傍まで延びる上側部材と、この上側部材と上記サイドシルとの間に設けられた下側部材とを有し、これら上側部材と下側部材とが、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部を介して互いに結合されたことを特徴とするものである（請求項１）。
【０００７】
本発明によれば、ピラーレインフォースメントの構成部品である上側部材と下側部材とを所定の上下幅に亘り重ね合わせて重ね合わせ部を形成したため、センターピラーの剛性を十分に高めてその耐荷重性を向上させることができ、車両の側突時に上記センターピラーが車幅方向内側に変形するのを効果的に抑制することができる。しかも、上記上側部材がサイドシルの近傍まで延設されていることで、この上側部材と下側部材との重ね合わせ部が上記ピラーレインフォースメントの下方寄りに配置されるため、車両の側突時に最初に荷重が入力される可能性が高い部分を上記重ね合わせ部により効果的に補強することができる。そして、このようなセンターピラーの補強によりその変形を抑制することで、車両の側突時にセンターピラーが車室内側に侵入して乗員と干渉するのを効果的に防止でき、乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【０００８】
本発明において、好ましくは、上記ピラーレインフォースメントの重ね合わせ部にリヤサイドドアのドアヒンジが取り付けられる（請求項２）。
【０００９】
この構成によれば、センターピラーの側突時の変形をより効果的に抑制しつつ、リヤサイドドアの支持剛性をより高められるという利点がある。
【００１０】
本発明において、好ましくは、上記上側部材に対し下側部材が車幅方向内側から重ね合わせられて上記重ね合わせ部が形成される（請求項３）。
【００１１】
この構成によれば、上側部材の車幅方向内側への変形が、同方向から重ね合わせられた下側部材によって抑えられるため、センターピラーのうち上記上側部材に対応する部分（センターピラーの上部および中間部）が側突時に大きく車室内側に侵入して乗員と干渉するのを効果的に防止でき、乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００１２】
本発明において、好ましくは、上記上側部材のうち上記重ね合わせ部の上端にほぼ一致する高さ位置に、車両の側突時に折れ変形の起点となる折れ促進部が設けられる（請求項４）。
【００１３】
この構成によれば、例えば車両の側突時に比較的大きな衝突荷重がセンターピラーに入力された場合に、このセンターピラーが上記折れ促進部の設置部を起点に折れ曲がるため、上記センターピラーの上下方向中間部の折れ曲がりを防止して乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００１４】
本発明において、好ましくは、上記上側部材の材質強度が下側部材よりも高く設定される（請求項５）。
【００１５】
この構成によれば、センターピラーの折れ変形が開始される側突時の中期以降において、下側部材の方が容易に変形し、これよりも高強度な上側部材の変形が抑制されるため、センターピラーの上下方向中間部の折れ曲がりをより効果的に防止できるという利点がある。
【００１６】
この場合、上記上側部材は、熱間プレス成形されることで上記下側部材よりも高強度に形成されることが好ましい（請求項６）。
【００１７】
この構成によれば、センターピラーの重量が増大するのを効果的に防止しながら、上記上側部材と下側部材とに適正な強度差をもたせられるという利点がある。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の車両の側部車体構造によれば、車両側突時のセンターピラーの変形を効果的に抑制して乗員の安全性をより適正に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両の側部車体構造を示す側面図である。
【図２】図１の一部拡大図であり、サイドドアを取り外した状態における車体側部を示す図である。
【図３】図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】センターピラー、ルーフサイドレール、およびサイドシルの各アウタパネルを取り外した状態における図２相当図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】上記センターピラーとサイドシルとの結合部周辺を示す斜視図である。
【図９】上記センターピラーが車両の側突時に変形した場合の変形モードを示す模式図である。
【図１０】図９との比較例として、センターピラーの上下方向中間部が折れ曲がった場合の変形モードを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１および図２は本発明の一実施形態にかかる車両の側部車体構造を示している。本図に示される車両の側面部には乗降用開口部１が形成されており、この乗降用開口部１がサイドドア３（図１）により開閉可能に閉止されるようになっている。なお、図例では４ドアセダンタイプの自動車が示されており、後述するセンターピラー５を挟んだ車体の前後２箇所に乗降用開口部１が設けられるとともに、この前後の乗降用開口部１，１がそれぞれサイドドア３によって開閉されるようになっている。ただし、図１では前側のサイドドア（フロントサイドドア）を省略して示しており、図示されたサイドドア３は後側の乗降用開口部１を開閉するリヤサイドドアである。
【００２１】
また、車両の側部には、前後方向に延びるルーフサイドレール７およびサイドシル９が設けられており、これらの部材によって上記乗降用開口部１の上辺部および下辺部が形成されている。また、上記ルーフサイドレール７およびサイドシル９は、その前後方向の中間部どうしが、上下方向に延びるセンターピラー５によって互いに結合されている。
【００２２】
図３、図４、および図５は、上記センターピラー５、ルーフサイドレール７、およびサイドシル９の各断面図である。このうち、センターピラー５は、図３に示すように、ピラーアウタパネル１１と、これよりも車幅方向内側に設けられたピラーインナパネル１２と、これら両パネル１１，１２の間に設けられた補強用のピラーレインフォースメント１３とを備えている。同様に、上記ルーフサイドレール７は、図４に示すように、アウタパネル１５、インナパネル１６、およびレインフォースメント１７を備えており、上記サイドシル９は、図５に示すように、アウタパネル１９、インナパネル２０、およびレインフォースメント２１を備えている。
【００２３】
図６は、上記センターピラー５のピラーアウタパネル１１と、ルーフサイドレール７のアウタパネル１５と、サイドシル９のアウタパネル１９とをそれぞれ取り外した状態における図２相当図である。このように各アウタパネル１１，１５，１９が取り外されていることで、図６では、先の図２の場合と異なり、上記センターピラー５、ルーフサイドレール７、およびサイドシル９として、各部品のレインフォースメント１３、１７、２１がそれぞれ外表面に現れている。また、図７は、図６のVII−VII線に沿った断面図である。ただし図７では、上記センターピラー５およびサイドシル９の各アウタパネル１１，１９を想像線で示している。
【００２４】
これら図６および図７に示すように、上記センターピラー５のピラーレインフォースメント１３は、上記ルーフサイドレール７のレインフォースメント１７から下方に延びる上側部材２３と、上記サイドシル９のレインフォースメント２１から上方に延びる下側部材２４とを有した上下２分割構造とされている。具体的に、上記上側部材２３と下側部材２４とは、その上部および下部が所定範囲に亘りオーバーラップするように配置されており、このオーバーラップ部分が例えばスポット溶接等により互いに接合されることで、上記ピラーレインフォースメント１３に重ね合わせ部２５が形成されている。すなわち、上記上側部材２３と下側部材２４とは、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部２５を介して互いに結合されている。
【００２５】
上記上側部材２３は、上記ルーフサイドレール７からサイドシル９の近傍まで延びており、上記下側部材２４よりも長い上下寸法を有している。このため、上記上側部材２３と下側部材２４との重ね合わせ部２５は、ピラーレインフォースメント１３の上下方向中間部よりも下方に位置するように設けられている。また、上記重ね合わせ部２５では、上側部材２３よりも下側部材２４の方が車幅方向内側に配置されており、このような位置関係で重ね合わせられた上記両部材２３，２４が互いに接合されることにより上記重ね合わせ部２５が形成されている。
【００２６】
ここで、上記上側部材２３の材質は、熱間プレス成形（ホットスタンプ）により形成された高張力鋼板とされている。熱間プレス成形とは、鋼板を加熱した状態でダイスによりプレスするというもので、ダイスによる急冷効果により鋼板が焼入れ強化されるため、鋼板の強度を飛躍的に高められるという特徴を有している。これに対し、上記下側部材２４は、通常の圧延鋼板等からなり、その強度は上記のような熱間プレス材よりも低く設定されている。すなわち、上記上側部材２３と下側部材２４とを比較すると、上側部材２３の方が下側部材２４よりも高強度な材質によって構成されている。
【００２７】
また、上記上側部材２３の下端部近傍であって上記重ね合わせ部２５の上端にほぼ一致する高さ位置（重ね合わせ部２５の直上部）には、車幅方向内側に凹入した断面視円弧状の凹溝部２３ａが、前後方向に延びるように設けられている。この凹溝部２３ａは、本発明にかかる折れ促進部に相当し、車両の側突時に折れ変形の起点となるように設けられている。すなわち、車両の側突事故が発生すると、センターピラー５には車幅方向外側から内側に向けて衝突荷重が入力されるが、上記ピラーレインフォースメント１３の上側部材２３に上記のような凹溝部２３ａが設けられていれば、この凹溝部２３ａの設置部が上記のような方向の衝突荷重に対して相対的に脆弱となるため、上記ピラーレインフォースメント１３は、上記側突時の荷重に応じて上記凹溝部２３ａを起点に折れ曲がることになる。
【００２８】
図１および図２に示すように、上記センターピラー５には、リヤサイドドア３を開閉可能に支持するための上下一対のドアヒンジ３１，３２が取り付けられている。このうち、下側のドアヒンジ３２は、図６および図７に示すように、上記ピラーレインフォースメント１３の重ね合わせ部２５に対応する高さ位置に設けられている。具体的には、図７に示すように、上記ピラーレインフォースメント１３の重ね合わせ部２５と上記ピラーアウタパネル１１とが車幅方向に近接配置されることで合計３枚のパネル材が重ね合わせられ、このような３枚重ねの部分に、図外のボルト等を介して上記ドアヒンジ３２が取り付けられている。言い換えると、上記ドアヒンジ３２は、ピラーアウタパネル１１を間に挟み込んだ状態で上記ピラーレインフォースメント１３の重ね合わせ部２５に取り付けられている。
【００２９】
図８は、センターピラー５とサイドシル９との結合部周辺を示す斜視図である。ただしこの図８では、図６と同様にセンターピラー５およびサイドシル９の各アウタパネル１１，１９を取り外すとともに、さらにピラーレインフォースメント１３の下側部材２４を取り外した状態で上記結合部周辺を示している。
【００３０】
この図８および先の図７に示すように、上記サイドシル９のレインフォースメント２１のうち、センターピラー５との結合部に対応する部分には、上記レインフォースメント２１の上面を所定量下方に凹入させた凹部２１ａが形成されている。この凹部２１ａは、図８に示すように、センターピラー５の前後幅に対応する範囲に亘って形成されており、当該範囲における上記レインフォースメント２１の上下幅寸法Ｘ（図７参照）が、上記凹部２１ａの凹入代ΔＸの分だけ、他の部分（センターピラー５より前側または後側の部分）よりも小さくなるように構成されている。
【００３１】
以上説明したように、当実施形態の車両の側部車体構造では、ピラーアウタパネル１１とピラーインナパネル１２との間にピラーレインフォースメント１３を備えたセンターピラー５が、ルーフサイドレール７とサイドシル９との間に亘って上下方向に延びるように設置されている。そして、上記ピラーレインフォースメント１３が、上記ルーフサイドレール７から上記サイドシル９の近傍まで延びる上側部材２３と、この上側部材２３と上記サイドシル９との間に設けられた下側部材２４とを有するとともに、これら上側部材２３と下側部材２４とが、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部２５を介して互いに結合されている。このような構成によれば、車両側突時のセンターピラー５の変形量を効果的に抑制して乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００３２】
すなわち、上記実施形態では、ピラーレインフォースメント１３の構成部品である上側部材２３と下側部材２４とを所定の上下幅に亘り重ね合わせて重ね合わせ部２５を形成したため、センターピラー５の剛性を十分に高めてその耐荷重性を向上させることができ、車両の側突時に上記センターピラー５が車幅方向内側に変形するのを効果的に抑制することができる。しかも、上記上側部材２３がサイドシル９の近傍まで延設されていることで、この上側部材２３と下側部材２４との重ね合わせ部２５が上記ピラーレインフォースメント１３の下方寄りに配置されるため、自動車のバンパーとほぼ同一高さ位置にあたるセンターピラー５の下部、つまり、車両の側突時に最初に荷重が入力される可能性が高い部分を上記重ね合わせ部２５により効果的に補強することができる。そして、このようなセンターピラー５の補強によりその変形を抑制することで、車両の側突時にセンターピラー５が車室内側に侵入して乗員と干渉するのを効果的に防止でき、乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００３３】
特に、上記実施形態では、図６および図７に示したように、ピラーレインフォースメント１３の重ね合わせ部２５にリヤサイドドア３のドアヒンジ３２が取り付けられているため、センターピラー５の側突時の変形をより効果的に抑制しつつ、リヤサイドドア３の支持剛性をより高められるという利点がある。
【００３４】
すなわち、車両の側突時にリヤサイドドア３に入力された荷重は、主に、上下一対のドアヒンジ３１，３２を介してセンターピラー５に入力されるが、このうち、下側のドアヒンジ３２が上記重ね合わせ部２５に取り付けられていれば、このドアヒンジ３２を介して入力される側突荷重を高剛性な重ね合わせ部２５で受け止めることにより、センターピラー５の耐荷重性をより向上させてその変形を効果的に抑制することができる。しかも、高剛性な重ね合わせ部２５に取り付けられた上記ドアヒンジ３２を介してリヤサイドドア３を開閉可能に支持することにより、リヤサイドドア３の支持剛性を効果的に高めることができる。
【００３５】
また、上記実施形態では、上側部材２３に対し下側部材２４が車幅方向内側から重ね合わせられることで上記重ね合わせ部２５が形成されている。このような構成によれば、上側部材２３の車幅方向内側への変形が、同方向から重ね合わせられた下側部材２４によって抑えられるため、センターピラー５のうち上記上側部材２３に対応する部分（センターピラー５の上部および中間部）が側突時に大きく車室内側に侵入して乗員と干渉するのを効果的に防止でき、乗員の安全性をより適正に確保できるという利点がある。
【００３６】
さらに、上記実施形態では、上記上側部材２３の下端部近傍であって上記重ね合わせ部２５の上端にほぼ一致する高さ位置に、車両の側突時に折れ変形の起点となる折れ促進部としての凹溝部２３ａが形成されている。このような構成によれば、例えば車両の側突時に比較的大きな衝突荷重がセンターピラー５に入力された場合に、このセンターピラー５が上記凹溝部２３ａの設置部を起点に折れ曲がることにより、上記センターピラー５の上下方向中間部が折れ曲がって車室内側に大きく突出するといった事態が回避され、上記センターピラー５による乗員への干渉をより効果的に防止できるという利点がある。
【００３７】
この点に関し図９の模式図を用いて詳しく説明する。図９では、通常時のセンターピラー５を実線で、比較的大きな側突荷重を受けて変形したときのセンターピラー５を１点鎖線で示している。なお、破線は、センターピラー５が１点鎖線のように折れ曲がる前の状態（折れ変形を除いた変形モード）を仮想的に示すものである。この図９に示すように、センターピラー５に比較的大きな側突荷重が入力された場合、センターピラー５は、その下部に設けられた上記凹溝部２３ａの設置部（図９においてＡで示す部分）を起点として折れ曲がろうとする。これに対し、例えば図１０に示すように、センターピラー５の上下方向中間部が折れ曲がったような場合には、当該部が大きく車室内側に突出することにより、センターピラー５が乗員に干渉してしまうおそれがある。そこで、このような問題を解消すべく、上記実施形態では、上側部材２３の下端部近傍に凹溝部２３ａを設け、この部分で折れ変形を生起させるようにしている。これにより、センターピラー５の車幅方向内側への最大変形量Ｄ（図９）が、上下方向中間部が折れ曲がった場合の最大変形量Ｄ’（図１０）と比べて小さく抑えられるため、センターピラー５の車室内側への侵入量を効果的に低減して乗員の安全性をより適正に確保することができる。
【００３８】
また、上記実施形態では、ピラーレインフォースメント１３の上側部材２３を熱間プレス成形により高強度に形成することで、上記上側部材２３の強度を下側部材２４よりも高くするようにした。このような構成によれば、センターピラー５の折れ変形が開始される側突時の中期以降において、下側部材２４の方が容易に変形し、これよりも高強度な上側部材２３の変形が抑制されるため、上記センターピラー５の上下方向中間部の折れ曲がりがより効果的に防止され、図９の１点鎖線に示すような変形モードがより得られ易くなるという利点がある。
【００３９】
さらに、上記実施形態では、サイドシル９のレインフォースメント２１のうち、上記センターピラー５との結合部に対応する部分に凹部２１ａを設け、この凹部２１ａの分だけ上記レインフォースメント２１の上下幅を小さくすることにより、上記センターピラー５との結合部におけるサイドシル９の剛性を相対的に低く設定するようにした。このような構成によれば、側突時の中期以降に、センターピラー５の下部の変形が上記サイドシル９により阻害されて所望の変形モードが得られなくという事態を効果的に防止できるという利点がある。
【００４０】
すなわち、図９の１点鎖線に示すような変形モードでセンターピラー５が変形するには、側突時の中期以降に、センターピラー５の下部（下側部材２４に対応する部分）が車幅方向内側に大きく変位しかつ傾く必要があり、これに合わせてサイドシル９も比較的大きく変形する必要がある。ただし、この場合において、サイドシル９の剛性が高過ぎると、その変形が必要以上に抑制されることにより、上記のような態様でのセンターピラー５の変形が阻害されるおそれがある。これに対し、上記実施形態では、上記センターピラー５との結合部におけるサイドシル９の剛性を相対的に低く設定したため、必要なサイドシル９の変形を促進し、図９の１点鎖線に示すようなモードでセンターピラー５を確実に変形させることが可能である。
【００４１】
なお、上記実施形態では、ピラーレインフォースメント１３の上側部材２３を熱間プレス成形することで、この上側部材２３を下側部材２４よりも高強度に形成するようにしたが、上記上側部材２３の材質強度を高めるための手法はこれに限られない。例えば、上側部材２３および下側部材２４の材質自体は同一とした上で、上記上側部材２３の板厚を下側部材２４よりも薄くすることにより、上記上側部材２３を下側部材２４よりも高強度に形成することも可能である。しかしながら、上記実施形態のように上側部材２３を熱間プレス成形で形成した方が、この上側部材２３の重量を特に増やすことなくその強度を高めることができるため、センターピラー５の重量が増大するのを効果的に防止しながら、上記上側部材２３と下側部材２４とに適正な強度差をもたせられるという点で有利である。
【００４２】
また、上記実施形態では、車両の側突時に折れ変形の起点となる折れ促進部を、上側部材２３に設けられた凹溝部２３ａによって構成したが、例えば上記上側部材２３の板厚を部分的に薄くし、この板厚を薄くした部分により上記折れ促進部を構成してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
３ サイドドア（リヤサイドドア）
５ センターピラー
７ ルーフサイドレール
９ サイドシル
１１ ピラーアウタパネル
１２ ピラーインナパネル
１３ ピラーレインフォースメント
２３ 上側部材
２３ａ 凹溝部（折れ促進部）
２４ 下側部材
２５ 重ね合わせ部
３２ ドアヒンジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピラーアウタパネルとピラーインナパネルとの間にピラーレインフォースメントを備えたセンターピラーが、ルーフサイドレールとサイドシルとの間に亘って上下方向に延びるように設置された車両の側部車体構造であって、
上記ピラーレインフォースメントが、上記ルーフサイドレールから上記サイドシルの近傍まで延びる上側部材と、この上側部材と上記サイドシルとの間に設けられた下側部材とを有し、これら上側部材と下側部材とが、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部を介して互いに結合されたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項２】
請求項１記載の車両の側部車体構造において、
上記ピラーレインフォースメントの重ね合わせ部にリヤサイドドアのドアヒンジが取り付けられたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両の側部車体構造において、
上記上側部材に対し下側部材が車幅方向内側から重ね合わせられて上記重ね合わせ部が形成されたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の側部車体構造において、
上記上側部材のうち上記重ね合わせ部の上端にほぼ一致する高さ位置に、車両の側突時に折れ変形の起点となる折れ促進部が設けられたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の側部車体構造において、
上記上側部材の材質強度が下側部材よりも高く設定されたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項６】
請求項５に記載の車両の側部車体構造において、
上記上側部材が熱間プレス成形されることで上記下側部材よりも高強度に形成されたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項１】
ピラーアウタパネルとピラーインナパネルとの間にピラーレインフォースメントを備えたセンターピラーが、ルーフサイドレールとサイドシルとの間に亘って上下方向に延びるように設置された車両の側部車体構造であって、
上記ピラーレインフォースメントが、上記ルーフサイドレールから上記サイドシルの近傍まで延びる上側部材と、この上側部材と上記サイドシルとの間に設けられた下側部材とを有し、これら上側部材と下側部材とが、両者を所定の上下幅に亘り重ね合わせた重ね合わせ部を介して互いに結合されたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項２】
請求項１記載の車両の側部車体構造において、
上記ピラーレインフォースメントの重ね合わせ部にリヤサイドドアのドアヒンジが取り付けられたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両の側部車体構造において、
上記上側部材に対し下側部材が車幅方向内側から重ね合わせられて上記重ね合わせ部が形成されたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の側部車体構造において、
上記上側部材のうち上記重ね合わせ部の上端にほぼ一致する高さ位置に、車両の側突時に折れ変形の起点となる折れ促進部が設けられたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両の側部車体構造において、
上記上側部材の材質強度が下側部材よりも高く設定されたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【請求項６】
請求項５に記載の車両の側部車体構造において、
上記上側部材が熱間プレス成形されることで上記下側部材よりも高強度に形成されたことを特徴とする車両の側部車体構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１７３４０３（Ｐ２０１０−１７３４０３Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６４４５（Ｐ２００９−１６４４５）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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