車体側部構造
【課題】側突時のピラーの車幅方向内側への進入量を抑制する。
【解決手段】ロッカ１４より上方に位置するセンタピラー１２に対して車幅方向内向きの衝突荷重が入力されると、フロアクロスメンバ５４の上壁部分の谷線５８が下方へ向けて変形し、ロッカインナパネル３０との結合側が上方へ持ち上がるような上下の波打ち変形、即ち座屈変形を生ずる。座屈変形が進行すると、下方へ凸となる波の凸部分（谷線５８）が下方に延びてガセット４６の第３壁部分４６Ｃに干渉し、波打ち変形の波高の増大、即ち、フロアクロスメンバ５４の座屈変形が抑制され、ロッカ１４及びセンタピラー１２の車幅方向内側への進入量が抑えられる。
【解決手段】ロッカ１４より上方に位置するセンタピラー１２に対して車幅方向内向きの衝突荷重が入力されると、フロアクロスメンバ５４の上壁部分の谷線５８が下方へ向けて変形し、ロッカインナパネル３０との結合側が上方へ持ち上がるような上下の波打ち変形、即ち座屈変形を生ずる。座屈変形が進行すると、下方へ凸となる波の凸部分（谷線５８）が下方に延びてガセット４６の第３壁部分４６Ｃに干渉し、波打ち変形の波高の増大、即ち、フロアクロスメンバ５４の座屈変形が抑制され、ロッカ１４及びセンタピラー１２の車幅方向内側への進入量が抑えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体構造に係り、側突時のピラーの車幅方向内側への進入量を抑制可能な車体側部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
側突での車体変形方策として、ロッカとピラーとの結合部下方に位置する部分に、車幅方向に延びるフロアクロスを設定している車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６―１９９１３２号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フロアクロスは、車両左右方向の荷重分担を目的としているが、例えば、相手車両のバンパがロッカの上側のＢピラーに衝突してＢピラーが車室内側に倒れると、Ｂピラーの下方のロッカに結合されるフロアクロスに応力が作用してフロアクロスが上下に曲げ変形する。フロアクロスが上下に曲げ変形、即ち、座屈すると、部材車幅方向の軸耐力が十分に有効活用できない場合がある。
フロアクロスの部材軸方向の軸耐力を有効活用できない場合には、側突によるＢピラーの車幅方向内側への進入量が増大することになる。
【０００５】
フロアクロスの上下の曲げ変形を抑制する対策として、フロアクロスの高さを高くすることも考えられるが、フロアクロスの上方に配置される車室内のシート等に干渉する問題があり、フロアクロスの高さを高くするにも限界がある。
また、衝突荷重の伝達経路の部材の厚みを増やして変形を抑えることも考えられるが、必要のない部位の板厚も増加することとなり、重量が大幅に増加する問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、側突時のピラーの車幅方向内側への進入量を抑制できる車体側部構造に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の車体側部構造は、車体側部に配置され車両前後方向に沿って延びるロッカと、前記ロッカから車両上方へ延びるピラーと、前記ロッカと前記ピラーとの結合部位から車両幅方向内側へ延び、長手方向直角断面で見た時に下方が開放された開断面形状とされ、車体下部に配置されるフロアパネルの上面に結合されることで閉断面を構成するフロアクロスメンバと、前記フロアパネルと前記フロアクロスメンバとで形成される前記閉断面の内部に配置され、車両側方からの荷重入力によって前記フロアクロスメンバが座屈変形した際に前記フロアクロスメンバの変形部分と干渉して前記座屈変形を抑制する干渉手段と、
を有する。
【０００８】
次に、請求項１に記載の車体側部構造の作用を説明する。
ロッカより上方に位置するピラーに対して車幅方向内側へ向かう側突の衝撃荷重（力）が入力すると、該衝撃荷重は、ピラーを介してロッカ、及びフロアクロスメンバへと伝達される。衝突荷重の入力により、ピラーの衝撃荷重入力部分が車両幅方向内側へ凸となる変形を生じると、ピラーに結合されているロッカがピラーの変形に伴って車両幅方向内側斜め上方へ移動するように変形し、ロッカに結合されるフロアクロスメンバに軸方向の衝突荷重が入力して座屈変形する。
【０００９】
フロアクロスメンバが座屈変形することで、フロアクロスメンバの上壁部分は上下に波打つように変形するが、波のフロアクロスメンバ閉断面内側へ凸となった部分が干渉手段に干渉して波の高さ（振幅）が増大すること、即ち、フロアクロスメンバの座屈変形が抑えられ、フロアクロスメンバの車両幅方向内側への変形量が抑えられる。その結果、側突時におけるフロアクロスメンバに結合されるロッカ、及びピラーの車両幅方向内側への進入量を小さくすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車体側部構造において、前記干渉手段は前記フロアパネルの上面に設けられ、前記フロアクロスメンバの上面が変形して下方に凸となる部分の下端が干渉する干渉部を有する。
【００１１】
次に、請求項２に記載の車体側部構造の作用を説明する。
請求項２に記載の車体側部構造によれば、側突の衝撃荷重によりフロアクロスメンバに軸方向の衝突荷重が入力して座屈変形した際、フロアクロスメンバの上面が変形して下方に凸となる部分の下端が干渉手段の干渉部に干渉することで、該座屈変形が抑えられる。
干渉手段は、フロアパネルの上面に設けられており、フロアクロスメンバの凸となる部分が干渉部が干渉した際の上からの荷重をフロアパネルに伝達し、フロアパネルは、該上からの荷重を支持する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車体側部構造において、前記干渉手段は、前記ロッカの上部と前記フロアパネルとを結合すると共に、前記ロッカの上部との結合位置から車両幅方向内側下方へ向けて形成される側面干渉壁と、前記側面干渉壁の下端部から車両幅方向内側へ向けて形成される上面干渉壁と、を備えたガセットである。
【００１３】
次に、請求項３に記載の車体側部構造の作用を説明する。
フロアクロスメンバが座屈変形して、フロアクロスメンバの上壁部分が波打つように変形すると、先ず最初に、波の下側へ凸となった部分の下端が干渉手段の上面干渉壁に干渉して座屈変形が抑えられる。衝突荷重がより大きい場合には、該凸となった部分の側部がさらに側面干渉壁側に向けて進行して側面干渉壁側に干渉し、フロアクロスメンバのさらなる座屈変形が抑えられる。
即ち、フロアクロスメンバの上壁部分がガセットの上面干渉壁、及び側面干渉壁に干渉することで新たな荷重が発生し、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上する。
また、請求項３のガセットは、ロッカ上部とフロアパネルとを結合しているため、フロアクロスメンバとロッカとの結合強度が向上し、車両の乗り心地、ノイズ、振動等に対しても有効である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車体側部構造において、前記干渉手段は、前記フロアパネルの上部に配置され、上下方向に延びる側面干渉壁と、前記側面干渉壁の下端から車両幅方向外側または車両幅方向内側に向けて形成される上面干渉壁と、を備えた凸部材である。
【００１５】
次に、請求項４に記載の車体側部構造の作用を説明する。
フロアクロスメンバが座屈変形して、フロアクロスメンバの上壁部分が波打つように変形すると、先ず最初に、波の下側へ凸となった部分の下端が凸部材の上面干渉壁に干渉して座屈変形が抑えられる。衝突荷重がより大きい場合には、該凸となった部分の側部がさらに側面干渉壁に干渉してフロアクロスメンバのさらなる座屈変形が抑えられる。
即ち、フロアクロスメンバの上壁部分が凸部材の上面干渉壁、及び側面干渉壁に干渉することで新たな荷重が発生し、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上する。
なお、凸部材はフロアパネルの上面で、かつフロアクロスメンバの内部に配置すれば良いので、従来構造のフロアパネル、及びフロアクロスメンバを有する車両に対し、設計変更せず、凸部材を追加するのみでフロアクロスメンバの軸耐力の稼働率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように請求項１に記載の車体側部構造は上記構成としたので、側突時のロッカ、及びピラーの車幅方向内側への進入量を抑えることができる、という優れた効果を有する。
さらに、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率を高めることができるので、フロアクロスの断面高さを低くすることが可能となり、後席の足元スペースの拡大が可能となる。
また、フロアクロスメンバの内部に配置可能な干渉手段でもってフロアクロスメンバの座屈変形を抑制することができるので、側突の入力が伝達されるピラー、ロッカ、フロアクロス等に厚い鋼板を用いて変形を抑制する場合に比較して、コスト低減、及び軽量化を図ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の車体側部構造は、干渉手段は、フロアクロスメンバの上面が下方に凸となる部分が干渉する干渉部を有する簡単な構成で、フロアクロスメンバの座屈変形を効果的に抑えることができ、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上し、ロッカ、及びピラーの車幅方向の変形量を抑制できる。
【００１８】
請求項３に記載の車体側部構造は、上面干渉壁、及び側面干渉壁を備えた簡単な構成のガセットを設けることに、フロアクロスメンバの座屈変形を効果的に抑えることができ、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上し、ロッカ、及びピラーの車幅方向の変形量を抑制できる。
また、フロアクロスメンバとロッカとの結合強度が向上することで、車両の乗り心地の向上、ノイズ及び振動の低減が可能となる。
【００１９】
また、請求項４に記載の車体側部構造は、上面干渉壁、及び側面干渉壁を備えた簡単な構成の凸部材を設けることにより、フロアクロスメンバの座屈変形を効果的に抑えることができ、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上し、ロッカ、及びピラーの車幅方向の変形量を抑制できる。
また、設計変更せず、凸部材を追加するのみでフロアクロスメンバの軸耐力の稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図２に示す車体の１−１線断面図である。
【図２】車体の要部を示す側面図である。
【図３】（Ａ）は第１の実施形態に係る車体側部構造を車室側から見た斜視図であり、（Ｂ）は車室側から見たガットの斜視図である。
【図４】車体側部構造の変形の様子を示す断面図である。
【図５】荷重とセンタピラーの変形量との関係を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態に係る車体側部構造の変形の様子を示す断面図である。
【図７】フロアクロスメンバ及び座屈変形抑制凸部材の断面図（図８の７−７線断面図）である。
【図８】第２の実施形態に係る車体側部構造を車室側から見た斜視図である。
【図９】第２の実施形態に係る車体側部構造における荷重とセンタピラーの変形量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る車体構造としての車体側部構造１０について、図１〜図５に基づいて説明する。なお、図中に適宜記す矢印ＦＲは車両前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向を、矢印ＩＮは車幅方向内側を、矢印ＯＵＴは車幅方向外側をそれぞれ示す。
【００２２】
図２には、車体側部構造１０が適用された自動車の車体１１を車両幅方向外側から見た模式的な側面図にて示されており、図３には車体側部構造１０が斜視図にて示されており、図１には、車体１１が図２の１−１線に沿った断面図にて示されている。
【００２３】
これらの図に示される如く、車体１１は、センタピラー（Ｂピラー）１２を備えている。センタピラー１２は、車両前後方向に長手とされた車幅方向外端の骨格部材であるロッカ１４における車両前後方向の略中間部から車両上下方向に沿って立ち上げられた骨格部材とされている。
【００２４】
センタピラー１２の車両上下方向の上端部は、車両上部の骨格部であるルーフサイドレール１６の車両前後方向中間部に連結されている。このセンタピラー１２に対する車両前後方向の前側には、該センタピラー１２、ロッカ１４、ルーフサイドレール１６、及びフロントピラー１８にて囲まれた乗員乗降用のドア開口部２０が形成されている。
【００２５】
一方、センタピラー１２に対する車両前後方向の後側には、該センタピラー１２、ロッカ１４、ルーフサイドレール１６、及びリヤピラー２２等にて囲まれたドア開口部２４が形成されている。
【００２６】
そして、第１の実施形態に係る車体側部構造１０は、車体１１におけるロッカ１４とセンタピラー１２とフロアクロスメンバ５４との結合部分に適用されている。
具体的には、図１に示される如く、センタピラー１２は、センタピラーインナパネル２６と、センタピラーアウタリインフォースメント２８とが図示しない前後のフランジ部で結合されて形成された閉断面を有する骨格部とされている。
【００２７】
一方、ロッカ１４は、車幅方向外向きに開口する断面ハット形状のロッカインナパネル３０と、車幅方向内向きに開口する断面ハット形状のロッカアウタリインフォースメント３２とが結合されて形成された閉断面を有する骨格部とされている。
【００２８】
この実施形態では、ロッカインナパネル３０の上下のフランジ３０Ａ、３０Ｂと、ロッカアウタリインフォースメント３２の上下のフランジ３２Ａ、３２Ｂとの間に、センタピラーインナパネル２６の下端部２６Ａが挟み込まれて、共に結合されている。
【００２９】
さらに、この実施形態では、プレス部品であるサイメンアウタ（サイドアウタパネル）３８がセンタピラーアウタリインフォースメント２８、ロッカアウタリインフォースメント３２を外側から覆うようにして、該センタピラーアウタリインフォースメント２８、ロッカアウタリインフォースメント３２のフランジに結合されている。
【００３０】
サイメンアウタ３８の下端部に形成された下フランジ３８Ａは、ロッカインナパネル３０の下フランジ３０Ｂ、センタピラーインナパネル２６の下端部２６Ａ、ロッカアウタリインフォースメント３２の下フランジ３２Ｂと４枚重ね合わせ状態で、スポット溶接にて結合されている。
【００３１】
なお、この実施形態では、ロッカインナパネル３０における上下のフランジ３０Ａ、３０Ｂに対し車幅方向内側に突出した内側壁３０Ｃには、車体フロアを構成するフロアパネル４２の車幅方向外端４２Ａが結合されている。
【００３２】
また、車体側部構造１０では、センタピラーアウタリインフォースメント２８は、その下端部２８Ａがロッカアウタリインフォースメント３２の外側壁３２Ｃにスポット溶接にて結合されている。
【００３３】
（ガセット）
図１、及び図３に示すように、センタピラー１２とロッカ１４との結合部分の車両幅方向内側には、車幅方向に沿って延びるフロアクロスメンバ５４、及びガセット４６が設けられている。
【００３４】
ガセット４６は、ロッカインナパネル３０の上壁部３０Ｄから車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的小さな角度で傾斜している第１壁部分４６Ａ、第１壁部分４６Ａの車両幅方向内側端部から車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的大きな角度で傾斜している側面干渉壁としての第２壁部分４６Ｂ、第２壁部分４６Ｂの車両幅方向内側端部から車両幅方向内側へ向けて比較的小さな角度で傾斜している上面干渉壁としての第３壁部分４６Ｃ、第３壁部分４６Ｃの車両幅方向内側端部から、車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的大きな角度で傾斜している第４壁部分４６Ｄ、第１壁部分４６Ａ、第２壁部分４６Ｂ、第３壁部分４６Ｃ、及び第４壁部分４６Ｄの各々の車両前後方向の端部、フロアパネル４２の上面、及びロッカインナパネル３０の内側壁３０Ｃに接続される略Ｌ字形状の側壁部４６Ｅ、側壁部４６Ｅのフロアパネル側、ロッカインナパネル側、及び第４壁部分４６Ｄの下端部分から外側に向けて延びるフランジ部４６Ｆを備えている。
【００３５】
なお、第１壁部分４６Ａと第２壁部分４６Ｂとで車幅方向に対して直交する方向に延びる第１稜線４８、第２壁部分４６Ｂと第３壁部分４６Ｃとで車幅方向に対して直交する方向に延びる第１谷線５０、第３壁部分４６Ｃと第４壁部分４６Ｄとで車幅方向に対して直交する方向に延びる第２稜線５２を形成している。
【００３６】
（フロアクロスメンバ）
フロアクロスメンバ５４は、鋼板のプレス成形品であり、長手方向直角断面形状が、略ハット形状を呈している。フロアクロスメンバ５４を長手方向に沿った縦断面で見ると、ガセット４６の第１壁部分４６Ａと平行に配置され、第１壁部分４６Ａに溶接される第１傾斜壁５４Ａ、第１傾斜壁５４Ａの車両幅方向内側の端部から車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的大きな角度で傾斜する第２傾斜壁５４Ｂ、第２傾斜壁５４Ｂの車両幅方向内側の端部から車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的小さな角度で傾斜する第３傾斜壁５４Ｃ、第１傾斜壁５４Ａ、第２傾斜壁５４Ｂ及び第３傾斜壁５４Ｄの周囲に配置されるフランジ５４Ｅとを有している。
【００３７】
なお、第１傾斜壁５４Ａと第２傾斜壁５４Ｂとで車幅方向に対して直交する方向に延びる稜線５６、第２傾斜壁５４Ｂと第３傾斜壁５４Ｃとで車幅方向に対して直交する方向に延びる谷線５８を形成している。
【００３８】
フロアクロスメンバ５４の第２傾斜壁５４Ｂ及び第３傾斜壁５４Ｃと、ガセット４６の第２壁部分４６Ｂ及び第３壁部分４６Ｃとの間には、予め設定された隙間が設けられている。
フロアクロスメンバ５４のフランジ５４Ｅは、フロアパネル４２の上面、ガセット４６の側壁部４６Ｅ、ロッカインナパネル３０の内側壁３０Ｃ、及びロッカインナパネル３０の上壁部３０Ｄに各々スポット溶接されている。
【００３９】
なお、車体側部構造１０が適用された車体１１では、ロッカ１４を構成するロッカインナパネル３０、ロッカアウタリインフォースメント３２、センタピラーインナパネル２６、センタピラーアウタリインフォースメント２８、サイメンアウタ３８等は、各々鋼板で構成されている。
【００４０】
（作用）
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
上記構成の車体側部構造１０では、図４に示すように、例えば、車体１１に対する側面衝突によって、ロッカ１４より上方に位置するセンタピラー１２に対して車幅方向内向きの衝突荷重（矢印Ｆ）が入力されると、該センタピラー１２の下部が車幅方向内向きに倒れ、ロッカ１４は車両幅方向内側斜め上方（矢印Ａ方向。おおよそ車両幅方向内側に中心を有する円弧に沿った方向となる。）に変形する。
【００４１】
この変形によって、ロッカ１４の車両幅方向内側に接続されるフロアクロスメンバ５４は、ロッカインナパネル３０との結合側が上方へ持ち上がり、下側へ凸となっている上壁部分の谷線５８が下方へ向けて変形するような上下の波打ち変形、即ち座屈変形を生ずる。
【００４２】
衝突荷重の入力によりフロアクロスメンバ５４の座屈変形が進行すると、図４に２点鎖線で示すように、下方へ凸となる波の凸部分（谷線５８）が矢印ａ，ｂ，ｃで示すように、下方に延びてガセット４６の第３壁部分４６Ｃに干渉する。
谷線５８を頂点とする波の凸部分の下端がガセット４６の第３壁部分４６Ｃに干渉することでフロアクロスメンバ５４の上壁部分の波打ち変形の波高の増大、即ち、フロアクロスメンバ５４の座屈変形が抑制され、ロッカ１４及びセンタピラー１２の車幅方向内側への進入量が抑えられる。
【００４３】
さらに衝突荷重が大きい場合には、谷線５８を頂点とする波の凸部分は、頂点付近が第３壁部分４６Ｃに密着（面接触）するように押し潰され、凸部分の側面がガセット４６の第２壁部分４６Ｂに干渉するので、さらなる凸部分の変形、即ち、さらなる座屈変形が抑制される。
なお、フロアクロスメンバ５４からガセット４６に入力する上からの荷重は、主にフロアパネル４２によって支持される。
【００４４】
本実施形態の車体側部構造１０によれば、このようにしてフロアクロスメンバ５４の座屈変形が抑えられるので、フロアクロスメンバ５４の車両幅方向外側に配置されるセンタピラー１２、及びロッカ１４の車両幅方向内側への進入量を抑える事ができる。
【００４５】
また、本実施形態の車体側部構造１０では、このようにしてフロアクロスメンバ５４の軸耐力の稼働率を高めることができるので、フロアクロスメンバ５４の断面高さを低くすることも可能となり、例えば、座席下方の足元スペース（高さ方向）を拡大することが可能となる。
【００４６】
さらに、本実施形態の車体側部構造１０では、ガセット４６でフロアクロスメンバ５４とロッカ１４とを結合しているので、フロアクロスメンバ５４とロッカ１４との結合強度が向上し、車両の乗り心地（例えば、剛性感）の向上、ノイズ及び振動の低減が可能となる。
【００４７】
図５は、センタピラーに入力する衝撃荷重の大きさと、センタピラー１２の車両幅方向内側方向の変形量（ＨＰ（ヒップポイント）横ストローク。センタピラー１２の変形量測定位置（高さ方向）は、乗員のヒップポイント。）との関係を模式的に示したグラフであり、二点鎖線はガセットが設けられていない場合、実線はガセット４６を設けた場合を示している。
【００４８】
フロアクロスメンバ５４が変形してガセット４６に干渉することで反力がガセット側に発生し、「荷重×ストローク」のエネルギーはガセット４６のある場合と無い場合と同じなので、荷重が増大すればストロークが減少する。
【００４９】
「０」〜「ア」は、フロアクロスメンバ５４がある程度座屈している部分を示し、「イ」はフロアクロスメンバ５４の波型変形した凸部下端がガセット４６の第３壁部分４６Ｃに干渉した時、「ウ」はフロアクロスメンバ５４の波型変形した凸部側面がガセット４６の第２壁部分４６Ｂに干渉した時を示しており、本実施形態の車体側部構造によれば、側突時のセンタピラーの車両幅方向内側への進入量を大幅に減少（図５のＳ）可能であることが分かる。
【００５０】
本実施形態では、フロアクロスメンバ５４の内部に配置可能な小型のガセット４６でもってフロアクロスメンバ５４の座屈変形を抑制することができるので、側突の入力が伝達されるセンタピラー１２、ロッカ１４、フロアクロスメンバ５４等に厚い鋼板を用いて変形を抑制する場合に比較して、コスト低減、及び軽量化を図ることができる。
【００５１】
また、ガセット４６は、鋼板からなる小型のプレス成形品であり、スポット溶接にて簡単に取り付けることができるため、重量の増加は最小限に抑えることができる。また、軸耐力の稼働率を高めることができるので、フロアクロスメンバ５４の薄肉化、及び軽量化も可能となる。
【００５２】
ここで、ガセット４６の各部の高さ、幅、ガセット４６とフロアクロスメンバ５４との位置関係、ガセット４６とフロアクロスメンバ５４との間隔等は、フロアクロスメンバ５４の座屈変形を抑えるために、適宜変更されるものであり。コンピュータシミュレーション、試作品による実験等で、これらの最適な値を求めることができる。
【００５３】
なお、フロアクロスメンバ５４がガセット４６に干渉した際、ガセット４６が変形しないように、例えば、図３（Ｂ）の実線、及び図１の２点鎖線で示すように、ガセット４６の第２壁部分４６Ｂ、及び第３壁部分４６Ｃに、谷線５８と交差する方向に延び、かつガセット内方に凸となるビード４６Ｇを形成しても良い。
【００５４】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る車体構造としての車体側部構造１０について、図６〜図８に基づいて説明する。なお、上記した第１の実施形態と基本的に同一の部品、部分については、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
本実施形態では、フロアパネル４２の上面に、座屈変形抑制凸部材６０が配置されている。座屈変形抑制凸部材６０は、下方が開放された略ハット形状を呈した鋼板のプレス成形品であり、フロアパネル４２と略平行とされた上面干渉壁６０Ａと、上面干渉壁６０Ａの車両幅方向内側に配置されて上面干渉壁６０Ａよりも車両幅方向内側斜め上方へ向かう側面干渉壁６０Ｂと、外周に配置されるフランジ６０Ｃを備え、フランジ６０Ｃがフロアパネル４２の上面に溶接にて結合されている。
【００５６】
なお、フランジ６０Ｃの車両前後方向の一部分は、フロアクロスメンバ５４とフロアパネル４２との間に挟持され、フロアクロスメンバ５４のフランジ５４Ｅ、フランジ６０Ｃ、及びフロアパネル４２の３枚重ねで溶接されている。
【００５７】
なお、上面干渉壁６０Ａは、フロアクロスメンバ５４の谷線５８の下方に配置されている。
また、フロアクロスメンバ５４の第２傾斜壁５４Ｂ及び第３傾斜壁５４Ｃと、座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａ及び側面干渉壁６０Ｂとの間には、予め設定された隙間が設けられている。
【００５８】
（作用）
本実施形態の車体側部構造１０では、図６に示すように、衝突荷重の入力（矢印Ｆ）によりフロアクロスメンバ５４座屈変形が進行すると、下方へ凸となる波の凸部分（谷線５８）が下方に延びて座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａに干渉する。谷線５８を頂点とする波の凸部分の下端が座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａに干渉することでフロアクロスメンバ５４の上壁部分の波打ち変形の波高の増大、即ち、フロアクロスメンバ５４の座屈変形が抑制され、ロッカ１４及びセンタピラー１２の車幅方向内側への進入量が抑えられる。
【００５９】
さらに衝突荷重が大きい場合には、谷線５８を頂点とする波の凸部分は、頂点付近が座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａに密着（面接触）するように押し潰され、波の凸部分の側面が座屈変形抑制凸部材６０の側面干渉壁６０Ｂに向けて進行して側面干渉壁６０Ｂに干渉するので、さらなる波の凸部分の変形、即ち、さらなる座屈変形が抑制される。
また、本実施形態によれば、車両の設計変更をせず、座屈変形抑制凸部材６０を追加するのみでフロアクロスメンバ５４の軸耐力の稼働率を向上させることができる。
なお、その他の作用効果は第１の実施形態と同様である。
【００６０】
図９は、本実施形態の車体側部構造１０におけるセンタピラー１２に入力する衝撃荷重の大きさと、センタピラーの車両幅方向内側方向の変形量との関係を模式的に示したグラフであり、２点鎖線は座屈変形抑制凸部材６０が設けられていない場合、実線は座屈変形抑制凸部材６０を設けた場合を示している。
「０」〜「ア」は、フロアクロスメンバ５４がある程度座屈している部分を示し、「イ」はフロアクロスメンバ５４の波型変形した凸部下端が座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａに干渉した時、「ウ」はフロアクロスメンバ５４の波型変形した凸部側面が座屈変形抑制凸部材６０の側面干渉壁６０Ｂに干渉した時を示しており、本実施形態の車体側部構造においても、側突時のセンタピラーの車両幅方向内側への進入量を大幅に減少（図９のＳ）可能であることが分かる。
【００６１】
なお、本実施形態の座屈変形抑制凸部材６０では、上面干渉壁６０Ａの車両幅方向内側に側面干渉壁６０Ｂが形成されていたが、側面干渉壁６０Ｂは上面干渉壁６０Ａの車両幅方向外側に形成しても良く、両側に形成しても良い。何れの場合もフロアクロスメンバ５４の上壁部分の変形を抑制することができる。
【００６２】
［その他の実施形態］
上記実施形態では、フロアクロスメンバ５４の上壁部分が座屈変形して下方へ凸となる部分に干渉するガセット４６又は座屈変形抑制凸部材６０をフロアパネル４２の上面に配置したが、少なくともフロアクロスメンバ５４の上壁部分が下方へ凸となる部分を受けて座屈変形を抑制可能であれば、ガセット４６、及び座屈変形抑制凸部材６０の形状は上記実施形態のものに限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の形状変更が可能である。
【００６３】
また、上記実施形態では、フロアクロスメンバ５４の上壁部分の変形を抑えることでフロアクロスメンバ５４の座屈変形を抑えているが、フロアクロスメンバ５４が座屈する際フロアクロスメンバ５４の車両前後側の側壁５４Ｆ、Ｇが変形するような場合、フロアクロスメンバ５４の側壁が内側へ凸となる部分が干渉するように、ガセット４６または座屈変形抑制凸部材６０の位置、フロアクロスメンバ５４の側壁とガセット４６の側壁との間隔、またはフロアクロスメンバ５４の側壁と座屈変形抑制凸部材６０の側壁との間隔を決定することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、センタピラー１２、ロッカ１４、フロアパネル４２、フロアクロスメンバ５４、ガセット４６、座屈変形抑制凸部材６０等の部材が鋼板で形成されていたが、これらの部材は鋼板以外で形成される場合もある。これらの部材は、アルミニューム合金等の、鉄以外の金属、合成樹脂、例えば、ＣＦＲＰ等の繊維強化樹脂等で形成されていても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 車体側部構造
１１ 車体
１２ センタピラー
１４ ロッカ
５４ フロアクロスメンバ
４６ ガセット（干渉手段）
４６Ｂ 第２壁部分（側面干渉壁）
４６Ｃ 第３壁部分（干渉部。上面干渉壁）
６０ 座屈変形抑制凸部材（干渉手段）
６０Ａ 上面干渉壁（干渉部）
６０Ｂ 側面干渉壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体構造に係り、側突時のピラーの車幅方向内側への進入量を抑制可能な車体側部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
側突での車体変形方策として、ロッカとピラーとの結合部下方に位置する部分に、車幅方向に延びるフロアクロスを設定している車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６―１９９１３２号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フロアクロスは、車両左右方向の荷重分担を目的としているが、例えば、相手車両のバンパがロッカの上側のＢピラーに衝突してＢピラーが車室内側に倒れると、Ｂピラーの下方のロッカに結合されるフロアクロスに応力が作用してフロアクロスが上下に曲げ変形する。フロアクロスが上下に曲げ変形、即ち、座屈すると、部材車幅方向の軸耐力が十分に有効活用できない場合がある。
フロアクロスの部材軸方向の軸耐力を有効活用できない場合には、側突によるＢピラーの車幅方向内側への進入量が増大することになる。
【０００５】
フロアクロスの上下の曲げ変形を抑制する対策として、フロアクロスの高さを高くすることも考えられるが、フロアクロスの上方に配置される車室内のシート等に干渉する問題があり、フロアクロスの高さを高くするにも限界がある。
また、衝突荷重の伝達経路の部材の厚みを増やして変形を抑えることも考えられるが、必要のない部位の板厚も増加することとなり、重量が大幅に増加する問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、側突時のピラーの車幅方向内側への進入量を抑制できる車体側部構造に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の車体側部構造は、車体側部に配置され車両前後方向に沿って延びるロッカと、前記ロッカから車両上方へ延びるピラーと、前記ロッカと前記ピラーとの結合部位から車両幅方向内側へ延び、長手方向直角断面で見た時に下方が開放された開断面形状とされ、車体下部に配置されるフロアパネルの上面に結合されることで閉断面を構成するフロアクロスメンバと、前記フロアパネルと前記フロアクロスメンバとで形成される前記閉断面の内部に配置され、車両側方からの荷重入力によって前記フロアクロスメンバが座屈変形した際に前記フロアクロスメンバの変形部分と干渉して前記座屈変形を抑制する干渉手段と、
を有する。
【０００８】
次に、請求項１に記載の車体側部構造の作用を説明する。
ロッカより上方に位置するピラーに対して車幅方向内側へ向かう側突の衝撃荷重（力）が入力すると、該衝撃荷重は、ピラーを介してロッカ、及びフロアクロスメンバへと伝達される。衝突荷重の入力により、ピラーの衝撃荷重入力部分が車両幅方向内側へ凸となる変形を生じると、ピラーに結合されているロッカがピラーの変形に伴って車両幅方向内側斜め上方へ移動するように変形し、ロッカに結合されるフロアクロスメンバに軸方向の衝突荷重が入力して座屈変形する。
【０００９】
フロアクロスメンバが座屈変形することで、フロアクロスメンバの上壁部分は上下に波打つように変形するが、波のフロアクロスメンバ閉断面内側へ凸となった部分が干渉手段に干渉して波の高さ（振幅）が増大すること、即ち、フロアクロスメンバの座屈変形が抑えられ、フロアクロスメンバの車両幅方向内側への変形量が抑えられる。その結果、側突時におけるフロアクロスメンバに結合されるロッカ、及びピラーの車両幅方向内側への進入量を小さくすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車体側部構造において、前記干渉手段は前記フロアパネルの上面に設けられ、前記フロアクロスメンバの上面が変形して下方に凸となる部分の下端が干渉する干渉部を有する。
【００１１】
次に、請求項２に記載の車体側部構造の作用を説明する。
請求項２に記載の車体側部構造によれば、側突の衝撃荷重によりフロアクロスメンバに軸方向の衝突荷重が入力して座屈変形した際、フロアクロスメンバの上面が変形して下方に凸となる部分の下端が干渉手段の干渉部に干渉することで、該座屈変形が抑えられる。
干渉手段は、フロアパネルの上面に設けられており、フロアクロスメンバの凸となる部分が干渉部が干渉した際の上からの荷重をフロアパネルに伝達し、フロアパネルは、該上からの荷重を支持する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車体側部構造において、前記干渉手段は、前記ロッカの上部と前記フロアパネルとを結合すると共に、前記ロッカの上部との結合位置から車両幅方向内側下方へ向けて形成される側面干渉壁と、前記側面干渉壁の下端部から車両幅方向内側へ向けて形成される上面干渉壁と、を備えたガセットである。
【００１３】
次に、請求項３に記載の車体側部構造の作用を説明する。
フロアクロスメンバが座屈変形して、フロアクロスメンバの上壁部分が波打つように変形すると、先ず最初に、波の下側へ凸となった部分の下端が干渉手段の上面干渉壁に干渉して座屈変形が抑えられる。衝突荷重がより大きい場合には、該凸となった部分の側部がさらに側面干渉壁側に向けて進行して側面干渉壁側に干渉し、フロアクロスメンバのさらなる座屈変形が抑えられる。
即ち、フロアクロスメンバの上壁部分がガセットの上面干渉壁、及び側面干渉壁に干渉することで新たな荷重が発生し、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上する。
また、請求項３のガセットは、ロッカ上部とフロアパネルとを結合しているため、フロアクロスメンバとロッカとの結合強度が向上し、車両の乗り心地、ノイズ、振動等に対しても有効である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車体側部構造において、前記干渉手段は、前記フロアパネルの上部に配置され、上下方向に延びる側面干渉壁と、前記側面干渉壁の下端から車両幅方向外側または車両幅方向内側に向けて形成される上面干渉壁と、を備えた凸部材である。
【００１５】
次に、請求項４に記載の車体側部構造の作用を説明する。
フロアクロスメンバが座屈変形して、フロアクロスメンバの上壁部分が波打つように変形すると、先ず最初に、波の下側へ凸となった部分の下端が凸部材の上面干渉壁に干渉して座屈変形が抑えられる。衝突荷重がより大きい場合には、該凸となった部分の側部がさらに側面干渉壁に干渉してフロアクロスメンバのさらなる座屈変形が抑えられる。
即ち、フロアクロスメンバの上壁部分が凸部材の上面干渉壁、及び側面干渉壁に干渉することで新たな荷重が発生し、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上する。
なお、凸部材はフロアパネルの上面で、かつフロアクロスメンバの内部に配置すれば良いので、従来構造のフロアパネル、及びフロアクロスメンバを有する車両に対し、設計変更せず、凸部材を追加するのみでフロアクロスメンバの軸耐力の稼働率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように請求項１に記載の車体側部構造は上記構成としたので、側突時のロッカ、及びピラーの車幅方向内側への進入量を抑えることができる、という優れた効果を有する。
さらに、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率を高めることができるので、フロアクロスの断面高さを低くすることが可能となり、後席の足元スペースの拡大が可能となる。
また、フロアクロスメンバの内部に配置可能な干渉手段でもってフロアクロスメンバの座屈変形を抑制することができるので、側突の入力が伝達されるピラー、ロッカ、フロアクロス等に厚い鋼板を用いて変形を抑制する場合に比較して、コスト低減、及び軽量化を図ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の車体側部構造は、干渉手段は、フロアクロスメンバの上面が下方に凸となる部分が干渉する干渉部を有する簡単な構成で、フロアクロスメンバの座屈変形を効果的に抑えることができ、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上し、ロッカ、及びピラーの車幅方向の変形量を抑制できる。
【００１８】
請求項３に記載の車体側部構造は、上面干渉壁、及び側面干渉壁を備えた簡単な構成のガセットを設けることに、フロアクロスメンバの座屈変形を効果的に抑えることができ、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上し、ロッカ、及びピラーの車幅方向の変形量を抑制できる。
また、フロアクロスメンバとロッカとの結合強度が向上することで、車両の乗り心地の向上、ノイズ及び振動の低減が可能となる。
【００１９】
また、請求項４に記載の車体側部構造は、上面干渉壁、及び側面干渉壁を備えた簡単な構成の凸部材を設けることにより、フロアクロスメンバの座屈変形を効果的に抑えることができ、フロアクロスメンバの軸耐力の稼働率が向上し、ロッカ、及びピラーの車幅方向の変形量を抑制できる。
また、設計変更せず、凸部材を追加するのみでフロアクロスメンバの軸耐力の稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図２に示す車体の１−１線断面図である。
【図２】車体の要部を示す側面図である。
【図３】（Ａ）は第１の実施形態に係る車体側部構造を車室側から見た斜視図であり、（Ｂ）は車室側から見たガットの斜視図である。
【図４】車体側部構造の変形の様子を示す断面図である。
【図５】荷重とセンタピラーの変形量との関係を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態に係る車体側部構造の変形の様子を示す断面図である。
【図７】フロアクロスメンバ及び座屈変形抑制凸部材の断面図（図８の７−７線断面図）である。
【図８】第２の実施形態に係る車体側部構造を車室側から見た斜視図である。
【図９】第２の実施形態に係る車体側部構造における荷重とセンタピラーの変形量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る車体構造としての車体側部構造１０について、図１〜図５に基づいて説明する。なお、図中に適宜記す矢印ＦＲは車両前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向を、矢印ＩＮは車幅方向内側を、矢印ＯＵＴは車幅方向外側をそれぞれ示す。
【００２２】
図２には、車体側部構造１０が適用された自動車の車体１１を車両幅方向外側から見た模式的な側面図にて示されており、図３には車体側部構造１０が斜視図にて示されており、図１には、車体１１が図２の１−１線に沿った断面図にて示されている。
【００２３】
これらの図に示される如く、車体１１は、センタピラー（Ｂピラー）１２を備えている。センタピラー１２は、車両前後方向に長手とされた車幅方向外端の骨格部材であるロッカ１４における車両前後方向の略中間部から車両上下方向に沿って立ち上げられた骨格部材とされている。
【００２４】
センタピラー１２の車両上下方向の上端部は、車両上部の骨格部であるルーフサイドレール１６の車両前後方向中間部に連結されている。このセンタピラー１２に対する車両前後方向の前側には、該センタピラー１２、ロッカ１４、ルーフサイドレール１６、及びフロントピラー１８にて囲まれた乗員乗降用のドア開口部２０が形成されている。
【００２５】
一方、センタピラー１２に対する車両前後方向の後側には、該センタピラー１２、ロッカ１４、ルーフサイドレール１６、及びリヤピラー２２等にて囲まれたドア開口部２４が形成されている。
【００２６】
そして、第１の実施形態に係る車体側部構造１０は、車体１１におけるロッカ１４とセンタピラー１２とフロアクロスメンバ５４との結合部分に適用されている。
具体的には、図１に示される如く、センタピラー１２は、センタピラーインナパネル２６と、センタピラーアウタリインフォースメント２８とが図示しない前後のフランジ部で結合されて形成された閉断面を有する骨格部とされている。
【００２７】
一方、ロッカ１４は、車幅方向外向きに開口する断面ハット形状のロッカインナパネル３０と、車幅方向内向きに開口する断面ハット形状のロッカアウタリインフォースメント３２とが結合されて形成された閉断面を有する骨格部とされている。
【００２８】
この実施形態では、ロッカインナパネル３０の上下のフランジ３０Ａ、３０Ｂと、ロッカアウタリインフォースメント３２の上下のフランジ３２Ａ、３２Ｂとの間に、センタピラーインナパネル２６の下端部２６Ａが挟み込まれて、共に結合されている。
【００２９】
さらに、この実施形態では、プレス部品であるサイメンアウタ（サイドアウタパネル）３８がセンタピラーアウタリインフォースメント２８、ロッカアウタリインフォースメント３２を外側から覆うようにして、該センタピラーアウタリインフォースメント２８、ロッカアウタリインフォースメント３２のフランジに結合されている。
【００３０】
サイメンアウタ３８の下端部に形成された下フランジ３８Ａは、ロッカインナパネル３０の下フランジ３０Ｂ、センタピラーインナパネル２６の下端部２６Ａ、ロッカアウタリインフォースメント３２の下フランジ３２Ｂと４枚重ね合わせ状態で、スポット溶接にて結合されている。
【００３１】
なお、この実施形態では、ロッカインナパネル３０における上下のフランジ３０Ａ、３０Ｂに対し車幅方向内側に突出した内側壁３０Ｃには、車体フロアを構成するフロアパネル４２の車幅方向外端４２Ａが結合されている。
【００３２】
また、車体側部構造１０では、センタピラーアウタリインフォースメント２８は、その下端部２８Ａがロッカアウタリインフォースメント３２の外側壁３２Ｃにスポット溶接にて結合されている。
【００３３】
（ガセット）
図１、及び図３に示すように、センタピラー１２とロッカ１４との結合部分の車両幅方向内側には、車幅方向に沿って延びるフロアクロスメンバ５４、及びガセット４６が設けられている。
【００３４】
ガセット４６は、ロッカインナパネル３０の上壁部３０Ｄから車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的小さな角度で傾斜している第１壁部分４６Ａ、第１壁部分４６Ａの車両幅方向内側端部から車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的大きな角度で傾斜している側面干渉壁としての第２壁部分４６Ｂ、第２壁部分４６Ｂの車両幅方向内側端部から車両幅方向内側へ向けて比較的小さな角度で傾斜している上面干渉壁としての第３壁部分４６Ｃ、第３壁部分４６Ｃの車両幅方向内側端部から、車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的大きな角度で傾斜している第４壁部分４６Ｄ、第１壁部分４６Ａ、第２壁部分４６Ｂ、第３壁部分４６Ｃ、及び第４壁部分４６Ｄの各々の車両前後方向の端部、フロアパネル４２の上面、及びロッカインナパネル３０の内側壁３０Ｃに接続される略Ｌ字形状の側壁部４６Ｅ、側壁部４６Ｅのフロアパネル側、ロッカインナパネル側、及び第４壁部分４６Ｄの下端部分から外側に向けて延びるフランジ部４６Ｆを備えている。
【００３５】
なお、第１壁部分４６Ａと第２壁部分４６Ｂとで車幅方向に対して直交する方向に延びる第１稜線４８、第２壁部分４６Ｂと第３壁部分４６Ｃとで車幅方向に対して直交する方向に延びる第１谷線５０、第３壁部分４６Ｃと第４壁部分４６Ｄとで車幅方向に対して直交する方向に延びる第２稜線５２を形成している。
【００３６】
（フロアクロスメンバ）
フロアクロスメンバ５４は、鋼板のプレス成形品であり、長手方向直角断面形状が、略ハット形状を呈している。フロアクロスメンバ５４を長手方向に沿った縦断面で見ると、ガセット４６の第１壁部分４６Ａと平行に配置され、第１壁部分４６Ａに溶接される第１傾斜壁５４Ａ、第１傾斜壁５４Ａの車両幅方向内側の端部から車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的大きな角度で傾斜する第２傾斜壁５４Ｂ、第２傾斜壁５４Ｂの車両幅方向内側の端部から車両幅方向内側へ向けて斜め下方へ比較的小さな角度で傾斜する第３傾斜壁５４Ｃ、第１傾斜壁５４Ａ、第２傾斜壁５４Ｂ及び第３傾斜壁５４Ｄの周囲に配置されるフランジ５４Ｅとを有している。
【００３７】
なお、第１傾斜壁５４Ａと第２傾斜壁５４Ｂとで車幅方向に対して直交する方向に延びる稜線５６、第２傾斜壁５４Ｂと第３傾斜壁５４Ｃとで車幅方向に対して直交する方向に延びる谷線５８を形成している。
【００３８】
フロアクロスメンバ５４の第２傾斜壁５４Ｂ及び第３傾斜壁５４Ｃと、ガセット４６の第２壁部分４６Ｂ及び第３壁部分４６Ｃとの間には、予め設定された隙間が設けられている。
フロアクロスメンバ５４のフランジ５４Ｅは、フロアパネル４２の上面、ガセット４６の側壁部４６Ｅ、ロッカインナパネル３０の内側壁３０Ｃ、及びロッカインナパネル３０の上壁部３０Ｄに各々スポット溶接されている。
【００３９】
なお、車体側部構造１０が適用された車体１１では、ロッカ１４を構成するロッカインナパネル３０、ロッカアウタリインフォースメント３２、センタピラーインナパネル２６、センタピラーアウタリインフォースメント２８、サイメンアウタ３８等は、各々鋼板で構成されている。
【００４０】
（作用）
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
上記構成の車体側部構造１０では、図４に示すように、例えば、車体１１に対する側面衝突によって、ロッカ１４より上方に位置するセンタピラー１２に対して車幅方向内向きの衝突荷重（矢印Ｆ）が入力されると、該センタピラー１２の下部が車幅方向内向きに倒れ、ロッカ１４は車両幅方向内側斜め上方（矢印Ａ方向。おおよそ車両幅方向内側に中心を有する円弧に沿った方向となる。）に変形する。
【００４１】
この変形によって、ロッカ１４の車両幅方向内側に接続されるフロアクロスメンバ５４は、ロッカインナパネル３０との結合側が上方へ持ち上がり、下側へ凸となっている上壁部分の谷線５８が下方へ向けて変形するような上下の波打ち変形、即ち座屈変形を生ずる。
【００４２】
衝突荷重の入力によりフロアクロスメンバ５４の座屈変形が進行すると、図４に２点鎖線で示すように、下方へ凸となる波の凸部分（谷線５８）が矢印ａ，ｂ，ｃで示すように、下方に延びてガセット４６の第３壁部分４６Ｃに干渉する。
谷線５８を頂点とする波の凸部分の下端がガセット４６の第３壁部分４６Ｃに干渉することでフロアクロスメンバ５４の上壁部分の波打ち変形の波高の増大、即ち、フロアクロスメンバ５４の座屈変形が抑制され、ロッカ１４及びセンタピラー１２の車幅方向内側への進入量が抑えられる。
【００４３】
さらに衝突荷重が大きい場合には、谷線５８を頂点とする波の凸部分は、頂点付近が第３壁部分４６Ｃに密着（面接触）するように押し潰され、凸部分の側面がガセット４６の第２壁部分４６Ｂに干渉するので、さらなる凸部分の変形、即ち、さらなる座屈変形が抑制される。
なお、フロアクロスメンバ５４からガセット４６に入力する上からの荷重は、主にフロアパネル４２によって支持される。
【００４４】
本実施形態の車体側部構造１０によれば、このようにしてフロアクロスメンバ５４の座屈変形が抑えられるので、フロアクロスメンバ５４の車両幅方向外側に配置されるセンタピラー１２、及びロッカ１４の車両幅方向内側への進入量を抑える事ができる。
【００４５】
また、本実施形態の車体側部構造１０では、このようにしてフロアクロスメンバ５４の軸耐力の稼働率を高めることができるので、フロアクロスメンバ５４の断面高さを低くすることも可能となり、例えば、座席下方の足元スペース（高さ方向）を拡大することが可能となる。
【００４６】
さらに、本実施形態の車体側部構造１０では、ガセット４６でフロアクロスメンバ５４とロッカ１４とを結合しているので、フロアクロスメンバ５４とロッカ１４との結合強度が向上し、車両の乗り心地（例えば、剛性感）の向上、ノイズ及び振動の低減が可能となる。
【００４７】
図５は、センタピラーに入力する衝撃荷重の大きさと、センタピラー１２の車両幅方向内側方向の変形量（ＨＰ（ヒップポイント）横ストローク。センタピラー１２の変形量測定位置（高さ方向）は、乗員のヒップポイント。）との関係を模式的に示したグラフであり、二点鎖線はガセットが設けられていない場合、実線はガセット４６を設けた場合を示している。
【００４８】
フロアクロスメンバ５４が変形してガセット４６に干渉することで反力がガセット側に発生し、「荷重×ストローク」のエネルギーはガセット４６のある場合と無い場合と同じなので、荷重が増大すればストロークが減少する。
【００４９】
「０」〜「ア」は、フロアクロスメンバ５４がある程度座屈している部分を示し、「イ」はフロアクロスメンバ５４の波型変形した凸部下端がガセット４６の第３壁部分４６Ｃに干渉した時、「ウ」はフロアクロスメンバ５４の波型変形した凸部側面がガセット４６の第２壁部分４６Ｂに干渉した時を示しており、本実施形態の車体側部構造によれば、側突時のセンタピラーの車両幅方向内側への進入量を大幅に減少（図５のＳ）可能であることが分かる。
【００５０】
本実施形態では、フロアクロスメンバ５４の内部に配置可能な小型のガセット４６でもってフロアクロスメンバ５４の座屈変形を抑制することができるので、側突の入力が伝達されるセンタピラー１２、ロッカ１４、フロアクロスメンバ５４等に厚い鋼板を用いて変形を抑制する場合に比較して、コスト低減、及び軽量化を図ることができる。
【００５１】
また、ガセット４６は、鋼板からなる小型のプレス成形品であり、スポット溶接にて簡単に取り付けることができるため、重量の増加は最小限に抑えることができる。また、軸耐力の稼働率を高めることができるので、フロアクロスメンバ５４の薄肉化、及び軽量化も可能となる。
【００５２】
ここで、ガセット４６の各部の高さ、幅、ガセット４６とフロアクロスメンバ５４との位置関係、ガセット４６とフロアクロスメンバ５４との間隔等は、フロアクロスメンバ５４の座屈変形を抑えるために、適宜変更されるものであり。コンピュータシミュレーション、試作品による実験等で、これらの最適な値を求めることができる。
【００５３】
なお、フロアクロスメンバ５４がガセット４６に干渉した際、ガセット４６が変形しないように、例えば、図３（Ｂ）の実線、及び図１の２点鎖線で示すように、ガセット４６の第２壁部分４６Ｂ、及び第３壁部分４６Ｃに、谷線５８と交差する方向に延び、かつガセット内方に凸となるビード４６Ｇを形成しても良い。
【００５４】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る車体構造としての車体側部構造１０について、図６〜図８に基づいて説明する。なお、上記した第１の実施形態と基本的に同一の部品、部分については、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
本実施形態では、フロアパネル４２の上面に、座屈変形抑制凸部材６０が配置されている。座屈変形抑制凸部材６０は、下方が開放された略ハット形状を呈した鋼板のプレス成形品であり、フロアパネル４２と略平行とされた上面干渉壁６０Ａと、上面干渉壁６０Ａの車両幅方向内側に配置されて上面干渉壁６０Ａよりも車両幅方向内側斜め上方へ向かう側面干渉壁６０Ｂと、外周に配置されるフランジ６０Ｃを備え、フランジ６０Ｃがフロアパネル４２の上面に溶接にて結合されている。
【００５６】
なお、フランジ６０Ｃの車両前後方向の一部分は、フロアクロスメンバ５４とフロアパネル４２との間に挟持され、フロアクロスメンバ５４のフランジ５４Ｅ、フランジ６０Ｃ、及びフロアパネル４２の３枚重ねで溶接されている。
【００５７】
なお、上面干渉壁６０Ａは、フロアクロスメンバ５４の谷線５８の下方に配置されている。
また、フロアクロスメンバ５４の第２傾斜壁５４Ｂ及び第３傾斜壁５４Ｃと、座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａ及び側面干渉壁６０Ｂとの間には、予め設定された隙間が設けられている。
【００５８】
（作用）
本実施形態の車体側部構造１０では、図６に示すように、衝突荷重の入力（矢印Ｆ）によりフロアクロスメンバ５４座屈変形が進行すると、下方へ凸となる波の凸部分（谷線５８）が下方に延びて座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａに干渉する。谷線５８を頂点とする波の凸部分の下端が座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａに干渉することでフロアクロスメンバ５４の上壁部分の波打ち変形の波高の増大、即ち、フロアクロスメンバ５４の座屈変形が抑制され、ロッカ１４及びセンタピラー１２の車幅方向内側への進入量が抑えられる。
【００５９】
さらに衝突荷重が大きい場合には、谷線５８を頂点とする波の凸部分は、頂点付近が座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａに密着（面接触）するように押し潰され、波の凸部分の側面が座屈変形抑制凸部材６０の側面干渉壁６０Ｂに向けて進行して側面干渉壁６０Ｂに干渉するので、さらなる波の凸部分の変形、即ち、さらなる座屈変形が抑制される。
また、本実施形態によれば、車両の設計変更をせず、座屈変形抑制凸部材６０を追加するのみでフロアクロスメンバ５４の軸耐力の稼働率を向上させることができる。
なお、その他の作用効果は第１の実施形態と同様である。
【００６０】
図９は、本実施形態の車体側部構造１０におけるセンタピラー１２に入力する衝撃荷重の大きさと、センタピラーの車両幅方向内側方向の変形量との関係を模式的に示したグラフであり、２点鎖線は座屈変形抑制凸部材６０が設けられていない場合、実線は座屈変形抑制凸部材６０を設けた場合を示している。
「０」〜「ア」は、フロアクロスメンバ５４がある程度座屈している部分を示し、「イ」はフロアクロスメンバ５４の波型変形した凸部下端が座屈変形抑制凸部材６０の上面干渉壁６０Ａに干渉した時、「ウ」はフロアクロスメンバ５４の波型変形した凸部側面が座屈変形抑制凸部材６０の側面干渉壁６０Ｂに干渉した時を示しており、本実施形態の車体側部構造においても、側突時のセンタピラーの車両幅方向内側への進入量を大幅に減少（図９のＳ）可能であることが分かる。
【００６１】
なお、本実施形態の座屈変形抑制凸部材６０では、上面干渉壁６０Ａの車両幅方向内側に側面干渉壁６０Ｂが形成されていたが、側面干渉壁６０Ｂは上面干渉壁６０Ａの車両幅方向外側に形成しても良く、両側に形成しても良い。何れの場合もフロアクロスメンバ５４の上壁部分の変形を抑制することができる。
【００６２】
［その他の実施形態］
上記実施形態では、フロアクロスメンバ５４の上壁部分が座屈変形して下方へ凸となる部分に干渉するガセット４６又は座屈変形抑制凸部材６０をフロアパネル４２の上面に配置したが、少なくともフロアクロスメンバ５４の上壁部分が下方へ凸となる部分を受けて座屈変形を抑制可能であれば、ガセット４６、及び座屈変形抑制凸部材６０の形状は上記実施形態のものに限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の形状変更が可能である。
【００６３】
また、上記実施形態では、フロアクロスメンバ５４の上壁部分の変形を抑えることでフロアクロスメンバ５４の座屈変形を抑えているが、フロアクロスメンバ５４が座屈する際フロアクロスメンバ５４の車両前後側の側壁５４Ｆ、Ｇが変形するような場合、フロアクロスメンバ５４の側壁が内側へ凸となる部分が干渉するように、ガセット４６または座屈変形抑制凸部材６０の位置、フロアクロスメンバ５４の側壁とガセット４６の側壁との間隔、またはフロアクロスメンバ５４の側壁と座屈変形抑制凸部材６０の側壁との間隔を決定することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、センタピラー１２、ロッカ１４、フロアパネル４２、フロアクロスメンバ５４、ガセット４６、座屈変形抑制凸部材６０等の部材が鋼板で形成されていたが、これらの部材は鋼板以外で形成される場合もある。これらの部材は、アルミニューム合金等の、鉄以外の金属、合成樹脂、例えば、ＣＦＲＰ等の繊維強化樹脂等で形成されていても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 車体側部構造
１１ 車体
１２ センタピラー
１４ ロッカ
５４ フロアクロスメンバ
４６ ガセット（干渉手段）
４６Ｂ 第２壁部分（側面干渉壁）
４６Ｃ 第３壁部分（干渉部。上面干渉壁）
６０ 座屈変形抑制凸部材（干渉手段）
６０Ａ 上面干渉壁（干渉部）
６０Ｂ 側面干渉壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側部に配置され車両前後方向に沿って延びるロッカと、
前記ロッカから車両上方へ延びるピラーと、
前記ロッカと前記ピラーとの結合部位から車両幅方向内側へ延び、長手方向直角断面で見た時に下方が開放された開断面形状とされ、車体下部に配置されるフロアパネルの上面に結合されることで閉断面を構成するフロアクロスメンバと、
前記フロアパネルと前記フロアクロスメンバとで形成される前記閉断面の内部に配置され、車両側方からの荷重入力によって前記フロアクロスメンバが座屈変形した際に前記フロアクロスメンバの変形部分と干渉して前記座屈変形を抑制する干渉手段と、
を有する車体側部構造。
【請求項２】
前記干渉手段は前記フロアパネルの上面に設けられ、前記フロアクロスメンバの上面が変形して下方に凸となる部分の下端が干渉する干渉部を有する、請求項１に記載の車体側部構造。
【請求項３】
前記干渉手段は、前記ロッカの上部と前記フロアパネルとを結合すると共に、前記ロッカの上部との結合位置から車両幅方向内側下方へ向けて形成される側面干渉壁と、前記側面干渉壁の下端部から車両幅方向内側へ向けて形成される上面干渉壁と、を備えたガセットである、請求項１に記載の車体側部構造。
【請求項４】
前記干渉手段は、前記フロアパネルの上部に配置され、上下方向に延びる側面干渉壁と、前記側面干渉壁の下端から車両幅方向外側または車両幅方向内側に向けて形成される上面干渉壁と、を備えた凸部材である、請求項１に記載の車体側部構造。
【請求項１】
車体側部に配置され車両前後方向に沿って延びるロッカと、
前記ロッカから車両上方へ延びるピラーと、
前記ロッカと前記ピラーとの結合部位から車両幅方向内側へ延び、長手方向直角断面で見た時に下方が開放された開断面形状とされ、車体下部に配置されるフロアパネルの上面に結合されることで閉断面を構成するフロアクロスメンバと、
前記フロアパネルと前記フロアクロスメンバとで形成される前記閉断面の内部に配置され、車両側方からの荷重入力によって前記フロアクロスメンバが座屈変形した際に前記フロアクロスメンバの変形部分と干渉して前記座屈変形を抑制する干渉手段と、
を有する車体側部構造。
【請求項２】
前記干渉手段は前記フロアパネルの上面に設けられ、前記フロアクロスメンバの上面が変形して下方に凸となる部分の下端が干渉する干渉部を有する、請求項１に記載の車体側部構造。
【請求項３】
前記干渉手段は、前記ロッカの上部と前記フロアパネルとを結合すると共に、前記ロッカの上部との結合位置から車両幅方向内側下方へ向けて形成される側面干渉壁と、前記側面干渉壁の下端部から車両幅方向内側へ向けて形成される上面干渉壁と、を備えたガセットである、請求項１に記載の車体側部構造。
【請求項４】
前記干渉手段は、前記フロアパネルの上部に配置され、上下方向に延びる側面干渉壁と、前記側面干渉壁の下端から車両幅方向外側または車両幅方向内側に向けて形成される上面干渉壁と、を備えた凸部材である、請求項１に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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１４３７６１（Ｐ２０１１−１４３７６１Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４３３４（Ｐ２０１０−４３３４）
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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