車体構造
【課題】 ピラー部材の上，下部に連設したルーフメンバとフロアメンバとにより、ピラー部材に入力した側面衝突入力の衝撃緩和を図りつつ車室内空間を確保できる車体構造の提供を図る。
【解決手段】 側面衝突によりピラー部材３に衝突荷重が入力すると、該ピラー部材３には衝突荷重が圧縮方向の軸力として上下方向に分散し、上方に作用する軸力は衝突初期では湾曲したピラー部材３の上部を略上方に変位させて反力を立ち上がらせるとともに衝撃を緩和し、衝突中盤以降では前記軸力がルーフメンバ６，フロアメンバ７に入力するが、湾曲して分離する第１，第２ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの中間部が連結部材１２で連結されていることにより、ルーフメンバ６の剛性が高く、ルーフ部Ｒｆの車室内側への変形を抑制するとともに、ルーフメンバ６，フロアメンバ７の変形により衝突エネルギー吸収量を増大できる。
【解決手段】 側面衝突によりピラー部材３に衝突荷重が入力すると、該ピラー部材３には衝突荷重が圧縮方向の軸力として上下方向に分散し、上方に作用する軸力は衝突初期では湾曲したピラー部材３の上部を略上方に変位させて反力を立ち上がらせるとともに衝撃を緩和し、衝突中盤以降では前記軸力がルーフメンバ６，フロアメンバ７に入力するが、湾曲して分離する第１，第２ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの中間部が連結部材１２で連結されていることにより、ルーフメンバ６の剛性が高く、ルーフ部Ｒｆの車室内側への変形を抑制するとともに、ルーフメンバ６，フロアメンバ７の変形により衝突エネルギー吸収量を増大できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、側面衝突荷重を車体側面のピラー部材で受けるようにした車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の側面衝突に対応させた車体構造としては、センタピラー等のピラー部材全周を閉断面構造化するとともに、そのピラー部材の下方に積極的に強度不連続部を設け、側面衝突時において同部位で的確に内側に折れ曲がるように変形させることにより、ピラー部材の中央部分と上方部分での局部的な折れ曲がりを防止し、ピラー部材を略均一に内側に変位させるとともに、その内側への変形量を比較的少なくするようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−７２７４０号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる従来の車体構造では、衝突初期にピラー部材下部を車室内方に折り曲げてしまうが故に、車体の強度はその折れ曲がり強度によって支配されてしまい、大幅な強度向上を期待することが困難になってしまう。
【０００４】
そこで、本発明はピラー部材の上，下部に車幅方向に連設したルーフメンバとフロアメンバとにより、ピラー部材に入力した側面衝突入力の衝撃緩和を図りつつ車室内空間を確保できる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】
【０００５】
本発明にあっては、ルーフ部の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のルーフサイドレールと、フロア部の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のサイドシルと、上下に対向する前記ルーフサイドレールと前記サイドシルとを連結し、全体的に車体外方に湾曲するピラー部材と、左，右のルーフサイドレールを前記ピラー部材の連結部分で連結するルーフメンバと、左，右のサイドシルを前記ピラー部材の連結部分で連結するフロアメンバと、を備えた車体構造において、
前記ルーフメンバを、それぞれが車幅方向両端部で結合されるとともに、それぞれの車幅方向中間部分で互いに離れる方向に湾曲して分離する第１ルーフメンバおよび第２ルーフメンバで構成し、これら第１，第２ルーフメンバの車幅方向中間部をルーフメンバ連結部材で互いに連結したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、側面衝突によりピラー部材に衝突荷重が入力すると、全体的に車体外方に湾曲したこのピラー部材には衝突荷重が圧縮方向の軸力として上下方向に分散し、上方に作用する軸力は衝突初期では湾曲したピラー部材の上部を略上方に変位させて反力を立ち上がらせるとともに衝撃を緩和し、衝突中盤以降では前記軸力がルーフメンバ，フロアメンバに入力するが、このルーフメンバが互いに離れる方向に湾曲して分離する第１ルーフメンバおよび第２ルーフメンバによって二重構造として形成され、かつ、それらの車幅方向中間部が連結部材で連結されることにより、このルーフメンバの剛性が増大してルーフ部が車室内方に進入するのを抑制して車室内空間を確保するとともに、該ルーフメンバおよびフロアメンバの変形によって衝突エネルギー吸収量を増大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００８】
図１〜図４は本発明にかかる車体構造の第１実施形態を示し、図１は車体の骨格構造の斜視図、図２は車体片側の骨格部材の分解斜視図、図３は側面衝突荷重が入力した時の車体の変形を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す図１中Ａ部の断面説明図、図４は横軸の変位と縦軸の荷重によって示す反力特性を破線で示す従来と比較したグラフである。
【０００９】
この第１実施形態の車体構造は、図１に示すようにルーフ部Ｒｆの車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のルーフサイドレール１と、フロア部Ｆｒの車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のサイドシル２と、上下に対向する前記ルーフサイドレール１と前記サイドシル２とを連結するピラー部材としてのセンタピラー３と、を備えており、このセンタピラー３は全体的に車体外方に湾曲形成してあり、その最大曲率部３ａがセンタピラー３の下部、つまり、側面衝突される相手車両のバンパー位置に略対応する部位に形成されている。
【００１０】
前記ルーフサイドレール１、前記サイドシル２および前記センタピラー３は、それぞれ断面矩形状の中空部材で形成され、ルーフサイドレール１はセンターピラー３よりも車体前方を前方ルーフサイドレール１Ａ、車体後方を後方ルーフサイドレール１Ｂで形成するとともに、サイドシル２はセンタピラー３よりも車体前方を前方サイドシル２Ａ、車体後方を後方サイドシル２Ｂで形成してある。
【００１１】
また、前記ルーフサイドレール１と前記サイドシル２との間には、センタピラー３の車体前方に所定間隔をおいてフロントピラー４が配置されるとともに、センタピラー３の車体後方に所定間隔をおいてリアピラー５が配置される。
【００１２】
前記左，右のルーフサイドレール１には前記センタピラー５の連結部分でルーフメンバ６が連結されるとともに、前記左，右のサイドシル２には前記センターピラー５の連結部分でフロアメンバ７が連結される。
【００１３】
また、前記左，右のルーフサイドレール１の車体前端部間にはフロントルーフボウ８が連結されるとともに、車体後端部間にはリアルーフボウ９が連結され、かつ、前記左，右のサイドシル２の車体前端部間にはフロントクロスメンバ１０が連結されるとともに、車体後端部間にはリアクロスメンバ１１が連結される。
【００１４】
ここで本発明は、前記ルーフメンバ６を、それぞれが車幅方向両端部で結合されるとともに、それぞれの車幅方向中間部分で互いに離れる方向に湾曲して分離する第１ルーフメンバとしての上方ルーフメンバ６Ａおよび第２ルーフメンバとしての下方ルーフメンバ６Ｂで構成し、これら上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの車幅方向中間部をルーフメンバ連結部材１２で互いに連結してある。
【００１５】
前記上方ルーフメンバ６Ａは車幅方向中央部が最大曲率部となるように全体的に車体上方に湾曲して車体上方に配置され、かつ、前記下方ルーフメンバ６Ｂは車幅方向中央部が最大曲率部となるように全体的に車体下方に湾曲して車体下方に配置される。
【００１６】
上方ルーフメンバ６Ａおよび下方ルーフメンバ６Ｂはそれぞれ断面矩形状の中空部材で形成され、上方ルーフメンバ６Ａは、図２に示すようにその車幅方向端部に形成した縮幅部６Ａｗをセンタピラー３の上端部内に挿入して溶接し、その上方ルーフメンバ６Ａの車幅方向端部下面に下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部に設けたフランジ６Ｂｆをスポット溶接して、これら上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの端部どうしを結合してある。
【００１７】
上方ルーフメンバ６Ａおよび下方ルーフメンバ６Ｂは、それぞれの車幅方向中央部が最大曲率部となっており、これら上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂは、車幅方向両端部が互いに結合された状態で中央側間が中央部に向かって徐々に拡開し、それぞれの最大曲率部またはその近傍を上記ルーフメンバ連結部材１２によって連結してある。
【００１８】
即ち、ルーフメンバ連結部材１２は断面矩形状の中空部材で形成して、これを車体上下方向に立てた状態で上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂ間に挟み込み、その連結部材１２の上下両端部に設けたフランジ１２ｆを上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂにスポット溶接してある。
【００１９】
また、このようにセンタピラー３に上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂを結合した状態で、前方ルーフサイドレール１Ａの車体後方端部に設けたフランジ１Ａｆを上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの結合部前面にスポット溶接するとともに、後方ルーフサイドレール１Ｂの車体前方端部に設けたフランジ１Ｂｆを上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの結合部後面にスポット溶接してある。
【００２０】
一方、上記フロアメンバ７の車幅方向端部に脆弱部としての凹設部７ａを形成し、この凹設部７ａを中間にしてフロアメンバ７上面に、車幅方向に所定間隔δをもって対峙し、凹設部７ａの所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材１３を設けてある。
【００２１】
フロアメンバ７は、図２に示すように断面矩形状の中空部材で形成され、その車幅方向端部に形成した縮幅部７ｗをセンタピラー３の下端部に差し込んで溶接してあり、このセンタピラー３の下端部の前面に前方サイドシル２Ａの車体後方端部に設けたフランジ２Ａｆをスポット溶接するとともに、センタピラー３の下端部の後面に後方サイドシル２Ｂの車体前方部に設けたフランジ２Ｂｆをスポット溶接してある。
【００２２】
尚、このとき前記フランジ２Ａｆおよび２Ｂｆは、前方，後方サイドシル２Ａ，２Ｂの各端部の車幅方向内方側の略半分に設けてあり、前方，後方サイドシル２Ａ，２Ｂ端部の車幅方向内方半部をセンタピラー３の前，後面に結合し、前方，後方サイドシル２Ａ，２Ｂ端部の車幅方向外方半部に設けたフランジ２Ａｆ′，２Ｂｆ′はセンタピラー３の外側に配置して互いに結合してある。
【００２３】
また、前記凹設部７ａは図２に示すようにフロアメンバ７を部分的に上方からプレス等して凹設して形成してあり、一方、前記荷重受け部材１３はその凹設部７ａを挟んで車幅方向に対峙する一対の内側部材１３Ａと外側部材１３Ｂとで構成してある。
【００２４】
内側部材１３Ａは、車幅方向外側に荷重受け面１３Ａａを設けてフランジ１３Ａｆを介してフロアメンバ７にスポット溶接する一方、外側部材１３Ｂは、車幅方向内側に荷重受け面１３Ｂａを設けてフランジ１３Ｂｆを介してフロアメンバ７およびセンタピラー３に跨ってスポット溶接し、それぞれの荷重受け面１３Ａａ，１３Ｂａを所定間隔をおいて対向配置してある。
【００２５】
以上の構成によりこの第１実施形態の車体構造によれば、図３（ａ）に示すように自動車などの衝突物が側面衝突してセンタピラー３の最大曲率部３ａに衝突荷重Ｆが入力すると、全体的に車体外方に湾曲したこのセンタピラー３は伸展方向の変形力を受けて初期反力が立ち上がり、最大曲率部３ａを中心に圧縮方向の軸力ｆ１，ｆ２として衝突荷重Ｆを上下方向に分散する。
【００２６】
図３（ａ）に示す衝突初期では、上方に作用する軸力ｆ１は湾曲したセンタピラー３の上部３Ｔを車幅方向内方に向かう斜め上方Ｋ１に変位させる一方、下方に作用する軸力ｆ２はセンタピラー３の下部３Ｂを車幅方向内方に向かう斜め下方Ｋ２に変位させるとともに、フロアメンバ７の凹設部７ａを下方に変形させて、図４中Ｐ１領域に示すように衝突直後の衝撃を緩和する。
【００２７】
そして、衝突状態が進行して図３（ｂ）に示す衝突中盤では、前記軸力ｆ１がルーフメンバ６に入力するが、このルーフメンバ６が互いに離れる方向に湾曲して分離する上方ルーフメンバ６Ａおよび下方ルーフメンバ６Ｂによって二重構造として形成してあるので、このルーフメンバ６の剛性が増大してルーフ部Ｒｆが車室内方に進入するのを抑制し、車室内空間を確保することができる。
【００２８】
つまり、本実施形態では上記ルーフメンバ６を構成する上方ルーフメンバ６Ａは全体的に車体上方に湾曲し、かつ、下方ルーフメンバ６Ｂは全体的に車体下方に湾曲しているので、前記軸力ｆ１によるセンタピラー３の上部３Ｔの斜め上方Ｋ１への変位により、下方ルーフメンバ６Ｂに作用する圧縮力ｆ３により下方突出方向Ｋ３への緊張状態が発生して、迅速な反力の立ち上がりを促進するとともに、センタピラー３の軸力ｆ１が増大して上方ルーフメンバ６Ａの圧縮力ｆ４により、上方突出方向Ｋ４への変形と下方ルーフメンバ６Ｂの下方突出方向Ｋ３への変形とが増長することで反力が増加する。
【００２９】
また、これと同時にセンタピラー３の下部３Ｂの斜め下方Ｋ２への変形が進むと、フロアメンバ７の凹設部７ａが図３（ｂ）に示すように下方への変形が増大し、この変形が所定量に達すると荷重受け部材１３の内側部材１３Ａおよび外側部材１３Ｂのそれぞれの荷重受け面１３Ａａ，１３Ｂａは互いに当接して反力が増大し、図４中Ｐ２領域に示す特性となる。
【００３０】
更に、衝突状態が進行することにより図３（ｃ）に示すように、センタピラー３の上部３Ｔの変形が底付くと、ルーフメンバ６の上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの相対位置が上昇し、上方ルーフメンバ６Ａへの荷重伝達が増加する。
【００３１】
このため、上方ルーフメンバ６Ａは上方突出方向Ｋ４への変形が増長し、ルーフメンバ連結部材１２で連結されている下方ルーフメンバ６Ｂもその上方への変形に追随する。
【００３２】
一方、センタピラー３の下部３Ｂの変形およびフロアメンバ７の凹設部７ａの変形が進むことにより、荷重受け部材の内側部材１３Ａと外側部材１３Ｂとの反力も増加してフロアメンバ７の変形が抑制され、これに伴って図４中Ｐ３領域に示すようにセンタピラー３の上部３Ｔの変形も抑制される。
【００３３】
従って、本実施形態では図４に示すように、破線に示す従来の特性に比較して、車室内空間の維持および衝突初期の迅速な反力の立ち上がり、および安定した反力維持といった特性を持つ車体構造を提供することができる。
【００３４】
また、本実施形態では上方ルーフメンバ６Ａと下方ルーフメンバ６Ｂとは、車幅方向両端部が結合された状態で中央側間が中央部に向かって徐々に拡開し、それぞれの最大曲率部またはその近傍を上記ルーフメンバ連結部材１２によって連結したので、局部的な曲げ変形を抑制するとともに、上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂそれぞれへの荷重分散効果にも寄与することができる。
【００３５】
更に、フロアメンバ７の車幅方向端部に凹設部７ａを形成し、この凹設部７ａを中間にしてフロアメンバ７上面には、幅方向に所定間隔δをもって対峙し、凹設部７ａの所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材１３を設けたので、センタピラー３の下部３Ｂおよびフロアメンバ７において車幅方向内方への変形後に荷重受け部材１３が干渉して荷重伝達機能および変形拘束機能を発揮する。
【００３６】
従って、ある程度変形が進行すると、その変形を拘束するとともに荷重伝達効率が増加するので、強度を高めて車室内空間が阻害されるのを抑制しつつ反力を維持することができる。
【００３７】
図５，図６は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図５は車体の骨格構造の斜視図、図６は骨格部材の要部を分解した拡大斜視図である。
【００３８】
この第２実施形態の車体構造は、図５に示すように基本的に第１実施形態と同様の構成となり、ルーフメンバ６を全体的に車体上方に湾曲する上方ルーフメンバ６Ａと、全体的に車体下方に湾曲する下方ルーフメンバ６Ｂとで構成してあるが、特に本実施形態では下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部をセンタピラー３に連結し、上方ルーフメンバ６Ａの車幅方向端部を下方ルーフメンバ６Ｂにルーフサイドレール１よりも車幅方向内方で連結してある。
【００３９】
つまり、図６に示すように下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部をセンタピラー３の上部３Ｔの配置方向に沿って斜め下方に折曲し、その先端部に縮幅部６Ｂｗを形成して、この縮幅部６Ｂｗをセンタピラー３の上端部に差し込んで溶接するとともに、前記下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部に、上方ルーフメンバ６Ａの車幅方向端部をフランジ６Ａｆを介してスポット溶接してある。
【００４０】
このとき、下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部の車体前後面には、前記上方ルーフメンバ６Ａを連結した箇所よりも車幅方向外方部分に、前方ルーフサイドレール１Ａおよび後方ルーフサイドレール１Ｂをそれぞれのフランジ１Ａｆ，１Ｂｆを介して連結してある。
【００４１】
従って、この第２実施形態の車体構造によれば、上方ルーフメンバ６Ａの車幅方向端部を下方ルーフメンバ６Ｂのルーフサイドレール１よりも車幅方向内方で連結してあるので、下方ルーフメンバ６Ｂのルーフサイドレール１よりも車幅方向外方部分が上方ルーフメンバ６Ａによって拘束されることが無いため、衝突直後にセンタピラー３の上部３Ｔからルーフメンバ６に軸力ｆ１が伝達された際に、衝撃吸収効果をより高めることができるとともに、反力の立ち上がりを迅速化することができる。
【００４２】
図７，図８は本発明の第３実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図７は車体の骨格構造の斜視図、図８は図７中Ｂ部の拡大断面図である。
【００４３】
この第３実施形態の車体構造は、図７に示すように基本的に第１実施形態と同様の構成となり、ルーフメンバ６を全体的に車体上方に湾曲する上方ルーフメンバ６Ａと、全体的に車体下方に湾曲する下方ルーフメンバ６Ｂとで構成してあるが、特に本実施形態では上方ルーフメンバ６Ａの強度を下方ルーフメンバ６Ｂよりも大きくしてある。
【００４４】
即ち、本実施形態では図８に示すように矩形状の閉断面構造とした上方ルーフメンバ６Ａの肉厚Ｔ１を、同様に矩形状の閉断面構造とした下方ルーフメンバ６Ｂの肉厚Ｔ２よりも厚く（Ｔ１＞Ｔ２）形成することにより、上方ルーフメンバ６Ａの断面剛性を下方ルーフメンバ６Ｂよりも高く形成してある。
【００４５】
従って、この第３実施形態の車体構造によれば、上方ルーフメンバ６Ａの強度を下方ルーフメンバ６Ｂよりも大きくしたので、センタピラー３から入力される軸力ｆ１による変形促進を主に下方ルーフメンバ６Ｂで受け持つとともに、その後の変形拘束および反力維持を主に上方ルーフメンバ６Ａで受け持つことにより、衝突時の衝撃緩和を図りつつ、車室内への変形抑制や反力向上をより増大することができる。
【００４６】
図９は第３実施形態の第１変形例を示し、矩形状の閉断面構造とした上方ルーフメンバ６Ａを厚肉形成するとともに、高さＬ１を下方ルーフメンバ６Ｂの高さＬ２よりも高く（Ｌ１＞Ｌ２）形成することにより、上方ルーフメンバ６Ａの断面剛性を下方ルーフメンバ６Ｂよりも高く形成してあり、同様の作用効果を奏する。
【００４７】
図１０は第３実施形態の第２変形例を示し、上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂはそれぞれ矩形状の閉断面構造に形成されるが、上方ルーフメンバ６Ａの内部の前後（図中左右方向）略中央部に仕切壁６Ａｐを設けることにより、上方ルーフメンバ６Ａの断面剛性を下方ルーフメンバ６Ｂよりも高く形成してあり、同様の作用効果を奏する。
【００４８】
図１１，図１２は本発明の第４実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１１は車体の骨格構造の斜視図、図１２はフロアメンバの片側端部を示す斜視図である。
【００４９】
この第４実施形態の車体構造は、図１１に示すように基本的に第１実施形態と同様の構成となり、フロアメンバ７の車幅方向端部に脆弱部を形成し、この脆弱部を中間にしてフロアメンバ７上面には、車幅方向に所定間隔δをもって対峙し、脆弱部の所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材１３を設けてある。
【００５０】
そして、本実施形態では図１２に示すように、脆弱部をフロアメンバ７の車体前後方向両側面に形成した一対の凹設部７ｂで形成しており、これら凹設部７ｂは、ルーフサイドレール１よりも車幅方向内方の位置に形成してある。
【００５１】
従って、この第４実施形態の車体構造によれば、フロアメンバ７に形成した凹設部７ｂをルーフサイドレール１よりも車幅方向内方に形成したので、衝突荷重Ｆの入力位置からの変形許容範囲が長く成るセンタピラー３の上部３Ｔを下部３Ｂよりも先行して変位させ、ルーフメンバ６の変形による反力が向上するようなタイミングでセンタピラー３の下部３Ｂに入力が増加し、当該部分が略車幅方向内方に変位する。
【００５２】
従って、相対的に上部３Ｔよりも強度が高くなる下部３Ｂへの入力を増加させて、構造上の強度バランスに適応した荷重配分となるようにコントロールでき、効率的な部材構成が成立するとともに、局部的な変形を抑制して反力を高く維持する効果がある。
【００５３】
図１３，図１４は第４実施形態の第１変形例を示し、図１３に示すように断面矩形状の中空部材で形成したフロアメンバ７の外形状を一様に形成する一方、その肉厚を図１４に示すように薄肉化することにより脆弱部としての肉厚変化部７ｃを形成してある。
【００５４】
即ち、この第１変形例では図１４（ａ）に示すように、図１３中Ｃ部から断面にした肉厚変化部７ｃの上下側の肉厚Ｔ３を、図１４（ｂ）に示すように、図１３中Ｄ部から断面にした一般部分の肉厚Ｔ４よりも薄く（Ｔ３＜Ｔ４）形成してあり、センタピラー３の下部３Ｂから軸力ｆ２が入力された場合に肉厚変化部７ｃから変形するようになっており、第４実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５５】
図１５は第４実施形態の第２変形例を示し、図１５（ａ）に示すように、前記図１３中Ｃ部から断面にした肉厚変化部７ｃの車体前後側の肉厚Ｔ５を、図１５（ｂ）に示すように、図１３中Ｄ部から断面にした一般部分の肉厚Ｔ６よりも薄く（Ｔ５＜Ｔ６）形成して、センタピラー３の下部３Ｂから軸力ｆ２が入力された場合に肉厚変化部７ｃから変形するようになっており、第４実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５６】
図１６，図１７は本発明の第５実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１６は車体の骨格構造の斜視図、図１７は荷重受け部材の拡大斜視図である。
【００５７】
この第５実施形態の車体構造は、図１６に示すように基本的に第１実施形態と同様の構成となり、フロアメンバ７に形成した凹設部７ａを中間にしたフロアメンバ７上面には、車幅方向に所定間隔δをもって対峙し、凹設部７ａの所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材１３を設けてあり、特に本実施形態では荷重受け部材１３に、互いに干渉した後に凹設部７ａの変形量が増大するに伴って荷重伝達量を増大する伝達荷重増大手段１４を設けてある。
【００５８】
即ち、本実施形態の荷重受け部材１３は第１実施形態と同様に一対の内側部材１３Ａと外側部材１３Ｂとで構成してあり、内側部材１３Ａの車幅方向外側に階段状の荷重受け面１３Ａｂを形成するとともに、外側部材１３Ｂの車幅方向内側に前記荷重受け面１３Ａｂの形状に略沿った荷重受け面１３Ｂｂを形成し、これら荷重受け面１３Ａｂ，１３Ｂｂによって上記伝達荷重増大手段１４を構成してある。
【００５９】
従って、この第５実施形態の車体構造によれば、フロアメンバ７に形成した凹設部７ａを挟んで設けた荷重受け部材１３に伝達荷重増大手段１４を設けて、互いに干渉した後に凹設部７ａの変形量が増大するに伴って荷重伝達量を増大するようにしたので、凹設部７ａの変形許容範囲、つまり内側部材１３Ａと外側部材１３Ｂとが干渉するまでの範囲では凹設部７ａの変形によってエネルギー吸収量を増大する一方、センタピラー３の上部３Ｔおよびルーフメンバ６は変形による可動範囲が大きいので徐々に反力を増大させることで、それらの部分の変形を十分に行わせた後に、センタピラー３の下部３Ｂの耐力を向上させることができる。
【００６０】
図１８は第５実施形態の変形例を示し、内側部材１３Ａの車幅方向外側に車幅方向内側から外側に向かって下方傾斜する傾斜面１３Ａｃを形成するとともに、外側部材１３Ｂの車幅方向内側に前記傾斜面１３Ａｃに略沿った傾斜面１３Ｂｃを形成し、これら傾斜面１３Ａｃ，１３Ｂｃによって伝達荷重増大手段１４を構成してあり、この場合にあっても第５実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６１】
図１９，図２０は本発明の第６実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１９は車体の骨格構造の斜視図、図２０は骨格部材の要部を分解した拡大斜視図である。
【００６２】
この第６実施形態の車体構造は、図１９に示すように前記各実施形態と同様の構成となり、センタピラー３の上部３Ｔにルーフメンバ６およびルーフサイドレール１が連結されるが、本実施形態では図２０にも示すように、ルーフメンバ６を構成する第１ルーフメンバを、全体的に車体前方に湾曲して車体前方に配置される前方ルーフメンバ６Ｃで構成し、かつ、第２ルーフメンバを、全体的に車体後方に湾曲して車体後方に配置される後方ルーフメンバ６Ｄで構成してある。
【００６３】
そして、前記前方，後方ルーフメンバ６Ｃ，６Ｄの車幅方向端部を二股状連結部材１５を介してセンタピラー３の上部３Ｔに結合してあり、かつ、前方ルーフメンバ６Ｃの端部前面に前方ルーフサイドレール１Ａを結合するとともに、後方ルーフメンバ６Ｄの端部後面に後方ルーフサイドレール１Ｂを結合してある。
【００６４】
このとき、センタピラー３は、その上部３Ｔをセンタピラー３の中心線Ｃよりも車体前方に傾かせて形成してある。
【００６５】
また、前方，後方ルーフメンバ６Ｃ，６Ｄは、これらの車幅方向中央部の最大曲率部またはその近傍を、車体前後方向に配置したルーフメンバ連結部材１２Ａによって連結してある。
【００６６】
従って、この第６実施形態の車体構造によれば、衝突荷重Ｆがセンタピラー３に入力されると、センタピラー３の上方に作用する軸力ｆ１が前方に傾斜した上部３Ｔから主に前方ルーフメンバ６Ｃに入力されて、この前方ルーフメンバ６Ｃをその湾曲方向となる車体前方に大きく変形する。
【００６７】
すると、前方ルーフメンバ６Ｃの前方変位が、ルーフメンバ連結部材１２Ａを介して連結した後方ルーフメンバ６Ｄに伝達され、この後方ルーフメンバ６Ｄはその湾曲方向による本来の変形し易い方向（車体後方）とは逆方向に力が働くため、大きな耐力を発生させることができる。
【００６８】
そして、変形が進行することにより、センタピラー３から前方，後方ルーフメンバ６Ｃ，６Ｄに軸力ｆ１が伝達されるようになり、後方ルーフメンバ６Ｄに後方に曲がろうとする入力が増加することにより、ルーフメンバ連結部材１２Ａによって後方ルーフメンバ６Ｄを車体後方に引っ張る力が発生して耐力を更に高めることができる。
【００６９】
ところで、本発明の車体構造は前記第１〜第６実施形態およびそれらの各変形例に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における車体片側の骨格部材の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態における側面衝突荷重が入力した時の車体の変形を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す図１中Ａ部の断面説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態における横軸の変位と縦軸の荷重によって示す反力特性を破線で示す従来と比較したグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態における骨格部材の要部を分解した拡大斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図８】図７中Ｂ部の拡大断面図である。
【図９】第３実施形態の第１変形例を示す図８に対応した拡大断面図である。
【図１０】第３実施形態の第２変形例を示す図８に対応した拡大断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図１２】本発明の第４実施形態におけるフロアメンバの片側端部を示す斜視図である。
【図１３】第４実施形態の第１変形例を示すフロアメンバの端部斜視図である。
【図１４】図１３中Ｃ部の断面を（ａ）にＤ部の断面を（ｂ）に示す拡大断面図である。
【図１５】第４実施形態の第２変形例を示す図１３中Ｃ部の断面を（ａ）にＤ部の断面を（ｂ）に示す拡大断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図１７】本発明の第５実施形態における荷重受け部材の拡大斜視図である。
【図１８】第５実施形態の変形例を示す図１７に対応した拡大斜視図である。
【図１９】本発明の第６実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図２０】本発明の第６実施形態における骨格部材の要部を分解した拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ルーフサイドレール
２ サイドシル
３ センタピラー（ピラー部材）
６ ルーフメンバ
６Ａ 上方ルーフメンバ（第１ルーフメンバ）
６Ｂ 下方ルーフメンバ（第２ルーフメンバ）
６Ｃ 前方ルーフメンバ（第１ルーフメンバ）
６Ｄ 後方ルーフメンバ（第２ルーフメンバ）
７ フロアメンバ
７ａ，７ｂ 凹設部（脆弱部）
１２，１２Ａ ルーフメンバ連結部材
１３ 荷重受け部材
１４ 伝達荷重増大手段
Ｒｆ ルーフ部
Ｆｒ フロア部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、側面衝突荷重を車体側面のピラー部材で受けるようにした車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の側面衝突に対応させた車体構造としては、センタピラー等のピラー部材全周を閉断面構造化するとともに、そのピラー部材の下方に積極的に強度不連続部を設け、側面衝突時において同部位で的確に内側に折れ曲がるように変形させることにより、ピラー部材の中央部分と上方部分での局部的な折れ曲がりを防止し、ピラー部材を略均一に内側に変位させるとともに、その内側への変形量を比較的少なくするようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−７２７４０号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる従来の車体構造では、衝突初期にピラー部材下部を車室内方に折り曲げてしまうが故に、車体の強度はその折れ曲がり強度によって支配されてしまい、大幅な強度向上を期待することが困難になってしまう。
【０００４】
そこで、本発明はピラー部材の上，下部に車幅方向に連設したルーフメンバとフロアメンバとにより、ピラー部材に入力した側面衝突入力の衝撃緩和を図りつつ車室内空間を確保できる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】
【０００５】
本発明にあっては、ルーフ部の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のルーフサイドレールと、フロア部の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のサイドシルと、上下に対向する前記ルーフサイドレールと前記サイドシルとを連結し、全体的に車体外方に湾曲するピラー部材と、左，右のルーフサイドレールを前記ピラー部材の連結部分で連結するルーフメンバと、左，右のサイドシルを前記ピラー部材の連結部分で連結するフロアメンバと、を備えた車体構造において、
前記ルーフメンバを、それぞれが車幅方向両端部で結合されるとともに、それぞれの車幅方向中間部分で互いに離れる方向に湾曲して分離する第１ルーフメンバおよび第２ルーフメンバで構成し、これら第１，第２ルーフメンバの車幅方向中間部をルーフメンバ連結部材で互いに連結したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、側面衝突によりピラー部材に衝突荷重が入力すると、全体的に車体外方に湾曲したこのピラー部材には衝突荷重が圧縮方向の軸力として上下方向に分散し、上方に作用する軸力は衝突初期では湾曲したピラー部材の上部を略上方に変位させて反力を立ち上がらせるとともに衝撃を緩和し、衝突中盤以降では前記軸力がルーフメンバ，フロアメンバに入力するが、このルーフメンバが互いに離れる方向に湾曲して分離する第１ルーフメンバおよび第２ルーフメンバによって二重構造として形成され、かつ、それらの車幅方向中間部が連結部材で連結されることにより、このルーフメンバの剛性が増大してルーフ部が車室内方に進入するのを抑制して車室内空間を確保するとともに、該ルーフメンバおよびフロアメンバの変形によって衝突エネルギー吸収量を増大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００８】
図１〜図４は本発明にかかる車体構造の第１実施形態を示し、図１は車体の骨格構造の斜視図、図２は車体片側の骨格部材の分解斜視図、図３は側面衝突荷重が入力した時の車体の変形を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す図１中Ａ部の断面説明図、図４は横軸の変位と縦軸の荷重によって示す反力特性を破線で示す従来と比較したグラフである。
【０００９】
この第１実施形態の車体構造は、図１に示すようにルーフ部Ｒｆの車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のルーフサイドレール１と、フロア部Ｆｒの車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のサイドシル２と、上下に対向する前記ルーフサイドレール１と前記サイドシル２とを連結するピラー部材としてのセンタピラー３と、を備えており、このセンタピラー３は全体的に車体外方に湾曲形成してあり、その最大曲率部３ａがセンタピラー３の下部、つまり、側面衝突される相手車両のバンパー位置に略対応する部位に形成されている。
【００１０】
前記ルーフサイドレール１、前記サイドシル２および前記センタピラー３は、それぞれ断面矩形状の中空部材で形成され、ルーフサイドレール１はセンターピラー３よりも車体前方を前方ルーフサイドレール１Ａ、車体後方を後方ルーフサイドレール１Ｂで形成するとともに、サイドシル２はセンタピラー３よりも車体前方を前方サイドシル２Ａ、車体後方を後方サイドシル２Ｂで形成してある。
【００１１】
また、前記ルーフサイドレール１と前記サイドシル２との間には、センタピラー３の車体前方に所定間隔をおいてフロントピラー４が配置されるとともに、センタピラー３の車体後方に所定間隔をおいてリアピラー５が配置される。
【００１２】
前記左，右のルーフサイドレール１には前記センタピラー５の連結部分でルーフメンバ６が連結されるとともに、前記左，右のサイドシル２には前記センターピラー５の連結部分でフロアメンバ７が連結される。
【００１３】
また、前記左，右のルーフサイドレール１の車体前端部間にはフロントルーフボウ８が連結されるとともに、車体後端部間にはリアルーフボウ９が連結され、かつ、前記左，右のサイドシル２の車体前端部間にはフロントクロスメンバ１０が連結されるとともに、車体後端部間にはリアクロスメンバ１１が連結される。
【００１４】
ここで本発明は、前記ルーフメンバ６を、それぞれが車幅方向両端部で結合されるとともに、それぞれの車幅方向中間部分で互いに離れる方向に湾曲して分離する第１ルーフメンバとしての上方ルーフメンバ６Ａおよび第２ルーフメンバとしての下方ルーフメンバ６Ｂで構成し、これら上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの車幅方向中間部をルーフメンバ連結部材１２で互いに連結してある。
【００１５】
前記上方ルーフメンバ６Ａは車幅方向中央部が最大曲率部となるように全体的に車体上方に湾曲して車体上方に配置され、かつ、前記下方ルーフメンバ６Ｂは車幅方向中央部が最大曲率部となるように全体的に車体下方に湾曲して車体下方に配置される。
【００１６】
上方ルーフメンバ６Ａおよび下方ルーフメンバ６Ｂはそれぞれ断面矩形状の中空部材で形成され、上方ルーフメンバ６Ａは、図２に示すようにその車幅方向端部に形成した縮幅部６Ａｗをセンタピラー３の上端部内に挿入して溶接し、その上方ルーフメンバ６Ａの車幅方向端部下面に下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部に設けたフランジ６Ｂｆをスポット溶接して、これら上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの端部どうしを結合してある。
【００１７】
上方ルーフメンバ６Ａおよび下方ルーフメンバ６Ｂは、それぞれの車幅方向中央部が最大曲率部となっており、これら上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂは、車幅方向両端部が互いに結合された状態で中央側間が中央部に向かって徐々に拡開し、それぞれの最大曲率部またはその近傍を上記ルーフメンバ連結部材１２によって連結してある。
【００１８】
即ち、ルーフメンバ連結部材１２は断面矩形状の中空部材で形成して、これを車体上下方向に立てた状態で上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂ間に挟み込み、その連結部材１２の上下両端部に設けたフランジ１２ｆを上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂにスポット溶接してある。
【００１９】
また、このようにセンタピラー３に上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂを結合した状態で、前方ルーフサイドレール１Ａの車体後方端部に設けたフランジ１Ａｆを上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの結合部前面にスポット溶接するとともに、後方ルーフサイドレール１Ｂの車体前方端部に設けたフランジ１Ｂｆを上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの結合部後面にスポット溶接してある。
【００２０】
一方、上記フロアメンバ７の車幅方向端部に脆弱部としての凹設部７ａを形成し、この凹設部７ａを中間にしてフロアメンバ７上面に、車幅方向に所定間隔δをもって対峙し、凹設部７ａの所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材１３を設けてある。
【００２１】
フロアメンバ７は、図２に示すように断面矩形状の中空部材で形成され、その車幅方向端部に形成した縮幅部７ｗをセンタピラー３の下端部に差し込んで溶接してあり、このセンタピラー３の下端部の前面に前方サイドシル２Ａの車体後方端部に設けたフランジ２Ａｆをスポット溶接するとともに、センタピラー３の下端部の後面に後方サイドシル２Ｂの車体前方部に設けたフランジ２Ｂｆをスポット溶接してある。
【００２２】
尚、このとき前記フランジ２Ａｆおよび２Ｂｆは、前方，後方サイドシル２Ａ，２Ｂの各端部の車幅方向内方側の略半分に設けてあり、前方，後方サイドシル２Ａ，２Ｂ端部の車幅方向内方半部をセンタピラー３の前，後面に結合し、前方，後方サイドシル２Ａ，２Ｂ端部の車幅方向外方半部に設けたフランジ２Ａｆ′，２Ｂｆ′はセンタピラー３の外側に配置して互いに結合してある。
【００２３】
また、前記凹設部７ａは図２に示すようにフロアメンバ７を部分的に上方からプレス等して凹設して形成してあり、一方、前記荷重受け部材１３はその凹設部７ａを挟んで車幅方向に対峙する一対の内側部材１３Ａと外側部材１３Ｂとで構成してある。
【００２４】
内側部材１３Ａは、車幅方向外側に荷重受け面１３Ａａを設けてフランジ１３Ａｆを介してフロアメンバ７にスポット溶接する一方、外側部材１３Ｂは、車幅方向内側に荷重受け面１３Ｂａを設けてフランジ１３Ｂｆを介してフロアメンバ７およびセンタピラー３に跨ってスポット溶接し、それぞれの荷重受け面１３Ａａ，１３Ｂａを所定間隔をおいて対向配置してある。
【００２５】
以上の構成によりこの第１実施形態の車体構造によれば、図３（ａ）に示すように自動車などの衝突物が側面衝突してセンタピラー３の最大曲率部３ａに衝突荷重Ｆが入力すると、全体的に車体外方に湾曲したこのセンタピラー３は伸展方向の変形力を受けて初期反力が立ち上がり、最大曲率部３ａを中心に圧縮方向の軸力ｆ１，ｆ２として衝突荷重Ｆを上下方向に分散する。
【００２６】
図３（ａ）に示す衝突初期では、上方に作用する軸力ｆ１は湾曲したセンタピラー３の上部３Ｔを車幅方向内方に向かう斜め上方Ｋ１に変位させる一方、下方に作用する軸力ｆ２はセンタピラー３の下部３Ｂを車幅方向内方に向かう斜め下方Ｋ２に変位させるとともに、フロアメンバ７の凹設部７ａを下方に変形させて、図４中Ｐ１領域に示すように衝突直後の衝撃を緩和する。
【００２７】
そして、衝突状態が進行して図３（ｂ）に示す衝突中盤では、前記軸力ｆ１がルーフメンバ６に入力するが、このルーフメンバ６が互いに離れる方向に湾曲して分離する上方ルーフメンバ６Ａおよび下方ルーフメンバ６Ｂによって二重構造として形成してあるので、このルーフメンバ６の剛性が増大してルーフ部Ｒｆが車室内方に進入するのを抑制し、車室内空間を確保することができる。
【００２８】
つまり、本実施形態では上記ルーフメンバ６を構成する上方ルーフメンバ６Ａは全体的に車体上方に湾曲し、かつ、下方ルーフメンバ６Ｂは全体的に車体下方に湾曲しているので、前記軸力ｆ１によるセンタピラー３の上部３Ｔの斜め上方Ｋ１への変位により、下方ルーフメンバ６Ｂに作用する圧縮力ｆ３により下方突出方向Ｋ３への緊張状態が発生して、迅速な反力の立ち上がりを促進するとともに、センタピラー３の軸力ｆ１が増大して上方ルーフメンバ６Ａの圧縮力ｆ４により、上方突出方向Ｋ４への変形と下方ルーフメンバ６Ｂの下方突出方向Ｋ３への変形とが増長することで反力が増加する。
【００２９】
また、これと同時にセンタピラー３の下部３Ｂの斜め下方Ｋ２への変形が進むと、フロアメンバ７の凹設部７ａが図３（ｂ）に示すように下方への変形が増大し、この変形が所定量に達すると荷重受け部材１３の内側部材１３Ａおよび外側部材１３Ｂのそれぞれの荷重受け面１３Ａａ，１３Ｂａは互いに当接して反力が増大し、図４中Ｐ２領域に示す特性となる。
【００３０】
更に、衝突状態が進行することにより図３（ｃ）に示すように、センタピラー３の上部３Ｔの変形が底付くと、ルーフメンバ６の上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂの相対位置が上昇し、上方ルーフメンバ６Ａへの荷重伝達が増加する。
【００３１】
このため、上方ルーフメンバ６Ａは上方突出方向Ｋ４への変形が増長し、ルーフメンバ連結部材１２で連結されている下方ルーフメンバ６Ｂもその上方への変形に追随する。
【００３２】
一方、センタピラー３の下部３Ｂの変形およびフロアメンバ７の凹設部７ａの変形が進むことにより、荷重受け部材の内側部材１３Ａと外側部材１３Ｂとの反力も増加してフロアメンバ７の変形が抑制され、これに伴って図４中Ｐ３領域に示すようにセンタピラー３の上部３Ｔの変形も抑制される。
【００３３】
従って、本実施形態では図４に示すように、破線に示す従来の特性に比較して、車室内空間の維持および衝突初期の迅速な反力の立ち上がり、および安定した反力維持といった特性を持つ車体構造を提供することができる。
【００３４】
また、本実施形態では上方ルーフメンバ６Ａと下方ルーフメンバ６Ｂとは、車幅方向両端部が結合された状態で中央側間が中央部に向かって徐々に拡開し、それぞれの最大曲率部またはその近傍を上記ルーフメンバ連結部材１２によって連結したので、局部的な曲げ変形を抑制するとともに、上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂそれぞれへの荷重分散効果にも寄与することができる。
【００３５】
更に、フロアメンバ７の車幅方向端部に凹設部７ａを形成し、この凹設部７ａを中間にしてフロアメンバ７上面には、幅方向に所定間隔δをもって対峙し、凹設部７ａの所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材１３を設けたので、センタピラー３の下部３Ｂおよびフロアメンバ７において車幅方向内方への変形後に荷重受け部材１３が干渉して荷重伝達機能および変形拘束機能を発揮する。
【００３６】
従って、ある程度変形が進行すると、その変形を拘束するとともに荷重伝達効率が増加するので、強度を高めて車室内空間が阻害されるのを抑制しつつ反力を維持することができる。
【００３７】
図５，図６は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図５は車体の骨格構造の斜視図、図６は骨格部材の要部を分解した拡大斜視図である。
【００３８】
この第２実施形態の車体構造は、図５に示すように基本的に第１実施形態と同様の構成となり、ルーフメンバ６を全体的に車体上方に湾曲する上方ルーフメンバ６Ａと、全体的に車体下方に湾曲する下方ルーフメンバ６Ｂとで構成してあるが、特に本実施形態では下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部をセンタピラー３に連結し、上方ルーフメンバ６Ａの車幅方向端部を下方ルーフメンバ６Ｂにルーフサイドレール１よりも車幅方向内方で連結してある。
【００３９】
つまり、図６に示すように下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部をセンタピラー３の上部３Ｔの配置方向に沿って斜め下方に折曲し、その先端部に縮幅部６Ｂｗを形成して、この縮幅部６Ｂｗをセンタピラー３の上端部に差し込んで溶接するとともに、前記下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部に、上方ルーフメンバ６Ａの車幅方向端部をフランジ６Ａｆを介してスポット溶接してある。
【００４０】
このとき、下方ルーフメンバ６Ｂの車幅方向端部の車体前後面には、前記上方ルーフメンバ６Ａを連結した箇所よりも車幅方向外方部分に、前方ルーフサイドレール１Ａおよび後方ルーフサイドレール１Ｂをそれぞれのフランジ１Ａｆ，１Ｂｆを介して連結してある。
【００４１】
従って、この第２実施形態の車体構造によれば、上方ルーフメンバ６Ａの車幅方向端部を下方ルーフメンバ６Ｂのルーフサイドレール１よりも車幅方向内方で連結してあるので、下方ルーフメンバ６Ｂのルーフサイドレール１よりも車幅方向外方部分が上方ルーフメンバ６Ａによって拘束されることが無いため、衝突直後にセンタピラー３の上部３Ｔからルーフメンバ６に軸力ｆ１が伝達された際に、衝撃吸収効果をより高めることができるとともに、反力の立ち上がりを迅速化することができる。
【００４２】
図７，図８は本発明の第３実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図７は車体の骨格構造の斜視図、図８は図７中Ｂ部の拡大断面図である。
【００４３】
この第３実施形態の車体構造は、図７に示すように基本的に第１実施形態と同様の構成となり、ルーフメンバ６を全体的に車体上方に湾曲する上方ルーフメンバ６Ａと、全体的に車体下方に湾曲する下方ルーフメンバ６Ｂとで構成してあるが、特に本実施形態では上方ルーフメンバ６Ａの強度を下方ルーフメンバ６Ｂよりも大きくしてある。
【００４４】
即ち、本実施形態では図８に示すように矩形状の閉断面構造とした上方ルーフメンバ６Ａの肉厚Ｔ１を、同様に矩形状の閉断面構造とした下方ルーフメンバ６Ｂの肉厚Ｔ２よりも厚く（Ｔ１＞Ｔ２）形成することにより、上方ルーフメンバ６Ａの断面剛性を下方ルーフメンバ６Ｂよりも高く形成してある。
【００４５】
従って、この第３実施形態の車体構造によれば、上方ルーフメンバ６Ａの強度を下方ルーフメンバ６Ｂよりも大きくしたので、センタピラー３から入力される軸力ｆ１による変形促進を主に下方ルーフメンバ６Ｂで受け持つとともに、その後の変形拘束および反力維持を主に上方ルーフメンバ６Ａで受け持つことにより、衝突時の衝撃緩和を図りつつ、車室内への変形抑制や反力向上をより増大することができる。
【００４６】
図９は第３実施形態の第１変形例を示し、矩形状の閉断面構造とした上方ルーフメンバ６Ａを厚肉形成するとともに、高さＬ１を下方ルーフメンバ６Ｂの高さＬ２よりも高く（Ｌ１＞Ｌ２）形成することにより、上方ルーフメンバ６Ａの断面剛性を下方ルーフメンバ６Ｂよりも高く形成してあり、同様の作用効果を奏する。
【００４７】
図１０は第３実施形態の第２変形例を示し、上方，下方ルーフメンバ６Ａ，６Ｂはそれぞれ矩形状の閉断面構造に形成されるが、上方ルーフメンバ６Ａの内部の前後（図中左右方向）略中央部に仕切壁６Ａｐを設けることにより、上方ルーフメンバ６Ａの断面剛性を下方ルーフメンバ６Ｂよりも高く形成してあり、同様の作用効果を奏する。
【００４８】
図１１，図１２は本発明の第４実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１１は車体の骨格構造の斜視図、図１２はフロアメンバの片側端部を示す斜視図である。
【００４９】
この第４実施形態の車体構造は、図１１に示すように基本的に第１実施形態と同様の構成となり、フロアメンバ７の車幅方向端部に脆弱部を形成し、この脆弱部を中間にしてフロアメンバ７上面には、車幅方向に所定間隔δをもって対峙し、脆弱部の所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材１３を設けてある。
【００５０】
そして、本実施形態では図１２に示すように、脆弱部をフロアメンバ７の車体前後方向両側面に形成した一対の凹設部７ｂで形成しており、これら凹設部７ｂは、ルーフサイドレール１よりも車幅方向内方の位置に形成してある。
【００５１】
従って、この第４実施形態の車体構造によれば、フロアメンバ７に形成した凹設部７ｂをルーフサイドレール１よりも車幅方向内方に形成したので、衝突荷重Ｆの入力位置からの変形許容範囲が長く成るセンタピラー３の上部３Ｔを下部３Ｂよりも先行して変位させ、ルーフメンバ６の変形による反力が向上するようなタイミングでセンタピラー３の下部３Ｂに入力が増加し、当該部分が略車幅方向内方に変位する。
【００５２】
従って、相対的に上部３Ｔよりも強度が高くなる下部３Ｂへの入力を増加させて、構造上の強度バランスに適応した荷重配分となるようにコントロールでき、効率的な部材構成が成立するとともに、局部的な変形を抑制して反力を高く維持する効果がある。
【００５３】
図１３，図１４は第４実施形態の第１変形例を示し、図１３に示すように断面矩形状の中空部材で形成したフロアメンバ７の外形状を一様に形成する一方、その肉厚を図１４に示すように薄肉化することにより脆弱部としての肉厚変化部７ｃを形成してある。
【００５４】
即ち、この第１変形例では図１４（ａ）に示すように、図１３中Ｃ部から断面にした肉厚変化部７ｃの上下側の肉厚Ｔ３を、図１４（ｂ）に示すように、図１３中Ｄ部から断面にした一般部分の肉厚Ｔ４よりも薄く（Ｔ３＜Ｔ４）形成してあり、センタピラー３の下部３Ｂから軸力ｆ２が入力された場合に肉厚変化部７ｃから変形するようになっており、第４実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５５】
図１５は第４実施形態の第２変形例を示し、図１５（ａ）に示すように、前記図１３中Ｃ部から断面にした肉厚変化部７ｃの車体前後側の肉厚Ｔ５を、図１５（ｂ）に示すように、図１３中Ｄ部から断面にした一般部分の肉厚Ｔ６よりも薄く（Ｔ５＜Ｔ６）形成して、センタピラー３の下部３Ｂから軸力ｆ２が入力された場合に肉厚変化部７ｃから変形するようになっており、第４実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５６】
図１６，図１７は本発明の第５実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１６は車体の骨格構造の斜視図、図１７は荷重受け部材の拡大斜視図である。
【００５７】
この第５実施形態の車体構造は、図１６に示すように基本的に第１実施形態と同様の構成となり、フロアメンバ７に形成した凹設部７ａを中間にしたフロアメンバ７上面には、車幅方向に所定間隔δをもって対峙し、凹設部７ａの所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材１３を設けてあり、特に本実施形態では荷重受け部材１３に、互いに干渉した後に凹設部７ａの変形量が増大するに伴って荷重伝達量を増大する伝達荷重増大手段１４を設けてある。
【００５８】
即ち、本実施形態の荷重受け部材１３は第１実施形態と同様に一対の内側部材１３Ａと外側部材１３Ｂとで構成してあり、内側部材１３Ａの車幅方向外側に階段状の荷重受け面１３Ａｂを形成するとともに、外側部材１３Ｂの車幅方向内側に前記荷重受け面１３Ａｂの形状に略沿った荷重受け面１３Ｂｂを形成し、これら荷重受け面１３Ａｂ，１３Ｂｂによって上記伝達荷重増大手段１４を構成してある。
【００５９】
従って、この第５実施形態の車体構造によれば、フロアメンバ７に形成した凹設部７ａを挟んで設けた荷重受け部材１３に伝達荷重増大手段１４を設けて、互いに干渉した後に凹設部７ａの変形量が増大するに伴って荷重伝達量を増大するようにしたので、凹設部７ａの変形許容範囲、つまり内側部材１３Ａと外側部材１３Ｂとが干渉するまでの範囲では凹設部７ａの変形によってエネルギー吸収量を増大する一方、センタピラー３の上部３Ｔおよびルーフメンバ６は変形による可動範囲が大きいので徐々に反力を増大させることで、それらの部分の変形を十分に行わせた後に、センタピラー３の下部３Ｂの耐力を向上させることができる。
【００６０】
図１８は第５実施形態の変形例を示し、内側部材１３Ａの車幅方向外側に車幅方向内側から外側に向かって下方傾斜する傾斜面１３Ａｃを形成するとともに、外側部材１３Ｂの車幅方向内側に前記傾斜面１３Ａｃに略沿った傾斜面１３Ｂｃを形成し、これら傾斜面１３Ａｃ，１３Ｂｃによって伝達荷重増大手段１４を構成してあり、この場合にあっても第５実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６１】
図１９，図２０は本発明の第６実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１９は車体の骨格構造の斜視図、図２０は骨格部材の要部を分解した拡大斜視図である。
【００６２】
この第６実施形態の車体構造は、図１９に示すように前記各実施形態と同様の構成となり、センタピラー３の上部３Ｔにルーフメンバ６およびルーフサイドレール１が連結されるが、本実施形態では図２０にも示すように、ルーフメンバ６を構成する第１ルーフメンバを、全体的に車体前方に湾曲して車体前方に配置される前方ルーフメンバ６Ｃで構成し、かつ、第２ルーフメンバを、全体的に車体後方に湾曲して車体後方に配置される後方ルーフメンバ６Ｄで構成してある。
【００６３】
そして、前記前方，後方ルーフメンバ６Ｃ，６Ｄの車幅方向端部を二股状連結部材１５を介してセンタピラー３の上部３Ｔに結合してあり、かつ、前方ルーフメンバ６Ｃの端部前面に前方ルーフサイドレール１Ａを結合するとともに、後方ルーフメンバ６Ｄの端部後面に後方ルーフサイドレール１Ｂを結合してある。
【００６４】
このとき、センタピラー３は、その上部３Ｔをセンタピラー３の中心線Ｃよりも車体前方に傾かせて形成してある。
【００６５】
また、前方，後方ルーフメンバ６Ｃ，６Ｄは、これらの車幅方向中央部の最大曲率部またはその近傍を、車体前後方向に配置したルーフメンバ連結部材１２Ａによって連結してある。
【００６６】
従って、この第６実施形態の車体構造によれば、衝突荷重Ｆがセンタピラー３に入力されると、センタピラー３の上方に作用する軸力ｆ１が前方に傾斜した上部３Ｔから主に前方ルーフメンバ６Ｃに入力されて、この前方ルーフメンバ６Ｃをその湾曲方向となる車体前方に大きく変形する。
【００６７】
すると、前方ルーフメンバ６Ｃの前方変位が、ルーフメンバ連結部材１２Ａを介して連結した後方ルーフメンバ６Ｄに伝達され、この後方ルーフメンバ６Ｄはその湾曲方向による本来の変形し易い方向（車体後方）とは逆方向に力が働くため、大きな耐力を発生させることができる。
【００６８】
そして、変形が進行することにより、センタピラー３から前方，後方ルーフメンバ６Ｃ，６Ｄに軸力ｆ１が伝達されるようになり、後方ルーフメンバ６Ｄに後方に曲がろうとする入力が増加することにより、ルーフメンバ連結部材１２Ａによって後方ルーフメンバ６Ｄを車体後方に引っ張る力が発生して耐力を更に高めることができる。
【００６９】
ところで、本発明の車体構造は前記第１〜第６実施形態およびそれらの各変形例に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における車体片側の骨格部材の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態における側面衝突荷重が入力した時の車体の変形を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す図１中Ａ部の断面説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態における横軸の変位と縦軸の荷重によって示す反力特性を破線で示す従来と比較したグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態における骨格部材の要部を分解した拡大斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図８】図７中Ｂ部の拡大断面図である。
【図９】第３実施形態の第１変形例を示す図８に対応した拡大断面図である。
【図１０】第３実施形態の第２変形例を示す図８に対応した拡大断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図１２】本発明の第４実施形態におけるフロアメンバの片側端部を示す斜視図である。
【図１３】第４実施形態の第１変形例を示すフロアメンバの端部斜視図である。
【図１４】図１３中Ｃ部の断面を（ａ）にＤ部の断面を（ｂ）に示す拡大断面図である。
【図１５】第４実施形態の第２変形例を示す図１３中Ｃ部の断面を（ａ）にＤ部の断面を（ｂ）に示す拡大断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図１７】本発明の第５実施形態における荷重受け部材の拡大斜視図である。
【図１８】第５実施形態の変形例を示す図１７に対応した拡大斜視図である。
【図１９】本発明の第６実施形態における車体の骨格構造の斜視図である。
【図２０】本発明の第６実施形態における骨格部材の要部を分解した拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ルーフサイドレール
２ サイドシル
３ センタピラー（ピラー部材）
６ ルーフメンバ
６Ａ 上方ルーフメンバ（第１ルーフメンバ）
６Ｂ 下方ルーフメンバ（第２ルーフメンバ）
６Ｃ 前方ルーフメンバ（第１ルーフメンバ）
６Ｄ 後方ルーフメンバ（第２ルーフメンバ）
７ フロアメンバ
７ａ，７ｂ 凹設部（脆弱部）
１２，１２Ａ ルーフメンバ連結部材
１３ 荷重受け部材
１４ 伝達荷重増大手段
Ｒｆ ルーフ部
Ｆｒ フロア部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体を構成するピラー若しくはメンバーからなる骨格部材を湾曲させ、湾曲させた骨格部材の頂点どうしを連結する連結部材を設け、湾曲した骨格部材の変形を前記連結部材で抑制するよう構成したことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
ルーフ部の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のルーフサイドレールと、
フロア部の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のサイドシルと、
上下に対向する前記ルーフサイドレールと前記サイドシルとを連結し、全体的に車体外方に湾曲するピラー部材と、
左，右のルーフサイドレールを前記ピラー部材の連結部分で連結するルーフメンバと、
左，右のサイドシルを前記ピラー部材の連結部分で連結するフロアメンバと、を備えた車体構造において、
前記ルーフメンバを、それぞれが車幅方向両端部で結合されるとともに、それぞれの車幅方向中間部分で互いに離れる方向に湾曲して分離する第１ルーフメンバおよび第２ルーフメンバで構成し、これら第１，第２ルーフメンバの車幅方向中間部をルーフメンバ連結部材で互いに連結したことを特徴とする車体構造。
【請求項３】
第１ルーフメンバは、全体的に車体上方に湾曲して車体上方に配置される上方ルーフメンバであり、かつ、第２ルーフメンバは、全体的に車体下方に湾曲して車体下方に配置される下方ルーフメンバであることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【請求項４】
第１ルーフメンバは、全体的に車体前方に湾曲して車体前方に配置される前方ルーフメンバであり、かつ、第２ルーフメンバは、全体的に車体後方に湾曲して車体後方に配置される後方ルーフメンバであることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【請求項５】
ルーフメンバ連結部材は、それぞれ湾曲した第１，第２ルーフメンバの最大曲率部またはその近傍を連結することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項６】
フロアメンバの車幅方向端部に脆弱部を形成し、フロアメンバ上面に、前記脆弱部を中間にして車幅方向に所定間隔をもって対峙し、脆弱部の所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材を設けたことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項７】
脆弱部は、ルーフサイドレールよりも車幅方向内方に形成したことを特徴とする請求項６に記載の車体構造。
【請求項８】
荷重受け部材は、互いに干渉した後に脆弱部の変形量が増大するに伴って荷重伝達量を増大する伝達荷重増大手段を設けたことを特徴とする請求項６または７に記載の車体構造。
【請求項９】
下方ルーフメンバの車幅方向端部をピラー部材に連結し、上方ルーフメンバの車幅方向端部を下方ルーフメンバにルーフサイドレールよりも車幅方向内方で連結したことを特徴とする請求項３または５〜８のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項１０】
上方ルーフメンバの強度を下方ルーフメンバよりも大きくしたことを特徴とする請求項３または５〜９のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項１】
車体を構成するピラー若しくはメンバーからなる骨格部材を湾曲させ、湾曲させた骨格部材の頂点どうしを連結する連結部材を設け、湾曲した骨格部材の変形を前記連結部材で抑制するよう構成したことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
ルーフ部の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のルーフサイドレールと、
フロア部の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左，右一対のサイドシルと、
上下に対向する前記ルーフサイドレールと前記サイドシルとを連結し、全体的に車体外方に湾曲するピラー部材と、
左，右のルーフサイドレールを前記ピラー部材の連結部分で連結するルーフメンバと、
左，右のサイドシルを前記ピラー部材の連結部分で連結するフロアメンバと、を備えた車体構造において、
前記ルーフメンバを、それぞれが車幅方向両端部で結合されるとともに、それぞれの車幅方向中間部分で互いに離れる方向に湾曲して分離する第１ルーフメンバおよび第２ルーフメンバで構成し、これら第１，第２ルーフメンバの車幅方向中間部をルーフメンバ連結部材で互いに連結したことを特徴とする車体構造。
【請求項３】
第１ルーフメンバは、全体的に車体上方に湾曲して車体上方に配置される上方ルーフメンバであり、かつ、第２ルーフメンバは、全体的に車体下方に湾曲して車体下方に配置される下方ルーフメンバであることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【請求項４】
第１ルーフメンバは、全体的に車体前方に湾曲して車体前方に配置される前方ルーフメンバであり、かつ、第２ルーフメンバは、全体的に車体後方に湾曲して車体後方に配置される後方ルーフメンバであることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【請求項５】
ルーフメンバ連結部材は、それぞれ湾曲した第１，第２ルーフメンバの最大曲率部またはその近傍を連結することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項６】
フロアメンバの車幅方向端部に脆弱部を形成し、フロアメンバ上面に、前記脆弱部を中間にして車幅方向に所定間隔をもって対峙し、脆弱部の所定以上の変形によって互いに干渉する荷重受け部材を設けたことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項７】
脆弱部は、ルーフサイドレールよりも車幅方向内方に形成したことを特徴とする請求項６に記載の車体構造。
【請求項８】
荷重受け部材は、互いに干渉した後に脆弱部の変形量が増大するに伴って荷重伝達量を増大する伝達荷重増大手段を設けたことを特徴とする請求項６または７に記載の車体構造。
【請求項９】
下方ルーフメンバの車幅方向端部をピラー部材に連結し、上方ルーフメンバの車幅方向端部を下方ルーフメンバにルーフサイドレールよりも車幅方向内方で連結したことを特徴とする請求項３または５〜８のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項１０】
上方ルーフメンバの強度を下方ルーフメンバよりも大きくしたことを特徴とする請求項３または５〜９のいずれか１つに記載の車体構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００６−３６１１６（Ｐ２００６−３６１１６Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２１６７８（Ｐ２００４−２２１６７８）
【出願日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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