車体構造
【課題】 ピラー部材に入力した衝突荷重に対して、ピラー部材の車室内方への変形を抑制しつつ、衝突エネルギーを効率良く吸収させることができる車体構造の提供を図る。
【解決手段】 センタピラー３の上部３ａを上部支持湾曲部材２０を介してルーフ部骨格部材Ｒｂに連結し、ピラー部材３の下部３ｂを下部支持湾曲部材２１を介してフロア部骨格部材Ｆｂに連結することにより、側面衝突荷重Ｆによりセンタピラー３に上下方向に発生した軸力ｆ１，ｆ２を、上部・下部支持湾曲部材２０，２１に荷重分散して反力の立ち上がりを促進し、かつ、該反力を持続させてセンタピラー３の車室内方への変形を抑制しつつ、エネルギー吸収量を増大させることができる。
【解決手段】 センタピラー３の上部３ａを上部支持湾曲部材２０を介してルーフ部骨格部材Ｒｂに連結し、ピラー部材３の下部３ｂを下部支持湾曲部材２１を介してフロア部骨格部材Ｆｂに連結することにより、側面衝突荷重Ｆによりセンタピラー３に上下方向に発生した軸力ｆ１，ｆ２を、上部・下部支持湾曲部材２０，２１に荷重分散して反力の立ち上がりを促進し、かつ、該反力を持続させてセンタピラー３の車室内方への変形を抑制しつつ、エネルギー吸収量を増大させることができる。
【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に入力した衝突荷重に対して、ピラー部材の車室内方への変形を抑制しつつ、衝突エネルギーを効率良く吸収させることができる車体構造を提供するものである。
【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、車体内方に湾曲してピラー部材の上部とルーフ部骨格部材とを連結する上部支持湾曲部材と、車体内方に湾曲してピラー部材の下部とフロア部骨格部材とを連結する下部支持湾曲部材と、前記上部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する上部連結部材と、前記下部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する下部連結部材と、を設け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圧縮方向の軸力が上下方向に発生し、上方に作用する軸力はピラー部材上部を上方に変位させるとともに、下方に作用する軸力はピラー部材下部を下方に変位させて衝撃を緩和し、かつ、ピラー部材上部では上部支持湾曲部材に荷重分散するとともに、ピラー部材下部では下部支持湾曲部材に荷重分散して反力の立ち上がりを促進し、ピラー部材の車室内方への変形を抑制する。
【０００７】
そして、この上部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する上部連結部材、および下部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する下部連結部材により、ピラー部材の上部および下部の変形を許容しつつ、反力を維持して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】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００９】
図１〜図３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）に順を追って示すピラー部材の正面図である。
【００１０】
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３Ｔ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。
【００１１】
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あけてフロントピラー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あけてリアピラー５が配置される。
【００１２】
前記左，右のルーフサイドレール１は前記センタピラー３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は上記センターピラー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】
そして、本発明では図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、側面衝突荷重Ｆの入力を、車体外方に湾曲させたセンタピラー３の上下方向の軸力ｆ１，ｆ２に変換するとともに、車体内方に湾曲してセンタピラー３の上部３ａおよび下部３ｂに連結した上部支持湾曲部材２０および下部支持湾曲部材２１により、センタピラー３の軸力ｆ１，ｆ２をルーフ骨格部材Ｒｂおよびフロア骨格部材Ｆｂに分散させるようにしている。
【００１５】
つまり、本実施形態ではセンタピラー３の上部３ａを上部支持湾曲部材２０を介してルーフ部骨格部材Ｒｂに連結するとともに、センタピラー３の下部３ｂを下部支持湾曲部材２１を介してフロア部骨格部材Ｆｂに連結し、かつ、前記上部支持湾曲部材２０の中間部分とセンタピラー３とを上部連結部材２２で連結するとともに、前記下部支持湾曲部材２１の中間部分とセンタピラー３とを下部連結部材２３で連結してある。
【００１６】
前記上部支持湾曲部材２０は、図２にも示すように、センタピラー上部３ａに対して車内側に配置されて車体内方に湾曲形成されるとともに、前記下部支持湾曲部材２０はセンタピラー下部３ｂに対して車内側に配置されて車体内方に湾曲形成される。
【００１７】
前記ルーフ部骨格部材Ｒｂは、ルーフ部Ｒｆを構成する骨格部材で、ルーフサイドレール１やルーフメンバ６，フロントルーフボウ８，リアルーフボウ９等で構成され、本実施形態ではルーフメンバ６を選定して、このルーフメンバ６に上部支持湾曲部材２０を連結してある。
【００１８】
また、前記フロア部骨格部材Ｆｂは、フロア部Ｆｒを構成する骨格部材で、サイドシル２やフロアメンバ７，フロントクロスメンバ１０，リアクロスメンバ１１等で構成され、本実施形態ではサイドシル２を選定して、このサイドシル２の外側面２ａに下部支持湾曲部材２１を連結してある。
【００１９】
従って、前記上部支持湾曲部材２０は、ルーフサイドレール１を跨いでセンタピラー上部３ａとルーフメンバ６とを連結してあり、センタピラー上部３ａの強度を上部支持湾曲部材２０よりも大きくしてある。
【００２０】
また、センタピラー下部３ｂはセンタピラー３と別体に形成して、該センタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１との連結部分に、センタピラー３に作用する軸力をセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とに分散する分岐部材２４を設けるとともに、分岐したこれらセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とをサイドシル２の外側面２ａに連結し、下部支持湾曲部材２１の強度をセンタピラー下部３ｂよりも大きくしてある。
【００２１】
前記ルーフサイドレール１，サイドシル２，センタピラー３，ルーフメンバ６およびフロアメンバ７は、図２に示すようにそれぞれが断面矩形状の中空部材で形成され、車体外方に湾曲形成したセンタピラー３は、その上端部がセンタピラー上部３ａとなるとともに、その先端部を絞って縮径し、この縮径部３ａ′をルーフサイドレール１の外側面に形成した開口部１ａに挿入して、この開口部１ａの両側に切り起こしたフランジ１ａ′を縮径部３ａ′の側面に溶接してある。
【００２２】
また、ルーフサイドレール１の内側面には、前記開口部１ａに対向した位置に同様の開口部を形成し、この開口部にルーフメンバ６の車幅方向端部６ａに形成した縮径部６ａ′を挿入して溶接固定してある。
【００２３】
そして、断面矩形状の中空部材で形成した前記上部支持湾曲部材２０の車体外方端部２０ａにフランジ２０ａ′を形成してあり、このフランジ２０ａ′をセンタピラー下部３ａの下側に溶接する一方、上部支持湾曲部材２０の車体内方端部２０ｂに同様にフランジ２０ｂ′を形成してあり、このフランジ２０ｂ′をルーフメンバ６の下側に溶接してある。
【００２４】
更に、前記センタピラー３の下端部３ｃは上端部同様に縮径して、この縮径部３ｃ′を前記分岐部材２４の基部２４ａに挿入して溶接してある。
【００２５】
分岐部材２４は、前記基部２４ａから車室内方に向かってそれぞれが斜め下方に傾斜する下方分岐口２４ｂおよび上方分岐口２４ｃが形成され、下方分岐口２４ｂにはセンタピラー下部３ｂの車体外方端部の縮径部３ｂ′を挿入して溶接するとともに、上方分岐口２４ｃには前記下部支持湾曲部材２１の車体外方端部２１ａに形成した縮径部２１ａ′を挿入して溶接してある。
【００２６】
前記センタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１はそれぞれ断面矩形状の中空部材で形成され、それぞれの車体内方端部に形成したフランジ３ｂ″，２１ｂをサイドシル２の外側面２ａに溶接してある。
【００２７】
また、前記サイドシル２の内側面２ｂには、前記センタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１の連結部分に対向する位置に、フロアメンバ７の車幅方向端部７ａに形成したフランジ７ａ′を溶接してある。
【００２８】
前記上部連結部材２２は、その上端部に形成したフランジ２２ａをセンタピラー上部３ａの下側に溶接してあるとともに、下端部に形成したフランジ２２ｂを上部支持湾曲部材２０の上面に溶接してある。
【００２９】
また、前記下部連結部材２３は、その下端部に形成したフランジ２３ａをセンタピラー下部３ｂの上面に溶接してあるとともに、上端部に形成したフランジ２３ｂを下部支持湾曲部材２１の下面に溶接してある。
【００３０】
前記上部連結部材２２のセンタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０への連結部位は、これらセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０の変曲部付近に設定し、かつ、上部支持湾曲部材２０への連結点Ｐ２をセンタピラー上部３ａへの連結点Ｐ１よりも車幅方向内方に配置してある。
【００３１】
また、前記上部連結部材２０のセンタピラー上部３ａへの前記連結点Ｐ１は、このセンタピラー３とルーフサイドレール１との連結部Ｋよりも車幅方向外方に配置し、かつ、上部支持湾曲部材２０の変曲部付近としてある。
【００３２】
ところで、図３に示すように側面衝突により前記センタピラー３の最大曲率部３Ｔに衝突荷重Ｆが入力することにより、この荷重Ｆはセンタピラー３の上方および下方に軸力ｆ１およびｆ２として作用し、これら軸力ｆ１，ｆ２は同図（ａ）〜（ｂ）に示すように、センタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０およびセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１へと作用し、衝突の進行に伴って（ｃ）に示すように下部支持湾曲部材２１を折れ変形Ｂする。
【００３３】
このとき、前記下部支持湾曲部材２１は、その折れ変形状態でサイドシル２に干渉し、ひいては、フロアメンバ７への荷重伝達経路を形成するようになっている。
【００３４】
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、側面衝突によりセンタピラー３の最大曲率部３Ｔ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には圧縮方向の軸力ｆ１，ｆ２が上下方向に発生し、上方に作用する軸力ｆ１はセンタピラー上部３ａを上方に変位させるとともに、下方に作用する軸力ｆ２はセンタピラー下部３ｂを下方に変位させて衝撃を緩和する。
【００３５】
ここで、上方への軸力ｆ１はセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０に分岐して作用する一方、下方への軸力ｆ２はセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１に分岐して作用するが、センタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０との間を上部連結部材２２で連結するとともに、センタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１との間を下部連結部材２３で連結してるので、それらセンタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０の耐力、およびセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１の耐力をそれぞれ向上できる。
【００３６】
このように耐力が向上されることにより、センタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０への軸力ｆ１の分散効率が高まるとともに、センタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１への軸力ｆ２の分散効率が高まり、これによってセンタピラー上部３ａおよびセンタピラー下部３ｂの反力の立ち上がりを早めることができる。
【００３７】
また、衝突荷重Ｆが継続して入力されることにより、図３（ｂ）に示すように、センタピラー上部３ａが略上方に変位するとともに、センタピラー下部３ｂが略下方に変位し、その際にセンタピラー上部３ａでは上部連結部材２２による上部支持湾曲部材２０の引張り現象が発生するとともに、センタピラー下部３ｂでは下部連結部材２３による下部支持湾曲部材２１の引張り現象が発生する。
【００３８】
従って、上部・下部支持湾曲部材２０，２１の引張りによりセンタピラー上部３ａおよびセンタピラー下部３ｂの変形強度が向上するため、局部的な変形を抑制して衝突エネルギーの吸収効率を向上することができる。
【００３９】
更に、衝突荷重Ｆが継続して入力されることにより、図３（ｃ）に示すように、センタピラー上部３ａは引き続き略上方に変位しようとするとともに、センタピラー下部３ｂも引き続き略下方に変位しようとする。
【００４０】
このとき、センタピラー上部３ａでは上部支持湾曲部材２０の剛性により前述のように局部的な変形は発生することなく、荷重がセンタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０で釣り合った状態でルーフメンバ６に荷重伝達する一方、センタピラー下部３ｂでは、下部支持湾曲部材２１に作用する車幅方向入力が増大して、この下部支持湾曲部材２１が折れ変形Ｂしてサイドシル２に干渉Ｔし、そして、フロアメンバ７への荷重伝達経路が形成されるため、センタピラー３全体での反力を維持することができる。
【００４１】
従って、この第１実施形態の車体構造では、側面衝突時にセンタピラー上部３ａでは上部支持湾曲部材２０に荷重分散するとともに、センタピラー下部３ｂでは下部支持湾曲部材２１に荷重分散して反力の立ち上がりを促進し、センタピラー３の車室内方への変形を抑制することができる。
【００４２】
また、上部支持湾曲部材２０の中間部分とセンタピラー３とを上部連結部材２２で連結するとともに、下部支持湾曲部材２１の中間部分とセンタピラー３とを下部連結部材２３で連結したことにより、センタピラー上部３ａおよびセンタピラー下部３ｂの変形を許容しつつ、反力を維持することができる。
【００４３】
また、本実施形態では上部支持湾曲部材２０は、ルーフサイドレール１を跨いでセンタピラー上部３ａとルーフメンバ６とを連結し、センタピラー上部３ａの強度を上部支持湾曲部材２０よりも大きくしたので、センタピラー３の上方への軸力ｆ１を車幅方向に効率良く伝達できるとともに、センタピラー上部３ａの強度が上部支持湾曲部材２０よりも大きくなっているため、最終的に上方に凸の曲げ変形が発生することによって上部支持湾曲部材２０を上向きに変形させ、車室内空間を狭める変形を防止することができる。
【００４４】
更に、センタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１との連結部分に、センタピラー３に作用する軸力をセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とに分散する分岐部材２４を設けるとともに、分岐したこれらセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とをサイドシル２の外側面２ａに連結し、下部支持湾曲部材２１の強度をセンタピラー下部３ｂよりも大きくしたので、センタピラー３の下方への軸力ｆ２を分岐部材２４によってセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とに分散して、効率良く車幅方向に伝達することができる。
【００４５】
また、下部支持湾曲部材２１の強度をセンタピラー下部３ｂよりも大きくしたので、最終的に下部支持湾曲部材２１が上方に凸の折れ変形Ｂを発生してサイドシル２と干渉Ｔすることにより、フロアメンバ７に持続的に荷重伝達して反力の立ち上がりを促進することができるとともに、センタピラー下部３ｂの下向きの折れ変形を抑制して耐力を高めることができる。
【００４６】
更にまた、上部連結部材２２のセンタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０への連結部位は、これらセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０の変曲部付近に設定し、かつ、上部支持湾曲部材２０への連結点Ｐ２をセンタピラー上部３ａへの連結点Ｐ１よりも車幅方向内方に配置したので、センタピラー３の上方への軸力ｆ１は上部支持湾曲部材２０には主に車幅方向に作用するとともに、センタピラー上部３ａには主に上方に作用して荷重分散し、その際に上部連結部材２２に対して引張り力が作用する。このとき、上部連結部材２２はセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０の変曲部付近を連結していることから、それぞれの部材３ａ，２０の変形の起点を拘束できるため、より耐力を向上して反力の立ち上がりの迅速化を達成することができる。
【００４７】
また、上部連結部材２２のセンタピラー上部３ａへの前記連結点Ｐ１は、このセンタピラー３とルーフサイドレール１との連結部Ｋよりも車幅方向外方に配置し、かつ、上部支持湾曲部材２０の変曲部付近としたので、センタピラー３の上方への軸力ｆ１によりセンタピラー上部３ａは略上位方に変位しようとし、その際に上部連結部材２２の引張りにより変形強度が増加し、しかも、前記連結点Ｐ１は上部支持湾曲部材２０の変形の起点となる変曲部付近としたので、より引張りの効果や耐力増加の効果がある。
【００４８】
更に、下部支持湾曲部材２１は、その折れ変形状態でサイドシル２に干渉して、フロアメンバ７への荷重伝達経路を形成するようにしたので、センタピラー３の下方への軸力ｆ２を最終的にフロアメンバ７で強固に受け持つことができるため、センタピラー下部３ｂの耐力をより高めることができ、従って、センタピラー３全体として車室内方への変形を抑制しつつ、反力の急速な立上がりと、該反力の持続的な維持とによってエネルギー吸収量を増大することができる。
【００４９】
図４，図５は第１実施形態のセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０の断面形状の各種変形例を示し、図４に示すようにセンタピラー上部３ａをＸ１に沿った位置で断面とした形状と、上部支持湾曲部材２０をＸ２に沿った位置で断面とした形状と、をそれぞれ図５に示してあり、この図５ではＸ１位置とＸ２位置の断面形状をＡ組，Ｂ組，Ｃ組の組み合わせで示してある。
【００５０】
即ち、Ａ組では、センタピラー上部３ａは、前後両側を厚肉化して上下にやや扁平な矩形状に形成される一方、上部支持湾曲部材２０は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５１】
また、Ｂ組では、センタピラー上部３ａは、全周を略均等な肉厚に形成して矩形状の扁平度をやや小さくするとともに、上部支持湾曲部材２０は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５２】
更に、Ｃ組では、センタピラー上部３ａは、前後両側を厚肉化して上下にやや扁平な矩形状に形成され、内部中央に上下方向の仕切壁が設けられる一方、上部支持湾曲部材２０は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５３】
図６，図７は第１実施形態のセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１の断面形状の各種変形例を示し、図６に示すようにセンタピラー下部３ｂをＸ３に沿った位置で断面とした形状と、下部支持湾曲部材２１をＸ４に沿った位置で断面とした形状と、をそれぞれ図７に示してあり、この図７ではＸ３位置とＸ４位置の断面形状をＡ′組，Ｂ′組，Ｃ′組の組み合わせで示してある。
【００５４】
即ち、Ａ′組では、センタピラー下部３ｂは、前後両側を厚肉化して上下にやや扁平な矩形状に形成される一方、下部支持湾曲部材２１は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５５】
また、Ｂ′組では、センタピラー下部３ｂは、全周を略均等な肉厚に形成して矩形状の扁平度をやや小さくするとともに、下部支持湾曲部材２１は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５６】
更に、Ｃ′組では、センタピラー下部３ｂは、前後両側を厚肉化して上下にやや扁平な矩形状に形成され、内部中央に上下方向の仕切壁が設けられる一方、下部支持湾曲部材２１は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５７】
図８は本発明の第２実施形態を示し、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８はセンタピラー下部３ｂの斜視図である。
【００５８】
この第２実施形態では、図８に示すように、下方に湾曲したセンタピラー下部３ｂの上面に脆弱部３０を凹設してある。
【００５９】
従って、本実施形態によればセンタピラー下部３ｂに脆弱部３０を形成したので、このセンタピラー下部３ｂよりも下部支持湾曲部材２１の強度を簡易な方法で大きくすることができる。
【００６０】
尚、脆弱部３０としては薄肉形成や切り込み形成、または低剛性材料等で形成することができる。
【００６１】
図９は本発明の第３実施形態を示し、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９は上部支持湾曲部材２０の斜視図である。
【００６２】
この第３実施形態では、図９に示すように、下方に湾曲した上部支持湾曲部材２０の上面に脆弱部３１を凹設してある。
【００６３】
従って、本実施形態によれば上部支持湾曲部材２０に脆弱部３１を形成したので、上部支持湾曲部材２０よりもセンタピラー上部３ａの強度を簡易な方法で大きくすることができる。
【００６４】
尚、脆弱部３１としては薄肉形成や切り込み形成、または低剛性材料等で形成することができる。
【００６５】
図１０は本発明の第４実施形態を示し、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１０は（ａ）に補強部材と（ｂ）にその補強部材を内装したサイドシルとをそれぞれ示す斜視図である。
【００６６】
この第４実施形態では、図１０（ｂ）に示すようにサイドシル２のセンタピラー結合部位に、図１０（ａ）に示す角形筒状の補強部材４０を内装してある。
【００６７】
従って、本実施形態によれば補強部材４０によってサイドシル２の剛性を高めることができるため、センタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１の結合強度を高めることができるとともに、折れ変形Ｂした下部支持湾曲部材２１からフロアメンバ７に至る荷重伝達経路の強度を増大することができる。
【００６８】
また、前記補強部材４０は角形筒状に限ることなく、サイドシル２の強度を高めることができる構造であればよく、例えば、図１１に示す一対のコ字状のリブ部材４１で形成することもできる。
【００６９】
図１２は本発明の第５実施形態を示し、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１２はセンタピラー下部および下部支持湾曲部材の取付部分の分解斜視図である。
【００７０】
この第５実施形態では、図１２に示すように、サイドシル２のセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１を結合する部位に、これらセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１を取り付けるための結合部材４２を設けてある。
【００７１】
前記結合部材４２は、サイドシル２の外側面に跨って結合される固定部４２ａと、センタピラー下部３ｂの車幅方向内側端部を挿入して固定する下方取付口４２ｂと、下部支持湾曲部材２１の車幅方向内側端部を挿入して固定する上方取付口４２ｃとが形成され、その結合部材４２を介してセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１とサイドシル２との結合強度を高めてある。
【００７２】
従って、本実施形態によれば結合部材４２を介してセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１とサイドシル２との結合強度を高めることができるため、センタピラー３の下方への軸力ｆ２に対するサイドシル２の反力をより高めることができるとともに、折れ変形Ｂした下部支持湾曲部材２１からフロアメンバ７に至る荷重伝達経路をより確実に形成することができる。
【００７３】
図１３は本発明の第６実施形態を示し、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１３はセンタピラーとその下端部に結合する分岐部材との分解斜視図である。
【００７４】
この第６実施形態では、前記第１実施形態と同様に、センタピラー３の下端部に分岐部材２４を結合して、この分岐部材２４を介して軸力ｆ２をセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１に分岐させるようにしているが、本実施形態では前記分岐部材２４の上下壁部を車幅方向に厚肉形成して増強部４３を形成してある。
【００７５】
従って、本実施形態によれば増強部４３によって分岐部材２４の断面剛性を高めることができるため、センタピラー３からセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１に効率良く荷重伝達できるので、これらセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１への軸力ｆ２の分散効率を更に高めることができ、ひいては、センタピラー下部３ｂの反力の立ち上がりをより早めることができる。
【００７６】
尚、増強部４３としてはリブや補強部材等を設けることによっても構成することができる。
【００７７】
ところで、本発明の車体構造は前記第１〜第６実施形態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】
【００７８】
【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）に順を追って示すピラー部材の正面図である。
【図４】第１実施形態の変形例を示すピラー部材と上部支持湾曲部材の斜視図である。
【図５】第１実施形態の変形例を示すピラー部材と上部支持湾曲部材の断面形状の組み合わせをＡ組〜Ｃ組によってそれぞれ示す断面図である。
【図６】第１実施形態の変形例を示すセンタピラー上部および上部支持湾曲部材の斜視図である。
【図７】第１実施形態の変形例を示すセンタピラー上部および上部支持湾曲部材の断面形状の組み合わせをＡ′組〜Ｃ′組によってそれぞれ示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態におけるセンタピラー下部の斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態における上部支持湾曲部材の斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における（ａ）に補強部材と（ｂ）にその補強部材を内装したサイドシルとをそれぞれ示す斜視図である。
【図１１】第４実施形態の変形例を示す補強部材の斜視図である。
【図１２】本発明の第５実施形態におけるセンタピラー下部および下部支持湾曲部材の取付部分の分解斜視図である。
【図１３】本発明の第６実施形態におけるセンタピラーとその下端部に結合する分岐部材との分解斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
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）
３ａ センタピラー上部（ピラー部材上部）
３ｂ センタピラー下部（ピラー部材下部）
６ ルーフメンバ
７ フロアメンバ
２０ 上部支持湾曲部材
２１ 下部支持湾曲部材
２２ 上部連結部材
２３ 下部連結部材
２４ 分岐部材
３０ ピラー部材下部の脆弱部
３１ 上部支持湾曲部材の脆弱部
４０ 補強部材
４１ コ字状部材（補強部材）
４２ 結合部材
４３ 増強部
Ｒｆ ルーフ部
Ｒｂ ルーフ部骨格部材
Ｆｒ フロア部
Ｆｂ フロア部骨格部材
【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に入力した衝突荷重に対して、ピラー部材の車室内方への変形を抑制しつつ、衝突エネルギーを効率良く吸収させることができる車体構造を提供するものである。
【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、車体内方に湾曲してピラー部材の上部とルーフ部骨格部材とを連結する上部支持湾曲部材と、車体内方に湾曲してピラー部材の下部とフロア部骨格部材とを連結する下部支持湾曲部材と、前記上部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する上部連結部材と、前記下部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する下部連結部材と、を設け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圧縮方向の軸力が上下方向に発生し、上方に作用する軸力はピラー部材上部を上方に変位させるとともに、下方に作用する軸力はピラー部材下部を下方に変位させて衝撃を緩和し、かつ、ピラー部材上部では上部支持湾曲部材に荷重分散するとともに、ピラー部材下部では下部支持湾曲部材に荷重分散して反力の立ち上がりを促進し、ピラー部材の車室内方への変形を抑制する。
【０００７】
そして、この上部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する上部連結部材、および下部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する下部連結部材により、ピラー部材の上部および下部の変形を許容しつつ、反力を維持して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】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００９】
図１〜図３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）に順を追って示すピラー部材の正面図である。
【００１０】
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３Ｔ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。
【００１１】
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あけてフロントピラー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あけてリアピラー５が配置される。
【００１２】
前記左，右のルーフサイドレール１は前記センタピラー３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は上記センターピラー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】
そして、本発明では図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、側面衝突荷重Ｆの入力を、車体外方に湾曲させたセンタピラー３の上下方向の軸力ｆ１，ｆ２に変換するとともに、車体内方に湾曲してセンタピラー３の上部３ａおよび下部３ｂに連結した上部支持湾曲部材２０および下部支持湾曲部材２１により、センタピラー３の軸力ｆ１，ｆ２をルーフ骨格部材Ｒｂおよびフロア骨格部材Ｆｂに分散させるようにしている。
【００１５】
つまり、本実施形態ではセンタピラー３の上部３ａを上部支持湾曲部材２０を介してルーフ部骨格部材Ｒｂに連結するとともに、センタピラー３の下部３ｂを下部支持湾曲部材２１を介してフロア部骨格部材Ｆｂに連結し、かつ、前記上部支持湾曲部材２０の中間部分とセンタピラー３とを上部連結部材２２で連結するとともに、前記下部支持湾曲部材２１の中間部分とセンタピラー３とを下部連結部材２３で連結してある。
【００１６】
前記上部支持湾曲部材２０は、図２にも示すように、センタピラー上部３ａに対して車内側に配置されて車体内方に湾曲形成されるとともに、前記下部支持湾曲部材２０はセンタピラー下部３ｂに対して車内側に配置されて車体内方に湾曲形成される。
【００１７】
前記ルーフ部骨格部材Ｒｂは、ルーフ部Ｒｆを構成する骨格部材で、ルーフサイドレール１やルーフメンバ６，フロントルーフボウ８，リアルーフボウ９等で構成され、本実施形態ではルーフメンバ６を選定して、このルーフメンバ６に上部支持湾曲部材２０を連結してある。
【００１８】
また、前記フロア部骨格部材Ｆｂは、フロア部Ｆｒを構成する骨格部材で、サイドシル２やフロアメンバ７，フロントクロスメンバ１０，リアクロスメンバ１１等で構成され、本実施形態ではサイドシル２を選定して、このサイドシル２の外側面２ａに下部支持湾曲部材２１を連結してある。
【００１９】
従って、前記上部支持湾曲部材２０は、ルーフサイドレール１を跨いでセンタピラー上部３ａとルーフメンバ６とを連結してあり、センタピラー上部３ａの強度を上部支持湾曲部材２０よりも大きくしてある。
【００２０】
また、センタピラー下部３ｂはセンタピラー３と別体に形成して、該センタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１との連結部分に、センタピラー３に作用する軸力をセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とに分散する分岐部材２４を設けるとともに、分岐したこれらセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とをサイドシル２の外側面２ａに連結し、下部支持湾曲部材２１の強度をセンタピラー下部３ｂよりも大きくしてある。
【００２１】
前記ルーフサイドレール１，サイドシル２，センタピラー３，ルーフメンバ６およびフロアメンバ７は、図２に示すようにそれぞれが断面矩形状の中空部材で形成され、車体外方に湾曲形成したセンタピラー３は、その上端部がセンタピラー上部３ａとなるとともに、その先端部を絞って縮径し、この縮径部３ａ′をルーフサイドレール１の外側面に形成した開口部１ａに挿入して、この開口部１ａの両側に切り起こしたフランジ１ａ′を縮径部３ａ′の側面に溶接してある。
【００２２】
また、ルーフサイドレール１の内側面には、前記開口部１ａに対向した位置に同様の開口部を形成し、この開口部にルーフメンバ６の車幅方向端部６ａに形成した縮径部６ａ′を挿入して溶接固定してある。
【００２３】
そして、断面矩形状の中空部材で形成した前記上部支持湾曲部材２０の車体外方端部２０ａにフランジ２０ａ′を形成してあり、このフランジ２０ａ′をセンタピラー下部３ａの下側に溶接する一方、上部支持湾曲部材２０の車体内方端部２０ｂに同様にフランジ２０ｂ′を形成してあり、このフランジ２０ｂ′をルーフメンバ６の下側に溶接してある。
【００２４】
更に、前記センタピラー３の下端部３ｃは上端部同様に縮径して、この縮径部３ｃ′を前記分岐部材２４の基部２４ａに挿入して溶接してある。
【００２５】
分岐部材２４は、前記基部２４ａから車室内方に向かってそれぞれが斜め下方に傾斜する下方分岐口２４ｂおよび上方分岐口２４ｃが形成され、下方分岐口２４ｂにはセンタピラー下部３ｂの車体外方端部の縮径部３ｂ′を挿入して溶接するとともに、上方分岐口２４ｃには前記下部支持湾曲部材２１の車体外方端部２１ａに形成した縮径部２１ａ′を挿入して溶接してある。
【００２６】
前記センタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１はそれぞれ断面矩形状の中空部材で形成され、それぞれの車体内方端部に形成したフランジ３ｂ″，２１ｂをサイドシル２の外側面２ａに溶接してある。
【００２７】
また、前記サイドシル２の内側面２ｂには、前記センタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１の連結部分に対向する位置に、フロアメンバ７の車幅方向端部７ａに形成したフランジ７ａ′を溶接してある。
【００２８】
前記上部連結部材２２は、その上端部に形成したフランジ２２ａをセンタピラー上部３ａの下側に溶接してあるとともに、下端部に形成したフランジ２２ｂを上部支持湾曲部材２０の上面に溶接してある。
【００２９】
また、前記下部連結部材２３は、その下端部に形成したフランジ２３ａをセンタピラー下部３ｂの上面に溶接してあるとともに、上端部に形成したフランジ２３ｂを下部支持湾曲部材２１の下面に溶接してある。
【００３０】
前記上部連結部材２２のセンタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０への連結部位は、これらセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０の変曲部付近に設定し、かつ、上部支持湾曲部材２０への連結点Ｐ２をセンタピラー上部３ａへの連結点Ｐ１よりも車幅方向内方に配置してある。
【００３１】
また、前記上部連結部材２０のセンタピラー上部３ａへの前記連結点Ｐ１は、このセンタピラー３とルーフサイドレール１との連結部Ｋよりも車幅方向外方に配置し、かつ、上部支持湾曲部材２０の変曲部付近としてある。
【００３２】
ところで、図３に示すように側面衝突により前記センタピラー３の最大曲率部３Ｔに衝突荷重Ｆが入力することにより、この荷重Ｆはセンタピラー３の上方および下方に軸力ｆ１およびｆ２として作用し、これら軸力ｆ１，ｆ２は同図（ａ）〜（ｂ）に示すように、センタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０およびセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１へと作用し、衝突の進行に伴って（ｃ）に示すように下部支持湾曲部材２１を折れ変形Ｂする。
【００３３】
このとき、前記下部支持湾曲部材２１は、その折れ変形状態でサイドシル２に干渉し、ひいては、フロアメンバ７への荷重伝達経路を形成するようになっている。
【００３４】
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、側面衝突によりセンタピラー３の最大曲率部３Ｔ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には圧縮方向の軸力ｆ１，ｆ２が上下方向に発生し、上方に作用する軸力ｆ１はセンタピラー上部３ａを上方に変位させるとともに、下方に作用する軸力ｆ２はセンタピラー下部３ｂを下方に変位させて衝撃を緩和する。
【００３５】
ここで、上方への軸力ｆ１はセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０に分岐して作用する一方、下方への軸力ｆ２はセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１に分岐して作用するが、センタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０との間を上部連結部材２２で連結するとともに、センタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１との間を下部連結部材２３で連結してるので、それらセンタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０の耐力、およびセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１の耐力をそれぞれ向上できる。
【００３６】
このように耐力が向上されることにより、センタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０への軸力ｆ１の分散効率が高まるとともに、センタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１への軸力ｆ２の分散効率が高まり、これによってセンタピラー上部３ａおよびセンタピラー下部３ｂの反力の立ち上がりを早めることができる。
【００３７】
また、衝突荷重Ｆが継続して入力されることにより、図３（ｂ）に示すように、センタピラー上部３ａが略上方に変位するとともに、センタピラー下部３ｂが略下方に変位し、その際にセンタピラー上部３ａでは上部連結部材２２による上部支持湾曲部材２０の引張り現象が発生するとともに、センタピラー下部３ｂでは下部連結部材２３による下部支持湾曲部材２１の引張り現象が発生する。
【００３８】
従って、上部・下部支持湾曲部材２０，２１の引張りによりセンタピラー上部３ａおよびセンタピラー下部３ｂの変形強度が向上するため、局部的な変形を抑制して衝突エネルギーの吸収効率を向上することができる。
【００３９】
更に、衝突荷重Ｆが継続して入力されることにより、図３（ｃ）に示すように、センタピラー上部３ａは引き続き略上方に変位しようとするとともに、センタピラー下部３ｂも引き続き略下方に変位しようとする。
【００４０】
このとき、センタピラー上部３ａでは上部支持湾曲部材２０の剛性により前述のように局部的な変形は発生することなく、荷重がセンタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０で釣り合った状態でルーフメンバ６に荷重伝達する一方、センタピラー下部３ｂでは、下部支持湾曲部材２１に作用する車幅方向入力が増大して、この下部支持湾曲部材２１が折れ変形Ｂしてサイドシル２に干渉Ｔし、そして、フロアメンバ７への荷重伝達経路が形成されるため、センタピラー３全体での反力を維持することができる。
【００４１】
従って、この第１実施形態の車体構造では、側面衝突時にセンタピラー上部３ａでは上部支持湾曲部材２０に荷重分散するとともに、センタピラー下部３ｂでは下部支持湾曲部材２１に荷重分散して反力の立ち上がりを促進し、センタピラー３の車室内方への変形を抑制することができる。
【００４２】
また、上部支持湾曲部材２０の中間部分とセンタピラー３とを上部連結部材２２で連結するとともに、下部支持湾曲部材２１の中間部分とセンタピラー３とを下部連結部材２３で連結したことにより、センタピラー上部３ａおよびセンタピラー下部３ｂの変形を許容しつつ、反力を維持することができる。
【００４３】
また、本実施形態では上部支持湾曲部材２０は、ルーフサイドレール１を跨いでセンタピラー上部３ａとルーフメンバ６とを連結し、センタピラー上部３ａの強度を上部支持湾曲部材２０よりも大きくしたので、センタピラー３の上方への軸力ｆ１を車幅方向に効率良く伝達できるとともに、センタピラー上部３ａの強度が上部支持湾曲部材２０よりも大きくなっているため、最終的に上方に凸の曲げ変形が発生することによって上部支持湾曲部材２０を上向きに変形させ、車室内空間を狭める変形を防止することができる。
【００４４】
更に、センタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１との連結部分に、センタピラー３に作用する軸力をセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とに分散する分岐部材２４を設けるとともに、分岐したこれらセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とをサイドシル２の外側面２ａに連結し、下部支持湾曲部材２１の強度をセンタピラー下部３ｂよりも大きくしたので、センタピラー３の下方への軸力ｆ２を分岐部材２４によってセンタピラー下部３ｂと下部支持湾曲部材２１とに分散して、効率良く車幅方向に伝達することができる。
【００４５】
また、下部支持湾曲部材２１の強度をセンタピラー下部３ｂよりも大きくしたので、最終的に下部支持湾曲部材２１が上方に凸の折れ変形Ｂを発生してサイドシル２と干渉Ｔすることにより、フロアメンバ７に持続的に荷重伝達して反力の立ち上がりを促進することができるとともに、センタピラー下部３ｂの下向きの折れ変形を抑制して耐力を高めることができる。
【００４６】
更にまた、上部連結部材２２のセンタピラー上部３ａと上部支持湾曲部材２０への連結部位は、これらセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０の変曲部付近に設定し、かつ、上部支持湾曲部材２０への連結点Ｐ２をセンタピラー上部３ａへの連結点Ｐ１よりも車幅方向内方に配置したので、センタピラー３の上方への軸力ｆ１は上部支持湾曲部材２０には主に車幅方向に作用するとともに、センタピラー上部３ａには主に上方に作用して荷重分散し、その際に上部連結部材２２に対して引張り力が作用する。このとき、上部連結部材２２はセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０の変曲部付近を連結していることから、それぞれの部材３ａ，２０の変形の起点を拘束できるため、より耐力を向上して反力の立ち上がりの迅速化を達成することができる。
【００４７】
また、上部連結部材２２のセンタピラー上部３ａへの前記連結点Ｐ１は、このセンタピラー３とルーフサイドレール１との連結部Ｋよりも車幅方向外方に配置し、かつ、上部支持湾曲部材２０の変曲部付近としたので、センタピラー３の上方への軸力ｆ１によりセンタピラー上部３ａは略上位方に変位しようとし、その際に上部連結部材２２の引張りにより変形強度が増加し、しかも、前記連結点Ｐ１は上部支持湾曲部材２０の変形の起点となる変曲部付近としたので、より引張りの効果や耐力増加の効果がある。
【００４８】
更に、下部支持湾曲部材２１は、その折れ変形状態でサイドシル２に干渉して、フロアメンバ７への荷重伝達経路を形成するようにしたので、センタピラー３の下方への軸力ｆ２を最終的にフロアメンバ７で強固に受け持つことができるため、センタピラー下部３ｂの耐力をより高めることができ、従って、センタピラー３全体として車室内方への変形を抑制しつつ、反力の急速な立上がりと、該反力の持続的な維持とによってエネルギー吸収量を増大することができる。
【００４９】
図４，図５は第１実施形態のセンタピラー上部３ａおよび上部支持湾曲部材２０の断面形状の各種変形例を示し、図４に示すようにセンタピラー上部３ａをＸ１に沿った位置で断面とした形状と、上部支持湾曲部材２０をＸ２に沿った位置で断面とした形状と、をそれぞれ図５に示してあり、この図５ではＸ１位置とＸ２位置の断面形状をＡ組，Ｂ組，Ｃ組の組み合わせで示してある。
【００５０】
即ち、Ａ組では、センタピラー上部３ａは、前後両側を厚肉化して上下にやや扁平な矩形状に形成される一方、上部支持湾曲部材２０は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５１】
また、Ｂ組では、センタピラー上部３ａは、全周を略均等な肉厚に形成して矩形状の扁平度をやや小さくするとともに、上部支持湾曲部材２０は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５２】
更に、Ｃ組では、センタピラー上部３ａは、前後両側を厚肉化して上下にやや扁平な矩形状に形成され、内部中央に上下方向の仕切壁が設けられる一方、上部支持湾曲部材２０は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５３】
図６，図７は第１実施形態のセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１の断面形状の各種変形例を示し、図６に示すようにセンタピラー下部３ｂをＸ３に沿った位置で断面とした形状と、下部支持湾曲部材２１をＸ４に沿った位置で断面とした形状と、をそれぞれ図７に示してあり、この図７ではＸ３位置とＸ４位置の断面形状をＡ′組，Ｂ′組，Ｃ′組の組み合わせで示してある。
【００５４】
即ち、Ａ′組では、センタピラー下部３ｂは、前後両側を厚肉化して上下にやや扁平な矩形状に形成される一方、下部支持湾曲部材２１は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５５】
また、Ｂ′組では、センタピラー下部３ｂは、全周を略均等な肉厚に形成して矩形状の扁平度をやや小さくするとともに、下部支持湾曲部材２１は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５６】
更に、Ｃ′組では、センタピラー下部３ｂは、前後両側を厚肉化して上下にやや扁平な矩形状に形成され、内部中央に上下方向の仕切壁が設けられる一方、下部支持湾曲部材２１は、全周を略均等な肉厚に形成して上下にやや扁平な矩形状に形成される。
【００５７】
図８は本発明の第２実施形態を示し、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８はセンタピラー下部３ｂの斜視図である。
【００５８】
この第２実施形態では、図８に示すように、下方に湾曲したセンタピラー下部３ｂの上面に脆弱部３０を凹設してある。
【００５９】
従って、本実施形態によればセンタピラー下部３ｂに脆弱部３０を形成したので、このセンタピラー下部３ｂよりも下部支持湾曲部材２１の強度を簡易な方法で大きくすることができる。
【００６０】
尚、脆弱部３０としては薄肉形成や切り込み形成、または低剛性材料等で形成することができる。
【００６１】
図９は本発明の第３実施形態を示し、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９は上部支持湾曲部材２０の斜視図である。
【００６２】
この第３実施形態では、図９に示すように、下方に湾曲した上部支持湾曲部材２０の上面に脆弱部３１を凹設してある。
【００６３】
従って、本実施形態によれば上部支持湾曲部材２０に脆弱部３１を形成したので、上部支持湾曲部材２０よりもセンタピラー上部３ａの強度を簡易な方法で大きくすることができる。
【００６４】
尚、脆弱部３１としては薄肉形成や切り込み形成、または低剛性材料等で形成することができる。
【００６５】
図１０は本発明の第４実施形態を示し、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１０は（ａ）に補強部材と（ｂ）にその補強部材を内装したサイドシルとをそれぞれ示す斜視図である。
【００６６】
この第４実施形態では、図１０（ｂ）に示すようにサイドシル２のセンタピラー結合部位に、図１０（ａ）に示す角形筒状の補強部材４０を内装してある。
【００６７】
従って、本実施形態によれば補強部材４０によってサイドシル２の剛性を高めることができるため、センタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１の結合強度を高めることができるとともに、折れ変形Ｂした下部支持湾曲部材２１からフロアメンバ７に至る荷重伝達経路の強度を増大することができる。
【００６８】
また、前記補強部材４０は角形筒状に限ることなく、サイドシル２の強度を高めることができる構造であればよく、例えば、図１１に示す一対のコ字状のリブ部材４１で形成することもできる。
【００６９】
図１２は本発明の第５実施形態を示し、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１２はセンタピラー下部および下部支持湾曲部材の取付部分の分解斜視図である。
【００７０】
この第５実施形態では、図１２に示すように、サイドシル２のセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１を結合する部位に、これらセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１を取り付けるための結合部材４２を設けてある。
【００７１】
前記結合部材４２は、サイドシル２の外側面に跨って結合される固定部４２ａと、センタピラー下部３ｂの車幅方向内側端部を挿入して固定する下方取付口４２ｂと、下部支持湾曲部材２１の車幅方向内側端部を挿入して固定する上方取付口４２ｃとが形成され、その結合部材４２を介してセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１とサイドシル２との結合強度を高めてある。
【００７２】
従って、本実施形態によれば結合部材４２を介してセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１とサイドシル２との結合強度を高めることができるため、センタピラー３の下方への軸力ｆ２に対するサイドシル２の反力をより高めることができるとともに、折れ変形Ｂした下部支持湾曲部材２１からフロアメンバ７に至る荷重伝達経路をより確実に形成することができる。
【００７３】
図１３は本発明の第６実施形態を示し、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１３はセンタピラーとその下端部に結合する分岐部材との分解斜視図である。
【００７４】
この第６実施形態では、前記第１実施形態と同様に、センタピラー３の下端部に分岐部材２４を結合して、この分岐部材２４を介して軸力ｆ２をセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１に分岐させるようにしているが、本実施形態では前記分岐部材２４の上下壁部を車幅方向に厚肉形成して増強部４３を形成してある。
【００７５】
従って、本実施形態によれば増強部４３によって分岐部材２４の断面剛性を高めることができるため、センタピラー３からセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１に効率良く荷重伝達できるので、これらセンタピラー下部３ｂおよび下部支持湾曲部材２１への軸力ｆ２の分散効率を更に高めることができ、ひいては、センタピラー下部３ｂの反力の立ち上がりをより早めることができる。
【００７６】
尚、増強部４３としてはリブや補強部材等を設けることによっても構成することができる。
【００７７】
ところで、本発明の車体構造は前記第１〜第６実施形態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】
【００７８】
【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）に順を追って示すピラー部材の正面図である。
【図４】第１実施形態の変形例を示すピラー部材と上部支持湾曲部材の斜視図である。
【図５】第１実施形態の変形例を示すピラー部材と上部支持湾曲部材の断面形状の組み合わせをＡ組〜Ｃ組によってそれぞれ示す断面図である。
【図６】第１実施形態の変形例を示すセンタピラー上部および上部支持湾曲部材の斜視図である。
【図７】第１実施形態の変形例を示すセンタピラー上部および上部支持湾曲部材の断面形状の組み合わせをＡ′組〜Ｃ′組によってそれぞれ示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態におけるセンタピラー下部の斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態における上部支持湾曲部材の斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における（ａ）に補強部材と（ｂ）にその補強部材を内装したサイドシルとをそれぞれ示す斜視図である。
【図１１】第４実施形態の変形例を示す補強部材の斜視図である。
【図１２】本発明の第５実施形態におけるセンタピラー下部および下部支持湾曲部材の取付部分の分解斜視図である。
【図１３】本発明の第６実施形態におけるセンタピラーとその下端部に結合する分岐部材との分解斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
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）
３ａ センタピラー上部（ピラー部材上部）
３ｂ センタピラー下部（ピラー部材下部）
６ ルーフメンバ
７ フロアメンバ
２０ 上部支持湾曲部材
２１ 下部支持湾曲部材
２２ 上部連結部材
２３ 下部連結部材
２４ 分岐部材
３０ ピラー部材下部の脆弱部
３１ 上部支持湾曲部材の脆弱部
４０ 補強部材
４１ コ字状部材（補強部材）
４２ 結合部材
４３ 増強部
Ｒｆ ルーフ部
Ｒｂ ルーフ部骨格部材
Ｆｒ フロア部
Ｆｂ フロア部骨格部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
車体内方に湾曲してピラー部材の上部をルーフ部骨格部材に連結する上部支持湾曲部材と、
車体内方に湾曲してピラー部材の下部をフロア部骨格部材に連結する下部支持湾曲部材と、
前記上部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する上部連結部材と、
前記下部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する下部連結部材と、を設けたことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
上部支持湾曲部材は、ルーフサイドレールを跨いでピラー部材上部とルーフメンバとを連結し、ピラー部材上部の強度を上部支持湾曲部材よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【請求項３】
ピラー部材下部と下部支持湾曲部材との連結部分に、ピラー部材に作用する軸力をピラー部材下部と下部支持湾曲部材とに分散する分岐部材を設けるとともに、分岐したこれらピラー部材下部と下部支持湾曲部材とをサイドシルの外側面に連結し、下部支持湾曲部材の強度をピラー部材下部よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【請求項４】
分岐部材の上下壁部に増強部を形成したことを特徴とする請求項３に記載の車体構造。
【請求項５】
上部連結部材のピラー部材上部と上部支持湾曲部材への連結部位は、これらピラー部材上部および上部支持湾曲部材の変曲部付近に設定し、かつ、上部支持湾曲部材への連結点をピラー部材上部への連結点よりも車幅方向内方に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項６】
上部連結部材のピラー部材上部への連結点は、このピラー部材とルーフサイドレールとの連結部よりも車幅方向外方に配置され、かつ、上部支持湾曲部材の変曲部付近であることを特徴とする請求項５に記載の車体構造。
【請求項７】
下部支持湾曲部材は、その折曲変形状態でフロアメンバへの荷重伝達経路を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項８】
上部支持湾曲部材に脆弱部を形成して、ピラー部材上部の強度を上部支持湾曲部材よりも大きくしたことを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【請求項９】
ピラー部材下部に脆弱部を形成して、下部支持湾曲部材の強度をピラー部材下部よりも大きくしたことを特徴とする請求項３に記載の車体構造。
【請求項１０】
サイドシルのセンタピラー結合部位に補強部材を取り付けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項１１】
サイドシルのセンタピラー下部および下部支持湾曲部材を結合する部位に、これらセンタピラー下部および下部支持湾曲部材を取り付けるための結合部材を設けたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項１２】
側面衝突荷重の入力を、車体外方に湾曲したピラー部材の上下方向の軸力に変換するとともに、車体内方に湾曲してピラー部材の上部および下部に連結した上部支持湾曲部材および下部支持湾曲部材により、ピラー部材の軸力をルーフ骨格部材およびフロア骨格部材に分散させるようにしたことを特徴とする車体構造。
【請求項１】
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、
車体内方に湾曲してピラー部材の上部をルーフ部骨格部材に連結する上部支持湾曲部材と、
車体内方に湾曲してピラー部材の下部をフロア部骨格部材に連結する下部支持湾曲部材と、
前記上部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する上部連結部材と、
前記下部支持湾曲部材の中間部分とピラー部材とを連結する下部連結部材と、を設けたことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
上部支持湾曲部材は、ルーフサイドレールを跨いでピラー部材上部とルーフメンバとを連結し、ピラー部材上部の強度を上部支持湾曲部材よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【請求項３】
ピラー部材下部と下部支持湾曲部材との連結部分に、ピラー部材に作用する軸力をピラー部材下部と下部支持湾曲部材とに分散する分岐部材を設けるとともに、分岐したこれらピラー部材下部と下部支持湾曲部材とをサイドシルの外側面に連結し、下部支持湾曲部材の強度をピラー部材下部よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【請求項４】
分岐部材の上下壁部に増強部を形成したことを特徴とする請求項３に記載の車体構造。
【請求項５】
上部連結部材のピラー部材上部と上部支持湾曲部材への連結部位は、これらピラー部材上部および上部支持湾曲部材の変曲部付近に設定し、かつ、上部支持湾曲部材への連結点をピラー部材上部への連結点よりも車幅方向内方に配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項６】
上部連結部材のピラー部材上部への連結点は、このピラー部材とルーフサイドレールとの連結部よりも車幅方向外方に配置され、かつ、上部支持湾曲部材の変曲部付近であることを特徴とする請求項５に記載の車体構造。
【請求項７】
下部支持湾曲部材は、その折曲変形状態でフロアメンバへの荷重伝達経路を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項８】
上部支持湾曲部材に脆弱部を形成して、ピラー部材上部の強度を上部支持湾曲部材よりも大きくしたことを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【請求項９】
ピラー部材下部に脆弱部を形成して、下部支持湾曲部材の強度をピラー部材下部よりも大きくしたことを特徴とする請求項３に記載の車体構造。
【請求項１０】
サイドシルのセンタピラー結合部位に補強部材を取り付けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項１１】
サイドシルのセンタピラー下部および下部支持湾曲部材を結合する部位に、これらセンタピラー下部および下部支持湾曲部材を取り付けるための結合部材を設けたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の車体構造。
【請求項１２】
側面衝突荷重の入力を、車体外方に湾曲したピラー部材の上下方向の軸力に変換するとともに、車体内方に湾曲してピラー部材の上部および下部に連結した上部支持湾曲部材および下部支持湾曲部材により、ピラー部材の軸力をルーフ骨格部材およびフロア骨格部材に分散させるようにしたことを特徴とする車体構造。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−６９２８２（Ｐ２００６−６９２８２Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５２６５１（Ｐ２００４−２５２６５１）
【出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【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３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【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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