JP2005088730A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 側方からの荷重入力を効率良く分散してピラー部材の局部的な曲げ変形を抑え、キャビン部内への進入を効果的に抑制することができる車体構造の提供を図る。
【解決手段】 センターピラー４を車幅方向外側に向けて湾曲するとともに、センターピラー４とルーフクロスメンバ１１とを平面視で車幅方向に連続させ、センターピラー４に剛性調整手段１５を設けて上部の剛性を下部よりも大きくし、ルーフクロスメンバ１１の車幅方向略中央部にセンターピラー４の回転中心Ｃを設定する一方、上部結合部分Ｋ１に上部変位拘束手段１６を設けるとともに、下部結合部分Ｋ２に下部変位促進手段１７を設けることにより、側面衝突荷重をセンターピラー４の軸力として効率よく分散しつつ、センターピラー４が回転中心Ｃから下方に変位してキャビン部内への進入抑制効果を高めることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車の車体構造に関する。

自動車の車体構造としては、インナーパネルとアウターパネルを結合してサイドボディを構成し、このサイドボディのピラー部およびサイドシル部にそれぞれを補強するためのリーンフォースメントを内装し、更に、サイドボディにピラー部およびサイドシル部に亘って補強する補強部材を内装し、この補強部材の下端部をサイドシル部補強用のリーンフォースメントに結合し、かつ、上端部を前記インナーパネルに結合するとともに、この補強部材の途中をピラー部補強用のリーンフォースメントに結合したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２４７２５８号公報（第３頁、第２図）

しかしながら、かかる従来の車体構造にあっては、ピラー部およびサイドシル部に亘って内装した補強部材によってピラーの耐力や結合強度を高める構造であるが、側面衝突時に車体側面に衝突荷重が入力した場合、ピラーが荷重入力方向に対して略垂直に配置されているため、入力荷重を上下に分散させる機能は少なく、また、前記補強部材は軸方向入力の反力アップは期待できるが、横方向入力による曲げ変形に対する反力は充分に大きくないため、衝突初期の反力向上は期待できない。

そこで、本発明は側方からの荷重入力を効率良く分散してピラー部材の局部的な曲げ変形を抑え、キャビン部内への進入を効果的に抑制することができる車体構造を提供するものである。

本発明は、ルーフサイドレールとサイドシルとを連結するピラー部材を車幅方向外側に向けて湾曲し、その最外側に突出する頂点部をピラー部材の上下方向中央部よりも下側に設定し、
ピラー部材とルーフクロスメンバとを車体前後方向同位置に配置して平面視で車幅方向に連続させ、
ピラー部材に、その上部の剛性を下部よりも大きくする剛性調整手段を設け、
ルーフクロスメンバの車幅方向略中央部に、側面衝突荷重の入力時に変形するピラー部材の回転中心を設定し、
ピラー部材とルーフサイドレールとの上部結合部分に、ピラー部材上部が上方向に変位するのを拘束する上部変位拘束手段を設ける一方、ピラー部材とサイドシルとの下部結合部分に、ピラー部材下部の下方向の変位を促進する下部変位促進手段を設けたことを最も主要な特徴としている。

本発明の車体構造は、ピラー部材を車幅方向外側に向けて湾曲し、その最外側に突出する頂点部をピラー部材の上下方向中央部よりも下側に設定したので、側面衝突時に荷重が頂点部に確実に入力して、この頂点部からピラー部材に上下方向の軸力として荷重分散することができ、このとき、ルーフクロスメンバとピラー部材とを平面視で車幅方向に連続して配置したので、ルーフクロスメンバによるピラー部材の支持性を高めて前記荷重分散効率を高めることができる。

このとき、ピラー部材に、その上部の剛性を下部よりも大きくする剛性調整手段を設けるとともに、ルーフクロスメンバの車幅方向略中央部に、側面衝突荷重の入力時に変形するピラー部材の回転中心を配置したので、側面衝突時にピラー部材はルーフクロスメンバの回転中心から全体的に下方に変位してキャビン部内への進入を抑制できるのであるが、特に本発明では上部変位拘束手段と下部変位促進手段を設けたことにより、ピラー部材の下方への変位をより確実に行うことができるという利点がある。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図４は本発明の車体構造の第１実施形態を示し、図１は本発明を適用した自動車を斜め前方から見た斜視図、図２は図１中Ａ部で横断したキャビン中央部骨格の斜視図、図３はキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図、図４は側面衝突時のキャビン中央部骨格の作用を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図である。

この第１実施形態の車体構造を適用した図１に示す自動車１のキャビン部２を構成する車体両側面には、車体前部から後部に向かってフロントピラー３，センターピラー４，リアピラー５が適宜間隔をもって配設され、これら各ピラー３，４，５とルーフ部６およびフロア部７との間に形成した前，後開口部にフロントドア８およびリアドア９を取付けてある。

前記キャビン部２の車体前後方向中央部の骨格構造は、図２に示すように、ルーフ部６の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左右１対のルーフサイドレール１０と、これら左右１対のルーフサイドレール１０を車幅方向に連結するルーフクロスメンバ１１と、フロア部７の車幅方向両側に車体前後方向に延在する左右１対のサイドシル１２と、これら左右１対のサイドシル１２を車幅方向に連結するフロアクロスメンバ１３と、車体上下方向に対向したルーフサイドレール１０とサイドシル１２とを連結するピラー部材としての前記センターピラー４と、を備える。

センターピラー４は、図２に示すように車幅方向外側に向けて湾曲し、その最外側に突出する頂点部Ｔをセンターピラー４の上下方向中央部よりも下側に設定して、この頂点部Ｔの高さを、一般的な車両が側面衝突した場合に、その側突車両の前方突出端となるバンパーに対応した高さとなるように設定してある。

また、センターピラー４とルーフクロスメンバ１１とを車体前後方向同位置に配置して平面視で車幅方向に連続させ、かつ、同様にこのセンターピラー４とフロアクロスメンバ１３とを車体前後方向同位置に配置して平面視で車幅方向に連続させてあり、これによって左右一対のセンターピラー４とルーフクロスメンバ１１とフロアクロスメンバ１３とは、図２に示すように車体を横断する方向に環状骨格を成す。

即ち、センターピラー４は、図３に示すように、ハット形断面のセンターピラーインナ４Ａと帯状平板のセンターピラーアウタ４Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してあり、この閉断面構造のセンターピラー４を全体的に湾曲形成してある。

前記ルーフサイドレール１０は、図３に示すように、ハット形断面のルーフサイドレールインナ１０Ａと帯状平板のルーフサイドレールアウタ１０Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してあり、また、ルーフクロスメンバ１１は、同様にハット形断面のルーフクロスメンバインナ１１Ａと帯状平板のルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してある。

センターピラー４とルーフサイドレール１０とルーフクロスメンバ１１とを連結した上部結合部分Ｋ１では、センターピラー４の上端部のセンターピラーアウタ４Ｂとルーフサイドレールアウタ１０Ｂとルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとを十字状に一体形成して十字プレート１４を構成する。

前記サイドシル１２は、図３に示すように、断面が下方に向かって弓形状となったサイドシルインナ１２Ａと、底部が台形状となったハット形断面のサイドシルアウタ１２Ｂと、を接合して閉断面構造として形成してあり、また、フロアクロスメンバ１３は、同様にハット形断面のフロアクロスメンバインナ１３Ａと帯状平板のフロアクロスメンバアウタ１３Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してある。

そして、前記上部結合部分Ｋ１では、ルーフサイドレールインナ１０Ａのセンターピラーインナ４Ａおよびルーフクロスメンバインナ１１Ａを連結する部分の両側壁１０Ａａ，１０Ａｂにコ字状の切欠部１０Ａｃ，１０Ａｄを形成し、これら切欠部１０Ａｃ，１０Ａｄの周縁部にセンターピラーインナ４Ａの上端およびルーフクロスメンバインナ１１Ａの車幅方向外方端を突き当てた状態で、切欠部１０Ａｃ，１０Ａｄの車体前後方向両側部に形成したフランジ部１０Ａｅをセンターピラーインナ４Ａおよびルーフクロスメンバインナ１１Ａの内側に接合するとともに、センターピラーインナ４Ａおよびルーフクロスメンバインナ１１Ａにそれぞれ形成したフランジ部４Ａａ，１１Ａａをルーフサイドレールインナ１０Ａの両側壁１０Ａａ，１０Ａｂに接合してある。

一方、センターピラー４とサイドシル１２とフロアクロスメンバ１３とを連結した下部結合部分Ｋ２では、センターピラーインナ４Ａの下端部およびフロアクロスメンバインナ１３Ａの車幅方向外方端部にそれぞれ形成したフランジ部４Ａｂ，１３Ａａを、サイドシルアウタ１２Ｂの両側壁１２Ｂａ，１２Ｂｂに接合してある。

そして、前記センターピラー４には、その上部の剛性を下部よりも大きくする剛性調整手段１５を設けるとともに、図２に示すように、ルーフクロスメンバ１１の車幅方向略中央部に、側面衝突荷重の入力時に変形するセンターピラー４の回転中心Ｃを設定してある。

また、センターピラー４とルーフサイドレール１１との上部結合部分Ｋ１に、センターピラー４の上部が上方向に変位するのを拘束する上部変位拘束手段１６を設ける一方、センターピラー４とサイドシル１２との下部結合部分Ｋ２に、センターピラー４の下部の下方向の変位を促進する下部変位促進手段１７を設けてある。

前記剛性調整手段１５は、センターピラー４の上部に設けて剛性を高める補剛手段としての補強部材１５Ａであり、この補強部材１５Ａはそれぞれをセンターピラー４と別体に形成した断面コ字状のレインフォースインナ１５Ａａとレインフォースアウタ１５Ａｂとを結合して閉断面に構成し、この閉断面構造の補強部材１５Ａを閉断面構造のセンターピラー４の上部内側に配置してある。

このとき、前記補剛手段としては、センターピラー４の上下方向に形成した縦ビード、もしくはセンターピラー４自体を厚肉化した差厚部としても構成することができる。

また、ルーフクロスメンバ１１に設けたセンターピラー４の前記回転中心Ｃは、このルーフクロスメンバ１１の剛性バランスを調整するバランス調整手段としての応力集中部を形成することにより設定してある。

前記応力集中部は、後述する左右の結合部分補強部材１８をルーフクロスメンバ１１の前記回転中心Ｃに対応する部位で分離することによって設定することができる。

前記センターピラー４に設けた上部変位拘束手段１６は、図３に示すように、センターピラー４の上部結合部分Ｋ１に設けたピラー補剛手段としての結合部分補強部材１８として構成してある。

結合部分補強部材１８は、各端部がセンターピラー４の上端部とルーフサイドレール１０の前後部分とルーフクロスメンバ１１の車幅方向端部とに跨って配置される断面矩形状の十字パイプによって形成した十字状結合部材１８Ａとして構成し、センターピラー４のルーフサイドレール１０への結合部分Ｋ１およびその結合部分Ｋ１周辺の剛性を向上するようにしている。

一方、センターピラー４に設けた下部変位促進手段１７は、図３に示すように、センターピラー４の下部結合部分Ｋ２に設けたピラー脆弱手段としての結合部分剛性低下構造１９として構成してある。

結合部分剛性低下構造１９は、サイドシル１２のセンターピラー４結合部分の前後両側に形成した凹ビード２０，２０と、フロアクロスメンバ１３のサイドシル１２への結合端部に形成した凹ビード２１と、によって構成し、センターピラー４のサイドシル１２への結合部分Ｋ２およびその結合部分Ｋ２周辺の剛性を低下するようにしている。

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、側面衝突により車体側方から他の車両が衝突すると、図４（ａ）に示す衝突初期では、この衝突車両は湾曲したセンターピラー４の最外側に突出する頂点部Ｔに突き当たって、この頂点部Ｔから衝突荷重Ｆが入力し、この頂点部Ｔを押し開く方向に変形しようとしてセンターピラー４に軸力Ｆ１，Ｆ２が発生するとともに、センターピラー４の上，下部にモーメントＭ１，Ｍ２（Ｍ１＞Ｍ２）が作用する。

そして、図４（ｂ）に示す衝突中期では、センターピラー４の上部でのモーメントＭ１の負担が増加し、ルーフクロスメンバ１１にもモーメントＭ３が作用する。

このとき、センターピラー４の上部に補強部材１５Ａを設けて剛性を高くしてあるので当該上部の局部曲げ変形を防止し、また、上部結合部分Ｋ１を介してルーフサイドレール１０の前後方向にＦ１１，Ｆ１２として荷重分散するとともに、ルーフクロスメンバ１１の略中央部が回転中心Ｃとなってセンターピラー４は全体的に下方に変位する。

その際に、上部結合部分Ｋ１は十字状結合部材１８Ａの剛性により、局部的に大きく変形しないように抑制することができる。

更に衝突が進行して図４（ｃ）に示す衝突後期では、衝突荷重Ｆは下部結合部分Ｋ２からサイドシル１２の前後方向に軸力Ｆ２１，Ｆ２２が分散するとともに、フロアクロスメンバ１３に荷重Ｆ３が伝達され、モーメントＭ４が作用する。

このとき、センターピラー４の上部が下方に変位することにより、センターピラー４がサイドシル１２に連結する下部結合部分Ｋ２の荷重分散効率が増大し、また、その下部結合部分Ｋ２に脆弱部分となる凹ビード２０，２１を形成してあることにより、その凹ビード２０，２１が変形して衝突エネルギーを効率よく吸収できるとともに、下部結合部分Ｋ２が下方変位することにより頂点部Ｔが下方に移動して荷重Ｆの入力箇所に接近することから、センターピラー４の下部への荷重伝達量が増大する。

従って、サイドシル１２に連結したフロアクロスメンバ１３の凹ビード２１がきっかけになり、フロアクロスメンバ１３が車幅方向に変位することで衝突エネルギーを吸収することができ、また、下部結合部分Ｋ２での剛性をある程度維持することにより、局部的に大きく変形しないようにコントロールできる。

また、センターピラー４とルーフクロスメンバ１１とを車体前後方向同位置に配置して平面視で車幅方向に連続させたので、センターピラー４からルーフクロスメンバ１１への軸力Ｆ１の伝達経路を確保できるので、効率よく荷重分散させることができる。

更に、センターピラー４には、その上部の剛性を下部よりも大きくする剛性調整手段１５を設けるとともに、図２に示すように、ルーフクロスメンバ１１の車幅方向略中央部に、側面衝突荷重の入力時に変形するセンターピラー４の回転中心Ｃを設定したので、上部結合部分Ｋ１が上方に変形するのを抑止することができる。

更にまた、センターピラー４の上部結合部分Ｋ１に上部変位拘束手段１６を設けるとともに、下部結合部分Ｋ２に下部変位促進手段１７を設けたので、センターピラー４の上部の折れ変形を抑制しつつ、センターピラー４の下方変位をより確実に行わせることができ、これによりセンターピラー４のキャビン部内への進入を抑止するとともに、衝突エネルギーを効率よく吸収することができる。

また、センターピラー４とフロアクロスメンバ１３とを車体前後方向同位置に配置して平面視で車幅方向に連続させて、左右一対のセンターピラー４とルーフクロスメンバ１１とフロアクロスメンバ１３とにより車体を横断する方向に環状骨格を成すことができるため、センターピラー４に入力した衝突荷重Ｆがセンターピラー４からフロアクロスメンバ１３へと伝達され、荷重分散効果を高めることができる。

更に、前記剛性調整手段１５を、センターピラー４の上部に設けた補強部材１５Ａとしたので、全体的に略等しい剛性で形成したセンターピラー４に補強部材１５Ａを後付けすることにより、センターピラー４の上部に容易に剛性増大部分を形成することができる。

更にまた、前記補強部材１５Ａは、それぞれをセンターピラー４と別体に形成したので、各車種に応じて補強部材１５Ａの剛性調整を容易に行うことができる。

ルーフクロスメンバ１１に設けたセンターピラー４の前記回転中心Ｃは、バランス調整手段としての応力集中部を形成して設定したので、ルーフクロスメンバ１１の剛性バランスの調整を精度良く行うことができる。

尚、前記バランス調整手段はルーフクロスメンバ１１に脆弱部を形成することによっても同様の機能を発揮することができる。

また、前記応力集中部は、ルーフクロスメンバ１１の前記回転中心Ｃに対応する部位に形成したので、回転中心Ｃの位置設定を精度良く決定することができる。

更に、センターピラー４に設けた上部変位拘束手段１６は、センターピラー４の上部結合部分Ｋ１に結合部分補強部材１８を設けて構成したので、上部変位拘束手段１６の剛性設定を結合部分補強部材１８の調整により容易に決定することができる。

更にまた、結合部分補強部材１８は、センターピラー４のルーフサイドレール１０への結合部分Ｋ１およびその結合部分Ｋ１周辺の剛性を向上するようにしたので、センターピラー４の上部では大きく上方に変位するのを防止しつつ、局部変形の増大による剛性低下を防止することができる。

また、結合部分補強部材１８は、各端部がセンターピラー４の上端部とルーフサイドレール１０の前後部分とルーフクロスメンバ１１の車幅方向端部とに跨って配置される断面矩形状の十字パイプによって形成した十字状結合部材１８Ａとして構成したので、上方結合部分Ｋ１の結合強度を簡単な構成にして十分大きくすることができ、ひいては、その結合部分補強部材１８の軽量化を図ることができる。

更に、センターピラー４に設けた下部変位促進手段１７は、結合部分剛性低下構造１９として構成したので、側面衝突時にセンターピラー４の下部が車両下方に変位させることができ、センターピラー４がキャビン部内に大きく進入するのを防止しつつ、効率よく衝突エネルギーを吸収することができる。

更にまた、前記結合部分剛性低下構造１９は、サイドシル１２のセンターピラー４結合部分両側、およびフロアクロスメンバ１３のサイドシル１２への結合端部に形成した凹ビード２０，２１であるため、これら凹ビード２０，２１はプレス形成により容易に形成できるため、加工性の容易化および構造の簡素化を図ることができる。

図５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はキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図である。

この第２実施形態の車体構造は、図５に示すように、第１実施形態と同様にセンターピラー４、ルーフサイドレール１０、ルーフクロスメンバ１１、サイドシル１２、フロアクロスメンバ１３によって環状骨格を構成し、センターピラー４は、頂点部Ｔをセンターピラー４の上下方向中央部よりも下側に配置して湾曲形成してある。

センターピラー４は、ハット形断面のセンターピラーインナ４Ａと帯状平板のセンターピラーアウタ４Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成し、ルーフサイドレール１０は、ハット形断面のルーフサイドレールインナ１０Ａと帯状平板のルーフサイドレールアウタ１０Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成し、また、ルーフクロスメンバ１１は、ハット形断面のルーフクロスメンバインナ１１Ａと帯状平板のルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してある。

センターピラー４の上部結合部分Ｋ１では、第１実施形態と同様にセンターピラー４の上端部のセンターピラーアウタ４Ｂとルーフサイドレールアウタ１０Ｂとルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとによって十字プレート１４を構成する。

サイドシル１２は、帯状平板のサイドシルインナ１２Ａとハット形断面のサイドシルアウタ１２Ｂとを接合して閉断面構造として形成してあり、また、フロアクロスメンバ１３は、帯状平板のフロアクロスメンバインナ１３Ａ′とハット形断面のフロアクロスメンバアウタ１３Ｂ′とを接合して矩形状の閉断面構造として形成してある。

剛性調整手段１５は、センターピラー４の上部に設けた補剛手段としての補強部材１５Ｂであり、この補強部材１５Ｂは断面矩形状の中空部材で形成し、この閉断面構造の補強部材１５Ｂを閉断面構造のセンターピラー４の上部内側に配置してある。

また、センターピラー４とルーフサイドレールとルーフクロスメンバとに跨って配置される結合部分補強部材としての十字状結合部材１８Ｂは、第１実施形態では中空状に形成したが、この第２実施形態ではハット形断面として形成し、センターピラーインナ４Ａ、ルーフサイドレールインナ１０Ａおよびルーフクロスメンバインナ１１Ａの各端部内に嵌合して配置し、この十字状結合部材１８Ｂの上側を前記十字プレート１４で閉塞するようになっている。

結合部分補強部材１８は、前記十字状結合部材１８Ｂに加えて、センターピラー４とルーフクロスメンバ１１との結合側端部に車体前後方向に突出して形成して十字状結合部材１８Ｂの下面に結合される直角延設部４Ａｃ，１１Ａｂと、対向する直角延設部４Ａｃ，１１Ａｂの結合剛性を向上する剛性保持部材２２と、を備えている。

前記直角延設部４Ａｃ，１１Ａｂは、センターピラーインナ４Ａおよびルーフクロスメンバインナ１１Ａの上端から段差部分をもって下方にずらせて、それぞれを中空状に形成してあって、前後に分断したルーフサイドレールインナ１０Ａ，１０Ａ内に嵌合配置される。

前記剛性保持部材２２は、十字状結合部材１８Ｂの下側に配置される断面エ型に形成され、その下面が十字状結合部材１８Ｂの下面内側に接合され、直角延設部４Ａｃ，１１Ａｂの前後端部を嵌合してジョイントすることにより、この十字状結合部材１８Ｂの下面外側に配置した前記直角延設部４Ａｃ，１１Ａｂ間を補強する。

また、ピラー脆弱手段としての結合部分剛性低下構造１９は、センターピラー４の下部に車両前後方向に延びる凹ビード２３を形成することにより構成してある。

この実施形態では前記凹ビード２３はセンターピラーインナ４Ａの軸方向に所定間隔を設けて２箇所形成してある。

更に、この実施形態ではサイドシルアウタ１２Ｂのセンターピラー４を結合する部分に凹部１２Ｂｃを形成してあり、この凹部１２Ｂｃにセンターピラー４の下端部を差し込んで結合するようになっており、センターピラー４の下端部内には補強部材２４が配置される。

以上の構成によりこの第２実施形態の車体構造によれば、前記第１実施形態と略同様の作用効果を奏し、特に、この第２実施形態では結合部分補強部材１８を、前記十字状結合部材１８Ｂに加えてセンターピラー４とルーフクロスメンバ１１に形成した直角延設部４Ａｃ，１１Ａｂと、対向する直角延設部４Ａｃ，１１Ａｂの結合剛性を向上する剛性保持部材２２と、を備えているので、上部結合部分Ｋ１の強度を高めることができる。

また、ピラー脆弱手段としての結合部分剛性低下構造１９は、センターピラー４の下部に車両前後方向に延びる凹ビード２３を形成して構成したので、側面衝突荷重の入力時にこの凹ビード２３からセンターピラー４が変形し易くなって、下方への変位を確実に行うことができる。

図６は本発明の第３実施形態を示し、前記各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６はキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図である。

この第３実施形態の車体構造は、図６に示すように、第１，第２実施形態と同様にセンターピラー４、ルーフサイドレール１０、ルーフクロスメンバ１１、図外のサイドシル、フロアクロスメンバ１３によって環状骨格を構成してある。勿論、センターピラー４は、頂点部Ｔをセンターピラー４の上下方向中央部よりも下側に配置して湾曲形成してある。

センターピラー４は、ハット形断面のセンターピラーインナ４Ａと帯状平板のセンターピラーアウタ４Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成し、ルーフサイドレール１０は、ハット形断面のルーフサイドレールインナ１０Ａと帯状平板のルーフサイドレールアウタ１０Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成し、また、ルーフクロスメンバ１１は、ハット形断面のルーフクロスメンバインナ１１Ａと帯状平板のルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してある。

センターピラー４の上部結合部分Ｋ１では、上記各実施形態と同様にセンターピラー４の上端部のセンターピラーアウタ４Ｂとルーフサイドレールアウタ１０Ｂとルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとによって十字プレート１４を構成する。

また、センターピラー４とルーフサイドレールとルーフクロスメンバとに跨って配置される結合部分補強部材としての十字状結合部材１８Ｂは、第２実施形態と同様にハット形断面として形成し、上側を前記十字プレート１４で閉塞するようになっている。

サイドシルは、この実施形態では例えば、前記第１実施形態または前記第２実施形態のいずれかの構造としても構成することができる。

フロアクロスメンバ１３は、第１実施形態と同様にハット形断面のフロアクロスメンバインナ１３Ａと帯状平板のフロアクロスメンバアウタ１３Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してある。

剛性調整手段１５は、センターピラー４の上部に設けた補剛手段としての２つの補強部材１５Ｃ，１５Ｄであり、一方の補強部材１５Ｃは棚部（ウェブ）を２段構えとしたＨ型部材として形成し、他方の補強部材１５Ｄは第２実施形態の補強部材１５Ｂ（図５参照）と同様に断面矩形形状の中空部材で形成してあり、この実施形態ではこれら補強部材１５Ｃ，１５Ｄは十字状結合部材１８Ｂを跨いでセンターピラー４とルーフクロスメンバ１１とを直接連結する。

また、ピラー脆弱手段としての結合部分剛性低下構造１９は、センターピラー４の下端部とフロアクロスメンバ１３の車幅方向端部との間に介在して略く字状に折曲した結合部材２５、および、センターピラー４とフロアクロスメンバ１３との間に設けたオフセット部分Ｓで構成してある。

結合部材２５は、ハット形断面の結合部材インナ２５Ａと、平板状の結合部材アウタ２５Ｂとを接合することにより閉断面構造となっている。

また、フロアクロスメンバ１３の上面に対して結合部材２５の上面を段差状に結合し、この段差部分によってオフセット部分Ｓを構成してあり、この実施形態ではこのオフセット部分Ｓを成す段差部分に結合補強部材２６を配置してある。る。

以上の構成によりこの第３実施形態の車体構造によれば、前記第２実施形態と略同様の作用効果を奏し、特に、この第３実施形態では結合部分剛性低下構造１９を、略く字状に折曲した結合部材２５とオフセット部分Ｓとで構成したので、側面衝突荷重の入力時に剛性差を利用して結合部材２５の変形を誘発することができるので、センターピラー４の下部の下方変位を確実に発生させることができる。

また、この実施形態では補強部材１５Ｃ，１５Ｄが十字状結合部材１８Ｂを跨いでセンターピラー４とルーフクロスメンバ１１とを直接連結したので、上部連結部分Ｋ１の剛性をより高めて局部的な変形を防止効果を更に高めることができる。

図７は本発明の第４実施形態を示し、前記各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はキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図である。

この第４実施形態の車体構造は、図７に示すように、前記各実施形態と同様にセンターピラー４、ルーフサイドレール１０、ルーフクロスメンバ１１、サイドシル１２、フロアクロスメンバによって環状骨格を構成し、センターピラー４は、頂点部Ｔをセンターピラー４の上下方向中央部よりも下側に配置して湾曲形成してある。

センターピラー４は、ハット形断面のセンターピラーインナ４Ａと帯状平板のセンターピラーアウタ４Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成し、ルーフサイドレール１０は、ハット形断面のルーフサイドレールインナ１０Ａと帯状平板のルーフサイドレールアウタ１０Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成し、また、ルーフクロスメンバ１１は、ハット形断面のルーフクロスメンバインナ１１Ａと帯状平板のルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してある。

センターピラー４の上部結合部分Ｋ１では、上記各実施形態と同様にセンターピラー４の上端部のセンターピラーアウタ４Ｂとルーフサイドレールアウタ１０Ｂとルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとによって十字プレート１４を構成する。

サイドシル１２は、第１実施形態と同様に断面が下方に向かって弓形状となったサイドシルインナ１２Ａと、底部が台形状となったハット形断面のサイドシルアウタ１２Ｂと、を接合して閉断面構造として形成してある。

フロアクロスメンバは、この実施形態では例えば、前記各実施形態のいずれかの構造としても構成することができる。

剛性調整手段１５は、ハット形断面のセンターピラーインナ４Ａの上部内側に配置される補剛手段としての補強部材１５Ｅで形成し、この補強部材１５Ｅはセンターピラーインナ４Ａの内面に沿ったハット形断面として形成され、その外側開放側はセンターピラーアウタ４Ｂによって閉塞される。

また、センターピラー４とルーフサイドレール１０とルーフクロスメンバ１１とに跨って配置される結合部分補強部材１８は、ハット形断面として形成した十字状結合部材１８Ｂに加えて、補剛手段１５を構成する補強部材１５Ｅとルーフクロスメンバ１１との結合側端部をそれぞれ三ツ股状に分岐した分岐先端部２７，２８と、十字状結合部材１８Ｂに形成した分岐先端部２７，２８の外側形状に沿った受容部２９と、を備えており、各分岐先端部２７，２８を十字状結合部材１８Ｂの受容部２９に密接して嵌合配置する。

結合部分剛性低下構造１９は、センターピラー４の下部を、サイドシルインナ１２Ａからサイドシルアウタ１２Ｂからオフセットするように突設したオフセット面１２Ａａの下面に接合するとともに、サイドシルアウタ１２Ｂのセンターピラー４の連結部分内側に、このサイドシルアウタ１２Ｂの底面形状に沿って台形状に形成した５本の稜線を有する補強部材３０を配置して構成してある。

以上の構成によりこの第４実施形態の車体構造によれば、前記第１実施形態と略同様の作用効果を奏し、特に、この第４実施形態では結合部分補強部材１８を、補強部材１５Ｅとルーフクロスメンバ１１との結合側端部に形成した分岐先端部２７，２８と、十字状結合部材１８Ｂに形成した受容部２９と、を備えていて、各分岐先端部２７，２８を十字状結合部材１８Ｂの受容部２９に密接して嵌合配置するようにしたので、上部結合部分Ｋ１の近辺の強度を高めて、センターピラー４からの荷重をルーフサイドレール１０，ルーフクロスメンバ１１に効率よく分散することができる。

また、結合部分剛性低下構造１９は、センターピラー４の下部を、サイドシルインナ１２のオフセット面１２Ａａに接合するとともに、サイドシルアウタ１２Ｂのセンターピラー４の連結部分内側に５本の稜線を有する補強部材３０を配置して構成したので、この補強部材３０により下方向の局部的な変形を防止しつつ、複数の稜線の効果により車幅方向への変位を許容して衝突エネルギーを吸収することができる。

図８は本発明の第５実施形態を示し、前記各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はキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図である。

この第５実施形態の車体構造は、図８に示すように、前記各実施形態と同様にセンターピラー４、ルーフサイドレール１０、ルーフクロスメンバ１１、サイドシル１２、フロアクロスメンバ１３によって環状骨格を構成し、センターピラー４は、頂点部Ｔをセンターピラー４の上下方向中央部よりも下側に配置して湾曲形成してある。

センターピラー４は、ハット形断面のセンターピラーインナ４Ａと帯状平板のセンターピラーアウタ４Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成し、ルーフサイドレール１０は、ハット形断面のルーフサイドレールインナ１０Ａと帯状平板のルーフサイドレールアウタ１０Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成し、また、ルーフクロスメンバ１１は、ハット形断面のルーフクロスメンバインナ１１Ａと帯状平板のルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してある。

センターピラー４の上部結合部分Ｋ１では、上記各実施形態と同様にセンターピラー４の上端部のセンターピラーアウタ４Ｂとルーフサイドレールアウタ１０Ｂとルーフクロスメンバアウタ１１Ｂとによって十字プレート１４を構成する。

サイドシル１２は、下向きのハット形断面のサイドシルインナ１２Ａ′と帯状平板のサイドシルアウタ１２Ｂ′とを接合することにより矩形状の閉断面構造として形成し、フロアクロスメンバ１３はハット形断面のフロアクロスメンバインナ１３Ａと帯状平板のフロアクロスメンバアウタ１３Ｂとを接合して矩形状の閉断面構造として形成してある。

また、センターピラー４とルーフサイドレール１０とルーフクロスメンバ１１とに跨って配置される結合部分補強部材１８は、ハット形断面として形成した十字状結合部材１８Ｂと、この十字状結合部材１８Ｂ内に配置する十字状収納部材１８Ｃとで構成してあり、この十字状収納部材１８Ｃは十字状結合部材１８Ｂの内側に沿った形状を成し、四方の結合部分１８Ｃａ〜１８Ｃｄにそれぞれ中空の閉じた四角形状を有して構成してある。

また、結合部分剛性低下構造１９は、センターピラー４の下端部とフロアクロスメンバ１３の車幅方向端部との間に介在した側面衝突荷重の入力により破壊するクラッシャブル部材３１によって構成してある。

クラッシャブル部材３１は、樹脂を素材として形成し、またはハニカム構造として形成してあり、若しくは、センターピラー４やフロアクロスメンバ１３等の骨格部材よりも脆弱となる材質や板厚によって形成し、このクラッシャブル部材３１を介してセンターピラー４とフロアクロスメンバ１３とを結合してある。

また、クラッシャブル部材３１の上面に結合補強部材３２を配置し、この結合補強部材３２の両端部をセンターピラー４とフロアクロスメンバ１３の連結部分に跨って結合するとともに、前後に分割したサイドシルインナ１２Ａ′の端部に形成したフランジ部１２Ａ′ｂをその連結部分に結合し、かつ、サイドシルアウタ１２Ｂ′の端部から突設した延長部１２Ｂ′ｄをその連結部分下側に結合してある。

以上の構成によりこの第５実施形態の車体構造によれば、前記第１実施形態と略同様の作用効果を奏し、特に、この第５実施形態では結合部分補強部材１８を、十字状結合部材１８Ｂ内に十字状収納部材１８Ｃを配置して構成してあり、この十字状収納部材１８Ｃは、十字状結合部材１８Ｂの内側に沿った四方の結合部分１８Ｃａ〜１８Ｃｄにそれぞれ中空の閉じた四角形状を有して構成したので、過度の重量増加を抑制しつつ上部結合部分Ｋ１の曲げ剛性の向上効果を得るとともに、センターピラー４を下方変位させることができる。

また、前記十字状収納部材１８Ｃはセンターピラー４からの入力の受け面を備えることにより、衝突荷重をルーフサイドレール１０の前後方向に効率よく分散させることができる。

更に、結合部分剛性低下構造１９を、センターピラー４の下端部とフロアクロスメンバ１３の車幅方向端部とをクラッシャブル部材３１を介して結合して構成したので、衝突荷重の入力時にある程度の剛性を維持しつつセンターピラー４の下部の車幅方向への変位が可能となる。

また、この実施形態では結合補強部材３２およびサイドシル１２の端部をセンターピラー４とフロアクロスメンバ１３の連結部分に結合したので、これらセンターピラー４とフロアクロスメンバ１３の結合剛性を増大することができる。

ところで、本発明の車体構造は前記第１〜第５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ることができる。

本発明の第１実施形態における本発明を適用した自動車を斜め前方から見た斜視図である。 図１中Ａ部で横断したキャビン中央部骨格の斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態における側面衝突時のキャビン中央部骨格の作用を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図である。 本発明の第２実施形態におけるキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施形態におけるキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図である。 本発明の第４実施形態におけるキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図である。 本発明の第５実施形態におけるキャビン中央部骨格の要部を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 自動車
２ キャビン部
４ センターピラー（ピラー部材）
６ ルーフ部
７ フロア部
１０ ルーフサイドレール
１１ ルーフクロスメンバ
１２ サイドシル
１３ フロアクロスメンバ
１５ 剛性調整手段
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ，１５Ｅ 補強部材（補剛手段）
１６ 上部変位拘束手段
１７ 下部変位促進手段
１８ 結合部分補強部材（ピラー補剛手段）
１８Ａ，１８Ｂ 十字状結合部材
１８Ｃ 十字状収納部材
１９ 結合部分剛性低下構造（ピラー脆弱手段）
２０，２１，２３ 凹ビード
２２ 剛性保持部材
２５ 結合部材
２７，２８ 分岐先端部
２９ 受容部
３１ クラッシャブル部材
Ｔ 頂点部
Ｋ１ 上部結合部分
Ｋ２ 下部結合部分
Ｓ オフセット部分

Claims (20)

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１対のルーフサイドレールと、
   これら左右１対のルーフサイドレールを車幅方向に連結するルーフクロスメンバと、
   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１対のサイドシルと、
   これら左右１対のサイドシルを車幅方向に連結するフロアクロスメンバと、
   車体上下方向に対向したルーフサイドレールとサイドシルとを連結するピラー部材と、を備えた車体構造であって、
   ピラー部材を車幅方向外側に向けて湾曲し、その最外側に突出する頂点部をピラー部材の上下方向中央部よりも下側に設定し、
   ピラー部材とルーフクロスメンバとを車体前後方向同位置に配置して平面視で車幅方向に連続させ、
   ピラー部材に、その上部の剛性を下部よりも大きくする剛性調整手段を設け、
   ルーフクロスメンバの車幅方向略中央部に、側面衝突荷重の入力時に変形するピラー部材の回転中心を設定し、
   ピラー部材とルーフサイドレールとの上部結合部分に、ピラー部材上部が上方向に変位するのを拘束する上部変位拘束手段を設ける一方、ピラー部材とサイドシルとの下部結合部分に、ピラー部材下部の下方向の変位を促進する下部変位促進手段を設けたことを特徴とする車体構造。
2. ピラー部材とフロアクロスメンバとを車体前後方向同位置に配置して平面視で車幅方向に連続させたことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. 剛性調整手段は、ピラー部材の上部に設けて剛性を高める補剛手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の車体構造。
4. 補剛手段は、別体に設けた補強部材やピラー部材自体の上下方向に形成した縦ビード、もしくはピラー部材自体を厚肉化した差厚部であることを特徴とする請求項３に記載の車体構造。
5. ルーフクロスメンバに設けたピラー部材の回転中心は、このルーフクロスメンバの剛性バランスを調整するバランス調整手段により設定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。
6. バランス調整手段は、ルーフクロスメンバの前記回転中心に対応する部位に応力集中部を形成することにより設定してあることを特徴とする請求項５に記載の車体構造。
7. 応力集中部は、ルーフクロスメンバに形成した脆弱部であることを特徴とする請求項６に記載の車体構造。
8. 上部変位拘束手段は、ピラー部材の上部結合部分に設けたピラー補剛手段であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の車体構造。
9. 下部変位促進手段は、ピラー部材の下部結合部分に設けたピラー脆弱手段であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車体構造。
10. ピラー補剛手段は、ピラー部材のルーフサイドレールへの結合部分の剛性を向上し、またはその結合部分周辺の剛性を向上する結合部分補強部材であることを特徴とする請求項８に記載の車体構造。
11. 結合部分補強部材は、ピラー部材とルーフサイドレールとルーフクロスメンバとに跨って配置される十字状結合部材であることを特徴とする請求項１０に記載の車体構造。
12. 結合部分補強部材は、ピラー部材とルーフクロスメンバとの結合側端部に車体前後方向に突出して形成して十字状結合部材の下面に結合される直角延設部と、対向する直角延設部の結合剛性を向上する剛性保持部材と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の車体構造。
13. 結合部分補強部材は、補剛手段を構成する補強部材とルーフクロスメンバとの結合側端部をそれぞれ複数に分岐した分岐先端部と、十字状結合部材に形成した分岐先端部の外側形状に沿った受容部と、を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の車体構造。
14. 結合部分補強部材は、十字状結合部材の内側に沿って配置され、四方の結合部分にそれぞれ中空の閉じた四角形状を有する十字状収納部材を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の車体構造。
15. ピラー脆弱手段は、ピラー部材とサイドシルとの結合部分の剛性を低下し、またはその結合部分周辺の剛性を低下する結合部分剛性低下構造であることを特徴とする請求項９に記載の車体構造。
16. 結合部分剛性低下構造は、サイドシルのピラー部材結合部分の前後両側に形成した凹ビードと、フロアクロスメンバのサイドシルへの結合端部に形成した凹ビードと、であることを特徴とする請求項１５に記載の車体構造。
17. 結合部分剛性低下構造は、ピラー部材の下部に形成した車両前後方向に延びる凹ビードであることを特徴とする請求項１５に記載の車体構造。
18. 結合部分剛性低下構造は、ピラー部材の下端部とフロアクロスメンバの車幅方向端部との間に介在して略く字状に折曲した結合部材、および、ピラー部材とフロアクロスメンバとの間に設けたオフセット部分であることを特徴とする請求項１５に記載の車体構造。
19. 結合部分剛性低下構造は、サイドシルの少なくともピラー部材が結合される部分に形成した５本以上の稜線を有する多角形状の断面構造であり、かつ、ピラー部材の下端部をサイドシルの上面のオフセット面に結合した構造であることを特徴とする請求項１５に記載の車体構造。
20. 結合部分剛性低下構造は、ピラー部材の下端部とフロアクロスメンバの車幅方向端部との間に介在した側面衝突荷重の入力により破壊するクラッシャブル部材であることを特徴とする請求項１５に記載の車体構造。
    
    

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