JPWO2014167742A1

JPWO2014167742A1 - 車体構造

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Publication number: JPWO2014167742A1
Application number: JP2015511070A
Authority: JP
Inventors: 洋平山本; 甲為畑; 太一嶺井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2017-02-16
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Abstract

フロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを抑制又は防止することができる車体構造を提供する。
ルーフサイドレール（２０）の前部（２０Ａ）の中空閉断面部である第４閉断面部には、高剛性発泡部材によって構成された後側補強部材（５６）が内部空間を埋めるように配設されている。この後側補強部材５６の後端部は、車両側面視において、ルーフサイドレール（２０）の前部（２０Ａ）においてフロントルーフヘッダ（３０）との接続位置（Ｙ）を含んで配置されている。なお、後側補強部材（５６）は、フロントピラー（１４）の上部（１４Ａ）の根元から当該上部（１４Ａ）と前部（２０Ａ）との接続位置（Ｘ）を含む範囲に設けられた前側補強部材（５４）と一体化されている。

Description

本発明は、車体構造に関する。

下記特許文献１には、ルーフサイドに開示レール部の断面構造がカーテンエアバッグ装置との関係で示されている。この引用文献１されているように、一般に、ルーフサイドレール部は、ルーフサイドレールインナパネルとルーフサイドレールアウタパネルとで閉断面構造に構成されている。そして、この閉断面構造とされたルーフサイドレールの前端部がフロントピラーの後端部に接続されることにより、フロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部に亘る部位の車体骨格構造が形成されている。

特開２００２−２２００２４号公報

ところで、前面衝突にも種々の衝突形態があり、フルラップ衝突やオフセット衝突、斜突等がある。さらに近年では、フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側にて相手車両と衝突する微小ラップ衝突やこれに類似する衝突等のより厳しい衝突形態にも対応することが望まれている。従って、フロントピラーの上部からルーフサイドレールにかけての車体骨格構造も、この観点から更に改良されることが求められている。

本発明は上記事実を考慮し、前面衝突時にフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを抑制又は防止することができる車体構造を得ることが目的である。

第１の態様に係る車体構造は、ルーフの車両幅方向両側に車両前後方向に沿って配置されると共に中空閉断面構造の梁状車体骨格部材として構成されたルーフサイドレールと、車両側面視で前記ルーフサイドレールの前部においてウインドシールドガラスの上端部に沿って配置されるフロントルーフヘッダとの接続位置を含んで配置され、当該ルーフサイドレールの前部における中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部を埋めるように当該ルーフサイドレールの前部の長手方向に沿って設けられた樹脂製の第１補強部材と、を有している。

第２の態様に係る車体構造は、第１の態様において、キャビンの前部両側に配置されると共に中空閉断面構造の柱状車体骨格部材として構成されたフロントピラーを備え、さらに、前記フロントピラーの上部と前記ルーフサイドレールの前部との接続位置を含んで配置され、前記フロントピラーの上部及び前記ルーフサイドレールの前部における中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部を埋めるように設けられた樹脂製の第２補強部材を有し、前記第１補強部材と前記第２補強部材とによって、前記フロントピラーの上部と前記ルーフサイドレールの前部との接続位置から前記ルーフサイドレールの前部における前記フロントルーフヘッダとの接続位置に至る範囲に、連続した補強部材配設領域が設定されている。

第３の態様に係る車体構造は、フロントピラーの一部を構成し車両幅方向外側に配置されると共にルーフサイドレールの延長上に車両前後方向に沿って配置されたフロントピラーアウタリインフォースメントと、前記フロントピラーの一部を構成し、前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両下方側に配置された固定窓の後端部に沿って車両上下方向に延在されると共に、車両後方側の端部にサイドドアのドア開口部の周縁部に沿って配置されたドアオープニングフランジのフロントピラー側部分が形成された補助ピラー部と、前記ドアオープニングフランジのフロントピラー側部分を跨ぐように前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両幅方向内側に配置された長尺状の第３補強部材と、を有している。

第４の態様に係る車体構造は、第３の態様において、前記フロントピラーアウタリインフォースメントは、当該フロントアウタリインフォースメントの長手方向に沿って延びると共に車両幅方向に並ぶ複数の稜線部を有しており、前記第３補強部材は、前記複数の稜線部を車両上下方向に縦折れさせる縦曲げモーメントに対しては補強効果を有し、前記複数の稜線部を車両幅方向に横折れさせる横曲げモーメントに対しては折れ起点となるように形成された一又は二以上の剛性チューニング部を備えている。

第５の態様に係る車体構造は、第４の態様において、前記剛性チューニング部は、前記複数の稜線部に直交するように形成された凹溝状の縦ビードである。

第１の態様の作用は、以下の通りである。

一般に前面衝突すると、その際の衝突荷重は車体前部に入力された後、フロントピラーの上部を通ってルーフサイドレールの前部に伝達される。このとき伝達される圧縮荷重が非常に大きい場合に、フロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての車体骨格部に応力集中が生じ易い部位が存在すると、折れ変形（座屈）が起こり易くなる。

ここで、本発明では、車両側面視でルーフサイドレールの前部においてウインドシールドガラスの上端部に沿って配置されるフロントルーフヘッダとの接続位置を含んで第１補強部材が配置される。この第１補強部材は樹脂製とされてルーフサイドレールの前部における中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部を埋めるようにルーフサイドレールの前部の長手方向に沿って設けられているため、ルーフサイドレールの前部におけるフロントルーフヘッダとの接続位置の剛性が高くなる。従って、フロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部に伝達された衝突荷重（軸圧縮荷重）をルーフサイドレールの前部だけでなくフロントルーフヘッダにも伝達することができる。つまり、前面衝突時に車体前部からキャビンの骨格部へ伝達されてきた衝突荷重を、衝突側のフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部へ伝達し、更にフロントルーフヘッダから衝突側と反対側のルーフサイドレールへと分散して伝達することができる。このため、フロントピラーの上部とルーフサイドレールの前部との接続部位といった部材同士の継ぎ目への入力荷重を低減することができる。

第２の態様によれば、フロントピラーの上部とルーフサイドレールの前部との接続位置を含んで、フロントピラーの上部及びルーフサイドレールの前部における中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部を埋めるように樹脂製の第２補強部材が設けられている。これにより、第１補強部材と第２補強部材とによって、フロントピラーの上部とルーフサイドレールの前部との接続位置からルーフサイドレールの前部におけるフロントルーフヘッダとの接続位置に至る範囲に、連続した補強部材配設領域が設定される。つまり、衝突荷重を伝達することができる部材実面積が増加した領域が、車両前後方向に途切れることなく連続して存在することになる。そして、こうすることで本発明では、フロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての部位で部材同士の接続位置となる前後二点（フロントピラーの上部とルーフサイドレールの前部との接続位置並びにルーフサイドレールの前部とフロントルーフヘッダとの接続位置）に跨って補強部材が連続して配設される。
第３の態様の作用は、以下の通りである。

この態様では、フロントピラーが固定窓と補助ピラー部とを備えている。より具体的には、フロントピラーにおける車両幅方向外側にはルーフサイドレールの延長上に車両前後方向に沿って配置されたフロントピラーアウタリインフォースメントが配置されており、固定窓は当該フロントピラーアウタリインフォースメントの車両下方側に配置されている。さらに、固定窓の後端部に沿って補助ピラー部が車両上下方向に延在されている。この補助ピラー部の車両後方側の端部には、ドアオープニングフランジのフロントピラー側部分が形成されている。

このようにフロントピラー構造を有する車両が前面衝突、特に微小ラップ衝突すると、その際の衝突荷重によって前輪のホイールがフロントピラーを車両後方側へ押す。これにより、フロントピラーの下部側（ホイールと車両前後方向に対向している部分）が折れ変形し、吸収しきれなかった衝突荷重がドアオープニングフロントピラーのフロントピラー側部分を通ってフロントピラーの上部からルーフサイドレールにかけての部位を車両上方側へ突き上げる。その結果、フロントピラーアウタリインフォースメントにおいて補助ピラー部とルーフサイドレールとが交差する箇所に縦曲げモーメントが発生する。この縦曲げモーメントによりフロントピラーの上部からルーフサイドレールにかけての部位に折れ変形が生じることが考えられる。

ここで、本態様では、フロントピラーアウタリインフォースメントの車両幅方向内側にドアオープニングフランジのフロントピラー側部分を跨ぐように長尺状の第３補強部材を配置したので、上述した縦曲げモーメントに対して抗力が得られる。このため、フロントピラーの上部からルーフサイドレールにかけての部位が折れ難くなる。

第４の態様によれば、フロントピラーアウタリインフォースメントは、当該フロントアウタリインフォースメントの長手方向に沿って延びると共に車両幅方向に並ぶ複数の稜線部を有している。ここで、第３補強部材がフロントピラーアウタリインフォースメントの複数の稜線部を車両上下方向に縦折れさせる縦曲げモーメントに対しては補強効果を有し、複数の稜線部を車両幅方向に横折れさせる横曲げモーメントに対しては折れ起点となるように形成された一又は二以上の剛性チューニング部を備えている。このため、フロントピラーアウタリインフォースメントは、微小ラップ衝突時等の衝突時に作用する縦曲げモーメントに対しては充分に抵抗して折れ変形を抑制し、同時に車両幅方向外側へ折れ変形して衝突エネルギーの一部を吸収する。これにより、フロントピラーの後退量が抑制される。

第５の態様によれば、剛性チューニング部が凹溝状の縦ビードであるため、ビードの幅や深さ等により容易に剛性を変更することができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車体構造は、前面衝突時にフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを抑制又は防止することができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る車体構造は、前面衝突時にフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを非常に効果的に抑制又は防止することができるという優れた効果を有する。

第３の態様に係る車体構造は、前面衝突時にフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを抑制又は防止することができるという優れた効果を有する。

第４の態様に係る車体構造は、縦曲げモーメントに起因した折れ変形については効果的に抑制し、横曲げモーメントに起因した折れ変形については促進することができるという優れた効果を有する。

第５の態様に係る車体構造は、縦折れと横折れのバランスを容易にチューニングすることができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係る車体構造の要部を説明するための部分拡大側面図である。第１実施形態に係る車体構造が適用された車両の外観斜視図である。図１の３−３線に沿った縦断面図である。図１の４−４線に沿った縦断面図である。図１の５−５線に沿った縦断面図である。図１の６−６線に沿った縦断面図である。対比例に係る車両の衝突状態を示す概略平面図である。対比例に係る車両の衝突状態を示す概略側面図である。第１実施形態に係る車体構造が適用された車両と対比例に係る車体構造が適用された車両が前面衝突したときのＦ−Ｓ線図である。別の実施形態に係る車体構造の要部を示しており、フロントピラーを中心に描いた車体の概略側面図である。図９に示されるフロントピラーを備えた車両の衝突状態を示す概略閉平面図である。図７Ａに示される曲げ変形モードを図式化した模式図である。図１０に示される曲げ変形モードを図式化した模式図である。第２実施形態に係る車体構造の車体側部を示す側面図である。図１２に示される車体構造の要部に係る補強部材を中心に示す側面図に近い斜視図である。図１２に示される車体構造の要部に係る補強部材を中心に示す側面図である。図１３の１５−１５線に沿った縦断面図である。図１３に示される補強部材を単品で示す拡大斜視図である。対比例に係る車両を模擬した平面図である。図１７Ａに示される車両が微小ラップ衝突したときの様子を示す平面図である。図１２に示される車体構造を備えた車両を模擬した平面図である。図１８Ａに示される車両が微小ラップ衝突したときの様子を示す平面図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１〜図８を用いて、本発明に係る車体構造の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。

図２には、本発明に係る車体構造が適用された車両の外観が斜視図で示されている。この図に示されるように、車両は、図示しないエンジン等が収容された車両前部１０と、この車両前部１０の車両後方側に配置されたキャビン１２と、を含んで構成されている。エンジンルームとキャビン１２とは、図示しないダッシュパネルによって区画されている。さらに、ダッシュパネルの車両幅方向両側には、各々柱状車体骨格部材として構成された左右一対のフロントピラー１４が立設されている。フロントピラー１４の上部１４Ａは車両後方側へ向けて緩やかに傾斜されており、これらのフロントピラー１４の上部１４Ａ間にウインドシールドガラス１６が装着されている。

また、キャビン１２の上部には、ルーフとしてのルーフパネル１８が配設されている。ルーフパネル１８の車両幅方向両側には、中空閉断面構造の梁状車体骨格部材として構成された左右一対のルーフサイドレール２０が配設されている。前述したフロントピラー１４の上部１４Ａは、ルーフサイドレール２０の前部２０Ａに連続的に接続されている。なお、フロントピラー１４の車両後方側にはセンタピラー２２（図１参照）及びリヤピラー２４がこの順に配置されており、これらのセンタピラー２２の上端部及びリヤピラー２４の上端部はいずれもルーフサイドレール２０に接合されている。また、フロントピラー１４とセンタピラー２２との間にはフロントサイドドア２６が開閉可能に設けられており、センタピラー２２とリヤピラー２４との間にはリヤサイドドア２８が開閉可能に設けられている。

さらに、上述したルーフパネル１８の前端部の裏面側には、車両幅方向を長手方向とするフロントルーフヘッダ３０（図１参照）が配置されている。フロントルーフヘッダ３０は、各々断面形状がハット形状とされたルーフヘッダアッパパネル３２とルーフヘッダロアパネル３４とによって閉断面構造に構成されている。フロントルーフヘッダ３０の長手方向の両端部は、左右のルーフサイドレール２０に溶接により接合されている。前述したウインドシールドガラス１６の上端部１６Ａは、ルーフヘッダアッパパネル３２の前側フランジ部３２Ａに支持されている。なお、フロントルーフヘッダ３０の構造は上記に限られず、他の構造を採用してもよい。

次に、図３〜図６を用いて、上述したフロントピラー１４の上部１４Ａの断面構造とルーフサイドレール２０の断面構造について説明する。

図３及び図４には、フロントピラー１４の上部１４Ａの縦断面構造が示されている。これらの図に示されるように、フロントピラー１４は、車室外側に配置されたフロントピラーアウタパネル３６と、このフロントピラーアウタパネル３６の車両幅方向内側に配置されたフロントピラーインナパネル３８と、フロントピラーアウタパネル３６の車両幅方向外側に配置されて車両の外板を構成するサイドアウタパネル４０と、によって構成されている。

より具体的に説明すると、フロントピラーアウタパネル３６は、車両下方側へ向けて延出された下フランジ部３６Ａと、車両幅方向内側へ向けて延出された上フランジ部３６Ｂと、下フランジ部３６Ａと上フランジ部３６Ｂとの間に配置されかつ車両幅方向外側へ突出された本体部３６Ｃと、を備えており、全体としては車両幅方向内側に開放された略ハット状に形成されている。一方、フロントピラーインナパネル３８は、フロントピラーアウタパネル３６の下フランジ部３６Ａに重ねられた下フランジ部３８Ａと、フロントピラーアウタパネル３６の上フランジ部３６Ｂに重ねられた上フランジ部３８Ｂと、下フランジ部３８Ａと上フランジ部３８Ｂとの間に配置されかつフロントピラーアウタパネル３６の本体部３６Ｃの開放部分を塞ぐ本体部３８Ｃと、を備えており、全体としては車両幅方向内側へやや膨らんだ底の浅い略ハット状に形成されている。さらに、サイドアウタパネル４０は、フロントピラーアウタパネル３６の断面形状に倣うように下フランジ部４０Ａ、上フランジ部４０Ｂ及び本体部４０Ｃを備えており、車両幅方向内側に開放された略ハット状に形成されている。

上述したフロントピラーアウタパネル３６の下フランジ部３６Ａ、フロントピラーインナパネル３８の下フランジ部３８Ａ及びサイドアウタパネル４０の下フランジ部４０Ａの三者が重ねられた状態でスポット溶接により接合されている。同様に、フロントピラーアウタパネル３６の上フランジ部３６Ｂ、フロントピラーインナパネル３８の上フランジ部３８Ｂ及びサイドアウタパネル４０の上フランジ部４０Ｂの三者が重ねられた状態でスポット溶接により接合されている。これにより、フロントピラーアウタパネル３６の本体部３６Ｃとフロントピラーインナパネル３８の本体部３８Ｃとの間に第１閉断面部４２が形成されている。また、フロントピラーアウタパネル３６の本体部３６Ｂとサイドアウタパネル４０の本体部４０Ｃとの間に第２閉断面部４４が形成されている。

図５及び図６には、ルーフサイドレール２０の前部２０Ａの縦断面構造が示されている。これらの図に示されるように、ルーフサイドレール２０は、車室外側に配置されたルーフサイドレールアウタパネル４６と、このルーフサイドレールアウタパネル４６の車両幅方向内側に配置されたルーフサイドレールインナパネル４８と、ルーフサイドレールアウタパネル４６の車両幅方向外側に配置されて車両の外板を構成するサイドアウタパネル４０と、によって構成されている。なお、図５及び図６に図示されたサイドアウタパネル４０と図３及び図４に図示されたサイドアウタパネル４０は同一の部材であるので、サイドアウタパネル４０の説明は省略する。

ルーフサイドレールアウタパネル４６は、車両下方側へ向けて延出された下フランジ部４６Ａと、車両幅方向内側かつ斜め上方へ向けて延出された上フランジ部４６Ｂと、下フランジ部４６Ａと上フランジ部４６Ｂとの間に配置されかつ両者をＬ字状に繋ぐ本体部４６Ｃと、を備えており、全体としては車両幅方向内側に開放された略ハット状に形成されている。一方、ルーフサイドレールインナパネル４８は、ルーフサイドレールアウタパネル４６の下フランジ部４６Ａに重ねられた下フランジ部４８Ａと、ルーフサイドレールアウタパネル４６の上フランジ部４６Ｂに重ねられた上フランジ部４８Ｂと、下フランジ部４８Ａと上フランジ部４８Ｂとの間に配置されかつルーフサイドレールアウタパネル４６の本体部４６Ｃの開放部分を塞ぐ本体部４８Ｃと、を備えており、全体としては車両幅方向内側へやや膨らんだ底の浅い略ハット状に形成されている。ルーフサイドレールアウタパネル４６の下フランジ部４６Ａ、ルーフサイドレールインナパネル４８の下フランジ部４６Ａ及びサイドアウタパネル４０の下フランジ部４０Ａの三者が重ねられた状態でスポット溶接により接合されている。

また、ルーフサイドレールアウタパネル４６の上フランジ部４６Ｂ、ルーフサイドレールインナパネル４８の上フランジ部４６Ｂ及びサイドアウタパネル４０の上フランジ部４０Ｂの三者が重ねられた状態でスポット溶接により接合されている。これにより、ルーフサイドレールアウタパネル４６の本体部４６Ｃとルーフサイドレールインナパネル４８の本体部４８Ｃとの間に第３閉断面部５０が形成されている。また、ルーフサイドレールアウタパネル４６の本体部４６Ｃとサイドアウタパネル４０の本体部４０Ｃとの間に第４閉断面部が形成されている。第３閉断面部５０は第１閉断面部４２と相互に連通されており、又第４閉断面部５２は第２閉断面部４４と相互に連通されている。

ここで、上述したフロントピラー１４の上部１４Ａの第１閉断面部４２内には、第２補強部材としての前側補強部材５４が配設されている。また、ルーフサイドレール２０の前部２０Ａの第４閉断面部５２内には、第１補強部材としての後側補強部材５６が配設されている。以下、これらの前側補強部材５４及び後側補強部材５６について詳細に説明する。

前側補強部材５４及び後側補強部材５６は、いずれもウレタン系の高剛性発泡部材によって構成されている。前側補強部材５４及び後側補強部材５６は、発泡前の状態では、図３〜図６に二点鎖線で示された車両前後方向に細長いブロック形状をなしている。

図３及び図４に示されるように、前側補強部材５４の一側面（車両幅方向外側の面）にはクリップ５８及び位置決めピン６０が一体に形成されている。位置決めピン６０を位置決め孔６２に挿入してクリップ５８をフロントピラーアウタパネル３６の本体部３６Ｃの底部に形成された取付孔６４内へ車室内側から差込むことにより、前側補強部材５４がフロントピラーアウタパネル３６の本体部３６Ｃに装着されるようになっている。この状態で塗装工程を施し、乾燥工程を経ると、前側補強部材５４が発泡して第１閉断面部４２の内部空間の全体に充填され、その状態で硬化する。これにより、前側補強部材５４は第１閉断面部４２を構成する各壁面に固着されて、第１閉断面部４２が中実部材化し、フロントピラー１４の上部１４Ａの剛性が向上される構成である。なお、後側補強部材５６の前端部と前側補強部材５４の後端部とは図示しないジョイント機構によって連結されている。従って、硬化後の状態では、後側補強部材５６は前側補強部材５４と一体になっている。

また、前側補強部材５４は、第１閉断面部４２の図心Ｇ１に対して、前面衝突時の衝突荷重によって圧縮される部位となる少なくとも車両幅方向内側かつ車両下方側の領域Ｓ１に充填されている。なお、図３に図示される第１閉断面部４２と図４に図示される第１閉断面部４２とでは形状が若干異なるため、図心Ｇ１の位置も多少ずれるが、同一の符号Ｇ１を付している。

一方、図５及び図６に示されるように、後側補強部材５６の一側面（車両幅方向内側の面）にはクリップ６６及び図示しない位置決めピンが一体に形成されている。位置決めピンを位置決め孔に挿入してクリップ６６をルーフサイドレールアウタパネル４６の本体部４６Ｃの底部に形成された取付孔６８内へ車室外側から差込むことにより、後側補強部材５６がルーフサイドレールアウタパネル４６の本体部４６Ｃに装着されるようになっている。この状態で塗装工程を施し、乾燥工程を経ると、後側補強部材５６が発泡して第４閉断面部５２の内部空間の全体に充填され、その状態で硬化する。これにより、後側補強部材５６は第４閉断面部５２を構成する各壁面に固着されて、第４閉断面部５２が略中実部材化し、ルーフサイドレール２０の前部２０Ａの剛性が向上される構成である。

なお、ルーフサイドレール２０側では、フロントピラー１４側と異なり、第３閉断面部５０側に後側補強部材５６を設けていないが、これは第３閉断面部５０は面積が小さいため、クリップによる取付構造となっている後側補強部材５６を配設するスペースを確保できないことと、仮に第３閉断面部５０を後側補強部材で埋めたとしても、第３閉断面部５０の面積は小さいため、後述するフロントピラー１４の上部１４Ａとルーフサイドレール２０の前部２０Ａとの接続位置Ｘに対する補強効果が低下する可能性があるためである。

また、後側補強部材５６は、第４閉断面部５２の図心Ｇ２に対して、前面衝突時の衝突荷重によって圧縮される部位となる少なくとも車両幅方向内側かつ車両下方側の領域Ｓ２に充填されている。なお、図５に図示される第４閉断面部５２と図６に図示される第４閉断面部５２とでは形状が若干異なるため、図心Ｇ１の位置も多少ずれるが、同一の符号Ｇ２を付している。

さらに、図１に示されるように、上述した前側補強部材５４は、車両側面視で、フロントピラー１４の上部１４Ａの根元から当該上部１４Ａとルーフサイドレール２０の前部２０Ａとの接続位置Ｘを含んだＡで示される範囲に設定されている。また、後側補強部材５６は、フロントピラー１４の上部１４Ａとルーフサイドレール２０の前部２０Ａとの接続位置Ｘを車両後方側へ通り越した位置からルーフサイドレール２０の前部２０Ａと前述したフロントルーフヘッダ３０との接続位置Ｙを含んだＢで示される範囲に設定されている。なお、前側補強部材５４と後側補強部材５６とは発泡前の状態で図示しないジョイントによって連結されて発泡及び硬化後は一体となるため、Ｂで示される範囲をＡで示される範囲に一部重ねて図示している。上記構成により、後側補強部材５６と前側補強部材５４とによって、フロントピラー１４の上部１４Ａとルーフサイドレール２０の前部２０Ａとの接続位置Ｘからルーフサイドレール２０の前部２０Ａにおけるフロントルーフヘッダ３０との接続位置Ｙに至る範囲に、連続した補強部材配設領域Ｚ（図１に斜線を付した領域）が設定されている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、図７Ａ、図７Ｂを用いて、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図７Ａには、本実施形態に係る車体構造が適用されていない対比例に係る車両８０がバリア８４に前面衝突した状態が概略的に示されている。この図に示されるように、微小ラップ衝突や斜突等のように車両前部８２への入力荷重（圧縮荷重）が非常に大きい場合、フロントピラー８６の下部はバリア８４との接触後、車両幅方向内側へ捩じられる（図７Ａの矢印Ｐ参照）。このため、フロントピラー８６からルーフサイドレール８８にかけての部位は車両幅方向外側へ凸となるように曲げ変形する（図７Ａの矢印Ｑ参照）。これを車両側面視で見ると、フロントピラー８６からルーフサイドレール８８にかけての部位は車両上方側へ凸となるように曲げ変形する（図７Ｂの矢印Ｒ参照）。このように、車両前部８２への入力荷重が非常に大きい場合、フロントピラー８６からルーフサイドレール８８にかけての車体骨格部に応力集中が生じ易い部位９０が存在すると、折れ変形（座屈）が起こり易くなる。

ここで、本実施形態では、車両側面視でルーフサイドレール２０においてウインドシールドガラス１６の上端部１６Ａに沿って配置されるフロントルーフヘッダ３０との接続位置Ｙを含んで後側補強部材５６が配置されている。この後側補強部材５６はウレタン系の高剛性発泡部材で構成されており、ルーフサイドレール２０の前部２０Ａの中空の第４閉断面部５２の内部空間の略全部を埋めるようにルーフサイドレール２０の前部２０Ａの長手方向に沿って設けられているため、ルーフサイドレール２０の前部２０Ａにおけるフロントルーフヘッダ３０との接続位置Ｙの剛性が高くなる。従って、フロントピラー１４からルーフサイドレール２０に伝達された衝突荷重（軸圧縮荷重）をルーフサイドレール２０だけでなくフロントルーフヘッダ３０にも伝達することができる。つまり、前面衝突時に車両前部１０からキャビン１２の骨格部へ伝達されてきた衝突荷重を、衝突側のフロントピラー１４からルーフサイドレール２０へ伝達し、更にフロントルーフヘッダ３０から衝突側と反対側のルーフサイドレール２０へと分散して伝達することができる。このため、フロントピラー１４とルーフサイドレール２０との接続部位（接続位置Ｘで示される部位）といった部材同士の継ぎ目に入力される荷重を低減することができる。その結果、後側補強部材５６を設けることで、フロントピラー１４の上部１４Ａからルーフサイドレール２０の前部２０Ａにかけての部分が当該上部１４Ａと当該前部２０Ａとの接続位置Ｘ付近で折れ変形することを抑制又は防止することができる。

ちなみに、図８には、フロントピラー１４の上部１４Ａからルーフサイドレール２０の前部２０Ａにかけての車体骨格部材を静的に圧縮したときのＦ−Ｓ線図が示されている。実線のグラフが前側補強部材５４及び後側補強部材５６を備えていない対比例の場合のＦ−Ｓ線図であり、破線グラフが前側補強部材５４及び後側補強部材５６を備えた本実施形態の場合のＦ−Ｓ線図である。両グラフの対比から分かるように、本実施形態の場合、対比例と比べて断面保持力が増強されているため、初期ストロークに対するピーク荷重が２割程度増加している。

以上より、本実施形態に係る車体構造によれば、前面衝突時にフロントピラー１４からルーフサイドレール２０にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを抑制又は防止することができる。

また、本実施形態では、フロントピラー１４の上部１４Ａとルーフサイドレール２０の前部２０Ａとの接続位置Ｘを含んで、フロントピラー１４の上部及びルーフサイドレール２０の前部２０Ａの中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部を埋めるようにウレタン系の高剛性発泡部材で構成された前側補強部材５４が設けられている。これにより、後側補強部材５６と前側補強部材５４とによって、フロントピラー１４とルーフサイドレール２０との接続位置Ｘからルーフサイドレール２０におけるフロントルーフヘッダ３０との接続位置Ｙに至る範囲に、連続した補強部材配設領域Ｚが設定される。つまり、衝突荷重を伝達することができる部材実面積が増加した領域が、車両前後方向に途切れることなく連続して存在することになる。そして、こうすることで本実施形態では、フロントピラー１４からルーフサイドレール２０にかけての部位で部材同士の接続位置となる前後二点（フロントピラー１４の上部１４Ａとルーフサイドレール２０の前部２０Ａとの接続位置Ｘ並びにルーフサイドレール２０の前部２０Ａとフロントルーフヘッダ３０との接続位置Ｙ）に跨って補強部材（前側補強部材５４及び後側補強部材５６）が連続して配設される。その結果、本実施形態によれば、前面衝突時にフロントピラー１４からルーフサイドレール２０にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを非常に効果的に抑制又は防止することができる。

なお、本実施形態では、第１閉断面部４２の内部空間の全てに前側補強部材５４が充填されているが、これに限らず、少なくとも領域Ｓ１に前側補強部材５４が充填されていればよい。この考え方は、第４閉断面部５２の内部空間に充填されている後側補強部材５６についても同様に当てはまる。また、後側補強部材５６は、第４閉断面部５２の内部空間の全てに充填されている訳ではないが、これに限らず、第４閉断面部５２の内部空間の全てに後側補強部材を充填してもよい。

以下に、図９〜図１１を用いて、別の実施形態について説明する。なお、前述した実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図９に示されるように、この車体構造では、フロントピラー１００の上部には、側面視で略三角形状に形成された固定窓１０２が配設されている。より正確には、固定窓１０２は、上底が車両前方側で下底が車両後方側となるように配置されると共に下底の方が上底より長くなるように形成された台形状とされている。これに対応して、フロントピラー１００の上部における固定窓１０２の後縁側には、後側支持部（Ａ’ピラー）１０４が車両上下方向に沿って配設されている。後側支持部１０４の平断面形状は略矩形とされており、閉断面構造の骨格部を成している。そして、この後側支持部１０４の上端部がルーフサイドレール１０６に接続されている。これにより、フロントピラー１００とセンタピラー１０８（図１０参照）との間に支点１１０が新たに形成されている。

図１０には、上記フロントピラー１００を備えた車両１１２がバリア８４に前面衝突した状態が概略的に示されている。この図に示されるように、支点１１０が追加された車体構造では、車両１１２がバリア８４に衝突すると、フロントピラー１００の上部からルーフサイドレール１０６にかけての部分が、平面視で略Ｚ字状に屈曲される。つまり、車両前方側の屈曲部位である第１屈曲部１１４にあっては、前述した実施形態と同様に車両幅方向外側かつ車両上方側へ凸となるように曲げ変形する。一方、第１屈曲部１１４よりも車両後方側に位置する第２屈曲部１１６にあっては、第１屈曲部１１４とは逆に、車両幅方向内側かつ車両上方側へ凸となるように曲げ変形する。なお、図１１（Ａ）には前述した実施形態の曲げ変形モードを模式的に描いた模式図が示されており、図１１（Ｂ）には固定窓１０２を備えたフロントピラー１００を有する場合の曲げ変形モードを模式的に描いた模式図が示されている。

このようにフロントピラー１００の上部の骨格構造が変化することにより、フロントピラー１００からルーフサイドレール１０６にかけての部分の曲げ変形モードが車両幅方向に入れ替わる場合には、前述した前側補強部材５４と後側補強部材５６の配設位置を車両幅方向で逆にするとよい。つまり、図１１（Ｂ）において第１屈曲部１１４側の曲げ変形領域Ｓ１では、図１１（Ａ）の曲げ変形モードと同一であるので、この領域Ｓ１については当該部分の閉断面部において図心位置よりも車両幅方向内側が圧縮側となるため、少なくとも車両幅方向内側に補強部材を配設する。一方、第２屈曲部１１６側の曲げ変形領域Ｓ２では、図１１（Ａ）の曲げ変形モードと逆相になるので、この領域Ｓ２については、当該部分の閉断面部において図心位置よりも車両幅方向外側が圧縮側となるため、少なくとも車両幅方向外側に補強部材を配設するとよい。

〔第２実施形態〕
以下、図１２〜図１８を用いて、本発明に係る車体構造の第２実施形態について説明する。

図１２には、前述した図９に図示したフロントピラー１００と同一構造のフロントピラー１５０を備えた車体側部１５２が示されている。この図に示されるように、車体側部１５２の車両前後方向の前側には、センタピラー１５４とフロントピラー１５０とロッカ１５６とルーフサイドレール１５８とで囲まれた範囲に、乗員が乗降するためのドア開口部１６０が形成されている。

ボデー構造について補足すると、ロッカ１５６は、図示しない車体フロアの車両幅方向両端部に車両前後方向に沿って延在された閉断面構造の梁状車体骨格部材である。また、ルーフサイドレール１５８は、図示しないルーフパネルの車両幅方向両端部に車両前後方向に沿って延在された閉断面構造の梁状車体骨格部材である。一方、センタピラー１５４は、ロッカ１５６の長手方向の中間部から立設されてルーフサイドレール１５８に接続される柱状車体骨格部材である。また、フロントピラー１５０は、ロッカ１５６の前端部から立設されてルーフサイドレール１５８の前端部に接続される柱状車体骨格部材である。さらに、上述したドア開口部１６０はサイドドア２６（前述した第１実施形態の図２に図示）によって開閉されるようになっている。また、ドア開口部１６０の内周縁部には、二枚又は三枚のフランジを合わせて構成されたドアオープニングフランジ１６２が連続的に形成されている。なお、フロントピラー１５０側のドアオープニングフランジを（フロントピラー側部分としての）「前側オープニングフランジ１６２Ａ」と称すことにする。上記ドアオープニングフランジ１６２には、長尺状に形成された図示しないゴム製のオープニングウェザストリップが取り付けられている。

上述したようにこのフロントピラー１５０には、固定窓１６４が配設されている。このため、以下においては、ロッカ１５６の前端部から固定窓１６４の下端部までの部分（Ａ部１６６Ａ）と固定窓１６４の前端部に沿って車両上下方向に延在する部分（Ｂ部１６６Ｂ）と固定窓１６４の上端部に沿って（ルーフサイドレール１５８の延長方向に沿って）車両前後方向に延在する部分（Ｃ部１６６Ｃ）を合わせて「フロントピラー本体部１６６」と称し、固定窓１６４の後端部に沿って車両上下方向に延在する部分を「補助ピラー部１６８」と称すことにする。補助ピラー部１６８の車両後方側の端部には、前述した前側オープニングフランジ１６２Ａが設けられている。

さらに、図１５等に示されるように、フロントピラー１５０のＣ部１６６Ｃには、その車両幅方向外側にフロントピラーアウタリインフォースメント１７０が配設されている。フロントピラーアウタリインフォースメント１７０の縦断面形状（フロントピラーアウタリインフォースメント１７０をその長手方向に対して直交する方向に切断したときの断面形状）は、略ハット形とされている。フロントピラーアウタリインフォースメント１７０は、開放側が車両幅方向内側（車室内側）となるように配置されており、所定幅の頂壁部１７０Ａと、この頂壁部１７０Ａの幅方向の両端部からそれぞれ車両下方内側又は車両幅方向内側へ鈍角に屈曲された一対の側壁部１７０Ｂ、１７０Ｃと、を備えている。

ここで、図１２〜図１４に示されるように、上述した車体側部１５２（フロントピラー１５０のＣ部１６６Ｃ）には、ドアオープニングフランジ１６２のフロントピラー側部分である前側オープニングフランジ１６２Ａの上端部を跨ぐように第３補強部材としての長尺状の補強部材１７２が配設されている。図１５に示されるように、補強部材１７２は、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０の車両幅方向内側に嵌合するように配設されている。なお、補強部材１７２は、一例としてプレス成形品とされている。補強部材１７２は、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０と同様の断面形状とされており、頂壁部１７２Ａと一対の側壁部１７２B、１７２Cと、を含んで構成されている。頂壁部１７２Ａに対する一対の側壁部１７２B、１７２Cの延出方向はフロントピラーアウタリインフォースメント１７０の頂壁部１７０Ａに対する一対の側壁部１７０Ｂ、１７０Ｃの延出方向と同一とされている。

図１３、図１４、図１６に示されるように、上述した補強部材１７２の頂壁部１７２Ａには、部材の長手方向に所定の間隔で剛性チューニング部としての複数の縦ビード１７４が一体に形成されている。縦ビード１７４は、頂壁部１７２Ａを車両幅方向内側（車室内側）へ凸となるようにプレスすることにより凹溝状に形成されている。縦ビード１７４は、底面と両端面の三面で構成されている。また、縦ビード１７４と縦ビード１７４との間には、車両幅方向外側へ凸となる複数の取付面（打点面）１７６が一体に形成されている。取付面１７６は、車両幅方向内側へ凸となる縦ビード１７４を形成することにより相対的に形成される部分である。これらの取付面１７６を用いて、補強部材１７２は、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０の頂壁部１７０Ａにスポット溶接等によって接合されている。なお、一対の側壁部１７２Ｂ、１７２Ｃにも別の取付面１７８が一体に形成されており、これらの取付面１７８を用いて側壁部１７２Ｂが側壁部１７０Ｂにスポット溶接等によって接合されると共に、側壁部１７２Ｃが側壁部１７０Ｃにスポット溶接等によって接合されている。

上記のようにして補強部材１７２がフロントピラーアウタリインフォースメント１７０に取り付けられた状態では、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０の頂壁部１７０Ａが有する２本の稜線部１８０に直交するように縦ビード１７４が配設されている。なお、この実施形態では、縦ビード１７４のビード中心線と稜線部１８０とのなす角度θは、９０度に設定されている。但し、必ずしもθ＝９０度である必要はなく、ビードによる補強効果が得られる角度であればよい。従って、例えば、θ＝８５度〜９５度の範囲であれば、性能上何ら問題はない。請求項４に記載された「直交」の用語も同様の趣旨であり、発明の効果が得られるのであれば、厳密に直交している場合のみならず、９０度以外で交差している場合を含むものとする。また、縦ビード１７４は、複数である必要はなく、一つでもよい。さらに、この実施形態では、剛性チューブ部として凹溝状の縦ビード１７４を用いたが、これに限らず、板厚の変更やリブの設定、開口の設定等によって剛性をチューニングしてもよい。

さらに、図１３に示されるように、上述した複数（本実施形態では、４個）の縦ビード１７４は、補強部材１７２の頂壁部１７２Ａ側から見てドアオープニングフランジ１６２の前側オープニングフランジ１６２Ａの延長上かそれよりも車両前方側に配置されている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

まず、固定窓１６４を備えているが補強部材１７２を備えていないフロントピラー１５０を有する車両が前面衝突、特に微小ラップ衝突したときの力の伝達について概説する。図１２に示されるように、この場合、微小ラップ衝突したときの衝突荷重によって、前輪１８２（第１実施形態の図２参照）のホイールが、フロントピラー本体部１６６のＡ部１６６Ａの下部（即ち、ホイールと車両前後方向に対向している部分）１８４に当接し、当該下部１８４を車両後方側へ押す。このときの入力荷重を「Ｆ１」で示す。これにより、フロントピラー１５０の下部１８４側が折れ変形し、吸収しきれなかった衝突荷重Ｆ２がドアオープニングフランジ１６２の前側オープニングフランジ１６２Ａを通ってフロントピラー本体部１６６のＣ部１６６Ｃからルーフサイドレール１５８にかけての部位を車両上方側へ突き上げる。その結果、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０において補助ピラー部１６８とルーフサイドレール１５８とが交差する箇所に縦曲げモーメントＭ１が発生する。仮に本実施形態の補強部材１７２を備えていない場合、この縦曲げモーメントＭ１によってフロントピラー本体部１６６のＣ部１６６Ｃからルーフサイドレール１５８にかけての部位に折れ変形が生じることが考えられる。

ここで、本実施形態では、車両側面視でドアオープニングフランジ１６２の前側オープニングフランジ１６２Ａの上端部を跨ぐようにフロントピラーアウタリインフォースメント１７０の車両幅方向内側に長尺状の補強部材１７２を配置したので、上述した縦曲げモーメントＭ１に対して抗力（Ｍ１を相殺する方向の曲げモーメント）が得られる。このため、フロントピラー１５０のフロントピラー本体部１６６のＣ部１６６Ｃ（上部）からルーフサイドレール１５８にかけての部位が折れ難くなる。その結果、本実施形態によれば、前面衝突時にフロントピラー１５０のＣ部１６６Ｃ（上部）からルーフサイドレール１５８の前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを抑制又は防止することができる。

また、本実施形態では、補強部材１７２が、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０の複数（二本）の稜線部１８０に直交するように形成された複数の凹溝状の縦ビード１７４を備えているので、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０の長手方向に沿った強度及び剛性を高めることができる。このため、フロントピラー１５０のフロントピラー本体部１６６のＣ部１６６Ｃ（上部）からルーフサイドレール１５８にかけての部位がより一層折れ難くなる。その結果、本実施形態によれば、前面衝突時にフロントピラー１５０のＣ部（上部）からルーフサイドレール１５８の前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることをより効果的に抑制又は防止することができる。なお、この効果は、パワーユニット室とキャビンとを隔成する図示しないダッシュパネルとフロントピラー１５０との接合部が裂けることを効果的に抑制又は防止するという効果に敷衍される。

さらに、本実施形態によれば、以下の作用並びに効果が得られる。図１７Ａには、本実施形態の補強部材１７２を備えていない車両１９０の平面視での模式図が示されている。この図に示されるようにウインドシールドガラス１９２の上端部（この図では後端部）に沿って車両幅方向に沿って架け渡された部材はフロントヘッダパネル１９４であり、その車両後方側に平行に架け渡されている部材はルーフセンタリインフォースメント１９６である。上記車両１９０が微小ラップ衝突してＡ点に衝突荷重Ｆが入力されると、固定端に近いＢ点（ルーフパネル１９８とルーフセンタリインフォースメント１９６とセンタピラー２００との結合点）に最も大きな曲げモーメントが作用する。これにより、図１７Ｂに示されるように、ルーフセンタリインフォースメント１９６が折れ変形し、フロントピラー２０２（Ａ点）が距離δ１だけ後退する。

これに対し、本実施形態では、上述したように補強部材１７２が、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０の複数（二本）の稜線部１８０に直交するように形成された複数の縦ビード１７４を備えている。図１８Ａには、本実施形態の補強部材１７２を備えた車両２１０の平面視での模式図が示されている。なお、補強部材１７２を備えている点以外は、図１７Ａに示される車両１９０と同様に描いている。すなわち、ウインドシールドガラス２１２の上端部（この図では後端部）に沿ってフロントヘッダパネル２１４が車両幅方向に沿って架け渡されており、更にその車両後方側にはルーフセンタリインフォースメント２１６が平行に架け渡されている。補強部材１７２に上記縦ビード１７４が形成されることで、前述したようにフロントピラーアウタリインフォースメント１７０は縦曲げモーメントＭ１に対しては強くなるが、凹ビードとして構成された縦ビード１７４が形成された分だけ、補強部材１７２の一対の側壁部１７２Ｂ、１７２Ｃの面積が減少する。このため、図1８Ｂに示されるように、車両２１０が微小ラップ衝突して、フロントピラー１５０の上部からルーフサイドレール１５８にかけての部位が車両幅方向外側へ折れようとする横曲げモーメントＭ２が入力されたときには、これらの縦ビード１７４が脆弱部として機能し折れ起点となる。その結果、フロントピラー１５０の上部（フロントピラー本体部１６６のＣ部１６６Ｃ）がドアオープニングフランジ１６２の前側オープニングフランジ１６２Ａよりも車両前方側で車両幅方向外側へ折れ変形して、衝突エネルギーの一部が吸収される。その結果、フロントピラー１５０（Ａ点）も距離δ１よりも短い距離δ２しか後退しない。これにより、ルーフセンタリインフォースメント２１６への荷重入力量は格段に低減され、ルーフセンタリインフォースメント２１６の折れ変形、ひいてはキャビンの変形が効果的に抑制又は防止される。このように本実施形態の補強部材１７２によれば、フロントピラー１５０の上部からルーフサイドレール１５８にかけての部位の縦曲げモーメントＭ１に起因した折れ変形については効果的に抑制し、横曲げモーメントＭ２に起因した折れ変形については促進することができる。

このように本実施形態では、補強部材１７２がフロントピラーアウタリインフォースメント１７０の複数の稜線部１８０を車両上下方向に縦折れさせる縦曲げモーメントＭ１に対しては補強効果を有し、複数の稜線部１８０を車両幅方向に横折れさせる横曲げモーメントＭ２に対しては折れ起点となるように形成された一又は二以上の剛性チューニング部（縦ビード１７２）を備えている。このため、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０は、微小ラップ衝突時等の衝突時に作用する縦曲げモーメントＭ１に対しては充分に抵抗して折れ変形を抑制し、同時に車両幅方向外側へ折れ変形して衝突エネルギーの一部を吸収する。これにより、フロントピラーの後退量が抑制される。よって、本実施形態によれば、縦曲げモーメントＭ１に起因した折れ変形については効果的に抑制し、横曲げモーメントＭ２に起因した折れ変形については促進することができる。

また、上記の剛性チューニング部を凹溝状の縦ビード１７４で構成したので、ビードの幅や深さ等により容易に剛性を容易に変更することができる。その結果、本実施形態によれば、縦折れと横折れのバランスを容易にチューニングすることができる。

【０００２】
［０００６］
第１の態様に係る車体構造は、ルーフの車両幅方向両側に車両前後方向に沿って配置されると共に、ルーフサイドレールインナパネルとルーフサイドレールアウタパネルとサイドアウタパネルとで第３閉断面部及び第４閉断面部を含む中空閉断面構造の粱状車体骨格部材として構成されたルーフサイドレールと、車両側面視で前記ルーフサイドレールの前部においてウインドシールドガラスの上端部に沿って配置されるフロントルーフヘッダとの接続位置を含んで配置され、当該ルーフサイドレールの前部における中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部を埋めるように当該ルーフサイドレールの前部の長手方向に沿って設けられた樹脂製の第１補強部材と、キャビンの前部両側に配置されると共に、フロントピラーインナパネルとフロントピラーアウタパネルとサイドアウタパネルとで第１閉断面部及び第２閉断面部を含む中空閉断面構造の柱状車体骨格部材として構成されたフロントピラーと、前記フロントピラーの上部と前記ルーフサイドレールの前部との接続位置を含んで配置され、前記フロントピラーの上部及び前記ルーフサイドレールの前部における中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部を埋めるように設けられた樹脂製の第２補強部材と、を有し、前記第１閉断面部と前記第３閉断面部とが相互に連通されていると共に、前記第２閉断面部と前記第４閉断面部とが相互に連通されており、前記第１補強部材は、前記ルーフサイドレールアウタパネルと前記サイドアウタパネルとの間に形成された前記第４閉断面部内に設けられていると共に、前記第２補強部材は、前記フロントピラーインナパネルと前記フロントピラーアウタパネルとの間に形成された前記第１閉断面部内に設けられており、前記第１補強部材と前記第２補強部材とによって、前記フロントピラーの上部の根元から前記ルーフサイドレールの前部における前記フロントルーフヘッダとの接続位置に至る範囲に、連続した補強部材配設領域が設定されている。
［０００７］
［０００８］
第３の態様に係る車体構造は、フロントピラーの一部を構成し車両幅方向外側に配置されると共にルーフサイドレールの延長上に車両前後方向に沿って配置されたフロントピラーアウタリインフォースメントと、前記フロントピラーの一部を構成し、前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両下方側に配置された固定窓の後端部に沿って車両上下方向に延在されると共に、車両後方側の端部にサイドドアのドア開口部の周縁部に沿って配置されたドアオープニングフランジのフロントピラー側部分が形成された補助ピラー部と、前記ドアオープニングフランジのフロントピラー側部分を跨ぐように前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両幅方向内側に配置された長尺状の第３補強部材と、を有している。

【０００３】
［０００９］
第４の態様に係る車体構造は、第３の態様において、前記フロントピラーアウタリインフォースメントは、当該フロントピラーアウタリインフォースメントの長手方向に沿って延びると共に車両幅方向に並ぶ複数の稜線部を有しており、前記第３補強部材は、前記複数の稜線部を車両上下方向に縦折れさせる縦曲げモーメントに対しては補強効果を有し、前記複数の稜線部を車両幅方向に横折れさせる横曲げモーメントに対しては折れ起点となるように形成された一又は二以上の剛性チューニング部を備えている。
［００１０］
第５の態様に係る車体構造は、第４の態様において、前記剛性チューニング部は、前記複数の稜線部に直交するように形成された凹溝状の縦ビードである。
［００１１］
第１の態様の作用は、以下の通りである。
［００１２］
一般に前面衝突すると、その際の衝突荷重は車体前部に入力された後、フロントピラーの上部を通ってルーフサイドレールの前部に伝達される。このとき伝達される圧縮荷重が非常に大きい場合に、フロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての車体骨格部に応力集中が生じ易い部位が存在すると、折れ変形（座屈）が起こり易くなる。
［００１３］
ここで、本発明では、車両側面視でルーフサイドレールの前部においてウインドシールドガラスの上端部に沿って配置されるフロントルーフヘッダとの接続位置を含んで第１補強部材が配置される。この第１補強部材は樹脂製とされてルーフサイドレールの前部における第３閉断面部及び第４閉断面部を含む中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部（ルーフサイドレールアウタパネルとサイドアウタパネルとの間に形成された第４閉断面部）を埋めるようにルーフサイドレールの前部の長手方向に沿って設けられているため、ルーフサイドレールの前部におけるフロントルーフヘッダとの接続位置の剛性が高くなる。従って、フロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部に伝達された衝突荷重（軸圧縮荷重）をルーフサイドレールの前部だけでなくフロントルーフヘッダにも伝達することができる。つまり、前面衝突時に車体前部からキャビンの骨格部へ伝達されてきた衝突荷重を、衝突側のフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部へ伝達し、更にフロントルーフヘッダから衝突側と反対側のルーフサイドレール

【０００４】
へと分散して伝達することができる。このため、フロントピラーの上部とルーフサイドレールの前部との接続部位といった部材同士の継ぎ目への入力荷重を低減することができる。
［００１４］
また、フロントピラーの上部とルーフサイドレールの前部との接続位置を含んで、フロントピラーの上部及びルーフサイドレールの前部における第１閉断面部及び第２閉断面部を含む中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部（フロントピラーインナパネルとフロントピラーアウタパネルとの間に形成された第１閉断面部）を埋めるように樹脂製の第２補強部材が設けられている。これにより、第１補強部材と第２補強部材とによって、フロントピラーの上部の根元からルーフサイドレールの前部におけるフロントルーフヘッダとの接続位置に至る範囲に、連続した補強部材配設領域が設定される。つまり、衝突荷重を伝達することができる部材実面積が増加した領域が、車両前後方向に途切れることなく連続して存在することになる。そして、こうすることで本発明では、フロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての部位で部材同士の接続位置となる前後二点（フロントピラーの上部とルーフサイドレールの前部との接続位置並びにルーフサイドレールの前部とフロントルーフヘッダとの接続位置）に跨って補強部材が連続して配設される。
第３の態様の作用は、以下の通りである。
［００１５］
この態様では、フロントピラーが固定窓と補助ピラー部とを備えている。より具体的には、フロントピラーにおける車両幅方向外側にはルーフサイドレールの延長上に車両前後方向に沿って配置されたフロントピラーアウタリインフォースメントが配置されており、固定窓は当該フロントピラーアウタリインフォースメントの車両下方側に配置されている。さらに、固定窓の後端部に沿って補助ピラー部が車両上下方向に延在されている。この補助ピラー部の車両後方側の端部には、ドアオープニングフランジのフロントピラー側部分が形成されている。
［００１６］
このようにフロントピラー構造を有する車両が前面衝突、特に微小ラップ衝突すると、その際の衝突荷重によって前輪のホイールがフロントピラーを車両後方側へ押す。これにより、フロントピラーの下部側（ホイールと車両

【０００５】
前後方向に対向している部分）が折れ変形し、吸収しきれなかった衝突荷重がドアオープニングフロントピラーのフロントピラー側部分を通ってフロントピラーの上部からルーフサイドレールにかけての部位を車両上方側へ突き上げる。その結果、フロントピラーアウタリインフォースメントにおいて補助ピラー部とルーフサイドレールとが交差する箇所に縦曲げモーメントが発生する。この縦曲げモーメントによりフロントピラーの上部からルーフサイドレールにかけての部位に折れ変形が生じることが考えられる。
［００１７］
ここで、本態様では、フロントピラーアウタリインフォースメントの車両幅方向内側にドアオープニングフランジのフロントピラー側部分を跨ぐように長尺状の第３補強部材を配置したので、上述した縦曲げモーメントに対して抗力が得られる。このため、フロントピラーの上部からルーフサイドレールにかけての部位が折れ難くなる。
［００１８］
第４の態様によれば、フロントピラーアウタリインフォースメントは、当該フロントアウタリインフォースメントの長手方向に沿って延びると共に車両幅方向に並ぶ複数の稜線部を有している。ここで、第３補強部材がフロントピラーアウタリインフォースメントの複数の稜線部を車両上下方向に縦折れさせる縦曲げモーメントに対しては補強効果を有し、複数の稜線部を車両幅方向に横折れさせる横曲げモーメントに対しては折れ起点となるように形成された一又は二以上の剛性チューニング部を備えている。このため、フロントピラーアウタリインフォースメントは、微小ラップ衝突時等の衝突時に作用する縦曲げモーメントに対しては充分に抵抗して折れ変形を抑制し、同時に車両幅方向外側へ折れ変形して衝突エネルギーの一部を吸収する。これにより、フロントピラーの後退量が抑制される。
［００１９］
第５の態様によれば、剛性チューニング部が凹溝状の縦ビードであるため、ビードの幅や深さ等により容易に剛性を変更することができる。
発明の効果
［００２０］
以上説明したように、第１の態様に係る単体構造は、前面衝突時にフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての中空閉

【０００６】
断面構造の車体骨格部が途中で折れることを抑制又は防止することができるという優れた効果を有する。
［００２１］
また、第１の態様に係る車体構造は、前面衝突時にフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを非常に効果的に抑制又は防止することができるという優れた効果を有する。
［００２２］
第３の態様に係る車体構造は、前面衝突時にフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを抑制又は防止することができるという優れた効果を有する。
［００２３］
第４の態様に係る車体構造は、縦曲げモーメントに起因した折れ変形については効果的に抑制し、横曲げモーメントに起因した折れ変形については促進することができるという優れた効果を有する。
［００２４］
第５の態様に係る車体構造は、縦折れと横折れのバランスを容易にチューニングすることができるという優れた効果を有する。
図面の簡単な説明
［００２５］
［図１］第１実施形態に係る車体構造の要部を説明するための部分拡大側面図である。
［図２］第１実施形態に係る車体構造が適用された車両の外観斜視図である。
［図３］図１の３−３線に沿った縦断面図である。
［図４］図１の４−４線に沿った縦断面図である。
［図５］図１の５−５線に沿った縦断面図である。
［図６］図１の６−６線に沿った縦断面図である。
［図７Ａ］対比例に係る車両の衝突状態を示す概略平面図である。
［図７Ｂ］対比例に係る車両の衝突状態を示す概略側面図である。
［図８］第１実施形態に係る車体構造が適用された車両と対比例に係る車体構造が適用された車両が前面衝突したときのＦ−Ｓ線図である。
［図９］別の実施形態に係る車体構造の要部を示しており、フロントピラーを中心に描いた車体の概略側面図である。

第２の態様に係る車体構造は、フロントピラーの車両幅方向外側に配置されると共にルーフサイドレールの延長上に車両前後方向に沿って配置されたフロントピラーアウタリインフォースメントと、前記フロントピラーの一部を構成し、前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両下方側に配置された固定窓の後端部に沿って車両上下方向に延在されると共に、車両後方側の端部にサイドドアのドア開口部の周縁部に沿って配置されたドアオープニングフランジのフロントピラー側部分が形成された補助ピラー部と、前記ドアオープニングフランジのフロントピラー側部分を跨ぐように前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両幅方向内側に配置された長尺状の第３補強部材と、を有している。
第３の態様に係る車体構造は、フロントピラーの一部を構成し車両幅方向外側に配置されると共にルーフサイドレールの延長上に車両前後方向に沿って配置されたフロントピラーアウタリインフォースメントと、前記フロントピラーの一部を構成し、前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両下方側に配置された固定窓の後端部に沿って車両上下方向に延在されると共に、車両後方側の端部にサイドドアのドア開口部の周縁部に沿って配置されたドアオープニングフランジのフロントピラー側部分が形成された補助ピラー部と、前記ドアオープニングフランジのフロントピラー側部分を跨ぐように前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両幅方向内側に配置された長尺状の第３補強部材と、を有し、前記フロントピラーアウタリインフォースメントは、当該フロントピラーアウタリインフォースメントの長手方向に沿って延びると共に車両幅方向に並ぶ複数の稜線部を有している。

第４の態様に係る車体構造は、第２の態様において、前記フロントピラーアウタリインフォースメントは、当該フロントピラーアウタリインフォースメントの長手方向に沿って延びると共に車両幅方向に並ぶ複数の稜線部を有しており、前記第３補強部材は、前記複数の稜線部を車両上下方向に縦折れさせる縦曲げモーメントに対しては補強効果を有し、前記複数の稜線部を車両幅方向に横折れさせる横曲げモーメントに対しては折れ起点となるように形成された一又は二以上の剛性チューニング部を備えている。

また、フロントピラーの上部とルーフサイドレールの前部との接続位置を含んで、フロントピラーの上部及びルーフサイドレールの前部における中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部（フロントピラーインナパネルとフロントピラーアウタパネルとの間に形成された第１閉断面部）を埋めるように樹脂製の第２補強部材が設けられている。これにより、第１補強部材と第２補強部材とによって、フロントピラーの上部の根元からルーフサイドレールの前部におけるフロントルーフヘッダとの接続位置に至る範囲に、連続した補強部材配設領域が設定される。つまり、衝突荷重を伝達することができる部材実面積が増加した領域が、車両前後方向に途切れることなく連続して存在することになる。そして、こうすることで本発明では、フロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての部位で部材同士の接続位置となる前後二点（フロントピラーの上部とルーフサイドレールの前部との接続位置並びにルーフサイドレールの前部とフロントルーフヘッダとの接続位置）に跨って補強部材が連続して配設される。
第２の態様の作用は、以下の通りである。

このようなフロントピラー構造を有する車両が前面衝突、特に微小ラップ衝突すると、その際の衝突荷重によって前輪のホイールがフロントピラーを車両後方側へ押す。これにより、フロントピラーの下部側（ホイールと車両前後方向に対向している部分）が折れ変形し、吸収しきれなかった衝突荷重がドアオープニングフランジのフロントピラー側部分を通ってフロントピラーの上部からルーフサイドレールにかけての部位を車両上方側へ突き上げる。その結果、フロントピラーアウタリインフォースメントにおいて補助ピラー部とルーフサイドレールとが交差する箇所に縦曲げモーメントが発生する。この縦曲げモーメントによりフロントピラーの上部からルーフサイドレールにかけての部位に折れ変形が生じることが考えられる。

第２及び第３の態様に係る車体構造は、前面衝突時にフロントピラーの上部からルーフサイドレールの前部にかけての中空閉断面構造の車体骨格部が途中で折れることを抑制又は防止することができるという優れた効果を有する。

上記のようにして補強部材１７２がフロントピラーアウタリインフォースメント１７０に取り付けられた状態では、フロントピラーアウタリインフォースメント１７０の頂壁部１７０Ａが有する２本の稜線部１８０に直交するように縦ビード１７４が配設されている。なお、この実施形態では、縦ビード１７４のビード中心線と稜線部１８０とのなす角度θは、９０度に設定されている。但し、必ずしもθ＝９０度である必要はなく、ビードによる補強効果が得られる角度であればよい。従って、例えば、θ＝８５度〜９５度の範囲であれば、性能上何ら問題はない。請求項５に記載された「直交」の用語も同様の趣旨であり、発明の効果が得られるのであれば、厳密に直交している場合のみならず、９０度以外で交差している場合を含むものとする。また、縦ビード１７４は、複数である必要はなく、一つでもよい。さらに、この実施形態では、剛性チューブ部として凹溝状の縦ビード１７４を用いたが、これに限らず、板厚の変更やリブの設定、開口の設定等によって剛性をチューニングしてもよい。

Claims

ルーフの車両幅方向両側に車両前後方向に沿って配置されると共に中空閉断面構造の梁状車体骨格部材として構成されたルーフサイドレールと、
車両側面視で前記ルーフサイドレールの前部においてウインドシールドガラスの上端部に沿って配置されるフロントルーフヘッダとの接続位置を含んで配置され、当該ルーフサイドレールの前部における中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部を埋めるように当該ルーフサイドレールの前部の長手方向に沿って設けられた樹脂製の第１補強部材と、
を有する車体構造。
キャビンの前部両側に配置されると共に中空閉断面構造の柱状車体骨格部材として構成されたフロントピラーを備え、
さらに、前記フロントピラーの上部と前記ルーフサイドレールの前部との接続位置を含んで配置され、前記フロントピラーの上部及び前記ルーフサイドレールの前部における中空閉断面部の内部空間の少なくとも一部を埋めるように設けられた樹脂製の第２補強部材を有し、
前記第１補強部材と前記第２補強部材とによって、前記フロントピラーの上部と前記ルーフサイドレールの前部との接続位置から前記ルーフサイドレールの前部における前記フロントルーフヘッダとの接続位置に至る範囲に、連続した補強部材配設領域が設定されている、
請求項１記載の車体構造。
フロントピラーの車両幅方向外側に配置されると共にルーフサイドレールの延長上に車両前後方向に沿って配置されたフロントピラーアウタリインフォースメントと、
前記フロントピラーの一部を構成し、前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両下方側に配置された固定窓の後端部に沿って車両上下方向に延在されると共に、車両後方側の端部にサイドドアのドア開口部の周縁部に沿って配置されたドアオープニングフランジのフロントピラー側部分が形成された補助ピラー部と、
前記ドアオープニングフランジのフロントピラー側部分を跨ぐように前記フロントピラーアウタリインフォースメントの車両幅方向内側に配置された長尺状の第３補強部材と、
を有する車体構造。
前記フロントピラーアウタリインフォースメントは、当該フロントアウタリインフォースメントの長手方向に沿って延びると共に車両幅方向に並ぶ複数の稜線部を有しており、
前記第３補強部材は、前記複数の稜線部を車両上下方向に縦折れさせる縦曲げモーメントに対しては補強効果を有し、前記複数の稜線部を車両幅方向に横折れさせる横曲げモーメントに対しては折れ起点となるように形成された一又は二以上の剛性チューニング部を備えている、
請求項３記載の車体構造。
前記剛性チューニング部は、前記複数の稜線部に直交するように形成された凹溝状の縦ビードである、
請求項４記載の車体構造。