WO2011030463A1

WO2011030463A1 - 車体構造

Info

Publication number: WO2011030463A1
Application number: PCT/JP2009/066027
Authority: WO
Inventors: 健雄森
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-03-17
Also published as: JPWO2011030463A1; CN102574548A; JP5206881B2; US20120161475A1

Abstract

　車両の重量の増加を招くことなく、骨格構成部材における所望の位置の強度を大きくし、もって衝撃吸収性能を高めることができる車体構造を提供する。　車体構造１は、フロントピラー２、センターピラー３、ルーフサイドレール４、およびロッカ５を備えている。フロントピラー２には、第１の補強部として、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１のベルトライン部にセンターピラーパッチＲ／Ｆ２２が設けられている。また、第２の補強部として、センターピラーパッチＲ／Ｆ２２を含む領域より広い領域にわたって高板厚部２３が形成されている。さらに、第３の補強部として、高板厚部２３を含む領域より広い領域にわたって高強度部２１Ａが形成されている。

Description

車体構造

　本発明は、車両の骨格構造に係わる車体構造に関する。

　車両の骨格構造を構成する骨格構成部材としては、フロントピラー、センターピラー、ルーフサイドレール、ロッカアウタなどが用いられる。このうち、フロントピラーは、車両の前方に設けられる。また、センターピラーは、車両の前後方向中央部に設けられる。さらに、ルーフサイドレールは、車両の高部に設けられる。そして、ロッカは、車両の下部に設けられる。

　これらの骨格構成部材には、車両の衝突等によって生じる衝撃を吸収するための補強構造が求められることが多い。このような補強構造として、従来、補強部材を設けたセンターピラーが知られている（たとえば、特許文献１参照）。このセンターピラーでは、上部部材、中央部材、および下部部材を高張力鋼鈑で構成している。また、上部部材の引張強度を中央部材の引張強度よりも低くするとともに下部部材の引張強度よりも高くしている。このような構成により、残留応力のばらつきが小さくなるとともに、キャンバナック等による変形量が減少し、形状精度が向上するため、プレス加工が容易となる。

特開２００９－００１１２１号公報

　上記特許文献１に開示されたセンターピラーでは、上部部材、下部部材、および中央部材の引張強度を異ならせている。このため、車両の衝突等によって生じる衝撃を吸収するために骨格構成部材を補強することはできる。しかし、センターピラーの各部の引張強度を異ならせるために、上部部材、下部部材、および中央部材といった多くの部材を用いることが必要となる。このため、補強部材を構成する部品などの部品点数が増加してしまい、その分車両重量の増加が大きくなるという問題があった。

　そこで、本発明の課題は、車両の重量の増加を招くことなく、骨格構成部材における所望の位置の強度を大きくし、もって衝撃吸収性能を高めることができる車体構造を提供することにある。

　上記課題を解決した本発明に係る車体構造は、車体骨格を構成する骨格構成部材を備え、骨格構成部材の中間部に補強部が形成され、補強部を含み、補強部よりも広い領域にわたって骨格構成部材が補強されており、骨格構成部材の強度が複数段階で変化する強度分布とされていることを特徴とする。

　本発明に係る車体構造においては、骨格構成部材が補強されている。このため、骨格構成部材における所望の位置の強度を大きくすることができる。さらに、骨格構成部材を補強するにあたり、骨格構成部材の中間部に補強部が形成され、補強部を含み、補強部よりも広い領域にわたって骨格構成部材が補強されており、骨格構成部材の強度が複数段階で変化する強度分布とされている。このため、骨格構成部材の所望の位置を補強するにあたり、補強部を重ねて用いることができるので、補強のための部品点数の増大を防止することができる。したがって、車両の重量の増加を招くことなく、骨格構成部材における所望の位置の強度を大きくし、もって衝撃吸収性能を高めることができる。

　ここで、骨格構造構成部材の中間部に形成された第１補強部と、第１補強部が形成された第１補強部形成領域を含み、第１補強部形成領域より広い領域にわたって形成された第２補強部と、第２補強部が形成された第２補強部形成領域を含み、第２補強部形成領域より広い領域にわたって形成された第３補強部と、を備える態様とすることができる。

　このように、第１補強部、第２補強部、および第３補強部を形成することにより、補強のための部品点数の削減を効率的に行うことができる。その結果、さらに好適に車両の重量の増加を招くことなく、骨格構成部材における所望の位置の強度を大きくし、もって衝撃吸収性能を高めることができる。

　また、第１補強部は、補強部材を設けることで補強され、第２補強部は、板厚を他の部位より大きくすることで補強され、第３補強部は、熱処理により補強されている態様とすることができる。

　このように、第１補強部、第２補強部、および第３補強部を形成することにより、これらの補強部を好適に形成することができる。

　さらに、骨格構成部材は、複数の部位を含み、一の骨格構成部材と他の骨格構成部材との接合部に脆弱部が形成されている態様とすることができる。

　このように、脆弱部を形成することにより、各骨格構成部材間を安定して変形させることができる。さらに、形状が複雑となる部位においても、脆弱部を容易に形成することができる。

　あるいは、骨格構成部材はフロントピラーおよびロッカであり、フロントピラーおよびロッカの車両前方側の両部材にわたる領域に脆弱部が形成されている態様とすることができる。

　このように、フロントピラーおよびロッカの車両前方側の両部材にわたる領域に脆弱部が形成されていることにより、車両に前突が生じてタイヤがフロントピラーおよびロッカに干渉した場合でも、フロントピラーおよびロッカを好適に変形させることができる。その結果、衝突吸収性能を高いものとすることができる。

　さらに、骨格構成部材は、センターピラーおよびロッカであり、ロッカにおけるセンターピラーが配設されている領域の車体下方側に脆弱部が形成されている態様とすることができる。

　このように、ロッカにおけるセンターピラーが配設されている領域の車体下方側に脆弱部が形成されていることにより、車両に側突が生じた場合に、ロッカをセンターピラーの下部を好適に変形させることができる。その結果、ロッカに作用する曲げモーメントを低減することができ、その分骨格構成部材の変形量を抑制することができる。

　本発明に係る車体構造によれば、車両の重量の増加を招くことなく、骨格構成部材における所望の位置の強度を大きくし、もって衝撃吸収性能を高めることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車体構造の斜視図である。図２は、フロントピラーおよびルーフサイドレールの分解斜視図である。図３は、センターピラーおよびロッカの分解斜視図である。図４（ａ）は、車両に前突が生じた場合のフロントピラーの近傍を示す斜視図、（ｂ）は、車両に側突が生じた場合のルーフサイドレールの近傍を示す斜視図である。図５（ａ）は、車両に側突が生じた場合のセンターピラーの近傍を示す斜視図、（ｂ）は、車両に側突が生じた場合のロッカの近傍を示す斜視図である。

　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

　図１は、本発明の実施形態に係る車体構造の斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る車体構造１は、サイドメンバ構造として骨格構成部材であるフロントピラー２、センターピラー３、ルーフサイドレール４、およびロッカ５を備えている。フロントピラー２およびセンターピラー３は、略上下方向に延在し、フロントピラー２は、車体構造１を備える車両の前部に配置され、センターピラー３は、車両の前後方向略中央部に配置されている。また、ルーフサイドレール４およびロッカ５は車両の略前後方向に延在し、ルーフサイドレール４は、車両の上部に配置されており、ロッカ５は、車両の下部に配置されている。

　また、フロントピラー２の上端部はルーフサイドレール４の先端部に接合され、フロントピラー２の下端部はロッカ５の先端部に接合されている。さらに、センターピラー３の上端部はルーフサイドレール４の長さ方向途中位置に接合されており、センターピラー３の下端部はロッカ５の長さ方向途中位置に接合されている。

　フロントピラー２は、図２に示すように、フロントピラーアウタリインホースメント（以下「Ｒ／Ｆ」という）２１を備えており、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１におけるベルトライン部の内側には、第１補強部となるフロントピラーパッチＲ／Ｆ２２が配設されている。また、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１には、第３補強部となる高強度部２１Ａおよび脆弱部となる低強度部２１Ｂが形成されている。

　高強度部２１Ａは、フロントピラーアウタＲ／Ｆ母材に焼入れを行って強度を付与した部位である。高強度部２１Ａを形成するための焼入れは、フロントピラーアウタＲ／Ｆ母材の成形前に行うこともできるし、成形後に行うこともできる。この焼入れが行われる部位が高強度部２１Ａとなるのに対して、高強度部２１Ａが形成される部位以外の部位が低強度部２１Ｂとなる。低強度部２１Ｂは、高強度部２１Ａを形成する際に熱処理条件と異なる熱処理条件によって熱処理を行い、高強度部２１Ａよりも低い強度となるように加工される。

　高強度部２１Ａは、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１における上端部および下端前部を除いた全範囲に形成されている。逆に、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１における上端部および下端前部は低強度部２１Ｂとされている。高強度部２１Ａは、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１の上端部において、ルーフサイドレール４と接合される繋ぎ部の手前まで延在しており、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１の上端部におけるルーフサイドレール４と接合される繋ぎ部は、低強度部２１Ｂとされている。また、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１における下端部では、前方範囲が低強度部２１Ｂとされており、後方範囲が高強度部２１Ａとされている。

　さらに、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１には、第２補強部となる高板厚部２３が形成されている。高板厚部２３は、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１におけるフロントピラーパッチＲ／Ｆ２２が設けられた部位を含む領域に形成されている。高板厚部２３は、たとえばＴＷＢ（テーラードブランク）加工によって形成される。ＴＷＢでは、素材シート状態で板厚、材質が異なる材料をレーザ接合して成形することによって部品内の強度を変化させる。

　このような構成により、フロントピラー２には、第１の補強部として、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１のベルトライン部にセンターピラーパッチＲ／Ｆ２２が設けられている。また、第２の補強部として、センターピラーパッチＲ／Ｆ２２を含む領域より広い領域にわたって高板厚部２３が形成されている。さらに、第３の補強部として、高板厚部２３を含む領域より広い領域にわたって高強度部２１Ａが形成されている。

　フロントピラー２を製造する工程を簡単に説明すると、まず、フロントピラーアウタＲ／Ｆ母材を用意し、フロントピラーアウタＲ／Ｆ母材のベルトライン部にフロントピラーパッチＲ／Ｆ２２を配設する。次に、フロントピラーアウタＲ／Ｆ母材におけるフロントピラーパッチＲ／Ｆ２２を配設した部位を含む領域にＴＷＢ加工を施して高板厚部２３を形成する。その後、所定の熱処理条件の下で熱処理を行い、高強度部２１Ａおよび低強度部２１Ｂを形成し、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１を形成する。こうして、フロントピラー２が製造される。

　センターピラー３は、図３に示すように、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１を備えており、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１におけるベルトライン部の内側には、センターピラーパッチＲ／Ｆ３２が配設されている。また、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１には、高強度部３１Ａおよび低強度部３１Ｂが形成されている。高強度部３１Ａおよび低強度部３１Ｂは、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１に形成される高強度部２１Ａおよび低強度部２１Ｂと同様にして形成される。

　高強度部３１Ａは、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１における上端部および下端部を除いた全範囲に形成されている。逆に、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１における上端部および下端部は低強度部３１Ｂとされている。高強度部３１Ａは、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１の上端部において、ルーフサイドレール４と接合される繋ぎ部の手前まで延在しており、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１の上端部におけるルーフサイドレール４と接合される繋ぎ部は、低強度部３１Ｂとされている。また、高強度部３１Ａは、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１の下端部において、ロッカ５と接合される繋ぎ部の手前まで延在しており、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１の下端部におけるロッカ５と接合される繋ぎ部は、低強度部３１Ｂとされている。

　さらに、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１には、高板厚部３３が形成されている。高板厚部３３は、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１におけるセンターピラーパッチＲ／Ｆ３２が設けられた部位を含む領域に形成されている。センターピラーアウタＲ／Ｆ３１における高板厚部３３は、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１と同様に、たとえばＴＷＢ加工によって形成される。

　また、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１には、アッパヒンジ３４およびロアヒンジ３５が設けられている。高板厚部３３の下端部は、センターピラーパッチＲ／Ｆ３２の下端部よりも下側であり、ロアヒンジ３５の上側に位置されている。さらに、高強度部３１Ａの下端部は、ロアヒンジ３５の下側に位置されている。

　センターピラー３を製造する工程を簡単に説明すると、まず、センターピラーアウタＲ／Ｆ母材を用意し、センターピラーアウタＲ／Ｆ母材のベルトライン部にセンターピラーパッチＲ／Ｆ３２を配設する。次に、センターピラーアウタＲ／Ｆ母材におけるセンターピラーパッチＲ／Ｆ３２を配設した部位を含む領域にＴＷＢ加工を施して高板厚部３３を形成する。その後、所定の熱処理条件の下で熱処理を行い、高強度部３１Ａおよび低強度部３１Ｂを形成し、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１を形成する。こうして、センターピラー３が製造される。

　ルーフサイドレール４は、図２に示すように、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１を備えており、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１の長手方向の途中位置の内側にはルーフサイドレールパッチＲ／Ｆ４２が配設されている。また、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１には、高強度部４１Ａおよび低強度部４１Ｂが形成されている。高強度部４１Ａおよび低強度部４１Ｂは、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１に形成される高強度部２１Ａおよび低強度部２１Ｂと同様にして形成される。

　高強度部４１Ａは、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１における前端部を除いた全範囲に形成されている。逆に、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１における前端部は低強度部４１Ｂとされている。高強度部４１Ａは、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１の前端部において、フロントピラー２と接合される繋ぎ部の手前まで延在しており、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１の前端部におけるフロントピラー２と接合される繋ぎ部は、低強度部４１Ｂとされている。

　さらに、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１には、高板厚部４３が形成されている。高板厚部４３は、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１におけるルーフサイドレールパッチＲ／Ｆ４２が設けられた部位を含む領域に形成されている。ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１における高板厚部４３は、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１と同様に、たとえばＴＷＢ加工によって形成される。

　また、ルーフサイドレール４には、センターピラー３の上端における繋ぎ部が接合されている。ルーフサイドレール４におけるルーフサイドレールパッチＲ／Ｆ４２および高板厚部４３は、いずれもセンターピラー３の上端における繋ぎ部を中心として配置されている。

　ルーフサイドレール４を製造する工程を簡単に説明すると、まず、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ母材を用意し、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ母材の長手方向略中央部にルーフサイドレールパッチＲ／Ｆ４２を配設する。次に、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ母材におけるルーフサイドレールパッチＲ／Ｆ４２を配設した部位を含む領域にＴＷＢ加工を施して高板厚部４３を形成する。その後、所定の熱処理条件の下で熱処理を行い、高強度部４１Ａおよび低強度部４１Ｂを形成し、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１を形成する。こうして、ルーフサイドレール４が製造される。

　ロッカ５は、図３に示すように、ロッカアウタＲ／Ｆ５１を備えており、ロッカアウタＲ／Ｆ５１の長手方向の途中位置の内側にはロッカパッチＲ／Ｆ５２が配設されている。また、ロッカアウタＲ／Ｆ５１には、高強度部５１Ａおよび低強度部５１Ｂが形成されている。高強度部５１Ａおよび低強度部５１Ｂは、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１に形成される高強度部２１Ａおよび低強度部２１Ｂと同様にして形成される。

　高強度部５１Ａは、ロッカアウタＲ／Ｆ５１における前端部および長手方向途中位置の下部を除いた全範囲に形成されている。逆に、ロッカアウタＲ／Ｆ５１における前端部および長手方向途中位置の下部は低強度部５１Ｂとされている。ロッカ５の上側においては、高強度部５１Ａは、ロッカアウタＲ／Ｆ５１の前端部であって、フロントピラー２が接合される位置まで延在している。また、ロッカ５の上側においては、前端部のほか、長手方向の途中位置を除いた位置が高強度部５１Ａとされている。

　さらに、ロッカアウタＲ／Ｆ５１の前端部におけるフロントピラー２が接合される位置の一部およびロッカ５の下側における長手方向の途中位置は、低強度部５１Ｂとされている。このうち、ロッカアウタＲ／Ｆ５１の前端部に形成される低強度部５１Ｂの前後方向の幅は、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１の下端部に形成される低強度部３１Ｂの前後方向の幅と略同一とされている。

　一方、低強度部５１Ｂとされたロッカ５の長手方向の途中位置の直上部には、センターピラー３の繋ぎ部が接合される。ロッカ５の長手方向の途中位置の下部に形成される低強度部５１Ｂは、側面視して上凸の半円状に形成される。また、低強度部５１Ｂの頂点は、ロッカアウタＲ／Ｆ５１の断面高さの１／２以下の高さ位置であって、センターピラー３の下端部は、低強度部５１Ｂよりも高い位置とされる。

　さらに、ロッカアウタＲ／Ｆ５１には、高板厚部５３が形成されている。高板厚部５３は、ロッカアウタＲ／Ｆ５１におけるロッカパッチＲ／Ｆ５２が設けられた部位を含む領域に形成されている。ロッカ５における高板厚部５３は、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１と同様に、たとえばＴＷＢ加工によって形成される。

　また、ロッカ５には、センターピラー３の下端における繋ぎ部が接合されている。ロッカ５におけるロッカパッチＲ／Ｆ５２および高板厚部５３は、いずれもセンターピラー３の下端における繋ぎ部を中心として配置されている。さらに、ロッカアウタＲ／Ｆ５１における高板厚部５３が形成された位置の内側には、バルクヘッド５４が設けられている。

　ロッカ５を製造する工程を簡単に説明すると、まず、ロッカアウタＲ／Ｆ母材を用意し、ロッカアウタＲ／Ｆ母材に対して所定の熱処理条件の下で熱処理を行い、高強度部５１Ａおよび低強度部５１Ｂを形成し、ロッカアウタＲ／Ｆ５１を形成する。このときに、低強度部５１Ｂは、ロッカアウタＲ／Ｆ５１の先端部および長手方向略中央の下部に形成する。ロッカアウタＲ／Ｆ５１の前端部における低強度部５１Ｂは、フロントピラー２を接合した際におけるフロントピラーアウタＲ／Ｆ２１の下端部に形成された低強度部２１Ｂと連続する位置に形成される。

　続いて、ロッカアウタＲ／Ｆ５１の内側であって、低強度部５１Ｂを挟む位置にバルクヘッド５４を配設する。このとき、バルクヘッド５４は、ロッカアウタＲ／Ｆ５１と接合されたセンターピラー３における繋ぎ部の前後稜線に沿って配置する。その後、バルクヘッド５４を含む領域のＴＷＢ加工を施して高板厚部５３を形成する。このため、低強度部５１Ｂの一部が高板厚部５３となる。そして、高板厚部５３における低強度部５１Ｂの上方にロッカパッチＲ／Ｆ５２を配設してロッカ５が製造される。

　以上の構成を有する本実施形態に係る車体構造１においては、フロントピラー２のほか、センターピラー３、ルーフサイドレール４、およびロッカ５は、パッチＲ／Ｆ、高板厚部、高強度部等によって補強されている。このため、フロントピラー２、センターピラー３、ルーフサイドレール４、およびロッカ５について、所望の位置を補強することができる。

　また、フロントピラー２では、フロントピラーパッチＲ／Ｆ２２による第１の補強がなされている。また、フロントピラーパッチＲ／Ｆ２２が設けられた領域を含む高板厚部２３による第２の補強がなされている。さらには、高板厚部２３が形成された領域を含む高強度部２１Ａによって第３の補強がなされている。また、フロントピラー２のほか、センターピラー３、ルーフサイドレール４、およびロッカ５においても同様の補強がなされている。

　このように、フロントピラー２、センターピラー３、ルーフサイドレール４、およびロッカ５では、第１の補強から第３の補強が段階的になされている。このため、補強のための部品点数の削減を効率的に行うことができる。その結果、さらに好適に車両の重量の増加を招くことなく、骨格構成部材における所望の位置の強度を大きくし、もって衝撃吸収性能を高めることができる。

　さらに、たとえば、フロントピラー２におけるルーフサイドレール４との接合部、ルーフサイドレール４におけるフロントピラー２との接合部には、低強度部２１Ｂ，４１Ｂが設けられている。このため、フロントピラー２とルーフサイドレール４との間など、骨格構成部材間を安定して変形させることができる。さらには、骨格構成部材が複雑な形状となる場合でも、脆弱部を容易に形成することができる。

　次に、車両に衝突が生じた場合における各骨格構成部材についての構造および変形の態様の例について説明する。

　フロントピラー２においては、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１のベルトライン部にフロントピラーパッチＲ／Ｆ２２が設けられている。また、フロントピラーパッチＲ／Ｆ２２が設けられた領域を含む範囲で高板厚部２３が形成されている。さらに、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１における高板厚部２３が形成された領域を含む範囲に高強度部２１Ａが形成されている。このため、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１のベルトライン部を頂点として上下方向に３段階に低下する強度分布が簡素な部品構成によって実現されている。このため、フロントピラーアウタＲ／Ｆ２１のベルトライン部に入る荷重による曲げモーメントに対して高い強度を発現する構造を無駄なく製造することができる。

　さらに、フロントピラー２におけるルーフサイドレール４との接合部には、低強度部２１Ｂが形成されている。このため、図４（ａ）に示すように、車両の前後方向の過負荷入力Ｆに対して、フロントピラー２におけるルーフサイドレール４との接合部における低強度部２１Ｂを安定して変形させることができる。したがって、車両におけるキャビン部の変形を小さく抑えることができる。

　さらに、フロントピラー２の下部では、車両後側が高強度部２１Ａとされ、車両前側は低強度部２１Ｂとされている。このため、車両に前突が生じた際に前輪Ｗとフロントピラー２とが干渉した際に、フロントピラー２の下前部を変形させ、好適にエネルギー吸収を行うことができる。

　センターピラー３においては、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１のベルトライン部にセンターピラーパッチＲ／Ｆ３２が設けられている。また、センターピラーパッチＲ／Ｆ３２が設けられた領域を含む範囲に高板厚部３３が形成されており、高板厚部３３の下端部はセンターピラーパッチＲ／Ｆ３２の下側に配置される。さらに、高板厚部３３が形成された領域を含む範囲で高強度部３１Ａが形成されている。また、ロアヒンジ３５との関係では、高板厚部３３の下端部はロアヒンジ３５よりも上側に配置され、高強度部３１Ａの下端部はロアヒンジ３５よりも下方に配置されている。

　このような構成により、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１のベルトライン部を頂点として上下方向に３段階に低下する強度分布が簡素な部品構成によって実現されている。このため、図５（ａ）に示すように、車両に側突が生じた場合に、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１の下部から順に２段階でセンターピラーアウタＲ／Ｆ３１を変形させることができる。その結果、モーメントの上昇を抑制することができるので、センターピラー３の乗員室への侵入を抑制することができる。

　さらに、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１の上端部は、ルーフサイドレール４との繋ぎ部であり、この繋ぎ部は低強度部３１Ｂとされている。また、センターピラーアウタＲ／Ｆ３１は、ルーフサイドレール４の繋ぎ部よりも下方位置は高強度部３１Ａとされている。センターピラーアウタＲ／Ｆ３１では、ルーフサイドレール４との繋ぎ部は形状が複雑となるが、ルーフサイドレール４との繋ぎ部が低強度部３１Ｂとされていることにより、成形後のトリミングを容易に行うことができる。

　ルーフサイドレール４においては、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１におけるセンターピラー３との接合部を中心として、ルーフサイドレールパッチＲ／Ｆ４２が設けられている。また、ルーフサイドレールパッチＲ／Ｆ４２が設けられた領域を含む範囲で高板厚部４３が形成されている。さらに、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１における高板厚部４３が形成された領域を含む範囲に高強度部４１Ａが形成されている。このため、センターピラー３との接合部を頂点として、車両の前後方向に３段階に低下する強度分布が簡素な部品構成によって実現されている。このため、図４（ｂ）に示すように、センターピラー３から入る過負荷入力Ｆによる曲げモーメントに対して高い強度を発現する構造を無駄なく製造することができる。

　また、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１の先端部は、フロントピラー２との繋ぎ部であり、この繋ぎ部は低強度部４１Ｂとされている。また、ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ４１は、フロントピラー２との繋ぎ部よりも後方位置が高強度部４１Ａとされている。このため、図４（ａ）に示すように、車両の前後方向の過負荷入力Ｆに対して、ルーフサイドレール４におけるフロントピラー２との接合部における低強度部４１Ｂを安定して変形させることができる。したがって、車両におけるキャビン部の変形を小さく抑えることができる。

　ロッカ５においては、センターピラー３との接合部の断面下部において、センターピラー３との接合部の前後方向中央部を中心に側面視して上凸である半円状の低強度部５１Ｂが形成されている。また、この低強度部５１Ｂの頂点は、ロッカ５における断面高さの１／２以下であり、センターピラー３の下端より下部に位置している。このため、センターピラー３との接合部への左右方向荷重に対して、センターピラー３を安定的に変形させることができる。

　また、この低強度部５１Ｂの両側を挟むロッカ５の断面内部であって、センターピラー３における繋ぎ部の前後稜線に沿った位置にバルクヘッド５４が設けられている。このため、センターピラー３の下部が変形した際に、センターピラー３とロッカ５との接合部の外側へ進展することを抑制することができる。したがって、ロッカ５がセンターピラー３下部に塑性関節を有する梁となって機能する。この結果、ロッカ５に作用する曲げモーメントを低減することができる。

　さらに、センターピラー３の下部がフロアクロスなどの他の骨格構成部材によって支持されている場合もある。このような場合には、ロッカ５はセンターピラー３の前後で独立した２本の短い梁として機能する。このため、センターピラー３の曲げ変形を好適に抑制することができる。

　また、ロッカアウタＲ／Ｆ５１の前端部における低強度部５１Ｂは、フロントピラー２を接合した際におけるフロントピラーアウタＲ／Ｆ２１の下端部に形成された低強度部２１Ｂと連続する位置に形成される。ロッカアウタＲ／Ｆ５１におけるその他の部位は、高強度部５１Ａとされている。このため、図４（ａ）に示すように車両に前突が生じた際に前輪Ｗとフロントピラー２とが干渉した際に、ロッカ５の前端部のみを変形させることができる。その結果、ロッカ５の反力は維持したままで好適にエネルギー吸収を行うことができる。

　さらに、ロッカ５においては、バルクヘッド５４が設けられた領域を含む範囲に高強度部５１Ａが形成されている。また、低強度部５１Ｂの上側にロッカパッチＲ／Ｆ５２が設けられている。このため、図５（ｂ）に示すように、車両に側突が生じた場合に、センターピラー３との接合部の下部の断面を座屈させることができる。さらには、ロッカ５の変形位置をセンターピラー３との接合位置近傍に限定することができる。したがって、ロッカ５の捩りモードを抑制することができ、ロッカ５の変形量を最小にとどめることができる。このように、ロッカ５の変形モードを一層安定させることができる。

　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、パッチＲ／Ｆ、高板厚部、高強度部を形成することによる３段階の強度分布が設けられているが、パッチＲ／Ｆ、高板厚部、高強度部を入れ換えたり、他の態様で強度を付与したりすることもできる。また、強度分布は３段階ではなく、２段階や４段階以上とすることもできる。

　本発明は、車両の骨格構造に係わる車体構造に利用することができる。

　１…車体構造、２…フロントピラー、３…センターピラー、４…ルーフサイドレール、５…ロッカ、２１…フロントピラーアウタＲ／Ｆ、２１Ａ…高強度部、２１Ｂ…低強度部、２２…フロントピラーパッチＲ／Ｆ、２３…高板厚部、３１…センターピラーアウタＲ／Ｆ、３１Ａ…高強度部、３１Ｂ…低強度部、３２…センターピラーパッチＲ／Ｆ、３３…高板厚部、３４…アッパヒンジ、３５…ロアヒンジ、４１…ルーフサイドレールアウタＲ／Ｆ、４１Ａ…高強度部、４１Ｂ…低強度部、４２…ルーフサイドレールパッチＲ／Ｆ、４３…高板厚部、５１…ロッカアウタＲ／Ｆ、５１Ａ…高強度部、５１Ｂ…低強度部、５２…ロッカパッチＲ／Ｆ、５３…高板厚部、５４…バルクヘッド、Ｆ…過負荷入力、Ｗ…前輪。

Claims

　車体骨格を構成する骨格構成部材を備え、前記骨格構成部材の中間部に補強部が形成され、
　前記補強部を含み、前記補強部よりも広い領域にわたって前記骨格構成部材が補強されており、
　前記骨格構成部材の強度が複数段階で変化する強度分布とされていることを特徴とする車体構造。
　前記骨格構造構成部材の中間部に形成された第１補強部と、前記第１補強部が形成された第１補強部形成領域を含み、前記第１補強部形成領域より広い領域にわたって形成された第２補強部と、前記第２補強部が形成された第２補強部形成領域を含み、前記第２補強部形成領域より広い領域にわたって形成された第３補強部と、を備える請求項１に記載の車体構造。
　前記第１補強部は、補強部材を設けることで補強され、前記第２補強部は、板厚を他の部位より大きくすることで補強され、前記第３補強部は、熱処理により補強されている請求項２に記載の車体構造。
　前記骨格構成部材は、複数の部位を含み、一の骨格構成部材と他の骨格構成部材との接合部に脆弱部が形成されている請求項１～請求項３のうちのいずれか１項に記載の車体構造。
　前記骨格構成部材はフロントピラーおよびロッカであり、
　前記フロントピラーおよび前記ロッカの車両前方側の両部材にわたる領域に脆弱部が形成されている請求項１に記載の車体構造。
　前記骨格構成部材は、センターピラーおよびロッカであり、
　前記ロッカにおける前記センターピラーが配設されている領域の車体下方側に脆弱部が形成されている請求項１に記載の車体構造。