(57)【要約】【課題】ルーフサイド部材に発生する反力のタイミングを調節することにより、側面衝突時に入力される荷重を効果的に分散させて、ピラー部材の車室内方への変形を抑制することができる車体構造の提供を図る。【解決手段】ピラー部材２を、側面荷重に対してピラー部材２の上・下端部に上下方向の変位力を発生するように車室外方に湾曲させ、ルーフクロス部材５を、ピラー部材２の上端部にルーフサイド部材４を介在させた状態で連続させ、ルーフサイド部材４のピラー部材２を連結した部分に、ピラー部材２の変形初期は反力を逃がしつつ、変形が所定量進行した時点で反力を発生して、ピラー部材２からルーフクロス部材５に荷重伝達する反力調整部１０を設けることにより、衝突初期の荷重を反力調整部１０によってある程度逃がすことができるため、ピラー部材２に局所的な曲げ変形を発生するのを防止できる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室の車幅方向両側に上下方向に延在するピラー部材と、ルーフの車幅方向両側部に車両前後方向に延在して前記ピラー部材の上端部を連結するルーフサイド部材と、左右のルーフサイド部材に跨って連結するルーフクロス部材と、を備えた車体構造において、
ピラー部材を、側面荷重に対してこのピラー部材の上・下端部に上下方向の変位力を発生するように車室外方に湾曲させるとともに、
ルーフクロス部材を、ピラー部材の上端部にルーフサイド部材を介在させた状態で連続させ、
ルーフサイド部材のピラー部材を連結した部分に、ピラー部材の変形初期は反力を逃がしつつ、変形が所定量進行した時点で反力を発生して、ピラー部材からルーフクロス部材に荷重伝達する反力調整部を設けたことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
反力調整部は、ルーフサイド部材を車幅方向外側に上方に立ち上がりピラー部材の変位力が入力される外側リブと、この外側リブと所定間隔をもって車幅方向内側に上方に立ち上がりルーフクロス部材を連結した内側リブと、を備えた逆ハット形断面に形成して構成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】
内側リブを、上部が車幅方向内側となり、下部が車幅方向外側となるように傾斜させたことを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【請求項４】
外側リブの下部と内側リブの下部との連結部分に易屈曲部を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の車体構造。
【請求項５】
外側リブのピラー部材を連結した部分の周縁部の剛性を、ピラー部材から離れるに従って除々に増大したことを特徴とする請求項２〜４の何れか１つに記載の車体構造。
【請求項６】
外側リブおよび内側リブのピラー部材およびルーフクロス部材の連結部分に切欠き部分を設けたことを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の車体構造、とりわけ、ピラー部材とルーフサイド部材との連結部周りの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ではセンターピラー（ピラー部材）をサイドレール（ルーフサイド部材）に連結した部分には、センターピラーと連続するようにブレースセンタ（ルーフクロス部材）を連結して、車体剛性を高めるとともに、側面衝突時の荷重分散を狙っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この場合、前記ブレースセンタは、衝突時の衝撃力に対して荷重を分散させる薄板を上下に張り合わせた部材であり、この張り合わせ部材の横幅はセンターピラーとサイドレールとの結合幅と略同等または幅狭となっており、側面衝突時にセンターピラーの上端部に加わる荷重をサイドレールで荷重分散させることを意図している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３２８５６１号公報（第３−４頁、第１−２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の車体構造では、側面衝突時の荷重がセンターピラーに入力した場合、このセンターピラーがサイドレールに連結した部分の耐力が高くなる以前に、センターピラーに発生するモーメント、つまり、センターピラーを車室内方に変形しようとするモーメントの影響で、サイドレールとの連結部よりもセンターピラー側での曲げ変形が優先して発生し、サイドレールおよびブレースセンタへの効果的な荷重分散が行われなくなる恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明はルーフサイド部材に発生する反力のタイミングを調節することにより、側面衝突時に入力される荷重を効果的に分散させて、ピラー部材の車室内方への変形を抑制することができる車体構造を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、車室の車幅方向両側に上下方向に延在するピラー部材を、側面荷重に対してこのピラー部材の上・下端部に上下方向の変位力を発生するように車室外方に湾曲させるとともに、
左右のルーフサイド部材に跨って連結するルーフクロス部材を、ピラー部材の上端部にルーフサイド部材を介在させた状態で連続させ、
ルーフサイド部材のピラー部材を連結した部分に、ピラー部材の変形初期は反力を逃がしつつ、変形が所定量進行した時点で反力を発生して、ピラー部材からルーフクロス部材に荷重伝達する反力調整部を設けたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、側面衝突によりピラー部材に車室外方から内方への荷重が入力すると、湾曲したピラー部材は上下に伸びてルーフサイド部材に対して上方への変位力を発生し、この変位力を反力調整部が受けることになる。
【０００９】
このとき、反力調整部は、ピラー部材の変形初期は反力を逃がしつつ、変形が所定量進行した時点で反力を発生して、ピラー部材からルーフクロス部材に荷重伝達するので、衝突初期の荷重を反力調整部によってある程度逃がすことができるため、ピラー部材に局所的な曲げ変形を発生するのを防止して該ピラー部材の車室内方への変形を抑制することができる。
【００１０】
そして、反力調整部は最終的に反力を発生して、ピラー部材の変位力をルーフクロス部材に効率よく伝達して分散できるため、衝突エネルギーを効率よく吸収して衝突による衝撃を緩和することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１２】
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は車体骨格を車室中央部から分断して前方を見た斜視図、図２はピラー部材とルーフサイド部材との連結部分の分解斜視図、図３は側面衝突時の車体側部の変形を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図、図４は側面衝突時のピラー部材とルーフサイド部材との変形を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図である。
【００１３】
この第１実施形態の車体構造は、図１に示すように、車室１の車幅方向（図中左右方向）両側に上下方向に延在するピラー部材としてのセンターピラー２と、ルーフ３の車幅方向両側部に車両前後方向に延在して前記センターピラー２の上端部を連結するルーフサイド部材としてのルーフサイドメンバ４と、左右のルーフサイドメンバ４に跨って連結するルーフクロス部材としてのルーフクロスメンバ５と、を備えている。
【００１４】
また、車体フロア６の車幅方向両側に車体前後方向に延在するフロアサイドメンバ７と、左右のフロアサイドメンバ７に跨って連結するフロアクロスメンバ８と、を設けてある。
【００１５】
そして、センターピラー２とルーフクロスメンバ５とフロアクロスメンバ８とは周方向に同一軸線上に揃えて配置され、それぞれはルーフサイドメンバ４およびフロアサイドメンバ７に交差して連結される。
【００１６】
ここで、この実施形態ではセンターピラー２を、側面衝突時の側面荷重に対してこのセンターピラー２の上・下端部２Ｕ，２Ｌに上下方向の変位力ｆ１，ｆ２を発生するように車室外方に湾曲させてある。
【００１７】
また、ルーフクロスメンバ５を、センターピラー２の上端部にルーフサイドメンバ４を介在させた状態で連続させ、そして、ルーフサイドメンバ４のセンターピラー２を連結した部分に、センターピラー２の変形初期は反力を逃がしつつ、変形が所定量進行した時点で反力を発生して、センターピラー２からルーフクロスメンバ５に荷重伝達する反力調整部１０を設けてある。
【００１８】
前記センターピラー２は、図２に示すように、ハット形断面のセンターピラーアウタ２Ａの両側のフランジ部２Ａａに、平板状のセンターピラーインナ２Ｂを接合することにより閉断面構造として形成し、その下端部２Ｌにはフロアサイドメンバ７との十字状の交差部分１１を一体に形成してある。
【００１９】
前記ルーフサイドメンバ４は、図２に示すように、逆ハット形断面のルーフサイドメンバアウタ４Ａと、同様に逆ハット形断面のルーフサイドメンバインナ４Ｂと、で形成し、それぞれを同方向に向けてルーフサイドメンバインナ４Ｂの内側にルーフサイドメンバアウタ４Ａを適宜間隔を設けて嵌合して、それぞれの両側に設けたフランジ部４Ａａ，４Ｂａの対応する先端部同士を接合することにより、全体として２重の逆ハット形断面形状に形成してある。
【００２０】
前記ルーフクロスメンバ５は、図２に示すように、ハット形断面のルーフクロスメンバアウタ５Ａの両側のフランジ部５Ａａに、平板状のルーフクロスメンバインナ５Ｂを接合することにより閉断面構造として構成してある。
【００２１】
そして、前記ルーフサイドメンバ４の車幅方向外側に上方に立ち上がる外側リブ４ｃの外面に、センターピラー２の上端部２Ｕに形成したフランジ部２ｃを接合して連結するとともに、ルーフサイドメンバ４の車幅方向内側に上方に立ち上がる内側リブ４ｄの外面に、ルーフクロスメンバ５の外方端部に形成したフランジ部５ｃを接合して連結してある。
【００２２】
従って、前記外側リブ４ｃにセンターピラー２の変位力ｆ１が入力されるようになっており、前記反力調整部１０を、変位力ｆ１が入力する外側リブ４ｃと、この外側リブ４ｃに対して所定間隔をおいた内側リブ４ｄと、を備えたルーフサイドメンバ４の逆ハット形断面形状によって構成してある。
【００２３】
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に示すように衝突物１３が側面衝突して、センターピラー２に車室外方から内方への衝突荷重Ｆが入力すると、センターピラー２は車室１外方に湾曲しているため、図３（ｂ）および図４（ａ）に示すように、上下両端部２Ｕ，２Ｌは上下に伸びてルーフサイドメンバ４に対して上方への変位力ｆ１を発生し、この変位力ｆ１をルーフサイドメンバ４の外側リブ４ｃが受けることになる。
【００２４】
すると、図３（ｃ）および図４（ｂ）に示すように、前記外側リブ４ｃは上部が車幅方向内側（下部が車幅方向外側）となるように傾斜しつつルーフサイドメンバ４の変形が許容され、そして、変形が更に進行することにより図３（ｄ）および図４（ｃ）に示すように、外側リブ４ｃが内側リブ４ｄに接触し、この時点でルーフサイドメンバ４は前記変位力ｆ１に対して反力を発生することになる。
【００２５】
従って、衝突初期の荷重を外側リブ４ｃの変形によってある程度逃がすことができるため、センターピラー２に局所的な曲げ変形を発生するのを防止して、該センターピラー２の車室内方への変形を抑制することができる。
【００２６】
また、変形が所定量進行して外側リブ４ｃが内側リブ４ｄに接触した時点で反力を発生して、センターピラー２からルーフクロスメンバ５に荷重伝達するので、センターピラー２の変位力をルーフクロスメンバ５に効率よく伝達して分散できるため、衝突エネルギーを効率よく吸収して衝突による衝撃を緩和することができる。
【００２７】
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はセンターピラーとルーフサイドメンバの連結部分の分解斜視図である。
【００２８】
この第２実施形態の車体構造のルーフサイドメンバ４は、前記第１実施形態と同様に逆ハット形断面のルーフサイドメンバインナ４Ｂの内側に、ハット形断面のルーフサイドメンバアウタ４Ａを嵌合して２重の逆ハット形断面形状に形成してある。
【００２９】
尚、センターピラー２は、センターピラーアウタ２Ａとセンターピラーインナ２Ｂとで構成されるが、この実施形態ではこれらセンターピラーアウタ２Ａおよびセンターピラーインナ２Ｂをハット形断面に形成して、それぞれのフランジ部２Ａａ，２Ｂａを接合して閉断面構造として形成してある。
【００３０】
また、ルーフクロスメンバ５にあっても、ルーフクロスメンバアウタ５Ａとルーフクロスメンバインナ５Ｂとをハット形断面に形成して、それぞれのフランジ部５Ａａ，５Ｂａを接合して閉断面構造として形成してある。
【００３１】
ここで、この第２実施形態は前記ルーフサイドメンバ４の反力調整部１０を構成する内側リブ４ｄを、上部が車幅方向内側となり、下部が車幅方向外側となるように傾斜させてある。
【００３２】
つまり、この実施形態では前記第１実施形態に開示したように、側面衝突時にセンターピラー２の上端部２Ｕに発生する変位力ｆ１により外側リブ４ｃが変形して内側リブ４ｄに接触する際に、この外側リブ４ｃは図４（ｂ）に示したように、上部が車幅方向内側（下部が車幅方向外側）となるように傾斜変形するが、この外側リブ４ｃの変形方向に沿う方向に内側リブ４ｄを予め傾斜させてある。
【００３３】
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、側面衝突によって荷重Ｆがセンターピラー２に入力した場合、ルーフサイドメンバ４の内側リブ４ｄを、上部が車幅方向内側となり、下部が車幅方向外側となるように傾斜させてあるので、センターピラー２の上端部２Ｕに発生する変位力ｆ１でルーフサイドメンバ４の外側リブ４ｃが傾斜変形して内側リブ４ｄと接触する際に、これら外側リブ４ｃと内側リブ４ｄの接触効率を増大して、より高い反力を得ることができる。
【００３４】
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はセンターピラーとルーフサイドメンバの連結部分の分解斜視図である。
【００３５】
この第３実施形態の車体構造のルーフサイドメンバ４は、アルミ等を用いた軽合金で押出し成形若しくはキャスティング成形により所定肉厚の逆ハット形断面として形成して反力調整部１０を構成してある。
【００３６】
また、センターピラー２およびルーフクロスメンバ５は軽合金を用いたシートハイドロ成形により形成し、前記ルーフサイドメンバ４の外側リブ４ｃおよび内側リブ４ｄに形成した差込み口１４，１４ａにセンターピラー２およびルーフクロスメンバ５を嵌合して連結している。
【００３７】
ここで、この第３実施形態は外側リブ４ｃの下部と内側リブ４ｄの下部とを連結した連結部分４ｅに易屈曲部としての山形部１５を設けてある。
【００３８】
前記山形部１５は、ルーフサイドメンバ４の逆ハット形断面内に突出するように直線的に屈曲させてあり、外側リブ４ｃにセンターピラー２から変位力ｆ１が作用した際に、前記山形部１５に応力が集中して容易に屈曲できるようになっている。
【００３９】
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、側面衝突によって荷重Ｆがセンターピラー２に入力して、ルーフサイドメンバ４の外側リブ４ｃに変位力ｆ１が作用すると、連結部分４ｅは山形部１５の屈曲を促進して外側リブ４ｃと内側リブ４ｄとの間隔を狭めるため、外側リブ４ｃと内側リブ４ｄとの接触をスムーズに行って反力を確実に得ることができる。
【００４０】
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はセンターピラーとルーフサイドメンバの連結部分の分解斜視図である。
【００４１】
この第４実施形態の車体構造のルーフサイドメンバ４は、前記第３実施形態と同様にアルミ等を用いた軽合金で押出し成形若しくはキャスティング成形により所定肉厚の逆ハット形断面として形成して反力調整部１０を構成してある。
【００４２】
また、センターピラー２およびルーフクロスメンバ５は同様に軽合金を用いた押出し成形若しくはキャスティング成形により形成し、前記ルーフサイドメンバ４の外側リブ４ｃおよび内側リブ４ｄに形成した差込み口１５，１５ａに、センターピラー２およびルーフクロスメンバ５の端部に形成した差込み突起１６，１６ａを差し込み、そして、ブラケット１７を介してセンターピラー２およびルーフクロスメンバ５をルーフサイドメンバ４に連結してある。
【００４３】
ここで、この第４実施形態は外側リブ４ｃのセンターピラー２を連結した部分の周縁部の剛性を、センターピラー２から離れるに従って除々に増大してある。
【００４４】
即ち、この実施形態ではリーフサイドメンバ４のフランジ部４ｆの端部から外側リブ４ｃに至るに従って除々に厚肉化させてある。
【００４５】
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、側面衝突によって荷重Ｆがセンターピラー２に入力して、ルーフサイドメンバ４の外側リブ４ｃに変位力ｆ１が作用すると、この外側リブ４ｃはセンターピラー２の連結部分で曲げ変形しようとするが、フランジ部４ｆから外側リブ４ｃに至るに従って除々に厚肉化させたので、局部的な折れ点を発生しないように曲げ変形させることができる。
【００４６】
従って、外側リブ４ｃの広い面積をもって内側リブ４ｄに接触させることができるため、大きな反力を発生させることができる。
【００４７】
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はルーフクロスメンバとルーフサイドメンバの連結部分の分解斜視図である。
【００４８】
この第５実施形態の車体構造のルーフサイドメンバ４は、前記第３実施形態と同様にアルミ等を用いた軽合金で押出し成形若しくはキャスティング成形により所定肉厚の逆ハット形断面として形成して反力調整部１０を構成してある。
【００４９】
また、ルーフクロスメンバ５は、平板状のルーフクロスメンバアウタ５Ａ′と逆ハット形断面のルーフクロスメンバインナ５Ｂ′との接合により閉断面構造として形成され、これらルーフクロスメンバアウタ５Ａ′およびルーフクロスメンバインナ５Ｂ′は、軽合金を用いた押出し成形若しくはキャスティング成形により形成される。
【００５０】
また、外側リブ４ｃおよび内側リブ４ｄに切欠き部分１８を設けて、該切欠き部１８にメンバアウタ１９Ａとメンバインナ１９Ｂとで閉断面とした連結メンバ１９を嵌合し、その両端部に閉断面のセンターピラー２の上端部とルーフクロスメンバ５の端部を外嵌して結合するようにしている。
【００５１】
前記切欠き部分１８は、外側リブ４ｃおよび内側リブ４ｄからフランジ部４ｆ，４ｇに亘って連続して切り欠いてある。
【００５２】
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、側面衝突によって荷重Ｆがセンターピラー２に入力して、ルーフサイドメンバ４の外側リブ４ｃに変位力ｆ１が作用すると、外側リブ４ｃおよび内側リブ４ｄに切欠き部分１８を設けたことにより、センターピラー２の上端部２Ｕの変形を妨げるのを抑制できるため、剛性の変化を抑えることができる。
【００５３】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される車体骨格を車室中央部から分断して前方を見た斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるピラー部材とルーフサイド部材との連結部分の分解斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態における側面衝突時の車体側部の変形を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図。
【図４】本発明の第１実施形態における側面衝突時のピラー部材とルーフサイド部材との変形を（ａ）〜（ｃ）に順を追って示す正面図。
【図５】本発明の第２実施形態におけるセンターピラーとルーフサイドメンバの連結部分の分解斜視図。
【図６】本発明の第３実施形態におけるセンターピラーとルーフサイドメンバの連結部分の分解斜視図。
【図７】本発明の第４実施形態におけるセンターピラーとルーフサイドメンバの連結部分の分解斜視図。
【図８】本発明の第５実施形態におけるルーフクロスメンバとルーフサイドメンバの連結部分の分解斜視図。
【符号の説明】
１  車室
２  センターピラー（ピラー部材）
３  ルーフ
４  ルーフサイドメンバ（ルーフサイド部材）
４ｃ  外側リブ
４ｄ  内側リブ
５  ルーフクロスメンバ（ルーフクロス部材）
１０  反力調整部
【図１】
2005008004.tif 000003
【図２】
2005008004.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005008004.tif 000008
【図７】
2005008004.tif 000009
【図８】
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