(57)【要約】【課題】側面衝突時における車室内側へのピラーの変形を抑制することができる車両側部構造を得る。【解決手段】車両側部構造２０は、センタピラー２２とアウタＲ／Ｆ２８とを有する。センタピラー２２は、各々延性を有する普通鋼板で形成されたピラーインナパネル２６とピラーアウタパネル２４とで閉断面が形成されている。アウタＲ／Ｆ２８は、ピラーインナパネル２６及びピラーアウタパネル２４よりも高強度でかつ延性が低い部材で構成され、車両前後方向の前側に配置された縦壁部２８Ｂと後側に配置された縦壁部２８Ｃとを備える。また、アウタＲ／Ｆ２８は、縦壁部２８Ｂ及び縦壁部２８Ｃを含む平断面における中立面Ｍと重なりかつ車両１０のベルトラインＢよりも車両上下方向の下側の位置で貫通孔３２が形成されている。そして、アウタＲ／Ｆ２８は、閉断面の内部でピラーアウタパネル２４に結合されてピラーアウタパネル２４を補強する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々延性を有する普通鋼板で構成されたピラーインナとピラーアウタとで閉断面が形成されたピラーと、
前記ピラーインナ及び前記ピラーアウタよりも高強度でかつ延性が低い部材で構成され、車両前後方向の前側に配置された前壁と後側に配置された後壁とを備え、前記前壁及び前記後壁の少なくとも一方において、前記前壁及び前記後壁を含む平断面における車両前後方向に沿った中立面と重なりかつ車両のベルトラインよりも車両上下方向の下側の位置で車両前後方向に貫通した孔部が形成され、前記閉断面の内部で前記ピラーアウタに結合されて前記ピラーアウタを補強する補強部材と、
を有する車両側部構造。
【請求項２】
前記孔部は、車両前後方向に見て車両幅方向の長さよりも車両上下方向の長さが長く設定されている請求項１に記載の車両側部構造。
【請求項３】
車両用シートのシート幅方向の側部又はサイドドアには、側面衝突時に膨張展開するサイドエアバッグが格納されており、
前記サイドエアバッグは、膨張展開すると、前記ピラーと前記車両用シートに着座した乗員の側部との間に配置される請求項１又は請求項２に記載の車両側部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両側部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、センタピラーのピラーアウタ下端部の前後壁に脆弱部となる貫通孔を設け、ピラーインナの下部に屈曲部を備えた車体側部構造が開示されている。特許文献１の車体側部構造では、側面衝突により車両が側方から衝撃を受けた際に、ピラーアウタが貫通孔を起点として上下に破断される。そして、ピラーアウタの破断後、ピラーインナの屈曲部が伸張して伸び切った状態となることで張力を発生させ、センタピラーの車室内への移動速度を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８９２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記先行技術による場合、側面衝突初期にピラーアウタを貫通孔の部位で積極的に破断させて車体変形を許容する構成となっているため、側面衝突時に車室側へのセンタピラーの変形量が大きくなる。よって、側面衝突時における車室内側へのピラーの変形を抑制するには改善の余地がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、側面衝突時における車室内側へのピラーの変形を抑制することができる車両側部構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明に係る車両側部構造は、各々延性を有する普通鋼板で構成されたピラーインナとピラーアウタとで閉断面が形成されたピラーと、前記ピラーインナ及び前記ピラーアウタよりも高強度でかつ延性が低い部材で構成され、車両前後方向の前側に配置された前壁と後側に配置された後壁とを備え、前記前壁及び前記後壁の少なくとも一方において、前記前壁及び前記後壁を含む平断面における車両前後方向に沿った中立面と重なりかつ車両のベルトラインよりも車両上下方向の下側の位置で車両前後方向に貫通した孔部が形成され、前記閉断面の内部で前記ピラーアウタに結合されて前記ピラーアウタを補強する補強部材と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の本発明に係る車両側部構造では、車両への側面衝突の初期において、ピラーアウタよりも高強度とされた補強部材が衝突荷重に抵抗することで、補強部材が無い場合に比べて高い反力が得られるので、車室内側へのピラーの変形が抑制される。
【０００８】
車両への側面衝突の中盤以降は、ピラーアウタ及びピラーインナの変形に伴い、補強部材の前壁、後壁の車両幅方向の内側端縁に破断が生じる可能性がある。ここで、補強部材の前壁、後壁の車両幅方向内側端縁から車両幅方向外側部分へ向かう亀裂の進行は、亀裂が孔部に到達して亀裂先端の応力集中が解放されることで抑制される。これにより、車両側部構造において吸収される衝突エネルギーが、本構造を有していない構成に比べて増加する。また、補強部材の一部に破断が生じた場合、補強部材よりも延性が高いピラーアウタ及びピラーインナが衝突荷重に抵抗することで反力が持続する。このように、車両への側面衝突の中盤以降は、補強部材及びピラーにおいて吸収される衝突エネルギーが増加すると共に反力が持続するので、車室内側へのピラーの変形が抑制される。
【０００９】
さらに、補強部材では、前壁及び後壁の少なくとも一方における前壁及び後壁を含む平断面における車両前後方向に沿った中立面と重なる位置に孔部が形成されている。言い換えると、側面衝突時に補強部材に引張応力が作用する部位と圧縮応力が作用する部位との境となる中立面と重なる位置に孔部が形成されている。ここで、中立面の近傍では、作用する応力がゼロ又は小さくなるため、補強部材が変形し難い。即ち、補強部材に亀裂が生じた場合に、亀裂が孔部に到達することで亀裂の進行が抑制されるだけでなく、孔部の縁の変形も抑制されるので、補強部材の変形が抑制され、車室内側へのピラーの変形が抑制される。
【００１０】
加えて、補強部材の車両のベルトラインよりも車両上下方向の下側に孔部が形成されている。補強部材における車両のベルトラインよりも車両上下方向の下側の部位は、側面衝突時において最も変形し易い部位である。即ち、補強部材において、側面衝突時に最も変形し易い部位に孔部が形成されているので、補強部材に亀裂が生じても補強部材の亀裂先端の応力集中が孔部により解放され、補強部材の亀裂の進行が抑制される。これにより、車両側部構造では、補強部材の車両のベルトラインよりも車両上下方向の下側に孔部が形成されていないものと比べて、側面衝突時における車室内側へのピラーの変形が抑制される。なお、ピラーインナ及びピラーアウタよりも高強度でかつ延性が低い部材としては、例えば、高張力鋼板又はホットスタンプ材がある。
【００１１】
請求項２に記載の本発明に係る車両側部構造の前記孔部は、車両前後方向に見て車両幅方向の長さよりも車両上下方向の長さが長く設定されている。
【００１２】
請求項２に記載の本発明に係る車両側部構造では、孔部の車両幅方向の長さよりも車両上下方向の長さが長く設定されている。ここで、側面衝突において補強部材の前壁、後壁の車両幅方向の内側端縁に生じた亀裂は、車室外側へ向けて進行するが、孔部が車両上下方向に長いので、亀裂が車両幅方向に対して交差する斜め方向に進行した場合でも、亀裂を孔部に到達させることが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の本発明に係る車両側部構造の車両用シートのシート幅方向の側部又はサイドドアには、側面衝突時に膨張展開するサイドエアバッグが格納されており、前記サイドエアバッグは、膨張展開すると、前記ピラーと前記車両用シートに着座した乗員の側部との間に配置される。
【００１４】
請求項３に記載の本発明に係る車両側部構造では、側面衝突時における車室内側へのピラーの変形がピラー及び補強部材により抑制されることで、ピラーと車両用シートに着座した乗員の側部との間隔が確保される。そして、ピラーと車両用シートに着座した乗員の側部との間において、サイドエアバッグが膨張展開される。このように、ピラーと車両用シートに着座した乗員の側部との間隔が確保されると共にサイドエアバッグが膨張展開されるので、サイドエアバッグの膨張展開領域の縮小を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、請求項１に記載の車両側部構造によれば、側面衝突時における車室内側へのピラーの変形を抑制することができるという優れた効果が得られる。
【００１６】
請求項２に記載の車両側部構造によれば、補強部材の前壁、後壁の亀裂が車両幅方向に対して交差する斜め方向に進行した場合でも、亀裂を孔部に到達させて亀裂の進行を抑制することができるという優れた効果が得られる。
【００１７】
請求項３に記載の車両側部構造によれば、サイドエアバッグの膨張展開領域の縮小を抑制することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る車両側部構造が適用された車両を示す構成図である。
【図２】本実施形態に係るセンタピラー及びシートを車室外側から見た側面図である。
【図３】本実施形態に係るセンタピラーの一部を拡大した拡大斜視図である。
【図４】本実施形態に係るセンタピラーの水平断面図（図１の４−４線断面でかつ図３の４−４線断面）である。
【図５】本実施形態に係るリインフォースメントの貫通孔の配置を示す説明図である。
【図６】本実施形態に係る車両側部構造が適用された車両における側面衝突時の状態を示す説明図である。
【図７】本実施形態に係る車両側部構造における側面衝突時のセンタピラーの一部の変形状態を示す拡大斜視図である。
【図８】（Ａ）本実施形態及び第１、第２対比例に係るセンタピラーの車両幅方向の変位量とセンタピラーに作用する応力との関係を示すグラフである。（Ｂ）本実施形態及び第１、第２対比例に係るセンタピラーの車両幅方向の変形における時間と速度との関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態の変形例に係るリインフォースメントの貫通孔の配置を示す説明図である。
【図１０】（Ａ）第１対比例のセンタピラーの一部の変形状態を示す説明図である。（Ｂ）第２対比例のセンタピラーの一部の変形状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る車両側部構造の実施形態の一例について説明する。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲは車両前方（進行方向）を示しており、矢印ＲＲは車両後方を示しており、矢印ＵＰは車両上方を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向外側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の車両幅方向の左右を示すものとする。また、図中の×印は、スポット溶接された箇所を意味している。
【００２０】
〔全体構造〕
図１には、車両１０の左側部の一部が示されている。車両１０は、ロッカ１４と、ルーフサイドレール１６と、サイドドア１７と、車両側部構造２０とを含む車体１２を有している。ロッカ１４は、車体１２の車両下部において車両前後方向に延在されている。また、ロッカ１４の車両上下方向の上端を表す線をラインＡと称して破線で示している。ルーフサイドレール１６は、車体１２の車両上部において車両前後方向に延在されている。なお、図１では、車両前後方向の前側のサイドドア１７の外形が二点鎖線で示されており、後側のサイドドアの図示は省略されている。
【００２１】
サイドドア１７は、インナパネル及びアウタパネル（以下、総称して「ドアパネル」と称する）１８とサイドウインド１９とを含んで構成されている。サイドドア１７には、サイドエアバッグ５０（図６参照）が格納されている。サイドエアバッグ５０は、側面衝突時に図示しないインフレータにより膨張展開されたとき、後述するセンタピラー２２と車両用シート１５に着座した乗員Ｐ（図６参照）の側部との間に配置されるように構成されている。ここで、ドアパネル１８の車両上下方向の上端を通る線をベルトラインＢと称する。
【００２２】
なお、車体１２及び車両側部構造２０は、一例として、車両幅方向中央で車両前後方向に延びる図示しない対称軸に対して左右対称に構成されている。このため、以後の説明では、車両１０の左側の車両側部構造２０について説明し、右側の車両側部構造２０についての説明を省略する。
【００２３】
図２には、車両１０に設けられた車両用シート１５と、後述するセンタピラー２２との配置関係が示されている。
【００２４】
車両用シート１５は、車両１０のフロントシート（一例として、左ハンドル車の運転席）であり、車室１３の前部に配設されている。また、車両用シート１５は、乗員Ｐが着座するシートクッション１５Ａと、乗員Ｐの背凭れとなるシートバック１５Ｂと、乗員Ｐの頭部を支持するヘッドレスト１５Ｃとを含んで構成されている。シートクッション１５Ａは、スライド機構を介して車体１２のフロア（何れも図示省略）に連結されており、フロアに対して前後位置を調節可能とされている。なお、図２では、乗員ＰをダミーＰで示している。
【００２５】
乗員Ｐが衝突試験法で定められた標準的な着座姿勢となるときの車両用シート１５の位置を基準位置とする。車両用シート１５が基準位置に配置されている状態では、一例として、センタピラー２２がシートバック１５Ｂに対して車両幅方向外側に位置している。また、本実施形態では、一例として、車両側部構造２０が、ベルトラインＢよりも車両上下方向の下側でかつラインＡよりも車両上下方向の上側となる設定領域Ｓ内に設けられている。
【００２６】
〔車両側部構造〕
図３に示すように、車両側部構造２０は、ピラーの一例としてのセンタピラー２２と、補強部材の一例としてのセンタピラーアウタリインフォースメント２８とを有している。なお、以後の説明では、センタピラーアウタリインフォースメント２８をアウタＲ／Ｆ２８と称する。
【００２７】
＜センタピラー＞
図１に示すように、センタピラー２２は、車両上下方向下端部がロッカ１４に溶接で結合されると共に、ロッカ１４の車両前後方向中央部から車両上下方向の上側へ向かって延在されている。また、センタピラー２２の上端部には、ルーフサイドレール１６の車両前後方向中央部が溶接で結合されている。さらに、センタピラー２２の車両幅方向外側には、車両１０の意匠面を構成する図示しないサイドメンバアウタパネルが設けられている。
【００２８】
図４に示すように、センタピラー２２は、車両幅方向外側に配置されたピラーアウタパネル２４と、車両幅方向内側に配置されたピラーインナパネル２６とを有している。ピラーアウタパネル２４は、ピラーアウタの一例である。ピラーインナパネル２６は、ピラーインナの一例である。
【００２９】
（ピラーアウタパネル）
ピラーアウタパネル２４は、延性を有する普通鋼板をプレス加工することによって形成されており、車両上下方向に見た断面形状が車両幅方向内側に開口したハット状に形成されている。また、ピラーアウタパネル２４は、アウタＲ／Ｆ２８よりも高い延性を有している。延性を有するとは、荷重を加え始めてから破断するまでの歪が大きいことを意味している。さらに、ピラーアウタパネル２４は、一例として、後述するピラーインナパネル２６よりも引張強さが高くなっている。加えて、ピラーアウタパネル２４は、基部２４Ａ、縦壁部２４Ｂ、縦壁部２４Ｃ、フランジ２４Ｄ及びフランジ２４Ｅを備えている。
【００３０】
基部２４Ａは、車両前後方向に沿った板状に形成されている。縦壁部２４Ｂは、基部２４Ａの車両前後方向前端部から車両幅方向の内側へ、車両幅方向に見て車両幅方向内側端部が外側端部よりも車両前後方向の前側に位置するように延在されている。縦壁部２４Ｃは、基部２４Ａの車両前後方向後端部から車両幅方向の内側へ、車両幅方向に見て車両幅方向内側端部が外側端部よりも車両前後方向の後側に位置するように延在されている。フランジ２４Ｄは、縦壁部２４Ｂの車両幅方向内側端部から車両前後方向の前側へ延在されている。フランジ２４Ｅは、縦壁部２４Ｃの車両幅方向内側端部から車両前後方向の後側へ延在されている。
【００３１】
（ピラーインナパネル）
ピラーインナパネル２６は、延性を有する普通鋼板をプレス加工することによって形成されており、車両上下方向に見た断面形状が車両幅方向外側に開口したハット状に形成されている。また、ピラーインナパネル２６は、アウタＲ／Ｆ２８よりも高い延性を有している。さらに、ピラーインナパネル２６は、基部２６Ａ、縦壁部２６Ｂ、縦壁部２６Ｃ、フランジ２６Ｄ及びフランジ２６Ｅを備えている。
【００３２】
基部２６Ａは、車両前後方向に沿った板状に形成されている。縦壁部２６Ｂは、基部２６Ａの車両前後方向前端部から車両幅方向の外側へ、車両幅方向に見て車両幅方向外側端部が内側端部よりも車両前後方向の前側に位置するように延在されている。縦壁部２６Ｃは、基部２６Ａの車両前後方向後端部から車両幅方向の外側へ、車両幅方向に見て車両幅方向外側端部が内側端部よりも車両前後方向の後側に位置するように延在されている。フランジ２６Ｄは、縦壁部２６Ｂの車両幅方向外側端部から車両前後方向の前側へ延在されている。フランジ２６Ｅは、縦壁部２６Ｃの車両幅方向外側端部から車両前後方向の後側へ延在されている。
【００３３】
ここで、センタピラー２２では、フランジ２４Ｄとフランジ２６Ｄ、フランジ２４Ｅとフランジ２６Ｅがそれぞれスポット溶接により結合されており、閉断面（空間Ｃ）を形成している。なお、既述の設定領域Ｓ（図２参照）内において、ピラーアウタパネル２４及びピラーインナパネル２６には、後述するアウタＲ／Ｆ２８の貫通孔３２、３３に相当する貫通孔は形成されていない。
【００３４】
＜アウタＲ／Ｆ＞
アウタＲ／Ｆ２８は、一例として、高張力鋼板（High Tensile Strength Steel Sheets）をプレス加工することによって形成されており、車両上下方向に見た断面形状が車両幅方向内側に開口したハット状に形成されている。なお、高張力鋼板とは、普通鋼板よりも引張強さが高い鋼板の意味であり、主として引張強さが４４０ＭＰａ以上の鋼板を指している。また、超高張力鋼板とは、引張強さが９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板を指している。このように、アウタＲ／Ｆ２８は、高張力鋼板で構成されることで、ピラーアウタパネル２４及びピラーインナパネル２６よりも高強度でかつ延性が低い性質を有している。また、アウタＲ／Ｆ２８は、基部２８Ａと、前壁の一例としての縦壁部２８Ｂと、後壁の一例としての縦壁部２８Ｃとを備えている。
【００３５】
基部２８Ａは、車両前後方向に沿った板状に形成されている。また、基部２８Ａの車両前後方向の長さは、基部２４Ａの車両前後方向の長さよりも短くなっている。縦壁部２８Ｂは、基部２８Ａの車両前後方向前端部から車両幅方向の内側へ、車両幅方向に見て車両幅方向内側端部が外側端部よりも車両前後方向の前側に位置するように延在されている。縦壁部２６Ｃは、基部２８Ａの車両前後方向後端部から車両幅方向の内側へ、車両幅方向に見て車両幅方向内側端部が外側端部よりも車両前後方向の後側に位置するように延在されている。
【００３６】
縦壁部２８Ｂ、縦壁部２８Ｃの車両幅方向の長さは、縦壁部２４Ｂ、縦壁部２４Ｃの車両幅方向の長さよりも短くなっており、一例として、ほぼ等しい長さとなっている。縦壁部２８Ｂには、車両前後方向に貫通した孔部の一例としての貫通孔３２が形成されている。縦壁部２８Ｃには、車両前後方向に貫通した孔部の一例としての貫通孔３３が形成されている。なお、貫通孔３２と貫通孔３３は、一例として、形状、大きさ、形成数、車両幅方向及び車両上下方向の形成位置が同じとなっている。このため、貫通孔３２について説明し、貫通孔３３の説明を省略する場合がある。
【００３７】
図５に示す貫通孔３２は、一例として、既述の設定領域Ｓ（図２参照）内で縦壁部２８Ｂに１箇所形成されている。即ち、貫通孔３２は、アウタＲ／Ｆ２８におけるベルトラインＢ（図２参照）よりも車両上下方向の下側でかつラインＡ（図２参照）よりも上側に形成されている。具体的には、貫通孔３２は、縦壁部２８Ｂにおける乗員Ｐ（図２参照）の腰の付近の高さ位置に形成されている。
【００３８】
また、貫通孔３２は、縦壁部２８Ｂを車両前後方向に見て、車両幅方向の長さＬ１よりも車両上下方向の長さＬ２が長い長孔とされている（長さＬ２が長さＬ１よりも長く設定されている）。さらに、貫通孔３２の車両上下方向中央部の孔壁面は、車両上下方向に沿って延びる平坦面とされており、車両上下方向上端部及び下端部の孔壁面は、円弧状の湾曲面とされている。
【００３９】
図４に示すように、貫通孔３２、３３は、基部２８Ａ、縦壁部２８Ｂ及び縦壁部２８Ｃを含む車両前後方向及び車両幅方向の断面（平断面）の中立面Ｍ（一点鎖線Ｍで示す）と重なる位置に形成されている。中立面Ｍは、アウタＲ／Ｆ２８に車両幅方向の外力が作用したときに圧縮歪み及び引張り歪みが生じない（変形前と変形後とで軸方向の長さが変わらない）仮想面であり、一例として、縦壁部２８Ｂ、２８Ｃの車両幅方向中央に位置している。また、中立面Ｍは、車両前後方向に沿った仮想面である。
【００４０】
また、アウタＲ／Ｆ２８は、センタピラー２２の閉断面（空間Ｃ）の内部に配置されており、基部２８Ａと基部２４Ａ、縦壁部２８Ｂと縦壁部２４Ｂ、縦壁部２８Ｃと縦壁部２４Ｃがそれぞれ接触している。縦壁部２８Ｂの車両幅方向内側端部（貫通孔３２よりも車両幅方向内側の部位）は、縦壁部２４Ｂに車両前後方向の後側から重ねられて、スポット溶接により縦壁部２４Ｂの車両幅方向内側端部に結合されている。縦壁部２８Ｃの車両幅方向内側端部（貫通孔３３よりも車両幅方向内側の部位）は、縦壁部２４Ｃに車両前後方向の前側から重ねられて、スポット溶接により縦壁部２４Ｃの車両幅方向内側端部に結合されている。このように、アウタＲ／Ｆ２８は、センタピラー２２の閉断面の内部でピラーアウタパネル２４に結合されて、ピラーアウタパネル２４を補強している。
【００４１】
＜対比例＞
図１０（Ａ）には、本実施形態に対する第１対比例のセンタピラー２００が示されている。センタピラー２００は、ピラーアウタパネル２０２とピラーインナパネル２０４とを有している。ピラーアウタパネル２０２は、車両上下方向に見て車両幅方向内側に開口した断面ハット状に形成されている。ピラーインナパネル２０４は、車両上下方向に見て車両幅方向外側に開口した断面ハット状に形成されている。ピラーアウタパネル２０２及びピラーインナパネル２０４は、ホットスタンプによって形成されたホットスタンプ材で構成されている。
【００４２】
図１０（Ｂ）には、本実施形態に対する第２対比例のセンタピラー２１０が示されている。センタピラー２１０は、ピラーアウタパネル２１２と、ピラーインナパネル２１４と、アウタＲ／Ｆ２１６とを有している。ピラーアウタパネル２１２は、車両上下方向に見て車両幅方向内側に開口した断面ハット状に形成されている。ピラーインナパネル２１４は、車両上下方向に見て車両幅方向外側に開口した断面ハット状に形成されている。ピラーアウタパネル２１２及びピラーインナパネル２１４は、普通鋼板で構成されている。アウタＲ／Ｆ２１６は、ホットスタンプによって形成されたホットスタンプ材で構成されており、ピラーアウタパネル２１２の車両幅方向外側端部のみを補強し、車両幅方向中央部及び内側端部は補強していない（設けられていない）。
【００４３】
ここで、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、センタピラー２００及びセンタピラー２１０に側面衝突による衝突荷重Ｆが作用したときのセンタピラー２００及びセンタピラー２１０の変形状態について、図８（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお、図８（Ａ）、（Ｂ）を用いた説明における各部材の符号は、図１０（Ａ）、（Ｂ）を参照するものとする。
【００４４】
図８（Ａ）には、センタピラーの変位量（ひずみ）とセンタピラーに作用する応力との関係が示されている。変位量ｄ１は、センタピラー２００の破断が始まるときのセンタピラー２００の変位量である。グラフＧ２に示すように、センタピラー２００では、ホットスタンプ材で構成されていることにより、変位量ｄ１のときに応力Ｆ１となり、即ち、側面衝突時（変位量ｄ＝０）から変位量ｄ１までの間において、高い反力が得られる。しかし、変位量ｄ１となってセンタピラー２００の一部に破断が生じると、以後は反力が増加し難くなる。
【００４５】
図８（Ｂ）には、側面衝突時（時間Ｔ＝０）からの経過の時間とセンタピラーの変形の速度との関係が示されている。時点Ｔ１は、サイドエアバッグ５０（図６参照）の膨張展開が完了した時点を表している。グラフＧ５に示すように、センタピラー２００では、時点Ｔ１の直前において破断が始まっており、変形の速度が急激に増加している。また、時点Ｔ１以後も、変形の速度が高い状態が続いている。このように、第１対比例のセンタピラー２００では、側面衝突の初期において高い反力が得られるものの、破断するため、継続して高い反力が得られ難く、センタピラー２００の変形の速度も高い。
【００４６】
一方、図８（Ａ）のグラフＧ３に示すように、センタピラー２１０では、側面衝突の初期においてアウタＲ／Ｆ２１６が作用し難いため、衝突荷重に対してピラーアウタパネル２１２とピラーインナパネル２１４とで抵抗することになる。このため、センタピラー２１０では、側面衝突の初期に得られる反力がセンタピラー２００に比べて小さくなる。また、センタピラー２１０は、側面衝突の初期以降において、破断が生じずにアウタＲ／Ｆ２１６による反力が生じるため、以後は反力が増加する。
【００４７】
図８（Ｂ）のグラフＧ６に示すように、センタピラー２１０では、時点Ｔ１以前において、得られる反力が小さいため、変形の速度はセンタピラー２００よりも速くなる。しかし、時点Ｔ１以後は、アウタＲ／Ｆ２１６による反力の作用により、変形の速度がセンタピラー２００よりも低くなる。このように、第２対比例のセンタピラー２１０では、側面衝突の初期において高い反力が得られ難く、変形の速度が高い。
【００４８】
＜作用並びに効果＞
次に、本実施形態の車両側部構造２０の作用並びに効果について説明する。
【００４９】
図６に示すように、一例として、車両１０の左側部（センタピラー２２を含む）に相手車両２２０が側面衝突した場合について説明する。相手車両２２０の側面衝突により、衝突荷重Ｆ（図７参照）がセンタピラー２２に対して車両幅方向外側から内側に向けて作用したものとする。
【００５０】
センタピラー２２及びアウタＲ／Ｆ２８（図４参照）は、側面衝突時点から、車室内側へ向けて変形を開始する。また、サイドエアバッグ５０は、側面衝突が図示しないセンサにより検知され、図示しないインフレータが作動することによって膨張展開を開始する。なお、図６に示すサイドエアバッグ５０は、膨張展開終了時の形で示されている。
【００５１】
図４に示すように、ピラーアウタパネル２４の基部２４Ａ、縦壁部２４Ｂ及び縦壁部２４Ｃは、ピラーアウタパネル２４よりも高強度とされたアウタＲ／Ｆ２８により補強されている。このため、車両１０への側面衝突の初期では、アウタＲ／Ｆ２８が衝突荷重Ｆ（図７参照）に抵抗することで、アウタＲ／Ｆ２８が無い場合に比べて、センタピラー２２において高い反力が得られる。これにより、車両１０への側面衝突の初期では、車室内側へのセンタピラー２２の変形を抑制することができる。
【００５２】
さらに、図６に示すように、センタピラー２２の変形が抑制されることで、センタピラー２２と車両用シート１５に着座した乗員Ｐの側部との間隔Ｗが確保される。そして、センタピラー２２と車両用シート１５に着座した乗員Ｐの側部との間において、サイドエアバッグ５０が膨張展開される。このように、センタピラー２２と車両用シート１５に着座した乗員Ｐの側部との間隔Ｗが確保されると共にサイドエアバッグ５０が膨張展開されるので、サイドエアバッグ５０の膨張展開領域の縮小を抑制することができる。
【００５３】
図７に示すように、車両１０への側面衝突の中盤（中期）以降は、ピラーアウタパネル２４及びピラーインナパネル２６の変形に伴い、アウタＲ／Ｆ２８の変形も進行する。アウタＲ／Ｆ２８は、ピラーアウタパネル２４及びピラーインナパネル２６よりも延性が低いため、車両幅方向内側端縁に亀裂Ｋが生じる場合がある。そして、アウタＲ／Ｆ２８の車両幅方向内側端縁に生じた亀裂Ｋは、車室外側へ向けて進行し、貫通孔３２（図４参照）、貫通孔３３に到達する（アウタＲ／Ｆ２８の一部が破断する）。
【００５４】
アウタＲ／Ｆ２８における車両幅方向内側端縁から車室外側へ向かう亀裂Ｋの進行は、亀裂Ｋが貫通孔３２、３３に到達して、亀裂Ｋの進行方向先端の応力集中が解放されることで抑制される。亀裂Ｋの進行が抑制されるということは、亀裂Ｋが進行する時間を長く稼げることを意味している。即ち、アウタＲ／Ｆ２８の変形による衝突エネルギーの吸収の時間が長くなる。これにより、車両側部構造２０において吸収される衝突エネルギーを既述の第１対比例、第２対比例に比べて増加させることができる。
【００５５】
また、アウタＲ／Ｆ２８の亀裂Ｋが貫通孔３２、３３に到達した以降においても、アウタＲ／Ｆ２８よりも延性が高いピラーアウタパネル２４及びピラーインナパネル２６が、衝突荷重Ｆに抵抗する。さらに、ピラーアウタパネル２４の車両幅方向外側部が縮むと共に内側部が延び、かつピラーインナパネル２６が延びることで、エネルギー吸収が行われる。加えて、アウタＲ／Ｆ２８の貫通孔３２、３３よりも車両幅方向外側の部分が、ピラーアウタパネル２４を補強する。これらの作用により、車両側部構造２０による反力が持続すると共にエネルギー吸収が行われる。
【００５６】
このように、車両１０への側面衝突の中盤以降は、アウタＲ／Ｆ２８及びセンタピラー２２において吸収される衝突エネルギーが増加すると共に、衝突荷重Ｆに対する反力が持続する。このため、車両１０への側面衝突の中盤以降においても、車両１０の車室内側へのセンタピラー２２の変形を抑制することができる。
【００５７】
また、車両側部構造２０では、側面衝突の中盤以降において、貫通孔３２、３３（図４参照）により亀裂Ｋの進行が抑制されるため、センタピラー２２の変形の速度は、既述の対比例１及び対比例２よりも低くなる。以上、説明したように、車両側部構造２０では、車両１０への側面衝突時における車室内側へのセンタピラー２２の変形を抑制することができる。
【００５８】
さらに、図２に示すように、車両側部構造２０では、アウタＲ／Ｆ２８（図４参照）の車両１０のベルトラインＢよりも車両上下方向の下側の位置に貫通孔３２、３３が形成されている。ここで、アウタＲ／Ｆ２８におけるベルトラインＢよりも車両上下方向の下側（設定領域Ｓ内）の部位は、側面衝突時に最も変形し易い部位である。即ち、車両側部構造２０では、アウタＲ／Ｆ２８において、側面衝突時に最も変形し易い部位に貫通孔３２、３３が形成されているので、変形により亀裂Ｋ（図７参照）が生じても貫通孔３２、３３により亀裂Ｋの進行が抑制される。これにより、側面衝突時における車室内側へのセンタピラー２２の変形を抑制することができる。
【００５９】
加えて、図５に示すように、車両側部構造２０では、貫通孔３２について、車両前後方向に見て車両幅方向の長さＬ１よりも車両上下方向の長さＬ２が長く設定されている。貫通孔３３（図４参照）も同様である。側面衝突においてアウタＲ／Ｆ２８の縦壁部２８Ｂ、縦壁部２８Ｃ（図４参照）の車両幅方向の内側端縁に生じた亀裂Ｋ（図７参照）は、車室外側へ向けて進行する。ここで、貫通孔３２、３３が車両上下方向に長いので、亀裂Ｋが車両幅方向に対して交差する斜め方向に進行した場合（亀裂Ｋの先端が車両前後方向に対して車両上下方向の上側又は下側に進行した場合）でも、亀裂Ｋを貫通孔３２、３３に到達させることができる。
【００６０】
また、側面衝突において、アウタＲ／Ｆ２８の車両幅方向内側部には車両上下方向に引張荷重が加わる。ここで、貫通孔３２、３３は、車両上下方向の長さＬ１よりも車両幅方向の長さＬ２を長くした場合に比べて、貫通孔３２、３３の縁における応力集中係数が小さくなっている。これにより、貫通孔３２、３３の縁における応力集中が抑制されるので、側面衝突時における車室内側へのセンタピラー２２の変形を抑制することができる。
【００６１】
補足すると、板状の部材に板厚方向に貫通された孔が形成されている場合、部材を一方向（軸方向）に引っ張ると、孔の縁（周囲）で応力が局所的に高くなる。この現象を応力集中という。また、応力集中の度合いは、応力集中係数αで表される。図示は省略するが、最小断面部での平均応力をσ０、最大応力をσｍとすると、応力集中係数α＝σｍ／σ０で定義される。
【００６２】
既述の貫通孔３２、３３を楕円孔に近似した場合、引張荷重が加わる方向を車両上下方向とし、楕円の長軸の長さａ、短軸の長さｂとして、貫通孔３２、３３の縁に生じる最大応力σｍは、σｍ＝σ０（１＋２（ａ／ｂ））で求められる。つまり、α＝（１＋２（ａ／ｂ））と表せる。ここで、ａ／ｂが小さくなるとき、即ち、本実施形態の貫通孔３２、３３のように、車両幅方向の長さよりも車両上下方向の長さが長いとき、応力集中係数αが小さくなり、貫通孔３２、３３の縁に生じる応力集中が小さくなることが分かる。
【００６３】
また、車両側部構造２０では、貫通孔３２、３３が、中立面Ｍと重なる位置に形成されている。中立面Ｍの近傍では、アウタＲ／Ｆ２８に作用する応力がゼロ又は非常に小さくなるため、アウタＲ／Ｆ２８が変形し難い。即ち、側面衝突時にアウタＲ／Ｆ２８の車両幅方向内側端縁に生じた亀裂Ｋが貫通孔３２、３３に到達したとき、貫通孔３２、３３によって亀裂の進行が抑制されるだけでなく、貫通孔３２、３３の縁の変形も抑制される。これにより、アウタＲ／Ｆ２８の変形が抑制されるので、側面衝突時における車室内側へのセンタピラー２２の変形を抑制することができる。
【００６４】
図８（Ａ）には、車両側部構造２０（図４参照）の特性がグラフＧ１で示されている。車両側部構造２０では、側面衝突時から変位量ｄ１までの間において、既述の作用により、対比例１及び対比例２以上の高い反力が得られる。さらに、車両側部構造２０では、変位量ｄ１となってアウタＲ／Ｆ２８（図７参照）の一部に破断が生じた後においても、ピラーアウタパネル２４及びピラーインナパネル２６により反力が持続するため、対比例１及び対比例２よりも高い反力が得られる。
【００６５】
図８（Ｂ）には、車両側部構造２０（図４参照）の特性がグラフＧ４で示されている。なお、グラフＧ７は、車体１２（図１参照）全体としての特性を示している。車両側部構造２０では、側面衝突の初期（時点Ｔ１まで）において高い反力が得られ、また、中盤以降も反力が持続するため、センタピラー２２（図７参照）の変形の速度は、対比例１及び対比例２以下となる。具体的には、時点Ｔ１において、車体１２の変形の速度をＶ１、車両側部構造２０のセンタピラー２２の変形の速度をＶ２、対比例２の変形の速度をＶ３、対比例１の変形の速度をＶ４とすると、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４となる。
【００６６】
（変形例）
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【００６７】
アウタＲ／Ｆ２８は、「高張力鋼板」に限らず、「超高張力鋼板」又は「ホットスタンプ材」で構成されたものであってもよい。ホットスタンプ材は、鋼板を加熱しながらプレスする熱間プレスにより形成されるものであるが、高張力鋼板と同程度の強度及び延性が得られる。また、アウタＲ／Ｆ２８は、縦壁部２８Ｂに貫通孔３２が形成され、縦壁部２８Ｃに貫通孔が形成されていないものであってもよい。さらに、アウタＲ／Ｆ２８は、縦壁部２８Ｃに貫通孔３３が形成され、縦壁部２８Ｂに貫通孔が形成されていないものであってもよい。加えて、アウタＲ／Ｆ２８は、ほぼ全体がピラーアウタパネル２４に接触したものに限らず、溶接等により結合される部位のみがピラーアウタパネル２４に接触したものであってもよい。
【００６８】
また、アウタＲ／Ｆ２８の厚さ（板厚）は、ピラーアウタパネル２４、ピラーインナパネル２６の厚さ以上又は厚さ以下のいずれであってもよい。アウタＲ／Ｆ２８に形成する貫通孔の形状は、貫通孔３２、３３（図４、図５参照）のように、車両前後方向に見て楕円に近い形状に限らない。例えば、図９に示すように、矩形状に近い貫通孔６２を形成してもよい。なお、図９に示すように貫通孔を矩形状に近い形状とする場合は、応力集中を抑制する観点から、四隅（コーナー部）に湾曲部６２Ａを形成することが好ましい。
【００６９】
貫通孔３２、３３は、センタピラー２２における側面衝突時に最も変形し易い部位の車両上下方向の位置（高さ）に合わせて形成することが好ましい。また、貫通孔３２、３３は、センタピラー２２における側面衝突時に最も変形し易い部位が複数箇所ある場合は、車両上下方向で１箇所に限らず、複数箇所形成されていてもよい。さらに、貫通孔３２、３３は、車両幅方向で１箇所に限らず、複数箇所形成されていてもよい。
【００７０】
加えて、貫通孔３２、３３は、車両前後方向に見て車両幅方向の長さＬ１よりも車両上下方向の長さＬ２が長いものに限定されない。例えば、アウタＲ／Ｆ２８の車両幅方向の長さが貫通孔の長さに比べて充分長い場合は、長さＬ１が長さＬ２よりも長い貫通孔であってもよい。あるいは、長さＬ１＝長さＬ２として、円形の貫通孔を形成してもよい。
【００７１】
車両１０のサイドエアバッグは、サイドエアバッグ５０のようにドア側に格納されたものに限らず、車両用シート１５側に格納されていてもよい。例えば、車両用シート１５のシート幅方向（車両幅方向）の側部（外側）にサイドエアバッグが格納され、側面衝突時に車両用シート１５の側部が破断することでサイドエアバッグが膨張展開可能となる構成としてもよい。
【００７２】
以上、本発明の実施形態及び変形例に係る車両側部構造について説明したが、これらの実施形態及び変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  車両
１５  車両用シート
１７  サイドドア
２０  車両側部構造
２２  センタピラー（ピラーの一例）
２４  ピラーアウタパネル（ピラーアウタの一例）
２６  ピラーインナパネル（ピラーインナの一例）
２８  センタピラーアウタリインフォースメント（補強部材の一例）
２８Ｂ  縦壁部（前壁の一例）
２８Ｃ  縦壁部（後壁の一例）
３２  貫通孔（孔部の一例）
３３  貫通孔（孔部の一例）
５０  サイドエアバッグ
６２  貫通孔（孔部の一例）
Ｂ  ベルトライン
Ｍ  中立面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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