JP4470494B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体構造に関する。

従来の車体構造としては、閉断面構造としたセンターピラーの下部に積極的に強度的不連続部を設け、側面衝突時にその強度的不連続部で的確に室内側に折れ曲がることにより、センターピラーの中央部分と上方部分での局部的な折れ曲がりを防止し、センターピラーを略均一に室内側に変位させるとともに、その内方への変形量を比較的少なくするようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３３３５７８１号公報（第３〜４頁、図６）

しかしながら、かかる従来の車体構造では、衝突初期において強度的不連続部を設けたセンターピラーの下部が室内側に折れ曲がるため、車体の強度はその折れ曲がり強度によって支配されてしまい、大幅な強度向上を期待することが困難になる。

また、折れ曲がり変形以後では、センターピラーが略均一に室内側に進入してくる際には、センターピラーに張力が作用し、センターピラーの初期形状であるアーチ形状を引き延ばし、更には逆方向（室内方向）に折り曲げるような入力が常に作用する状態になる。

従って、センターピラーの下部が室内側に一旦変形した後は、側面衝突荷重の入力の継続に伴って室内側への変形移動が継続的となって、センターピラーの室内進入量が大きくなる可能性がある。

近年においては、車両のサイズや形状の多様化等からより一層の利便性の向上が望まれており、前述のセンターピラー進入モードコントロールと車体強度の向上をより合理的に高いレベルで達成することが求められている。

そこで、本発明は側面衝突入力に対して、車幅方向内側へ変形するピラー部材を、略直線状態に形状保持させることにより、該ピラー部材の上，下端部に連なるサイドルーフレール，サイドシル等の車体骨格メンバに効率良く荷重分散伝達させることができて、ピラー部材の軽量化を図りつつ強度向上をも達成することができる車体構造を提供するものである。

本発明の車体構造にあっては、サイドルーフレールとサイドシルとをピラー部材で車体上下方向に連結するとともに、左・右１対のサイドルーフレールおよびサイドシルの各ピラー部材との連結部位置でルーフクロスメンバ、フロアクロスメンバによって車幅方向に連結した車体構造であって、前記ピラー部材を、その上，下端部に対して中間部分を車幅方向外側に向かって凸となる頂点部を有する弯曲した形状に形成することによって、該ピラー部材に車両外方から内方へと略水平方向に作用する側面衝突入力を、このピラー部材の車体上下方向入力に変換・持続させる入力変換手段と、前記ピラー部材の上，下端部に設けられ、該ピラー部材の車幅方向外側の壁面に支持点部を持つ正面視して扇形状に形成された上，下変形許容部と、ピラー部材の上下方向中間部分に設けられ、該ピラー部材の車幅方向内側の壁面に支持点部を持つ正面視して扇形状に形成された中間変形許容部と、上，下変形許容部の支持点部近傍部を連結する張力伝達促進手段と、を備え、前記側面衝突入力により車幅方向内側へ変形するピラー部材を、略直線状態に形状保持する形状保持手段と、を設け、前記各変形許容部の変形強度を、ピラー部材の他の部分の軸方向圧潰強度よりも小さく設定するとともに、前記張力伝達促進手段を、ピラー部材の内面形状に沿って各変形許容部を除く領域でほぼ上，下端部に亘って設けられ、かつ、車幅方向内側の壁面長さ、および車幅方向外側の壁面の総和長さが、それぞれピラー部材の上，下変形許容部の支持点部間スパンと略同一長さに設定されたパネル成形品からなる補強部材で構成したことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、ピラー部材に車両外方から内方へと略水平方向に側面衝突入力が作用した場合に、この側面衝突入力を入力変換手段によりピラー部材の車体上下方向入力に変換・持続させるため、ピラー部材の長手方向の圧縮荷重として入力吸収を行う一方、車幅方向内側へ変形するピラー部材は、形状保持手段により略直線状態に保持されるため、ピラー部材の上下方向に変換された入力荷重をサイドルーフレールおよびサイドシルに効率よく分散伝達して変形後においても反力を維持してエネルギー吸収効率を高め、ピラー部材の室内側への変形を小さく抑制できて、ピラー部材の軽量化を図りつつ強度向上をも達成することができる。

図１〜図３は本発明の車体構造の第１実施形態を示し、図１は車室部分の車体骨格を後方から見た斜視図、図２は側面衝突時の変形モードを（Ａ），（Ｂ）によって順を追って示す説明図、図３は側面衝突時の車体反力特性を従来構造のものと比較して示すグラフである。

この第１実施形態の車体構造は、図１に示すように、ルーフ部Ｒの車幅方向両側に車体前後方向に延在する左右１対のサイドルーフレール１と、フロア部Ｆ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２と、サイドルーフレール１とサイドシル２とを車体上下方向に連結するピラー部材としてのセンターピラー３と、１対のサイドルーフレール１間をセンターピラー３の連結部位置で車幅方向に連結するルーフクロスメンバ４と、１対のサイドシル２間をセンターピラー３の連結部位置で車幅方向に連結するフロアクロスメンバ５と、を備えている。

前記センターピラー３には、車両外方から内方へと略水平方向に作用する側面衝突入力を、このセンターピラー３の車体上下方向入力に変換させる入力変換手段１０を設けてある。

この入力変換手段１０は、図２の（Ａ）に示すように、センターピラー３を、その上，下端部に対して中間部分を車幅方向外側に向かって凸となる頂点部Ｔを有する略く字状に弯曲した形状に形成することによって構成してあり、本実施形態では前記頂点部Ｔを、側面衝突荷重が入力される部分に設定してある。

また、前記センターピラー３には、側面衝突入力により車幅方向内側へ変形するセンターピラー３を、略直線状態に形状保持する形状保持手段２０を設けてある。

形状保持手段２０は、本実施形態では、センターピラー３の上，下端部に設けられ、該センターピラー３の車幅方向外側の壁面に支持点部Ｐ１，Ｐ２を持つ正面視して扇形状に形成された上，下変形許容部２１，２２と、センターピラー３の上下方向中間部分に設けられた中間変形許容部２３と、センターピラー３の閉断面内で前記上，下変形許容部２１，２２の各上下面を隔成するように設けられた上下各１対の荷重伝達面２４と、で構成している。

この荷重伝達面２４は、例えば正面視して扇形状に曲折成形したパネル材からなる隔壁で構成し、該隔壁を例えばセンターピラー３のピラーインナ３ａ（図５参照）に接合して設けることができる。

また、前記各変形許容部２１〜２３は、その変形強度をセンターピラー３の他の部分の軸方向圧潰強度よりも小さく設定され、これは、前記各変形許容部２１〜２３におけるピラー壁面の上下方向圧縮力に対する強度を、他の部位よりも低く設定することにより行われる。

具体的には、前記変形許容部２１〜２３の圧縮変形するピラー壁面の厚さを他の部位よりも小さくし、または、前記圧縮変形するピラー壁に変形促進ビードを設ける等の手段を用いることができる。

また、これらのピラー壁面の強度制御の他に、各変形許容部２１〜２３を、これらの変形許容部２１〜２３を除く領域のピラー閉断面内に、金属または合成樹脂の補強用の発泡材を充填して構成することもできる。

以上の構成によりこの第１実施形態によれば、前記センターピラー３は、最突出した部分を頂点部Ｔとしてピラー上端部からピラー下端部に亘って略く字状に弯曲して、これら上，下端部がサイドルーフレール１とサイドシル２に連結し、しかも、これらの連結部分にはルーフクロスメンバ４、フロアクロスメンバ５が車幅方向に延在しているため、図２の（Ａ）に示す衝突初期にあっては、衝突物Ｍから受ける荷重を頂点部Ｔで受け止め、上，下端部でピラー上側部とピラー下側部が突っ張ることにより、衝突初期における車体反力をより早く発生させ、車体の変形を抑制する。

また、センターピラー３自体が頂点部Ｔを最突出部として弯曲しているため、長手方向（上下方向）に圧縮力が作用した際には車幅方向外側に凸となるモーメントが内力として誘起され、このモーメントは、側面衝突時の衝突荷重によりセンターピラー３を車幅方向内側に凸となるように作用する外力モーメントとは反対方向に作用するために、この外力モーメントを打ち消すことにより、センターピラー３に対する衝突荷重による負荷を軽減することができ、ひいては、衝突物Ｍに対する車体の反力をより合理的に向上させることができる。

このため、前記センターピラー３の上，下端部が突っ張ることによる車体反力を維持することができ、つまりは、側面衝突入力をピラー自体の弯曲形状で構成する入力変換手段１０によりセンターピラー３の車体上下方向入力に変換・持続させるので、センターピラー３の長手方向の圧縮荷重として入力吸収を行わせることができる。

そして、前述のように側面衝突入力がセンターピラー３の長手方向の圧縮荷重として変換されて、該圧縮荷重が各変形許容部２１〜２３の変形強度よりも上回わると、図２の（Ｂ）に示すように上，下端部の変形許容部２１，２２および中間変形許容部２３が圧潰変形し、この圧潰変形によってもエネルギー吸収を行う。

上，下端部の変形許容部２１，２２の変形が進んで、これら変形許容部２１，２２のそれぞれで荷重伝達面２４が圧接して変形が底付くと、センターピラー３の上，下端部において車室内側への回転、侵入が抑制されて、ここに形状保持手段２０としての機能が発揮され、センターピラー３を略直線状態に形状保持する。

この結果、前記入力荷重はルーフサイドレール１とルーフクロスメンバ４およびサイドシル２とフロアクロスメンバ５へと効率よく分散伝達され、センターピラー３の車室内側への侵入を極力小さく抑制することができる。

このように、本実施形態によれば、入力変換手段１０によって側面衝突入力をセンターピラー３の上下方向入力に変換して持続させ、かつ、形状保持手段２０により、内側へ変形するセンターピラー３を略直線状態に形状保持して、他の車体骨格メンバへ効率よく荷重分散させるので、図３のａ線に示すように、従来の単純なアーチ形状によるセンターピラーに較べて、車体反力を変形後期に亘って高く維持させて、エネルギー吸収量を拡大することができる。

ここで、一般的に下方に比べて上方が細くなる傾向にあるセンターピラー３に対して、前記中間変形許容部２３を上下方向中央位置よりも上方位置に設定することにより、断面形状の大きいピラー下部へのモーメント負荷を大きくし、断面形状の小さなピラー上部へのモーメント負荷を小さくして、形状特性を考慮した荷重分担が可能となって、より合理的に衝突荷重を支持することができる。

本実施形態では前述のように、入力変換手段１０を、センターピラー３自体を略く字状に弯曲形成することによって構成しているので、専用の部材の増大を伴うことがなく、従って、軽量化を目指しつつ、車体反力のより早い立ち上がりと、入力の変換・持続作用を発揮させることができる。

一方、形状保持手段１０は、センターピラー３の上，下端部に設けた扇形状の変形許容部２１，２２、上下方向中間部に設けた中間変形許容部２３、および上，下の変形許容部２１，２２のそれぞれに設けた変形底付きを規制する荷重伝達面２４とで構成し、各変形許容部２１〜２３の変形強度を、他の部分の軸方向圧潰強度よりも小さく設定してあるため、センターピラー３に上下方向入力として変換された荷重がこれら変形許容部２１〜２３の変形強度よりも上回わると、該変形許容部２１〜２３を変形誘起部として確実に潰れ変形させてエネルギー吸収を行わせることができると共に、上，下変形許容部２１，２２で荷重伝達面２４によって変形の底付きを規制して、ピラー上，下端部の車室内側への回転、侵入を抑制し、センターピラー３を略直線状態に確実に形状保持させて、他の車体骨格メンバへの荷重の分散伝達を良好に行わせることができる。

しかも、前記変形許容部２１〜２３は、ピラー壁面の上下方向圧縮力に対する強度を他の部位よりも低く設定することによって容易に構成でき、ピラー壁面の厚さ調整によって構成する場合、あるいはピラー壁面に変形促進ビードを形成して構成することにより、要求特性に応じて変形開始点およびエネルギー吸収の調整を任意に行うことができる。

また、変形許容部２１〜２３を、それらの部分を除く領域でピラー閉断面内に金属または樹脂の補強用の発泡材を充填して構成することによって、ピラー剛性を低下させずに変形許容部を構成することが可能となる。

図４〜図６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４は車体骨格構造を示す斜視図、図５は（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に図４のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う断面として示す断面図、図６は側面衝突時の変形モードを（Ａ），（Ｂ）によって順を追って示す説明図である。

この第２実施形態の車体構造は、形状保持手段２０を、センターピラー３の上，下端部に設けられ、該センターピラー３の車幅方向外側の壁面に支持点部Ｐ１，Ｐ２を持つ正面視して扇形状に形成された前記上，下変形許容部２１，２２と、センターピラー３の上下方向中間部で前記頂点部Ｔを挟んでその上，下に設けられ、センターピラー３の車幅方向内側の壁面にそれぞれ支持点部Ｐ３，Ｐ４を持つ正面視して扇形状に形成された中間変形許容部２３Ａ，２３Ｂと、前記上，下変形許容部２１，２２の支持点部Ｐ１，Ｐ２近傍部を連結する張力伝達手段３０と、で構成している。

前記各変形許容部２１，２２，２３Ａ，２３Ｂの変形強度が、センターピラー３の他の部分の軸方向圧潰強度よりも小さく設定されることは前記第１実施形態と同様である。

張力伝達促進手段３０は、センターピラー３の内面形状に沿って各変形許容部２１，２２，２３Ａ，２３Ｂを除く領域でほぼ上，下端部に亘って設けたパネル成形品からなる補強部材３１で構成している。

この補強部材３１は、センターピラー３の車幅方向内側の壁面に沿って、前記上端側の変形許容部２１の下面部分と下端側の変形許容部２２の上面部分とに亘って設けられる平板状のインナプレート３１ａと、上下方向に３分割されて、センターピラー３の車幅方向外側の壁面に沿って、前記上端側の変形許容部２１の下面部分と上方の中間変形許容部２３Ａの上面側との間、該中間変形許容部２３Ａの下面側と下方の中間変形許容部２３Ｂの上面側との間、および該中間変形許容部２３Ｂの下面側と前記下端側の変形許容部２２の上面側との間、にそれぞれ設けられた略コ字形断面のアウタプレート３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、で構成してある。

インナプレート３１ａとアウタプレート３１ｂ〜３１ｄは、図５の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、センターピラー３のピラーインナ３ａとピラーアウタ３ｂの前後フランジ部分に挟んで一体にスポット溶接して固定してある。

また、インナプレート３１ａは、上，下変形許容部２１，２２の支持点部Ｐ１，Ｐ２間のスパンＬと略同一長さに設定してある一方、インナプレート３１ｂ〜３１ｄは、その車幅方向外側の壁面（ピラーアウタ３ｂの車幅方向外側の壁面に沿う面）の総和長さが、前記上，下変形許容部２１，２２の支持点部Ｐ１，Ｐ２間のスパンＬと略同一長さに設定してある。

この第２実施形態によれば、図６の（Ａ）に示す側面衝突初期にあっては、前記第１実施形態と同様にセンターピラー３自体の略く字状の弯曲形状による入力変換手段１０としての機能により、初期反力の立ち上がりを早めると共に、反力を高い状態に持続し、側方入力を上下方向の圧縮荷重として変換することによりエネルギーを吸収する。

そして、衝突後期では各変形許容部２１，２２，２３Ａ，２３Ｂが潰れ変形してエネルギー吸収を行う一方、補強部材３１によって前記変形許容部２１，２２，２３Ａ，２３Ｂの変形の底付きが規制されることによって、センターピラー３を略直線状態に形状保持する。

即ち、補強部材３１の前記変形許容部２１，２２，２３Ａ，２３Ｂの部分を除く内，外の壁面長を、上，下変形許容部２１，２２の支持点部Ｐ１，Ｐ２間のスパンＬと略同一に設定してあるため、図６の（Ｂ）に示すように変形許容部２１，２２，２３Ａ，２３Ｂでの変形が底付いた段階で、センターピラー３の全体として外側の弯曲形状が吸収された略直線状の部材に変化するとともに、前記各変形許容部２１，２２，２３Ａ，２３Ｂの支持点部Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ２は上方から下方にかけて内側に凸となるように配置される。

一方、上記の変形過程ではピラー長の変化を車室内側と車室外側とに別々の領域で生じさせているために、上部変形許容部２１の支持点部Ｐ１から中間変形許容部２３Ａ，２３Ｂの支持点部Ｐ３，Ｐ４を経由して、下部変形許容部２２の支持点部Ｐ２に至る直線距離を一定に保つことができ、これによりセンターピラー３に部材長不変領域ＬＴを形成することができる。

この結果、変形許容部２１，２２，２３Ａ，２３Ｂの変形が底付き、支持点部Ｐ１−Ｐ３−Ｐ４−Ｐ２が内側に凸となるように配置された段階で、前記部材長不変領域ＬＴにおいて迅速に張力を作用させることができ、この張力によりセンターピラー３からサイドルーフレール1側およびサイドシル２側への荷重の分散伝達効率の向上を図ることができ、センターピラー３の車室内側への変形、侵入を合理的に抑制することができる。

また、本実施形態では前述のように張力伝達促進手段３０を、壁面長さを適切に設定したパネル成形品からなる補強部材３１で構成しているため、構造を簡単にすることができると共に、ピラー剛性を高めることができる利点を有する。

図７，図８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７は車体骨格構造を示す斜視図、図８は側面衝突時の変形モードを（Ａ），（Ｂ）によって順を追って示す説明図である。

この第３実施形態の車体構造は、形状保持手段２０を、センターピラー３の上，下端部に設けられ、該センターピラー３の車幅方向外側の壁面に支持点部Ｐ１，Ｐ２を持つ正面視して扇形状に形成された前記上，下変形許容部２１，２２と、センターピラー３の上下方向中間部における前記頂点部Ｔで、該センターピラー３の車幅方向内側の壁面に支持点部Ｐ３´を持つ正面視して扇形状に形成された中間変形許容部２３Ｃと、これら各変形許容部２１，２２，２３Ｃの各上下面を隔成するように設けられた荷重伝達面２４と、上，下変形許容部２１，２２の支持点部Ｐ１，Ｐ２の近傍部を連結する張力伝達促進手段３０と、で構成している。

本実施形態では、前記センターピラー３をテーラードブランクなどの差厚鋼板を用いて形成し、前述の各変形許容部２１，２２，２３Ｃを、他の部位よりも壁厚を薄くして壁面強度の調整を行っている。

また、荷重伝達面２４は前記第１実施形態と同様に正面視して扇形状に曲折成形したパネル材からなる隔壁で構成してあり、図７に示すように周端縁に形成したフランジ２４ａを、対応するピラーインナ３ａまたはピラーアウタ３ｂの壁面にスポット溶接して固定し、頂部２４ｂを固定側と反対側のピラーアウタ３ｂまたはピラーインナ３ａの壁面に近接または当接させている。

張力伝達促進手段３０は、センターピラー３の内部に上，下変形許容部２１，２２の支持点部Ｐ１，Ｐ２間に跨って略直線状に設けたパネル材３２で構成している。

パネル材３２は前述と同様の差厚鋼板が用いられ、センターピラー３の前後幅に合わせて形成される板幅が狭くなる上方側の板厚が漸次大きくなるようにしてある。

また、このパネル材３２は上，下端部に連結部３２ａ，３２ｂを備えた側面Ｉ字状に形成してあって、これら連結部３２ａ，３２ｂをサイドルーフレール１，サイドシル２の各閉断面内に嵌合して接合される。

パネル材３２は前述のように上，下変形許容部２１，２２の支持点部Ｐ１，Ｐ２間に跨って略直線状に設けられるが、その上下方向中間部はセンターピラー３の車幅方向内側の壁面に当接し、前記中間変形許容部２３Ｃに設けた荷重伝達面２４の頂部２４ｂがこのパネル材３２に当接している。

この第３実施形態によれば、図８の（Ａ）に示す側面衝突初期にあっては、前記第１実施形態と同様にセンターピラー３自体の略く字状の弯曲形状による入力変換手段１０としての機能により、初期反力の立ち上がりを早めると共に反力を高い状態に持続し、側方入力を上下方向の圧縮荷重として変換することによりエネルギーを吸収する。

そして、衝突後期では各変形許容部２１，２２，２３Ｃが潰れ変形してエネルギー吸収を行う一方、荷重伝達面２４によって各変形許容部２１，２２，２３Ｃの変形の底付きが規制されることにより、センターピラー３の車室内側への回転変位を抑制する。

これに加えて、前記変形許容部２１，２２，２３Ｃの変形が底付いた時点で、ピラー外面への入力を変形後の中間変形許容部２３Ｃを介してダイレクトに張力伝達促進手段３０としてのパネル材３２に作用させて、該中間変形許容部２３Ｃ部分におけるピラー断面の崩れを防止すると共に、図８（Ｂ）に示すように該パネル材３２に張力を発生させてセンターピラー３を略直線状態に形状保持することができ、従って、前記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

この第３実施形態では、張力伝達促進手段３０として直線状のパネル材３２を用いているが、これに替えてワイヤを前記支持点部Ｐ１，Ｐ２間に跨って張設しても同様の効果を得ることができる。

図９〜図１１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９は車室部分の車体骨格を後方から見た斜視図、図１０はセンターピラーの片側の背面図、図１１はセンターピラーの成形工法を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図である。

この第４実施形態の車体構造は、図１１に示すような差圧鋼板を用いた液圧成型により形成されたセンターピラー３Ａを用いて、該センターピラー３Ａの厚肉分布により張力伝達促進機能が得られるようにしている。

センターピラー３Ａは、所要の同一パターンで厚肉部４０ａを設けた２枚の差圧鋼板からなる長尺矩形状のピラー素材４０を重ね合わせ（ａ）、一対の長辺部をレーザー溶接して袋状部材４０Ａを形成し（ｂ）、この袋状部材４０Ａの長手方向両端から液圧をかけて（ｃ）、く字状に弯曲した所要の中空閉断面のセンターピラー３Ａを成型すると共に、その上，下端部に連結部材４１，４２を接合して構成してあって、これら連結部材４１，４２を介してサイドルーフレール１、サイドシル２の閉断面内に貫通して連結し、ルーフクロスメンバ４とセンターピラー３Ａおよびフロアクロスメンバ５とで、閉断面連続環状構造体を構成している。

前記厚肉部４０ａは、センターピラー３Ａの車幅方向外側の壁面で、上，下端よりも若干中央側にオフセットした部位に設けた厚肉部４０ａ１，４０ａ２と、同外側の壁面でセンターピラー３の上下方向中間部における頂点部Ｔのやや上方部位に設けた中間厚肉部４０ａ３と、センターピラー３Ａの前，後壁面で、前記上，下厚肉部４０ａ１，４０ａ２とを略直線状に繋ぐ厚肉部４０ａ４と、同前，後壁面で前記厚肉部４０ａ３と略直線状厚肉部４０ａ４とを繋ぐ連結厚肉部４０ａ５と、からなるパターンで構成される。

一方、センターピラー３Ａの車幅方向内側の壁面には、上部厚肉部４０ａ１の上端部Ｐ１および下部厚肉部４０ａ２の下端Ｐ２よりもやや中央側にオフセットした位置に各１対の変形促進用の横ビード４３を設けて、上側の横ビード４３，４３と前記上端Ｐ１とを結ぶ領域、および下側の横ビード４３，４３と前記下端Ｐ１とを結ぶ領域を、それぞれ前記Ｐ１，Ｐ２を支持点部とする扇形状の上，下変形許容部２１Ａ，２２Ａとしてある。

また、センターピラー３Ａの車幅方向外側の壁面には、中間厚肉部４０ａ３を挟んだ上，下部分に各１対の変形促進用の横ビード４４を設けて、各１対の横ビード４４，４４と、前記略直線状厚肉部４０ａ４が車幅方向内側の壁面と接する内側の壁面と接する点Ｐ３，Ｐ４をそれぞれ結ぶ領域を、それぞれ前記点Ｐ３，Ｐ４を支持点部とする扇形状の中間変形許容部２３Ａ´，２３Ｂ´としてある。

つまり、この第４実施形態では、前記厚肉部４０ａ１〜４０ａ５と、上，下変形許容部２１Ａ，２２Ａ、および中間変形許容部２３Ａ´，２３Ｂ´とで形状保持手段２０を構成し、このうち、厚肉部４０ａ１〜４０ａ５で張力伝達促進手段３０としての機能が得られるようにしてある。

この第４実施形態によれば、実質的に前記第２，第３実施形態と同様の作用効果が得られる他に、センターピラー３の上，下端部がサイドルーフレール１およびサイドシル２の閉断面内に貫通して結合されて、ルーフクロスメンバ４，センターピラー３Ａ，フロアクロスメンバ５により閉断面連続環状構造を構成しているため、センターピラー３Ａから各クロスメンバ４，５への荷重伝達効率を高めることができる。

図１２，図１３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１２は車体骨格構造を示す斜視図、図１３はセンターピラーの断面説明図である。

この第５実施形態の車体構造にあっては、センターピラー３Ｂは緩やかなアーチ形状に形成してあり、該センターピラー３Ｂの上端部のサイドルーフレール１との結合部近傍における車幅方向外側の壁面（連結点Ｘ１）と、センターピラー３Ｂの下端部のサイドシル２との結合部近傍における車幅方向外側の壁面（連結点Ｘ２）と、センターピラー３Ｂの上下方向中間部における車幅方向内側の壁面の一部とを、略一直線状に配置して、形状保持手段２０を構成している。

本実施形態では、前記連結点Ｘ１と、車幅方向内側の壁面の一部と、連結点Ｘ２とを略一直線状に結ぶライン上に、パネル材５０を設けて張力伝達促進手段３０を構成している。

また、このセンターピラー３Ｂの上下方向中間部の閉断面内には、該センターピラー３Ｂの車幅方向外側の壁面と、前記パネル材５０とに跨って張力誘起手段５１を設けてある。

この張力誘起手段５１として本実施形態ではパネル材からなるボックス状の補強部材５２が用いられ、該補強部材５２はその開口縁フランジ５２ａを介して前記パネル材５０に接合固定して、センターピラー３Ｂの車幅方向外側の壁面に近接または当接して配置してある。

なお、前記パネル材５０の上，下端部は、連結部５０ａ，５０ｂとして延設し、サイドルーフレール１，サイドシル２内を縦断して、各端部フランジに結合固定してある。

この第５実施形態によれば、車両の側面衝突時にセンターピラー３Ｂの上下方向中間部に衝突荷重が入力すると、該センターピラー３Ｂは車室内側に曲げ変形するようになるが、前記車幅方向外側の壁面の上，下端部の連結点Ｘ１，Ｘ２と、上下方向中間部における車幅方向内側の壁面の一部とを、略一直線状に配置してあるため部材長不変領域が形成されて、形状保持手段２０を構成するため、センターピラー３Ｂがアーチ形状から車室内側に向けて略直線状態に変形が進むと、それ以上の車室内側への変形が抑制され、側方からの衝突荷重をサイドルーフレール１，サイドシル２側へそれぞれ分散伝達して、センターピラー３Ｂの車室内側への曲げ変形を小さく抑制することができる。

特に本実施形態では、前記連結点Ｘ１，Ｘ２を結ぶライン上には張力伝達促進手段３０としてのパネル材５０を設けてあると共に、張力誘起手段５１としての補強部材５２を前記パネル材５０と車幅方向外側の壁面とに跨って設けてあるため、衝突荷重が車幅方向外側の壁面に入力した時点から前記パネル材５０に張力を発生させて、サイドルーフレール１側とサイドシル２側とに荷重を分散伝達することができるので、センターピラー３Ｂの曲げ変形抑制効果を合理的に実現することが可能である。

図１４，図１５は本発明の第６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１４はセンターピラーの断面説明図、図１５は張力伝達促進手段と張力誘起手段の斜視図、図１６は図１５のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

この第６実施形態にあっては、センターピラー３Ｃはサイドルーフレール１とサイドシル２とに跨って略一直線状に形成してあり、該センターピラー３Ｃの上端部のサイドルーフレール１との結合部近傍における車幅方向外側の壁面（連結点Ｘ１）と、センターピラー３Ｃの下端部のサイドシル２との結合部近傍における車幅方向外側の壁面（連結点Ｘ２）と、センターピラー３Ｃの上下方向中間部における車幅方向内側の壁面の一部とを直線状に結ぶライン上に、前後１対のワイヤ５３を張設して張力伝達促進手段３０を構成している。

また、このセンターピラー３Ｃの上下方向中間部における車幅方向外側の壁面と、ワイヤ５３の前記車幅方向内側の壁面に沿った部分とに跨って張力誘起手段５１を設けてある。

前記１対のワイヤ５３は上，下連結材５４，５５にリベット止め等により固定してあって、上，下連結部５４，５５をサイドルーフレール１，サイドシル２の各閉断面内を縦断して結合することによって張設される。

また、張力誘起手段５１として、図１５，図１６に示すように軽量金属をもって閉断面に押し出し成形したブロック状の補強部材５２Ａが用いられ、この補強部材５２Ａに前記ワイヤ５３を結合して、該補強部材５２Ａを介してワイヤ５３の中間部分を前記車幅方向内側の壁面に沿ってボルト５６により固定してある。

従って、この第６実施形態にあっても、前記第５実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記第４実施形態ではセンターピラー３Ａの上，下端部をルーフサイドレール１とサイドシル２の閉断面内に貫通して連結することにより、該センターピラー３Ａとルーフクロスメンバ４，フロアクロスメンバ５とで閉断面連続環状構造体を構成しているが、第１〜第３実施形態および第５，第６実施形態においても同様構造を採用して、荷重の分散伝達効率を高めることができる。

本発明の第１実施形態を示す車室部分の車体骨格を後方から見た斜視図。 本発明の第１実施形態における側面衝突時の変形モードを（Ａ），（Ｂ）によって順を追って示す説明図。 本発明の第１実施形態における側面衝突時における車体反力特性を従来構造のものと比較して示すグラフ。 本発明の第２実施形態における車体骨格構造を示す斜視図。 本発明の第２実施形態におけるセンターピラーを、図４のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿って断面として（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す断面図。 本発明の第２実施形態における側面衝突時の変形モードを（Ａ），（Ｂ）によって順を追って示す説明図。 本発明の第３実施形態における車体骨格構造を示す斜視図。 本発明の第３実施形態における側面衝突時の変形モードを（Ａ），（Ｂ）によって順を追って示す説明図。 本発明の第４実施形態を示す車室部分の車体骨格を後方から見た斜視図。 本発明の第４実施形態における片側のセンターピラーの背面図。 本発明の第４実施形態におけるセンターピラーの成形工法を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図。 本発明の第５実施形態における車体骨格構造を示す斜視図。 本発明の第５実施形態におけるセンターピラーの断面説明図。 本発明の第６実施形態におけるセンターピラーの断面説明図。 本発明の第６実施形態における張力伝達促進手段と張力誘起手段を示す斜視図。 図１５のＤ−Ｄ線に沿う断面図。

符号の説明

１…サイドルーフレール
２…サイドシル
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…センターピラー（ピラー部材）
４…ルーフクロスメンバ
５…フロアクロスメンバ
１０…入力変換手段
２０…形状保持手段
２１，２１Ａ…上部変形許容部
２２，２２Ａ…下部変形許容部
２３，２３Ａ，２３Ａ´，２３Ｂ，２３Ｂ´，２３Ｃ…中間変形許容部
２４…荷重伝達面
３０…張力伝達手段
３１…補強部材（張力伝達手段）
３２…パネル材（張力伝達手段）
４３，４４…変形促進ビード
５０…パネル材（張力伝達手段）
５１…張力誘起手段
５２，５２Ａ…補強部材（張力誘起手段）
５３…ワイヤ（張力伝達手段）
Ｒ…ルーフ部
Ｆ…フロア部
Ｔ…頂点部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ３´，Ｐ４…支持点部

Claims (7)

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対のサイドルーフレールと、
   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、
   前記サイドルーフレールとサイドシルとを車体上下方向に連結するピラー部材と、
   １対のサイドルーフレール間をピラー部材の連結部位置で車幅方向に連結するルーフクロスメンバと、
   １対のサイドシル間をピラー部材の連結部位置で車幅方向に連結するフロアクロスメンバと、を備えた車体構造であって、
   前記ピラー部材を、その上，下端部に対して中間部分を車幅方向外側に向かって凸となる頂点部を有する弯曲した形状に形成することによって、該ピラー部材に車両外方から内方へと略水平方向に作用する側面衝突入力を、このピラー部材の車体上下方向入力に変換・持続させる入力変換手段と、
   前記ピラー部材の上，下端部に設けられ、該ピラー部材の車幅方向外側の壁面に支持点部を持つ正面視して扇形状に形成された上，下変形許容部と、ピラー部材の上下方向中間部分に設けられ、該ピラー部材の車幅方向内側の壁面に支持点部を持つ正面視して扇形状に形成された中間変形許容部と、上，下変形許容部の支持点部近傍部を連結する張力伝達促進手段と、を備え、前記側面衝突入力により車幅方向内側へ変形するピラー部材を、略直線状態に形状保持する形状保持手段と、を設け、
   前記各変形許容部の変形強度を、ピラー部材の他の部分の軸方向圧潰強度よりも小さく設定するとともに、
   前記張力伝達促進手段を、ピラー部材の内面形状に沿って各変形許容部を除く領域でほぼ上，下端部に亘って設けられ、かつ、車幅方向内側の壁面長さ、および車幅方向外側の壁面の総和長さが、それぞれピラー部材の上，下変形許容部の支持点部間スパンと略同一長さに設定されたパネル成形品からなる補強部材で構成したことを特徴とする車体構造。
2. ピラー部材の閉断面内に、上，下変形許容部および中間変形許容部の各上下面を隔成するように設けられた荷重伝達面を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. センターピラーの上，下端部を、サイドルーフレールおよびサイドシルの各閉断面内に貫通して設け、ルーフクロスメンバとセンターピラーおよびフロアクロスメンバとで、閉断面連続環状構造体を構成した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. 上，下変形許容部および中間変形許容部を、同部位のピラー壁面の上下方向圧縮力に対する強度を他の部位よりも低く設定して構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車体構造。
5. ピラー壁面の強度制御を、圧縮変形する壁面の厚さを他の部位よりも小さくして行うことを特徴とする請求項４に記載の車体構造。
6. ピラー壁面の強度制御を、圧縮変形する壁面に変形促進ビードを形成して行うことを特徴とする請求項４に記載の車体構造。
7. 上，下変形許容部および中間変形許容部を、これらの変形許容部を除く領域のピラー部材内部に、補強用の発泡材を充填して構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車体構造。

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