JP6569705B2 - 車両用骨格構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用骨格構造に関する。

下記特許文献１には、高強度鋼板を一部に用いた車体構造に関する発明が開示されている。簡単に説明すると、センタピラーは、車室内側からセンタピラーインナパネル、センタピラーアウタリインフォースメント、サイドアウタパネルの順に配置された三部材によって構成されている。各部材は各々断面形状がハット形状とされており、これら三部材のフランジを重ね合わせた状態でスポット溶接することにより、閉断面構造のセンタピラーが構成されている。さらに、この先行技術では、センタピラーインナパネルとサイドアウタパネルとの間に挟持されるセンタピラーアウタリインフォースメントのフランジの溶接部間にフランジの長手方向に沿って波形形状部が形成されている。これにより、側面衝突時に、センタピラーアウタリインフォースメントのフランジにその長手方向への引張荷重が作用すると、波形形状部が延び変形することで、スポット溶接部（特にスポット溶接により他の部位に比べて強度が低下しやすい溶接部分の周りの熱影響部）への応力集中が緩和される。

特開２０１４−０７３７６９号公報

ところで、側面衝突時のセンタピラーの耐力を向上させるためにセンタピラーに補強部材を追加設定することがある。例えば、センタピラーアウタリインフォースメントの本体部分の車室外側に、当該本体部分と同様の形状とされた補強部材を被せてスポット溶接でセンタピラーアウタリインフォースメントに一体化することがある。このように補強部材を設定すれば、側面衝突時にセンタピラーの変形が抑制される。

しかしながら、衝突速度が速くセンタピラーの車室内側への変形量が増加した場合を考えると、補強部材のセンタピラーアウタリインフォースメントへの接合部に応力が集中し、当該接合部が破断することが懸念される。特に、昨今では衝突安全性能の向上と車体重量の軽量化の両立が要求されているため、補強部材に高強度鋼板が使われることがあるが、高強度鋼板は延び難く割れ易いため、改善されることが望まれている。

本発明は上記事実を考慮し、側面衝突時に骨格構成部材とその補強部材との接合部に破断が生じ難い車両骨格構造を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る車両用骨格構造は、車体側部の下端部に車両前後方向に沿って配設されたロッカと車体側部の上端部に車両前後方向に沿って配設されたルーフサイドレールとを車両上下方向に連結するピラーのインナパネルと、前記インナパネルの車室外側に配置され、車両幅方向外側に配置される底壁部と当該底壁部の車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ延出された縦壁部とを有し、当該インナパネルに接合されることでインナパネルと共に骨格を構成する長尺状のアウタパネルと、前記アウタパネルに車室外側から被嵌されることで前記アウタパネルの車室外側に配置され、車両幅方向外側に配置される底壁部と当該底壁部の車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ延出された縦壁部とを有し、当該縦壁部の長手方向に沿った複数個所で当該アウタパネルに接合されることで当該アウタパネルを補強する長尺状の補強部材と、前記補強部材の前記縦壁部における前記アウタパネルの前記縦壁部との接合部であって当該補強部材の長手方向に隣合う接合部間に形成され、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第１余長部と、を備え、前記補強部材の前記底壁部は前記アウタパネルの前記底壁部に対して離間して平行に配置されかつ前記補強部材の前記縦壁部は前記アウタパネルの前記縦壁部に重ね合わされた状態で前記接合部にて接合されることで、前記アウタパネルの前記底壁部と前記アウタパネルの前記縦壁部とが交差する角部と、前記補強部材の前記底壁部と前記補強部材の前記縦壁部とが交差する角部とが、互いの前記縦壁部の重なり方向である車両幅方向に近接して配置されている。

請求項１記載の本発明の作用は、以下の通りである。
本発明に係る車両用骨格構造が適用された車両の車体側部に車体側方から衝突荷重が作用すると、車体側部に配置された骨格のアウタパネルは、インナパネルと共に車両幅方向内側へ曲げ変形しようとする。このため、アウタパネルに接合されている補強部材にも同様の曲げ変形が生じようとする。

ここで、本発明では、補強部材は車両幅方向外側に配置される底壁部と当該底壁部の車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ延出された縦壁部とを有しており、当該補強部材の縦壁部におけるアウタパネルの縦壁部との隣合う接合部間に、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第１余長部が設けられている。このため、補強部材がアウタパネルの曲げ変形に追従して変形しようとすると、第１余長部が延び変形する。これにより、衝突荷重の一部が吸収される。従って、補強部材とアウタパネルとの接合部に過度な応力が集中することが抑制される。なお、以上は第１余長部に引張力が作用して延び方向に変形する場合を例にして説明したが、第１余長部に圧縮力が作用すれば、第１余長部が縮み方向に変形して、補強部材とアウタパネルとの接合部に過度な応力が集中することが抑制される。

請求項２記載の本発明に係る車両用骨格構造は、車体側部の下端部に車両前後方向に沿って配設されたロッカと車体側部の上端部に車両前後方向に沿って配設されたルーフサイドレールとを車両上下方向に連結するピラーのインナパネルと、前記インナパネルの車室外側に配置され、当該インナパネルに接合されることでインナパネルと共に骨格を構成する長尺状のアウタパネルと、前記アウタパネルの車室外側又は車室内側に配置され、車両幅方向外側に配置される底壁部と当該底壁部の車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ延出された縦壁部とを有し、当該縦壁部の長手方向に沿った複数個所で当該アウタパネルに接合されることで当該アウタパネルを補強する長尺状の補強部材と、前記補強部材の前記縦壁部における前記アウタパネルとの接合部であって当該補強部材の長手方向に隣合う接合部間に形成され、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第１余長部と、を備え、前記インナパネルはその長手方向に沿って接合用の第１フランジ部を備えていると共に、前記アウタパネルはその長手方向に沿って接合用の第２フランジ部を備え、当該第１フランジ部と当該第２フランジ部とはインナパネル及びアウタパネルの長手方向に沿った複数個所で接合されると共に、隣合う接合部間に当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第２余長部が形成されており、前記第１余長部は、車両幅方向から見て前記第２余長部と重なる位置に配置されている。

請求項２記載の本発明によれば、インナパネルはその長手方向に沿って接合用の第１フランジ部を備えていると共に、アウタパネルはその長手方向に沿って接合用の第２フランジ部を備えている。そして、第１フランジ部と第２フランジ部とがインナパネル及びアウタパネルの長手方向に沿った複数個所で接合されることにより、骨格が構成される。

ここで、本発明では、第１フランジ部と第２フランジ部とを接合している接合部のうち隣合う接合部間に、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第２余長部が形成されている。このため、インナパネルの第１フランジ部及びアウタパネルの第２フランジ部の曲げ変形時に第２余長部が延び方向又は縮み方向に変形することにより、衝突荷重の一部が吸収される。その結果、第１フランジ部と第２フランジ部との接合部に過度な応力が生じることが抑制される。

のみならず、第１余長部は車両幅方向から見て第２余長部と重なる位置に配置されているため、第１フランジ部及び第２フランジ部の曲げ変形に呼応して（曲げ変形に対応して）補強部材を曲げ変形させることができる。このため、補強部材がアウタパネルから剥離することが抑制又は防止され、車両用骨格部材の断面形状が崩れ難くなる。

請求項３記載の本発明に係る車両用骨格構造は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記補強部材と前記アウタパネルとの接合部及び前記第１余長部は、前記インナパネルと前記アウタパネルとで構成される前記骨格の中立軸よりも車両幅方向内側に配置されている。

請求項３記載の本発明によれば、補強部材とアウタパネルとの接合部及び第１余長部が骨格の中立軸よりも車両幅方向内側に配置されているため、第２余長部だけでなく第１余長部も引張荷重を受けることになる。このため、第１余長部と第２余長部のいずれも引張力によって延び変形される。

請求項４記載の本発明に係る車両用骨格構造は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記インナパネル、前記アウタパネル及び前記補強部材は、いずれも高強度鋼板によって構成されている。

請求項４記載の本発明の作用は、以下の通りである。

一般に、高強度鋼板は、強度が高い反面、脆く割れや破断が生じやすいという性質を有している。このため、インナパネル、アウタパネル及び補強部材を高強度鋼板で構成した場合、第１フランジ部と第２フランジ部との接合部並びに補強部材とアウタパネルとの接合部に応力が集中して破断が生じ易くなる。しかし、本発明では、第１余長部（及び第２余長部）を設けているので、これらの接合部に破断が生じることを抑制又は防止することができる。

請求項５記載の本発明に係る車両用骨格構造は、請求項２、請求項２を引用する請求項３、又は請求項２若しくは請求項２を引用する請求項３を引用する請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との接合部は、車両幅方向から見て前記第１余長部と重ならない位置に配置されている。

請求項６記載の本発明に係る車両用骨格構造は、車体側部の下端部に車両前後方向に沿って配設されたロッカと車体側部の上端部に車両前後方向に沿って配設されたルーフサイドレールとを車両上下方向に連結するピラーの車室内側に配置された長尺状のインナパネルと、前記インナパネルの車室外側に配置され、当該インナパネルの長手方向に沿って形成された第１フランジ部に自身の長手方向に沿って形成された第２フランジ部が長手方向の複数個所で接合されることでインナパネルと共に骨格を構成する長尺状のアウタパネルと、前記アウタパネルの車室外側又は車室内側に配置され、車両幅方向外側に配置される底壁部と当該底壁部の車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ延出された縦壁部とを有し、当該縦壁部の長手方向に沿った複数個所で当該アウタパネルに接合されることで当該アウタパネルを補強する長尺状の補強部材と、前記補強部材の前記縦壁部における前記アウタパネルとの接合部であって当該補強部材の長手方向に隣合う接合部間に形成され、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第１余長部と、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との隣合う接合部間に形成され、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第２余長部と、を備え、前記第１フランジ部の長手方向の複数個所には平板状の第１座面部が形成されていると共に、前記第２フランジ部の長手方向の複数個所には平板状の第２座面部が形成されており、各々平板状とされた前記第１座面部と前記第２座面部とが溶接接合されて前記インナパネルと前記アウタパネルとが一体化されている。
請求項７記載の本発明に係る車両用骨格構造は、請求項６記載の発明において、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との接合部は、車両幅方向から見て前記第１余長部と重ならない位置に配置されている。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両用骨格構造は、側面衝突時に骨格構成部材とその補強部材との接合部に破断が生じ難い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両用骨格構造は、側面衝突時に補強部材も含めた骨格の断面剛性をより長く維持することができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係る車両用骨格構造は、補強部材を含む骨格の曲げ変形時に、引張力による破断等が生じることを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。

請求項４記載の本発明に係る車両用骨格構造は、側面衝突時の耐力向上と部品点数の削減を図ることができるという優れた効果を有する。

本実施形態に係る車両用骨格構造が適用されたセンタピラーを拡大して示す斜視図である。 図１に示されるセンタピラーを水平方向に切断したときの断面形状を応力分布図と共に示すセンタピラーの平断面図である。 本実施形態に係る車両用骨格構造が適用された自動車の車体を車体前部を中心に示した斜視図である。 （Ａ）は第２余長部が形成されていない対比例において、側面衝突時に第１フランジ部及び第２フランジ部に伸び方向にせん断力τが作用したときの変形前後の状態を示した概略断面図であり、（Ｂ）は第２余長部が形成された本実施形態において、側面衝突時に第１フランジ部及び第２フランジ部に伸び方向にせん断力τが作用したときの延び変形前後の状態を示した概略断面図である。 （Ａ）は第２余長部が形成されていない対比例において、側面衝突時に第１フランジ部及び第２フランジ部に縮み方向にせん断力τが作用したときの変形前後の状態を示した概略断面図であり、（Ｂ）は第２余長部が形成された本実施形態において、側面衝突時に第１フランジ部及び第２フランジ部に縮み方向にせん断力τが作用したときの縮み変形前後の状態を示した概略断面図である。 （Ａ）はピラーアウタリインフォースメントの変形前の状態を示す部分斜視図であり、（Ｂ）はピラーアウタリインフォースメントの延び変形後の状態を示す部分斜視図である。 第１余長部の他の実施形態を示す図６（Ａ）に対応するピラーアウタリインフォースメントの部分斜視図である。 第２余長部の他の実施形態（一つ目）を示すピラーアウタパネルの部分斜視図である。 （Ａ）は第２余長部の他の実施形態（二つ目）を示すピラーアウタパネルの部分斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の９（Ｂ）−９（Ｂ）線に沿った断面図である。 （Ａ）は第２余長部の他の実施形態（三つ目）を示すピラーインナパネル及びピラーアウタパネルの部分斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１０（Ｂ）−１０（Ｂ）線に沿った断面図である。

以下、図１〜図１０を用いて、本発明に係る車両用骨格構造の幾つかの実施形態について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、又矢印ＵＰは車両上方側を示している。さらに、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。

図３には、自動車（車両）１０の車体側部１２を中心とした車体１４が斜視図で示されている。この図に示されるように、車体側部１２の下端部には、車両前後方向に沿ってロッカ１６が配設されている。ロッカ１６は閉断面構造とされた長尺状の車体骨格部材であり、キャビン１８の下部を構成する車体フロア２０の車両幅方向外側の端部に車両前後方向を長手方向として配設されている。

一方、車体側部１２の上端部には、車両前後方向に沿ってルーフサイドレール２２が配設されている。ルーフサイドレール２２は閉断面構造とされた長尺状の車体骨格部材であり、キャビン１８の上部を構成する図示しないルーフパネルの車両幅方向外側の端部に略車両前後方向を長手方向として配設されている。

上述したロッカ１６とルーフサイドレール２２とは、フロントピラー２４、センタピラー２６、リヤピラー２８といった３本のピラーによって車両上下方向に連結されている。フロントピラー２４は閉断面構造とされた長尺状（柱状）の車体骨格部材であり、ロッカ１６の前端部とルーフサイドレール２２の前端部とを車両上下方向に連結している。なお、左右のフロントピラー２４間には、パワーユニット室３０とキャビン１８とを隔成するダッシュパネル３２が配設されている。ダッシュパネル３２の上端部は、図示しないウインドシールドガラスの下端部に沿って車両幅方向に配設された樋状のカウル３４に結合されている。一方、リヤピラー２８も閉断面構造とされた長尺状（柱状）の車体骨格部材であり、ロッカ１６の後端部とルーフサイドレール２２の後端部とを車両上下方向に連結している。

センタピラー２６は、閉断面構造とされた長尺状（柱状）の車体骨格部材であり、ロッカ１６の長手方向の中間部とルーフサイドレール２２の長手方向の中間部とを車両上下方向に連結している。センタピラー２６が配設されたことにより、車体側部１２には図示しないフロントサイドドアによって開閉される前側ドア開口部３６及び図示しないリヤサイドドアによって開閉される後側ドア開口部３８が形成されている。

以上が自動車１０の車体１４における車体側部１２の骨格構造についての概要であるが、次にセンタピラー２６の構造について更に詳細に説明することにする。

図１及び図２に示されるように、センタピラー２６は、車体側部１２の車室内側に配置された長尺状のセンタピラーインナパネル（以下、単に「ピラーインナパネル」という。）４０と、ピラーインナパネル４０の車室外側に配置され、ピラーインナパネル４０に接合されることでピラーインナパネル４０と共に骨格４２を形成するセンタピラーアウタパネル（以下、単に「ピラーアウタパネル」という。）４４と、ピラーアウタパネル４４の車室外側に配置され、長手方向に沿った複数個所でピラーアウタパネル４４に接合されることでピラーアウタパネル４４を補強する長尺状の補強部材としてのセンタピラーアウタリインフォースメント（以下、単に「ピラーアウタリインフォースメント」という。）４６と、を含んで構成されている。これらのピラーインナパネル４０、ピラーアウタパネル４４及びピラーアウタリインフォースメント４６は、すべて高強度鋼板（ハイテン(High Tensile Strength Steel Sheets)材）によって構成されている。なお、ピラーアウタリインフォースメント４６の車室外側には、車体側部１２の外板を構成するサイドアウタパネル４８（図２参照）が配設されている。補足すると、本明細書において、「高強度鋼板」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〜７９０ＭＰａの高張力鋼板を指しているが、引張強さが９８０ＭＰａ以上ある超高張力鋼板を除外するものではない。

具体的に説明すると、ピラーインナパネル４０は、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が浅底の略ハット形状とされており、底壁部４０Ａと、前後一対の縦壁部４０Ｂと、前後一対の第１フランジ部４０Ｃと、によって構成されている。底壁部４０Ａは車両前後方向及び車両上下方向に沿って配置されており、車両前後方向の中間部には車両幅方向外側へ膨出する凸部５０が一体に形成されている。また、底壁部４０Ａの車両前後方向の端部から車両幅方向外側へ屈曲されて前後一対の縦壁部４０Ｂが形成されている。さらに、前後一対の縦壁部４０Ｂの車両幅方向外側の端部が車両前方側及び車両後方側へそれぞれ屈曲されて第１フランジ部４０Ｃが形成されている。

ピラーアウタパネル４４は、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が深底の略ハット形状とされており、底壁部４４Ａと、前後一対の縦壁部４４Ｂと、前後一対の第２フランジ部４４Ｃと、によって構成されている。底壁部４４Ａは車両前後方向及び車両上下方向に沿って配置されている。また、底壁部４４Ａの車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ屈曲されて前後一対の縦壁部４４Ｂが形成されている。さらに、前後一対の縦壁部４４Ｂの車両幅方向内側の端部が車両前方側及び車両後方側へそれぞれ屈曲されて第２フランジ部４４Ｃが形成されている。

第１フランジ部４０Ｃには、ピラーインナパネル４０の長手方向に沿って所定のピッチで配置された接合用の複数の第１座面部５２と、隣合う第１座面部５２間に形成された第１凹ビード５４とが、第１フランジ部４０Ｃの長手方向に繰返し連続して形成されている。第１座面部５２は矩形平板状に形成されており、又第１凹ビード５４は台形状に形成されている。

これに対応して、第２フランジ部４４Ｃには、ピラーアウタパネル４４の長手方向に沿って第１座面部５２と同一のピッチで配置された接合用の複数の第２座面部５６と、隣合う第２座面部５６間に形成された第２凹ビード５８とが、第２フランジ部４４Ｃの長手方向に繰返し連続して形成されている。第２座面部５６は第１座面部５２に重なる矩形平板状に形成されており、又第２凹ビード５８は第１凹ビード５４に重なる台形状に形成されている。

上述した第１座面部５２と第２座面部５６とが溶接（スポット溶接）により接合されている。以下、第１座面部５２と第２座面部５６との接合部位を「第１接合部６０」と称す。これにより、ピラーインナパネル４０とピラーアウタパネル４４とが一体化されて、略矩形閉断面構造の骨格４２が形成されている。

また、第１凹ビード５４及び第２凹ビード５８同士は接合されておらず、互いに当接されている。また、これらの第１凹ビード５４及び第２凹ビード５８は、第１フランジ部４０Ｃ及び第２フランジ部４４Ｃに対して板厚方向へ変形しており、隣合う第１接合部６０（又は第２接合部６２）を結んだ方向（図１の一点鎖線Ｐ方向）に余長を有している。以下、この第１凹ビード５４及び第２凹ビード５８を総称して「第２余長部６４」と称する。なお、余長を作っているのは、第１凹ビード５４の傾斜部５４Ａ及びこれに重なる第２凹ビード５８の傾斜部５８Ａである。従って、その意味では、傾斜部５４Ａ、５８Ａは余長形成部として把握される要素である。さらに、補足すると、第２余長部における「当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する」とは、当該接合部同士を結んだ線（Ｐ線）に乗らない迂回した部分を有している、の意である。

一方、ピラーアウタリインフォースメント４６は、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が深底の略Ｕ字形状とされており、底壁部４６Ａと、前後一対の縦壁部４６Ｂと、によって構成されている。ピラーアウタリインフォースメント４６は、ピラーアウタパネル４４に車室外側から被嵌されている。また、縦壁部４６Ｂの車両幅方向に沿った幅方向寸法は、ピラーアウタパネル４４の縦壁部４４Ｂの車両幅方向に沿った幅方向寸法よりも短く設定されている。そして、縦壁部４６Ｂの車室内側の端部が、第１接合部６０と同一のピッチでピラーアウタパネル４４の縦壁部４４Ｂに溶接（スポット溶接）によって接合されている。以下、ピラーアウタリインフォースメント４６とピラーアウタパネル４４との接合部位を「第２接合部６２」と称す。これにより、ピラーアウタリインフォースメント４６は、ピラーアウタパネル４４の車室外側に一体化されてピラーアウタパネル４４を補強している。

また、上述したピラーアウタリインフォースメント４６の縦壁部４６Ｂには、隣合う第２接合部６２間に略半楕円形状の第１余長部６６が形成されている。第１余長部６６は、ピラーアウタリインフォースメント４６の断面外側へ向けて膨出されており、縦壁部４６Ｂの車室内側の端縁から縦壁部４６Ｂの途中位置まで形成されている。この第１余長部６６も前述した第２余長部６４と同様に縦壁部４６Ｂの板厚方向へ変形しており、隣合う第２接合部６２を結んだ方向（図１の一点鎖線Ｑ方向）に余長を有している。なお、余長を作っているのは、第１余長部６６の外周部を形成している傾斜部６６Ａである。従って、その意味では、この傾斜部６６Ａは余長形成部として把握される要素である。さらに、補足すると、第１余長部における「当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する」とは、当該接合部同士を結んだ線（Ｑ線）に乗らない迂回した部分を有している、の意である。

さらに、上述した第１余長部６６は、車両幅方向から見て第２余長部６４と重なる位置に配置されている。また、ピラーアウタリインフォースメント４６とピラーアウタパネル４４との第２接合部６２及び第１余長部６６は、ピラーインナパネル４０とピラーアウタパネル４４とで構成される骨格４２の中立軸ｎよりも車両幅方向内側に配置されている（図２参照）。

（本実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態に係る車両用骨格構造が適用された自動車１０の車体側部１２に、比較的速い速度（例えば、時速６０ｋｍ／ｈ）で車両幅方向外側から衝突荷重が入力された場合、センタピラー２６の骨格４２は車両幅方向内側へ曲げ変形しようとする。このため、模式的に描いた図４（Ａ）の比較例に示されるように、ピラーインナパネル４０の第１フランジ部４０Ｃとピラーアウタパネル４４の第２フランジ部４４Ｃとの間にはせん断力τが作用し、第１フランジ部４０Ｃの第１接合部６０と第２フランジ部４４Ｃの第２接合部６２との接合部位である第１接合部６０を破断させることが考えられる。

しかし、本実施形態では、第１フランジ部４０Ｃ及び第２フランジ部４４Ｃに第２余長部６４が設定されているため、図４（Ｂ）に示されるように、第２余長部６４が延び変形することで、第１接合部６０への応力集中が緩和される。なお、図５（Ａ）に示されるように、第１フランジ部４０Ｃ及び第２フランジ部４４Ｃが圧縮方向へせん断力τを受ける場合には、図５（Ｂ）に示されるように、第２余長部６４が縮み変形することで、第１接合部６０への応力集中が緩和される。

以上がセンタピラー２６の骨格４２に着目した場合の変形挙動であるが、ピラーアウタパネル４４が曲げ変形すると、ピラーアウタパネル４４の車室外側に接合されているピラーアウタリインフォースメント４６もこれに追従して曲げ変形しようとする。

ここで、本実施形態では、ピラーアウタリインフォースメント４６とピラーアウタパネルとの接合部である第２接合部６２間に、第２接合部６２同士を結んだ方向（図１の一点鎖線Ｑ方向）に余長を有する第１余長部６６が設けられている。このため、図６（Ａ）に示されるピラーアウタリインフォースメント４６がピラーアウタパネル４４の曲げ変形に追従して変形しようとすると、図６（Ｂ）に示される如く、第１余長部６６が荷重作用方向へ延び変形する。従って、ピラーアウタリインフォースメント４６とピラーアウタパネル４４との第２接合部６２に過度な応力が集中することが抑制される。なお、以上は第１余長部６６に引張力が作用して延び方向に変形する場合を例にして説明したが、第１余長部６６に圧縮力が作用すれば、第１余長部６６が縮み方向に変形して、ピラーアウタリインフォースメント４６とピラーアウタパネル４４との第２接合部６２に過度な応力が集中することが抑制される。

このように本実施形態に係る車両用骨格構造は、側面衝突時にセンタピラー２６のピラーアウタパネル４４とそのピラーアウタリインフォースメント４６との接合部である第２接合部６２に破断が生じ難いという効果を有している。

また、ピラーインナパネル４０はその長手方向に沿って接合用の第１フランジ部４０Ｃを備えていると共に、ピラーアウタパネル４４はその長手方向に沿って接合用の第２フランジ部４４Ｃを備えている。そして、第１フランジ部４０Ｃと第２フランジ部４４Ｃとがピラーインナパネル４０及びピラーアウタパネル４４の長手方向に沿った複数個所で接合されることにより、骨格４２が構成される。

ここで、本実施形態では、第１座面部５２と第２座面部５６とを接合している第１接合部６０のうち隣合う第１接合部６０間に、第１接合部６０同士を結んだ方向に余長を有する第２余長部６４が形成されている。このため、ピラーアウタパネル４４及びピラーインナパネル４０の曲げ変形時に第２余長部６４が延び方向又は縮み方向に変形することにより、衝突荷重の一部が吸収される。これにより、第１フランジ部４０Ｃと第２フランジ部４４Ｃとの第１接合部６０に過度な応力が生じることが抑制される。

のみならず、第１余長部６６は車両幅方向から見て第２余長部６４と重なる位置に配置されているため、第１フランジ部４０Ｃ及び第２フランジ部４４Ｃの曲げ変形に呼応してピラーアウタリインフォースメント４６を曲げ変形させることができる。このため、ピラーアウタリインフォースメント４６がピラーアウタパネル４４から剥離することが抑制又は防止される。従って、センタピラー２６の断面形状が崩れ難くなる。

その結果、本実施形態によれば、側面衝突時にピラーアウタリインフォースメント４６も含めた骨格４２の断面剛性をより長く維持することができる。

さらに、本実施形態では、ピラーアウタリインフォースメント４６とピラーアウタパネル４４との第２接合部６２及び第１余長部６６が骨格４２の中立軸ｎよりも車両幅方向内側に配置されているため、第２余長部６４だけでなく第１余長部６６も引張荷重を受ける。このため、第１余長部６６と第２余長部６４のいずれも引張力によって延び変形される。その結果、本実施形態によれば、ピラーアウタリインフォースメント４６を含む骨格４２の曲げ変形時に、引張力による破断等が生じることを効果的に抑制又は防止することができる。

また、本実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。一般に、高強度鋼板は、強度が高い反面、脆く割れや破断が生じやすいという性質を有している。このため、本実施形態のように、ピラーインナパネル４０、ピラーアウタパネル４４及びピラーアウタリインフォースメント４６を高強度鋼板で構成した場合、第１フランジ部４０Ｃと第２フランジ部４４Ｃとの第１接合部６０並びにピラーアウタリインフォースメント４６とピラーアウタパネル４４との第２接合部６２に応力が集中して破断が生じ易くなる。しかし、本実施形態では、第１余長部６６及び第２余長部６４を設けているので、これらの第１接合部６０及び第２接合部６２に破断が生じることを抑制又は防止することができる。その結果、本実施形態によれば、側面衝突時のセンタピラー２６の耐力向上と部品点数の削減を図ることができる。

〔他の実施形態〕
次に、幾つかの他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７に示される実施形態では、ピラーアウタリインフォースメント４６の縦壁部４６Ｂに、当該縦壁部４６Ｂの端縁を含むように略半円筒状に膨出された第１余長部７０が一体に形成されている。第１余長部７０は、ピラーアウタリインフォースメント４６の長手方向に沿って所定のピッチで形成されている。なお、図示はしていないが、隣合う第１余長部７０間にスポット溶接による第２接合部が設定されている。上記構成によっても、第１余長部７０がピラーアウタリインフォースメン ト４６の縦壁部４６Ｂの長手方向に延び変形又は圧縮変形可能であるので、第２接合部に生じる応力を緩和することができる。

一方、図８に示される実施形態では、ピラーアウタパネル４４の第２フランジ部４４Ｃに、第２凹ビード７２が一体に形成されている。この第２凹ビード７２は、縦壁部４４Ｂと反対側へ皿状に突出しており、車両幅方向外側から見て略半円形状に形成されている。なお、図示しないピラーインナパネル側には、第２凹ビード７２と同様形状の第１凹ビードが一体に形成されている。そして、第１凹ビードと第２凹ビード７２とで第２余長部７４が形成されている。なお、図示はしていないが、隣合う第２余長部７４間にスポット溶接による第１接合部が設定されている。この第２余長部７４によっても、前述した図１に示される第２余長部６４と同様の変形挙動が得られ、第１接合部に生じる応力を緩和することができる。

また、図９（Ａ）、（Ｂ）に示される実施形態では、ピラーアウタパネル４４の第２フランジ部４４Ｃに、車両幅方向外側から見て円形の第２凹ビード７６が一体に形成されている。なお、図示しないピラーインナパネル側には、第２凹ビード７６と同様形状の第１凹ビードが一体に形成されている。そして、第１凹ビードと第２凹ビード７６とで第２余長部７８が形成されている。なお、図示はしていないが、隣合う第２凹ビード７６間にスポット溶接による第１接合部が設定されている。この第２余長部７８によっても、前述した図１に示される第２余長部６４と略同様の変形挙動が得られ、第１接合部に生じる応力を緩和することができる。

さらに、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示される実施形態では、ピラーアウタパネル４４の第２フランジ部４４Ｃに、ピラーインナパネル４０の第１フランジ部４０Ｃ側に形成された第１凹ビード５４と反対側に突出する凸ビード８０が一体に形成されている。凸ビード８０は第１凹ビード５４と第１フランジ部４０Ｃ及び第２フランジ部４４Ｃの板厚方向に対向して配置されている。そして、第１凹ビード５４と凸ビード８０とで第２余長部８２が形成されている。この第２余長部８２によっても、前述した図１に示される第２余長部６４と略同様の変形挙動が得られ、第１接合部に生じる応力を緩和することができる。

なお、本実施形態では、センタピラー２６に対して本発明を適用したが、これに限らず、フロントピラー２４、リヤピラー２８といった車両用骨格部材に対して本発明を適用してもよい。

また、本実施形態では、ピラーインナパネル４０、ピラーアウタパネル４４及びピラーアウタリインフォースメント４６のすべてを高強度鋼板で構成したが、これに限らず、いずれか１つ又は二つを高強度鋼板で構成してもよいし、すべてを高強度鋼板ではない通常の鋼板で構成してもよい。

さらに、本実施形態では、ピラーアウタリインフォースメント４６をピラーアウタパネル４４の車室外側に配置したが、これに限らず、ピラーアウタパネルの車室内側に配置してもよい。

１０ 自動車（車両）
１２ 車体側部
１６ ロッカ（車両用骨格）
２２ ルーフサイドレール（車両用骨格）
２４ フロントピラー（車両用骨格）
２６ センタピラー（車両用骨格）
２８ リヤピラー（車両用骨格）
４０ ピラーインナパネル（インナパネル）
４０Ｃ 第１フランジ部
４２ 骨格
４４ ピラーアウタパネル（アウタパネル）
４４Ａ 底壁部
４４Ｂ 縦壁部
４４Ｃ 第２フランジ部
４６ ピラーアウタリインフォースメント（補強部材）
４６Ａ 底壁部
４６Ｂ 縦壁部
６０ 第１接合部
６２ 第２接合部
６４ 第２余長部
６６ 第１余長部
７０ 第１余長部
７４ 第２余長部
７８ 第２余長部
８２ 第２余長部
ｎ 中立軸
Ｐ 接合部同士を結んだ方向
Ｑ 接合部同士を結んだ方向

Claims (7)

1. 車体側部の下端部に車両前後方向に沿って配設されたロッカと車体側部の上端部に車両前後方向に沿って配設されたルーフサイドレールとを車両上下方向に連結するピラーのインナパネルと、
   前記インナパネルの車室外側に配置され、車両幅方向外側に配置される底壁部と当該底壁部の車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ延出された縦壁部とを有し、当該インナパネルに接合されることでインナパネルと共に骨格を構成する長尺状のアウタパネルと、
   前記アウタパネルに車室外側から被嵌されることで前記アウタパネルの車室外側に配置され、車両幅方向外側に配置される底壁部と当該底壁部の車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ延出された縦壁部とを有し、当該縦壁部の長手方向に沿った複数個所で当該アウタパネルに接合されることで当該アウタパネルを補強する長尺状の補強部材と、
   前記補強部材の前記縦壁部における前記アウタパネルの前記縦壁部との接合部であって当該補強部材の長手方向に隣合う接合部間に形成され、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第１余長部と、
   を備え、
   前記補強部材の前記底壁部は前記アウタパネルの前記底壁部に対して離間して平行に配置されかつ前記補強部材の前記縦壁部は前記アウタパネルの前記縦壁部に重ね合わされた状態で前記接合部にて接合されることで、前記アウタパネルの前記底壁部と前記アウタパネルの前記縦壁部とが交差する角部と、前記補強部材の前記底壁部と前記補強部材の前記縦壁部とが交差する角部とが、互いの前記縦壁部の重なり方向である車両幅方向に近接して配置されている、
   車両用骨格構造。
2. 車体側部の下端部に車両前後方向に沿って配設されたロッカと車体側部の上端部に車両前後方向に沿って配設されたルーフサイドレールとを車両上下方向に連結するピラーのインナパネルと、
   前記インナパネルの車室外側に配置され、当該インナパネルに接合されることでインナパネルと共に骨格を構成する長尺状のアウタパネルと、
   前記アウタパネルの車室外側又は車室内側に配置され、車両幅方向外側に配置される底壁部と当該底壁部の車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ延出された縦壁部とを有し、当該縦壁部の長手方向に沿った複数個所で当該アウタパネルに接合されることで当該アウタパネルを補強する長尺状の補強部材と、
   前記補強部材の前記縦壁部における前記アウタパネルとの接合部であって当該補強部材の長手方向に隣合う接合部間に形成され、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第１余長部と、
   を備え、
   前記インナパネルはその長手方向に沿って接合用の第１フランジ部を備えていると共に、前記アウタパネルはその長手方向に沿って接合用の第２フランジ部を備え、当該第１フランジ部と当該第２フランジ部とはインナパネル及びアウタパネルの長手方向に沿った複数個所で接合されると共に、隣合う接合部間に当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第２余長部が形成されており、
   前記第１余長部は、車両幅方向から見て前記第２余長部と重なる位置に配置されている、
   車両用骨格構造。
3. 前記補強部材と前記アウタパネルとの接合部及び前記第１余長部は、前記インナパネルと前記アウタパネルとで構成される前記骨格の中立軸よりも車両幅方向内側に配置されている、
   請求項１又は請求項２記載の車両用骨格構造。
4. 前記インナパネル、前記アウタパネル及び前記補強部材は、いずれも高強度鋼板によって構成されている、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用骨格構造。
5. 前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との接合部は、車両幅方向から見て前記第１余長部と重ならない位置に配置されている、
   請求項２、請求項２を引用する請求項３、又は請求項２若しくは請求項２を引用する請求項３を引用する請求項４のいずれか１項に記載の車両用骨格構造。
6. 車体側部の下端部に車両前後方向に沿って配設されたロッカと車体側部の上端部に車両前後方向に沿って配設されたルーフサイドレールとを車両上下方向に連結するピラーの車室内側に配置された長尺状のインナパネルと、
   前記インナパネルの車室外側に配置され、当該インナパネルの長手方向に沿って形成された第１フランジ部に自身の長手方向に沿って形成された第２フランジ部が長手方向の複数個所で接合されることでインナパネルと共に骨格を構成する長尺状のアウタパネルと、
   前記アウタパネルの車室外側又は車室内側に配置され、車両幅方向外側に配置される底壁部と当該底壁部の車両前後方向の端部から車両幅方向内側へ延出された縦壁部とを有し、当該縦壁部の長手方向に沿った複数個所で当該アウタパネルに接合されることで当該アウタパネルを補強する長尺状の補強部材と、
   前記補強部材の前記縦壁部における前記アウタパネルとの接合部であって当該補強部材の長手方向に隣合う接合部間に形成され、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第１余長部と、
   前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との隣合う接合部間に形成され、当該接合部同士を結んだ方向に余長を有する第２余長部と、
   を備え、
   前記第１フランジ部の長手方向の複数個所には平板状の第１座面部が形成されていると共に、前記第２フランジ部の長手方向の複数個所には平板状の第２座面部が形成されており、
   各々平板状とされた前記第１座面部と前記第２座面部とが溶接接合されて前記インナパネルと前記アウタパネルとが一体化されている、
   車両用骨格構造。
7. 前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との接合部は、車両幅方向から見て前記第１余長部と重ならない位置に配置されている、
   請求項６記載の車両用骨格構造。