JP2007308114A - センタピラー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】側面衝突時の衝突初期には高い反力が得られ、衝突後期にはセンタピラーのベルトライン部の荷重負担を軽減することができるセンタピラー構造を得る。
【解決手段】センタピラー１４の側壁下部のみに、即ちピラーアウタパネル２６の側壁部２６Ｂの下部とピラーアウタリインフォースの側壁部の下部との隙間に発泡材を充填して補強した。発泡材を充填して補強した範囲をＳで示す。これにより、衝突初期には発泡材３２の補強効果により高い反力が得られ、発泡材が破壊された衝突後期には側壁部２６Ｂが通常通り変形することで、ベルトライン部の荷重負担が低減される。
【選択図】図１

Description

本発明は、側面衝突に配慮したセンタピラー構造に関する。

下記特許文献１には、センタピラーのピラーアウタパネルの内側に、断面ハット形状の第１ピラーリインフォースと、断面コ字状の第２ピラーリインフォースとを所定の隙間をあけて配置し、第１ピラーリインフォースと第２ピラーリインフォースとの間に高剛性発泡充填材を充填した構造が開示されている。

上記構成によれば、第１ピラーリインフォースと第２ピラーリインフォースとの間に高剛性発泡充填材が充填されているため、センタピラーの剛性及び強度が向上される。その結果、側面衝突時にセンタピラーの車室内空間側への変形を抑制することができ、しかもピラーアウタパネルと高剛性発泡充填材とが離れているので、線膨張係数の違いによるピラーアウタパネルの歪みの発生を抑制することができるというものである。
特開２００５−２２５７３号公報

ここで、側面衝突時におけるセンタピラーの車室内空間側への変形量を抑制するためには、センタピラーの初期反力を高める必要がある。しかし、上述した先行技術のように、センタピラーの全体の剛性及び強度を上げる構成を採ると、仮に剛性及び強度を上げ過ぎた場合に衝突後期にセンタピラーのベルトライン部での荷重負担が増加するので、好ましくない。

本発明は上記事実を考慮し、側面衝突時の衝突初期には高い反力が得られ、衝突後期にはセンタピラーのベルトライン部の荷重負担を軽減することができるセンタピラー構造を得ることが目的である。

請求項１の発明は、略車両前後方向に沿って延在する頂壁部と、この頂壁部の前後端から略車両幅方向に沿って延在する前後一対の側壁部と、を含んで構成されると共にアウタ側に配置されるピラーアウタパネルを有するセンタピラー構造であって、前記前後一対の側壁部の下部のみに、側面衝突時の衝突初期に入力される荷重に対しては当該側壁部の下部を殆ど変形させず、かつ側面衝突時の衝突後期に入力される荷重に対しては当該側壁部の下部を変形させる補強手段を設けた、ことを特徴とする。

請求項２の発明は、略車両前後方向に沿って延在する頂壁部と、この頂壁部の前後端から略車両幅方向に沿って延在する前後一対の側壁部と、を含んで構成されると共にアウタ側に配置されるピラーアウタパネルと、このピラーアウタパネルの車両幅方向内側に配置されると共に当該ピラーアウタパネルと略同一の断面形状を有して頂壁部及び前後一対の側壁部を含んで構成されたピラーリインフォースと、を有するセンタピラー構造であって、ピラーアウタパネルの前後一対の側壁部とピラーリインフォースの前後一対の側壁部との間の隙間の下部のみに、側面衝突時の衝突初期に入力される荷重に対しては当該側壁部の下部を殆ど変形させず、かつ側面衝突時の衝突後期に入力される荷重に対しては当該側壁部の下部を変形させる補強手段を設けた、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のセンタピラー構造において、前記補強手段は、発泡材で構成されている、ことを特徴とする。

請求項１記載の本発明によれば、ピラーアウタパネルが備える前後一対の側壁部の下部のみに補強手段を設けたので、当該側壁部の下部の剛性及び強度が高められる。この状態で、側面衝突時になると、衝突初期に入力される荷重に対しては、ピラーアウタパネルの側壁部の下部は殆ど変形しない。従って、衝突初期には前後一対の側壁部の下部によって高い反力が得られ、衝突初期におけるセンタピラーの車室内空間への侵入を効果的に抑えることができる。

その後、側面衝突時の衝突後期になると、補強手段の補強効果が低減又は消失し、前後一対の側壁部の下部が変形し、所定のエネルギー吸収がなされる。従って、センタピラーのベルトライン部付近の荷重負担が軽減される。

このように本発明では、補強手段によってセンタピラーの（ピラーアウタパネルの）下部における前後一対の側壁部の変形荷重を、側面衝突時の衝突初期と衝突後期とで異なるようにする（変形荷重をコントロールする）ことができる。

請求項２記載の本発明によれば、ピラーアウタパネルの前後一対の側壁部とピラーリインフォースの前後一対の側壁部との間の隙間の下部のみに補強手段を設けたので、当該側壁部の下部の剛性及び強度が高められる。この状態で、側面衝突時になると、衝突初期に入力される荷重に対しては、ピラーアウタパネル及びピラーリインフォースの側壁部の下部は殆ど変形しない。従って、衝突初期には両部材の前後一対の側壁部の下部によって高い反力が得られ、衝突初期におけるセンタピラーの車室内空間への侵入を効果的に抑えることができる。

その後、側面衝突時の衝突後期になると、補強手段の補強効果が低減又は消失し、ピラーアウタパネル及びピラーリインフォースの前後一対の側壁部の下部が変形し、所定のエネルギー吸収がなされる。従って、センタピラーのベルトライン部付近の荷重負担が軽減される。

このように本発明では、補強手段によってセンタピラーの（ピラーアウタパネル及びピラーリインフォースの）下部における前後一対の側壁部の変形荷重を、側面衝突時の衝突初期と衝突後期とで異なるようにする（変形荷重をコントロールする）ことができる。

請求項３記載の本発明によれば、補強手段が発泡材によって構成されているので、衝突初期には発泡材が破壊せず、衝突後期には発泡材が粉砕されることで補強効果が消失される。従って、側壁部をどの時点で変形させるかという荷重のコントロールが容易である。

特に請求項２記載の本発明に適用される場合には、ピラーアウタパネルとピラーリインフォースとの隙間の下部側に発泡材を充填すればよいので、設定するのも比較的容易である。

以上説明したように、請求項１及び請求項２記載の本発明に係るセンタピラー構造は、側面衝突時の衝突初期には高い反力が得られ、衝突後期にはセンタピラーのベルトライン部の荷重負担を軽減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センタピラー構造は、側壁部の変形荷重のコントロールが容易であり、特にピラーアウタパネルの車両幅方向内側にピラーリインフォースが隙間をあけて配設される場合には補強手段を比較的容易に設定することができるという優れた効果を有する。

以下、図１〜図５を用いて、本発明に係るセンタピラー構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。

図２に示されるように、車体側部１０には、フロント側から順にフロントピラー１２、センタピラー１４、リヤピラー１６が配設されている。センタピラー１４は、車体側部１０の中央部に形成されたドア用開口部１８の真中に配置されており、上端部１４Ａはルーフサイドレール部２０に結合されており、又下端部１４Ｂはロッカ２２に結合されている。

上述したセンタピラー１４は、略車両上下方向に沿って延在された閉断面構造の車体骨格材であり、基本的には、図３に示されるように、車両幅方向内側に配置されるピラーインナパネル２４と、車両幅方向外側に配置されるピラーアウタパネル２６と、ピラーアウタパネル２６の車両幅方向内側に配置されてピラーアウタパネル２６を補強するピラーアウタリインフォース２８と、を含んで構成されている。

ピラーアウタパネル２６は水平断面形状が略ハット状とされており、車両前後方向に沿って配置される頂壁部２６Ａと、前後一対の側壁部２６Ｂと、各側壁部２６Ｂの端部を折り曲げて形成した接合用のフランジ部２６Ｃと、によって構成されている。同様に、ピラーアウタリインフォース２８は水平断面形状が略ハット状とされており、車両前後方向に沿って配置される頂壁部２８Ａと、前後一対の側壁部２８Ｂと、各側壁部２８Ｂの端部を折り曲げて形成した接合用のフランジ部２８Ｃと、によって構成されている。また、ピラーアウタパネル２６の側壁部２６Ｂとピラーアウタリインフォース２８の側壁部２８Ｂとの間には、所定の隙間３０が形成されている。

上記隙間３０には、補強手段としての発泡材３２が充填されている。図１に示されるように、本実施形態では、発泡材３２が充填される範囲Ｓは、センタピラー１４の側壁部２６Ｂ、２８Ｂの下部（ドアのロアヒンジ下部）のみとされている。

補足すると、因みにセンタピラー１４を構成するピラーアウタパネル２６、ピラーアウタリインフォース２８の頂壁部２６Ａ、２８Ａ側を補強してもあまり意味はなく、側面衝突荷重Ｆ’の入力方向に配置される「壁」である側壁部２６Ｂ、２８Ｂを補強することにより実効性のある補強効果が発揮される。また、側壁部２６Ｂ、２８Ｂの板厚を厚くしても補強効果は得られるが、成形上、側壁部２６Ｂ、２８Ｂの下部のみの板厚を厚くすることは難しく、一般には側壁部２６Ｂ、２８Ｂの下部の板厚を厚くしようとすると、パネル全体の板厚を厚くすることになり、その場合にはセンタピラーの剛性及び強度が高くなり過ぎて適さない。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態に係るセンタピラー構造では、図３に示されるように、ピラーアウタパネル２６の前後一対の側壁部２６Ｂとピラーアウタリインフォース２８の前後一対の側壁部２８Ｂとの間の隙間３０の下部のみに発泡材３２を充填して補強したので、当該側壁部２６Ｂ、２８Ｂの下部の剛性及び強度が高められる。この状態で、側面衝突荷重Ｆ’がセンタピラー１４に入力されると、衝突初期に入力される荷重に対しては、ピラーアウタパネル２６の側壁部２６Ｂの下部及びピラーアウタリインフォース２８の側壁部２８Ｂの下部は殆ど変形しない。従って、衝突初期には両部材の前後一対の側壁部２６Ｂ、２８Ｂの下部によって高い反力が得られ、衝突初期におけるセンタピラー１４の車室内空間への侵入を効果的に抑えることができる。

因みに、図５には、Ｆ−Ｓ特性が示されているが、実線グラフが本実施形態の場合を示しており、破線グラフは本実施形態の補強構造が適用されていない通常のセンタピラー構造の場合（比較例）である。このグラフに示されるように、衝突初期のストロークＳ１までは、本実施形態の方が比較例よりもボディー反力Ｆが高くなっている。

その後、側面衝突時の衝突後期になると、即ち、車両ストロークがＳ１に達すると、発泡材３２が変形（破壊）されて、発泡材３２による側壁部２６Ｂ、２８Ｂの補強効果が消失する。このため、衝突後期（Ｓ１以降）では、ピラーアウタパネル２６及びピラーアウタリインフォース２８の前後一対の側壁部２６Ｂ、２８Ｂの下部が変形し、所定のエネルギー吸収がなされる（即ち、比較例とほぼ同じＦ−Ｓ特性を示す。）。従って、センタピラー１４のベルトライン部付近（図２のＰ線矢視部）の荷重負担が軽減される。

このように本実施形態に係るセンタピラー構造では、発泡材３２によってセンタピラー１４の（ピラーアウタパネル２６及びピラーアウタリインフォース２８の）下部における前後一対の側壁部２６Ｂ、２８Ｂの変形荷重を、側面衝突時の衝突初期と衝突後期とで異なるようにする（変形荷重をコントロールする）ことができる。その結果、側面衝突時の衝突初期には高い反力Ｆが得られ、衝突後期にはセンタピラー１４のベルトライン部（図２のＰ線矢視部）の荷重負担を軽減することができる。

また、本実施形態では、補強手段を発泡材３２で構成したので、衝突初期には発泡材３２が破壊せず、衝突後期には発泡材３２が粉砕されることで補強効果が消失される。従って、側壁部２６Ｂ、２８Ｂをどの時点で変形させるかという荷重のコントロールが容易である。

特に、ピラーアウタパネル２６の車両幅方向内側に近接してピラーアウタリインフォース２８が配設される場合には、ピラーアウタパネル２６とピラーアウタリインフォース２８との隙間３０の下部側にのみ発泡材３２を充填すればよいので、補強手段を比較的容易に設定することができる。

〔実施形態の補足説明〕
上述した本実施形態では、補強手段として発泡材３２を使用したが、これに限らず、センタピラーの側壁部の下部に設定することができる補強手段であれば適用可能である。従って、例えば、パッチのような部分的な補強板をセンタピラーの側壁部の下部に溶接等の固定手段で取付ける構成を採ってもよい。

本実施形態に係るセンタピラー構造の要部を拡大して示す正面図である。 車体全体の外観斜視図である。 図１の３−３線に沿ってセンタピラーの下部を切断した状態を車両上方側から見て示す拡大断面図である。 図３に示される発泡材が側面衝突時の荷重で破壊された状態を示す図３に対応する断面図である。 本実施形態に係るセンタピラーのＦ−Ｓ特性を比較例と対比しながら示すグラフである。

符号の説明

１４ センタピラー
２６ ピラーアウタパネル
２６Ａ 頂壁部
２６Ｂ 側壁部
２８ ピラーアウタリインフォース（ピラーリインフォース）
２８Ａ 頂壁部
２８Ｂ 側壁部
３０ 隙間
３２ 発泡材（補強手段）

Claims (3)

1. 略車両前後方向に沿って延在する頂壁部と、この頂壁部の前後端から略車両幅方向に沿って延在する前後一対の側壁部と、を含んで構成されると共にアウタ側に配置されるピラーアウタパネルを有するセンタピラー構造であって、
   前記前後一対の側壁部の下部のみに、側面衝突時の衝突初期に入力される荷重に対しては当該側壁部の下部を殆ど変形させず、かつ側面衝突時の衝突後期に入力される荷重に対しては当該側壁部の下部を変形させる補強手段を設けた、
   ことを特徴とするセンタピラー構造。
2. 略車両前後方向に沿って延在する頂壁部と、この頂壁部の前後端から略車両幅方向に沿って延在する前後一対の側壁部と、を含んで構成されると共にアウタ側に配置されるピラーアウタパネルと、
   このピラーアウタパネルの車両幅方向内側に配置されると共に当該ピラーアウタパネルと略同一の断面形状を有して頂壁部及び前後一対の側壁部を含んで構成されたピラーリインフォースと、
   を有するセンタピラー構造であって、
   ピラーアウタパネルの前後一対の側壁部とピラーリインフォースの前後一対の側壁部との間の隙間の下部のみに、側面衝突時の衝突初期に入力される荷重に対しては当該側壁部の下部を殆ど変形させず、かつ側面衝突時の衝突後期に入力される荷重に対しては当該側壁部の下部を変形させる補強手段を設けた、
   ことを特徴とするセンタピラー構造。
3. 前記補強手段は、発泡材で構成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセンタピラー構造。

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