センターピラー構造
【課題】側面衝突時に断面を変形させたい箇所で適切に変形させることができるセンターピラー構造を得る。
【解決手段】センターピラー14の車両幅方向外側はセンターピラーアウタリインフォース16で構成されており、センターピラーアウタリインフォース16の車両幅方向両側には、前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cが車両上下方向に沿って設けられている。前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cの下部には複数の開口部30が形成されている。開口部30は、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部30Aとされ、車両幅方向内側が直線状の縁部30Bとされている。センターピラーアウタリインフォース16は高張力鋼板(特に、ホットプレス材)で形成されている。
【解決手段】センターピラー14の車両幅方向外側はセンターピラーアウタリインフォース16で構成されており、センターピラーアウタリインフォース16の車両幅方向両側には、前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cが車両上下方向に沿って設けられている。前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cの下部には複数の開口部30が形成されている。開口部30は、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部30Aとされ、車両幅方向内側が直線状の縁部30Bとされている。センターピラーアウタリインフォース16は高張力鋼板(特に、ホットプレス材)で形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両側部に車両上下方向に沿って延在されたセンターピラー構造に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献1には、車両側部に配設されたセンターピラーリインフォースに高張力鋼板を用いた構造が開示されている。
【特許文献1】特開2002−68012号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記先行技術による場合、センターピラーリインフォースに高張力鋼板(特にホットプレス材)を用いると、側面衝突の際に断面特性が大きすぎるため(引っ張り強度が大きすぎるため)、変形しにくく、折りたい箇所で折れない可能性がある。
【0004】
本発明は上記事実を考慮し、側面衝突時に変形させたい箇所で適切に変形させることができるセンターピラー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】
【0005】
請求項1の発明に係るセンターピラー構造は、車両側部に車両上下方向に沿って延在されると共に、水平断面が略ハット状に形成されたセンターピラーアウタリインフォースを備え、前記センターピラーアウタリインフォースの車両前後方向両側に設けられた車両前側縦壁部及び車両後側縦壁部の少なくとも一方に、側面衝突時に断面の変形を促進する開口部を設けたものである。
【0006】
請求項2の発明は、請求項1に記載のセンターピラー構造において、前記開口部は、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部とされたものである。
【0007】
請求項3の発明は、請求項2に記載のセンターピラー構造において、前記開口部は、車両幅方向内側が直線状の縁部とされたものである。
【0008】
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のセンターピラー構造において、前記開口部が、車両前側縦壁部又は車両後側縦壁部の車両幅方向中央部に形成されているものである。
【0009】
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のセンターピラー構造において、前記センターピラーアウタリインフォースは、ホットプレス材で形成されている。
【0010】
請求項1記載の本発明によれば、水平断面が略ハット状のセンターピラーアウタリインフォースの車両前後方向両側に設けられた車両前側縦壁部及び車両後側縦壁部の少なくとも一方に側面衝突時に断面の変形を促進する開口部が設けられている。開口部を設けることにより、側面衝突時のセンターピラーの断面特性(引っ張り強度)をコントロールすることが可能である。すなわち、開口部の位置及び形状を適切に設定することにより、側面衝突時に断面の変形が促進され、側面衝突時にセンターピラーの断面を変形させたい箇所で適切に変形させることができる。また、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォースに亀裂が発生した場合でも、開口部によって亀裂の進展が食い止められ、センターピラーアウタリインフォースの車両幅方向内側の接合部分へ亀裂が進展する(母材破壊を起こす)のを食い止めることが可能である。
【0011】
請求項2記載の本発明によれば、開口部の車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部とされており、側面衝突時にこの滑らかな曲線状の縁部により、縁部の外側頂点から曲線状の縁部の周りに引っ張り力が掛かってくる。その際、開口部が曲線状の縁部とされていることにより、車両幅方向内側の縁部に掛かる横方向の引っ張り力が小さくなり、引っ張り応力が徐々に緩和される。また、開口部の形状を適切な形状にすることで、開口部廻りでの母材破壊を抑制することができる。
【0012】
請求項3記載の本発明によれば、開口部の車両幅方向内側が直線状の縁部とされており、側面衝突時にこの直線状の縁部により、開口部の縁部の中心側に圧縮してくる圧縮応力に対応することができる。その際、直線状の縁部とすることにより、加工時の形状のコントロールがしやすい。また、開口部の形状を適切な形状にすることで、開口部廻りでの母材破壊を抑制することができる。
【0013】
請求項4記載の本発明によれば、開口部が車両前側縦壁部又は車両後側縦壁部の車両幅方向中央部に形成されており、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォースの両前側縦壁部又は車両後側縦壁部の車両幅方向中央部付近を水平断面視で略菱形状に変形させることができ、変形箇所のコントロールが容易となる。
【0014】
請求項5記載の本発明によれば、センターピラーアウタリインフォースをホットプレス材で形成した場合にも、開口部により断面特性のコントロールが可能である。これによって、側面衝突時にセンターピラーの断面を変形させたい箇所でより適切に変形させることができる。また、側面衝突時に開口部によってセンターピラーアウタリインフォースの亀裂の進展を食い止めることができる。
【発明の効果】
【0015】
以上説明したように、請求項1記載の本発明に係るセンターピラー構造は、側面衝突時にセンターピラーの断面を変形させたい箇所で適切に変形させることができるという優れた効果を有する。
【0016】
請求項2記載の本発明に係るセンターピラー構造は、側面衝突時にセンターピラーが受ける引っ張り応力を緩和することができると共に、開口部の廻りでの母材破壊を抑制することができるという優れた効果を有する。
【0017】
請求項3記載の本発明に係るセンターピラー構造は、側面衝突時にセンターピラーが受ける圧縮応力に対応することができる共に、開口部の廻りでの母材破壊を抑制することができるという優れた効果を有する。
【0018】
請求項4記載の本発明に係るセンターピラー構造は、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォースの変形箇所のコントロールが容易となるという優れた効果を有する。
【0019】
請求項5記載の本発明に係るセンターピラー構造は、センターピラーアウタリインフォースをホットプレス材で形成した場合にも、断面特性のコントロール及び母材破壊の抑制が可能であるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、図1〜図9を用いて、本発明に係るセンター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OUTは車両幅方向外側を示している。
【0021】
図1には、本発明に係るセンターピラー構造を備えた車両側部の部分斜視図が示されている。また、図2には、センターピラーの全体斜視図が示されており、図3には、センターピラーの部分斜視図が示されている。図1に示されるように、車両側部を構成するボデー10の開口部12には、車両上下方向に沿って延在するセンターピラー14が掛け渡されている。センターピラー14はボデー10の開口部12に設けられた車両骨格部材である。センターピラー14より車両前方側の開口部12Aには、図示しないフロントサイドドアが配設され、センターピラー14より車両後方側の開口部12Bには、図示しないリアサイドドアが配設されるようになっている。
【0022】
図1及び図2に示されるように、センターピラー14は、長手方向上部側が長手方向下部側に対して車両幅方向内側に配置されるように湾曲して形成されている。図4に示されるように、センターピラー14は、車両幅方向外側に配置されたセンターピラーアウタリインフォース16と、車両幅方向内側に配置されたセンターピラーインナパネル18と、を備えている。なお、図示を省略するが、センターピラーアウタリインフォース16の車両幅方向外側には、サイドアウタパネルが配設される構成となっている。
【0023】
図2及び図4に示されるように、センターピラーアウタリインフォース16は、断面が略ハット状に形成されており、車両幅方向外側に車両上下方向に沿って配置された外壁部16Aと、外壁部16Aの車両前方側が車両幅方向内側に折り曲げられて車両上下方向に沿って配置された車両前側縦壁部としての前側縦壁部16Bと、外壁部16Aの車両後方側が車両幅方向内側に折り曲げられて車両上下方向に沿って配置された車両後側縦壁部としての後側縦壁部16Cと、を備えている。さらに、センターピラーアウタリインフォース16は、車両前後方向に前後一対のフランジ部16Dを備えており、これらの前後一対のフランジ部16Dがセンターピラーインナパネル18の前後一対のフランジ部18Aにスポット溶接されることにより、センターピラーアウタリインフォース16とセンターピラーインナパネル18とで閉断面が形成されている。
【0024】
センターピラーアウタリインフォース16の外壁部16Aの中間部には、ワイヤーハーネス(図示省略)を通すための円形状の開口20が形成されている。また、センターピラーアウタリインフォース16の外壁部16Aの開口20の下方側には車両前後方向に並んで2個の孔部21が形成されている。また、センターピラーアウタリインフォース16の外壁部16Aの下部には、車両前後方向に並んで車両幅方向外側に突出する2つのビード部22が形成されている。さらに、センターピラーアウタリインフォース16の中間部の前方側のフランジ部16Dに隣接した位置には、大小の孔部23、24が形成されている。図示を省略するが、大小の孔部23、24は、フロントサイドドアが開いたときにランプを点灯させるランプ点灯装置を取り付けるものである。
【0025】
図2〜図4に示されるように、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16Bには、車両上下方向に沿って4つの開口部30が形成されている。また、同様にセンターピラーアウタリインフォース16の後側縦壁部16Cには、車両上下方向に沿って複数(本実施形態では4つ)の開口部30が形成されている。センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの所定の位置に開口部30を形成することで、断面特性(材料の引っ張り強度)のコントロールが可能であり、側面衝突時のセンターピラーアウタリインフォース16の折れ位置のコントロールが可能である。
【0026】
図3等に示されるように、開口部30は、略蒲鉾形状に形成されており、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部30Aとされ、車両幅方向内側が直線状の縁部30Bとされている。開口部30の車両幅方向外側の曲線状の縁部30Aは、例えば楕円形が好ましい。開口部30の車両幅方向外側を滑らかな曲線状の縁部30Aとすることにより、開口部30の車両幅方向外側から入力されて車両幅方向内側の縁部30Aに掛かる横方向の引っ張り力が小さくなり、側面衝突時の入力から受ける引っ張り応力を緩和させることができる。開口部30の縁部30Aは、必ずしも左右対称でなくてもよく、曲線状であればよい。但し、開口部30の縁部30Aは、半円形とすると、開口部が小さくなるため好ましくない。また、開口部30の車両幅方向内側を直線状の縁部30Bとすることで、側面衝突時の圧縮応力に対応させることができる。直線状の縁部30Bとすることで、加工時の形状のコントロールがしやすい。
【0027】
また、開口部30は、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの車両幅方向中央部付近に設けることが好ましい。前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの車両幅方向中央部付近に設けることで、センターピラーアウタリインフォース16をパンタグラフのように(略菱形状に)潰すことができる。
【0028】
また、開口部30をセンターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの車両幅方向中央部付近に設けることで、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォース16に発生した亀裂の進展の食い止めが可能となっている。
【0029】
センターピラーアウタリインフォース16は、高張力鋼板(特に、ホットプレス材)で形成されている。センターピラーアウタリインフォース16を高張力鋼板(特に、ホットプレス材)で形成することで、車両の軽量化が可能であり、燃費を向上することができる。
【0030】
図1に示されるように、センターピラーアウタリインフォース16の下端部16Eは、車両前後方向に広がる形状となっている。車両側部を構成するボデー10の下部には、車両前後方向に沿ってロッカ26が延在されており、ロッカ26は、車両幅方向外側に配置されたロッカアウタパネル26Aと、車両幅方向内側に配置されたロッカインナパネル26Bと、で閉断面が構成されている。センターピラーアウタリインフォース16の下端部16Eは、ロッカアウタパネル26Aに接合されている。また、センターピラーアウタリインフォース16の上端部16Fは、車両前後方向に広がる形状となっている。車両側部を構成するボデー10の下部には、車両前後方向に沿ってルーフサイドレール28が延在されており、センターピラーアウタリインフォース16の上端部16Fは、ルーフサイドレール28の車両幅方向外側を構成するルーフサイドレールアウタパネル28Aに接合されている。
【0031】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【0032】
図5及び図6に示されるように、センターピラー14の下部に車両幅方向外側から衝突体50が衝突し、荷重が入力されると、センターピラー14の下部は車両幅方向内側へ倒れようとする。その際、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cに複数の開口部30が設けられており、開口部30の位置及び形状を適切に設定することにより、側面衝突時のセンターピラー14の断面特性(材料の引っ張り強度)をコントロールすることができる。これによって、側面衝突の際にセンターピラー14を変形させたい箇所(折りたい箇所)で適切に変形させることができる。
【0033】
また、図7に示されるように、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォース16に亀裂が発生しても、開口部30によって亀裂の進展を食い止めることができる。これによって、センターピラーアウタリインフォース16の車両幅方向内側のフランジ部16Dへ亀裂が進展すること(母材破壊時の亀裂進展)を食い止めることができる。
【0034】
また、図8及び図9に示されるように、開口部30は、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部30Aとされ、車両幅方向内側が直線状の縁部30Bとされている。開口部30の車両幅方向外側を滑らかな曲線状の縁部30Aとすることにより、側面衝突時に縁部30Aの外側頂点から曲線状の縁部30Aの周りに引っ張り力が掛かってくる。その際、開口部30が曲線状の縁部30Aとされていることにより、図8及び図9中の矢印に示されるように、車両幅方向内側の縁部30Aに掛かる横方向の引っ張り力が小さくなり、引っ張り応力が徐々に緩和される。また、開口部30の車両幅方向内側を直線状の縁部30Bとすることで、図8及び図9中の矢印に示されるように、側面衝突時に開口部30の中に圧縮してくる圧縮応力に対応することができる。また、直線状の縁部30Bとすることで、加工時の形状のコントロールがしやすい。また、開口部30の形状を縁部30A、30Bからなる形状にすることで、開口部30廻りでの母材破壊を抑制することができる。
【0035】
また、開口部30をセンターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの車両幅方向中央部付近に設けることで、センターピラーアウタリインフォース16をパンタグラフのように潰すことができる。
【0036】
また、折れ位置コントロールの手法がビード等の形状や差厚線、2部品化構成等ではなく、開口部30にすることで、開発途中の意匠変更や衝突試験結果などからくる折れ位置変更に対しても柔軟に対応ができる。さらに、ホットプレス材を用いた場合に発生しやすい母材破壊に対しても適切な箇所に開口部30を設けることで、センターピラーアウタリインフォース102のフランジ部16D付近まで亀裂が進展するのを食い止めることができる。
【0037】
一方、図10及び図11には、比較例に係るセンターピラー100が示されている。なお、前述した一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。
【0038】
図10〜図12に示されるように、センターピラー100では、センターピラーアウタリインフォース102は、高張力鋼板(特に、ホットプレス材)で形成されており、前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cに開口部が設けられていない。
【0039】
このようなセンターピラー100では、センターピラー14の下部に車両幅方向外側から衝突体50が衝突し、荷重が入力されると、センターピラー14の下部は車両幅方向内側へ倒れようとする。その際、センターピラーアウタリインフォース102は、断面特性(材料の引っ張り強度)が大きすぎるため、折りたい箇所で折れない可能性がある。このため、図11に示されるように、センターピラー14の下部が車両幅方向内側に侵入する可能性がある。これは、以下のような理由による。
【0040】
センターピラーアウタリインフォース102は、単に材質を普通鋼板から高張力鋼板(特に、ホットプレス材)に置換しただけでは、断面特性(材料の引っ張り強度)が大きすぎるため、センターピラーアウタリインフォース102の断面が潰れにくく、側面衝突時に折りたい箇所で折れない可能性がある。また、高張力鋼板(特に、ホットプレス材は従来の普通鋼板に比べて粘りにくいため、図12に示されるように、センターピラーアウタリインフォース102が引っ張りを受けると、亀裂が発生し、センターピラーアウタリインフォース102のフランジ部16Dまで亀裂が進展する可能性がある。
【0041】
これに対して、本実施形態では、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cに複数の開口部30が設けられており、側面衝突時のセンターピラー14の断面特性をコントロールし、センターピラー14を変形させたい箇所(折りたい箇所)で適切に変形させることができる。
【0042】
なお、上述した実施形態では、開口部30の車両幅方向内側の縁部30Bは、必ずしも直線状でなくてもよく、例えば図9に示されるように、車両幅方向内側に突出する曲線形状の縁部42Bであってもよい。
【0043】
上述した実施形態では、開口部30の形状、大きさ、数は、上記構成に限らず、センターピラーアウタリインフォース16の意匠や車高、センターピラーアウタリインフォース16の断面の潰したい形状により変更することができる。また、開口部30は、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16Bと後側縦壁部16Cの両側に形成されているが、必ずしも前側縦壁部16Bと後側縦壁部16Cの両側に設ける必要はなく、前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cの少なくとも一方に設けられていればよい。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】一実施形態に係るセンターピラー構造の全体構成を示す斜視図である。
【図2】図1に示されるセンターピラーを示す斜視図である。
【図3】図1に示されるセンターピラーの一部を拡大して示す斜視図である。
【図4】図1に示されるセンターピラーを示す横断面図である。
【図5】一実施形態に係るセンターピラー構造の側面衝突時の状態を示す断面図である。
【図6】一実施形態に係るセンターピラー構造の側面衝突時の変形状態を示す断面図である。
【図7】センターピラーアウタリインフォースの亀裂の発生状態を示す斜視図である。
【図8】センターピラーアウタリインフォースの開口部に作用する引っ張り力と圧縮力を説明するための斜視図である。
【図9】センターピラーアウタリインフォースの開口部に作用する引っ張り力と圧縮力を説明するための平面図である。
【図10】比較例に係るセンターピラー構造の側面衝突時の状態を示す断面図である。
【図11】比較例に係るセンターピラー構造の側面衝突時の変形状態を示す断面図である。
【図12】比較例に係るセンターピラー構造に用いられるセンターピラーアウタリインフォースの亀裂の発生状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0045】
10 ボデー
14 センターピラー
16 センターピラーアウタリインフォース
16B 前側縦壁部
16C 後側縦壁部
30 開口部
30A 曲線状の縁部
30B 直線状の縁部
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両側部に車両上下方向に沿って延在されたセンターピラー構造に関する。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献1には、車両側部に配設されたセンターピラーリインフォースに高張力鋼板を用いた構造が開示されている。
【特許文献1】特開2002−68012号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記先行技術による場合、センターピラーリインフォースに高張力鋼板(特にホットプレス材)を用いると、側面衝突の際に断面特性が大きすぎるため(引っ張り強度が大きすぎるため)、変形しにくく、折りたい箇所で折れない可能性がある。
【0004】
本発明は上記事実を考慮し、側面衝突時に変形させたい箇所で適切に変形させることができるセンターピラー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】
【0005】
請求項1の発明に係るセンターピラー構造は、車両側部に車両上下方向に沿って延在されると共に、水平断面が略ハット状に形成されたセンターピラーアウタリインフォースを備え、前記センターピラーアウタリインフォースの車両前後方向両側に設けられた車両前側縦壁部及び車両後側縦壁部の少なくとも一方に、側面衝突時に断面の変形を促進する開口部を設けたものである。
【0006】
請求項2の発明は、請求項1に記載のセンターピラー構造において、前記開口部は、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部とされたものである。
【0007】
請求項3の発明は、請求項2に記載のセンターピラー構造において、前記開口部は、車両幅方向内側が直線状の縁部とされたものである。
【0008】
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のセンターピラー構造において、前記開口部が、車両前側縦壁部又は車両後側縦壁部の車両幅方向中央部に形成されているものである。
【0009】
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のセンターピラー構造において、前記センターピラーアウタリインフォースは、ホットプレス材で形成されている。
【0010】
請求項1記載の本発明によれば、水平断面が略ハット状のセンターピラーアウタリインフォースの車両前後方向両側に設けられた車両前側縦壁部及び車両後側縦壁部の少なくとも一方に側面衝突時に断面の変形を促進する開口部が設けられている。開口部を設けることにより、側面衝突時のセンターピラーの断面特性(引っ張り強度)をコントロールすることが可能である。すなわち、開口部の位置及び形状を適切に設定することにより、側面衝突時に断面の変形が促進され、側面衝突時にセンターピラーの断面を変形させたい箇所で適切に変形させることができる。また、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォースに亀裂が発生した場合でも、開口部によって亀裂の進展が食い止められ、センターピラーアウタリインフォースの車両幅方向内側の接合部分へ亀裂が進展する(母材破壊を起こす)のを食い止めることが可能である。
【0011】
請求項2記載の本発明によれば、開口部の車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部とされており、側面衝突時にこの滑らかな曲線状の縁部により、縁部の外側頂点から曲線状の縁部の周りに引っ張り力が掛かってくる。その際、開口部が曲線状の縁部とされていることにより、車両幅方向内側の縁部に掛かる横方向の引っ張り力が小さくなり、引っ張り応力が徐々に緩和される。また、開口部の形状を適切な形状にすることで、開口部廻りでの母材破壊を抑制することができる。
【0012】
請求項3記載の本発明によれば、開口部の車両幅方向内側が直線状の縁部とされており、側面衝突時にこの直線状の縁部により、開口部の縁部の中心側に圧縮してくる圧縮応力に対応することができる。その際、直線状の縁部とすることにより、加工時の形状のコントロールがしやすい。また、開口部の形状を適切な形状にすることで、開口部廻りでの母材破壊を抑制することができる。
【0013】
請求項4記載の本発明によれば、開口部が車両前側縦壁部又は車両後側縦壁部の車両幅方向中央部に形成されており、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォースの両前側縦壁部又は車両後側縦壁部の車両幅方向中央部付近を水平断面視で略菱形状に変形させることができ、変形箇所のコントロールが容易となる。
【0014】
請求項5記載の本発明によれば、センターピラーアウタリインフォースをホットプレス材で形成した場合にも、開口部により断面特性のコントロールが可能である。これによって、側面衝突時にセンターピラーの断面を変形させたい箇所でより適切に変形させることができる。また、側面衝突時に開口部によってセンターピラーアウタリインフォースの亀裂の進展を食い止めることができる。
【発明の効果】
【0015】
以上説明したように、請求項1記載の本発明に係るセンターピラー構造は、側面衝突時にセンターピラーの断面を変形させたい箇所で適切に変形させることができるという優れた効果を有する。
【0016】
請求項2記載の本発明に係るセンターピラー構造は、側面衝突時にセンターピラーが受ける引っ張り応力を緩和することができると共に、開口部の廻りでの母材破壊を抑制することができるという優れた効果を有する。
【0017】
請求項3記載の本発明に係るセンターピラー構造は、側面衝突時にセンターピラーが受ける圧縮応力に対応することができる共に、開口部の廻りでの母材破壊を抑制することができるという優れた効果を有する。
【0018】
請求項4記載の本発明に係るセンターピラー構造は、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォースの変形箇所のコントロールが容易となるという優れた効果を有する。
【0019】
請求項5記載の本発明に係るセンターピラー構造は、センターピラーアウタリインフォースをホットプレス材で形成した場合にも、断面特性のコントロール及び母材破壊の抑制が可能であるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、図1〜図9を用いて、本発明に係るセンター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OUTは車両幅方向外側を示している。
【0021】
図1には、本発明に係るセンターピラー構造を備えた車両側部の部分斜視図が示されている。また、図2には、センターピラーの全体斜視図が示されており、図3には、センターピラーの部分斜視図が示されている。図1に示されるように、車両側部を構成するボデー10の開口部12には、車両上下方向に沿って延在するセンターピラー14が掛け渡されている。センターピラー14はボデー10の開口部12に設けられた車両骨格部材である。センターピラー14より車両前方側の開口部12Aには、図示しないフロントサイドドアが配設され、センターピラー14より車両後方側の開口部12Bには、図示しないリアサイドドアが配設されるようになっている。
【0022】
図1及び図2に示されるように、センターピラー14は、長手方向上部側が長手方向下部側に対して車両幅方向内側に配置されるように湾曲して形成されている。図4に示されるように、センターピラー14は、車両幅方向外側に配置されたセンターピラーアウタリインフォース16と、車両幅方向内側に配置されたセンターピラーインナパネル18と、を備えている。なお、図示を省略するが、センターピラーアウタリインフォース16の車両幅方向外側には、サイドアウタパネルが配設される構成となっている。
【0023】
図2及び図4に示されるように、センターピラーアウタリインフォース16は、断面が略ハット状に形成されており、車両幅方向外側に車両上下方向に沿って配置された外壁部16Aと、外壁部16Aの車両前方側が車両幅方向内側に折り曲げられて車両上下方向に沿って配置された車両前側縦壁部としての前側縦壁部16Bと、外壁部16Aの車両後方側が車両幅方向内側に折り曲げられて車両上下方向に沿って配置された車両後側縦壁部としての後側縦壁部16Cと、を備えている。さらに、センターピラーアウタリインフォース16は、車両前後方向に前後一対のフランジ部16Dを備えており、これらの前後一対のフランジ部16Dがセンターピラーインナパネル18の前後一対のフランジ部18Aにスポット溶接されることにより、センターピラーアウタリインフォース16とセンターピラーインナパネル18とで閉断面が形成されている。
【0024】
センターピラーアウタリインフォース16の外壁部16Aの中間部には、ワイヤーハーネス(図示省略)を通すための円形状の開口20が形成されている。また、センターピラーアウタリインフォース16の外壁部16Aの開口20の下方側には車両前後方向に並んで2個の孔部21が形成されている。また、センターピラーアウタリインフォース16の外壁部16Aの下部には、車両前後方向に並んで車両幅方向外側に突出する2つのビード部22が形成されている。さらに、センターピラーアウタリインフォース16の中間部の前方側のフランジ部16Dに隣接した位置には、大小の孔部23、24が形成されている。図示を省略するが、大小の孔部23、24は、フロントサイドドアが開いたときにランプを点灯させるランプ点灯装置を取り付けるものである。
【0025】
図2〜図4に示されるように、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16Bには、車両上下方向に沿って4つの開口部30が形成されている。また、同様にセンターピラーアウタリインフォース16の後側縦壁部16Cには、車両上下方向に沿って複数(本実施形態では4つ)の開口部30が形成されている。センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの所定の位置に開口部30を形成することで、断面特性(材料の引っ張り強度)のコントロールが可能であり、側面衝突時のセンターピラーアウタリインフォース16の折れ位置のコントロールが可能である。
【0026】
図3等に示されるように、開口部30は、略蒲鉾形状に形成されており、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部30Aとされ、車両幅方向内側が直線状の縁部30Bとされている。開口部30の車両幅方向外側の曲線状の縁部30Aは、例えば楕円形が好ましい。開口部30の車両幅方向外側を滑らかな曲線状の縁部30Aとすることにより、開口部30の車両幅方向外側から入力されて車両幅方向内側の縁部30Aに掛かる横方向の引っ張り力が小さくなり、側面衝突時の入力から受ける引っ張り応力を緩和させることができる。開口部30の縁部30Aは、必ずしも左右対称でなくてもよく、曲線状であればよい。但し、開口部30の縁部30Aは、半円形とすると、開口部が小さくなるため好ましくない。また、開口部30の車両幅方向内側を直線状の縁部30Bとすることで、側面衝突時の圧縮応力に対応させることができる。直線状の縁部30Bとすることで、加工時の形状のコントロールがしやすい。
【0027】
また、開口部30は、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの車両幅方向中央部付近に設けることが好ましい。前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの車両幅方向中央部付近に設けることで、センターピラーアウタリインフォース16をパンタグラフのように(略菱形状に)潰すことができる。
【0028】
また、開口部30をセンターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの車両幅方向中央部付近に設けることで、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォース16に発生した亀裂の進展の食い止めが可能となっている。
【0029】
センターピラーアウタリインフォース16は、高張力鋼板(特に、ホットプレス材)で形成されている。センターピラーアウタリインフォース16を高張力鋼板(特に、ホットプレス材)で形成することで、車両の軽量化が可能であり、燃費を向上することができる。
【0030】
図1に示されるように、センターピラーアウタリインフォース16の下端部16Eは、車両前後方向に広がる形状となっている。車両側部を構成するボデー10の下部には、車両前後方向に沿ってロッカ26が延在されており、ロッカ26は、車両幅方向外側に配置されたロッカアウタパネル26Aと、車両幅方向内側に配置されたロッカインナパネル26Bと、で閉断面が構成されている。センターピラーアウタリインフォース16の下端部16Eは、ロッカアウタパネル26Aに接合されている。また、センターピラーアウタリインフォース16の上端部16Fは、車両前後方向に広がる形状となっている。車両側部を構成するボデー10の下部には、車両前後方向に沿ってルーフサイドレール28が延在されており、センターピラーアウタリインフォース16の上端部16Fは、ルーフサイドレール28の車両幅方向外側を構成するルーフサイドレールアウタパネル28Aに接合されている。
【0031】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【0032】
図5及び図6に示されるように、センターピラー14の下部に車両幅方向外側から衝突体50が衝突し、荷重が入力されると、センターピラー14の下部は車両幅方向内側へ倒れようとする。その際、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cに複数の開口部30が設けられており、開口部30の位置及び形状を適切に設定することにより、側面衝突時のセンターピラー14の断面特性(材料の引っ張り強度)をコントロールすることができる。これによって、側面衝突の際にセンターピラー14を変形させたい箇所(折りたい箇所)で適切に変形させることができる。
【0033】
また、図7に示されるように、側面衝突時にセンターピラーアウタリインフォース16に亀裂が発生しても、開口部30によって亀裂の進展を食い止めることができる。これによって、センターピラーアウタリインフォース16の車両幅方向内側のフランジ部16Dへ亀裂が進展すること(母材破壊時の亀裂進展)を食い止めることができる。
【0034】
また、図8及び図9に示されるように、開口部30は、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部30Aとされ、車両幅方向内側が直線状の縁部30Bとされている。開口部30の車両幅方向外側を滑らかな曲線状の縁部30Aとすることにより、側面衝突時に縁部30Aの外側頂点から曲線状の縁部30Aの周りに引っ張り力が掛かってくる。その際、開口部30が曲線状の縁部30Aとされていることにより、図8及び図9中の矢印に示されるように、車両幅方向内側の縁部30Aに掛かる横方向の引っ張り力が小さくなり、引っ張り応力が徐々に緩和される。また、開口部30の車両幅方向内側を直線状の縁部30Bとすることで、図8及び図9中の矢印に示されるように、側面衝突時に開口部30の中に圧縮してくる圧縮応力に対応することができる。また、直線状の縁部30Bとすることで、加工時の形状のコントロールがしやすい。また、開口部30の形状を縁部30A、30Bからなる形状にすることで、開口部30廻りでの母材破壊を抑制することができる。
【0035】
また、開口部30をセンターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cの車両幅方向中央部付近に設けることで、センターピラーアウタリインフォース16をパンタグラフのように潰すことができる。
【0036】
また、折れ位置コントロールの手法がビード等の形状や差厚線、2部品化構成等ではなく、開口部30にすることで、開発途中の意匠変更や衝突試験結果などからくる折れ位置変更に対しても柔軟に対応ができる。さらに、ホットプレス材を用いた場合に発生しやすい母材破壊に対しても適切な箇所に開口部30を設けることで、センターピラーアウタリインフォース102のフランジ部16D付近まで亀裂が進展するのを食い止めることができる。
【0037】
一方、図10及び図11には、比較例に係るセンターピラー100が示されている。なお、前述した一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。
【0038】
図10〜図12に示されるように、センターピラー100では、センターピラーアウタリインフォース102は、高張力鋼板(特に、ホットプレス材)で形成されており、前側縦壁部16B又は後側縦壁部16Cに開口部が設けられていない。
【0039】
このようなセンターピラー100では、センターピラー14の下部に車両幅方向外側から衝突体50が衝突し、荷重が入力されると、センターピラー14の下部は車両幅方向内側へ倒れようとする。その際、センターピラーアウタリインフォース102は、断面特性(材料の引っ張り強度)が大きすぎるため、折りたい箇所で折れない可能性がある。このため、図11に示されるように、センターピラー14の下部が車両幅方向内側に侵入する可能性がある。これは、以下のような理由による。
【0040】
センターピラーアウタリインフォース102は、単に材質を普通鋼板から高張力鋼板(特に、ホットプレス材)に置換しただけでは、断面特性(材料の引っ張り強度)が大きすぎるため、センターピラーアウタリインフォース102の断面が潰れにくく、側面衝突時に折りたい箇所で折れない可能性がある。また、高張力鋼板(特に、ホットプレス材は従来の普通鋼板に比べて粘りにくいため、図12に示されるように、センターピラーアウタリインフォース102が引っ張りを受けると、亀裂が発生し、センターピラーアウタリインフォース102のフランジ部16Dまで亀裂が進展する可能性がある。
【0041】
これに対して、本実施形態では、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cに複数の開口部30が設けられており、側面衝突時のセンターピラー14の断面特性をコントロールし、センターピラー14を変形させたい箇所(折りたい箇所)で適切に変形させることができる。
【0042】
なお、上述した実施形態では、開口部30の車両幅方向内側の縁部30Bは、必ずしも直線状でなくてもよく、例えば図9に示されるように、車両幅方向内側に突出する曲線形状の縁部42Bであってもよい。
【0043】
上述した実施形態では、開口部30の形状、大きさ、数は、上記構成に限らず、センターピラーアウタリインフォース16の意匠や車高、センターピラーアウタリインフォース16の断面の潰したい形状により変更することができる。また、開口部30は、センターピラーアウタリインフォース16の前側縦壁部16Bと後側縦壁部16Cの両側に形成されているが、必ずしも前側縦壁部16Bと後側縦壁部16Cの両側に設ける必要はなく、前側縦壁部16B及び後側縦壁部16Cの少なくとも一方に設けられていればよい。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】一実施形態に係るセンターピラー構造の全体構成を示す斜視図である。
【図2】図1に示されるセンターピラーを示す斜視図である。
【図3】図1に示されるセンターピラーの一部を拡大して示す斜視図である。
【図4】図1に示されるセンターピラーを示す横断面図である。
【図5】一実施形態に係るセンターピラー構造の側面衝突時の状態を示す断面図である。
【図6】一実施形態に係るセンターピラー構造の側面衝突時の変形状態を示す断面図である。
【図7】センターピラーアウタリインフォースの亀裂の発生状態を示す斜視図である。
【図8】センターピラーアウタリインフォースの開口部に作用する引っ張り力と圧縮力を説明するための斜視図である。
【図9】センターピラーアウタリインフォースの開口部に作用する引っ張り力と圧縮力を説明するための平面図である。
【図10】比較例に係るセンターピラー構造の側面衝突時の状態を示す断面図である。
【図11】比較例に係るセンターピラー構造の側面衝突時の変形状態を示す断面図である。
【図12】比較例に係るセンターピラー構造に用いられるセンターピラーアウタリインフォースの亀裂の発生状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0045】
10 ボデー
14 センターピラー
16 センターピラーアウタリインフォース
16B 前側縦壁部
16C 後側縦壁部
30 開口部
30A 曲線状の縁部
30B 直線状の縁部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両側部に車両上下方向に沿って延在されると共に、水平断面が略ハット状に形成されたセンターピラーアウタリインフォースを備え、
前記センターピラーアウタリインフォースの車両前後方向両側に設けられた車両前側縦壁部及び車両後側縦壁部の少なくとも一方に、側面衝突時に断面の変形を促進する開口部を設けたセンターピラー構造。
【請求項2】
前記開口部は、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部とされた請求項1に記載のセンターピラー構造。
【請求項3】
前記開口部は、車両幅方向内側が直線状の縁部とされた請求項2に記載のセンターピラー構造。
【請求項4】
前記開口部が、車両前側縦壁部又は車両後側縦壁部の車両幅方向中央部に形成されている請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のセンターピラー構造。
【請求項5】
前記センターピラーアウタリインフォースは、ホットプレス材で形成されている請求項1から請求項4までのいずれ1項に記載のセンターピラー構造。
【請求項1】
車両側部に車両上下方向に沿って延在されると共に、水平断面が略ハット状に形成されたセンターピラーアウタリインフォースを備え、
前記センターピラーアウタリインフォースの車両前後方向両側に設けられた車両前側縦壁部及び車両後側縦壁部の少なくとも一方に、側面衝突時に断面の変形を促進する開口部を設けたセンターピラー構造。
【請求項2】
前記開口部は、車両幅方向外側が滑らかな曲線状の縁部とされた請求項1に記載のセンターピラー構造。
【請求項3】
前記開口部は、車両幅方向内側が直線状の縁部とされた請求項2に記載のセンターピラー構造。
【請求項4】
前記開口部が、車両前側縦壁部又は車両後側縦壁部の車両幅方向中央部に形成されている請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のセンターピラー構造。
【請求項5】
前記センターピラーアウタリインフォースは、ホットプレス材で形成されている請求項1から請求項4までのいずれ1項に記載のセンターピラー構造。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2010−95176(P2010−95176A)
【公開日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−268588(P2008−268588)
【出願日】平成20年10月17日(2008.10.17)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年10月17日(2008.10.17)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】
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