車両用センターピラー
【課題】側面衝突荷重が負荷されても座屈しにくく、かつ、軽量な車両用センターピラーを提供すること。
【解決手段】アウター部材と、インナー部材と、アウター部材とインナー部材との間に配置され、車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つのフランジ部に挟まれた部分の前後方向の中心がフランジ部よりも車両の外側にある補強部材と、を有し、補強部材は、上下方向の上側から下側に向うに従って車両外側の端部と車両内側の端部との距離が徐々に大きくなり、ベルトライン付近で距離が最大となり、その後、距離が徐々に小さくなる凹凸部を有することで、上記課題を解決する。
【解決手段】アウター部材と、インナー部材と、アウター部材とインナー部材との間に配置され、車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つのフランジ部に挟まれた部分の前後方向の中心がフランジ部よりも車両の外側にある補強部材と、を有し、補強部材は、上下方向の上側から下側に向うに従って車両外側の端部と車両内側の端部との距離が徐々に大きくなり、ベルトライン付近で距離が最大となり、その後、距離が徐々に小さくなる凹凸部を有することで、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用センターピラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、補強部材を備える車両用のピラーの技術が知られている。例えば、特許文献１には、アウター部材と、このアウター部材と車両前後方向の両端部で結合されたインナー部材と、これらのアウター部材とインナー部材との間の内部空間に配置され、アウター部材およびインナー部材と車両前後方向の両端部で結合された補強部材とを含んで構成される車両のセンターピラー構造が記載されている。また、補強部材の車両前後方向の途中部に、この補強部材の車両前後方向の両端部と対応する位置を越えて車両内外方向へ延びる延出成分を有している少なくとも１個の壁部を形成することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１４８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、補強部材を設けることで、センターピラーの強度を向上させることができ、側面衝突荷重に対する変形体力を大きくすることができる。また、単一の補強部材の構造により側面衝突荷重に対する変形体力を大きくできるため、装置を軽量化することができる。しかしながら、特許文献１に記載の形状の補強部材を設けた場合でも、側面衝突荷重が負荷した場合に座屈する恐れがあり、意図しない位置で座屈が発生してしまう恐れもある。これらを抑制するために補強部材を追加で配置すると装置の重量が増加してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、側面衝突荷重が負荷されても座屈しにくく、かつ、軽量な車両用センターピラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用センターピラーは、車両の上下方向に延在し、前記車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つの前記フランジ部に挟まれた部分が前記フランジ部よりも車両の外側に凸となるアウター部材と、前記上下方向に延在し、前記前後方向における前側および後側にそれぞれ、前記アウター部材のフランジ部と係合するフランジ部を有し、前記アウター部材よりも車両の内側に配置されたインナー部材と、前記アウター部材と前記インナー部材との間に配置され、前記車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つの前記フランジ部に挟まれた部分の前後方向の中心が前記フランジ部よりも車両の外側にある補強部材と、を有し、前記補強部材は、前記上下方向の上側から下側に向うに従って車両外側の端部と車両内側の端部との距離が徐々に大きくなり、ベルトライン付近で距離が最大となり、その後、距離が徐々に小さくなる凹凸部を有することを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記凹凸部は、前記上下方向の上側の端部が車両のベルトアンカの上側端部よりも上側にあることが好ましい。
【０００８】
また、前記凹凸部は、前記上下方向の上側の端部が車両のベルトアンカの上側端部の近傍にあることが好ましい。
【０００９】
また、前記凹凸部は、前記上下方向の下側の端部が車両のドアヒンジの上端よりも下側にあることが好ましい。
【００１０】
また、前記凹凸部は、前記上下方向の下側の端部が車両のドアヒンジの上端の近傍にあることが好ましい。
【００１１】
また、前記凹凸部は、前記前後方向の中心付近に形成され、前記車両外側に凸となる凸部を含むことが好ましい。
【００１２】
また、前記凹凸部は、複数の前記凸部が前記前後方向に連結して形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記凹凸部は、前記前後方向の中心付近に形成され、前記車両内側に凸となる凹部を含むことが好ましい。
【００１４】
また、前記凹凸部は、前記前後方向の端部近傍の少なくとも一方に形成され、前記車両内側に凸となる端側凹部を含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の車両用センターピラーは、車両の上下方向に延在するアウター部材とインナー部材とに挟持される補強部材を有し、前記補強部材に形成された凸部の高さまたは凹部の深さをベルトライン付近で最大とし、前記ベルトラインから上側または下側に向かって前記凸部の高さまたは前記凹部の深さを減少させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の車両用センターピラーは、車両の上下方向に延在するアウター部材とインナー部材とに挟持される補強部材を有し、前記補強部材に形成された凸部または凹部の加工量をベルトライン付近で最大とし、前記ベルトラインから上側または下側に向かって前記凸部または前記凹部の加工量を減少させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる車両用センターピラーは、補強部材に凹凸の幅方向の距離が徐々に変化し、ベルトラインで距離が最大となる凹凸部を設けることで、車両の上下方向における強度を適切な状態にすることができ、一部にひずみが集中することを抑制でき、側面衝突荷重が負荷されても座屈しにくくすることができる。また、単一の補強部材の形状により、座屈しにくくすることができるため、構成部材の増加を抑制でき、装置を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態にかかる車両用センターピラーを有する車両の側面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は、図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図６は、側面衝突荷重負荷時に図４に示すセンターピラーに作用する力の分布を示す説明図である。
【図７】図７は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図８】図８は、図７に示すセンターピラーの断面図である。
【図９】図９は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図１０】図１０は、図９に示すセンターピラーの断面図である。
【図１１】図１１は、側面衝突荷重負荷時に図１０に示すセンターピラーに作用する力の分布を示す説明図である。
【図１２】図１２は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示すセンターピラーの断面図である。
【図１４】図１４は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示すセンターピラーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる車両用センターピラーの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２０】
［実施形態］
以下、図１から図６を用いて、本実施形態にかかる車両用センターピラー（以下単に「センターピラー」ともいう。）について説明する。図１は、実施形態にかかる車両用センターピラーを有する車両の側面図である。図２は、実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図５は、図２のＣ−Ｃ線断面図である。図６は、側面衝突荷重負荷時に図４に示すセンターピラーに作用する力の分布を示す説明図である。
【００２１】
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、車両１の走行方向に沿った方向を車両前後方向（単に「前後方向」ともいう。）、車両１の高さ方向を車両上下方向（単に「上下方向」ともいう。）、車両前後方向および車両上下方向に直交する方向を車両幅方向という。典型的には、車両１の車輪が平坦な路面に設置した状態で車両上下方向は、鉛直方向に沿った方向であり、車両前後方向、車両幅方向は、水平方向に沿った方向である。また、車両１の客室が区画される車両１の内側の空間側を車室内側、車両１の外側の外気側の空間を車室外側という。
【００２２】
図１に示すように、車両１は、車両１は、車体２の骨格を構成する高強度、高剛性の車体骨格部品として、フロントピラー（Ａピラー）３、センターピラー（Ｂピラー）４、リアピラー（Ｃピラー）５、ルーフサイドレール６、ロッカ７などを含んで構成される。また、車両１は、車体２の側面に相当する車体側部８のフロントピラー３とセンターピラー４との間に、窓１３と、サイドパネル１４とを含むドアが配置されている。また、車両上下方向において、窓１３は、サイドパネル１４の上側に配置されており、窓１３とサイドパネル１４との間が境界１５となる。また、センターピラー４には、ドアと連結するドアヒンジ１７と、シートベルトのスリップジョイントを支持するシートベルトアンカ１８とが連結されている、なお、ドアヒンジ１７は、センターピラー４と、センターピラー４とリアピラー５との間に配置されたドア（車両前後方向において後ろ側のドア）と、を連結する。
【００２３】
フロントピラー３、センターピラー４およびリアピラー５は、支柱状の部材であり、車両１の車体側部８に車両上下方向すなわち鉛直方向に延在して設けられる。フロントピラー３は、車体側部８の車両前後方向の前部に、センターピラー４は、車体側部８の車両前後方向の中間部に、リアピラー５は、車体側部８の車両前後方向の後部に、それぞれ配置される。ルーフサイドレール６およびロッカ７は、梁状の部材であり、車体側部８に車両車両前後方向すなわち水平方向に延在して設けられる。ルーフサイドレール６は、車体側部８の車両上下方向の上部に、ロッカ７は、車体側部８の車両上下方向の下部に配置される。フロントピラー３、センターピラー４、リアピラー５、ルーフサイドレール６およびロッカ７は、連結されることで車体２の骨格をなしている。なお、以下の説明では、車両用構造体は、センターピラー４に適用するものとして説明するが、これに限らない。車両用構造体は、車両１の車体２を構成する構造体であればよく、例えば、フロントピラー３やリアピラー５に適用してもよい。
【００２４】
次に、センターピラー４について詳細に説明する。
【００２５】
以下の説明において、車両幅方向における車室内側を単に「内側」と記載し、車室外側を単に「外側」と記載する。また、車両上下方向における上側を単に「上側」と記載し、車両１の車両上下方向における下側を単に「下側」と記載する。また、車両前後方向における前側を単に「前側」と記載し、車両１の車両前後方向における後側を単に「後側」と記載する。センターピラー４は、図１から図５に示すように、車両１の内外を隔てる部材であり、ほぼ車両上下方向に沿って、すなわちほぼ鉛直方向に沿って形成される。センターピラー４は、車両上下方向の上端部がルーフサイドレール６に結合され、下端部がロッカ７に結合される。図１および図５に示すように、センターピラー４は、センターピラーアウタ（サイドメンバーアウターパネル、アウター部材）２１、センターピラーインナ（インナー部材）２２およびアウタリインフォース（補強部材）２４を有する。なお、図２では、サイドメンバーアウターパネル２１の図示を省略している。
【００２６】
センターピラーアウタ２１およびセンターピラーインナ２２は、センターピラー４のピラー本体である。センターピラーアウタ２１およびセンターピラーインナ２２は、車両１の車両上下方向に延在している。センターピラーアウタ２１は、前側および後側にそれぞれフランジ部３４が設けられている。センターピラーアウタ２１は、前側に設けられたフランジ部であるフランジ部３４と後側に設けられたフランジ部３４との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。センターピラーアウタ２１は、このように、センターピラー４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。
【００２７】
センターピラーインナ２２は、前側および後側にそれぞれフランジ部３０が設けられている。センターピラーインナ２２は、前側に設けられたフランジ部３０と後側に設けられたフランジ部３０との間に内側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、センターピラーインナ２２は、センターピラー４の延在する方向と直交する断面形状が、内側に向けて突出するハット形状となっている。
【００２８】
センターピラーインナ２２は、図２から図５に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図４に示すように、センターピラー４の中腹の一部に外側に凸となる凸面２２ａが形成されている。つまり、センターピラーインナ２２は、Ｂ−Ｂ線断面に、基準面２２ｂよりも外側に凸となる凸面２２ａが形成されている。なお、突出部２２ａは、車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。基準面２２ｂは、車両前後方向において、凸面２２ａの前後側にそれぞれ配置されている。つまり、凸面２２ａは、車両前後方向の端部がそれぞれ基準面２２ｂと連結している。２つの基準面２２ｂは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ凸面２２ａと連結し、中心から遠い側の端部がフランジ部３０と連結している。次に、凸面２２ａが形成されている領域において、凸面２２ａと基準面２２ｂとの距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に大きく（長くなり）、その後、徐々に小さく（短く）なる。つまり、凸面２２ａは、図２に示すように、基準面２２ｂから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。センターピラーインナ２２は、ベルトライン近傍で凸面２２ａと基準面２２ｂとの距離が最大となる。
【００２９】
アウタリインフォース２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。アウタリインフォース２４における前側および後側には、それぞれフランジ部３２が設けられている。アウタリインフォース２４は、前側に設けられたフランジ部３２と後側に設けられたフランジ部３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース２４は、基本的にセンターピラー４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。
【００３０】
次に、アウタリインフォース２４の突出部について説明する。アウタリインフォース２４は、図２から図５に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図４に示すように、センターピラー４の中腹の一部に外側に凸となる第１凸面２４ａと第２凸面２４ｂと基準面２４ｃとで構成される凹凸部が形成されている。具体的には、アウタリインフォース２４は、突出部のＢ−Ｂ線の断面が、基準面２４ｃよりも外側に凸となる第２凸面２４ｂと、第２凸面２４ｂよりも外側に凸となる第１凸面２４ａと、を含む形状となる。
【００３１】
第１凸面２４ａは、車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。第２凸面２４ｂは、車両前後方向において第１凸面２４ａの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。基準面２４ｃは、車両前後方向において第２凸面２４ｂの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。つまり、第１凸面２４ａは、車両前後方向の両端がそれぞれ第２凸面２４ｂと連結している。２つの第２凸面２４ｂは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ第１凸面２４ａと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれ基準面２４ｃと連結している。２つの基準面２４ｃは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ第２凸面２４ｂと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれフランジ部３２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部３２、基準面２４ｃ、第２凸面２４ｂ、第１凸面２４ａの順で配置され、より中心に向かうに従ってより外側に凸となる階段状の凹凸が形成されている。
【００３２】
ここで、第１凸面２４ａおよび第２凸面２４ｂが形成されている領域において、第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離（幅方向における距離）および第２凸面２４ｂと基準面２４ｃとの距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、第１凸面２４ａおよび第２凸面２４ｂは、図２に示すように、基準面２４ｃから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。アウタリインフォース２４は、ベルトライン近傍で第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離および第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離が最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。ここで、加工量とは、板状部材を変形させてアウタリインフォースを製造した場合に当該領域に発生する延び量（変形量）である。また、第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離と、第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離と、は比例して変化する。すなわち加工量が減少し、剛性が減少していく。ここで、ベルトラインとは、乗用車の場合、人間のベルトの高さとなる位置であり、例えば、センターピラー４が折れ曲がる部分の近傍、窓１３の露出領域の下側端部でセンターピラー４が折れ曲がる部分の近傍または境界１５の近傍である。
【００３３】
次に、各フランジ部は、車両幅方向と直交しており、かつ互いに平行となっている。すなわち、前側のフランジ部３０、３２、３４は、それぞれ車両幅方向と直交しており、かつ車両幅方向において互いに対向している。また、後側のフランジ部３０、３２、３４は、それぞれ車両幅方向と直交しており、かつ車両幅方向において互いに対向している。対面しているフランジ部３０とフランジ部３２とフランジ部３４とは、溶接、ネジ止め等で互いに連結されている。
【００３４】
車両１のセンターピラー４は、ベルトライン近傍のアウタリインフォース２４の形状を、車両前後方向の中心側の部分がより外側に凸となる形状としている。これにより、車両前後方向の中心側がより外側に膨らんだ形状となり、図６に示すように、側面衝突荷重が負荷された場合、車両前後方向における荷重の分布をより均一にすることができる。つまり、荷重がよりかかりやすい車両前後方向の中心側がより外側に凸となる形状とすることで、車両前後方向の中心付近の弾性座屈を抑制することができ、全体の荷重分布をより均一にすることができる。また、ベルトライン近傍のセンターピラーインナ２２の形状を、前後方向の中心側の部分がより外側に凸となる形状とすることで、センターピラーインナ２２に係る荷重の分布もより均一にすることができる。
【００３５】
センターピラー４は、図２に示すようにベルトライン近傍で凹凸部の高さの差が最大となるように凹凸部の形状を徐々に変化させることで、車両上下方向における断面の曲げ強度を、ベルトライン近傍で最大となり、ベルトライン近傍から上下に離れるに従って徐々に低下する分布とすることができる。これにより、側面衝突荷重の分布に対応した強度の分布とすることができる。また、他の補強材を設けることなく、かつ、不要な部分の強度を必要以上に強くすることなく、アウタリインフォース２４により強度の分布を調整できる。これにより、必要最小限の材料で適切に強度を補強することができる。
【００３６】
また、側面衝突時に最も荷重がかかる部分であるベルトライン近傍の強度を他の部分よりも高くし、かつ、強度を徐々に低下する構造とすることで、センターピラー４の一部に負荷が集中し座屈することを抑制でき、センターピラー４が変形した場合および座屈した場合も適切な部分で座屈させることができる。これにより、センターピラー４の全体の曲げ強度を向上させる場合よりも、効率よく座屈しにくくすることができ、また、変形の発生時および座屈発生時のセンターピラー４の挙動を好適に制御することができる。
【００３７】
ここで、アウタリインフォース２４は、本実施形態のように、凹凸部を車両上下方向の一定領域に延在するように形成することが好ましい。具体的には、アウタリインフォース２４は、凹凸部の上方向の端部をベルトアンカ１８よりも上側とすることが好ましく、ベルトアンカ１８の近傍とすることがより好ましい。凹凸部の上方向の端部をベルトアンカ１８よりも上側とすることで、センターピラー４の側面衝突荷重の入力が大きくなる領域の曲げ強度を好適に向上させることができる。凹凸部の上方向の端部をベルトアンカ１８の近傍とすることで、凹凸を形成する領域が大きくなりすぎることを抑制でき、センターピラー４をより軽量化することができる。また、アウタリインフォース２４は、凹凸部の下方向の端部をドアヒンジ１７よりも下側とすることが好ましく、ドアヒンジ１７の近傍とすることがより好ましい。凹凸部の下方向の端部をドアヒンジ１７よりも下側とすることで、センターピラー４の側面衝突荷重の入力が大きくなる領域の曲げ強度を好適に向上させることができる。凹凸部の下方向の端部をドアヒンジ１７の近傍とすることで、凹凸を形成する領域が大きくなりすぎることを抑制でき、センターピラー４をより軽量化することができる。なお、ドアヒンジ１７が複数配置されている場合は、上側のドアヒンジを基準とすることが好ましい。
【００３８】
センターピラー４では、上記効果をより好適に得ることができるため、センターピラーインナ２２にも凸面２２ａと基準面２２ｂとで構成される凹凸面を設けたがこれに限定されない。センターピラーインナ２２は、凹凸を備えない形状であってもよい。
【００３９】
（実施形態２）
次に、図７および図８を用いてセンターピラーの他の実施形態について説明する。ここで、図７は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図８は、図７に示すセンターピラーの断面図である。なお、図７では、サイドメンバーアウターパネル１２１の図示を省略している。また、図８は、センターピラー１０４のベルトライン付近を切断した断面図である。図７および図８に示すセンターピラー１０４は、センターピラーアウタ１２１、センターピラーインナ１２２およびアウタリインフォース１２４を有する。センターピラーアウタ１２１は、車両前後方向の両端にフランジ部１３４を有し、センターピラーインナ１２２は、車両前後方向の両端にフランジ部１３０を有し、アウタリインフォース１２４は、車両前後方向の両端にフランジ部１３２を有する。センターピラーインナ１２２は、車両上下方向の位置により凹凸形状が変化する凹凸形状（凸面と基準面）を備えない点を除いて、センターピラーインナ２２と同様の構成である。また、センターピラーアウタ１２１、フランジ部１３０、１３２、１３４は、それぞれ、センターピラーアウタ２１、フランジ部３０、３２、３４と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００４０】
アウタリインフォース１２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。上述したようにアウタリインフォース１２４における前側および後側には、それぞれフランジ部１３２が設けられている。アウタリインフォース１２４は、前側に設けられたフランジ部１３２と後側に設けられたフランジ部１３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース１２４は、基本的にセンターピラー１０４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。なお、突出部は、断面が曲線となる面である。
【００４１】
次に、アウタリインフォース１２４の突出部について説明する。アウタリインフォース１２４は、図７および図８に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図７に示すように、センターピラー１０４の中腹の一部にフランジ部１３２よりも外側に凸となる凸面（凸部）１２４ａと、フランジ部１３２よりも内側に凸（外側に対して凹）となる２つの凹面（凹部）１２４ｂと、で構成される凹凸部が形成されている。なお、凸面１２４ａは、凹凸部が形成されている領域の外側の領域で形成される突出部と同様の形状である。
【００４２】
凸面１２４ａは、車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。２つの凹面１２４ｂは、車両前後方向において凸面１２４ａの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。つまり、凸部１２４ａは、車両前後方向の両端がそれぞれ凹面１２４ｂと連結している。２つの凹面１２４ｂは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ凸面１２４ａと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれフランジ部１３２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部１３２、凹面１２４ｂ、凸面１２４ａの順で配置され、端部から中心に向かうに従って、一旦内側に凸となり、さらに中心に向かうと外側に凸となる凹凸形状が形成されている。
【００４３】
ここで、凸面１２４ａおよび凹面１２４ｂが形成されている領域において、凸面１２４ａと凹面１２４ｂとの距離（幅方向における距離）および凹面１２４ｂとフランジ部１３２との距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、凹面１２４ｂは、図７に示すように、凸面１２４ａから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。なお、図７に示す点線は、凹面１２４ｂを設けない場合のアウタリインフォース１２４の内側端部の位置を示す仮想線である。アウタリインフォース１２４は、ベルトライン近傍で凸面１２４ａと凹面１２４ｂとの距離が最大となる。つまり、凹面１２４ｂの深さが最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース１２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。
【００４４】
アウタリインフォース１２４は、凹凸部として車両前後方向の両端部に内側に凸となる凹面１２４ｂを設けることで、ベルトライン近傍で最も外側の部分と最も内側の部分との距離（つまり凹凸の高さ）を最大とすることができる。凹凸の高さを大きくすることで、断面における曲げ強度を高くすることができる。具体的には、車両幅方向に略平行な方向に延在する壁面の高さが大きくなるため、車両幅方向に変形しにくくなる。これにより、側面衝突荷重が負荷されても変形しにくくなる。また、凹凸の高さは、ベルトラインで最大となり、ベルトラインから車両上下方向に離れるに従って徐々に低くなるため、曲げ剛性の分布を適切な分布とすることができる。これにより、センターピラー１０４も上述したセンターピラー４と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（実施形態３）
次に、図９から図１１を用いてセンターピラーの他の実施形態について説明する。ここで、図９は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図１０は、図９に示すセンターピラーの断面図である。図１１は、側面衝突荷重負荷時に図１０に示すセンターピラーに作用する力の分布を示す説明図である。なお、図９では、サイドメンバーアウターパネル２２１の図示を省略している。また、図１０は、センターピラー２０４のベルトライン付近を切断した断面図である。図９および図１０に示すセンターピラー２０４は、センターピラーアウタ２２１、センターピラーインナ２２２およびアウタリインフォース２２４を有する。センターピラーアウタ２２１は、車両前後方向の両端にフランジ部２３４を有し、センターピラーインナ２２２は、車両前後方向の両端にフランジ部２３０を有し、アウタリインフォース２２４は、車両前後方向の両端にフランジ部２３２を有する。また、センターピラーアウタ２２１、センターピラーインナ２２２、フランジ部２３０、２３２、２３４は、それぞれ、センターピラーアウタ１２１、センターピラーインナ１２２、フランジ部１３０、１３２、１３４と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００４６】
アウタリインフォース２２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。上述したようにアウタリインフォース２２４における前側および後側には、それぞれフランジ部２３２が設けられている。アウタリインフォース２２４は、前側に設けられたフランジ部２３２と後側に設けられたフランジ部２３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース２２４は、基本的にセンターピラー２０４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。なお、突出部は、断面が曲線となる面である。
【００４７】
次に、アウタリインフォース２２４の突出部について説明する。アウタリインフォース２２４は、図９および図１０に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図９に示すように、センターピラー２０４の中腹の一部にフランジ部２３２よりも外側に凸となる凸面２２４ａと、フランジ部２３２よりも内側に凸（外側に対して凹）となる２つの凹面２２４ｃと、で構成される凹凸部が形成されている。なお、凸面２２４ａは、凹凸部が形成されている領域の外側の領域で形成される突出部と同様の形状である。また、凹凸部の凸面２２４ａには、車両前後方向の中心に内側の凸（外側に凹）の凹面２２４ｂが形成されている。なお、凹面２２４ｂは、断面が略半円となる形状である。
【００４８】
凸面２２４ａは、車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。また、凹面（凹ビード）２２４ｂは、凸面２２４ａのうち車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。なお、凹面２２４ｂの車両前後方向の長さは、凸面２２４ａの車両前後方向の長さに対して十分に小さい長さである。つまり、凹面２２４ｂは、凸面２２４ａの中心の一部に形成されている。２つの凹面２２４ｃは、車両前後方向において凸面２２４ａの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。つまり、凸部２２４ａは、車両前後方向の両端がそれぞれ凹面２２４ｃと連結している。２つの凹面２２４ｃは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ凸面２２４ａと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれフランジ部２３２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部２３２、凹面２２４ｃ、中央に凹面２２４ｂが形成された凸面２２４ａの順で配置され、端部から中心に向かうに従って、一旦内側に凸となり、さらに中心に向かうと外側に凸となる凹凸形状が形成されている。
【００４９】
ここで、凸面２２４ａ、凹面２２４ｂおよび凹面２２４ｃが形成されている領域において、凸面２２４ａと凹面２２４ｂとの距離（幅方向における距離）、凸面２２４ａと凹面２２４ｃとの距離（幅方向における距離）および凹面２２４ｃとフランジ部２３２との距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、凹面２２４ｂは、図９に示すように、凸面２２４ａから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。また、凹面２２４ｃも、図９に示すように、凸面２２４ａから徐々に離れ、その後近づく形状である。なお、図９に示す点線は、凹面２２４ｂを設けない場合のアウタリインフォース２２４の内側端部の位置を示す仮想線である。アウタリインフォース２２４は、ベルトライン近傍で凸面２２４ａと凹面２２４ｂとの距離および凸面２２４ａと凹面２２４ｃとの距離が最大となる。つまり、凹面２２４ｂ、凹面２２４ｃの深さが最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース２２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。
【００５０】
アウタリインフォース２２４は、凹凸部として車両前後方向の両端部に内側に凸となる凹面２２４ｃを設けることで、ベルトライン近傍で最も外側の部分と最も内側の部分との距離（つまり凹凸の高さ）を最大とすることができる。これにより、アウタリインフォース１２４と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
さらに、アウタリインフォース２２４は、凹凸部として凸面２２４ａの車両前後方向の中央部に内側に凸となる凹面２２４ｂを設けることで、凸面２２４ａの曲げ剛性をより向上させることができる。具体的には、図１１に示すように、凹面２２４ｂを設けていない点以外は、同一の形状であるアウタリインフォース２５０の場合（図７および図８に示すアウタリインフォース１２４と同様の形状の場合）では、許容される荷重の大きさが点線２６０で示す大きさであるが、アウタリインフォース２２４は、点線２６０よりもより大きい荷重を許容することができる。このように凹面２２４ｂを設けることで、断面における曲げ強度をさらに高くすることができる。これにより、側面衝突荷重が負荷されてもより変形しにくくなる。また、凹面２２４ｂは、凹凸の高さがベルトラインで最大となり、ベルトラインから車両上下方向に離れるに従って徐々に低くなる（最終的に凹面２２４ｂはなくなる）ため、曲げ剛性の分布を適切な分布とすることができる。これにより、センターピラー２０４は、上述したセンターピラー１０４と同様の効果をより好適に得ることができる。
【００５２】
なお凹面２２４ｂは、深さをｔとしたとき、車両前後方向の長さｂを、ｂ≦ｔ／０．０４とすることが好ましい。これにより、凹面２２４ｂが大きくなりすぎ、曲げ剛性が低下することを抑制することができる。
【００５３】
（実施形態４）
次に、図１２および図１３を用いてセンターピラーの他の実施形態について説明する。ここで、図１２は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図１３は、図１２に示すセンターピラーの断面図である。なお、図１２では、サイドメンバーアウターパネル３２１の図示を省略している。また、図１３は、センターピラー３０４のベルトライン付近を切断した断面図である。図１２および図１３に示すセンターピラー３０４は、センターピラーアウタ３２１、センターピラーインナ３２２およびアウタリインフォース３２４を有する。センターピラーアウタ３２１は、車両前後方向の両端にフランジ部３３４を有し、センターピラーインナ３２２は、車両前後方向の両端にフランジ部３３０を有し、アウタリインフォース３２４は、車両前後方向の両端にフランジ部３３２を有する。また、センターピラーアウタ３２１、センターピラーインナ３２２、フランジ部３３０、３３２、３３４は、それぞれ、センターピラーアウタ１２１、センターピラーインナ１２２、フランジ部１３０、１３２、１３４と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００５４】
アウタリインフォース３２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。上述したようにアウタリインフォース３２４における前側および後側には、それぞれフランジ部３３２が設けられている。アウタリインフォース３２４は、前側に設けられたフランジ部３３２と後側に設けられたフランジ部３３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース３２４は、基本的にセンターピラー３０４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。なお、突出部は、断面が曲線となる面である。
【００５５】
次に、アウタリインフォース３２４の突出部について説明する。アウタリインフォース３２４は、図１２および図１３に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図１２に示すように、センターピラー３０４の中腹の一部にフランジ部３３２よりも外側に凸となる複数（本実施形態では３つ）の凸面３２４ａと、フランジ部３３２よりも内側に凸（外側に対して凹）となる２つの凹面３２４ｄと、で構成される凹凸部が形成されている。なお、凸面３２４ａは、最も外側の位置が頂点３２４ｂとなる。また、複数の凸面３２４ａは、互いに隣接しており、凸面３２４ａと当該凸面３２４ａに隣接する凸面３２４ａと連結部３２４ｃで連結されている。なお、凹凸部は、一定の曲率の複数のビードで構成することができる。
【００５６】
３つの凸面３２４ａは、車両前後方向の中心を含む領域に車両前後方向に隣接して配置されている。また、上述したように凸面３２４ａと当該凸面に隣接している凸面３２４ａとは、連結部３２４ｃで連結されている。また、車両前後方向の端部に配置された凸面３２４ａの中心から離れた側の端部は、凹面３２４ｄと連結している。２つの凹面３２４ｄは、車両前後方向において凸面３２４ａの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。つまり、２つの凹面３２４ｄは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ凸面３２４ａと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれフランジ部３３２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部３３２、凹面３２４ｄ、複数の凸面３２４ａの順で配置され、端部から中心に向かうに従って、一旦内側に凸となり、さらに中心に向かうと外側に凸となる凹凸形状が形成されている。また、凸面３２４ａが車両前後方向に複数配置されているため、車両幅方向の位置は、凸面３２４ａの頂点を通過したら内側移動し、連結部３２４ｃを通過し次の凸面３２４ａとなると再び外側移動する。
【００５７】
ここで、凸面３２４ａおよび凹面３２４ｂが形成されている領域において、凸面３２４ａ（の頂点３２４ｂ）と凹面３２４ｄとの距離（幅方向における距離）および凸面３２４ａの頂点３２４ｂと連結部３２４ｃとの距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、凹面３２４ｂは、図１２に示すように、凸面３２４ａから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。また、凸面３２４ａも、図１２に示すように、凸面３２４ａの頂点が連結点３２４ｃから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。なお、図１２に示す点線は、凹面３２４ｄを設けない場合のアウタリインフォース３２４の内側端部の位置を示す仮想線である。アウタリインフォース３２４は、ベルトライン近傍で凸面３２４ａと凹面３２４ｄとの距離および凸面３２４ａの頂点３２４ｂと連結点３２４ｃとの距離が最大となる。つまり、凹面３２４ｄの深さが最大となり、各凸面３２４ａの高さが最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース３２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。
【００５８】
アウタリインフォース３２４は、凹凸部として車両前後方向の両端部に内側に凸となる凹面３２４ｄを設けることで、ベルトライン近傍で最も外側の部分と最も内側の部分との距離（つまり凹凸の高さ）を最大とすることができる。これにより、アウタリインフォース１２４と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
さらに、アウタリインフォース３２４は、凹凸部の突出部として複数の凸面３２４ａを設けることで、各凸面の円弧の大きさを小さくすることができ、凸面３２４ａの曲げ剛性をより向上させることができる。これにより、側面衝突荷重が負荷されてもより変形しにくくなる。また、各凸面３２４ａは、凹凸の高さがベルトラインで最大となり、ベルトラインから車両上下方向に離れるに従って徐々に低くなるため、曲げ剛性の分布を適切な分布とすることができる。これにより、センターピラー３０４は、上述したセンターピラー１０４と同様の効果をより好適に得ることができる。
【００６０】
（実施形態５）
次に、図１４および図１５を用いてセンターピラーの他の実施形態について説明する。ここで、図１４は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図１５は、図１４に示すセンターピラーの断面図である。なお、図１４では、サイドメンバーアウターパネル４２１の図示を省略している。また、図１５は、センターピラー４０４のベルトライン付近を切断した断面図である。図１４および図１５に示すセンターピラー４０４は、センターピラーアウタ４２１、センターピラーインナ４２２およびアウタリインフォース４２４を有する。センターピラーアウタ４２１は、車両前後方向の両端にフランジ部４３４を有し、センターピラーインナ４２２は、車両前後方向の両端にフランジ部４３０を有し、アウタリインフォース４２４は、車両前後方向の両端にフランジ部４３２を有する。センターピラーインナ４２２は、車両上下方向の位置により凹凸形状が変化する凹凸形状（凸面と基準面）を備えない点を除いて、センターピラーインナ２２と同様の構成である。また、センターピラーアウタ４２１、フランジ部４３０、４３２、４３４は、それぞれ、センターピラーアウタ２１、フランジ部３０、３２、３４と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００６１】
アウタリインフォース４２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。上述したようにアウタリインフォース４２４における前側および後側には、それぞれフランジ部４３２が設けられている。アウタリインフォース４２４は、前側に設けられたフランジ部４３２と後側に設けられたフランジ部４３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース４２４は、基本的にセンターピラー４０４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。
【００６２】
次に、アウタリインフォース４２４の突出部について説明する。アウタリインフォース４２４は、図１４および図１５に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図１４に示すように、センターピラー４０４の中腹の一部に外側に凸となる凸面４２４ａと内側に凸（外側に凹）となる凹面４２４ｂとが交互に配置された凹凸部が形成されている。なお、凹凸部は、一定の曲率の複数のビードで構成することができる。
【００６３】
凸面４２４ａは、車両前後方向の端部が凹面４２４ｂと連結している。また、凹面４２４ｂは、車両前後方向の端部が凸部４２４ａと連結している。なお、凸面４２４ａと凹面４２４ｂとの繰り返し形状の車両前後方向の両端部は、いずれも凸面４２４ａが配置されており、繰り返し形状の車両前後方向の端部は、フランジ部４２２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部４３２、凸面４２４ａ、凹面４２４ｂ、凸面４２４ａ、凹面４２４ｂ、以下凸面４２４ａと凹面４２４ｂの順で配置され、端部から中心に向かうに従って外側に凸となり、その後、凹面４２４ｂで内側に凸となり凸面４２４ａで外側に凸となる形状が繰り返された凹凸形状が形成されている。
【００６４】
ここで、凸面４２４ａおよび凹面４２４ｂが形成されている領域において、凸面４２４ａと凹面４２４ｂとの距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、凸面４２４ａの最も外側の点と、凹面４２４ｂの最も内側の点とは、図１４に示すように徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。アウタリインフォース４２４は、ベルトライン近傍で凸面４２４ａと凹面４２４ｂとの距離が最大となる。つまり、凹凸の高さまたは深さが最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース４２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。
【００６５】
アウタリインフォース４２４は、凹凸部として凸面と凹面とが交互に複数配置された凹凸形状を設けることで、各凸面、凸面の円弧の大きさを小さくすることができ、凸面４２４ａの曲げ剛性をより向上させることができる。また、凸面と凹面とを繋げる面が幅方向に延在する面となり、曲げ剛性をより向上させることができる。これにより、側面衝突荷重が負荷されてもより変形しにくくなる。また、凹凸の高さがベルトラインで最大となり、ベルトラインから車両上下方向に離れるに従って徐々に低くなるため、曲げ剛性の分布を適切な分布とすることができる。これにより、センターピラー４０４は、上述したセンターピラー４と同様の効果をより好適に得ることができる。
【００６６】
なお、センターピラーの形状は、上記実施形態に限定されない。センターピラーは、上述した各種実施形態の構成を組み合わせた形状としてもよい。アウタリインフォースは、ベルトライン近傍で凹凸の幅方向における高さ、深さが最大となるように車両上下方向において形状を徐々に変化させた凹凸部を設けることで上記効果を得ることができる。なお、アウタリインフォースは、車両前後方向の中心がフランジ部よりも外側となる形状とすることが好ましい。このように、車両前後方向の中心をフランジ部よりも外側とすることで、側面衝突荷重が大きくなる部分をより外側とすることができ、曲げ剛性をより大きくすることができる。これにより、センターピラーをより曲がりにくく、かつ、座屈しにくくすることができる。また、凹面、凸面の形状は断面が直線となる形状、曲線となる形状に限定されず、曲線と直線とを組み合わせた形状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明にかかる車両用センターピラーは、側面衝突荷重に対する耐力の向上に有用であり、特に、軽量化しつつ側面衝突荷重に対する耐力を向上することに適している。
【符号の説明】
【００６８】
１ 車両
４ センターピラー
２１ センターピラーアウタ
２２ センターピラーインナ
２４ アウタリインフォース
３０、３２、３４ フランジ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用センターピラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、補強部材を備える車両用のピラーの技術が知られている。例えば、特許文献１には、アウター部材と、このアウター部材と車両前後方向の両端部で結合されたインナー部材と、これらのアウター部材とインナー部材との間の内部空間に配置され、アウター部材およびインナー部材と車両前後方向の両端部で結合された補強部材とを含んで構成される車両のセンターピラー構造が記載されている。また、補強部材の車両前後方向の途中部に、この補強部材の車両前後方向の両端部と対応する位置を越えて車両内外方向へ延びる延出成分を有している少なくとも１個の壁部を形成することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１４８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、補強部材を設けることで、センターピラーの強度を向上させることができ、側面衝突荷重に対する変形体力を大きくすることができる。また、単一の補強部材の構造により側面衝突荷重に対する変形体力を大きくできるため、装置を軽量化することができる。しかしながら、特許文献１に記載の形状の補強部材を設けた場合でも、側面衝突荷重が負荷した場合に座屈する恐れがあり、意図しない位置で座屈が発生してしまう恐れもある。これらを抑制するために補強部材を追加で配置すると装置の重量が増加してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、側面衝突荷重が負荷されても座屈しにくく、かつ、軽量な車両用センターピラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両用センターピラーは、車両の上下方向に延在し、前記車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つの前記フランジ部に挟まれた部分が前記フランジ部よりも車両の外側に凸となるアウター部材と、前記上下方向に延在し、前記前後方向における前側および後側にそれぞれ、前記アウター部材のフランジ部と係合するフランジ部を有し、前記アウター部材よりも車両の内側に配置されたインナー部材と、前記アウター部材と前記インナー部材との間に配置され、前記車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つの前記フランジ部に挟まれた部分の前後方向の中心が前記フランジ部よりも車両の外側にある補強部材と、を有し、前記補強部材は、前記上下方向の上側から下側に向うに従って車両外側の端部と車両内側の端部との距離が徐々に大きくなり、ベルトライン付近で距離が最大となり、その後、距離が徐々に小さくなる凹凸部を有することを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記凹凸部は、前記上下方向の上側の端部が車両のベルトアンカの上側端部よりも上側にあることが好ましい。
【０００８】
また、前記凹凸部は、前記上下方向の上側の端部が車両のベルトアンカの上側端部の近傍にあることが好ましい。
【０００９】
また、前記凹凸部は、前記上下方向の下側の端部が車両のドアヒンジの上端よりも下側にあることが好ましい。
【００１０】
また、前記凹凸部は、前記上下方向の下側の端部が車両のドアヒンジの上端の近傍にあることが好ましい。
【００１１】
また、前記凹凸部は、前記前後方向の中心付近に形成され、前記車両外側に凸となる凸部を含むことが好ましい。
【００１２】
また、前記凹凸部は、複数の前記凸部が前記前後方向に連結して形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記凹凸部は、前記前後方向の中心付近に形成され、前記車両内側に凸となる凹部を含むことが好ましい。
【００１４】
また、前記凹凸部は、前記前後方向の端部近傍の少なくとも一方に形成され、前記車両内側に凸となる端側凹部を含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の車両用センターピラーは、車両の上下方向に延在するアウター部材とインナー部材とに挟持される補強部材を有し、前記補強部材に形成された凸部の高さまたは凹部の深さをベルトライン付近で最大とし、前記ベルトラインから上側または下側に向かって前記凸部の高さまたは前記凹部の深さを減少させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の車両用センターピラーは、車両の上下方向に延在するアウター部材とインナー部材とに挟持される補強部材を有し、前記補強部材に形成された凸部または凹部の加工量をベルトライン付近で最大とし、前記ベルトラインから上側または下側に向かって前記凸部または前記凹部の加工量を減少させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる車両用センターピラーは、補強部材に凹凸の幅方向の距離が徐々に変化し、ベルトラインで距離が最大となる凹凸部を設けることで、車両の上下方向における強度を適切な状態にすることができ、一部にひずみが集中することを抑制でき、側面衝突荷重が負荷されても座屈しにくくすることができる。また、単一の補強部材の形状により、座屈しにくくすることができるため、構成部材の増加を抑制でき、装置を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態にかかる車両用センターピラーを有する車両の側面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は、図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図６は、側面衝突荷重負荷時に図４に示すセンターピラーに作用する力の分布を示す説明図である。
【図７】図７は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図８】図８は、図７に示すセンターピラーの断面図である。
【図９】図９は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図１０】図１０は、図９に示すセンターピラーの断面図である。
【図１１】図１１は、側面衝突荷重負荷時に図１０に示すセンターピラーに作用する力の分布を示す説明図である。
【図１２】図１２は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示すセンターピラーの断面図である。
【図１４】図１４は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示すセンターピラーの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる車両用センターピラーの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２０】
［実施形態］
以下、図１から図６を用いて、本実施形態にかかる車両用センターピラー（以下単に「センターピラー」ともいう。）について説明する。図１は、実施形態にかかる車両用センターピラーを有する車両の側面図である。図２は、実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図５は、図２のＣ−Ｃ線断面図である。図６は、側面衝突荷重負荷時に図４に示すセンターピラーに作用する力の分布を示す説明図である。
【００２１】
なお、以下の説明では、特に断りのない限り、車両１の走行方向に沿った方向を車両前後方向（単に「前後方向」ともいう。）、車両１の高さ方向を車両上下方向（単に「上下方向」ともいう。）、車両前後方向および車両上下方向に直交する方向を車両幅方向という。典型的には、車両１の車輪が平坦な路面に設置した状態で車両上下方向は、鉛直方向に沿った方向であり、車両前後方向、車両幅方向は、水平方向に沿った方向である。また、車両１の客室が区画される車両１の内側の空間側を車室内側、車両１の外側の外気側の空間を車室外側という。
【００２２】
図１に示すように、車両１は、車両１は、車体２の骨格を構成する高強度、高剛性の車体骨格部品として、フロントピラー（Ａピラー）３、センターピラー（Ｂピラー）４、リアピラー（Ｃピラー）５、ルーフサイドレール６、ロッカ７などを含んで構成される。また、車両１は、車体２の側面に相当する車体側部８のフロントピラー３とセンターピラー４との間に、窓１３と、サイドパネル１４とを含むドアが配置されている。また、車両上下方向において、窓１３は、サイドパネル１４の上側に配置されており、窓１３とサイドパネル１４との間が境界１５となる。また、センターピラー４には、ドアと連結するドアヒンジ１７と、シートベルトのスリップジョイントを支持するシートベルトアンカ１８とが連結されている、なお、ドアヒンジ１７は、センターピラー４と、センターピラー４とリアピラー５との間に配置されたドア（車両前後方向において後ろ側のドア）と、を連結する。
【００２３】
フロントピラー３、センターピラー４およびリアピラー５は、支柱状の部材であり、車両１の車体側部８に車両上下方向すなわち鉛直方向に延在して設けられる。フロントピラー３は、車体側部８の車両前後方向の前部に、センターピラー４は、車体側部８の車両前後方向の中間部に、リアピラー５は、車体側部８の車両前後方向の後部に、それぞれ配置される。ルーフサイドレール６およびロッカ７は、梁状の部材であり、車体側部８に車両車両前後方向すなわち水平方向に延在して設けられる。ルーフサイドレール６は、車体側部８の車両上下方向の上部に、ロッカ７は、車体側部８の車両上下方向の下部に配置される。フロントピラー３、センターピラー４、リアピラー５、ルーフサイドレール６およびロッカ７は、連結されることで車体２の骨格をなしている。なお、以下の説明では、車両用構造体は、センターピラー４に適用するものとして説明するが、これに限らない。車両用構造体は、車両１の車体２を構成する構造体であればよく、例えば、フロントピラー３やリアピラー５に適用してもよい。
【００２４】
次に、センターピラー４について詳細に説明する。
【００２５】
以下の説明において、車両幅方向における車室内側を単に「内側」と記載し、車室外側を単に「外側」と記載する。また、車両上下方向における上側を単に「上側」と記載し、車両１の車両上下方向における下側を単に「下側」と記載する。また、車両前後方向における前側を単に「前側」と記載し、車両１の車両前後方向における後側を単に「後側」と記載する。センターピラー４は、図１から図５に示すように、車両１の内外を隔てる部材であり、ほぼ車両上下方向に沿って、すなわちほぼ鉛直方向に沿って形成される。センターピラー４は、車両上下方向の上端部がルーフサイドレール６に結合され、下端部がロッカ７に結合される。図１および図５に示すように、センターピラー４は、センターピラーアウタ（サイドメンバーアウターパネル、アウター部材）２１、センターピラーインナ（インナー部材）２２およびアウタリインフォース（補強部材）２４を有する。なお、図２では、サイドメンバーアウターパネル２１の図示を省略している。
【００２６】
センターピラーアウタ２１およびセンターピラーインナ２２は、センターピラー４のピラー本体である。センターピラーアウタ２１およびセンターピラーインナ２２は、車両１の車両上下方向に延在している。センターピラーアウタ２１は、前側および後側にそれぞれフランジ部３４が設けられている。センターピラーアウタ２１は、前側に設けられたフランジ部であるフランジ部３４と後側に設けられたフランジ部３４との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。センターピラーアウタ２１は、このように、センターピラー４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。
【００２７】
センターピラーインナ２２は、前側および後側にそれぞれフランジ部３０が設けられている。センターピラーインナ２２は、前側に設けられたフランジ部３０と後側に設けられたフランジ部３０との間に内側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、センターピラーインナ２２は、センターピラー４の延在する方向と直交する断面形状が、内側に向けて突出するハット形状となっている。
【００２８】
センターピラーインナ２２は、図２から図５に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図４に示すように、センターピラー４の中腹の一部に外側に凸となる凸面２２ａが形成されている。つまり、センターピラーインナ２２は、Ｂ−Ｂ線断面に、基準面２２ｂよりも外側に凸となる凸面２２ａが形成されている。なお、突出部２２ａは、車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。基準面２２ｂは、車両前後方向において、凸面２２ａの前後側にそれぞれ配置されている。つまり、凸面２２ａは、車両前後方向の端部がそれぞれ基準面２２ｂと連結している。２つの基準面２２ｂは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ凸面２２ａと連結し、中心から遠い側の端部がフランジ部３０と連結している。次に、凸面２２ａが形成されている領域において、凸面２２ａと基準面２２ｂとの距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に大きく（長くなり）、その後、徐々に小さく（短く）なる。つまり、凸面２２ａは、図２に示すように、基準面２２ｂから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。センターピラーインナ２２は、ベルトライン近傍で凸面２２ａと基準面２２ｂとの距離が最大となる。
【００２９】
アウタリインフォース２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。アウタリインフォース２４における前側および後側には、それぞれフランジ部３２が設けられている。アウタリインフォース２４は、前側に設けられたフランジ部３２と後側に設けられたフランジ部３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース２４は、基本的にセンターピラー４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。
【００３０】
次に、アウタリインフォース２４の突出部について説明する。アウタリインフォース２４は、図２から図５に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図４に示すように、センターピラー４の中腹の一部に外側に凸となる第１凸面２４ａと第２凸面２４ｂと基準面２４ｃとで構成される凹凸部が形成されている。具体的には、アウタリインフォース２４は、突出部のＢ−Ｂ線の断面が、基準面２４ｃよりも外側に凸となる第２凸面２４ｂと、第２凸面２４ｂよりも外側に凸となる第１凸面２４ａと、を含む形状となる。
【００３１】
第１凸面２４ａは、車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。第２凸面２４ｂは、車両前後方向において第１凸面２４ａの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。基準面２４ｃは、車両前後方向において第２凸面２４ｂの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。つまり、第１凸面２４ａは、車両前後方向の両端がそれぞれ第２凸面２４ｂと連結している。２つの第２凸面２４ｂは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ第１凸面２４ａと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれ基準面２４ｃと連結している。２つの基準面２４ｃは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ第２凸面２４ｂと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれフランジ部３２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部３２、基準面２４ｃ、第２凸面２４ｂ、第１凸面２４ａの順で配置され、より中心に向かうに従ってより外側に凸となる階段状の凹凸が形成されている。
【００３２】
ここで、第１凸面２４ａおよび第２凸面２４ｂが形成されている領域において、第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離（幅方向における距離）および第２凸面２４ｂと基準面２４ｃとの距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、第１凸面２４ａおよび第２凸面２４ｂは、図２に示すように、基準面２４ｃから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。アウタリインフォース２４は、ベルトライン近傍で第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離および第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離が最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。ここで、加工量とは、板状部材を変形させてアウタリインフォースを製造した場合に当該領域に発生する延び量（変形量）である。また、第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離と、第１凸面２４ａと基準面２４ｃとの距離と、は比例して変化する。すなわち加工量が減少し、剛性が減少していく。ここで、ベルトラインとは、乗用車の場合、人間のベルトの高さとなる位置であり、例えば、センターピラー４が折れ曲がる部分の近傍、窓１３の露出領域の下側端部でセンターピラー４が折れ曲がる部分の近傍または境界１５の近傍である。
【００３３】
次に、各フランジ部は、車両幅方向と直交しており、かつ互いに平行となっている。すなわち、前側のフランジ部３０、３２、３４は、それぞれ車両幅方向と直交しており、かつ車両幅方向において互いに対向している。また、後側のフランジ部３０、３２、３４は、それぞれ車両幅方向と直交しており、かつ車両幅方向において互いに対向している。対面しているフランジ部３０とフランジ部３２とフランジ部３４とは、溶接、ネジ止め等で互いに連結されている。
【００３４】
車両１のセンターピラー４は、ベルトライン近傍のアウタリインフォース２４の形状を、車両前後方向の中心側の部分がより外側に凸となる形状としている。これにより、車両前後方向の中心側がより外側に膨らんだ形状となり、図６に示すように、側面衝突荷重が負荷された場合、車両前後方向における荷重の分布をより均一にすることができる。つまり、荷重がよりかかりやすい車両前後方向の中心側がより外側に凸となる形状とすることで、車両前後方向の中心付近の弾性座屈を抑制することができ、全体の荷重分布をより均一にすることができる。また、ベルトライン近傍のセンターピラーインナ２２の形状を、前後方向の中心側の部分がより外側に凸となる形状とすることで、センターピラーインナ２２に係る荷重の分布もより均一にすることができる。
【００３５】
センターピラー４は、図２に示すようにベルトライン近傍で凹凸部の高さの差が最大となるように凹凸部の形状を徐々に変化させることで、車両上下方向における断面の曲げ強度を、ベルトライン近傍で最大となり、ベルトライン近傍から上下に離れるに従って徐々に低下する分布とすることができる。これにより、側面衝突荷重の分布に対応した強度の分布とすることができる。また、他の補強材を設けることなく、かつ、不要な部分の強度を必要以上に強くすることなく、アウタリインフォース２４により強度の分布を調整できる。これにより、必要最小限の材料で適切に強度を補強することができる。
【００３６】
また、側面衝突時に最も荷重がかかる部分であるベルトライン近傍の強度を他の部分よりも高くし、かつ、強度を徐々に低下する構造とすることで、センターピラー４の一部に負荷が集中し座屈することを抑制でき、センターピラー４が変形した場合および座屈した場合も適切な部分で座屈させることができる。これにより、センターピラー４の全体の曲げ強度を向上させる場合よりも、効率よく座屈しにくくすることができ、また、変形の発生時および座屈発生時のセンターピラー４の挙動を好適に制御することができる。
【００３７】
ここで、アウタリインフォース２４は、本実施形態のように、凹凸部を車両上下方向の一定領域に延在するように形成することが好ましい。具体的には、アウタリインフォース２４は、凹凸部の上方向の端部をベルトアンカ１８よりも上側とすることが好ましく、ベルトアンカ１８の近傍とすることがより好ましい。凹凸部の上方向の端部をベルトアンカ１８よりも上側とすることで、センターピラー４の側面衝突荷重の入力が大きくなる領域の曲げ強度を好適に向上させることができる。凹凸部の上方向の端部をベルトアンカ１８の近傍とすることで、凹凸を形成する領域が大きくなりすぎることを抑制でき、センターピラー４をより軽量化することができる。また、アウタリインフォース２４は、凹凸部の下方向の端部をドアヒンジ１７よりも下側とすることが好ましく、ドアヒンジ１７の近傍とすることがより好ましい。凹凸部の下方向の端部をドアヒンジ１７よりも下側とすることで、センターピラー４の側面衝突荷重の入力が大きくなる領域の曲げ強度を好適に向上させることができる。凹凸部の下方向の端部をドアヒンジ１７の近傍とすることで、凹凸を形成する領域が大きくなりすぎることを抑制でき、センターピラー４をより軽量化することができる。なお、ドアヒンジ１７が複数配置されている場合は、上側のドアヒンジを基準とすることが好ましい。
【００３８】
センターピラー４では、上記効果をより好適に得ることができるため、センターピラーインナ２２にも凸面２２ａと基準面２２ｂとで構成される凹凸面を設けたがこれに限定されない。センターピラーインナ２２は、凹凸を備えない形状であってもよい。
【００３９】
（実施形態２）
次に、図７および図８を用いてセンターピラーの他の実施形態について説明する。ここで、図７は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図８は、図７に示すセンターピラーの断面図である。なお、図７では、サイドメンバーアウターパネル１２１の図示を省略している。また、図８は、センターピラー１０４のベルトライン付近を切断した断面図である。図７および図８に示すセンターピラー１０４は、センターピラーアウタ１２１、センターピラーインナ１２２およびアウタリインフォース１２４を有する。センターピラーアウタ１２１は、車両前後方向の両端にフランジ部１３４を有し、センターピラーインナ１２２は、車両前後方向の両端にフランジ部１３０を有し、アウタリインフォース１２４は、車両前後方向の両端にフランジ部１３２を有する。センターピラーインナ１２２は、車両上下方向の位置により凹凸形状が変化する凹凸形状（凸面と基準面）を備えない点を除いて、センターピラーインナ２２と同様の構成である。また、センターピラーアウタ１２１、フランジ部１３０、１３２、１３４は、それぞれ、センターピラーアウタ２１、フランジ部３０、３２、３４と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００４０】
アウタリインフォース１２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。上述したようにアウタリインフォース１２４における前側および後側には、それぞれフランジ部１３２が設けられている。アウタリインフォース１２４は、前側に設けられたフランジ部１３２と後側に設けられたフランジ部１３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース１２４は、基本的にセンターピラー１０４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。なお、突出部は、断面が曲線となる面である。
【００４１】
次に、アウタリインフォース１２４の突出部について説明する。アウタリインフォース１２４は、図７および図８に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図７に示すように、センターピラー１０４の中腹の一部にフランジ部１３２よりも外側に凸となる凸面（凸部）１２４ａと、フランジ部１３２よりも内側に凸（外側に対して凹）となる２つの凹面（凹部）１２４ｂと、で構成される凹凸部が形成されている。なお、凸面１２４ａは、凹凸部が形成されている領域の外側の領域で形成される突出部と同様の形状である。
【００４２】
凸面１２４ａは、車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。２つの凹面１２４ｂは、車両前後方向において凸面１２４ａの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。つまり、凸部１２４ａは、車両前後方向の両端がそれぞれ凹面１２４ｂと連結している。２つの凹面１２４ｂは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ凸面１２４ａと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれフランジ部１３２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部１３２、凹面１２４ｂ、凸面１２４ａの順で配置され、端部から中心に向かうに従って、一旦内側に凸となり、さらに中心に向かうと外側に凸となる凹凸形状が形成されている。
【００４３】
ここで、凸面１２４ａおよび凹面１２４ｂが形成されている領域において、凸面１２４ａと凹面１２４ｂとの距離（幅方向における距離）および凹面１２４ｂとフランジ部１３２との距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、凹面１２４ｂは、図７に示すように、凸面１２４ａから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。なお、図７に示す点線は、凹面１２４ｂを設けない場合のアウタリインフォース１２４の内側端部の位置を示す仮想線である。アウタリインフォース１２４は、ベルトライン近傍で凸面１２４ａと凹面１２４ｂとの距離が最大となる。つまり、凹面１２４ｂの深さが最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース１２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。
【００４４】
アウタリインフォース１２４は、凹凸部として車両前後方向の両端部に内側に凸となる凹面１２４ｂを設けることで、ベルトライン近傍で最も外側の部分と最も内側の部分との距離（つまり凹凸の高さ）を最大とすることができる。凹凸の高さを大きくすることで、断面における曲げ強度を高くすることができる。具体的には、車両幅方向に略平行な方向に延在する壁面の高さが大きくなるため、車両幅方向に変形しにくくなる。これにより、側面衝突荷重が負荷されても変形しにくくなる。また、凹凸の高さは、ベルトラインで最大となり、ベルトラインから車両上下方向に離れるに従って徐々に低くなるため、曲げ剛性の分布を適切な分布とすることができる。これにより、センターピラー１０４も上述したセンターピラー４と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（実施形態３）
次に、図９から図１１を用いてセンターピラーの他の実施形態について説明する。ここで、図９は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図１０は、図９に示すセンターピラーの断面図である。図１１は、側面衝突荷重負荷時に図１０に示すセンターピラーに作用する力の分布を示す説明図である。なお、図９では、サイドメンバーアウターパネル２２１の図示を省略している。また、図１０は、センターピラー２０４のベルトライン付近を切断した断面図である。図９および図１０に示すセンターピラー２０４は、センターピラーアウタ２２１、センターピラーインナ２２２およびアウタリインフォース２２４を有する。センターピラーアウタ２２１は、車両前後方向の両端にフランジ部２３４を有し、センターピラーインナ２２２は、車両前後方向の両端にフランジ部２３０を有し、アウタリインフォース２２４は、車両前後方向の両端にフランジ部２３２を有する。また、センターピラーアウタ２２１、センターピラーインナ２２２、フランジ部２３０、２３２、２３４は、それぞれ、センターピラーアウタ１２１、センターピラーインナ１２２、フランジ部１３０、１３２、１３４と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００４６】
アウタリインフォース２２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。上述したようにアウタリインフォース２２４における前側および後側には、それぞれフランジ部２３２が設けられている。アウタリインフォース２２４は、前側に設けられたフランジ部２３２と後側に設けられたフランジ部２３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース２２４は、基本的にセンターピラー２０４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。なお、突出部は、断面が曲線となる面である。
【００４７】
次に、アウタリインフォース２２４の突出部について説明する。アウタリインフォース２２４は、図９および図１０に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図９に示すように、センターピラー２０４の中腹の一部にフランジ部２３２よりも外側に凸となる凸面２２４ａと、フランジ部２３２よりも内側に凸（外側に対して凹）となる２つの凹面２２４ｃと、で構成される凹凸部が形成されている。なお、凸面２２４ａは、凹凸部が形成されている領域の外側の領域で形成される突出部と同様の形状である。また、凹凸部の凸面２２４ａには、車両前後方向の中心に内側の凸（外側に凹）の凹面２２４ｂが形成されている。なお、凹面２２４ｂは、断面が略半円となる形状である。
【００４８】
凸面２２４ａは、車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。また、凹面（凹ビード）２２４ｂは、凸面２２４ａのうち車両前後方向の中心を含む領域に形成されている。なお、凹面２２４ｂの車両前後方向の長さは、凸面２２４ａの車両前後方向の長さに対して十分に小さい長さである。つまり、凹面２２４ｂは、凸面２２４ａの中心の一部に形成されている。２つの凹面２２４ｃは、車両前後方向において凸面２２４ａの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。つまり、凸部２２４ａは、車両前後方向の両端がそれぞれ凹面２２４ｃと連結している。２つの凹面２２４ｃは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ凸面２２４ａと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれフランジ部２３２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部２３２、凹面２２４ｃ、中央に凹面２２４ｂが形成された凸面２２４ａの順で配置され、端部から中心に向かうに従って、一旦内側に凸となり、さらに中心に向かうと外側に凸となる凹凸形状が形成されている。
【００４９】
ここで、凸面２２４ａ、凹面２２４ｂおよび凹面２２４ｃが形成されている領域において、凸面２２４ａと凹面２２４ｂとの距離（幅方向における距離）、凸面２２４ａと凹面２２４ｃとの距離（幅方向における距離）および凹面２２４ｃとフランジ部２３２との距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、凹面２２４ｂは、図９に示すように、凸面２２４ａから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。また、凹面２２４ｃも、図９に示すように、凸面２２４ａから徐々に離れ、その後近づく形状である。なお、図９に示す点線は、凹面２２４ｂを設けない場合のアウタリインフォース２２４の内側端部の位置を示す仮想線である。アウタリインフォース２２４は、ベルトライン近傍で凸面２２４ａと凹面２２４ｂとの距離および凸面２２４ａと凹面２２４ｃとの距離が最大となる。つまり、凹面２２４ｂ、凹面２２４ｃの深さが最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース２２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。
【００５０】
アウタリインフォース２２４は、凹凸部として車両前後方向の両端部に内側に凸となる凹面２２４ｃを設けることで、ベルトライン近傍で最も外側の部分と最も内側の部分との距離（つまり凹凸の高さ）を最大とすることができる。これにより、アウタリインフォース１２４と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
さらに、アウタリインフォース２２４は、凹凸部として凸面２２４ａの車両前後方向の中央部に内側に凸となる凹面２２４ｂを設けることで、凸面２２４ａの曲げ剛性をより向上させることができる。具体的には、図１１に示すように、凹面２２４ｂを設けていない点以外は、同一の形状であるアウタリインフォース２５０の場合（図７および図８に示すアウタリインフォース１２４と同様の形状の場合）では、許容される荷重の大きさが点線２６０で示す大きさであるが、アウタリインフォース２２４は、点線２６０よりもより大きい荷重を許容することができる。このように凹面２２４ｂを設けることで、断面における曲げ強度をさらに高くすることができる。これにより、側面衝突荷重が負荷されてもより変形しにくくなる。また、凹面２２４ｂは、凹凸の高さがベルトラインで最大となり、ベルトラインから車両上下方向に離れるに従って徐々に低くなる（最終的に凹面２２４ｂはなくなる）ため、曲げ剛性の分布を適切な分布とすることができる。これにより、センターピラー２０４は、上述したセンターピラー１０４と同様の効果をより好適に得ることができる。
【００５２】
なお凹面２２４ｂは、深さをｔとしたとき、車両前後方向の長さｂを、ｂ≦ｔ／０．０４とすることが好ましい。これにより、凹面２２４ｂが大きくなりすぎ、曲げ剛性が低下することを抑制することができる。
【００５３】
（実施形態４）
次に、図１２および図１３を用いてセンターピラーの他の実施形態について説明する。ここで、図１２は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図１３は、図１２に示すセンターピラーの断面図である。なお、図１２では、サイドメンバーアウターパネル３２１の図示を省略している。また、図１３は、センターピラー３０４のベルトライン付近を切断した断面図である。図１２および図１３に示すセンターピラー３０４は、センターピラーアウタ３２１、センターピラーインナ３２２およびアウタリインフォース３２４を有する。センターピラーアウタ３２１は、車両前後方向の両端にフランジ部３３４を有し、センターピラーインナ３２２は、車両前後方向の両端にフランジ部３３０を有し、アウタリインフォース３２４は、車両前後方向の両端にフランジ部３３２を有する。また、センターピラーアウタ３２１、センターピラーインナ３２２、フランジ部３３０、３３２、３３４は、それぞれ、センターピラーアウタ１２１、センターピラーインナ１２２、フランジ部１３０、１３２、１３４と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００５４】
アウタリインフォース３２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。上述したようにアウタリインフォース３２４における前側および後側には、それぞれフランジ部３３２が設けられている。アウタリインフォース３２４は、前側に設けられたフランジ部３３２と後側に設けられたフランジ部３３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース３２４は、基本的にセンターピラー３０４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。なお、突出部は、断面が曲線となる面である。
【００５５】
次に、アウタリインフォース３２４の突出部について説明する。アウタリインフォース３２４は、図１２および図１３に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図１２に示すように、センターピラー３０４の中腹の一部にフランジ部３３２よりも外側に凸となる複数（本実施形態では３つ）の凸面３２４ａと、フランジ部３３２よりも内側に凸（外側に対して凹）となる２つの凹面３２４ｄと、で構成される凹凸部が形成されている。なお、凸面３２４ａは、最も外側の位置が頂点３２４ｂとなる。また、複数の凸面３２４ａは、互いに隣接しており、凸面３２４ａと当該凸面３２４ａに隣接する凸面３２４ａと連結部３２４ｃで連結されている。なお、凹凸部は、一定の曲率の複数のビードで構成することができる。
【００５６】
３つの凸面３２４ａは、車両前後方向の中心を含む領域に車両前後方向に隣接して配置されている。また、上述したように凸面３２４ａと当該凸面に隣接している凸面３２４ａとは、連結部３２４ｃで連結されている。また、車両前後方向の端部に配置された凸面３２４ａの中心から離れた側の端部は、凹面３２４ｄと連結している。２つの凹面３２４ｄは、車両前後方向において凸面３２４ａの中心から離れた側にそれぞれ配置されている。つまり、２つの凹面３２４ｄは、車両前後方向の中心側の端部がそれぞれ凸面３２４ａと連結し、中心から遠い側の端部がそれぞれフランジ部３３２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部３３２、凹面３２４ｄ、複数の凸面３２４ａの順で配置され、端部から中心に向かうに従って、一旦内側に凸となり、さらに中心に向かうと外側に凸となる凹凸形状が形成されている。また、凸面３２４ａが車両前後方向に複数配置されているため、車両幅方向の位置は、凸面３２４ａの頂点を通過したら内側移動し、連結部３２４ｃを通過し次の凸面３２４ａとなると再び外側移動する。
【００５７】
ここで、凸面３２４ａおよび凹面３２４ｂが形成されている領域において、凸面３２４ａ（の頂点３２４ｂ）と凹面３２４ｄとの距離（幅方向における距離）および凸面３２４ａの頂点３２４ｂと連結部３２４ｃとの距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、凹面３２４ｂは、図１２に示すように、凸面３２４ａから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。また、凸面３２４ａも、図１２に示すように、凸面３２４ａの頂点が連結点３２４ｃから徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。なお、図１２に示す点線は、凹面３２４ｄを設けない場合のアウタリインフォース３２４の内側端部の位置を示す仮想線である。アウタリインフォース３２４は、ベルトライン近傍で凸面３２４ａと凹面３２４ｄとの距離および凸面３２４ａの頂点３２４ｂと連結点３２４ｃとの距離が最大となる。つまり、凹面３２４ｄの深さが最大となり、各凸面３２４ａの高さが最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース３２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。
【００５８】
アウタリインフォース３２４は、凹凸部として車両前後方向の両端部に内側に凸となる凹面３２４ｄを設けることで、ベルトライン近傍で最も外側の部分と最も内側の部分との距離（つまり凹凸の高さ）を最大とすることができる。これにより、アウタリインフォース１２４と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
さらに、アウタリインフォース３２４は、凹凸部の突出部として複数の凸面３２４ａを設けることで、各凸面の円弧の大きさを小さくすることができ、凸面３２４ａの曲げ剛性をより向上させることができる。これにより、側面衝突荷重が負荷されてもより変形しにくくなる。また、各凸面３２４ａは、凹凸の高さがベルトラインで最大となり、ベルトラインから車両上下方向に離れるに従って徐々に低くなるため、曲げ剛性の分布を適切な分布とすることができる。これにより、センターピラー３０４は、上述したセンターピラー１０４と同様の効果をより好適に得ることができる。
【００６０】
（実施形態５）
次に、図１４および図１５を用いてセンターピラーの他の実施形態について説明する。ここで、図１４は、他の実施形態に係るセンターピラーの正面図である。図１５は、図１４に示すセンターピラーの断面図である。なお、図１４では、サイドメンバーアウターパネル４２１の図示を省略している。また、図１５は、センターピラー４０４のベルトライン付近を切断した断面図である。図１４および図１５に示すセンターピラー４０４は、センターピラーアウタ４２１、センターピラーインナ４２２およびアウタリインフォース４２４を有する。センターピラーアウタ４２１は、車両前後方向の両端にフランジ部４３４を有し、センターピラーインナ４２２は、車両前後方向の両端にフランジ部４３０を有し、アウタリインフォース４２４は、車両前後方向の両端にフランジ部４３２を有する。センターピラーインナ４２２は、車両上下方向の位置により凹凸形状が変化する凹凸形状（凸面と基準面）を備えない点を除いて、センターピラーインナ２２と同様の構成である。また、センターピラーアウタ４２１、フランジ部４３０、４３２、４３４は、それぞれ、センターピラーアウタ２１、フランジ部３０、３２、３４と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００６１】
アウタリインフォース４２４は、ピラー本体における前側のフランジ部と後側のフランジ部とを接続する補強部材として機能する。上述したようにアウタリインフォース４２４における前側および後側には、それぞれフランジ部４３２が設けられている。アウタリインフォース４２４は、前側に設けられたフランジ部４３２と後側に設けられたフランジ部４３２との間に、外側に向けて突出する突出部が形成されている。このように、アウタリインフォース４２４は、基本的にセンターピラー４０４の延在する方向と直交する断面形状が、外側に向けて突出するハット形状となっている。
【００６２】
次に、アウタリインフォース４２４の突出部について説明する。アウタリインフォース４２４は、図１４および図１５に示すように、車両上下方向の位置によって形状が変化する。具体的には、図１４に示すように、センターピラー４０４の中腹の一部に外側に凸となる凸面４２４ａと内側に凸（外側に凹）となる凹面４２４ｂとが交互に配置された凹凸部が形成されている。なお、凹凸部は、一定の曲率の複数のビードで構成することができる。
【００６３】
凸面４２４ａは、車両前後方向の端部が凹面４２４ｂと連結している。また、凹面４２４ｂは、車両前後方向の端部が凸部４２４ａと連結している。なお、凸面４２４ａと凹面４２４ｂとの繰り返し形状の車両前後方向の両端部は、いずれも凸面４２４ａが配置されており、繰り返し形状の車両前後方向の端部は、フランジ部４２２と連結している。このように、凹凸部は、車両前後方向の端部から中心に向かってフランジ部４３２、凸面４２４ａ、凹面４２４ｂ、凸面４２４ａ、凹面４２４ｂ、以下凸面４２４ａと凹面４２４ｂの順で配置され、端部から中心に向かうに従って外側に凸となり、その後、凹面４２４ｂで内側に凸となり凸面４２４ａで外側に凸となる形状が繰り返された凹凸形状が形成されている。
【００６４】
ここで、凸面４２４ａおよび凹面４２４ｂが形成されている領域において、凸面４２４ａと凹面４２４ｂとの距離（幅方向における距離）は、車両上下方向の上端から下側に向かうに従って徐々に長くなり、その後、徐々に短くなる。つまり、凸面４２４ａの最も外側の点と、凹面４２４ｂの最も内側の点とは、図１４に示すように徐々に離れ、その後徐々に近づく形状である。アウタリインフォース４２４は、ベルトライン近傍で凸面４２４ａと凹面４２４ｂとの距離が最大となる。つまり、凹凸の高さまたは深さが最大となる。すなわち、ベルトライン近傍でアウタリインフォース４２４の加工量が最大となり最大剛性を保持する部位となる。
【００６５】
アウタリインフォース４２４は、凹凸部として凸面と凹面とが交互に複数配置された凹凸形状を設けることで、各凸面、凸面の円弧の大きさを小さくすることができ、凸面４２４ａの曲げ剛性をより向上させることができる。また、凸面と凹面とを繋げる面が幅方向に延在する面となり、曲げ剛性をより向上させることができる。これにより、側面衝突荷重が負荷されてもより変形しにくくなる。また、凹凸の高さがベルトラインで最大となり、ベルトラインから車両上下方向に離れるに従って徐々に低くなるため、曲げ剛性の分布を適切な分布とすることができる。これにより、センターピラー４０４は、上述したセンターピラー４と同様の効果をより好適に得ることができる。
【００６６】
なお、センターピラーの形状は、上記実施形態に限定されない。センターピラーは、上述した各種実施形態の構成を組み合わせた形状としてもよい。アウタリインフォースは、ベルトライン近傍で凹凸の幅方向における高さ、深さが最大となるように車両上下方向において形状を徐々に変化させた凹凸部を設けることで上記効果を得ることができる。なお、アウタリインフォースは、車両前後方向の中心がフランジ部よりも外側となる形状とすることが好ましい。このように、車両前後方向の中心をフランジ部よりも外側とすることで、側面衝突荷重が大きくなる部分をより外側とすることができ、曲げ剛性をより大きくすることができる。これにより、センターピラーをより曲がりにくく、かつ、座屈しにくくすることができる。また、凹面、凸面の形状は断面が直線となる形状、曲線となる形状に限定されず、曲線と直線とを組み合わせた形状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明にかかる車両用センターピラーは、側面衝突荷重に対する耐力の向上に有用であり、特に、軽量化しつつ側面衝突荷重に対する耐力を向上することに適している。
【符号の説明】
【００６８】
１ 車両
４ センターピラー
２１ センターピラーアウタ
２２ センターピラーインナ
２４ アウタリインフォース
３０、３２、３４ フランジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の上下方向に延在し、前記車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つの前記フランジ部に挟まれた部分が前記フランジ部よりも車両の外側に凸となるアウター部材と、
前記上下方向に延在し、前記前後方向における前側および後側にそれぞれ、前記アウター部材のフランジ部と係合するフランジ部を有し、前記アウター部材よりも車両の内側に配置されたインナー部材と、
前記アウター部材と前記インナー部材との間に配置され、前記車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つの前記フランジ部に挟まれた部分の前後方向の中心が前記フランジ部よりも車両の外側にある補強部材と、を有し、
前記補強部材は、前記上下方向の上側から下側に向うに従って車両外側の端部と車両内側の端部との距離が徐々に大きくなり、ベルトライン付近で距離が最大となり、その後、距離が徐々に小さくなる凹凸部を有することを特徴とする車両用センターピラー。
【請求項２】
前記凹凸部は、前記上下方向の上側の端部が車両のベルトアンカの上側端部よりも上側にあることを特徴とする請求項１に記載の車両用センターピラー。
【請求項３】
前記凹凸部は、前記上下方向の上側の端部が車両のベルトアンカの上側端部の近傍にあることを特徴とする請求項１に記載の車両用センターピラー。
【請求項４】
前記凹凸部は、前記上下方向の下側の端部が車両のドアヒンジの上端よりも下側にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項５】
前記凹凸部は、前記上下方向の下側の端部が車両のドアヒンジの上端の近傍にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項６】
前記凹凸部は、前記前後方向の中心付近に形成され、前記車両外側に凸となる凸部を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項７】
前記凹凸部は、複数の前記凸部が前記前後方向に連結して形成されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用センターピラー。
【請求項８】
前記凹凸部は、前記前後方向の中心付近に形成され、前記車両内側に凸となる凹部を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項９】
前記凹凸部は、前記前後方向の端部近傍の少なくとも一方に形成され、前記車両内側に凸となる端側凹部を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項１０】
車両の上下方向に延在するアウター部材とインナー部材とに挟持される補強部材を有し、
前記補強部材に形成された凸部の高さまたは凹部の深さをベルトライン付近で最大とし、前記ベルトラインから上側または下側に向かって前記凸部の高さまたは前記凹部の深さを減少させることを特徴とする車両用センターピラー。
【請求項１１】
車両の上下方向に延在するアウター部材とインナー部材とに挟持される補強部材を有し、
前記補強部材に形成された凸部または凹部の加工量をベルトライン付近で最大とし、前記ベルトラインから上側または下側に向かって前記凸部または前記凹部の加工量を減少させることを特徴とする車両用センターピラー。
【請求項１】
車両の上下方向に延在し、前記車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つの前記フランジ部に挟まれた部分が前記フランジ部よりも車両の外側に凸となるアウター部材と、
前記上下方向に延在し、前記前後方向における前側および後側にそれぞれ、前記アウター部材のフランジ部と係合するフランジ部を有し、前記アウター部材よりも車両の内側に配置されたインナー部材と、
前記アウター部材と前記インナー部材との間に配置され、前記車両の前後方向における前側および後側にそれぞれフランジ部を有し、２つの前記フランジ部に挟まれた部分の前後方向の中心が前記フランジ部よりも車両の外側にある補強部材と、を有し、
前記補強部材は、前記上下方向の上側から下側に向うに従って車両外側の端部と車両内側の端部との距離が徐々に大きくなり、ベルトライン付近で距離が最大となり、その後、距離が徐々に小さくなる凹凸部を有することを特徴とする車両用センターピラー。
【請求項２】
前記凹凸部は、前記上下方向の上側の端部が車両のベルトアンカの上側端部よりも上側にあることを特徴とする請求項１に記載の車両用センターピラー。
【請求項３】
前記凹凸部は、前記上下方向の上側の端部が車両のベルトアンカの上側端部の近傍にあることを特徴とする請求項１に記載の車両用センターピラー。
【請求項４】
前記凹凸部は、前記上下方向の下側の端部が車両のドアヒンジの上端よりも下側にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項５】
前記凹凸部は、前記上下方向の下側の端部が車両のドアヒンジの上端の近傍にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項６】
前記凹凸部は、前記前後方向の中心付近に形成され、前記車両外側に凸となる凸部を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項７】
前記凹凸部は、複数の前記凸部が前記前後方向に連結して形成されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用センターピラー。
【請求項８】
前記凹凸部は、前記前後方向の中心付近に形成され、前記車両内側に凸となる凹部を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項９】
前記凹凸部は、前記前後方向の端部近傍の少なくとも一方に形成され、前記車両内側に凸となる端側凹部を含むことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の車両用センターピラー。
【請求項１０】
車両の上下方向に延在するアウター部材とインナー部材とに挟持される補強部材を有し、
前記補強部材に形成された凸部の高さまたは凹部の深さをベルトライン付近で最大とし、前記ベルトラインから上側または下側に向かって前記凸部の高さまたは前記凹部の深さを減少させることを特徴とする車両用センターピラー。
【請求項１１】
車両の上下方向に延在するアウター部材とインナー部材とに挟持される補強部材を有し、
前記補強部材に形成された凸部または凹部の加工量をベルトライン付近で最大とし、前記ベルトラインから上側または下側に向かって前記凸部または前記凹部の加工量を減少させることを特徴とする車両用センターピラー。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１３６１９０（Ｐ２０１２−１３６１９０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９０９３９（Ｐ２０１０−２９０９３９）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【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２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]