(57)【要約】【課題】炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとを交互に積層して軽量化を達成しながら、天井強度及び側面衝突を考慮した優秀な剛性を維持することができる車両用センターピラーを提供する。【解決手段】本発明に係る車両用センターピラーは、炭素繊維強化プラスチックで形成されるベースレイヤーと、前記ベースレイヤーの一面及び他面にそれぞれ多数の炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとが交互に配置され、センターピラーの厚さ方向を基準として前記ベースレイヤーの一面及び他面に積層される炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとが互いに対称となるように積層されて形成される積層レイヤーと、を含むことを特徴とする。【選択図】図５
2020189620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に適用されるセンターピラーであって、
炭素繊維強化プラスチックで形成されるベースレイヤーと、
前記ベースレイヤーの一面及び他面にそれぞれ多数の炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとが交互に配置され、センターピラーの厚さ方向を基準として前記ベースレイヤーの一面及び他面に積層される炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとが互いに対称となるように積層されて形成される積層レイヤーと、を含むことを特徴とする車両用センターピラー。
【請求項２】
前記ベースレイヤーは、センターピラーの長さ方向を基準として炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックで形成され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】
前記積層レイヤーを形成する多数の炭素繊維強化プラスチックは、センターピラーの長さ方向を基準として炭素繊維の配列方向が０°または±１５°で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】
前記積層レイヤーを形成する多数のガラス繊維強化プラスチックは、センターピラーの長さ方向を基準としてガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物で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５】
前記センターピラーは、長さ方向を基準として下部から上部の方向にボトム領域、第１遷移領域、第２遷移領域、第３遷移領域及びトップ領域に区分され、
前記ボトム領域は、ベースレイヤーの両面に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−１領域が形成され、
前記第１遷移領域は、前記第１−１領域が形成され、前記第１−１領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−２領域が形成され、
前記第２遷移領域は、前記第１−１領域及び第１−２領域が形成され、前記第１−２領域に、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックが順次積層される第１−３領域が形成され、
前記第３遷移領域及びトップ領域は、前記第１−１領域、第１−２領域及び第１−３領域が形成され、前記第１−３領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−４領域が形成され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６】
前記センターピラーは、ボトム領域、第１遷移領域、第２遷移領域、第３遷移領域及びトップ領域に前記第１−１領域、第１−２領域、第１−３領域及び第１−４領域がすべて形成されることを特徴とする請求項５に記載の車両用センターピラー。
【請求項７】
前記センターピラーは、長さ方向を基準として下部から上部の方向にボトム領域、遷移領域及びトップ領域に区分され、
前記ボトム領域は、ベースレイヤーの両面に、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックと、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第２−１領域が形成され、
前記遷移領域は、前記第２−１領域が形成され、前記第２−１領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックが積層される第２−２領域が形成され、
前記トップ領域は、前記第２−１領域及び第２−２領域が形成され、前記第２−２領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスが積層される第２−３領域が形成され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８】
前記センターピラーは、ボトム領域、遷移領域及びトップ領域に前記第２−１領域、第２−２領域及び第２−３領域がすべて形成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用センターピラー。
【請求項９】
前記炭素繊維強化プラスチックは０．１６ｍｍの厚さを有し、
前記ガラス繊維強化プラスチックは０．５ｍｍの厚さを有す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。
【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係り、より詳しくは、炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとを交互に積層して軽量化を達成しながら、天井強度及び側面衝突を考慮した優秀な剛性を維持することができる車両用センターピラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピラー（ｐｉｌｌａｒ）とは、ルーフを支持する自動車骨格の一部をいう。また、ピラーは、自動車の前面から順にフロントピラー（ｆｒｏｎｔ  ｐｉｌｌａｒ）、センターピラー（ｃｅｎｔｅｒ  ｐｉｌｌａｒ）及びリアピラー（ｒｅａｒ  ｐｉｌｌａｒ）に区分される。前記フロントピラー、センターピラー及びリアピラーは順次Ａピラー、Ｂピラー及びＣピラーと呼ばれることもある。
一方、センターピラーは、車体のルーフを支持する重要な構造体であり、側面衝突の際に衝撃エネルギーを吸収して、乗客空間に相手の車両が侵入するのを防止する重要な補強材である。また、センターピラーは、ドアヒンジなどが固定され、シートベルトが取り付けられる車体の構造用部品でもある。
このようなセンターピラーは、幾つかの部品から構成されるが、その大部分は補強材であって、衝突の際に車体の変形を最小限に抑えるために高張力鋼板を使用している。通常、センターピラーは、高張力鋼板をプレス成形し、このプレス成形された鋼板に補強材をスポット溶接で取り付けることにより製造される。
これにより、センターピラーの強度を補強するために、厚い高張力鋼板が適用されるが、高強度化による延性低下及び脆性増大のため衝突の際に衝撃により割れてしまうという問題が発生する。
【０００３】
最近では、燃費向上のため車両を軽量化する必要性から、高張力鋼板を用いて製作されたセンターピラーに、強度が確保される軽量の繊維強化プラスチックを適用する研究が行われている。
例えば高張力鋼板で製作されるセンターピラーの一部の領域を炭素繊維強化プラスチックに置き換えてスチール素材と炭素繊維強化プラスチックとを接合して使用する技術が開発された。ところが、このような方式は、スチール素材と炭素繊維強化プラスチックとの接合に難点があり、機械的結合には別の締結手段を使用しなければならない欠点があった。
また、高張力鋼板で製作されるセンターピラーのすべての領域を炭素繊維強化プラスチックに置き換えて製作する技術が開発された。ところが、炭素繊維強化プラスチックのみを用いてセンターピラーを製作する場合には、製造コストが上昇する欠点があり、伝導性素材である炭素繊維の使用により電位差腐食が発生する問題が生じた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国公開特許公報第２０１９−０００４４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が目的とするところは、炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとを交互に積層して軽量化を達成しながら、天井強度及び側面衝突を考慮した優秀な剛性を維持するとともに、材料費の上昇を最小限に抑えることができる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、車両に適用されるセンターピラーであって、炭素繊維強化プラスチックで形成されるベースレイヤーと、前記ベースレイヤーの一面及び他面にそれぞれ多数の炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとが交互に配置され、センターピラーの厚さ方向を基準として前記ベースレイヤーの一面及び他面に積層される炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックが互いに対称となるように積層されて形成される積層レイヤーと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
前記ベースレイヤーは、センターピラーの長さ方向を基準として炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックで形成されることを特徴とする。
【０００８】
前記積層レイヤーを形成する多数の炭素繊維強化プラスチックは、センターピラーの長さ方向を基準として炭素繊維の配列方向が０°または±１５°であることを特徴とする。
【０００９】
前記積層レイヤーを形成する多数のガラス繊維強化プラスチックは、センターピラーの長さ方向を基準としてガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であることを特徴とする。
【００１０】
前記センターピラーは、長さ方向を基準として下部から上部の方向にボトム領域、第１遷移領域、第２遷移領域、第３遷移領域及びトップ領域に区分され、前記ボトム領域は、ベースレイヤーの両面に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−１領域が形成され、前記第１遷移領域は、前記第１−１領域が形成され、前記第１−１領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−２領域が形成され、前記第２遷移領域は、前記第１−１領域及び前記第１−２領域が形成され、前記第１−２領域に、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−３領域が形成され、前記第３遷移領域及びトップ領域は、前記第１−１領域、第１−２領域及び第１−３領域が形成され、前記第１−３領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−４領域が形成されることを特徴とする。
【００１１】
前記センターピラーは、ボトム領域、第１遷移領域、第２遷移領域、第３遷移領域及びトップ領域に前記第１−１領域、第１−２領域、第１−３領域及び第１−４領域がすべて形成されることを特徴とする。
【００１２】
前記センターピラーは、長さ方向を基準として下部から上部の方向にボトム領域、遷移領域及びトップ領域に区分され、前記ボトム領域は、ベースレイヤーの両面に、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックと、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第２−１領域が形成され、前記遷移領域は、前記第２−１領域が形成され、前記第２−１領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックが積層される第２−２領域が形成され、前記トップ領域は、前記第２−１領域及び第２−２領域が形成され、前記第２−２領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックが積層される第２−３領域が形成されることを特徴とする。
【００１３】
前記センターピラーは、ボトム領域、遷移領域及びトップ領域に前記第２−１領域、第２−２領域及び第２−３領域がすべて形成されることを特徴とする。
【００１４】
前記炭素繊維強化プラスチックは０．１６ｍｍの厚さを有し、前記ガラス繊維強化プラスチックは０．５ｍｍの厚さを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車両用センターピラーを製作するにあたり、炭素繊維強化プラスチックに比べて価格が低いガラス繊維強化プラスチックを炭素繊維強化プラスチックと交互に積層することにより、軽量化及び剛性の向上を維持しながら材料費の削減を期待することができる。
また、非伝導性素材であるガラス繊維強化プラスチックを伝導性素材である炭素繊維強化プラスチックと交互に積層して使用することにより、センターピラーに電位差腐食が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】強化繊維の配列方向によるルーフ強度を調べた実験の結果である。
【図２】強化繊維の配列方向による厚さ分布を調べた実験の結果である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両用センターピラーを示す図である。
【図４】図３の「Ａ」領域を拡大して示す図である。
【図５】本発明の様々な実施形態に係るセンターピラーを構成する各領域別の強化繊維の種類、配列方向及び厚さを羅列した表である。
【図６】本発明の様々な実施形態に係るセンターピラーを構成する各領域別の強化繊維の種類、配列方向及び厚さを羅列した表である。
【図７】本発明の様々な実施形態に係るセンターピラーを構成する各領域別の強化繊維の種類、配列方向及び厚さを羅列した表である。
【図８】本発明の様々な実施形態に係るセンターピラーを構成する各領域別の強化繊維の種類、配列方向及び厚さを羅列した表である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。まず、炭素繊維の多様な配列方向のうち、本発明に適用できる炭素繊維の配列方向を調べるために、炭素繊維の配列方向によるルーフ強度を測定して最適な炭素繊維の配列方向を導出した。
図１は炭素繊維の配列方向によるルーフ強度を調べた実験の結果である。
図１から分かるように、車両用センターピラーに要求されるルーフ強度を確保するためのセンターピラーの厚さを導出するシミュレーションプログラムを用いて、炭素繊維の配列方向を０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°及び９０°にそれぞれ設定した結果を確認した。
その結果、炭素繊維の配列方向０°、１５°及び３０°で実施可能な厚さが分布され、所望のレベルのルーフ強度が確保可能であることを確認することができる。
【００１８】
次に、炭素繊維の配列方向による厚さ分布を調べた実験を行い、最適な炭素繊維の配列方向を導出した。
図２は炭素繊維の配列方向による厚さ分布を調べた実験の結果である。
図２から分かるように、車両用センターピラーに要求されるルーフ強度を確保するための炭素繊維の配列方向による厚さ分布を導出するシミュレーションプログラムを用いて、炭素繊維の配列方向を０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°及び９０°にそれぞれ設定した結果を確認した。
その結果、炭素繊維の配列方向０°及び１５°で実施可能な厚さが分布され、所望のレベルのルーフ強度を確保することができることを確認することができる。
上記の図１及び図２の結果に基づいてセンターピラーを形成するにあたり、繊維強化プラスチックに炭素繊維の配列方向が０°または±１５°のものを使用することが好ましいことを確認することができた。好ましくは、配列方向０°の炭素繊維を含有する繊維強化プラスチックは、約１．６〜３．０ｍｍの厚さに形成し、配列方向１５°の炭素繊維を含有する繊維強化プラスチックは、約１．６〜２．４ｍｍの厚さに形成することが好ましいことを確認することができた。
【００１９】
以下、特に言及がない限り、繊維の配列方向を示す角度はセンターピラーの長さ方向を基準としたものである。この時、繊維の配列方向が０°であるとは、繊維の配列方向がセンターピラーの長さ方向と平行であることを意味する。
次に、上記から導出された炭素繊維の配列方向を適用してセンターピラーを実現する様々な実施形態について説明する。
図３は本発明の一実施形態に係る車両用センターピラーを示す図、図４は図３の「Ａ」領域を拡大して示す図である。
図示の如く、本発明の一実施形態に係る車両用センターピラーは、炭素繊維強化プラスチックで形成されるベースレイヤーと。前記ベースレイヤーの一面および他面にそれぞれ多数の炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとが交互に配置され、センターピラーの厚さ方向を基準として前記ベースレイヤーの一面及び他面に積層される炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックとが互いに対称となるように積層されて形成される積層レイヤーと、を含む。
【００２０】
一方、本発明では、先立って導出された最適な配列方向に沿って、炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維の配列方向が０°または±１５°のものを使用する。
この時、炭素繊維強化プラスチックの場合は、シート（ｓｈｅｅｔ）状に製作されて積層されるが、本実施形態では、０．１６ｍｍの厚さに製作されたシート状の炭素繊維強化プラスチックを使用する。
また、ガラス繊維強化プラスチックも同様にシート（ｓｈｅｅｔ）状に製作されて積層されるので、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックを使用する。この時、ガラス繊維強化プラスチックは、０．５ｍｍの厚さに製作されたシート状のガラス繊維強化プラスチックを使用する。この時、ガラス繊維強化プラスチックは、ガラス繊維が０°及び９０°で製織されるので、厚さを基準として０°及び９０°はそれぞれ約２．５ｍｍずつ占める。
【００２１】
特に、ベースレイヤーは、炭素繊維の配列方向が０°の炭素繊維強化プラスチックで形成されることが好ましい。
そして、ベースレイヤーの一面及び他面に対称となるように配置される積層レイヤーは、炭素繊維の配列方向が０°または±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとを交互に積層してなる。
したがって、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックは、奇数個の層からなり、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックは、偶数個の層からなる。これにより、先立って、図１及び図２について、配列方向が０°の炭素繊維を含有する繊維強化プラスチックは約１．６〜３．０ｍｍの厚さに形成し、配列方向が１５°の炭素繊維を含有する繊維強化プラスチックは約１．６〜２．４ｍｍの厚さに形成することが好ましいと説明したが、配列方向が０°の炭素繊維を含有する繊維強化プラスチックは１．４４ｍｍ〜３．０４ｍｍの総厚さを有し、配列方向が１５°の炭素繊維を含有する繊維強化プラスチックは１．６〜２．５６ｍｍの総厚さを有するように設計することが好ましい。
【００２２】
次に、本発明に係る車両用センターピラーを実現する様々な実施形態について説明する。
まず、図３及び図４に示すように、センターピラーは、長さ方向を基準として下部から上部の方向にボトム領域１０、遷移領域２０及びトップ領域３０に区分される。このとき、遷移領域２０は、さらに長手方向を基準として下部から上部の方向に第１遷移領域２１、第２遷移領域２２及び第３遷移領域２３に細分される。このとき、センターピラーには、リアドアの下部ヒンジが装着される下部ヒンジホール３１が設けられるが、前記遷移領域２０は、前記下部ヒンジホール３１の下部領域に設けられることが好ましい。
このため、ボトム領域１０、第１遷移領域２１、第２遷移領域２２、第３遷移領域２３及びトップ領域３０は、いずれもベースレイヤーが形成される。
そして、ボトム領域１０、第１遷移領域２１、第２遷移領域２２、第３遷移領域２３及びトップ領域３０別に、ベースレイヤーに積層される炭素繊維強化プラスチック及びガラス繊維強化プラスチックの積層パターンを変更させて剛性を維持しながら、できるだけ軽量化を達成することができるようにする。
【００２３】
敷衍すると、ボトム領域１０は、ベースレイヤーの両面に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−１領域が形成される。
また、第１遷移領域２１は、前記第１−１領域が形成され、第１−１領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−２領域が形成される。
また、第２遷移領域２２は、第１−１領域及び第１−２領域が形成され、第１−２領域に、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−３領域が形成される。
【００２４】
また、第３遷移領域２３及びトップ領域３０は、第１−１領域、第１−２領域及び第１−３領域が形成され、第１−３領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックと、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第１−４領域が形成される。
このとき、ボトム領域１０、第１遷移領域２１、第２遷移領域２２、第３遷移領域２３及びトップ領域３０に形成される第１−１領域を構成する炭素繊維強化プラスチック及びガラス繊維強化プラスチックは、互いに連続的に延びる。
また、第１遷移領域２１、第２遷移領域２２、第３遷移領域２３及びトップ領域３０に形成される第１−２領域を構成する炭素繊維強化プラスチック及びガラス繊維強化プラスチックは、互いに連続的に延びる。
また、第２遷移領域２２、第３遷移領域２３及びトップ領域３０に形成される第１−３領域を構成する炭素繊維強化プラスチック及びガラス繊維強化プラスチックは、互いに連続的に延びる。
【００２５】
このため、図５から分かるように、ボトム領域１０、第１遷移領域２１、第２遷移領域２２、第３遷移領域２３及びトップ領域３０に向かうほど、センターピラーの厚さは次第に厚くなる。
図５は第１実施形態に係る各領域別の強化繊維の種類、配列方向及び厚さを羅列した表であって、第１実施形態が実現される例を示す。図５の表においてＧＦＲＰで表示したものは、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックを意味し、配列方向のみ０、１５及び−１５で表示されたものは、それぞれの角度で炭素繊維が配列された炭素繊維強化プラスチックを意味する。以下、図６及び図７においても、この条件は同様に適用する。
一方、本発明は、ボトム領域１０、第１遷移領域２１、第２遷移領域２２、第３遷移領域２３及びトップ領域３０に向かうほど、センターピラーの厚さが次第に厚くなるように形成せずに、ボトム領域１０、第１遷移領域２１、第２遷移領域２２、第３遷移領域２３及びトップ領域３０を同じ厚さ及びパターンで形成することができる。
図６は第２実施形態に係る各領域別の強化繊維の種類、配列方向及び厚さを羅列した表であって、第２実施形態が実現される例を示す。
【００２６】
上記で提示した第１実施形態と第２実施形態に係るセンターピラーは、最外郭に非伝導性を有するガラス繊維強化プラスチックを配置することにより、センターピラーに電位差腐食が発生することを抑制することができる。
一方、電位差腐食に晒されない車両に適用されるセンターピラーの場合には、炭素繊維強化プラスチックとガラス繊維強化プラスチックの配置を前述の実施形態とは異なるように変更して、強度が最大に発現されるようにした。
このとき、センターピラーは、長さ方向を基準として下部から上部の方向にボトム領域１０、遷移領域２０及びトップ領域３０に区分される。ここで、遷移領域２０は、前述した第１遷移領域２１、第２遷移領域２２及び第３遷移領域２３を全て合わせた領域を意味する。
このため、ボトム領域１０は、ベースレイヤーの両面に、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックと、炭素繊維の配列方向が０°である炭素繊維強化プラスチックと、ガラス繊維が０°及び９０°で製織された平織り（Ｐｌａｉｎ  Ｗｅａｖｅ）またはあや織り（Ｔｗｉｌｌ  Ｗｅａｖｅ）織物であるガラス繊維強化プラスチックとが順次積層される第２−１領域が形成される。
また、遷移領域２０は、前記第２−１領域が形成され、第２−１領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックが積層される第２−２領域が形成される。
【００２７】
また、トップ領域３０には、前記第２−１領域及び第２−２領域が形成され、第２−２領域に、炭素繊維の配列方向が±１５°である炭素繊維強化プラスチックが積層される第２−３領域が形成される。
このとき、ボトム領域１０、遷移領域２０及びトップ領域３０に形成される第２−１領域を構成する炭素繊維強化プラスチック及びガラス繊維強化プラスチックは、互いに連続的に延びる。
また、遷移領域２０及びトップ領域３０に形成される第２−２領域を構成する炭素繊維強化プラスチック及びガラス繊維強化プラスチックは、互いに連続的に延びる。
このため、図７から分かるように、ボトム領域１０、遷移領域２０及びトップ領域３０に向かうほど、センターピラーの厚さは次第に厚くなる。
図７は第３実施形態に係る各領域別の強化繊維の種類、配列方向及び厚さを羅列した表であって、第３実施形態が実現される例を示す。
【００２８】
一方、本発明は、ボトム領域１０、遷移領域２０及びトップ領域３０に向かうほどセンターピラーの厚さが次第に厚くなるように形成せず、ボトム領域１０、遷移領域２０及びトップ領域３０を同じ厚さ及びパターンで形成してもよい。
図８は第４実施形態に係る各領域別の強化繊維の種類、配列方向及び厚さを羅列した表であって、第４実施形態が実現される例を示す。次に、従来の高張力鋼板を用いて製作される一般なスチール材のセンターピラーと、本発明の第１実施形態によって製作されるセンターピラーの側面衝突及び天井強度を解析する実験を行った。その結果は下記表１に示す。
【表１】
2020189620.tif 000003
表１から分かるように、本発明の実施形態に係る複合素材を積層して製作されるセンターピラーの場合は、従来のスチール材のセンターピラーに比べて優れた側面衝突及び天井強度値を有することを確認することができた。
【００２９】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１０    ボトム領域
２０    遷移領域
２１    第１遷移領域
２２    第２遷移領域
２３    第３遷移領域
３０    トップ領域
３１    下部ヒンジホール
【図１】
2020189620.tif 000004
【図２】
2020189620.tif 000005
【図３】
2020189620.tif 000006
【図４】
2020189620.tif 000007
【図５】
2020189620.tif 000008
【図６】
2020189620.tif 000009
【図７】
2020189620.tif 000010
【図８】
2020189620.tif 000011