(57)【要約】【目的】車体重量を増加すること無く、センタピラーの上下方向中央部の車室内側方向への変形量を抑制する。【構成】センタピラー２０は下側ドアヒンジ取付部２０Ａの直下とロッカ１５の上面１５Ａとの間が脆弱部６２とされている。また、センタピラー２０の上部におけるシートベルトアジャスタレール３６の上下方向中央部となる位置には、全断面塑性モーメント段差部７０が形成されており、上方側の全断面塑性モーメントの値Ｍ１が、ルーフサイドレールとの接合部Ｐ１における全断面塑性モーメントの値Ｍ３と、上下方向中央部Ｐ２における全断面塑性モーメントの値Ｍ４とを結ぶ全断面塑性モーメント直線Ｌに対して、低い値に設定されており、下方側の全断面塑性モーメントの値Ｍ２が、全断面塑性モーメント直線Ｌに対して、高い値に設定されている。【選択図】　図１
2004130826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタピラーの下側ドアヒンジ取付部直下とロッカ上面との間の範囲が、センタピラーに側方から作用する荷重に対して強度的に他の部位に比べて弱い脆弱部とされ、この脆弱部の上端部での車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値をセンタピラーの上下方向中央部における湾曲部の車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値より小さくした自動車のセンタピラー補強構造であって、
センタピラーの上部におけるシートベルトアジャスタレールの上下方向中央部となる位置に形成され、前記シートベルトアジャスタレールを除いた前記センタピラーの車両前後方向を軸とした全断面塑性モーメントが不連続となる全断面塑性モーメント段差部を有し、
前記全断面塑性モーメント段差部に対して上方側の全断面塑性モーメントの値が、ルーフサイドレールとの接合部における全断面塑性モーメントの値と、上下方向中央部における全断面塑性モーメントの値とを結ぶ全断面塑性モーメント直線に対して、低い値に設定されており、前記全断面塑性モーメント段差部に対して下方側の全断面塑性モーメントの値が、前記全断面塑性モーメント直線に対して、高い値に設定されていることを特徴とする自動車のセンタピラー補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車自動車のセンタピラー補強構造に係り、特にセンタピラーの車室内側方向への移動量を抑制するためのセンタピラー補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、センタピラー補強構造においては、センタピラーにおける下側のドアヒンジリテーナが取付けられた下側ドアヒンジ取付部の直下とロッカの上面との間の範囲を脆弱部とし、この脆弱部の上端部での車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値を、センタピラーの上下方向中央部における湾曲部での車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値より小さくした構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３１０４４２号公報（段落［００２０］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなセンタピラー補強構造においては、車高が高く、重量の重い車両がセンタピラーの上下方向中央部に衝突した場合に、センタピラーの上下方向中央部の負担が増加し、センタピラーの上下方向中央部が部分的に折れ曲がることで、センタピラーの車室内側方向への変形量が大きくなる。この点については、センタピラーを補強部材で更に補強することで防止しているが、補強部材によって車体重量が増加する欠点を有している。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、車体重量を増加すること無く、センタピラーの上下方向中央部の車室内側方向への変形量を抑制できるセンタピラー補強構造を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、センタピラーの下側ドアヒンジ取付部直下とロッカ上面との間の範囲が、センタピラーに側方から作用する荷重に対して強度的に他の部位に比べて弱い脆弱部とされ、この脆弱部の上端部での車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値をセンタピラーの上下方向中央部における湾曲部の車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値より小さくした自動車のセンタピラー補強構造であって、
センタピラーの上部におけるシートベルトアジャスタレールの上下方向中央部となる位置に形成され、前記シートベルトアジャスタレールを除いた前記センタピラーの車両前後方向を軸とした全断面塑性モーメントが不連続となる全断面塑性モーメント段差部を有し、
前記全断面塑性モーメント段差部に対して上方側の全断面塑性モーメントの値が、ルーフサイドレールとの接合部における全断面塑性モーメントの値と、上下方向中央部における全断面塑性モーメントの値とを結ぶ全断面塑性モーメント直線に対して、低い値に設定されており、前記全断面塑性モーメント段差部に対して下方側の全断面塑性モーメントの値が、前記全断面塑性モーメント直線に対して、高い値に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
従って、側面衝突時に、センタピラーの上下方向中央部に車室内側へ向けて荷重が作用すると、センタピラーは車室内側へ折れ曲がろうとする。この時、センタピラーの下側ドアヒンジ取付部直下とロッカ上面との間の範囲が、センタピラーに側方から作用する荷重に対して強度的に他の部位に比べて弱い脆弱部とされており、且つ、センタピラーの上部におけるシートベルトアジャスタレールの上下方向中央部となる位置には、センタピラーの車両前後方向を軸とした全断面塑性モーメントが不連続となる全断面塑性モーメント段差部が形成されている。また、全断面塑性モーメント段差部に対して上方側の全断面塑性モーメントの値が、ルーフサイドレールとの接合部における全断面塑性モーメントの値と、上下方向中央部における全断面塑性モーメントの値とを結ぶ全断面塑性モーメント直線に対して、低い値に設定されており、全断面塑性モーメント段差部に対して下方側の全断面塑性モーメントの値が、全断面塑性モーメント直線に対して、高い値に設定されている。
【０００８】
このため、センタピラーは、上部の全断面塑性モーメント段差部と下部の脆弱部とにおいて折れ曲がり、その上下方向中央部における湾曲部は、部分的に折れ曲がることなく湾曲した形状を保ったまま車室内側へ変形する。この結果、車体重量を増加すること無く、センタピラーの上下方向中央部の車室内側方向への変形量を抑制できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る自動車のセンタピラー補強構造の第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１０】
なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を示す。
【００１１】
図２に示される如く、本実施形態の車体の側面部は、車体アウタパネル１０で構成されており、この車体アウタパネル１０の上部は、車体前後方向に沿って延びるルーフサイドレールアウタ１２とさている。また、車体アウタパネル１０の車体前後方向中央部には、ルーフサイドレールアウタ１２からロッカ１５（図１参照）に延びるセンタピラーアウタ１６が形成されている。
【００１２】
図３に示される如く、センタピラー２０はセンタピラーアウタ１６とセンタピラーインナ２２とで閉断面構造とされており、この閉断面構造内には、センタピラーアウタリインフォースメント２４が配設されている。
【００１３】
図１に示される如く、センタピラー２０の下側ドアヒンジ取付部２０Ａには、下側ドアヒンジ６０が配設されている。
【００１４】
図２に示される如く、センタピラーアウタリインフォースメント２４は、センタピラーアウタリインフォースメント２４の下部を構成するセンタピラーアウタリインフォースメントロア３２と、センタピラーアウタリインフォースメント２４の中央部及び上部を構成するセンタピラーアウタリインフォースメントアッパ３４とで構成されている。なお、センタピラーアウタリインフォースメントロア３２の板厚はセンタピラーアウタリインフォースメントアッパ３４の板厚より薄くなっている。
【００１５】
図１に示される如く、センタピラー２０の上下方向中央部における湾曲部２０Ｂと対向する部位には、上下方向に延びる第２センタピラーリインフォースメント２６が配設されており、湾曲部２０Ｂの全断面塑性モーメントの値を上げている。
【００１６】
センタピラー２０の上部には、第２センタピラーリインフォースメント２６の上端部２６Ａと対向する部位を跨いで上下方向に延びるシートベルトアジャスターレール３６が配置されている。
【００１７】
図２に示される如く、シートベルトアジャスターレール３６の上端部３６Ａは、取付ブラケット３８を介してセンタピラーアウタ１６の上端部近傍１６Ａに固定されており、シートベルトアジャスターレール３６の下端部３６Ｂは、取付ブラケット４０を介してセンタピラーアウタ１６の中央部の上方１６Ｂに固定されている。
【００１８】
なお、シートベルトアジャスターレール３６には、ショルダーアンカ４２が上下方向へ移動可能に取付けられており、ショルダーアンカ４２には、センタピラー２０の下部に配設されたリトラクタ４４から延びるシートベルト４６が挿通されている。
【００１９】
図３に示される如く、第２センタピラーリインフォースメント２６は、開口部を車幅方向内側へ向けた断面略コ字状とされた板材で構成されており、センタピラーアウタリインフォースメント２４の車室内側面に接合されている。また、取付ブラケット４０は、センタピラーインナ２２に接合されており、シートベルトアジャスターレール３６の下部３６Ｂは、ボルト５０とナット５２によって、取付ブラケット４０とセンタピラーインナ２２との接合部５４に固定されている。
【００２０】
なお、図示を省略したが、シートベルトアジャスターレール３６の下部３６Ｂと同様に、シートベルトアジャスターレール３６の上部３６Ａもボルトとナットによって、取付ブラケット３８とセンタピラーインナ２２との接合部に固定されている。
【００２１】
図１に示される如く、センタピラー２０の下側ドアヒンジ取付部２０Ａの直下とロッカ１５の上面１５Ａとの間の範囲Ｗは、車幅方向外側に凹んだ脆弱部６２とされている。
【００２２】
従って、本実施形態のセンタピラー２０は、脆弱部６２の上端部６２Ａでの車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値Ｂが、第２センタピラーリインフォースメント２６が配設されたセンタピラー２０の湾曲部２０Ｂの中央部での車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値Ａより小さくなっている。
【００２３】
更に、本実施形態では、センタピラー２０の上部におけるシートベルトアジャスタレール３６の上下方向中央部３６Ｃとなる位置に、第２センタピラーリインフォースメント２６の上端部２６Ａが対向しているため、この部位が全断面塑性モーメント段差部７０となっている。
【００２４】
即ち、センタピラー２０の車両前後方向を軸とした全断面塑性モーメントＭは、全断面塑性モーメント段差部７０に対して上方側の全断面塑性モーメントの値Ｍ１が、センタピラー２０とルーフサイドレール７２との接合部Ｐ１における全断面塑性モーメントの値Ｍ３と、センタピラー２０の上下方向中央部Ｐ２における全断面塑性モーメントの値Ｍ４とを結ぶ全断面塑性モーメント直線Ｌに対して、所定量Ｓ低い値に設定されている。例えば、全断面塑性モーメント段差部７０における全断面塑性モーメント直線Ｌ上の値Ｍ５に対して、１５％〜２５％程度低い値Ｍ６＝０．７５Ｍ〜０．８５Ｍに設定されている。
【００２５】
また、全断面塑性モーメント段差部７０に対して下方側の全断面塑性モーメントの値Ｍ２は、全断面塑性モーメント直線Ｌに対して、高い値に設定されている。
【００２６】
この結果、全断面塑性モーメント段差部７０において、シートベルトアジャスタレール３６を除いたセンタピラー２０の車両前後方向を軸とした全断面塑性モーメントＭが不連続となっている。
【００２７】
なお、全塑性モーメントを算出する場合用いられる降伏応力の値は、ＪＩＳ規格Ｇ３１１３、Ｇ３１３４、Ｇ３１３５等の下限値とする。
【００２８】
次に本実施形態の作用を説明する。
【００２９】
本実施形態の自動車のセンタピラー補強構造によれば、側面衝突時に、センタピラー２０の上下方向中央部に車室内側へ向けて荷重が作用すると、センタピラー２０は車室内側へ折れ曲がろうとする。この時、図１に示される如く、センタピラー２０の下側ドアヒンジ取付部２０Ａ直下とロッカ１５の上面１５Ａとの間の範囲Ｗが、センタピラー２０の上下方向中央部に側方（図１の矢印Ｆ１方向）から作用する荷重に対して強度的に他の部位に比べて弱い脆弱部６２となっており、且つ、センタピラー２０の上部におけるシートベルトアジャスタレール３６の上下方向中央部となる位置には、センタピラー２０の車両前後方向を軸とした全断面塑性モーメントＭが不連続となる全断面塑性モーメント段差部７０が形成されている。また、全断面塑性モーメント段差部７０に対して上方側の全断面塑性モーメントの値Ｍ１が、全断面塑性モーメント直線Ｌに対して、低い値に設定されており、全断面塑性モーメント段差部７０に対して下方側の全断面塑性モーメントの値Ｍ２が、全断面塑性モーメント直線Ｌに対して、高い値に設定されている。
【００３０】
この結果、センタピラー２０は脆弱部６２の上端部６２Ａと全断面塑性モーメント段差部７０とにおいて折れ曲がり、その上下方向中央部における湾曲部２０Ｂは、図１に二点鎖線で示される如く、部分的に折れ曲がることなく湾曲した形状を保ったまま車室内側へ変形する。このため、別途補強部材を設ける必要がないので、車体重量を増加すること無く、センタピラー２０の上下方向中央部の車室内側方向への変形量を抑制できる。
【００３１】
また、本実施形態では、全断面塑性モーメント段差部７０を跨いで配設したシートベルトアジャスタレール３６が変形する際に、シートベルトアジャスタレール３６の車室内側面には、上下方向の張力Ｆ２が作用する。この結果、シートベルトアジャスタレール３６によって変形荷重を分担することができるため、センタピラー２０の上下方向中央部の車室内側方向への変形量を更に抑制できる。
【００３２】
次に、本発明の自動車のセンタピラー補強構造の第２実施形態を図４及び図５に従って説明する。
【００３３】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図４に示される如く、本実施形態では、第２センタピラーリインフォースメント２６が断面円形のパイプ材で構成されている。
【００３５】
図５に示される如く、第２センタピラーリインフォースメント２６は、センタピラーアウタリインフォースメント２４の車室内側面に接合されている。
【００３６】
次に本実施形態の作用を説明する。
【００３７】
本実施形態の自動車のセンタピラー補強構造によれば、側面衝突時に、センタピラー２０の上下方向中央部に車室内側へ向けて荷重が作用すると、第１実施形態と同様に、センタピラー２０は脆弱部６２の上端部６２Ａと全断面塑性モーメント段差部７０とにおいて折れ曲がり、その上下方向中央部における湾曲部２０Ｂは、図１に二点鎖線で示される如く、部分的に折れ曲がることなく湾曲した形状を保ったまま車室内側へ変形する。この結果、車体重量を増加すること無く、センタピラー２０の上下方向中央部の車室内側方向への変形量を抑制できる。
【００３８】
また、本実施形態では、全断面塑性モーメント段差部７０を跨いで配設したシートベルトアジャスタレール３６が変形する際に、シートベルトアジャスタレール３６の車室内側面には、上下方向の張力Ｆ２が作用する。この結果、シートベルトアジャスタレール３６によって変形荷重を分担することができるため、センタピラー２０の上下方向中央部の車室内側方向への変形量を更に抑制できる。
【００３９】
以上に於いては、本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであり、例えば、上記各実施形態では、図２に示される如く、センタピラーリインフォースメント２４を上下２分割したが、これに代えて、センタピラーリインフォースメント２４を２分割しない構成としても良い。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明は、センタピラーの下側ドアヒンジ取付部直下とロッカ上面との間の範囲が、センタピラーに側方から作用する荷重に対して強度的に他の部位に比べて弱い脆弱部とされ、この脆弱部の上端部での車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値をセンタピラーの上下方向中央部における湾曲部の車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントの値より小さくした自動車のセンタピラー補強構造であって、センタピラーの上部におけるシートベルトアジャスタレールの上下方向中央部となる位置に形成され、シートベルトアジャスタレールを除いたセンタピラーの車両前後方向を軸とした全断面塑性モーメントが不連続となる全断面塑性モーメント段差部を有し、全断面塑性モーメント段差部に対して上方側の全断面塑性モーメントの値が、ルーフサイドレールとの接合部における全断面塑性モーメントの値と、上下方向中央部における全断面塑性モーメントの値とを結ぶ全断面塑性モーメント直線に対して、低い値に設定されており、全断面塑性モーメント段差部に対して下方側の全断面塑性モーメントの値が、全断面塑性モーメント直線に対して、高い値に設定されているため、車体重量を増加すること無く、センタピラーの上下方向中央部の車室内側方向への変形量を抑制できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の自動車のセンタピラー補強構造におけるセンタピラー上の位置と車体前後方向を軸とした全断面塑性モーメントとの関係を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態の自動車のセンタピラー補強構造を示す車体斜め前方内側から見た分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態の自動車のセンタピラー補強構造を示す図２の３−３線に沿った部位の拡大断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の自動車のセンタピラー補強構造を示す車体斜め前方内側から見た分解斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態の自動車のセンタピラー補強構造を示す図４の５−５線に沿った部位の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０　　車体アウタパネル
１５　　ロッカ
１６　　センタピラーアウタ
２０　　センタピラー
２０Ａ　　センタピラーの下側ドアヒンジ取付部
２０Ｂ　　センタピラーの湾曲部
２４　　センタピラーリインフォースメント
２６　　第２センタピラーリインフォースメント
６０　　下側のドアヒンジリテーナ
６２　　脆弱部
７０　　全断面塑性モーメント段差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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