JP2007269241A - Vehicular pillar reinforcing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の側部においてドア開口を区画する縦枠部を形成するとともにアウタパネルに対して車室側に配置される車両のピラー補強構造に関する。 The present invention relates to a pillar reinforcement structure for a vehicle that forms a vertical frame portion that defines a door opening at a side portion of a vehicle and is disposed on a vehicle compartment side with respect to an outer panel.
従来、車両の側部においてドア開口を区画する縦枠部を形成するとともにアウタパネルに対して車室側に配置される車両のピラー補強構造が知られている(例えば、特許文献1、2、3参照)。特許文献1においては、アウタパネルとインナパネルとで構成される閉断面構造のセンターピラーの内部に、上部と下部とに分割された構造のレインフォースメントや補強板、鋼製パイプ等が配設されているセンターピラー補強構造が開示されている。なお、補強板はドアロック取付部に固定されて下部レインフォースメントとも固定され、鋼製パイプはこのパイプと同長でL型チャンネル状に形成された取付金具によって上下レインフォースメントに固定されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a vehicle pillar reinforcement structure that forms a vertical frame portion that defines a door opening in a side portion of a vehicle and is disposed on a vehicle compartment side with respect to an outer panel (for example,
また、特許文献2においては、閉断面構造のセンターピラー内に型材を収納配置したセンターピラー補強構造が開示されている。このセンターピラー内の型材は、センターピラーに設けられた上下のヒンジ取付座やドアロックストライカ座にそれぞれネジ止めされる各補強部材と溶接されることで固定されている。また、特許文献3においては、アウタパネルと上下一対の連結板とを有する閉断面状のセンターピラーに閉断面状の補強部材を配置したピラー補強構造が開示されている。この補強部材は、連結板に対して固定されており、ルーフレールの前部からセンターピラーを経てサイドシルの前部に亙って一体的に連続して延びるように設けられている。
Further,
上記の特許文献1に記載されたセンターピラー補強構造は、センターピラーの内部にレインフォースメント、補強板、鋼製パイプ、鋼製パイプと同長の取付金具が配設されているものであり、構成部材点数の増加に応じてピラー構造の重量の増大を招いてしまい易い。また、このセンターピラー構造では、センターピラー内に鋼製パイプを配設しているものの、取付金具を介して鋼製パイプを配設しているに過ぎず、鋼製パイプの強度が単独的に発揮されるものであるため、重量に対してさらに効率よく強度を発揮する構造が望まれる。また、上記特許文献2、3に記載された車両のピラー補強構造も、センターピラー内に型材や閉断面状の補強部材を配設しているものに過ぎず、これらの型材や補強部材の強度が単独的に発揮されるものであるため、重量に対してさらに効率よく強度を発揮する構造が望まれる。
The center pillar reinforcing structure described in
本発明は、上記実情に鑑みることにより、重量に対してさらに効率よく強度を発揮することができる車両のピラー補強構造を提供し、十分な強度を確保するとともにさらなる軽量化を可能にすることを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a pillar reinforcing structure for a vehicle that can exhibit strength more efficiently with respect to weight, and can ensure sufficient strength and further reduce weight. Objective.
本発明は、車両の側部においてドア開口を区画する縦枠部を形成するとともにアウタパネルに対して車室側に配置される車両のピラー補強構造に関する。
そして、本発明の車両のピラー補強構造は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。即ち、本発明は、以下の特徴を単独で、もしくは、適宜組み合わせて備えている。
The present invention relates to a pillar reinforcement structure for a vehicle that forms a vertical frame portion that defines a door opening in a side portion of a vehicle and is disposed on a vehicle compartment side with respect to an outer panel.
And the pillar reinforcement structure of the vehicle of this invention has the following some features in order to achieve the said objective. That is, the present invention comprises the following features alone or in appropriate combination.
上記目的を達成するための本発明に係る車両のピラー補強構造における第1の特徴は、前記ドア開口を形成している上縁部と下縁部とを前記アウタパネルの車室側にて上下方向において連結するように設けられ、前記上縁部に対して取り付けられる上側部分と、前記下縁部に対して取り付けられる下側部分と、当該上側部分及び当該下側部分の間に配置されてこれらと一体に形成されている中間部分と、を有するアウタレインフォースと、前記アウタレインフォースに対して車室側に取り付けられ、矩形状の閉断面を有するとともに前記アウタレインフォースに沿って延びるように配設されている2本の管状補強部材と、を備え、前記中間部分は、前記アウタパネルに沿うように平板状に形成され、前記下側部分は、前記アウタパネルに沿うように形成されている平板状部と、当該平板状部に対して部分的に立設して車室側に配向するように形成されている壁部と、を有し、前記管状補強部材は、前記矩形状の閉断面における一対の長辺の方向が前記アウタパネルから車室側に向かう方向に沿って配向するように、配設されていることである。 In order to achieve the above object, the first feature of the vehicle pillar reinforcing structure according to the present invention is that the upper edge portion and the lower edge portion forming the door opening are vertically moved on the vehicle compartment side of the outer panel. An upper part attached to the upper edge, a lower part attached to the lower edge, and disposed between the upper part and the lower part. An outer reinforcement having an intermediate portion formed integrally with the outer reinforcement, and attached to a vehicle compartment side with respect to the outer reinforcement, having a rectangular closed cross section and extending along the outer reinforcement Two tubular reinforcing members, and the intermediate portion is formed in a flat plate shape along the outer panel, and the lower portion is along the outer panel. A flat plate-like portion formed on the flat plate-like portion, and a wall portion formed so as to be partially erected with respect to the flat plate-like portion and oriented toward the passenger compartment. It is arrange | positioned so that the direction of a pair of long side in the said rectangular closed cross section may orientate along the direction which goes to the vehicle compartment side from the said outer panel.
この構成によると、アウタレインフォースは、中間部分が平板状に形成され、下側部分が平板状部とこれに部分的に立設する壁部とで形成されているため、アウタレインフォースの重量を大幅に軽量化することができる。一方、矩形状の閉断面を有する2本の管状補強部材がアウタレインフォースに沿って取り付けられているため、断面2次モーメントを大きくして高い剛性を確保し高強度な補強構造を実現することができる。そして、矩形状の閉断面における一対の長辺の方向がアウタパネルから車室側に向かう方向に沿って配向するように各管状補強部材が配設されているため、車外から車両側部へ衝撃荷重が付加された際においても十分な強度を発揮することができる。すなわち、アウタレインフォースにおいて平板状に形成された部分が多く設けられて大幅な軽量化が図られていても、2本の管状補強部材によって十分な強度を確保することができる。したがって、本発明によると、従来の車両のピラー補強構造に対して少ない材料で十分な強度を確保できる。すなわち、重量に対してさらに効率よく強度を発揮することができる車両のピラー補強構造を提供し、十分な強度を確保するとともにさらなる軽量化を可能にすることができる。 According to this configuration, the outer reinforcement has a flat middle portion and a lower portion formed of a flat portion and a wall partly standing on the lower portion. Can be significantly reduced in weight. On the other hand, since two tubular reinforcing members having a rectangular closed cross section are attached along the outer reinforcement, the cross section second moment is increased to ensure high rigidity and realize a high strength reinforcing structure. Can do. And since each tubular reinforcement member is arranged so that the direction of a pair of long sides in the rectangular closed cross section is oriented along the direction from the outer panel toward the passenger compartment side, the impact load from the outside of the vehicle to the vehicle side portion Even when is added, sufficient strength can be exhibited. That is, even if the outer reinforcement is provided with a large number of portions formed in a flat plate shape and is significantly reduced in weight, sufficient strength can be ensured by the two tubular reinforcing members. Therefore, according to the present invention, sufficient strength can be secured with a small amount of material compared to the conventional vehicle pillar reinforcing structure. That is, it is possible to provide a vehicle pillar reinforcing structure capable of exhibiting strength more efficiently with respect to weight, ensuring sufficient strength and enabling further weight reduction.
また、本発明に係る車両のピラー補強構造における第2の特徴は、前記管状補強部材は、700MPa以上の引張強度を有する鋼材であって、ロールフォーミングにより形成されていることである。 The second feature of the vehicle pillar reinforcing structure according to the present invention is that the tubular reinforcing member is a steel material having a tensile strength of 700 MPa or more, and is formed by roll forming.
この構成によると、ロールフォーミングでは管形状の高強度鋼の加工も容易に行えるため、700MPa以上の引張強度を有する高強度鋼からなる管形状の部材であっても、矩形状の閉断面に形成して管状補強部材を得ることができる。また、ロールフォーミングによると、連続的に効率よく管状補強部材の加工を行うことができる。したがって、本発明の構成によると、矩形状の閉断面を有する高強度鋼からなる管状補強部材を効率よく生産することができる。 According to this configuration, pipe-forming high-strength steel can be easily processed by roll forming, so even a pipe-shaped member made of high-strength steel having a tensile strength of 700 MPa or more is formed in a rectangular closed cross section. Thus, a tubular reinforcing member can be obtained. Moreover, according to roll forming, a tubular reinforcement member can be processed continuously and efficiently. Therefore, according to the configuration of the present invention, a tubular reinforcing member made of high-strength steel having a rectangular closed cross section can be efficiently produced.
また、本発明に係る車両のピラー補強構造における第3の特徴は、前記管状補強部材は、前記上側部分に対向するように配設されている上端側の部分が当該管状補強部材の長手方向において断面が変化するように一部切断加工されていることである。 A third feature of the pillar reinforcing structure for a vehicle according to the present invention is that the tubular reinforcing member is arranged so that the upper end side portion disposed so as to face the upper portion is in the longitudinal direction of the tubular reinforcing member. That is, it is partially cut so that the cross section changes.
この構成によると、管状補強部材の上端側の部分が長手方向において断面が変化するように一部切断加工されているため、管状補強部材の重量の軽量化を図ることができる。一方、車外から車両側部へ衝撃荷重が付加された際においても、管状補強部材の上端側の部分は強度的に影響は非常に小さいため、一部切断加工することによる強度低下の影響も極めて小さく押えることができる。したがって、強度低下を抑制しつつ、さらなる軽量化を図ることができる。 According to this configuration, since the upper end portion of the tubular reinforcing member is partially cut so that the cross section changes in the longitudinal direction, the weight of the tubular reinforcing member can be reduced. On the other hand, even when an impact load is applied from the outside of the vehicle to the side of the vehicle, the upper end portion of the tubular reinforcing member has a very small effect on the strength. Can be kept small. Therefore, further weight reduction can be achieved while suppressing a decrease in strength.
また、本発明に係る車両のピラー補強構造における第4の特徴は、前記2本の管状補強部材は、前記中間部分に対向するように配設されている部分が互いに離間しているように配設されていることである。 The fourth feature of the pillar reinforcing structure for a vehicle according to the present invention is that the two tubular reinforcing members are arranged such that portions disposed so as to face the intermediate portion are separated from each other. It is established.
この構成によると、アウタレインフォースの中間部分に対向するように配設されている部分が互いに離間しているように2本の管状補強部材が配設されているため、ピラー補強構造全体としての断面2次モーメントをより大きくすることができるとともに高いねじり剛性も得ることもでき、さらに高い強度を確保することができる。 According to this configuration, since the two tubular reinforcing members are disposed so that the portions disposed so as to face the intermediate portion of the outer reinforcement are separated from each other, the pillar reinforcing structure as a whole is provided. The cross-section secondary moment can be further increased, and a high torsional rigidity can be obtained, thereby further ensuring a high strength.
また、本発明に係る車両のピラー補強構造における第5の特徴は、前記2本の管状補強部材は、前記下側部分に対向するように配設されている下端側の部分が互いに離間しているように配設されていることである。 The fifth feature of the vehicle pillar reinforcing structure according to the present invention is that the two tubular reinforcing members are spaced apart from each other at lower end portions disposed so as to face the lower portion. It is arranged so that it is.
この構成によると、アウタレインフォースの下側部分に対向するように配設されている部分が互いに離間しているように2本の管状補強部材が配設されているため、ピラー補強構造全体としての断面2次モーメントをより大きくすることができるとともに高いねじり剛性も得ることもでき、さらに高い強度を確保することができる。 According to this configuration, since the two tubular reinforcing members are disposed so that the portions disposed so as to face the lower portion of the outer reinforcement are separated from each other, the entire pillar reinforcing structure is provided. In addition, the moment of inertia of the cross section can be increased, and a high torsional rigidity can be obtained, thereby further ensuring a high strength.
また、本発明に係る車両のピラー補強構造における第6の特徴は、前記2本の管状補強部材のうち車両前後方向における前方側に配置されている管状補強部材が、後方側に配置されている管状補強部材に対して、前記下側部分に対向するように配設されている下端側の長さが短くなるように形成されていることである。 The sixth feature of the vehicle pillar reinforcing structure according to the present invention is that the tubular reinforcing member arranged on the front side in the vehicle front-rear direction among the two tubular reinforcing members is arranged on the rear side. It is formed so that the length of the lower end side arrange | positioned so that the said lower part may be opposed with respect to a tubular reinforcement member may become short.
この構成によると、2本の管状補強部材のうちの車両前方側の管状補強部材の下端側の長さが短くなるように形成されているため、ピラー構造の下側の部分が変形し易くなり、車外から車両側部へ衝撃荷重が付加された際に乗員の腰部位置付近でピラー補強構造を変形させることができる。そして、前方側の管状補強部材の長さが短く形成されているため、車外から車両側部へ衝撃荷重が付加された際には後方側の管状補強部材が変形することになり、乗員の後方側でピラー下側のサイドシル補強構造を変形させることができる。 According to this structure, since the length of the lower end side of the tubular reinforcing member on the vehicle front side of the two tubular reinforcing members is shortened, the lower portion of the pillar structure is easily deformed. When the impact load is applied from the outside of the vehicle to the side of the vehicle, the pillar reinforcing structure can be deformed near the position of the occupant's waist. And since the length of the tubular reinforcing member on the front side is formed short, when the impact load is applied from the outside of the vehicle to the vehicle side portion, the tubular reinforcing member on the rear side is deformed, and the rear side of the occupant The side sill reinforcement structure under the pillar can be deformed on the side.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態に係る車両のピラー補強構造は、車両の側部においてドア開口を区画する縦枠部を形成するとともにアウタパネルに対して車室側に配置されるピラー補強構造として広く適用することができる。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. A vehicle pillar reinforcing structure according to an embodiment of the present invention is widely applied as a pillar reinforcing structure that forms a vertical frame portion that defines a door opening in a side portion of a vehicle and is disposed on a vehicle compartment side with respect to an outer panel. Can do.
図1は、本実施形態に係る車両のピラー補強構造1(以下、単に「ピラー補強構造1」という)を示す正面図であり、図2は、ピラー補強構造1の背面図である。なお、図1はピラー補強構造1を車外側から見た図であり、図2はピラー補強構造1を車室側から見た図である。また、図1および図2において、矢印(a)で示す側が車両前方側であり、矢印(b)で示す側が車両後方側になっている(図3においても同様に矢印(a)・(b)を図示)。このピラー補強構造1は、車両(図示せず)のセンターピラーとして用いられるものであり、その車両の側部のドア開口を区画する縦枠部を形成している。そして、このピラー補強構造1の車外側には図示しないアウタパネル(車両側部の最外側に設けられる鋼板)が配置されるようになっている(すなわち、アウタパネルの車室側にピラー補強構造1が配置される)ようになっている。
FIG. 1 is a front view showing a pillar reinforcing structure 1 (hereinafter simply referred to as “
図1および図2に示すように、ピラー補強構造1は、車外側に配置されるアウタレインフォース11および車室側に配置されるインナパネル12を備えている。また、図3はピラー補強構造1においてアウタレインフォース11を除いた状態で示した正面図である。図3に示すように、ピラー補強構造1は、2本の管状補強部材13(13a、13b)も備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1および図2に示すアウタレインフォース11は、鋼板がプレス成形等の加圧成形を施されることで形成される板金部品として構成されている。このアウタレインフォース11は、ピラー補強構造1が取り付けられる車体にてドア開口を形成している図示しない上縁部(ルーフサイドレール)と図示しない下縁部(サイドシル)とをアウタパネルの車室側にて上下方向に連結するように設けられる。そして、アウタレインフォース11は、ルーフサイドレールに対して取り付けられる上側部分11aと、サイドシルに対して取り付けられる下側部分11cと、上側部分11aおよび下側部分11cの間に配置されてこれらと一体に形成されている中間部分11bと、を備えて構成されている。
The
図4および図5は分解した状態で示すピラー補強構造1の側面図であって、図4は車両前方側からみたものであり、図5は車両後方側からみたものである。なお、図4および図5において、矢印(c)で示す側が車室側であり、矢印(d)で示す側が車外側になっている。また、図6および図7はピラー補強構造1の分解斜視図であって、図6は車外側の斜め前方からみたものであり、図7は車外側の斜め後方からみたものである。
4 and 5 are side views of the
アウタレインフォース11の中間部分11bは、図示しないアウタパネルに沿うように形成されており、図1、図4乃至図7に示すように、平板状に形成されている。また、アウタレインフォース11の下側部分11cは、中間部分11bと同様にアウタパネルに沿うように形成されている平板状部11d(図5参照)と、平板状部11dに対して部分的に立設して車室側に配向するように形成されている壁部11eと、を有している。なお、アウタレインフォース11では、図4および図5に示すように、平板状部11dにおける車両前方側の縁部からのみ壁部11eが立設されている(すなわち、平板状部11dにおける車両後方側の縁部からは壁部は立設されていない)。
The
図1乃至図7に示すインナパネル12は、図示しないアウタパネルに対して、縁部分に形成されたフランジ部同士で接合される。そして、アウタパネルとインナパネル12とが接合されることでこれらの間に適宜閉断面が形成され、この閉断面内にアウタレインフォース11と管状補強部材13とが配設されることになる。なお、インナパネル12を省略して、アウタレインフォース11および管状補強部材13だけでピラー補強構造を構築することもできる。
The
2本の管状補強部材13(13a、13b)は、図3乃至図7に示すように、アウタレインフォース11に対して車室側に取り付けられ、矩形状の閉断面を有するとともにアウタレインフォース11に沿って延びるように配設されている。そして、管状補強部材13aは車両前方側に配設されており、管状補強部材13bは車両後方側に配設されている。管状補強部材13の矩形状の閉断面は、例えば、略長方形の断面や略台形状の断面(上底辺や下底辺の寸法よりも台形高さの寸法が大きい台形断面)等として形成されている。そして、管状補強部材13は、その矩形状の閉断面における一対の長辺の方向がアウタパネル11から車室側に向かう方向に沿って配向するように、配設されている。
As shown in FIGS. 3 to 7, the two tubular reinforcing members 13 (13 a, 13 b) are attached to the vehicle compartment side with respect to the
また、各管状補強部材13は、図4乃至図7によく示すように、アウタレインフォース11の上側部分11aに対向するように配設されている上端側の部分14が管状補強部材13の長手方向において断面が変化するように一部切断加工されている。
As shown in FIGS. 4 to 7, each tubular reinforcing
また、2本の管状補強部材13は、図3、図6および図7によく示すように、アウタレインフォース11の中間部分11bに対向するように配設されている部分と、下側部分11cに対向するように配設されている下端側の部分とが、それぞれ互いに離間しているように配設されている。そして、図3、図4、図6、および図7に示すように、2本の管状補強部材13のうち車両前方側に配置されている管状補強部材13aが、後方側に配置されている管状補強部材13bに対して、アウタレインフォース11の下側部分11cに対向するように配設されている下端側の長さが短くなるように形成されている。
Further, as shown in FIGS. 3, 6, and 7, the two tubular reinforcing
なお、管状補強部材13は、700MPa以上の引張強度を有する鋼材であって、ロールフォーミングにより形成されている。例えば、上下高さ方向と左右幅方向とにそれぞれ配置された一対の駆動ロールにより連続的に管材の成形を行うロール成形装置により管状補強部材13を形成することができる。この場合、そのロール間を700MPa以上の引張強度を有する高強度鋼からなる管形状の部材が駆動ロールの回転に伴って引き込まれるように挿通されることで、管形状の部材の断面がロールギャップに応じた矩形状の断面に加工されることになる。また、管状補強部材13の作製にあたっては、ロールフォーミング後に焼入れを行わない場合と焼入れを行う場合とがある。焼入れを行わずにロールフォーミング後そのままの状態で用いる場合の管状補強部材13の引張強度は700MPa以上1600MPa以下に設定することができ、ロールフォーミング後焼入れを行った状態で用いる場合の管状補強部材13の引張強度は1200MPa以上2000MPa以下に設定することができる。
The
図8は、ロールフォーミングではなくハイドロフォーミングにより高強度鋼からなる円管を拡径させるよう成形する場合の変形状態例を示した斜視図である。ハイドロフォーミングによって管材を成形する場合は、管材に内圧を付加して拡径させて板厚減少させながら所望の断面形状に加工していくことになる。このため、図8に示すように、ハイドロフォーミングによる成形時に管内圧を上昇させていくと所定圧(バースト圧)に達したところで管が破裂してしまう(バーストが発生してしまう)。鋼材を用いると高強度を確保し易くなるが、一般的に鋼材の場合は引張強度(MPa)が高くなるほど伸び率(%)が小さくなってしまう傾向にある。したがって、成形対象の管材の強度が上昇するほど(引張強度が高くなるほど)、バースト圧が高くなって成形が困難になるとともに拡管率(バーストする際の管径の伸び率、すなわち拡径可能な管径の最大伸び率)が低下する。 FIG. 8 is a perspective view showing an example of a deformed state when a circular pipe made of high-strength steel is formed to have a larger diameter by hydroforming rather than roll forming. When forming a pipe by hydroforming, the pipe is processed into a desired cross-sectional shape while increasing the diameter by applying an internal pressure to reduce the plate thickness. For this reason, as shown in FIG. 8, when the pipe internal pressure is increased during molding by hydroforming, the pipe is ruptured (burst is generated) when a predetermined pressure (burst pressure) is reached. When a steel material is used, it becomes easy to ensure high strength. However, in the case of a steel material, the elongation (%) tends to decrease as the tensile strength (MPa) increases. Therefore, the higher the strength of the tube material to be molded (the higher the tensile strength), the higher the burst pressure, the more difficult the molding becomes, and the tube expansion rate (the elongation rate of the tube diameter when bursting, that is, the diameter can be expanded). The maximum elongation of the pipe diameter is reduced.
図9は、ハイドロフォーミングによって管材を成形する場合における引張強度TS(MPa)と拡管率(%)およびバースト圧(MPa)との関係をシミュレーションにより解析した結果である。ハイドロフォーミングの場合、この図9に示すように、引張強度が高くなるほど、バースト圧が高くなって成形が困難になるとともに拡管率も低下してしまう。とくに、引張強度が700MPa以上になると急激にバースト圧が上昇するとともに拡管率が低下してしまうため成形が極めて困難になる。 FIG. 9 shows the result of analyzing the relationship between the tensile strength TS (MPa), the tube expansion rate (%), and the burst pressure (MPa) when a pipe is formed by hydroforming. In the case of hydroforming, as shown in FIG. 9, the higher the tensile strength, the higher the burst pressure and the more difficult the molding becomes, and the tube expansion rate decreases. In particular, when the tensile strength is 700 MPa or more, the burst pressure suddenly rises and the tube expansion rate decreases, so that molding becomes extremely difficult.
しかしながら、本実施形態の管状補強部材13のようにロールフォーミングで成形する場合は、ハイドロフォーミングのように拡径させて板厚減少させながら加工することはなく、ロール間で連続的に変形させながら所望の断面形状に加工することになる。このため、引張強度が高い鋼材であっても、容易に且つ連続的に効率よく成形することができる。また、ロールセット(一対のロール)を上流側から下流側へと複数配置したロール成形装置を用いることで、各ロールセットのロール間で徐々に変形させながら所望の断面形状へと加工することもできる。なお、複数のロールセットを通過させながら成形する場合であっても、連続的に加工できるため、高い生産効率を確保することができる。また、ハイドロローミングで矩形状の断面に成形する場合は、板厚減少をさせながら変形させるものであるため、コーナー部における曲率を大きくすることが困難(曲率半径を小さくすることが困難)である。しかしながら、ロールフォーミングで矩形状の断面を成形する場合は、コーナー部において大きな曲率(小さな曲率半径)を容易に確保することができる。
However, when forming by roll forming like the tubular reinforcing
次に、ピラー補強構造1における重量と強度との関係に関して解析した結果について説明する。図10は、図2のX−X線矢視位置に対応するピラー補強構造1の断面をアウタパネル15とともに模式的に示す断面図であって、ピラー補強構造1における重量と強度との関係を解析するための解析モデルを示したものである。図10に示すピラー構造(ピラー補強構造1とアウタパネル15と備えて構成される本実施例)では、アウタパネル15の車室側にピラー補強構造1が配置されており、アウタパネル15のフランジ部15aとインナパネル12のフランジ部12aとが接合されている。また、管状補強部材13はアウタレインフォース11とインナパネル12とにそれぞれ接合されている。
Next, the result of analyzing the relationship between weight and strength in the
また、図11、図12は、重量と強度との関係についてピラー補強構造1と比較して解析したピラー補強構造の断面(解析モデル)を示したものである。図11に示すピラー構造(比較例1)は、アウタパネル16と、アウタパネル16に沿うように配設されるアウタレインフォース17と、このアウタレインフォース17に沿うように配設されるヒンジレインフォース18と、アウタパネル16に対してフランジ部同士で接合されるインナパネル19とを備えて構成されているものである。また、図12に示すピラー構造(比較例2)は、アウタパネル20と、アウタパネル20に沿うように配設されるアウタレインフォース21と、アウタレインフォース21における一方のコーナー部に沿って配設されるブラケット22と、ブラケット22に沿って配設されるパイプ23とを備えて構成されているものである。なお、比較例2は、特許文献1に記載のセンターピラー補強構造と同様に、レインフォースメントに対応するアウタレインフォース21、取付金具に相当するブラケット22、および鋼製パイプに対応するパイプ23を備えているものである。
11 and 12 show a cross section (analytical model) of the pillar reinforcing structure analyzed in comparison with the
上記の図10乃至図12に示す各解析モデルに関して、各断面形状を有する単位長さ(1m)のピラー構造が3点曲げ試験でそれぞれ同水準の曲げ強度を有するように、各解析モデルにおける部材の組み合わせをシミュレーションにより解析した。解析においては、本実施例のピラー構造の曲げ強度を基準とし、比較例1および比較例2においては、これと同水準の強度となる各部材の組み合わせを解析した。なお、本実施例の管状補強部材13と、比較例2のパイプはいずれも1270MPaの高強度鋼である場合を例にとって解析を行った。この解析の結果、図13に示すような部材の組み合わせとすることで、本実施例、比較例1、比較例2のそれぞれのピラー構造において同じ水準の曲げ強度を得られることがわかった。そして、図13に示す部材の組み合わせの場合、単位長さ(1m)当たりの重量としては、比較例1では13.4kg、比較例2では10.9kg、本実施例では6.5kgとなり、比較例1・2に対し本実施例では同一強度でも重量を大幅に低減可能であることがわかった。
With respect to each analysis model shown in FIGS. 10 to 12, the members in each analysis model are such that the pillar structure having a unit length (1 m) having each cross-sectional shape has the same level of bending strength in the three-point bending test. The combination of was analyzed by simulation. In the analysis, the bending strength of the pillar structure of the present example was used as a reference, and in Comparative Examples 1 and 2, combinations of members having the same level of strength were analyzed. The
以上説明したように、本実施形態のピラー補強構造1によると、アウタレインフォース11は、中間部分11bが平板状に形成され、下側部分11cが平板状部11dとこれに部分的に立設する壁部11eとで形成されているため、アウタレインフォース11の重量を大幅に軽量化することができる。一方、矩形状の閉断面を有する2本の管状補強部材13がアウタレインフォース11に沿って取り付けられているため、断面2次モーメントを大きくして高い剛性を確保し高強度な補強構造を実現することができる。そして、矩形状の閉断面における一対の長辺の方向がアウタパネルから車室側に向かう方向に沿って配向するように各管状補強部材13が配設されているため、車外から車両側部へ衝撃荷重が付加された際においても十分な強度を発揮することができる。すなわち、アウタレインフォース11において平板状に形成された部分が多く設けられて大幅な軽量化が図られていても、2本の管状補強部材13によって十分な強度を確保することができる。したがって、ピラー補強構造1によると、従来のピラー補強構造に対して少ない材料で十分な強度を確保できる。すなわち、重量に対してさらに効率よく強度を発揮することができる車両のピラー補強構造を提供し、十分な強度を確保するとともにさらなる軽量化を可能にすることができる。
As described above, according to the
また、ロールフォーミングでは管形状の高強度鋼の加工も容易に行えるため、700MPa以上の引張強度を有する高強度鋼からなる管形状の部材であっても、矩形状の閉断面に形成して管状補強部材13を得ることができる。また、ロールフォーミングによると、連続的に効率よく管状補強部材13の加工を行うことができる。したがって、ピラー補強構造1の生産においては、矩形状の閉断面を有する高強度鋼からなる管状補強部材13を効率よく生産することができる。
In addition, since pipe-forming high-strength steel can be easily processed by roll forming, even a pipe-shaped member made of high-strength steel having a tensile strength of 700 MPa or more is formed into a rectangular closed cross section and is tubular. The reinforcing
また、ピラー補強構造1によると、管状補強部材13の上端側の部分14が長手方向において断面が変化するように一部切断加工されているため、管状補強部材13の重量の軽量化を図ることができる。一方、車外から車両側部へ衝撃荷重が付加された際においても、管状補強部材13の上端側の部分14は強度的に影響は非常に小さいため、一部切断加工することによる強度低下の影響も極めて小さく押えることができる。したがって、強度低下を抑制しつつ、さらなる軽量化を図ることができる。
Moreover, according to the
また、ピラー補強構造1によると、アウタレインフォース11の中間部分11bに対向するように配設されている部分が互いに離間しているように2本の管状補強部材13が配設されているため、ピラー補強構造1全体としての断面2次モーメントをより大きくすることができるとともに高いねじり剛性も得ることもでき、さらに高い強度を確保することができる。
Further, according to the
また、ピラー補強構造1によると、アウタレインフォース11の下側部分11cに対向するように配設されている部分が互いに離間しているように2本の管状補強部材13が配設されているため、ピラー補強構造1全体としての断面2次モーメントをより大きくすることができるとともに高いねじり剛性も得ることもでき、さらに高い強度を確保することができる。
Moreover, according to the
また、ピラー補強構造1によると、2本の管状補強部材13のうちの車両前方側の管状補強部材13aの下端側の長さが短くなるように形成されているため、ピラー構造の下側の部分が変形し易くなり、車外から車両側部へ衝撃荷重が付加された際に乗員の腰部位置付近でピラー補強構造1を変形させることができる。そして、前方側の管状補強部材13aの長さが短く形成されているため、車外から車両側部へ衝撃荷重が付加された際には後方側の管状補強部材13bが変形することになり、乗員の後方側でピラー補強構造1を変形させることができる。
Moreover, according to the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims.
1 車両のピラー補強構造
11 アウタレインフォース
11a 上側部分
11b 中間部分
11c 下側部分
11d 平板状部
11e 壁部
13、13a、13b 管状補強部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ドア開口を形成している上縁部と下縁部とを前記アウタパネルの車室側にて上下方向において連結するように設けられ、前記上縁部に対して取り付けられる上側部分と、前記下縁部に対して取り付けられる下側部分と、当該上側部分及び当該下側部分の間に配置されてこれらと一体に形成されている中間部分と、を有するアウタレインフォースと、
前記アウタレインフォースに対して車室側に取り付けられ、矩形状の閉断面を有するとともに前記アウタレインフォースに沿って延びるように配設されている2本の管状補強部材と、
を備え、
前記中間部分は、前記アウタパネルに沿うように平板状に形成され、
前記下側部分は、前記アウタパネルに沿うように形成されている平板状部と、当該平板状部に対して部分的に立設して車室側に配向するように形成されている壁部と、を有し、
前記管状補強部材は、前記矩形状の閉断面における一対の長辺の方向が前記アウタパネルから車室側に向かう方向に沿って配向するように、配設されていることを特徴とする車両のピラー補強構造。 A pillar reinforcing structure for a vehicle that forms a vertical frame portion that defines a door opening in a side portion of the vehicle and is disposed on the vehicle compartment side with respect to the outer panel,
An upper portion that is provided so as to connect an upper edge portion and a lower edge portion forming the door opening in a vertical direction on a vehicle compartment side of the outer panel, and is attached to the upper edge portion; An outer reinforcement having a lower portion attached to the edge, and an intermediate portion disposed between and formed integrally with the upper portion and the lower portion;
Two tubular reinforcing members attached to the vehicle compartment side with respect to the outer reinforcement, having a rectangular closed cross section and disposed so as to extend along the outer reinforcement;
With
The intermediate portion is formed in a flat plate shape along the outer panel,
The lower portion includes a flat plate-like portion formed along the outer panel, and a wall portion formed so as to be partially erected with respect to the flat plate-like portion and oriented toward the passenger compartment side. Have
The tubular reinforcing member is disposed so that a direction of a pair of long sides in the rectangular closed cross section is oriented along a direction from the outer panel toward the passenger compartment side. Reinforced structure.
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