JP2010018254A - 車両のピラー構造及びその製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】 ピラーの強度を確保しつつ、側面衝突時におけるピラーの変形を制御することができる車両のピラー構造及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 センタピラー構造１においては、センタピラー１０の強度が脆弱部１７及び脆弱部１８で局所的に低くなっている。そのため、車両が側面衝突を受けた際には、センタピラー１０が脆弱部１７及び脆弱部１８で折れ曲がり、相手方車両が略水平に移動することになる。これにより、相手方車両の移動によってセンタピラー１０に生じる曲げモーメントを抑制することができるため、センタピラー１０の強度を確保しつつ、側面衝突時におけるセンタピラー１０の変形を制御することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等の車両に適用されるピラー構造及びその製造方法に関する。

車両が側面衝突を受けた際にピラーが局所的に変形するのを防止するためのピラー構造として、特許文献１には、衝突荷重分布と同様の強度分布を有するようにピラーの補強部材に焼入れ処理を施したものが開示されている。
特開平１０−１７９３３号公報

しかしながら、上述したような従来のピラー構造にあっては、ピラーの強度を確保しつつ、側面衝突時におけるピラーの変形を制御することが極めて困難である。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ピラーの強度を確保しつつ、側面衝突時におけるピラーの変形を制御することができる車両のピラー構造及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両のピラー構造は、第１の脆弱部、及び第１の脆弱部よりも上方に位置する第２の脆弱部を有するピラーを備えることを特徴とする。

このピラー構造によれば、車両が側面衝突を受けた際に、第１の脆弱部及び第２の脆弱部の少なくとも２箇所でピラーが折れ曲がるため、ピラーに生じる曲げモーメントを抑制することができる。従って、このピラー構造によれば、ピラーの強度を確保しつつ、側面衝突時におけるピラーの変形を制御することが可能となる。

本発明に係る車両のピラー構造は、第１の脆弱部と第２の脆弱部との間においてピラーから車幅方向外側に突出する凸部を備えることが好ましい。この構成によれば、車両が側面衝突を受けた際に、第１の脆弱部と第２の脆弱部との間の部分に外力を集中させることができ、当該部分を好適に変形させることが可能となる。

本発明に係る車両のピラー構造においては、第１の脆弱部の強度は、第２の脆弱部の強度よりも低いことが好ましい。この構成によれば、車両が側面衝突を受けた際に、第１の脆弱部と第２の脆弱部との間の部分を、鉛直方向と略平行となるように変形させることが可能となる。

本発明に係る車両のピラー構造においては、第１の脆弱部は、車幅方向外側からピラーに作用すると想定される外力の作用部分に対して下方に位置し、第２の脆弱部は、作用部分に対して上方に位置することが好ましい。この構成によれば、車両が側面衝突を受けた際に、第１の脆弱部と第２の脆弱部との間の部分を好適に変形させることが可能となる。

本発明に係る車両のピラー構造においては、ピラーは、外郭部材、及び外郭部材内に配置された補強部材を有し、第１の脆弱部及び第２の脆弱部は、補強部材において脆弱化された部分によって実現されていることが好ましい。この構成によれば、ピラーに第１の脆弱部及び第２の脆弱部を容易に且つ確実に設けることができる。

本発明に係る車両のピラー構造においては、第１の脆弱部及び第２の脆弱部の少なくとも一方には、ドアビームの端部が対応するように配置されていることが好ましい。この構成によれば、車両が側面衝突を受けた際に、第１の脆弱部や第２の脆弱部でピラーを確実に折り曲げさせることができる。

本発明に係る車両のピラー構造においては、ピラーは、車幅方向外側から第１の脆弱部と第２の脆弱部との間の部分に外力が作用した場合に、第１の脆弱部と第２の脆弱部との間の部分の変位が最も大きくなるように構成されていることが好ましい。この構成によれば、例えば第１の脆弱部に対応する部分でピラーが折れ曲がって当該部分が車両のキャビン側に突出するのを抑制することができる。

本発明に係る車両のピラー構造においては、ピラーは、外郭部材、及び外郭部材内に配置された補強部材を有し、補強部材においては、ドアのロアヒンジが取り付けられる部分の上側部分及び下側部分が非焼入れ部とされ、上側部分及び下側部分を除く部分が焼入れ部とされており、第１の脆弱部及び第２の脆弱部は、非焼入れ部によって実現されていることが好ましい。この構成によれば、補強部材においてロアヒンジが取り付けられる部分の上側部分及び下側部分を非焼入れ部とすることで、ピラーに第１の脆弱部及び第２の脆弱部を容易に且つ確実に設けることができる。そして、車両が側面衝突を受けた際には、ロアヒンジが取り付けられる部分の上側部分及び下側部分で補強部材が折れ曲がるため、補強部材に生じる曲げモーメントを抑制することができる。

本発明に係る車両のピラー構造は、補強部材に焼入れ処理を施す際に、加熱された補強部材において非焼入れ部に対応する部分に比べ、焼入れ部に対応する部分に冷却水を流通させて製造されていることが好ましい。この場合、補強部材において焼入れ部に対応する部分の焼入れ密度よりも非焼入れ部に対応する部分の焼入れ密度が低下するため、補強部材においてドアのロアヒンジが取り付けられる部分の上側部分及び下側部分を確実に非焼入れ部とすることができる。

このとき、本発明に係る車両のピラー構造は、補強部材において非焼入れ部に対応する部分を凸状に形成し、ホットスタンプ用の金型と焼入れ部に対応する部分との隙間よりも、金型と非焼入れ部に対応する部分との隙間を狭くすることにより、非焼入れ部に対応する部分に比べ、焼入れ部に対応する部分に冷却水を流通させて製造されていてもよい。或いは、本発明に係る車両のピラー構造は、ホットスタンプ用の金型において焼入れ部に対応する部分に冷却水供給孔を設け、金型において焼入れ部と非焼入れ部との境界部に対応する部分に冷却水排出孔を設けることにより、非焼入れ部に対応する部分に比べ、焼入れ部に対応する部分に冷却水を流通させて製造されていてもよい。これらの場合、補強部材において非焼入れ部に対応する部分への冷却水の流通が抑制されるため、補強部材においてドアのロアヒンジが取り付けられる部分の上側部分及び下側部分を簡便に且つ確実に非焼入れ部とすることができる。

また、本発明に係る車両のピラー構造の製造方法は、外郭部材、及び外郭部材内に配置された補強部材を有するピラーを備えるピラー構造の製造方法であって、補強部材に焼入れ処理を施す際に、加熱された補強部材において、ドアのロアヒンジが取り付けられる部分の上側部分及び下側部分に比べ、上側部分及び下側部分を除く部分に冷却水を流通させることにより、上側部分及び下側部分を非焼入れ部とし、上側部分及び下側部分を除く部分を焼入れ部として、第１の脆弱部、及び第１の脆弱部よりも上方に位置する第２の脆弱部をピラーに設けることを特徴とする。

このピラー構造の製造方法によれば、上述した本発明に係る車両のピラー構造を容易に製造することが可能となる。

本発明によれば、ピラーの強度を確保しつつ、側面衝突時におけるピラーの変形を制御することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］

図１は、本発明に係る車両のピラー構造の第１実施形態としてのセンタピラー構造の分解斜視図であり、図２は、図１に示されるセンタピラー構造の側面図である。図１及び図２に示されるように、センタピラー構造１は、自動車等の車両においてロッカからルーフサイドレールに延在するアウタパネル（外郭部材）１５及びインナパネル（外郭部材）１６、並びにそれらのパネル１５，１６によって形成される内部空間に配置されるアウタリインホースメント（補強部材）２及びヒンジリインホースメント１３，１４を有するセンタピラー１０を備えている。

アウタリインホースメント２は、レーザ溶接分割線３を介して高張力鋼板が継ぎ合わされて形成されており、その下端部はロッカに接続され、その上端部はルーフサイドレールに接続される。なお、レーザ溶接分割線３の下側の高張力鋼板の強度は、例えば板厚が薄くされるなどして、レーザ溶接分割線３の上側の高張力鋼板の強度よりも低くなっている。つまり、アウタリインホースメント２においては、レーザ溶接分割線３の上側の部分に比べ、レーザ溶接分割線３の下側の部分の脆弱性が増されている。

アウタリインホースメント２には、外壁２ａと１対の側壁２ｂとによって形成された１対の外側稜線２ｃを切り欠くようにビード（補強部材において脆弱化された部分）１１，１２が設けられている。ビード１１は、レーザ溶接分割線３よりも下方に位置し、ビード１２は、レーザ溶接分割線３よりも上方に位置している。これにより、センタピラー１０は、ビード１１によって実現された脆弱部（第１の脆弱部）１７、及びビード１２によって実現された脆弱部（第２の脆弱部）１８を有することになる。

アウタリインホースメント２においては、ビード１１とビード１２との間の部分にドアのロアヒンジ４が取り付けられ、ビード１２の上側の部分にドアのアッパヒンジ５が取り付けられる。つまり、センタピラー構造１は、脆弱部１７と脆弱部１８との間においてセンタピラー１０から車幅方向外側に突出する凸部としてロアヒンジ４を備えている。

ヒンジリインホースメント１３は、アウタリインホースメント２においてロアヒンジ４が取り付けられる部分に対応するようにアウタリインホースメント２の内側に配置されている。ヒンジリインホースメント１４は、アウタリインホースメント２においてアッパヒンジ５が取り付けられる部分からアウタリインホースメント２の上端部に延在するようにアウタリインホースメント２の内側に配置されている。なお、ここでは、ロアヒンジ４が取り付けられる部分とビード１２との間にレーザ溶接分割線３が位置しているが、ロアヒンジ４が取り付けられる部分とビード１１との間にレーザ溶接分割線３が位置する場合もある。

以上のように構成されたセンタピラー構造１においては、図３に示されるように、センタピラー１０の強度が脆弱部１７及び脆弱部１８で局所的に低くなっている。そのため、車両が側面衝突を受けた際には、センタピラー１０が脆弱部１７及び脆弱部１８で折れ曲がり、相手方車両が略水平に移動することになる。これにより、相手方車両の移動によってセンタピラー１０に生じる曲げモーメントを抑制することができるため、センタピラー１０の強度を確保しつつ、側面衝突時におけるセンタピラー１０の変形を制御することが可能となる。

また、ヒンジリインホースメント１４の下端部を上側のビード１２の近傍に位置させることで、図３に示されるように、その上下でセンタピラー１０の強度を大きく変え、上側の脆弱部１８の強度低下の局所性を顕著にすることができる。

また、脆弱部１７及び脆弱部１８がアウタリインホースメント２のビード１１及びビード１２によって実現されているため、センタピラー１０に脆弱部１７及び脆弱部１８を容易に且つ確実に設けることができる。

なお、図３に示される強度分布では、脆弱部１７及び脆弱部１８で強度が最も低くなっているが、脆弱部１７及び脆弱部１８で強度が局所的に低くなっていれば、最も低くなっていなくてもよい。

次に、脆弱部１７と脆弱部１８との間においてセンタピラー１０から車幅方向外側に突出する凸部としてのロアヒンジ４の位置について説明する。

表１に示されるように、ロアヒンジ４又は想定荷重入力領域（車幅方向外側からセンタピラー１０に作用すると想定される外力の作用部分）は、地上高４００ｍｍ〜５００ｍｍに位置することが好ましい。これは、一般的な自動車のバンパ高さに基づいている。或いは、ロアヒンジ４又は想定荷重入力領域を、自車両のバンパ高さの少なくとも一部又は全部を含む高さに位置させてもよい。

また、想定荷重入力領域は、設計時において、接触が想定される物体から荷重が作用する領域であり、例えばバンパ高さに対応する領域としてもよい。脆弱部１７及び脆弱部１８は、想定荷重入力領域の中心又は想定荷重入力領域全体を上下から挟むように位置することが好ましい。

また、「上側の脆弱部１８とロアヒンジ４との距離」と「下側の脆弱部１７とロアヒンジ４との距離」との比は、１：１〜２：１であることが好ましい。当該比が１：１であれば、車両が側面衝突を受けた際に、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分を、鉛直方向と略平行となるように確実に変形させることができる。一方、当該比が２：１であれば、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分と鉛直方向との平行性をさほど損なうことなく、折れ点がセンタピラー１０の中央部に近付くので、センタピラー１０に生じる曲げモーメントをより一層低減することができる。

次に、脆弱部１７と脆弱部１８との間においてセンタピラー１０から車幅方向外側に突出する凸部としてのロアヒンジ４の作用及び効果について説明する。

図４は、図２に示されるIV−IV線に沿っての断面図であり、図５は、図１に示されるセンタピラー構造の正面図である。図４及び図５に示されるように、ロアヒンジ４は、脆弱部１７と脆弱部１８との間においてセンタピラー１０から車幅方向外側に突出している。そのため、相手方車両Ｖ等の物体が接触した初期の段階において、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分に荷重を集中し易くすることができ、当該部分を好適に変形させることが可能となる。

なお、スライドドアや２ドアのセンタピラー等、ドアヒンジが設けられないピラーの場合には、ロアヒンジ４の替わりに、車幅方向外側に突出する凸部を設けることで、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分に荷重を集中し易くすることができる。

また、アウタリインホースメント２の内側には、アウタリインホースメント２においてロアヒンジ４が取り付けられる部分に対応するようにヒンジリインホースメント１３が配置されている。これにより、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分の強度を、脆弱部１７及び脆弱部１８の強度に対して相対的に高くすることができる。

次に、脆弱部１７の強度と脆弱部１８の強度との相対関係について説明する。

アウタリインホースメント２においては、例えばレーザ溶接分割線３の上下で高張力鋼板の板厚が変えられることにより、レーザ溶接分割線３の上側の部分に比べ、レーザ溶接分割線３の下側の部分の脆弱性が増されている。加えて、アウタリインホースメント２には、レーザ溶接分割線３よりも下方に位置するビード１１、及びレーザ溶接分割線３よりも上方に位置するビード１２が設けられている。ビード１１，１２は、車両が側面衝突を受けた際に、センタピラー１０において折れ曲りの起点となる脆弱部１７，１８を実現している。

ここで、下側の脆弱部１７の強度は、上側の脆弱部１８の強度よりも低いことが好ましい。下側の脆弱部１７の強度が上側の脆弱部１８の強度よりも低いと、図６に示されるように、相手方車両Ｖが側面衝突した初期の段階においては、下側の脆弱部１７でセンタピラー１０が折れ曲がり、その後、上側の脆弱部１８でセンタピラー１０が折れ曲がる。そのため、相手方車両Ｖは、略水平に移動することになり、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分は、鉛直方向と略平行となるように変形することになる。これにより、相手方車両Ｖの移動によってセンタピラー１０に生じる曲げモーメントを抑制することができる。

なお、下側の脆弱部１７の強度よりも上側の脆弱部１８の強度を低くしてもよいし、それらを同等にしてもよい。

次に、脆弱部１７に対応するように配置される荷重入力部材について説明する。

図７は、荷重入力部材が適用されたセンタピラー構造の横断面図であり、図８は、荷重入力部材が適用されたセンタピラー構造の斜視図であり、図９は、荷重入力部材の斜視図である。図７及び図８に示されるように、荷重入力部材１９は、車幅方向において下側の脆弱部１７に対向するようにフロントドア３１内に配置されている。荷重入力部材１９は、図９に示されるように、例えば樹脂によりブロック状に形成され、軽量化のために肉抜きされている。荷重入力部材１９の強度は、アウタリインホースメント２の強度よりも高く、且つロッカとアウタリインホースメントとの接合強度よりも低くなっている。

このような構成によれば、相手方車両Ｖが側面衝突した初期の段階において、ロアヒンジ４に荷重が集中した後に、荷重入力部材１９によって脆弱部１７に対する局所的な荷重の入力が促進される。従って、例えば下側の脆弱部１７の強度を上側の脆弱部１８の強度と同等にしても、下側の脆弱部１７でのセンタピラー１０の折曲げに続いて、上側の脆弱部１８でのセンタピラー１０の折曲げを発生させることができる。これにより、相手方車両Ｖは、略水平に移動することになり、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分は、鉛直方向と略平行となるように変形することになる。従って、相手方車両Ｖの移動によってセンタピラー１０に生じる曲げモーメントを抑制することができる。

なお、荷重入力部材１９は、脆弱部１７及び脆弱部１８の少なくとも一方に対応するように配置することができる。脆弱部１７及び脆弱部１８の両方に対応するように荷重入力部材１９を配置する場合には、荷重入力部材１９の強度を上側と下側とで異ならせて、脆弱部１７及び脆弱部１８のそれぞれに対する局所的な荷重の入力状態を制御することができる。また、荷重入力部材１９をリアドア３２内に配置してもよい。

次に、ハーネス取付孔によって実現された脆弱部１８について説明する。

図１０は、ハーネス取付孔によって実現された脆弱部が適用されたセンタピラー構造の側面図であり、図１１は、ハーネス取付孔によって実現された脆弱部が適用されたセンタピラー構造の横断面図である。図１０及び図１１に示されるように、センタピラー１０においてロアヒンジ４が取り付けられる部分とアッパヒンジ５が取り付けられる部分との間には、パワーウィンドウやドアロック等に関するワイヤ３３を保持するハーネス３４が取り付けられるハーネス取付孔３５が設けられている。このように、ビード１２の替わりに、ハーネス取付孔３５によって上側の脆弱部１８を実現してもよい。

なお、センタピラー１０においてロアヒンジ４が取り付けられる部分の下側にハーネス取付孔３５を設け、ビード１１の替わりに、ハーネス取付孔３５によって下側の脆弱部１７を実現してもよい。

次に、各脆弱部１７，１８に対応するように配置された端部を有するドアビームについて説明する。

図１２は、脆弱部に対応するように配置された端部を有するドアビームが適用されたセンタピラー構造の側面図であり、図１３は、脆弱部に対応するように配置された端部を有するドアビームが適用されたセンタピラー構造の横断面図である。図１２及び図１３に示されるように、フロントドアビーム３６の後端部３６ａは、車幅方向において下側の脆弱部１７に対向するようにフロントドア３１内に配置されており、リアドアビーム３７の前端部３７ａは、車幅方向において上側の脆弱部１８に対向するようにリアドア３２内に配置されている。各ドアビーム３６，３７は、車両が側面衝突を受けた際のエネルギ吸収補強部材である。

このような構成によれば、相手方車両Ｖが側面衝突した初期の段階において、ロアヒンジ４に荷重が集中した後に、フロントドアビーム３６の後端部３６ａによって下側の脆弱部１７に対する局所的な荷重の入力が促進されると共に、リアドアビーム３７の前端部３７ａによって上側の脆弱部１８に対する局所的な荷重の入力が促進される。これにより、例えば相手方車両がセンタピラー１０から前後にオフセットしてフロントドア３１又はリアドア３７中心に衝突しても、脆弱部１７及び脆弱部１８で確実にセンタピラー１０を折り曲げさせることができる。

なお、フロントドアビーム３６の後端部３６ａを上側の脆弱部１８に対応するように配置し、リアドアビーム３７の前端部３７ａを下側の脆弱部１７に対応するように配置してもよい。また、脆弱部１７及び脆弱部１８の少なくとも一方に、フロントドアビーム３６の後端部３６ａ又はリアドアビーム３７の前端部３７ａを配置してもよい。また、下側の脆弱部１７に対応するように配置されるフロントドアビーム３６の後端部３６ａ又はリアドアビーム３７の前端部３７ａは、下側の脆弱部１７と同等の高さか、下側の脆弱部１７よりもやや上方の想定荷重入力領域に位置させることが好ましい。

次に、車両が側面衝突を受けた際に、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分が鉛直方向と略平行となるように変形することによる効果について説明する。

車両が側面衝突を受けた際に、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分が鉛直方向と略平行となるように変形すると、例えば下側の脆弱部１７に対応する部分のみでセンタピラーが折れ曲がって、当該部分が車両のキャビン側に突出するのを抑制することができる。しかも、例えば下側の脆弱部１７に対応する部分のみでセンタピラーが折れ曲がった場合に比べ、脆弱部１７及び脆弱部１８でセンタピラー１０が折れ曲がって、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分が鉛直方向と略平行となるように変形した場合には、センタピラー１０の変形部分の変位速度を抑えることができる。

なお、センタピラー１０は、車幅方向外側から脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分に外力が作用した場合に、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分の変位が最も大きくなるように構成されていることが好ましい。また、センタピラー１０は、図１４に示されるように、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分が鉛直方向と略平行な接線を有する湾曲状に変形するように構成されていてもよい。

次に、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分に対応するように配置される緩衝部材について説明する。

図１５は、緩衝部材が適用されたセンタピラー構造の横断面図である。図１５に示されるように、センタピラー１０の内側（キャビン側）には、ピラーガーニッシュ３９が取り付けられている。緩衝部材３８は、例えば発泡ウレタンからなり、車幅方向において脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分に対向するようにピラーガーニッシュ３９内に配置されている。これにより、車両が側面衝突を受けた際に、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分がキャビン側に変形しても、その衝撃を緩和することができる。

なお、緩衝部材３８は、脆弱部１７と脆弱部１８との間の部分に対応するようにセンタピラー１０の内側に配置されていれば、シートの側面等に取り付けられていてもよい。
［第２実施形態］

図１６は、本発明に係る車両のピラー構造の第２実施形態としてのセンタピラー構造の斜視図であり、図１７は、図１６のセンタピラー構造の正面図である。図１６及び図１７に示されるように、センタピラー構造１は、アウタリインホースメント２を備えている。アウタリインホースメント２は、レーザ溶接分割線３を介して高張力鋼板が継ぎ合わされて形成されており、その上端部はルーフサイドレールに接続され、その下端部はロッカに接続される。

アウタリインホースメント２においてドアのロアヒンジ４が取り付けられる部分とドアのアッパヒンジ５が取り付けられる部分との間には、外側に凸状の非焼入れ部６が設けられている。また、アウタリインホースメント２においてロアヒンジ４が取り付けられる部分とロッカに接続される部分との間には、外側に凸状の非焼入れ部７が設けられている。このように、アウタリインホースメント２においてロアヒンジ４が取り付けられる部分の上側部分及び下側部分が非焼入れ部６，７とされている一方で、アウタリインホースメント２において非焼入れ部６，７を除く部分が焼入れ部８とされている。これにより、センタピラー１０においては、非焼入れ部７及び非焼入れ部６のそれぞれによって脆弱部１７及び脆弱部１８が実現されている。

以上説明したように、センタピラー構造１によれば、アウタリインホースメント２においてロアヒンジ４が取り付けられる部分の上側部分及び下側部分を非焼入れ部６，７とすることで、側面衝突時における座屈点（曲折部）を容易に形成することができる。そして、車両が側面衝突を受けた際には、ロアヒンジ４が取り付けられる部分の上側部分及び下側部分でアウタリインホースメント２が折れ曲がるため、相手方車両の移動によってアウタリインホースメント２に生じる曲げモーメントを抑制することができる。従って、センタピラー構造１によれば、センタピラーの強度を確保しつつ、側面衝突時におけるセンタピラーの変形を制御することが可能となる。

図１８は、側面衝突時におけるアウタリインホースメントの変形状態を示す図である。図１８（ａ）に、車両が側面衝突を受けた際に、ロアヒンジ４が取り付けられる部分の上側部分の１点が座屈点Ｂとなるアウタリインホースメント１０２を示し、図１８（ｂ）に、車両が側面衝突を受けた際に、ロアヒンジ４が取り付けられる部分の上側部分及び下側部分の２点が座屈点Ｂとなる上記アウタリインホースメント２を示す。なお、図１８（ｂ）に示されるアウタリインホースメント２においては、非焼入れ部６の強度よりも非焼入れ部７の強度が低くされている。

図１８（ａ）に示されるように、アウタリインホースメント１０２では、１点の座屈点Ｂの下側部分が変形によって傾き、傾いた下側部分に沿って相手方車両Ｖが移動するため、アウタリインホースメント１０２に生じる曲げモーメントが比較的大きくなる。一方、図１８（ｂ）に示されるように、アウタリインホースメント２では、２点の座屈点Ｂの間の部分が変形によってもさほど傾かないため、相手方車両Ｖの移動によってアウタリインホースメント２に生じる曲げモーメントが比較的小さくなる。

図１９は、図１８（ａ）のアウタリインホースメントの曲げモーメント線図及びせん断力線図であり、図２０は、図１８（ｂ）のアウタリインホースメントの曲げモーメント線図及びせん断力線図である。なお、図１９及び図２０において、Ｍ_Ｂは、座屈点Ｂの分担モーメントである。また、Ｆｙは、アウタリインホースメントが発生する衝突反力であり、Ｆｙ_Ｂは、Ｆｙのうち曲げによって発生する反力である。

図１９及び図２０に示されるように、アウタリインホースメント２においては、アウタリインホースメント１０２に比べ、センタピラー横方向への変形量が減少すると共に、非焼入れ部６がアウタリインホースメント２の中央付近に位置することによる塑性関節作用で分担モーメントＭ_Ｂが減少する。そして、アウタリインホースメント２において、側面衝突時における衝突反力Ｆｙのうち、曲げによって発生する反力Ｆｙ_Ｂが低下した分は、軸力の増加によって補われる。つまり、アウタリインホースメント１０２が比較的大きな曲げと比較的小さな軸力とによって側面衝突時における衝突反力を発生するのに対し、アウタリインホースメント２は、比較的小さな曲げと比較的大きな軸力とによって側面衝突時における衝突反力を発生する。

以上により、図１８（ｂ）に示されるアウタリインホースメント２を備えるセンタピラー構造１においては、ベルトライン部のモーメント入力が減少するため、ベルトライン部における補強を削減することができ、センタピラーの軽量化及び低コスト化を図ることが可能となる。

次に、本発明に係る車両のピラー構造の製造方法として、上述したセンタピラー構造１の製造方法について説明する。

まず、図２１に示されるように、アウタリインホースメント２となる高張力鋼板２ａを準備し、ホットスタンプ用の上型（金型）２１と下型（金型）２２とで高張力鋼板２ａを成形及び加熱する。このとき、上型２１及び下型２２と高張力鋼板２ａとの隙間を適切に管理して、高張力鋼板２ａにおいて焼入れ部８に対応する部分８ａと上型２１との隙間よりも、高張力鋼板２ａにおいて非焼入れ部６，７に対応する部分６ａ，７ａと上型２１との隙間が狭くなるようにする。ここでは、非焼入れ部６，７に対応する部分６ａ，７ａと上型２１とを密着させる。

続いて、上型２１に設けられた冷却水供給孔２１ａから、焼入れ部８に対応する部分８ａと上型２１との隙間に冷却水を供給する。このとき、非焼入れ部６，７に対応する部分６ａ，７ａと上型２１とが密着しているため、図２２に示されるように、非焼入れ部６，７に対応する部分６ａ，７ａには冷却水が流通せず、焼入れ部８に対応する部分８ａにのみ冷却水が流通することとなり、急冷却によって当該部分８ａにのみ焼入れ処理が施される。そして、これにより形成されたアウタリインホースメント２を用いてセンタピラー構造１を製造する。

以上説明したように、センタピラー構造１の製造方法においては、加熱された高張力鋼板２ａにおいて非焼入れ部６，７に対応する部分６ａ，７ａへの冷却水の流通が抑制されるため、焼入れ部８に対応する部分８ａの焼入れ密度よりも非焼入れ部６，７に対応する部分６ａ，７ａの焼入れ密度が低下する。これにより、アウタリインホースメント２においてロアヒンジ４が取り付けられる部分の上側部分及び下側部分を簡便に且つ確実に非焼入れ部６，７とすることができる。
［第３実施形態］

図２３は、本発明に係る車両のピラー構造の第３実施形態としてのセンタピラー構造の斜視図である。図２３に示されるように、第３実施形態のセンタピラー構造１は、アウタリインホースメント２において非焼入れ部６，７が凸状に形成されていない点で、上述した第２実施形態のセンタピラー構造１と異なっている。

このセンタピラー構造１は、次のように製造される。すなわち、図２４及び図２５に示されるように、アウタリインホースメント２となる高張力鋼板２ａを準備し、ホットスタンプ用の上型（金型）２１と下型（金型）２２とで高張力鋼板２ａを成形及び加熱する。続いて、上型２１において焼入れ部８に対応する部分に設けられた冷却水供給孔２１ａから、焼入れ部８に対応する部分８ａと上型２１との隙間に冷却水を供給する。供給された冷却水は、上型２１において焼入れ部８と非焼入れ部６，７との境界部に対応する部分に設けられた冷却水排出孔２１ｂから外部に排出される。これにより、非焼入れ部６，７に対応する部分６ａ，７ａには冷却水が流通せず、焼入れ部８に対応する部分８ａにのみ冷却水が流通することとなり、急冷却によって当該部分８ａにのみ焼入れ処理が施される。そして、これにより形成されたアウタリインホースメント２を用いてセンタピラー構造１を製造する。

以上説明したように、センタピラー構造１の製造方法においては、加熱された高張力鋼板２ａにおいて非焼入れ部６，７に対応する部分６ａ，７ａへの冷却水の流通が抑制されるため、焼入れ部８に対応する部分８ａの焼入れ密度よりも非焼入れ部６，７に対応する部分６ａ，７ａの焼入れ密度が低下する。これにより、アウタリインホースメント２においてロアヒンジ４が取り付けられる部分の上側部分及び下側部分を簡便に且つ確実に非焼入れ部６，７とすることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、図２６及び図２７に示されるように、非焼入れ部６，７に代えて、アウタリインホースメント２に切欠き状のビード１１，１２を設けても、側面衝突時における相手方車両の上昇によってアウタリインホースメント２に生じる曲げモーメントを抑制することができる。

図２６に示されるアウタリインホースメント２においては、１対の外側稜線部分のそれぞれにビード１１，１２が設けられている。このアウタリインホースメント２においては、ロアヒンジ４が取り付けられる部分の下側部分のビード１１の数よりも上側部分のビード１２の数が多くされており、その一方で、板厚や材質が変えられることで、レーザ溶接分割線３の下側部分の部材の強度よりも上側部分の部材の強度が高くされている。

また、図２７に示されるアウタリインホースメント２においては、１対の外側稜線部分に跨るようにビード１２が設けられており、１対の外側稜線部分のそれぞれにビード１１が設けられている。そして、アウタリインホースメント２の外側壁の内面に沿って延在するヒンジリインホースメント１４の下端部がビード１２の内側に回り込んでいる。このようなアウタリインホースメント２及びヒンジリインホースメント１４によれば、図２８に示されるように、車両が側面衝突を受けた際に、ロアヒンジ４が取り付けられる部分の上側部分でアウタリインホースメント２を確実に折り曲がらせつつ、ヒンジリインホースメント１４との干渉によって、センタピラーの過変形を防止し、安定した変形モードを得ることができる。

また、本発明に係る車両のピラー構造は、必ずしもセンタピラー構造に限定されず、ピラーが有する脆弱部の数も２つに限定されない。更に、脆弱部は、ピラーを構成する部材の形状の他、ピラーを構成する部材の材質変更や板厚調整、焼入れ具合や塑性効果等により実現してもよい。

本発明に係る車両のピラー構造の第１実施形態としてのセンタピラー構造の分解斜視図である。 図１に示されるセンタピラー構造の側面図である。 図１に示されるセンタピラー構造のセンタピラーの強度分布を示す図である。 図２に示されるIV−IV線に沿っての断面図である。 図１に示されるセンタピラー構造の正面図である。 図１に示されるセンタピラー構造のセンタピラーの変形状態を示す図である。 荷重入力部材が適用されたセンタピラー構造の横断面図である。 荷重入力部材が適用されたセンタピラー構造の斜視図である。 荷重入力部材の斜視図である。 ハーネス取付孔によって実現された脆弱部が適用されたセンタピラー構造の側面図である。 ハーネス取付孔によって実現された脆弱部が適用されたセンタピラー構造の横断面図である。 脆弱部に対応するように配置された端部を有するドアビームが適用されたセンタピラー構造の側面図である。 脆弱部に対応するように配置された端部を有するドアビームが適用されたセンタピラー構造の横断面図である。 脆弱部間の部分が鉛直方向と略平行な接線を有する湾曲状に変形するように構成されたセンタピラーの変形状態を示す図である。 緩衝部材が適用されたセンタピラー構造の横断面図である。 本発明に係る車両のピラー構造の第２実施形態としてのセンタピラー構造の斜視図である。 図１６のセンタピラー構造の正面図である。 側面衝突時におけるアウタリインホースメントの変形状態を示す図である。 図１８（ａ）のアウタリインホースメントの曲げモーメント線図及びせん断力線図である。 図１８（ｂ）のアウタリインホースメントの曲げモーメント線図及びせん断力線図である。 図１６のセンタピラー構造の製造工程を示す図である。 図１６のセンタピラー構造の製造工程を示す図である。 本発明に係る車両のピラー構造の第３実施形態としてのセンタピラー構造の斜視図である。 図２３のセンタピラー構造の製造工程を示す図である。 図２３のセンタピラー構造の製造工程を示す図である。 本発明に係る車両のピラー構造の他の実施形態としてのセンタピラー構造の斜視図である。 本発明に係る車両のピラー構造の他の実施形態としてのセンタピラー構造の斜視図である。 側面衝突時における図２７のアウタリインホースメントの変形状態を示す図である。

符号の説明

１…センタピラー構造、２…アウタリインホースメント（補強部材）、４…ロアヒンジ（凸部）、６，７…非焼入れ部、８…焼入れ部、１０…センタピラー、１１，１２…ビード（補強部材において脆弱化された部分）、１５…アウタパネル（外郭部材）、１６…インナパネル（外郭部材）、１７…脆弱部（第１の脆弱部）、１８…脆弱部（第２の脆弱部）、２１…上型（金型）、２１ａ…冷却水供給孔、２１ｂ…冷却水排出孔、２２…下型（金型）、３６…フロントドアビーム、３６ａ…後端部、３７…リアドアビーム、３７ａ…前端部。

Claims (12)

1. 第１の脆弱部、及び前記第１の脆弱部よりも上方に位置する第２の脆弱部を有するピラーを備えることを特徴とする車両のピラー構造。
2. 前記第１の脆弱部と前記第２の脆弱部との間において前記ピラーから車幅方向外側に突出する凸部を備えることを特徴とする請求項１記載の車両のピラー構造。
3. 前記第１の脆弱部の強度は、前記第２の脆弱部の強度よりも低いことを特徴とする請求項１又は２記載の車両のピラー構造。
4. 前記第１の脆弱部は、車幅方向外側から前記ピラーに作用すると想定される外力の作用部分に対して下方に位置し、前記第２の脆弱部は、前記作用部分に対して上方に位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の車両のピラー構造。
5. 前記ピラーは、外郭部材、及び前記外郭部材内に配置された補強部材を有し、
   前記第１の脆弱部及び前記第２の脆弱部は、前記補強部材において脆弱化された部分によって実現されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の車両のピラー構造。
6. 前記第１の脆弱部及び前記第２の脆弱部の少なくとも一方には、ドアビームの端部が対応するように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の車両のピラー構造。
7. 前記ピラーは、車幅方向外側から前記第１の脆弱部と前記第２の脆弱部との間の部分に外力が作用した場合に、前記第１の脆弱部と前記第２の脆弱部との間の部分の変位が最も大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の車両のピラー構造。
8. 前記ピラーは、外郭部材、及び前記外郭部材内に配置された補強部材を有し、
   前記補強部材においては、ドアのロアヒンジが取り付けられる部分の上側部分及び下側部分が非焼入れ部とされ、前記上側部分及び前記下側部分を除く部分が焼入れ部とされており、
   前記第１の脆弱部及び前記第２の脆弱部は、前記非焼入れ部によって実現されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の車両のピラー構造。
9. 前記補強部材に焼入れ処理を施す際に、加熱された前記補強部材において前記非焼入れ部に対応する部分に比べ、前記焼入れ部に対応する部分に冷却水を流通させて製造されたことを特徴とする請求項８記載の車両のピラー構造。
10. 前記補強部材において前記非焼入れ部に対応する部分を凸状に形成し、ホットスタンプ用の金型と前記焼入れ部に対応する部分との隙間よりも、前記金型と前記非焼入れ部に対応する部分との隙間を狭くすることにより、前記非焼入れ部に対応する部分に比べ、前記焼入れ部に対応する部分に前記冷却水を流通させて製造されたことを特徴とする請求項９記載の車両のピラー構造。
11. ホットスタンプ用の金型において前記焼入れ部に対応する部分に冷却水供給孔を設け、前記金型において前記焼入れ部と前記非焼入れ部との境界部に対応する部分に冷却水排出孔を設けることにより、前記非焼入れ部に対応する部分に比べ、前記焼入れ部に対応する部分に前記冷却水を流通させて製造されたことを特徴とする請求項９記載の車両のピラー構造。
12. 外郭部材、及び前記外郭部材内に配置された補強部材を有するピラーを備えるピラー構造の製造方法であって、
    前記補強部材に焼入れ処理を施す際に、加熱された前記補強部材において、ドアのロアヒンジが取り付けられる部分の上側部分及び下側部分に比べ、前記上側部分及び前記下側部分を除く部分に冷却水を流通させることにより、前記上側部分及び前記下側部分を非焼入れ部とし、前記上側部分及び前記下側部分を除く部分を焼入れ部として、第１の脆弱部、及び前記第１の脆弱部よりも上方に位置する第２の脆弱部を前記ピラーに設けることを特徴とする車両のピラー構造の製造方法。