JP2011207404A - 樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】重量の増加を抑制しつつセンタピラーの曲げ変形を効率的に抑制することができる樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造を提供する。
【解決手段】車体側面部に設けられた前後のドア開口部３、４の間に位置して車体上下方向に延び、閉断面状に形成された閉断面部を有するセンタピラー２０に樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造において、樹脂構造体５０、６０は、センタピラーに作用し得る複数の荷重にそれぞれ対応して閉断面部内に車体上下方向に離間して複数配設され、複数の樹脂構造体５０、６０の少なくとも１つは、センタピラーに取り付けられリアドアを回動可能に支持するヒンジ部４７と車体上下方向の対応する位置に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両における車体側面部に設けられた前後のドア開口部の間に位置するセンタピラーに、該センタピラーを補強するための樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造に関する。

自動車等の車両における車体側面部には、前後のドア開口部の間に位置するセンタピラーが車体上下方向に延びるように設けられており、このセンタピラーは一般に、車外側に配設されるセンタピラーアウタと車室側に配設されるセンタピラーインナとで閉断面状に形成された閉断面構造として構成されている。

また、センタピラーにおいては、閉断面状に形成された閉断面部内に補強部材を配設して強度及び剛性を高めるようにしたものも知られている。例えば特許文献１には、センタピラーの中空室に、中空室の長手方向に直交する補強プレートを該中空室の長手方向に所定間隔をあけて複数配設すると共にこれらのプレートを連結してなる樹脂製の補強部材を取り付け、かつ少なくとも１つの補強プレートと該補強プレートに隣接する補強プレートとの間を発泡体で充填するようにしたものが開示されている。

特開平１０−０５３１５６号公報

しかしながら、センタピラーに複数の荷重が作用し得る場合に、前記特許文献１に記載されるように樹脂製の補強部材を一体的に配設して補強する場合には必要以上の補強によって重量の増加を招くことから、重量の増加を抑制することが望まれる。一方、センタピラーは、側突時にフロントドアやリアドアに作用する荷重が伝達されて車室側に曲げ変形される畏れがあるので、乗員の安全性を確保するために車室側に曲げ変形されることを抑制することが求められている。

そこで、本発明は、重量の増加を抑制しつつセンタピラーの曲げ変形を効率的に抑制することができる樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造を提供することを目的とする。

このため、本願の請求項１に係る発明は、車体側面部に設けられた前後のドア開口部の間に位置して車体上下方向に延び、閉断面状に形成された閉断面部を有するセンタピラーに、該センタピラーを補強するための樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造であって、前記樹脂構造体は、前記センタピラーに作用し得る複数の荷重にそれぞれ対応して前記閉断面部内に車体上下方向に離間して複数配設され、前記複数の樹脂構造体の少なくとも１つは、前記センタピラーに取り付けられリアドアを回動可能に支持するヒンジ部と車体上下方向の対応する位置に設けられている、ことを特徴とする。

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記ヒンジ部は、車体上下方向に離間して配設される２つのヒンジ部を備え、該２つのヒンジ部とそれぞれ車体上下方向の対応する位置に設けられる前記樹脂構造体が異なる樹脂構造体である、ことを特徴とする。

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記複数の樹脂構造体の１つは、前記センタピラーに取り付けられフロントドアを係脱可能に係止させるストライカと車体上下方向の対応する位置に設けられている、ことを特徴とする。

また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３に係る発明において、前記複数の樹脂構造体の１つは、フロントドアに設けられた車体前後方向に延びるインパクトバーの後端部と車体上下方向の対応する位置に設けられている、ことを特徴とする。

また更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４の何れか１項に係る発明において、前記複数の樹脂構造体の１つは、リアドアに設けられた車体前後方向に延びるインパクトバーの前端部と車体上下方向の対応する位置に設けられている、ことを特徴とする。

また更に、本願の請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５の何れか１項に係る発明において、前記複数の樹脂構造体の１つは、ドアに配設されたウインドガラスの下縁部をなすベルトラインと車体上下方向の対応する位置に設けられている、ことを特徴とする。

また更に、本願の請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６の何れか１項に係る発明において、前記複数の樹脂構造体の１つは、前記センタピラーに設けられ前記リアドアに通電するためのハーネスを挿通させる穴部と車体上下方向の対応する位置に設けられている、ことを特徴とする。

また更に、本願の請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７の何れか１項に係る発明において、前記複数の樹脂構造体が連結部材によって連結され、該連結部材が前記センタピラーに結合されている、ことを特徴とする。

本願の請求項１に係る樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造によれば、樹脂構造体は、センタピラーに作用し得る複数の荷重にそれぞれ対応して閉断面部内に車体上下方向に離間して複数配設され、複数の樹脂構造体の少なくとも１つは、センタピラーに取り付けられリアドアを回動可能に支持するヒンジ部と車体上下方向の対応する位置に設けられている。これにより、側突時にリアドアに車外側から作用する荷重がヒンジ部を通じてセンタピラーに伝達される部分を含むセンタピラーに荷重が作用する部分を局部的に樹脂構造体によって補強することができ、センタピラーに必要以上に広い範囲にわたって補強する場合に比して、重量の増加を抑制しつつセンタピラーの曲げ変形を効率的に抑制することができる。

また、本願の請求項２に係る発明によれば、ヒンジ部は、車体上下方向に離間して配設される２つのヒンジ部を備え、２つのヒンジ部とそれぞれ車体上下方向の対応する位置に設けられる樹脂構造体が異なる樹脂構造体であることにより、側突時にリアドアに車外側から作用する荷重が２つのヒンジ部を通じてセンタピラーに伝達される部分をそれぞれ樹脂構造体によって補強することができ、前記効果をより具体的に実現することができる。

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、複数の樹脂構造体の１つは、センタピラーに取り付けられフロントドアを係脱可能に係止させるストライカと車体上下方向の対応する位置に設けられているので、側突時にフロントドアに車外側から作用する荷重がストライカを通じてセンタピラーに伝達される部分を有効に補強することができ、前記効果をより有効に奏することができる。

また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、複数の樹脂構造体の１つは、フロントドアに設けられた車体前後方向に延びるインパクトバーの後端部と車体上下方向の対応する位置に設けられているので、側突時にフロントドアに車外側から作用する荷重がフロントドアのインパクトバーを通じてセンタピラーに伝達される部分を有効に補強することができ、前記効果をより有効に得ることができる。

また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、複数の樹脂構造体の１つは、リアドアに設けられた車体前後方向に延びるインパクトバーの前端部と車体上下方向の対応する位置に設けられているので、側突時にリアドアに車外側から作用する荷重がリアドアのインパクトバーを通じてセンタピラーに伝達される部分を有効に補強することができ、前記効果をより有効に得ることができる。

また更に、本願の請求項６に係る発明によれば、複数の樹脂構造体の１つは、ドアに配設されたウインドガラスの下縁部をなすベルトラインと車体上下方向の対応する位置に設けられているので、側突時にドアに車外側から作用する荷重がドアの上端部を通じてセンタピラーに伝達される部分を有効に補強することができ、前記効果をより有効に得ることができる。

また更に、本願の請求項７に係る発明によれば、複数の樹脂構造体の１つは、センタピラーに設けられリアドアに通電するためのハーネスを挿通させる穴部と車体上下方向の対応する位置に設けられているので、側突時に曲げ変形しやすいセンタピラーに設けられた穴部近傍を有効に補強することができ、前記効果をより有効に奏することができる。

また更に、本願の請求項８に係る発明によれば、複数の樹脂構造体が連結部材によって連結され、該連結部材がセンタピラーに結合されていることにより、センタピラーの閉断面部内に複数の樹脂構造体を位置決め精度良く配設することができるとともに、容易に取り付けることができ、作業効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るセンタピラー構造を適用した車体の側面図である。 フロントドア及びリアドアを取り除いた図１に示す車体の要部拡大図である。 車体のセンタピラーを示す斜視図である。 センタピラーを分解して示す分解斜視図である。 図３におけるＹ５−Ｙ５線に沿ったセンタピラーの断面図である。 図３におけるＹ６−Ｙ６線に沿ったセンタピラーの断面図である。 車体フレームの曲げ変形挙動を解析するためのシミュレーションについて説明するための説明図である。 車体フレームの曲げ変形挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図である。 図８における車体フレームの屈曲部の断面を示す断面図である。 圧子の下降ストロークと荷重に対する反力との関係、及び圧子の下降ストロークとエネルギー吸収量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語など特定の方向を意味する用語を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

本願発明者等は、重量の増加を抑制しつつセンタピラーの曲げ変形を効率的に抑制することができる樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造の開発にあたり、先ず、断面矩形の管状のフレーム本体に外部から曲げ荷重を入力して曲げ変形する際の変形挙動についてシミュレーション解析を行った。

図７は、フレーム本体の曲げ変形挙動を解析するためのシミュレーションについて説明するための説明図であり、図８は、フレーム本体の曲げ変形挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図、図９は、図８におけるフレーム本体の屈曲部の断面図である。なお、図８では、フレーム本体の各部の変形量の大小を色の濃淡で表し、変形量が大きいほど濃い色で表し、図８及び図９では、フレーム本体の曲げ変形の進行状態を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に表しており、後述する図１０に示す圧子の下降ストロークがＳ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の場合を順に示している。

このシミュレーションでは、金属製フレーム本体２００として、上面部２００ａと、下面部２００ｂと、上面部２００ａと下面部２００ｂとの間に位置し上面部２００ａと下面部２００ｂとの間でそれぞれ角部２００ｄ、２００ｅを形成する側面部２００ｃ、すなわち図８及び図９において上面部２００ａの右側端部と下面部２００ｂの右側端部との間の右側面部２００ｃ及び上面部２００ａの左側端部と下面部２００ｂの左側端部との間の左側面部２００ｃとを有し、断面矩形の閉断面状に形成したモデルを用いて、シミュレーション解析した。

具体的には、図７（ａ）に示すように、所定長さＸ１を有するフレーム本体２００を、この長さＸ１より短い所定距離Ｘ２だけ離間させた２つの固定点２０１で支持させ、２つの固定点２０１の中間位置に対応するフレーム本体２００の上面部２００ａの長手方向における中央部Ｐ１に上方から圧子２０２を一定速度で下降させ、圧子２０２を介して、車両衝突時に外部から入力される荷重を模擬した荷重Ｆをフレーム本体２００に作用させ、フレーム本体２００の曲げ変形挙動を調べた。

フレーム本体２００に外部から曲げ荷重Ｆが作用する場合、図７（ｂ）に示すように、フレーム本体２００は下側に凸状に湾曲して変形し、上面部２００ａでは長手方向両端から圧縮方向の力が作用して圧縮応力が生じ、下面部２００ｂでは長手方向両端から引張方向の力が作用して引張応力が生じることとなる。また、側面部２００ｃには、中立軸２１０より上面部２００ａ側では圧縮応力が生じ、中立軸２１０より下面部２００ｂ側では引張応力が生じることとなる。

図１０は、圧子の下降ストロークと荷重に対する反力との関係、及び圧子の下降ストロークとエネルギー吸収量との関係を示すグラフであり、図１０では、圧子２０２がフレーム本体２００の上面部２００ａに接触した位置からの下降ストロークを横軸にとり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’を左側縦軸にとって表示し、エネルギー吸収量ＥＡを右側縦軸にとって表示している。エネルギー吸収量ＥＡは、フレーム本体２００が曲げ変形することにより吸収できるエネルギーであり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’と圧子２０２の下降ストロークとの積で表されるものである。

図８及び図９の（ａ）に示すように、圧子２０２が上面部２００ａに接触した位置である圧子の下降ストロークがＳ_０である場合、フレーム本体２００において、角部２００ｄの頂点Ｐ２は角部２００ｅの頂点Ｐ３の略垂直方向上方側に位置している。なお、これら頂点Ｐ２、Ｐ３は、フレーム本体２００が曲げ変形する際の屈曲部、すなわち中央部Ｐ１を有する断面における角部２００ｄ、２００ｅの頂点を表している。

この状態から圧子２０２を下方へ移動してフレーム本体２００に荷重Ｆを付加すると、圧子２００の下降ストロークが大きくなるにつれて荷重Ｆに対する反力Ｆ’が大きくなり、フレーム本体２００が下側に凸状に湾曲して変形され、フレーム本体２００は、上面部２００ａで圧縮方向の力が作用し、下面部２００ｂで引張方向の力が作用し、荷重Ｆが付加される中央部Ｐ１から曲げ変形される。

圧子２０２の下降ストロークがＳ_１の場合に荷重Ｆに対する反力Ｆ’が最大となり、図８及び図９の（ｂ）に示すように、フレーム本体２００は下側に凸状に湾曲して変形されるとともに閉断面状に形成されるフレーム本体２００の内方側へ変形され、この変形に伴って上面部２００ａに隣接する側面部２００ｃが断面方向における外方側に膨らんで面外変形を生じ、角部２００ｅの頂点Ｐ３に対して角部２００ｄの頂点Ｐ２が略垂直方向から外方側に傾斜し、図８における変形箇所αで示すように、角部２００ｄに変形量の大きい部分が生じる。また、この変形に伴って下面部２００ｂがフレーム本体２００の内方側に変位している。

さらに圧子２０２の下降ストロークが大きくなると、圧子２０２の下降ストロークに伴って荷重Ｆに対する反力Ｆ’が小さくなり、図８及び図９の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、フレーム本体２００はさらに曲げ変形され、上面部２００ａがフレーム本体２００の内方側へさらに変形され、この変形に伴って側面部２００ｃが断面方向における外方側へさらに膨らんで面外変形を生じるとともに、下面部２００ｄがフレーム本体２００の内方側へさらに変位し、フレーム本体２００が曲げ変形されて座屈している。

このシミュレーション解析結果から、断面矩形の閉断面状に形成したフレーム本体に外部から曲げ荷重が作用して曲げ変形される場合、先ず、圧縮方向の力が作用する上面部において荷重の入力方向に沿ってフレーム本体の内方側へ変形し、この変形に伴って該上面部に隣接する側面部がフレーム本体の外方側に膨らんで面外変形を生じるとともに、引張方向の力が作用する下面部がフレーム本体の内方側へ変位し、フレーム本体が曲げ変形されて座屈することが分かった。また、フレーム本体は、荷重が作用する部分を曲げ変形の起点として荷重が作用する部分を含む所定範囲のみが曲げ変形されて座屈することが分かった。

なお、前述したシミュレーション解析に加えて、断面矩形の閉断面状に形成した実際のフレーム本体についても同様に、フレーム本体に外部から曲げ荷重を入力して曲げ変形する際の変形挙動を調べる実験を行ったが、かかる実験においても、前述したシミュレーション解析結果と略同様の結果が得られた。

これらの結果から、閉断面状に形成されたセンタピラーにおいては、側突時に車外側からフロントドアやリアドアに作用し得る荷重がセンタピラーに伝達される部分を含む車体上下方向の所定範囲のみを有効に補強することで、重量の増加を抑制しつつセンタピラーが曲げ変形されることを効率的に抑制することができると考えられる。

以下、本発明の実施形態に係るセンタピラー構造について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るセンタピラー構造を適用した車体の側面図、図２は、フロントドア及びリアドアを取り除いた図１に示す車体の要部拡大図、図３は、車体のセンタピラーを示す斜視図、図４は、センタピラーを分解して示す分解斜視図、図５は、図３におけるＹ５−Ｙ５線に沿ったセンタピラーの断面図、図６は、図３におけるＹ６−Ｙ６線に沿ったセンタピラーの断面図である。

図１に示すように、車体１は、４ドアタイプの乗用車の車体であり、車体１の側面を構成する車体側面部２は、車体上部において車体前後方向に延びるルーフサイドレール１０と、車体下部において車体前後方向に延びるサイドシル５と、車体上下方向に延び、上端がルーフサイドレール１０に結合され下端がサイドシル５に結合されたセンタピラー２０とを備え、センタピラー２０は、ルーフサイドレール１０の下方に設けられた前後のドア開口部３、４の間に位置している。

車体側面部２はまた、ルーフサイドレール１０の下方に設けられたドア開口部３、４を開閉可能に覆うサイドドア３０、４０、具体的には、車体前方側のドア開口部３を覆うフロントドア３０と車体後方側のドア開口部４を覆うリアドア４０を備えている。本実施形態では、フロントドア３０とリアドア４０とはそれぞれ、センタピラー２０と車体側面視において重なるように配設されており、フロントドア３０の車体後方側の端部がセンタピラー２０と重なるように配設され、リアドア４０の車体前方側の端部がセンタピラー２０と重なるように配設されている。

フロントドア３０、リアドア４０はそれぞれ、ドア本体３１、４１と、ウインドガラス３２、４２と、ウインドガラス３２、４２の昇降をガイドするとともにウインドガラス３２、４２を保持するドアサッシ３３、４３とを備え、フロントドア３０のドア本体３１とドアサッシ３３の車体後方側の端部がセンタピラー２０と重なるように配設され、リアドア４０のドア本体４１とドアサッシ４３の車体前方側の端部がセンタピラー２０と重なるように配設されている。

フロントドア３０はまた、その車体前方側にフロントドア３０を回動可能に支持するヒンジ部３７を備えている。ヒンジ部３７は、車体上下方向に離間して配設される２つのヒンジ部３７ａ、３７ｂ、すなわち車体上方側のアッパヒンジ部３７ａと車体下方側のロアヒンジ部３７ｂとを備え、ヒンジ部３７ａ、３７ｂはそれぞれ、フロントドア３０の車体前方側を車体１のフロントピラー６に連結してフロントドア３０を支持するとともに、フロントドア３０を車体１に対して車幅方向に回動することができるようになっている。

一方、フロントドア３０の車体後方側には、フロントドア３０の開閉を規制するロック手段としてのラッチ３８が備えられており、このラッチ３８に対応して、センタピラー２０にはフロントドア３０を車体１に対して係脱可能に係止させるストライカ３９が設けられている。フロントドア３０のラッチ３８がストライカ３９と係止することにより、フロントドア３０が車体１に対してロックされる。

リアドア４０についても同様に、その車体前方側にリアドア４０を回動可能に支持するヒンジ部４７を備えており、ヒンジ部４７は、車体上下方向に離間して配設される２つのヒンジ部４７ａ、４７ｂ、すなわち車体上方側のアッパヒンジ部４７ａと車体下方側のロアヒンジ部４７ｂとを備え、ヒンジ部４７ａ、４７ｂはそれぞれ、リアドア４０の車体前方側を車体１のセンタピラー２０に連結してリアドア４０を支持するとともに、リアドア４０を車体１に対して車幅方向に回動することができるようになっている。

また、リアドア４０の車体後方側には、リアドア４０の開閉を規制するロック手段としてのラッチ４８が備えられており、このラッチ４８に対応して、リアホイールハウス７にはリアドア４０を車体１に対して係脱可能に係止させるストライカ４９が設けられ、リアドア４０のラッチ４８がストライカ４９と係止することにより、リアドア４０が車体１に対してロックされる。

また、フロントドア３０、リアドア４０はそれぞれ、側突時に乗員への衝撃を抑制するための車体前後方向に延びるインパクトバー３５、４５を備えており、インパクトバー３５、４５はそれぞれ、ドア本体３１、４１の車体上下方向の略中央部においてドア３０、４０のドアインナパネルとドアアウタパネルとの間に形成される空間内に配設され、該ドアインナパネル又はドアアウタパネルに固定されている。

フロントドア３０に設けられたインパクトバー３５は、車体後方側に向かうに従って下方へ傾斜するように延び、フロントドア３０を閉じた状態で車体側面視において、その前端部３５ａがフロントピラー６に重なるように設けられ、その後端部３５ｂがセンタピラー２０に重なるように設けられている。一方、リアドア４０に設けられたインパクトバー４５は、略水平方向に延び、リアドア４０を閉じた状態で車体側面視において、その前端部４５ａがセンタピラー２０に重なるように設けられ、その後端部４５ｂがリアホイールハウス７に重なるように設けられている。

このように、センタピラー２０には、車体上下方向の略中央部にフロントドア３０を係脱可能に係止させるためのストライカ３９とリアドア４０を回動可能に支持するアッパヒンジ部４７ａが取り付けられ、車体上下方向の下方側にリアドア４０を回動可能に支持するロアヒンジ部４７ｂが取り付けられている。

また、センタピラー２０には、フロントドア３０及びリアドア４０を閉じた状態で車体側面視において、車体上下方向の略中央部にリアドア４０に設けられたインパクトバー４５の前端部４５ａが重なるように設けられ、車体上下方向の下方側にフロントドア３０に設けられたインパクトバー３５の後端部３５ｂが重なるように設けられている。

本実施形態ではまた、センタピラー２０に、該センタピラー２０を補強するための樹脂製の補強部材である樹脂構造体５０、６０が内蔵されている。側突時に車外側からフロントドア３０及びリアドア４０に荷重が作用すると、センタピラー２０にはストライカ３９、インパクトバー３５の後端部３５ｂ、アッパヒンジ部４７ａ、ロアヒンジ部４７ｂ及びインパクトバー４５の前端部４５ａを通じて優先的に荷重が伝達されることとなるが、樹脂構造体５０、６０は、これらの荷重が作用する部分に対応して車体上下方向の対応する位置に設けられている。なお、樹脂構造体５０、６０は、後述するセンタピラー２０に設けられる穴部と車体上下方向の対応する位置にも設けられている。

センタピラー２０は、車体１の内面の一部を構成する略平面状のセンタピラーインナ２１と、車体１の外面の一部を構成し、底面部２２ａと側面部２２ｂとフランジ部２２ｃとを備えた断面ハット状のセンタピラーアウタ２２と、センタピラーインナ２１とセンタピラーアウタ２２との間においてセンタピラーアウタ２２に略沿って配設され、底面部２３ａと側面部２３ｂとフランジ部２３ｃとを備えた断面ハット状のセンタピラーレイン２３とを備えており、センタピラーレイン２３のフランジ部２３ｃとセンタピラーアウタ２２のフランジ部２２ｃとをともにセンタピラーインナ２１の両端部２１ａにそれぞれ重ね合わせて接合することにより断面略矩形の閉断面状に形成されている。

このようにして、センタピラー２０は、センタピラーインナ２１とセンタピラーアウタ２２とによって閉断面状に形成された閉断面部２５を有している。また、閉断面部２５がセンタピラーレイン２３によって車外側と車室側とに区切られることにより、センタピラーレイン２１とセンタピラーアウタ２３とによって形成された閉断面部２５ａと、センタピラーレイン２２とセンタピラーインナ２１とによって形成された閉断面部２５ｂとを有している。なお、車体１では、センタピラーレイン２３は、センタピラーアウタ２２に略沿って配設され、閉断面部２５ｂが断面略矩形状に形成されている。

また、センタピラー２０には、リアドア４０に通電するためのハーネス（不図示）を挿通させる穴部２２ｄ、２２ｅや、シートベルトリトラクタ（不図示）を収容するための穴部２２ｆ、側突時の曲げ変形の強度を調整するための穴部２３ｄが設けられている。具体的には、センタピラーインナ２１における車体上下方向の略中央部に穴部２２ｄ、２２ｅが形成され、センタピラーインナ２１における車体上下方向の下方側に穴部２２ｆが形成され、センタピラーレイン２３における車体上下方向の下方側に穴部２３ｄが形成されている。なお、センタピラーインナ２１、センタピラーアウタ２２及びセンタピラーレイン２３はそれぞれ、鋼板などの金属製の板状素材をプレス加工して成形されている。

一方、樹脂構造体５０、６０は、樹脂材料を射出成形等によって成形して得られるものであり、車体上下方向に所定長さを有して閉断面部２５ｂ内に配設されている。樹脂構造体５０が、センタピラー２０における車体上下方向の略中央部に配置され、樹脂構造体６０が、センタピラー２０における車体上下方向の下方側に配置されている。

樹脂構造体５０は、センタピラーレイン２３の底面部２３ａの形状に応じて略矩形状に形成される平板状の平板部５１と、平板部５１から略直角方向に延び格子状に配設されたリブ５２からなるリブ部５３とを有しており、平板部５１がセンタピラーレイン２３の底面部２３に略沿って配設され、リブ５２がセンタピラーインナ２１に向かって車室側に延びるように設けられている。

格子状に配設されたリブ５２は、センタピラーレイン２３の側面部２３ｂに略沿って平行に車幅方向に延びる複数の縦リブ５２ａと、車体前後方向に延びる複数の横リブ５２ｂとを有しており、リブ部５３では、複数の縦リブ５２ａと複数の横リブ５２ｂとがそれぞれ平行に設けられ、縦リブ５２ａと横リブ５２とが互いに直角に結合され、センタピラーレイン２３からセンタピラーインナ２１に向かう方向に開口する四角形状の開口部５４が形成されている。

また、リブ部５３では、センタピラー２０の車体前後方向端部側からセンタピラー２０の車体前後方向中央側に向かってリブ５２の長さが短く凹状に湾曲して形成されており、センタピラー２０の車体前後方向中央側からセンタピラー２０の車体前後方向端部側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている。

このようにして構成される樹脂構造体５０は、２つの樹脂構造体５０、６０を連結する２つの連結部材７０によってセンタピラー２０に取り付けられている。連結部材７０は、略直角に結合された略平板状の支持部７０ａと連結部７０ｂとを備え、断面略Ｌ字状に形成されている。また、連結部材７０の支持部７０ａには、該連結部材７０の長手方向に離間して配置される複数のアンカー孔部７０ｃが設けられている。なお、２つの連結部材７０は、これに限定されるものではないが、鋼板などの金属製の板状素材をプレス加工して成形される。

本実施形態では、樹脂構造体５０は、樹脂構造体６０と同時に成形され、樹脂構造体５０、６０を成形するための成形型（不図示）の所定位置に連結部材７０を挿入した状態で樹脂材料を鋳込むことにより成形される。これにより、樹脂構造体５０は、樹脂構造体６０と所定の位置関係で、センタピラーレイン２３の側面部２３ｂ側に位置する縦リブ５３が支持部７０ａに一体的に成形され、連結部材７０によって樹脂構造体６０と連結される。その後に、樹脂構造体５０は、樹脂構造体６０とともに、連結部材７０の連結部７０ｂがセンタピラーインナ２１の端部２１ａとセンタピラーレイン２３のフランジ部２３ｃとの間に挟まれて結合され、閉断面部２５ｂ内の所定位置に配設される。なお、成形時に連結部材７０のアンカー孔部７０ｃにも樹脂材料が流れ込むことから、連結部材７０が、樹脂構造体５０、６０から抜けることを防止することができる。

これにより、樹脂構造体５０は、センタピラー２０の閉断面部２５ｂ内においてセンタピラー２０の車体上下方向の略中央部に配置され、アッパヒンジ４７ａ、ストライカ３９及びインパクトバー４５の前端部４５ａを含む車体上下方向における所定範囲に設けられ、ストライカ３９、アッパヒンジ４７ａ及びインパクトバー４５の前端部４５ａと車体上下方向の対応する位置に設けられている。また、樹脂構造体５０は、センタピラーインナ２０に設けられる穴部２２ｄ、２２ｅ近傍に配置され、センタピラーインナ２０に設けられる穴部２２ｄ、２２ｅと車体上下方向の対応する位置に設けられている。

樹脂構造体６０も同様に、樹脂構造体６０は、センタピラーレイン２３の底面部２３ａの形状に応じて略矩形状に形成される平板状の平板部６１と、平板部６１から略直角方向に延び格子状に配設されたリブ６２からなるリブ部６３とを有し、平板部６１がセンタピラーレイン２３の底面部２３に略沿って配設され、リブ６２がセンタピラーインナ２１に向かって車室側に延びるように設けられている。

格子状に配設されたリブ６２も、センタピラーレイン２３の側面部２３ｂに略沿って平行に車幅方向に延びる複数の縦リブ６２ａと、車体前後方向に延びる複数の横リブ６２ｂとを有しており、リブ部６３では、複数の縦リブ６２ａと複数の横リブ６２ｂとがそれぞれ平行に設けられ、縦リブ６２ａと横リブ６２とが互いに直角に結合され、センタピラーレイン２３からセンタピラーインナ２１に向かう方向に開口する四角形状の開口部６４が形成されている。

また、リブ部６３においても、センタピラー２０の車体前後方向端部側からセンタピラー２０の車体前後方向中央側に向かってリブ６２の長さが短く凹状に湾曲して形成されており、センタピラー２０の車体前後方向中央側からセンタピラー２０の車体前後方向端部側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている。

このようにして構成される樹脂構造体６０は、前述したように、樹脂構造体５０と所定の位置関係で同時に成形され、センタピラーレイン２３の側面部２３ｂ側に位置する縦リブ６３が連結部７０ａに一体的に成形され、連結部材７０によって樹脂構造体５０と連結された状態でセンタピラー２０に取り付けられて閉断面部２５ｂ内の所定位置に配設される。なお、本実施形態では、樹脂構造体５０、６０は、連結部材７０を成形型に挿入した状態で同時に成形しているが、樹脂構造体５０、６０をそれぞれ成形した後に、センタピラーレイン２３の側面部２３ｂ側に位置する縦リブ５３、６３をそれぞれ支持部７０ａに接着剤等を用いて結合し、樹脂構造体５０、６０を連結部材７０によって連結させるようにしてもよい。

これにより、樹脂構造体６０は、センタピラー２０の閉断面部２５ｂ内においてセンタピラー２０の車体上下方向の下方側に配設され、ロアヒンジ部４７ｂ及びインパクトバー３５の後端部３５ｂを含む車体上下方向における所定範囲に設けられ、ロアヒンジ部４７ｂ及びインパクトバー３５の後端部３５ｂと車体上下方向の対応する位置に設けられている。また、樹脂構造体６０は、センタピラーインナ２０に設けられる穴部２２ｆ、２３ｄ近傍に配置され、センタピラーインナ２０に設けられる穴部２２ｆ、２３ｄと車体上下方向の対応する位置に設けられている。

このようにして、本実施形態では、閉断面部２５ｂを有するセンタピラー２０に樹脂構造体５０、６０を内蔵したセンタピラー構造において、樹脂構造体５０、６０は、センタピラー２０に作用し得る複数の荷重にそれぞれ対応して閉断面部２５ｂ内に車体上下方向に離間して複数配設され、複数の樹脂構造体５０、６０の少なくとも１つは、センタピラー２０に取り付けられリアドア４０を回動可能に支持するヒンジ部４７と車体上下方向の対応する位置に設けられている。これにより、側突時にリアドア４０に車外側から作用する荷重がヒンジ部４７を通じてセンタピラー２０に伝達される部分を含むセンタピラー２０に荷重が作用する部分を局部的に樹脂構造体５０、６０によって補強することができ、センタピラー２０に必要以上に広い範囲にわたって補強する場合に比して、重量の増加を抑制しつつセンタピラー２０の曲げ変形を効率的に抑制することができる。

また、ヒンジ部４７は、車体上下方向に離間して配設される２つのヒンジ部４７ａ、４７ｂを備え、２つのヒンジ部４７ａ、４７ｂとそれぞれ車体上下方向の対応する位置に設けられる樹脂構造体５０、６０が異なる樹脂構造体であることにより、側突時にリアドア４０に車外側から作用する荷重が２つのヒンジ部４７ａ、４７ｂを通じてセンタピラー２０に伝達される部分をそれぞれ樹脂構造体５０、６０によって補強することができ、前記効果をより具体的に実現することができる。

樹脂構造体５０はまた、ストライカ３９及びインパクトバー４５の前端部４５ａと車体上下方向の対応する位置に設けられているので、側突時に、フロントドア３０に車外側から作用する荷重がストライカ３９を通じてセンタピラー２０に伝達される部分及びリアドア４０のインパクトバー４５を通じてセンタピラー２０に伝達される部分を有効に補強することができる。さらに、樹脂構造体５０は、センタピラー２０に設けられた穴部２２ｄ、２２ｅと車体上下方向の対応する位置に設けられているので、側突時に曲げ変形しやすいセンタピラー２０に設けられた穴部２２ｄ、２２ｅ近傍を有効に補強することができる。

樹脂構造体６０もまた、インパクトバー３５の後端部３５ｂと車体上下方向の対応する位置に設けられ、側突時にフロントドア３０に車外側から作用する荷重がフロントドア３０のインパクトバー３５を通じてセンタピラー２０に伝達される部分を有効に補強することができる。さらに、樹脂構造体６０は、センタピラー２０に設けられた穴部２２ｆ、２３ｄと車体上下方向の対応する位置に設けられ、側突時に曲げ変形しやすいセンタピラー２０に設けられた穴部２２ｆ、２３ｄ近傍を有効に補強することができる。

本実施形態では、樹脂構造体５０、６０が連結部材７０によって連結され、該連結部材７０がセンタピラー２０に結合されていることにより、センタピラー２０の閉断面部２５ｂ内に樹脂構造体５０、６０を位置決め精度良く配設することができるとともに、容易に取り付けることができ、作業効率を向上させることができる。

本実施形態ではまた、樹脂構造体５０、６０は、センタピラー２０の車外側に位置するセンタピラーレイン２３の底面部２３ａに略沿って配設される平板部５１、６１と、平板部５１、６１からセンタピラー２０の車室側に位置するセンタピラーインナ２１に向かって延びるリブ５２、６２を有しており、センタピラー２０に車室側から荷重が作用する際には、平板部５１、６１によってセンタピラー２０の曲げ変形初期に生じ得るセンタピラー２０の内方側への曲げ変形を抑制することができるとともに、リブ５２、５３によって閉断面部２５ｂを圧縮に対して強くすることができ、センタピラー２０の曲げ変形を有効に抑制することができる。

なお、本実施形態では、センタピラー２０に車体上下方向に離間して２つの樹脂構造体５０、６０が配設されているが、樹脂構造体５０、６０と同様に構成される樹脂構造体を、樹脂構造体５０の車体上方側でドア３０、４０に配設されたウインドガラス３２、４２の下縁部をなすベルトライン３６、４６と車体上下方向の対応する位置に設けるようにすることも可能である。かかる場合には、側突時にドア３０、４０に車外側から作用する荷重がドア３０、４０の上端部を通じてセンタピラー２０に伝達される部分を有効に補強することができる。

前述したように、本実施形態に係るセンタピラー構造では、１つの樹脂構造体５０が、アッパヒンジ部４７ａ、ストライカ３９、インパクトバー４５の前端部４５ａ及びセンタピラー２０に設けられた穴部２２ｄ、２２ｅと車体上下方向の対応するように設けられているが、アッパヒンジ部４７ａ、ストライカ３９、インパクトバー４５の前端部４５ａ及びセンタピラー２０に設けられた穴部２２ｄ、２２ｅに応じた複数の樹脂構造体を設けるようにしてもよい。

樹脂構造体６０についても、１つの樹脂構造体が、ロアヒンジ部４７ｂ、インパクトバー３５の後端部３５ｂ及びセンタピラー２０に設けられた穴部２２ｆ、２３ｄと車体上下方向の対応するように設けられているが、ロアヒンジ部４７ｂ、インパクトバー３５の後端部３５ｂ及びセンタピラー２０に設けられた穴部２２ｆ、２３ｄに応じた複数の樹脂構造体を設けるようにしてもよい。

また、センタピラー２０に配設される複数の樹脂構造体は、樹脂構造体５０が、アッパヒンジ部４７ａ、ストライカ３９及びインパクトバー４５の前端部４５ａに対応して設けられているように、センタピラー２０に作用し得る複数の荷重に対応して設けるようにすることも可能である。

このように、本実施形態では、樹脂構造体は、側突時にセンタピラー２０に作用し得る複数の荷重にそれぞれ対応して閉断面部２５ｂ内に車体上下方向に離間して複数配設され、複数の樹脂構造体の少なくとも１つは、センタピラー２０に取り付けられリアドア４０を回動可能に支持するヒンジ部４７と車体上下方向の対応する位置に設けられ、複数の樹脂構造体の１つは、ストライカ３９、インパクトバー３５の後端部３５ｂ、インパクトバー４５の前端部４５ａ、ベルトライン３６、４６及びセンタピラー２０に設けられる穴部２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２３ｄの少なくとも何れかと車体上下方向に対応した位置に設けられる。また、複数の樹脂構造体は連結部材７０によって連結され、連結部材７０がセンタピラー２０に結合されることにより閉断面部２５ｂ内に配設される。

また、本実施形態では、センタピラーレイン２３がセンタピラーアウタ２２に略沿って配設され、樹脂構造体５０、６０がセンタピラーレイン２３とセンタピラーインナ２１とによって形成される閉断面部２５ｂ内に配設されているが、センタピラー２０の形状に応じて樹脂構造体５０、６０をセンタピラーレイン２３とセンタピラーアウタ２２とによって形成される閉断面部２５ａ内に配設するようにしてもよい。また、センタピラーレイン２３を備えていないセンタピラー２０では、樹脂構造体５０、６０をセンタピラーインナ２１とセンタピラーアウタ２２とによって形成される閉断面部２５内に配設するようにしてもよい。

以上のように、本発明は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明は、重量の増加を抑制しつつセンタピラーの曲げ変形を効率的に抑制することができる樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造を提供することができ、例えば４ドアタイプの乗用車の車体のセンタピラーに利用することが可能である。

２ 車体側面部
３、４ ドア開口部
２０ センタピラー
２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２３ｄ 穴部
２５、２５ａ、２５ｂ 閉断面部
３０ フロントドア
３２、４２ ウインドガラス
３５、４５ インパクトバー
３６、４６ ベルトライン
３９ ストライカ
４０ リアドア
４７、４７ａ、４７ｂ ヒンジ部
５０、６０ 樹脂構造体
７０ 連結部材

Claims (8)

1. 車体側面部に設けられた前後のドア開口部の間に位置して車体上下方向に延び、閉断面状に形成された閉断面部を有するセンタピラーに、該センタピラーを補強するための樹脂構造体を内蔵したセンタピラー構造であって、
   前記樹脂構造体は、前記センタピラーに作用し得る複数の荷重にそれぞれ対応して前記閉断面部内に車体上下方向に離間して複数配設され、
   前記複数の樹脂構造体の少なくとも１つは、前記センタピラーに取り付けられリアドアを回動可能に支持するヒンジ部と車体上下方向の対応する位置に設けられている、
   ことを特徴とする樹脂構造体を内蔵した車両用フレーム構造。
2. 前記ヒンジ部は、車体上下方向に離間して配設される２つのヒンジ部を備え、該２つのヒンジ部とそれぞれ車体上下方向の対応する位置に設けられる前記樹脂構造体が異なる樹脂構造体である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂構造体を内蔵した車両用フレーム構造。
3. 前記複数の樹脂構造体の１つは、前記センタピラーに取り付けられフロントドアを係脱可能に係止させるストライカと車体上下方向の対応する位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂構造体を内蔵した車両用フレーム構造。
4. 前記複数の樹脂構造体の１つは、フロントドアに設けられた車体前後方向に延びるインパクトバーの後端部と車体上下方向の対応する位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の樹脂構造体を内蔵した車両用フレーム構造。
5. 前記複数の樹脂構造体の１つは、リアドアに設けられた車体前後方向に延びるインパクトバーの前端部と車体上下方向の対応する位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の樹脂構造体を内蔵した車両用フレーム構造。
6. 前記複数の樹脂構造体の１つは、ドアに配設されたウインドガラスの下縁部をなすベルトラインと車体上下方向の対応する位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の樹脂構造体を内蔵した車両用フレーム構造。
7. 前記複数の樹脂構造体の１つは、前記センタピラーに設けられ前記リアドアに通電するためのハーネスを挿通させる穴部と車体上下方向の対応する位置に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の樹脂構造体を内蔵した車両用フレーム構造。
8. 前記複数の樹脂構造体が連結部材によって連結され、該連結部材が前記センタピラーに結合されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の樹脂構造体を内蔵した車両用フレーム構造。